JPH11262219A - 電気機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 コップ状のケーシング１０内に配置され
たステータ１９及び、２つのポールリング２１，２２か
ら成り送風手段を有して駆動機構によって駆動可能な軸
（１４）に取り付けられたクローポール形ロータ機構
（２０）を備える電気機械において、送風手段が、ほぼ
半径方向に延びる送風羽根２９として、ポールリング
の、駆動機構とは逆の側のほぼ平らな端面２１Ａに形成
されており、軸方向で送風羽根に環状室３１がケーシン
グ底部１０Ａの部分として続いている。 【効果】 送風羽根と、これに対向して位置するリブと
が特に強力な冷却流を生ぜしめ、該冷却流が、発電機内
で生じる熱を、大きな面積のケーシング部分を介して外
側の液体へ排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気機械、特に水冷
式の三相交流発電機(fluessigkeitsgekuehlter Drehstr
omgenerator)であって、コップ状のケーシング内に配置
されたステータ及び、駆動機構によって駆動可能な軸に
取り付けられたクローポール形ロータ機構を備えてお
り、クローポール形ロータ機構が、ポールホイール半部
(Polradhaelfte)として形成されてクローを有していて
軸に取り付けられた第１のポールリング及び、同じくポ
ールホイール半部として形成されてクローを有する第２
のポールリングから成っており、一方のポールリングの
クローの先端がそれぞれ、他方のポールリングのクロー
間の隙間内へ延びており、ケーシング内に送風手段によ
って冷却空気流を生ぜしめるようになっており、冷却空
気流が、電気機械内に生じる熱を対流でケーシングの外
套を介して、ケーシングを囲む液状の媒体へ排出するよ
うになっている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】前記形式の電気機械は、例えばドイツ連
邦共和国特許第４３４２８７０号明細書により公知であ
る。この場合、クローポール機構の冷却が、玉軸受の熱
伝導、ステータ及びケーシングに対する放射、ベルトデ
ィスクにおける対流、並びに閉じたケーシング内の対流
によって行われる。前記形式の電気機械では特に、例え
ば１５０００ｒｐｍよりも高い回転数において、温度及
び冷却問題が生じる。その理由は、ロータ機構内の鉄損
(Eisenverlust)並びに玉軸受損失(Kugellagerverlust)
が回転数に伴って増大するからである。従って、十分な
冷却が冒頭に述べた形式の公知の電気機械では保証され
ていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は冒頭に
述べた形式の電気機械において前述の欠点を取り除くこ
とである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の構成では、送風手段が、ほぼ半径方向に延び
る送風羽根として、ポールリングの、駆動機構とは逆の
側のほぼ平らな端面に形成されており、軸方向で送風羽
根に環状室がケーシング底部の部分として続いている。
本発明の有利な構成が請求項２以下に記載してある。

【０００５】

【発明の効果】本発明に基づく前記構成によって利点と
して、冷却が電気機械内部での強制的な対流及び有効な
空気流により著しく改善される。本発明に基づく送風機
は、前記問題を、回転数の増大に伴う循環流空気量の増
大によって、特に高い回転数で効果的に解決する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づき詳
細に説明する。図１に示す発電機(Generator)はほぼコ
ップ状(topffoermig)のケーシング１０を有しており、
ケーシングがカバー１１により閉鎖されおり、ケーシン
グの底部１０Ａにハブ１２を形成してあり、ハブが玉軸
受１３を受容している。玉軸受内には軸１４の一方の端
部１４Ａが軸受されており、軸１４の他方の端部は玉軸
受１６内に軸受されていて、ケーシングから突出してお
り、該玉軸受は同じくカバー１１のハブ１７内に支承さ
れている。この側が発電機の駆動側である。

【０００７】ケーシング１０のほぼ中央で、該ケーシン
グの壁にステータ１９が配置されている。ステータと軸
との間に、ガイドロータとして形成されたクローポール
形ロータ機構(Klauenpollaeufersystem)２０を配置して
あり、クローポール形ロータ機構はポールリング２１，
２２を有しており、該ポールリングが端部にクロー(Kla
ue: claw)を有し、即ち、クローで終わっていて、クロ
ーが互いに噛み合っている。クローと軸１４との間に、
定置の励磁巻線２４を配置してあり、励磁巻線は、ほぼ
管状に形成されたケーシングフランジ２６に配置されて
おり、ケーシングフランジがカバー１１に当接されて、
ねじ２７を用いて固定されている。

【０００８】カバー１１と、ケーシングを閉鎖している
フード２８との間には発電機のための制御及び調整ユニ
ットが配置されているが、このような制御及び調整ユニ
ットは本発明にとって重要ではなく、かつ該形式の発電
機では一般的であるため、詳細な説明は省略する。

【０００９】ポールリング２１の平らな端面２１Ａに、
ほぼ半径方向へ延びる複数の送風羽根２９を配置してあ
り、送風羽根はハブ１２の近くまで達している。ポール
リング２１の端面２１Ａとケーシング１０の底部１０Ａ
との間に、比較的に幅広の環状室(breiter Ringraum)３
１が設けられており、環状室に、ほぼ半径方向へ延びる
複数のリブ３２を形成してあり、リブが送風羽根２９の
近くまで達していて、リブと送風羽根との間に隙間が形
成されている。リブ３２は半径方向に直線的に延びてい
るか、若しくは湾曲されていてよく、このことは同じく
送風羽根についても当てはまる。環状室３１及び、該環
状室に隣接していて軸１４に対してほぼ平行に延びて巻
線ヘッドの埋め込みのためにステータ１９の近くまで達
している区分３３の特別な構成により、内側の比較的に
大きな冷却面が形成されている。ケーシング１０は冷却
水(Kuelwasser)若しくは冷却液(Kuehlfluessigkeit)に
よって周囲を洗われ(umspuelen)ている。比較的に大き
な冷却面及び、矢印で示すように送風羽根２９による空
気循環に基づき、発電機内に生じる熱が極めて効果的に
冷却水に伝達され、流れに関して活性でない水、即ち、
極めてわずかな動きしかしない水が最小にされる。

【００１０】有利には送風羽根が熱伝導性の良好な材料
から成っていて、熱伝導可能にポールリング２１に結合
され、例えば鍛接(anschmieden)され、溶接され又は締
付け(anklemmen)られている。送風羽根２９及びリブ３
２若しくは溝(Nut)の最適な数は、発電機の大きさに基
づき規定される。ポールリング２１，２２間の空気容積
に対する空気交換(Luftaustausch)は、ケーシング内の
案内縁を通してかつ半径方向で送風機を介して行われ
る。

【００１１】本発明に基づく発電機の特別な利点が、ケ
ーシングの内側の大きな冷却面の効果的な活用、強い乱
流(Turbulent)を生ぜしめて高い熱伝達係数を有する送
風羽根の特別な配置、並びに冷却面、特に環状室３１及
び区分３３の増大によって得られる。強制的な空気循環
に基づき特に、高い回転数でクローポール形ロータ機構
と前述の冷却面との間の空気による熱搬送が生じる。ス
テータ巻線と励磁巻線若しくはクローポール形ロータ機
構２０における空隙内の表面が、空気への熱伝達に役立
つ。

【００１２】図２に示す変化実施例では、さらに効果的
な通気が、リブ３２に金属製のリングプレート(Ringsch
eibe)３５を配置することによって達成されており、リ
ングプレートは例えばアルミニウムから成っており、リ
ングプレートの幅がほぼ送風羽根２９の長さに相応して
おり、即ち、リングプレートの両側でリブ３２間に位置
する溝に通じる隙間が生じている。リングプレート３５
が熱的に底部１０Ａに結合されていると、冷却面が付加
的に増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】水冷式の三相交流発電機の縦断面図

【図２】図１の実施例に対する変化実施例の部分的な断
面図

【符号の説明】

１０ ケーシング、 １１ カバー、 １２ ハ
ブ、 １３ 玉軸受、１４ 軸、 １４Ａ 端部、
１６ 玉軸受、 １９ ステータ、２０ クロー
ポール形ロータ機構、 ２１，２２ ポールリング、
２４励磁巻線、 ２６ ケーシングフランジ、
２８ フード、 ２９ 送風羽根、 ３１ 環状
室、 ３２ リブ、 ３３ 区分、 ３５ リン
グプレート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気機械であって、コップ状のケーシン
   グ（１０）内に配置されたステータ（１９）及び、駆動
   機構によって駆動可能な軸（１４）に取り付けられたク
   ローポール形ロータ機構（２０）を備えており、クロー
   ポール形ロータ機構が、ポールホイール半部として形成
   されてクローを有していて軸（１４）に取り付けられた
   第１のポールリング（２１）及び、同じくポールホイー
   ル半部として形成されてクローを有する第２のポールリ
   ング（２２）から成っており、一方のポールリングのク
   ローの先端がそれぞれ、他方のポールリングのクロー間
   の隙間内へ延びており、ケーシング内に送風手段（２
   ９）によって冷却空気流を生ぜしめるようになってお
   り、冷却空気流が、電気機械内に生じる熱を対流でケー
   シング（１０）の外套を介して、ケーシングを囲む液状
   の媒体へ排出するようになっている形式のものにおい
   て、送風手段が、ほぼ半径方向に延びる送風羽根（２
   ９）として、ポールリング（２１）の、駆動機構とは逆
   の側のほぼ平らな端面（２１Ａ）に形成されており、軸
   方向で送風羽根に環状室（３１）がケーシング底部（１
   ０Ａ）の部分として続いていることを特徴とする電気機
   械。
2. 【請求項２】 送風羽根（２９）が、ケーシング（１
   ０）の底部に設けられて軸受（１３）を受容するハブ
   （１２）の近くまで達している請求項１記載の電気機
   械。
3. 【請求項３】 環状室（３１）の底部に、ほぼ半径方向
   に延びるリブ（３２）を該リブ間に位置する溝と共に形
   成してあり、リブが送風羽根（２９）の高さに位置して
   いて、直線的に若しくは弧状に延びている請求項１又は
   ２記載の電気機械。
4. 【請求項４】 リブ（３２）の領域内に、該リブを部分
   的に覆う金属製のリングプレート（３５）が配置されて
   いる請求項３記載の電気機械。
5. 【請求項５】 リングプレート（３５）が熱的にリブ
   （３２）に結合されている請求項４記載の電気機械。