JPH11262220A - 回転電機 - Google Patents

回転電機

Info

Publication number
JPH11262220A
JPH11262220A JP6145198A JP6145198A JPH11262220A JP H11262220 A JPH11262220 A JP H11262220A JP 6145198 A JP6145198 A JP 6145198A JP 6145198 A JP6145198 A JP 6145198A JP H11262220 A JPH11262220 A JP H11262220A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
ventilation
ventilation passage
cooling
cooling gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6145198A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigekazu Kieda
茂和 木枝
Hideaki Mori
英明 森
Toshio Otaguro
俊夫 大田黒
Akiyoshi Iida
明由 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6145198A priority Critical patent/JPH11262220A/ja
Publication of JPH11262220A publication Critical patent/JPH11262220A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タービン発電機において、冷却ガスを流路に
導く方法を改善し、冷却効率を向上させ、固定子鉄心が
均一に冷却される冷却構造を提供する。 【解決手段】 固定子内に設けた通風路を、外周側が冷
却ガス供給室6に接続する第1の通風路11と、冷却ガ
ス排出室7に接続する第2の通風路12に区分する。冷
却ガスは通風路11を通って固定子鉄心を冷却した後、
固定子と回転子の間隙4を経て、通風路12を通って鉄
心1を冷却する。さらに別途冷却ガスを直接4に供給
し、第1の通風路11を出たガスと混合させる。このよ
うにして、軸方向に並んだ通風路の外周側から冷却ガス
を供給することにより、軸方向の温度を均一化し、さら
に上記間隙4に冷却ガスを供給して、第2の通風路12
に流入するガス温度を下げ、半径方向の温度を均一化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機に係り、特
に、タービン発電機などにおいて、ファンを用いて送風
する冷却ガスにより、固定子鉄心を冷却させるのに好適
な構造の回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のタービン発電機の固定子鉄心を冷
却する構造としては、特開昭59−172953号公報
に開示されている構成のものがある。この構成では、フ
ァンにより送風された冷却ガスを、固定子と回転子の間
隙端部に送風し、固定子の間に設けた通風路内を、外周
側に排出することにより固定子鉄心を冷却する。また、
他の冷却方法としては、特開昭56−501190号公
報に開示されているものがある。ここでは、固定子を周
方向に分割し、固定子外周側をそれぞれ冷却ガスの供給
側と排気側に接続し、固定子外周側から冷却ガスを導入
し、固定子と回転子の間隙を通った後、再度、固定子を
外周方向に通過させて冷却するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の冷却方式
ではそれぞれ、固定子の温度は、軸方向あるいは周方向
に分布がつき、固定子鉄心の構造信頼性を低下させると
いう問題がある。すなわち、特開昭59−172953
号公報に記載の例では、固定子内を通過する冷却ガスの
流量が、軸方向に均一になりにくく、したがって固定子
の温度は軸方向に分布を持つという欠点を有する。ま
た、特開昭56−501190号公報に記載の例では、
後半の固定子を冷却するガス温度は、前半の固定子冷却
の結果、温度が上昇しており、前半に比べて後半の固定
子温度が大きく上昇するという問題がある。
【0004】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めになされたもので、回転電機の冷却装置において、冷
却ガスを流路に導く方法を改善し、冷却効率を向上させ
た回転電機を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下のよう
に解決される。請求項1記載発明は、回転子とその周囲
の固定子との間に間隙を有し、前記固定子内に鉄心を冷
却するための周方向に分割された半径方向の通風路を有
し、前記固定子内通風路の外周側が、冷却ガスを供給す
るためのガス供給室に接続されている第1の通風路群
と、前記冷却ガスを排出するためのガス排出室に接続さ
れている第2の通風路群とに分かれ、それぞれの通風路
群が周方向に交互に設置され、かつ、それぞれの通風路
群における通風路外周側が軸方向に並置されている回転
電機において、前記固定子と前記回転子の間隙端部が、
前記冷却ガス供給室と連結されていることを特徴とする
ものである。本例によれば、前半で固定子を冷却した結
果で温度が上昇したガスに、温度の低い冷却ガスを供給
するので、後半においても、効率的に固定子を冷却する
ことができる。また、請求項2記載発明は、回転子とそ
の周囲の固定子との間に間隙を有し、前記固定子内に鉄
心を冷却するための周方向に分割された半径方向の通風
路を有し、前記固定子内通風路の外周側が、冷却ガスを
供給するためのガス供給室に接続されている第1の通風
路群と、前記冷却ガスを排出するためのガス排出室に接
続されている第2の通風路群とに分かれ、それぞれの通
風路群が周方向に交互に設置され、かつ、それぞれの通
風路群における通風路外周側が軸方向に並置されている
回転電機において、前記固定子と前記回転子の間隙端部
が、前記冷却ガス供給室と連結されているとともに、前
記間隙の一部に、前記冷却ガスの流入を妨げる部材を有
することを特徴とするものである。本例によれば、第1
の通風路の出口領域において、端部からのガスの供給を
阻止した場合、冷却ガスの流れ方向の変化による冷却性
能の低下を防止できるので、後半の固定子冷却をより効
率的に行うことができる。また、請求項3記載発明は、
回転子とその周囲の固定子との間に間隙を有し、前記固
定子内に鉄心を冷却するための周方向に分割された半径
方向の通風路を有し、前記固定子内通風路は、外周側が
冷却ガスを供給するためのガス供給室に接続されている
第1の通風路群と、外周側が前記冷却ガスを排出するた
めのガス排出室に接続されている第2の通風路群とに分
かれ、それぞれの通風路群が周方向に交互に設置され、
かつ、それぞれの通風路群における通風路外周側が軸方
向に並置されている回転電機において、前記第1の通風
路群内の前記通風路に接する固定子鉄心の周囲に、断熱
材が設けられていることを特徴とするものである。本例
によれば、断熱材を設けた流路の冷却ガスは、温度上昇
が抑えられて、後半の第2の通風路群に供給される。ま
た、請求項4記載発明は、回転子とその周囲の固定子と
の間に間隙を有し、前記固定子内に鉄心を冷却するため
の周方向に分割された半径方向の通風路を有し、前記固
定子内通風路は、外周側が冷却ガスを供給するためのガ
ス供給室に接続されている第1の通風路群と、外周側が
前記冷却ガスを排出するためのガス排出室に接続されて
いる第2の通風路群とに分かれ、それぞれの通風路群が
周方向に交互に設置され、かつ、それぞれの通風路群に
おける通風路外周側が軸方向に並置されている回転電機
において、前記第1の通風路群内の前記通風路は、隔て
部材を介して隣接する2つの流路に再分割され、一方の
流路で固定子を冷却するとともに、他方の流路は温度上
昇を抑制する手段を有することを特徴とするものであ
る。本例によれば、前半の第1の通風路群で、一方の流
路で固定子を冷却するとともに、他方の流路で温度上昇
の抑制された冷却ガスを第2の通風路群に供給できる。
また、請求項5記載発明は、請求項1ないし4のうちい
ずれかに記載の回転電機において、前記第2の通風路の
入口断面積が、前記第1の通風路の出口断面積より小さ
いことを特徴とするので、第2の通風路の流入部の流路
抵抗が増加し、冷却ガスの流入流量の分布をより均一に
することが可能となる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図1、図2、図3に本発明の一
実施形態を示す。図1は、回転電機の軸に垂直方向の断
面図である。また、図2は、図1のAA’断面における
軸方向断面図の右半分であり、固定子が冷却される前半
部分を示している。図3は、図1のBB’断面における
軸方向の断面図の上半分であり、冷却の後半部分を示し
ている。
【0007】図2において、符号の1は固定子鉄心であ
り、保持部材2に保持されている。3は回転子であり、
4は固定子と回転子の間隙である。冷却ガスはファン5
により、ガス供給室6から固定子外周側10に供給され
る。さらに、9は全体を覆う部材である。11は固定子
保持部材2の間隙に設けられた冷却ガスを通すための第
1の通風路であり、外周側がガス供給室6に接続するも
のである。冷却ガスはこの第1の通風路11を通り、流
路中にある固定子鉄心1を冷却する。冷却ガスは固定子
と回転子の間隙4に至るが、鉄心による加熱のため、ガ
ス温度は、固定子外周側10における流入時に比べて上
昇している。さらに、ガスは、図1に示したように、後
半の固定子冷却用の第2の通風路12に流入する。
【0008】図3は、後半の冷却構造を示したものであ
る。冷却ガスは固定子内流路12を通過した後、外周側
で接続する排出室7に排気され、熱交換器8で冷却され
てガス供給室6に戻される。図に示したように、間隙4
の両端部21はガス供給部6に接続しており、これが本
発明に係わる構造である。本構造により、冷却ガスが間
隙4に直接供給され、図3に示した第2の通風路12に
流入するガス温度を低下させ、この第2の通風路12の
固定子鉄心の温度上昇を抑制する。なお、図1および図
2中に示した円に黒点を配した記号は、流れが紙面に垂
直上方に向かっていることを表し、円に×を配した記号
は、紙面に垂直に下方に向かっていることを表す。
【0009】図1は、以上の冷却ガスの流れを、軸に垂
直方向の断面から見たものである。図の右半分は図2お
よび図3の端部位置CC’での断面、図の左半分は内部
における位置DD’での断面図である。冷却ガスの一部
は固定子外周側10から第1の通風路11を通過し、間
隙4に流入し、ついで第2の通風路12を通って排出室
7に排出される。第1の通風路11と第2の通風路12
は、部材20で分離されている。図1の右半分(図2の
CC′断面図)に示したように、冷却ガスの残りは端部
21から間隙4に流入し、第1の通風路11から出たガ
スと混合され、ガス温度を低下させる。
【0010】第1の通風路11の出口領域に端部からガ
スを供給した場合、軸方向の流れにより、周方向の流れ
が軸方向に変化し、したがって、端部近辺の第2の通風
路12に流入する流量が低減し、冷却性能を低下させる
恐れがある。これを防止するために設けられたのが、第
1の通風路11の出口領域に端部から流入するのを妨げ
る為の遮蔽板22であり、本発明に係わるものである。
この遮蔽板22は端部に設置されるのが効果的である
が、所定の目的を達する上で支障がないならば、設置す
る軸方向位置は端部とは限らなくて良い。図1の左半分
(図2および図3のDD’断面図)では、遮蔽板は設置
されていないため、図には表示されていない。なお、図
1の右半分(図2および図3のCC’断面図)におい
て、ガスの流れを破線で示してあるのは、この位置が通
風路11の位置と一致していないためである。
【0011】図1において、第1の通風路11の出口断
面積と、第2の通風路12の入口断面積は同じである必
要はなく、必要に応じて変えればよい。図中には、第2
の通風路の入口面積を狭くした例を示したが、これは流
入部の流路抵抗を増加させ、流入する流量の分布をより
均一にする為である。
【0012】また、図1において、固定子から排出され
たガスを冷却する熱交換器8は、上部に設置した例を示
しており、そのために下部の排出室7から熱交換器8に
至る流路13を設けてある。一方、熱交換器をさらに下
部14の端部に置く構造も考えられ、その場合には流路
13は不要である。なお、図1から図3において、熱交
換器8は冷却ガスを供給するファン5の上流側に設置し
た例を示したが、下流側になるように、熱交換器あるい
はファンを設置することもできる。
【0013】図4は、本発明に関わる他の実施形態であ
り、固定子外周側10より冷却ガスを導入する第1の通
風路11を示した軸方向の断面図であって、通風路11
のうち、一部の流路15中にある鉄心1の周囲に断熱材
30を設置し、冷却ガスの温度上昇を抑えた例である。
本構成により、間隙4において、通常の冷却方法による
通風路11から流出したガス温度より低いガス温度が得
られ、通風路11と流路15を通ったガスが混合され、
排出室に接続した通風路12への冷却ガスの流入温度を
下げることができる。
【0014】図4には、隔て部材16を介して流路15
と通風路11とが隣接して同一の固定子支持部材2の間
に設けられた例を示しているが、流路15は単独に固定
子支持部材2の間に設けても良い。さらに、通風路11
で加熱された影響が流路15に及ぶのを防ぐために、隔
て部材16に熱伝導率の小さい材料を用いればより効果
的である。また、上記流路15の構造に加えて、図1〜
図3の例で説明したように、間隙4の端部21から、さ
らに冷却ガスを導入する方式を加えれば、第2の通風路
12に流入するガス温度は一層低下し、冷却にはより効
果的である。
【0015】
【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、回転電機
において、固定子間に設けた通風路を内周側から外周側
へ流れる冷却ガスの流入温度を下げることができ、冷却
効率を高めることができるので、固定子鉄心の温度を均
一化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固定子冷却構造の一実施形態の半径方
向断面図。
【図2】本発明の固定子冷却構造の一実施形態の第1の
冷却に係わる軸方向断面図。
【図3】本発明の固定子冷却構造の一実施形態の第2の
冷却に係わる軸方向断面図。
【図4】本発明の固定子冷却構造の他の実施形態の第1
の冷却に係わる軸方向断面図。
【符号の説明】
1 固定子鉄心 2 固定子支持部材 3 回転子 4 固定子と回転子との間の間隙 5 冷却用ファン 6 冷却ガス供給室 7 冷却ガス排出室 8 熱交換器 9 覆い 10 固定子冷却用通風路の外周側ガス供給口 11 流れが内周側に向かう第1の固定子冷却用通風路 12 流れが外周側に向かう第2の固定子冷却用通風路 13 流路 14 回転電機本体下部 15 鉄心の周囲に断熱材を設けた通風路 16 隔て部材 20 第1と第2の通風路隔壁 21 固定子・回転子間間隙の端部 22 遮蔽板 30 断熱材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 明由 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転子とその周囲の固定子との間に間隙
    を有し、前記固定子内に鉄心を冷却するための周方向に
    分割された半径方向の通風路を有し、前記固定子内通風
    路の外周側が、冷却ガスを供給するためのガス供給室に
    接続されている第1の通風路群と、前記冷却ガスを排出
    するためのガス排出室に接続されている第2の通風路群
    とに分かれ、それぞれの通風路群が周方向に交互に設置
    され、かつ、それぞれの通風路群における通風路外周側
    が軸方向に並置されている回転電機において、前記固定
    子と前記回転子の間隙端部が、前記冷却ガス供給室と連
    結されていることを特徴とする回転電機。
  2. 【請求項2】 回転子とその周囲の固定子との間に間隙
    を有し、前記固定子内に鉄心を冷却するための周方向に
    分割された半径方向の通風路を有し、前記固定子内通風
    路の外周側が、冷却ガスを供給するためのガス供給室に
    接続されている第1の通風路群と、前記冷却ガスを排出
    するためのガス排出室に接続されている第2の通風路群
    とに分かれ、それぞれの通風路群が周方向に交互に設置
    され、かつ、それぞれの通風路群における通風路外周側
    が軸方向に並置されている回転電機において、前記固定
    子と前記回転子の間隙端部が、前記冷却ガス供給室と連
    結されているとともに、前記間隙の一部に、前記冷却ガ
    スの流入を妨げる部材を有することを特徴とする回転電
    機。
  3. 【請求項3】 回転子とその周囲の固定子との間に間隙
    を有し、前記固定子内に鉄心を冷却するための周方向に
    分割された半径方向の通風路を有し、前記固定子内通風
    路は、外周側が冷却ガスを供給するためのガス供給室に
    接続されている第1の通風路群と、外周側が前記冷却ガ
    スを排出するためのガス排出室に接続されている第2の
    通風路群とに分かれ、それぞれの通風路群が周方向に交
    互に設置され、かつ、それぞれの通風路群における通風
    路外周側が軸方向に並置されている回転電機において、
    前記第1の通風路群内の前記通風路に接する固定子鉄心
    の周囲に、断熱材が設けられていることを特徴とする回
    転電機。
  4. 【請求項4】 回転子とその周囲の固定子との間に間隙
    を有し、前記固定子内に鉄心を冷却するための周方向に
    分割された半径方向の通風路を有し、前記固定子内通風
    路は、外周側が冷却ガスを供給するためのガス供給室に
    接続されている第1の通風路群と、外周側が前記冷却ガ
    スを排出するためのガス排出室に接続されている第2の
    通風路群とに分かれ、それぞれの通風路群が周方向に交
    互に設置され、かつ、それぞれの通風路群における通風
    路外周側が軸方向に並置されている回転電機において、
    前記第1の通風路群内の前記通風路は、隔て部材を介し
    て隣接する2つの流路に再分割され、一方の流路で固定
    子を冷却するとともに、他方の流路は温度上昇を抑制す
    る手段を有することを特徴とする回転電機。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のうちいずれかに記載
    の回転電機において、前記第2の通風路の入口断面積
    が、前記第1の通風路の出口断面積より小さいことを特
    徴とする回転電機。
JP6145198A 1998-03-12 1998-03-12 回転電機 Pending JPH11262220A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6145198A JPH11262220A (ja) 1998-03-12 1998-03-12 回転電機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6145198A JPH11262220A (ja) 1998-03-12 1998-03-12 回転電機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11262220A true JPH11262220A (ja) 1999-09-24

Family

ID=13171434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6145198A Pending JPH11262220A (ja) 1998-03-12 1998-03-12 回転電機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11262220A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007244067A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd 回転機の冷却構造
WO2018008356A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 株式会社豊田自動織機 回転機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007244067A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd 回転機の冷却構造
WO2018008356A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 株式会社豊田自動織機 回転機

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3788190B2 (ja) 回転電機
US5652469A (en) Reverse flow ventilation system with stator core center discharge duct and/or end region cooling system
CA1228628A (en) Baffle for improving coolant gas flow distribution in the gap region of a gas cooled dynamoelectric machine
CN101123380B (zh) 转子空冷定子蒸发冷却的汽轮发电机
US6268668B1 (en) Gas cooled generator stator structure and method for impingement cooling of generator stator coil
CN1322656C (zh) 发电机通风系统的密封装置
US20040090131A1 (en) Dynamo-electric machine
JP5918656B2 (ja) 回転電機
JPS6315823B2 (ja)
JPS6062699A (ja) フアン・デイフユ−ザ及び収集器
JP2001298906A (ja) 回転電機
JP2016220395A (ja) 回転電機
JP6246388B2 (ja) 回転電機
JP2006074866A (ja) 回転電機
JP2007089255A (ja) 回転電機
US2324297A (en) Dynamoelectric machine
JP2000050576A (ja) 回転電機の回転子冷却装置
JPH0993868A (ja) 車両用主電動機
JPH04351439A (ja) 回転電機
JPH0329986Y2 (ja)
JP3289721B2 (ja) 回転電機
CA1211146A (en) Fan diffuser and collector combination for cooling systems in dynamoelectric machines
JPS6013265Y2 (ja) 回転電機
CN121417565A (zh) 电机及鼓风机
JP3289722B2 (ja) 回転電機