JPS626854Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本案は回転電機の冷却装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、回転電機をフレームを介して冷却する冷
却装置においては、自力もしくは他力によつて冷
却フアンを回転させステータと密接に嵌合してい
るフレーム外周上に冷却風を送つて冷却する空冷
法や、フレームを循環する冷却水で直接冷却した
りあるいは電機内部を循環する内気を冷却水で冷
却する水冷法が一般に用いられており、また特開
昭48−58306号公報に示されているように、凝縮
性冷却媒体（以下冷媒という）の沸騰および凝縮
の相変化を利用して発熱体の冷却を行うものも提
案されている。

すなわち、冷媒とともに発熱体を収納した密閉
室内で、冷媒が発熱体の熱で沸騰して気体（気
相）となり、この気体を凝縮器で冷却凝縮させて
液体（液相）にもどすという相変化を繰り返さ
せ、そのサイクル中の液相から気相へ変化する際
に発熱体の熱を奪つて冷却するものである。

〔本考案が解決しようとする問題点〕

しかるに、空冷法を用いた冷却装置の場合は、
構造は非常に簡単であるが冷却能力が小さく、ま
た水冷法を用いた冷却装置の場合は、冷却能力は
大きくなるが、多量の冷却水を要し、錆や絶縁低
下を生じないように注意しなければならない欠点
があり、沸騰冷却では、冷却効果が大きく、また
回転電機の冷却に用いた場合に負荷が増大し発熱
量が増しても、水冷のように冷却水の循環量を他
力で増大させる必要はなく、装置内で液相→気相
→液相のサイクルが自然に速まり冷却能力が増大
する効果があるが、発熱体部分が冷媒液中に浸漬
されるので、回転部のシールが面倒であるだけで
なく、材質によつて腐蝕を生じたり、不凝縮ガス
を発生させるおそれがあり、回転電機の寿命が短
くなり、また密封された冷媒容器内の不凝縮ガス
を排出することができず、冷却効果を低下させる
などの欠点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本案はこのような点にかんがみ、回転電機にお
けるフレームを２重構造にし、内側フレームと外
側フレームとの間に冷媒を充填させ、鉄心やコイ
ルなどの回転電機内部の構成部分を冷媒に直接接
触させないようにするとともに、フレーム上に設
けた凝縮器の上部に開閉自在のガス抜き口を設
け、使用中の保守作業において不凝縮ガスの排出
ができるようにしてある。

〔実施例〕

以下、本案を図に示す実施例によつて説明す
る。

第１図および第２図において、１は内側フレー
ム１ａと外側フレーム１ｂとからなる２重構造の
フレーム（沸騰器）で、内部に空気より比重の重
い冷媒２（たとえばフロンR113）を入れてい
る。３は前記内側フレーム１ａの内側に嵌合固着
されたステータ、４はステータコイル、５は前記
内側フレーム１ａの両端に嵌合固着されたブラケ
ツト、６はこのブラケツト５に軸受７を介して回
転自在に支承された回転軸、８は前記回転軸６に
前記ステータ３に径方向の空隙を介して対向する
ように嵌合固着された回転子、９は前記外側フレ
ーム１ｂの上部に気密に設けられた凝縮器で、前
記フレーム１の内部と連通し上方に伸びる１つも
しくは複数の冷却パイプ１０と、この冷却パイプ
１０に冷却風を送る冷却フアン１１とからなつて
いる。１２は前記冷却パイプ１０の外周に設けた
冷却フイン、１３は前記凝縮装置９の上部に気密
に設けたガス溜めで、前記冷却パイプの全てと連
通するとともに最上部にガス抜き口１４を設けて
いる。ガス抜き口１４はその周囲にＯリング１５
を設け、たとえば蓋１６をねじ（図示しない）等
で締付固着することによつて気密に閉鎖してい
る。

このような構成において、回転電機の運転を開
始し電機が発熱すると、フレーム１内の冷媒２は
内側フレーム１ａを介してステータ３から熱を奪
つて温度が上昇し沸騰をはじめ、気化した冷媒の
蒸気は凝縮器９の冷却パイプ１０内に上昇する。

凝縮器９においては回転電機の運転中は冷却フ
アン１１が駆動されており、冷却パイプ１０内に
蒸気が充満した状態で冷却フアン１１からの通風
を受けると、冷却パイプ１０内の蒸気は熱を奪わ
れて凝縮し再び液体となつて下のフレーム１内に
落下する。フレーム１内にもどつた冷媒液は再び
回転電機から熱を奪つて気化し、さらに冷却パイ
プ１０内で凝縮して液にもどる。このサイクルを
連続して行う。

ところで、沸騰冷却においては、装置内を真空
にするためにガス抜きをする必要があるが、本案
冷却装置では、つぎのように行う。

まず、最初のガス抜きは、冷媒２を大気中にお
いてフレーム１内に少なくとも内側フレーム１ａ
の外周高さまで入れたのち、蓋１６を締め付ける
ための図示しないねじを十分に締めつけずガス抜
き口１４を少し開いた状態にしておき、ステータ
コイル４に通電しステータ部の発熱を利用して冷
媒２を加熱する。

冷媒２の温度上昇にともなつて冷媒２が沸騰し
て気化をはじめ、装置内の圧力が大気圧以上に上
昇すると、冷媒は空気よりも比重が重いので上部
に溜まるガスは空気のみとなり、この空気がガス
抜き口１４から排出される。ガス抜きに際して前
記操作を数回繰り返すと良好なガス抜きが行われ
る。

また、一度ガス抜きを行つても長期間の後には
一般の沸騰冷却装置と同様に空気が装置内に入つ
て装置内の真空度が低下するが、本案冷却装置は
従来の沸騰冷却装置のように装置内を封じきつて
おらず、最上部に開閉自在なガス抜き口を設けて
あるので、このような場合でも保守作業により前
述のようにステータコイル４への通電による加熱
と、ガス抜き口１４の開閉を繰り返すことによつ
て装置内を再び真空状態にもどし、以後も良好な
冷却効果を保持させる。

〔本考案の効果〕

このように本案は、回転電機の冷却装置におい
て、フレームをステータが、内周に嵌合固着され
る内側フレームとその周りを囲む外側フレームと
の２重構造に構成され、この内側フレームと外側
フレーム間に比重が空気よりも重い冷媒を少なく
とも、内側フレームの外周高さまで充填するとと
もに外側フレームの上部に、１つもしくは複数の
冷却パイプとこの冷却パイプに冷却風を送る冷却
フアンとからなる凝縮器を気密に設け、さらにこ
の凝縮器の上部に前記冷却パイプと連通する開閉
自在のガス抜き口を設けて構成し、フレーム内の
冷媒が液相から気相になる際に必要とする気化熱
を回転電機から奪うことによつて回転電機を冷却
するので、非常に高い冷却効果を得ることができ
るにもかかわらず、冷媒が自動的に循環し水冷の
ように冷却水の循環装置を不要にして回転電機を
コンパクトにまとめることができ、回転電機内の
鉄心やコイル、絶縁物などに冷媒が直接接触しな
いため、錆や腐蝕あるいは変質を生じることがな
く、また不凝縮ガスを発生するおそれがない。

また、本案冷却装置は、従来の沸騰冷却装置の
ように装置内を封じきつておらず、最上部に開閉
自在なガス抜き口を設けてあるので、回転電機の
製作時だけでなく、長期間の使用過程において必
要になつたときはいつでも保守作業として、別個
に熱源を設けず容易にガス抜きを行うことがで
き、常に最良の冷却効果を維持した状態で使用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案の一実施例を示す側面図で上半部
を断面で示している。第２図は第１図における正
面図で左半部を断面で示している。 １はフレーム、１ａは内側フレーム、１ｂは外
側フレーム、２は冷媒、３はステータ、４はステ
ータコイル、５はブラケツト、６は回転軸、７は
軸受、８は回転子、９は凝縮器、１０は冷却パイ
プ、１１は冷却フアン、１２は冷却フイン、１３
はガス溜め、１４はガス抜き口、１５はＯリン
グ、１６は蓋である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. フレームの内周に嵌合固着されたステータと、
   前記フレームの両端にとりつけられたブラケツト
   と、このブラケツトに軸受を介して回転自在に支
   承された回転軸と、この回転軸に前記ステータに
   空隙を介して対向するように嵌合固着された回転
   子とを有する回転電機において、前記フレームを
   ステータが嵌合固着される内側フレームと、この
   内側フレームの周りを囲む外側フレームとの２重
   構造にし、内側フレームと外側フレームとの間に
   比重が空気よりも重い冷媒を少なくとも内側フレ
   ームの外周高さまで充填するとともに外側フレー
   ムの上部に、１つもしくは複数の冷却パイプと、
   この冷却パイプに冷却風を送る冷却フアンとから
   なる凝縮器を設け、さらにこの凝縮器の上部に前
   記冷却パイプと連通する開閉自在のガス抜き口を
   設けたことを特徴とする回転電機の冷却装置。