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JP5239449B2 - Cylindrical rotor of rotating electrical machine - Google Patents
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JP5239449B2 - Cylindrical rotor of rotating electrical machine - Google Patents

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Description

この発明は、タ−ビン発電機などの回転電機の円筒形回転子に係り、特にその回転子巻線のコイルエンド部の冷却構造の改良に関する。   The present invention relates to a cylindrical rotor of a rotating electrical machine such as a turbine generator, and more particularly to an improvement in a cooling structure of a coil end portion of the rotor winding.

円筒形回転子を持つ回転電機は各種の用途に用いられ、大容量のタービン発電機に多く用いられる。以下に、図8ないし図12に示す、一般的なタービン発電機について説明する。   A rotating electric machine having a cylindrical rotor is used for various applications, and is often used for a large-capacity turbine generator. The general turbine generator shown in FIGS. 8 to 12 will be described below.

図8は、特許文献1等に示された一般的なタービン発電機の要部を模式化して示す縦断面図である。図9は、図8のP矢視の平面図であり、図10は、図9におけるA−C線の断面図であり、図11は、図9におけるB−C線の断面図である。また図12は、図8におけるQ部を拡大して示す一部を破断した部分正面図である。   FIG. 8 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of a general turbine generator disclosed in Patent Document 1 and the like. 9 is a plan view taken along the arrow P in FIG. 8, FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line A-C in FIG. 9, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line B-C in FIG. FIG. 12 is a partial front view in which a part Q shown in FIG.

図8〜図12において、タービン発電機9は、ケーシング6と、固定子7と、2極の円筒形回転子8と、軸流ファン69,69と、冷却装置93とを備えている。円筒形回転子8の外周面と固定子7の内周面との間には空隙部91が介在されている。円筒形回転子8は、回転軸部81と、回転軸部81と一体に構成された回転子鉄心部82と、2極機に対応した1対の回転子巻線2,2と、リング状の保持体83,83とを備えており、ケーシング6に図示しない軸受部を介して固定子7に回転自在に支持されている。   8 to 12, the turbine generator 9 includes a casing 6, a stator 7, a two-pole cylindrical rotor 8, axial fans 69 and 69, and a cooling device 93. A gap 91 is interposed between the outer peripheral surface of the cylindrical rotor 8 and the inner peripheral surface of the stator 7. The cylindrical rotor 8 includes a rotating shaft portion 81, a rotor core portion 82 formed integrally with the rotating shaft portion 81, a pair of rotor windings 2 and 2 corresponding to a two-pole machine, and a ring shape. The holders 83 and 83 are rotatably supported by the stator 7 via bearings (not shown) in the casing 6.

なお、タービン発電機には、軸流ファン69が回転軸部81の一方にのみ設けられ、冷媒ガスがケーシング6内を循環するように冷媒ガス流路が形成されているものもある。   In some turbine generators, an axial fan 69 is provided only on one of the rotating shaft portions 81 and a refrigerant gas flow path is formed so that the refrigerant gas circulates in the casing 6.

それぞれの回転子巻線2は、平角銅線からなる素線導体21を多重に巻回して形成された複数の層コイル22で構成される。それぞれの層コイル22は、回転子鉄心部82に円周方向に所定の間隔をおいて形成されている図示しない複数の巻線用溝の異なる巻線用溝に装填される。回転子巻線2の各層コイル22の巻線用溝に収納されている部位には、回転軸部81の軸長方向に分布して多数の通気孔88が形成されている。そして、上述の構造を持つ1対の回転子巻線2,2は、回転軸部81の中心軸線(図8中に1点鎖線で示す)X−Xに対して互いに線対称の関係となるように配設されている。   Each rotor winding 2 is composed of a plurality of layer coils 22 formed by winding wire conductors 21 made of flat copper wires in multiple layers. Each layer coil 22 is loaded in a winding groove different from a plurality of winding grooves (not shown) formed in the rotor core portion 82 at a predetermined interval in the circumferential direction. A large number of vent holes 88 are formed in a portion of the rotor winding 2 housed in the winding groove of each layer coil 22 and distributed in the axial length direction of the rotary shaft portion 81. The pair of rotor windings 2 and 2 having the above-described structure are in a line-symmetric relation with respect to the central axis (indicated by a one-dot chain line in FIG. 8) XX of the rotation shaft portion 81. It is arranged like this.

回転子巻線2の回転子鉄心部82の両端部から巻線用溝の外へ突き出された巻線端部(コイルエンド部)29,29は、リング状の保持体83によってその少なくとも外周部が保持され、円筒形回転子8が回転することによって発生される大きな遠心力によって変形しないよう保護される。保持体83は、ここでは、回転子巻線2のそれぞれのコイルエンド部29を保持する円筒状部831と、ファン69側の端部で円筒状部831に結合される円環状部832とを備えている(図12参照)。   Winding end portions (coil end portions) 29 and 29 projecting out of the winding groove from both end portions of the rotor core portion 82 of the rotor winding 2 are at least outer peripheral portions thereof by a ring-shaped holding body 83. Are protected from being deformed by a large centrifugal force generated by the rotation of the cylindrical rotor 8. Here, the holding body 83 includes a cylindrical portion 831 that holds each coil end portion 29 of the rotor winding 2 and an annular portion 832 that is coupled to the cylindrical portion 831 at the end on the fan 69 side. (See FIG. 12).

ファン69、69は、円筒形回転子8,固定子7を冷却する冷媒ガス99をタービン発電機9内に循環させるために設けられており、回転子巻線2の両端のコイルエンド部29の回転軸部81の軸長方向に関する外側の位置に、回転軸部81に嵌め込まれて配設されている。固定子7は、周知の如く、多数の薄板製の鉄心板を軸方向に積層してなり,回転軸部81と同心の円形の内径を持つ固定子鉄心71と、固定子鉄心71に形成されている図示しない複数の巻線用溝に装填された固定子巻線72とを備えている。そして、固定子鉄心71の鉄心板の積層方向の要所には、冷媒ガス99を通流させるための通気ダクト73が多数形成されている。   The fans 69 and 69 are provided to circulate the refrigerant gas 99 for cooling the cylindrical rotor 8 and the stator 7 in the turbine generator 9, and are provided at the coil end portions 29 at both ends of the rotor winding 2. The rotary shaft 81 is fitted into the rotary shaft 81 at a position outside the axial length direction. As is well known, the stator 7 is formed by laminating a large number of thin iron core plates in the axial direction, and is formed on a stator core 71 having a circular inner diameter concentric with the rotary shaft portion 81, and the stator core 71. And a stator winding 72 loaded in a plurality of winding grooves (not shown). A large number of ventilation ducts 73 for allowing the refrigerant gas 99 to flow therethrough are formed at important points in the stacking direction of the iron core plates of the stator iron core 71.

次にケーシング6内に設けられた冷媒ガス99の通流路について説明をする。まず、ケーシング6は、固定子鉄心71の外周面に外接させて合計4枚の仕切板61,62が固定子鉄心71の鉄心板の積層方向に間隔を置いて図示の如くに設けられている。外側の仕切板61と内側の仕切板62とを接続するようにして複数の円筒状の連絡ダクト63が配置されている。仕切板61と仕切板62とによって区切られたそれぞれの空間は排気ダクト64,64となり、両側を仕切板62、62で区切られた空間は中央給気ダクト65となる。また、ケーシング6の両端部には、ファン69、69にそれぞれ対応させて吸気ダクト66,66が設けられている。   Next, the flow path of the refrigerant gas 99 provided in the casing 6 will be described. First, the casing 6 is circumscribed on the outer peripheral surface of the stator core 71, and a total of four partition plates 61 and 62 are provided as shown in the figure at intervals in the stacking direction of the core plates of the stator core 71. . A plurality of cylindrical connecting ducts 63 are arranged so as to connect the outer partition plate 61 and the inner partition plate 62. The spaces partitioned by the partition plate 61 and the partition plate 62 become the exhaust ducts 64 and 64, and the space partitioned by the partition plates 62 and 62 on both sides becomes the central air supply duct 65. In addition, intake ducts 66 and 66 are provided at both ends of the casing 6 so as to correspond to the fans 69 and 69, respectively.

冷却装置93は、円筒形回転子8,固定子7を冷却することで高温となった冷媒ガス99から熱を除去する周知の冷却器94と、冷却器94と排気ダクト64,64とを接続する排気風胴95と、冷却器94と吸気ダクト66,66とを接続する吸気風胴96,96とを備えて構成されている(図9参照)。   The cooling device 93 connects a known cooler 94 that removes heat from the refrigerant gas 99 that has become high temperature by cooling the cylindrical rotor 8 and the stator 7, and the cooler 94 and the exhaust ducts 64 and 64. And an intake wind tunnel 96, 96 connecting the cooler 94 and the intake ducts 66, 66 (see FIG. 9).

このように構成されたタービン発電機9において、ファン69、69で加圧された冷媒ガス99は、まず、保持体83の付近で大きく3つに分岐される。すなわち、それぞれの保持体83の外周部を経て両端部から空隙部91に直接流入する冷媒ガス流99Aと、固定子巻線72の両端部のそれぞれを冷却した後に連絡ダクト63を経て中央給気ダクト65に流入する冷媒ガス流99Bと、それぞれの回転軸部81の外周面と保持体83および回転子コイル端部29との間の空間のそれぞれから回転子巻線2に流入する冷媒ガス流99Cとに分かれるのである。   In the turbine generator 9 configured as described above, the refrigerant gas 99 pressurized by the fans 69 and 69 is first branched into three roughly in the vicinity of the holding body 83. That is, the refrigerant gas flow 99A flowing directly into the gap 91 from both ends through the outer periphery of each holding body 83 and the center air supply via the connecting duct 63 after cooling both ends of the stator winding 72 The refrigerant gas flow 99B flowing into the duct 65 and the refrigerant gas flow flowing into the rotor winding 2 from each of the spaces between the outer peripheral surface of each rotary shaft portion 81 and the holding body 83 and the rotor coil end portion 29. It is divided into 99C.

冷媒ガス流99Cは、回転子巻線2の端部(コイルエンド部)29を冷却しつつ回転子鉄心部82の端部に到り、冷媒ガス流99Cの内の多くの部分がこの端部から巻線用溝部の底部に設けたガス通流路に流入し、回転子巻線2を冷却した後、通気孔88から空隙部91へ流出する。冷媒ガス流99Bは、中央給気ダクト65に連通されている通気ダクト73中を通流し、固定子鉄心71および固定子巻線72を冷却しつつ固定子鉄心部71の積厚方向の中央部から空隙部91に流入する。このようにして、空隙部91で合流された冷媒ガス99は、排気ダクト64,64に連通している通気ダクト73中を通流し、固定子鉄心71および固定子巻線72を冷却しつつ排気ダクト64,64に到る。   The refrigerant gas flow 99C reaches the end of the rotor core 82 while cooling the end portion (coil end portion) 29 of the rotor winding 2, and many portions of the refrigerant gas flow 99C are the end portions. Then, the gas flows into the gas flow path provided at the bottom of the winding groove, cools the rotor winding 2, and then flows out from the air vent 88 to the gap 91. The refrigerant gas flow 99B flows through the ventilation duct 73 communicated with the central air supply duct 65, and cools the stator core 71 and the stator winding 72, while the central portion of the stator core 71 in the stacking direction. Flows into the gap portion 91. In this way, the refrigerant gas 99 merged in the gap 91 flows through the ventilation duct 73 communicating with the exhaust ducts 64, 64, and exhausts while cooling the stator core 71 and the stator winding 72. It reaches the ducts 64 and 64.

排気ダクト64,64に到達した冷媒ガス99は、円筒形回転子8,固定子7を冷却して比較的に高温になっているが、この高温の冷媒ガス99は、排気風胴95を経て冷却器94に流入して冷却される。冷却器94で冷却されて再び低温に戻った冷媒ガス99は、吸気風胴96,96および吸気ダクト66,66を経てファン69により吸気され、ケーシング6内に供給されるのである。   The refrigerant gas 99 that has reached the exhaust ducts 64 and 64 cools the cylindrical rotor 8 and the stator 7 and has a relatively high temperature. The high-temperature refrigerant gas 99 passes through the exhaust wind tunnel 95. It flows into the cooler 94 and is cooled. The refrigerant gas 99 cooled to the low temperature again by the cooler 94 is sucked by the fan 69 through the intake wind tunnels 96 and 96 and the intake ducts 66 and 66 and supplied into the casing 6.

このように、タービン発電機9においては、冷却器94を介して冷媒ガス99を内部に循環させて冷却を行うことにより、安定な運転状態を得ているが、この種の回転電機に採用されている円筒形回転子8の回転子巻線2は、特に、そのコイルエンド部29の冷却が十分でないため、この部分の温度が高くなる傾向にあった。このため、従来からこの回転子巻線のコイルエンド部の冷却効果を高めて温度を低下させるため工夫が行われており、その一つの例として特許文献1に示された従来例を図13〜図20に示す。
図13は、図8におけるR部を拡大して示す部分断面斜視図、図14は図13におけるL部を拡大して示す部分斜視図、図15は回転子巻線2の円弧状部24を形成する素線導体21の縦断面図である。また、図16は図8におけるR部を拡大して示す部分的な正面断面図、図17は図16におけるU−U線に沿う部分断面図、図18は、図13におけるV−V線に沿う部分断面図、図19は図13におけるW−W線に沿う部分断面図、図20は図19におけるP矢視の部分平面図である。
As described above, in the turbine generator 9, the refrigerant gas 99 is circulated through the cooler 94 to cool the inside to obtain a stable operation state. However, the turbine generator 9 is employed in this type of rotating electric machine. In particular, the rotor winding 2 of the cylindrical rotor 8 has a tendency that the temperature of this portion tends to increase because the coil end portion 29 is not sufficiently cooled. For this reason, in order to raise the cooling effect of the coil end part of this rotor winding | winding and to reduce temperature conventionally, the device is performed, and the prior art example shown by patent document 1 as one example is FIGS. It shows in FIG.
13 is an enlarged partial sectional perspective view showing an R portion in FIG. 8, FIG. 14 is an enlarged partial perspective view showing an L portion in FIG. 13, and FIG. 15 shows an arcuate portion 24 of the rotor winding 2. It is a longitudinal cross-sectional view of the strand conductor 21 to form. 16 is a partial front sectional view showing an enlarged R portion in FIG. 8, FIG. 17 is a partial sectional view taken along the line U-U in FIG. 16, and FIG. 18 is taken along the line V-V in FIG. 19 is a partial sectional view taken along line WW in FIG. 13, and FIG. 20 is a partial plan view taken along arrow P in FIG.

これらの図に示すように、円筒形回転子8は、回転軸部81と、回転子鉄心部82と、1対の回転子巻線2と、回転子巻線2のコイルエンド部29に配設された複数のスペーサ54および54Aと、隔壁体55と、仕切壁体56と、外周部絶縁体57と、複数の楔3と、保持体83,83等とで2極構造に構成される。回転子巻線2は、それぞれの磁極毎に平角銅線からなる素線導体21が複数回巻回して構成された複数個(ここでは6個)の層コイル22で構成されている。それぞれの層コイル22は、周知の鞍形コイルとして形成されている。各層コイル22の直線状部23の中央部分が、回転子鉄心部82の異なる巻線用溝84に装填され、また、層コイル22の円弧状部24は、回転子巻線2のコイルエンド部29の主要部分を構成している。
各層コイル22のコイルエンド部29の相互間にはスペーサ54が、最も外側の層コイル22の外側面と、最も内側の層コイル22の内側面とにはスペーサ54Aがそれぞれ配置されて、円筒形回転子8の加減速時に発生する加速度などに対応してコイルエンド部9に働く大きな応力に対処している。スペーサ54は、細長い平板状の電気絶縁材からなる基板部541と、基板部541の両側面のそれぞれに一定の厚さを持たせて形成された電気絶縁材製の複数の突起部542とで構成されている。この突起部542は、コイルエンド部29における層コイル2の側面に沿わせて冷媒ガス99を通流させる通流路を確保するために設けられるものである。スペーサ54は複数の突起部542が基板部541の両方の側面に備えているが、スペーサ54Aは、複数の突起部542が基板部541の一方の側面のみに備えている点でスペーサ54と相違している。
As shown in these drawings, the cylindrical rotor 8 is arranged on a rotating shaft portion 81, a rotor core portion 82, a pair of rotor windings 2, and a coil end portion 29 of the rotor winding 2. The plurality of spacers 54 and 54A, the partition wall body 55, the partition wall body 56, the outer peripheral insulator 57, the plurality of wedges 3, the holding bodies 83, 83, and the like are configured in a bipolar structure. . The rotor winding 2 is composed of a plurality (six in this case) of layer coils 22 formed by winding a wire conductor 21 made of a flat copper wire for each magnetic pole a plurality of times. Each layer coil 22 is formed as a well-known saddle coil. The central portion of the linear portion 23 of each layer coil 22 is loaded into a different winding groove 84 of the rotor core portion 82, and the arc-shaped portion 24 of the layer coil 22 is the coil end portion of the rotor winding 2. 29 main parts are formed.
A spacer 54 is disposed between the coil end portions 29 of each layer coil 22, and a spacer 54 A is disposed on the outer surface of the outermost layer coil 22 and the inner surface of the innermost layer coil 22. A large stress acting on the coil end portion 9 is dealt with in accordance with an acceleration generated at the time of acceleration / deceleration of the rotor 8. The spacer 54 includes a substrate portion 541 made of an elongated flat plate-like electric insulating material, and a plurality of protrusion portions 542 made of an electric insulating material formed with a certain thickness on each of both side surfaces of the substrate portion 541. It is configured. The protrusion 542 is provided to ensure a flow path through which the refrigerant gas 99 flows along the side surface of the layer coil 2 in the coil end portion 29. The spacer 54 includes a plurality of protrusions 542 on both side surfaces of the substrate portion 541. The spacer 54A differs from the spacer 54 in that the plurality of protrusion portions 542 are provided only on one side surface of the substrate portion 541. doing.

スペーサ54,54Aが持つ基板部541は、層コイル22の高さ方向寸法Hとほぼ同等の幅寸法を有し、素線導体21の長さ方向に沿わせた長さを有している。スペーサ54,54Aにおける突起部542は、山形や三角形などの尖頭部を持つ形状を有し、基板部541の長さ方向に間隔を隔てて設けられ、その反基板部541側の端面が層コイル22の側面に当接される。この突起部542は、基板部541の幅方向の両端部のそれぞれに、その尖頭部を内側に向け、しかも、互いに位置を半間隔長だけずらして形成されている。   The substrate portion 541 included in the spacers 54 and 54A has a width dimension substantially equal to the dimension H in the height direction of the layer coil 22 and has a length along the length direction of the strand conductor 21. The protrusions 542 in the spacers 54 and 54A have a shape having a pointed head such as a mountain shape or a triangle, are provided at intervals in the length direction of the substrate portion 541, and the end surface on the side opposite to the substrate portion 541 is a layer. It abuts on the side surface of the coil 22. The protrusions 542 are formed at both end portions in the width direction of the substrate portion 541 with their sharp heads facing inward, and the positions thereof are shifted from each other by a half-interval length.

これによって、層コイル22のコイルエンド部29の側面には、冷媒ガス99が通流される、突起部542によってジグザグ状とされた通流路543が形成されることになる。この通流路543を後記する貫通孔55aと関連付けて視察すると、貫通孔55aから層コイル22の直線状部23に沿って冷媒ガス99が通流する通流路54Xと、貫通孔55aから層コイル22の円弧状部24に沿って冷媒ガス99が通流する通流路54Yとして把握することができる(図13参照)。なお、突起部542の持つ形状としては、矩形状のものも知られている。   As a result, on the side surface of the coil end portion 29 of the layer coil 22, a flow passage 543 having a zigzag shape formed by the protrusions 542 through which the refrigerant gas 99 flows is formed. When this passage 543 is observed in association with a through hole 55a described later, the passage 54X through which the refrigerant gas 99 flows from the through hole 55a along the linear portion 23 of the layer coil 22, and the layer from the through hole 55a. It can be grasped as a flow path 54Y through which the refrigerant gas 99 flows along the arcuate portion 24 of the coil 22 (see FIG. 13). Note that a rectangular shape is also known as the shape of the protrusion 542.

各層コイル22のコイルエンド部29の回転軸部81と対向する面に配置される隔壁体55は、電気絶縁材を用いて全体として円筒を構成しており、コイルエンド部29における層コイル22の内周側に回転軸部81の外周面との間に空間を隔てて配置されている。隔壁体55には冷媒ガス通流路として、層コイル22の直線状部23と円弧状部24との結合部位直下の部位に貫通孔55a(図16参照)が、また、後記する排気室56Xに対向する部位に貫通孔55b(図17参照)が、それぞれ形成されている。仕切壁体56は、1対が1組になって合計2組(2極機であるため)が用いられており、排気室56Xを形成すべき部位を仕切るようにして、隔壁体55の内周面に当接させて配置されている(図17参照)。   The partition wall 55 arranged on the surface of the coil end portion 29 of each layer coil 22 facing the rotating shaft portion 81 forms a cylinder as a whole using an electrical insulating material, and the layer coil 22 in the coil end portion 29 has a cylindrical shape. It is arranged on the inner peripheral side with a space between the outer peripheral surface of the rotary shaft portion 81. In the partition wall 55, a through hole 55a (see FIG. 16) is provided as a refrigerant gas flow path in the portion immediately below the connecting portion between the linear portion 23 and the arc-shaped portion 24 of the layer coil 22, and an exhaust chamber 56X described later. A through hole 55b (see FIG. 17) is formed in a portion facing each other. The partition wall body 56 is a pair of two pairs in total (because it is a two-pole machine), and the partition wall body 55 is divided so that a portion where the exhaust chamber 56X is to be formed is partitioned. It arrange | positions in contact with a surrounding surface (refer FIG. 17).

両側を仕切壁体56,56で仕切られることで隔壁体55の内周側に形成される4個の空間の内、磁極の中間位置の直下に位置している2個の空間が、冷媒ガス流99Cが流入される流入室55Xとなり、また、磁極の中心位置(磁極の中心線Y−Yを図17中に2点鎖線で示す)の直下に位置している2個の空間が排気室56Xとなる。この排気室56Xは、そのファン69側の端部は閉塞され、その反ファン69側の端部は後記する排気溝86(図13参照)に連通されている。なお、流入室55Xは、そのファン69側の端部は開口をされ、その反ファン69側の端部は後記する溝部通流路84aに連通されている。   Of the four spaces formed on the inner peripheral side of the partition wall body 55 by partitioning the both sides with the partition wall bodies 56, 56, the two spaces located immediately below the intermediate position of the magnetic pole are refrigerant gas. Two spaces located immediately below the center position of the magnetic pole (the center line YY of the magnetic pole is indicated by a two-dot chain line in FIG. 17) are the inflow chamber 55X into which the flow 99C flows. 56X. The exhaust chamber 56X is closed at the end on the fan 69 side, and the end on the anti-fan 69 side is communicated with an exhaust groove 86 (see FIG. 13) described later. The end of the inflow chamber 55X on the fan 69 side is opened, and the end on the anti-fan 69 side is communicated with a groove passage 84a described later.

外周部絶縁体57は、電気絶縁材を用いて円筒状に形成され、コイルエンド部29における層コイル22の外周側と、保持体83の円筒状部831の内周側との間に配置されている(図17参照)。楔3は、巻線用溝84に装填された部分の回転子巻線2が、円筒形回転子8が回転することで発生される大きな遠心力によって巻線用溝84から飛び出さないようにするなどのために、巻線用溝84の開口部にこれを塞ぐように装着されている。   The outer peripheral insulator 57 is formed in a cylindrical shape using an electrical insulating material, and is disposed between the outer peripheral side of the layer coil 22 in the coil end portion 29 and the inner peripheral side of the cylindrical portion 831 of the holding body 83. (See FIG. 17). The wedge 3 prevents the portion of the rotor winding 2 loaded in the winding groove 84 from jumping out of the winding groove 84 due to a large centrifugal force generated by the rotation of the cylindrical rotor 8. For this purpose, it is mounted so as to close the opening of the winding groove 84.

楔3には、図18〜図20に示すように回転軸部81の軸長方向に長い小判形の貫通孔3aが形成されており、それぞれの貫通孔3aは、素線導体21に形成されている後記する貫通孔21aなどを介して溝部通流路84a(図13参照)に連通されている。この溝部通流路84aは、各巻線用溝84の底部に回転軸部81の軸長方向に沿って形成されており、溝部通流路84aの両端部はそれぞれ流入室55Xに連通されている。なお、前記タービン発電機の円筒形回転子8における通気孔88は、円筒形回転子8の貫通孔3aとこれに対応して層コイル22に関連して形成されている後記する諸貫通孔によって構成されていることになる。   As shown in FIGS. 18 to 20, the wedge 3 is formed with oval through holes 3 a that are long in the axial direction of the rotary shaft portion 81, and each through hole 3 a is formed in the strand conductor 21. It communicates with the groove portion passage channel 84a (see FIG. 13) through a through hole 21a described later. The groove portion passage channel 84a is formed at the bottom of each winding groove 84 along the axial length direction of the rotary shaft portion 81, and both end portions of the groove portion passage passage 84a communicate with the inflow chamber 55X. . The vent hole 88 in the cylindrical rotor 8 of the turbine generator is formed by a through hole 3a of the cylindrical rotor 8 and various through holes described later formed in association with the layer coil 22. It will be configured.

回転子鉄心部82には、1対の回転子巻線2、2を構成する層コイル22に対応した個数と位置とに従う複数の巻線用溝84と、歯部85と、複数の排気溝86とが図13に示すように形成されている。各巻線用溝84の底部には段付部84bが形成されており、この段付部84bの下部に前記した溝部通流路84aが形成されている(図18参照)。また、最外側および最内側の層コイル22が装填される巻線用溝84の反歯部85側を形成する回転子鉄心部82の部位,および各歯部85のそれぞれの軸長方向の両端部には、排気路85aが形成されている。   The rotor core portion 82 includes a plurality of winding grooves 84 according to the number and position corresponding to the layer coils 22 constituting the pair of rotor windings 2, 2, a tooth portion 85, and a plurality of exhaust grooves. 86 are formed as shown in FIG. A stepped portion 84b is formed at the bottom of each winding groove 84, and the groove-passing channel 84a described above is formed below the stepped portion 84b (see FIG. 18). Further, a portion of the rotor core portion 82 that forms the side opposite to the tooth portion 85 of the winding groove 84 in which the outermost and innermost layer coils 22 are loaded, and both ends of each tooth portion 85 in the axial length direction. An exhaust passage 85a is formed in the part.

ここで、主として図18〜図20を参照して、円筒形回転子8の巻線用溝84内の電気絶縁および冷媒ガス99の通流路について更に説明する。それぞれの巻線用溝84内には、まず、回転子鉄心部82と層コイル22との間の電気絶縁用として、電気絶縁材をL字状に形成した1対の溝部絶縁体581が図示のように装填される。この溝部絶縁体581は、L字状をなすその底辺部分を溝の段付部84b上に、その先端部間に幅W581 を持つ間隙部581aが形成されるようにして載置される。そして層コイル22は、その下面と両側面とを溝部絶縁体581によって電気絶縁されるようにして、巻線用溝84に装填されている。この層コイル22の上側には、電気絶縁材製の上部絶縁体582を介して、前記楔3が装着されている。なお、511は、素線導体21の相互間を電気絶縁するための電気絶縁材製の素線間絶縁体である。 Here, with reference mainly to FIGS. 18-20, the electrical insulation in the coil | winding groove | channel 84 of the cylindrical rotor 8 and the flow path of the refrigerant | coolant gas 99 are further demonstrated. In each of the winding grooves 84, first, a pair of groove insulators 581 in which an electrical insulating material is formed in an L shape is illustrated for electrical insulation between the rotor core portion 82 and the layer coil 22. It is loaded as follows. The groove insulator 581 is placed on the stepped portion 84b of the groove having an L-shaped bottom portion so that a gap 581a having a width W 581 is formed between the tip portions. The layer coil 22 is loaded in the winding groove 84 such that the lower surface and both side surfaces thereof are electrically insulated by the groove insulator 581. The wedge 3 is mounted on the upper side of the layer coil 22 via an upper insulator 582 made of an electrical insulating material. Reference numeral 511 denotes an inter-strand insulator made of an electrical insulating material for electrically insulating the conductor conductors 21 from each other.

それぞれの層コイル22を構成する素線導体21の巻線用溝84内に収納されている部分には、回転軸部81の軸長方向に沿って冷媒ガス99(後記する冷媒ガス流99Z)を通流させるための複数の貫通孔21aが形成されている。それぞれの貫通孔21aは、冷媒ガス99のための広い通流面積を確保するために、回転軸部81の軸長方向に沿って長い小判形に形成されている。また、素線間絶縁体511および上部絶縁体582のそれぞれにも、貫通孔21aに対向する位置に、貫通孔21aとほぼ同一形状の貫通孔511aおよび582aが形成されている。そして、楔3に形成された貫通孔3aは、図18およびに図19に示すように、前記諸貫通孔51a,511aおよび582aに対向する部位に形成される。   Refrigerant gas 99 (refrigerant gas flow 99Z to be described later) is provided along the axial length direction of the rotating shaft portion 81 in the portion accommodated in the winding groove 84 of the wire conductor 21 constituting each layer coil 22. A plurality of through-holes 21a are formed for allowing flow through. Each through-hole 21 a is formed in a long oval shape along the axial length direction of the rotary shaft portion 81 in order to ensure a wide flow area for the refrigerant gas 99. Further, through-holes 511a and 582a having substantially the same shape as the through-hole 21a are also formed in the inter-element insulator 511 and the upper insulator 582 at positions facing the through-hole 21a. And the through-hole 3a formed in the wedge 3 is formed in the site | part facing the said through-holes 51a, 511a, and 582a, as shown in FIG. 18 and FIG.

さらに、回転子コイル2のコイルエンド部29の冷却効果向上のために、円弧状部24の素線導体21の両側面にそれぞれ図14および図15に示すように、冷媒ガス99を通流するための凹溝25が形成されている。それぞれの凹溝25は、その開口25aをスペーサ54またはスペーサ54Aが配置されている側に面するようにしている。なお、この円弧状部24の素線導体21の凹溝25を除いた有効断面積は直線状部23のそれと同じになるように選ばれている。   Further, in order to improve the cooling effect of the coil end portion 29 of the rotor coil 2, as shown in FIGS. 14 and 15, the refrigerant gas 99 flows through both side surfaces of the wire conductor 21 of the arc-shaped portion 24. A concave groove 25 is formed. Each concave groove 25 has its opening 25a facing the side where the spacer 54 or the spacer 54A is disposed. The effective cross-sectional area excluding the concave groove 25 of the wire conductor 21 of the arc-shaped portion 24 is selected to be the same as that of the linear portion 23.

このように構成された従来例の円筒形回転子8における冷媒ガス流99Cの通流経路は次のように形成されている。すなわち、ファン69によってそれぞれの流入室55X(図13参照)へ送られた冷媒ガス流99Cは、流入室55Xにおいて、回転軸部81の軸長方向に沿って溝部通流路84aに流入する冷媒ガス流99Zと、隔壁体55が持つ貫通孔55aから層コイル22の側面にスペーサ54と54Aによって形成されているジグザグ状の通流路54Xおよび凹溝25に流入する冷媒ガス流とにまず分岐される。さらに貫通孔55aから流入した冷媒ガス流は、この貫通孔55aの近傍において、層コイル22のコイルエンド部の円弧状部の端面に形成されたジグザグ状の通流路54Xを通流する冷媒ガス流99Xと、層コイル22のコイルエンド部の直線状部の側面に形成されたジグザグ状の通流路54Y側を通流する冷媒ガス流99Yとにさらに分岐される。   The flow path of the refrigerant gas flow 99C in the conventional cylindrical rotor 8 configured as described above is formed as follows. That is, the refrigerant gas flow 99C sent to each inflow chamber 55X (see FIG. 13) by the fan 69 flows into the groove passage 84a along the axial length direction of the rotation shaft portion 81 in the inflow chamber 55X. First, the gas flow 99Z and the refrigerant gas flow that flows into the zigzag through-flow channel 54X and the groove 25 formed by the spacers 54 and 54A on the side surface of the layer coil 22 from the through hole 55a of the partition wall 55 are branched. Is done. Further, the refrigerant gas flow that has flowed in through the through-hole 55a flows in the vicinity of the through-hole 55a through the zigzag through-flow channel 54X formed on the end surface of the arc-shaped portion of the coil end portion of the layer coil 22. The flow 99X and the refrigerant gas flow 99Y flowing through the zigzag-shaped flow path 54Y side formed on the side surface of the linear portion of the coil end portion of the layer coil 22 are further branched.

冷媒ガス流99Zは、流入室55X→溝部通流路84a→通気孔88(間隙部581aと、貫通孔51a,511aおよび582aと、貫通孔3a)を順次通過した後に空隙部91に流入し、この間、回転子巻線2の直線状部の巻線用溝84に装填されている部位と、回転子鉄心部82Aとを冷却する。   The refrigerant gas flow 99Z passes through the inflow chamber 55X → the groove portion passage channel 84a → the vent hole 88 (the gap portion 581a, the through holes 51a, 511a and 582a, and the through hole 3a) and then flows into the gap portion 91, During this time, the portion loaded in the winding groove 84 of the linear portion of the rotor winding 2 and the rotor core portion 82A are cooled.

また、冷媒ガス流99Xは、流入室55X→貫通孔55a→通流路54X→排気路85aを順次通過した後に空隙部91(図8参照)に流入し、この間、回転子巻線2の直線状部23の回転子鉄心から突出し露出しているコイルエンド部29に在る部位と、回転子鉄心部82の両端部とを冷却する。   The refrigerant gas flow 99X sequentially passes through the inflow chamber 55X → the through hole 55a → the passage 54X → the exhaust passage 85a and then flows into the gap 91 (see FIG. 8). A portion of the coil-like portion 23 that protrudes from the rotor core and is exposed in the coil end portion 29 and both ends of the rotor core portion 82 are cooled.

さらに、冷媒ガス流99Yは、流入室55X→貫通孔55a→通流路54Yおよび凹溝25→貫通孔55b→排気室56X→排気溝86を順次通過して空隙部91へ流入し、この間、回転子巻線2の円弧状部24と、回転子鉄心部82の両端部とを冷却する。   Further, the refrigerant gas flow 99Y sequentially passes through the inflow chamber 55X → the through hole 55a → the through passage 54Y and the concave groove 25 → the through hole 55b → the exhaust chamber 56X → the exhaust groove 86 and flows into the gap 91, The arcuate portion 24 of the rotor winding 2 and both ends of the rotor core portion 82 are cooled.

回転子巻線2の円弧状部24における冷媒ガス流99Yの通流路としては、スペーサ54Aが持つ通流路に素線導体21の凹溝25内の通流路が加わるため、冷媒ガス流99Yに対する流体抵抗が低減される。また、円弧状部24の長さ方向に関する凹溝25の端面は、当然のことながら円弧状部24の端面側に開口をしているので、貫通孔55aから流出した直後の冷媒ガス流99Yは、容易に凹溝25内に流入されることになる。これらのことにより、冷媒ガス流99Yの流量をより大きくすることができる。   As the flow path of the refrigerant gas flow 99Y in the arcuate portion 24 of the rotor winding 2, the flow path in the concave groove 25 of the wire conductor 21 is added to the flow path of the spacer 54A, so that the refrigerant gas flow Fluid resistance to 99Y is reduced. Moreover, since the end surface of the concave groove 25 in the length direction of the arc-shaped portion 24 is naturally open to the end surface side of the arc-shaped portion 24, the refrigerant gas flow 99Y immediately after flowing out of the through hole 55a is It will easily flow into the groove 25. As a result, the flow rate of the refrigerant gas flow 99Y can be further increased.

この冷媒ガス流99Yが円弧状部24と接触し合う面積は、円弧状部24の素線導体21が凹溝25を有していることで増大する。すなわち、円筒形回転子1が持つ回転子巻線2のコイルエンド部29では、冷媒ガス流99Yの流量と、円弧状部24の冷媒ガス流99Yに対する放熱面積とが共に増大することと、冷媒ガス流99Yの凹溝25への流入が容易となることとが相まって、円弧状部24の冷却効果が増大される。この結果、回転子巻線2のコイルエンド部の直線状部23との接続部位を含めて円弧状部24の温度上昇が低減される。   The area in which the refrigerant gas flow 99 </ b> Y comes into contact with the arc-shaped portion 24 increases because the wire conductor 21 of the arc-shaped portion 24 has the concave groove 25. That is, in the coil end portion 29 of the rotor winding 2 of the cylindrical rotor 1, both the flow rate of the refrigerant gas flow 99Y and the heat radiation area of the arc-shaped portion 24 with respect to the refrigerant gas flow 99Y increase, and the refrigerant The cooling effect of the arc-shaped portion 24 is increased in combination with the easy flow of the gas flow 99Y into the concave groove 25. As a result, the temperature rise of the arcuate part 24 is reduced including the connection part with the linear part 23 of the coil end part of the rotor winding 2.

また、コイルエンド部における冷媒ガスの通流路54X,54Yはジグザグ状の通流路となっているため、ここを流れる冷媒ガス流99X,99Yが層コイル22の側面と比較的長く接触することになるので、層コイル22を良好に冷却することができる。このような冷却構成を備えることによって、円筒形回転子8では、コイルエンド部29を含む回転子巻線2の冷却効果を向上することができる。   Further, since the refrigerant gas flow paths 54X and 54Y in the coil end portion are zigzag-shaped flow paths, the refrigerant gas flows 99X and 99Y flowing through the coil end portions are in contact with the side surface of the layer coil 22 for a relatively long time. Therefore, the layer coil 22 can be cooled satisfactorily. By providing such a cooling configuration, the cylindrical rotor 8 can improve the cooling effect of the rotor winding 2 including the coil end portion 29.

前記の従来例においては回転子巻線2のコイルエンド部の円弧状部の素線導体21に、側面に開口した凹溝25を設けて、コイルエンド部の冷却効果を高めているが、この凹溝25の代わりに図21に示すように、素線導体21に中空孔26bを設けるようにしてもよいことが、特許文献1に提案されている。
特許第3791146号公報
In the above-described conventional example, the wire conductor 21 of the arc-shaped portion of the coil end portion of the rotor winding 2 is provided with the concave groove 25 opened on the side surface to enhance the cooling effect of the coil end portion. As shown in FIG. 21 instead of the concave groove 25, it is proposed in Patent Document 1 that a hollow hole 26 b may be provided in the wire conductor 21.
Japanese Patent No. 3911146

前記した従来装置においては、回転子巻線におけるコイルエンド部の円弧状部の素線導体に冷媒ガスを通流させるために設けられている凹溝25は、素線導体の幅方向の両端部に形成されるので、素線導体の幅方向の中央部の冷却が不十分となるとともに、回転子巻線におけるコイルエンド部の円弧状部の側面にスペーサを組み合わせて形成される冷媒ガスの通流路と、素線導体の凹溝によって形成される冷媒ガスの通流路とが合流されて共通の排出室に導かれる構成となっているため、この通流路における流体抵抗の低減が制限され、冷媒ガス通流流量を増大できない問題がある。   In the above-described conventional device, the concave grooves 25 provided to allow the refrigerant gas to flow through the wire conductor at the arc-shaped portion of the coil end portion of the rotor winding are formed at both ends in the width direction of the wire conductor. Therefore, the cooling of the central portion in the width direction of the wire conductor becomes insufficient, and the refrigerant gas formed by combining a spacer on the side surface of the arc-shaped portion of the coil end portion of the rotor winding is passed. Since the flow path and the flow path of the refrigerant gas formed by the concave groove of the wire conductor are joined and guided to a common discharge chamber, reduction of fluid resistance in this flow path is limited However, there is a problem that the refrigerant gas flow rate cannot be increased.

また、図21に示すように、冷媒ガスを通流させるための中空孔25bを設けた素線導体21により回転子巻線におけるコイルエンド部の円弧状部を構成した場合は、中空孔25bを素線導体の幅方向の中央部に設けることにより、素線導体の中央部の冷却効果を高めることができるようになるが、素線導体21の製造コストが高くなる問題がある。それとともに、この場合も、素線導体の中空孔25bによって形成される冷媒ガスの通流路が円弧状部24に設けられた連通溝46(図21参照)によって回転子巻線におけるコイルエンド部の円弧状部24の側面にスペーサ54を組み合わせて形成される冷媒ガスの通流路と合流されて共通の排出室に導かれているため、この通流路の流体抵抗の低減が制限されるため、冷媒ガス通流流量の大きな増大が望めない問題がある。   Further, as shown in FIG. 21, when the arcuate portion of the coil end portion in the rotor winding is constituted by the wire conductor 21 provided with the hollow hole 25b for allowing the refrigerant gas to flow, the hollow hole 25b Although the cooling effect of the center part of a strand conductor can be heightened by providing in the center part of the strand conductor in the width direction, there exists a problem that the manufacturing cost of the strand conductor 21 becomes high. In addition, in this case, the coil end portion of the rotor winding is also formed by the communication groove 46 (see FIG. 21) in which the flow path of the refrigerant gas formed by the hollow hole 25b of the wire conductor is provided in the arc-shaped portion 24. Since the refrigerant gas flow path formed by combining the spacer 54 on the side surface of the arc-shaped portion 24 is joined to the common discharge chamber, the reduction of the fluid resistance of the flow path is limited. Therefore, there is a problem that a large increase in the refrigerant gas flow rate cannot be expected.

この発明は、前記のような問題を解決するため、回転子巻線におけるコイルエンド部の円弧状部に通流させる冷媒ガスの通流流量を増大させて冷却効果を高めることができ、かつ製造コストの安い回転電機の円筒形回転子を提供することを課題とするものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention can increase the cooling flow by increasing the flow rate of the refrigerant gas flowing through the arcuate portion of the coil end portion of the rotor winding, and can be manufactured. An object of the present invention is to provide a cylindrical rotor for a rotating electrical machine that is inexpensive.

前記の課題を解決するために、本発明によれば、回転軸部と、回転軸部とほぼ同心の円形状として外周が形成されると共に外周の円周方向に沿わせて形成された複数の巻線用溝を有する回転子鉄心部と、一対または複数対の磁極用の回転子巻線と、回転軸部の軸長方向に関する外側の位置の少なくとも何れか一方に配設された冷媒ガスを循環するための冷却用ファンとを備え、それぞれの磁極用の前記回転子巻線は、平角状の素線導体を多重に巻回して形成した複数の層コイルで構成されると共にそれぞれの層コイルが異なる巻線用溝に装填され、巻線用溝内に収納されていない部分である回転子巻線のコイルエンド部におけるそれぞれの層コイルの側面部に回転子巻線を冷却する冷媒ガスを通流させるための通流路を形成するスペーサが配設されてなり、前記回転子巻線のそれぞれの層コイルは、互いにほぼ平行させて配置されると共にその長さ方向の中央部分が前記巻線用溝に装填される1対の直線状部と,両直線状部の端部の間を接続して互いにほぼ平行して配置される1対の円弧状部とでなり、少なくとも前記回転子巻線のコイルエンド部が前記冷媒ガスによって冷却されるようにしてなる回転電機の円筒形回転子において、前記回転子巻線の層コイルの有するコイルエンド部の円弧状部を構成する素線導体に、積層したとき互いに重なり合う面の少なくとも一方の面に開口した冷媒ガス通流用の凹溝を形成し、それぞれの前記凹溝の底壁には一直線に重なり合い各前記凹溝を互いに連通する第1の貫通孔が形成され、この凹溝によって形成される冷媒ガス通流路を、前記スペーサによって形成された冷媒ガス通流路とは独立して設け、前記回転子鉄心部と前記層コイルとの間には流出室が形成され、前記層コイルには、前記流出室と連通した第2の貫通孔が前記第1の貫通孔の直下の位置に形成され、さらに前記流出室と連通した第3の貫通孔が前記スペーサによって形成された冷媒ガス通流路の延長上に形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem , according to the present invention, a rotating shaft portion and a plurality of circular shafts that are substantially concentric with the rotating shaft portion and that are formed along the circumferential direction of the outer periphery are formed. Refrigerant gas disposed in at least one of a rotor core having a winding groove, a rotor winding for one or more pairs of magnetic poles, and an outer position in the axial length direction of the rotating shaft. A cooling fan for circulation, and the rotor winding for each magnetic pole is composed of a plurality of layer coils formed by winding a plurality of flat rectangular wire conductors, and each layer coil Refrigerant gas that cools the rotor windings to the side portions of the respective layer coils in the coil end portions of the rotor windings, which are loaded in different winding grooves but are not housed in the winding grooves. Spacers that form a flow path for flow are arranged. Each of the layer coils of the rotor winding is arranged substantially parallel to each other, and a pair of linear portions whose central portions in the lengthwise direction are loaded in the winding groove; A pair of arc-shaped portions connected between the ends of both linear portions and arranged substantially in parallel with each other so that at least the coil end portion of the rotor winding is cooled by the refrigerant gas. to the cylindrical rotor of a rotating electrical machine formed by, the strand conductors configuring the arcuate portion of the coil end portion having the layer coils of the rotor winding, the hand at least surface overlapping one another when stacked A concave groove for flowing refrigerant gas is formed in the surface, and a first through hole is formed on the bottom wall of each concave groove so as to overlap with each other and communicate with each other. The refrigerant gas passage Provided independently of the refrigerant gas flow path formed by the pacer, an outflow chamber is formed between the rotor core and the layer coil, and the layer coil is in communication with the outflow chamber. Two through holes are formed at a position immediately below the first through hole, and a third through hole communicating with the outflow chamber is formed on an extension of the refrigerant gas flow path formed by the spacer. It is characterized by being.

また、本発明によれば、上記の構成において、前記凹溝の断面積を、内径側よりも外径側が大きくなるように構成し、内径側より外径側の風量を多くしたことを特徴とする。Further, according to the present invention, in the above configuration, the cross-sectional area of the concave groove is configured such that the outer diameter side is larger than the inner diameter side, and the air volume on the outer diameter side is larger than the inner diameter side. To do.
また、本発明によれば、上記の構成において、前記凹溝の断面積を、磁極側よりも端側が大きくなるように構成し、磁極側より端側の風量を多くしたことを特徴とする。According to the present invention, in the above-described configuration, the cross-sectional area of the concave groove is configured so that the end side is larger than the magnetic pole side, and the air volume on the end side is increased from the magnetic pole side.

また、本発明によれば、上記の構成において、前記凹溝の幅を前記素線導体の幅近くまで拡げたことを特徴とする。In addition, according to the present invention, in the above-described configuration, the width of the concave groove is increased to be close to the width of the wire conductor.

また、本発明によれば、上記の構成において、前記凹溝の前記冷媒ガス入口部の端側の少なくとも一部を斜め形状とし、前記冷媒ガス入口部の開口面積を大きくしたことを特徴とする。According to the present invention, in the above-described configuration, at least a part of the end side of the refrigerant gas inlet portion of the concave groove has an oblique shape, and an opening area of the refrigerant gas inlet portion is increased. .

また、本発明によれば、上記の構成において、前記凹溝の内壁面に少なくとも1つ以上の凹または凸を形成したことを特徴とする。
また、本発明によれば、上記の構成において、前記素線導体を絶縁シートを介して積層し、前記凹溝を外周面側にのみ形成したことを特徴とする。
According to the present invention, in the above configuration, at least one concave or convex is formed on the inner wall surface of the concave groove.
Further, according to the present invention, in the above configuration, the strand conductors are laminated through an insulating sheet, you characterized in that the formation of the groove only on the outer peripheral surface.

この発明によれば、回転電機の円筒形回転子において、前記回転子巻線の層コイルの有するコイルエンド部の円弧状部を構成する素線導体に形成する冷媒ガス通流用の凹溝が素線導体の互いに重ね合わされる一方の面側に開口させて形成されるので、中空孔を設けた素線導体に比して、加工が容易になるとともに安価に製造することができるようになる。   According to the present invention, in the cylindrical rotor of the rotating electrical machine, the concave groove for flowing the refrigerant gas formed in the wire conductor constituting the arc-shaped portion of the coil end portion of the layer coil of the rotor winding is bare. Since the wire conductors are formed so as to be opened on one surface side where the wire conductors are overlapped with each other, the processing becomes easier and can be manufactured at a lower cost as compared with the wire conductors provided with the hollow holes.

また、この発明においては、回転子巻線の層コイルの円弧状部の素線導体に形成された冷媒ガス通流用の凹溝によって形成される冷媒ガス通流路の冷媒ガスの排出口を、前記スペーサによって形成された冷媒ガス通流路の冷媒ガスの排出口とは独立して設けているので、回転子巻線の層コイルの有するコイルエンド部の円弧状部に冷媒ガスを通流してこの部分を冷却するための通流路の排出口の面積を増やして通流抵抗を低減することができるので、この通流路への冷媒ガスの通流流量を増やして冷却効果を高めることができる。   In the present invention, the refrigerant gas outlet of the refrigerant gas passage formed by the concave groove for refrigerant gas passage formed in the wire conductor of the arc-shaped portion of the layer coil of the rotor winding, Since it is provided independently of the refrigerant gas outlet of the refrigerant gas passage formed by the spacer, the refrigerant gas is passed through the arc-shaped portion of the coil end portion of the layer coil of the rotor winding. Since it is possible to reduce the flow resistance by increasing the area of the outlet of the flow path for cooling this part, it is possible to increase the flow rate of the refrigerant gas to this flow path to enhance the cooling effect. it can.

さらに、この発明よれば、回転子巻線の層コイルの円弧状部の素線導体に形成された冷媒ガス通流用の凹溝を可能な限り前記素線導体の幅一杯に拡げることにより、回転子巻線の層コイルの円弧状部の素線導体の全体をほぼ均一に冷却し、素線導体の温度分布をより均一化することができるとともに、冷媒ガス通流用の凹溝の内壁面に少なくとも1つ以上の凹または凸を形成することにより、素線導体の凹溝による冷却効果を一層高めることができる等の高価も得られる。
さらに、この発明によれば、凹溝の断面積を内径側よりも外径側が大きくなる構成とし、内径側より外径側の風量を多くすること、あるいは、前記凹溝の断面積を、磁極側よりも端側が大きくなる構成とし、磁極側より端側の風量を多くしたことにより、素線導体の長さの違い、および径方向位置に起因する冷却流路部の風量の差異を補完し、コイルエンド部の各素線導体の温度を均一にすることができる。
Further, according to the present invention, by rotating the concave groove for flowing refrigerant gas formed in the wire conductor of the arc-shaped portion of the layer coil of the rotor winding as much as possible to the full width of the wire conductor, The entire wire conductor of the arc-shaped portion of the layer coil of the child winding can be cooled almost uniformly, the temperature distribution of the wire conductor can be made more uniform, and the inner wall surface of the concave groove for refrigerant gas flow By forming at least one concave or convex, it is possible to obtain a high cost such as further enhancing the cooling effect by the concave groove of the wire conductor.
Furthermore, according to the present invention, the cross-sectional area of the concave groove is configured such that the outer diameter side is larger than the inner diameter side, and the air volume on the outer diameter side is increased from the inner diameter side, or the cross-sectional area of the concave groove is The configuration is such that the end side is larger than the end side, and the air volume at the end side is increased from the magnetic pole side, thereby complementing the difference in the length of the wire conductor and the difference in the air flow rate in the cooling flow path due to the radial position. The temperature of each wire conductor in the coil end portion can be made uniform.

さらに、この発明によれば、前記凹溝の前記冷媒ガス入口部の端側の少なくとも一部を斜め形状とし、前記入口部の開口面積を大きくすることにより、冷媒ガスを前記凹溝に流入し易くすることができる。   Furthermore, according to this invention, at least a part of the end side of the refrigerant gas inlet portion of the concave groove is formed in an oblique shape, and the opening area of the inlet portion is increased, whereby the refrigerant gas flows into the concave groove. Can be made easier.

さらに、この発明によれば、前記素線導体を絶縁シートを介して積層した場合に、前記凹溝を外周面に形成することにより、前記絶縁シートが前記円筒形回転子の回転による遠心力によって撓むことを防止することができる。   Furthermore, according to the present invention, when the wire conductors are stacked via an insulating sheet, the insulating sheet is formed by centrifugal force due to rotation of the cylindrical rotor by forming the concave groove on the outer peripheral surface. It is possible to prevent bending.

この発明の実施の形態について図1〜図5に示す実施例に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described based on the examples shown in FIGS.

図1は、この発明の実施例の構成を示す部分(図8におけるタービン発電機のR部相当)断面斜視図、図2は、図1のT部を拡大して示す斜視図、図3は、図2のIII−III線に沿う縦断面図、図4はこの発明に使用する素線導体の部分平面図、図5は図4のV−V
線に沿う縦断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing a configuration of the embodiment of the present invention (corresponding to the R portion of the turbine generator in FIG. 8), FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a T portion in FIG. 1, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in FIG. 2, FIG. 4 is a partial plan view of a wire conductor used in the present invention, and FIG.
It is a longitudinal cross-sectional view which follows a line.

図1〜図5示すこの発明の実施例において、円筒形回転子の回転子巻線2や冷媒ガスの流通経路の基本的な構成は前記従来例とほぼ同じであるので、従来装置と同一の構成要素は同一の符号を付して示す。
この発明においては、従来装置と同様に、回転子巻線2を構成する層コイル22のコイルエンド部のそれぞれの直線状部23および円弧状部24にスペーサ54または54Aをあてがうことによって冷媒ガス通流路54Xおよび54Yが形成される。
回転軸部81の外周に設けた隔壁55には、冷媒ガスの流入室55Xから冷媒ガス通流路54Xおよび54Yへ冷媒ガスを導くための貫通孔55aが設けられている。さらに層コイル22の円弧状部24の軸方向の端面側の冷媒ガス通流路54Yは隔壁55に設けられた出口となる貫通孔55bを介して流出室56X連通されている(図1および図4参照)。
In the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 5, the basic configuration of the rotor winding 2 of the cylindrical rotor and the flow path of the refrigerant gas is substantially the same as the conventional example, and therefore the same as the conventional device. Components are shown with the same reference numerals.
In the present invention, similarly to the conventional apparatus, the refrigerant gas flow is achieved by applying spacers 54 or 54A to the linear portions 23 and the arc-shaped portions 24 of the coil end portions of the layer coil 22 constituting the rotor winding 2, respectively. Channels 54X and 54Y are formed.
The partition wall 55 provided on the outer periphery of the rotating shaft portion 81 is provided with a through hole 55a for guiding the refrigerant gas from the refrigerant gas inflow chamber 55X to the refrigerant gas passages 54X and 54Y. Further, the refrigerant gas flow passage 54Y on the end surface side in the axial direction of the arc-shaped portion 24 of the layer coil 22 is communicated with the outflow chamber 56X via a through hole 55b serving as an outlet provided in the partition wall 55 (FIGS. 1 and FIG. 1). 4).

回転子巻線2の層コイル22のコイルエンド部の円弧状部24を構成する素線導体21には、断面を図5に示すように、冷媒ガスを通流するための凹溝26が設けられる。この凹溝26は、素線導体21を絶縁シートを介して(図示せず)積層したとき、互いに重なり合う面の少なくとも一方の面に開口される。このような凹溝26の設けられた素線導体21は、引抜加工や切削加工により容易に製造することができる。なお、凹溝26を素線導体21の両面に設ける場合には、絶縁シートは素線導体21の互いに重なり合う面にのみ設ける。凹溝26を素線導体21の一方の面に設ける場合には、外周面側に設ける。このようにすることにより、絶縁シートが円筒形回転子8の回転による遠心力が絶縁シートにかかっても、絶縁シートは、素線導体21の凹溝26が設けた面とは反対側の面に押し付けられるだけであるため、絶縁シートが撓むことを防止することができる。   The wire conductor 21 constituting the arc-shaped portion 24 of the coil end portion of the layer coil 22 of the rotor winding 2 is provided with a concave groove 26 through which refrigerant gas flows, as shown in FIG. It is done. The concave groove 26 is opened in at least one of the overlapping surfaces when the wire conductors 21 are stacked via an insulating sheet (not shown). The wire conductor 21 provided with such a concave groove 26 can be easily manufactured by drawing or cutting. In addition, when providing the concave groove 26 in both surfaces of the strand conductor 21, an insulating sheet is provided only in the surface which the strand conductor 21 mutually overlaps. When the concave groove 26 is provided on one surface of the strand conductor 21, it is provided on the outer peripheral surface side. By doing in this way, even if the insulating sheet is subjected to centrifugal force due to the rotation of the cylindrical rotor 8, the insulating sheet is a surface opposite to the surface provided with the concave groove 26 of the wire conductor 21. Therefore, the insulating sheet can be prevented from being bent.

また、素線導体21の凹溝26の底壁には、図4に示すように、冷媒ガス通流路の出口となる貫通孔27を設ける。この貫通孔27は、素線導体21を複数回巻回して層コイル22を構成したとき、図3に示すように一直線に重なり合い各凹溝26を連通させ、かつ隔壁55に設けた貫通孔55cの直上に位置する部位に設けられる。これにより、各素線導体21の凹溝26によって形成される層コイル22の円弧状部24の冷媒ガス通流路26Yは、入口となる凹溝の円周方向の端面の開口および隔壁55の貫通孔55a通して回転軸部81上の流入室55Xに連通され、出口となる凹溝26の底壁の貫通孔27および隔壁55の貫通孔55bを通して回転軸部81上の流出室56Xに独立して連通されるようになる。なお、図3、4では、貫通孔27は1つであるが、2つ設けるようにしても良いことは勿論である。   Further, as shown in FIG. 4, a through hole 27 serving as an outlet of the refrigerant gas passage is provided in the bottom wall of the concave groove 26 of the wire conductor 21. The through-hole 27 is a through-hole 55 c provided in the partition wall 55, as shown in FIG. It is provided in the part located immediately above. As a result, the refrigerant gas flow passage 26Y of the arc-shaped portion 24 of the layer coil 22 formed by the concave groove 26 of each wire conductor 21 has an opening at the circumferential end face of the concave groove serving as an inlet and the partition 55. Through the through-hole 55a, it communicates with the inflow chamber 55X on the rotary shaft portion 81, and is independent of the outflow chamber 56X on the rotary shaft portion 81 through the through-hole 27 in the bottom wall of the concave groove 26 and the through-hole 55b in the partition wall 55. To communicate with each other. 3 and 4, the number of the through holes 27 is one, but it is needless to say that two may be provided.

また、図2において、2点鎖線で囲まれた素線導体26の端側100を無くし、冷媒ガス入口部の端側の少なくとも一部を斜め形状とすれば、冷媒ガス入口部の開口面積を大きくして冷媒ガス流99Yが凹溝26に入り易くすることができる。   Further, in FIG. 2, if the end side 100 of the strand conductor 26 surrounded by a two-dot chain line is eliminated and at least a part of the end side of the refrigerant gas inlet portion is inclined, the opening area of the refrigerant gas inlet portion is increased. The refrigerant gas flow 99Y can easily enter the concave groove 26 by increasing the size.

この発明によれば、このように構成されているので、ファン69(図8参照)により加圧された冷媒ガスは、回転軸部81上の流入室55Xから、貫通孔55aを通して層コイル22の直線状部23および円弧状部24に供給される。供給された冷媒ガスの一部は、直線状部23の側方のスペーサ54Aによって形成される通流路54X内を突起部542によってジグザグに流れる冷媒ガス流99Xとなって排気路85aを通して空隙部91(図8参照)へ流れ、この間にコイルエンド部の直線状部23を冷却する。
冷媒ガスは、もう一方で層コイル22のコイルエンド部の円弧状部24のスペーサ54または54Aによって形成される通流路54Yおよび素線導体21の凹溝26によって形成される通流路26Y内を冷媒ガス流99Yおよび99Y´となって流れる。通流路54Yを流れる冷媒ガス流99Yは隔壁55の貫通孔55から流出室56Xへ流れ、排気路86から空隙部91へ流れる。素線導体21の凹溝26によって形成された通流路26Yを流れる冷媒ガス流99Y´は、凹溝21の底壁に設けられた貫通孔27および隔壁55に設けられた貫通孔55cから流出室56Xへながれ、排出路86を経由して空隙部91へ流出する。このような冷媒ガス流99Yおよび99Y´によって、層コイル22のコイルエンド部の円弧状部24が冷却される。
According to this invention, since it is configured in this way, the refrigerant gas pressurized by the fan 69 (see FIG. 8) flows from the inflow chamber 55X on the rotating shaft portion 81 to the layer coil 22 through the through hole 55a. It is supplied to the linear part 23 and the arcuate part 24. A part of the supplied refrigerant gas becomes a refrigerant gas flow 99X flowing in a zigzag manner by the protrusions 542 in the flow passage 54X formed by the spacers 54A on the side of the linear portion 23, and is a gap portion through the exhaust passage 85a. 91 (see FIG. 8), during which the linear portion 23 of the coil end portion is cooled.
On the other hand, the refrigerant gas passes through the flow path 54Y formed by the spacer 54 or 54A of the arcuate portion 24 of the coil end portion of the layer coil 22 and the flow path 26Y formed by the concave groove 26 of the wire conductor 21. The refrigerant gas flows 99Y and 99Y ′ flow. Refrigerant gas flow 99Y through the Tsuryuro 54Y flows from the through-hole 55 b of the partition wall 55 into the outflow chamber 56X, flowing from the exhaust passage 86 to the gap portion 91. The refrigerant gas flow 99Y ′ flowing through the flow path 26Y formed by the concave groove 26 of the wire conductor 21 flows out from the through hole 27 provided in the bottom wall of the concave groove 21 and the through hole 55c provided in the partition wall 55. It flows into the chamber 56 </ b> X and flows out to the gap portion 91 via the discharge path 86. The arcuate portion 24 of the coil end portion of the layer coil 22 is cooled by the refrigerant gas flows 99Y and 99Y ′.

この発明によれば、層コイル22のコイルエンド部の円弧状部24における、軸方向の端面側にスペーサ54または54Aによって形成された冷媒ガスの通流路54Yと、素線導体21内に凹溝26によって形成された通流路26Yが互いに独立した並列の通流路となるので、円弧状部24を冷却する冷媒ガスの通流路の流体抵抗が低減されて、通流流量を増大することができる。このため、層コイル22のコイルエンド部の円弧状部24の冷却効果を一層高めることができる。   According to the present invention, in the arc-shaped portion 24 of the coil end portion of the layer coil 22, the refrigerant gas flow path 54 </ b> Y formed by the spacer 54 or 54 </ b> A on the end surface side in the axial direction, and the wire conductor 21 is recessed. Since the flow paths 26Y formed by the grooves 26 are parallel flow paths independent of each other, the fluid resistance of the flow path of the refrigerant gas for cooling the arc-shaped portion 24 is reduced, and the flow rate is increased. be able to. For this reason, the cooling effect of the arc-shaped part 24 of the coil end part of the layer coil 22 can be further enhanced.

図6は、この発明における素線導体21に設ける凹溝26の変形例を示すものである。
この変形例による凹溝26は、その内壁面に多数の凹凸を設けることにより、凹溝26の内壁面のこの凹溝26内を流れる冷媒ガスに対する放熱面積を増大したものである。
このように素線導体21内の凹溝26の冷媒ガスに対する放熱面積を増大するようにすれば、冷媒ガスによるコイルエンド部の円弧状部24の冷却効果をなお一層高めることができて有利である。
FIG. 6 shows a modified example of the concave groove 26 provided in the wire conductor 21 in the present invention.
The groove 26 according to this modification is provided with a large number of irregularities on its inner wall surface, thereby increasing the heat radiation area for the refrigerant gas flowing in the groove 26 on the inner wall surface of the groove 26.
Thus, if the heat radiation area for the refrigerant gas in the groove 26 in the wire conductor 21 is increased, the cooling effect of the arcuate portion 24 of the coil end portion by the refrigerant gas can be further enhanced, which is advantageous. is there.

この発明においては、回転子巻線のコイルエンド部の円弧状部を構成する素線導体21の断面積は、凹溝26の部分を除いた有効断面積は、凹溝の設けられていない直線状部23の断面積と等しくなるように選定すればよいので、凹溝26の形状には何も制限がなく自由な形状にすることができる。このため、凹溝26の断面積を一定(したがって冷媒ガス通流量一定)にした場合、その幅dmを図5に示すように、素線導体21の幅方向の両端部に相互に重ね合わせて支持するときの必要最小限の機械強度が維持される支持代d0を残した限度一杯の幅dmまで拡大して、その分深さhを浅くした形状の凹溝とすることにより、凹溝26を素線導体21の幅一杯近くまで拡げることができるので、素線導体21の全体をより均一に冷却することが可能となり、これによっても冷却効果を向上することができる。 In the present invention, the cross-sectional area of the wire conductor 21 constituting the arcuate portion of the coil end portion of the rotor winding is the effective cross-sectional area excluding the concave groove 26 is a straight line not provided with the concave groove. Since the cross-sectional area may be selected so as to be equal to the cross-sectional area 23, the shape of the concave groove 26 is not limited and can be a free shape. Therefore, when a constant cross-sectional area of the groove 26 (and thus the refrigerant gas passing flow rate constant), the width d m as shown in FIG. 5, so mutually superimposed on both end portions in the width direction of the element wire conductor 21 By extending the width d m to the limit to leave the support allowance d 0 that maintains the minimum mechanical strength required for supporting, and making the depth h shallower by that amount, Since the concave groove 26 can be expanded to almost the full width of the strand conductor 21, the entire strand conductor 21 can be cooled more uniformly, thereby improving the cooling effect.

さらに、この発明においては、凹溝26の形状には何も制限がなく自由な形状にすることができることから、凹溝26の冷却風量を調節することが容易である。   Furthermore, in the present invention, the shape of the concave groove 26 is not limited and can be made into a free shape. Therefore, it is easy to adjust the cooling air volume of the concave groove 26.

例えば、周方向部分が長い端側の巻線の導体については、冷却流路の風量が内径側と比較して少なくなるので、溝の断面積を大きくして総風量の増大を図り、一方、周方向部分が短い磁極側の巻線の導体については、冷却流路の風量が他と比較して多くなるので、溝の断面積を小さくする、あるいは溝なしとして風量の配分を図り、風量の最適化を図ることができる。また、導体の径方向位置による冷却流路の風量の差異に対しても、同様に風量の配分を図り、各素線導体の温度を均一化し、冷却風量の利用率の向上と、風量の最適化を実現することができる。   For example, for the winding conductor on the end side with a long circumferential portion, the air volume of the cooling flow path is smaller than that on the inner diameter side, so the cross-sectional area of the groove is increased to increase the total air volume, For the winding conductor on the magnetic pole side with a short circumferential portion, the air volume in the cooling channel is larger than the others, so reduce the cross-sectional area of the groove or distribute the air volume without the groove, Optimization can be achieved. In addition, even for the difference in the airflow of the cooling flow path due to the radial position of the conductor, the airflow is similarly distributed, the temperature of each wire conductor is made uniform, the utilization rate of the cooling airflow is improved, and the airflow is optimized Can be realized.

図7は、冷却風量の配分例を説明するための図である。図7(a)は、周方向部分導体の回転軸方向位置と凹溝26を流れる冷却風量との関係を示したものである。周方向部分の導体の長さは、磁極側(導体A)が短く、端側(導体C)が長くなるので、凹溝26の断面積が一定の場合には、導体の長さが長くなる端側に行くほど風量は減少していくが、凹溝26の断面積を端側になるほど大きくしていくことにより、風量を増加させることができることを示している。   FIG. 7 is a diagram for explaining an example of distribution of the cooling air amount. FIG. 7A shows the relationship between the position in the rotation axis direction of the circumferential partial conductor and the amount of cooling air flowing through the groove 26. The length of the conductor in the circumferential direction portion is short on the magnetic pole side (conductor A) and long on the end side (conductor C). Therefore, when the cross-sectional area of the concave groove 26 is constant, the length of the conductor is long. Although the air volume decreases toward the end, the air volume can be increased by increasing the cross-sectional area of the concave groove 26 toward the end.

また、図7(b)は、周方向部分導体の径方向位置と凹溝26を流れる冷却風量との関係を示したものである。周方向部分導体の長さは、外径側が長く、内径側が短くなるので、凹溝26の断面積が一定の場合には、導体の長さが長くなる外径側に行くほど風量は減少していくが、凹溝26の断面積を外径側になるほど大きくしていくことにより、風量を増加させることができることを示している。
このように最適化を行なうことにより、回転軸方向位置および径方向位置に起因する周方向部分導体の長さの違いによる冷却流路の風量の差異を補完し、コイルエンド部全体の各素線導体の温度を均一化することができる。
FIG. 7B shows the relationship between the radial position of the circumferential partial conductor and the amount of cooling air flowing through the groove 26. The length of the circumferential partial conductor is longer on the outer diameter side and shorter on the inner diameter side. Therefore, when the cross-sectional area of the concave groove 26 is constant, the air volume decreases as the conductor length increases toward the outer diameter side. However, it is shown that the air volume can be increased by increasing the cross-sectional area of the concave groove 26 toward the outer diameter side.
By optimizing in this way, the difference in the air flow rate of the cooling flow path due to the difference in the length of the circumferential partial conductor due to the position in the rotation axis direction and the radial direction is complemented, and each strand of the entire coil end portion The temperature of the conductor can be made uniform.

この発明の実施例の構成を示す部分断面斜視図。1 is a partial cross-sectional perspective view showing the configuration of an embodiment of the present invention. 図1のT部を拡大して示す斜視図。The perspective view which expands and shows the T section of FIG. 図2のIII−III線に沿う縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in FIG. 2. この発明に使用する素線導体の部分平面図。The fragmentary top view of the strand conductor used for this invention. 図4のV−V線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the VV line of FIG. この発明に用いる他の素線導体の例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the example of the other strand conductor used for this invention. 冷却風量の配分例を説明するための図。The figure for demonstrating the example of distribution of a cooling air volume. 従来から公知の一般的なタービン発電機の要部を模式化して示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows typically the principal part of a conventionally well-known general turbine generator. 図8のP矢視の平面図。The top view of the P arrow of FIG. 図9におけるA−C線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the AC line in FIG. 図9におけるB−C線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the BC line in FIG. 図8におけるQ部を拡大して示す一部破断面を含む構成図FIG. 8 is a configuration diagram including a partially broken section showing an enlarged Q portion in FIG. 図8におけるR部を拡大して示す部分断面斜視図。The fragmentary sectional perspective view which expands and shows the R section in FIG. 図13におけるL部を拡大して示す部分斜視図。The fragmentary perspective view which expands and shows the L section in FIG. 回転子巻線2の円弧状部24を形成する従来の素線導体断面図。Sectional drawing of the conventional strand conductor which forms the circular arc-shaped part 24 of the rotor coil | winding 2. FIG. 図8におけるR部を拡大して示す部分断面図。The fragmentary sectional view which expands and shows the R section in FIG. 図16におけるU−U線に沿う部分断面図。FIG. 17 is a partial cross-sectional view taken along the line U-U in FIG. 16. 図13におけるV−V線に沿う部分断面図。The fragmentary sectional view which follows the VV line in FIG. 図13におけるW−W線に沿う部分断面図。The fragmentary sectional view which follows the WW line in FIG. 図19におけるP矢視の部分平面図である。FIG. 20 is a partial plan view taken in the direction of arrow P in FIG. 19. 他の従来例の層コイルの円弧状部の構成を示す部分斜視図。The fragmentary perspective view which shows the structure of the arc-shaped part of the layer coil of another prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1:タービン発電機
2:回転子巻線
21:素線導体
22:層コイル
23:直線状部
24:円弧状部
26:凹溝
27:貫通孔
29:回転子コイル端部(コイルエンド部)
5:隔壁
55X:冷媒ガスの流入室
56X:冷媒ガスの流出室
69:ファン
8:回転子
81:回転軸部
82A:回転子鉄心部
83:保持体
99X、99Y、99Y´、99Z:冷媒ガス流
1: Turbine generator 2: Rotor winding 21: Wire conductor 22: Layer coil 23: Linear portion 24: Arc portion 26: Concave groove 27: Through hole 29: Rotor coil end (coil end portion)
5: Partition 55X: Refrigerant gas inflow chamber 56X: Refrigerant gas outflow chamber 69: Fan 8: Rotor 81: Rotating shaft portion 82A: Rotor core portion 83: Retaining body 99X, 99Y, 99Y ′, 99Z: Refrigerant gas Flow

Claims (7)

回転軸部と、回転軸部とほぼ同心の円形状として外周が形成されると共に外周の円周方向に沿わせて形成された複数の巻線用溝を有する回転子鉄心部と、一対または複数対の磁極用の回転子巻線と、回転軸部の軸長方向に関する外側の位置の少なくとも何れか一方に配設された冷媒ガスを循環するための冷却用ファンとを備え、それぞれの磁極用の前記回転子巻線は、平角状の素線導体を多重に巻回して形成した複数の層コイルで構成されると共にそれぞれの層コイルが異なる巻線用溝に装填され、巻線用溝内に収納されていない部分である回転子巻線のコイルエンド部におけるそれぞれの層コイルの側面部に回転子巻線を冷却する冷媒ガスを通流させるための通流路を形成するスペーサが配設されてなり、前記回転子巻線のそれぞれの層コイルは、互いにほぼ平行させて配置されると共にその長さ方向の中央部分が前記巻線用溝に装填される1対の直線状部と,両直線状部の端部の間を接続して互いにほぼ平行して配置される1対の円弧状部とでなり、少なくとも前記回転子巻線のコイルエンド部が前記冷媒ガスによって冷却されるようにしてなる回転電機の円筒形回転子において、前記回転子巻線の層コイルの有するコイルエンド部の円弧状部を構成する素線導体に、積層したとき互いに重なり合う面の少なくとも一方の面に開口した冷媒ガス通流用の凹溝を形成し、
それぞれの前記凹溝の底壁には一直線に重なり合い各前記凹溝を互いに連通する第1の貫通孔が形成され、この凹溝によって形成される冷媒ガス通流路を、前記スペーサによって形成された冷媒ガス通流路とは独立して設け、
前記回転子鉄心部と前記層コイルとの間には流出室が形成され、
前記層コイルには、前記流出室と連通した第2の貫通孔が前記第1の貫通孔の直下の位置に形成され、さらに前記流出室と連通した第3の貫通孔が前記スペーサによって形成された冷媒ガス通流路の延長上に形成されていることを特徴とする回転電機の円筒形回転子。
One or more rotor cores, a rotor core part having a plurality of winding grooves formed along the circumferential direction of the outer periphery and having an outer periphery formed in a circular shape substantially concentric with the rotary shaft part A rotor winding for a pair of magnetic poles, and a cooling fan for circulating a refrigerant gas disposed in at least one of the outer positions in the axial length direction of the rotating shaft portion. The rotor winding is composed of a plurality of layer coils formed by multiply winding a rectangular wire conductor, and each layer coil is loaded in a different winding groove, A spacer that forms a flow path for flowing a refrigerant gas for cooling the rotor winding is disposed on the side surface portion of each layer coil in the coil end portion of the rotor winding that is not housed in the coil. Each layer of the rotor winding And the central portion in the longitudinal direction is connected between the pair of linear portions loaded in the winding groove and the ends of both linear portions. In a cylindrical rotor of a rotating electrical machine comprising a pair of arcuate portions disposed substantially parallel to each other, wherein at least a coil end portion of the rotor winding is cooled by the refrigerant gas, Forming a concave groove for flowing refrigerant gas that opens on at least one of the surfaces that overlap each other when stacked, on the wire conductor that forms the arc-shaped portion of the coil end portion of the layer coil of the rotor winding ;
A first through hole is formed in the bottom wall of each of the concave grooves so as to overlap with each other and communicate with each other, and a refrigerant gas passage formed by the concave grooves is formed by the spacer. Provided independently of the refrigerant gas flow path,
An outflow chamber is formed between the rotor core and the layer coil,
In the layer coil, a second through hole communicating with the outflow chamber is formed at a position immediately below the first through hole, and a third through hole communicating with the outflow chamber is formed by the spacer. A cylindrical rotor of a rotating electrical machine, wherein the cylindrical rotor is formed on an extension of the refrigerant gas passage.
請求項1に記載の回転電機の円筒形回転子において、前記凹溝の断面積を、内径側よりも外径側が大きくなるように構成し、内径側より外径側の風量を多くしたことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。The cylindrical rotor of the rotating electrical machine according to claim 1, wherein the cross-sectional area of the concave groove is configured so that the outer diameter side is larger than the inner diameter side, and the air volume on the outer diameter side is increased from the inner diameter side. A cylindrical rotor of a rotating electrical machine that is characterized. 請求項1または2に記載の回転電機の円筒形回転子において、前記凹溝の断面積を、磁極側よりも端側が大きくなるように構成し、磁極側より端側の風量を多くしたことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。The cylindrical rotor of the rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the cross-sectional area of the concave groove is configured so that the end side is larger than the magnetic pole side, and the air volume on the end side is larger than the magnetic pole side. A cylindrical rotor of a rotating electrical machine that is characterized. 請求項1ないし3に記載の回転電機の円筒形回転子において、前記凹溝の幅を前記素線導体の幅近くまで拡げたことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。4. A cylindrical rotor for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein a width of the groove is expanded to a width close to a width of the wire conductor. 請求項1ないし4に記載の回転電機の円筒形回転子において、前記凹溝の前記冷媒ガス入口部の端側の少なくとも一部を斜め形状とし、前記冷媒ガス入口部の開口面積を大きくしたことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。5. The cylindrical rotor of the rotating electrical machine according to claim 1, wherein at least a part of an end side of the refrigerant gas inlet portion of the concave groove is an oblique shape, and an opening area of the refrigerant gas inlet portion is increased. A cylindrical rotor of a rotating electric machine characterized by 請求項1ないし5に記載の回転電機の円筒形回転子において、前記凹溝の内壁面に少なくとも1つ以上の凹または凸を形成したことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。6. The cylindrical rotor for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein at least one concave or convex is formed on the inner wall surface of the concave groove. 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の回転電機の円筒形回転子において、前記素線導体を絶縁シートを介して積層し、前記凹溝を外周面側にのみ形成したことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。The cylindrical rotor of the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the wire conductors are stacked via an insulating sheet, and the concave grooves are formed only on the outer peripheral surface side. A cylindrical rotor for a rotating electrical machine.
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