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JP6515074B2 - Fully enclosed outer fan type rotating electric machine - Google Patents
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JP6515074B2 - Fully enclosed outer fan type rotating electric machine - Google Patents

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Description

本発明は、全閉外扇形回転電機に関する。   The present invention relates to a totally closed outer fan type rotating electric machine.

全閉外扇形回転電機は、回転子、固定子を備えており、さらに、通常は冷却器も備えている。回転子のロータシャフトの一端(反結合側)には、通常、外扇が設けられている。外扇により駆動された外気は、冷却器の軸方向に延びた冷却管のそれぞれの一方の開口から冷却管内に流入し、他方の開口から外部に流出する。   A totally enclosed fan-shaped electric rotating machine comprises a rotor, a stator, and usually also a cooler. An outer fan is usually provided at one end (non-coupling side) of the rotor shaft of the rotor. The outside air driven by the outer fan flows into the cooling pipe from one opening of each of the cooling pipes extending in the axial direction of the cooler and flows out to the outside from the other opening.

全閉外扇形回転電機においては、フレームと冷却器カバーとで閉空間を形成している。冷却管はこの閉空間内を貫通しており、冷却管の外側は、閉空間の雰囲気である。通常は、空気などの冷却用気体がこの閉空間内を循環する。   In the totally enclosed fan-shaped electric rotating machine, the frame and the cooler cover form a closed space. The cooling pipe passes through the inside of the closed space, and the outside of the cooling pipe is an atmosphere of the closed space. Normally, a cooling gas such as air circulates in the closed space.

冷却管内を通過する外気は、冷却管の外側の冷却用気体を冷却する。冷却用気体は、回転子鉄心、固定子鉄心および固定子巻線等を冷却する。   The outside air passing through the cooling pipe cools the cooling gas outside the cooling pipe. The cooling gas cools the rotor core, the stator core, the stator windings and the like.

実開昭63−109560号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-109560 特開2008−172968号公報JP 2008-172968 A

冷却管内を流れる外気は、冷却管外の冷却用気体と熱交換し、冷却用気体を冷却する結果、流れるに従って、冷却用気体から交換熱を受け取り、温度が上昇する。この結果、冷却管内の外気の温度は、外扇が取り付けられた反結合側領域に比べて、結合側領域の方が高い状態となる。   The outside air flowing in the cooling pipe exchanges heat with the cooling gas outside the cooling pipe, and as a result of cooling the cooling gas, it receives exchange heat from the cooling gas as it flows, and the temperature rises. As a result, the temperature of the outside air in the cooling pipe is higher in the coupling side region than in the non-coupling side region to which the outer fan is attached.

一方、冷却管の外部の密閉空間内の冷却用気体の冷却器内の流れは、通常、ガイド板等によりガイドされ、回転軸方向について、結合側の領域と反結合側の領域とにほぼ均等に流れる。   On the other hand, the flow of the cooling gas in the closed space outside the cooling pipe is usually guided by a guide plate or the like, and is substantially equal to the area on the coupling side and the area on the noncoupling side in the rotational axis direction. Flow to

この結果、反結合側領域での交換熱量に比べて、結合側領域の交換熱量が低くなり、冷却器全体としての冷却効率が低下することとなる。   As a result, compared with the heat exchange amount in the non-bonding side region, the heat exchange amount in the bonding side region becomes lower, and the cooling efficiency as a whole of the cooler is lowered.

固定子の軸方向温度分布の均一化を図る方法としては、フレームの軸方向に沿って複数の排気孔を設けて、それぞれの開口面積を調節可能にする技術が知られている(特許文献1参照)。また、固定子の径方向外側に軸方向に沿って分割された流路を形成して、各流路の風量の調節を行う方法が知られている(特許文献2参照)。   As a method for making the axial temperature distribution of the stator uniform, there is known a technique in which a plurality of exhaust holes are provided along the axial direction of the frame so that the opening area of each can be adjusted (Patent Document 1) reference). There is also known a method of adjusting the air volume of each flow path by forming the flow paths divided along the axial direction on the radially outer side of the stator (see Patent Document 2).

しかしながら、これらの技術では、それぞれの風量を調節する必要があり、前記のような冷却器の構成に適用すると、構造が複雑化するという問題があり、より簡素化された構成が望まれていた。   However, in these techniques, it is necessary to adjust the air volume of each, and when applied to the configuration of the cooler as described above, there is a problem that the structure becomes complicated, and a more simplified configuration has been desired. .

そこで、本発明は、より簡素化された構成により全閉外扇形回転電機の冷却効率を確保することを目的とする。   Then, an object of the present invention is to secure the cooling efficiency of the totally closed outer fan type rotating electric machine by a more simplified structure.

上述の目的を達成するため、本発明に係る全閉外扇形回転電機は、軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に設けられて冷却用気体の軸方向の流量配分を調節する軸方向流量配分構造と、前記軸方向流量配分構造の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の前記ロータシャフトの両側のそれぞれで前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、前記結合側軸受および反結合側軸受をそれぞれ固定支持し軸方向の前記フレームの端部に接続する結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、前記ロータシャフトに取り付けられて前記冷却用気体を駆動する内扇と、軸方向に延びて互いに並列に配された複数の冷却管を有する冷却器と、前記冷却器を収納し、前記フレーム、前記結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットとともに閉空間を形成する冷却器カバーと、前記ロータシャフトの反結合側軸受ブラケットの軸方向外側に取り付けられて前記複数の冷却管の内部に外気を供給する外扇と、を備え、前記軸方向流量配分構造は、軸方向に両端まで延びて互いに周方向に間隔をあけて配されて前記回転子鉄心とともに軸方向流路を形成する径方向スペーサと、前記軸方向流路における軸方向の中央からみて前記外扇より遠い側に設けられ、前記軸方向流路を軸方向の2つの部分に仕切る軸方向仕切り部材と、を有し、前記径方向スペーサは、環状であって軸方向に延びて周方向に互いに間隔をあけて配された複数の凹部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る全閉外扇形回転電機は、軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に設けられて冷却用気体の軸方向の流量配分を調節する軸方向流量配分構造と、前記軸方向流量配分構造の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の前記ロータシャフトの両側のそれぞれで前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、前記結合側軸受および反結合側軸受をそれぞれ固定支持し軸方向の前記フレームの端部に接続する結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、前記ロータシャフトに取り付けられて前記冷却用気体を駆動する内扇と、軸方向に延びて互いに並列に配された複数の冷却管を有する冷却器と、前記冷却器を収納し、前記フレーム、前記結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットとともに閉空間を形成する冷却器カバーと、前記ロータシャフトの反結合側軸受ブラケットの軸方向外側に取り付けられて前記複数の冷却管の内部に外気を供給する外扇と、を備え、前記軸方向流量配分構造は、軸方向に両端まで延びて互いに周方向に間隔をあけて配されて前記回転子鉄心とともに軸方向流路を形成する径方向スペーサと、前記軸方向流路における軸方向の中央からみて前記外扇より遠い側に設けられ、前記軸方向流路を軸方向の2つの部分に仕切る軸方向仕切り部材と、を有し、前記軸方向仕切り部材は、前記径方向スペーサにより形成された軸方向流路の断面形状および寸法に対応した断面形状および寸法を有し、軸方向位置を調節可能に形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a totally closed outer fan-shaped electric rotating machine according to the present invention comprises a rotor shaft axially extended and rotatably supported, and a shaft for cooling gas provided radially outward of the rotor shaft. Rotation having an axial flow distribution structure for adjusting the flow distribution in the radial direction, and a rotor core provided radially outward of the axial flow distribution structure and having an axially spaced axial flow path formed therein A stator, a cylindrical stator core provided on the radially outer side of the rotor core and having a radial flow path spaced apart in the axial direction, and a stator core axially fixed in the stator core A stator having a stator winding, a frame disposed radially outward of the stator to accommodate the rotor core and the stator, and a rotor shaft axially interposed between the rotor core and the rotor core. The rotor shaft on each side Coupling side bearing and anticoupling side bearing, coupling side bearing bracket and anticoupling side bearing bracket for fixedly supporting the coupling side bearing and anticoupling side bearing respectively and connecting to the end of the frame in the axial direction; A cooler having an inner fan attached to a rotor shaft and driving the cooling gas, a plurality of cooling pipes extending in an axial direction and arranged in parallel with one another, the frame, the frame A cooler cover that forms a closed space together with the side bearing bracket and the non-coupling side bearing bracket, and an outside that is attached to the axially outer side of the non-coupling side bearing bracket of the rotor shaft and supplies outside air to the inside of the plurality of cooling pipes. And the axial flow distribution structure is axially extended to both ends and circumferentially spaced from each other to form an axial shaft with the rotor core. A radial spacer forming a flow passage, and an axial partition provided on the side farther from the outer fan as viewed from the axial center of the axial flow passage, and partitioning the axial flow passage into two parts in the axial direction and members, was closed, said radial spacers, and a plurality of recesses arranged spaced intervals to each other in the circumferential direction and extend in the axial direction an annular are formed.
Further, the totally closed outer fan type rotary electric machine according to the present invention is provided on the rotor shaft axially extended and rotatably supported, and provided radially outward of the rotor shaft to adjust the flow rate distribution of the cooling gas in the axial direction A rotor having an axial flow distribution structure, a rotor core provided radially outward of the axial flow distribution structure, and having axial flow paths spaced apart in the axial direction, and the rotor The stator core has a cylindrical stator core provided on the radially outer side of the iron core and having axial flow paths formed at intervals in the axial direction, and a stator winding axially penetrating inside the stator core. The rotor, a frame disposed outside the stator in the radial direction to accommodate the rotor core and the stator, and the rotor on both sides of the rotor shaft in the axial direction sandwiching the rotor core Coupling side bearing that supports the shaft Mounted on the rotor shaft, a non-coupling side bearing, a coupling-side bearing bracket and an anti-coupling side bearing bracket for fixedly supporting the coupling-side bearing and the non-coupling-side bearing respectively and connecting them to the end of the frame in the axial direction; A cooler having an inner fan for driving the cooling gas, a plurality of cooling pipes extending in the axial direction and arranged in parallel to one another, and the cooler, the frame, the coupling side bearing bracket and the counter It has a cooler cover which forms a closed space together with the coupling side bearing bracket, and an outer fan attached to the outside in the axial direction of the non-coupling side bearing bracket of the rotor shaft to supply outside air to the inside of the plurality of cooling pipes. The axial flow distribution structure has a diameter that extends to both ends in the axial direction and is circumferentially spaced from each other to form an axial flow path with the rotor core. A directional spacer, and an axial partition member provided on the side farther from the outer fan as viewed from the axial center of the axial channel, and partitioning the axial channel into two parts in the axial direction; The axial partition member has a cross-sectional shape and dimension corresponding to the cross-sectional shape and dimension of an axial flow passage formed by the radial spacer, and is characterized in that the axial position can be adjusted. Do.

本発明によれば、より簡素化された構成により全閉外扇形回転電機の冷却効率を確保することができる。   According to the present invention, it is possible to ensure the cooling efficiency of the totally closed outer fan-shaped rotating electric machine with a more simplified configuration.

第1の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の構成を示す回転軸に沿って切断した立断面図である。FIG. 1 is an elevation sectional view cut along a rotation axis showing a configuration of a totally closed outer fan type rotary electric machine according to a first embodiment; 第1の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子および固定子鉄心内の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure in the rotor and stator core of the totally-closed outer fan type rotary electric machine which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の径方向スペーサを示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the radial direction spacer of the axial direction flow distribution structure provided in the rotor of the totally closed outer fan-shaped rotary electric machine which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す正面図である。It is a front view which shows the axial direction partition member of the axial direction flow distribution structure provided in the rotor of the totally closed outer fan type rotary electric machine which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す正面図である。It is a front view which shows the axial direction partition member of the axial direction flow distribution structure provided in the rotor of the totally closed outer fan type rotary electric machine which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the axial direction partition member of the axial direction flow distribution structure provided in the rotor of the totally closed outer fan type rotary electric machine which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の径方向スペーサを示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the radial direction spacer of the axial direction flow distribution structure provided in the rotor of the totally closed outer fan type rotary electric machine which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す正面図である。It is a front view which shows the axial direction partition member of the axial direction flow distribution structure provided in the rotor of the totally closed outer fan type rotary electric machine which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the axial direction partition member of the axial direction flow distribution structure provided in the rotor of the totally closed outer fan type rotary electric machine which concerns on 4th Embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る全閉外扇形回転電機について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。   Hereinafter, with reference to the drawings, a totally closed outer fan-shaped electric rotating machine according to an embodiment of the present invention will be described. Here, parts that are the same as or similar to each other are given the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の構成を示す回転軸に沿って切断した立断面図である。全閉外扇形回転電機200は、回転子10、固定子20、フレーム40、反結合側軸受30a、結合側軸受30b、および冷却器60を有する。
First Embodiment
FIG. 1 is an elevation sectional view cut along a rotation axis showing a configuration of a totally closed outer fan type rotary electric machine according to a first embodiment. The totally closed external fan-shaped electric rotating machine 200 has a rotor 10, a stator 20, a frame 40, an anti-coupling side bearing 30a, a coupling side bearing 30b, and a cooler 60.

回転子10は、回転軸方向(以下、軸方向という。)に水平に延びたロータシャフト11、およびロータシャフト11の径方向外側に設けられた軸方向流量配分構造100、および軸方向流量配分構造100の径方向外側に設けられた回転子鉄心12を有する。   The rotor 10 has a rotor shaft 11 extending horizontally in the direction of the rotation axis (hereinafter referred to as the axial direction), an axial flow distribution structure 100 provided radially outward of the rotor shaft 11, and an axial flow distribution structure. A rotor core 12 is provided at 100 radially outward.

ロータシャフト11の軸方向の一方の端部は、結合対象、すなわち、当該全閉外扇形回転電機が電動機ならば駆動対象負荷、当該全閉外扇形回転電機が発電機ならば原動機と結合する結合部11aが形成されている。以下、軸方向に、結合部11aの方向を結合側、これと反対の方向を反結合側と言うこととする。   One end of the rotor shaft 11 in the axial direction is an object to be coupled, that is, a drive target load if the totally closed outer fan type rotary electric machine is a motor, and a coupled portion 11a coupled to a prime mover if the totally closed outer fan type electric Is formed. Hereinafter, in the axial direction, the direction of the coupling portion 11a is referred to as the coupling side, and the direction opposite thereto is referred to as the anticoupling side.

ロータシャフト11は、反結合側軸受30aおよび結合側軸受30bにより回転可能に支持されている。ロータシャフト11には、軸方向に回転子鉄心12を挟んで、反結合部側に内扇51aが、結合部11a側に内扇51bが、それぞれ取り付けられている。また、ロータシャフト11の反結合側軸受30aの軸方向の外側には、当該全閉外扇形回転電機200を自ら冷却するために、外扇55が設けられている。また、外扇55を覆うように外扇カバー56が取り付けられている。外扇カバー56には、外気の取入のための流入口56aが形成されている。   The rotor shaft 11 is rotatably supported by the non-coupling side bearing 30a and the coupling side bearing 30b. An inner fan 51a is attached to the opposite side of the rotor core 11 with the rotor core 12 interposed therebetween in the axial direction, and an inner fan 51b is attached to the joint 11a. Further, an outer fan 55 is provided on the outer side in the axial direction of the non-coupling side bearing 30 a of the rotor shaft 11 in order to cool the totally closed outer fan-shaped rotary electric machine 200 by itself. Further, an outer fan cover 56 is attached to cover the outer fan 55. The outer fan cover 56 is formed with an inlet 56a for taking in air.

固定子20は、回転子鉄心12の径方向外側にギャップ18を介して設けられた円筒状の固定子鉄心21、および固定子鉄心21の径方向内側表面近傍を回転軸方向に貫通する固定子巻線22を有する。   The stator 20 is a cylindrical stator core 21 provided radially outward of the rotor core 12 via a gap 18, and a stator penetrating in the vicinity of the radially inner surface of the stator core 21 in the rotational axis direction It has a winding 22.

フレーム40は、固定子20および回転子鉄心12を収納するように、これらの径方向を囲んでいる。フレーム40の回転軸方向の両側は、反結合側軸受ブラケット45aおよび結合側軸受ブラケット45bが設けられている。反結合側軸受ブラケット45aおよび結合側軸受ブラケット45bは、それぞれ反結合側軸受30aおよび結合側軸受30bを固定支持している。   The frame 40 surrounds these radial directions so as to accommodate the stator 20 and the rotor core 12. On both sides in the rotational axis direction of the frame 40, a non-coupling side bearing bracket 45a and a coupling side bearing bracket 45b are provided. The non-coupling side bearing bracket 45a and the coupling side bearing bracket 45b fixedly support the non-coupling side bearing 30a and the coupling side bearing 30b, respectively.

フレーム40の上方には、冷却器60が設けられている。冷却器60は、複数の冷却管61、冷却器カバー63、端板62a、62bおよびガイド板66a、66bを有する。端板62aは冷却管60のそれぞれの反結合側の端部を支持し、端板62bは冷却管60のそれぞれの結合側の端部を支持する。   A cooler 60 is provided above the frame 40. The cooler 60 includes a plurality of cooling pipes 61, a cooler cover 63, end plates 62a and 62b, and guide plates 66a and 66b. The end plates 62a support the respective non-coupling side ends of the cooling pipe 60, and the end plates 62b support the respective coupling side ends of the cooling pipe 60.

複数の冷却管61は、互いに並列に配され軸方向に延びている。それぞれの冷却管61の両端は開口している。また、それぞれの冷却管61は、両端が端板62a、62bを貫通し、端板62a、62bにより固定支持されている。複数の冷却管61は、冷却器カバー63に収納されている。   The plurality of cooling pipes 61 are arranged parallel to one another and extend in the axial direction. Both ends of each cooling pipe 61 are open. Further, each end of each cooling pipe 61 passes through the end plates 62a and 62b, and is fixed and supported by the end plates 62a and 62b. The plurality of cooling pipes 61 are housed in the cooler cover 63.

フレーム40、反結合側軸受ブラケット45a、結合側軸受ブラケット45b、冷却器カバー63、および端板62a、62bは、互いに相俟って閉空間40aを形成している。また、冷却器60においては、冷却管61も閉空間40aを形成する要素であり、冷却管61の外側が閉空間40aとなっている。フレーム40側の空間と、冷却器カバー63側の空間とは、冷却器入口開口64および冷却器出口開口65a、65bで連通している。冷却器入口開口64は軸方向の中央に、また、冷却器出口開口65a、65bはこれを挟んで軸方向の両側に設けられている。   The frame 40, the non-coupling bearing bracket 45a, the coupling bearing bracket 45b, the cooler cover 63, and the end plates 62a and 62b together form a closed space 40a. In the cooler 60, the cooling pipe 61 is also an element forming the closed space 40a, and the outside of the cooling pipe 61 is the closed space 40a. The space on the side of the frame 40 and the space on the side of the cooler cover 63 communicate with each other at the cooler inlet opening 64 and the cooler outlet openings 65a and 65b. The cooler inlet openings 64 are provided in the axial center, and the cooler outlet openings 65a, 65b are provided on both sides in the axial direction.

閉空間40a内は、たとえば空気などの冷却用気体が満たされている。冷却用気体は、内扇51aおよび内扇51bに駆動されて、閉空間40a内を循環する。具体的には、内扇51aは、反結合側軸受30a側から回転子10側に冷却用気体を圧送する。また、内扇51bは、結合側軸受30b側から回転子10側に冷却用気体を圧送する。   The inside of the closed space 40a is filled with a cooling gas such as air, for example. The cooling gas is driven by the inner fan 51a and the inner fan 51b to circulate in the closed space 40a. Specifically, the internal fan 51a pumps the cooling gas from the non-coupling side bearing 30a side to the rotor 10 side. Further, the internal fan 51b pumps the cooling gas from the coupling side bearing 30b side to the rotor 10 side.

軸方向流量配分構造100は、径方向にロータシャフト11と回転子鉄心12に挟まれて、ロータシャフト11と回転子鉄心12間のトルクの伝達を行うとともに、軸方向流路を形成している。   The axial flow rate distribution structure 100 is interposed between the rotor shaft 11 and the rotor core 12 in the radial direction to transmit torque between the rotor shaft 11 and the rotor core 12 and forms an axial flow path. .

反結合側および結合側からそれぞれ内扇51a、51bにより回転子10側に圧送された冷却用気体は、軸方向流量配分構造100およびギャップ18に流入し、回転子鉄心12および固定子鉄心21を冷却しながら通過し、冷却器入口開口64を経由して、冷却器60に流入する。   The cooling gas pumped to the rotor 10 by the internal fans 51a and 51b from the non-coupling side and the coupling side flows into the axial flow distribution structure 100 and the gap 18, and the rotor core 12 and the stator core 21 It passes with cooling and flows into the cooler 60 via the cooler inlet opening 64.

冷却器入口開口64を経由して冷却器60に流入した冷却用気体は、ガイド板66aとガイド板66bの間を、冷却管61の内部の外気に冷却されながら、冷却管61の外側を上昇した後、上部連通空間67内に流入する。上部連通空間67に流入した冷却用気体は、軸方向の両側、すなわち反結合側および結合側にそれぞれ分流する。   The cooling gas flowing into the cooler 60 via the cooler inlet opening 64 rises outside the cooling pipe 61 while being cooled by the outside air inside the cooling pipe 61 between the guide plate 66 a and the guide plate 66 b. Then, it flows into the upper communication space 67. The cooling gas that has flowed into the upper communication space 67 is diverted to both axial sides, that is, to the non-coupling side and the coupling side.

反結合側に分流した冷却用気体は、下方に方向転換した後に、冷却管61により冷却されながら冷却管61の外側を下降し、冷却器出口開口65aを介して、フレーム40内に流入する。フレーム40内に流入した冷却用気体は、内扇51aに流入し、内扇51aによって回転子鉄心12および固定子20側に圧送される。このように、冷却用気体は、反結合側の循環流路を循環する。   The cooling gas diverted to the opposite side is turned downward and then descends the outside of the cooling pipe 61 while being cooled by the cooling pipe 61, and flows into the frame 40 through the cooler outlet opening 65a. The cooling gas that has flowed into the frame 40 flows into the inner fan 51a and is pumped to the rotor core 12 and the stator 20 by the inner fan 51a. Thus, the cooling gas circulates in the circulation channel on the non-bonding side.

結合側に分流した冷却用気体は、下方に方向転換した後に、冷却管61により冷却されながら冷却管61の外側を下降し、冷却器出口開口65bを介して、フレーム40内に流入する。フレーム40内に流入した冷却用気体は、内扇51bに流入し、内扇51bによって回転子鉄心12および固定子20側に圧送される。このように、冷却用気体は、結合側の循環流路を循環する。   After being diverted downward, the cooling gas branched down to the coupling side descends the outside of the cooling pipe 61 while being cooled by the cooling pipe 61, and flows into the frame 40 through the cooler outlet opening 65b. The cooling gas having flowed into the frame 40 flows into the inner fan 51 b and is pumped to the rotor core 12 and the stator 20 by the inner fan 51 b. Thus, the cooling gas circulates through the circulation flow path on the coupling side.

以上のように、冷却用気体は、閉空間40a内で、結合側の循環流路、反結合側の循環流路の2つの流路に分かれて循環する。   As described above, the cooling gas is divided and circulated in the closed space 40 a into the two flow paths of the coupling side circulation flow path and the non-coupling side circulation flow path.

一方、外気は、外扇55により、外扇カバー56に形成されている流入口56aから外扇カバー56内に吸い込まれ、端板62a側から複数の冷却管61のそれぞれの内部に圧送される。複数の冷却管60のそれぞれの内部を通過する外気は、まず、反結合側の循環流路を循環する冷却用気体を冷却しながら温度上昇し、次に、結合側の循環流路を循環する冷却用気体を冷却しながら温度上昇した後、端板62b側で、冷却管60から流出する。   On the other hand, the outside air is drawn into the outer fan cover 56 from the inlet 56a formed in the outer fan cover 56 by the outer fan 55, and is pumped to the inside of the plurality of cooling pipes 61 from the end plate 62a side. . The outside air passing through the inside of each of the plurality of cooling pipes 60 is first heated while cooling the cooling gas circulating in the circulation channel on the non-coupling side, and then circulated in the circulation channel on the coupling side After the temperature rises while cooling the cooling gas, it flows out of the cooling pipe 60 on the end plate 62 b side.

図2は、回転子および固定子鉄心内の構成を示す縦断面図である。軸方向流量配分構造100は、径方向スペーサ110aおよび軸方向仕切り部材121を有する。径方向スペーサ110aは、回転子鉄心12の径方向内側に沿って軸方向に延びている。詳細は図3で説明するが、径方向スペーサ110aの設置により、矢印で図示したような軸方向流路101aおよび軸方向流路101bが形成される。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration in the rotor and the stator core. The axial flow distribution structure 100 has a radial spacer 110 a and an axial partition member 121. The radial spacer 110 a extends axially along the radial inside of the rotor core 12. Although the details will be described with reference to FIG. 3, the installation of the radial spacer 110a forms an axial flow passage 101a and an axial flow passage 101b as illustrated by the arrows.

軸方向流路101aおよび軸方向流路101bは、軸方向仕切り部材121で、軸方向に分割されている。軸方向流路101aは、軸方向仕切り部材121から反結合側、軸方向流路101bは、軸方向仕切り部材121から結合側の流路である。   The axial flow passage 101 a and the axial flow passage 101 b are axially divided by the axial partition member 121. The axial flow passage 101 a is a flow passage on the non-coupling side from the axial partition member 121, and the axial flow passage 101 b is a flow channel on the coupling side from the axial partition member 121.

回転子鉄心12の軸方向に間隔をあけて、回転子鉄心内径方向流路13が形成されている。回転子鉄心内径方向流路13は、回転子鉄心12を構成する鋼板に挟まれて図示しないガイド板等により軸方向流路101aからギャップ18に向かって径方向外側に冷却用気体が流れるような流路である。なお、回転子鉄心内径方向流路13の軸方向の数および位置は、回転子鉄心12内の温度分布および固定子鉄心21内の流れ等から設定される。   The rotor core inner diameter direction flow path 13 is formed at intervals in the axial direction of the rotor core 12. The rotor core inner diameter direction flow passage 13 is such that the cooling gas flows radially outward from the axial flow passage 101a toward the gap 18 by a guide plate or the like (not shown) sandwiched by the steel plates constituting the rotor core 12 It is a flow path. The number and the position in the axial direction of the rotor core inner diameter direction flow path 13 are set from the temperature distribution in the rotor core 12 and the flow in the stator core 21 or the like.

また、固定子鉄心21の軸方向に間隔をあけて、固定子鉄心内径方向流路23が形成されている。固定子鉄心内径方向流路23は、固定子鉄心21を構成する鋼板に挟まれて図示しないガイド板等によりギャップ18から固定子鉄心21の径方向外側に向かって冷却用気体が流れるような流路である。図2では、固定子鉄心内径方向流路23の軸方向位置が回転子鉄心内径方向流路13の軸方向位置と一致した例を示したが、これに限定せず、異なる軸方向位置でもよい。固定子鉄心内径方向流路23の軸方向の数および位置は、固定子鉄心21内の温度分布および回転子鉄心12内の流れ等から設定される。   Further, a stator core inner diameter direction flow passage 23 is formed at intervals in the axial direction of the stator core 21. The stator core inner diameter direction flow path 23 is a flow such that the cooling gas flows from the gap 18 toward the radial outer side of the stator core 21 from the gap 18 by a guide plate or the like (not shown) sandwiched by steel plates constituting the stator core 21. It is a road. Although FIG. 2 shows an example in which the axial position of the stator core inner diameter direction flow passage 23 coincides with the axial position of the rotor core inner diameter direction flow passage 13, the invention is not limited thereto, and different axial direction positions may be used. . The axial number and position of the stator core radial direction flow passage 23 are set from the temperature distribution in the stator core 21 and the flow in the rotor core 12 or the like.

図3は、軸方向流量配分構造の径方向スペーサを示す横断面図である。径方向スペーサ110aは、複数の周方向区画板111を有する。周方向区画板111のそれぞれは、径方向に広がった幅を有し、軸方向に延びている。周方向区画板111の径方向の幅は、同心のロータシャフト11の外面から回転子鉄心12の径方向内面間の間隔に対応した幅である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a radial spacer of the axial flow distribution structure. The radial spacer 110 a has a plurality of circumferential partition plates 111. Each of the circumferential partition plates 111 has a radially expanded width and extends in the axial direction. The radial width of the circumferential partition plate 111 is a width corresponding to the distance between the outer surface of the concentric rotor shaft 11 and the radial inner surface of the rotor core 12.

複数の周方向区画板111のそれぞれは、ロータシャフト11に周方向に互いに間隔をあけて取り付けられている。なお、図3では、周方向区画板111の数が6つの場合を示しているがこれに限定されない。ただし、径方向スペーサ110aは回転子鉄心12を支持する機能も有するため、周方向区画板111の数は少なくとも3つは必要である。また、周方向区画板111は、ロータシャフト11のトルクを回転子鉄心12へ伝達する必要があるため、これに必要な強度を有するものとする。   The plurality of circumferential partition plates 111 are attached to the rotor shaft 11 at intervals in the circumferential direction. In addition, in FIG. 3, although the case where the number of the circumferential direction dividing plates 111 is six is shown, it is not limited to this. However, since the radial spacer 110a also has a function of supporting the rotor core 12, at least three circumferential partition plates 111 are required. Moreover, since it is necessary to transmit the torque of the rotor shaft 11 to the rotor core 12, the circumferential partition plate 111 has strength necessary for this.

周方向区画板111の幅方向の軸心に近い側の端部は、ロータシャフト11にたとえば、溶接により取り付けられている。また、回転子鉄心12との接触部分では、周方向の回り止めを設けてもよい。   The end close to the axial center in the width direction of the circumferential partition plate 111 is attached to the rotor shaft 11 by welding, for example. Moreover, in the contact part with the rotor core 12, you may provide the circumferential direction rotation stop.

なお、周方向区画板111のロータシャフト11への取り付けは、溶接に限定されない。たとえば、周方向区画板111の幅方向の一方の断面をダブテイル形状とし、ロータシャフト11にこれに対応する軸方向に延びた凹部を形成し、嵌め合い方式としてもよい。また、周方向区画板111の幅方向の軸心から遠い側の端部は、回転子鉄心12の径方向内側の面に対向するが、回転子鉄心12の内面の曲面にあわせて曲面形状としてもよい。   The attachment of the circumferential partition plate 111 to the rotor shaft 11 is not limited to welding. For example, one cross section in the width direction of the circumferential partition plate 111 may have a dovetail shape, and the rotor shaft 11 may have a corresponding axially extending recess to form a fitting method. Further, although the end on the side far from the axial center in the width direction of circumferential section plate 111 faces the inner surface in the radial direction of rotor core 12, it has a curved shape according to the curved surface of the inner surface of rotor core 12. It is also good.

周方向区画板111、ロータシャフト11および回転子鉄心12により軸方向に延びた軸方向流路101a、101bが形成される。   The circumferential partition plate 111, the rotor shaft 11, and the rotor core 12 form axial flow passages 101a and 101b extending in the axial direction.

周方向区画板111は、軸方向仕切り部材121により、軸方向に反結合側の周方向区画板111と結合側の周方向区画板111の2つの部分に分割されている。したがって、軸方向流路101aと軸方向流路101bとに分割されている。ここで、反結合側の周方向区画板111の軸方向の長さは、結合側の周方向区画板111の軸方向の長さよりも長くなっている。したがって、組み立て状態においては、軸方向仕切り部材121の軸方向の位置は、外扇55の側すなわち反結合側からみて中央より遠い位置にある。   The circumferential partition plate 111 is divided into two parts of the circumferential partition plate 111 on the non-coupling side in the axial direction and the circumferential partition plate 111 on the coupling side by the axial partition member 121. Therefore, it divides into axial direction channel 101a and axial direction channel 101b. Here, the axial length of the circumferential partition plate 111 on the non-coupling side is longer than the axial length of the circumferential partition plate 111 on the coupling side. Therefore, in the assembled state, the axial position of the axial partition member 121 is at a position farther from the center as viewed from the side of the outer fan 55, that is, the non-coupling side.

図4は、軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す正面図である。軸方向仕切り部材121は、円板状で中央に同心の中央開口121bが形成されている環状閉止板121aである。   FIG. 4 is a front view showing an axial partition member of the axial flow rate distribution structure. The axial direction partitioning member 121 is an annular closing plate 121 a having a disk shape and having a central opening 121 b concentric with the center.

環状閉止板121aは、その外径は回転子鉄心12の内面の径に、また、中央開口121bの径は、ロータシャフト11と嵌め合える径となっている。環状閉止板121aは、反結合側の周方向区画板111と結合側の周方向区画板111に前後を挟まれている。   The outer diameter of the annular closing plate 121 a is equal to the diameter of the inner surface of the rotor core 12, and the diameter of the central opening 121 b is a diameter which can be fitted to the rotor shaft 11. The annular closing plate 121 a is sandwiched in the front and rear direction by the circumferential partition plate 111 on the non-coupling side and the circumferential partition plate 111 on the coupling side.

以上のように構成された本実施形態の作用を説明する。   The operation of the present embodiment configured as described above will be described.

内扇51aに駆動されて反結合側軸受30a側から回転子10側に圧送された冷却用気体は、軸方向流路101aあるいはギャップ18に流入する。軸方向流路101aに流入した冷却用気体は、軸方向流路101aを軸方向仕切り部材121に向かって進みながら、回転子鉄心内径方向流路13が設けられている軸方向位置では、一部が回転子鉄心内径方向流路13に分流して径方向外側に流れる。   The cooling gas, which is driven by the internal fan 51 a and pumped from the non-coupling side bearing 30 a side to the rotor 10 side, flows into the axial flow path 101 a or the gap 18. The cooling gas that has flowed into the axial flow passage 101a is partially advanced at the axial position where the rotor core inner diameter directional flow passage 13 is provided while advancing the axial flow passage 101a toward the axial partition member 121. And the rotor core radially inward flow channel 13 to flow radially outward.

同様に、内扇51bに駆動されて結合側軸受30b側から回転子10側に圧送された冷却用気体は、軸方向流路101bあるいはギャップ18に流入する。軸方向流路101bに流入した冷却用気体は、軸方向流路101bを軸方向仕切り部材121に向かって進みながら、回転子鉄心内径方向流路13が設けられている軸方向位置では、一部が複数の回転子鉄心内径方向流路13に順次分流して径方向外側に流れる。   Similarly, the cooling gas, which is driven by the internal fan 51 b and pumped from the coupling side bearing 30 b to the rotor 10, flows into the axial flow passage 101 b or the gap 18. The cooling gas having flowed into the axial flow passage 101b is partially advanced at the axial position where the rotor core inner diameter directional flow passage 13 is provided while advancing the axial flow passage 101b toward the axial partition member 121. Flows in the radially outward direction by sequentially diverting to the plurality of rotor core radial direction flow channels 13.

以上のように、回転子鉄心内径方向流路13を径方向外側に流れた冷却用気体は、ギャップ18に流出する。回転子鉄心12から流出してきた冷却用気体と、内扇51a,51bから直接ギャップ18に圧送された冷却用気体は、複数の固定子鉄心内径方向流路23のそれぞれを径方向外側に流れる。   As described above, the cooling gas that has flowed radially outward through the rotor core inner diameter direction flow path 13 flows out into the gap 18. The cooling gas flowing out of the rotor core 12 and the cooling gas pressure-fed directly from the inner fans 51a and 51b to the gap 18 flow radially outward through the plurality of stator core radial direction flow paths 23, respectively.

固定子鉄心21から流出した冷却用気体は、冷却器入口開口64を経て冷却器60に流入し、冷却管61の外側を流れ冷却される。冷却された冷却用気体は、冷却器出口開口65a、65bをそれぞれ経てフレーム40内に下降した後、再び内扇51a、51bにより圧送される。   The cooling gas that has flowed out of the stator core 21 flows into the cooler 60 through the cooler inlet opening 64 and flows outside the cooling pipe 61 and is cooled. The cooled cooling gas passes through the cooler outlet openings 65a and 65b and descends into the frame 40, and is again pumped by the internal fans 51a and 51b.

軸方向流路101aが軸方向流路101bより長いことから、回転子鉄心12および固定子鉄心21を通過する冷却用気体は、反結合側の循環流路を通過する割合が、結合側の循環流路を通過する割合より大きい。したがって、反結合側の循環流路を通過する冷却用気体の熱負荷の方が、結合側の循環流路を通過する冷却用気体の熱負荷よりも大きい。   Since the axial flow passage 101a is longer than the axial flow passage 101b, the cooling gas passing through the rotor core 12 and the stator core 21 has a ratio of passing through the circulation flow passage on the non-coupling side is the circulation on the coupling side. Greater than the rate of passage through the flow path. Therefore, the thermal load of the cooling gas passing through the circulation channel on the non-coupling side is larger than the thermal load of the cooling gas passing through the circulation channel on the coupling side.

一方、外気は、外扇55により圧送されて、複数の冷却管61の内部を、反結合側から結合側に向かって流れる。外気は、冷却管61の外側の冷却用気体と熱交換しながら流れるため、反結合側から結合側に流れるに従い、温度が上昇する。   On the other hand, the outside air is pumped by the outer fan 55 and flows inside the plurality of cooling pipes 61 from the non-coupling side toward the coupling side. Since the outside air flows while exchanging heat with the cooling gas outside the cooling pipe 61, the temperature rises as it flows from the non-coupling side to the coupling side.

このように、熱負荷の大きな反結合側の循環流路を流れる冷却用気体を、温度の低い外気で冷却し、熱負荷の小さな結合側の循環流路を流れる冷却用気体を、温度の高い外気で冷却することになる。   Thus, the cooling gas flowing in the circulation path on the opposite side of the large thermal load is cooled by the low temperature external air, and the cooling gas flowing in the circulation path on the small side of the thermal load is the high temperature. It will be cooled by the open air.

軸方向仕切り部材121の軸方向位置を適切に設定することにより、反結合側の循環流路を流れる冷却用気体と、結合側の循環流路を流れる冷却用気体の冷却器入り口温度を互いに等しくすることが可能である。   By appropriately setting the axial position of the axial partition member 121, the inlet temperatures of the cooling gas flowing through the circulation channel on the non-coupling side and the cooling gas flowing through the circulation channel on the coupling side are equal to each other It is possible.

すなわち、冷却用気体の軸方向の温度分布をより均一化し、冷却効率を向上させることができる。   That is, the temperature distribution in the axial direction of the cooling gas can be made more uniform, and the cooling efficiency can be improved.

[第2の実施形態]
図5は、第2の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す正面図である。図6は、軸方向仕切り部材を示す斜視図である。
Second Embodiment
FIG. 5 is a front view showing an axial direction partition member of an axial flow rate distribution structure provided in a rotor of a fully closed external sector rotary electric machine according to a second embodiment. FIG. 6 is a perspective view showing an axial direction partition member.

本第2の実施形態は、第1の実施形態の変形である。第1の実施形態と異なる第1の点は、第1の実施形態における軸方向仕切り部材121に代えて、各軸方向流路を閉止する複数の軸方向仕切り部材122が設けられている点である。第1の実施形態と異なる第2の点は、第1の実施形態においては、周方向区画板111が、軸方向仕切り部材121により軸方向に分割されているのに対して、本第2の実施形態においては、周方向区画板111が回転子鉄心12の軸方向に沿って分割されておらず1体となっている点である。その他においては、本第2の実施形態は、第1の実施形態と同様である。   The second embodiment is a modification of the first embodiment. The first difference from the first embodiment is that a plurality of axial partition members 122 for closing each axial flow passage is provided instead of the axial partition member 121 in the first embodiment. is there. A second point different from the first embodiment is that, in the first embodiment, the circumferential partition plate 111 is divided in the axial direction by the axial partition member 121, while the second partition is different from the first embodiment. In the embodiment, the circumferential partition plate 111 is not divided along the axial direction of the rotor core 12 but is a single body. In the other respects, the second embodiment is the same as the first embodiment.

本第2の実施形態における軸方向仕切り部材122の図5に示す正面から見ての形状および寸法が、軸方向流路101a、101bの断面形状および寸法に対応している。すなわち、同様の形状、寸法となるように形成されている。ただし、寸法は、回転子10の軸方向端部から、たとえば挿入距離が短い方の軸方向流路101bに挿入することを考慮して、軸方向流路101bの断面形状より僅かに小さい寸法とする。   The shape and dimensions as viewed from the front shown in FIG. 5 of the axial direction partitioning member 122 in the second embodiment correspond to the cross sectional shape and dimensions of the axial flow channels 101a and 101b. That is, they are formed to have the same shape and size. However, the dimension is a dimension slightly smaller than the cross-sectional shape of the axial flow passage 101 b in consideration of, for example, insertion into the axial flow passage 101 b with a shorter insertion distance from the axial end of the rotor 10. Do.

軸方向仕切り部材122は、扇状の区画閉止板122a、区画閉止板122aの両側にそれぞれ取り付けられる2枚の側板122b、および、2枚の側板122b間に圧縮した状態で取り付けられるバネ122cを有する。   The axial partition member 122 has a sector-shaped partition closing plate 122a, two side plates 122b attached to both sides of the partition closing plate 122a, and a spring 122c attached in a compressed state between the two side plates 122b.

バネ122cは、2枚の側板122bを互いに遠ざける方向に働き、2枚の側板122bをそれぞれ周方向区画板111の側面に押し付ける。この結果、側板122bと周方向区画板111との互いの摩擦力によって、軸方向仕切り部材122の取り付け位置が冷却用気体の風圧や回転時の振動等により軸方向にずれることを防止する。   The spring 122 c works to move the two side plates 122 b away from each other, and presses the two side plates 122 b against the side surface of the circumferential partition plate 111. As a result, the frictional force between the side plate 122 b and the circumferential partition plate 111 prevents the attachment position of the axial partition member 122 from being displaced in the axial direction due to the wind pressure of the cooling gas or vibration during rotation.

以上のように構成された本第2の実施形態における軸方向仕切り部材122は、軸方向の位置の設定を修正する必要が生じた場合に、回転子10と固定子20が組み立てられた状態のままでも、回転子10の軸方向の端部から、軸方向流路101a、101bを介して長い治具を用いることにより、容易に位置の調整をすることができる。   The axial partition member 122 in the second embodiment configured as described above is in a state where the rotor 10 and the stator 20 are assembled when it is necessary to correct the setting of the axial position. As it is, the position can be easily adjusted by using a long jig from the axial end of the rotor 10 through the axial flow channels 101a and 101b.

[第3の実施形態]
図7は、第3の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の径方向スペーサを示す横断面図である。図8は、軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す正面図である。軸方向仕切り部材121の形状は、第1の実施形態と同様である。
Third Embodiment
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a radial spacer of an axial flow rate distribution structure provided in a rotor of a totally closed outer sector rotary electric machine according to a third embodiment. FIG. 8 is a front view showing an axial partition member of the axial flow rate distribution structure. The shape of the axial partition member 121 is the same as that of the first embodiment.

本第3の実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第3の実施形態における軸方向流量配分構造100は、第1の実施形態における径方向スペーサ110aに代えて、径方向スペーサ110bを有する。径方向スペーサ110bは、径方向に厚みを有する円筒状であり、外周面には、凹部であり軸方向に延びる流路形成部116が複数形成されている。   The third embodiment is a modification of the first embodiment. The axial flow rate distribution structure 100 in the third embodiment has a radial spacer 110 b instead of the radial spacer 110 a in the first embodiment. The radial spacer 110 b has a cylindrical shape having a thickness in the radial direction, and a plurality of flow passage forming portions 116 which are concave portions and extend in the axial direction are formed on the outer peripheral surface.

その他の点では、第1の実施形態と同様である。たとえば、第1の実施形態と同様に、軸方向仕切り部材121を有し、径方向スペーサ110bは、軸方向仕切り部材121により軸方向に分割されている。   The other points are the same as in the first embodiment. For example, as in the first embodiment, an axial partition member 121 is provided, and the radial spacer 110 b is axially divided by the axial partition member 121.

複数の流路形成部116は、周方向に互いに間隔を以て配されて、回転子鉄心12の内面に沿って軸方向に延びている。この結果、複数の軸方向流路102a、102bが形成される。また、互いに隣接する2つの流路形成部116に挟まれて、軸方向に延びる突出部115がそれぞれ形成されている。   The plurality of flow path forming portions 116 are circumferentially spaced apart from each other, and axially extend along the inner surface of the rotor core 12. As a result, a plurality of axial flow channels 102a and 102b are formed. Further, axially extending projecting portions 115 are respectively formed between the two flow path forming portions 116 adjacent to each other.

径方向スペーサ110bの中央開口117は、ロータシャフト11と嵌め合うように形成される。また、ロータシャフト11との間で周方向にずれることのないように回り止め118が設けられている。回り止め118は、たとえば、ロータシャフト11の径方向スペーサ110bと嵌め合う領域の断面を円形から変更することにより行ってもよい。   The central opening 117 of the radial spacer 110 b is formed to mate with the rotor shaft 11. Further, a detent 118 is provided so as to prevent circumferential displacement between the rotor shaft 11 and the rotor shaft 11. The locking 118 may be performed, for example, by changing the cross section of the region fitted to the radial spacer 110b of the rotor shaft 11 from circular.

以上のように構成された本第3の実施形態に係る軸方向流量配分構造100においては、トルク伝達上の構造強度の確保等の観点から、凹部である流路形成部116の形状について設計上の選択の幅が増える等の効果がある。   In the axial flow rate distribution structure 100 according to the third embodiment configured as described above, the shape of the flow path forming portion 116, which is a recess, is designed from the viewpoint of securing structural strength in torque transmission and the like. There is an effect such as increasing the range of choice of

[第4の実施形態]
図9は、第4の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の回転子内に設ける軸方向流量配分構造の軸方向仕切り部材を示す斜視図である。本実施形態は、第3の実施形態における径方向スペーサと第2の実施形態における軸方向仕切り部材の方式とを組み合わせたものである。
Fourth Embodiment
FIG. 9 is a perspective view showing an axial direction partition member of an axial flow rate distribution structure provided in a rotor of a fully closed external sector rotary electric machine according to a fourth embodiment. This embodiment is a combination of the radial spacer in the third embodiment and the method of the axial partition member in the second embodiment.

すなわち、軸方向仕切り部材123の正面から見た形状、寸法は、第3の実施形態における軸方向流路102a、102bの断面形状、寸法に対応したものとなっている。ここで、対応の意味は第2の実施形態と同様である。   That is, the shape and the dimension of the axial partition member 123 viewed from the front correspond to the cross-sectional shapes and dimensions of the axial channels 102a and 102b in the third embodiment. Here, the meaning of the correspondence is the same as that of the second embodiment.

軸方向仕切り部材123は、長方形の区画閉止板123a、区画閉止板123aの両側にそれぞれ取り付けられる2枚の側板123b、および2枚の側板123b間に圧縮した状態で取り付けられる2つのバネ123cを有する。   The axial partition member 123 has a rectangular partition closing plate 123a, two side plates 123b attached respectively to both sides of the partition closing plate 123a, and two springs 123c attached in a compressed state between the two side plates 123b. .

バネ123cは、2枚の側板123bをそれぞれ突出部115の側面に押し付け、側板123bと突出部115との互いの摩擦力によって、軸方向仕切り部材123の取り付け位置が冷却用気体の風圧や回転時の振動等により軸方向にずれることを防止する。   The spring 123c presses the two side plates 123b against the side surface of the projecting portion 115, and the frictional force between the side plate 123b and the projecting portion 115 causes the axial partition member 123 to be attached at the wind pressure or rotation of the cooling gas. Prevent axial displacement due to vibration or the like.

以上のように構成された本第4の実施形態における軸方向仕切り部材123は、軸方向の位置の設定を修正する必要が生じた場合に、回転子10と固定子20が組み立てられた状態のままでも、回転子10の軸方向の端部から、軸方向流路102a、102bを介して長い治具を用いることにより、容易に位置の調整をすることができる。   The axial partition member 123 in the fourth embodiment configured as described above is in a state where the rotor 10 and the stator 20 are assembled when it is necessary to correct the setting of the axial position. As it is, it is possible to easily adjust the position by using a long jig from the axial end of the rotor 10 via the axial flow paths 102a and 102b.

[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態においては、横置型の回転電機の場合を例にとって示したが、立置型の場合であってもよい。
Other Embodiments
While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. For example, in the embodiment, the case of the horizontal rotation type electric rotating machine is shown as an example, but it may be the case of the standing type.

また、各実施形態においては、複数の軸方向流路が、周方向に互いに間隔を置いて形成されている場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、複数の軸方向流路間に連絡流路があってもよい。あるいは、ラーメン構造のように構造上の強度が確保されていれば、たとえば板状のように互いに完全に仕切るような要素でなくともよい。   Moreover, in each embodiment, although the case where the some axial direction flow path was mutually formed in the circumferential direction at intervals was formed was shown as an example, it is not limited to this. For example, there may be communication channels between the plurality of axial channels. Alternatively, as long as structural strength is secured as in a rigid frame structure, the elements do not have to be elements completely separated from each other as in a plate, for example.

さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Furthermore, the embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. The embodiments and the modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

10…回転子、11…ロータシャフト、11a…結合部、12…回転子鉄心、13…回転子鉄心内径方向流路、18…ギャップ、20…固定子、21…固定子鉄心、22…固定子巻線、23…固定子鉄心内径方向流路、30a…反結合側軸受、30b…結合側軸受、40…フレーム、40a…閉空間、45a…反結合側軸受ブラケット、45b…結合側軸受ブラケット、51a、51b…内扇、55…外扇、56…外扇カバー、60…冷却器、61…冷却管、62a、62b…端板、62c…冷却管貫通孔、63…冷却器カバー、56a…流入口、64…冷却器入口開口、65a、65b…冷却器出口開口、66a、66b…ガイド板、67…上部連通空間、100…軸方向流量配分構造、101a、101b、102a、102b…軸方向流路、110a、110b…径方向スペーサ、111…周方向区画板、115…突出部、116…流路形成部、117…中央開口、118…回り止め、121…軸方向仕切り部材、121a…環状閉止板、121b…中央開口、122…軸方向仕切り部材、122a…区画閉止板、122b…側板、122c…バネ、123…軸方向仕切り部材、123a…区画閉止板、123b…側板、123c…バネ、200…全閉外扇形回転電機   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotor 11, 11 ... Rotor shaft, 11a ... Joint part, 12 ... Rotor core, 13 ... Rotor core inner diameter direction flow path, 18 ... Gap, 20 ... Stator, 21 ... Stator core, 22 ... Stator Winding, 23 ... stator core inner diameter direction flow passage, 30a ... anti-coupling side bearing, 30b ... coupling-side bearing, 40 ... frame, 40a ... closed space, 45a ... anti-coupling side bearing bracket, 45b ... coupling-side bearing bracket, 51a, 51b: inner fan, 55: outer fan, 56: outer fan cover, 60: cooler, 61: cooling pipe, 62a, 62b: end plate, 62c: cooling pipe through hole, 63: cooler cover, 56a ... Inlet, 64: cooler inlet opening, 65a, 65b: cooler outlet opening, 66a, 66b: guide plate, 67: upper communication space, 100: axial flow distribution structure, 101a, 101b, 102a, 102b: axial direction Path 110a, 110b: radial spacer 111: circumferential partition plate 115: projecting portion 116: flow path forming portion 117: central opening 118: anti-rotation 121: axial partition member 121a: annular closure Plate 121b central opening 122 axial partition member 122a partition closing plate 122b side plate 122c spring 123 axial partition member 123a partition closing plate 123b side plate 123c spring 200 ... Fully enclosed outer fan type rotating electric machine

Claims (4)

軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に設けられて冷却用気体の軸方向の流量配分を調節する軸方向流量配分構造と、前記軸方向流量配分構造の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された回転子鉄心とを有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、
前記回転子鉄心を挟んで軸方向の前記ロータシャフトの両側のそれぞれで前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、
前記結合側軸受および反結合側軸受をそれぞれ固定支持し軸方向の前記フレームの端部に接続する結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、
前記ロータシャフトに取り付けられて前記冷却用気体を駆動する内扇と、
軸方向に延びて互いに並列に配された複数の冷却管を有する冷却器と、
前記冷却器を収納し、前記フレーム、前記結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットとともに閉空間を形成する冷却器カバーと、
前記ロータシャフトの反結合側軸受ブラケットの軸方向外側に取り付けられて前記複数の冷却管の内部に外気を供給する外扇と、
を備え、
前記軸方向流量配分構造は、
軸方向に両端まで延びて互いに周方向に間隔をあけて配されて前記回転子鉄心とともに軸方向流路を形成する径方向スペーサと、
前記軸方向流路における軸方向の中央からみて前記外扇より遠い側に設けられ、前記軸方向流路を軸方向の2つの部分に仕切る軸方向仕切り部材と、
を有し、
前記径方向スペーサは、環状であって軸方向に延びて周方向に互いに間隔をあけて配された複数の凹部が形成されていることを特徴とする全閉外扇形回転電機。
An axially extending rotor shaft rotatably supported, an axial flow distribution structure provided radially outward of the rotor shaft to adjust an axial flow distribution of a cooling gas, and the axial flow distribution A rotor having a rotor core provided on the radially outer side of the structure and having an axially spaced radial flow path formed therein;
A cylindrical stator core provided on the radially outer side of the rotor core and having a radial flow path formed at intervals in the axial direction, and a stator winding axially penetrating inside the stator core And a stator having
A frame disposed radially outward of the stator and housing the rotor core and the stator;
A coupling side bearing and an anticoupling side bearing for supporting the rotor shaft on both sides of the rotor shaft in the axial direction sandwiching the rotor core;
A coupled bearing bracket and a non-coupled bearing bracket for fixedly supporting the coupled bearing and the non-coupled bearing respectively and connecting them to the end of the frame in the axial direction;
An internal fan attached to the rotor shaft to drive the cooling gas;
A cooler having a plurality of cooling tubes extending axially and arranged parallel to one another;
A cooler cover which houses the cooler and which forms a closed space together with the frame, the coupling side bearing bracket and the noncoupling side bearing bracket;
An outer fan attached to the axial direction outer side of the non-coupling side bearing bracket of the rotor shaft to supply outside air to the inside of the plurality of cooling pipes;
Equipped with
The axial flow rate distribution structure is
A radial spacer extending axially to both ends and circumferentially spaced from each other to form an axial flow path with the rotor core;
An axial partition member provided on the side farther from the outer fan as viewed from the axial center of the axial channel, and partitioning the axial channel into two parts in the axial direction;
I have a,
A fully closed external sector electric rotating machine , wherein the radial spacer is annular, extends in the axial direction, and has a plurality of recessed portions spaced from each other in the circumferential direction .
軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に設けられて冷却用気体の軸方向の流量配分を調節する軸方向流量配分構造と、前記軸方向流量配分構造の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された回転子鉄心とを有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側に設けられ軸方向に間隔をあけて径方向の流路が形成された円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、
前記回転子鉄心を挟んで軸方向の前記ロータシャフトの両側のそれぞれで前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、
前記結合側軸受および反結合側軸受をそれぞれ固定支持し軸方向の前記フレームの端部に接続する結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、
前記ロータシャフトに取り付けられて前記冷却用気体を駆動する内扇と、
軸方向に延びて互いに並列に配された複数の冷却管を有する冷却器と、
前記冷却器を収納し、前記フレーム、前記結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットとともに閉空間を形成する冷却器カバーと、
前記ロータシャフトの反結合側軸受ブラケットの軸方向外側に取り付けられて前記複数の冷却管の内部に外気を供給する外扇と、
を備え、
前記軸方向流量配分構造は、
軸方向に両端まで延びて互いに周方向に間隔をあけて配されて前記回転子鉄心とともに軸方向流路を形成する径方向スペーサと、
前記軸方向流路における軸方向の中央からみて前記外扇より遠い側に設けられ、前記軸方向流路を軸方向の2つの部分に仕切る軸方向仕切り部材と、
を有し、
前記軸方向仕切り部材は、前記径方向スペーサにより形成された軸方向流路の断面形状および寸法に対応した断面形状および寸法を有し、軸方向位置を調節可能に形成されていることを特徴とする全閉外扇形回転電機。
An axially extending rotor shaft rotatably supported, an axial flow distribution structure provided radially outward of the rotor shaft to adjust an axial flow distribution of a cooling gas, and the axial flow distribution A rotor having a rotor core provided on the radially outer side of the structure and having an axially spaced radial flow path formed therein;
A cylindrical stator core provided on the radially outer side of the rotor core and having a radial flow path formed at intervals in the axial direction, and a stator winding axially penetrating inside the stator core And a stator having
A frame disposed radially outward of the stator and housing the rotor core and the stator;
A coupling side bearing and an anticoupling side bearing for supporting the rotor shaft on both sides of the rotor shaft in the axial direction sandwiching the rotor core;
A coupled bearing bracket and a non-coupled bearing bracket for fixedly supporting the coupled bearing and the non-coupled bearing respectively and connecting them to the end of the frame in the axial direction;
An internal fan attached to the rotor shaft to drive the cooling gas;
A cooler having a plurality of cooling tubes extending axially and arranged parallel to one another;
A cooler cover which houses the cooler and which forms a closed space together with the frame, the coupling side bearing bracket and the noncoupling side bearing bracket;
An outer fan attached to the axial direction outer side of the non-coupling side bearing bracket of the rotor shaft to supply outside air to the inside of the plurality of cooling pipes;
Equipped with
The axial flow rate distribution structure is
A radial spacer extending axially to both ends and circumferentially spaced from each other to form an axial flow path with the rotor core;
An axial partition member provided on the side farther from the outer fan as viewed from the axial center of the axial channel, and partitioning the axial channel into two parts in the axial direction;
Have
The axial partition member has a cross-sectional shape and dimension corresponding to the cross-sectional shape and dimension of an axial flow passage formed by the radial spacer, and is characterized in that the axial position can be adjusted. all enclosed fan-cooled rotary electric machine you.
前記軸方向仕切り部材は、軸方向流路を閉止する区画閉止板と、前記区画閉止板の両側の端部のそれぞれに前記区画閉止板と垂直に取り付けられる2枚の側板と、前記2枚の側板を互いに遠ざける方向に働くバネと、を有することを特徴とする請求項に記載の全閉外扇形回転電機。 The axial partition member includes a partition closing plate for closing an axial flow passage, two side plates vertically attached to the partition closing plate to respective end portions on both sides of the partition closing plate, and the two sheets. The fully closed external fan-shaped electric rotating machine according to claim 2 , further comprising: a spring which works to move the side plates away from each other . 前記径方向スペーサは、径方向に広がり軸方向に延びて周方向に互いに間隔をあけて配された複数の周方向区画板を有し、前記複数の周方向区画板のそれぞれは一辺を前記ロータシャフトに取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の全閉外扇形回転電機。 The radial spacer has a plurality of circumferential partition plates which extend in the radial direction and extend in the axial direction and are spaced apart from each other in the circumferential direction, and each of the plurality of circumferential partition plates is one side of the rotor The totally enclosed outer fan-shaped electric rotating machine according to any one of claims 1 to 3, which is attached to a shaft .
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