JP7219114B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、モータや発電機などの回転電機に係り、特に、固定子や回転子を冷却する内部循環空気と熱交換する熱交換器を、回転電機本体の上部に備えている回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine such as a motor and a generator, and more particularly to a rotating electric machine provided with a heat exchanger for exchanging heat with internal circulating air that cools a stator and a rotor in the upper part of the main body of the rotating electric machine.
固定子や回転子を冷却する内部循環空気と熱交換する熱交換器を、回転電機本体の上部に備えている一般的な回転電機の例を図7、図8を用いて説明する。
図7は一般的な回転電機の全体構成を示す概略構成図、図8は固定子や回転子を冷却する内部循環空気の流れを説明する説明図である。
An example of a general rotating electric machine having a heat exchanger for exchanging heat with internal circulating air for cooling the stator and rotor, provided in the upper portion of the rotating electric machine main body will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a general rotary electric machine, and FIG. 8 is an explanatory diagram explaining the flow of internal circulating air for cooling the stator and rotor.
図7において、1はモータ(電動機)や発電機などの回転電機100の本体(回転電機本体)で、この回転電機本体1は、筐体2の内部に固定子3や回転子4(図8参照)を備えている。4aは回転子4の軸、5は前記軸4aを支持するために、前記筐体2の両側に設けられている軸受である。
In FIG. 7,
6は、前記固定子3や前記回転子4を冷却して加熱された内部循環空気(内部循環冷媒)と外部から導入した冷却空気である外部空気(外部冷媒)とを熱交換させて、内部循環空気を外部空気により冷却する熱交換器である。この熱交換器6には、その一端側に外部空気を導入するための吸気ダクト7が接続され、他端側には前記熱交換器6通過後の外部空気を排出するための排気ダクト8が接続されている。
6 exchanges heat between the internal circulation air (internal circulation refrigerant) heated by cooling the
前記熱交換器6には、前記吸気ダクト7から導入された外部空気を排気ダクト8側に流すように多数のパイプ(伝熱管)6aが配置されている。また、前記吸気ダクト7内には羽根車9が設けられ、この羽根車9は前記回転子4の軸4aの端部に取り付けられて、回転子4の回転と共に回転される。10は吸気ダクト7に設けられた空気取入口、11は前記羽根車9の吸込側と吐出側を仕切る仕切り板である。
A large number of pipes (heat transfer tubes) 6a are arranged in the heat exchanger 6 so that the external air introduced from the
羽根車9が回転すると、実線矢印aで示すように、空気取入口10から外部空気が吸気ダクト7内に取り込まれて前記羽根車9に吸い込まれる。羽根車9に吸い込まれた空気は該羽根車9で昇圧され、実線矢印bで示すように径方向に吐出されて吸気ダクト7内を流れる。この空気は熱交換器6に到達すると、該熱交換器6内に多数配置されたパイプ6aのそれぞれに流入し、該パイプ6a内を通過した後、排気ダクト8側に到達して、この排気ダクト8から大気等の外部に放出される。
When the
前記熱交換器6のパイプ6a内を外部から導入された空気が流れる際、回転電機本体1内の固定子3や回転子4を冷却して温度上昇した内部循環空気と熱交換され、内部循環空気を、外部から導入した空気により冷却して、再び固定子3や回転子4側に循環される。
When the air introduced from the outside flows through the
この構成を図8を用いて詳しく説明する。図8は回転電機本体1内部及び熱交換器6内部を内部循環空気が流れる様子を説明する模式図である。
回転電機本体1内には、固定子3の内径側に回転子4が配置され、この回転子4の両側の軸4aにはそれぞれ軸流ファンなどで構成された内扇12が設けられている。一方、前記回転子4にはその内周側に軸方向通路4bやこの軸方向通路4bに連通する径方向通路(図示せず)が軸方向に多数形成されており、更に固定子3にも内部循環空気が通過する径方向通路が軸方向に多数形成されている。
This configuration will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining how internal circulating air flows inside the rotary electric machine
A
回転子4が回転すると、筐体2内の空気(内部循環空気)は内扇12により昇圧されて軸方向に流れ、一部は回転子4の前記軸方向通路4bに流入した後、これに連通された径方向流路を流れて回転子4を冷却し、その後固定子3に形成された径方向流路に流れる。また、前記内扇12で昇圧された空気は固定子3と回転子4との隙間(エアギャップ)を流れて、ここから固定子3の軸方向に多数設けられている径方向流路に流れる。これら固定子3の径方向流路を流れる空気により固定子3も冷却される。
When the
固定子3や回転子4を冷却した空気は、図8に実線矢印c、dに示すように、熱交換器6内に流入し、吸熱部13、即ち熱交換器6内に多数配置されているパイプ6a(図6参照)の間を通過する。この吸熱部13を高温の内部循環空気が通過する際、前記パイプ6a内を流れる低温の外部空気と熱交換して、内部循環空気は冷却され、再び筐体2内に戻り、内扇12で昇圧されて、再び回転子4及び固定子3に供給されるという内部循環を繰り返す。
The air that has cooled the
なお、図7において、14は回転子4の軸4aが貫通させるための開口部、15は前記開口部14と前記軸4aとの隙間であり、これら開口部14や隙間15があることにより、前記軸4aは吸気ダクト7に接触することなく回転することができるように構成されている。また、前記筐体2の外表面には電源端子やこれに接続される電線等を収納している補器収納箱(図示せず) も備えられている。
In FIG. 7,
この種従来技術としては、特開2000-152562号公報(特許文献1)に記載のものなどがある。また、軸が貫通する部分のシール構造としては、例えば特開2016―16802号公報(特許文献2)や特開2013―209974号公報(特許文献3)に記載のものなどがある。 As this kind of prior art, there is the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-152562 (Patent Document 1). Further, examples of the seal structure for the portion through which the shaft penetrates include those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-16802 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-209974 (Patent Document 3).
上記特許文献1のものや図7で説明したものでは、回転子4の軸4aが吸気ダクト7を貫通する部分に前記隙間15が形成されている。また、吸気ダクト7内では、羽根車9が発生させる羽通過周波数音や、吸気ダクト7内を流れる空気の急激な偏向部による乱流音の発生などの騒音が発生する。
In the
回転子4の軸4aと開口部14との隙間15の部分は、前記羽根車9や前記偏向部などの騒音源に近く、騒音の外部への伝播経路になり易い。そのため、前記隙間15をできるだけ小さくし、前記隙間15付近からの吸気ダクト7内への音の反射を大きくすることにより、吸気ダクト7の外部に漏れる騒音を低減することで、低騒音の回転電機100にすることが可能である。
A
そこで、吸気ダクト7内で発生する騒音の吸気ダクト7外への伝播を防止するために、軸4aと開口部14との前記隙間15を小さくする手段を講じることが考えられる。また、前記隙間15を小さくする手段としては、上記特許文献2や特許文献3に記載されているようなシール手段を設けることが考えられる。
Therefore, in order to prevent the noise generated inside the
特許文献2のものには、軸と開口との隙間を小さくするため、分割部を持つ多層のシールリングを回転軸に配置することが記載されている。また、特許文献3のものには、軸の外周部に、サーモスイッチ(駆動部材)により軸の中心方向に移動可能な円弧形状のシールリングを配置する構成が記載されている。
上記特許文献2のものは、円周方向に1箇所以上の分割部があるシールリングを、2層以上に配置する必要があり構造が複雑となる。また、結束バンドでシールリングを軸に固定する構造のため、軸のアンバランスも大きくなり易い。
The structure of
また、上記特許文献3のものは、通常運転時は、軸からシールリングを離して軸回転を妨げないようにし、通常運転時よりも高温になったときサーモスイッチによりシールリングを軸に押圧して軸とシールリング間の気密を取るようにしている。このため、シールリングを、任意の位置で軸に接触させずに固定してシールすることはできず、軸が回転している場合に軸の回転を妨げずに、軸と開口部との隙間を小さく保持することはできない。また、シールリングを駆動するため、サーモスイッチ等の駆動部材が必要であり、構造が複雑になる課題がある。
Further, in the
更に、上記特許文献のものは何れも、シールリングを任意の位置で軸に接触させずに固定して、開口部と軸との隙間を任意に調整できるようにすることに関して配慮されていない。 Furthermore, none of the above patent documents considers fixing the seal ring at an arbitrary position without contacting the shaft so that the gap between the opening and the shaft can be arbitrarily adjusted.
本発明の目的は、簡単な構造で、回転子の軸と吸気ダクトの開口部との隙間を任意に調整できるようにして、吸気ダクトから外部に漏れる騒音を低減することのできる回転電機を得ることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotating electric machine which has a simple structure and is capable of arbitrarily adjusting the gap between the shaft of the rotor and the opening of the air intake duct, thereby reducing the noise leaking from the air intake duct to the outside. That's what it is.
上記目的を達成するため、本発明は、筐体内に固定子と回転子を備える回転電機本体と、前記筐体の外部に設置された熱交換器と、この熱交換器に外部空気を導入する吸気ダクトと、この吸気ダクト内に設けられ前記回転子の軸により回転される羽根車と、前記吸気ダクトに形成され前記軸が貫通する開口部と、を備え、前記固定子と回転子を冷却する内部循環冷媒が、熱交換器に流入する外部冷媒と熱交換して冷却されるように構成されている回転電機において、前記開口部と前記軸との隙間を減少させる遮音シールを前記吸気ダクトに設け、前記遮音シールは、上側に配置されると共に長孔形状の位置決め溝を有する上円弧シールと、下側に配置される下円弧シールと、前記上円弧シールを前記吸気ダクトに固定する固定ねじと、前記下円弧シールを前記上円弧シールに取り付けると共に、上円弧シールと下円弧シールの間隔を調整可能な調整ねじを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotary electric machine main body having a stator and a rotor inside a housing, a heat exchanger installed outside the housing, and introducing outside air into the heat exchanger. An air intake duct, an impeller provided in the air intake duct and rotated by the shaft of the rotor, and an opening formed in the air intake duct through which the shaft passes, cooling the stator and the rotor. In the rotary electric machine configured such that the internally circulated refrigerant is cooled by exchanging heat with the external refrigerant flowing into the heat exchanger, a sound insulation seal that reduces a gap between the opening and the shaft is provided in the air intake duct. , wherein the sound insulation seal includes an upper arc seal arranged on the upper side and having an elongated positioning groove, a lower arc seal arranged on the lower side, and a fixing for fixing the upper arc seal to the intake duct A screw and an adjusting screw for attaching the lower arc seal to the upper arc seal and adjusting the gap between the upper arc seal and the lower arc seal are provided.
本発明の他の特徴は、筐体内に固定子と回転子を備える回転電機本体と、前記筐体の外部に設置された熱交換器と、この熱交換器に外部空気を導入する吸気ダクトと、この吸気ダクト内に設けられ前記回転子の軸により回転される羽根車と、前記吸気ダクトに形成され前記軸が貫通する開口部と、を備え、前記回転子が回転すると、前記筐体内の冷媒が筐体内と前記熱交換器内を循環する内部循環冷媒となり、この内部循環冷媒が、前記羽根車により前記吸気ダクトから熱交換器に流入する外部冷媒と熱交換して冷却されるように構成されている回転電機において、前記開口部と前記軸との隙間を減少させる遮音シールを前記吸気ダクトに設け、前記遮音シールは、上側に配置されると共に長孔形状の位置決め溝を有する上円弧シールと、下側に配置される下円弧シールと、前記上円弧シールを前記吸気ダクトに固定する固定具と、前記下円弧シールを前記上円弧シールに取り付けると共に、上円弧シールと下円弧シールの間隔を調整可能な調整手段と、前記上円弧シールと前記下円弧シールの一方の周方向端部に形成された凸部と、前記上円弧シールと前記下円弧シールの他方の周方向端部における前記凸部と対向する位置に形成された凹部とを備えることにある。 Another feature of the present invention is a rotating electric machine main body including a stator and a rotor in a housing, a heat exchanger installed outside the housing, and an intake duct for introducing outside air to the heat exchanger. an impeller provided in the air intake duct and rotated by the shaft of the rotor; and an opening formed in the air intake duct through which the shaft penetrates. The refrigerant becomes an internally circulating refrigerant that circulates in the housing and the heat exchanger, and the internally circulating refrigerant is cooled by exchanging heat with the external refrigerant that flows from the intake duct into the heat exchanger by the impeller. In the rotating electric machine constructed, a sound insulation seal is provided in the air intake duct to reduce the gap between the opening and the shaft, and the sound insulation seal is disposed on the upper side and has an elongated hole-shaped positioning groove. a lower arc seal disposed below; a fixture for fixing the upper arc seal to the intake duct; attaching the lower arc seal to the upper arc seal; adjustment means capable of adjusting the interval, a protrusion formed at one circumferential end of the upper arc seal and the lower arc seal, and at the other circumferential end of the upper arc seal and the lower arc seal It is provided with a concave portion formed at a position facing the convex portion.
本発明によれば、簡単な構造で、回転子の軸と吸気ダクトの開口部との隙間を任意に調整でき、吸気ダクトから外部に漏れる騒音を低減することのできる回転電機が得られる効果がある。 According to the present invention, it is possible to obtain a rotary electric machine that can arbitrarily adjust the gap between the rotor shaft and the opening of the air intake duct with a simple structure, and that can reduce noise leaking from the air intake duct to the outside. be.
以下、本発明の回転電機の具体的実施例を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。 A specific embodiment of the rotating electrical machine of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that portions denoted by the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding portions.
本発明の回転電機の実施例1を図1~図6用いて説明する。なお、回転電機100の基本構成は図7、図8に示す一般的な回転電機と同様であり、同一の構成要素には同一符号を付している。
図1は、本実施例1の回転電機を示す正面図である。本実施例1の回転電機100も回転電機本体1の構成は図7、図8に示す一般的な回転電機と同様であり、固定子(ステータ)3や回転子(ロータ)4(図8参照)を冷却する空気などの内部循環冷媒を冷却するための熱交換器6を、回転電機本体1の筐体2上部に備えている。また、大気中の空気などの外部空気(外部冷媒)を熱交換器6に導入する吸気ダクト7や前記熱交換器6から流出した外部空気を排出する排気ダクト8を備えている。
FIG. 1 is a front view showing the rotating electric machine of the first embodiment. The rotary
回転子4の軸4aは軸受5で回転自在に支持され、その一端側は吸気ダクト7に形成されている開口部14(図7参照)を貫通して、吸気ダクト内の羽根車9に連結されている。
A
回転電機100の回転子4の軸4aは、この回転電機100により駆動される被駆動装置(例えば、ポンプなど)の回転軸と軸心を一致させて接続されている。そのため、回転電機100の筐体2は基礎や架台などの設置面に固定されており、運転中に回転子4の軸4aと被駆動装置の回転軸との相対変位が生じることを防止している。
The
また、前記筐体2には、前記固定子3が内側に固定され、前記筐体2の外側には、前記熱交換器6や、電源端子及び電線等を収納する補器収納箱(図示せず)等も備えられている。前記熱交換器6や前記補器収納箱は前記筐体2にボルトなどで取り外し可能に固定されている。
The
前記筐体2内と前記熱交換器6内には、前記固定子3や回転子4を冷却する空気などの前記内部循環冷媒を循環させるための流路が形成されている(図8参照)。前記熱交換器6内では、内部循環冷媒と吸気ダクト7から導入された外部空気とが熱交換される。
Inside the
即ち、外部空気は熱交換器6の上流側に配置された吸気ダクト7から導かれ、熱交換器6内に多数配設されたパイプ(伝熱管)6a内を通過後、熱交換器6の下流側に配置された排気ダクト8から排出される。固定子3や回転子4を冷却して高温となった前記内部循環冷媒は、熱交換器6内に入ると、パイプ6a間の空間を通過する。この通過の際、高温の内部循環冷媒はパイプ6a内を流れる温度の低い外部空気と熱交換して冷却され、その後再び前記筐体2内に戻るように構成されている。
That is, the external air is led from an
本実施例1においては、回転子4の軸4aが貫通する吸気ダクト7の前記開口部14から、吸気ダクト7内で発生する騒音が漏れるのを抑制するために、前記開口部14付近の吸気ダクト7に遮音シール16を設けている。この遮音シール16は上円弧シール16aと下円弧シール16bを備え、上円弧シール16aは固定ねじ(固定具)17により吸気ダクト7に固定され、下円弧シール16bは前記上円弧シール16aに調整ねじ(調整手段)18に吊り下げられるように連結されている。19は前記上円弧シール16aの周方向端部の背面側に形成されている凸部である。
In the first embodiment, in order to suppress leakage of noise generated in the
次に、前記遮音シール16の具体的構成を図2~図4を用いて説明する。図2は図1に示す遮音シール部の分解斜視図、図3は図2に示す締付面付近の拡大斜視図、図4は図1に示す遮音シール16の背面図である。
Next, a specific configuration of the
回転子4の軸4aと開口部14の間には隙間15が形成されており、この隙間15を小さくするように、前記開口部14付近における前記吸気ダクト7の外気側には、前記遮音シール16が設けられている。前記遮音シール16は、前記上円弧シール16a、前記下円弧シール16b、前記固定ねじ17及び前記調整ねじ18を備えている。
A
図2に示すように、前記上円弧シール16aには鉛直方向の位置決め溝21が平行に複数本(この例では2本)形成されており、この位置決め溝21に固定ねじ17が通されて、吸気ダクト7の外気側に配置された後、前記固定ねじ17により吸気ダクト7に固定されている。前記位置決め溝21は鉛直方向の長孔形状であって平行に複数本(この例では2本)形成されており、上円弧シール16aは吸気ダクト7に対し、鉛直方向に位置調整が可能に固定される。
As shown in FIG. 2, the upper
前記下円弧シール16bは、前記上円弧シール16aに対し、調整ねじ18により鉛直方向に位置調整が可能に固定される。即ち、上円弧シール16aには調整ねじを設置するための溝22と、前記調整ねじ18を通すための鉛直方向の貫通穴が形成されており、前記下円弧シール16bの周方向端部の締付面24には、前記調整ねじ18をねじ込むためのねじ穴23が形成されている。前記調整ねじ18の前記ねじ穴23へのねじ込み量を調整することにより、下円弧シール16bは上円弧シール16aに対し吊り下げられた状態で位置決めがなされ、上円弧シール16aと下円弧シール16bとの鉛直方向の位置調整が可能に構成されている。
The lower
また、前記上円弧シール16aの周方向両端部(締付面25)における吸気ダクト7側の面には凸部19が形成されており、前記下円弧シール16bの周方向両端部(締付面24)における吸気ダクト7側の面には、前記凸部19と嵌まり合う凹部20が形成されている。これら凸部19と凹部20によりインロー構造に構成され、前記凸部19と前記凹部20は、上円弧シール16aと下円弧シール16bの締付面24,25で嵌合する構成となっている。
In addition,
この締付面24,25付近の構成を、図3に示す拡大斜視図を用いて更に詳しく説明する。この実施例では、前記凸部19を、上円弧シール16aの周方向の端部における吸気ダクト7側の面であって、内径側の位置に形成している。また、この凸部19の径方向の幅は、前記隙間15の外径側(開口部14の外径側)まで覆うことができる幅とし、吸気ダクト7内で発生した騒音が前記隙間15から外部へ伝播するのを阻止するように、上円弧シール16a及び下円弧シール16bと、前記凸部19及び凹部20により前記騒音を反射させるように構成されている。
The structure around the tightening surfaces 24, 25 will be described in more detail with reference to the enlarged perspective view shown in FIG. In this embodiment, the
即ち、遮音シール16の内径を調整するために、前記締付面24と25との間には隙間が形成されているが、この隙間から漏れようとする騒音を前記凸部及び凹部20により反射させて遮音する構成としている。
That is, a gap is formed between the tightening surfaces 24 and 25 in order to adjust the inner diameter of the
本実施例では、前記凸部19は、上円弧シール16aの最内径の部分から外径方向に向かって、前記上円弧シール16aの径方向幅(締付面25の径方向幅)の約半分の位置まで設けられている。なお、前記凸部は、前記隙間15の外径側よりも外径側まで設けられていれば良いので、前記凸部の幅は前記上円弧シール16aの径方向幅と同じにしても良い。
In this embodiment, the
前記凹部20は、下円弧シール16bの周方向端部における吸気ダクト7側の面であって、内径側の位置に形成されている。即ち、下円弧シール16bの前記締付面24における前記凸部19と対向する部分に前記凹部20が形成され、この凹部20の大きさ(径方向幅及び軸方向幅)は前記凸部19が嵌合されるように、凸部19よりもわずかに大きく形成されている。
The
図4は図2に示す遮音シール16の背面図であり、遮音シール16を吸気ダクト7側から見た図である。また、この図4には、吸気ダクト7の開口部14の位置を一点鎖線で示し、回転子の軸4aも図示している。この図4に示すように、吸気ダクト7の開口部14と軸4aとの隙間15は組立て誤差を吸収できるように比較的大きな隙間にする必要があるため、この隙間15から吸気ダクト7内の騒音が漏洩し、回転電機全体の騒音が大きくなる課題があった。
FIG. 4 is a rear view of the
これに対し、本実施例では、前記開口部14に遮音シール16を設けることにより、図4に示すように、遮音シール16の内径と軸4aとの隙間を大幅に減少させることができる。また、図5及び図6を用いて後述するように、軸4aの径が異なる場合でも、軸径に合わせて、調整ねじ18により、遮音シール16の内径も調節することができる。従って、径の異なる軸4aを用いる場合でも、遮音シール16の内径と軸4aとの隙間を大幅に減少させることが可能となる。従って、本実施例によれば、隙間15から漏れようとする騒音の大半を遮音シール16で反射させて、騒音の外部への漏洩を抑制することができる。
In contrast, in this embodiment, by providing the
また、本実施例では、遮音シール16の内径を調節するため、上円弧シール16aの締付面25と下円弧シール16bの締付面24との間には隙間が必要になり、この隙間から騒音が漏れる可能性がある。しかし、本実施例では、前記締付面24,25の部分(上下の円弧シールの周方向端部)の内径側に、凸部19とこの凸部19が嵌り合う凹部20が形成されているので、隙間15から漏れようとする騒音をこの凸部19や凹部20でも反射させることができる。
In addition, in this embodiment, in order to adjust the inner diameter of the
従って、本実施例によれば、遮音シール16の内径を調整ねじ18により任意に調整できるので、騒音が漏れる隙間15を大幅に減少させることができ、しかも前記締付面24,25の部分の隙間から漏れる騒音も低減できる効果が得られる。
Therefore, according to this embodiment, the inner diameter of the
なお、上円弧シール16aに設ける前記凸部19は、吸気ダクト7側に限らず、反吸気ダクト7側に設けても良く、或いは軸方向中央部に設けても良い。凸部19を上円弧シール16aの軸方向中央部に設ける場合、下円弧シール16bに設ける凹部は穴形状となる。
また、前記凸部19を下円弧シール16bに設け、前記凹部20を上円弧シール16aに設けるようにしても良い。
The
Alternatively, the
更に、前記遮音シール16は、1つの上円弧シール16aと1つの下円弧シール16bに2分割するもので説明したが、2分割されるものには限られず、3分割以上にすることも可能である。例えば、前記遮音シール16を、1つの上円弧シール16aと複数(例えば2つ)の下円弧シール16bにより構成するようにしても良い。
Furthermore, although the
次に、図5、図6を用いて、本実施例1における遮音シール16の取り付け位置の調整について説明する。図5、図6は遮音シール16の正面図であり、これらの図には回転子4の軸4aについても図示している。また、固定ねじ17を用いて、吸気ダクト(図示せず)に固定している状態を示している。
Next, adjustment of the mounting position of the
図5は軸4aの径が小さい場合で、この場合には、軸4aと遮音シール16内径との隙間を小さくするため、まず固定ねじ17により、上円弧シール16aの鉛直方向を位置決めする。即ち、固定ねじ17に対し、上円弧シール16aに形成した位置決め溝21の位置を上下に移動させることにより、上円弧シール16aの内径が軸4aに十分近接するように調整して位置決めし、前記固定ねじ17を締め付けて固定する。このとき上円弧シール16aと軸4aとの隙間は、軸4aの運転中の振動や変位を考慮して決める。
FIG. 5 shows the case where the diameter of the
次に、下円弧シール16bを調整ねじ18を用いて、鉛直方向に位置決めする。即ち、下円弧シール16bの内径が軸4aに十分近接するように、前記調整ねじ18を調整して位置決めを行う。本実施例では、下円弧シール16bはその重力により、調整ねじ18により懸垂状態で保持されている。従って、調整ねじ18をねじ穴23(図2参照)にねじ込むように回せば、下円弧シール16bは上方に移動し、調整ねじ18を緩める方向に回せば下円弧シール16bは下方に移動するので、下円弧シール16bの位置も任意且つ容易に決めることができる。
Next, the adjusting
軸4aの径が小さい場合には、この図5に示すように、締付面24,25の部分における隙間はS1と小さくなる。一方、軸4aの径が大きい場合、図6に示すように、締付面24,25の部分における隙間はS2と大きくなる。従って、本実施例によれば、軸4aの径が異なる場合でも、遮音シール16と軸4aとの隙間を任意に調整することができ、吸気ダクト7内の騒音が外部に漏れるのを抑制することができる。
When the diameter of the
なお、上述した実施例では、位置決め溝21を鉛直方向に平行に2本形成する例を説明したが、位置決め溝21は鉛直方向には限られず、斜め方向としても良い。この場合、上円弧シール16aを斜め方向に固定位置調整が可能となる。また、鉛直方向に形成した位置決め溝21を固定ねじ17の円筒部径よりも若干大きい幅に形成すれば、鉛直方向の位置調整が可能で且つ水平方向の位置も微調整可能となる。
In the above-described embodiment, two
次に、本実施例の回転電機100の動作時の作用について説明する。
図1に示す回転電機100の回転子4(図8参照)は電力により回転する。回転子4が回転すると軸4a端部に取り付けられた羽根車9も回転し、吸気ダクト7における羽根車9の上流側は大気圧よりも低圧となり、羽根車9の下流側は大気圧よりも高圧となる。このため、吸気ダクト7の上流側からは、羽根車9に外部空気が流入し、羽根車9の下流側からは外部空気が吐出される。この外部空気はその後、熱交換器6に流入し、熱交換器6内に多数配置されているパイプ(伝熱管)6a内を流れる。
Next, the operation of the rotating
The rotor 4 (see FIG. 8) of the rotary
一方、固定子3(図8参照)や回転子4で発生する熱は、内部循環冷媒(内部循環空気)で吸熱され、この内部循環冷媒は前記熱交換器6に流入し、前記パイプ6aの外表面を流れる。この時、内部循環冷媒はパイプ6a内を流れる外部空気と熱交換して冷却される。内部循環冷媒から熱を奪って温度が上昇した外部空気は、排気ダクト8に流れた後、大気に排出される。なお、内部循環冷媒の流れは、図8を用いて説明した一般的な回転電機と同様である。
On the other hand, the heat generated by the stator 3 (see FIG. 8) and the
前記吸気ダクト7内では、羽根車9が発生させる羽通過周波数音や、吸気ダクト7内を流れる空気の急激な偏向部による乱流音の発生などの騒音が発生する。発生した騒音は、吸気ダクト7や排気ダクト8の開口などから放射されるが、回転子4の軸4aと開口部14との隙間15の部分は、前記羽根車9や前記偏向部などの騒音源に近く、騒音の外部への伝搬経路になり易い。そのため、前記隙間15をできるだけ小さくし、前記隙間15付近からの吸気ダクト7内への音の反射を大きくすることにより、吸気ダクト7の外部に漏れる騒音を低減することができ、低騒音の回転電機100にすることが可能になる。
In the
本実施例では、回転子4の軸4aと開口部14との隙間15の部分に遮音シール16を設けるように構成しているので、前記隙間15の面積を小さくすることができる。また、本実施例によれば、吸気ダクト7に形成する開口部14の加工精度を向上することなく、前記隙間の面積を小さくできるので、コスト低減を図れ、組立性も向上できる。従って、安価な構成で、隙間15付近での音の反射量を多くできるから、排気ダクト8内から外部に漏れる騒音を低減できる回転電機が得られる。
In this embodiment, since the
回転子4の軸4aがすべり軸受で支持される場合、軸4aは油膜により浮上して支持される。この場合、静止時の回転軸位置に対し浮上量を加味して、遮音シール16を位置決めする必要がある。これに対し、本実施例の構成とすることにより、組立て時に、軸4aと上円弧シール16aとの間に、軸4aの浮上を考慮した分の厚さのスペーサを挟み、その後上円弧シール16aを位置決め固定すれば、遮音シール16と軸4aとの隙間を、軸4aの油膜による浮上量を加味して調整することが容易に可能となる。
When the
また、軸4aをすべり軸受で支持する場合、軸4aの回転数に応じて触れ回り振動の軌道が変化する。このため、軸4aとの隙間が若干大きくなるように遮音シール16を配置するが、前記遮音シール16の材質を樹脂製とするなど、軸4aに比較し十分柔らかい材料とすることにより、軸4aと遮音シール16が仮に接触した場合、遮音シール16が削れて、軸4aの損傷を防止できる。従って、遮音シール16を樹脂製とすることにより、遮音シール16と軸4aとの隙間をより小さくすることも可能となる。
Further, when the
なお、前記遮音シール16の材質としては、密度の高い樹脂が遮音効果を大きくできるので好ましく、タルク(滑石)や金属粉などを混ぜた樹脂材が好ましい。また、前記樹脂材としてPOM(ポリアセタール)を使用することも好ましい。その他、ABS樹脂やPP(ポリプロピレン)などの樹脂を使用しても良い。
As the material of the
また、本実施例では、前記遮音シール16の内周面を単純な円弧形状にしている例を説明したが、遮音シール16の内周面の軸方向に、円環状の凹凸部(ラビリンス形状等)を有する構成にしても良い。このように、遮音シール16の内周面を円環状の凹凸部に構成することにより、軸4aと遮音シール16が仮に接触しても、接触面積が小さくなり接触剛性が低くなるので、遮音シール16や軸4aの損傷を抑制できる。
In addition, in this embodiment, an example in which the inner peripheral surface of the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例では回転電機が電動機である場合について説明したが、発電機である場合にも同様に適用できる。また、上記実施例では、固定ねじ、調整ねじを用いて遮音シールを取り付けるものを説明したが、固定ねじや調整ねじに代えてボルトナット等の他の締結手段を用いることもできる。
更に、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, in the above embodiments, the case where the rotary electric machine is an electric motor has been described, but the same can be applied to the case where the rotary electric machine is a generator. Moreover, in the above embodiment, the fixing screw and the adjusting screw are used to attach the sound insulating seal.
Furthermore, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
1:回転電機本体、2:筐体、
3:固定子、4:回転子、4a:軸、4b:軸方向通路、
5:軸受、6:熱交換器、6a:パイプ(伝熱管)、
7:吸気ダクト、8:排気ダクト、9:羽根車、
10:空気取入口、11:仕切り板、12:内扇、13:吸熱部、
14:開口部、15:隙間、
16:遮音シール、16a:上円弧シール、16b:下円弧シール、
17:固定ねじ(固定具)、18:調整ねじ(調整手段)、
19:凸部、20:凹部、
21:位置決め溝、22:溝、
23:ねじ穴、24,25:締付面、100:回転電機。
1: rotary electric machine main body, 2: housing,
3: stator, 4: rotor, 4a: shaft, 4b: axial passage,
5: bearing, 6: heat exchanger, 6a: pipe (heat transfer tube),
7: intake duct, 8: exhaust duct, 9: impeller,
10: air intake, 11: partition plate, 12: inner fan, 13: heat absorbing part,
14: opening, 15: gap,
16: sound insulation seal, 16a: upper arc seal, 16b: lower arc seal,
17: Fixing screw (fixture), 18: Adjusting screw (adjusting means),
19: convex portion, 20: concave portion,
21: positioning groove, 22: groove,
23: screw hole, 24, 25: tightening surface, 100: rotary electric machine.
Claims (15)
前記開口部と前記軸との隙間を減少させる遮音シールを前記吸気ダクトに設け、
前記遮音シールは、
上側に配置されると共に長孔形状の位置決め溝を有する上円弧シールと、
下側に配置される下円弧シールと、
前記上円弧シールを前記吸気ダクトに固定する固定ねじと、
前記下円弧シールを前記上円弧シールに取り付けると共に、上円弧シールと下円弧シールの間隔を調整可能な調整ねじを備えることを特徴とする回転電機。 A rotary electric machine main body including a stator and a rotor in a housing, a heat exchanger installed outside the housing, an air intake duct for introducing external air to the heat exchanger, and a heat exchanger provided in the air intake duct. an impeller rotated by the shaft of the rotor ; and an opening formed in the air intake duct through which the shaft passes; In a rotating electric machine configured such that an internally circulating refrigerant to be cooled is cooled by exchanging heat with an external refrigerant flowing into a heat exchanger,
A sound insulation seal is provided in the air intake duct to reduce a gap between the opening and the shaft;
The sound insulation seal is
an upper arc seal disposed on the upper side and having an elongated hole-shaped positioning groove;
a lower arc seal disposed on the underside;
a fixing screw for fixing the upper arc seal to the intake duct;
A rotary electric machine, comprising: an adjusting screw capable of attaching the lower arcuate seal to the upper arcuate seal and adjusting a gap between the upper arcuate seal and the lower arcuate seal.
前記位置決め溝は、鉛直方向の長孔形状であって平行に複数本形成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 1,
A rotary electric machine, wherein the positioning grooves are elongated in the vertical direction and are formed in parallel.
前記開口部と前記軸との隙間を減少させる遮音シールを前記吸気ダクトに設け、
前記遮音シールは、
上側に配置されると共に長孔形状の位置決め溝を有する上円弧シールと、
下側に配置される下円弧シールと、
前記上円弧シールを前記吸気ダクトに固定する固定具と、
前記下円弧シールを前記上円弧シールに取り付けると共に、上円弧シールと下円弧シールの間隔を調整可能な調整手段と、
前記上円弧シールと前記下円弧シールの一方の周方向端部に形成された凸部と、
前記上円弧シールと前記下円弧シールの他方の周方向端部における前記凸部と対向する位置に形成された凹部とを備えることを特徴とする回転電機。 A rotary electric machine main body including a stator and a rotor in a housing, a heat exchanger installed outside the housing, an air intake duct for introducing external air to the heat exchanger, and a heat exchanger provided in the air intake duct. An impeller rotated by the shaft of the rotor, and an opening formed in the intake duct through which the shaft passes, wherein the rotor has a horizontal axis, and when the rotor rotates, Refrigerant in the housing becomes internally circulating refrigerant that circulates in the housing and in the heat exchanger, and this internally circulating refrigerant exchanges heat with the external refrigerant flowing into the heat exchanger from the air intake duct by the impeller and is cooled. In a rotating electrical machine configured to
A sound insulation seal is provided in the air intake duct to reduce a gap between the opening and the shaft;
The sound insulation seal is
an upper arc seal disposed on the upper side and having an elongated hole-shaped positioning groove;
a lower arc seal disposed on the underside;
a fixture that secures the upper arc seal to the intake duct;
adjusting means for attaching the lower arc seal to the upper arc seal and adjusting the interval between the upper arc seal and the lower arc seal;
a convex portion formed at one circumferential end of the upper arc seal and the lower arc seal;
A rotary electric machine, comprising: a concave portion formed at a position facing the convex portion at the other circumferential end portion of the upper arc seal and the lower arc seal.
前記位置決め溝は鉛直方向に形成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 3,
A rotary electric machine, wherein the positioning groove is formed in a vertical direction.
前記位置決め溝は平行に複数本形成されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 3 or 4,
A rotary electric machine, wherein a plurality of the positioning grooves are formed in parallel.
前記遮音シールは、1つの上円弧シールと1つの下円弧シールにより構成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electric machine according to any one of claims 3 to 5,
The rotary electric machine, wherein the sound insulation seal is composed of one upper arc seal and one lower arc seal.
前記遮音シールは、1つの上円弧シールと複数の下円弧シールにより構成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electric machine according to any one of claims 3 to 5,
The rotary electric machine, wherein the sound insulation seal is composed of one upper arc seal and a plurality of lower arc seals.
上円弧シールと下円弧シールの間隔を調整可能な調整手段は、前記上円弧シールに鉛直方向に設けられた調整ねじであり、この調整ねじを下円弧シール周方向端部に形成されたねじ穴にねじ込む量を調整することにより、上円弧シールと下円弧シールの間隔を調整可能に構成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electric machine according to any one of claims 3 to 5,
The adjusting means for adjusting the gap between the upper arc seal and the lower arc seal is an adjusting screw provided vertically on the upper arc seal, and this adjusting screw is inserted into a threaded hole formed in the circumferential end of the lower arc seal. A rotary electric machine, wherein the gap between the upper arc seal and the lower arc seal can be adjusted by adjusting the amount of screwing into the upper and lower arc seals.
前記上円弧シールには前記調整ねじを設置する溝と、前記調整ねじを通すための鉛直方向の貫通穴が形成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 8,
A rotary electric machine, wherein the upper arc seal is formed with a groove in which the adjustment screw is installed and a vertical through hole through which the adjustment screw is passed.
前記上円弧シールを前記吸気ダクトに固定する固定具は固定ねじであり、前記位置決め溝と前記固定ねじにより上円弧シールを吸気ダクトに対し位置調整が可能に固定されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electric machine according to any one of claims 3 to 5,
A fixing tool for fixing the upper arc seal to the air intake duct is a fixing screw, and the position of the upper arc seal is fixed to the air intake duct by the positioning groove and the fixing screw so that the position of the upper arc seal can be adjusted. electric machine.
前記凸部は、前記上円弧シールと前記下円弧シールの一方の周方向端部における前記吸気ダクト側に形成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electric machine according to any one of claims 3 to 5,
The rotary electric machine, wherein the convex portion is formed on the intake duct side at one circumferential end of the upper arc seal and the lower arc seal.
前記凸部は、前記上円弧シールまたは前記下円弧シールの内径側に形成され、前記凸部の外径側は前記開口部よりも径方向外側まで形成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 11,
The rotary electric machine, wherein the convex portion is formed on the inner diameter side of the upper circular arc seal or the lower circular arc seal, and the outer diameter side of the convex portion is formed radially outward from the opening.
前記凸部は、上円弧シールまたは下円弧シールの最内径の部分から外径方向に向かって、前記上円弧シールまたは下円弧シールの径方向幅の約半分の位置まで設けられていることを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 12,
The convex portion is provided from the innermost portion of the upper circular arc seal or the lower circular arc seal toward the outer diameter direction to a position about half of the radial width of the upper circular arc seal or the lower circular arc seal. Rotating electric machine.
前記凸部は、上円弧シールに形成されていることを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 11,
A rotary electric machine, wherein the convex portion is formed on an upper arc seal.
前記遮音シールの内周面には、軸方向に円環状の凹凸部を設けていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electric machine according to any one of claims 3 to 5,
A rotary electric machine, wherein an inner peripheral surface of the sound insulation seal is provided with an annular concave-convex portion in an axial direction.
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