(57)【要約】【課題】別置きファンから導風ダクトを通じて供給する冷却風を回転電機のケーシングの周面に向けて吹き出すようにした風冷式の全閉形回転電機を対象に、高い冷却性能を発揮できるように回転電機の導風構造，導風経路を改良する。【解決手段】固定子２と，回転子４とを収容したケーシング１には、その底部側に脚部７を左右に分けて配備し、別置きファンから導風ダクト１１を経て供給される冷却風を前記脚部７の間からケーシング１に向けて吹き出すようにした風冷式の全閉形回転電機において、座板７ａと該座板７ａの両端部に立設したリブ７ｂの枠組からな前記脚部７には、座板７ａとリブ７ｂとで囲まれた面域を開放して空隙導風路７ｄを形成し、導風ダクト１１から吹き出した冷却風が脚部７に阻害されることなく、前記空隙導風路７ｄを通り抜けてケーシング１の上方週面域に流れるようにして高い風冷機能を発揮させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子とを収容したケーシングのフレーム底部側に枠組構造になる脚部を左右に分けて配備し、別置きファンから導風ダクトを経て供給される冷却風を前記フレームの周面に向けて送風するようにした風冷式の全閉形回転電機において、
前記脚部には、導風ダクトから吹き出した冷却風を前記フレームの胴部周面に沿って周方向に導く空隙導風路を画成したことを特徴とする風冷式の全閉形回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の全閉形回転電機において、脚部が座板と該座板の両端部に立設してフレームの胴部周面に固定したリブとの枠組構造になり、前記座板と両端のリブとで囲まれた面域を開放して該部に冷却風が通過する空隙導風路を画成したことを特徴とする風冷式の全閉形回転電機。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の全閉形回転電機において、ケーシングのフレーム胴部に配した左右列の脚部をそれぞれ前後に並ぶ２基の脚部に分けた上で、前後に並ぶ脚部の座板相互間に補強板を一体に連結したことを特徴とする風冷式の全閉形回転電機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の全閉形回転電機において、ケーシングの外周側に円筒状フレームの胴部周面を包囲する導風シュラウドを布設し、かつ該導風シュラウドには前記導風ダクトに通じる冷却風導入口を開口するとともに、導風シュラウドとフレームの胴部周面との間に、前記冷却風導入口を通じて吹き込んだ冷却風をフレームの軸方向に偏向させる風向ガイドを分散配置したことを特徴とする風冷式の全閉形回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載の全閉形回転電機において、導風シュラウドに開口した冷却風導入口を、フレームの底部側、もしくは上部側，側部側のいずれかに開口して冷却風をフレームの胴部周面に向けて吹き込むようにしたことを特徴とする風冷式の全閉形回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場の製造プロセス設備や鉄道車両などに適用する風冷式の全閉形回転電機に関し、詳しくは外部の別置きファンから回転電機に供給される冷却風の導風構造に係わる。
【背景技術】
【０００２】
工場の製造プロセスや鉄道車両などのような過酷な周囲環境に据付けて運転する回転電機（電動機）には高い防塵，防水機能が要求されることから、全閉形電動機が採用されている。
【０００３】
次に、全閉形回転電機（横軸形）の従来における一般的な組立構造を図６に示す。図６において、１は円筒状のフレーム１ａと該フレームの両端に組み付けたブラケット１ｂからなる密閉構造のケーシング（外囲ケース）、２は固定子、３は固定子巻線、４は回転子、５は回転軸、６は軸受であり、前記フレーム１ａの底部側には左右列に分けて脚部７（図示例では前後に２脚ずつ合計４脚）を設け、この脚部７を介して回転電機を据付け現場の台座上に据付けるようにしている。
【０００４】
ここで、図示例の脚部７は、座板７ａ，該座板７ａの両端に支柱として立設したリブ７ｂ，および両端のリブ７ｂの間に掛け渡した補強用の接続板７ｃの相互間を溶接した枠組構造になり、前記リブ７ｂ，接続板７ｃの端縁を前記フレーム１ａの胴部周面に溶接して脚部７を組み付けている。
【０００５】
一方、この全閉形回転電機の冷却方式については、従来から風冷式，液冷式などの各種冷却方式が知られており、このうち風冷方式は図７（ａ），（ｂ）に示す自力ファン８，独立ファン９の外扇をケーシング１の端部に付設した冷却空気を図示矢印の方向に送風して回転電機を冷却する軸流送風方式が一般的である。なお、この軸流送風式の外扇形全閉形回転電機は、前記ファン８，９からケーシング１の周面に沿って軸方向に送風される冷却風（図示矢印）のうち、ケーシング１の底部側を通流する冷却風は脚部７に阻害されてこの領域の冷却性能が低下する問題があることから、その対策としてケーシング１の胴部周面に風向ガイドを設け、冷却風を脚部７を迂回してケーシングの底部側に導風するようにした構成の全閉形回転電機が、例えば特許文献１，特許文献２などで知られている。
【０００６】
ところで、製鉄，化学関係などの製造プロセス設備で使用する全閉形回転電機（電動機）を現場に据付ける場合に、工場建屋内の雰囲気が高温で、かつ電動機の据え付け周辺には設備側の他の機器，配管などが近接しているような環境では、回転電機の風冷に適する低温空気（冷媒）の取込み、および据付スペースの制約などから、図７の外扇を回転電機の本体に併設することが困難となることが多い。
【０００７】
そこで、図８（ａ）で示すように，回転電機のケーシング１に冷却風を送風するファンを別置きファン１０として屋外などに設置した上で、例えば図８（ｂ）のように、設備側の周辺機器，配管などとの干渉を避けて配置した別置きファン１０からの引き出し導風ダクト１１を例えば回転電機の据え付け床面，台座側に形成したピット内に敷設し、この導風ダクト１１を通じて屋外から取り込んだ外気を図示のように回転電機の底部側からケーシング１の胴部周面に向けて吹き出すようにした風冷方式を採用することがある。
【０００８】
なお、導風ダクト１１の配管経路は、図示例のようにケーシング1の底部側に限られるものではなく、回転電機の上方，もしくは側方側に布設して冷却風をケーシング１に向けて上方，側方から吹き出す場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３４１５５０号公報
【特許文献２】特開昭５８−１９５４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図８（ａ）のように、別置きファン１０から導風ダクト１１を経て全閉形回転電機のケーシング１に送風する冷却風をケーシング１の底部側に設けた左右の脚部７の間から上向きに吹き出して回転電機を風冷冷却しようとすると、図８（ｂ）の矢印で表すように、導風ダクト１１から吹き出した冷却風はケーシング１の胴部に設けた脚部７、特に枠組構造になる脚部７の接続板７ｃに阻害されて反転し、ケーシング１の底部側からそのまま周囲に拡散してしまう。このために、ケーシング１の胴部上部側の周面には十分な風量の冷却風を通流させることができず、このままでは風冷性能を十分に発揮できなくなる。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、別置きファンから導風ダクトを通じて供給する冷却風を回転電機のケーシングにおける円筒状フレームの胴部周面に向けて吹き出すようにした風冷式の全閉形回転電機を対象に、高い冷却性能を発揮できるように回転電機の導風構造，導風経路を改良した風冷式の全閉形回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明によれば、固定子と回転子とを収容したケーシングのフレーム底部側に枠組構造になる脚部を左右に分けて配備し、別置きファンから導風ダクトを経て供給される冷却風を前記フレームの周面に向けて送風するようにした風冷式の全閉形回転電機において、
前記脚部には、導風ダクトから吹き出した冷却風を前記フレームの胴部周面に沿って周方向に導く空隙導風路を画成するものとし（請求項１）、具体的には次記の態様で構成することができる。
（１）前記脚部が座板と該座板の両端部に立設してフレームの胴部周面に固定したリブとの枠組構造になり、前記座板と両端のリブとで囲まれた面域を開放して該部に冷却風が通過する空隙導風路を画成する（請求項２）。
（２）前記ケーシングのフレーム胴部に配した左右列の脚部をそれぞれ前後に並ぶ２基の脚部に分けた上で、前後に並ぶ脚部の座板相互間に補強板を一体に連結して脚部の機械的強度を確保するようにする（請求項３）。
（３）前記ケーシングの外周側に円筒状フレームの胴部周面を包囲する導風シュラウドを布設し、かつ該導風シュラウドには前記導風ダクトに通じる冷却風導入口を開口するとともに、導風シュラウドとフレームの胴部周面との間に、前記冷却風導入口を通じて吹き込んだ冷却風をフレームの軸方向に偏向させる風向ガイドを分散配置し（請求項４）、ここで前記導風シュラウドに開口した冷却風導入口を、フレームの底部側、もしくは上部側，側部側のいずれかに開口して冷却風をフレームの胴部周面に向けて吹き込むようにする（請求項５）。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、別置きファンの導風ダクトを通じて回転電機のケーシングのフレーム周面に向けて吹き出す冷却風は、ケーシングの底部側に配した脚部に阻害されることなく、該脚部に画成した空隙導風路を通り抜けてケーシングの胴部周面に流すことができ、これにより高い風冷性能を確保できる。
【００１４】
また、ケーシングの底部側に配した左右列の脚部を、それぞれ前後に並ぶ２基の脚部に分けた上で、前後に並ぶ脚部の座板相互間に補強板を掛け渡して一体に連結した請求項３の構成によれば、前記空隙通路の形成に伴う脚部の強度低下を補って脚部の枠組強度を高めることができる。
【００１５】
一方、回転電機のケーシングに対し、フレームの胴部周面を包囲する導風シュラウドを布設し、かつ該導風シュラウドには前記導風ダクトに通じる冷却風導入口を開口するとともに、導風シュラウドとフレームの胴部周面との間に、前記冷却風導入口を通じて吹き込んだ冷却風をフレームの軸方向に偏向させる風向ガイドを分散配置した請求項４の構成によれば、冷却風導入口を通じて導風シュラウドの内側に吹き込んだ冷却風をケーシング胴部の全周面域に満遍なく通流させて風冷性能をより一層向上できる。
【００１６】
この場合に、導風シュラウドに開口した冷却風導入口の開口位置が、脚部を配したフレームの底部側、あるいはフレームの上部側，側部側のいずれであっても、冷却風は脚部に画成した空隙導風路を自由に通り抜けて周方向に通流できるので、高い風冷性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明による全閉形回転電機の第１実施例の構成図であって、（ａ），（ｂ）はそれぞれケーシングの上半部を断面した回転電子の側視図、および端面図である。
【図２】本発明の第２実施例による脚部構造を備えた回転電機の側面図である。
【図３】本発明の第３実施例の構成図であって、（ａ），（ｂ）はそれぞれ回転電機のケーシング端面図、および側面図である。
【図４】本発明の第４実施例の構成図であって、（ａ），（ｂ）はそれぞれ回転電機のケーシング端面図、および側面図である。
【図５】本発明の第５実施例の構成図であって、（ａ），（ｂ）はそれぞれ回転電機のケーシング端面図、および側面図である。
【図６】従来例の全閉形回転電機の構成図である。
【図７】従来における外扇全閉形回転電機の略示構成図であって、（ａ），（ｂ）はそれぞれ自力ファン形，独立ファン形に対応する図である。
【図８】図６に示した従来の全閉形回転電機を対象に、外置きファンの導風ダクトを通じてケーシングの底部側から冷却風を供給する風冷方式の説明図であって、（ａ）は風冷方式の全体図、（ｂ）は（ａ）における脚部への冷却風吹き出し経路を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図６，図８に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
【実施例１】
【００１９】
まず、本発明の請求項１，２に対応する風冷式の全閉形回転電機について、そのケーシングに設けた脚部の構造，および冷却風の導風経路を図１（ａ），（ｂ）に示す。この実施例１においては、全閉形回転電機のケーシング１を構成する円筒状フレーム１ａの底部側に設けた左右の脚部７は、図示のように座板７ａと、該座板７ａの前後端に溶接して立設した２枚のリブ７ｂからなり、その座板７ａと前後両端のリブ７ｂとの間に囲まれた面域を開放して脚部７の内側と外側の間を連通する空隙導風路７ｄを画成し、前記リブ７ｂを座板７ａの支柱としてその先端縁をフレーム１ａの胴部周面に溶接して固定している。
【００２０】
そして、使用先現場に据え付けたこの全閉形回転電機に対し、図６（ａ）の風冷方式を適用して別置きファン１０（図６（ａ）参照）から引き出した導風ダクト１１を図１（ｂ）に示すように回転電機の直下に敷設し、この導風ダクト１１を通じて送風される冷却風を図示矢印で表すように左右に並ぶ脚部７の間からケーシング１に向け下方から上向きに吹き出して回転電機を冷却する。
【００２１】
この場合に、前記のように脚部７にはその内外に通じる空隙導風路７ｄが形成されているので、導風ダクト１１から吹き出した冷却風は、図示矢印のように左右二手に分流してケーシング１の底部面域から左右の脚部７に画成した空隙導風路７ｄを通り抜け、ケーシング１の胴部周面に沿って上部側面域に通流してケーシング１の全周面を風冷冷却することができ、これにより図８（ｂ）で述べたように脚部７に阻害されることなしに高い風冷性能を発揮できる。
【実施例２】
【００２２】
次に、前記実施例１の構成を基本として、その脚部７の強度を高めるようにした本発明の請求項３に係わる脚部７の構造を図２に示す。すなわち、この実施例２においては、ケーシング１の前後位置に振り分けてケーシング１の底部側に設けた左右列の脚部７について、図示のように前後に並ぶ脚部７の間に跨がって座板７ａの相互間に補強板７ｅを掛け渡して一体に溶接接合している。 また、図示の実施例では、前記の補強板７ｅに加えて、その両側に並ぶ脚部７の内側リブ７ｂとの間に、図６の脚部７に設けた接続板７ｃと同様な接続板７ｆを溶接して脚部全体の枠組強度をさらに強化するようにしている。
【００２３】
上記構成によれば、実施例１で述べた空隙導風路７ｄの開放に伴う脚部７の強度低下を補強板７ｅが補って脚部７の枠組強度を高めることができる。なお、この補強板７ｅは別部品として座板７ａの間に溶接する代わりに、あらかじめ一枚の長尺鋼板で座板７ａと補強板７ｅを一体に構成するようにしてもよい。
【実施例３】
【００２４】
次に、先記実施例１に示した風冷式の全閉形回転電機を基本として、その風冷性能をより一層高めるよう改良した本発明の請求項４に係わる実施例３を図３（ａ），（ｂ）で説明する。すなわち、この実施例３においては、ケーシング１の外周側にはフレームの胴部周面を包囲するように導風シュラウド１２を左右列の脚部７に跨がって布設するとともに、該導風シュラウド１２とケーシング１の胴部周面との間には脚部７に画成した空隙導風路７ｄを通り抜けて上方に通流する冷却風の流れの向きをケーシング１の軸方向に偏向させる風向ガイド１３を図示のように分散配置している。
【００２５】
そして、上記構成の全閉形回転電機に対して先記の実施例１と同様に、図８（ａ）に示した外置きファン１０から導風ダクト１１を通じてケーシング１の下方から左右の脚部７の間に冷却風を吹き出し送風すると、図３の矢印で表すように、冷却風は左右二手に分流してケーシング１の底部周面から脚部７の空隙導風路７ｄを通り抜けて導風シュラウド１２の内側を上方に流れ、その途上で風向ガイド１３により風向きを周方向から軸方向に偏向して通流した後に、導風シュラウド１２の開放端から周囲に放散する。
【００２６】
これにより、導風ダクト１１を通じてケーシング１の底部側から上方（軸方向と垂直方向）に吹き出した冷却風は、その通流途中でケーシング１の周面から周囲外方に逸散することなしに、ケーシング１の周面に沿って導風シュラウド１２の内側に通流させることができる。さらに、上部側の周面域に到達した冷却風の向きを風向ガイド１３によりケーシング１の軸方向に変えるようにしたことで、図７に示した外扇形の全閉形回転電機と同等な風冷性能を発揮できる。
【００２７】
なお、この実施例３では、ケーシング１の胴部を包囲してその外周側に布設した導風シュラウド１２については、ケーシング１の底部側を開放して冷却風の導風ダクト１１を左右に並ぶ脚部７の間から上向きに吹き出すようにしているが、この冷却風の吹き出し箇所はケーシング１の底部側に限定されるものではなく、導風ダクト１１の配管経路に合わせてケーシング１の上部側，あるいは側部側から冷却風を導風シュラウド１２の内側に吹き込むようにしてもよく、その実施例を以下に記す。
【実施例４】
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）に示す実施例４では、導風ダクト１１をケーシング１の上部側に配管し、該導風ダクト１１から下向きに吹き出した冷却風を導風シュラウド１２の上面に開口した冷却風導入口１２ａを通じて導風シュラウド１２の内側に吹き込むようにしている。ここで、ケーシング１の底部側に配した脚部７には先記実施例１で述べたと同様に空隙導風路７ｄが形成されており、さらに導風シュラウド１２の内側には実施例３における風向ガイド１３と同様な風向ガイド１３がケーシング１の周面に分散配置されている。
【００２９】
これにより、導風ダクト１１を通じてケーシング１の上部側から導風シュラウド１２の内側に吹き込まれた冷却風は、風向ガイド１３にて図示矢印のように軸方向に偏向してケーシング１の全周面域を満遍なく通流して高い風冷性能を発揮できる。なお、ケーシング１の周方向に沿って底部側に到達した冷却風は、脚部７に阻害されることなく、該脚部７に形成した空隙導風路７ａを通り抜けた後、風向ガイド１３により軸方向に偏向してケーシング１の底面域を自由に通風する。
【実施例５】
【００３０】
次に、導風ダクト１１をケーシング１の側方に配管して冷却風を横向きに導風シュラウド１２の内側に吹き込むようにした応用実施例を図５（ａ），（ｂ）に示す。
【００３１】
この実施例においても、先記の実施例３，４と同様に導風ダクト１１を通じてケーシング１の周面に吹き出した冷却風を、導風シュラウド１２の内側に分散配置した風向ガイド１３、および脚部７に形成した空隙導風路７ｄによりケーシング１の全周面域を満遍なく通風させて高い風冷性能を発揮できる。
【符号の説明】
【００３２】
１：全閉形回転電機のケーシング
１ａ：円筒状フレーム
２：固定子
４：回転子
７：脚部
７ａ：座板
７ｂ：リブ
７ｄ：空隙導風路
７ｅ：補強板
１０：外置きファン
１１：導風ダクト
１２：導風シュラウド
１２ａ：冷却風導入口
１３：風向ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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