(57)【要約】【課題】  回転子コイルに通風溝を加工することなく回転子コイルを効率的かつ均一に冷却し、大きな界磁電流を許容し信頼性の高い回転電機の回転子を提供すること。【解決手段】  回転子鉄心に設けられた鉄心スロットに磁極を中心として多重環状に積層して装着された回転子コイル１、鉄心外側の回転子コイルを支持するためのエンドリング６、回転子コイルとエンドリングとの間を電気的に絶縁するための絶縁筒９、エンドリング端部の内周側にエンドリング支え７を備え、エンドリング内の回転子コイルの間隙に間隔片を配置した回転電機の回転子である。回転子コイルと間隔片で半径方向流路１９，１９ｂを構成し、その位置に対応した絶縁筒に通風孔１２を設け、これらの通風孔が連通するように絶縁筒の外周表面に通風溝１３を加工し、さらに通風溝から回転子鉄心の外表面への流路を構成する。エンドリング支え内径からエンドリング内へ流入した冷却ガスを、半径方向流路へと導入し、絶縁筒９ａ，９ｂ外周に設けた通風溝を通り回転子鉄心の外表面へ排出する。【選択図】  図1
2006081367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の回転子鉄心に所定の間隔で設けられた鉄心スロットに磁極を中心として多重環状に積層されて装着された回転子コイルと、前記回転子鉄心の端部から突出した前記回転子コイル端部を支持するためのエンドリングと、前記回転子コイルと前記エンドリングとの間に介挿され両者間を電気的に絶縁するための絶縁筒と、前記エンドリングの端部内周側に設けられたエンドリング支えとを備え、前記エンドリング内に多重に配置された前記回転子コイル端部相互の間隙に間隔片が配置されて構成された回転電機の回転子において、
前記回転子コイル端部と前記間隔片とにより前記回転子の半径方向に沿うように構成された半径方向流路と、
前記半径方向流路の位置に対応して前記絶縁筒に開けられた通風孔と、
前記通風孔が連通するように前記絶縁筒の外周表面に設けられた通風溝と、
前記通風溝から前記回転子鉄心の外表面へ冷却ガスを排出するように形成された排気スロットとをそなえ、
前記エンドリング支えの内径から前記エンドリング内へ流入した冷却ガスを、前記半径方向流路へと導入し、前記通風溝を通り前記回転子鉄心の外表面方向へ排出するようにした
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機の回転子において、
前記絶縁筒は円筒形であり、該絶縁筒の外周面に仕切りブロックが取り付けられることにより前記通風溝が構成された
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝から前記回転子鉄心の外表面へ冷却ガスを排出するように連通する排気スロットのうち前記回転子鉄心スロット部に位置する流路が、
前記半径方向流路中で前記回転子鉄心の端部に接する位置にある特定半径方向流路と、
前記特定半径方向流路の内周面に取り付けられた閉止板と、
前記特定半径方向流路に連通するように回転子コイルに設けられた少なくとも１つの前記通風溝と、
前記通風溝と前記回転子鉄心の外周面とを連通する半径方向ダクトと
で構成されたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項１または２記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝が、前記回転子の軸方向の通風溝とそれらを連通させるための周方向の通風溝とにより構成され、前記回転子の軸方向の通風溝から前記回転子鉄心の外表面に連通させる流路が磁極部のみに設けられて通風経路が構成され、
前記半径方向流路から前記通風孔を通って前記通風溝に導入した冷却ガスが、前記磁極部から前記回転子鉄心の外径へ排出されるようにした
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項５】
請求項４記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝を連通する周方向の通風溝が複数本設けられた
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項６】
請求項4記載の回転電機の回転子において、
前記磁極部の通風溝は回転子軸方向に、前記鉄心スロット部の通風溝は周方向に配設され、互いに連結されて冷却流路が構成された
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項７】
請求項４ないし６の何れかに記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝で構成される通風経路のうち、長い通風経路における前記磁極部の通風溝に連通する前記通風孔の間隔が、短い通風経路における前記磁極部の通風溝に連通する前記通風孔の間隔よりも大きくされた
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れかに記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝で構成される通風経路に沿って配設された前記通風孔の大きさが、１個毎または複数個毎に、前記通風経路の上流側ほど大きくされた
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れかに記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝の流路面積が流路の下流になるほど大きくされた
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１０】
請求項９記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝の溝深さが流路の下流ほど深くされることにより、前記通風溝の流路面積が大きくされた
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の回転電機の回転子において、
前記通風溝の溝幅が流路の下流ほど広くされることにより、前記通風溝の流路面積が大きくされた
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１２】
請求項１ないし１１の何れかに記載の回転電機の回転子において、
前記絶縁筒の外周面に設けた通風溝の側面に窪みが設けられ、前記半径方向流路と前記通風溝とを連通させる前記通風孔が前記窪みに配された
ことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１３】
請求項１ないし１２の何れかに記載の回転電機の回転子を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン発電機などの回転電機の回転子に係り、とくにその冷却性能の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン発電機等の回転電機では、回転子コイルの冷却性能が発電機の性能や体格を左右する重要な要素である。回転子コイルは、コイルの長手方向に沿って通風溝を設けて、その溝に冷却ガスを通風して冷却する。
【０００３】
従来の回転子コイルの回転子軸方向断面図を図１４に、回転子コイルの水平展開図を図１５に示す。回転子コイル１は、回転子シャフト２の鉄心３に所定の間隔で円周方向に設けたスロット４内に多重環状に積層して装着されており、鉄心端５から外側に突出した回転子コイル１の端部は、エンドリング６およびエンドリング支え７により回転遠心力に対し保持される。
【０００４】
エンドリング６内の回転子コイル１は、コイル間に間隔片８を配置して所定の間隔で保持され、回転子コイル１の最外周部とエンドリング６との間の電気的絶縁を保つために絶縁筒９が挿入される。
【０００５】
回転子コイル１には、励磁するための界磁電流が流れるため、電気的発熱が発生し、コイル温度が上昇する。回転子コイル１は、絶縁筒９や図示していないが積層された回転子コイル相互間や鉄心スロット４と回転子コイル１との間に絶縁物が挿入されており、それらの絶縁物の耐熱等により温度上限が規定されている。
【０００６】
回転子コイル１には、図示していないが、コイルの長手方向に通風溝が設けられており、その通風溝に冷却ガス１０を通風することにより回転子コイル１を冷却している。
【０００７】
冷却ガス１０は，回転子シャフト２とエンドリング支え７との空隙を通ってエンドリング６の内部へ導入され、その一部は回転子コイル側面に設けられた通風取り入れ口より回転子コイル１内の通風溝へ導入される。回転子コイル１の通風溝に導入された冷却ガス１０は、通風溝内を回転子コイル１の長手方向に流れて回転子コイル１を冷却した後、鉄心内部において半径方向ダクト１１を通って回転子外周へ排出される。
【特許文献１】特開平10−336964号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような冷却方法では、多重環状に積層された回転子コイル１本毎に冷却ガス通風用の通風溝を加工する必要がある。例えば、２極の回転電機で１極当り６４ターンのコイル巻き数とすれば、１ターン当り４本の溝が必要であり、６４ターン×２極×４本＝５１２本もの溝加工が必要となる。このようにコイル長手方向の溝を多数加工するには、多大な時間とコストが掛かるという問題点がある。
【０００９】
図１６に、従来の方式による回転子コイル１および冷却ガス１０の回転子コイル１における長手方向の温度分布を示した。
【００１０】
従来の冷却方式では、冷却ガスがコイルの長手方向に流れるため、冷却ガス温度が流れの下流ほど高くなり、回転子コイル温度も冷却ガスの取入口のある磁極中心付近のコイル温度に比べて鉄心端付近のコイル温度が高くなる。さらに、外周側に巻線されたコイルほど回転子コイルが長くなるため、内周側のコイルよりも外周側コイルの温度が高くなる。このように、従来の冷却方式では、回転子コイルに通風溝を設ける冷却方法では、回転子コイルの軸方向および周方向に温度分布が大きくなる可能性が大きい。
【００１１】
回転子コイル温度は、コイルの絶縁物に用いる部材の温度上限により厳しく制限されており、局所的にコイル温度の高い部位が生じた場合、他の部位のコイル温度はそれほど高くないのに界磁電流を制限して発熱量を押さえなければならず，回転電機の出力を上げることができない、という問題点がある。
【００１２】
また、多数巻いたコイル間でコイル温度が異なると、回転子コイルの熱膨張のアンバランスによる軸振動が生じ発電機の信頼性が低下するという問題点がある。
【００１３】
さらに、回転子コイルに通風溝を加工するため、回転子コイルの強度が低下し強大な遠心力により変形したり、また、コイル曲げ部に通風溝を設けた場合、曲げ加工時に通風溝が変形する可能性がある。
【００１４】
回転子コイルが変形した場合、局所的にコイル間の絶縁が破壊して短絡し、所定の性能が得られなかったり、通風流路の断面積が減少したり積層したコイル間に隙間が生じたりして冷却ガスが漏れ、必要冷却風量が確保できずに回転子コイル温度が高くなるといった問題点がある。
【００１５】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、回転子コイルに通風溝を加工することなく回転子コイルを効率的かつ均一に冷却して大きな界磁電流を許容し高い信頼性を持つ回転電機の回転子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】
【００１６】
上記目的達成のため、本発明では、
円筒状の回転子鉄心に所定の間隔で設けられた鉄心スロットに磁極を中心として多重環状に積層されて装着された回転子コイルと、前記回転子鉄心の端部から突出した前記回転子コイル端部を支持するためのエンドリングと、前記回転子コイルと前記エンドリングとの間に介挿され両者間を電気的に絶縁するための絶縁筒と、前記エンドリングの端部内周側に設けられたエンドリング支えとを備え、前記エンドリング内に多重に配置された前記回転子コイル端部相互の間隙に間隔片が配置されて構成された回転電機の回転子において、前記回転子コイル端部と前記間隔片とにより前記回転子の半径方向に沿うように構成された半径方向流路と、前記半径方向流路の位置に対応して前記絶縁筒に開けられた通風孔と、前記通風孔が連通するように前記絶縁筒の外周表面に設けられた通風溝と、前記通風溝から前記回転子鉄心の外表面へ冷却ガスを排出するように形成された排気スロットとをそなえ、前記エンドリング支えの内径から前記エンドリング内へ流入した冷却ガスを、前記半径方向流路へと導入し、前記通風溝を通り前記回転子鉄心の外表面方向へ排出するようにしたことを特徴とする。
このように構成することにより、回転子シャフトとエンドリング支えとの空隙を通ってエンドリング内部へ流入した冷却ガスは、回転子の遠心ファン効果により回転子コイルと間隔片で構成される半径方向流路へと導入され、回転子コイル外表面を冷却する。回転子コイルを冷却したガスは、絶縁筒に設けた通風孔より絶縁筒外周に設けた通風溝へと流れる。通風溝へ流入した冷却ガスは、通風溝に沿って設けられた通風孔から流入する冷却ガスと合流しながら、通風溝をエンドリング支え側から鉄心側へと流れ、さらに回転子鉄心外表面へ排出される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回転子コイルを冷却する冷却ガスの通風経路を回転子コイル側面と間隔片とで構成したため、回転子コイルには通風溝を加工する必要がなく、容易に回転子コイルの加工ができ、かつ、通風溝を設けないため回転子コイルが変形する危険性も少なくなり信頼性の高い回転子を提供できる。
【００１８】
また、回転子コイルに通風溝を設けた場合と比較して、冷却パス１本あたりの長さが短く、かつ複数ある冷却パスの長さもほぼ均一となるため冷却ガスの温度分布を小さく保つことができ、回転子コイルの軸方向および周方向の温度分布を均一化することが可能であり、効率的な設計が可能となる。さらに、局所的な熱膨張に起因する軸振動が生じる可能性が低く、発電機の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１ないし図１３を参照して本発明の幾つかの実施形態を説明する。
【実施形態１】
【００２０】
図1は、本発明の実施形態１である回転電機の回転子の構成を示す部分破断斜視図であり、図２は、回転電機の回転子の軸方向断面図である。
【００２１】
回転子コイル１は、回転子シャフト２と一体に形成された回転子鉄心３に所定の間隔で設けられた鉄心スロット４に、磁極２０を中心として所定の間隔で多重環状に積層して装着されており、回転子鉄心３の端部から突出したコイルエンド部は、エンドリング６およびエンドリング支え７により回転遠心力に抗するように保持される。
【００２２】
そして、回転子コイル１の最外周部とエンドリング６との間の電気的絶縁を保つために、外周面にスペーサ９ａが貼設された絶縁筒９ｂが挿入される。絶縁筒９は、円筒状であって外周面にスペーサが形成されるものであれば、２つの部材を組み合わせずに溝加工による一体構造であってもよい。
【００２３】
エンドリング６内の回転子コイル１は、コイル間に間隔片８を等間隔または不等間隔に配置して半径方向流路１９を複数形成する。その半径方向流路１９の位置に対応した絶縁筒９に通風孔１２（図２には図示せず）を開け、これらの通風孔１２が連通するように絶縁筒９の外周表面に通風溝１３を設ける。さらに、通風溝１３から回転子鉄心３の外径方向へ冷却ガスを排出するように、排気スロット１４を構成する。
【００２４】
冷却ガス１０は、回転子シャフト２とエンドリング支え７との空隙を通ってエンドリング６内部へ流入し、回転子の遠心ファン効果によって回転子コイル１と間隔片８とで構成した半径方向流路１９へと導入されて外周方向に流れ、回転子コイル１の外表面を冷却する。
【００２５】
回転子コイル１を冷却したガス１０は、絶縁筒９に設けられた通風孔１２より、絶縁筒９の外周に設けられた通風溝１３へと流入する。通風溝１３へ流入した冷却ガス１０は、通風溝１３に沿って設けられた通風孔１２から流入する冷却ガス１３と合流しながら、通風溝１３をエンドリング支え７側から鉄心３側へと流れ、排気スロット１４を通って回転子鉄心３の外表面へ排出される。
【００２６】
実施形態１によれば、回転子コイル１を冷却する冷却ガス１０の通風経路を回転子コイル１の側面と間隔片８とで構成したため、回転子コイル１には通風溝を設ける必要がなく、回転子コイル１の加工が容易になり、かつ、通風溝を設けないため回転子コイル１が変形する危険性も少なくなり、信頼性の高い回転子を提供できる。
【００２７】
図３は、回転子コイル長手方向の距離に対する回転子コイル１および回転子コイル１側面を通過する冷却ガス１０の温度分布を示している。
【００２８】
回転子コイル１に通風溝を設けた場合と比較して、半径方向流路１９は、冷却パス１本当りの長さが短く、かつ、複数ある冷却パスの長さもほぼ均一となるため、図３に示したように冷却ガス１０の半径方向流路１９の出口と入口の温度差を小さくすることができ、また、複数ある半径方向流路１９相互間の冷却ガス温度分布も小さくすることができるため、回転子コイル１の軸方向および周方向の温度分布を均一化することが可能である。
【００２９】
回転子コイル温度は、コイルの絶縁物に用いる部材の温度上限により厳しく制限されている。局所的にコイル温度の高い部位が生じた場合、他の部位のコイル温度はそれほど高くないのに界磁電流を制限する必要があるが、回転子コイルの温度を均一化することによって、より大きな界磁電流を許容する効率的な回転子の設計が可能となる。
【００３０】
さらに、回転子コイルの軸方向および周方向の温度分布が小さくなるため、熱膨張に起因する軸振動が生じる可能性が低く、発電機の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
実施形態１によれば、絶縁筒９の外周面に通風溝１３を加工する場合と比較して、通風溝１３を容易に形成することができ、さらに通風孔１２の配置に合わせて効率的に通風を行うように複雑な形状であっても容易に構成することができる。
【００３２】
実施形態１の変形例として、図１に示した実施形態では絶縁筒９の外周面に通風溝１３を設けたが、絶縁筒に開けた通風孔１２を連通させるようにエンドリング６の内周表面に通風溝１３を設けてもよい。その作用・効果は同様である。
【実施形態２】
【００３３】
図４は、本発明の実施形態２である回転電機の回転子の軸方向断面図、図５は回転子コイルの水平展開図、図６は回転子コイルの軸方向断面図をそれぞれ示している。図１と同様の構成および作用効果については、説明を省略する。
【００３４】
実施形態２では、通風溝１３から回転子鉄心３の外表面へ冷却ガス１０を排出するように連通する流路１４のうち鉄心スロット部１５に位置する流路１４については、回転子鉄心３の端部に位置する特定半径方向流路１９ｂの内周面に閉止板２１を取り付けて、内径側からの冷却ガス１０の流入を閉止する。
【００３５】
特定半径方向流路１９ｂと、この特定半径方向流路１９ｂに連通するように回転子コイル１に設けられた一本以上の通風溝（冷却ガス１０の通風経路のみ図示）と、それらの通風溝と回転子鉄心３の外周面とを連通する半径方向ダクト１１とで構成する。
【００３６】
実施形態２によれば、鉄心スロット部１５に位置する絶縁筒９の外周の通風溝１３を通った冷却ガス１０は、絶縁筒９に設けられた通風孔１２を通って鉄心端部５の特定半径方向流路１９ｂに流入する。この時、特定半径方向流路１９ｂには、その内周面に閉止板２１を取り付けてあるため、内周側からの冷却ガス１０の流入はなく、通風孔１２からの冷却ガス１０の流入が阻害されることはない。
【００３７】
特定半径方向流路１９ｂに流入した冷却ガス１０は、特定半径方向流路１９ｂに連通する回転子コイル１に設けた１本以上の通風溝に流入し、さらに、それらの通風溝と回転子鉄心３の外表面とを連通する半径方向ダクト１１を通って鉄心３の外表面へと排出される。
【００３８】
実施形態２では、鉄心３のスロット部１５に冷却ガス１０の通風経路を設けないため、鉄心３の歯先部の強度が強く、図１の場合と比較して回転子コイル1の断面積を大きくすることができる。回転子の通電発熱損失、すなわち界磁損失は、コイルの断面積に反比例して小さくなるため、回転子コイル１の温度を低く保つことができるとともに、回転電機の効率も向上する。
【００３９】
実施形態２では、回転子コイル１に通風溝を加工する必要があるが、図１４、図１５に示した従来構造の回転子コイル１の通風溝（冷却ガス１０の通風経路のみ図示）と比較して短く、その加工が問題になることはない。
【実施形態３】
【００４０】
図７は、本発明の実施形態３である回転電機における回転子の構成を示している。図１と同様の構成およびその作用効果については、説明を省略する。
【００４１】
実施形態３では、絶縁筒９の外周に設けた通風溝１３を周方向の通風溝１７で互いに連通させ、さらに回転子鉄心３の端部から回転子鉄心３の外表面に連通させる排気スロット１４を磁極部１６のみに設けて通風経路を構成する。また、実施形態３では、周方向の通風溝１７を絶縁筒９のエンドリング支え７側の端部に設けたが、回転子鉄心３の端部側でもよいし、また、その中間でもよい。
【００４２】
周方向位置が鉄心スロット部１５に当る通風溝１３に流入した冷却ガス１０は、通風溝１３に沿って設けられた通風孔１２から流入する冷却ガス１０と合流しながら、回転子の軸方向を周方向通風溝１７に向かって流れ、さらに周方向通風溝１７を通って磁極部１６の回転子の軸方向に設けた通風溝１３へ流入する。
【００４３】
そして、磁極部１６の通風溝１３に沿って設けられた通風孔１２から流入する冷却ガス１０と合流しながら鉄心３に向かって流れ、磁極部１６に設けた排気スロット１４から回転子鉄心３の外表面へ排出される。
【００４４】
実施形態３では、鉄心３のスロット部１５に冷却ガス１０の通風経路を設けないため、鉄心３の歯先部の強度が強く、図１の場合と比較して回転子コイル1の断面積を大きくすることができる。回転子の通電発熱損失、すなわち界磁損失は、コイルの断面積に反比例して小さくなるため、回転子コイル１の温度が下がるとともに、回転電機の効率も向上する。
【実施形態４】
【００４５】
図８は、本発明の実施形態４である回転電機における回転子の絶縁筒の水平展開図を示している。その他の構成は図７と同様であり、説明を省略する。
【００４６】
実施形態４では、絶縁筒９の外周に設けた通風溝１３を連通させる周方向の通風溝１７を一本または複数本設けて通風経路を構成した。また、実施形態４では、周方向の通風溝１７を４本設け、鉄心スロット部１５の通風溝１３と磁極部１６の通風溝１３とを連通させている。
【００４７】
実施形態４によれば、周方向の通風溝１７を複数本設けることにより、冷却ガスが通過する流路断面積を大きく取ることができる。その結果、周方向の通風溝１７を通過する冷却ガスの流速が低下し、摩擦による圧力損失が低減し、このため、より多くの冷却ガスを通風することが可能であり、効率的に回転子コイルを冷却することができる。
【実施形態５】
【００４８】
図９は、本発明の実施形態５である回転電機における回転子の絶縁筒の水平展開図を示している。その他の構成は図８と同様であり、説明を省略する。
【００４９】
実施形態５では、絶縁筒の外周に設けた通風溝１３のうち、磁極部１６の通風溝１３は回転子の軸方向に、鉄心スロット部１５の通風溝１３は周方向に配設し、互いに連結させて冷却流路を構成する。
【００５０】
実施形態5によれば、実施形態４と比較して、鉄心スロット部１５の通風溝１３を周方向にのみ配設したため、通風溝の流路長さを短くすることができる。その結果、摩擦による圧力損失が低減し、このためより多くの冷却ガスを通風することが可能であり、効率的に回転子コイルを冷却することができる。
【実施形態６】
【００５１】
図１０は、本発明の実施形態６である回転電機における回転子の絶縁筒の水平展開図を示している。その他の構成は図７と同様であり、説明を省略する。
【００５２】
実施形態６では、絶縁筒の外周に設けた通風溝１３のうち、流路長さが長い通風経路の磁極部１６の部位の通風孔８の間隔を、それより短い通風経路の通風孔８の間隔よりも大きくして構成する。
【００５３】
絶縁筒９の外周に設けた通風溝１３および周方向通風溝１７で構成される通風経路に流れる冷却ガス１０の流量は、流路の下流に行くにしたがって通風孔１２からの冷却ガス１０が合流するため増加する。通風孔１２を一定間隔で設けた場合、流路長さが長い通風経路ほど合流する通風孔１２の数が多くなり、このため、通風孔１２の１個当りの冷却ガス１０の風量は減少する。
【００５４】
そのため、流路長さが長い通風経路の位置に対応する回転子コイル１の温度が、流路長さが短い通風経路の位置の回転子コイル１に比べて高くなり、回転子コイル１に温度分布が生じる可能性がある。
【００５５】
実施形態６では、流路長さが長い通風経路の磁極部１６の部位における通風孔１２の間隔を、それより短い通風経路の通風孔１２の間隔と比較して大きくしたため、流路長さが長い通風経路に合流する通風孔１２の数が減少し、これにより、各通風孔１２を流れる冷却ガス１０の流量のアンバランスを解消し、回転子コイル１の温度分布の差を小さく保つことができる。
【実施形態７】
【００５６】
図１１は、本発明の実施形態７である回転電機における回転子の絶縁筒外周面に設けた通風溝の構成を示している。その他の構成は図１または図７と同様であり、説明を省略する。
【００５７】
実施形態７では、絶縁筒９の外周に設けた通風溝１３および周方向通風溝１７で構成される通風経路に沿って配設された通風孔１２の大きさを、通風経路に流れる冷却ガスの上流側ほど大きくして構成する。
【００５８】
多数の分岐管から主管に合流する流路の場合、下流側で合流する分岐管の流量が上流側の分岐管からの流量より大きくなり、分岐管の流量にアンバランスが生じることが知られている。
【００５９】
流れが合流する箇所では合流損失が生じるが、絶縁筒９の外周に設けた本発明の通風経路のように多数の合流が存在する場合、上流側の通風孔１２から流入した冷却ガス１０ほど合流する回数が多く、その度に生じる合流損失が積算されるため、圧力損失が大きくなる。そのため、下流の通風から流入する冷却ガス１０より、上流の通風から流入する冷却ガス１０の方が少なくなり、流量にアンバランスが生じる可能性がある。
【００６０】
実施形態７では、絶縁筒９の外周に設けた通風溝１３で構成される通風経路に沿って配設された通風孔１２の大きさを、通風経路に流れる冷却ガス１０の上流側ほど大きくする。このようにすることで、通風孔１２を通過する時に生じる通風損失が上流側ほど小さくなり、合流損の多少によって生じる各通風孔１２の冷却ガス流量のアンバランスを解消し、回転子コイルの温度分布の差を小さく保つことができる。
【実施形態８】
【００６１】
図１２は、本発明の実施形態８である回転電機における回転子の絶縁筒９の外周面に設けた通風溝の構成を示している。その他の構成は、図１または図４と同様であり、説明を省略する。
【００６２】
実施形態８では、絶縁筒９の外周に設けた通風溝１３の流路面積を通風溝１３の下流ほど大きくして構成する。図１２の構成では、通風溝１３の溝幅を流路の下流ほど広くして構成した。
【００６３】
絶縁筒９の外周に設けた通風溝１３には、複数の半径方向流路１９からの冷却ガス１０が合流するため、下流になるほど通風溝１３を流れる流量が増加する。そのため、流速が速くなり摩擦損失等の通風抵抗が増加し、冷却ガス１０の風量が低下する可能性がある。
【００６４】
実施形態８によれば、通風溝１３の流路面積を下流ほど大きくすることにより、流量が増加しても流速の増加を押さえることができ、効率的に冷却ガス１０を通風して回転子コイル１の温度を低く保つことができる。
【実施形態９】
【００６５】
図１３は、本発明の実施形態９である回転電機における回転子の絶縁筒外周面に設けた通風溝の構成を示している。その他の構成は、図１または図７と同様であり、説明を省略する。
【００６６】
実施形態９では、絶縁筒９の外周面に設けた通風溝１３の側面に窪み１８を設け、半径方向流路１９と通風溝１３とを連通させる通風孔８をその窪み１９に配置した。
【００６７】
実施形態９によれば、通風孔１２を通って絶縁筒９の外周面の通風溝１３に流入する冷却ガス１０が、通風溝１３を流れる冷却ガス１０に直接流入しないため、合流損失を低減することができ、効率的に冷却ガス１０を通風して回転子コイル１の温度を低く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態１である回転電機の回転子を示す部分破断斜視図。
【図２】本発明の実施形態１の軸方向断面図。
【図３】本発明の実施形態１の長手方向温度分布図。
【図４】本発明の実施形態１の軸方向断面図。
【図５】本発明の実施形態２である回転電機の回転子の回転子コイルの水平展開図。
【図６】本発明の実施形態２の軸方向断面図。
【図７】本発明の実施形態３である回転電機の回転子を示す部分破断斜視図。
【図８】本発明の実施形態４である回転電機の回転子の絶縁筒の水平展開図。
【図９】本発明の実施形態５である回転電機の回転子の絶縁筒の水平展開図。
【図１０】本発明の実施形態６である回転電機の回転子の絶縁筒の水平展開図。
【図１１】本発明の実施形態７である回転電機の回転子の絶縁筒外周面に設けた通風溝の構成図。
【図１２】本発明の実施形態８である回転電機の回転子の絶縁筒外周面に設けた通風溝の構成図。
【図１３】本発明の実施形態９である回転電機の回転子の絶縁筒外周面に設けた通風溝の構成図。
【図１４】従来の回転電機の回転子の構成を示す軸方向断面図。
【図１５】従来の回転電機の回転子コイルの水平方向展開図。
【図１６】従来の回転電機の回転子コイルの長手方向温度分布図。
【符号の説明】
【００６９】
１  回転子コイル、２  回転子シャフト、３  鉄心、４  鉄心スロット、５  鉄心端、
６  エンドリング、７  センタリングリング、８  間隔片、９a、９b  絶縁筒、
１０  冷却ガス、１１  半径方向ダクト、１２  通風孔、１３  通風溝、
１４  排気スロット、１５  鉄心スロット部、１６  磁極部、１７  周方向通風溝、
１８  通風孔配置用窪み、１９  半径方向流路、１９ｂ  特定半径方向流路、２０  磁極、２１  閉止板。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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