(57)【要約】      （修正有）【課題】端部の軸方向通風溝の排気側における冷却性能の低下による導体の高温化を防止する。【解決手段】周方向に所定の間隔をもって複数形成されたコイルスロットには導体１９を通電するための矩形状の導体１９を径方向に積層して構成された界磁コイルが収納されていると共に、軸方向に対してコイルスロット外に位置する導体１９の端部が最端側に位置する入気孔２０と導体１９に形成されている軸方向通風溝２１−２、及びリテイニングリング２４の下流側に位置する排気孔２２が連通して回転子端部の通風構造が形成されており、導体１９の軸方向最端部からコイルスロットの開始端までの端部領域（Ｌ１）２６−１における軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ１、コイルスロットの開始端から排気孔２２までの端部領域（Ｌ２）２６−２における軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ２とした時、Ｒ１＞Ｒ２なる関係の回転子端部の通風構造としたことを特徴とする。【選択図】図１
2018026925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子枠と、該固定子枠内に収納された固定子と、該固定子と所定の間隙をもって対向配置された回転子とを備え、
前記回転子の胴部には周方向に所定の間隔をもって複数形成されたコイルスロットを有し、該コイルスロットには導体を通電するための矩形状の導体を径方向に積層して構成された界磁コイルが収納されていると共に、前記界磁コイルの端部の径方向最外周部には、リテイニングリングが設置され、かつ、軸方向に対して前記コイルスロット外に位置する前記導体の端部が最端側に位置する入気孔と前記導体に形成されている軸方向通風溝、及び前記リテイニングリングの下流側に位置する排気孔が連通して前記回転子端部の通風構造が形成されている回転電機において、
前記導体の軸方向最端部から前記コイルスロットの開始端までの端部領域（Ｌ１）における前記軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ１、前記コイルスロットの開始端から前記排気孔までの端部領域（Ｌ２）における前記軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ２なる関係の前記回転子端部の通風構造としたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記端部領域Ｌ１とＬ２の前記軸方向通風溝は、伝熱面積がＬ１＜Ｌ２で、かつ、通風面積がＬ１＝Ｌ２であることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転電機において、
前記端部領域Ｌ１とＬ２の前記軸方向通風溝は、前記端部領域Ｌ１とＬ２の前記軸方向通風溝の高さをＨ、幅をＷとしたとき、前記端部領域Ｌ２の前記軸方向通風溝が、前記端部領域Ｌ１の前記軸方向通風溝より前記幅（Ｗ）が高さ（Ｈ）より大きい矩形形状に形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機において、
前記端部領域Ｌ２の前記軸方向通風溝は、前記端部領域Ｌ１の前記軸方向通風溝がＷ＝３Ｈに対して、Ｈ／１．５、１．５Ｗの矩形形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の回転電機において、
前記端部領域Ｌ１とＬ２の前記軸方向通風溝は、前記端部領域Ｌ１の前記軸方向通風溝が矩形形状で、前記端部領域Ｌ２の前記軸方向通風溝が三角形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機において、
前記端部領域Ｌ１とＬ２の前記軸方向通風溝は、前記端部領域Ｌ１とＬ２の前記軸方向通風溝の高さをＨ、幅をＷとしたとき、前記端部領域Ｌ１の前記軸方向通風溝がＷ＝３Ｈの矩形形状で、前記端部領域Ｌ２の前記軸方向通風溝の高さがＨ、幅が２Ｗの三角形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１に記載の回転電機において、
前記端部領域Ｌ１とＬ２の前記軸方向通風溝は、前記端部領域Ｌ２の前記軸方向通風溝の壁面粗さを、前記端部領域Ｌ１の前記軸方向通風溝の壁面より粗く形成することで、前記軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ１＞Ｒ２としたことを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１に記載の回転電機において、
前記端部領域Ｌ２の前記軸方向通風溝の側壁に複数の突起を設けることで、前記軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ１＞Ｒ２としたことを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項８に記載の回転電機において、
前記複数の突起は、前記軸方向通風溝の相対向する側壁の軸方向に、所定の間隔をもって千鳥配置或いは同一配置されていることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機に係り、特に、タービン発電機などの回転子の界磁コイル端部に通風流路を備え、当該通風流路に冷却媒体を通気して界磁コイルを冷却するものに好適な回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タービン発電機などの回転電機では、固定子（ステータ）や回転子（ロータ）に通風流路を設け、当該通風流路に冷却媒体である空気や水素を循環させて、ジュール損や鉄損などによって発熱するコイルや鉄心（コア）などを冷却する構造が知られている。
【０００３】
代表的な従来構造について、図７〜図１０を用いて説明する。
【０００４】
図７は、ラジアルフロー冷却方式回転子を備えたタービン発電機の概略構造の一部の断面（軸方向−径方向断面）を示すものである。
【０００５】
該図において、１は固定子枠であり、２は固定子枠１内に収納された固定子、３は固定子２と対向配置された回転子、４は回転子３と一体に回転する回転子軸（シャフト）、５は回転子軸４の端部に設置された軸流ファン、６は軸流ファン５によってタービン発電機の各部位に送風される冷却媒体（流れを矢印で表示）、７は冷却媒体６を回転子３内に導くための軸方向通風路であるサブスロット、８は回転子３の通電導体である界磁コイル、９はサブスロット７からの冷却媒体を界磁コイル８に導くための径方向通風路であるラジアル流路、１０は回転子３の外表面に設けた排気孔、１１は固定子２の内周面と回転子３の外周面との間に設けた隙間であるエアギャップ（間隙）、１２は電磁鋼板を軸方向に積層して構成される固定子鉄心、１３は固定子２内に冷却媒体６を導くための径方向通風路である固定子冷却ダクト、１４は固定子２の通電導体である固定子コイル、１５は各部位の冷却によって昇温した冷却媒体６を冷却するための冷却器、１６は固定子２内の固定子冷却ダクト１３内を冷却媒体６が内径側から外径側に向かって通風する領域のフォワードゾーン、１７は逆に外径側から内径側に向かって通風する領域のリバースゾーン、１８はフォワードゾーン１６間やリバースゾーン１７間を連通させる通風管である。
【０００６】
このように構成される回転電機では、回転子３が回転すると、軸流ファン５の押込み作用とラジアル流路９内の遠心力によるポンプ作用により、冷却媒体６がサブスロット７内に流入する。また、軸流ファン５からの冷却媒体６の一部は、エアギャップ１１及び固定子コイル１４の端部へと流れる。サブスロット７内に流入した冷却媒体６は、回転子３の中央に向かって流れながら各ラジアル流路９に順次分岐され、各ラジアル流路９において界磁コイル８を冷却し、排気孔１０よりエアギャップ１１内に排出される。
【０００７】
固定子コイル１４の端部方向に流れた一部の冷却媒体６は、リバースゾーン１７間の通風管１８Ａを通って各リバースゾーン１７内の固定子冷却ダクト１３に流入し、リバースゾーン１７内の固定子鉄心１２や固定子コイル１４を冷却した後、エアギャップ１１に排出され、回転子３を冷却した冷却媒体６と合流する。
【０００８】
エアギャップ１１で合流した冷却媒体６は、フォワードゾーン１６内の固定子冷却ダクト１３に流入し、フォワードゾーン１６内の固定子鉄心１２や固定子コイル１４を冷却し、フォワードゾーン１６間の通風管１８Ｂを通って冷却器１５に流入する。各発熱部位の冷却によって昇温した冷却媒体６は、冷却器１５によって降温され、軸流ファン５に戻る一巡した流れを形成する。
【０００９】
図８、図９（Ａ）、図９（Ｂ）及び図１０を用いて、界磁コイル８の端部冷却について詳細に説明する。
【００１０】
図８は、ラジアルフロー冷却方式回転子の端部通風構造概略の断面（軸方向-径方向断面）を、図９（Ａ）は図８におけるスロット外のＡ−Ａ線に沿った断面（周方向−径方向断面）を、図９（Ｂ）はスロット内のＢ−Ｂ線に沿った断面で、図１０は界磁コイル８を構成する導体端部の通風構造概略の断面（軸方向−周方向断面）を、それぞれ示すものである。
【００１１】
図８、図９（Ａ）、図９（Ｂ）及び図１０において、６−１及び６−２は界磁コイル８の端部を流れる冷却媒体、１９は界磁コイル８を構成し通電するための導体、２０は導体１９の端部に設けた端部入気孔、２１−１及び２１−２は導体１９の端部を冷却するために設置された軸方向通風溝、２２は導体１９の端部に導いた冷却媒体６−１及び６−２をエアギャップ１１に排気するための端部排気孔、２３は導体１９を径方向に積層して界磁コイル８を構成する際に、導体１９間を電気的に絶縁するための導体間絶縁材（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照）、２４は界磁コイル８の端部を回転時の遠心力に耐えるために設置される強度部材のリテイニングリング、２５は界磁コイル８の胴部内に設けられたコイルスロット領域、２６−１は導体１９の端部領域において、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域、２６−２はコイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域、２７はリテイニングリング２４の軸方向距離である。また、図９（Ａ）において、２８は周方向の界磁コイル８間に生じる自然対流である。
【００１２】
そして、上述したように、回転子３が回転すると、軸流ファン５の押し込み作用と回転子３内の通風流路（ラジアル流路９）内の遠心力によるポンプ作用により、回転子３内の各通風流路（サブスロット７）に冷却媒体６が流れる。端部においては、冷却媒体６−１が端部入気孔２０から入気し、径方向に積層した各導体１９の軸方向通風溝２１−１に分流し、軸方向通風溝２１−２を通って端部排気孔２２からエアギャップ１１に排気される流れが生じる。端部排気孔２２は、リテイニングリング２４より下流側（胴部中央側）に設置されるのが一般的である。なぜなら、リテイニングリング２４に端部排気孔２２を設けることは、リテイニングリング２４の強度確保のことから避けている。
【００１３】
導体１９は通電によってジュール発熱が生じるが、導体１９の端部は、軸方向通風溝２１−１を流れる冷却媒体６−１によって除熱されている。
【００１４】
また、スロット外の周方向の界磁コイル８間には、図９（Ａ）に示すように、導体１９と周囲の冷却媒体６−３との温度差によって自然対流２８が発生し、これによっても、導体１９が冷却されている。
【００１５】
一方、図９（Ｂ）に示すスロット内の界磁コイル８は、回転子軸４の周方向に所定の間隔で設けたコイルスロット（図示しない）内に格納され、周方向の界磁コイル８間に空間領域が存在しない。そのため、自然対流２８は、周方向の界磁コイル８間に空間領域が存在する最端部からコイルスロット開始位置までの領域２６−１のみで生じる。
【００１６】
従って、界磁コイル８の端部においては、端部領域２６−１では軸方向通風溝２１−１を流れる冷却媒体６−１による強制対流と自然対流、端部領域２６−２では軸方向通風溝２１−２を流れる冷却媒体６−２による強制対流で冷却することになる。
【００１７】
なお、上記のような回転電機の先行技術文献として特許文献１を挙げることができる。この特許文献１には、回転電機の回転子において、回転子の鉄心部に巻線された複数本の回転子導体のうち、少なくとも１本以上の回転子導体に冷却溝を有し、そのうちの少なくとも１個以上の冷却溝において角部にＲ加工を施すことにより、冷却溝の角部近傍で発生するピーク応力を低減することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００３−２５９５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上述した従来技術では、軸方向通風溝２１−１及び２１−２を流れる冷却媒体６−１及び６−２は、端部入気孔２０から端部排気孔２２に向かって導体１９を冷却しながら流れるため、端部排気孔２２側に向かうほど温度上昇する傾向にあり、これに伴い導体１９も端部排気孔２２側に向かうほど高温化の傾向にあると共に、更には、端部領域２６−１に比べて端部排気孔２２側に位置する端部領域２６−２では、強制対流のみでの除熱となるため冷却性能が低下し、導体１９の高温化を招く恐れがあった。しかも、上記した特許文献１には、このような課題に対する解決策については、全く記載されていない。
【００２０】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、端部の軸方向通風溝の排気側における冷却性能の低下による導体の高温化を防止することができる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の回転電機は、上記目的を達成するために、固定子枠と、該固定子枠内に収納された固定子と、該固定子と径方向に所定の間隙をもって対向配置された回転子とを備え、前記回転子の胴部には周方向に所定の間隔をもって複数形成されたコイルスロットを有し、該コイルスロットには導体を通電するための矩形状の導体を径方向に積層して構成された界磁コイルが収納されていると共に、前記界磁コイルの端部の径方向最外周部には、リテイニングリングが設置され、かつ、軸方向に対して前記コイルスロット外に位置する前記導体の端部が最端側に位置する入気孔と前記導体に形成されている軸方向通風溝、及び前記リテイニングリングの下流側に位置する排気孔が連通して前記回転子端部の通風構造が形成されている回転電機において、前記導体の軸方向最端部から前記コイルスロットの開始端までの端部領域（Ｌ１）における前記軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ１、前記コイルスロットの開始端から前記排気孔までの端部領域（Ｌ２）における前記軸方向通風溝内の熱抵抗をＲ２とした時、Ｒ１＞Ｒ２なる関係の前記回転子端部の通風構造としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、端部の軸方向通風溝の排気側における冷却性能の低下による導体の高温化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の回転電機の実施例１における界磁コイルを構成する導体端部の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の回転電機の実施例１における界磁コイル端部の通風構造の概略を示す断面図である。
【図３（Ａ）】本発明の回転電機の実施例１の端部領域２６−１における導体を示す断面図である。
【図３（Ｂ）】本発明の回転電機の実施例１の端部領域２６−２における導体を示す断面図である。
【図３（Ｃ）】本発明の回転電機の実施例１の端部領域２６−２における導体の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の回転電機の実施例１の回転電機に採用される界磁コイルと従来技術の界磁コイルにおける導体端部からの軸方向距離と温度との関係を示す図である。
【図５】本発明の回転電機の実施例２における界磁コイルを構成する導体端部の概略を示す断面図である。
【図６】本発明の回転電機の実施例３における界磁コイルを構成する導体端部の概略を示す断面図である。
【図７】回転電機の従来例であるラジアルフロー冷却方式回転子を備えたタービン発電機の概略構造の一部を示す断面図である。
【図８】従来技術の回転電機における界磁コイル端部の通風構造の概略を示す断面図である。
【図９（Ａ）】図８のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図９（Ｂ）】図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】従来技術の回転電機における界磁コイルを構成する導体端部の概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の回転電機を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の回転電機の実施例１を、図１乃至図４を用いて説明する。本実施例における回転電機の全体構成は、図７に示した構成と略同一なので、ここでの説明は省略する。
【００２６】
図１は、本実施例の回転電機における界磁コイル８を構成する導体端部の概略を断面（軸方向−周方向断面）で示し、図２は、本実施例の回転電機の実施例１における界磁コイル８の端部の通風構造の概略を断面（軸方向−径方向断面）で示す。また、図１には、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１と、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２における導体１９の断面の概略も示してある。
【００２７】
該図に示す本実施例では、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１と、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２とで、軸方向通風溝２１−１及び２１−２の寸法仕様が異なる。これにより、端部領域２６−１と端部領域２６−２とで、軸方向通風溝２１−１及び２１−２内の熱抵抗Ｒを変えることが可能となる。
【００２８】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）を用いて、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１と、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２とでの軸方向通風溝２１−１及び２１−２の寸法仕様の変更による熱抵抗Ｒへの影響について説明する。
【００２９】
図３（Ａ）は、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１における軸方向通風溝２１−１を有する導体１９の断面を示し、図３（Ｂ）は、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２における軸方向通風溝２１−２を矩形形状（矩形溝）とした導体１９の断面を示し、図３（Ｃ）は、端部領域２６−２における軸方向通風溝２１−２を三角形状（三角溝）とした導体１９の断面をそれぞれ示す。
【００３０】
一般に界磁コイル８の導体１９は、高さよりも幅が大きい矩形形状で構成される。本実施例では、導体１９の端部領域２６−１（Ｌ１）において、高さＨ、幅Ｗで、Ｗ＝３Ｈの軸方向通風溝２１−１が設置されていると仮定する。そのため、図３（Ａ）に示した軸方向通風溝２１−１の通風面積は、Ｈ×Ｗで定義され３Ｈ２となる。また、伝熱面積は、２Ｈ＋Ｗで定義され５Ｈとなる。
【００３１】
一方、図３（Ｂ）に示した端部領域２６−２（Ｌ２）における軸方向通風溝２１−２を矩形形状（矩形溝）とした構造では、端部領域２６−１（Ｌ１）に対して、高さＨ／１．５、幅１．５Ｗとした矩形形状のため、通風面積は３Ｈ２（＝Ｈ／１．５×１．５（３Ｈ））、伝熱面積は５．８Ｈ（＝２（Ｈ／１．５）＋１．５（３Ｈ））となる。
【００３２】
従って、上記した構成の本実施例によれば、端部領域２６−１（Ｌ１）に比べ端部領域２６−２（Ｌ２）の方が、通風面積を同等とし、伝熱面積を増大することが可能となる。また、端部の導体１９内の熱抵抗Ｒは、熱伝達率と伝熱面積の積の逆数で定義され、熱伝達率は冷却媒体６−１や６−２の速度に比例する。
【００３３】
そこで、本実施例では、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１と、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２で通風面積が同等のため、冷却媒体６−１と６−２の速度及び熱伝達率は同等、伝熱面積は端部領域２６−１（Ｌ１）より端部領域２６−２（Ｌ２）の方が大きいため、熱抵抗ＲはＲ１（Ｌ１）＞Ｒ２（Ｌ２）となる。
【００３４】
また、図３（Ｃ）に示した構造では、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１に対して、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２における軸方向通風溝２１−２を、高さＨ、幅２Ｗとした三角形状としているため、通風面積は３Ｈ２（＝０．５×Ｈ×２Ｗ）、伝熱面積６．３Ｈ（＝２×（Ｈ２＋（３Ｈ）２）となる。
【００３５】
従って、図３（Ｃ）に示した構造でも、端部の導体１９内の熱抵抗Ｒは、Ｒ１（Ｌ１）＞Ｒ２（Ｌ２）を実現できる。これは、図３（Ｂ）に示した矩形溝構造よりも、端部領域２６−１に対して端部領域２６−２における伝熱面積を増大できるため、端部領域２６−２における熱抵抗Ｒの低減効果はさらに大きくなる。
【００３６】
図４は、本実施例と従来技術の界磁コイル８における導体１９の端部からの軸方向距離と温度との関係を比較して示し、実線が本実施例における特性、破線が従来技術における特性である。
【００３７】
従来技術の界磁コイル８の端部においては、主に導体１９内に設けた軸方向通風溝２１−１を流れる冷却媒体６−１で冷却される。そして、端部入気孔２０から冷却媒体６−１を導体１９内の軸方向通風溝２１−１に取り込み、導体１９内でのジュール発熱を除去し、端部排気孔２２より回転子３外に排気する。
【００３８】
そのため、軸方向通風溝２１−１及び２１−２を通過する冷却媒体６−１及び６−２は、端部入気孔２０から端部排気孔２２に向かうに従い風温が上昇する。軸方向通風溝２１−１及び２１−２の通風面積は一定であるため、冷却媒体６−１及び６−２の速度、熱伝達率は同一となるので、界磁コイル８は、軸方向通風溝２１−１及び２１−２内での風温の上昇に併せて高温化する。即ち、冷却媒体６−１及び６−２と同様に、端部入気孔２０から端部排気孔２２に向かうほど上昇する。しかし、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１では、周方向の界磁コイル８間で発生する自然対流２８による除熱の効果もある。
【００３９】
そのため、軸方向通風溝２１−１及び２１−２内を流れる冷却媒体６−１及び６−２の熱抵抗が一定である従来技術では、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１と、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２とでは、界磁コイル８の軸方向温度勾配が異なる。自然対流２８の除熱効果が無い端部領域２６−２での界磁コイル８の温度勾配が、自然対流２８の除熱効果がある端部領域２６−１よりも大きくなり、図４の破線に示すように、端部排気孔２２側での高温化が顕著となる恐れがある。
【００４０】
これに対して、本実施例によれば、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１と、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２とで軸方向通風溝２１−１及び２１−２の溝寸法仕様を変更し、軸方向通風溝２１−１を流れる冷却媒体６−１に比べて、軸方向通風溝２１−２を流れる冷却媒体６−２の熱抵抗を低減できるため、図４の実線に示すように、端部排気孔２２側での界磁コイル８の高温化を抑制できることが分かる。
【００４１】
従って、本実施例のような構成とすることにより、軸方向通風溝２１−１及び２１−２を有する界磁コイル８の導体１９の端部において、自然対流と強制対流とで導体を冷却する端部領域２６−１（Ｌ１）と強制対流のみで冷却する端部領域２６−２（Ｌ２）の冷却性能を同等以上に確保できる。そのため、導体１９の軸方向通風溝２１−２の端部排気孔２２側での高温化を防止できる効果がある。
【実施例２】
【００４２】
図５に、本発明の回転電機の実施例２における界磁コイルを構成する導体端部の概略を断面（軸方向−周方向断面）で示す。
【００４３】
図５において、２９−１はスロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１（Ｌ１）における軸方向通風溝２１−１の壁面粗さ、２９−２はコイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２（Ｌ２）における軸方向通風溝２１−２の壁面粗さであり、本実施例では、軸方向通風溝２１−１の壁面粗さ２９−１よりも軸方向通風溝２１−２の壁面粗さ２９−２の方が粗い構成とした。
【００４４】
一般に、流れに起因する乱流熱伝達率は、速度が同一の場合、乱れが大きいほど増大する。また、粗い壁面ほど乱れを誘起しやすくなる。
【００４５】
本実施例によれば、軸方向通風溝２１−１の壁面粗さ２９−１に比べ、軸方向通風溝２１−２の壁面粗さ２９−２の方が粗い構成であるため、乱れ誘起による熱伝達率増大の効果が大きい。
【００４６】
そのため、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１（Ｌ１）での冷却媒体６−１に比べて、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２（Ｌ２）での冷却媒体６−２の熱抵抗Ｒを低減する効果が増大（Ｒ１（Ｌ１）＞＞Ｒ２（Ｌ２））でき、端部排気孔２２側での界磁コイル８の高温化を抑制できる効果が増大する。
【実施例３】
【００４７】
図６に、本発明の回転電機の実施例３における界磁コイルを構成する導体端部の概略を断面（軸方向−周方向断面）で示す。
【００４８】
図６において、３０は、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２の軸方向通風溝２１−２に、千鳥状に複数設けた突起である。冷却媒体が流れる場内への突起３０の設置は、乱れの誘起効果が大きく熱伝達率増大効果も大きい。
【００４９】
そのため、本実施例では、実施例２と同様に、スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域２６−１（Ｌ１）での冷却媒体６−１に比べて、コイルスロット開始から端部排気孔２２までの領域である端部領域２６−２（Ｌ２）での冷却媒体６−２の熱抵抗Ｒを低減する効果が増大（Ｒ１（Ｌ１）＞＞Ｒ２（Ｌ２））でき、端部排気孔２２側での界磁コイル８の高温化を抑制でき効果が増大する。
【００５０】
図６では、複数の突起３０を相対向する側壁面に、軸方向に所定の間隔を有した千鳥配置としたが、複数の突起３０を相対向する側壁面に、同一に配置も同様な効果を得ることができる。また、突起３０を底面に設置した場合も同様の効果がある。
【００５１】
なお、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。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１…固定子枠、２…固定子、３…回転子、４…回転子軸（シャフト）、５…軸流ファン、６…冷却媒体、６−１、６−２…界磁コイルの端部を流れる冷却媒体、６−３…界磁コイル間周囲の冷却媒体、７…サブスロット、８…界磁コイル、９…ラジアル流路、１０…排気孔、１１…エアギャップ（間隙）、１２…固定子鉄心、１３…固定子冷却ダクト、１４…固定子コイル、１５…冷却器、１６…フォワードゾーン、１７…リバースゾーン、１８、１８Ａ、１８Ｂ…連通管、１９…導体、２０…端部入気孔、２１−１、２１−２…軸方向通風溝、２２…端部排気孔、２３…導体間絶縁、２４…リテイニングリング、２５…コイルスロット領域、２６−１（Ｌ１）…スロット外に位置する最端部からコイルスロット開始までの領域である端部領域、２６−２（Ｌ２）…コイルスロット開始から端部排気孔までの領域である端部領域、２７…リテイニングリングの軸方向距離、２８…自然対流、２９−１…Ｌ１での軸方向通風溝の壁面粗さ、２９−２…Ｌ２での軸方向通風溝の壁面粗さ、３０…突起。
【図１】
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【図２】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図３（Ｃ）】
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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（Ａ）】
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【図９（Ｂ）】
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【図１０】
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