(57)【要約】【課題】全閉外扇形回転電機の軸受の冷却を、より簡素化された構成によって行う。【解決手段】全閉外扇形回転電機２００は、ロータシャフト１１と回転子鉄心とを有する回転子と、固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、２つの軸受３０と、フレーム４０と、軸受ブラケット４５と、冷却器５０と、外扇と、軸受３０の下方に設けられて軸受３０を潤滑する潤滑油を貯留する油槽３５と、油槽３５内の潤滑油を冷却する軸受冷却装置１００とを備える。軸受冷却装置１００は、油槽３５内に配されて潤滑油から冷却媒体への熱交換を行う油槽内伝熱部１１０と、外扇の下流で複数の冷却管の入口側に配されて冷却媒体から外気への熱交換を行う冷却媒体冷却部１２０と、これらの間を連通し冷却媒体の通路となる連絡部１３０とを具備する。【選択図】図４
2019201516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取りつけられた回転子鉄心と、を有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、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、
静止支持されて、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、
前記固定子の径方向外側に配されたフレームと、
前記フレームの両端に取り付けられて前記２つの軸受のそれぞれを静止支持する２つの軸受ブラケットと、
前記フレームに取り付けられて、複数の冷却管と、前記複数の冷却管を収納し前記フレーム、前記２つの軸受ブラケットと相まってその内部を循環する冷却用気体を収納する閉空間を形成する冷却器カバーとを有する冷却器と、
前記ロータシャフトの一方の端部近傍に取り付けられて前記複数の冷却管の内部に前記冷却用気体を冷却する外気を駆動する外扇と、
前記軸受の少なくとも一つの下方に設けられて当該軸受を潤滑する潤滑油を貯留する油槽と、
前記油槽内の潤滑油を冷却する軸受冷却装置と、
を備える全閉外扇形回転電機であって、
前記軸受冷却装置は、
前記油槽内に配されて前記潤滑油から冷却媒体への熱交換を行う油槽内伝熱部と、
前記外扇の下流でかつ前記複数の冷却管の入口側に配されて、前記冷却媒体から前記外気への熱交換を行う冷却媒体冷却部と、
前記油槽内伝熱部と前記冷却媒体冷却部との間を接続し、前記冷却媒体の通路となる連絡部と、
を具備することを特徴とする全閉外扇形回転電機。
【請求項２】
前記冷却媒体冷却部は、１本の伝熱管または出口および入口をヘッダで互いに連通する複数の伝熱管であり、前記伝熱管の入口の高さは出口の高さより高く、入口から出口まで単調に高さ位置が減少することを特徴とする請求項１に記載の全閉外扇形回転電機。
【請求項３】
前記油槽内伝熱部は、１本ないし出口および入口をヘッダで互いに連通する複数の伝熱管であり、入口の高さは出口の高さより低く、入口から出口まで単調に高さが増加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の全閉外扇形回転電機。
【請求項４】
前記連絡部上に設けられた移送ポンプをさらに有す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。
【請求項５】
回転子と、固定子と、２つの軸受と、フレームと、冷却器と、外扇と、前記軸受のそれぞれの下方に設けられて前記軸受を潤滑する潤滑油を貯留する油槽とを備える全閉外扇形回転電機の前記油槽内の潤滑油を冷却する軸受冷却装置であって、
前記軸受冷却装置は、
前記油槽内に配されて前記潤滑油から冷却媒体への熱交換を行う油槽内伝熱部と、
前記外扇の下流でかつ複数の冷却管の入口側に配されて、前記冷却媒体から外気への熱交換を行う冷却媒体冷却部と、
前記油槽内伝熱部と前記冷却媒体冷却部との間を接続し、前記冷却媒体の通路となる連絡部と、
を具備することを特徴とする軸受冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全閉外扇形回転電機、およびこれに用いる軸受冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、典型的には、軸方向に延びたロータシャフトとその径方向外側に取り付けられた回転子鉄心を有する回転子と、回転子鉄心の径方向外側に設けられた固定子鉄心とその径方向内側部分を軸方向に貫通する固定子巻線を有する固定子とを備える。ロータシャフトは、回転子鉄心を挟んで軸方向の両側をそれぞれ軸受により回転可能に支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２６４８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高速の回転電機、あるいは大型の回転電機においては、性能上有利な滑り軸受が多く用いられている。一方、これら高速機あるいは大型機においては、軸受部での発熱が大きいことから、油槽内の潤滑油の冷却のための強制給油装置を設けている場合が多い（特許文献１を参照）。
【０００５】
この結果、設備が大掛かりとなっており、コスト的にも、設置スペース的にも、より簡素化された構成が望まれる。このことは、すべり軸受以外の軸受で冷却を必要とされる場合にも同様である。
【０００６】
そこで、本発明は、全閉外扇形回転電機の軸受の冷却を、より簡素化された構成によって行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明は、軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取りつけられた回転子鉄心と、を有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、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、静止支持されて、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されたフレームと、前記フレームの両端に取り付けられて前記２つの軸受のそれぞれを静止支持する２つの軸受ブラケットと、前記フレームに取り付けられて、複数の冷却管と、前記複数の冷却管を収納し前記フレーム、前記２つの軸受ブラケットと相まってその内部を循環する冷却用気体を収納する閉空間を形成する冷却器カバーとを有する冷却器と、前記ロータシャフトの一方の端部近傍に取り付けられて前記複数の冷却管の内部に前記冷却用気体を冷却する外気を駆動する外扇と、前記軸受の少なくとも一つの下方に設けられて当該軸受を潤滑する潤滑油を貯留する油槽と、前記油槽内の潤滑油を冷却する軸受冷却装置と、を備える全閉外扇形回転電機であって、前記軸受冷却装置は、前記油槽内に配されて前記潤滑油から冷却媒体への熱交換を行う油槽内伝熱部と、前記外扇の下流でかつ前記複数の冷却管の入口側に配されて、前記冷却媒体から前記外気への熱交換を行う冷却媒体冷却部と、前記油槽内伝熱部と前記冷却媒体冷却部との間を接続し、前記冷却媒体の通路となる連絡部と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、回転子と、固定子と、２つの軸受と、フレームと、冷却器と、外扇と、前記軸受のそれぞれの下方に設けられて前記軸受を潤滑する潤滑油を貯留する油槽とを備える全閉外扇形回転電機の前記油槽内の潤滑油を冷却する軸受冷却装置であって、前記軸受冷却装置は、前記油槽内に配されて前記潤滑油から冷却媒体への熱交換を行う油槽内伝熱部と、前記外扇の下流でかつ複数の冷却管の入口側に配されて、前記冷却媒体から外気への熱交換を行う冷却媒体冷却部と、前記油槽内伝熱部と前記冷却媒体冷却部との間を接続し、前記冷却媒体の通路となる連絡部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、全閉外扇形回転電機の軸受の冷却を、より簡素化された構成によって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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立断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る軸受冷却装置の油槽内伝熱部の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ矢視部分断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る軸受冷却装置の冷却媒体冷却部の構成を示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視部分断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る軸受冷却装置の構成を示す全閉外扇形回転電機の側面図である。
【図５】第２の実施形態に係る軸受冷却装置の油槽内伝熱部の構成を示す図６のＶ−Ｖ矢視部分立断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る軸受冷却装置の油槽内伝熱部の構成を示す図５のＶＩ−ＶＩ矢視水平断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る軸受冷却装置の構成を示す全閉外扇形回転電機の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、および、これに用いる冷却装置について説明する。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。
【００１２】
［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立断面図である。
【００１３】
全閉外扇形回転電機２００は、回転子１０、固定子２０、フレーム４０、外扇６１、および冷却器５０を有する。
【００１４】
回転子１０は、軸方向に延びたロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の径方向外側に取り付けられた回転子鉄心１２とを有する。ロータシャフト１１は、その一方の端部に、結合対象（図示せず）と結合するための結合部１１ａを有する。
【００１５】
ロータシャフト１１は、回転子鉄心１２を挟んだ軸方向の両側を、２つの軸受３０により回転可能に支持されている。それぞれの軸受３０の下方には、軸受３０の潤滑および冷却に用いられる潤滑油を貯留する油槽３５が設けられている。なお、軸受３０は、たとえば、すべり軸受、あるいはころがり軸受などである。
【００１６】
ロータシャフト１１のそれぞれの軸受３０と回転子鉄心１２との間には、内扇１５が取り付けられている。
【００１７】
固定子２０は、回転子鉄心１２の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１の径方向内側に形成され軸方向に延びた複数のスロット（図示せず）内を貫通する固定子巻線２２とを有する。
【００１８】
フレーム４０は、固定子２０の径方向外側に設けられ、回転子鉄心１２および固定子２０を収納する。フレーム４０の軸方向の両端には、それぞれ、軸受ブラケット４５が取り付けられている。軸受ブラケット４５はそれぞれ、軸受３０を静止支持する。
【００１９】
冷却器５０は、フレーム４０の上方に設けられ、フレーム４０に搭載されている。冷却器５０は、互いに並列に軸方向に延びた複数の冷却管５１、冷却管５１の両端を支持する入口端板５２および出口端板５３、冷却管５１を収納する冷却器カバー５４を有する。
【００２０】
フレーム４０、２つの軸受ブラケット４５、冷却器カバー５４、入口端板５２、出口端板５３、および冷却管５１は、互いに相俟って閉空間４０ａを形成する。閉空間４０ａ内には、回転子１０および固定子２０を冷却するためのたとえば空気などの冷却用気体が満たされている。
【００２１】
冷却器カバー５４内の空間とフレーム４０内の空間は、冷却器入口開口５６および２つの冷却器出口開口５７で互いに連通している。冷却器入口開口５６は、フレーム４０の、固定子２０の上方の部分に形成されている。冷却器出口開口５７は、軸方向に冷却器入口開口５６を挟んだ両側の、内扇１５の上方側の部分に形成されている。
【００２２】
冷却器カバー５４内には、その上部の上部連通空間５８を除くようにその底部から上方に延びて、冷却器カバー内の上部連通空間５８を除く空間を軸方向に区切る２つのガイド板５５が軸方向に互いに間隔をおいて設けられている。
【００２３】
ロータシャフト１１の、結合部１１ａの反対側の軸受３０の軸方向外側の端部近傍に、外扇６１が取り付けられている。外扇６１は、外扇カバー６２内に収納されている。外扇カバー６２には、外扇６１に外気が流入するための吸い込み口６３が形成されている。また、外扇６１により駆動された外気が、冷却管５１のそれぞれの内側に流入するように、外扇カバー６２の外扇６１の下流側部分は、入口端板５２と接続している。
【００２４】
外扇カバー６２内は、外扇６１の入口側と出口側とを区分し、外扇６１入口側の開口は形成された外扇カバー区画板６４と、外扇カバー区画板６４から外扇６１まで外気の流れをガイドする外扇入口ガイド６５が設けられている。
【００２５】
外扇６１の出口側は、外扇カバー６２および外扇カバー区画板６４によって冷却管入口空間６６が形成されている。また、冷却管５１の出口側には、冷却管５１から流出する外気が所定の方向に流れるようにガイドする出口ガイド６７が設けられている。
【００２６】
軸受冷却装置１００は、２つの油槽内伝熱部１１０、１つの冷却媒体冷却部１２０、油槽内伝熱部１１０と冷却媒体冷却部１２０との間を連通し冷却媒体の通路となる連絡部１３０（図４）、および冷却媒体を循環させる移送ポンプ１４０（図４）を有する。
【００２７】
図２は、軸受冷却装置の油槽内伝熱部の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ矢視部分断面図である。油槽３５は、軸受３０の下方に設けられている。軸受３０の周囲には軸受カバー３１が設けられており、軸受３０を通過する潤滑油の飛散を防止し、下方に落下するようにガイドする。
【００２８】
油槽３５には、軸受冷却装置１００の油槽内伝熱部１１０が設けられている。油槽内伝熱部１１０は、油槽３５に貯留された潤滑油３６内に浸漬された伝熱管１１１を有する。伝熱管１１１は、スパイラル上に水平方向に延びたスパイラル部１１１ａと、これに接続し、水平方向に直線状に延びた直線部１１１ｂとを有する。伝熱管１１１は、たとえば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の良い材料を用いることが好ましい。
【００２９】
スパイラル部１１１ａの一方の端部と接続する直線部１１１ｂにおいて、スパイラル部１１１ａとの接続部分１１１ｄと反対側の部分は、油槽３５を外側に貫通し、油槽入口管１３１に接続している。また、スパイラル部１１１ａの他方の端部と接続する直線部１１１ｃにおいて、スパイラル部１１１ａとの接続部分１１１ｅと反対側の部分は、油槽３５を外側に貫通し、油槽入口管１３４に接続している。なお、直線部１１１ｂおよび直線部１１１ｃそれぞれの油槽３５の貫通位置は、特に制限はされない。
【００３０】
伝熱管１１１内には、冷却媒体が密封されており、後述するように、移送ポンプ１４０（図４）により循環する。
【００３１】
なお、直線部１１１ｂが油槽出口管１３１に接続し、スパイラル部１１１ａが油槽入口管１３４に接続することでもよい。
【００３２】
図３は、軸受冷却装置の冷却媒体冷却部の構成を示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視部分断面図である。軸受冷却装置１００の冷却媒体冷却部１２０は、外扇カバー６２内に配された伝熱管１２１を有する。伝熱管１２１は、外扇６１の下流で、かつ冷却管５１の入口側の入口端板５２の手前に配されている。伝熱管１２１は、Ｕベント部を３箇所有し蛇行する蛇行管１２１ａと、蛇行管１２１ａに取り付けられた複数のフィン１２１ｂを有する。伝熱管１２１は、たとえば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の良い材料を用いることが好ましい。
【００３３】
蛇行管１２１ａは、入口端板５２に平行な平面に沿って蛇行している。具体的には、入口端板５２に平行な平面に沿って水平方向に延びて互いに上下に間隔をおいて配された複数の直線部分と、これらの直線部分の端部同士を順次結合する複数のＵベント部を有する。
【００３４】
フィン１２１ｂは、穴あき円板状で、蛇行管１２１ａの径方向外側に、蛇行管１２１ａの長手方向に互いに間隔をおいて取り付けられている。なお、フィン１２１ｂは、細長い板状の部材をスパイラル状に蛇行管１２１ａに巻き付けることにより形成することでもよい。
【００３５】
伝熱管１２１の最上部の蛇行管１２１ａは、冷却部入口管１３２に接続する。また、伝熱管１２１の最下部の蛇行管１２１ｂは、冷却部出口管１３３に接続する。
【００３６】
図４は、第１の実施形態に係る軸受冷却装置の構成を示す全閉外扇形回転電機の側面図である。図４は、油槽３５内に配された油槽内伝熱部１１０と、外扇カバー６２内に配された冷却媒体冷却部１２０と、これらを接続する連絡部１３０を有する。
【００３７】
連絡部１３０は、２本の油槽出口管１３１、冷却部入口管１３２、冷却部出口管１３３、２本の油槽入口管１３４、および移送ポンプ１４０を有する。
【００３８】
２つの油槽内伝熱部１１０の出口側は、２本の油槽出口管１３１のそれぞれに接続し、２本の油槽出口管１３１は、合流して冷却部入口管１３２となり、冷却媒体冷却部１２０の入口側に接続する。冷却部入口管１３２上には、冷却媒体を循環させる移送ポンプ１４０が設けられている。
【００３９】
冷却媒体冷却部１２０の出口側は、冷却部出口管１３３に接続する。冷却部出口管１３３は、２本の油槽入口管１３４に分岐する。２本の油槽入口管１３４は、それぞれ２つの油槽内伝熱部１１０の入口側に接続する。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の作用について、まず、閉空間４０ａ内について説明する。
【００４１】
それぞれの内扇１５により圧送された冷却用気体は、回転子１０および固定子２０を冷却した後、固定子鉄心２１の径方向外側に流出した後に、上方の冷却器入口開口５６を経て冷却器５０内に流入する。冷却器５０に流入した冷却用気体は、冷却管５１の外側を通過し、冷却管５１内を流れる外気と熱交換し冷却されながら、２つのガイド板５５の間を上昇する。
【００４２】
上部連通空間５８に流出した冷却用気体は、軸方向に互いに反対側に分かれて、入口端板５２とガイド板５５との間、および出口端板５３とガイド板５５との間をそれぞれ、冷却管５１内の外気と熱交換し冷却されながら、下降し、それぞれ、冷却器出口開口５７から流出し、フレーム４０内に戻り、ふたたびそれぞれ内扇１５に流入する。
【００４３】
次に、外気側について説明する。外気は、吸い込み口６３から外扇カバー６２内の外扇６１に流入し、外扇カバー６２内を通過し、入口端板５２に到達する。入口端板５２に到達した外気は、入口端板５２で開口している各冷却管５１内に流入し、冷却管５１内で管外の冷却用気体から熱を受け温度上昇しながら冷却管５１内を通過した後、出口端板５３での開口から冷却器５０の外部に流出する。
【００４４】
次に、軸受冷却装置１００について説明する。全閉外扇形回転電機２００の運転状態、具体的には、回転子１０が回転している状態では、軸受３０で発生する摩擦熱は、たとえば撹拌板により軸受に供給される潤滑油により除去される。潤滑油は、油槽３５に貯留されている。油槽３５内に設けられた油槽内伝熱部１１０において、油槽３５内の潤滑油から油槽内伝熱部１１０内の冷却媒体に熱が伝達される。この結果、冷却媒体の温度が上昇する。
【００４５】
冷却媒体は、移送ポンプ１４０により移送され、それぞれの油槽出口管１３１から冷却部入口管１３２を経由して、外扇カバー６２内に設けられた冷却媒体冷却部１２０内に流入する。冷却媒体冷却部１２０において、冷却媒体から外扇６１により駆動される外気に熱が伝達される。この結果、冷却媒体の温度が低下する。冷却媒体冷却部１２０では、フィン１２１ｂの取り付けられた蛇行管１２１ａの外側に、外扇６１の出口の外気が吹き付けられ、強制対流熱伝達により効率的に熱交換が行われる。
【００４６】
このように、本実施形態における軸受冷却装置１００は、全閉外扇形回転電機２００の本体側とは別に、その外側に潤滑油冷却用の熱交換器を設置することなく、外扇６１が駆動する外気により冷却媒体を冷却する。また、従来のように、外部の熱交換器との間に潤滑油配管を引き回すことがなく、冷却媒体の配管を設置するのみの構成である。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、滑り軸受を有する全閉外扇形回転電機の冷却を、より簡素化された構成によって行うことができる。
【００４８】
［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係る軸受冷却装置の油槽内伝熱部の構成を示す図６のＶ−Ｖ矢視部分立断面図である。また、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ矢視水平断面図である。
【００４９】
本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態に係る軸受冷却装置１００ａの油槽内伝熱部１１０ａおよび連絡部１３０ａ（図７）は、第１の実施形態に係る軸受冷却装置１００の油槽内伝熱部１１０および連絡部１３０と構成を異にする。これ以外は、第１の実施形態と同様である。
【００５０】
油槽内伝熱部１１０ａは、複数の伝熱管１１５、入口ヘッダ１１６および出口ヘッダ１１７を有する。複数の伝熱管１１５は、互いに平行な複数の鉛直平面に沿って、それぞれ蛇行するように配されている。具体的には、それぞれの伝熱管１１５は、互いに上下方向に並び水平方向に延びた複数の直線部１１５ａと、互いに上下に隣接する直線部１１５ａの端部どうしを接続する曲がり部１１５ｂとを有する。
【００５１】
入口ヘッダ１１６および出口ヘッダ１１７は、油槽３５の側壁の外側に設けられており、出口ヘッダ１１７が入口ヘッダ１１６の上側に配されている。なお、出口ヘッダ１１７の高さ位置が入口ヘッダ１１６の高さ位置よりも上側であれば、入口ヘッダ１１６と出口ヘッダ１１７とは上下に隣接していなくともよい。たとえば、互いに、油槽３５の異なる側壁の外側に設けられていてもよい。
【００５２】
複数の直線部１１５ａのうち、高さ方向に最も下側のものは、入口ヘッダ１１６に接続され、また、高さ方向に最も上側のものは、出口ヘッダ１１７に接続されている。
【００５３】
なお、直線部１１５ａは、水平ではなく傾きを有していてもよい。この場合、入口ヘッダ１１６に接続する部分から、出口ヘッダ１１７に接続する部分まで、高さ位置が単調に増加するように形成される。
【００５４】
複数の伝熱管１１５は、入口ヘッダ１１６および出口ヘッダ１１７に開口しており、入口ヘッダ１１６および出口ヘッダ１１７で互いに連通している。入口ヘッダ１１６には、油槽入口管１３４が接続している。また、出口ヘッダ１１７には、油槽出口管１３１が接続している。
【００５５】
なお、本実施形態においては、冷却媒体冷却部１２０の伝熱管１２１は、最上部が、冷却部入口管１３２と接続し、最下部が、冷却部出口管１３３と接続している必要がある。
【００５６】
図７は、第２の実施形態に係る軸受冷却装置の構成を示す全閉外扇形回転電機の側面図である。本実施形態における軸受冷却装置１００ａは、第１の実施形態における連絡部１３０に設けられていた移送ポンプ１４０を有しない。
【００５７】
また、本実施形態における連絡部１３０ａは、それぞれの配管が、長手方向に沿って、高さ位置が単調に変化する。すなわち、油槽出口管１３１は、油槽内伝熱部１１０ａの出口ヘッダ１１７との接続部分から、合流部分まで、単調に高さ位置が増加する。また、冷却部入口管１３２も、合流部分から冷却媒体冷却部１２０との接続部まで、単調に高さ位置が増加する。また、冷却媒体冷却部１２０と接続する冷却部出口管１３３が、分岐部まで、単調に高さ位置が減少する。同様に、油槽入口管１３４は、分岐部から油槽内伝熱部１１０ａの入口ヘッダ１１６との接続部まで、単調に高さ位置が減少する。
【００５８】
以上の様に構成された本実施形態においては、潤滑油の冷却用の冷却媒体は、全閉外扇形回転電機２００の運転中に自然循環する。すなわち、冷却媒体が加熱される油槽内伝熱部１１０ａにおいては、冷却媒体が加熱され密度が減少して浮力により上昇する方向と、本来の循環の流れ方向とが一致している。同様に、冷却媒体が冷却される冷却媒体冷却部１２０においては、冷却媒体が冷却され密度が増加して重力により下降する方向と、本来の循環の流れ方向とが一致している。
【００５９】
また、油槽内伝熱部１１０ａと冷却媒体冷却部１２０とを接続する連絡部１３０ａにおいては、本来の循環の流れ方向に高さ位置が単調に変化しており、自然循環を阻害しない構成となっている。
【００６０】
以上のように、本第２の実施形態においては、移送ポンプに拠らずに冷却媒体を循環させ、軸受の冷却を行うことができる。このことは、例えば、移送ポンプの電源が喪失した場合でも、全閉外扇形回転電機２００のそれまでの運転を継続し、あるいは、出力を下げて運転を継続することを可能にし、全閉外扇形回転電機２００の運転信頼性の向上をもたらす。
【００６１】
［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、実施形態では、ロータシャフトが水平な横置き型の場合を例にとって示したが、ロータシャフトが鉛直な縦置き型の場合でもよい。また、実施形態では、油槽内伝熱部１１０、１１０ａが、両方の油槽３５内に設けられている場合を例にとって示したが、いずれか一方のみの設けられている場合でもよい。実施形態では、冷却媒体冷却部１２０が、入口端板５２の上流に設けられている場合を示したが、出口端板５３の下流側に設けることでもよい。また、２つの軸受３０のそれぞれに対応して２つの冷却媒体冷却部１２０を設け、それぞれ入口端板５２の上流および出口端板５３の下流側に設置することでもよい。
【００６２】
また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第２の実施形態の特徴である冷却媒体の自然循環能力を確保した構成と、第１の実施形態の特徴である冷却媒体の移送ポンプ１４０を備えた構成とを組み合わせてもよい。あるいは、第２の実施形態における油槽内伝熱部１１０ａの特徴である複数の伝熱管１１５が、入口ヘッダ１１６および出口ヘッダ１１７で連通している点を、冷却媒体冷却部１２０にも適用する、あるいは、第１の実施形態にも適用することでも良い。
【００６３】
また、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。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
１０…回転子、１１…ロータシャフト、１１ａ…結合部、１２…回転子鉄心、１５…内扇、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２２…固定子巻線、３０…軸受、３１…軸受カバー、３５…油槽、３６…潤滑油、４０…フレーム、４０ａ…閉空間、４５…軸受ブラケット、５０…冷却器、５１…冷却管、５２…入口端板、５３…出口端板、５４…冷却器カバー、５５…ガイド板、５６…冷却器入口開口、５７…冷却器出口開口、５８…上部連通空間、６１…外扇、６２…外扇カバー、６３…吸い込み口、６４…外扇カバー区画板、６５…外扇入口ガイド、６６…冷却管入口空間、６７…出口ガイド、１００、１００ａ…軸受冷却装置、１１０、１１０ａ…油槽内伝熱部、１１１…伝熱管、１１１ａ…スパイラル部、１１１ｂ、１１１ｃ…直線部、１１１ｄ、１１１ｅ…接続部分、１１５…伝熱管、１１５ａ…直線部、１１５ｂ…曲がり部、１１６…入口ヘッダ、１１７…出口ヘッダ、１２０…冷却媒体冷却部、１２１…伝熱管、１２１ａ…蛇行管、１２１ｂ…フィン、１３０、１３０ａ…連絡部、１３１…油槽出口管、１３２…冷却部入口管、１３３…冷却部出口管、１３４…油槽入口管、１４０…移送ポンプ、２００…全閉外扇形回転電機
【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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