(57)【要約】本発明は、それぞれに固定子、回転子内部空間と軸受内部空間を貫かせるために、回転子の上部カバー軸受と中間固定子の間の周方向に設けられる上部換気口と、回転子の下部カバー軸受と中間固定子の間の周方向に設けられる下部換気口、並びに回転軸内部の上部換気口と下部換気口の間に設けられ、通気道、送風機、空冷式熱交換器で構成される回転軸熱交換器を含む垂直軸盤式外部回転子電気機器用放熱構造を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直軸盤式外部回転子電気機器用放熱構造であって、以下：
固定子、回転子内部空間と軸受内部空間を貫かせるために、回転子の上部カバー軸受と中間固定子の間の周方向に設けられる上部換気口；
前記固定子、前記回転子内部空間と前記軸受内部空間を貫かせるために、前記回転子の下部カバー軸受と前記中間固定子の間の周方向に設けられる下部換気口；及び
回転軸内部の前記上部換気口と前記下部換気口の間に設けられる回転軸熱交換器を特徴とする構造。
【請求項２】
請求項１記載の放熱構造であって、
１つまたは複数の前記上部換気口を設けてもよく、それらは円形、楕円形、矩形あるいはほかの形状でも良い構造。
【請求項３】
請求項１記載の放熱構造であって、
１つまたは複数の前記下部換気口を設けてもよく、それらは円形、楕円形、矩形あるいはほかの形状でも良い構造。
【請求項４】
請求項１記載の放熱構造であって、
前記回転子上部カバーと前記固定子の間ならびに、前記回転子下部カバーと前記固定子の間に設けられ、外側とつながっている薄型盤状通気道がある構造。
【請求項５】
請求項１記載の放熱構造であって、前記回転軸内蔵熱交換器は通気道、送風機、空冷式熱交換器で構成される構造。
【請求項６】
請求項１記載の放熱構造であって、熱を前記通気道の空気経由でカバーの内表面、熱伝導経由でカバーの外表面、最後は前記外表面から対流作用により外気に流れ込ませることを特徴とする構造。
【請求項７】
請求項１記載の放熱構造であって、回転軸内で冷風を前記回転軸内蔵熱交換器と熱交換行い、熱風を大気に、それによって、熱量を外気に流れ込ませることを特徴とする構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の放熱構造を使用することを特徴とする垂直軸盤式外部回転子電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は垂直軸盤式外部回転子電気機器放熱構造、ならびに、かかる放熱構造を用いた垂直軸外部回転子電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
盤式外部回転子電気機器は電動自転車、ギヤレス電気機器、風力発電機等の電気機器に広く利用される電気機器である。回転軸が垂直で設けられる盤式外部回転子電気機器は、垂直軸（縦型）盤式外部回転子電気機器も呼ばれる。
【０００３】
回転子の回転過程中、固定子内部コイルは電流の流動及び機械摩擦により大量の熱量が発生できる。しかし、既存盤式外部回転子電気機器はほとんどが放熱しにくい問題があって、盤式外部回転子電気機器のパワーをいっそう向上させるのが難しい。
【０００４】
出願番号ＺＬ２００９２０１１５３６５．３の中国実用新型特許では、単一の風冷構造はメガワット級以上の盤式外部回転子電気機器にとって、冷却要求を満たすのが難しいので、そのうえに冷却効果がよい水冷却装置を提供する必要がある。当該装置は、電気機器の胴体外壁に水冷却中間層を含み、中間層上部には注水口が、中間層下部には出水口があり、中間層内部は風力発電機の胴体外壁に沿って複数流水通路に径方向に仕切られ、当該流水通路が注水口と出水口につながって、風力発電機内部回転軸の少なくとも一側には送風機が設けられている。当該実用新型はもっと強い冷凍能力を持って電気機器内部の熱風と水冷却台との冷熱交換をいっそう推進することができ、しかし、当該装置の構造が複雑で、取付け・修理ともに面倒である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
垂直軸盤式外部回転子電機用放熱構造を提供する。
そのために、以下の放熱構造を設け、その特徴は以下の通りである：
上部換気口、それは固定子、回転子内部空間と軸受内部空間を貫かせるために、回転子の上部カバー軸受と中間固定子の間の周方向に設けられる；
下部換気口、それは固定子、回転子内部空間と軸受内部空間を貫かせるために、回転子の下部カバー軸受と中間固定子の間の周方向に設けられる；
回転軸熱交換器、それは回転軸内部の上部換気口と下部換気口の間に設けられ、通気道、送風機、空冷式熱交換器で構成される。
【０００６】
回転子の上部カバーと固定子の間、回転子の下部カバーと固定子の間には、外側とつながっている薄型盤状通気道が形成された。当該通気道は風路であるだけでなく、熱交換部品でもある。まず、熱量を通気道の空気経由でカバーの内表面に、後は熱伝導経由でカバーの外表面に、最後は外表面から対流作用により外気に流れて放熱を実現させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
次は本発明について図と具体的実施形態の上に、詳しく説明する。
【図１】本発明の放熱構造を示す図であり、矢印の方向は空気流の方向を表す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１では、垂直軸盤式外部回転子電気機器は、回転軸１、固定子２、回転子上部カバー３、回転子下部カバー４、及び回転子上部カバーの支え用上部軸受７、外部回転子下部カバーの支え用軸受８、継鉄９と永久磁石１０からなる回転子を含む。
【０００９】
固定子２にはコイルがあり、コイルから放出される熱が表面経由でカバーと固定子の間の空気に伝わる。もし熱が直ちに排出されない場合には、電気機器内部は温度が高くなって電気機器の効率を妨げる場合がある。よって、熱量を外へ排出するために、回転子上部カバーの軸受と層間固定子の間に周方向に沿って上部換気口１１を、回転子下部カバーの軸受と層間固定子の間に周方向に沿って下部換気口１２を、上部換気口１１と下部換気口１２の間に回転軸内蔵熱交換器（送風機５と空冷式熱交換器６）を設ける必要がある。回転子上部カバーと固定子の間、ならびに、回転子下部カバーの軸受と固定子の間には、外側とつながっている薄型盤状通気道が形成された。当該通気道は風路であるだけでなく、熱交換部品でもある。
【００１０】
１個または複数個の上部換気口１１と下部換気口１２を設けてもよく、それらは円形、楕円形、矩形あるいはほかの形状でも良い。
【００１１】
回転軸１内に設けられた、上部換気口１１とつながっている送風機５はカバーと固定子の間の熱風を空冷式熱交換器６に込ませてから、電気機器カバーと固定子の間の空間に込ませる。冷風１３が回転軸内で下から上へ流れ、内部空気に加熱された熱交換器が熱を回転軸内の冷風に込ませる。冷風１３が加熱されて熱風１４になって、かつ自然対流と外気により熱交換を行う。空冷式熱交換器は内部空気の熱を外部空気に流れ込ませる機能を持つが、内部空気と外部空気の間には媒質交換が存在しない。
【００１２】
回転子上部カバーと固定子の間ならびに、回転子下部カバーと固定子の間に設けられた、外側とつながっている薄型盤状通気道１５と１６は風路であるだけでなく、熱交換部品でもある。まず、熱を通気道の空気経由でカバーの内表面に、後は熱伝導経由でカバーの外表面に、最後は外表面から対流作用により外気に流れ込ませる。
【００１３】
このように電気機器の熱損失は内部空気間隙経由でカバーに込ませてから外気に流れ込ませる一方、熱量を軸内部熱交換器経由で回転軸内の空気に込ませてから外に流れ込ませることを実現させた。
【図１】
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【国際調査報告】
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