(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１０）と該ロータ内に設けた半径方向スロット（２２）内に嵌装された複数のコイル（１４、１６、１８、２０）とを有する回転機械のコイル端（１２）のための冷却ガス通気回路であって、
前記コイルの各々が、半径方向に積み重ねられた複数のターン（２１）を含み、
前記コイルが前記ロータの磁極面（２３）を超えて延びて前記コイル間に長手方向空洞（４２、４４、４６）を備えるコイル端を形成し、
実質的に円筒状のバッフルリング（３２）が前記コイル端内の前記複数のコイルの半径方向最内側のターンを覆い、
前記コイル間の前記長手方向空洞（４４）のうちの少なくとも１つと整列した複数の孔（４０）を有し、
少なくとも１つの前記長手方向空洞（４４）に連通する入口ポート（５０）を含む流路が、前記コイルのうちの少なくとも１つの１つ又はそれ以上のターン（２１）に形成され、
前記１つ又はそれ以上のターンは、前記１つ又はそれ以上のターン内の長手方向溝（４８）を介して前記入口ポートに接続された出口ポート（５２）を有し、
前記複数のコイルのうちの少なくとも１つのコイル内の半径方向に積み重ねられた前記複数のターンのうちの隣り合う１対のターン（１２８）が、対向する方向の流れを生じるように配設された少なくとも１対の前記流路（１３０、１３２、１３４、１３６、１３８）を有する
ことを特徴とする、冷却ガス通気回路。
【請求項２】
前記コイル端内の前記コイルが半径方向最外表面において保持リング（２６）によって支えられ、前記コイルは、前記バッフルリング、前記保持リング、及び前記バッフルリングと前記保持リングとの間で半径方向に延びる心合わせリング（３０）によって囲まれることを特徴とする、請求項１に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項３】
前記磁極面（２３）から延びる通気スロット（５２）が、前記コイルが嵌装された前記半径方向スロット（２２）間の前記ロータの領域内で、前記ロータに形成されることを特徴とする、請求項２に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項４】
前記入口ポート（５０）及び前記出口ポート（５２）が、前記１つ又はそれ以上のターンの対向する側面にそれぞれ位置することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項５】
前記入口ポート（７８、８０）、出口ポート（８２、８４）及び長手方向溝（７４）の複数の組が、前記１つ又はそれ以上のターン（７２）の各々に形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項６】
前記流路（９０、９２、９４、及び９６、９８、１００）が前記ターンの長さに沿って互い違いに配設されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項７】
１つ又はそれ以上のスペーサブロック（６０、７０）が前記複数のコイル（１６、１８）の間に挿入され、前記スペーサブロックの周りに、またはスペーサブロックを貫通して冷却ガスをバイパスさせるための手段（６２、６４、６６、６８）が設けられることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項８】
前記バッフルリング（１４０）と前記ロータのスピンドル部分（１５０）との半径方向の間で軸方向に延びるプレート（１４６、１４８）を含み、前記軸方向に延びるプレートが、前記ロータ内のガス放出スロット（１６６、１６８）とその一端において連通した冷却ガス放出チャネルを構成ことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項９】
前記心合わせリングを貫いて延びるほぼ半径方向のチムニー（１７２）とその反対側端において連通した冷却ガス放出チャネルを構成することを特徴とする、請求項８に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項１０】
前記積み重ねられたターンのうちの１つ又はそれ以上のターン（１０８）の出口ポート（１１２）が、前記積み重ねられたターン内の半径方向通路（１１４）によって、前記１つ又はそれ以上のターン（１２０、１２２）のうちの他のターン内の長手方向溝（１１６、１１８）と連通していることを特徴とする、請求項４に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項１１】
各々のターン（２１）が１つ又はそれ以上の導体層で構成されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の冷却ガス通気回路。
【請求項１２】
前記軸方向に延びるプレート（１４６、１４８）は、軸方向に延びるバッフルプレート（１４６、１４８）であることを特徴とする請求項８又は９に記載の冷却ガス通気回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に発電機械のロータ巻線に関し、より具体的には同心ロータ巻線を備えた機械のためのコイル端(end winding)通気方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型ガス冷却式発電機械のロータは、典型的には機械加工された高強度丸打ち鉄鍛造品で作られたロータ本体を備えている。ロータ巻線を収納するために、ロータ本体の外周には特定の円周方向位置に軸方向に延びた半径方向スロットが機械加工されている。この形式の機械のロータ巻線は典型的には多数の完成品コイルから成り、各々のコイルは銅導体から成る多数の界磁ターンを有する。コイルは同心円状パターンで半径方向スロット内に嵌装されるが、例えば２極ロータではかかる同心円状パターンが２つ設けられる。コイルは、各スロット内に機械加工されたダブテイル面と係合する金属楔によって、遠心力に抗してロータ本体スロット内で支えられる。メインロータ本体の両端（すなわち磁極面）を越えて延びるロータ巻線コイルの領域は「コイル端(end winding)」と呼ばれ、高強度の鋼製保持リングによって遠心力に抗して支えられる。各保持リングの内端部は、典型的にはロータ本体端部の機械加工仕上げ面上に焼嵌めされる。各保持リングの外端部は、典型的には心合わせリングと呼ばれる円形状の鋼製部材上に焼嵌めされる。ロータコイル端の下方に位置する鍛造ロータシャフト部分はスピンドルと呼ばれる。
【０００３】
このように、ロータ巻線は２つの主な領域に分けることができる。それらは、ロータの半径方向スロット内に位置するロータ本体領域と、ロータスピンドルから半径方向に間隔を置いて位置し、かつ磁極面を越えて延びるロータコイル端領域とである。本発明は、主としてロータコイル端領域のための通気方式及び回路に関する。
【０００４】
コストと機械のサイズを低減するために、回転機械製造業者は、機械の一定体積からより大きな出力を得る方法を常に探究している。ロータ巻線の熱限界は、この目的を達成する上での主要な障害である。従って、より有効なロータ巻線冷却方式は、製造業者が所望の一層大きな出力を達成することを可能にする。
【０００５】
これまでロータコイル端を冷却する幾つかの方法が用いられてきた。これらの方法の殆どは、長手方向に溝切りした銅の巻線を使用しており、冷却ガスは、空洞からターンの両側面にある導入口を介して界磁ターンに入り、溝に沿って長手方向に放出位置まで流れる。この放出位置は典型的にはロータ本体内のチムニーか、あるいは、コイル端の下方及び周りの区分され流れ調節された放出域である。これらの流れ調節された放出域内のガスは、典型的には磁極面内に機械加工された溝を介してエアギャップ（つまり、ロータとステータの間の空隙）に放出されるか、あるいは、心合わせリング内の開口を介して心合わせリングの外側の領域へ放出される。幾つかの方式においては、冷却ガスは保持リングに穿たれた半径方向の孔を介して放出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、同心ロータ巻線を備えた機械のための新しい直接ガス冷却式ロータコイル端通気方式を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機械の各端部において非金属バッフルリングを使用する。このバッフルリングは、各ロータコイル端の半径方向内表面を完全に覆い、巻線のロータ本体通気領域を巻線のロータコイル端通気領域から隔離する。ロータの両端部におけるコイル端は互いに同一であるから、本明細書においてはその一方についてだけ説明する。
【０００８】
バッフルリングを通り抜けてロータコイル端に冷却ガスを導入できるように、バッフルリングには注意深く配置された半径方向の孔が形成されている。孔は、コイル端領域内の定められたコイル間の長手方向入口空洞と連通するように、配置される。その結果、冷却ガスは、バッフルリング内の孔を通って半径方向に流れ、長手方向入口空洞内へ流入する。関心のある任意のコイルの何れについても、長手方向入口空洞はロータコイル端内のコイルの一方の側にのみ位置しているということに注目されたい。
【０００９】
関心のあるコイル内の定められた数の銅製界磁ターンは、ターンの長さに沿って機械加工された長手方向溝を有する。それらの溝の長さは様々であり、サイズすなわち横断面積も様々にすることができる。各々の溝の開始すなわち上流端において、側方溝入口ポートが、溝と長手方向入口空洞に隣接するターンの側面との間でターンに機械加工される。溝の下流端において、側方溝出口ポートが、溝からターンの反対側面のターンの外縁までターンに機械加工される。従って、冷却ガスは、長手方向入口空洞から溝入口ポートを介して銅製ターン内へ流入し、次いで長手方向溝を通り、最後に側方溝出口ポートを通って、関心のあるコイルの反対側面の長手方向出口空洞内へ放出されることができる。
【００１０】
ロータ本体端部に鋼製の歯状通気孔またはスロットが機械加工されている。従って、コイルから放出された冷却ガスは、長手方向空洞を介して歯状放出スロットを通って流れ、機械のエアギャップ内に放出されることができる。更に、１つ又はそれ以上のコイルは、ロータ本体内に延びる長手方向溝を備えたターンを有することができ、それによって冷却ガスが巻線それ自体の中の半径方向チムニーを介して、ロータ本体に沿って又はロータ本体内部を通して排出される、別のガス放出回路を形成することが可能となる。
【００１１】
冷却ガスの流れを妨げる長手方向空洞内に置かれたコイル間スペーサブロック（隣り合う巻き線を所定の間隔で維持するために使用される）には、冷却ガスがこれらのスペーサブロックを貫通して流れることができるように、通気通路を設けることができる。これに代わる方法は、スペーサブロックの遠い側で開口する適当な出口ポートまで、界磁ターンに沿って機械加工された内部溝を介してスペーサブロックをバイパスすることである。これとは異なるバイパス方式も考えられるであろう。そのような例として、バッフルリングの設計においてバイパス通路を設けることがある。
【００１２】
更に別の変形形態においては、コイル端における冷却ガス放出面積を更に増大させるために、バッフルリングに変更を加えて追加の軸方向ガス流通路を設け、ガスを、コイルの中心における軸方向空洞を介してロータの磁極面に機械加工したスロットへ、または心合わせリング内の半径方向孔へ送出することができる。換言すれば、バッフルリング内の追加の孔を同心円状に配設された１群のコイルの中心における空間と整列させ、軸方向空洞内に開口しまたエアギャップ内へ放出する１つ又はそれ以上の放出スロットを磁極面内に設ける。変更されたバッフルリング孔の領域内へ冷却ガスを軸方向に流すために、軸方向に延びたバッフルプレートが使用される。その結果、長手方向空洞からスリーブ状のバッフルリング内の放出孔を通って軸方向内向きに流れるガスは、バッフルプレートの間を軸方向へ流れ、磁極面放出スロット及び心合わせリング内の放出孔のいずれか一方または両方内へ放出される。
【００１３】
本発明によるロータコイル端通気方式においては、例えば、互いに平行して並んだ複数のダクト、互い違いに配設した複数のダクト、あるいは斜めの流れ通路を用いるといった如く、多くの新しい通気構成が可能であるが、斜めの流れ通路はロータコイル端の温度を低下させ、かつ一層一様にする対向流方式に対する可能性も有する。本明細書に開示された冷却方式はまた、関心のあるコイル両側の空間を通気ガス流路として十分に用いることを可能にし、また、コイルの界磁ターンの外表面を対流冷却することを可能にする。
【００１４】
本発明によるロータコイル端通気方式によれば、次のような幾つかの利点を実現できる。
【００１５】
ａ）直接ガス冷却によって通気が改善され、ホットスポット温度及び平均巻線温度が低下する。
【００１６】
ｂ）コイル端全体を通じて温度がより一様になる。
【００１７】
ｃ）銅製の界磁ターンと直接に接する多数の短い長さの冷却通路を設けることが可能となり、それによって冷却ガスの温度上昇が制限される。
【００１８】
ｄ）対向流通気方式をも含む多くの通気パターンを案出できる可能性がある。
【００１９】
ｅ）他の方式と比べて、製造が比較的簡単である。
【００２０】
ｆ）一定の出力定格に対して機械の体積を小さくすることができる。
【００２１】
従って、最も広い態様において、本発明は、ロータとロータ内に設けた半径方向スロット内に嵌装された複数のコイルとを有する回転機械のコイル端のための冷却ガス通気回路であって、コイルの各々が、半径方向に積み重ねられた複数のターンを含み、コイルがロータの磁極面を超えて延びてコイル間に長手方向空洞を備えるコイル端を形成し、実質的に円筒状のバッフルリングがコイル端内の複数のコイルの半径方向最内側のターンを覆い、コイル間の長手方向空洞のうちの少なくとも１つと整列した複数の孔を有する、冷却ガス通気回路に関する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１には、ロータ本体１０の一方の端部が示されており、ロータ本体の一方の端部を越えてロータコイル端１２が延びている。ロータコイル端は、同心円状に配列されたほぼ矩形形状の多数の完成品コイル１４、１６、１８、２０の末端領域を含む。２極ロータの場合には、ロータの相対向する端部に上述のような同心コイルが２組配設されている。しかしながら、本発明はその他のロータ構成にも同様に適用可能である。各コイルは、銅導体を積み重ねて構成した多数の界磁ターン２１を含む。本発明は、個々のターンが多くの導体層で構成された巻線にも、また個々のターンが単一の導体から成る巻線にも適用することができる。これらのコイルは、ロータ本体の外周に機械加工された半径方向スロット２２内に収納され、コイル端は、機械の両端において通常の方式でロータ本体の磁極面を越えて軸方向に延びている。ロータのスピンドル部分２４は、コイル端の半径方向内側で軸方向に延びている。コイル１４、１６、１８、２０は、各ロータコイルのスロット内の機械加工されたダブテイル面（図示せず）に係合する金属楔（図示せず）によって、遠心力に抗してロータ本体のスロット２２内で支えられる。
【００２３】
コイル端は、高強度の円環状鋼製保持リング２６によって遠心力に抗して支えられる。各保持リングの内端部はロータ本体の機械加工仕上げ面２８上に焼嵌めされ、他方保持リング２６の外端部は円形状の鋼製部材すなわち心合わせリング３０上に焼嵌めされる。ロータ巻線は適当な取付部絶縁によってロータ本体と保持リングから電気的に絶縁されている。更に、ロータ巻線のコイルを構成するターンは、適当なターン間絶縁により相互に電気的に絶縁されている。単純化するために、図面には絶縁体は示されていない。図２においては、一方のコイル端１２の半分だけが単純化した構成で示されていることにも注意されたい。コイル１４、１６、１８、２０を相互に隔てるために普通コイル端内に置かれるスペーサブロックは、図面を明確にするために省略されている。
【００２４】
コイル端通気領域をロータのロータ本体通気領域から隔離するために、円筒スリーブ状のバッフルリング３２が同心ロータコイル端１２の下方に装着されている。従って、ロータコイル端は、ロータ本体１０、保持リング２６、心合わせリング３０及びバッフルリング３２によって完全に囲まれる。バッフルリング３２は非金属材料で作られるのが好ましく、完全な３６０°リングであってもよいし、あるいは、幾つかのアーチ状断片を重ね合わせて形成してもよい。
【００２５】
バッフルリング３２は、ロータ本体１０及び心合わせリング３０の端部に機械加工された溝３４、３６に嵌合させることができるが、その他の組立や装着技術を用いることもできる。例えば、９０°の間隔でスピンドル２４とバッフルリング３２の間で半径方向に延びる複数のスポーク（好ましくは４本）によって、あるいは、当業者が考え得るその他任意の適当な手段によって、バッフルリング３２を支えることができるであろう。
【００２６】
図２及び図３を参照すると、バッフルリング３２は、特に定められた位置においてリングに機械加工されるか鋳型成形された長円孔４０を有する。これらの孔は冷却ガスを送給するためのものであって、冷却ガスは、バッフルリング３２の内径とロータスピンドル２４の間を軸方向に流れ、ロータコイル端領域内に位置するコイル（１６及び１８）の間に設けられた長手方向入口空洞に流入する。例示的実施形態においては、コイル１６、１８の隣り合う側面間にただ１つの入口空洞４４が図示されている。コイル１６、１８の反対側面の空洞４２、４６は、後述する如く出口空洞と呼ばれる。
【００２７】
関心のあるコイル（この場合、コイル１６又は１８）内の定められた数の（適用事例に応じて決まる）ターン２１には、様々な長さとサイズの長手方向溝４８が機械加工される。これらの長さとサイズ（すなわち、溝の断面積）は、関心のある巻線部分内の各ターンの効果的冷却に適した冷却ガス流分配が確実に行われるように選定することができる。各長手方向溝の一方の端部は、ターン内に穿たれた側方入口ポート５０を介して、コイル１６、１８のターンの１方の側面の長手方向入口空洞４４に接続されているから、冷却ガスはコイル１６、１８のターンの一方の側面の長手方向入口空洞４４からターン内の長手方向溝４８内へ流入し、長手方向溝に沿って流れることができる。長手方向溝の反対側の末端部において、ターン内に側方出口ポート５２が穿たれ、この側方出口ポートは、溝４８からターンの反対側面におけるそれぞれのターンの外縁まで延びている。かくして冷却ガスは長手方向空洞４４を通って、入口ポート５０を介してコイル１６、１８の銅製ターン内に流入し、溝４８に沿って長手方向へ流れ、次いで側方出口ポート５２を通って、コイル１６の反対側面に形成される出口空洞４２内へ又コイル１８の反対側面に形成される出口空洞４６内へ放出されることができる。上述の流路が形成されるターン２１の数及びターン当たりの流路数は、冷却が必要とされる度合に応じて変化する。
【００２８】
ロータ本体の歯（半径方向スロット間のロータ部分）内に通気スロットまたは通気孔５４が穿たれており、冷却ガスが長手方向出口空洞４２、４６からロータ歯内のスロットまたは孔５４内に流入し、機械のエアギャップへ流れるのを可能にする。前に指摘した如く、エアギャップは機械のステータとロータとの間の円環状の空間である。
【００２９】
ロータ本体に最も近い側方入口ポート５０は、コイル１６、１８の銅製ターンに沿って機械加工された短い溝５６内へ冷却ガスを供給するために使用することができる。溝５６に供給された冷却ガスは、半径方向またはほぼ半径方向のチムニー５８内に放出され、次いで機械のエアギャップ内へ出て行く。かくして、コイル端領域からロータ本体領域までの巻線の遷移部分を冷却する。バッフルリング孔４０を通って流れない冷却ガスは、ロータ本体内のサブスロット５７に流入すること、また、１つの可能なロータ本体通気方式においては、ロータ本体内の半径方向チムニー（図示せず）を通って放出されるであろうことに注目されたい。また、溝５６とチムニー５８は、サブスロット５７に連通していないという点にも注目されたい。
【００３０】
機械が定格速度で稼動している時、機械のロータのポンピングヘッドは通路を通して冷却ガスを圧送する。図４を参照すると、ロータコイル端内のスペーサブロックのような冷却ガス流路（特にコイル１６、１８のターン２１間の長手方向空洞４２、４４、４６）内にあるどんな障害物も、銅製ターンに沿って機械加工される溝６２を介して、入口ポート６４から障害物の遠い側にある適当な出口ポート６６までバイパスさせことができる。これとは別に、スペーサ７０自体に１つ又はそれ以上の孔６８を形成し、障害物を貫通してガスを流す（図５を参照）こともできる。更にもう１つの可能性は、バッフルリング設計におけるバイパスポケットによるスペーサブロックバイパス方式を用いることである。
【００３１】
本発明は、上述のような単一溝構成に限定されるものではなく、複数溝構成も考えられる。図６において、コイル内の１つ又はそれ以上のターン７２は、対応する入口ポート７８、８０と出口ポート８２、８４を備えている、並んで延びる溝７４、７６を含むことができ、冷却能力を増大させるために用いることができる。上記の構成においては、入口ポート同士及び出口ポート同士を結合させて、１つの大きな入口から２つの平行な溝へ冷却ガスを供給し、これらの溝から１つの大きな出口を介してガスを放出させることも可能である。
【００３２】
図７を参照すると、垂直方向に積み重ねられたターンのうちの任意の対について、溝が互い違いに形成されている。つまり、ターン８８の上表面には、入口９２と出口９４を有する溝９０が形成される。同じターンの下表面には、入口９８と出口１００を有する溝９６を軸方向に互い違いにして形成することができる。しかしながら、同一ターンの上表面と下表面に１対の溝を形成するのではなく、隣り合うターン、あるいは垂直方向に隔たったターン内に互い違いの溝を設けることも可能なことが分かるであろう。
【００３３】
溝同士を接続して、縦流／横流通気通路を形成するように、ターン内の様々な位置において半径方向ダクトを用いることも、本発明の技術的範囲に含まれる。例えば図８に示す如く、例えば、もし別の半径方向ダクトまたは通路が、ターンの側面から出る、あるいは他の半径方向通路の側面から出る出口ポートに通じる領域において、長手方向溝（様々な長さの）に冷却ガスを供給するのであれば、これら様々な縦流及び横流通気通路方式の多くの組み合わせが可能である。具体的には、バッフルリング孔１０２からの冷却ガスは、コイル１０４に近い側の長手方向入口空洞に入る。ガスの一部は、ターン１０８内の側方ポート１０６に入り、長手方向溝１１０に沿って流れる。この長手方向溝１１０は、コイル１０４の積み重ねられたターンに機械加工された半径方向通路１１４に連通する出口ポート１１２を有する。ターン１２０、１２２内の他の長手方向溝１１６、１１８は、半径方向通路１１４に連通している。この半径方向通路１１４は、コイルの遠い側の出口空洞（図示せず）に連通したコイル１０４の反対側面の追加の出口１２４、１２６につながっている。様々なターンの両面に長手方向溝を機械加工することが可能であり、個々のターンが複数の導体から成る巻線の場合には、接合させた導体の重なり合った表面に溝を機械加工することができる。
【００３４】
コイルのある領域において、対向する入口及び出口位置を有する別個の通路内で、冷却ガスが対向する方向へ流れる対向流通気方式も考えられる。そのような構成が図９に示されており、この構成においては、冷却ガスは積み重ねられた２つの隣り合うターン内を対向する方向へ流れる。上方のターン１２８内では、冷却ガスは入口１３０に流入し、長手方向溝１３２を通り、ターンの反対側面で出口ポート１３４から流出する。同時に、冷却ガスは下方に位置するターンの入口ポート１３６に流入し、溝（図においては見えない）に沿って対向する方向へ流れ、コイルの反対側面で出口ポート１３８から流出する。これと同様な構成が、側方入口ポートと側方出口ポートを互い違いに設けることによって達成できる。本発明以前においては、ロータコイル端内で対向流方式が使用されたことはなかったが、対向流方式は、非対向流方式と比べてロータコイル端の温度を一層低下させ、かつ温度をより一様にすることができるという利点を有する。
【００３５】
次に図１０〜図１２を参照すると、そこにはロータコイル端領域内でより広い冷却ガス放出面積が必要とされる適用例に対する通気方式が示されている。ここでは、バッフルリング１４０が変更され、同心コイル構成の中心側にある軸方向空洞または通路１４４内に開口する追加の孔１４２が設けられている。中心空洞は、バッフルリング１４０とスピンドル１５０の間に位置し、ロータ本体または磁極面１５２とスピンドル１５０及び心合わせリング１５６の間で半径方向に配置される半円環状の末端カバー１５４（図１０）との間で軸方向に延びている半径方向プレート１４６、１４８によって更に画定される。図１０及び図１１から分かるように、バッフルリング１４０内の孔１４２は、プレート１４６、１４８の間でコイル１５８、１６０、１６２、１６４の間の空間に開口するように配置されている。
【００３６】
この構成においては、コイルのターン内のポートから出る冷却ガスは、コイル間の空間または空洞から半径方向内向きに半径方向孔１４２を通り抜け、バッフルリング１４０の下方でプレート１４６、１４８によって画定された軸方向通路内へ流れ込む。次いで、冷却ガスは、軸方向両方向へ流れることが可能で、磁極面１５２内に機械加工された通気スロット１６６、１６８を介してエアギャップ内へ、あるいは、心合わせリング内の半径方向の（又はほぼ半径方向の）チムニーを形成する放出孔１７０、１７２を介して心合わせリング１５６の外径内へ放出されることができる。図１４は、２極ロータの反対側のコイル端のための追加のバッフルプレート１７４、１７６と通気スロット１７８、１８０の位置を示していることに注目されたい。
【００３７】
心合わせリング放出方式と磁極面スロット放出方式は、それぞれ単独あるいは一緒に使用することができ、また、実用的に可能な限り放出面積を大きくするために、前述した通気方式と組み合わせることも可能である。磁極面放出方式は、順方向流及び逆方向流で通気される機械に対してうまく機能するが、他方、心合わせリング放出方式は、順方向流で通気される機械において最も良く機能する。
【００３８】
本発明による通気方式は、角が四角及び／又はＣ字形構造をした適当なターン寸法を有する同心円状に巻かれた界磁巻線を備えた如何なる機械にも使用可能である。この通気方式は、２極及び４極回転ロータタービン駆動式発電機械に極めて容易に適用することができる。本明細書に記載した通気方式は、順方向流と逆方向流のいずれの通気構成を有する機械にも適用することができる。ロータ本体自体の冷却は、ロータ本体内のメインコイルスロットの下方に機械加工されたサブスロットから供給される冷却ガスによる横流冷却（または縦流／横流冷却）のような適当な方法で、あるいは、冷却ガスが機械のエアギャップに対して流入、放出されるギャップピックアップ式のロータ本体冷却方式によって達成することができる。
【００３９】
本発明を現在最も実用的で好ましいと考えられる実施形態に関連して説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に、添付する特許請求の範囲の技術思想と技術的範囲に含まれる様々な変更形態及び等価構成を保護しようとしていることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  機械ロータの１つの端部の半径方向部分断面図。
【図２】  ロータの１つの端部におけるロータコイル端内のコイルの部分断面平面図。
【図３】  図２に示すロータコイル端内のコイルの１つを通る面による部分側面断面図。
【図４】  スペーサブロックの周りに流れをバイパスさせる構成を示す、ロータコイル端ターンの部分断面平面図。
【図５】  スペーサブロックを貫通して流れをバイパスさせる別の構成を示す、ロータコイル端ターンの部分断面平面図。
【図６】  複数の平行に並んだ流路を示す、コイル端ターンの部分平面図。
【図７】  垂直方向に積み重ねられたターン内の互い違いに設けられた流路を示す、コイル端ターンの部分平面図。
【図８】  本発明の別の実施形態による通気流路を示す、コイル内の幾つかのターンの部分側面断面図。
【図９】  垂直方向に積み重ねられたターン内の対向流通気方式を示す部分平面図。
【図１０】  機械ロータの変更された端部の半径方向部分断面図。
【図１１】  図１０に示すコイル端通気方式を組み込んだ２極ロータの部分断面平面図。
【図１２】  ロータの下半部における、図１２及び図１３に示すロータコイル端の単純化した端面図。
【符号の説明】
１０  ロータ本体
１２  ロータコイル端
１４、１６、１８、２０  コイル
２１  ターン
２２  半径方向スロット
２３  磁極面
２４  スピンドル部分
２６  保持リング
３０  心合わせリング
３２  バッフルリング
４０  長円孔
５７  サブスロット
５８  半径方向チムニー
【図１】
0004471552.tif 000002
【図２】
0004471552.tif 000003
【図３】
0004471552.tif 000004
【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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