(57)【要約】【課題】外被冷却型回転電機において、固定子鉄心１の外周面１ａと固定子枠２の内壁部２ａとの熱伝達を良好にし、固定子巻線３からの発熱を効率よく機外に放熱する。【解決手段】固定子枠２の内側に、固定子巻線３を装着した固定子鉄心１が配設されて固定子４を形成し、固定子巻線３からの発熱を固定子鉄心１または固定子枠２を介して固定子４の外被から放熱し、固定子４の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう。固定子巻線３が装着された固定子鉄心１の外周面１ａと固定子枠２の内壁部２ａとの間隙部１３に、柔軟性に優れた熱伝導性部材層１４を設ける。熱伝導性部材層１４としては、たとえばグラファイトシートを積層したり、または流動性を有する材料を注入して形成する。【選択図】図１
2007236045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心が配設されて固定子を形成し、
前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、
前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機において、
前記固定子鉄心外周面と前記固定子枠の内壁部とで形成される間隙部に柔軟性を有する熱伝導性部材層を介在させたことを特徴とする外被冷却型回転電機。
【請求項２】
前記固定子鉄心外周面と対面する固定子枠の部分の一部を、前記固定子枠の他部の径方向肉厚より薄くしたことを特徴とする請求項１に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項３】
前記熱伝導性部材層は、
前記固定子枠の外表面から前記固定子鉄心外周部に連通する連通孔を設け、
前記固定子鉄心外周部と前記固定子枠の内壁部との間に形成された間隙部に、前記連通孔を介して流動性を有する熱伝導性材料を充填して形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項４】
固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心が配設されて固定子を形成し、
前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、
前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機において、
前記固定子鉄心外周部と対面する固定子枠の部分の一部を、前記固定子枠の他部の径方向肉厚より厚さが薄く、かつ前記固定子枠の熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する熱伝導性基材で構成し、
前記熱伝導性基材と前記固定子鉄心外周部との間に形成される間隙部に熱伝導性部材層を形成したことを特徴とする外被冷却型回転電機。
【請求項５】
前記熱伝導性部材層は、
前記熱伝導性基材の外表面から前記固定子鉄心外周部に連通する連通孔を設け、
前記固定子鉄心外周部と前記熱伝導性基材の内壁部との間に形成される間隙部に、前記連通孔を介して流動性を有する熱伝導性材料を充填して形成したことを特徴とする請求項４に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項６】
熱伝導性部材層は、１枚もしくは複数枚のグラファイトシートを積層して形成したものであることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか一項に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項７】
熱伝導性部材層は、流動性を有する熱伝導性材料を充填して形成したものであることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか一項に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項８】
流動性を有する熱伝導性材料は、熱伝導率の異なる２種類以上の熱伝導性材料を混合させて構成したことを特徴とする請求項３、５、７のいずれか一項に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項９】
流動性を有する熱伝導性材料は、シリコーンゴム、熱伝導性グリースのいずれかを主成分とする材料であることを特徴とする請求項７または８に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項１０】
固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心が配設されて固定子を形成し、
前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、
前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機において、
前記固定子鉄心外周面が冷却媒体と接触するように前記固定子枠の一部に切り欠き部を設けて、前記固定子鉄心外周面の一部を冷媒雰囲気に露出させるとともに、
冷媒雰囲気に露出した固定子鉄心外周面に冷却媒体に腐蝕されない熱伝導性皮膜を形成したことを特徴とする外被冷却型回転電機。
【請求項１１】
冷媒雰囲気に露出した固定子鉄心外周面に伝熱拡大面を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項１２】
伝熱拡大面は、固定子鉄心外周部に固定子鉄心周方向または軸方向に延びる突起を形成して構成したことを特徴とする請求項１１に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項１３】
固定子枠の外表面に伝熱拡大面を設けたことを特徴とする請求項１、２、３，１０、１１のいずれか一項に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項１４】
伝熱拡大面は、固定子枠の外表面に突起を形成して構成したことを特徴とする請求項１３に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項１５】
前記熱伝導性基材の外表面に、伝熱拡大面を形成したことを特徴とする請求項４に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項１６】
伝熱拡大面は、前記熱伝導性基材の外表面に突起を形成して構成したことを特徴とする請求項１５に記載の外被冷却型回転電機。
【請求項１７】
固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心を配設して固定子を形成し、前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機の製造方法において、
前記固定子鉄心外周面と前記固定子枠の内壁部との間に間隙部を形成し、
前記固定子枠の外表面から前記固定子鉄心外周部に連通する連通孔を設け、
前記連通孔を介して間隙部に、流動性を有する熱伝導性材料を充填すること、
を特徴とする外被冷却型回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外被を水等の冷却媒体にて冷却して運転される外被冷却型回転電機とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブ水車発電機や潜水艇用の水中電動機等に代表される水中に浸漬して運転される回転電機では、運転時に固定子巻線から発生する熱を固定子鉄心または固定子枠を介して機外に放熱させて冷却を行なっている。このような回転電機は、通常、外被冷却型回転電機と呼ばれており、固定子枠または固定子鉄心の熱伝達および放熱効率の向上が望まれている。
【０００３】
外被冷却型回転電機の代表例として、ここでは、従来のバルブ水車発電装置の構成について簡単に説明する（特許文献１参照）。
【０００４】
バルブ水車発電機は、低落差・大流量用の水力発電所に適用されている水車発電機であって、水路中に埋設されて水流により水車ランナーを回転させ、その回転エネルギーを水車ランナーに直結された発電機に伝送して発電を行なう発電装置である。
【０００５】
バルブ水車発電機では、水路中に固定子枠とトップカバーとで構成されたバルブの内部に発電機が組み込まれており、バルブの一端には前記した水車ランナーが取り付けられている。
【０００６】
ここで、固定子枠の内壁部には固定子巻線が装着された固定子鉄心が組み込まれて固定子を形成している。固定子鉄心の内径側には回転子が組み込まれている。回転子は、回転子軸と、回転子軸の周りに装着された磁極と、磁極に巻回された界磁巻線とを備えて構成されている。
【０００７】
上記のように構成されたバルブ水車発電機では、運転時において、固定子巻線および界磁巻線で発生した熱が固定子鉄心や磁極に伝達され、固定子と回転子の温度が上昇するため、機内に空気冷却器を設け、空気冷却器からの冷却ガスによって固定子と回転子の冷却が行なわれる。
【０００８】
一般に、固定子の冷却方式には、エアークーラ方式と外被水冷却方式とがある。エアークーラ方式は、空気冷却器からの冷却ガスを固定子鉄心に設けた半径方向のダクトを通り、固定子鉄心と固定子枠との間に設けられた通風ダクトを経て前記空気冷却器へ循環する方式である。一方、外被水冷却方式は、水路を流れる冷却水で冷却される固定子枠の内壁面に固定子鉄心を密着固定することにより、固定子巻線で発生した熱を、固定子鉄心を介して固定子枠に伝達させ、固定子枠を介して外部に放熱する方式である。
【０００９】
外被水冷却方式の場合は、発電機外被を直接冷却するため、前記した固定子鉄心と固定子枠との間に通風ダクトを設ける必要がないため、発電機の径方向の寸法及び空気冷却器の容量を小さくできるという利点がある。
【特許文献１】特開平８−１４９７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
外被水冷却方式において、固定子巻線で発生した熱を、効率よく放熱するためには、固定子鉄心外周面と、固定子鉄心外周面と対面する固定子枠の内壁面との接合部に、間隙部（空気層）が無く、均一に密着した構造とするのが望ましい。
【００１１】
したがって、固定子は、発電機の運転中における固定子巻線の発熱による固定子鉄心の径方向の熱膨張を利用することで、固定子鉄心の外周面と固定子枠の内壁面とが所定の面圧を保持しながら接触するように構成されている。
【００１２】
しかしながら、実際には、製造上、固定子鉄心外周面と固定子枠内壁部との対向面を完全接触状態にすることは困難である。ここで、固定子枠の内壁部と固定子鉄心の外周面との接触状態について説明する。
【００１３】
固定子枠の内壁面は、一般に、機械加工により仕上げられるが、その表面には小さな凹凸部が存在する。
【００１４】
一方、固定子鉄心は、一般にケイ素鋼板を積層して構成されるが、ケイ素鋼板を積層して固定子鉄心を構成する際、ケイ素鋼板端部の不揃いによって固定子鉄心の外周面には固定枠と同様に凹凸が存在している。
【００１５】
このため、固定子枠の内壁部と固定子鉄心の外周面との間には、通常の場合、径方向に０．２〜０．３ｍｍ程度の間隙部が生じ、部分接触状態となっている。
【００１６】
外被冷却型の回転電機においては、固定子枠内壁部と固定子鉄心外周面とに形成される間隙部は空気層となるため、固定子鉄心や固定子枠に比べて熱伝導率がかなり小さく、この間隙部が熱抵抗となり固定子鉄心から固定子枠への熱移動を妨げることになり、固定子の冷却性能を低下させるという課題があった。
【００１７】
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、固定子巻線で発生する熱を、効率よく機外に放熱することにより、冷却性能の優れた回転電機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】
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためのものであって、本発明の一つの態様では、固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心が配設されて固定子を形成し、前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機において、前記固定子鉄心外周面と前記固定子枠の内壁部とで形成される間隙部に柔軟性を有する熱伝導性部材層を介在させたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の他の一つの態様では、固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心が配設されて固定子を形成し、前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機において、前記固定子鉄心外周部と対面する固定子枠の部分の一部を、前記固定子枠の他部の径方向肉厚より厚さが薄く、かつ前記固定子枠の熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する熱伝導性基材で構成し、前記熱伝導性基材と前記固定子鉄心外周部との間に形成される間隙部に熱伝導性部材層を形成したことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のさらに他の一つの態様では、固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心が配設されて固定子を形成し、前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機において、前記固定子鉄心外周面が冷却媒体と接触するように前記固定子枠の一部に切り欠き部を設けて、前記固定子鉄心外周面の一部を冷媒雰囲気に露出させるとともに、冷媒雰囲気に露出した固定子鉄心外周面に冷却媒体に腐蝕されない熱伝導性皮膜を形成したことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のさらに他の一つの態様では、固定子枠の内側に、固定子巻線を装着した固定子鉄心を配設して固定子を形成し、前記固定子巻線からの発熱を前記固定子鉄心または前記固定子枠を介して前記固定子の外被から放熱し、前記固定子の外被を冷却媒体と接触させて冷却を行なう外被冷却型回転電機の製造方法において、前記固定子鉄心外周面と前記固定子枠の内壁部との間に間隙部を形成し、前記固定子枠の外表面から前記固定子鉄心外周部に連通する連通孔を設け、前記連通孔を介して間隙部に、流動性を有する熱伝導性材料を充填すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、固定子鉄心の外周部と前記固定子枠との間隙部に熱伝導性部材層を介在させたことにより、固定子鉄心から固定子枠への熱移動が良好になり、固定子の冷却性能を向上させることができる。
【００２３】
また、固定子鉄心外周面の一部を冷媒雰囲気に露出させて、露出した固定子鉄心外周面を冷却媒体で冷却することで、固定子巻線から発生する熱を固定子鉄心を介して効率よく冷却することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る回転電機の種々の実施形態について、図面を参照して説明する。ここでは、外被冷却型の回転電機を例に挙げ、主として固定子鉄心と固定子枠の構成に着目して説明する。
【００２５】
［第１の実施形態］
本発明に係る回転電機の第１の実施形態について図１および図２を参照して説明する。図１は第１の実施形態に基づく回転電機における固定子周りの基本構成を示す要部縦断面図であり、図２は本発明の第１の実施形態に係る回転電機の一例であるバルブ水車発電機の部分縦断面図である。
【００２６】
図２に示すように、バルブ水車発電機は、水路１０中に固定子枠２とトップカバー１２で構成されたバルブの内部に発電機が組込まれている。このバルブの右側には図示しない水車ランナーが回転子軸８に取付けられている。固定子枠２の内壁部には固定子鉄心１に固定子巻線３を挿入した固定子４が密着固定され、その内側には回転子軸８とともに回転する磁極７aに界磁コイル７bを巻回した回転子７が設けられている。このバルブ発電機の運転時には、固定子巻線３による固定子４と、界磁コイル７ｂによる回転子８とのそれぞれで発熱がある。この発熱は、空気冷却器９からの冷却ガス６により冷却される。また、固定子４の冷却としては、固定子鉄心１を水路１０の冷却水５で冷却されている固定子枠２の内壁部に直接密着固して冷却する方式（外被水冷却方式）をとっている。
【００２７】
図１に示すように、固定子鉄心１が固定子枠２内に組み立てられる。固定子鉄心１は、たとえばケイ素鋼板１１を多数積層して形成されている。固定子巻線３が装着された固定子鉄心１の外周面１ａと固定子枠２の内壁部２ａとの間に形成された間隙部１３には、柔軟性に優れた熱伝導性部材層１４が設けられている。本実施形態において、熱伝導性部材層１４は、たとえば、１枚のグラファイトシートもしくは複数枚の薄いグラファイトシートを積層して構成されている。グラファイトシートは柔軟性及び可撓性に優れているため、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁面２ａとの間に挟み込まれて回転電機として組み立てられる過程で変形することで、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間に形成された間隙部１３が埋められる。
【００２８】
本実施形態によれば、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａに形成される間隙部１３に、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａのそれぞれの表面形状に応じて熱伝導性部材層１４が変形する。これにより、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間に形成される間隙部１３が埋められるため、間隙部１３に存在する熱伝導率の小さい空気層を熱伝導性に優れた材料に置換することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態においては、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間に形成される間隙部１３に介在する熱伝導率の小さい空気層は熱伝導性に優れ柔軟性を有する層で置換されるため、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間の熱抵抗が小さくなり、固定子鉄心１の熱が効率よく固定子枠２に移動し、固定子枠２からの放熱を促進し回転電機の冷却性能を向上させることができる。
【００３０】
［第２の実施形態］
本発明に係る回転電機の第２の実施形態について図３を参照して説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様または類似の構成部分については、共通の符号を付して重複する説明は省略する。図３は第２の実施形態に基づく回転電機における固定子周りの基本構成を示す要部縦断面図である。
【００３１】
図３に示すように、固定子鉄心１が固定子枠２内に組み立てられている。固定子巻線３が装着された固定子鉄心１の外周面１ａと固定子枠２の内壁部２ａとの間には、柔軟性に優れた熱伝導性部材層１４が形成されている。本実施形態においては、熱伝導性部材層１４は、流動性を有する熱伝導性材料、たとえば、シリコーンゴム、熱伝導性グリース等を主成分とする充填材３４を用い、充填材３４を固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間に形成された間隙部１３に充填して形成される。
【００３２】
上述した流動性を有する熱伝導性材料として、流動性を有する熱伝導性材料に熱伝導率の異なる熱伝導性材料を混合させた充填材を用いてもよい。たとえば、流動性を有する熱伝導性材料として、シリコーンゴムを採用した場合、窒化ボロン（ＢＮ）などを混合させた充填材を充填するようにすればより効果的である。また、固定子枠２内に固定子鉄心１を組み立てる際に、固定子鉄心外表面１ａまたは固定子枠内壁部２ａとで形成される間隙部１３に流動性を有する熱伝導性材料を塗布して組み立て、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間隙部１３に熱伝導性部材層１４が形成されるようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態によれば、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａに形成される間隙部１３には流動性および熱伝導性を有する充填材３４が充填され、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとで形成される間隙部１３が充填材３４で埋められるため、間隙部１３には熱伝導率の小さい空気層が熱伝導率の高い材料に置換される。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態においては、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間に形成される間隙部１３に介在する熱伝導率の小さい空気層が熱伝導率の高い材料に置換されるため、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間の熱抵抗が小さくなり、固定子鉄心１の熱が効率よく固定子枠２に移動し、固定子の冷却性能を向上させることができる。
【００３５】
なお、本実施形態において、間隙部１３への充填材３４の充填は、固定子枠２に、固定子枠２の外被から間隙部１３に連通する連通孔１５を設け、連通孔１５を介して固定子枠２の外被から充填材１４を充填するようにすれば微小な間隙部にも充填材が十分に行き渡りより効果的である。
【００３６】
このように、固定子枠２に、固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間隙部１３に連通する連通孔１５を設けることにより、回転電機の組み立て後においても充填材３４の充填が可能となる。したがって、経年変化で固定子鉄心外周面１ａと固定子枠内壁部２ａとの間に充填した充填材３４が劣化等により減少して新たに間隙部が発生した場合でも、連通孔１５から流動性の熱伝導性材料３４を追加充填できるので、初期状態に近い熱伝達性能を保持することが可能となる。
【００３７】
［第３の実施形態］
本発明に係る回転電機の第３の実施形態について図４を参照して説明する。なお、上述した第１または第２の実施形態と同様または類似の構成部分については、共通の符号を付して重複する説明は省略する。図４は第３の実施形態に基づく回転電機における固定子周りの基本構成を示す要部縦断面図である。
【００３８】
図４に示すように、固定子鉄心１が固定子枠２内に組み立てられている。固定子鉄心１の外周面１ａは直接冷却媒体としての水の流路１６に露出するように固定子枠２に固定子鉄心１が組み立てられている。なお、固定子鉄心１の外周面１ａには水に腐蝕されない熱伝導性の皮膜１７が形成されており、また、固定子鉄心１の外周面１ａには耐浸水処理を施されている。
【００３９】
本実施形態においては、固定子鉄心外周面１ａに水に腐蝕されない熱伝導性を有する皮膜１７を形成するとともに、固定子鉄心外周面１ａに防食処理を施すとともに、固定子鉄心外周面１ａを直接冷却媒体である水の流路１６に露出するよう構成したため、固定子鉄心１が腐食せず、固定子鉄心外周面１ａから冷却水への熱抵抗を小さくすることができ、固定子の冷却効率を向上させることができる。
【００４０】
図５は第３の実施形態の変形例である固定子の基本構成を示す要部縦断面図であり、外周部に突起部分を形成したケイ素鋼板１８を、ケイ素鋼板１１の積層工程において固定子鉄心軸方向に間隔を置いて介挿して、固定子鉄心１の外周面１ａに周方向に延びる突起１８が形成されるように積層したものである。
【００４１】
このように、固定子鉄心外周面１ａに周方向に延びる突起１８を形成したことにより、冷却水５の乱流促進効果が得られ、固定子鉄心１の冷却効率を増大させることができるため、回転電機の冷却性能を向上させることができる。
【００４２】
また、図６は第３の実施形態の他の変形例である固定子の基本構成を示す要部縦断面図であり、ケイ素鋼板１１の外周の一部に突起部分を形成し、ケイ素鋼板１１の積層工程において、固定子鉄心外周面１ａに軸方向に延びる伝熱拡大部１９が形成されるように積層したものである。
【００４３】
このように、固定子鉄心外周面１ａに軸方向に延びる伝熱拡大部１９を形成することにより、伝熱面積が拡大するため、固定子鉄心の冷却性能を向上させることができる。
【００４４】
図７は図６における伝熱拡大部１９を示す部分断面図であり、このように周方向に伝熱拡大部１９を複数箇所形成することにより伝熱面積拡大効果をさらに向上できる。
【００４５】
［第４の実施形態］
本発明に係る回転電機の第４の実施形態について図８を参照して説明する。なお、上述した第１ないし第３の実施形態と同様または類似の構成部分については、共通の符号を付して重複する説明は省略する。図８は第４の実施形態に基づく回転電機における固定子周りの基本構成を示す要部縦断面図である。
【００４６】
図８に示すように、固定子鉄心１が固定子枠２内に組み立てられている。固定子枠２の外壁部２ａの一部を切り欠いて、固定子鉄心１の外周面１ａに固定子枠２の径方向肉厚より厚さの薄い伝熱板２０を固定子枠２の背面に取り付けて、固定子鉄心１を固定子枠２に組み立てる構造にしたものである。固定子鉄心外周面１ａと伝熱板２０との間には第１の実施形態および第２の実施形態で用いたグラファイトシート、シリコーンゴム、熱伝導性グリース等により形成された熱伝導性部材層１４が介挿されている。
【００４７】
図９は本実施形態の変形例で、伝熱板２０の外周面２０ａに周方向に延びる突起２１を形成したものである。
【００４８】
また、図１０は本実施形態の他の変形例を示す回転電機における固定子周りの要部断面図である。伝熱板２０の外表面２０ａには、軸方向に延びる伝熱拡大部２２が形成されている。図１１は、図１０における伝熱拡大部２２の横断面を示す図である。
【００４９】
本実施形態においては、固定子枠２の一部を切り欠いて、この切り欠き部に配設した伝熱板２０の径方向肉厚が固定子枠２の径方向肉厚よりも薄くなっているため、径方向肉厚が一定厚さの固定子枠の場合と比較して熱抵抗が低減されるため、熱通過率が向上し、固定子の冷却性能を向上させることができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態においては、固定子鉄心外周面１ａと伝熱板２０との間には熱伝導性部材層１４が形成され、熱伝導率の小さい空気層が介在しなくなるため、固定子鉄心外周面１ａと伝熱板２０と間の熱抵抗が小さくなり、固定子の冷却性能を向上させることができる。
【００５１】
また、伝熱板２０の外周に突起を形成することにより、乱流促進による固定子鉄心から冷却水への熱伝達率の増大や伝熱面積拡大効果により、更に固定子の冷却性能を向上させることができる。
【００５２】
また、図１２は、さらに他の変形例を示す固定子の基本構成を示す要部断面図であり、伝熱板２０の外表面から、伝熱板２０の内壁部と固定子鉄心外周面１ａとの間隙部１３に連通する連通孔２４を設けて、連通孔２４を介して流動性を有する熱伝導性の充填材３４を充填して熱伝導性部材層１４を形成したものである。充填材３４としては、第２の実施形態の場合と同様に、シリコーンゴム、熱伝導性グリース等が用いられる。
【００５３】
これにより、経年変化で固定子鉄心外周面１ａと伝熱板２０の内壁面２０ａとの間隙部に充填した充填材３４が劣化等により減少した場合でも、連通孔２４から充填材３４を追加充填できるので、固定子鉄心１と伝熱板２０の間の熱抵抗を初期状態に保持することが可能となる。
【００５４】
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態はバルブ水車発電機を例にとって説明したが、本発明は、潜水艇電動機など、各種回転電機に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心外周部と固定子枠内壁部の組立状態を示す要部縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る回転電機の一例であるバルブ水車発電機の部分縦断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心外周部と固定子枠内壁面の組立状態を示す要部縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心外周部と固定子枠内壁面の組立状態を示す要部縦断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る回転電機の変形例である固定子鉄心外周部と固定子枠内壁面の組立状態を示す要部縦断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る回転電機の変形例である固定子鉄心外周部と固定子枠内壁面の組立状態を示す要部縦断面図。
【図７】図６のＡ−Ａ線矢視部分断面図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る回転電機の固定子鉄心外周部と固定子枠内壁部の組立状態を示す要部縦断面図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る回転電機の変形例である固定子を示す要部縦断面図。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る回転電機の変形例である固定子を示す要部縦断面図。
【図１１】図１０における伝熱板のＢ−Ｂ線矢視部分断面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る回転電機の変形例である固定子を示す要部縦断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１…固定子鉄心、１ａ…固定子鉄心外周面、２…固定子枠、２ａ…固定子枠内壁部、３…固定子巻線、４…固定子、１１…ケイ素鋼板、１３…間隙部、１４…熱伝導性部材層、１５…連通孔、１６…水の流路、１７…皮膜、１８…ケイ素鋼板、１９…伝熱拡大部、２０…伝熱板、２０ａ…伝熱板外表面、２１…突起、２２…伝熱拡大部、２４…連通孔、３４…充填材
【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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