(57)【要約】【課題】冷却能力は維持しながら、回転電機下端から軸中心までの高さおよび全高を高くすることなく冷却器を配置し、小型，軽量化した回転電機を提供すること。【解決手段】本発明では、上記課題を解決するために、回転子巻線が施された回転子鉄心と、該回転子鉄心とエアギャップを介して対向配置され、径方向に延びると共に、軸方向に所定間隔をもって複数の通風ダクトが設けられ固定子巻線が施された固定子鉄心と、これらを収納する固定子枠と、該固定子枠と固定子鉄心との間に設けられ仕切り板により軸方向に区切られた複数の通風セクションと、前記固定子枠内を流通し、機内を冷却する冷却媒体と、該冷却媒体の流通路の途中に設けられ該冷却媒体を冷却する冷却器と、前記通風セクションと繋がり、かつ、軸方向に連続している通風路とを備え、前記冷却器は、軸方向同位置で周方向に複数配置されていることを特徴とする。【選択図】図３
2007282366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子巻線が施された回転子鉄心と、該回転子鉄心とエアギャップを介して対向配置され、径方向に延びると共に、軸方向に所定間隔をもって複数の通風ダクトが設けられ固定子巻線が施された固定子鉄心と、これらを収納する固定子枠と、該固定子枠と固定子鉄心との間に設けられ仕切板により軸方向に区切られた複数の通風セクションと、前記固定子枠内を流通し、機内を冷却する冷却媒体と、該冷却媒体の流通路の途中に設けられ該冷却媒体を冷却する冷却器と、前記通風セクションと繋がり、かつ、軸方向に連続している通風路とを備え、
前記冷却器は、軸方向同位置で周方向に複数配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
回転子巻線が施された回転子鉄心と、該回転子鉄心とエアギャップを介して対向配置され、径方向に延びると共に、軸方向に所定間隔をもって複数の通風ダクトが設けられ固定子巻線が施された固定子鉄心と、これらを収納する固定子枠と、該固定子枠と固定子鉄心との間に設けられ仕切板により軸方向に区切られた複数の通風セクションと、前記固定子枠内を流通し、機内を冷却する冷却媒体と、該冷却媒体の流通路の途中に設けられ該冷却媒体を冷却する冷却器と、前記通風セクションと繋がり、かつ、軸方向に連続している通風路とを備え、
前記冷却器は、同一の前記通風セクション内の周方向に複数配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
回転子巻線が施された回転子鉄心と、該回転子鉄心とエアギャップを介して対向配置され、径方向に延びると共に、軸方向に所定間隔をもって複数の通風ダクトが設けられ固定子巻線が施された固定子鉄心と、これらを収納する固定子枠と、該固定子枠と固定子鉄心との間に設けられ仕切板により軸方向に区切られた複数の通風セクションと、前記固定子枠内を流通し、機内を冷却する冷却媒体と、該冷却媒体の流通路の途中に設けられ該冷却媒体を冷却する冷却器と、前記通風セクションと繋がり、かつ、軸方向に連続している通風路とを備え、
前記通風セクションは軸方向に仕切られて複数有し、前記冷却器は、軸方向に一つ置きで、かつ、同一の前記通風セクション内の周方向に複数配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
前記軸方向に連続している通風路は、前記冷却器と固定子枠との間に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項５】
前記冷却器は、回転電機の軸中心より下方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項６】
前記冷却器は、回転電機の軸中心より上方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項７】
前記冷却器は、回転電機の軸中心にして上下両方に配置され、かつ、上方に配置した冷却器を下方に配置した冷却器よりも冷却容量の大きいものとしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項８】
前記冷却器は、３箇所の軸方向それぞれの位置で、周方向に２個配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項９】
前記回転電機は、機内に封入された冷却媒体によって内部を冷却する密閉型、或いは全閉型であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の回転電機。
【請求項１０】
前記回転電機は、機内に取り込んだ空気を冷却媒体として内部を冷却する開放型であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の回転電機。
【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、機内を冷却するための冷却媒体が流れる通風路に冷却器が配置されているものに好適な回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却媒体を冷却する冷却器を備えた回転電機の例として、例えば国際公開第０１／
０１８９４３号パンフレットに記載されたものが知られている。
【０００３】
この公報に記載されている回転電機においては、回転電機上方あるいは下方に冷却器及び通風路を設け、回転電機機内における発熱により温度上昇した冷却媒体を、通風路を介して冷却器に導いて冷却している。
【０００４】
冷却器を有する回転電機においては、通風路は機内の冷却媒体を流通させるために機内の通風セクション間を繋ぐ役割を果たし、通風セクション内では冷却媒体は径方向及び周方向に流通している。
【０００５】
ところで、回転電機内に冷却媒体の流通が妨げられた部分ができると、その箇所が局所的に高温となり損傷などに至る可能性がある。従って、通風路及び冷却器は、通風セクションでの冷却媒体の流通を妨げないように配置する必要がある。
【０００６】
図１６及び図１７には、通風セクションでの冷却媒体の流通を妨げないように通風路及び冷却器を配置した一例として、回転電機の下方に冷却器及び通風路を設けた回転電機を示す。
【０００７】
該図において、１は固定子枠であり、この固定子枠１内には回転子巻線が施された回転子鉄心（図示せず）と、該回転子鉄心とエアギャップを介して対向配置され、径方向に複数の通風ダクトが設けられていると共に固定子巻線が施された固定子鉄心２が収納配置されている。そして、固定子枠１内に冷却媒体を封入して熱源である固定子鉄心２及び回転子鉄心等に流し、これら固定子鉄心２及び回転子鉄心等を冷却して温められた冷却媒体を、回転電機の下方である固定子鉄心２下部の固定子枠１内で、かつ、軸方向に３箇所設けられている冷却器３によって冷却した後、基礎ピット４に設けられている通風路５を通して再び固定子鉄心２及び回転子鉄心等に送るようにしている。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第０１／０１８９４３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上述の如く、回転電機の下方に冷却器３および通風路５を設けた構成とすると、回転電機下端から軸中心６までの高さが高くなってしまう。特に、回転電機下端から軸中心６までの高さが、回転軸に接続される原動機あるいは回転電機が駆動する回転体との接続部の高さより高い場合には、接続される原動機あるいは回転体の高さを調整するか、あるいは回転電機の設置箇所を掘り下げるなどの対策が必要となる。
【００１０】
一方、冷却器３を回転電機の上方に設置する場合には、回転電機下端から軸中心６までの高さは高くならないが、冷却器３を覆う冷却器カバーなどが必要となり、回転電機の全高が高くなり、更に冷却器カバーなどを設ける分の重量が増加することもある。
【００１１】
回転電機の全高および重量は、設置箇所の制限や輸送などに関わるため、できるだけ小さく、かつ、軽いことが望ましい。
【００１２】
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、冷却能力は維持しながら、回転電機下端から軸中心までの高さおよび全高を高くすることなく冷却器を配置し、小型，軽量化した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】
【００１３】
本発明では、上記目的を達成するために、回転子巻線が施された回転子鉄心と、該回転子鉄心とエアギャップを介して対向配置され、径方向に延びると共に、軸方向に所定間隔をもって複数の通風ダクトが設けられ固定子巻線が施された固定子鉄心と、これらを収納する固定子枠と、該固定子枠と固定子鉄心との間に設けられ仕切り板により軸方向に区切られた複数の通風セクションと、前記固定子枠内を流通し、機内を冷却する冷却媒体と、該冷却媒体の流通路の途中に設けられ該冷却媒体を冷却する冷却器と、前記通風セクションと繋がり、かつ、軸方向に連続している通風路とを備え、前記冷却器は、軸方向同位置で周方向に複数配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転電機の冷却能力を維持しながら、回転電機下端から軸中心までの高さおよび全高を上げずに冷却器を配置して小型，軽量化した回転電機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
冷却能力は維持しながら、回転電機下端から軸中心までの高さおよび全高を高くすることなく冷却器を配置し、小型，軽量化した回転電機を提供するという目的を、冷却器等の配置を工夫することにより、簡単に実現できる。
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例に基づき説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１乃至図５は本発明の第１の実施の形態であるタービン発電機の構成を示すものである。本実施の形態のタービン発電機は、機内に封入された冷却媒体によって機内を冷却する密閉型（或いは全閉型）である。
【００１８】
該図において、１１は固定子枠であり、この固定子枠１１の内側には円筒状の固定子鉄心１２が設けられている。固定子鉄心１２の内周部には、軸方向に連続したスロット１３を周方向に所定間隔をもって複数形成され、このスロット１３には、固定子巻線１４が収納されている。固定子鉄心１２には、径方向に放射状に延びた通風ダクト１５が軸方向に等間隔に複数形成されている（通風ダクト１５の配置は、不等間隔の場合も有り）。
【００１９】
固定子鉄心１２の内周側には、エアギャップ１６を介して回転子鉄心１７が対向配置されている。この回転子鉄心１７の外周部には、軸方向に連続したスロット（図示せず）を周方向に所定間隔をもって複数形成され、回転子鉄心１７には、回転子巻線（図示せず）が収納されている。回転子鉄心１７の両端には、回転子巻線の両端を押圧する円筒状のリティニングリング１８が設けられている。回転子鉄心１７の中心軸上には、軸方向両端側に延伸する回転軸１９が回転子鉄心１７と一体に設けられている。
【００２０】
固定子枠１１の軸方向両端には、円環状の閉塞部材であるエンドブラケット２０が設けられ、このエンドブラケット２０の内周側には、回転軸１９を回転自在に支承する軸受装置２１が設けられている。回転軸１９の一方端（軸受装置２１よりも外側）には、回転中の回転子巻線に電力を供給する集電装置２２が設けられている。この集電装置２２は、回転軸１９の一方端（軸受装置２１よりも外側）に設けた集電環にカーボン製のブラシを押圧接触させて固定側と回転側を電気的に接続するものである。回転軸１９の他方端（軸受装置２１よりも外側）には、発電機の回転源であるタービンとの連結部が形成されている。
【００２１】
回転軸１９の両端（軸受装置２１よりは内側）には、機内に封入された冷却媒体を昇圧させて、機内を循環させるファン２３が設けられている。本実施の形態では、冷却媒体の昇圧装置としてファン２３を用いた場合について説明したが、これ以外の昇圧装置を用いても構わない。回転軸１９の両端（軸受装置２１よりは内側）に設けられたファン２３は、中心線２４に対して左右対称な配置関係にある。中心線２４は、回転軸１９に対して直角に交わる交線であり、エンドブラケット２０間を左右対称に等分する２等分線である。
【００２２】
固定子枠１１の上面には、上面から突出するように上方に延びた端子２５を３相分設けられている。この端子２５は、電気的に接続された固定子巻線１４から発電電力を外部に取り出すためのものである。固定子枠１１の正面の２箇所及び背面の２箇所には吊具２６が設けられ、この吊具２６は、例えば発電機本体の基礎ピットへの据付けの際、クレーンによる発電機本体の吊上げに用いられる。
【００２３】
固定子枠１１と固定子鉄心１２との間には、周方向に連続した通風セクション２８ａ乃至２８ｇが軸方向に並列に設けられている。通風セクション２８ａ乃至２８ｇは、固定子枠１１と固定子鉄心１２との間の空間を軸方向に仕切る複数の環状の環状の仕切板２９と、固定子枠１１の内面と、固定子鉄心１２の外周面とから形成され、それぞれ通風ダクト１５と連通している。通風セクション２８ａ乃至２８ｇは、中心線２４に対して左右対称な配置となっている。
【００２４】
そして、本実施の形態では、軸方向に並列に設けられている通風セクション２８ａ乃至２８ｇのうち、軸方向に一つ置きに３箇所の通風セクション２８ｂ，２８ｄ，２８ｆ内で、かつ、軸中心より下方の固定子鉄心１２と固定子枠１１の間の周方向の２箇所に冷却器３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２を設けている。つまり、同一の通風セクション２８ｂ，２８ｄ，２８ｆ内の周方向の２箇所に冷却器３０ａ１，
３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２を配置している。
【００２５】
この冷却器３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２は、その冷却容量が従来設置されていた冷却器の半分に相当するものが周方向に２箇所設けられ、それが軸方向に３箇所設けられているもので、しかも、軸中心を通る水平線に対して斜め
４５度下方に位置し、その配置方向は、軸中心を通る径方向線に対して冷却器の長手方向が垂直となるようになっている。
【００２６】
また、固定子枠１１内の冷却器３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２より外側には、軸方向に連続している通風路３１ａ１，３１ａ２，３１ｂが設けられている。更に詳述すると、軸中心を通る水平線に対して斜め４５度下方に配置された冷却器と固定子枠１１の間には、断面三角形状の通風路３１ａ１，３１ａ２が、断面三角形状の頂点が固定子枠１１の角部に位置するように配置され、また、固定子鉄心１２の真下と固定子枠１１の間には、断面矩形形状の通風路３１ｂが配置されている。通風路
３１ａ１，３１ａ２は通風セクション２８ｂ，２８ｄ，２８ｆと連通し、通風路３１ｂは通風セクション２８ａ，２８ｃ，２８ｅ，２８ｇと連通している。
【００２７】
固定子鉄心１２とエンドブラケット２０との間には、径方向に連続した通風路３３乃至３６が設けられている。この通風路３３乃至３６は、固定子鉄心１２とエンドブラケット２０との間の空間をファン２３の外周側と対向する環状の仕切板３７によって仕切って形成されている。通風路３３，３４はファン２３の排気側と通風路３１ａ１，３１ａ２とを連通するものであり、中心線２４に対して左右対称な配置になっている。通風路３５，
３６はファン２３の入気側と通風路３１ｂを連通するものであり、中心線２４に対して左右対称な配置になっている。
【００２８】
発電機内部には、上述した通風路などによって構成した通風回路を複数形成している。中心線２４の一方側（図５の紙面に向って左側）には、第１の通風回路３９，第２の通風回路４０，第３の通風回路４１の３つの通風回路が形成されている。中心線２４の他方側（図５の紙面に向って右側）にも３つの通風回路が形成されている。中心線２４の一方側に形成された３つの通風回路と中心線２４の他方側に形成された３つの通風回路は、中心線２４に対して左右対称な配置になっており、冷却媒体の流れ及び温度上昇特性も左右対称な関係にある。
【００２９】
従って、以下においては、中心線２４の一方側の通風回路構成及び冷却媒体の流れについて説明する。
【００３０】
第１の通風回路３９は、図中実線の矢印で示した閉ループであり、ファン２３の排気側からエアギャップ１６を介して通風ダクト１５に至り、通風ダクト１５から通風セクション２８ａに至り、通風セクション２８ａから通風路３１ｂ，３５を介してファン２３の入気側に至る回路である。また、第１の通風回路３９は、通風セクション２８ａ，エアギャップ１６，通風ダクト１５が直列に配置されるように構成した回路である。
【００３１】
第２の通風回路４０は、図中点線の矢印で示した閉ループであり、ファン２３の排気側から通風路３３を介して冷却器３０ａ１に至り、冷却器３０ａ１から通風セクション28ｂ，通風ダクト１５，エアギャップ１６，通風ダクト１５，通風セクション２８ｃに至り、通風セクション２８ｃから通風路３１ｂ，３５を介してファン２３の吸気側に至る回路である。
【００３２】
第３の通風回路４１は、図中破線の矢印で示した閉ループであり、ファン２３の排気側から通風路３３を介して冷却器３０ｂ１に至り、冷却器３０ｂ１から通風セクション28ｄ，通風ダクト１５，エアギャップ１６，通風ダクト１５，通風セクション２８ｃに至り、通風セクション２８ｃから通風路３１ｂ，３５を介してファン２３の吸気側に至る回路である。
【００３３】
次に、冷却媒体の流れについて説明する。回転軸１９の回転により、機内に封入されている冷却媒体は昇圧され、ファン２３の排気側から各通風回路に流れる。
【００３４】
第１の通風回路３９では、ファン２３によって昇圧された冷却媒体は、エアギャップ
１６を通風セクション２８ａと連通する通風ダクト１５に向って軸方向に流れる。通風セクション２８ａと連通する通風ダクト１５に至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の内周側から外周側、即ち通風セクション２８ａに向って流れる。通風セクション２８ａに至った冷却媒体は固定子鉄心１２の外周側を冷却し、通風路３１ｂ，３５を介してファン２３の吸気側に流れる。
【００３５】
第２の通風回路４０では、ファン２３によって昇圧された冷却媒体は、固定子鉄心１２の端部及び固定子巻線１４のコイルエンド部を冷却しながら通風路３３を介して通風路
３１ａ１に向って径方向に流れる。通風路３１ａ１に至った冷却媒体は、冷却器３０ａ１に向って軸方向に流れる。冷却器３０ａ１に至った冷却媒体は、冷却器３０ａ１によって冷却され、固定子鉄心１２の外周側を冷却しながら通風セクション２８ｂを周方向に流れ、通風セクション２８ｂと連通する通風ダクト１５に流れる。通風セクション２８ｂと連通する通風ダクト１５に至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の外周側から内周側、即ちエアギャップ
１６に向って流れる。
【００３６】
エアギャップ１６に至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の内周側を冷却しながら通風セクション２８ｃと連通する通風ダクト１５に向って流れる。通風セクション２８ｃと連通する通風ダクト１５に至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の内周側から外周側、即ち通風セクション
２８ｃに向って流れる。通風セクション２８ｃに至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の外周側を冷却し通風路３１ｂ，３５を介してファン２３の吸気側に流れる。
【００３７】
第３の通風回路４１では、ファン２３によって昇圧された冷却媒体は、固定子鉄心１２の端部及び固定子巻線１４のコイルエンド部を冷却しながら通風路３３を通風路３１ａ１に向って流れる。通風路３１ａ１に至った冷却媒体は冷却器３０ｂ１に向って流れ、冷却器３０ｂ１に至った冷却媒体は冷却器３０ｂ１によって冷却され、固定子巻線１４の外周側を冷却しながら通風セクション２８ｄを周方向に流れ、通風セクション２８ｄと連通する通風ダクト１５に流れる。通風セクション２８ｄと連通する通風ダクト１５に至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の外周側から内周側、即ちエアギャップ１６に向って流れる。
【００３８】
エアギャップ１６に至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の内周側を冷却しながら通風セクション２８ｃと連通する通風ダクト１５に向って流れる。通風セクション２８ｃと連通する通風ダクト１５に至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の内周側から外周側、即ち通風セクション
２８ｃに向って流れる。通風セクション２８ｃに至った冷却媒体は、固定子鉄心１２の外周側を冷却し、通風路３１ｂ，３５を介してファン２３の吸気側に流れる。
【００３９】
以上のように構成した本実施の形態によれば、軸方向に並列に設けられている通風セクション２８ａ乃至２８ｇのうちの３箇所の通風セクション２８ｂ，２８ｄ，２８ｆ内で、かつ、軸中心より下方の固定子鉄心１２と固定子枠１１の間の周方向の２箇所に冷却器
３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２を設け、しかも、軸中心を通る水平線に対して斜め４５度下方に位置し、また、固定子枠１１内の冷却器３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２より外側には、軸方向に連続している通風路３１ａ１，３１ａ２，３１ｂが設けられているので、冷却能力を維持しながら、固定子鉄心１２の外周と固定子枠１１の間のスペースに冷却器３０ａ１，３０ａ２，
３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２を納めることができ、回転電機下端から軸中心までの高さが高くなることはなく、回転軸に接続される原動機あるいは回転電機が駆動する回転体との接続部の高さより高い場合でも接続される原動機あるいは回転体の高さを調整したり、あるいは回転電機の設置箇所を掘り下げるなどの対策が必要なくなる。
【００４０】
従って、回転電機の冷却能力を維持しながら、回転電機下端から軸中心までの高さおよび全高を上げずに冷却器を配置して小型，軽量化した回転電機を得ることができるという効果がある。
【００４１】
また、ファン２３によって昇圧された冷却媒体を固定子鉄心の軸方向中央部に位置する通風セクション２８ｄに導き、導かれた冷却媒体を冷却器３０ｂ１，３０ｂ２によって冷却し、冷却された冷却媒体を固定子鉄心１２の外周側から内周側に向って流通するようにしているので、冷却された冷たい冷却媒体を固定子鉄心１２の軸方向中央部に供給することができる。
【００４２】
従って、供給される冷却媒体の温度が最も高くなり、供給される冷却媒体の風量が最も少なくなる固定子鉄心１２の軸方向中央部を冷たい冷却媒体によって冷却することができ、エアギャップ１６に生じる局所的な発熱を抑え、機内の軸方向の温度上昇分布を平準化し、回転子の熱振動ストロークを抑制することができる効果もある。
【００４３】
尚、本実施の形態では、軸方向に並列に設けられている通風セクション２８ａ乃至28ｇのうちの３箇所の通風セクション２８ｂ，２８ｄ，２８ｆ内で、かつ、軸中心より下方の固定子鉄心１２と固定子枠１１の間の周方向の２箇所に冷却器３０ａ１，３０ａ２，
３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２を設置した例について説明したが、複数の冷却器を設置する軸方向位置あるいは通風セクションは一つ以上のいくつであってもよい。また、一つの軸方向位置あるいは通風セクションに設置する冷却器も２組以上のいくつであってもよく、回転電機上方に設置してもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、通風路３１ａ１，３１ａ２、の断面形状を三角形、通風路
３１ｂを長方形として説明したが、通風路の断面形状は円形などであってもよいことは言うまでもない。
【実施例２】
【００４５】
図６乃至図９は、本発明の第２の実施の形態であるタービン発電機の構成を示すものである。
【００４６】
本実施の形態のタービン発電機は、実施例１と同様に密閉型（或いは全閉型）であり、本実施の形態では、実施例１で説明した回転電機において、軸中心を通る水平線に対して斜め４５度下方に配置された冷却器３０ａ１，３０ａ２と固定子枠１１の間に設けられ、それぞれ軸方向に延びている通風路を、周方向に２つの断面三角形の通風路３１ｃ１と
３１ｄ１、通風路３１ｃ２と３１ｄ２に分け、軸方向に連続な通風路３１ｃ１，３１ｃ２を通風セクション２８ｄのみに連通させ、通風路３１ｄ１，３１ｄ２を通風セクション
２８ｆに連通させたものである。
【００４７】
通風路３０ｃ１，３０ｃ２と３０ｄ１，３０ｄ２の断面積は、通風セクション２８ｄ及び２８ｆの軸方向長さなどにより変え、本実施の形態では、軸方向中央部の通風セクション２８ｄに連通する通風路３１ｃ１，３１ｃ２の断面積を通風路３１ｄ１，３１ｄ２の断面積よりも大きく取り、通風セクション２８ｄに流入する風量を多くしている。
【００４８】
このような本実施の形態の構成とすることにより、上述した実施例１と同様な効果が達成できることは勿論、通風路の断面積を、通風セクションの軸方向長さなどにより変えているので、より効率的な冷却が行える。
【実施例３】
【００４９】
図１０乃至図１２は、本発明の第３の実施の形態であるタービン発電機の構成を示すものである。本実施の形態のタービン発電機は、機内に取り込んだ空気を冷却媒体として冷却する開放型の例を示す。
【００５０】
該図に示す本実施の形態のタービン発電機の概略構成は、実施例１及び２の密閉型（全閉型）と類似しており詳細説明は省略するが、本実施の形態のタービン発電機は開放型であるため、エンドブラケット２０の内周部側に、機内に外気を取り込むための入気口５１をファン２３と対向するように設けていると共に、固定子枠１１の外周部側に、機内に取り込んだ外気を機外に排出するための排気口５２を設けている。
【００５１】
また、固定子枠１１と固定子鉄心１２との間には、周方向に連続した通風セクション
２８ａ乃至２８ｇが軸方向に並列に設けられている。通風セクション２８ａ乃至２８ｇは、固定子枠１１と固定子鉄心１２との間の空間を軸方向に仕切る複数の環状の仕切板２９と、固定子枠１１の内面と、固定子鉄心１２の外周面とから形成され、それぞれ通風ダクト１５と連通している。通風セクション２８ａ乃至２８ｇは、中心線２４に対して左右対称な配置なっている。
【００５２】
そして、本実施の形態では、軸方向に並列に設けられている通風セクション２８ａ乃至２８ｇのうちの３箇所の通風セクション２８ｂ，２８ｄ，２８ｆ内で、かつ、軸中心より上方及び下方の固定子鉄心１２と固定子枠１１の間の周方向の４箇所に冷却器３０ｅ１，３０ｅ２，３０ｅ３，３０ｅ４，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｆ３，３０ｆ４，３０ｇ１，３０ｇ２，３０ｇ３，３０ｇ４を設けている。この冷却器３０ｅ１，３０ｅ２，３０ｅ３，３０ｅ４，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｆ３，３０ｆ４，３０ｇ１，３０ｇ２，３０ｇ３，３０ｇ４は、その冷却容量が従来設置されていた冷却器の略１／４に相当するものが周方向に４箇所設けられ、それが軸方向に３箇所設けられているもので、軸方向１箇所においては、軸中心を通る水平線に対して相対向するように配置されている。
【００５３】
また、固定子枠１１内の冷却器３０ｅ１，３０ｆ１，３０ｇ１、及び冷却器３０ｅ２，３０ｆ２，３０ｇ２の下部には、軸方向に連続している通風路３１ｅ１、及び通風路
３１ｅ２が設けられ、更に、冷却器３０ｅ３，３０ｆ３，３０ｇ３、及び冷却器３０ｅ４，３０ｆ４，３０ｇ４の上部の固定子枠１１上で、かつ、通風箱５３内には、軸方向に連続している通風路３１ｅ３、及び通風路３１ｅ４が設けられている。
【００５４】
発電機内部には、上述した通風路などによって構成した通風回路を複数形成している。中心線２４の一方側（図１２の紙面に向って左側）には、第１の通風回路５４，第２の通風回路５５，第３の通風回路５６の３つの通風回路が形成されている。中心線２４の他方側（図１２の紙面に向って右側）にも３つの通風回路が形成されている。中心線２４の一方側に形成された３つの通風回路と中心線２４の他方側に形成された３つの通風回路は、中心線２４に対して左右対称な配置になっており、冷却媒体の流れ及び温度上昇特性も左右対称な関係にある。
【００５５】
従って、以下においては、中心線２４の一方側の通風回路構成及び冷却媒体の流れについて説明する。
【００５６】
第１の通風回路５４は、図中実線の矢印で示した閉ループであり、冷却媒体が入気口
５１からファン２３で機内に導かれ、ファン２３，エアギャップ１６，通風ダクト１５，通風セクション２８ａ，通風路３１ｅ３を介して排気口５２に至る回路である。
【００５７】
第２の通風回路５５は、図中点線の矢印で示した閉ループであり、冷却媒体が入気口
５１からファン２３で機内に導かれ、ファン２３から通風路３３，通風路３１ｅ１を介して冷却器３０ｅ３に至り、冷却器３０ｅ３から通風セクション２８ｂ，通風ダクト１５，エアギャップ１６，通風ダクト１５，通風セクション２８ｃ，通風路３１ｅ３を介して排気口５２に至る回路である。
【００５８】
第３の通風回路５６は、図中破線の矢印で示した閉ループであり、冷却媒体が入気口
５１からファン２３で機内に導かれ、ファン２３から通風路３３，通風路３１ｅ１を介して冷却器３０ｆ３に至り、冷却器３０ｆ３から通風セクション２８ｄ，通風ダクト１５，エアギャップ１６，通風ダクト１５，通風セクション２８ｃ，通風路３１ｅ３を介して排気口５２に至る回路である。
【００５９】
次に、冷却媒体の流れについて説明する。ファン２３の回転により入気口５１から外気が機内に取り込まれ、ファン２３によって昇圧された外気は各通風回路に流れる。
【００６０】
第１の通風回路５４では、ファン２３によって昇圧された外気が、固定子鉄心１２の内周側を冷却しながらエアギャップ１６を通風セクション２８ａと連通する通風ダクト１５に向って流れ、通風ダクト１５に至った外気は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線
１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の内周側から外周側、即ち通風セクション２８ａに向って流れる。通風セクション２８ａに至った外気は、固定子鉄心１２の外周側を冷却し、通風路３１ｅ３を介して排気口５２に流れる。
【００６１】
第２の通風回路５５では、ファン２３によって昇圧された外気が、固定子鉄心１２の端部及び固定子巻線１４のコイルエンド部を冷却しながら通風路３３を通風路３１ｅ１に向って流れる。通風路３１ｅ１に至った外気は通風セクション２８ｂ内の冷却器３０ｅ３に向って流れ、冷却器３０ｅ３に至った外気は、この冷却器３０ｅ３によって冷却され、固定子鉄心１２の外周側を冷却しながら通風セクション２８ｂを周方向に流れ、通風セクション２８ｂと連通する通風ダクト１５に流れる。
【００６２】
通風セクション２８ｂと連通する通風ダクト１５に至った外気は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の内周側から外周側、即ちエアギャップ１６に向って流れる。エアギャップ１６に至った外気は、固定子鉄心１２の内周側を冷却しながら通風セクション２８ｃと連通する通風ダクト１５を流れ、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風セクション２８ｃに向って流れる。通風セクション２８ｃに至った外気は、固定子鉄心１２の外周側を冷却し、通風路３１ｅ３を介して排気口５２に流れる。
【００６３】
第３の通風回路５６では、ファン２３によって昇圧された外気が、固定子鉄心１２の端部及び固定子巻線１４のコイルエンド部を冷却しながら通風路３３を通風路３１ｅ１に向って流れる。通風路３１ｅ１に至った外気は通風セクション２８ｄ内の冷却器３０ｆ３に向って流れ、冷却器３０ｆ３に至った外気は、この冷却器３０ｆ３によって冷却され、固定子鉄心１２の外周側を冷却しながら通風セクション２８ｄを周方向に流れ、通風セクション２８ｄと連通する通風ダクト１５に流れる。
【００６４】
通風セクション２８ｄと連通する通風ダクト１５に至った外気は、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風ダクト１５を固定子鉄心１２の内周側から外周側、即ちエアギャップ１６に向って流れる。エアギャップ１６に至った外気は、固定子鉄心１２の内周側を冷却しながら通風セクション２８ｃと連通する通風ダクト１５を流れ、固定子鉄心１２の内部及び固定子巻線１４を冷却しながら通風セクション２８ｃに向って流れる。通風セクション２８ｃに至った外気は、固定子鉄心１２の外周側を冷却し、通風路３１ｅ３を介して排気口５２に流れる。
【００６５】
このように構成した本実施の形態によれば、機内に取り込んだ空気を冷却媒体として冷却する開放型のタービン発電機であっても、回転電機の冷却能力を維持しながら、回転電機下端から軸中心までの高さおよび全高を上げずに冷却器を配置して小型，軽量化した回転電機を得ることができるし、供給される冷却媒体の温度が最も高くなり、供給される冷却媒体の風量が最も少なくなる固定子鉄心の軸方向中央部を冷たい冷却媒体によって冷却することができ、エアギャップに生じる局所的な発熱を抑え、機内の軸方向の温度上昇分布を平準化し、回転子の熱振動ストロークを抑制することができる効果がある。
【００６６】
なお、本実施の形態では、軸方向位置３箇所に対し、各々４組の冷却器を設置した例について説明したが、複数の冷却器を設置する軸方向位置あるいは通風セクションは１つ以上いくつであってもよいし、また、１つの軸方向位置あるいは通風セクションに設置する冷却器も２組以上いくつであってもよいことは言うまでもない。
【実施例４】
【００６７】
図１３乃至図１５は、本発明の第４の実施の形態であるタービン発電機の構成を示し、開放型のタービン発電機の例である。
【００６８】
該図に示す本実施の形態では、軸方向に並列に設けられている３箇所の通風セクション内で、かつ、軸中心より下方の固定子鉄心１２と固定子枠１１の間に配置されている冷却器３０ｅ１，３０ｅ２，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｇ１，３０ｇ２及び固定子枠１１内の冷却器３０ｅ１，３０ｆ１，３０ｇ１、冷却器３０ｅ２，３０ｆ２，３０ｇ２の下部に設けられ軸方向に連続している通風路３１ｅ１，３１ｅ２、更に、固定子枠１１上に設けられ、軸方向に連続している通風路３１ｅ３，３１ｅ４の配置構成は、実施例３と同様である。
【００６９】
そして、本実施の形態では、固定子枠１１上に設けられ、軸方向に連続している通風路３１ｅ３，３１ｅ４の上方で、かつ、軸方向の２箇所の位置の周方向に２個、計４個の冷却器３０ｈ１，３０ｈ２，３０ｉ１，３０ｉ２を設置し、これらを冷却器カバー５７で覆っている。冷却器３０ｈ１,３０ｈ２は、軸中心より下方にある冷却器３０ｅ１,３０ｅ２に対して図１３の紙面左側にずれて位置し、冷却器３０ｉ１，３０ｉ２は、軸中心より下方にある冷却器３０ｇ１，３０ｇ２に対して図１３の紙面右側にずれて位置している。
【００７０】
また、通風路３１ｅ３，３１ｅ４の上方で、かつ、軸方向の２箇所の位置の周方向に設置されている冷却器３０ｈ１，３０ｈ２，３０ｉ１，３０ｉ２は、軸中心より下方の固定子鉄心１２と固定子枠１１の間に配置されている冷却器３０ｅ１，３０ｅ２，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｇ１，３０ｇ２より体格の大きい（冷却容量の大きい）ものを用い、言い換えると冷却器３０ｅ１，３０ｅ２，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｇ１，３０ｇ２は、冷却器３０ｈ１，３０ｈ２，３０ｉ１，３０ｉ２より小型のものを用いている。
【００７１】
このように構成した本実施の形態によれば、上述した実施例と同様な効果が得られ、特に、冷却器３０ｅ１，３０ｅ２，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｇ１，３０ｇ２よりも体格の大きい冷却器３０ｈ１,３０ｈ２,３０ｉ１,３０ｉ２を配置し、冷却器３０ｅ１,３０ｅ２，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｇ１，３０ｇ２は小型のものを用いており、回転電機の下端から軸中心までの高さを上げずに配置が可能である。また、小型の冷却器３０ｅ１，
３０ｅ２，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｇ１，３０ｇ２を用いたことにより、回転電機上方に設ける冷却器３０ｈ１，３０ｈ２，３０ｉ１，３０ｉ２を、上方のみに冷却器を配置する場合に比べて小型化することが出来るため、冷却器カバー５７も小さくなり、回転電機の全高を低減することが出来る効果がある。
【００７２】
なお、本実施の形態では、軸方向位置３箇所に対し、周方向に各々２組の冷却器を回転電機下方に設置した例を示しているが、複数の冷却器を設置する軸方向位置あるいは通風セクションはいくつあってもよい。また、１つの軸方向位置あるいは通風セクションに設置する冷却器も２組以上いくつであってもよいし、回転電機上方に設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の回転電機の第１の実施の形態であるタービン発電機を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における冷却媒体の通風経路を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態であるタービン発電機を示す正面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。
【図８】図６のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における冷却媒体の通風経路を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態であるタービン発電機を示す正面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における冷却媒体の通風経路を説明するための図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態であるタービン発電機を示す正面図である。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。
【図１５】図１３のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図１６】従来のタービン発電機を示す正面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１…固定子枠、１２…固定子鉄心、１４…固定子巻線、１５…通風ダクト、１６…エアギャップ、１７…回転子鉄心、１９…回転軸、２０…エンドブラケット、２１…軸受装置、２２…集電装置、２３…ファン、２４…中心線、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ…通風セクション、２９，３７…仕切板、３０ａ１，３０ａ２，３０ｂ１，３０ｂ２，３０ｃ１，３０ｃ２，３０ｄ１，３０ｄ２，３０ｅ１，３０ｅ２，３０ｅ３，３０ｅ４，３０ｆ１，３０ｆ２，３０ｆ３，３０ｆ４，３０ｇ１，３０ｇ２，３０ｇ３，３０ｇ４，３０ｈ１，３０ｈ２，３０ｉ１，３０ｉ２…冷却器、３１ａ１，
３１ａ２，３１ｂ，３１ｃ１，３１ｃ２，３１ｄ１，３１ｄ２，３１ｅ１，３１ｅ２，
３１ｅ３，３１ｅ４，３３，３４，３５，３６…通風路、３９，５４…第１の通風回路、４０，５５…第２の通風回路、４１，５６…第３の通風回路、５１…入気口、５２…排気口、５３…通風箱、５７…冷却器カバー。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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