ОХЛАЖДАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
COOLING STRUCTURE FOR DYNAMO-ELECTRIC MACHINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины, которая охлаждает динамоэлектрическую машину с использованием охладителя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Традиционно для получения компактного двигателя высокой выходной мощности рассматривалась конструкция для эффективного охлаждения частей, которые достигают высокой температуры, путем введения охладителя внутрь двигателя.
[0003] В качестве такой охлаждающей конструкции известна охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины, в которой канал потока охладителя переключается в соответствии с рабочим состоянием двигателя путем включения элемента переключения канала потока охладителя, выполненного с использованием пружины, пластины и т.п., в двигатель с постоянными магнитами (например, смотри Патентный документ 1). В известном в уровне техники эффективное охлаждение может быть реализовано путем подачи охладителя на катушку при вращении на низкой скорости, при которой температура катушки статора становится высокой, и путем подачи охладителя в ротор при вращении на высокой скорости, при которой температура магнита ротора становится высокой.
Документы известного уровня техники
Патентные документы
[0004] Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии № 2009-118686
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача, решаемая изобретением
[0005] Однако в описанном выше известном уровне техники для эффективного охлаждения двигателя необходимо включение элементов переключения канала потока охладителя, например, пружины, пластины и т.п., в ротор. Вследствие этого, существует проблема, заключающаяся в увеличении количества частей и увеличении этапов сборки, что приводит к возрастанию затрат. С учетом описанных выше проблем, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины, выполненной с возможностью недорогого и эффективного охлаждения двигателя.
Средства решения задачи
[0006] Охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с настоящим изобретением содержит выпуск охладителя, который выходит в канал подачи охладителя, так что охладитель разбрызгивается в направлении к конца катушки статора при вращении ротора. Настоящее изобретение выполнено в виде охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины, в которой степень, в которой блокирующая стенка, обеспеченная в канале разбрызгивания охладителя между выпуском охладителя и концами катушки, защищает концы катушки от охладителя, является низкой при вращении ротора на низкой скорости и высокой при вращении ротора на высокой скорости.
Эффекты изобретения
[0007] В настоящем изобретении расход, с которым охладитель, разбрызгиваемый в канале разбрызгивания охладителя из выпуска охладителя в направлении конца катушки под действием центробежной силы, подается на конец катушки и сердечник ротора, может изменяться в соответствии со скоростью вращения ротора, путем использования блокирующей стенки, обеспеченной между выпуском охладителя ротора и концом катушки статора. В связи с этим можно обеспечить охлаждающую конструкцию для динамоэлектрической машины, выполненную с возможностью недорогого и эффективного охлаждения двигателя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фигура 1 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с первым вариантом выполнения.
Фигура 2 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий основные части динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с первым вариантом выполнения.
Фигура 3 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий основные части динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии со вторым вариантом выполнения.
Фигура 4 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий основные части динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с третьим вариантом выполнения.
Фигура 5 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с четвертым вариантом выполнения.
Фигура 6 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с пятым вариантом выполнения.
Фигура 7 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с шестым вариантом выполнения.
Фигура 8 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с седьмым вариантом выполнения.
Фигура 9 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с восьмым вариантом выполнения.
Фигура 10 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с девятым вариантом выполнения.
Фигура 11 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с десятым вариантом выполнения.
Фигура 12 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с одиннадцатым вариантом выполнения.
Фигура 13 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с двенадцатым вариантом выполнения.
Фигура 14 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с тринадцатым вариантом выполнения.
ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Предпочтительные варианты выполнения для реализации охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с настоящим изобретением описаны ниже на основе вариантов выполнения, проиллюстрированных на чертежах.
Вариант выполнения 1
Далее будет описана конфигурация охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с первым вариантом выполнения. Сначала будет описана конструкция динамоэлектрической машины A, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с первым вариантом выполнения. Фигура 1 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий динамоэлектрическую машину A. Динамоэлектрическая машина A содержит кожух 1, ротор 2 и статор 3.
[0010] Кожух 1 содержит основной корпус 11 кожуха, имеющий по существу цилиндрическую форму, и пару крышек 12, 13, имеющих по существу форму диска, которые закрывают отверстия на обоих осевых концах основного корпуса 11 кожуха, образуя внутри пространство 14 кожуха.
[0011] Ротор 2 содержит вал 21 ротора и сердечник 22 ротора. Вал 21 ротора проходит вдоль центральной оси кожуха 1, и оба его конца поддерживаются с возможностью вращения на крышках 12, 13 посредством пары осевых подшипников 25, 26. Крышки 12, 13 содержат пару кольцевых выступов 12а, 13a, которые выступают в форме кольца в осевом направлении в пространство 14 кожуха, и внешние периметры осевых подшипников 25, 26 поддерживаются внутренними периметрами этих кольцевых выступов 12а, 13a.
[0012] Сердечник 22 ротора прикреплен к внешнему периметру вала 21 ротора в состоянии, в котором множество металлических пластин наложены друг на друга в осевом направлении, и два его концевых участка в осевом направлении поддерживаются парой торцевых пластин 22e, 22e. Динамоэлектрическая машина A в соответствии с первым вариантом выполнения представляет собой синхронный двигатель с постоянными магнитами, и сердечник 22 ротора содержит множество постоянных магнитов 22а, разнесенных друг от друга в окружном направлении.
[0013] Статор 3 содержит сердечник 31 статора. Сердечник 31 статора проходит через воздушный зазор от внешнего периметра сердечника 22 ротора и прикреплен к внутреннему периметру основного корпуса 11 кожуха. В дополнение, сердечник 31 статора содержит множество зубцов на внутреннем периметре, катушка 32 обмотана вокруг каждого зубца, и концы 32e катушки расположены на внешних сторонах двух осевых концов сердечника 31 статора. Сердечник 31 статора выполнен путем наложения друг на друга большого количества кольцеобразных стальных пластин в осевом направлении вала 21 ротора.
[0014] Динамоэлектрическая машина A, выполненная, как описано выше, может работать в качестве электродвигателя путем возбуждения катушки 32, а также может работать в качестве генератора, который вырабатывает электроэнергию с использованием движущей силы, которая передается на динамоэлектрическую машину A извне.
[0015] Далее будет описана охлаждающая конструкция динамоэлектрической машины A. Ротор 2 обеспечен каналом 4 подачи охладителя для подачи охлаждающей жидкости снаружи динамоэлектрической машины A. То есть динамоэлектрическая машина A представляет собой конструкцию для охлаждения постоянного магнита 22а и конца 32e катушки. В качестве охлаждающей жидкости может быть использовано охлаждающее масло, но это не является ограничением. В дополнение, охлаждающая жидкость подается и выпускается относительно динамоэлектрической машины A с использованием насоса, который не показан.
[0016] Канал 4 подачи охладителя содержит проточный канал 41 оси вращения, радиальный проточный канал 42 и осевой проточный канал 43 ротора. Проточный канал 41 оси вращения проходит в осевом направлении вдоль центральной оси вала 21 ротора от впуска 41a охладителя с одного конца вала 21 ротора, и его дистальный конец в направлении прохождения расположен по существу в центральном положении сердечника 22 ротора в осевом направлении.
[0017] Радиальный проточный канал 42 проходит радиально наружу от дистального конца проточного канала 41 оси вращения через вал 21 ротора в радиально промежуточное положение сердечника 22 ротора, и множество таких каналов образовано на расстоянии друг от друга в окружном направлении. Осевой проточный канал 43 ротора проходит от радиально наружного дистального конца каждого радиального проточного канала 42 и проходит вдоль осевого направления к двум осевым боковым торцевым поверхностям 22b, 22b сердечника 22 ротора, и выходит в выпуски 43а охладителя на двух осевых торцевых поверхностях 22b, 22b сердечника 22 ротора. Выпуски 43а охладителя обеспечены с по существу равными интервалами в окружном направлении на двух осевых боковых торцевых поверхностях 22b, 22b сердечника 22 ротора, как проиллюстрировано на Фигуре 2.
[0018] При вращении ротора 2 охлаждающая жидкость, подаваемая в канал 4 подачи охладителя из впуска 41a охладителя, проиллюстрированного на Фигуре 1, разбрызгивается из выпусков 43а охладителя на концы 32e катушки в направлении внешнего диаметра. В пространстве 14 кожуха участки, в которых охлаждающая жидкость разбрызгивается из выпусков 43а охладителя на концы 32e катушки таким образом, представляют собой каналы 14а разбрызгивания охладителя. То есть канал 14а разбрызгивания охладителя представляет собой пространство, расположенное между двумя боковыми торцевыми поверхностями 22b, 22b сердечника 22 ротора и кольцевыми выступами 12а, 13а крышек 12, 13 в осевом направлении и между выпуском 43а охладителя и концом 32e катушки в радиальном направлении.
[0019] Охлаждающая жидкость, которая разбрызгивается через этот канал 14а разбрызгивания охладителя, попадает в пространство 14 кожуха, возвращается в масляный резервуар, который не показан, через выпускные отверстия 11c, 11c, образованные в основном корпусе 11 кожуха, подвергается теплопередаче с использованием радиатора или т.п., который не показан, и возвращается в канал 4 подачи охладителя из впуска 41a охладителя.
[0020] Кроме того, охлаждающая конструкция в соответствии с первым вариантом выполнения обеспечена блокирующим стеночным элементом 5, который отражает часть охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой радиально наружу из выпусков 43а охладителя в направлении концов 32e катушки в канале 14а разбрызгивания охладителя. В первом варианте выполнения блокирующий стеночный элемент 5 прикреплен к крышкам 12, 13. Этот блокирующий стеночный элемент 5 имеет кольцевую форму на участке со стороны, удаленной от боковой торцевой поверхности 22b, как проиллюстрировано на Фигуре 2, и ограждает канал 14а разбрызгивания охладителя по всей окружности.
[0021] С другой стороны, со стороны, расположенной ближе к боковой торцевой поверхности 22b, блокирующий стеночный элемент 5 образует соединительные проходы 51, которые соединяют сторону выпусков 43а охладителя и сторону концов 32e катушки, как проиллюстрировано на Фигуре 1. То есть соединительные проходы 51 образованы зазором между осевой торцевой поверхностью блокирующего стеночного элемента 5 со стороны сердечника 22 ротора и боковой торцевой поверхностью 22b сердечника 22 ротора, и соединительными вырезами 51a, образованными в блокирующем стеночном элементе 5, как проиллюстрировано на Фигуре 2. Соединительные вырезы 51a обеспечены на торцевом участке блокирующего стеночного элемента 5 со стороны сердечника 22 ротора с равными интервалами в окружном направлении, и блокирующий стеночный элемент 5 имеет выпукло-вогнутую форму, как проиллюстрировано на Фигуре 2.
[0022] В связи с этим блокирующий стеночный элемент 5 ограждает выпуски 43а охладителя в направлении внешнего диаметра по всей окружности в положении, удаленном от двух боковых торцевых поверхностей 22b, 22b сердечника 22 ротора в осевом направлении, и площадь ограждения является большой, и степень ограждения является высокой в отношении концов 32e катушки в направлении внешнего диаметра. С другой стороны, в положении вблизи двух боковых торцевых поверхностей 22b, 22b сердечника 22 ротора в осевом направлении блокирующий стеночный элемент 5 содержит соединительные проходы 51, имеющие большие площади поперечного сечения со стороны, расположенной ближе к боковой торцевой поверхности 22b, и площадь ограждения является небольшой, и степень ограждения является низкой в отношении концов 32e катушки в направлении внешнего диаметра.
[0023] Действия первого варианта выполнения
Далее будет описано действие первого варианта выполнения. При приведении в действие динамоэлектрической машины A охладитель подается во впуск 41a охладителя канала 4 подачи охладителя. Охлаждающая жидкость, подаваемая в этот канал 4 подачи охладителя, разбрызгивается из выпусков 43а охладителя через каналы 14а разбрызгивания охладителя в направлении внешнего диаметра под действием центробежной силы вследствие вращения ротора 2. Таким образом, охлаждающая жидкость, разбрызгиваемая через каналы 14а разбрызгивания охладителя, осуществляет теплообмен и охлаждает постоянный магнит 22а ротора 2 и катушку 32 статора 3 и затем выпускается из выпускных отверстий 11c основного корпуса 11 кожуха. Динамоэлектрическая машина A охлаждается путем такой циркуляции охлаждающей жидкости.
[0024] В динамоэлектрической машине A части, которые будут выделять тепло, меняются между постоянным магнитом 22а ротора 2 и катушкой 32 статора 3 в зависимости от скорости вращения ротора 2. В общем при вращении на низкой скорости часто необходимо получать высокий выходной крутящий момент. В таком случае ток, текущий в катушке 32, увеличивается, что увеличивает потери в меди, и катушка 32 будет выделять тепло. С другой стороны, при вращении на высокой скорости магнитный поток, который пересекает постоянный магнит 22а, меняется более часто, что увеличивает потери на гистерезис и потери на вихревые токи, т.е. потери в железе, и постоянный магнит 22а входит в состояние, в котором более вероятно будет выделять тепло.
[0025] В связи с этим в первом варианте выполнения место, которое подлежит охлаждению, меняется путем изменения расхода подачи охладителя между постоянным магнитом 22а ротора 2 и катушкой 32 статора 3 на основе характеристик ограждения блокирующего стеночного элемента 5.
[0026] Операция изменения расхода подачи охлаждающей жидкости на сердечник 22 ротора и конец 32e катушки в зависимости от скорости вращения динамоэлектрической машины A, описанной выше в первом варианте выполнения, будет описана ниже. При вращении ротора 2 на низкой скорости центробежная сила, действующая на охлаждающую жидкость, которая разбрызгивается из выпусков 43а охладителя, относительно мала по сравнению с центробежной силой при вращении на высокой скорости, и расход потока охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпусков 43а охладителя, также является низким. В этом случае расход, с которым охлаждающая жидкость, разбрызгиваемая из выпусков 43а охладителя, проходит положение, близкое к двум боковым торцевым поверхностям 22b, 22b ротора 2 в осевом направлении, увеличивается, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ» на Фигуре 2, а расход, с которым охлаждающая жидкость, проходит положение, удаленное от двух боковых торцевых поверхностей 22b, 22b, уменьшается, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ».
[0027] В связи с этим при вращении ротора 2 на низкой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая не отражается блокирующим стеночным элементом 5, и которая проходит через соединительные проходы 51 в направлении концов 32e катушки, выше, чем при вращении на высокой скорости, а расход, который отражается блокирующим стеночным элементом 5, ниже, чем при вращении на высокой скорости. В связи с этим концы 32e катушки охлаждаются относительно более эффективно, чем сердечник 22 ротора.
[0028] С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости центробежная сила, действующая на охлаждающую жидкость, которая разбрызгивается из выпусков 43а охладителя, является относительно высокой по сравнению с центробежной силой при вращении на низкой скорости, и расход потока охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпусков 43а охладителя, становится высоким. В этом случае расход, с которым охлаждающая жидкость, разбрызгиваемая из выпусков 43а охладителя, проходит положение, близкое к двум боковым торцевым поверхностям 22b, 22b ротора 2 в осевом направлении, уменьшается, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ» на Фигуре 2, а расход, с которым охлаждающая жидкость, проходит положение, удаленное от двух боковых торцевых поверхностей 22b, 22b, увеличивается, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ».
[0029] В связи с этим при вращении ротора 2 на высокой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая проходит через соединительные проходы 51, ниже, чем при вращении на низкой скорости, и расход, который отражается блокирующим стеночным элементом 5, увеличивается по сравнению с расходом при вращении на низкой скорости. В связи с этим расход подачи на концы 32e катушки уменьшается, а расход подачи на сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а увеличивается. Таким образом, количество тепла, принимаемого от концов 32e катушки, уменьшается, температура охлаждающей жидкости, подаваемой на сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а, удерживается, и сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а эффективно охлаждаются.
[0030] В дополнение, путем обеспечения блокирующего стеночного элемента 5 расход потока охлаждающей жидкости (масла), которая течет из выпусков 43а охладителя радиально наружу при вращении ротора 2, ограничивается, и количество охлаждающей жидкости со стороны внутреннего диаметра блокирующего стеночного элемента 5 увеличивается по сравнению с тем, когда блокирующий стеночный элемент 5 не обеспечен. Соответственно, величина подачи охладителя (масла) на осевые подшипники 25, 26 увеличивается, и смазывающая способность может быть улучшена; в частности, величина подачи увеличивается при вращении на высокой скорости, и смазывающая способность может быть дополнительно улучшена.
[0031] Как описано выше, тепловыделяющие части динамоэлектрической машины A могут эффективно охлаждаться путем изменения степени отражения охладителя, который разбрызгивается радиально наружу из выпусков 43а охладителя, блокирующим стеночным элементом 5 в соответствии со скоростью вращения ротора 2. Такая разница в расходе подачи охладителя внутрь и наружу блокирующего стеночного элемента 5 в соответствии со скоростью вращения ротора 2 может быть достигнута с использованием простой конструкции, в которой между выпусками 43а охладителя ротора 2 и концами 32e катушки статора 3 обеспечен блокирующий стеночный элемент 5. В связи с этим можно обеспечить охлаждающую конструкцию для динамоэлектрической машины, выполненную с возможностью недорогого и эффективного охлаждения динамоэлектрической машины A.
[0032] Эффекты первого варианта выполнения
Ниже будут перечислены эффекты первого варианта выполнения.
1) Охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с первым вариантом выполнения содержит:
канал 4 подачи охладителя для введения охладителя в ротор 2 динамоэлектрической машины A, и
выпуски 43а охладителя, которые выходят в канал 4 подачи охладителя, так что охладитель разбрызгивается в направлении концов 32e катушки статора 3 при вращении ротора 2,
причем
в канале 14а разбрызгивания охладителя между выпусками 43а охладителя и концами 32e катушки обеспечен блокирующий стеночный элемент 5, который отражает охладитель, разбрызгиваемый из выпусков 43а охладителя при вращении ротора 2, и
степень, в которой блокирующий стеночный элемент 5 защищает концы 32e катушки от охладителя, является низкой при вращении ротора 2 на низкой скорости и высокой при вращении ротора 2 на высокой скорости.
В связи с этим путем использования простой и недорогой конфигурации, в которой обеспечен блокирующий стеночный элемент 5, степень защиты которого изменяется в зависимости от вращения на низкой скорости и вращения на высокой скорости, можно эффективно охлаждать концы 32e катушки при вращении ротора 2 на низкой скорости и эффективно охлаждать сердечник 22 ротора при вращении ротора 2 на высокой скорости. В связи с этим можно недорого и эффективно охлаждать динамоэлектрическую машину.
[0033] 2) В охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с первым вариантом выполнения
выпуски 43а охладителя обеспечены на двух осевых боковых торцевых поверхностях 22b, 22b сердечника 22 ротора 2, и
блокирующий стеночный элемент 5 выполнен так, что в канале 14а разбрызгивания охладителя образованы соединительные проходы 51, которые соединяют сторону выпусков 43а охладителя и сторону концов 32e катушки, и что площадь поперечного сечения соединительного прохода 51 больше со стороны боковой торцевой поверхности 22b сердечника 22 ротора, чем со стороны, удаленной от боковой торцевой поверхности 22b сердечника 22 ротора.
В связи с этим описанные выше действие и эффект 1) могут быть достигнуты с использованием простой конфигурации, в которой блокирующий стеночный элемент 5 обеспечен соединительными проходами 51, имеющими большую площадь поперечного сечения со стороны боковой торцевой поверхности 22b сердечника 22 ротора.
[0034] 3) В охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с первым вариантом выполнения
блокирующая стенка образована из крышек 12, 13 в кожухе 1 динамоэлектрической машины A, образующем боковые поверхности канала 14а разбрызгивания охладителя, и блокирующего стеночного элемента 5, который представляет собой отдельный корпус относительно сердечника 22 ротора.
В связи с этим по сравнению со случаем, когда блокирующая стенка образована как одно целое с одним из кожуха 1 и сердечника 22 ротора, изготовление упрощается, и установление площадей поперечного сечения соединительных проходов 51 и площади защиты в канале 14а разбрызгивания охладителя также упрощается.
[0035] Другие варианты выполнения
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с другими вариантами выполнения.
Поскольку другие варианты выполнения являются модифицированными примерами первого варианта выполнения, конфигурации, общие с первым вариантом выполнения, показаны теми же ссылочными позициями, что и в первом варианте выполнения, и их описание опущено, при этом описываются только отличия от первого варианта выполнения.
[0036] Вариант выполнения 2
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии со вторым вариантом выполнения. Фигура 3 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий ротор 2 и блокирующий стеночный элемент 205 охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии со вторым вариантом выполнения, и, как показано, форма блокирующего стеночного элемента 205 отличается от формы блокирующего стеночного элемента 5 в соответствии с первым вариантом выполнения.
[0037] То есть блокирующий стеночный элемент 205 имеет кольцевую форму по всей окружности. В дополнение, блокирующий стеночный элемент 205 содержит в качестве соединительных проходов множество первых соединительных отверстий 205a и вторых соединительных отверстий 205b, которые проходят через блокирующий стеночный элемент 205 и соответственно расположены с равными интервалами в окружном направлении.
[0038] Кроме того, первые соединительные отверстия 205a расположены со стороны, близкой к боковой торцевой поверхности 22b сердечника 22 ротора относительно вторых соединительных отверстий 205b, и имеют более длинную форму в окружном направлении, чем вторые соединительные отверстия 205b. В результате блокирующий стеночный элемент 205 выполнен так, что площадь поперечного сечения соединительных проходов 251, которые соединяют сторону выпусков 43а охладителя и сторону концов 32e катушки, больше со стороны, близкой к торцевой поверхности 22b сердечника 22 ротора, чем с удаленной стороны.
[0039] В связи с этим при вращении ротора 2 на низкой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая проходит через первые и вторые соединительные отверстия 205a, 205b, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ» и направляется на концы 32e катушки, выше, чем при вращении на высокой скорости, и концы 32e катушки могут эффективно охлаждаться.
[0040] С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая отражается блокирующим стеночным элементом 205, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ» на Фигуре 3, выше, чем при вращении на низкой скорости, и сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а могут эффективно охлаждаться. В связи с этим даже с использованием охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии со вторым вариантом выполнения могут быть достигнуты такие же эффекты, как описанные выше эффекты 1)-3).
[0041] Вариант выполнения 3
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с третьим вариантом выполнения. Фигура 4 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий ротор 2 и блокирующий стеночный элемент 305 охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с третьим вариантом выполнения, и, как показано, форма блокирующего стеночного элемента 305 отличается от формы блокирующего стеночного элемента 5 в соответствии с первым вариантом выполнения. Блокирующий стеночный элемент 305 имеет кольцевую форму по всей окружности. Таким образом, соединительный проход 351, который пропускает охлаждающую жидкость, образован между дистальной торцевой поверхностью блокирующего стеночного элемента 305 в осевом направлении вала 21 ротора и расположенной напротив боковой торцевой поверхностью 22b сердечника 22 ротора.
[0042] В связи с этим при вращении ротора 2 на низкой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43a охладителя, которая проходит через соединительный проход 351 между боковой торцевой поверхностью 22b ротора 2 и дистальной торцевой поверхностью блокирующего стеночного элемента 305, становится выше, чем при вращении на высокой скорости, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ» на Фигуре 4.
[0043] В связи с этим расход подачи охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпусков 43а охладителя на концы 32e катушки, увеличивается, и концы 32e катушки могут эффективно охлаждаться.
[0044] С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости доля, которая проходит через положение, удаленное от ротора 2 в осевом направлении, увеличивается, и расход, который отражается блокирующим стеночным элементом 305, увеличивается, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ» на Фигуре 4. Соответственно, доля расхода потока, охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая проходит через блокирующий стеночный элемент 305 и течет в направлении внешнего диаметра, уменьшается по сравнению с вращением на низкой скорости, и расход, который подается на сердечник 22 ротора, увеличивается, тем самым эффективно охлаждая сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а. В связи с этим даже при использовании охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с третьим вариантом выполнения могут быть достигнуты такие же эффекты, как описанные выше эффекты 1)-3).
[0045] Вариант выполнения 4
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с четвертым вариантом выполнения. Фигура 5 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с четвертым вариантом выполнения, и, как показано, форма блокирующего стеночного элемента 405 отличается от формы блокирующего стеночного элемента 5 в соответствии с первым вариантом выполнения.
[0046] Блокирующий стеночный элемент 405 содержит основную пластину 405а и кольцевой стеночный участок 405b. Основная пластина 405а имеет форму диска и прикреплена к дистальным торцевым поверхностям кольцевых выступов 12а, 13а крышек 12, 13. Кольцевой стеночный участок 405b имеет кольцевую форму и соединен как одно целое с участком внешнего периметра основной пластины 405а. Форма этого кольцевого стеночного участка 405b может быть любой из форм блокирующих стеночных элементов 5, 205, 305, проиллюстрированных в вариантах выполнения с первого по третий. В связи с этим в дополнение к описанным выше эффектам вариантов выполнения с первого по третий, четвертый вариант выполнения имеет эффект, заключающийся в том, что несущая способность блокирующего стеночного элемента 405 в крышках 12, 13 может быть улучшена.
[0047] Вариант выполнения 5
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с пятым вариантом выполнения. Пятый вариант выполнения представляет собой пример, в котором блокирующая стенка образована как одно целое с кожухом 1. Фигура 6 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, обеспеченной охлаждающей конструкцией для динамоэлектрической машины в соответствии с пятым вариантом выполнения, и кольцевые выступы 512a, 513a крышек 512, 513, которые образуют кожух 1, используются в качестве блокирующих стенок.
[0048] То есть дистальные торцевые поверхности 512b, 513b кольцевых выступов 512a, 513a расположены ближе к двум боковым торцевым поверхностям 22b, 22b ротора 2 по сравнению с первым вариантом выполнения. Таким образом, канал 14а разбрызгивания охладителя, проходящий между ними, используется в качестве соединительного прохода 551, который соединяет сторону выпусков 43а охладителя и сторону концов 32e катушки.
[0049] В связи с этим при вращении ротора 2 на низкой скорости охлаждающая жидкость, разбрызгиваемая из выпусков 43а охладителя, проходит положение вблизи дистальных торцевых поверхностей 512b, 513b кольцевых выступов 512a, 513a, как обозначено стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», так же, как в первом варианте выполнения. Соответственно, доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая проходит через соединительный проход 551 и направляется на концы 32e катушки, является высокой, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», а доля, которая направляется из выпусков 43а к дистальным торцевым поверхностям 512b, 513b в наклонном осевом направлении, является низкой, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ». Соответственно, при вращении ротора 2 на низкой скорости концы 32e катушки охлаждаются более эффективно, чем ротор 2.
[0050] С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости доля, которая проходит через соединительный проход 551 и направляется на концы 32e катушки, является низкой, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», а доля, которая направляется из выпусков 43а к дистальным торцевым поверхностям 512b, 513b в наклонном осевом направлении, является высокой, как обозначено стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ». Расход охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая отражается кольцевыми выступами 512a, 513a, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ», и направляется к внутреннему диаметру, увеличивается. Соответственно, при вращении ротора 2 на высокой скорости сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а охлаждаются более эффективно, чем концы 32e катушки.
[0051] Кроме того, в охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с пятым вариантом выполнения блокирующая стенка образована как одно целое с кольцевыми выступами 512a, 513а крышек 512, 513, которые образуют кожух 1 динамоэлектрической машины, образующий боковую поверхность канала 14а разбрызгивания охладителя. Поскольку в качестве блокирующей стенки не используется независимый блокирующий стеночный элемент, можно уменьшить количество частей и добиться снижения затрат.
[0052] Вариант выполнения 6
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с шестым вариантом выполнения. Фигура 7 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с шестым вариантом выполнения, и этот шестой вариант выполнения представляет собой пример, в котором блокирующий стеночный элемент 605 обеспечен на роторе 2. Блокирующий стеночный элемент 605 содержит основную пластину 605a и кольцевой стеночный участок 605b. Основная пластина 605a имеет форму диска и обеспечена на обоих осевых концах сердечника 22 ротора, а также служит в качестве торцевой пластины.
[0053] Кольцевой стеночный участок 605b имеет кольцевую форму, присоединен как одно целое вдоль внешнего периферийного краевого участка основной пластины 605a и расположен вблизи кольцевых выступов 12а, 13а крышек 12, 13, так что его дистальная торцевая поверхность ограждает пространство между выпусками 43а охладителя и концами 32e катушки. Кроме того, в кольцевом стеночном участке 605b образованы соединительные проходы 651, которые соединяют сторону выпусков 43а охладителя и сторону концов 32e катушки в канале 14а разбрызгивания охладителя, в виде отверстий, образованных с равными интервалами в окружном направлении, так же, как первые и вторые соединительные отверстия 205a, 205b, показанные во втором варианте выполнения.
[0054] В связи с этим в шестом варианте выполнения при вращении ротора 2 на низкой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая проходит через соединительные проходы 651 и направляется на концы 32e катушки, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», становится высокой. С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая отражается кольцевым стеночным участком 605b, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ» и направляется к внутреннему диаметру, становится высокой.
[0055] В связи с этим описанные выше эффекты 1)-3) также могут быть достигнуты с использованием шестого варианта выполнения. Кроме того, поскольку в шестом варианте выполнения основная пластина 605a блокирующего стеночного элемента 605 также служит в качестве торцевой пластины сердечника 22 ротора, можно уменьшить количество частей.
[0056] Вариант выполнения 7
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с седьмым вариантом выполнения. Фигура 8 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с седьмым вариантом выполнения. В седьмом варианте выполнения конструкция динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины, отличается от первого варианта выполнения, и используется так называемая динамоэлектрическая машина обмоточного типа. То есть сердечник 722 ротора 702 содержит множество пазов, которые не показаны, со стороны внешнего периметра в радиальном направлении с равными интервалами в окружном направлении, и катушки 727, расположенные в пазах, обмотаны вокруг сердечника 722 ротора; магнитные полюса ротора 702 возбуждаются путем возбуждения катушек 727. Концы 727e катушек расположены в краевых участках двух боковых торцевых поверхностей сердечника 722 ротора в направлении внешнего диаметра.
[0057] Блокирующий стеночный элемент 705 имеет кольцевую форму так же, как в третьем варианте выполнения, и соединительный проход 751 образован между дистальной торцевой поверхностью блокирующего стеночного элемента 705 и боковой торцевой поверхностью 722b сердечника 722 ротора, включающей в себя конец 727e катушки, обращенный к дистальной торцевой поверхности блокирующего стеночного элемента.
[0058] В связи с этим в седьмом варианте выполнения при вращении ротора 2 на низкой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая проходит через соединительный проход 751 и направляется на концы 32e катушки, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», становится высокой. С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая отражается блокирующим стеночным элементом 705, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ», и направляется к внутреннему диаметру, становится высокой. В связи с этим описанные выше эффекты 1)-3) также могут быть получены с использованием седьмого варианта выполнения.
[0059] Вариант выполнения 8
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с восьмым вариантом выполнения. Фигура 9 представляет собой вид разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с восьмым вариантом выполнения, и этот восьмой вариант выполнения представляет собой пример, в котором используется так называемая динамоэлектрическая машина индукционного типа. То есть сердечник 822 ротора 802 содержит множество проводящих стержней 827 на участке внешнего периметра в радиальном направлении с равными интервалами в окружном направлении, и индукционный ток вырабатывается в роторе 802 вращающимся магнитным полем, полученным с использованием статора 3, тем самым создавая вращательный крутящий момент.
[0060] Блокирующий стеночный элемент 805 имеет кольцевую форму так же, как в третьем варианте выполнения, и соединительный проход 851 образован между дистальной торцевой поверхностью блокирующего стеночного элемента 805 и боковой торцевой поверхностью 822b сердечника 822 ротора, включающей в себя проводящий стержень 827, обращенный к дистальной торцевой поверхности блокирующего стеночного элемента. В связи с этим такие же эффекты, как описанные выше эффекты 1)-3), также могут быть получены с использованием динамоэлектрической машины индукционного типа в охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с восьмым вариантом выполнения.
[0061] Вариант выполнения 9
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с девятым вариантом выполнения. Фигура 10 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с девятым вариантом выполнения. Девятый вариант выполнения отличается от первого варианта выполнения конструкциями канала 904 подачи охладителя и блокирующего стеночного элемента 905. То есть канал 904 подачи охладителя содержит осевой проточный канал 940 и выпускные отверстия 941. Осевой проточный канал 940 образован в осевом центральном положении вала 921 ротора по всей длине в осевом направлении. В дополнение, выпускные отверстия 941 проходят через вал 921 ротора в положении между кольцевыми выступами 12а, 13а крышек 12, 13 и двумя боковыми торцевыми поверхностями 22b, 22b сердечника 22 ротора в осевом направлении и соединяют осевой проточный канал 940 и пространство 14 кожуха. Таким образом, выпуски 941a охладителя образованы на поверхности внешнего периметра вала 921 ротора.
[0062] В дополнение, динамоэлектрическая машина содержит блокирующий стеночный элемент 905 между выпусками 941a охладителя и концами 32e катушки. Блокирующий стеночный элемент 905 имеет кольцевую форму и прикреплен к кольцевым выступам 12а, 13а крышек 12, 13. Кроме того, блокирующий стеночный элемент 905 обеспечен соединительными проходами 951 в положении напротив выпусков 941a охладителя. То есть соединительные проходы 951 образованы множеством отверстий, разнесенных друг от друга в окружном направлении, проходящих через блокирующий стеночный элемент 905 в радиальном направлении так же, как во втором варианте выполнения.
[0063] В связи с этим блокирующий стеночный элемент 905 выполнен так, что площадь поперечного сечения соединительных проходов 951, которые соединяют сторону выпусков 941a охладителя и сторону концов 32e катушки в канале 14а разбрызгивания охладителя, является большой со стороны переднего положения выпуска 941a охладителя в направлении внешнего диаметра и маленькой со стороны, удаленной от этого положения в осевом направлении.
[0064] Далее будет описано действие девятого варианта выполнения.
В девятом варианте выполнения при вращении ротора 2 охлаждающая жидкость, которая подается в осевой проточный канал 940, разбрызгивается в направлении внешнего диаметра из выпусков 941a охладителя. Во время разбрызгивания часть охладителя разбрызгивается прямо в направлении внешнего диаметра, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», а часть охладителя разбрызгивается под углом в направлении кольцевых выступов 12а, 13а крышек 12, 13 и двух боковых торцевых поверхностей 22b, 22b сердечника 22 ротора, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ».
[0065] При вращении ротора 2 на низкой скорости доля охладителя, который разбрызгивается прямо в направлении внешнего диаметра из выпусков 941a охладителя, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», является высокой; соответственно, доля охладителя, который проходит через соединительные проходы 951 блокирующего стеночного элемента 905, является высокой, и концы 32e катушки эффективно охлаждаются.
[0066] С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости центробежная сила действует сильнее, и доля охладителя, который разбрызгивается под углом, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ, увеличивается; в связи с этим расход охладителя, отражаемого блокирующим стеночным элементом 905, увеличивается. Соответственно, расход подачи охладителя на концы 32e катушки уменьшается, а расход подачи на сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а увеличивается. Таким образом, количество тепла, принимаемого от концов 32e катушки, уменьшается, температура охлаждающей жидкости, подаваемой на сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а, удерживается, и сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а эффективно охлаждаются.
[0067] В дополнение, путем обеспечения блокирующего стеночного элемента 905 расход потока охлаждающей жидкости (масла), которая течет из выпусков 941а охладителя радиально наружу при вращении ротора 2, ограничивается, и количество охлаждающей жидкости со стороны внутреннего диаметра блокирующего стеночного элемента 905 увеличивается по сравнению с тем, когда блокирующий стеночный элемент 905 не обеспечен. Соответственно, величина подачи охладителя (масла) на осевые подшипники 25, 26 увеличивается, и смазывающая способность может быть улучшена; в частности, величина подачи увеличивается при вращении на высокой скорости, и смазывающая способность может быть дополнительно улучшена.
[0068] Как описано выше, в охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с девятым вариантом выполнения
выпуски 941a охладителя обеспечены на поверхности внешнего периметра вала 921 ротора, которая поддерживает с возможностью вращения сердечник 22 ротора, и
блокирующий стеночный элемент 905 выполнен так, что в канале 14а разбрызгивания охладителя образованы соединительные проходы 951, которые соединяют сторону выпусков 941а охладителя и сторону концов 32e катушки, и что площадь поперечного сечения соединительных проходов 951 больше со стороны переднего положения выпуска 941a охладителя в направлении внешнего диаметра, чем со стороны, удаленной от стороны переднего положения в осевом направлении.
В связи с этим при вращении ротора 2 на низкой скорости доля охлаждающей жидкости, которая проходит через соединительные проходы 951 блокирующего стеночного элемента 905, является высокой, и концы 32e катушки эффективно охлаждаются. С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости расход охлаждающей жидкости, которая отражается блокирующим стеночным элементом 905, становится высоким, и сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а эффективно охлаждаются. В дополнение, поскольку в девятом варианте выполнения описанные выше действие и эффекты могут быть достигнуты с использованием простой конфигурации, обеспеченной блокирующим стеночным элементом 905, имеющим соединительные проходы 951, изготовление упрощается, и установление площадей поперечного сечения соединительных проходов 951 и площади защиты в канале 14а разбрызгивания охладителя также упрощается.
[0069] Вариант выполнения 10
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с десятым вариантом выполнения. Фигура 11 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с десятым вариантом выполнения. Десятый вариант выполнения является модифицированным примером девятого варианта выполнения и представляет собой пример, в котором используется так называемая динамоэлектрическая машина индукционного типа. То есть сердечник 122 ротора 102 содержит множество проводящих стержней 827 на участке внешнего периметра в радиальном направлении с равными интервалами в окружном направлении, и индукционный ток вырабатывается в роторе 102 вращающимся магнитным полем, полученным с использованием статора 3, тем самым создавая вращательный крутящий момент. В связи с этим в десятом варианте выполнения в динамоэлектрической машине индукционного типа могут быть получены такие же действие и эффекты, как в девятом варианте выполнения.
[0070] Вариант выполнения 11
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с одиннадцатым вариантом выполнения. Фигура 12 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с одиннадцатым вариантом выполнения. В одиннадцатом варианте выполнения в качестве динамоэлектрической машины используется динамоэлектрическая машина обмоточного типа, показанная в седьмом варианте выполнения. То есть сердечник 222 ротора 202 содержит множество пазов, которые не показаны, со стороны внешнего периметра в радиальном направлении с равными интервалами в окружном направлении, и катушки 727, расположенные в пазах, обмотаны вокруг сердечника 722 ротора; магнитные полюса ротора 702 возбуждаются путем возбуждения катушек 727. Концы 727e катушек расположены в краевых участках двух боковых торцевых поверхностей сердечника 222 ротора в направлении внешнего диаметра.
[0071] Блокирующий стеночный элемент 115 имеет кольцевую форму, и соединительный проход 151 образован между дистальной торцевой поверхностью блокирующего стеночного элемента 115 и торцевой поверхностью сердечника 222 ротора, включающей в себя конец 727e катушки, обращенный к дистальной торцевой поверхности блокирующего стеночного элемента.
[0072] В связи с этим в одиннадцатом варианте выполнения при вращении ротора 2 на низкой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая проходит через соединительные проходы 151 и направляется на концы 32e катушки, как обозначено пунктирной стрелкой «НИЗКАЯ СКОРОСТЬ», становится высокой. С другой стороны, при вращении ротора 2 на высокой скорости доля охлаждающей жидкости, разбрызгиваемой из выпусков 43а охладителя, которая отражается блокирующим стеночным элементом 115, как обозначено сплошной стрелкой «ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ», и направляется к внутреннему диаметру, становится высокой. В связи с этим в одиннадцатом варианте выполнения также могут быть получены такие же эффекты, как в девятом варианте выполнения.
[0073] Вариант выполнения 12
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с двенадцатым вариантом выполнения. Фигура 13 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с двенадцатым вариантом выполнения. Двенадцатый вариант выполнения отличается от первого варианта выполнения конструкцией канала 124 подачи охладителя, а блокирующий стеночный элемент 5 и кожух 1 являются такими же, как в первом варианте выполнения.
[0074] Канал 124 подачи охладителя содержит проточный канал 241 оси вращения, радиальный проточный канал 242 и осевой проточный канал 243 ротора. Осевой проточный канал 243 ротора проходит через сердечник 22 ротора по всей длине в осевом направлении в положении на радиально внутренней стороне постоянного магнита 22а так же, как в первом варианте выполнения. Отличие от первого варианта выполнения заключается в режиме подачи охлаждающей жидкости в осевой проточный канал 243 ротора и подачи охлаждающей жидкости из осевого проточного канала 243 ротора в пространство 14 кожуха.
[0075] То есть выпуски 243a охладителя, которые подают охлаждающую жидкость из осевого проточного канала 243 ротора в пространство 14 кожуха, открыты только на торцевой пластине 222e с одного конца в осевом направлении (правая сторона на чертеже). Подача охлаждающей жидкости в осевой проточный канал 243 ротора выполняется с другого конца в осевом направлении (левая сторона на чертеже).
[0076] Поскольку охлаждающая жидкость подается в концевые участки осевого проточного канала 243 ротора, конфигурации проточного канала 241 оси вращения и радиального проточного канала 242 отличаются от первого варианта выполнения. Проточный канал 241 оси вращения проходит от впуска 241a охладителя на одном конце вала 21 ротора (левый концевой участок на чертеже) до положения торцевой пластины 222e сердечника 22 ротора со стороны, близкой к впуску 241a охладителя в осевом направлении вдоль центральной оси вала 21 ротора.
[0077] Радиальный проточный канал 242 содержит первый радиальный проточный канал 242a и второй радиальный проточный канал 242b. Первый радиальный проточный канал 242a проходит через вал 21 ротора в радиальном направлении в положении, которое перекрывается с каналом 14а разбрызгивания охладителя в осевом направлении.
[0078] Второй радиальный проточный канал 242b образован вдоль сердечника 22 ротора, проходя через вал 21 ротора в положении, которое перекрывается с торцевой пластиной 222e в осевом направлении. Участок вдоль сердечника 22 ротора образован путем формирования канавки на торцевой поверхности торцевой пластины 222e. В дополнение, множество осевых проточных каналов 243 ротора, первых радиальных проточных каналов 242a, вторых радиальных проточных каналов 242b и выпусков 243a охладителя, как описано выше, образованы по существу с равными интервалами в окружном направлении.
[0079] Далее будет описано действие двенадцатого варианта выполнения. При вращении ротора 12R охлаждающая жидкость, которая подается в канал 124 подачи охладителя из впуска 241a охладителя, как проиллюстрировано на Фигуре 13, разбрызгивается в направлении внешнего диаметра в канале 14а разбрызгивания охладителя пространства 14 кожуха из первого радиального проточного канала 242a под действием центробежной силы. Дополнительно, наряду с вышеописанным охлаждающая жидкость, которая охлаждает ротор 12R через радиальный проточный канал 242 и осевой проточный канал 243 ротора, разбрызгивается в направлении внешнего диаметра в канале 14а разбрызгивания охладителя пространства 14 кожуха из выпуска 243a охладителя с одного конца ротора 12R.
[0080] Действие охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпуска 243a охладителя, является таким же, как в первом варианте выполнения. То есть при вращении ротора 12R на низкой скорости расход потока охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпусков 243a охладителя, является низким, доля, которая проходит через блокирующий стеночный элемент 5 в направлении концов 32e катушки, выше, чем при вращении на высокой скорости, а расход, который отражается блокирующим стеночным элементом 5, ниже, чем при вращении на высокой скорости. В связи с этим концы 32e катушки охлаждаются относительно более эффективно, чем сердечник 22 ротора.
[0081] С другой стороны, при вращении ротора 12R на высокой скорости расход потока охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпусков 243a охладителя, становится высоким, доля, которая проходит через соединительный проход 51, уменьшается по сравнению с вращением на низкой скорости, расход подачи на концы 32e катушки уменьшается, а расход подачи на сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а увеличивается. Таким образом, сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а эффективно охлаждаются.
[0082] Действие охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из первого радиального проточного канала 242a, является таким же, как описано выше; при вращении ротора 12R на низкой скорости расход потока охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпуска 243a охладителя, является низким. Соответственно, доля охладителя, который проходит через блокирующий стеночный элемент 5 в направлении концов 32e катушки, выше, чем при вращении на высокой скорости, и концы 32e катушки охлаждаются относительно более эффективно, чем сердечник 22 ротора.
[0083] С другой стороны, при вращении ротора 12R на высокой скорости расход потока охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из выпусков 243a охладителя, становится высоким, доля, которая проходит через соединительный проход 51, уменьшается по сравнению с вращением на низкой скорости, расход подачи на концы 32e катушки уменьшается, а расход подачи на сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а увеличивается. Таким образом, сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а эффективно охлаждаются.
[0084] В дополнение к эффектам 1), 2) и 3), описанным выше в первом варианте выполнения, охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с описанным выше двенадцатым вариантом выполнения имеет следующие эффекты. Поскольку подача охлаждающей жидкости в осевой проточный канал 243 ротора выполняется из второго радиального проточного канала 242b, образованного в торцевой пластине 222e, все наложенные друг на друга стальные пластины, которые образуют сердечник 22 ротора, могут иметь одинаковую форму. В связи с этим можно уменьшить количество частей сердечника 22 ротора для уменьшения сложности наложения друг на друга стальных пластин, имеющих разные формы в заданных положениях, при изготовлении и для снижения затрат.
[0085] Вариант выполнения 13
Далее будет описана охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с тринадцатым вариантом выполнения. Фигура 14 представляет собой вид в разрезе динамоэлектрической машины, в отношении которой применена охлаждающая конструкция для динамоэлектрической машины в соответствии с тринадцатым вариантом выполнения. Тринадцатый вариант выполнения является модифицированным примером двенадцатого варианта выполнения, и канал 134 подачи охладителя содержит первый осевой проточный канал 243A ротора и второй осевой проточный канал 243B ротора. Два осевых проточных канала 243A, 243B ротора имеют одинаковые конструкции, но режим подачи охлаждающей жидкости и подача из выпусков 243a охладителя в пространство 14 кожуха отличаются.
[0086] То есть ротор 13R содержит торцевые пластины 222e, обеспеченные вторым радиальным проточным каналом 242b, как показано в двенадцатом варианте выполнения, с обоих концов в осевом направлении. Таким образом, как показано, первый осевой проточный канал 243a ротора соединен со вторым радиальным проточным каналом 242b, как показано в правом концевом участке на чертеже, и содержит выпуск 243a охладителя, как показано с левой стороны на чертеже. С другой стороны, второй осевой проточный канал 243b ротора соединен со вторым радиальным проточным каналом 242b в левом концевом участке, как показано на чертеже, и содержит выпуск 243a охладителя, как показано с левой стороны на чертеже.
[0087] В связи с этим проточный канал 341 оси вращения проходит от впуска 341a охладителя с одного конца вала 21 ротора (левый концевой участок, как показано на чертеже) до положения торцевой пластины 222e со стороны, удаленной от впуска 341a охладителя в осевом направлении, вдоль центральной оси вала 21 ротора.
[0088] В дополнение к наличию первого радиального проточного канала 242a и второго радиального проточного канала 242b так же, как двенадцатом варианте выполнения, радиальный проточный канал 242 содержит второй радиальный проточный канал 242b, образованный в торцевой пластине 222e, как показано с правой стороны на чертеже.
[0089] Как описано выше, поскольку первый радиальный проточный канал 242a выходит в канал 14а разбрызгивания охладителя с левой стороны на чертеже, предпочтительно, чтобы количество первых осевых проточных каналов 243A ротора было больше, чем количество вторых осевых проточных каналов 243B ротора.
[0090] В охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с описанным выше тринадцатым вариантом выполнения так же, как в двенадцатом варианте выполнения, при вращении ротора 13R охлаждающая жидкость, которая подается в канал 134 подачи охладителя, разбрызгивается в направлении внешнего диаметра в канале 14а разбрызгивания охладителя пространства 14 кожуха из первого радиального проточного канала 242a под действием центробежной силы. Дополнительно, наряду с вышеописанным охлаждающая жидкость, которая охлаждает ротор 13R через радиальный проточный канал 242 и два осевых проточных канала 243A, 243B ротора, разбрызгивается в направлении внешнего диаметра в канале 14а разбрызгивания охладителя пространства 14 кожуха из выпусков 243a охладителя.
[0091] Таким образом, так же, как в двенадцатом варианте выполнения, при вращении ротора 13R на низкой скорости доля охладителя, который проходит через блокирующий стеночный элемент 5 из первого радиального проточного канала 242a и выпусков 243a охладителя в направлении концов 32e катушки, выше, чем при вращении на высокой скорости, и концы 32e катушки эффективно охлаждаются.
[0092] С другой стороны, при вращении ротора 13R на высокой скорости расход потока охлаждающей жидкости, которая разбрызгивается из первого радиального проточного канала 242a и выпусков 243a охладителя, становится высоким, доля, которая проходит через соединительный проход 51, уменьшается по сравнению с вращением на низкой скорости, и сердечник 22 ротора и постоянный магнит 22а эффективно охлаждаются.
[0093] В дополнение к эффектам 1), 2) и 3), описанным выше в первом варианте выполнения, в охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с описанным выше тринадцатым вариантом выполнения все наложенные друг на друга стальные пластины, которые образуют сердечник 22 ротора, могут иметь одинаковую форму, так же, как в двенадцатом варианте выполнения. В связи с этим можно уменьшить количество частей сердечника 22 ротора для уменьшения сложности наложения друг на друга стальных пластин, имеющих разные формы в заданных положениях, при изготовлении и для снижения затрат.
[0094] Выше описаны варианты выполнения охлаждающей конструкции для динамоэлектрической машины в соответствии с настоящим изобретением, но конкретные конфигурации не ограничиваются этими вариантами выполнения, и различные модификации и дополнения к конструкции могут быть выполнены без отклонения от объема охраны изобретения в соответствии с каждым пунктом формулы изобретения.
[0095] Например, в вариантах выполнения был приведен пример, в котором блокирующий стеночный элемент обеспечен на одном из сердечника ротора и кожуха, но блокирующий стеночный элемент может быть обеспечен как на сердечнике ротора, так и на кожухе, и между ними может быть образован соединительный проход. В дополнение, блокирующий стеночный элемент может быть образован как одно целое с одним из корпуса и сердечника ротора в качестве блокирующей стенки. Дополнительно, при формировании соединительных проходов в блокирующей стенке форма их поперечного сечения не ограничивается формами, показанными в вариантах выполнения.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0096] Настоящая заявка заявляет право приоритета на основании заявки на патент Японии № 2015-149033, поданной в Патентное ведомство Японии 28 июля 2015 года, содержание которой полностью включено в настоящее описание путем ссылки.