[發明專利]密閉式旋轉電機

無效

• 申請號: 200910159629.X
• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN101640450A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 巖井康;巖重健五;飯塚元信;藤垣哲朗;木村守;郡大佑
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02K9/02
• 分類號: H02K9/02;H02K9/18;H02K1/32;H02K1/20
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 張敬強

技術領域

本發明涉及密閉式旋轉電機，尤其涉及適合于用換熱器對冷卻旋轉電機主體而被加熱的制冷劑進行冷卻，從而再利用于旋轉電機主體的冷卻的密閉式旋轉電機。

背景技術

旋轉電機具有轉子和定子；轉子與旋轉軸一起旋轉，并在軸向具有連通的通風道；定子以既定的間隙相對地配置在轉子的徑向外側；發電機及電動機是代表性的裝置。在旋轉電機中，尤其是密閉式旋轉電機，是通過使制冷劑在密閉容器內部循環，并通過旋轉電機內而進行冷卻的旋轉電機。密閉式旋轉電機在沙漠或海岸之類的場合，設置環境的大氣以原狀引入旋轉電機內時，由于有可能因混入了沙子或鹽分的空氣而損傷了機內的設備或生銹而使其劣化，由于能在這種環境下在不吸入外部大氣的狀態下進行冷卻而抑制其劣化，因而與開放式旋轉電機比較特別有用。

作為這種密閉式旋轉電機的種類，有制冷劑僅從轉子的軸向一方側流入而冷卻轉子和定子的類型和制冷劑從轉子的旋轉軸的兩端側流入而冷卻轉子和定子的類型。

就前者的制冷劑僅從轉子的旋轉軸端的一方的流入密閉式旋轉電機而言，由于制冷劑從高溫的轉子和定子吸收熱，因而，隨著在旋轉軸向從制冷劑流入側過渡到流出側制冷劑的溫度上升，吸收熱的制冷劑的溫度上升。因此，若將上述流入側與流出側進行比較，轉子和定子由于在流出側制冷劑達到高溫而難于被冷卻。

另一方面，作為后者的密閉式旋轉電機，有例如專利文獻1(日本特開2000-245108號公報)所公開的電機。該專利文獻1公開的電機的構造為，冷卻了轉子及定子的制冷劑在通過設置于定子的徑向外側換熱器而進行了熱交換之后，便向軸向兩端側分流，從轉子的軸向兩端側流入而再次冷卻轉子及定子。采用這種構造，由于制冷劑從轉子的軸向兩端側流入，因此能夠避免兩軸端的轉子及定子的溫度上升產生很大的差這類事態。

這里，在密閉式旋轉電機中，如上所述，使制冷劑在密閉容器內循環。因此，應冷卻轉子及定子冷卻達到高溫的制冷劑并具有與轉子及定子鄰接的換熱器。換熱器設有通過在旋轉軸方向使外部氣體通過而與機內比較變成低溫的傳熱管，通過使高溫制冷劑與該傳熱管接觸而冷卻高溫制冷劑。隨著外部氣體在傳熱管內部向排出側(排氣側)推進，由于外部氣體的溫度被高溫制冷劑加熱而上升，因而，傳熱管的溫度越靠近排氣側也越高。因此，與引入外部氣體側(進氣側)比較，制冷劑在排氣側通過與傳熱管的接觸而被冷卻的效果較小，變成高溫。

在上述專利文獻1公開的密閉式旋轉電機中，通過了換熱器的制冷劑向排氣側和進氣側分流，并用于再次冷卻轉子及定子。即，在換熱器的傳熱管處于比較高溫狀態的排氣側，與進氣側比較則由高溫的制冷劑冷卻，轉子及定子的溫度在排氣側比進氣側高，不能實現軸向的溫度分布的均勻化，排氣側的最高溫度增高。

發明內容

于是，本發明的目的就在于通過實現轉子及定子的軸向的溫度分布的均勻化，降低轉子及定子的最高溫度，從而提高作為繞組覆膜的絕緣介質的耐久性，提高旋轉電機的絕緣可靠性。

為實現上述目的，本發明的密閉式旋轉電機具有：與旋轉軸一起旋轉，并且具有制冷劑通過的軸向通風道的轉子；在該轉子的徑向外側以既定的間隙與上述轉子相對配置，并在徑向具有制冷劑通過的徑向通風道的定子；與該定子鄰接配置，并具有外部氣體從進氣側向排氣側通過其內部的傳熱管，與冷卻了旋轉電機內之后的制冷劑進行熱交換的換熱部；在內部容納上述轉子、上述定子、上述換熱部的密閉容器；設置在上述轉子的軸向通風道的中途，并阻斷制冷劑在軸向穿過該軸向通風道內的間隔部；其特征在于，上述間隔部設置在比軸向中心位置靠上述排氣側。

本發明的效果是，根據本發明的密閉式旋轉電機，通過降低排氣側的最高溫度，實現轉子及定子的軸向的溫度分布的均勻化，降低轉子及定子的最高溫度，從而能提高作為繞組覆膜的絕緣介質的耐久性，提高旋轉電機的絕緣可靠性。

附圖說明

圖1是本發明的第一實施方式的垂直于轉子及定子的軸向的剖視圖。

圖2是本發明的第一實施方式的密閉式旋轉電機的軸向剖視圖。

圖3是表示使間隔部的位置在軸向變化時，各自的定子繞組的軸向溫度分布圖。

圖4是表示使間隔部的位置在軸向變化時，各自的定子繞組的最高溫度的圖。

圖5是本發明的第二實施方式的垂直于轉子及定子的軸向的剖視圖。

圖6是本發明的第二實施方式的密閉式旋轉電機的軸向剖視圖。

圖7是本發明的第三實施方式的垂直于轉子及定子的軸向的剖視圖。

圖8是本發明的第三實施方式的密閉式旋轉電機的軸向剖視圖。