发电机和冷却结构制造技术

一种发电机的冷却结构。在该结构中，冷却油通过铁芯（７）内部的冷却油通道（２８）将铁芯（７）内部冷却。另外，冷却空气通过铁芯（７）内部的冷却空气通道（３１）和铁芯（７）的内周和转子（４）的外周的间隙（５）冷却铁芯（７）的内部和转子（４）。因此，可以冷却定子（６）的内周侧和转子（４），从而得到有效的冷却效果。另外，通过从冷却油通道（２８）向冷却空气通道（３１）喷射冷却油，利用冷却油的气化潜热可以进一步得到有效的冷却效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及转子高速旋转的发电机中的冷却结构，特别是涉及可以获得有效的冷却效果的发电机的冷却结构。
技术介绍
下面参照图13～图15对发电机进行说明。以小型燃气轮机作为原动力的发电机进行说明该例。在图中，1是发电机，其包括机壳2，收纳并用轴承3可旋转地支持在所述机壳2上的转子4，收纳在机壳2中并空出间隙5配置在所述转子4的外围的定子6。所述转子4例如由钐钴等永久磁铁构成。所述定子6由多片薄钢片(例如厚度0.15mm的硅钢片)迭成的铁芯7和绕装在所述铁芯7上的线圈8构成。在所述铁芯7的中央设有圆形通孔15，同时多个长槽16呈放射状且与所述通孔15连通地设置。所述转子4空出若干间隙5地插通在所述通孔15中。另外在所述多个长槽16中配置有所述线圈8。在所述机壳2中分别设置有冷却油入口9和冷却油出口10及连接所述冷却油入口9和所述冷却油出口10并通过所述定子6的外周的冷却油通路11。所述冷却油通路11由所述冷却油入口9连通的分叉放射状部分和通过所述定子6的外周的环状部分以及所述冷却油出口10连通的相同的分叉放射状部分组成。另外，在所述机壳2上分别设置有润滑油入口12、润滑油出口13和连通所述润滑油入口12和润滑油出口13并润滑轴承3的润滑油通路14。在图中，17是所谓微燃气透平的小型燃气透平。该小型燃气透平17包括由高速轴承19可旋转地支持在机壳18上的旋转轴20、固定在所述转轴20上的压缩机侧叶轮21和透平侧轮22。在所述小型透平17上设置有燃烧器23和再生热交换器24。在所述发电机1的转子4和所述小型透平17的旋转轴20之间配置联轴器25。下面对所述发电机1和小型燃气透平17的作动进行说明。首先，所述小型燃气透平17通过所述发电机1内装的起动电动机(图中未示出)起动。于是转动轴20、压缩机侧叶轮21、透平侧转子22旋转。大气中空气(图13中用点划线箭头表示)随着转子22的旋转被压缩机侧叶轮21吸引，压缩。该压缩空气(图13中用实线箭头表示)与燃料(如都市燃气等)混合，在燃烧器23中燃烧。该燃烧燃气(图13中用点线箭头表示)使透平侧转子22旋转并与所述压缩空气在所述热交换器24中热交换后排到大气中。所述旋转轴20随着由于所述透平侧转子22高速旋转而高速旋转。该旋转轴的高速旋转通过所述联轴器25减速成后传递给所述高速发电机1的转子4，所述转子4高速旋转。通过使上述转子4以例如大约50,000～80,000rpm的高速旋转，在所述发电机1中发电。另一方面，在所述发电机1中，分别在所述冷却油入口9供给冷却油(图14中用点划线表示)，在所述润滑油入口12供给润滑油(图14中用双点划线表示)。所述冷却油从冷却油入口9通过冷却油通路11和所述定子6的外周冷却定子6的外周侧后从冷却油出口10排到外部。润滑油从润滑油入口12通过润滑油通路14润滑轴承3等后从润滑油出口13排到外部。在所述发电机1中，在其结构上使损失能量作为热积蓄在内部。即转子4一高速旋转，就产生高频波，发生涡流，因此转子4和定子6被加热，该转子4和定子6温度一上升，就因磁通量减少，而使发电效率降低。因此在发电机1中转子4和定子6的冷却是必要的。顺便说一下，发电机的发电能力例如超过大约50KW、外界大气温度约50℃时，转子4和定子6的温度将大约为150～180℃，因此如前所述，转子4和定子6的温度必须冷却到140℃以下。可是，所述现有的发电机1中的冷却结构是在机壳2的内周与定子6的外周之间设置冷却油通路11。因此，虽然能用冷却油冷却定子6的外周侧，但冷却定子6的内周侧和转子4却很困难。其结果，存在不能得到有效的冷却效果的问题。因而，本专利技术的目的是提供一种发电机中的冷却结构，该冷却结构可以收到有效的冷却效果。
技术实现思路
本专利技术的特征是在机壳上分别设置冷却油入口和冷却油出口，并在铁芯中设置通过铁芯的内部、连通冷却油入口和冷却油出口之间的冷却油通路。其结果，本专利技术能够靠通过铁芯内部的冷却油通路、冷却油通过铁芯内部并冷却铁芯内部。因此可以冷却定子的内周侧和转子，收到有效的冷却效果。本专利技术的特征是在机壳上分别设置冷却空气入口和冷却空气出口，并在铁芯中设置通过铁芯的内部、且经过铁芯的内周和转子的外周的间隙与冷却空气入口和冷却空气出口之间连通的冷却空气通道。其结果，本专利技术冷却空气能够通过所述冷却空气通路，通过铁芯内部及其铁芯内周和转子外周的间隙冷却其铁芯内部和转子。因此能冷却定子的内周侧和转子，收到有效的冷却效果。另外，该专利技术由于用冷却空气冷却转子的外周，与用冷却油冷却转子的外周的情况相比较，不会由于转子的离心力的作用而使冷却油很难进入转子的外周，并且也没有浸蚀冷却油通路的可能性等。另外，与冷却油比较，不会由于转子的转动搅拌冷却油而产生损失而出现转子旋转阻力变大等问题。另外，本专利技术另一特征是分别在机壳内设置有冷却油入口和冷却油出口和冷却空气入口和冷却空气出口，并在铁芯上分别设置连通铁芯内部且连通冷却油入口和冷却油出口之间的冷却油通路、和连通其铁芯的内部且经过铁芯的内周和转子外周的间隙连通冷却空气入口和冷却空气出口间的冷却空气通路。其结果，本专利技术冷却油可以靠通过铁芯部的冷却油通路经铁芯的内部冷却其铁芯的内部。而且靠所述冷却空气通路冷却空气可以通过铁芯内部及其铁芯的内周和转子外周的间隙冷却其铁芯的内部和转子。因此能冷却定子的内周侧和转子，收到有效的冷却效果。另外，本专利技术由于用冷却空气冷却转子的外周，与用冷却油冷却转子的外周的情况相比较，不会由于转子的离心力的作用而使冷却油很难进入转子的外周，并且也没有浸蚀冷却油通路的可能性等。另外，与冷却油比较，不会由于转子的转动搅拌冷却油而产生损失而出现转子旋转阻力变大等问题。而且，本专利技术由于从冷却油通路中到冷却空气通路中使冷却油雾化，从而可以得到利用冷却油的雾的汽化潜热的更有效的冷却效果。另外，本专利技术通过冲压加工数种孔和(或)槽的数种薄钢片的组合，形成冷却油通路和冷却空气通路。其结果本专利技术可以通过简单的冲压加工，可以简单地形成任意的冷却油通路和冷却空气通路。附图说明图1是说明本专利技术的发电机的冷却结构的实施例的纵剖面图；图2是表示冷却油和冷却空气流动的冷却油通道和冷却空气通道说明图；图3是图2的III-III线的剖面图；图4是图2的IV-IV线的剖面图；图5是图2的V-V线的剖面图；图6是图2的VI-VI线的剖面图；图7是图2的VII-VII线的剖面图；图8是图2的VIII-VIII线的剖面图；图9是图6和图7的沿IX-IX线箭头向视图；图10是表示蛇形状的冷却油通道的局部剖面说明图；图11是表示带翅片的冷却油通道的局部剖面说明图；图12是表示螺旋状的冷却油通道的局部剖面说明图；图13是表示原动机为小型燃气轮机的发电机说明图；图14是表示现有的发电机的冷却结构的纵剖面图；图15是图14的XV-XV线的剖面图。具体实施例方式下面参照附图1到图12对本专利技术的发电机的冷却结构的实施例进行说明。该实施例不是对本发电机的冷却结构的限定。图1到图9表示本专利技术的发电机的冷却结构的实施例。图中，与图13到图15中相同的符号表示相同的部分。在壳体2的一端(在图1的右端)的上部设置冷却油入口26；在壳体2的另一端(在图1的左端)的下部设置冷却油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机的冷却结构，所述发电机包括：机壳、收纳并可旋转地支持在所述机壳上的转子和收纳在所述机壳中并空出间隙配置在所述转子的外围的定子，所述定子由多片薄钢片迭成的铁芯和绕装在所述铁芯上的线圈构成，其特征在于：在所述机壳上分别设置冷却 油入口和冷却油出口；在所述铁芯中设置通过所述铁芯的内部并连通所述冷却油入口和所述冷却油出口之间的冷却油通路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉田史朗，荻田浩司，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]