旋转电机及旋转电机的壳体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种旋转电机及旋转电机的壳体。本发明的旋转电机的壳体具备：安装于所述壳体的外表面且用于对在所述壳体内循环的气体进行冷却的多个热交换器；以及设置于所述壳体的内部且用于对所述壳体内进行区划的第一间隔壁部。
【专利说明】旋转电机及旋转电机的壳体
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于2012年12月20日向日本特许厅提交的日本专利申请2012-277942号和2013年9月27日向日本特许厅提交的日本专利申请2013-202274号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及旋转电机及旋转电机的壳体。
【背景技术】
[0004]以往，已知有具备定子和转子的电动机械(例如，参照日本特表2002-537748号公报)。日本特表2002-537748号公报中公开了具备固定于旋转轴的转子和以与转子相对置的方式设置的定子。该电动机械中，旋转轴形成为中空状。另外，在转子的轴向端部安装有叶轮。另外，在定子的半径方向中的一方的外侧(单侧)设置有散热片。另外，利用外壳覆盖转子、定子以及散热片。而且，叶轮与转子一起旋转，由此，空气在中空状的旋转轴内向轴向移动。之后，空气以经由转子的轴向端部、定子的轴向端部、以及散热片的方式移动。由此，利用在电动机械内(外壳内)循环的空气将电动机械的内部(定子、转子等)冷却。此夕卜，在转子的轴向端部侧与转子独立地配置有环状的引导板，用于将在中空状的旋转轴内向轴向移动的空气引导至外周侧(散热片侧)。
[0005]但是，日本特表2002-537748号公报所记载的电动机械中，将用于将在中空状的旋转轴内向轴向移动的空气引导至散热片侧的引导板设置成环状。因此，在旋转轴内向轴向移动的空气沿引导板被向半径方向的全部方向引导。因此，空气也被向与定子的单侧所设置的散热片侧不同的方向引导。因此，有时无法将空气引导到散热片侧。其结果，有时无法对电动机械的内部充分地进行冷却。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的在于，提供能够充分地对内部进行冷却的旋转电机、以及这样的旋转电机的壳体。
[0007]本发明的第一方面的旋转电机的壳体具备:安装于所述壳体的外表面且用于对在所述壳体内循环的气体进行冷却的多个热交换器；以及设置于所述壳体的内部且用于对所述壳体内进行区划的第一间隔壁部。
[0008]第一方面的旋转电机的壳体中，如上述那样，在壳体的外表面安装有用于对在壳体内循环的气体进行冷却的多个热交换器。并且，在壳体的内部设置有用于对壳体内进行区划的第一间隔壁部。由此，抑制了在壳体内循环的气体超出由第一间隔壁部区划出的循环区域而移动的情况。因此，能够在热交换器侧高效地对气体进行引导。其结果，利用热交换器，气体被高效地冷却。因此，能够充分地冷却旋转电机的内部。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是表示第一实施方式的风力发电系统的整体构成的图。
[0010]图2是第一实施方式的发电机的部分剖面立体图。
[0011]图3是第一实施方式的发电机的剖面图。
[0012]图4是表示第一实施方式的发电机的与设置有热交换器的一侧相反的一侧的支架的内表面的图。
[0013]图5是表示第一实施方式的发电机的设置有热交换器的一侧的支架的内表面的图。
[0014]图6是表不第一实施方式的发电机的设置有热交换器的一侧的支架的外表面的图。
[0015]图7是第一实施方式的发电机的热交换器的立体图。
[0016]图8是第二实施方式的发电机的剖面图。
[0017]图9是第二实施方式的发电机的定子的俯视图。
[0018]图10是第二实施方式的发电机的定子的立体图。
[0019]图11是第二实施方式的发电机的转子的立体图。
【具体实施方式】
[0020]在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
[0021]以下，参照附图对实施方式进行说明。
[0022](第一实施方式)
[0023]首先，参照图1对风力发电系统100的构成进行说明。
[0024]如图1所示，风力发电系统100包括发电机1、用于收纳发电机I的机舱2、旋翼毂
3、叶片4、以及塔架(支持柱)5。发电机I被收纳于机舱2内。另外，旋翼毂3安装于发电机I的后述的旋转轴10。另外，旋翼毂3上安装有多个叶片4。另外，机舱2安装于塔架5。
[0025]下面，参照图2?图7对第一实施方式的发电机I的构成进行说明。此外，发电机I是“旋转电机”的一例。
[0026]如图2及图3所示，发电机I具备旋转轴10、转子20、定子30、收纳转子20及定子30的壳体40、和热交换器50。旋转轴10与转子20连接。另外，在旋转轴10和壳体40之间设置有轴承11。另外，壳体40包括支架41及42和护套43。另外，第一实施方式中，发电机I具有轴向的长度LI比半径方向的长度L2 (支架41及42的直径)短的扁平形状。另外，发电机I是每分钟的转数为10以上且400以下的中低速发电机I。
[0027]转子20包括:转子铁心21 ;以及安装于转子铁心21的最外周部的多个永久磁铁22。在此，在第一实施方式中，转子20(转子铁心21)上设置有在轴向贯通的多个(在第一实施方式中为10个。参照图4)孔部23。此外，孔部23是“第一孔部”的一例。
[0028]以与转子20的外周部相对置的方式配置定子30。另外，定子30包括:定子铁心31:以及缠绕于定子铁心31的槽(未图示)上的绕组32。定子30安装于后述的支架41的内侧面。[0029]支架41包括:从轴向看呈圆环状的底部41a ;以及在底部41a的外缘部设置的侧壁部41b。另外，第一实施方式中，在侧壁部41b的沿着圆周方向的方向的面(外侧面)，与热交换器50分开地以圆周状设置有流路41c。流路41c中流动用于对壳体40内进行冷却的冷却水。具体而言，流路41c包括由支架41的侧壁部41b和护套43围成的空间。
[0030]另外，在第一实施方式中，在壳体40的内部设置有多个(第一实施方式中为四个)间隔壁部44。间隔壁部44将壳体40内区划为多个(第一实施方式中为四个)空气循环区域。具体而言，如图4所示，间隔壁部44设置于支架41的底部41a的内表面上。另外，间隔壁部44以将壳体40内在圆周方向进行区划的方式，在壳体40的内部(支架41的底部41a的内表面上)沿半径方向以放射状延伸。另外，在壳体40的内部(支架41的底部41a的内表面上)以从轴向看大致等角度(大致90度)间隔设置有多个间隔壁部44。SP，多个间隔壁部44配置于相对于底部41a上的通过支架41的中心的直线，从轴向看呈线对称的位置。此外，间隔壁部44是“第一间隔壁部”的一例。
[0031]另外，在第一实施方式中，间隔壁部44在壳体40的内部(支架41的底部41a的内表面上)设置了与多个热交换器50相同的数量(第一实施方式中为四个，参照图6)。而且，如图6所示，间隔壁部44配置成从轴向看在各与热交换器50对应的多个循环区域将壳体40的内部进行区划。具体而言，间隔壁部44配置在从轴向看在圆周方向邻接的两个热交换器50之间。S卩，间隔壁部44配置在从轴向看距热交换器50在圆周方向错开大致45度的位置。
[0032]另外，如图3所示，间隔壁部44以从与轴向正交的方向看距支架41的内表面的、间隔壁部44的高度，随着靠近支架41的外周侧而渐渐变小的方式形成(为锥状)。另外，间隔壁部44以与支架41非一体的方式而设置，例如可以是树脂制。
[0033]支架42形成为从轴向看呈圆环状。在此，第一实施方式中，在支架42的轴向外表面设置有多个(第一实施方式中为四个)热交换器50。热交换器50对通过转子20的孔部23，和转子20与定子30之间的气隙45在壳体40内(壳体40与热交换器50之间)循环的空气进行冷却。如图6所示，在支架42的外表面，以从轴向看大致等角度(大致90度)间隔设置有四个热交换器50。即，四个热交换器50配置在从轴向看相对于通过支架42的中心的直线呈线对称的位置。
[0034]另外，如图3所示，支架42上设置有孔部42a和孔部42b。孔部42a使壳体40内的空气向热交换器50侧流出。孔部42b使被热交换器50冷却后的空气向壳体40内流入。另外，孔部42a设置在比孔部42b靠外周侧的位置。另外，利用连接部60分别将支架42的孔部42a及孔部42b与热交换器50的孔部53a及53c (参照图7)连接。
[0035]如图2及图3所示，在第一实施方式中，在热交换器50与间隔壁部44 (支架42的孔部42a及孔部42b)之间设置有风扇61a及61b。风扇61a及61b在热交换器50与间隔壁部44之间使空气循环。此外，与转子20独立地设置风扇61a及61b。另外，风扇61a具有通过孔部42a将壳体40内的空气吸收到热交换器50侧的功能。风扇61a设置成从轴向看与气隙45重叠(参照图6)。另外，风扇61b具有将热交换器50内的空气向壳体40侧排出的功能。风扇61b设置成从轴向看与孔部23重叠(参照图6)。另外，壳体40内被密闭。以密闭的状态将壳体40的内部和热交换器50连接，以抑制或避免外气侵入。即，第一实施方式的发电机I构成为使得在壳体40内与热交换器50之间循环的空气难以与外气接触。另外，以与热交换器50邻接的方式设置用于驱动风扇61a及61b的电机62 (参照图2)。
[0036]另外，如图1及图2所示，在支架42的内部(内表面上)设置有间隔壁部46。间隔壁部46抑制从热交换器50流入到壳体40内的空气向转子20与定子30之间的气隙45侧移动的情况。如图5所示，间隔壁部46在支架42的内部(内表面上)设置成从轴向看呈圆环状。另外，间隔壁部46设置成从支架42的内表面上向轴向(支架41侧)突出。另夕卜，间隔壁部46从轴向看设置在支架42的孔部42a和孔部42b之间。另外，间隔壁部46以与支架42非一体的方式而设置，例如是树脂制。此外，间隔壁部46是“第三间隔壁部”的一例。
[0037]另外，第一实施方式中，如图6所示，设置多个(第一实施方式中为四个)热交换器50。在壳体40(支架42)的外表面以从轴向看大致等角度(大致90度)间隔设置四个热交换器50。
[0038]另外，如图7所示，热交换器50例如包括板式热交换器。热交换器50包括前侧框架51a、后侧框架51b和多个板52。多个板52设置于前侧框架51a和后侧框架51b之间，例如是不锈钢制。另外，热交换器50设置有四个孔部53a、53b、53c及53d。而且，从孔部53a流入的壳体40内的空气与从孔部53b流入的制冷剂(在流路41c中流动的冷却水)通过板52进行热交换。由此，空气被冷却。此外，被冷却后的空气和热交换后的制冷剂分别从孔部53c及孔部53d被排出。
[0039]接着，参照图1及图2对发电机I内的空气循环进行说明。
[0040]首先，如图2、3及7所示，转子20与定子30之间的气隙45附近的高温的空气被风扇61a吸引，从而流入到热交换器50的孔部53a侧。而且，空气被从热交换器50的孔部53b流入的制冷剂冷却。另外，利用风扇61b将冷却后的低温的空气从孔部53c向壳体40内侧排出。排出到壳体40内的低温的空气通过转子20的孔部23到达支架41的内表面。在支架42的孔部42a和孔部42b之间设置有间隔壁部46。因此，排出到壳体40内的低温的空气难以向风扇61a侧移动。因此，该低温的空气难以被风扇61a吸引。
[0041]到达支架41的内表面的低温空气在由间隔壁部44隔开的支架41的内表面上向外周侧移动。之后，低温空气到达转子20和定子30之间的气隙45附近。由此，温度变得比较高的转子20的永久磁铁22、及定子30的绕组32被冷却。空气将永久磁铁22及绕组32冷却后变成高温。该空气再次被风扇61a吸引而流入到热交换器50。通过如上述那样使空气循环，从而永久磁铁22被充分地冷却。因此，为了抑制温度特性的劣化，而使永久磁铁22含有稀土类即镝(Dysprosium)等的必要性变低。
[0042]在第一实施方式中，能够得到以下那样的效果。
[0043]在第一实施方式中，如上述那样，多个热交换器50安装于壳体40的外表面。热交换器50对通过转子20的孔部和转子20与定子30之间的气隙45在壳体40内循环的空气进行冷却。并且，在壳体40的内部设置有间隔壁部44。间隔壁部44将壳体40内区划成多个空气循环区域。由此，抑制了在壳体40内循环的空气超过由间隔壁部44区划出的循环区域而移动(向圆周方向移动)的情况。因此，能够高效地向热交换器50侧引导空气。其结果，利用热交换器50空气被高效地冷却。因此，能够将发电机I的内部充分地冷却。
[0044]另外,在第一实施方式中，如上述那样，多个间隔壁部44以将壳体40内在圆周方向进行区划的方式，在壳体40的内部沿半径方向呈放射状延伸。由此，壳体40内被在圆周方向区划。因此，能够容易地抑制空气在壳体40内向圆周方向移动的情况。S卩，壳体40内的空气容易向半径方向的外侧移动。因此，能够更高效地向热交换器50侧引导空气。另外，间隔壁部44设置成放射状。其结果，能够容易地将空气向壳体40的外周侧(气隙45侧)引导。
[0045]另外，第一实施方式中，如上述那样，在壳体40的内部以从轴向看大致等角度间隔设置多个间隔壁部44。由此，壳体40内在圆周方向大致均等地被区划。S卩，形成了相互大致均等的多个循环区域。其结果，各循环区域被均等的冷却。因此，能够使壳体40内的
温度偏差小。
[0046]另外，第一实施方式中，如上述那样，在热交换器50和间隔壁部44之间，与转子20独立地设置风扇61a及61b。风扇61a及61b在热交换器50和间隔壁部44之间使空气循环。由此，利用风扇61a及61b强制性地使壳体40内的空气循环。因此，与利用设置于转子20的风扇使壳体40内的空气循环的构成不同，能够不依赖于转子20的旋转速度将壳体40内的空气高效地向热交换器50侧引导。
[0047]另外，第一实施方式中，如上述那样，多个热交换器50安装在壳体40的沿着轴向的方向的外表面。另外，在壳体40的内部设置了与多个热交换器50相同的数量的间隔壁部44。并且，间隔壁部44配置成从轴向看将壳体40的内部区划成与各热交换器50对应的多个循环区域。由此，能够对各循环区域各分配一个热交换器50。其结果，能够抑制每个循环区域温度出现偏差的情况。
[0048]另外，第一实施方式中，如上述那样，在壳体40的外表面以从轴向看大致等角度间隔设置有多个热交换器50。由此，与多个热交换器50的配置存在偏移的构成不同，能够容易地抑制每个循环区域温度出现偏差的情况。
[0049]另外，第一实施方式中，如上述那样，在壳体40的热交换器50侧的内部设置有间隔壁部46。间隔壁部46抑制从热交换器50流入到壳体40内的空气向转子20与定子30之间的气隙45侧移动的情况。由此，抑制了由热交换器50冷却后的空气不通过转子20而向气隙45侧移动，并再次流入到热交换器50。因此，能够高效地对发电机I的内部进行冷却。
[0050]另外，第一实施方式中，如上述那样，间隔壁部46在壳体40的内部被设置成从轴向看呈圆环状。由此，能够抑制被热交换器50冷却后的空气不通过转子20而向半径方向的外侧方向移动。因此，能够高效地对发电机I的内部进行冷却。
[0051]另外，第一实施方式中，如上述那样，以密闭状态将壳体40的内部与热交换器50连接，以抑制或避免外气侵入。由此，能够抑制由于外气向壳体40的内部侵入而使壳体40内的部件(转子20、定子30等)劣化的情况。特别地，在将风力发电系统100设置于海洋等情况下，由于含有盐分的海风侵入到壳体40的内部，而容易促进壳体40内的部件被腐蚀。因此，以密闭状态将壳体40的内部与热交换器50连接是有效的。
[0052]另外，第一实施方式中，如上述那样，多个热交换器50被安装在壳体40的沿着轴向的方向的外表面。并且，在壳体40的沿着半径方向的方向的面与热交换器50分开地以圆周状设置有流路41c。流路41c中流动用于对壳体40内进行冷却的冷却水。由此，除了多个热交换器50以外，还利用在流路41c中流动的冷却水对发电机I的内部进行冷却。因此，能够更充分地对发电机I的内部进行冷却。[0053]另外，第一实施方式中，如上述那样，发电机I构成为具有轴向的长度LI比半径方向的长度L2短那样的扁平形状。由此，多个热交换器50与壳体40的与热交换器50侧相反的一侧(支架41)之间的距离变短。因此，能够容易地使空气在多个热交换器50与支架41之间循环。
[0054]另外，第一实施方式中，如上述那样，发电机I是中低速的发电机I。一般，在中低速的发电机中，由于旋转速度慢，内部空气难以进行循环。因此，第一实施方式中的发电机I中，由于具有上述那样的冷却构造，因此，能够更充分地对发电机I的内部进行冷却。
[0055](第二实施方式)
[0056]下面参照图8?图11对第二实施方式的发电机101的构成进行说明。此外，第二实施方式中，发电机101为风力发电用的发电机。另外，发电机101是“旋转电机”的一例。
[0057]如图8所示，发电机101具备旋转轴110、转子120、定子130、收纳转子120及定子130的壳体140、以及热交换器150。旋转轴110与转子120连接。另外，在旋转轴110与壳体140之间设置有轴承111。另外，壳体140包括支架141及142、和护套143。
[0058]如图8所示，以与转子120的外周部相对置的方式配置定子130。另外，如图8、图9及图10所示，定子130包括:定子铁心131 ;以及缠绕在定子铁心131的槽132 (参照图9及图10)的绕组133 (参照图8)。
[0059]在此，第二实施方式中，如图8?图10所示，定子130包括空气通过的第一空气通路部134。在定子130的外周侧以沿轴向贯通的方式设置第一空气通路部134。空气通过转子120的第一孔部123、定子130的第一空气通路部134在壳体140内循环。另外，定子130包括第二空气通路部135。第二空气通路部135设置成将定子130沿其半径方向贯通，并与第一空气通路部134连接。此外，第一空气通路部134及第二空气通路部135分别是“第一气体通路部”及“第二气体通路部”的一例。
[0060]具体而言，如图10所示，定子130具有圆环状的三个定子部分130a、130b及130c。三个定子部分130a、130b及130c以沿轴向相互隔开规定间隔而邻接的方式被配置(安装于壳体140)。而且，在三个定子部分130a、130b及130c的每个的外周侧设置有切口状的第一空气通路部134。而且，空气在由第一空气通路部134和壳体140所围的空间移动。另夕卜，由定子部分130a与定子部分130b之间的部分(空间)构成了第二空气通路部135。同样，由定子部分130b与定子部分130c之间的部分(空间)构成了第二空气通路部135。
[0061]另外，如图9及图10所示，多个(第二实施方式中为六个)第一空气通路部134设置在从轴向看定子130(定子部分130a、130b及130c)的外周侧。而且，多个第一空气通路部134以从轴向看大致等角度间隔(大致60度间隔)配置于定子130。另外，第一空气通路部134形成为从轴向看呈圆弧状。一个第一空气通路部134的中心角Θ I大致为20度。另外，邻接的两个第一空气通路部134之间的定子130的部分(扇型的部分)的中心角Θ 2大致为40度。另外，在三个定子部分130a、130b及130c分别设置有槽132。以跨越三个定子部分130a、130b及130c的方式缠绕绕组133。
[0062]如图8及图11所示，转子120包括:转子铁心121 ;和安装于转子铁心121的最外周部的多个永久磁铁122。在此，与上述第一实施方式(参照图4)同样地，转子120(转子铁心121)上设置有在轴向贯通的多个第一孔部123。此外，图11中，用虚线表示转子120的轮部分(设置有第一孔部123的部分)。[0063]在此，第二实施方式中，如图8?图10所示，转子120上设置有多个第二孔部124。第二孔部124以沿转子120的半径方向贯通的方式设置，且设置于与定子130的第二空气通路部135对应的位置。具体而言，如图8所示，以第二孔部124的高度位置与定子130的第二空气通路部135的高度位置大致相等的方式，设置了第二孔部124。另外，第二孔部124的轴向的宽度Wl大致与定子130的第二空气通路部135的轴向的宽度幅W2相等。另外，如图11所示，沿轴向设置有多个(第二实施方式中为两个)第二孔部124。并且，沿圆周方向设置有多个(第二实施方式中为十四个)第二孔部124。
[0064]另外，如图11所示那样，以避免覆盖第二孔部124的方式配置多个永久磁铁122。沿轴向以相互隔开间隔的方式配置多个(第二实施方式中为三个)永久磁铁122。S卩，若从半径方向(转子120的外周侧)看，永久磁铁122、第二孔部124、永久磁铁122、第二孔部124、永久磁铁122沿轴向以该顺序被配置。另外，与第二孔部124同样地在圆周方向配置了多个(第二实施方式中为十四个)永久磁铁122。
[0065]如图8所示，支架141包括从轴向看呈圆环状的底部141a、和侧壁部141b。侧壁部141b设置于底部141a的外缘部。另外，第二实施方式中，在壳体140中的与定子130的第一空气通路部134相对置的部分设置有流路141c。流路141c中流动用于对壳体140内进行冷却的冷却水。具体而言，流路141c在侧壁部141b的外侧面设置成圆周状。流路141c包括由支架141的侧壁部141b和护套143所围的空间。
[0066]另外，在壳体140的内部设置有多个(第二实施方式中为四个)间隔壁部144。间隔壁部144将壳体140内区划成多个(第二实施方式中，与第一实施方式同样为四个。参照图4)空气循环区域。另外，间隔壁部144以将壳体140内在圆周方向上进行区划的方式，在壳体140的内部沿半径方向以放射状延伸。另外，间隔壁部144设置于支架141的底部141a的内表面上。间隔壁部144具有作为用于提闻底部141a的机械强度的棱的功能。此夕卜，间隔壁部144是“第一间隔壁部”的一例。
[0067]支架142形成为从轴向看呈圆环状。在支架142的轴向的外表面设置有多个(第二实施方式中为四个)热交换器150。热交换器150对在壳体140内循环的空气进行冷却，此外，热交换器150例如构成为流入在壳体140的流路141c中流动的冷却液。在这种情况下，热交换器150构成为通过使冷却液与壳体140内的空气进行热交换,来对壳体140内的空气进行冷却。
[0068]另外，支架142上设置有孔部142a和孔部142b。孔部142a使壳体140内的空气向热交换器150侧流出。孔部142b使由热交换器150冷却后的空气流入到壳体140内。
[0069]另外，在热交换器150与支架142的孔部142a之间设置有一个风扇151。风扇151在热交换器150与壳体140之间使空气循环。风扇151例如是离心风扇。另外，壳体140内被密闭。以密闭的状态将壳体140的内部与热交换器150连接，以抑制或避免外气侵入。此外，壳体140自身也是密闭的。另外，以与热交换器150邻接的方式，设置有用于驱动风扇151的电机152。
[0070]另外，在支架142的内部(内表面上)设置有间隔壁部145。间隔壁部145抑制(引导)从热交换器150流入到壳体140内的空气向定子130的第一空气通路部134侧移动。间隔壁部145与第一实施方式的间隔壁部46 (参照图5)同样地,在支架142的内部(内表面上)设置成从轴向看呈圆环状。此外，间隔壁部145是“第二间隔壁部”的一例。[0071]此外，第二实施方式的其他构成与上述的第一实施方式相同。
[0072]下面，参照图8对发电机101内的空气的循环进行说明。
[0073]首先，如图8所示，绕组133附近的高温的空气被风扇151吸引而向热交换器150流入。由此，空气被冷却。另外，被冷却后的低温空气被向壳体140内放出。放出到壳体140内的低温空气通过转子120的第一孔部123及第二孔部124和定子130的第二空气通路部135 (或通过第一孔部123)向定子130的第一空气通路部134流入。此外，发电机101由于是风力发电用的发电机，因此以比较低的速度旋转。由此，即使在转子120旋转的情况下，空气也能够从转子120的第一孔部123及第二孔部124移动到定子130的第一空气通路部134。而且，在第一空气通路部134中移动的空气被在壳体140的流路141c中流动的冷却液冷却的同时，向轴向(上方，热交换器150侧)移动。该空气之后再次被风扇151吸引而向热交换器150流入。
[0074]第二实施方式能够得到以下那样的效果。
[0075]第二实施方式中，如上述那样，定子130包括使空气通过的第一空气通路部134。在定子130的外周侧以沿轴向贯通的方式设置第一空气通路部134。空气通过转子120的第一孔部123和定子130的第一空气通路部134，在壳体140内循环。由此，与未在定子130设置第一空气通路部134的构成不同，能够容易地在壳体140内使空气循环。因此，能够高效地对发电机101的内部进行冷却。
[0076]另外，第二实施方式中，如上述那样，在与定子130的第一空气通路部134相对置的部分设置有用于流动冷却水的流路141c，该冷却水用于对壳体140内进行冷却。由此，能够利用冷却液对在定子130的第一空气通路部134中移动的空气进行冷却。其结果，能够更高效地对发电机101的内部进行冷却。
[0077]另外，第二实施方式中，如上述那样，定子130包括第二空气通路部135。第二空气通路部135以沿定子130的半径方向贯通的方式被设置并与第一空气通路部134连接。由此，能够与设置第二空气通路部135相应地使空气进行移动的通路增加。其结果，能够进一步闻效地对发电机101的内部进行冷却。
[0078]另外，第二实施方式中，如上述那样，转子120设置有多个第二孔部124。第二孔部124以沿转子120的半径方向贯通的方式设置在与定子130的第二空气通路部135对应的位置。由此，通过第二孔部124能够顺利地使空气从转子120侧向定子130侧移动。
[0079]另外，第二实施方式中，如上述那样，在壳体140的热交换器150侧的内部设置有间隔壁部145。间隔壁部145抑制从热交换器流入到壳体140内的空气向定子130的第一空气通路部134侧移动。由此，能够抑制被热交换器150冷却后的空气不通过转子120 (不将壳体140内冷却)而再次向热交换器150流入的情况。
[0080]另外，第二实施方式的发电机101中，如上述那样，以密闭的状态将壳体140的内部与热交换器150连接。该发电机101是风力发电用的发电机。在此,在将风力发电用的发电机设置于海洋上的情况下，由于含有盐分的海洋上的空气，发电机的内部部件等有可能被腐蚀。关于此，发电机101构成为以密闭状态将壳体140的内部与热交换器150连接。由此，能够抑制含有盐分的海洋上的空气使发电机101的内部部件等腐蚀的情况。
[0081]此外，作为第二实施方式的其他效果，与上述第一实施方式相同。
[0082]此外，这次公开的实施方式在全部点是示例，应认为是非限制性的内容。本发明的范围，不是上述的实施方式的说明，而是由权利要求所示，并且包含与权利要求等同的含义与范围内的所有改变。
[0083]例如，上述第一及第二实施方式中，作为一例示出了应用本发明的发电机。代替之，例如也可以将本发明应用于发电机以外的旋转电机(电机等)。
[0084]另外，上述第一及第二实施方式中，作为一例不出了使用于风力发电的发电机。代替之，例如也可以将发电机使用于风力发电以外的发电。
[0085]另外，上述第一(第二)实施方式中，作为一例，将间隔壁部44(144)设置于支架41(141)的内表面上。代替之，只要能够将壳体40 (140)内区划为多个空气循环区域，也可以将间隔壁部44(144)设置于支架41 (141)的内表面上以外的区域。例如，也可以将间隔壁部44(144)配置在支架41 (140)的在轴向从内表面上离开的位置。
[0086]另外，上述第一(第二)实施方式中，作为一例，在壳体40(140)的内部以从轴向看大致等角度间隔设置多个间隔壁部44(144)。代替之，例如也可以不是从轴向看大致等角度间隔，而是有偏移地配置多个间隔壁部44(144)。
[0087]另外，上述第一(第二)实施方式中，作为一例，设置有多个(四个)间隔壁部44(144)。代替之，例如也可以设置四个以外的数量的间隔壁部44(144)。
[0088]另外，上述第一实施方式中，作为一例，在热交换器50与间隔壁部44之间设置了两个风扇61a及61b。风扇6Ia及6Ib在热交换器50与间隔壁部44之间使空气循环。代替之，例如也可以只设置一个风扇。另外，上述第一实施方式中，作为一例，将风扇61a及61b设置在支架42的外表面侧。代替之，例如，也可以将风扇61a及61b设置在壳体40内。
[0089]另外，上述第二实施方式中，作为一例，在热交换器150中设置一个风扇151。代替之，例如也可以设置多个风扇。
[0090]另外，上述第一(第二)实施方式中，作为一例，间隔壁部44(144)的数量(四个)与热交换器50(150)的数量(四个)相同。代替之，例如，间隔壁部44(144)的数量和热交换器50(150)的数量也可以不同。
[0091]另外，上述第一及第二实施方式中，作为一例，在壳体的外表面以从轴向看大致等角度间隔设置多个热交换器。代替之，例如也可以不是从轴向看大致等角度间隔，而是有偏移地配置多个热交换器。
[0092]另外，上述第一及第二实施方式中，作为一例，在壳体(支架)的、沿着轴向的方向的外表面设置热交换器。代替之，例如也可以在壳体(支架)的、沿着半径方向的方向的外表面设置热交换器。
[0093]另外，上述第一实施方式中，作为一例，在支架42的内表面上设置间隔壁部46。代替之，只要能够抑制从热交换器50流入到壳体40内的空气向转子20与定子30之间的气隙45侧移动，也可以将间隔壁部46设置在支架42的内表面上以外的区域。例如，也可以将间隔壁部46配置在支架42的在轴向从内表面上离开的位置。
[0094]另外，上述第一(第二)实施方式中，作为一例，在壳体40(140)的内部将间隔壁部46(145)设置成从轴向看呈圆环状。代替之，例如，也可以在壳体40(140)的内部将间隔壁部46(145)设置成从轴向看呈圆环状以外的形状(矩形等)。
[0095]另外，上述第一及第二实施方式中，作为一例，发电机具有轴向的长度LI比半径方向的长度L2短(L1〈L2)的扁平形状。代替之，例如，发电机也可以具有轴向的长度LI比半径方向的长度L2长(L1>L2)的形状。
[0096]另外，上述第一及第二实施方式中，作为一例，发电机是中低速的发电机。代替之，例如，发电机也可以是高速的发电机。
[0097]另外，上述第一及第二实施方式中，作为一例，热交换器是板式的热交换器。代替之，例如，热交换器也可以是板式以外的管式的热交换器。或者，热交换器也可以具有散热片。
[0098]另外，上述第一及第二实施方式中，示出了空气在壳体内循环的例。代替之，例如，发电机也可以构成为空气以外的气体在壳体内循环。
[0099]另外，上述第二实施方式中，作为一例，定子具有三个定子部分。代替之，例如，定子也可以具有三个以外的数量的定子部分。
[0100]另外，上述第二实施方式中，作为一例，定子具有三个定子部分，在相互邻接的定子部分之间设置第二空气通路部。代替之，例如也可以是，定子具有一个定子部分，并且具有由贯通孔构成的第二空气通路部。
[0101]另外，上述第二实施方式中，作为一例，定子具有切口状的第一空气通路部。代替之，例如，定子也可以具有由贯通孔构成的第一空气通路部。
[0102]另外，上述第二实施方式中，作为一例，从轴向看，在定子上设置有六个(大致60度间隔)第一空气通路部。代替之，例如也可以在定子设置六个以外的数量的第一空气通路部。
[0103]另外，上述第二实施方式中，作为一例，从轴向看的第一空气通路部的中心角大致为20度。代替之，第一空气通路部的中心角也可以是大致20度以外的中心角。
[0104]另外，上述第二实施方式中，作为一例，在转子上沿轴向设置了两个第二孔部。代替之，例如，也可以在转子上沿轴向设置一个或三个以上的第二孔部。
[0105]另外，上述第二实施方式中，作为一例，在转子上沿圆周方向设置了十四个第二孔部。代替之，例如，也可以在转子上沿圆周方向设置十四个以外的数量的第二孔部。
[0106]另外，上述第二实施方式中，作为一例，在定子上设置第一空气通路部及第二空气通路部，在转子上设置第一孔部及第二孔部。代替之，例如，也可以在定子上设置第一空气通路部，而不设置第二空气通路部。另外，也可以在转子上设置第一孔部，而不设置第二孔部。
[0107]如以上那样，本发明的第一方面的旋转电机具备:转子，其具有在轴向贯通的孔部；定子，其以与转子的外周部相对置的方式配置；壳体，其将转子及定子收纳在内部；多个热交换器，其安装于壳体的外表面，用于对通过转子的孔部和转子与定子之间的气隙在壳体内循环的气体进行冷却；以及第一间隔壁部，其设置于壳体的内部，用于将壳体内区划成多个气体循环区域。
[0108]第一方面的旋转电机中，如上述那样，在壳体外表面安装有用于对在壳体内循环的气体进行冷却的多个热交换器。并且，在壳体的内部设置用于对壳体内进行区划的第一间隔壁部。由此，抑制在壳体内循环的气体超过由第一间隔壁部区划出的循环区域而移动的情况。因此，能够在热交换器侧高效地引导气体。其结果，利用热交换器，气体被高效地冷却。因此，能够对旋转电机的内部充分地冷却。
[0109]本发明的第二方面的旋转电机的壳体将转子及定子收纳在内部。该壳体具备:安装于壳体的外表面，用于对在壳体内循环的气体进行冷却的多个热交换器；以及设置于壳体的内部，用于对壳体内进行区划的间隔壁部。
[0110]第二方面的旋转电机的壳体中，如上述那样，在壳体的外表面安装有用于对在壳体内循环的气体进行冷却的多个热交换器。并且，在壳体的内部设置有用于对壳体内进行区划的间隔壁部。由此，抑制了在壳体内循环的气体超过由间隔壁部区划出的循环区域而移动的情况。因此，能够高效地将气体向热交换器侧引导。其结果，利用热交换器，气体被高效地冷却。因此，能够对旋转电机的内部充分地进行冷却。
[0111]出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。
【权利要求】
1.一种旋转电机的壳体，其具备: 安装于所述壳体的外表面且用于对在所述壳体内循环的气体进行冷却的多个热交换器；以及 设置于所述壳体的内部且用于对所述壳体内进行区划的第一间隔壁部。
2.—种旋转电机,其具备: 权利要求1所述的壳体； 收纳于所述壳体的内部并具有在轴向贯通的第一孔部的转子； 收纳于所述壳体的内部并以与所述转子的外周部相对置的方式配置的定子。
3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中， 所述第一间隔壁部是多个，且以在圆周方向对所述壳体内进行区划的方式，在所述壳体的内部沿半径方向呈放射状延伸。
4.根据权利要求3所述的旋转电机，其中， 所述多 个第一间隔壁部以从轴向看大致等角度间隔被设置。
5.根据权利要求2所述的旋转电机，其中， 还具备在所述热交换器和所述第一间隔壁部之间与所述转子独立地设置的、用于使所述气体在所述热交换器和所述第一间隔壁部之间循环的风扇。
6.根据权利要求2所述的旋转电机，其中， 所述多个热交换器安装于所述壳体的沿着轴向的方向的外表面， 将所述第一间隔壁部设置与所述多个热交换器相同的数量，并配置成从轴向看将壳体的内部区划为与各热交换器对应的多个气体循环区域。
7.根据权利要求2所述的旋转电机，其中， 所述多个热交换器在所述壳体的外表面以从轴向看大致等角度间隔被设置。
8.根据权利要求2~7中任意一项所述的旋转电机，其中， 所述定子包括在所述定子的外周侧以沿轴向贯通的方式设置的使所述气体通过的第一气体通路部， 所述气体通过所述转子的第一孔部和所述定子的第一气体通路部在所述壳体内循环。
9.根据权利要求8所述的旋转电机，其中， 所述壳体包括至少设置于与所述定子的第一气体通路部相对置的部分且用于流过冷却水的流路，该冷却水用于对所述壳体内进行冷却。
10.根据权利要求8所述的旋转电机，其中， 所述定子还包括以沿所述定子的半径方向贯通的方式设置的且与所述第一气体通路部连接的第二气体通路部。
11.根据权利要求10所述的旋转电机，其中， 所述转子包括以沿所述转子的半径方向贯通的方式设置且设置于与所述定子的第二气体通路部对应的位置的第二孔部。
12.根据权利要求8所述的旋转电机，其中， 还具备第二间隔壁部，该第二间隔壁部设置于所述壳体的所述热交换器侧的内部，用于抑制从所述热交换器流入到所述壳体内的气体向所述定子的第一气体通路部侧移动。
13.根据权利要求2~7中任意一项所述的旋转电机，其中，还具备第三间隔壁部，该第三间隔壁部设置于所述壳体的所述热交换器侧的内部，用于抑制从所述热交换器流入到所述壳体内的气体向所述转子与所述定子之间的气隙侧移动， 所述气体通过所述转子的第一孔部，和所述转子与所述定子之间的气隙在所述壳体内循环。
14.根据权利要求13所述的旋转电机，其中， 所述第三间隔壁部设置成从轴向看呈圆环状。
15.根据权利要求2~7中任意一项所述的旋转电机,其中， 以密闭的状态将所述壳体的内部和所述热交换器连接，以抑制外气侵入。
16.根据权利要求15所述的旋转电机，其中， 包括风力发电用的发电机。
17.根据权利要求2~7中任意一项所述的旋转电机，其中， 所述多个热交换器安装于所述壳体的沿着轴向的方向的外表面， 还具有设置于所述壳体的沿着半径方向的方向的面，且与所述热交换器分开的用于流过冷却水的流路，该冷却水用于对所述壳体内进行冷却。
18.根据权利要求2~7中任意一项所述的旋转电机， 具有轴向的长度比半径方向的长度短的扁平形状。
19.根据权利要求2~7中任意一项所述的旋转电机， 应用于中低速的旋转电机。
【文档编号】H02K1/32GK103887913SQ201310703138
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】宫本恭祐, 广渡光太朗, 津曲宏 申请人:株式会社安川电机