電気機械のための枠体端部腕木部経由の内部油冷却
【課題】電気機械のための内部油冷却システムを提供すること。
【解決手段】電気機械を冷却するシステムが開示される。電気機械は、複数のコイルを有する固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含む。電気機械の動作中、電気機械により発生する熱を取り除くために端部蓋部から複数のコイル上に流体が噴霧される。
【解決手段】電気機械を冷却するシステムが開示される。電気機械は、複数のコイルを有する固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含む。電気機械の動作中、電気機械により発生する熱を取り除くために端部蓋部から複数のコイル上に流体が噴霧される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気機械を冷却するシステムに関する。さらに詳細には、本開示は、電気機械のための内部油冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原動機および発電機などの電気機械は、動作中に熱を発生する。電気機械を冷却するために、例えば、冷却用空気または冷却液が、電気機械を取り巻く外枠体を通って導かれてもよい。電気機械の動作中、冷却用空気または冷却液が、外枠体を通って流動し、電気機械から熱を吸収し取り除く。別の例として、電気機械は、動作中、冷却液中に沈められてもよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、電気機械のための内部油冷却システムを提供する。電気機械は、複数のコイルを有する固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含む。電気機械の動作中、電気機械により発生する熱を取り除くために端部蓋部から複数のコイル上に流体が噴霧される。
【０００４】
本開示の実施形態によれば、電気機械は、固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含んで提供される。固定子は、複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する。外枠体は、第１の軸端部と第２の軸端部とを有し、固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する。端部蓋部は、外枠体の第１の軸端部および第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている。端部蓋部は、流体を受容するように構成されている流体入口と複数の流体出口とを含み、該複数の流体出口の少なくとも１つは、流体を流体入口から複数のコイルの少なくとも１つまで送達するように構成されている。
【０００５】
本開示の別の実施形態によれば、電気機械が、固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含んで提供される。固定子は、複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する。外枠体は、第１の軸端部と第２の軸端部とを有し、固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する。端部蓋部は、外枠体の第１の軸端部および第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている。電気機械はまた、流体を受容するように構成されている流体入口と、端部蓋部により画定されており流体入口からの流体を複数のコイルまで送達するように構成されている複数の流体出口とを含む。
【０００６】
本開示のさらに別の実施形態によれば、電気機械を冷却する方法が提供される。電気機械は、複数のコイルを有する固定子と、固定子を取り巻いており第１の軸端部と第２の軸端部とを有する外枠体と、外枠体の第１の軸端部および第２の軸端部の少なくとも１つに結合されている端部蓋部とを含む。本方法は、冷却液を電気機械の端部蓋部に送達するステップと、該冷却液を、端部蓋部から固定子の複数のコイル上に噴霧するステップとを含む。
【０００７】
本開示の前述のかつ他の特徴および利点、ならびにそれらを達成する方法は、添付の図面と併せて用いられている以下の説明を参照することにより、より明白になり、開示自体がより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】外枠体と固定子とを含む本開示の例示的電気機械の上面平面図である。 図１Ａは、図１の線Ａ−Ａに沿った、図１の電気機械の横断面図である。
【図２】外枠体に結合されている端部蓋部をさらに含む、図１の電気機械の上面平面図である。
【図２Ａ】図２の線Ａ−Ａに沿った、図２の電気機械の横断面図である。
【図２Ｂ】図２の線Ｂ−Ｂに沿った、図２の電気機械の横断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａの電気機械の一部分の詳細図である。
【図２Ｄ】図２Ｂの電気機械の一部分の詳細図である。
【図３】図２の端部蓋部の１つの上面平面図である。
【０００９】
図３Ａは、図３の線Ａ−Ａに沿った、図３の端部蓋部の横断面図である。
図３Ｂは、図３の線Ｂ−Ｂに沿った、図３の端部蓋部の横断面図である。
【図４】外枠体と固定子とを含む本開示の別の例示的電気機械の上面平面図である。
【００１０】
図４Ａは、図４の線Ａ−Ａに沿った、図４の電気機械の横断面図である。
【図５】外枠体に結合されている第１の端部蓋部と第２の端部蓋部とをさらに含む図４の電気機械の横断面図である。
【００１１】
図５Ａは、図５の線Ａ−Ａに沿った、図５の電気機械の横断面図である。
図５Ｂは、図５の線Ｂ−Ｂに沿った、図５の電気機械の横断面図である。
【図６】図５Ａの第１の端部蓋部の上面平面図である。
【００１２】
図６Ａは、図６の線Ａ−Ａに沿った、図６の第１の端部蓋部の横断面図である。
図６Ｂは、図６の線Ｂ−Ｂに沿った、図６の第１の端部蓋部の横断面図である。
【図７】図５Ａの第２の端部蓋部の上面平面図である。
【００１３】
図７Ａは、図７の線Ａ−Ａに沿った、図７の第２の端部蓋部の横断面図である。
図７Ｂは、図７の線Ｂ−Ｂに沿った、図７の第２の端部蓋部の横断面図である。
【図８】図１〜３の電気機械を冷却する例示的方法の概略図である。
【図９】図４〜７の電気機械を冷却する例示的方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
類似の参照文字は、いくつかの図面を通じて類似の部分を示す。本明細書に提示されている例証は、本開示の例示的実施形態を示し、そのような例証は、いかなる形でも本発明の範囲を制限するものと見なされるべきではない。
【００１５】
図１〜２は、原動機１０の形態の例示的電気機械を示す。該電気機械は、本明細書において原動機１０として示され記載されているが、本開示の機械はまた、例えば発電機を含んでもよい。原動機１０は固定子１２を含む。固定子１２は略円筒形であり、回転子（図示せず）を受容するように構成されている軸方向穴１４を画定する。動作中、動力が発動機１０に供給され、周囲の固定子１２に対して回転子を回転させる。
【００１６】
固定子１２は、外面１６と内面１８とを含む。固定子１２の内面１８は、軸方向穴１４を取り巻いており、また、複数の径方向に離間された巻歯２０を含む。絶縁銅線などの線が、固定子１２の各巻歯２０の周囲に繰り返し巻き付き、コイル２４を形成する。コイル２４の折返し端部２６は、各巻歯２０の周囲に繰り返し線を巻き付けるために、線が固定子１２の両軸端部２８で方向を変える際に形成される。
【００１７】
図１および１Ａを参照すると、原動機１０はまた、外枠体３０を含む。外枠体３０は略円筒形であり、軸方向穴３４を画定する内壁３２を含む。外枠体３０はまた、軸端部３６を含む。外枠体３０は、例えば鋼管で構成されてもよい。原動機１０を組み立てるために、外枠体３０は、固定子１２を受容するように作られてもよい。さらに詳細には、外枠体３０は、外枠体３０の軸端部３６間で、固定子１２を受容する長さに切断されてもよく、外枠体３０の内壁３２は、外枠体３０の軸方向穴３４内に固定子１２を受容する大きさおよび形状に作られてもよい。例えば、図１および１Ａに示されている通り、外枠体３０の内壁３２は、固定子１２の外面１６に接触し、摩擦係合する大きさおよび形状に作られてもよい。以下にさらに詳細に検討されている通り、外枠体３０の内壁３２は、両軸端部３６に小溝３８を含んでもよい。また、外枠体３０の両軸端部３６は、例えば、外枠体３０の軸端部３６内に軸方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成される取付け開口部４０を含んでもよい。
【００１８】
原動機１０の外枠体３０はまた、外枠体３０を径方向に貫通して延在する少なくとも１つの排出口４２を含む。図１Ａに示されている通り、原動機１０は２つの排出口４２を含む。排出口４２は、例えば、外枠体３０内に径方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。本開示の例示的実施形態によれば、各排出口４２は、固定子１２の対応する軸端部２８を軸方向に越えて配置されるように外枠体３０の軸端部３６付近に配置される。各排出口４２は、原動機１０から流体を排出するための油圧継手４４を受容するように構成されてもよい。流体を排出口４２の方へ導くために外枠体３０の内壁３２が先細になっていてもよいことは、本開示の範囲内である。
【００１９】
図２〜２Ｄを参照すると、原動機１０は、少なくとも１つの略円形の端部平板または蓋部５０をさらに含む。各端部蓋部５０は、例えば、鋼鉄または鋳鉄で構成されてもよい。図示された実施形態では、原動機１０は、２つの略同一の端部蓋部５０を含み、各端部蓋部５０は、外枠体３０の対応する軸端部３６に結合されている。各端部蓋部５０は、外枠体３０の軸端部３６に寄り掛かる第１の蓋部分５０ａと、外枠体３０の軸方向穴３４内に延在する第２の円筒部５０ｂとを含んでもよい。端部蓋部５０を外枠体３０に固定するために、各端部蓋部５０の蓋部分５０ａは、ねじまたはボルトなどの適切な締め具（図示せず）を受容するために、外枠体３０の取付け開口部４０と整合する取付け開口部５２を含んでもよい。構成要素を封止するために、エラストマーＯリングなどの封止装置５４が、外枠体３０と各端部蓋部５０との間に配置されてもよい。本開示の例示的実施形態によれば、封止装置５４は、各端部蓋部５０の円筒部５０ｂと外枠体３０の内壁３２の小溝３８との間で保持されてもよい。
【００２０】
端部蓋部５０が外枠体３０に固定されている状態で、原動機１０は、実質的に原動機１０の円周の周囲に延在する内部環状経路５６を含む。図２Ｃおよび２Ｄの図示された実施形態では、端部蓋部５０の円筒部５０ｂは、環状経路５６を画定するために、外枠体３０の内壁３２と協働する円周方向の切欠き５７を含む。環状経路５６を画定するために、固定子１２が端部蓋部５０および外枠体３０と協働してもよいこともまた、本開示の範囲内である。端部蓋部５０の完全な内部で環状経路５６を形成するのではなく、端部蓋部５０で環状経路５６の一部を、かつ外枠体３０および／または固定子１２で環状経路５６の残部を形成することにより、端部蓋部５０の構造が単純化する。例えば、図２Ｃおよび２Ｄの図示された実施形態では、端部蓋部５０は、端部蓋部５０の完全な内部に延在する中空の室ではなく、円周方向の切欠き５７を含むように構成され得る。
【００２１】
図２に示されている通り、各端部蓋部５０は、中心穴５８を含んでもよい。原動機１０が完全に組み立てられた場合、回転子の軸受または軸（図示せず）が、各端部蓋部５０の中心穴５８を通って延在してもよい。端部蓋部５０は、原動機１０の動作中に、中心穴５８内で回転子軸を支持してもよい。
【００２２】
原動機１０により作動する機械装置などの別の機械装置に原動機１０を固定するために、各端部蓋部５０はまた、取付け用開口部５９を含んでもよい。端部蓋部５０の取付け開口部５２と同様に、端部蓋部５０の取付け用開口部５９は、ねじまたはボルトなどの締め具（図示せず）を受容するように構成されてもよい。本実施形態では、端部蓋部５０は、原動機１０を別の機械装置に取り付けるための取付け用腕木部としての機能を果たし得る。
【００２３】
例示的端部蓋部５０は、図３、３Ａ、および３Ｂにさらに詳細に示されている。原動機１０の端部蓋部５０は、端部蓋部５０内に径方向に延在する少なくとも１つの進入口６０を含む。進入口６０は、例えば端部蓋部５０の蓋部分５０ａ内に径方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。端部蓋部５０の進入口６０は、原動機１０内に流体を注入するための油圧継手６２を受容するように構成されてもよい。
【００２４】
図３Ａに示されている通り、端部蓋部５０は、端部蓋部５０の進入口６０と端部蓋部５０の切欠き５７により部分的に画定されている原動機１０の環状経路５６との間に延在する進入経路６４を含む。進入経路６４は、端部蓋部５０内に、特に端部蓋部５０の蓋部分５０ａ内に軸方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。動作中、進入口６０内に注入された流体は、進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に導かれてもよい。
【００２５】
図３Ｂに示されている通り、端部蓋部５０はまた、複数の排出経路６６を含む。排出経路６６は、端部蓋部５０の切欠き５７により部分的に画定されている原動機１０の環状経路５６から延在する。排出経路６６は、端部蓋部５０内に、特に端部蓋部５０の円筒部５０ｂ内に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。動作中、進入口６０内に注入された流体は、進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に導かれてもよく、原動機１０の環状経路５６内の流体は、排出経路６６経由で固定子１２のコイル２４の方へ導かれてもよい。本開示の例示的実施形態によれば、排出経路６６は、端部蓋部５０を巡って径方向に離間されている。各排出経路６６は、コイル２４の対応する折返し端部２６と整合して、流体をその折返し端部２６上に導いてもよい。図３Ａと図３Ｂとの比較により示されている通り、排出経路６６は、進入経路６４に対して略平行に整合されてもよい。しかし、排出経路６６が、環状経路５６から固定子１２のコイル２４（図２Ａおよび２Ｂ）の方へ径方向内側に延在してもよいこともまた、本開示の範囲内である。例えば、排出経路６６は、端部蓋部５０の円筒部５０ｂを貫通する角度で延在してもよい。
【００２６】
図３Ａを再度参照すると、端部蓋部５０はまた、端部蓋部５０の進入口６０と中心穴５８との間に延在する軸受経路６８を含んでもよい。軸受経路６８は、端部蓋部５０内に径方向内側に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。動作中、進入口６０内に注入された流体は、軸受経路６８経由で中心穴５８の方へ、または進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に導かれてもよい。
【００２７】
図２Ｃおよび２Ｄに戻って参照すると、原動機１０の動作中、油などの冷却液は、冷却のために原動機１０に送達される。図２Ｃに示されている通り、油は、例えば外部油圧ホースまたは管（図示せず）を通って、一方または両方の端部蓋部５０の進入口６０内に導かれてもよい。端部蓋部５０が軸受経路６８を含む場合、進入口６０に進入する油の一部は、軸受経路６８経由で端部蓋部５０の中心穴５８（図２Ａ）の方へ流動して回転子軸（図示せず）を潤滑してもよい。油が固定子１２を実質的に取り巻くように、進入口６０に進入する油の残部は、進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に流入する。次に、図２Ｄに示されている通り、油は、固定子１２を巡って径方向に離間されている排出経路６６経由で環状経路５６から固定子１２のコイル２４上に霧状に噴出する。例えば、油は、排出経路６６経由でコイル２４の折返し端部２６上に霧状に噴出してもよい。コイル２４に接触すると、油は、熱を吸収し、コイル２４から熱を取り除く。結果として、冷却されたコイル２４は、原動機１０の中心から端部蓋部５０の方へ熱を引き抜く。図２Ａに示されている通り、加熱された油は、次いで、外枠体３０の排出口４２を通って原動機１０を出る。加熱された油が、原動機１０の外枠体３０からではなく、原動機１０の端部蓋部５０から出てもよいこともまた、本開示の範囲内である。加熱された油が重力下で原動機１０を出るように、排出口４２は、原動機１０の底部に沿って配置されてもよい。油は、例えば、排出口４２から外部油圧ホースまたは管（図示せず）を通って導かれてもよい。原動機１０を出る油は、冷却され、さらなる冷却のために原動機１０を通って再循環されてもよい。
【００２８】
前述の冷却方法もまた、図８に概略的に示されている。最初に、油は、一方または両方の端部蓋部５０の進入口６０を通って導かれる。次に、油は、軸受経路６８を通って各端部蓋部５０の中心穴５８の方へ流動して回転子軸８０を潤滑するか、または油は進入経路６４を通って原動機１０の環状経路５６内に流入する。次に、環状経路５６から、油は排出経路６６を通って、固定子１２のコイル２４の折返し端部２６上に流動する。固定子１２のコイル２４に接触し冷却した後、加熱された油は、外枠体３０の排出口４２を通って原動機１０を出る。
【００２９】
本開示は、原動機１０の大きさおよび重量を増大させる可能性がある外部冷却筒の必要性を排除し得る。また、原動機１０を油中に沈めるのではなく、本開示は、原動機１０に出入りする油の連続流をもたらし、それにより、原動機１０に対する抵抗を減少させ、原動機１０の効率性を向上させることができる。
【００３０】
図４〜５は、原動機１０’の形態の別の例示的電気機械を提供する。以下の記載を除いて、原動機１０’は、原動機１０のものと同一または略同一の多数の要素を含み、プライム符号が後に続く同一の参照番号は、それらの間で同一または略同一の要素を示すのに使用される。
【００３１】
図４および４Ａに示されている通り、原動機１０’は、固定子１２’と、外枠体３０’とを含む。固定子１２’の外面１６’は、外枠体３０’の内壁３２’と協働して軸方向管７２’を画定する、径方向に離間された切欠き７０’を含む。
【００３２】
次に図５、５Ａ、および５Ｂを参照すると、原動機１０’は、第１の端部蓋部５０’と第２の端部蓋部５０’’とをさらに含む。図示された実施形態では、第１の端部蓋部５０’と第２の端部蓋部５０’’とが、外枠体３０’の両側の軸端部３６’に結合されている。第１の端部蓋部５０’と第２の端部蓋部５０’’とが外枠体３０’に固定されている状態で、原動機１０’は、第１の環状経路５６’と第２の環状経路５６’’とを含む。図５Ａおよび５Ｂの図示された実施形態では、第１の端部蓋部５０’の円筒部５０ｂ’が、外枠体３０’の内壁３２’および固定子１２’と協働して第１の環状経路５６’を画定し、原動機１０’の反対側の軸端部３６’では、第２の端部蓋部５０’’の円筒部５０ｂ’’が外枠体３０’の内壁３２’および固定子１２’と協働して第２の環状経路５６’’を画定する。以下で検討されている通り、第１の端部蓋部５０’および第２の端部蓋部５０’’の第１の環状経路５６’および第２の環状経路５６’’は、固定子１２’の軸方向管７２’と協働する。
【００３３】
例示的な第１のまたは被駆動の端部蓋部５０’が、図６、６Ａ、および６Ｂにより詳細に示されている。第１の端部蓋部５０’は、進入口６０’と排出口４２’とを含む。図６Ａに示されている通り、第１の端部蓋部５０’の円筒部５０ｂ’は、流体を排出口４２’の方へ導くように先細になっている。図６Ｂに示されている通り、第１の端部蓋部５０’はまた、進入口６０’と第１の環状経路５６’との間に延在する進入経路６４’と、第１の環状経路５６’から固定子１２’の方へ径方向内側に延在する複数の排出経路６６’とを含む（図５Ｂ）。図６Ａに示されている通り、第１の端部蓋部５０’は、第１の端部蓋部５０’の進入口６０’と中心穴５８’との間に延在する軸受経路６８’をさらに含む。
【００３４】
例示的な第２のまたは駆動端部蓋部５０’’が、図７、７Ａ、および７Ｂにより詳細に示されている。第２の端部蓋部５０’’は、排出口４２’’を含む。図７Ａに示されている通り、第２の端部蓋部５０’’の円筒部５０ｂ’’は、流体を排出口４２’’の方へ導くように先細になっている。図７Ｂに示されている通り、第２の端部蓋部５０’’はまた、第２の環状経路５６’’から固定子１２’の方へ径方向内側に延在する複数の排出経路６６’’を含む（図５Ｂ）。図７Ａに示されている通り、第２の端部蓋部５０’’は、第２の環状経路５６’’と第２の端部蓋部５０’’の中心穴５８’’との間に延在する軸受経路６８’’をさらに含む。
【００３５】
図５、５Ａ、および５Ｂに戻って参照すると、原動機１０’の動作中、油などの冷却液が、冷却のために原動機１０’に送達される。図５Ａに示されている通り、油は、例えば外部油圧ホースまたは管（図示せず）を通って、第１の端部蓋部５０’の進入口６０’内へ導かれてもよい。第１の端部蓋部５０’が軸受経路６８’を含む場合、進入口６０’に進入する油の一部は、軸受経路６８’経由で第１の端部蓋部５０’の中心穴５８’の方へ流動して回転子軸（図示せず）を潤滑してもよい。油が固定子１２’を実質的に取り巻くように、進入口６０’に進入する油の残部は、進入経路６４’経由で原動機１０’の第１の環状経路５６’に流入する。第１の環状経路５６’から、図５Ｂに示されている通り、油は、第１の端部蓋部５０’の排出経路６６’経由で固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に霧状に噴出するか、または、図５Ａに示されている通り、油は、軸方向管７２’経由で固定子１２’の外面１６’を伝わって軸方向に流動する。本実施形態では、油は固定子１２’のコイル２４’、および固定子１２’自体を冷却する。軸方向管７２’を通って流動した後、油が固定子１２’を実質的に取り巻くように、油は第２の環状経路５６’’に進入する。第２の環状経路５６’’から、図５Ｂに示されている通り、油は、第２の端部蓋部５０’’の排出経路６６’’経由で固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に霧状に噴出するか、または、図５Ａに示されている通り、油は、軸受経路６８’’経由で第２の端部蓋部５０’’の中心穴５８’’の方へ流動して回転子軸（図示せず）を潤滑する。固定子１２’のコイル２４’に接触した後、加熱された油は、第１の端部蓋部５０’の排出口４２’または第２の端部蓋部５０’’の排出口４２’’から原動機１０’を出てもよい。原動機１０’を出る油は、冷却されており、追加冷却のために原動機１０’を通って再循環されてもよい。
【００３６】
前述の通り、軸方向管７２’は、第１の環状経路５６’および第２の環状経路５６’’と連通して設けられて、固定子１２’のコイル２４’に加えて、固定子１２’の外面１６’を冷却してもよい。本実施形態は、原動機１０’、特に長い原動機１０’の冷却を強化し得る。
【００３７】
前述の冷却方法もまた、図９に概略的に示されている。最初に、油は、第１の端部蓋部５０’の進入口６０’を通って導かれる。次に、油は、軸受経路６８’を通って第１の端部蓋部５０’の中心穴５８’の方へ流動して回転子軸８０’を潤滑するか、または、油は、進入経路６４’を通って原動機１０’の第１の環状経路５６’内に流入する。第１の環状経路５６’から、油は、排出経路６６’を通って、固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に流動し、第１の端部蓋部５０’の排出口４２’を通って流出するか、または、油は、軸方向管７２’を通って第２の環状経路５６’’に流動する。第２の環状経路５６’’から、油は、排出経路６６’’を通って、固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に流動し、第２の端部蓋部５０’’の排出口４２’’を通って流出するか、または、油は、第２の端部蓋部５０’’の軸受経路６８’’を通って第２の端部蓋部５０’’の中心穴５８’’の方へ流動して回転子軸８０’を潤滑する。
【００３８】
本発明は好適な設計を有するように記載されているが、本発明は、本開示の精神および範囲内でさらに修正することができる。したがって、本出願は、本発明の一般原理を用いている本発明のいかなる変形、使用、または適合も包含するものとされる。さらに、本出願は、本開示が関連しかつ添付の特許請求の範囲内に入る、当技術分野の既知の慣習または慣行の圏内に入る本開示からの逸脱を包含するものとされる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、１０’ 原動機
１２、１２’ 固定子
１４、３４ 軸方向穴
１６、１６’ 外面
１８ 内面
２０ 巻歯
２４、２４’ コイル
２６、２６’ 折返し端部
２８、３６、３６’ 軸端部
３０、３０’ 外枠体
３２、３２’ 内壁
３８ 小溝
４０、５２ 取付け開口部
４２、４２’、４２’’ 排出口
４４、６２ 油圧継手
５０ 端部蓋部
５０’ 第１の端部蓋部
５０’’ 第２の端部蓋部
５０ａ 第１の蓋部分
５０ｂ 第２の円筒部
５０ｂ’、５０ｂ’’ 円筒部
５４ 封止装置
５６ 環状経路
５６’ 第１の環状経路
５６’’ 第２の環状経路
５７、７０’ 切欠き
５８、５８’、５８’’ 中心穴
５９ 取付け用開口部
６０、６０’ 進入口
６４、６４’ 進入経路
６６、６６’、６６’’ 排出経路
６８、６８’、６８’’ 軸受経路
７２’ 軸方向管
８０、８０’ 回転子軸
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気機械を冷却するシステムに関する。さらに詳細には、本開示は、電気機械のための内部油冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原動機および発電機などの電気機械は、動作中に熱を発生する。電気機械を冷却するために、例えば、冷却用空気または冷却液が、電気機械を取り巻く外枠体を通って導かれてもよい。電気機械の動作中、冷却用空気または冷却液が、外枠体を通って流動し、電気機械から熱を吸収し取り除く。別の例として、電気機械は、動作中、冷却液中に沈められてもよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、電気機械のための内部油冷却システムを提供する。電気機械は、複数のコイルを有する固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含む。電気機械の動作中、電気機械により発生する熱を取り除くために端部蓋部から複数のコイル上に流体が噴霧される。
【０００４】
本開示の実施形態によれば、電気機械は、固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含んで提供される。固定子は、複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する。外枠体は、第１の軸端部と第２の軸端部とを有し、固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する。端部蓋部は、外枠体の第１の軸端部および第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている。端部蓋部は、流体を受容するように構成されている流体入口と複数の流体出口とを含み、該複数の流体出口の少なくとも１つは、流体を流体入口から複数のコイルの少なくとも１つまで送達するように構成されている。
【０００５】
本開示の別の実施形態によれば、電気機械が、固定子と、外枠体と、端部蓋部とを含んで提供される。固定子は、複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する。外枠体は、第１の軸端部と第２の軸端部とを有し、固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する。端部蓋部は、外枠体の第１の軸端部および第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている。電気機械はまた、流体を受容するように構成されている流体入口と、端部蓋部により画定されており流体入口からの流体を複数のコイルまで送達するように構成されている複数の流体出口とを含む。
【０００６】
本開示のさらに別の実施形態によれば、電気機械を冷却する方法が提供される。電気機械は、複数のコイルを有する固定子と、固定子を取り巻いており第１の軸端部と第２の軸端部とを有する外枠体と、外枠体の第１の軸端部および第２の軸端部の少なくとも１つに結合されている端部蓋部とを含む。本方法は、冷却液を電気機械の端部蓋部に送達するステップと、該冷却液を、端部蓋部から固定子の複数のコイル上に噴霧するステップとを含む。
【０００７】
本開示の前述のかつ他の特徴および利点、ならびにそれらを達成する方法は、添付の図面と併せて用いられている以下の説明を参照することにより、より明白になり、開示自体がより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】外枠体と固定子とを含む本開示の例示的電気機械の上面平面図である。 図１Ａは、図１の線Ａ−Ａに沿った、図１の電気機械の横断面図である。
【図２】外枠体に結合されている端部蓋部をさらに含む、図１の電気機械の上面平面図である。
【図２Ａ】図２の線Ａ−Ａに沿った、図２の電気機械の横断面図である。
【図２Ｂ】図２の線Ｂ−Ｂに沿った、図２の電気機械の横断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａの電気機械の一部分の詳細図である。
【図２Ｄ】図２Ｂの電気機械の一部分の詳細図である。
【図３】図２の端部蓋部の１つの上面平面図である。
【０００９】
図３Ａは、図３の線Ａ−Ａに沿った、図３の端部蓋部の横断面図である。
図３Ｂは、図３の線Ｂ−Ｂに沿った、図３の端部蓋部の横断面図である。
【図４】外枠体と固定子とを含む本開示の別の例示的電気機械の上面平面図である。
【００１０】
図４Ａは、図４の線Ａ−Ａに沿った、図４の電気機械の横断面図である。
【図５】外枠体に結合されている第１の端部蓋部と第２の端部蓋部とをさらに含む図４の電気機械の横断面図である。
【００１１】
図５Ａは、図５の線Ａ−Ａに沿った、図５の電気機械の横断面図である。
図５Ｂは、図５の線Ｂ−Ｂに沿った、図５の電気機械の横断面図である。
【図６】図５Ａの第１の端部蓋部の上面平面図である。
【００１２】
図６Ａは、図６の線Ａ−Ａに沿った、図６の第１の端部蓋部の横断面図である。
図６Ｂは、図６の線Ｂ−Ｂに沿った、図６の第１の端部蓋部の横断面図である。
【図７】図５Ａの第２の端部蓋部の上面平面図である。
【００１３】
図７Ａは、図７の線Ａ−Ａに沿った、図７の第２の端部蓋部の横断面図である。
図７Ｂは、図７の線Ｂ−Ｂに沿った、図７の第２の端部蓋部の横断面図である。
【図８】図１〜３の電気機械を冷却する例示的方法の概略図である。
【図９】図４〜７の電気機械を冷却する例示的方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
類似の参照文字は、いくつかの図面を通じて類似の部分を示す。本明細書に提示されている例証は、本開示の例示的実施形態を示し、そのような例証は、いかなる形でも本発明の範囲を制限するものと見なされるべきではない。
【００１５】
図１〜２は、原動機１０の形態の例示的電気機械を示す。該電気機械は、本明細書において原動機１０として示され記載されているが、本開示の機械はまた、例えば発電機を含んでもよい。原動機１０は固定子１２を含む。固定子１２は略円筒形であり、回転子（図示せず）を受容するように構成されている軸方向穴１４を画定する。動作中、動力が発動機１０に供給され、周囲の固定子１２に対して回転子を回転させる。
【００１６】
固定子１２は、外面１６と内面１８とを含む。固定子１２の内面１８は、軸方向穴１４を取り巻いており、また、複数の径方向に離間された巻歯２０を含む。絶縁銅線などの線が、固定子１２の各巻歯２０の周囲に繰り返し巻き付き、コイル２４を形成する。コイル２４の折返し端部２６は、各巻歯２０の周囲に繰り返し線を巻き付けるために、線が固定子１２の両軸端部２８で方向を変える際に形成される。
【００１７】
図１および１Ａを参照すると、原動機１０はまた、外枠体３０を含む。外枠体３０は略円筒形であり、軸方向穴３４を画定する内壁３２を含む。外枠体３０はまた、軸端部３６を含む。外枠体３０は、例えば鋼管で構成されてもよい。原動機１０を組み立てるために、外枠体３０は、固定子１２を受容するように作られてもよい。さらに詳細には、外枠体３０は、外枠体３０の軸端部３６間で、固定子１２を受容する長さに切断されてもよく、外枠体３０の内壁３２は、外枠体３０の軸方向穴３４内に固定子１２を受容する大きさおよび形状に作られてもよい。例えば、図１および１Ａに示されている通り、外枠体３０の内壁３２は、固定子１２の外面１６に接触し、摩擦係合する大きさおよび形状に作られてもよい。以下にさらに詳細に検討されている通り、外枠体３０の内壁３２は、両軸端部３６に小溝３８を含んでもよい。また、外枠体３０の両軸端部３６は、例えば、外枠体３０の軸端部３６内に軸方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成される取付け開口部４０を含んでもよい。
【００１８】
原動機１０の外枠体３０はまた、外枠体３０を径方向に貫通して延在する少なくとも１つの排出口４２を含む。図１Ａに示されている通り、原動機１０は２つの排出口４２を含む。排出口４２は、例えば、外枠体３０内に径方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。本開示の例示的実施形態によれば、各排出口４２は、固定子１２の対応する軸端部２８を軸方向に越えて配置されるように外枠体３０の軸端部３６付近に配置される。各排出口４２は、原動機１０から流体を排出するための油圧継手４４を受容するように構成されてもよい。流体を排出口４２の方へ導くために外枠体３０の内壁３２が先細になっていてもよいことは、本開示の範囲内である。
【００１９】
図２〜２Ｄを参照すると、原動機１０は、少なくとも１つの略円形の端部平板または蓋部５０をさらに含む。各端部蓋部５０は、例えば、鋼鉄または鋳鉄で構成されてもよい。図示された実施形態では、原動機１０は、２つの略同一の端部蓋部５０を含み、各端部蓋部５０は、外枠体３０の対応する軸端部３６に結合されている。各端部蓋部５０は、外枠体３０の軸端部３６に寄り掛かる第１の蓋部分５０ａと、外枠体３０の軸方向穴３４内に延在する第２の円筒部５０ｂとを含んでもよい。端部蓋部５０を外枠体３０に固定するために、各端部蓋部５０の蓋部分５０ａは、ねじまたはボルトなどの適切な締め具（図示せず）を受容するために、外枠体３０の取付け開口部４０と整合する取付け開口部５２を含んでもよい。構成要素を封止するために、エラストマーＯリングなどの封止装置５４が、外枠体３０と各端部蓋部５０との間に配置されてもよい。本開示の例示的実施形態によれば、封止装置５４は、各端部蓋部５０の円筒部５０ｂと外枠体３０の内壁３２の小溝３８との間で保持されてもよい。
【００２０】
端部蓋部５０が外枠体３０に固定されている状態で、原動機１０は、実質的に原動機１０の円周の周囲に延在する内部環状経路５６を含む。図２Ｃおよび２Ｄの図示された実施形態では、端部蓋部５０の円筒部５０ｂは、環状経路５６を画定するために、外枠体３０の内壁３２と協働する円周方向の切欠き５７を含む。環状経路５６を画定するために、固定子１２が端部蓋部５０および外枠体３０と協働してもよいこともまた、本開示の範囲内である。端部蓋部５０の完全な内部で環状経路５６を形成するのではなく、端部蓋部５０で環状経路５６の一部を、かつ外枠体３０および／または固定子１２で環状経路５６の残部を形成することにより、端部蓋部５０の構造が単純化する。例えば、図２Ｃおよび２Ｄの図示された実施形態では、端部蓋部５０は、端部蓋部５０の完全な内部に延在する中空の室ではなく、円周方向の切欠き５７を含むように構成され得る。
【００２１】
図２に示されている通り、各端部蓋部５０は、中心穴５８を含んでもよい。原動機１０が完全に組み立てられた場合、回転子の軸受または軸（図示せず）が、各端部蓋部５０の中心穴５８を通って延在してもよい。端部蓋部５０は、原動機１０の動作中に、中心穴５８内で回転子軸を支持してもよい。
【００２２】
原動機１０により作動する機械装置などの別の機械装置に原動機１０を固定するために、各端部蓋部５０はまた、取付け用開口部５９を含んでもよい。端部蓋部５０の取付け開口部５２と同様に、端部蓋部５０の取付け用開口部５９は、ねじまたはボルトなどの締め具（図示せず）を受容するように構成されてもよい。本実施形態では、端部蓋部５０は、原動機１０を別の機械装置に取り付けるための取付け用腕木部としての機能を果たし得る。
【００２３】
例示的端部蓋部５０は、図３、３Ａ、および３Ｂにさらに詳細に示されている。原動機１０の端部蓋部５０は、端部蓋部５０内に径方向に延在する少なくとも１つの進入口６０を含む。進入口６０は、例えば端部蓋部５０の蓋部分５０ａ内に径方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。端部蓋部５０の進入口６０は、原動機１０内に流体を注入するための油圧継手６２を受容するように構成されてもよい。
【００２４】
図３Ａに示されている通り、端部蓋部５０は、端部蓋部５０の進入口６０と端部蓋部５０の切欠き５７により部分的に画定されている原動機１０の環状経路５６との間に延在する進入経路６４を含む。進入経路６４は、端部蓋部５０内に、特に端部蓋部５０の蓋部分５０ａ内に軸方向に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。動作中、進入口６０内に注入された流体は、進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に導かれてもよい。
【００２５】
図３Ｂに示されている通り、端部蓋部５０はまた、複数の排出経路６６を含む。排出経路６６は、端部蓋部５０の切欠き５７により部分的に画定されている原動機１０の環状経路５６から延在する。排出経路６６は、端部蓋部５０内に、特に端部蓋部５０の円筒部５０ｂ内に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。動作中、進入口６０内に注入された流体は、進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に導かれてもよく、原動機１０の環状経路５６内の流体は、排出経路６６経由で固定子１２のコイル２４の方へ導かれてもよい。本開示の例示的実施形態によれば、排出経路６６は、端部蓋部５０を巡って径方向に離間されている。各排出経路６６は、コイル２４の対応する折返し端部２６と整合して、流体をその折返し端部２６上に導いてもよい。図３Ａと図３Ｂとの比較により示されている通り、排出経路６６は、進入経路６４に対して略平行に整合されてもよい。しかし、排出経路６６が、環状経路５６から固定子１２のコイル２４（図２Ａおよび２Ｂ）の方へ径方向内側に延在してもよいこともまた、本開示の範囲内である。例えば、排出経路６６は、端部蓋部５０の円筒部５０ｂを貫通する角度で延在してもよい。
【００２６】
図３Ａを再度参照すると、端部蓋部５０はまた、端部蓋部５０の進入口６０と中心穴５８との間に延在する軸受経路６８を含んでもよい。軸受経路６８は、端部蓋部５０内に径方向内側に穴を開けること（ｔａｐｐｉｎｇ ｏｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ）により形成されてもよい。動作中、進入口６０内に注入された流体は、軸受経路６８経由で中心穴５８の方へ、または進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に導かれてもよい。
【００２７】
図２Ｃおよび２Ｄに戻って参照すると、原動機１０の動作中、油などの冷却液は、冷却のために原動機１０に送達される。図２Ｃに示されている通り、油は、例えば外部油圧ホースまたは管（図示せず）を通って、一方または両方の端部蓋部５０の進入口６０内に導かれてもよい。端部蓋部５０が軸受経路６８を含む場合、進入口６０に進入する油の一部は、軸受経路６８経由で端部蓋部５０の中心穴５８（図２Ａ）の方へ流動して回転子軸（図示せず）を潤滑してもよい。油が固定子１２を実質的に取り巻くように、進入口６０に進入する油の残部は、進入経路６４経由で原動機１０の環状経路５６内に流入する。次に、図２Ｄに示されている通り、油は、固定子１２を巡って径方向に離間されている排出経路６６経由で環状経路５６から固定子１２のコイル２４上に霧状に噴出する。例えば、油は、排出経路６６経由でコイル２４の折返し端部２６上に霧状に噴出してもよい。コイル２４に接触すると、油は、熱を吸収し、コイル２４から熱を取り除く。結果として、冷却されたコイル２４は、原動機１０の中心から端部蓋部５０の方へ熱を引き抜く。図２Ａに示されている通り、加熱された油は、次いで、外枠体３０の排出口４２を通って原動機１０を出る。加熱された油が、原動機１０の外枠体３０からではなく、原動機１０の端部蓋部５０から出てもよいこともまた、本開示の範囲内である。加熱された油が重力下で原動機１０を出るように、排出口４２は、原動機１０の底部に沿って配置されてもよい。油は、例えば、排出口４２から外部油圧ホースまたは管（図示せず）を通って導かれてもよい。原動機１０を出る油は、冷却され、さらなる冷却のために原動機１０を通って再循環されてもよい。
【００２８】
前述の冷却方法もまた、図８に概略的に示されている。最初に、油は、一方または両方の端部蓋部５０の進入口６０を通って導かれる。次に、油は、軸受経路６８を通って各端部蓋部５０の中心穴５８の方へ流動して回転子軸８０を潤滑するか、または油は進入経路６４を通って原動機１０の環状経路５６内に流入する。次に、環状経路５６から、油は排出経路６６を通って、固定子１２のコイル２４の折返し端部２６上に流動する。固定子１２のコイル２４に接触し冷却した後、加熱された油は、外枠体３０の排出口４２を通って原動機１０を出る。
【００２９】
本開示は、原動機１０の大きさおよび重量を増大させる可能性がある外部冷却筒の必要性を排除し得る。また、原動機１０を油中に沈めるのではなく、本開示は、原動機１０に出入りする油の連続流をもたらし、それにより、原動機１０に対する抵抗を減少させ、原動機１０の効率性を向上させることができる。
【００３０】
図４〜５は、原動機１０’の形態の別の例示的電気機械を提供する。以下の記載を除いて、原動機１０’は、原動機１０のものと同一または略同一の多数の要素を含み、プライム符号が後に続く同一の参照番号は、それらの間で同一または略同一の要素を示すのに使用される。
【００３１】
図４および４Ａに示されている通り、原動機１０’は、固定子１２’と、外枠体３０’とを含む。固定子１２’の外面１６’は、外枠体３０’の内壁３２’と協働して軸方向管７２’を画定する、径方向に離間された切欠き７０’を含む。
【００３２】
次に図５、５Ａ、および５Ｂを参照すると、原動機１０’は、第１の端部蓋部５０’と第２の端部蓋部５０’’とをさらに含む。図示された実施形態では、第１の端部蓋部５０’と第２の端部蓋部５０’’とが、外枠体３０’の両側の軸端部３６’に結合されている。第１の端部蓋部５０’と第２の端部蓋部５０’’とが外枠体３０’に固定されている状態で、原動機１０’は、第１の環状経路５６’と第２の環状経路５６’’とを含む。図５Ａおよび５Ｂの図示された実施形態では、第１の端部蓋部５０’の円筒部５０ｂ’が、外枠体３０’の内壁３２’および固定子１２’と協働して第１の環状経路５６’を画定し、原動機１０’の反対側の軸端部３６’では、第２の端部蓋部５０’’の円筒部５０ｂ’’が外枠体３０’の内壁３２’および固定子１２’と協働して第２の環状経路５６’’を画定する。以下で検討されている通り、第１の端部蓋部５０’および第２の端部蓋部５０’’の第１の環状経路５６’および第２の環状経路５６’’は、固定子１２’の軸方向管７２’と協働する。
【００３３】
例示的な第１のまたは被駆動の端部蓋部５０’が、図６、６Ａ、および６Ｂにより詳細に示されている。第１の端部蓋部５０’は、進入口６０’と排出口４２’とを含む。図６Ａに示されている通り、第１の端部蓋部５０’の円筒部５０ｂ’は、流体を排出口４２’の方へ導くように先細になっている。図６Ｂに示されている通り、第１の端部蓋部５０’はまた、進入口６０’と第１の環状経路５６’との間に延在する進入経路６４’と、第１の環状経路５６’から固定子１２’の方へ径方向内側に延在する複数の排出経路６６’とを含む（図５Ｂ）。図６Ａに示されている通り、第１の端部蓋部５０’は、第１の端部蓋部５０’の進入口６０’と中心穴５８’との間に延在する軸受経路６８’をさらに含む。
【００３４】
例示的な第２のまたは駆動端部蓋部５０’’が、図７、７Ａ、および７Ｂにより詳細に示されている。第２の端部蓋部５０’’は、排出口４２’’を含む。図７Ａに示されている通り、第２の端部蓋部５０’’の円筒部５０ｂ’’は、流体を排出口４２’’の方へ導くように先細になっている。図７Ｂに示されている通り、第２の端部蓋部５０’’はまた、第２の環状経路５６’’から固定子１２’の方へ径方向内側に延在する複数の排出経路６６’’を含む（図５Ｂ）。図７Ａに示されている通り、第２の端部蓋部５０’’は、第２の環状経路５６’’と第２の端部蓋部５０’’の中心穴５８’’との間に延在する軸受経路６８’’をさらに含む。
【００３５】
図５、５Ａ、および５Ｂに戻って参照すると、原動機１０’の動作中、油などの冷却液が、冷却のために原動機１０’に送達される。図５Ａに示されている通り、油は、例えば外部油圧ホースまたは管（図示せず）を通って、第１の端部蓋部５０’の進入口６０’内へ導かれてもよい。第１の端部蓋部５０’が軸受経路６８’を含む場合、進入口６０’に進入する油の一部は、軸受経路６８’経由で第１の端部蓋部５０’の中心穴５８’の方へ流動して回転子軸（図示せず）を潤滑してもよい。油が固定子１２’を実質的に取り巻くように、進入口６０’に進入する油の残部は、進入経路６４’経由で原動機１０’の第１の環状経路５６’に流入する。第１の環状経路５６’から、図５Ｂに示されている通り、油は、第１の端部蓋部５０’の排出経路６６’経由で固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に霧状に噴出するか、または、図５Ａに示されている通り、油は、軸方向管７２’経由で固定子１２’の外面１６’を伝わって軸方向に流動する。本実施形態では、油は固定子１２’のコイル２４’、および固定子１２’自体を冷却する。軸方向管７２’を通って流動した後、油が固定子１２’を実質的に取り巻くように、油は第２の環状経路５６’’に進入する。第２の環状経路５６’’から、図５Ｂに示されている通り、油は、第２の端部蓋部５０’’の排出経路６６’’経由で固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に霧状に噴出するか、または、図５Ａに示されている通り、油は、軸受経路６８’’経由で第２の端部蓋部５０’’の中心穴５８’’の方へ流動して回転子軸（図示せず）を潤滑する。固定子１２’のコイル２４’に接触した後、加熱された油は、第１の端部蓋部５０’の排出口４２’または第２の端部蓋部５０’’の排出口４２’’から原動機１０’を出てもよい。原動機１０’を出る油は、冷却されており、追加冷却のために原動機１０’を通って再循環されてもよい。
【００３６】
前述の通り、軸方向管７２’は、第１の環状経路５６’および第２の環状経路５６’’と連通して設けられて、固定子１２’のコイル２４’に加えて、固定子１２’の外面１６’を冷却してもよい。本実施形態は、原動機１０’、特に長い原動機１０’の冷却を強化し得る。
【００３７】
前述の冷却方法もまた、図９に概略的に示されている。最初に、油は、第１の端部蓋部５０’の進入口６０’を通って導かれる。次に、油は、軸受経路６８’を通って第１の端部蓋部５０’の中心穴５８’の方へ流動して回転子軸８０’を潤滑するか、または、油は、進入経路６４’を通って原動機１０’の第１の環状経路５６’内に流入する。第１の環状経路５６’から、油は、排出経路６６’を通って、固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に流動し、第１の端部蓋部５０’の排出口４２’を通って流出するか、または、油は、軸方向管７２’を通って第２の環状経路５６’’に流動する。第２の環状経路５６’’から、油は、排出経路６６’’を通って、固定子１２’のコイル２４’の折返し端部２６’上に流動し、第２の端部蓋部５０’’の排出口４２’’を通って流出するか、または、油は、第２の端部蓋部５０’’の軸受経路６８’’を通って第２の端部蓋部５０’’の中心穴５８’’の方へ流動して回転子軸８０’を潤滑する。
【００３８】
本発明は好適な設計を有するように記載されているが、本発明は、本開示の精神および範囲内でさらに修正することができる。したがって、本出願は、本発明の一般原理を用いている本発明のいかなる変形、使用、または適合も包含するものとされる。さらに、本出願は、本開示が関連しかつ添付の特許請求の範囲内に入る、当技術分野の既知の慣習または慣行の圏内に入る本開示からの逸脱を包含するものとされる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、１０’ 原動機
１２、１２’ 固定子
１４、３４ 軸方向穴
１６、１６’ 外面
１８ 内面
２０ 巻歯
２４、２４’ コイル
２６、２６’ 折返し端部
２８、３６、３６’ 軸端部
３０、３０’ 外枠体
３２、３２’ 内壁
３８ 小溝
４０、５２ 取付け開口部
４２、４２’、４２’’ 排出口
４４、６２ 油圧継手
５０ 端部蓋部
５０’ 第１の端部蓋部
５０’’ 第２の端部蓋部
５０ａ 第１の蓋部分
５０ｂ 第２の円筒部
５０ｂ’、５０ｂ’’ 円筒部
５４ 封止装置
５６ 環状経路
５６’ 第１の環状経路
５６’’ 第２の環状経路
５７、７０’ 切欠き
５８、５８’、５８’’ 中心穴
５９ 取付け用開口部
６０、６０’ 進入口
６４、６４’ 進入経路
６６、６６’、６６’’ 排出経路
６８、６８’、６８’’ 軸受経路
７２’ 軸方向管
８０、８０’ 回転子軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する、固定子と、
第１の軸端部および第２の軸端部を有し、前記固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する、外枠体と、
前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている端部蓋部と、
前記端部蓋部により画定される少なくとも一部を含む、経路と、
前記経路内に流体を導くように構成されている、流体入口と、
前記経路の前記一部からの前記流体を前記複数のコイルまで導くように構成されている、複数の流体出口と、
を含む、電気機械。
【請求項２】
前記複数の流体出口は、前記電気機械を巡って径方向に離間されている、請求項１に記載の電気機械。
【請求項３】
前記複数のコイルは、前記複数の流体出口と径方向に整合して前記固定子を巡って径方向に離間されている、請求項１に記載の電気機械。
【請求項４】
前記端部蓋部は、前記回転子の軸を受容するように構成されている中心穴を画定し、前記電気機械は、前記流体入口からの前記流体を前記端部蓋部の前記中心穴まで導いて前記端部蓋部および前記回転子の前記軸を潤滑するように構成されている軸受経路をさらに含む、請求項１に記載の電気機械。
【請求項５】
前記外枠体は、前記端部蓋部と協働して前記経路を画定する、請求項１に記載の電気機械。
【請求項６】
前記経路は、前記固定子を実質的に径方向に取り巻く環状経路である、請求項１に記載の電気機械。
【請求項７】
前記流体入口は前記端部蓋部により画定される、請求項１に記載の電気機械。
【請求項８】
前記複数の流体出口は前記端部蓋部により画定される、請求項１に記載の電気機械。
【請求項９】
前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている、第２の端部蓋部と、
前記第２の端部蓋部により画定される少なくとも１つの第２の部分を含む、第２の経路と
をさらに含む、請求項１に記載の電気機械。
【請求項１０】
複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する、固定子と、
第１の軸端部および第２の軸端部を有し、前記固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する、外枠体と、
前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている端部蓋部であり、
流体を受容するように構成されている、流体入口と、
少なくとも１つが、前記流体入口からの前記流体を前記複数のコイルの少なくとも１つまで送達するように構成されている、複数の流体出口と
を有する、端部蓋部と、
を含む、電気機械。
【請求項１１】
前記複数の流体出口は、前記電気機械を巡って径方向に離間されている、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１２】
前記複数のコイルは、前記複数の流体出口と径方向に整合して前記固定子を巡って径方向に離間されている、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１３】
前記端部蓋部は、前記回転子の軸を受容するように構成されている中心穴を画定し、前記電気機械は、前記流体入口からの前記流体を前記端部蓋部の前記中心穴まで導いて前記端部蓋部および前記回転子の前記軸を潤滑するように構成されている軸受経路をさらに含む、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１４】
前記流体入口からの前記流体は、前記複数のコイルへの送達のために、前記複数の流体出口の１つより多くを通って移動する、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１５】
前記固定子を実質的に径方向に取り巻く環状経路をさらに含む電気機械であり、前記環状経路は、前記端部蓋部により少なくとも部分的に画定されており、かつ前記流体入口および前記複数の流体出口と連通している、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１６】
前記外枠体は、前記端部蓋部と協働して前記環状経路を画定する、請求項１５に記載の電気機械。
【請求項１７】
電気機械を冷却する方法であり、前記電気機械が、複数のコイルを有する固定子と、前記固定子を取り巻きかつ第１の軸端部および第２の軸端部を有する外枠体と、前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合されている端部蓋部とを含む、方法であって、
冷却液を前記電気機械の前記端部蓋部に送達するステップと、
前記端部蓋部からの前記冷却液を前記固定子の前記複数のコイル上に噴霧するステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記送達するステップは、前記固定子を実質的に径方向に取り巻く内部経路まで前記冷却液を送達するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記噴霧するステップは、前記端部蓋部上の径方向に離間された位置から前記固定子の前記複数のコイル上に前記冷却液を噴霧するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記端部蓋部は、前記外枠体の前記第１の軸端部に結合されており、もう一方の端部蓋部が、前記外枠体の前記第２の軸端部に結合されており、前記噴霧するステップは、両方の前記端部蓋部から前記固定子の前記複数のコイル上に前記冷却液を噴霧するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記噴霧するステップの後に、前記冷却液を前記電気機械から継続的に排出するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する、固定子と、
第１の軸端部および第２の軸端部を有し、前記固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する、外枠体と、
前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている端部蓋部と、
前記端部蓋部により画定される少なくとも一部を含む、経路と、
前記経路内に流体を導くように構成されている、流体入口と、
前記経路の前記一部からの前記流体を前記複数のコイルまで導くように構成されている、複数の流体出口と、
を含む、電気機械。
【請求項２】
前記複数の流体出口は、前記電気機械を巡って径方向に離間されている、請求項１に記載の電気機械。
【請求項３】
前記複数のコイルは、前記複数の流体出口と径方向に整合して前記固定子を巡って径方向に離間されている、請求項１に記載の電気機械。
【請求項４】
前記端部蓋部は、前記回転子の軸を受容するように構成されている中心穴を画定し、前記電気機械は、前記流体入口からの前記流体を前記端部蓋部の前記中心穴まで導いて前記端部蓋部および前記回転子の前記軸を潤滑するように構成されている軸受経路をさらに含む、請求項１に記載の電気機械。
【請求項５】
前記外枠体は、前記端部蓋部と協働して前記経路を画定する、請求項１に記載の電気機械。
【請求項６】
前記経路は、前記固定子を実質的に径方向に取り巻く環状経路である、請求項１に記載の電気機械。
【請求項７】
前記流体入口は前記端部蓋部により画定される、請求項１に記載の電気機械。
【請求項８】
前記複数の流体出口は前記端部蓋部により画定される、請求項１に記載の電気機械。
【請求項９】
前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている、第２の端部蓋部と、
前記第２の端部蓋部により画定される少なくとも１つの第２の部分を含む、第２の経路と
をさらに含む、請求項１に記載の電気機械。
【請求項１０】
複数のコイルを含み、回転子を受容するように構成されている軸方向穴を画定する、固定子と、
第１の軸端部および第２の軸端部を有し、前記固定子を受容するように構成されている軸方向室を画定する、外枠体と、
前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合するように構成されている端部蓋部であり、
流体を受容するように構成されている、流体入口と、
少なくとも１つが、前記流体入口からの前記流体を前記複数のコイルの少なくとも１つまで送達するように構成されている、複数の流体出口と
を有する、端部蓋部と、
を含む、電気機械。
【請求項１１】
前記複数の流体出口は、前記電気機械を巡って径方向に離間されている、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１２】
前記複数のコイルは、前記複数の流体出口と径方向に整合して前記固定子を巡って径方向に離間されている、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１３】
前記端部蓋部は、前記回転子の軸を受容するように構成されている中心穴を画定し、前記電気機械は、前記流体入口からの前記流体を前記端部蓋部の前記中心穴まで導いて前記端部蓋部および前記回転子の前記軸を潤滑するように構成されている軸受経路をさらに含む、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１４】
前記流体入口からの前記流体は、前記複数のコイルへの送達のために、前記複数の流体出口の１つより多くを通って移動する、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１５】
前記固定子を実質的に径方向に取り巻く環状経路をさらに含む電気機械であり、前記環状経路は、前記端部蓋部により少なくとも部分的に画定されており、かつ前記流体入口および前記複数の流体出口と連通している、請求項１０に記載の電気機械。
【請求項１６】
前記外枠体は、前記端部蓋部と協働して前記環状経路を画定する、請求項１５に記載の電気機械。
【請求項１７】
電気機械を冷却する方法であり、前記電気機械が、複数のコイルを有する固定子と、前記固定子を取り巻きかつ第１の軸端部および第２の軸端部を有する外枠体と、前記外枠体の前記第１の軸端部および前記第２の軸端部の少なくとも１つに結合されている端部蓋部とを含む、方法であって、
冷却液を前記電気機械の前記端部蓋部に送達するステップと、
前記端部蓋部からの前記冷却液を前記固定子の前記複数のコイル上に噴霧するステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記送達するステップは、前記固定子を実質的に径方向に取り巻く内部経路まで前記冷却液を送達するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記噴霧するステップは、前記端部蓋部上の径方向に離間された位置から前記固定子の前記複数のコイル上に前記冷却液を噴霧するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記端部蓋部は、前記外枠体の前記第１の軸端部に結合されており、もう一方の端部蓋部が、前記外枠体の前記第２の軸端部に結合されており、前記噴霧するステップは、両方の前記端部蓋部から前記固定子の前記複数のコイル上に前記冷却液を噴霧するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記噴霧するステップの後に、前記冷却液を前記電気機械から継続的に排出するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−４５９４（Ｐ２０１１−４５９４Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１３７２８４（Ｐ２０１０−１３７２８４）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（５９１００５１６５）ディーア・アンド・カンパニー (109)
【氏名又は名称原語表記】ＤＥＥＲＥ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３７２８４（Ｐ２０１０−１３７２８４）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（５９１００５１６５）ディーア・アンド・カンパニー (109)
【氏名又は名称原語表記】ＤＥＥＲＥ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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