專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，例如氣冷發(fā)電機(jī)。更具體地，本發(fā)明 涉及一種具有增強(qiáng)冷卻效果的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
圖19示例性地示出了一種封閉型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)。
參照圖19，附圖標(biāo)記"1"表示一種封閉型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其典型是 布置在封閉型框架2中的渦輪發(fā)電機(jī)。電機(jī)1包括定子3，其包括環(huán) 形定子鐵芯3—,和容納在定子鐵芯3—,的槽中的定子線圈3—2。電機(jī)1 還包括轉(zhuǎn)子4，該轉(zhuǎn)子4具有纏繞其周圍的場線圈(未示出)且相對 定子鐵芯3-2同心布置，其其間具有氣隙。電機(jī)1包括轉(zhuǎn)子風(fēng)扇5， 其安裝到轉(zhuǎn)子4的軸的端部；以及氣體冷卻器6，其布置在定子3的 后面(在圖的上方)。
諸如空氣或氫氣等冷卻氣體7被容納在封閉框架2中并且由轉(zhuǎn)子 風(fēng)扇5驅(qū)動按照箭頭8和9指示的方向流動、循環(huán)，從而冷卻定子3 和轉(zhuǎn)子4。己經(jīng)變熱的冷卻氣體7接著被氣體冷卻器6冷卻。
盡管旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的冷卻氣體7的流動路徑在圖19中以簡化的 方式被示例性的示出，但是如日本專利申請?zhí)亻_公報No.2001-29806 中的圖12和圖13所示，由于定子鐵芯3"被氣體導(dǎo)引盤分為氣體供 給部和氣體排出部，因此實(shí)際的氣體流動路徑是復(fù)雜的。
上述氣體冷卻器6設(shè)置有一般使用翅片管制成的熱交換管13。 當(dāng)大約30—4(TC的冷卻水從主冷卻水系統(tǒng)10供給到熱交換管13中 時，冷卻氣體7被冷卻到40—50'C。在圖19中，附圖標(biāo)記"11"表 示冷卻水系統(tǒng)的供應(yīng)口，而附圖標(biāo)記"12"表示冷卻水系統(tǒng)的排放口。 盡管圖19的示意圖只示出了單個氣體冷卻器6，但通常是多個氣體 冷卻器串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)布置。盡管通常使用自來水作為冷卻劑，
但是在特定環(huán)境下，也可以選擇性地使用防凍液、河水、海水或者一 些其他的液體冷卻劑。因此，這里的冷卻水指的是主要的冷卻水。
盡管驅(qū)動容納在封閉框架2中的冷卻氣體7進(jìn)行流動、循環(huán)來冷 卻上述冷卻系統(tǒng)中的定子3和轉(zhuǎn)子4，但是這種冷卻系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)電機(jī) 1是大容量電機(jī)時可能不夠用。那么，除了上述冷卻系統(tǒng)以外，還采 用水冷定子線圈系統(tǒng)。在水冷定子線圈系統(tǒng)的情況下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定 子線圈3-2包括中空的導(dǎo)體并且使冷卻劑在定子線圈3-2的中空部分 流動，以便直接冷卻定子線圈3-2 (參見日本專利申請?zhí)亻_平公報No (平)11-98767)。圖20示例性地示出了采用水冷定子線圈系統(tǒng)來冷 卻定子線圈的布置。該布置將在下文中描述。
在旋轉(zhuǎn)電機(jī)另外具有水冷定子線圈系統(tǒng)的情況下，冷卻氣體7被 驅(qū)動以在電機(jī)中流動、循環(huán)，從而冷卻電機(jī)中除了定子線圈3-2以外 的部件。這樣，冷卻氣體7的循環(huán)路徑和熱傳遞路線的布置和主冷卻 水系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)就類似于圖19中示例性示出的布置和結(jié)構(gòu)。因此， 氣體冷卻器6和指示冷卻氣體7流動的箭頭8、 9未在圖20中示出。
純水被作為冷卻劑流入定子線圈38，該定子線圈38在具有水冷 定子線圈系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中是通電的，這是因?yàn)榧兯叨入娊^緣。盡 管純水由包括純水生產(chǎn)設(shè)備、純水儲存槽和循環(huán)泵的純水供應(yīng)系統(tǒng) 36供應(yīng)，但在圖20中沒有示出。
參照圖20，純水由布置在純水供應(yīng)系統(tǒng)36中的循環(huán)泵(未示出) 加壓并通過收集管，例如一個集流管，供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的定子線圈 38。接著，其在定子線圈38中沿軸向流動，從而直接冷卻定子線圈 38。將由于冷卻定子線圈38而被加熱的純水收集在收集管中，例如 另一個集流管，并被排出到旋轉(zhuǎn)電機(jī)l的外部。接著，其與冷卻水進(jìn) 行熱交換而在純水冷卻器37中被冷卻，以便準(zhǔn)備再次流到純水供應(yīng) 系統(tǒng)36進(jìn)行循環(huán)。
因?yàn)榫€圈絕緣的熱限，因此所考慮類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子線圈3
-2和轉(zhuǎn)子線圈的溫度上限被嚴(yán)格限定。
另一方面，已經(jīng)按照圖19中的箭頭9所指示方向在氣體冷卻器 6中進(jìn)行熱交換的冷卻氣體7的溫度受到供應(yīng)到氣體冷卻器6的冷卻
水的溫度的影響。由于正被供應(yīng)的冷卻水的溫度可能根據(jù)電機(jī)而變 化，因此定子線圈3-2和其他部件允許的溫升也隨電機(jī)的不同而變化。 這樣，就存在一個問題，即，必須針對每個旋轉(zhuǎn)電機(jī)來設(shè)計(jì)冷卻氣體 的尺寸和流率。
另外，在相同設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)被施加不同的冷卻水溫度時，就存 在一個問題，即，當(dāng)實(shí)際供應(yīng)的冷卻水的溫度高于冷卻水的設(shè)計(jì)溫度 時，由于溫度限制，因此旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出會被限制，反之，當(dāng)實(shí)際供 應(yīng)的冷卻水的溫度低于冷卻水的設(shè)計(jì)溫度時，則不得不應(yīng)用不必要大 的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
另外，由于旋轉(zhuǎn)電機(jī)一般被設(shè)計(jì)為在設(shè)計(jì)點(diǎn)處達(dá)到最高效率，因 此就存在一個問題，即，當(dāng)其被驅(qū)動而在不同于設(shè)計(jì)溫度的冷卻水溫 度下運(yùn)行時，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率下降。
考慮到上述情況，為此，本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，可 以驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)電機(jī)使其在供應(yīng)到其氣體冷卻器的冷卻水的溫度變化 時運(yùn)行，并且在旋轉(zhuǎn)電機(jī)主體具有相同設(shè)計(jì)的情況下，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)可 適用于冷卻水的不同條件和具有相同設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)主體的寬的容 量范圍，并且還能夠響應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行條件而高效運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其包括容納
在封閉型框架(2)中的定子(3)、轉(zhuǎn)子(4)和若干個轉(zhuǎn)子風(fēng)扇(5)， 并且適合通過轉(zhuǎn)子風(fēng)扇(5)來冷卻在框架(2)中因循環(huán)而變熱的冷 卻氣體(8、 9)并通過氣體冷卻器(6)與定子(3)和轉(zhuǎn)子(4)進(jìn) 行熱交換，特征在于，電機(jī)(1)包括熱泵(18),其利用第一冷卻 劑(10L)作為高溫?zé)嵩?19)并利用第二冷卻劑(15)作為低溫?zé)?源(20);以及第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)，其用于供應(yīng)第二冷卻劑(15) 給氣體冷卻器(6)的熱交換部，其中第二冷卻劑(15)由熱泵(18) 冷卻并通過第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)供應(yīng)到氣體冷卻器(6)的熱 交換部。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其包括容納
在框架(2)中的定子線圈(38)、轉(zhuǎn)子(4)和若干個轉(zhuǎn)子風(fēng)扇(5)， 并且適合通過使純水流過定子線圈(38)來進(jìn)行冷卻，特征在于，電 機(jī)(1)包括純水供應(yīng)系統(tǒng)(36)，其用于供應(yīng)純水到定子線圈(38) 中；純水冷卻器(37)，其用于冷卻純水；熱泵(18)，其利用第一冷 卻劑(10L)作為高溫?zé)嵩?19)并利用第二冷卻劑(15)作為低溫 熱源(20);以及第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)，其用于供應(yīng)第二冷卻劑 (15)給純水冷卻器(37)的熱交換部，其中第二冷卻劑(15)由熱 泵(18)冷卻并被供應(yīng)到純水冷卻器(37)的熱交換部。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其包括容納 在框架(2)中的具有定子線圈(38)的定子(3)、轉(zhuǎn)子(4)和轉(zhuǎn)子 風(fēng)扇(5)，并且適合通過使純水流過定子線圈(38)來進(jìn)行冷卻，特 征在于，電機(jī)(O包括熱泵(18)，其利用第一冷卻劑(10L)作 為高溫?zé)嵩?19)并利用純水作為低溫?zé)嵩?20);以及純水供應(yīng)系 統(tǒng)(36)，其用于供應(yīng)純水到定子線圈(38)中，其中純水由熱泵(18) 冷卻并供應(yīng)給定子線圈(38)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第一實(shí)施例的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第二實(shí)施例的示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第三實(shí)施例的示意圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第四實(shí)施例的示意圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第五實(shí)施例的示意圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第六實(shí)施例的示意圖； 圖7是氣體冷卻器的示意圖8是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第七實(shí)施例的示意圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第八實(shí)施例的示意圖； 圖IO是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第九實(shí)施例的示意圖； 圖11是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十實(shí)施例的示意圖； 圖12是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十一實(shí)施例的示意圖; 圖13是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十二實(shí)施例的示意圖; 圖14是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十三實(shí)施例的示意圖； 圖15是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十四實(shí)施例的示意圖； 圖16是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十五實(shí)施例的示意圖； 圖17是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十六實(shí)施例的示意圖； 圖18是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十七實(shí)施例的示意圖； 圖19是公知旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；以及 圖20是水冷定子線圈冷卻系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參照示出本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例的附圖來更加詳 細(xì)地描述本發(fā)明。在全部附圖中，相同的附圖標(biāo)記分別表示相同的部 件，并省略重復(fù)的介紹。
第一實(shí)施例
圖1是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第一實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)〗
在上面參照圖19所述的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，主冷卻水10L (為了 方便起見，在下文中將其稱為第一冷卻劑)流入氣體冷卻器6的冷卻 管13，從而對冷卻氣體7進(jìn)行冷卻。在本實(shí)施例中，連接第二冷卻 劑循環(huán)系統(tǒng)14，所述第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14用于循環(huán)作為媒介冷卻 劑的液體冷卻劑，例如冷卻水。該媒介冷卻劑相對于氣體冷卻器6的 冷卻管13中的第一冷卻劑10L獨(dú)立制備。熱泵18插入在第二冷卻劑 循環(huán)系統(tǒng)14和第一冷卻劑系統(tǒng)10之間。第二冷卻劑15通過熱泵19 冷卻。
由于熱泵18的基本原理眾所周知，所以下面對其簡要描述。蒸 發(fā)器和冷凝器分別布置在低溫?zé)嵩磦?cè)和高溫?zé)嵩磦?cè)，并且膨脹閥和壓 縮機(jī)布置在連接他們的管路上，從而使諸如氟氯化碳(CFC)、銨 (ammonium)或者二氧化碳等作動冷卻劑流動。這樣，當(dāng)液態(tài)工作 流體在蒸發(fā)器中和低溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換時，低溫?zé)嵩从捎跓崃繌牡蜏?br> 熱源中汲取(失去)而被冷卻。然后，在工作流體通過壓縮機(jī)壓縮并 通過冷凝器冷凝而將熱量釋放給主冷卻水，即高溫?zé)嵩磿r，該工作流 體變?yōu)橐后w。
關(guān)于本實(shí)施例，作為第一冷卻劑工作的上述主冷卻水10L是高溫 熱源19，而作為第二冷卻劑工作的獨(dú)立冷卻水15，即媒介冷卻劑是 低溫?zé)嵩?0。這樣，熱泵18從第二冷卻劑15汲取熱量，并提供熱 量給第一冷卻劑IOL。流過第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14的第二冷卻劑15 由于熱泵汲取熱量而被冷卻。
本實(shí)施例中的熱泵18就是所謂的水冷型熱泵，其適合用水冷卻 作動介質(zhì)的冷凝熱?？蛇x地，熱泵18可以是氣冷型，其適合用空氣 冷卻作動介質(zhì)，這將在下文參照其他實(shí)施例進(jìn)行描述。于是，主冷卻 水10L被空氣替代。熱泵18可以是制冷器。
上述第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14包括貯存器17，其儲存第二冷卻 劑15;供應(yīng)管P1，其用于連接貯存器17和冷卻管13的入口，即氣 體冷卻器6的熱交換部的入口；循環(huán)泵16，其布置在供應(yīng)管P1的中 間以使第二冷卻劑15循環(huán)；熱泵18的蒸發(fā)器18-20;以及返回管P2， 其連接冷卻管13的出口、熱泵18的蒸發(fā)器18-2。和貯存器17。
另一方面，第一冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)10包括用于供應(yīng)主冷卻水10L 的冷卻水源(未示出)、熱泵18的冷凝器18-19以及連接冷卻水源和 冷凝器18^的管P0。包括流率控制閥的各種閥通過法蘭連接到第一 冷卻劑系統(tǒng)10的管P0和第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14的管Pl、 P2。然而， 這些閥沒有示出，并且圖l僅顯示了流動路線，這是因?yàn)檫@些閥不直 接涉及本發(fā)明。
循環(huán)泵16緊接在圖1中的貯存器17的下游側(cè)布置。然而，循環(huán) 泵16的布置位置不局限于此，并且可以選擇地布置在第二冷卻劑循 環(huán)系統(tǒng)14的任何位置。例如，循環(huán)泵16可以布置在返回管P2上。 在圖1的布置中，第二冷卻劑15從單個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14供應(yīng) 到單個氣體冷卻器6。然而，也可以選擇布置串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的 多個氣體冷卻器。于是，第二冷卻劑15從單個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng) 14供應(yīng)到多個氣體冷卻器。 雖然圖1中沒有顯示，但是諸如冷卻塔等冷卻設(shè)備可以布置在第
一冷卻劑系統(tǒng)10上，以便形成循環(huán)回路?？蛇x擇地，第一冷卻劑系 統(tǒng)10可以構(gòu)造為開放系統(tǒng)，其使用河水或者海水，并由此不用使水
循環(huán)。另外，第一冷卻劑系統(tǒng)io在結(jié)構(gòu)上和常規(guī)系統(tǒng)相同。 [操作]
現(xiàn)在，將在下面描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
儲存在貯存器17中的第二冷卻劑15被循環(huán)泵16加壓。然后， 將第二冷卻劑15經(jīng)由供應(yīng)管Pl供應(yīng)給冷卻管13，即氣體冷卻器6 的熱交換部。冷卻氣體7被布置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的軸端上的轉(zhuǎn)子風(fēng)扇5 吹動。冷卻氣體7冷卻定子3和轉(zhuǎn)子4，并且在被提供給其中布置氣 體冷卻器6的冷卻管13的空間部之前變熱，如箭頭8所示。冷卻管 13附近的冷卻氣體7被冷卻，接著驅(qū)動所述被冷卻的冷卻氣體7以 使其按照箭頭9所示方向進(jìn)行循環(huán)以再次冷卻定子3和轉(zhuǎn)子4。
同時，供應(yīng)到氣體冷卻器6的冷卻管13的第二冷卻劑15與變熱 的冷卻氣體7進(jìn)行熱交換，接著將其作為低溫?zé)嵩?0經(jīng)由返回管P2 提供給熱泵18的蒸發(fā)器18-2Q。另一方面，冷卻水，即第一冷卻劑， 經(jīng)由布置在第一冷卻劑系統(tǒng)10的管P0 —端的冷卻水供應(yīng)口 11被供 應(yīng)到熱泵18的冷凝器18—19。
由于熱泵18的運(yùn)行，蒸發(fā)器18—20供應(yīng)的作為低溫?zé)嵩?0的第 二冷卻劑15失去熱量而變冷，接著被注入貯存器17。利用第二冷卻 劑15因熱泵18的運(yùn)行而失去的熱量對冷卻水，即第一冷卻劑進(jìn)行加 熱，將冷卻水從冷卻水排放口 12排出，接著由冷卻塔(未示出)冷 卻，從而循環(huán)到熱泵18的冷凝器18—19，或者不再循環(huán)而將其排放到 河中等。
這樣，第二冷卻劑15，即氣體冷卻器6的冷卻劑由于熱泵18的 運(yùn)行而被冷卻。因此，與采用第一冷卻劑作為氣體冷卻器6的冷卻劑 的常規(guī)技術(shù)相比，可以提高氣體冷卻器6的冷卻性能。于是，作為結(jié) 果，可以增強(qiáng)冷卻旋轉(zhuǎn)電機(jī)l的部件(例如，定子線圈3-2)的效果， 而不需改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在，將在下面描述本實(shí)施例的特定優(yōu)點(diǎn)。
例如，假定將旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)計(jì)為在特定條件下運(yùn)行，所述特定條件 包括冷卻水的溫度為30'C;由氣體冷卻器6冷卻的、如圖1中的
箭頭9所示的冷卻氣體7的溫度是40'C;以及定子線圈3—2的溫度上 限是IIO'C。旋轉(zhuǎn)電機(jī)所具有的部件的溫度受例如轉(zhuǎn)子線圈而不是定
子線圈的限制。然而，本實(shí)施例將按照定子線圈的溫度來描述，這是 因?yàn)楸景l(fā)明的優(yōu)點(diǎn)基本保持不變。
還假定引入用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的冷卻水的溫度是4(TC，即高于 設(shè)計(jì)溫度IOK。在常規(guī)技術(shù)情況下，由于旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中由圖1中的箭 頭9所示的冷卻氣體7與冷卻水熱交換，其溫度將基本升高冷卻水的 溫差(IOK)，變?yōu)?0'C。另外，由于定子線圈3-2由溫度為50'C的 冷卻氣體7冷卻，因此其溫度也將基本升高冷卻水的溫差(IOK)。 于是，作為結(jié)果，定子線圈3—2的溫度將會變?yōu)?20'C。
因?yàn)槠浣^緣的耐熱溫度，定子線圈3—2的溫度上限不能超過110 'C。因而，當(dāng)定子線圈3-2的溫度為120'C時，旋轉(zhuǎn)電機(jī)不能運(yùn)行。 因此，需要重新設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)1，以便使旋轉(zhuǎn)電機(jī)1在第一冷卻劑(冷 卻水)10L的溫度比設(shè)計(jì)溫度30。C高10K的情況下可以運(yùn)行。
另一方面，在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)l可以設(shè)計(jì)為使得選擇冷卻 水作為第二冷卻劑15的介質(zhì)，將氣體冷卻器6的設(shè)計(jì)流率用作第二 冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14的循環(huán)流率，并且熱泵18排出的第二冷卻劑的溫 度為30°C，那么可以由溫度為50'C的冷卻水得到第二冷卻劑的溫度 為3(TC。于是，可以通過供應(yīng)得到的30'C的第二冷卻劑15給氣體冷 卻器6的冷卻管13來使旋轉(zhuǎn)電機(jī)1工作，而不需改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的 設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。因而，電機(jī)1可以運(yùn)行在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的低溫冷卻氣體 的溫度為40。C而定子線圈的溫度上限為IIO'C的條件下。
另外，當(dāng)將熱泵18排出的第二冷卻劑15的溫度設(shè)計(jì)為低于30 'C時，可以進(jìn)一步降低定子線圈3-2的溫度。例如，當(dāng)將熱泵18排 出的第二冷卻劑15的溫度設(shè)計(jì)為IO'C時，可以使低溫冷卻氣體的溫 度和旋轉(zhuǎn)電機(jī)l中的定子線圈的溫度分別基本等于2(rC和9(TC。由 于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一些部件在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行溫度高時迅速退化，因此可 以通過降低運(yùn)行溫度來提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的可靠性。另外，在這些條件下，可以提高輸出功率水平，直到定子線圈的
溫度達(dá)到上限(ll(TC)。這樣，可以擴(kuò)展具有相同設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的 可應(yīng)用容量區(qū)。 '
另一方面，通過修改轉(zhuǎn)子風(fēng)扇5的設(shè)計(jì)，可以將旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的 冷卻氣體7的循環(huán)流率減小到對應(yīng)于定子線圈的溫度上限(ll(TC) 的水平，從而減小在封閉型框架2中循環(huán)的冷卻氣體7的流率。這樣， 可以提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的效率，這是因?yàn)檠h(huán)冷卻氣體7所需的功率減 少了。通常，循環(huán)冷卻氣體所需的功率與氣體流率的立方成正比例地 變化。因此，特別是當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有氣冷型時，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率可以 獲得顯著的提高。
另外，當(dāng)?shù)诙鋮s劑15的設(shè)計(jì)溫度低于30'C，可以減少第二冷 卻劑的循環(huán)流率，以便使旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的低溫冷卻氣體的溫度等于設(shè) 計(jì)溫度40'C。那么，可以減少第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14中的循環(huán)泵16 的功率。
本發(fā)明的第二實(shí)施例的特征在于，第一實(shí)施例中的第二冷卻劑循 環(huán)系統(tǒng)14在本實(shí)施例中被部分改變，其被分成兩個循環(huán)系統(tǒng)21和 22。
更具體地，第一系統(tǒng)21是氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21，其中儲存 在貯存器17中的第二冷卻劑15經(jīng)由循環(huán)泵16a和供應(yīng)管Pl導(dǎo)入氣 體冷卻器6的冷卻管13，并且第二冷卻劑15在其經(jīng)由返回管P2返 回貯存器17之前在冷卻管13中與高溫冷卻氣體8進(jìn)行熱交換。第二 系統(tǒng)22是熱泵循環(huán)系統(tǒng)22，其中儲存在貯存器17中的第二冷卻 劑15通過布置在供應(yīng)管P3處的循環(huán)泵16b供應(yīng)給熱泵18的蒸發(fā)器 18-2。，接著經(jīng)由返回管P4返回貯存器17。除此之外，第二實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。
氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21被設(shè)計(jì)為通過循環(huán)泵16a并經(jīng)由供應(yīng)管 Pl和返回管P2使第二冷卻劑15在貯存器17和氣體冷卻器6之間循 環(huán)。熱泵循環(huán)系統(tǒng)22被設(shè)計(jì)為通過布置在供應(yīng)管P3上的循環(huán)泵16b、 返回管P4使第二冷卻劑15在貯存器17和熱泵18的蒸發(fā)器18-20之 間循環(huán)，其中返回管P4相對于供應(yīng)管P1和返回管P2獨(dú)立布置。循 環(huán)泵16b緊接相對于圖2中的貯存器的下游布置。氣體冷卻器循環(huán)系 統(tǒng)21的循環(huán)泵16a和熱泵循環(huán)系統(tǒng)22的循環(huán)泵16b設(shè)計(jì)成相對于彼 此獨(dú)立驅(qū)動。 [操作]
現(xiàn)在，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
儲存在貯存器17中的第二冷卻劑15供應(yīng)到氣體冷卻器6和熱泵 18的蒸發(fā)器18-2Q ，接著分別經(jīng)由氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21和熱泵循 環(huán)系統(tǒng)22返回貯存器17。
更具體地，在氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21中，第二冷卻劑15的壓力 被循環(huán)泵16a升高，然后將被加壓的第二冷卻劑15經(jīng)由供應(yīng)管Pl供 應(yīng)到氣體冷卻器6。第二冷卻劑15在此與高溫冷卻氣體8熱交換。 接著，經(jīng)由返回管P2回到貯存器17。
另一方面，在熱泵循環(huán)系統(tǒng)22中，第二冷卻劑15的壓力被循環(huán) 泵16b升高，然后將被加壓的第二冷卻劑15經(jīng)由供應(yīng)管P3供應(yīng)給熱 泵18的蒸發(fā)器18-2。。然后，第二冷卻劑15由于熱泵18的運(yùn)行而 失去熱量，從而在其返回貯存器17之前變冷。利用熱泵18的運(yùn)行而 使第二冷卻劑15失去的熱量對冷卻水，即第一冷卻劑加熱，接著將 其從冷卻水排放口 12排出。
注意通過調(diào)節(jié)兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)之一的流率，可以調(diào)節(jié) 貯存器17中的第二冷卻劑15的溫度，其中所述兩個第二冷卻劑循環(huán) 系統(tǒng)包括氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21和熱泵循環(huán)系統(tǒng)22。
在圖1所示的第一實(shí)施例中，將被冷卻到熱泵18的蒸發(fā)器18-20 的出口溫度的第二冷卻劑15儲存在貯存器17中，接著將其供應(yīng)到氣 體冷卻器6的冷卻管13。因此，必須這樣設(shè)計(jì)第一實(shí)施例，使得供 應(yīng)給氣體冷卻器6的第二冷卻劑的溫度和熱泵18的蒸發(fā)器18—20的 出口溫度基本相等，并且第二冷卻劑的流率保持不變。
然而，在第二實(shí)施例中，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)流過氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng) 21供應(yīng)給氣體冷卻器6的第二冷卻劑15的流率和流過熱泵循環(huán)系統(tǒng) 22供應(yīng)給熱泵18的第二冷卻劑15的流率。因此，每個設(shè)備的設(shè)計(jì) 流率可以自由選擇。另外，通過調(diào)節(jié)流過兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng) 21、 22中的一個的第二冷卻劑15的流率，可以自由選擇貯存器17
中的第二冷卻劑15的溫度。這樣，作為結(jié)果，放寬了對每個設(shè)備的 設(shè)計(jì)條件的選擇，從而可以有效地設(shè)計(jì)實(shí)施例。除此之外，本實(shí)施例 具有類似于圖1的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
第三實(shí)施例
圖3是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第三實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)]
本發(fā)明的第三實(shí)施例的特征在于，第二實(shí)施例中的第二冷卻劑循 環(huán)系統(tǒng)14在本實(shí)施例中被部分改變。更具體地，氣體冷卻器循環(huán)系 統(tǒng)21的供應(yīng)管Pl和熱泵循環(huán)系統(tǒng)22的供應(yīng)管P3連接到公共管Pel ， 其中供應(yīng)管Pl用于使第二冷卻劑15從儲存第二冷卻劑15的貯存器 17循環(huán)到氣體冷卻器6，而供應(yīng)管P3用于使第二冷卻劑15從貯存器 17循環(huán)到熱泵18的蒸發(fā)器18-2Q。這兩個供應(yīng)管Pl和P3中的第二 冷卻劑15由公共循環(huán)泵16抽出。
這樣，循環(huán)泵16插入到從貯存器17的出口延伸到供應(yīng)管Pl、 P3的接合點(diǎn)J的公共管Pel中。除此之外，本實(shí)施例和圖2中的實(shí) 施例相同。
在圖3的布置中，到貯存器17的返回管P2、 P4形成在獨(dú)立的第 二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中。然而，管P2和管P4可以合并以形成公共返回 管，如圖3中的虛線所示。通過插入流率控制閥到兩個第二冷卻劑循 環(huán)系統(tǒng)或者他們中的任意一個，可以調(diào)節(jié)兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中 的流率比。然而，在預(yù)先調(diào)節(jié)兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中的每一個的 管的直徑和長度以保持預(yù)定的流率比時，可以不需要調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 儲存在貯存器17的第二冷卻劑15的壓力被循環(huán)泵16升高。第 二冷卻劑15的供應(yīng)路線在接合點(diǎn)Jl處分成兩個，即氣體冷卻器循環(huán) 系統(tǒng)21和熱泵循環(huán)系統(tǒng)22。這樣，第二冷卻劑15被供應(yīng)到氣體冷 卻器6和熱泵18的蒸發(fā)器18—2。，并且分別通過返回管P2、 P4循環(huán) 回到貯存器17。旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的冷卻效果和熱泵18的操作與第二實(shí)施
例中的相同，因此這里不再進(jìn)一步描述。 [優(yōu)點(diǎn)]
在本實(shí)施例中，由于第二冷卻劑通過單個循環(huán)泵16供應(yīng)到氣體 冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21和熱泵循環(huán)系統(tǒng)22，因此簡化了第二冷卻劑循環(huán) 系統(tǒng)14的系統(tǒng)。
第四實(shí)施例
圖4是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第四實(shí)施例的示意圖。 陶構(gòu)]
本發(fā)明的第四實(shí)施例的特征在于，第三實(shí)施例中的第二冷卻劑循 環(huán)系統(tǒng)14在本實(shí)施例中被部分改變。更具體地，循環(huán)泵16沒有被布 置在連接貯存器17和接合點(diǎn)Jl的公共管Pel上。連接第二冷卻熱泵 循環(huán)系統(tǒng)22的熱泵18的蒸發(fā)器18—2Q的出口的返回管P4用于使第 二冷卻劑15從儲存第二冷卻劑15的貯存器17循環(huán)到熱泵18，而氣 體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21的返回管P2用于使第二冷卻劑15從氣體冷卻 器6循環(huán)到貯存器17，所述返回管P4和所述返回管P2在接合點(diǎn)J2 處合并。管PC2布置在接合點(diǎn)J2的下游側(cè)，為兩個循環(huán)系統(tǒng)共用， 并且循環(huán)泵16布置在公共管部PC2上。除此之外，本實(shí)施例與圖3
中的第三實(shí)施例相同。
盡管JJt存器17的出口連接到圖4中的公共管Pcl，但是供應(yīng)管 Pl和供應(yīng)管P3可選擇地單獨(dú)連接到貯存器17。與第三實(shí)施例的情況 一樣，通過插入流率控制閥到兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)或者他們中的 任意一個，可以調(diào)節(jié)兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)21、 22中的流率比。 或者，可以預(yù)先調(diào)節(jié)兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)21、 22中的每一個的 管的直徑和長度以保持預(yù)定的流率比。除此之外，本實(shí)施例與圖3中 的實(shí)施例相同。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 儲存在貯存器17中的第二冷卻劑15被布置在到貯存器17的公共 返回管Pc2上的循環(huán)泵16的工作而抽出，并供應(yīng)給第二冷卻劑循環(huán)系
統(tǒng)21、 22中的每一個。從氣體冷卻器6和熱泵18的蒸發(fā)器18—2。排放的 第二冷卻劑15在公共返回管Pc2中合并，并且經(jīng)由循環(huán)泵16循環(huán)回到 貯存器17。 [優(yōu)點(diǎn)]
除了具有第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)以外，第四實(shí)施例還具有以下優(yōu)點(diǎn)， 即第二冷卻劑可以供應(yīng)給氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21和熱泵循環(huán)系統(tǒng) 22，所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)22用于使第二冷卻劑通過單個循環(huán)泵16循環(huán) 到熱泵。這樣，可以簡化第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14。
第五實(shí)施例
圖5是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第五實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)〗
本發(fā)明的第五實(shí)施例的特征在于，第一實(shí)施例中的第二冷卻劑循 環(huán)系統(tǒng)14在本實(shí)施例中被部分改變。更具體地，分支點(diǎn)J3布置在氣 體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21的氣體冷卻器6的下游側(cè)，以便分支出熱泵循 環(huán)系統(tǒng)22，其中，氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21用于使第二冷卻劑15從 儲存第二冷卻劑15的貯存器17循環(huán)到氣體冷卻器6，而熱泵循環(huán)系 統(tǒng)22用于使第二冷卻劑循環(huán)到熱泵18。用于兩個循環(huán)系統(tǒng)的公共管 位于分支點(diǎn)J3的上游側(cè)，并且用于循環(huán)第二冷卻劑的循環(huán)泵16布置 在該公共管部。
在圖5中，循環(huán)泵16布置在公共管P1上，所述公共管P1將貯 存器17的出口連接到氣體冷卻器6。然而，如圖4所示，貯存器的 返回管可以合并成公共返回管，并且循環(huán)泵16可以布置在返回管上。 通過插入流率控制閥到兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)或者他們中的任意 一個，可以調(diào)節(jié)兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中的流率比。然而，在預(yù)先 調(diào)節(jié)兩個第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中的每一個的管的直徑和長度以保持 預(yù)定的流率時，可以不需要調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。除此之外，本實(shí)施例與圖3、 4的實(shí)施例相同。
脾作〗
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
儲存在貯存器17中的第二冷卻劑15的壓力被循環(huán)泵16升高，然 后，將儲存在貯存器17中的第二冷卻劑15經(jīng)由氣體供應(yīng)管Pl供應(yīng)給 冷卻器6。第二冷卻劑15在氣體冷卻器6中與旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的冷卻氣體7 熱交換。接著，排放的第二冷卻劑15在分支點(diǎn)J3被分為兩個路徑，即， 氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21和熱泵循環(huán)系統(tǒng)22。分支到熱泵循環(huán)系統(tǒng)22 的第二冷卻劑15進(jìn)一步流入熱泵18的蒸發(fā)器18—2。，在此失去熱量， 從而在循環(huán)回貯存器17之前冷卻。
在本實(shí)施例中，由于所有的循環(huán)第二冷卻劑15都通過氣體冷卻 器6，因此可以有效地與旋轉(zhuǎn)電機(jī)l中的冷卻氣體熱交換，這與第一 實(shí)施例的情況相同。另一方面，可以將循環(huán)到熱泵18的第二冷卻劑 的流率調(diào)節(jié)到熱泵可以有效運(yùn)行的最低必要水平。
第六實(shí)施例
圖6是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第六實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)〗
本發(fā)明的第六實(shí)施例的特征在于，第一實(shí)施例中的氣體冷卻器6 和第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14在本實(shí)施例中被部分改變。
更具體地，參照圖6，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的氣體冷卻器6被分為兩個氣 體冷卻器6a和6b。從貯存器7開始循環(huán)的氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21 的第二冷卻劑15被供應(yīng)到氣體冷卻器中的一個，或者氣體冷卻器6a。 另一方面，循環(huán)到熱泵18的熱泵循環(huán)系統(tǒng)22的第二冷卻劑15被供 應(yīng)到另一個氣體冷卻器6b。在圖6中，附圖標(biāo)記"16a"和"16b" 分別表示布置在氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21和熱泵循環(huán)系統(tǒng)22上的循環(huán) 泵，他們可以獨(dú)立運(yùn)行。
如圖7所示，普通氣體冷卻器中的冷卻劑的流動路線是這樣的， 即，氣體冷卻器兩端的水室29a、 29b通過冷卻管13相互連接，水室 29a、 29b每個都被隔板30分開，從而形成冷卻劑流動路徑。在圖7， 附圖標(biāo)記25和27表示第二冷卻劑15的入口 ，附圖標(biāo)記26和28表 示第二冷卻劑15的出口。
盡管氣體冷卻器在圖6中被分成兩個氣體冷卻器，但是其也可選 擇地分成三個或三個以上氣體冷卻器。在圖6中，盡管第二冷卻劑氣 體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21和第二冷卻劑熱泵循環(huán)系統(tǒng)22被布置為獨(dú)立的 路線，但是他們也可以部分變成如圖3和4所示的公共路線。盡管在 圖6中布置了多個氣體冷卻器，但是氣體冷卻器的流動路線可以被分 成兩個或兩個以上的路線，如圖7所示的公共框體中那樣。除此之外， 本實(shí)施例與圖2-4的實(shí)施例相同。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 循環(huán)泵16a、 16b分別將第二冷卻劑15供應(yīng)到第二冷卻劑氣體冷 卻器循環(huán)系統(tǒng)21和第二冷卻劑熱泵循環(huán)系統(tǒng)22，這些第二冷卻劑15 通過氣體冷卻器6a、 6b的冷卻管13與旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的冷卻氣體7熱 交換。
在本發(fā)明的第七實(shí)施例中，將與第一冷卻劑10L相同的液體冷卻 劑用作第二冷卻劑15，并且氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21在供應(yīng)口 llb和 排放口 12b連接到第一冷卻劑系統(tǒng)10。除此之外，本實(shí)施例與圖2、 3、 5和6中的相同。
盡管在圖8中循環(huán)泵16a布置在氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21上，但 是所述循環(huán)泵16a在第一冷卻劑系統(tǒng)IO具有循環(huán)泵時可以省去。
隅作]
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
在圖8的布置中，第一冷卻劑系統(tǒng)供應(yīng)口 llb供應(yīng)的第一冷卻劑 10L和流過熱泵循環(huán)系統(tǒng)22的第二冷卻劑15在貯存器17中混合。
在第二冷卻劑氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21中，第二冷卻劑15的壓力 被循環(huán)泵16a升高。然后，將該第二冷卻劑15供應(yīng)到氣體冷卻器6， 在此其與氣體冷卻器6中的高溫冷卻氣體7熱交換，隨后將其基本從 第一冷卻劑系統(tǒng)的排放口 12b排放到第一冷卻劑系統(tǒng)10中。
另一方面，在熱泵循環(huán)系統(tǒng)22中，第二冷卻劑15的壓力被循環(huán) 泵16b升高。接著，第二冷卻劑15進(jìn)入熱泵18的蒸發(fā)器18—20 ，并 且其由于熱泵18的運(yùn)行而失去熱量，從而變得更冷，并被排到貯存 器17中。除此之外，本實(shí)施例的操作與圖2、 3、 5和6中的實(shí)施例 的操作相同。
在本實(shí)施例中，第一冷卻劑系統(tǒng)10將第一冷卻劑供應(yīng)給貯存器 17，并與第二冷卻劑混合。因此，可以在貯存器中將第二冷卻劑15 的溫度調(diào)節(jié)為介于熱泵18的蒸發(fā)器18-2Q的出口溫度和第一冷卻劑 的供應(yīng)溫度之間。這樣，放寬了對氣體冷卻器6和熱泵18的設(shè)計(jì)條 件的選擇，從而使設(shè)計(jì)更有效。
另外，將已經(jīng)在氣體冷卻器6中與旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的冷卻氣體7進(jìn) 行熱交換的第二冷卻劑15排放到第一冷卻劑系統(tǒng)10。因此，不必使 第二冷卻劑在氣體冷卻器6中的熱交換量和第二冷卻劑在熱泵18中 的熱交換量相互匹配。換言之，可以自由設(shè)計(jì)每個設(shè)備以提高旋轉(zhuǎn)電 機(jī)1的總體運(yùn)行效率。
另外，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的冷卻氣體被第一冷卻劑系統(tǒng)10冷卻，用于 部分?jǐn)?shù)量的熱交換，可以設(shè)計(jì)熱交換量小的熱泵，并由此減小整個系 統(tǒng)的尺寸。
旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出功率往往隨其運(yùn)行條件而波動。另一方面，根據(jù) 額定工作條件來確定旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的冷卻氣體的冷卻條件，例如流率， 并且使冷卻氣體以恒定速率流動，而不受旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出功率的影 響。這樣，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行效率在其負(fù)載低于額定負(fù)載時下降。
利用圖8所示的布置，在低輸出功率區(qū)，可以使冷卻劑循環(huán)到第 二冷卻劑氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)21 ，以便僅通過第一冷卻劑系統(tǒng)10供 應(yīng)的第一冷卻劑IOL來冷卻旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的氣體冷卻器6，而不需要運(yùn) 行熱泵。這樣，提高了旋轉(zhuǎn)電機(jī)在部分負(fù)載時的運(yùn)行效率。
另外，通過調(diào)節(jié)第一冷卻劑系統(tǒng)10供應(yīng)冷卻劑的速率和冷卻劑 在熱泵循環(huán)系統(tǒng)22中循環(huán)的速率，可以控制供應(yīng)給氣體冷卻器6的 冷卻劑的溫度。因此，通過調(diào)節(jié)供應(yīng)的冷卻劑溫度，可以減輕由熱膨 脹差異而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在特定條件下運(yùn)行時，例如在旋 轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動運(yùn)行時，溫度顯著變化。因而，可以提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的可 靠性。除此之外，本實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)類似于圖2、 3、 5和6的實(shí)施 例的優(yōu)點(diǎn)。
第八實(shí)施例
圖9是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第八實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)]
本發(fā)明的第八實(shí)施例的特征在于，上述第一實(shí)施例(圖l)的氣 體冷卻器和其冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)在本實(shí)施例中被部分改變。更具體地， 旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的氣體冷卻器6被分成兩個或兩個以上氣體冷卻器。那么， 至少將其中一個氣體冷卻器用作第一氣體冷卻器23，所述第一氣體 冷卻器23用于供應(yīng)來自第一冷卻劑系統(tǒng)10的第一冷卻劑，而將另一 個氣體冷卻器或者其他多個氣體冷卻器用作第二氣體冷卻器24，其 用于通過具有圖l-8之一所示的結(jié)構(gòu)的第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)來供應(yīng)第 二冷卻劑。除此之外，本實(shí)施例與圖1的實(shí)施例相同。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的氣體冷卻器6由多個冷卻器單元形成時，可以不必 劃分氣體冷卻器。 一些現(xiàn)有的氣體冷卻器單元可以分配給由第一冷卻 劑冷卻的第一氣體冷卻器23，而其他現(xiàn)有的氣體冷卻單元分配給由 第二冷卻劑冷卻的第二氣體冷卻器24。此外，在將氣體冷卻器6的 內(nèi)部劃分成如圖7所示的多個流動路線時，不必再劃分氣體冷卻器本 身。除此之外，本實(shí)施例與圖l-8的實(shí)施例相同。
隅作〗
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
利用圖9的布置，對于旋轉(zhuǎn)電機(jī)l中的冷卻氣體7，其通過第一 氣體冷卻器23的較熱部分與第一冷卻劑熱交換，接著與第二氣體冷 卻器24熱交換，從而變得更冷，然后，返回定子3側(cè)和轉(zhuǎn)子4側(cè)。 除此之外，本實(shí)施例的操作與圖1-8的實(shí)施例的操作相同。
本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的冷卻氣體由第一冷卻劑和第二冷卻 劑15冷卻，并且旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的冷卻氣體由第一冷卻劑系統(tǒng)IO冷卻， 以進(jìn)行部分熱交換。這樣，可以將熱泵18的熱交換量設(shè)計(jì)得更小， 從而降低系統(tǒng)尺寸。除此之外，本實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)類似于圖l-8的 實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
第九實(shí)施例
圖IO是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第九實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)]
本發(fā)明的第九實(shí)施例的特征在于，上述第八實(shí)施例的冷卻劑循環(huán) 系統(tǒng)在本實(shí)施例中被部分改變。更具體地，用于從旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的第一 冷卻劑系統(tǒng)IO供應(yīng)第一冷卻劑10L的第一氣體冷卻器23串聯(lián)連接到 第一冷卻劑系統(tǒng)10，所述第一冷卻劑系統(tǒng)10連接到熱泵18的冷凝 器18_19。除此之外，本實(shí)施例與圖8的相同。
盡管圖10僅示出了單個的第一氣體冷卻器23，但是旋轉(zhuǎn)電機(jī)1 可選擇地包括多個第一氣體冷卻器23。然后，可以將第一氣體冷卻 器23串聯(lián)或并聯(lián)。另外，盡管在圖10中將熱泵18布置在第一氣體 冷卻器23的上游側(cè)，但是可選擇地將其布置在第一氣體冷卻器23的 下游側(cè)。
隅作]
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 利用圖10的布置，將第一冷卻劑從第一液體冷卻劑系統(tǒng)供應(yīng)口 11供應(yīng)到熱泵18的冷凝器18.19并與供應(yīng)到蒸發(fā)器18.2Q的第二冷卻
劑15熱交換。接著，第一冷卻劑從熱泵排出。此外，第一冷卻劑通 過串聯(lián)連接到第一氣體冷卻器23的管，并在第一氣體冷卻器23與旋 轉(zhuǎn)電機(jī)l中的冷卻氣體熱交換。接著，將第一冷卻劑從第一液體冷卻 劑排放口 12排放到第一冷卻劑系統(tǒng)10。除此之外，本實(shí)施例的操作 與圖8的實(shí)施例的操作相同。 [優(yōu)點(diǎn)]
在本實(shí)施例中，供應(yīng)到熱泵18的冷凝器18.19的第一冷卻劑和供 應(yīng)到第一氣體冷卻器23的第一冷卻劑串聯(lián)流動。因此，可以將第一 冷卻劑系統(tǒng)的必要流率設(shè)計(jì)到較低水平。另外，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的冷卻 氣體7由第一冷卻劑10L和第二冷卻劑15冷卻，并且旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的 氣體冷卻器7由第一冷卻劑系統(tǒng)10冷卻，以進(jìn)行部分熱交換。因此， 可以將熱泵18的熱交換量設(shè)計(jì)得較小，從而減小系統(tǒng)尺寸。除此之 外，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)類似于圖l-8的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
第十實(shí)施例
圖11是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)]
本發(fā)明的第十實(shí)施例的特征在于，使用空氣作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的冷 卻氣體7。
在典型的氣冷型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸的端部處的開口 沒有密封。因而，布置在轉(zhuǎn)子4的軸的端部處的轉(zhuǎn)子風(fēng)扇5的入口的
壓力水平低于旋轉(zhuǎn)電機(jī)外部的大氣壓的水平。因此，必然通過旋轉(zhuǎn)電 機(jī)的轉(zhuǎn)子軸的端部的開口將外部空氣吸入電機(jī)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)中冷卻氣體 溫度最低的地方是氣體冷卻器6。實(shí)際上，只要?dú)怏w冷卻器6的冷卻
翅片(cooling fin)的溫度高于外部空氣的溫度，就不會出現(xiàn)問題。 然而，當(dāng)冷卻翅片的溫度低于外部空氣的溫度時，可能在氣體冷卻器 6的冷卻翅片上發(fā)生凝露的問題。
當(dāng)氣體冷卻器的冷卻翅片上發(fā)生凝露時，不僅會在氣體冷卻器上 出現(xiàn)銹，而且被冷卻氣體吹飛的水滴可能粘附到定子3和轉(zhuǎn)子4上， 從而會加速絕緣的退化。因而，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的可靠性下降。
考慮到這些可能的問題，如圖11所示，分別在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的封
閉型框架2的轉(zhuǎn)子軸外側(cè)的兩個端部布置除濕器32，以便除去可能 吸入到電機(jī)中的外部空氣中的濕氣。除此之外，本實(shí)施例基本與圖l 的相同。 [操作]
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 當(dāng)布置在轉(zhuǎn)子4的軸的端部的轉(zhuǎn)子風(fēng)扇5的入口的壓力低于旋轉(zhuǎn) 電機(jī)外部的大氣壓時，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸的端部的開口將外部空 氣吸入旋轉(zhuǎn)電機(jī)。外部空氣在經(jīng)過除濕器32后流入電機(jī)中，從而除 去流入電機(jī)的外部空氣中的濕氣。除此之外，本實(shí)施例的操作與圖 l-10的其他實(shí)施的操作相同。 [優(yōu)點(diǎn)]
在外部空氣流入電機(jī)之前，利用除濕器32，將從電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸 的端部處的開口吸入到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外部空氣中的濕氣除去。因此，在 氣體冷卻器6的冷卻翅片上發(fā)生結(jié)露的可能性較小，從而提高了旋轉(zhuǎn) 電機(jī)的可靠性。除此之外，本實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)類似于圖1-10的實(shí) 施例的優(yōu)點(diǎn)。
第十一實(shí)施例
圖12是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十一實(shí)施例的示意圖。 閨構(gòu)]
本發(fā)明的第十一實(shí)施例的特征在于，其涉及用作上述第十實(shí)施例 中的除濕器的熱源。在第十一實(shí)施例中，圓柱形導(dǎo)熱盤33布置在轉(zhuǎn) 子軸的端部穿過封閉型框架的部分處。供應(yīng)管P1繞在用于除濕器的 導(dǎo)熱盤33的周圍。除此之外，本實(shí)施例與圖11的實(shí)施例相同。
隅作]
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 在圖12中，導(dǎo)熱盤33由流入供應(yīng)管P1的第二冷卻劑15冷卻， 并保持其溫度低于旋轉(zhuǎn)電機(jī)1外部的空氣的溫度。由于外部空氣在進(jìn) 入旋轉(zhuǎn)電機(jī)1之前與導(dǎo)熱盤33接觸，因此外部空氣中包含的濕氣發(fā) 生凝結(jié)，從而變成導(dǎo)熱盤上的露滴。這樣，可以除去以另外的方式流 入電機(jī)中的濕氣。
期望供應(yīng)給導(dǎo)熱盤33的第二冷卻劑的溫度低于外部空氣的露點(diǎn) 溫度。然而，只要供應(yīng)給導(dǎo)熱盤的第二冷卻劑的溫度低于供應(yīng)給氣體 冷卻器6的第二冷卻劑的溫度，那么旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部溫度就不會低于 導(dǎo)熱盤的溫度，并且氣體冷卻器6上幾乎不發(fā)生結(jié)露。除此之外，本 實(shí)施例的操作與圖11的實(shí)施例的操作相同。
本發(fā)明的第十二實(shí)施例的特征在于，將從熱泵18的蒸發(fā)器18.20 的出口中出來的第二冷卻劑用作供應(yīng)給圖13的除濕器32的第二冷卻 劑15。除此之外，本實(shí)施例與圖12的實(shí)施例相同。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
將在熱泵18的蒸發(fā)器的出口處顯示最低溫度的第二冷卻劑供應(yīng)
給除濕器32。除此之外，本實(shí)施例的操作與圖12的實(shí)施例的操作相同。
利用第十二實(shí)施例，因?yàn)閺牡诙鋮s劑循環(huán)系統(tǒng)14中溫度最低 的位置將第二冷卻劑15供應(yīng)給除濕器32，所以能夠最有效地除去吸 入旋轉(zhuǎn)電機(jī)l的外部空氣中的濕氣。除此之外，本實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn) 類似于圖12的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
第十三實(shí)施例
圖14是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十三實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)]
本發(fā)明的第十三實(shí)施例的特征在于，純水流過中空的定子線圈 38，從而在本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中直接對其冷卻。
參照圖14，純水供應(yīng)系統(tǒng)36產(chǎn)生并儲存用于冷卻定子線圈38 的純水。如前面參照現(xiàn)有技術(shù)的描述，純水供應(yīng)系統(tǒng)36包括用于儲 存純水的槽、純水生產(chǎn)設(shè)備和泵。然而，純水供應(yīng)系統(tǒng)36在圖14中 以簡化的方式示出。
將由泵(未示出)加壓的純水從純水供應(yīng)系統(tǒng)36、經(jīng)由收集管 供應(yīng)給旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的水冷定子線圈38，所述收集管例如是其中的 一個集流管。純水軸向流過水冷定子線圈38，從而直接冷卻水冷定 子線圈38。純水溫度的升高是對水冷定子線圈38進(jìn)行冷卻的結(jié)果， 溫度升高的純水被收集在收集管中，例如其中的一個集流管。接著， 將純水從旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中排出。然后，其通過純水冷卻器37與第一冷 卻劑10L熱交換，并被冷卻。然后，將純水循環(huán)到純水供應(yīng)系統(tǒng)36。
本實(shí)施例另外包括第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14，其使用第二冷卻劑 15作為介質(zhì)，并不同于第一冷卻劑系統(tǒng)10。本實(shí)施例還包括上述的 熱泵18 (或者制冷器)。將得到的低溫第二冷卻劑15供應(yīng)給純水冷 卻器37來冷卻那里的純水。
本實(shí)施例可以與第二冷卻劑15供應(yīng)給氣體冷卻器的上述第一到 第十二實(shí)施例中的任何一個結(jié)合。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的操作。
利用圖14的布置，儲存在貯存器17中的第二冷卻劑15的壓力 由循環(huán)泵16升高，并且將第二冷卻劑15供應(yīng)給純水冷卻器37。已 經(jīng)在純水冷卻器37中與純水熱交換的第二冷卻劑15進(jìn)入熱泵18的 蒸發(fā)器18.2Q，其中純水溫度的升高是對水冷定子線圈38冷卻的結(jié)果。 第二冷卻劑由于熱泵18的運(yùn)行而在此失去熱量，再次變冷。接著， 將冷卻的第二冷卻劑15排入到貯存器17中。在熱泵18中，冷凝器 18_19中被加熱的氣體與從第一冷卻劑供應(yīng)口 11供應(yīng)的第一冷卻劑進(jìn)
行熱交換，從而變熱并發(fā)出凝結(jié)熱。然后，將被加熱的第一冷卻劑排
到第一冷卻劑系統(tǒng)10中。
利用第十三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的冷卻設(shè)備，第一冷卻劑系統(tǒng)io
和第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14被分別引入到熱泵18的冷凝器18.19側(cè)和 蒸發(fā)器側(cè)并且熱泵18工作。結(jié)果，如果與使用第一冷卻劑作為純水 冷卻器37中的液體冷卻劑的常規(guī)技術(shù)相比，可以將第二冷卻劑的溫 度冷卻到低于第一冷卻劑的溫度。于是，通過供應(yīng)低溫第二冷卻劑給 純水冷卻器37，可以獲得更低溫度的純水。這樣，可以增大例如水 冷定子線圈38等部件的冷卻效果，而不需要改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的主體 的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。除此之外，本實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)類似于圖1的實(shí)施例 的優(yōu)點(diǎn)。
第十四實(shí)施例
圖15是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十四實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)]
本發(fā)明的第十四實(shí)施例的特征在于，上述第十三實(shí)施例在本實(shí)施 例中被部分改變。更具體地，盡管上述純水供應(yīng)系統(tǒng)36—般通過離 子交換樹脂來生產(chǎn)純水，但是在純水溫度非常低時，這種離子交換樹 脂的離子交換速率下降，從而產(chǎn)生不合要求的特定抵抗性。
考慮到這個問題，在本實(shí)施例中，將純水冷卻器分為兩個單元， 或者水冷定子線圈38的上游側(cè)純水冷卻器37b和下游側(cè)純水冷卻器 37a，如圖15所示。將通過熱泵18 (或制冷器)得到的低溫第二冷 卻劑15供應(yīng)給純水冷卻器37a、 37b以冷卻純水，從而使用該純水來 冷卻水冷定子線圈38。對純水冷卻器37a、 37b進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便 使得布置在水冷定子線圈38的上游側(cè)的純水冷卻器37b產(chǎn)生用于冷 卻水冷定子線圈38所需的低溫純水，而使得純水冷卻器37a將純水 冷卻到純水供應(yīng)系統(tǒng)36所需的溫度水平。
在圖15的布置中，純水冷卻器37a和純水冷卻器37b的第二冷 卻劑循環(huán)系統(tǒng)的管Pl串聯(lián)連接，并且布置在水冷定子線圈38的上游
側(cè)的純水冷卻器37b被設(shè)置在第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14的上游側(cè)。除 此之外，本實(shí)施例和圖14的相同。 [操作]
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
利用圖15的布置，在布置在水冷定子線圈38的上游側(cè)的純水冷 卻器37b中，純水生產(chǎn)系統(tǒng)36所生產(chǎn)的純水與第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng) 14供應(yīng)的第二冷卻劑15熱交換。純水在這里被冷卻，然后，將被冷 卻的純水供應(yīng)給水冷定子線圈38。作為冷卻水冷定子線圈38的結(jié)果， 純水接著變熱。接著，純水再次在純水冷卻器37a中與第二冷卻劑循 環(huán)系統(tǒng)14供應(yīng)的第二冷卻劑15進(jìn)行熱交換，從而被冷卻。然后，將 冷卻的純水循環(huán)到純水供應(yīng)系統(tǒng)36。
除此之外，本實(shí)施例的操作與圖14的實(shí)施例的操作相同。
在本實(shí)施例中，純水冷卻器分別布置在水冷定子線圈38的上游 側(cè)和下游側(cè)，從而在兩個步驟中對純水冷卻。因此，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)純 水冷卻器37a、 37b，以便使得布置在水冷定子線圈38的上游側(cè)的純 水冷卻器37b得到用于冷卻水冷定子線圈38所需的低溫純水，而使 得純水冷卻器37a將純水冷卻到純水供應(yīng)系統(tǒng)36所需的溫度水平。 這樣，可以有效利用第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14所得到的低溫第二冷卻 劑。
通過布置串聯(lián)的兩個純水冷卻器37a、 37b可以將循環(huán)到第二冷 卻劑循環(huán)系統(tǒng)14的第二冷卻劑的流率抑制到低水平。因而，可以減 小設(shè)備的尺寸。
另外，如上述所指出的，需要將供應(yīng)到布置在上游側(cè)的純水冷卻 器37b的第二冷卻劑的溫度保持為低于供應(yīng)給純水冷卻器37a的第二 冷卻器的溫度。在將純水冷卻器37b布置在與第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng) 14管路串聯(lián)的純水冷卻器的上游側(cè)時，純水可以更有效地與第二冷 卻劑15進(jìn)行熱交換。除此之外，本實(shí)施例具有與圖14的實(shí)施例類似 的優(yōu)點(diǎn)。 第十五實(shí)施例
圖16是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十五實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)〗
本發(fā)明的第十五實(shí)施例的特征在于，如此布置以使得冷卻水冷定 子線圈38而變熱的純水由純水冷卻器37冷卻，并隨后由熱泵18進(jìn) 一步冷卻。這樣，盡管如前述實(shí)施例那樣，熱泵18的高溫?zé)嵩?9是 第一冷卻劑IOL，但是低溫?zé)嵩?0不同于前述實(shí)施例，并且第二冷 卻劑15由用于冷卻定子線圈的純水取代。
可選擇地，用于供應(yīng)第一冷卻劑給熱泵18的冷凝器18.19的第一 冷卻劑系統(tǒng)10和用于供應(yīng)第一冷卻劑給純水冷卻器37的第一冷卻劑 系統(tǒng)10可以串聯(lián)連接(未示出)。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 利用圖16的布置，將純水生產(chǎn)系統(tǒng)36生產(chǎn)的純水直接供應(yīng)給熱 泵18的蒸發(fā)器18.2C，以獲得低溫純水。接著，將得到的低溫純水通 過集流管供應(yīng)給水冷定子線圈38。純水冷卻水冷定子線圈38后變熱。 接著，純水在純水冷卻器37中與從第一冷卻劑系統(tǒng)10供應(yīng)的第一冷 卻劑熱交換，從而變冷并循環(huán)到純水供應(yīng)系統(tǒng)36。 [優(yōu)點(diǎn)]
利用第十五實(shí)施例，將用于冷卻水冷定子線圈38的純水直接供 應(yīng)給熱泵18的冷凝器1&2Q。這樣可以得到低溫純水，而不需要提供 第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)14。接著，對水冷定子線圈38進(jìn)行有效冷卻。 另外，用于供應(yīng)第一冷卻劑給熱泵18的冷凝器18-19的第一冷卻劑系 統(tǒng)10和用于供應(yīng)第一冷卻劑給純水冷卻器37的第一冷卻劑系統(tǒng)10 可以串聯(lián)連接。在這種情況下，可以設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，以使得串聯(lián)連接 的第一冷卻劑系統(tǒng)的所需流率最小化。
第十六實(shí)施例
圖17是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十六實(shí)施例的示意圖。 隅構(gòu)]
本發(fā)明的第十六實(shí)施例的特征在于，省略了上述第十五實(shí)施例的
純水冷卻器37，并且用于冷卻水冷定子線圈的純水僅通過熱泵18(或 制冷器)來冷卻。 [操作]
下面描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。
利用圖17的布置，純水生產(chǎn)系統(tǒng)36生產(chǎn)的純水被直接供應(yīng)給熱 泵18的蒸發(fā)器18.20，以獲得低溫純水。接著，將得到的低溫純水通 過集流管供應(yīng)給水冷定子線圈38。純水冷卻水冷定子線圈38后變熱， 并再次循環(huán)到純水供應(yīng)系統(tǒng)36。
由于本實(shí)施例不需要純水冷卻器37，因此簡化了整個電機(jī)的結(jié) 構(gòu)，并可以為旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供高可靠性的冷卻設(shè)備。
第十七實(shí)施例
圖18是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第十七實(shí)施例的示意圖。 [結(jié)構(gòu)]
本發(fā)明的第十七實(shí)施例的特征在于，其采用所謂的氣冷型熱泵 31，如圖18所示。該熱泵31利用環(huán)繞熱泵18的周圍空氣10A來替 代主冷卻水，以將周圍空氣10A用作供應(yīng)給熱泵31的冷凝器31.19 的第一冷卻劑。在圖18中，附圖標(biāo)記"31_19"表示冷凝器，附圖標(biāo) 記"31.2Q"表示蒸發(fā)器。由于本實(shí)施例釆用了氣冷型熱泵31，因此不 再需要前述實(shí)施例中的主水冷卻系統(tǒng)10。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的操作。 與第一實(shí)施例相似，儲存在貯存器17中的第二冷卻劑15的壓力 被循環(huán)泵16升高。接著，將第二冷卻劑15經(jīng)由供應(yīng)管Pl供應(yīng)給冷 卻管13，即氣體冷卻器6的熱交換部，以便對冷卻氣體7冷卻。在 對冷卻氣體7冷卻之后，第二冷卻劑15經(jīng)由返回管P2提供給熱泵 31的蒸發(fā)器31.2Q，以作為低溫?zé)嵩?0。作為低溫?zé)嵩?0提供給蒸 發(fā)器31.2。的第二冷卻劑15由于熱泵31的運(yùn)行而失去熱量，并被冷
卻。接著，將第二冷卻劑15排到貯存器17中。另一方面，通過風(fēng)扇 等(未示出)提供給熱泵31的空氣在其排放到管道等(未示出)之 前從冷凝器3L,9中得到熱量，而變?yōu)闊峥諝狻?[優(yōu)點(diǎn)]
由于本實(shí)施例采用氣冷熱泵31并使用周圍空氣作為高溫?zé)嵩?19，因此不需要主冷卻水系統(tǒng)，從而極大地簡化了電機(jī)的結(jié)構(gòu)。這樣 可以為旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供高可靠性的冷卻設(shè)備。
權(quán)利要求
1、一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其包括容納在封閉型框架(2)中的定子(3)、轉(zhuǎn)子(4)和若干個轉(zhuǎn)子風(fēng)扇(5)，并且適合通過轉(zhuǎn)子風(fēng)扇(5)來冷卻在所述框架(2)中因循環(huán)而變熱的冷卻氣體(8、9)并通過氣體冷卻器(6)與所述定子(3)和所述轉(zhuǎn)子(4)進(jìn)行熱交換，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)包括熱泵(18)，其利用第一冷卻劑(10L)作為高溫?zé)嵩?19)并利用第二冷卻劑(15)作為低溫?zé)嵩?20)；以及第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)，其用于供應(yīng)所述第二冷卻劑(15)給所述氣體冷卻器(6)的熱交換部，其中所述第二冷卻劑(15)由所述熱泵(18)冷卻并通過所述第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)供應(yīng)給所述氣體冷卻器(6)的所述熱交換部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于 貯存器(17)布置在所述第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)中，以便儲存所述第二冷卻劑(15);以及所述第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)包括液體冷卻劑氣體冷卻器循 環(huán)系統(tǒng)(21)，其用于使液體冷卻劑循環(huán)到所述氣體冷卻器(6);以 及液體冷卻劑熱泵循環(huán)系統(tǒng)(22)，其用于使液體冷卻劑循環(huán)到所述 熱泵(18)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，所述液 體冷卻劑氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)(21)和所述液體冷卻劑熱泵循環(huán)系統(tǒng)(22)的用于從所述貯存器(17)抽出液體冷卻劑的供應(yīng)管(PC1) 或者用于使液體冷卻劑返回到所述貯存器(17)的返回管(PC2)中 的至少一個形成公共管，并且，循環(huán)泵(16)布置在所述公共管上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，所述第 二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)具有位于所述氣體冷卻器(6)的下游的分 支點(diǎn)(J3)，其用于分支出到所述熱泵(18)的循環(huán)路線(P3)以及 到所述貯存器(17)的路線(P2)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于 所述氣體冷卻器(6)被分成兩個或兩個以上；以及 所述液體冷卻劑氣體冷卻器循環(huán)系統(tǒng)(21)連接到氣體冷卻器(6a)的部分，用于將從所述貯存器(17)循環(huán)的液體冷卻劑供應(yīng)給 所述氣體冷卻器(6)，而所述液體冷卻劑熱泵循環(huán)系統(tǒng)(22)連接到 氣體冷卻器(6b)的余下部分，用于將從所述貯存器(17)循環(huán)的液 體冷卻劑供應(yīng)給所述熱泵(18)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，所述第 一冷卻劑(10L)從第一冷卻劑系統(tǒng)(10)供應(yīng)到所述貯存器(17) 并且接著從所述貯存器(17)供應(yīng)到所述氣體冷卻器(6)，以便使已 經(jīng)用于熱交換的所述液體冷卻劑返回到所述第一冷卻劑系統(tǒng)(10)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于 所述氣體冷卻器(23、 24)被分成兩個或兩個以上；以及 所述第二冷卻劑(15)從所述第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)供應(yīng)到所述氣體冷卻器(24)的部分，而所述第一冷卻劑(10L)從第一冷 卻劑系統(tǒng)(10)供應(yīng)到所述氣體冷卻器(23)的余下部分。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于-所述氣體冷卻器(23、 24)被分成兩個或兩個以上；以及 所述第二冷卻劑(15)從所述第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)供應(yīng)到所述氣體冷卻器(24)的部分，而作為高溫?zé)嵩?19)供應(yīng)到所述熱 泵(18)的第一冷卻劑(10L)被供應(yīng)到所述氣體冷卻器(23)的余 下部分。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，在所述 旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)中使用空氣作為所述冷卻氣體，并且除濕器(32)布 置在轉(zhuǎn)子軸的端部穿過所述封閉型框架(2)的部分處。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，導(dǎo)熱盤 (33)布置在所述轉(zhuǎn)子(4)穿過所述封閉型框架(2)的部分處，并且使液體冷卻劑圍繞所述導(dǎo)熱盤(33)流動，并對所述導(dǎo)熱盤(33) 冷卻。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，將從 所述熱泵(18)的低溫?zé)嵩?20)的出口所排出的所述液體冷卻劑用 作流到所述導(dǎo)熱盤(33)的液體冷卻劑。
12、 一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(O，其包括容納在框架(2)中的具有定子 線圈(38)的定子、轉(zhuǎn)子(4)和若干個轉(zhuǎn)子風(fēng)扇(5)，并且適合通 過使純水流過所述定子線圈(38)來進(jìn)行冷卻，其特征在于，所述旋 轉(zhuǎn)電機(jī)(1)包括純水供應(yīng)系統(tǒng)(36)，其用于供應(yīng)純水到所述定子線圈(38)中； 純水冷卻器(37)，其用于冷卻所述純水；熱泵(18),其利用第一冷卻劑(10L)作為高溫?zé)嵩?19)并利 用所述第二冷卻劑(15)作為低溫?zé)嵩?20);以及第二冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(14)，其用于供應(yīng)所述第二冷卻劑(15) 給所述純水冷卻器(37)的熱交換部，其中所述第二冷卻劑(15)由所述熱泵(18)冷卻并被供應(yīng)到所述純 水冷卻器(37)的熱交換部。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，純水 冷卻器(37a、 37b)至少分別布置在所述定子線圈(38)的上游側(cè)位 置和下游側(cè)位置，并且所述熱泵(18)得到的冷卻液體冷卻劑被供應(yīng) 給所述純水冷卻器(37a、 37b)。
14、 一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其包括容納在框架(2)中的具有定子 線圈(38)的定子(3)、轉(zhuǎn)子(4)和若干個轉(zhuǎn)子風(fēng)扇(5)，并且適 合通過使純水流過所述定子線圈(38)來進(jìn)行冷卻，其特征在于，所 述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)包括-熱泵(18)，其利用第一冷卻劑(10L)作為高溫?zé)嵩?19)并利 用純水作為低溫?zé)嵩?20);以及純水供應(yīng)系統(tǒng)(36)，其用于供應(yīng)純水到所述定子線圈(38)中，其中純水由所述熱泵(18)冷卻并被供應(yīng)到所述定子線圈(38)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，其特征在于，所述 旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)一步包括純水冷卻器(37)，其用于冷卻已經(jīng)用于與所述 定子線圈(38)進(jìn)行熱交換的純水。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其包括容納在封閉型框架中的定子、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子風(fēng)扇。冷卻氣體通過轉(zhuǎn)子風(fēng)扇在框架中循環(huán)，并且在與定子、轉(zhuǎn)子熱交換后變熱，且由空氣冷卻器冷卻。熱泵適于利用冷卻水或周圍空氣作為高溫?zé)嵩炊靡后w冷卻劑作為低溫?zé)嵩?。提供液體冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)，以用于供應(yīng)液體冷卻劑給氣體冷卻器的熱交換部。液體冷卻劑由熱泵冷卻并通過冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)供應(yīng)給氣體冷卻器的熱交換部。
文檔編號H02K9/16GK101098097SQ20071012637
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者加幡安雄, 垣內(nèi)干雄, 山下勝也, 德增正, 松山浩二, 谷山賀浩 申請人:株式會社東芝