特許 7004285 外部冷却装置と複数の冷却回路とを備える電気モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-06

(45)【発行日】2022-01-21

(54)【発明の名称】外部冷却装置と複数の冷却回路とを備える電気モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/18 20060101AFI20220114BHJP

   H02K 9/02 20060101ALI20220114BHJP

【ＦＩ】

H02K9/18 A

H02K9/02 Z

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2017092467

(22)【出願日】2017-05-08

(65)【公開番号】P2017201878

(43)【公開日】2017-11-09

【審査請求日】2020-04-02

(31)【優先権主張番号】1653991

(32)【優先日】2016-05-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】313011906

【氏名又は名称】アルストム トランスポート テクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】ベナリ、 ブーアッラーム

【審査官】小林 紀和

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５８－０８７４６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６１－１０２１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２９９１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公告第００３００２５７（ＧＢ，Ａ）

【文献】米国特許第０３４６１３２８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ９／１８

Ｈ０２Ｋ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気モータ（１０）であって、
内部容積を画定するフレーム（１２）と、
回転子（１４）及び固定子（１６）であって、前記回転子（１４）及び前記固定子（１６）は前記内部容積内に収容された、回転子（１４）及び固定子（１６）と、
前記固定子（１６）を横切る少なくとも１つの一次冷却回路（１８）であって、前記一次冷却回路（１８）は、前記電気モータ（１０）の外側とそれぞれが流体連通状態にある一次入口（２８）と一次出口（３０）とを備え、前記一次入口（２８）は前記外側から来る外部流体（ＦＥ）を受け取るように適合され、前記外部流体（ＦＥ）は前記一次冷却回路（１８）内を循環すること及び前記一次出口（３０）を通じて出ることが意図される、一次冷却回路（１８）と、
前記フレーム（１２）の外側の少なくとも１つの冷却装置（２０）であって、前記冷却装置（２０）は二次入口（３６）と二次出口（３８）と少なくとも１つの二次導管（４０）とを備え、前記二次入口（３６）及び前記二次出口（３８）は前記内部容積と流体連通状態にあり、前記二次導管（４０）は前記二次入口（３６）と前記二次出口（３８）とを接続するように、及び少なくとも部分的に前記フレーム（１２）の外側上で延在するように適合された、冷却装置と、
前記一次冷却回路（１８）から分離された少なくとも１つの二次冷却回路（２２）であって、前記二次冷却回路（２２）は前記回転子（１４）を横切り、前記冷却装置（２０）の前記二次入口（３６）及び前記二次出口（３８）と流体連通状態にあり、内部流体（ＦＩ）が前記二次冷却回路（２２）内及び前記冷却装置（２０）内を循環することが意図される、二次冷却回路（２２）と
を備える電気モータ（１０）であって、内部空間の範囲を定めるチャネル（２４）を更に備え、前記チャネル（２４）は前記冷却装置（２０）の内壁（４８）と前記固定子（１６）の外壁（２７）との間で延在し、前記一次冷却回路（１８）は、前記一次入口（２８）によって受け取られた前記外部流体（ＦＥ）の小部分を前記チャネル（２４）に供給するための、前記一次入口（２８）に接続されたデビエーションを備えることを特徴とする、電気モータ（１０）。

【請求項2】

前記外部流体（ＦＥ）の前記小部分は、前記冷却装置（２０）の前記二次導管（４０）に実質的に平行な方向において前記チャネル（２４）内を循環する、請求項１に記載のモータ（１０）。

【請求項3】

前記冷却装置（２０）は前記内部空間内に位置する内部冷却フィン（５２）を備え、前記内部冷却フィン（５２）は前記冷却装置（２０）の前記内壁（４８）上に取り付けられ、第１の方向（Ｘ－Ｘ’）に沿って延在し、前記第１の方向（Ｘ－Ｘ’）は、前記チャネル（２４）内を循環する前記外部流体（ＦＥ）の循環の方向に実質的に沿って延在する、請求項１又は請求項２に記載のモータ（１０）。

【請求項4】

前記固定子（１６）は前記内部空間内に収容された第２の内部フィン（６４）を備え、前記第２の内部フィン（６４）は前記固定子（１６）の前記外壁（２７）上に取り付けられ、第１の方向（Ｘ－Ｘ’）に沿って延在し、前記第１の方向（Ｘ－Ｘ’）は、前記チャネル（２４）内を循環する前記外部流体（ＦＥ）の循環の方向に実質的に沿って延在する、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のモータ（１０）。

【請求項5】

前記チャネル（２４）の前記内部空間内を循環する前記外部流体（ＦＥ）の速度は１０メートル／秒と８０メートル／秒との間に含まれる、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のモータ（１０）。

【請求項6】

前記外部流体（ＦＥ）の前記小部分は前記チャネル（２４）の全長にわたって循環し、前記チャネル（２４）の長さは前記冷却装置（２０）の前記二次導管（４０）の長さの少なくとも８０％に等しい、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のモータ（１０）。

【請求項7】

前記デビエーションは、前記冷却装置（２０）の前記二次導管（４０）より上流側に位置する、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のモータ（１０）。

【請求項8】

前記チャネル（２４）に供給される前記外部流体（ＦＥ）の前記小部分は、前記一次入口（２８）によって受け取られる前記外部流体（ＦＥ）の５％と１５％との間に含まれる、請求項１～請求項７のいずれか一項に記載のモータ（１０）。

【請求項9】

前記冷却装置（２０）は前記二次入口（３６）と前記二次出口（３８）との間に延在する流体循環の経路を画定し、前記冷却装置（２０）の前記二次導管（４０）は、前記冷却装置（２０）の前記内壁（４８）に実質的に垂直な平面内で延在する複数の分離壁（６２）を備え、前記分離壁（６２）は、流体が前記流体循環の経路に沿って互いに実質的に反対の少なくとも２つの方向において循環するように位置付けられる、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載のモータ（１０）。

【請求項10】

前記チャネル（２４）は実質的に矩形の形状の断面を有し、前記断面の幅は５０ミリメートルと１００ミリメートルとの間に含まれ、前記断面の高さは２０ミリメートルと４０ミリメートルとの間に含まれる、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のモータ（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータの固定子を冷却するための一次冷却回路と、モータの回転子を冷却するための二次冷却回路とを含む電気モータに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、一次回路は、固定子を横切る及び／又は取り囲む一次回路内で外部流体、例えば外気を循環させることによって固定子を冷却することを可能にするために、モータのフレームの外側と流体連通状態にある。他方、二次回路は、モータ、特に回転子の、例えばほこりを避けるために、又は全ての汚れた移動要素をなくすために、フレームの外側と流体連通状態にはない。

【0003】

二次回路はその場合、二次回路における閉回路内を循環する内部流体と外気との間の熱交換を保証する冷却装置に接続される。

【0004】

内部流体の適切な冷却を保証するために、従来技術から知られている冷却装置は、外壁上に取り付けられた、熱交換表面積を増加するフィンを含み、その場合、外部通気系（ｏｕｔｅｒ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）がこれらのフィンに向けた外気の流れを生成する。一例として、そのような通気系は、モータが内部に搭載された輸送車両、例えば鉄道車両の移動によって生成される空気の循環から作られる。

【0005】

しかし、これらの冷却装置は、二次回路内を循環する内部流体の冷却に関して十分な満足を与えるものではない。

【0006】

加えて、そのような冷却装置が通気系と結合される場合、冷却装置の効率の向上には空気循環の速度の増加が必要とされ、これにより高いコストと大規模な寸法設計とが誘起される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的の１つは、従来技術におけるよりも大きな効率を、既存の通気系のいかなる変更も必要とせずに有する冷却装置を含む電気モータを提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的のために、本発明は、
内部容積を画定するフレームと、
回転子及び固定子であって、回転子及び固定子は内部容積内に収容された、回転子及び固定子と、
固定子を横切る少なくとも１つの一次冷却回路であって、一次回路は、モータの外側とそれぞれが流体連通状態にある一次入口と一次出口とを含み、一次入口は外側から外部流体を受け取るように適合され、外部流体は一次回路内を循環すること及び一次出口を通じて出ることが意図される、一次冷却回路と、
フレームの外側の少なくとも１つの冷却装置であって、冷却装置は二次入口と二次出口と少なくとも１つの二次導管とを含み、二次入口及び二次出口は内部容積と流体連通状態にあり、二次導管は二次入口と二次出口とを接続するように、及び少なくとも部分的にフレームの外側で延在するように適合された、冷却装置と、
一次回路から分離された少なくとも１つの二次冷却回路であって、二次回路は回転子を横切り、冷却装置の二次入口及び二次出口と流体連通状態にあり、内部流体が二次回路内及び冷却装置内を循環することが意図される、二次冷却回路と
を含む電気モータであって、内部空間の範囲を定めるチャネルを更に含み、チャネルは冷却装置の内壁と固定子の外壁との間で延在し、一次回路は、一次入口によって受け取られた外部流体の小部分をチャネルに供給するための、一次入口に接続されたデビエーション（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を含む、電気モータを対象とする。

【0009】

そのような電気モータは特に、二次回路内を循環する内部流体の、冷却装置による冷却効率の増加を、既存の構造を実質的に変更する必要なしにもたらすという利点を有する。更に、この解決法は、一次回路及び二次回路を実質的に変更することも、それらの回路の間の連通を作ることもなしに、一次回路内を循環する外部流体の一部を使用することからなるため、単純であり適用が安価である。

【0010】

本発明による電気モータは、以下の特徴のうちの１つ又は複数を、単独で又は技術的に考えられる全ての組み合わせに従って更に含んでもよい。

【0011】

外部流体の小部分は、冷却装置の二次導管に実質的に平行な方向においてチャネル内を循環する。

【0012】

冷却装置は内部空間内に位置する内部冷却フィンを含み、内部フィンは冷却装置の内壁上に取り付けられ、第１の方向に沿って延在し、第１の方向は、チャネル内を循環する外部流体の循環の方向に沿って実質的に延在する。

【0013】

固定子は内部空間内に収容された第２の内部フィンを含み、第２の内部フィンは固定子の外壁上に取り付けられ、第１の方向に沿って延在し、第１の方向は、チャネル内を循環する外部流体の循環の方向に実質的に沿って延在する。

【0014】

チャネルの内部空間内を循環する外部流体の速度は１０メートル／秒と８０メートル／秒との間に含まれる。

【0015】

外部流体の小部分はチャネルの全長にわたって循環し、チャネルの長さは冷却装置の二次導管の長さの少なくとも８０％に等しい。

【0016】

デビエーションは、冷却装置の二次導管より上流側に位置する。

【0017】

チャネルに供給される外部流体の小部分は、一次入口によって受け取られる外部流体の５％と１５％との間に含まれる。

【0018】

冷却装置は二次入口と二次出口との間に延在する流体循環経路を画定し、冷却装置の二次導管は、冷却装置の内壁に実質的に垂直な平面内で延在する複数の分離壁を含み、分離壁は、流体が流体循環経路に沿って互いに実質的に反対の少なくとも２つの方向において循環するように位置付けられる。

【0019】

チャネルは実質的に矩形の形状の横断面を有し、横断面については、幅が５０ミリメートルと１００ミリメートルとの間に含まれ、高さが２０ミリメートルと４０ミリメートルとの間に含まれる。

【0020】

本発明は、単なる例として示される、かつ添付の図面を参照してなされる以下の説明を読むことによって、より良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明による電気モータの一部の第１の平面Ｉに沿った断面図であり、第１の平面Ｉは、モータの回転子の回転軸に対応する第１の方向Ｘ－Ｘ’によって、及び第１の方向Ｘ－Ｘ’に垂直な第２の方向Ｙ－Ｙ’によって画定される。

【図2】図１のモータの回転子の第２の平面ＩＩに沿った断面図であり、第２の平面ＩＩは第１の方向Ｘ－Ｘ’によって画定され、第１の平面Ｉに相対的に傾斜している。

【図3】図１及び図２のモータの第３の平面ＩＩＩに沿った断面図であり、第３の平面ＩＩＩは、第２の方向Ｙ－Ｙ’によって、並びに第１の方向Ｘ－Ｘ’及び第２の方向Ｙ－Ｙ’に垂直な第３の方向Ｚ－Ｚ’によって画定される。

【図4】第４の平面ＩＶに沿った本発明によるモータの第２の実施形態の断面図であり、第４の平面ＩＶは第１の方向Ｘ－Ｘ’によって、及び第３の方向Ｚ－Ｚ’によって画定される。

【図5】第３の平面ＩＩＩに類似した平面に沿った本発明によるモータの第３の実施形態の断面図であり、前記平面は第１の方句Ｘ－Ｘ’に垂直である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本説明において、「上流側」及び「下流側」という用語は、流体流れの循環の方向に関して定義される。

【0023】

図１～図３において、本発明の第１の実施形態による電気モータ１０が示されている。簡単にするために、モータの半分のみが示されており、他方の半分は、示された半分とＸ－Ｘ’軸に関して実質的に対称である。

【0024】

モータ１０は、モータ１０の内部容積を画定するフレーム１２又はケースと、内部容積内に収容された回転子１４及び固定子１６とを含む。モータ１０は更に、少なくとも１つの一次冷却回路１８と、フレーム１２に対する少なくとも１つの外部冷却装置２０と、少なくとも１つの二次冷却回路２２と、少なくとも１つのチャネル２４とを含む。

【0025】

回転子１４は、フレーム１２の内側で回転シャフト２６上に回転可能に固定して搭載され、固定子１６に相対的に回転軸Ｒの周りを回転移動可能であるように搭載され、回転軸Ｒは第１の方向Ｘ－Ｘ’に沿って延在する。固定子１６は、フレーム１２の内側で回転軸Ｒに平行に回転子１４を取り囲み、回転子と同軸である。通常、回転子１４及び固定子１６により、電気的エネルギーを、回転子１４のシャフト２６によって送達される機械的エネルギーに変換する可能性が提供される。

【0026】

特に、固定子１６は外壁２７を含み、外壁２７は、回転軸Ｒから最も遠く離れた固定子１６の壁として画定される。外壁２７は実質的に、軸Ｒを有する円筒状であり、第１の方向Ｘ－Ｘ’及び第３の方向Ｚ－Ｚ’に沿って延在する。

【0027】

一次回路１８は、フレーム１２及び固定子１６を冷却するように適合される。一次回路１８は、一次入口２８と、一次出口３０と、少なくとも１つの一次導管３２と、少なくとも１つのデビエーションとを含む。

【0028】

一次入口２８は一次導管３２に接続され、モータ１０の外側から外部ガス流体ＦＥを受け取るように適合される。外部流体ＦＥは例えばモータ１０の外側に位置する周囲空気である。一般に、一次回路１８の入口における外部流体ＦＥの温度は－５０℃と＋４５℃との間に含まれる。

【0029】

一次出口３０も一次導管３２に接続され、外部流体ＦＥをモータ１０の外側に向けて逃がすように適合される。一般に、一次回路１８の出口における外部流体ＦＥの温度は－３０℃と＋６５℃との間に含まれる。

【0030】

好ましくは、一次回路１８の出口における外部流体ＦＥの温度は、一次入口２８の入口における空気に相対的に約２０℃加熱されている。

【0031】

実際には、一次入口２８及び一次出口３０はそれぞれがモータ１０の外側と流体連通状態にある。

【0032】

複数の一次導管３２が存在する場合、一次入口２８及び一次出口３０はそれらの一次導管３２のそれぞれに接続される。

【0033】

前記又は各一次導管３２は、一次入口２８を一次出口３０に接続することが意図されるものであり、固定子１６を横切り、例えば第１の方向Ｘ－Ｘ’に実質的に沿って延在する。特に、図３に見られるように、各一次導管３２は固定子１６の外壁２７を横切る。

【0034】

一次回路１８のデビエーションは、図には見られないが、フォークの形状を有し、一次入口２８に接続され、一次入口２８を通じて一次回路１８に入る外部流体ＦＥの一部を偏向させるように適合される。偏向は更に、偏向された外部流体ＦＥの小部分をチャネル２４に供給するように適合される。有利には、デビエーションは、一次入口２８と一次出口３０との間の外部流体ＦＥの全体的な循環方向に沿って、冷却装置２０より上流側に位置する。

【0035】

チャネル２４に供給される外部流体ＦＥの小部分は、一次入口２８を通じて受け取られる外部流体ＦＥの例えば５％と４０％との間に、好ましくは５％と１５％との間に含まれる。

【0036】

冷却装置２０は、二次回路２２内を循環する内部ガス流体ＦＩを冷却するように適合される。冷却装置２０はフレーム１２の外側上に位置し、本体３４と、二次入口３６と、二次出口３８と、少なくとも１つの二次導管４０とを含む。

【0037】

本体３４は、例えば円筒形状の、図１及び図２の平面Ｉ、平面ＩＩに垂直な平面に沿った断面を有する。実際には、本体は、第１の方向Ｘ－Ｘ’に沿って長手方向に全て延在する３つの外壁４２、４４、及び４６と内壁４８とを含む。

【0038】

外壁４２、４４、及び４６はモータ１０の外側の方に位置し、内壁４８はモータ１０のフレーム１２の方に位置する。実際には、内壁４８は、固定子１６の外壁２７の少なくとも一部分に面して位置する。

【0039】

図２及び図３に見られるように、外壁４２、４４、及び４６はそれぞれが、前記外壁４２、４４、及び４６上に取り付けられ本体３４の外側の方に向けられた外部冷却フィン５０を含む。外壁４２、４４、及び４６のそれぞれは、例えば少なくとも３０個の外部フィン５０を含む。

【0040】

外部フィン５０は、冷却装置２０内を循環する流体と前記冷却装置２０を取り囲む周囲空気との間の、広い表面上にわたる熱交換を保証することが可能である。外壁４２、４４、及び４６のそれぞれにおいて、外部フィン５０は互いに平行に位置付けられ、第３の方向Ｚ－Ｚ’に従って横方向に延在する。特に、モータ１０が、列車などの人を輸送するための車両上に設置される場合、列車の移動は周囲空気の流れを生成し、これは次に外部通気系によって利用され、それにより外部フィン５０に向けた約５メートル／秒の速度を有する空気の循環が生成される。

【0041】

図３に見られるように、冷却装置２０の内壁４８は、前記内壁４８上に取り付けられ本体３４の外側の方に向けられた内部冷却フィン５２を含む。実際には、設計により、内部フィン５２は固定子１６の外壁２７に面して位置する。内壁４８は、例えば少なくとも５つの内部フィン５２を含む。

【0042】

内部フィン５２は、冷却装置２０内を循環する流体と、冷却装置２０の内壁４８と固定子１６の外壁２７との間に延在する空間内を循環する流体との間の熱交換を保証することが意図される。

【0043】

内部フィン５２は互いに平行に位置付けられ、第１の方向Ｘ－Ｘ’に沿って長手方向に延在する。

【0044】

好ましくは、内部フィン５２はそれぞれが、第１の方向Ｘ－Ｘ’及び第２の方向Ｙ－Ｙ’によって画定される平面内に含まれる。

【0045】

各内部フィン５２は、例えば第１の方向Ｘ－Ｘ’に沿って測定された約２０センチメートルの長さと、第２の方向Ｙ－Ｙ’に沿って測定された約５センチメートルの高さとを有する。

【0046】

内部フィン５２は例えばアルミニウムで作られる。

【0047】

好ましくは、内部フィン５２はそれらの間で、第３の方向Ｚ－Ｚ’に沿って約１センチメートルだけ間隔を空けられる。

【0048】

二次入口３６は二次導管４０に開口しており、二次回路２２においてフレーム１２の内側内を循環する内部流体ＦＩを受け取るように適合される。一般に、冷却装置２０の入口における内部流体ＦＩの温度は１００℃と１２０℃との間に含まれる。

【0049】

二次出口３８は二次導管４０に接続され、内部流体ＦＩを二次回路２２に向けて逃がすように適合される。一般に、冷却装置２０の出口における内部流体ＦＩの温度は８０℃と１００℃との間に含まれる。

【0050】

実際には、二次入口３６及び二次出口３８はそれぞれがモータ１０の内部容積と流体連通状態にある。

【0051】

二次導管４０は少なくとも部分的にフレーム１２の外側上で延在し、二次入口３６と二次出口３８とを接続することが意図される。好ましくは、デビエーションは例えば二次導管４０より上流側に位置する。

【0052】

二次回路２２は特に回転子１４を冷却するように適合され、少なくとも１つのトンネル５４を含む。

【0053】

トンネル５４は回転子１４を横切り、フレーム１２と回転子１４及び固定子１６との間で延在する径方向通路を介して冷却装置２０の二次入口３６及び二次出口３８と流体連通状態にある。

【0054】

複数のトンネル５４が存在する場合、各トンネル５４が前述したように回転子１４を横切り、冷却装置２０と流体連通状態にある。

【0055】

前記又は各トンネル５４は第１の方向Ｘ－Ｘ’に実質的に沿って延在する。

【0056】

二次回路２２は一次回路１８から隔離され、すなわち、二次回路２２と一次回路１８との間に流体連通は存在せず、二次回路２２内を循環する内部流体ＦＩは一次回路１８内に入ることはできない。特に、二次回路２２はモータ１０の外側と連通しない。

【0057】

チャネル２４は、冷却装置２０内を循環する内部流体ＦＩと前記チャネル２４内を循環する外部流体ＦＥの小部分との間の追加の熱交換を保証することによって、冷却装置２０の効率を向上させるように適合される。

【0058】

チャネル２４は、冷却装置２０の内壁４８と固定子１６の外壁２７との間で内部空間を画定することによって延在する。更に、チャネル２４はチャネル入口５６とチャネル出口５８とを含む。

【0059】

チャネルの入口５６は、分流された外部流体ＦＥの小部分を受け取るためにデビエーションに接続され、チャネルの出口５８は、前記チャネル２４内を循環した外部流体ＦＥを逃がすためにモータ１０の外側に開口する。一般に、外部流体ＦＥは第１の方向Ｘ－Ｘ’に沿ってチャネル内を循環する。

【0060】

設計により、冷却装置２０の内壁４８上に取り付けられた内部フィン５２は、チャネル２４によって画定される内部空間内に位置する。実際には、チャネル２４の内部空間内を循環する外部流体ＦＥの小部分は、内部フィン５２と接触して見出される。

【0061】

好ましくは、外部流体ＦＥの小部分はチャネル２４の全長にわたって循環する。これはチャネル２４がチャネル出口５８のみを、それを通じて前記外部流体ＦＥが逃げ得るように有することを意味する。

【0062】

好ましくは、チャネル２４は、第１の方向Ｘ－Ｘ’に沿って測定された、二次導管４０の長さの少なくとも８０％に等しい長さを有する。これによりその場合、広い交換表面積を有する可能性が、及び従って、前記チャネル２４と冷却装置２０との間の熱交換レベルの増加の可能性が提供される。この表面は内部フィン５２によって更に増加される。

【0063】

有利には、チャネル２４は二次導管４０の長さに等しい長さを有する。そのような状況では、デビエーションが二次導管４０より上流側に位置する理由が理解される。特に、チャネル２４内の外部流体ＦＥの循環が単方向である場合、このように位置付けられたデビエーションを有することにより、二次導管４０の始まりにできるだけ接近して位置するチャネル入口５６を有する可能性が、及び従って、前記二次導管４０の長さに等しいチャネル２４の長さを得る可能性が提供される。

【0064】

一例として、チャネル２４は約４０センチメートルの長さと、実質的に矩形の形状の、第１の方向Ｘ－Ｘ’に対する横断面とを有し、横断面については、第３の方向Ｚ－Ｚ’に沿って測定された幅が５０ミリメートルと１００ミリメートルとの間に含まれ、第２の方向Ｙ－Ｙ’に沿って測定された高さが２０ミリメートルと４０ミリメートルとの間に含まれる。

【0065】

設計により、外部流体の小部分ＦＥは、二次導管４０に実質的に平行な少なくとも１つの方向においてチャネル２４内を循環する。あるいは、外部流体ＦＥの小部分は、二次導管４０と反対の少なくとも１つの方向においてチャネル２４内を循環する。両方の場合において、チャネル２４内を循環する外部流体の小部分ＦＥと、冷却装置２０内を循環する内部流体ＦＩとは、互いに実質的に平行な方向において循環する。

【0066】

次に、モータ１０の冷却動作について図１～図３を参照して説明する。

【0067】

二次回路２２内を循環する内部流体ＦＩの移動は細い矢印で示されている。図１及び図２に見られるように、内部ガス流体ＦＩは二次回路２２を満たす。その場合、内部流体ＦＩ、例えば空気は周囲空気から隔離される。回転子１４の回転シャフト２６は、図示されていないファンを装備し、ファンは、二次回路２２及び冷却装置２０の内側で内部流体ＦＩを循環させることが可能なブレードを備える。従って、内部流体ＦＩを回転子１４から冷却装置２０まで、及び冷却装置２０から回転子１４まで導く内部流れが生成される。この循環により、内部ガス流体ＦＩが冷却装置２０内で外側との熱交換によって冷却され、次に回転子１４内を循環して回転子１４を冷却する可能性が提供される。回転子１４のトンネル５４を通過する間に加熱された内部流体ＦＩは、次に冷却装置２０に送り返され、そこで再び熱交換によって冷却される。

【0068】

一次回路１８内を循環する外部流体ＦＥの経路は太い矢印で示され、チャネル２４内を循環する外部流体ＦＥの小部分の経路は中太の矢印で示されている。特に図１に見られるように、ファン６０により、外部流体ＦＥ、例えば周囲空気が一次入口２８を通じて流入することが可能になる。次に、外部流体ＦＥは一次回路１８によってデビエーションまで案内され、そこにおいて外部流体ＦＥの一部は一次回路１８内を引き続き循環し、残りはチャネル２４に向けて偏向される。

【0069】

一次回路１８内を引き続き循環する外部流体ＦＥの部分は、各一次導管３２を介して固定子１６を通過する。その場合、各一次導管３２内を循環することによって外部流体ＦＥは固定子１６を冷却する。最後に、一次出口３０により、フレーム１２の外側によってその場合に加熱されたこの外部流体ＦＥを排出する可能性が提供される。実際には、フレーム１２及び固定子１６は、モータ１０の外側からの外部流体ＦＥによって冷却される。

【0070】

チャネル２４に向けて偏向された外部流体ＦＥの他の部分はその場合、内部空間内を、すなわち冷却装置２０の内壁４８と固定子１６の外壁２７との間を循環する。チャネル入口５６における外部流体ＦＥの温度は、一次入口２８における前記外部流体ＦＥの温度に実質的に等しい。この温度はその場合、例えば外気の温度に実質的に等しい。

【0071】

従って、冷却装置２０の内壁４８において熱交換が行われ、内部流体ＦＩの温度より低い温度を有する外部流体ＦＥが、二次導管４０内を循環する内部流体ＦＩを冷却することが可能になる。

【0072】

加えて、冷却装置２０が内部フィン５２を含む場合、チャネル２４を横切る外部流体ＦＥの小部分が前記内部フィン５２と接触する。これによりその場合、冷却装置２０の二次導管内を循環する内部流体ＦＩと、チャネル２４内を循環する外部流体ＦＥとの間の熱交換が増加する可能性が提供される。

【0073】

一例として、チャネルの内部空間内を循環する外部流体ＦＥの速度は１０メートル／秒と８０メートル／秒との間に含まれる。比較的速いこの速度は、冷却装置２０の効率の向上に寄与する。

【0074】

本発明は単純であり適用が安価であるという利点を有する。実際、本発明は、チャネル２４に供給するために、及び一次回路１８の既存の一次入口２８を使用するために、デビエーションの作成を必要とする。実際には、本発明は、いかなる新たなエネルギー源も必要としない。

【0075】

図４において、本発明によるモータ１０の第２の実施形態が示されている。

【0076】

前述した実施形態とは異なり、冷却装置２０は少なくとも１つの、及び好ましくは複数の分離壁６２を含む。分離壁６２は、冷却装置２０の内壁４８に実質的に垂直に延在する。

【0077】

これらの分離壁６２は外壁４２、４４、及び４６と共に、二次入口３６と二次出口３８との間に延在する流体循環経路を画定し、この経路は冷却装置２０内を循環する内部流体ＦＩが従う経路に一致する。

【0078】

分離壁６２はそれぞれの長さを有し、内部流体ＦＩが流体循環経路に沿って互いに実質的に反対の少なくとも２つの方向において循環するように位置付けられる。言い換えると、分離壁６２は二次導管４０内のバッフルを画定する。

【0079】

図４の実施形態によれば、冷却装置２０は２つの分離壁６２を含み、内部流体ＦＩは二次入口３６から第１の方向において循環し、第１の方向は第１の方向Ｘ－Ｘ’に平行であり、次に第１の方向と反対の第２の方向において、しかし再び第１の方向において、二次出口３８につながるまで循環する。

【0080】

図４において、チャネル２４内を循環する外部流体ＦＥの循環は、点線による標準的矢印によって示されている。従って、内部流体ＦＩは外部流体ＦＥと同じ方句に、又は反対方向に循環する。これは、特に内部流体ＦＩと外部流体ＦＥとが反対方向に循環する場合に、それぞれの速度が反対であるため熱交換が増加し、従ってチャネル２４内を循環する外部流体ＦＥを用いた、冷却装置２０内を循環する内部流体ＦＩの冷却が増加するという利点を有する。従って、冷却装置２０の効率が増加することが再び見出される。

【0081】

図５において、本発明によるモータ１０の第３の実施形態が示されている。

【0082】

前述した第２の実施形態とは異なり、固定子１６は第２の内部フィン６４を含む。

【0083】

第２の内部フィン６４は固定子１６の外壁２７上に取り付けられ、チャネル２４によって画定される内部空間内に収容される。

【0084】

好ましくは、第２の内部フィン６４は内部フィン５２と同一であり、全て互いに平行であり、第１の方向Ｘ－Ｘ’によって及び第２の方向Ｙ－Ｙ’によって画定される平面内で延在する。

【0085】

実際には、第２のフィン６４が取り付けられた固定子１６の領域を一次導管３２は横切らず、固定子１６はこの位置において、チャネル２４内の外部流体ＦＥの循環による、第２のフィン６４によって保証される熱交換により冷却されることが再び見出される。これにより固定子１６の冷却が向上する可能性が提供される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】