JP6604494B2 - 直結駆動型のターボブロワー冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、直結駆動型のターボブロワーの冷却構造に関するものであり、より詳細には、モータケーシングの外径に沿ってステータを冷却させるための多数の孔部と、コイル部、ベアリングハウジング、及びローターを冷却させるための多数の孔部とを形成してクーリングファンの動作時に前記多数の孔部を介して冷却効率を向上させて熱バランスを提供する直結駆動型のターボブロワーの冷却構造に関するものである。

一般的に、送風機は、流体のエネルギーを発生させる機械装置として、流動を起こすインペラと、前記インペラに流入及び流出される流れを案内するケーシングからなる。

このような送風機の分類方法にはいくつかの種類があり、羽根車を通過する流動の特性に応じて、軸流型送風機(Axial Blower)、半径流型送風機(Radial Blower)、及び混合流型送風機(Mixed Blower)に区分される。

一例として、前記半径流型送風機は、遠心力による圧力増加が主な目的であるため、流量より圧力が必要なところにたくさん使用される。

また、前記遠心型送風機は、通常、インペラの入口流動は回転軸方向でるが、その出口流動は回転軸の直角方向になるように螺旋状のケーシングを使用する場合と、インペラの入口流動と出口流動が回転軸の方向になるようにチューブ状ケーシングを使用する場合に大別される。

前記遠心送風機の一種であるターボブロワー(Turbo Blower)は、比較的圧力比が大きい遠心送風機として、インペラを容器の中で高速回転させて気体を放射状に流れるようにし、遠心力を利用する遠心送風機の中で、圧力比の小さいものを遠心型通風機、即ちターボ通風機といい、圧力比がその以上であるものを遠心送風機、 即ちターボ送風機という。

このようなターボブロワーは、外観を形成する本体、前記本体内部に設けられ、実質的に空気の加圧が行われる駆動部、及び前記駆動部の駆動を制御する制御部を含み、本体に形成された空気流入口を介して本体内部に流入した空気は、駆動部により一定の圧力以上に加圧された後、排出される。

しかしながら、従来には、内部駆動部から発生する騒音が外部に大きく伝達され、駆動部の内部部品を適切に冷却するための内部構造が設けられていなくて、内部コンポーネントの寿命が減少し、全体駆動部の耐久性が低減する欠点が発生した。

前記冷却は、通常、インペラに流入される吸入空気やガスを利用する方法で行われたり、回転子と固定子との間に形成されるエアギャップやステータに形成される冷却孔などを介して多量の空気を吹き込む方式が使用される。

しかしながら、前者の方式は、冷却にかかる動力が小さくても冷却システム自体がインペラと密接に連動する構造を有するため、インペラの感度が非常に大きい欠点を持つ。

すなわち、インペラの設計形状に応じて、冷却システムの構造が変更されるため、設計自由度に多くの制約を受ける。

さらに、冷却システムの特性上、ターボ機器の全体的なサイズが大きくなる問題点を有している。

そして、後者の方式は、クーリングファンを利用して、多量の空気をかなりの圧力に吹き込む構造であるため、冷却効率が非常に低い欠点を持つ。

したがって、クーリングファンに依存している冷却システムは、適正なレベルの冷却を維持するためには、比較的多くの動力を消費するという問題点があり、流入した空気が内部全体を冷却するための部品ごとに、一定の冷却を提供するものは力不足なので、冷却効率を低減させるしかなかった。

最終的には、熱バランスが可能な直結駆動型のターボブロワーの冷却構造を要求するようになった。

韓国登録特許第１０−０５７２８４９号公報

したがって、本発明は、前記のような問題点を解決するために提案された技術であり、発明の目的は、モータケーシングの外径に沿ってステータを冷却させるための多数の孔部と、コイル部、ベアリングハウジング、及びローターを冷却するための多数の孔部とを形成してクーリングファンの動作時に前記多数の孔部を介して冷却効率を向上させて熱バランスを提供することができる直結駆動型のターボブロワー冷却構造を提供することにある。

即ち、モーターケーシングの内部に構成されたステータ、コイル部、ベアリング、及びローターと、冷却させるための空気との接触面積を最大化させて均一に冷却できるようにすることによって、いずれかの部品のみが冷却されて熱バランスが崩れる問題を解決するものである。

本発明が解決しようとする課題を達成するために、本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワーの冷却構造は、
円筒状のモータケーシング１００と；
前記モータケーシングの内部に内装され、内部にローター２５０を含んでいるステータ２００と；
前記ステータの一側に形成され、空気が通過するための冷却空気通過孔３１０が形成されているコアリング３００と；
前記ローターの一側を通過させるための孔が形成されているレフトバックプレート４００と；
前記レフトバックプレートと一面が結合され、他側がスクロールボリュートに結合されて発生した流体が漏れないようにするために形成されたシール(seal)が含まれているレフトキャップ５００と；
前記モータケーシングとクーリングファンとの間に形成されたライトバックプレート６００ と；
前記ローターの両側に配置され、ローターを回転及び支持するためのベアリングが具備されたベアリングハウジング７００と；
前記レフトキャップの一面に形成されたインペラ８００と；
前記インペラの一側を包み込み、インペラから発生した流れをガイドし、流体の運動エネルギーを位置エネルギーに変換させるためのスクロールボリュート９００と；
前記インペラを包み込むように、スクロールボリュートの一側に結合され、インペラの高速回転時に空気流れを円滑にして油圧を発生させるスクロールカバー１０００と；
空気が流入される吸入口として、前記スクロールカバーの一側と結合されており、一側に流入される流量を測定するためのポート部１１５０が装着されているノズル１１００と；
前記ライトバックプレートの一側に結合されるクーリングファン１２００と；
前記クーリングファンを包み込み、流体を外部に吐出するためのファンスクロール１３００と；
前記ファンスクロールの一側に結合されて、空気が漏出されるのを防止するためのファンキャップ１４００と；
前記スクロールボリュートとインペラとの間に位置し、一側がスクロールボリュートに結合されて流体の流速をスムーズに低減し、静圧を上昇させるためのディフューザ１５００と；
前記モータケーシング１００の先端に形成されてステータに電流を供給するための端子ブロック１３０と；を含んで構成され、
前記モータケーシング１００は、
外径に沿ってステータ上側の位置に一定の間隔で形成される多数の第１の孔部１１０と；
前記第１の孔部と一定の距離を置いて離隔してコイル部の上側に位置するが、前記第１の孔部と一定の距離を置いて離隔して一定の間隔で形成される多数の第２の孔部１２０と；を含んで構成され、
前記のクーリングファンが動作するときに、
前記第１孔部１１０によって流入した第１の空気Ｂは、第１の空気流路１０を介してステータの熱を冷却させ、前記第１の空気流路を経由した第１の空気は、コアリングに構成された冷却空気通過孔を介してコイル部へ提供され、
前記第１孔部からレフトバックプレート４００側に位置する第２の孔部によって流入した第２の空気Ａと一緒にコイル部の熱を冷却させ、第２の空気流路２０を介して下側に形成されたベアリングハウジングを冷却させ、再びローターとステータとの間に形成された第３の空気流路３０に第１の空気と第２の空気が供給されてローターとステータを冷却させ、
前記第１の孔部からライトバックプレート６００側に位置する第２の孔部により流入された第２の空気Ｃと一緒にベアリングハウジングとコイル部とを冷却させるが、前記第２の空気Ｃは、コイル部を冷却した後、前記ローターとステータとを冷却させた空気と混合されて、第４の空気流路４０を介して第５の空気流路５０に提供されてファンスクロールを介して内部を循環した空気Ｄを外部に吐出することを特徴とする。

以上の構成及び作用を有する本発明による直結駆動型のターボブロワーの冷却構造は、モーターケーシングの外径に沿ってステータを冷却させるための多数の孔部と、コイル部、ベアリングハウジング、およびローターを冷却させるための多数の孔部とを形成してクーリングファンの動作時に前記多数の孔部を介して冷却効率を向上させ熱バランスを提供する効果がある。

即ち、モーターケーシングの内部に構成されたステータ、コイル部、 ベアリングスタッド、 及びローターと、冷却させるための空気との接触面積を最大化させて均一に冷却できるようにすることによって、いずれかの部品のみが冷却されて熱バランスが崩れる問題を解決して、モーターケーシング内部の熱バランスを提供する効果がある。

本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の切開斜視図である。 本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の 分解斜視図である。 本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の断面図である。 本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の写真である。 本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の写真である。 本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の写真である。 本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の写真である。

以下に、本発明による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の実施例を介して詳細に説明する。

従来のターボブロワー冷却構造は、空気を吹き出す方式として、内部の部品の熱バランスが不可能である。

しかしながら、本発明の場合には、空気を吸入する方式であり、同時に冷却が可能なので、これに伴う熱バランスが可能である。

図１は、本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の切開斜視図である。

図２は、本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の分解斜視図である。

図３は、本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の断面図である。

図４乃至図７は、本発明の一実施例による直結駆動型のターボブロワー冷却構造の写真である。

図１乃至図３に示すように、本発明の直結駆動型のターボブロワーの冷却構造は、モータケーシング１００と；ステータ２００と；コアリング３００と；レフトバックプレート４００と；レフトキャップ５００と；ライトバックプレート６００と；ベアリングハウジング７００と；インペラ８００と；スクロールボリュート(SCROLL VOLUTE)９００と；スクロールカバー(SCROLL SHROUD)１０００と、ノズル１１００と；クーリングファン１２００と；ファンスクロール１３００と；ファンキャップ１４００と；を含んで構成されている。

前記モーターケーシング１００は、円筒形に構成され、モーターケーシングの内部にローター２５０が含まれているステータ２００を構成することになる。

前記ローターは回転軸を中心に回転する回転子といい、前記ステータはコイル部が巻付いて電流が流れ、磁力を発生させて回転子を回転させる役割をする回転子である。

この時、前記ステータの一側にコアリング３００を形成することになるが、図６に示すように、空気を通過させるための多数の冷却空気通過孔３１０を形成することを特徴とする。

図面に示したように、前記レフトバックプレート４００は、ローターの一側を通過させるための孔が中央部に形成されており、レフトバックプレートの一面にレフトキャップ５００を結合させる。

この時、前記レフトキャップ５００は、シール(seal)が含まれている。この時、前記レフトキャップの他側はスクロールボリュートに結合されて発生した流体が漏れないように防いでくれる閉塞板の役割を遂行することになる。

また、前記ライトバックプレート６００をモータケーシングとクーリングファンとの間に形成するようになる。

もちろん、中央部にはローターが貫通するように、中央の孔が形成されるのが当然である。

そして、ローターの両側に図面を見て説明すると、ローターの一側に形成されたディスクの一面に、ライトバックプレートの一面にローターを回転及び支持するためのベアリングが具備されたベアリングハウジング７００をそれぞれ構成している。

また、前記レフトキャップの一面にインペラ８００が形成され、スクロールボリュート９００によってインペラの一側を包み込み、インペラから発生した流れをガイドして流体の運動エネルギーを位置エネルギーに変換させるように構成することになる。

特徴的なのはインペラによって発生された流体は、モータケーシングの方向に提供していないものである。

また、スクロールカバー１０００をインペラを包み込むように、スクロールボリュートの一側に結合させることにより、インペラの高速回転時、空気の流れを円滑にして油圧を発生させるようにするものである。

また、前記ノズル１１００は、空気が流入する吸入口として、前記スクロールカバーの一側と結合されるように形成することになる。

一方、前記ライトバックプレートの一側にはクーリングファン１２００が結合され、ファンスクロール１３００がクーリングファンを包み込むように構成して流体を外部に吐出させる。

前記ファンスクロールの一側に空気が漏出されるのを防止するためのファンキャップ１４００を構成することになる。

この時、前記クーリングファンとファンスクロールとの間にファンカバー１２５０を構成するが、これはクーリングファンを覆っているハウジングとして、冷却空気の流れを助けてくれるようになる。

一方、付加的に、スクロールボリュートとインペラとの間にディフューザー１５００を構成することができるが、これは一側がスクロールボリュートに結合されて流体の流速をスムーズに低減し、静圧を上昇させる役割を遂行するようになる。

そして、本発明で追求しようとする目的を達成するために、モータケーシング１００は、外径に沿ってステータ上側の位置に一定の間隔で形成される多数の第１の孔部１１０と、前記第１の孔部と一定の距離を置いて離隔して、コイル部の上側の位置に一定の間隔で形成される多数の第２の孔部１２０とを含んで構成されていることを特徴とする。

空気の流れを説明すると、クーリングファンが動作するときに、第１の孔部によって流入される第１の空気Ｂを介してステータを冷却させ、前記第１の空気と第２の孔部によって流入される第２の空気Ａ、Ｃを介してコイル部、ベアリングハウジング、及びローターを冷却した後、ファンスクロールを介して外部へ、内部を循環した空気Ｄを吐出することになる。

前記のように空気の流れを提供することにより、ターボブロワーの主要部品をまんべんなく冷却して熱バランスを提供することができる。

動作を説明すると、電流が流れてローターが回転されると、ローターの両側端部に装着されたインペラとクーリングファンが回転される。

前記クーリングファンの回転により、第１の孔部と第２の孔部により吸入された空気は、モータケーシングの内部構成要素を冷却した後、外部へ排出される。

まず、第１の孔部によって流入した第１の空気Ｂは、第１の空気流路１０を介してステータの熱を冷却させ、前記第１の空気流路を経由した第１の空気は、コアリングに構成された冷却空気通過孔を介してコイル部に提供され、第２の孔部によって流入した第２の空気Ａと一緒にコイル部の熱を冷却させ、第２の空気流路２０を介して下側に形成されたベアリングハウジングを冷却させ、再びローターとステータとの間に形成された第３の空気流路３０へ第１の空気と第２の空気が供給されてローターとステータとを冷却させ、他の第２の孔部によって流入した第２の空気Ｃと一緒に、他のベアリングハウジングと他のコイル部を冷却させる。

前記第２の空気Ｃは、他のコイル部を冷却した後、前記ローターとステータとを冷却させた空気と混合され、第４の空気流路４０を介して第５の空気流路５０に提供されて、最終的にファンスクロールを介して内部を循環した空気Ｄを外部に吐出するものである。

前記のような空気流路の経路を介してターボブロワーを冷却する本発明の冷却構造によれば、ステータの外面と内面、コイル部の外面、側面、及び内面、ローターの外面、ベアリングハウジングの外面とレフトバックプレート、及びライトバックプレートなどをまんべんなく冷却するため、ターボブロワーの駆動時に発生する熱を均一に冷却させて熱バランスを達成することができる。

一方、モーターケーシング１００の先端に端子ブロック１３０を形成させて、ステータに電流を提供することになり、これにより、ローターを回転させることができる。

また、前記ノズルの一側にポート部１１５０が装着されて、流入される流量を測定する利便性を提供することもできる。

前記のような構成により、モータケーシングの内部に構成されたステータ、コイル部、ベアリングハウジング、及びローターと、冷却させるための空気との接触面積を最大化させて均一に冷却することができるので、いずれかの部品のみの冷却されて熱バランスが崩れる問題を解決することによって、モータケーシング内部の熱バランスを提供することができる。

前記のような内容の本発明の属する技術分野の当業者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形で実施されることがあることを理解できるだろう。したがって、以上で記述した実施例は、全ての面で例示されたものであり、限定的なものではないものとして理解しなければならない。

以上では本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できるであろう。

本発明は、クーリングファンの動作時に前記多数の孔部を介して冷却効率を向上させて熱バランスを提供する効果があり、ターボブロワーの冷却技術分野に有用に活用されることがある。

１００ モーターケーシング
２００ ステータ
２５０ ローター
３００ コアリング
４００ レフトバックプレート
５００ レフトキャップ
６００ ライトバックプレート
７００ ベアリングハウジング
８００ インペラ
９００ スクロールボリュート
１０００ スクロールカバー
１１００ ノズル
１２００ クーリングファン
１３００ ファンスクロール
１４００ ファンキャップ

Claims (1)

1. ターボブロワーの冷却構造であって、
   円筒状のモータケーシング（１００）と；
   前記モータケーシングの内部に内装され、内部にローター（２５０）を含んでいるステータ（２００）と；
   前記ステータの一側に形成され、空気が通過するための複数の冷却空気通過孔（３１０）が形成されているコアリング（３００）と；
   前記ローターの一側を通過させるための孔が形成されているレフトバックプレート（４００）と；
   前記レフトバックプレートと一面が結合され、他側がスクロールボリュートに結合されて発生した流体が漏れないようにするために形成されるシール(seal)が含まれているレフトキャップ（５００）と；
   前記ローターの他側に形成され、前記モータケーシングとクーリングファンとの間に形成されるライトバックプレート（６００）と；
   前記ローターの両側に配置され、ローターを回転及び支持するためのベアリングが具備された２つのベアリングハウジング（７００）と；
   前記レフトキャップの一面に形成されたインペラ（８００）と；
   前記インペラの一側を包み込み、前記インペラから発生した流れをガイドし、流体の運動エネルギーを位置エネルギーに変換させるためのスクロールボリュート（９００）と；
   前記インペラを包み込むように、前記スクロールボリュートの一側に結合され、前記インペラの高速回転時に空気流れを円滑にして油圧を発生させるスクロールカバー（１０００）と；
   空気が流入される吸入口として、前記スクロールカバーの一側と結合されており、一側に流入される流量を測定するためのポート部（１１５０）が装着されているノズル（１１００）と；
   前記ライトバックプレートの一側に結合されるクーリングファン（１２００）と；
   前記クーリングファンを包み込み、流体を外部に吐出するためのファンスクロール（１３００）と；
   前記クーリングファンと前記ファンスクロールの間に形成されるファンカバー（１２５０）と；
   前記ファンスクロールの一側に結合されて、空気が漏出されるのを防止するためのファンキャップ（１４００）と；
   前記スクロールボリュートと前記インペラとの間に位置し、一側が前記スクロールボリュートに結合されて流体の流速をスムーズに低減し、静圧を上昇させるためのディフューザ（１５００）と；および、
   前記モータケーシング（１００）の先端に形成されて前記ステータに電流を供給するための端子ブロック（１３０）と；を含んで構成され、
   前記モータケーシング（１００）は、
   外径に沿って前記ステータ上側の位置に一定の間隔で形成される複数の第１の孔部（１１０）と；
   前記レフトバックプレート（４００）側、及び、前記ライトバックプレート（６００）側の両方において、前記第１の孔部と一定の距離を置いて離隔して、２箇所のコイル部のそれぞれの上側の位置に一定の間隔で形成される複数の第２の孔部（１２０）と；を含んで構成され、
   前記クーリングファンが動作するときに、
   前記第１の孔部（１１０）によって流入した第１の空気（Ｂ）は、第１の空気流路（１０）を介して前記ステータの熱を冷却させ、前記第１の空気流路を経由した前記第１の空気は、前記コアリングに構成された冷却空気通過孔を介してコイル部へ提供され、
   前記第１の孔部から前記レフトバックプレート（４００）側に位置する第２の孔部によって流入した第２の空気（Ａ）と一緒にコイル部の熱を冷却させ、第２の空気流路（２０）を介して下側に形成されたベアリングハウジングを冷却させ、再びローターとステータとの間に形成された第３の空気流路（３０）に前記第１の空気および前記第２の空気が供給されて前記ローターと前記ステータを冷却させ、
   前記第１の孔部から前記ライトバックプレート（６００）側に位置する第２の孔部により流入された第２の空気（Ｃ）と一緒に前記ベアリングハウジングとコイル部とを冷却させるが、
   前記第２の空気（Ｃ）は、コイル部を冷却した後、前記ローターと前記ステータとを冷却させた空気と混合されて、第４の空気流路（４０）を介して第５の空気流路（５０）に提供されてファンスクロールを介して内部を循環した空気（Ｄ）を外部に吐出し、
   前記モータケーシング（１００）内部に構成された前記ステータ、２箇所の前記コイル部、２つの前記ベアリングハウジング、及び、前記ローターと、冷却させるための空気との接触面積を最大化させて均一に冷却可能にすることで、前記ステータ、２箇所の前記コイル部、２つの前記ベアリングハウジング、及び、前記ローターの、いずれかの部品のみが過度に冷却されて熱バランスが崩れることを防止し、前記モータケーシング（１００）内部の熱バランスを保つことを特徴とする、直結駆動型のターボブロワー冷却構造。

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