KR100242152B1 - 수냉식 영구자석형 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수냉식 영구자석형 발전기에 관한 것으로, 더 상세하게는 발전기의 부품이 내장된 하우징에 냉각수가 순환되는 냉각수 유로를 형성하여 원가를 절감하고 냉각성능을 향상시킨 수냉식 영구자석형 발전기에 관한 것이다.

본 발명은 원통체의 하우징, 상기 하우징에 관통,설치되며 구동부와 연결된 회전축, 상기 회전축에 압입된 회전자코아, 상기 회전자코아의 외주면에 부착된 마그네트, 상기 하우징의 내주면에 압입되며 상기 마그네트와 일정간격을 가진 고정자코아, 상기 고정자코아에 권선되며 마그네트와의 작용에 의하여 전류가 유기되는 코일을 구비하는 영구자석형 발전기에 있어서,

상기 하우징은 내,외측하우징을 가지고 상기 내,외측하우징의 결합면 사이에는 냉각수가 순환되는 유로가 마련된 구성이다.

Description

수냉식 영구자석형 발전기

본 발명은 수냉식 영구자석형 발전기에 관한 것으로, 더 상세하게는 발전기의 부품이 내장된 하우징에 냉각수가 순환되는 냉각수 유로를 형성하여 원가를 절감하고 냉각성능을 향상시킨 수냉식 영구자석형 발전기에 관한 것이다.

도 1,2를 참조하여 일반적인 공냉식 영구자석형 발전기를 차량과 관련하여 간단히 설명한다.

전,후면브라켓(11,12)이 결합된 하우징(10)의 내부에 엔진측과 일측이 연결된 회전축(21)이 설치되고,회전축의 타측에는 팬(22)이 결합된다. 회전축(21)에는 회전자코아(26)가 압입되어 있는데,회전자코아(26)에는 마그네트(23)가 부착된다. 그리고 하우징(10)의 내주면에는 코일(24)이 권선된 고정자코아(25)가 마그네트(23)와 일정간격을 가지게 압입된다. 미설명부호 15는 하우징을 감싸고 있는 외측커버고, 16은 엔드커버이다.

이와같은 영구자석형 발전기의 동작을 설명하면, 차량이 구동되여 엔진이 회전되면 엔진과 연결된 회전축(21)도 회전된다. 그러면 회전자코아(26)와 마그네트(23)도 회전되고 마그네트의 회전에 의하여 고정자코아에 권선된 코일(24)에는 전류가 유기된다. 이 전류는 차량에서 필요로 하는 곳으로 공급되거나 차량의 적소에 마련된 배터리로 공급된다. 그리고 회전축(21)의 회전에 의하여 팬(22)도 회전되는데,팬의 회전에 의하여 엔드커버의 흡입공(16a)으로 유입된 공기는 팬의 원심력에 의하여 하우징의 상하측으로 유입되어 하우징의 외주면에 형성된 냉각핀(10a)과 열교환을 한 후 토출된다.

그러나 상기와 같은 구조의 종래 공냉식 영구자석형 발전기는 발전기에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 없는 단점이 있었다. 상세히 설명하면,회전축을 회전시키는 구동력이 차량의 엔진인 경우에는 엔진 차체에서도 고열이 발생된다. 그러면 발전기는 엔진에서 전달되는 열과 회전축의 회전에 의하여 발생되는 열 및 코일에 유기된 전류에 의하여 발생되는 열에 의하여 대단히 고온이 된다. 그런데,발전기가 공냉식인 경우는 발전기를 효과적으로 냉각시킬 수 없고,이로인해 마그네트는 열에 의하여 극단적으로는 자체의 자성을 상실하게 된다. 그러면 발전기는 그 기능을 수행할 수 없게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기의 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 발전기의 부품이 내장된 하우징에 냉각수유로를 형성하여 발전기에서 발생되는 열을 수냉식으로 냉각시키므로서 냉각성능을 향상시킬 수 있는 수냉식 영구자석형 발전기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은,발전기의 냉각방식을 수냉식으로 구성하므로서 공냉식에서 요구되는 팬 등과 같은 냉각부품을 제거하여 원가를 절감할 수 있는 수냉식 영구자석형 발전기를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 공냉식 영구자석형 발전기의 단면도,

도 2는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기의 단면도,

도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기의 내측하우징 및 외측하우징의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기의 내,외측하우징의 결합상태를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

111:내측하우징, 112:나사, 113:결합레일, 115:외측하우징,

116a:나사, 117:결합로, 118a:유입구, 118b:토출구,

119:유로.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원통체의 하우징, 상기 하우징에 관통,설치되며 구동부와 연결된 회전축, 상기 회전축에 압입된 회전자코아, 상기 회전자코아의 외주면에 부착된 마그네트, 상기 하우징의 내주면에 압입되며 상기 마그네트와 일정간격을 가진 고정자코아, 상기 고정자코아에 권선되며 마그네트와의 작용에 의하여 전류가 유기되는 코일을 구비하는 영구자석형 발전기에 있어서,

상기 하우징은 내,외측하우징을 가지고 상기 내,외측하우징의 결합면 사이에는 냉각수가 순환되는 유로가 마련된 구성이다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기는 도 3에 도시하듯이, 원통체의 하우징(110)이 마련된다. 상기 하우징(110)은 외측하우징(115)에 내측하우징(111)이 결합된 형태로 양면이 개구(110a)(도 5참조)되게 마련되며,상기 개구부(110a)에는 전,후면브라켓(121,125)이 결합된다. 상기 하우징(100)의 내부에는 상기 전,후면브라켓(121,125)의 중앙부를 관통하는 회전축(131)이 설치되는데,상기 회전축(131)은 구동부(차량에 있어서는 엔진측)와 연결된다. 상기 회전축(131)에는 회전자코아(132)가 압입되고,상기 회전자코아(132)의 외주면에는 (N)(S)마그네트(133)가 연속되게 부착된다. 그리고 상기 하우징(110)의 내주면에는 고정자코아(134)가 압입되는데,상기 고정자코아(134)의 내주면은 상기 마그네트(133)의 외주면과 일정간격을 가지게 설치된다. 상기 고정자코아(134)에는 코일(135)이 권선되는데,상기 코일(135)에는 마그네트와의 작용에 의하여 전류가 유기된다.

본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기는,상기 내,외측하우징의 결합면 사이로 냉각수가 순환되는 유로(119)가 형성되어 발전기에서 발생되는 열을 냉각시키는데, 이를 도 4,5를 참조하여 설명한다.

상기 내,외측하우징(111,115)은 양측면이 개구(111a,115a)된 원통체로 외측하우징에 내측하우징이 삽입,결합되게 되어있다. 상기 내측하우징이 외측하우징에 삽입되어 결합되되,내측하우징의 외주면과 외측하우징의 내주면은 일정간격을 가진다. 이는 냉각수가 흐를수 있도록 하기 위함이다.

도 4a에 도시하듯이,양측면이 개구된 외측하우징(115)의 일측면측 내주면은 단(段)(116)이 형성되어 있다. 상기 단이진면(116)의 내주면에는 나사(116a)가 형성되고,상기 단이진면(116)의 외측에 위치되는 외측하우징의 내주면에는 나선형의 결합로(117)가 형성된다. 그리고 상기 단이진면(116)에 바로 인접되는 외측하우징(111)의 외주면 부위중 상기 결합로(117)와 결합로(117) 사이의 부위에는 냉각수가 유입되는 유입구(118a)가 형성된다. 그리고 상기 유입구(118a)의 타측 반대편에 위치되는 외측하우징의 부위중 상기 결합로(117)와 결합로 사이의 부위에는 냉각수가 토출되는 토출구(118b)가 형성된다. 상기 유입구(118a)와 토출구(118b)는 외측하우징을 관통하여 형성된다.

도 4b에 도시하듯이,양측면이 개구된 내측하우징(111)의 일단부측 외주면에는 나사(112)가 형성된다. 상기 내측하우징의 나사(112)는 외측하우징의 나사(116a)와 결합된다. 상기 내측하우징의 나사(112) 외측에 위치되는 외주면에는 상기 결합로(117)와 대응되는 나선형상의 결합레일(113)이 형성된다. 상기 결합레일(113)은 상기 결합로(117)에 결합되는데,상기 결합레일(113)이 결합로(117)에 결합되면 인접하는 결합레일과 결합레일 사이의 공간은 밀폐된 공간이 된다. 이 공간이 냉각수가 순환되는 냉각수 유로(119)인 것이다. 즉,외측하우징의 유입구(118a)로 유입된 냉각수는 결합레일과 결합레일 사이의 유로(119)를 순환한 후,토출구(118b)로 토출되는 것이다.

상기 결합된 내,외측하우징의 개구부(110a)에는 전,후면브라켓(121,125)이 결합되는데(도 3참조),상기 전면브라켓(121)과 개구부(110a)의 개구면 사이에는 환형상의 실링재(141)가 마련된다.

도 5를 참조하여 설명하면,상기 실링재(141)는 상기 전면브라켓(121)과 접촉되는 내,외측하우징(111,115)의 개구면에 형성된 환형상의 안치로(111b,115b)에 안치된다. 즉,상기 실링재(141)가 상기 안치로(111b,115b)에 안치되고 그 위에 전,후면브라켓이 결합되므로 전,후면브라켓과 내,외측하우징은 견고하게 밀봉,결합되는 것이다.

상기 구조로 된 본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기의 작용을 설명한다.

내측하우징(111)의 결합레일(113)가 외측하우징(115)의 결합로(117)에 삽입되도록 내측하우징을 외측하우징에 결합하고 내,외측하우징의 일단부는 나사(112,116a)결합 되도록 한후,나사결합된 부위를 다시 용접으로 결합한다. 그러면 내측하우징의 인접하는 결합레일(113) 사이의 공간은 밀폐된 유로(119)를 형성한다. 그리고 코일(135)이 권선된 고정자코아(134)를 내측하우징에 압입하고,고정자코아(134)의 내부에는 회전축(131)을 설치한다. 회전축(131)을 설치하기 전에 회전축에 회전자코아(132)를 압입하고,회전자코아(132)의 외주면에는 마그네트(133)를 부착한다. 그후,내외측하우징의 안치결합로(111a,115a)에 실링재(141)를 안치하고,전후면브라켓(121,125)를 내,외측커버의 개구부에 결합한다. 그리고 회전축(131)은 구동측(차량에서는 엔진측)과 연결하고 코일(135)은 전류를 필요로 하는 곳과 접속시킨다. 그리하여 구동측을 회전시키면 회전축과 회전축에 설치된 회전자코아(132) 및 마그네트(133)가 회전하게 되고 이로인해 코일에는 전류가 유기된다. 이때,외측하우징의 유입구(118a)를 통하여 냉각수를 유입시키면 냉각수는 내,외측하우징 사이의 유로(119)를 순환한 후,토출구(118b)로 토출된다. 그러면 발전기에서 발생되는 열은 냉각수로 신속하게 방열되는 것이다.

이상에서 설명하듯이 본 발명에 따른 수냉식 영구자석형 발전기는, 내외측하우징 사이에 마련된 냉각수 유로를 흐르는 냉각수에 의하여 열이 신속하게 방열되므로 냉각성능이 대단히 향상된 특징이 있다.

또한,냉각수유로를 간단하게 형성할 수 있으므로 공냉식에서 요구되는 팬 등과 같은 냉각부품이 필요없다. 이로인해 원가가 절감된 특징이 있다.

Claims (6)

1. 원통체의 하우징(110), 상기 하우징(110)에 관통,설치되며 구동부와 연결된 회전축(131), 상기 회전축(131)에 압입된 회전자코아(132), 상기 회전자코아(132)의 외주면에 부착된 마그네트(133), 상기 하우징(110)의 내주면에 압입되며 상기 마그네트(133)와 일정간격을 가진 고정자코아(134), 상기 고정자코아(134)에 권선되며 마그네트와의 작용에 의하여 전류가 유기되는 코일(135)을 구비하는 영구자석형 발전기에 있어서,

   상기 하우징(110)은 내,외측하우징(111,115)을 가지고 상기 내,외측하우징(111,115)의 결합면 사이에는 냉각수가 순환되는 유로(119)가 마련된 것을 특징으로 하는 수냉식 영구자석형 발전기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 내,외측하우징(111,115)은 양측면이 개구(111a,115a)되게 마련되고,

   상기 외측하우징(115)의 내주면에는 나선형의 결합로(117)가 형성되고, 상기 내측하우징(111)의 외주면에는 상기 결합로(117)에 대응되게 형성되어 상기 결합로에 결합됨과 동시에 내,외측하우징이 결합되었을 때 밀폐된 냉각수의 유로를 형성시키는 나선형의 결합레일(113)이 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 영구자석형 발전기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 외측하우징(115)의 일개구부측 외주면에는 상기 결합로(117)와 결합로(117)사이를 관통하는 냉각수 유입구(118a)가 형성되고,

   상기 유입구(118a)의 타측에 위치되는 외측하우징의 외주면에는 상기 결합로(117)와 결합로 사이를 관통하는 냉각수 토출구(118b)가 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 영구자석형 발전기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 외측하우징(115)의 내경은 일측면측에서 단(段)(116)이지게 형성되고,상기 단이진면(116)의 내주면에는 나사(116a)가 형성되며,

   상기 단이진면(116)과 결합되는 내측하우징의 외주면에는 상기 나사(116a)에 대응되는 나사(112)가 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 영구자석형 발전기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 내,외측하우징(111,115)의 개구부에는 전,후면브라켓(121,125)이 결합되고, 상기 전면브라켓(121)과 개구부(100a)의 면 사이에는 실링재(141)가 마련된 것을 특징으로 하는 수냉식 영구자석형 발전기.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 전면브라켓(121)와 접촉되는 내,외측하우징의 개구부 면에는 상기 실링재(141)가 안치되는 안치로(111b,115b)가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 영구자석형 발전기.