KR100620733B1

KR100620733B1 - 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형

Info

Publication number: KR100620733B1
Application number: KR1020050046750A
Authority: KR
Inventors: 권형진
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-09-06

Abstract

본 발명은 발전기의 코일을 냉각하기 위해 코일 내부를 따라 순환하는 냉각가스의 유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형에 관한 것으로서, 적층된 코일의 사이로 냉각가스의 유로를 형성하도록 코일을 펀칭하기 위한 발전기 코일용 금형을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 발전기 회전자에 고정되는 C코일에 슬롯을 천공하기 위한 금형에 있어서, 상기 슬롯의 면적과 동일한 단면적을 갖는 펀치와, 상기 펀치를 프레스에 고정하는 상부 금형과, 상기 펀치가 삽입되는 구멍이 형성된 펀치 다이와, 상기 펀치 다이를 프레스에 고정하는 하부 금형을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

발전기, C코일, 냉각가스, 유로, 금형, 펀칭, 회전자, 슬롯

Description

냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형{Die for Generator Coil to Make Cooling Path}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전기의 C코일을 나타낸 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 펀칭과정을 나타낸 단면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 펀치 다이의 사시도이며,

도 4는 도 1에 도시된 펀치의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 회전자 12 : 지지대

100 : C코일 110 : 직선부

120 : 폐쇄부 130 : 슬롯

210, 230 : 금형 220 : 펀치

240 : 펀치 다이 250 : 가압부

L : 길이 W : 폭

본 발명은 발전기의 코일을 냉각하기 위해 코일 내부를 따라 순환하는 냉각가스의 유로를 형성하는 발전기 코일용 금형에 관한 것으로서, 특히, 적층된 코일의 사이로 냉각가스의 유로를 형성하도록 코일을 펀칭하기 위한 것이다.

발전기의 회전자에 장착되는 코일은 여러 종류가 있지만, 그 중에서 스퀘어 코일(Square Coil)과 C코일이 사용된다.

스퀘어 코일은 다수 장의 코일을 적층한 상태로 코일의 모서리를 브레이징(Brazing)하여 다수 장의 코일을 조합한다. 하지만, 이와 같은 브레이징은 모재를 열변형시키고, 용접으로 인한 산화피막이 형성되는 등의 여러 가지 문제점이 발생한다.

따라서 중소형 발전기는 C코일을 적층하여 사용한다. 그리고 적층된 C코일에 냉각가스의 유로를 형성하기 위해, 종래에는 C코일에 슬롯을 기계 가공하고, 슬롯이 형성된 코일을 적층함으로써, 슬롯이 연통되어 냉각가스의 유로를 형성한다.

하지만, 종래의 C코일은 슬롯을 형성하기 위해 기계 즉 선반 또는 밀링 가공 등을 이용한다. 따라서 그 가공시간이 오래 걸리며, 결국 작업성이 떨어진다는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이, C코일에 슬롯을 형성하여 냉각가스의 유로를 형성함에 있어서, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 제작된 C코일을 프레스하여 천공함으로써, 작업성을 향상시킬 수 있는 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 발전기 회전자에 고정되는 코일에 슬롯을 천공하기 위한 금형에 있어서, 상기 슬롯의 면적과 동일한 단면적을 갖는 펀치와, 상기 펀치를 프레스에 고정하는 상부 금형과, 상기 펀치가 삽입되는 구멍이 형성된 펀치 다이와, 상기 펀치 다이를 프레스에 고정하는 하부 금형을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 펀치 다이의 구멍은 상기 펀치의 길이에 비해 109 내지 110%이고, 상기 펀치 다이의 폭은 상기 펀치의 폭에 비해 110 내지 112% 정도로 크다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 펀치 다이의 구멍은 상기 펀치가 진입하는 방향으로 점차 확장된다.

아래에서, 본 발명에 따른 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전기의 C코일을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 펀칭과정을 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 펀치 다이의 사시도이며, 도 4는 도 1에 도시된 펀치의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 발전기의 회전자(10)에는 C코일(100)들이 적층되어 위치한다. 이와 같은 C코일(100)은 평행한 두 직선부(110)와, 두 직선부(110)의 단부를 상호 연결하는 폐쇄부(120)를 포함하며, 직선부(110)에는 그 길이방향으로 다수 개의 슬롯(130)이 형성된다.

이와 같은 C코일(100)은 회전자(10)의 지지대(12)에 지지된 상태로 적층되어 고정되는데, 상기 C코일(100)에 형성된 슬롯(130)들이 상호 연통됨으로써, 적층된 C코일(100)에는 냉각가스가 통과할 수 있는 유로가 형성된다.

이와 같은 C코일(100)의 슬롯(130)은 프레스에 의해 펀칭되어 형성되는데, 도 2 내지 도 4는 펀칭을 위한 금형에 대해 도시하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, C코일(100)에 슬롯(130)을 천공하기 위한 하부 금형(230)에는 구멍(241)이 형성된 펀치 다이(240)가 장착되고, 상부 금형(210)에는 펀치(220)가 장착되어 펀치 다이(240)에 형성된 구멍(241)에 삽입 또는 인출된다.

보다 구체적으로, 하부 금형(230)의 상면에는 펀치 다이(240)가 장착될 수 있게 암나사공(233)이 형성되고, 펀칭되고 난 후에 형성된 스크랩(scrap)이 배출되도록 펀치 다이(240)의 구멍(241)과 대응하는 부위에는 관통공(231)이 형성된다. 이와 같이 구성된 하부 금형(230)에 펀치 다이(240)를 장착한다. 펀치 다이(240)는 도 3에 보이듯이, 그 중심에 C코일(100)의 슬롯(130)에 대응하는 구멍(241)이 형성된 사각형 구조로서, 각 모서리에는 체결용 볼트가 삽입될 수 있는 관통공(243)이 형성된다. 따라서 펀치 다이(240)에 형성된 관통공(243)에 볼트를 끼운 상태에서 하부 금형(230)에 형성된 암나사공(233)에 볼트를 체결함으로서, 펀치 다이(240)는 하부 금형(230)에 장착된다.

이때 펀치 다이(240)의 구멍(241)과 하부 금형(230)의 관통공(231)은 상호 대응하며, 하부 금형(230)의 관통공(231) 면적이 펀치 다이(240)의 구멍(241) 면적보다 크다.

또한, 펀치 다이(240)의 구멍(241)은 상단보다 하부로 갈수록 점차 확장되는 구성을 갖는다. 이와 같이 구멍(241)의 내측면이 상부에서 하부로 갈수록 확장되는 구성을 갖게 됨으로써, 펀칭 후에 발생한 스크랩이 하부로 원활하게 배출된다.

한편, 상부 금형(210)은 프레스의 가압부(250)에 고정된다. 이와 같은 상부 금형(210)에는 펀치(220)가 관통하도록 관통공(211)이 형성된다. 관통공(211)이 형성된 상부 금형(210)의 상면에 도 4에 보이는 펀치(220)를 위치하고, 펀치(220)의 팁(221)을 상부 금형(210)의 관통공(211)에 관통하도록 위치한 상태에서, 상부 금형(210)을 프레스의 가압부(250)에 체결하면 펀치(220)는 상부 금형(210)과 가압부(250)의 사이에서 고정된 상태로 위치하며, 펀치(220)의 팁(221)은 상부 금형(210)의 하부로 돌출되어 위치한다.

이와 같은 구성에서 프레스의 가압부(250)를 하향 이동하면, 펀치(220)의 하단부가 아래에 위치한 펀치 다이(240)에 삽입된다.

한편, 원활한 펀칭을 수행하기 위해서는 펀치(220)의 팁(221) 길이(L1) 및 팁(221)의 폭(W1) 보다 펀치 다이(240)에 형성된 구멍(241)의 길이(L2) 및 폭(W2)이 더 크게 구성하는 것이 바람직하다. 팁(221)의 길이(L1)와 폭(W1)이 펀치 다이(240)의 구멍 길이(L2)와 폭(W2)과 동일하게 되면, 펀칭하는 중에 버(burr)가 형성되고 생성된 스크랩이 배출되지 않게 된다.

반대로, 펀치 다이(240)의 구멍 길이(L2)와 폭(W2)이 팁(221)의 길이(L1)와 폭(W1) 보다 상대적으로 너무 크게 되면, 냉각가스의 통로가 넓어 냉각 효과는 커질 수 있으나, C코일(100) 사이에 깔리는 절연체의 기능이 떨어지면서, 쇼트 현상 이 발생하게 된다.

바람직한 실시예로서, 펀치 다이(240)의 구멍(241) 길이(L2)는 팁(221)의 길이(L1)에 대해 9 내지 10%정도 더 크며, 펀치 다이(240)의 폭(W2)은 팁(221)의 폭(W1)에 대해 10 내지 12%정도 큰 것일 바람직하다. 즉 펀치 다이(240)의 구멍(241)에 있어서, 구멍(241)의 길이(L2)는 팁(221)의 길이(L1)에 비해 109 내지 110%이고, 구멍(241)의 폭(W2)은 팁(221)의 폭(W1)에 비해 110 내지 112% 정도로 큰 것이 바람직하다.

또한, 펀치 다이(240)의 구멍(241)에 있어서, 상단에서 하단으로 갈수록 확장되면서 구멍(241)의 내측면에는 테이퍼가 형성된 것이 바람직하다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형은 중소형 발전기의 회전자에 고정되는 C코일에, 냉각유로의 기능을 수행하는 슬롯을 형성함에 있어서, 천공작업 중에 버(burr)가 형성되지 않고 또한 가동 시에 쇼트 현상이 발생하지 않을 정도의 슬롯을 가공이 아닌 천공작업으로 형성함으로써, 작업성이 우수하다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims

발전기 회전자에 고정되는 코일에 슬롯을 천공하기 위한 금형에 있어서,

상기 슬롯의 면적과 동일한 단면적을 갖는 펀치와,

상기 펀치를 프레스에 고정하는 상부 금형과,

상기 펀치가 삽입되는 구멍이 형성된 펀치 다이와,

상기 펀치 다이를 프레스에 고정하는 하부 금형을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형.
제1항에 있어서,

상기 펀치 다이의 구멍은 상기 펀치의 길이에 비해 109 내지 110%이고, 상기 펀치 다이의 폭은 상기 펀치의 폭에 비해 110 내지 112% 정도로 큰 것을 특징으로 하는 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 펀치 다이의 구멍은 상기 펀치가 진입하는 방향으로 점차 확장되는 것을 특징으로 하는 냉각유로를 형성하기 위한 발전기 코일용 금형.