KR101108286B1 - 액냉식 전기 장치, 이 전기 장치를 냉각하는 방법 및 이 전기 장치를 포함하는 권양기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전자와 반대방향 양측의 권선 헤드 공간에 각각 배치되는 권선 헤드들을 포함하는 고정자 권선이 수용되는 장치 하우징 및 고정자 재킷 냉각부를 갖는 액체 냉각 회로, 냉각 코일 및 장치 하우징 내의 공기를 순환시키기 위한 회전자와 연결되는 팬을 포함하는 냉각 기구를 갖는 전기 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 전기 장치를 냉각하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 냉각 코일이 권선 헤드의 외부에서 권선 헤드 공간들을 통해 연장되고, 팬은 노출된 냉각 코일 상으로 및 권선 헤드들을 통해 순환하도록 각 권선 공간의 공기 덕트 및/또는 안내 수단에 의해 안내되는 각 권선 헤드 공간 내에서의 공기 흐름 순환을 생성하기 위한, 각각 권선 헤드 공간에 결합되는 두 개의 팬 휠들(11)을 포함한다. 순환하는 내부 공기를 직접 권선 헤드 공간에서 또는 내에서 냉각하는 것에 의해 콤팩트한 구성의 희생없이 권선 헤드 공간의 고효율의 냉각이 달성될 수 있다.

모터, 전기 장치, 전기 기계, 냉각, 회전자, 고정자, 윈치, 크레인

Description

액냉식 전기 장치, 이 전기 장치를 냉각하는 방법 및 이 전기 장치를 포함하는 권양기구{LIQUID-COOLED ELECTRIC MACHINE, METHOD FOR COOLING SUCH ELECTRIC MACHINE AND HOISTING DEVICE INCLUDING SUCH ELECTRIC MACHINE}

본 발명은 회전자와 반대방향 양측의 권선 헤드 공간에 각각 배치되는 권선 헤드들을 포함하는 고정자 권선이 수용되는 장치 하우징 및 고정자 재킷 냉각부를 갖는 액체 냉각 회로, 냉각 코일 및 장치 하우징 내의 공기를 순환시키기 위한 회전자와 연결되는 팬을 포함하는 냉각 기구를 갖는 전기 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 전기 장치를 냉각하는 방법에 관한 것이다.

어떤 형식의 전기 장치들은 대체로 강제 환기(forced-ventilation) 또는 자가 환기(self-ventilation)되는 개회로(open-circuit) 냉각 또는 표면 냉각에 의해 냉각된다. 작은 패키징 공간(packaging space)을 갖는 설비에 설치되거나 모터의 냉각 공기가 가열되는 것을 원치 않는 영역에서 사용되는 중간 성능의 장치들 및 제한된 공간을 가지고 설치되는 견인 장치들은 고성능 냉각 시스템을 필요로 한다. 다양한 냉각 변형체들(variants)이 사용되고 있다.

고정자 코어의 재킷 냉각은 오일 또는 물과 같은 냉각 액체에 의해 이루어질 수 있거나 고정자 권선의 직접 오일 냉각이 별도의 회전자용 실린더와 함께 채용될 수 있다. 특별히 권선 헤드들에 대해서, 오일 스프레이 냉각이 제공될 수 있다. 하우징 내에 캐스트(cast)되거나 고정자 팩(stator pack)에 통합되는 원통형 액체 챔버 또는 코일을 냉각 액체가 통과하는 공지의 구성들이 있다. 더욱이, 고정자 팩 뿐만 아니라 권선 헤드들도 둘러싸는 플라스틱 하우징에 냉각 코일이 캐스트되는 공지의 솔루션들도 있다.

재킷 냉각의 문제점은 회전자와 권선 헤드들이 실질적으로 냉각되지 않은 상태로 유지된다는 데 있다. 내부 냉각 공기의 온도가 상승됨으로써 장치의 성능은 제한된다.

권선 헤드들의 가열에 관한 하나의 개선책이 특별한 구성의 권선 헤드 냉각부를 제공하는 DE 31 35 223에서 제안되었다. 여기서는, 환형 튜브들이 직접 두 층들 사이의 권선 헤드에 삽입된다. 유사하게, GB 947652는 냉각 튜브들을 권선 헤드에 삽입하고 이를 고정자 권선의 캐스팅 수지에 캐스트하는 것을 제공한다. 이러한 방식으로, 냉각 튜브와 권선 간의 접촉이 개선되고 양호한 열전달이 달성된다. 그러나 냉각 튜브는 열의 전달을 크게 제한하는 플라스틱 재질로 만들어진다. 권선 헤드에 삽입되는 이러한 냉각 튜브들에 있어 문제점은 회전자 자체가 다소 냉각되지 않은 상태로 유지된다는 점이다.

또한, DE 18 13 190은 고정자 재킷에 삽입된 냉각 코일에 더하여 내부 공기 흐름으로 권선 헤드의 냉각을 구현하는 상술한 바와 같은 전기 장치를 기술한다. 이 내부 공기 흐름은 모터 축에 안착된 팬에 의해 발생되고 장치 하우징의 틈을 통해 고정자 쉘(stator shell)에 삽입된 냉각 코일을 통과한다. 이러한 방식으로 내 부 공기 흐름이 고정자 냉각 코일을 통과할 수 있게 하고 이를 액체 냉각 시스템과 효율적으로 결합할 수 있게 하기 위해서, 공기 안내로를 갖는 추가적인 재킷 하우징이 전기 장치 주위에 장착되어 장치 하우징은 소위 이-쉘 하우징(two-shell housing)이 된다. 그러나 이 경우 모터의 직경 및 중량에 관한 부작용이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 단점들을 피하고 유리한 방식으로 발전시킨 개선된 액체 냉각식 전기 장치 및 이를 냉각하는 개선된 방법을 제공하는 데 있다. 특히, 액체 재킷 냉각부를 갖는 전기 장치의 고정자 팩의 집중적인 냉각으로, 높은 수준의 회전자 및 권선 헤드 냉각을 공간절약형 구조로 달성하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 의한 액냉식 전기 장치는 회전자 및 대향하는 양측의 권선 헤드 공간에 각각 배치되는 권선 헤드를 포함하는 고정자 권선이 수용되는 장치 하우징과; 상기 권선 헤드 공간의 공기를 순환시키기 위하여, 상기 회전자와 연결되는 적어도 하나의 공기 냉각부, 고정자의 재킷 냉각부를 갖는 액체 냉각 회로 및 냉각 코일을 포함하는 냉각 기구가 구비되며, 상기 권선 헤드의 외측으로 상기 냉각 코일이 상기 권선 헤드 공간을 통해 안내되며, 각각의 권선 공간의 공기 안내 수단에 의해 안내되는 상기 권선 헤드 공간 내의 공기 흐름 순환은, 노출된 상기 냉각 코일 상을 지나 상기 권선 헤드를 통해 순환하며, 상기 공기 흐름 순환을 생성하기 위하여 각 권선 헤드 공간과 각기 연관되는 두 개의 팬 휠이 공기 냉각부에 포함된다.
상기 공기 안내 수단은 상기 권선 헤드의 목부에 배치되는 상기 권선 헤드 내의 슬롯 형상의 방사상 통공들을 포함하며, 상기 방사상 통공들은 상기 권선 헤드의 원주 상에 분포하는 것이 바람직하다.
상기 공기 안내 수단은, 또한 길이 방향으로 상기 권선 헤드를 통해 연장되며 상기 권선 헤드의 목부에 있는 상기 방사상 통공들과 연결되는 공기 냉각 리세스들을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 공기 안내 수단은, 방사상 통공들; 상기 권선 헤드와 장치 하우징 사이에 있는 외측부; 상기 권선 헤드의 끝면과 끝판 사이의 끝면 유로부; 및 상기 권선 헤드 내부의 내측부;로 각각 구성되며, 상기 공기 안내 수단에 의하여 상기 권선 헤드 주위에서 환형으로 연장되는 다수의 유로들이 정의되는 것이 바람직하다.
상기 냉각 코일은 상기 권선 헤드의 끝면들 상에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 냉각 코일은 열전달 리브들을 포함할 수 있다.
상기 권선 헤드 공간들은 각각 폐쇄된 공기 순환 공간을 형성하며, 냉각 공기 순환의 관점에서 서로 별도로 형성될 수 있다.
상기 권선 헤드 공간은 또한 상기 회전자를 통해 연장되는 공기 덕트들에 의해 서로 연결되는 폐쇄된 공기 순환 공간들을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 공기 안내 수단은, 냉각 공기를 상기 회전자를 통해 반대 방향으로 역류시키기 위한 역류 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 팬 휠들은, 팬 부재들을 갖고 상기 회전자 상에 직접 안착되는 부착 디스크들 및 상기 회전자에 몰딩되는 팬 부재들에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
상기 부착 디스크들은, 상기 권선 헤드 내에 수용되고 상기 권선 헤드의 상기 방사상 통공들로 개구되는 방사상 토출부들을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 부착 디스크들은 상기 회전자에 있는 적어도 하나의 공기 덕트와 각각 흐름 연결되고 상기 부착 디스크의 상기 팬 부재를 지나 연장되는 기공들을 갖고,
상기 회전자의 반대쪽 끝면들에 각기 배치되는 상기 부착 디스크들은 서로 회전 오프셋되어, 하나의 부착 디스크의 상기 기공들은 상기 회전자의 제 1 세트 공기 덕트들과 소통되고 다른 부착 디스크의 상기 기공들은 상기회전자의 제 2 세트 공기 덕트들과 소통되는 것이 바람직하다.
상기 팬 휠들은, 각기 상기 권선 헤드들의 내부에 배치되고 상기 회전자의 끝면들과 이격되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기 장치는 팬 모터와 추가 팬 휠을 구비한 팬 유닛을 더 포함하고, 상기 팬 유닛은 끝판의 외부에 배치되어 상기 끝판 내부의 권선 헤드 공간과 소통되는 것이 바람직하다.
상기 끝판의 외부에 있는 상기 팬 유닛이 있는 쪽의 냉각 코일은, 상기 팬 유닛으로 드나드는 유로에 있는 상기 끝판의 외부에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전기 장치는 회전자 및 대향하는 양측의 권선 헤드 공간에 각각 배치되는 권선 헤드를 포함하는 고정자 권선이 수용되는 장치 하우징과; 상기 권선 헤드 공간의 공기를 순환시키기 위하여, 적어도 하나의 공기 냉각부, 고정자의 재킷 냉각부를 갖는 액체 냉각 회로 및 냉각 코일을 포함하는 냉각 기구가; 구비된다. 상기 권선 헤드의 외측으로 상기 냉각 코일이 상기 권선 헤드 공간을 통해 안내되며, 각각의 권선 공간의 공기 안내 수단에 의해 안내되는 상기 권선 헤드 공간 내의 공기 흐름 순환은, 노출된 상기 냉각 코일 상을 지나 상기 권선 헤드를 통해 순환하며, 상기 공기 흐름 순환을 생성하기 위하여 각 권선 헤드 공간과 각기 연관되는 두 개의 팬 휠이 공기 냉각부에 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 상기한 본 발명의 여러 실시예에 의한 전기 장치는 권양 기구에 포함될 수 있으며, 상기 전기 장치는 상기 권양 기구의 케이블 윈치를 구동하며, 상기 케이블 윈치의 케이블 드럼 내에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 권양기구는 크레인, 케이블 굴착기 또는 이와 유사한 건설 기계인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전기 장치의 냉각 방법은, 회전자 및 대향하는 권선 헤드 공간에 각각 배치되는 권선 헤드들을 포함하는 고정자 권선이 수용되는 장치 하우징과, 액체 냉각 회로에 연결되는 냉각 코일을 포함하는 전기 장치를 냉각하는 방법이다. 상기 방법에서는 공기 안내 수단에 의하여 냉각 공기 흐름은 순환적으로 제 1 권선 헤드 공간의 제 1 권선 헤드를 통과하여 냉각 코일을 지나며, 이후 상기 제1 권선 헤드 공간으로부터 상기 회전자를 관통하는 제 1 축선 방향 공기 덕트들을 지나 상기 제1 권선 헤드 공간과 대향하는 제 2 권선 헤드 공간으로 흐른다. 상기 제 2 권선 헤드 공간에서 냉각 공기 흐름은 제 2 권선 헤드를 통과하여 또 다른 냉각 코일 상을 지난 뒤, 최종적으로 상기 제 2 권선 헤드 공간으로부터 회전자를 관통하는 제 2 축선 방향 공기 덕트들을 통하여, 상기 제1 축선 방향 공기 덕트들에서와 역방향으로 흘러 상기 제 1 권선 헤드 공간으로 돌아가는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의한 전기 장치는, 회전자 및 대향하는 양측의 권선 헤드 공간에 각각 배치되는 권선 헤드를 포함하는 고정자 권선이 수용되는 장치 하우징과; 상기 권선 헤드 공간의 공기를 순환시키기 위하여, 상기 회전자와 연결되는 적어도 하나의 공기 냉각부, 고정자의 재킷 냉각부를 갖는 액체 냉각 회로 및 냉각 코일을 포함하는 냉각 기구를 구비한다, 이 때, 상기 권선 헤드의 외측으로 상기 냉각 코일이 상기 권선 헤드 공간을 통해 안내되며, 각각의 권선 공간의 공기 안내 수단에 의해 안내되는 상기 권선 헤드 공간 내의 공기 흐름 순환은, 노출된 상기 냉각 코일 상을 지나 상기 권선 헤드를 통해 순환하며, 상기 공기 흐름 순환을 생성하기 위하여 각 권선 헤드 공간과 각기 연관되는 두 개의 팬 휠이 공기 냉각부에 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기 장치의 냉각 방법은 회전자 및 대향하는 권선 헤드 공간들에 각각 배치되는 권선 헤드들을 포함하는 고정자 권선이 수용되는 장치 하우징과, 액체 냉각 회로에 연결되는 냉각 코일을 포함하는 전기 장치를 냉각하는 방법이다. 이 때, 공기 안내 수단에 의하여 냉각 공기 흐름은 순환적으로 제 1 권선 헤드 공간의 제 1 권선 헤드를 통과하여 냉각 코일을 지난다. 이후 공기 냉각 흐름은 상기 제1 권선 헤드 공간으로부터 상기 회전자를 관통하는 제 1 축선 방향 공기 덕트들을 지나 상기 제1 권선 헤드 공간과 대향하는 제 2 권선 헤드 공간으로 흐르며, 상기 제 2 권선 헤드 공간에서 냉각 공기 흐름은 제 2 권선 헤드를 통과하여 또 다른 냉각 코일 상을 지난 뒤, 최종적으로 제 2 권선 헤드 공간으로부터 회전자를 관통하는 제 2 축선 방향 공기 덕트들을 통하여, 상기 제1 축선 방향 공기 덕트들에서와 역방향으로 흘러 상기 제 1 권선 헤드 공간으로 돌아간다.

따라서, 고비용의 방식으로 냉각 공기가 고정자 재킷 냉각의 외부 둘레로 안내될 필요가 없도록, 내부 공기 흐름을 권선 헤드 공간에 또는 그 내부에 있는 액체 냉각부에 직접 결합하여 이를 냉각하는 것이 제안된다. 이를 위해, 액체 냉각부는 권선 공간 내로 안내되거나 권선 공간을 향해 직접 안내된다. 본 발명에 따르면 냉각 코일이 권선 헤드 외측의 권선 헤드 공간들을 통해 안내되고, 팬은, 각각의 권선 공간에 있는 공기 안내 수단에 의해 안내되어 노출된 냉각 코일을 지나며 권선 헤드들을 통해 순환하도록 각 권선 헤드 공간 내에서 순환하는 공기 흐름을 발생시키기 위한 각각 권선 헤드 공간에 관계되는 두 개의 팬 휠들(fan wheels)을 포함한다. 순환하는 내부 공기를 권선 헤드 공간에서 또는 내에서 직접 냉각하는 것에 의해 콤팩트한 구조를 희생하지 않고도 권선 헤드 공간의 고효율 냉각이 달성될 수 있다. 냉각 코일이 권선 헤드에 삽입될 필요가 없기 때문에, 이는 동시에 권선 헤드의 간단한 구성 및 제조로 달성될 수 있다.

원칙적으로, 상기 냉각 공기 안내 수단은 상이하게 형성될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 이들은 권선 헤드의 목부(neck)에서, 즉 권선 헤드와 고정자 코어 사이의 천이부(transition)에서 권선헤드를 통과하는 냉각 공기가 권선 헤드 둘레를 순환하도록 구성되는데, 권선 헤드를 통과하는 공기 흐름은 권선 헤드의 외부와 하우징 사이를 통해 권선 헤드의 끝면(end face) 주위에서 권선 헤드의 내부로 흐르거나 또는 그 반대로 흐른다.

특히, 공기 안내 수단은 바람직하게는 권선 헤드의 목부에 배치되는 권선 헤드 내의 슬롯 형상의 방사상 통공들을 포함하며, 이 방사상 통공들은 권선 헤드의 원주 상에 분포된다. 이러한 권선 헤드의 방사상 통공들은 권선 헤드의 목부에서 코일 가닥들을 격리하거나 간격을 벌려놓는 다양한 수단에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 슬리브(sleeve)와 같은 벌림 요소들(spreading elements)이 고정자 코어로부터 나오는 가닥 묶음들(strand bundles) 사이에 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 양태에 있어서, 코일 가닥을 묶어 원하는 슬롯 형상의 방사상 통공들로부터 분리하는 루프 또는 테이프 형태의 또 다른 벌림 수단 구비될 수도 있다.

대안적으로 또는 권선 헤드를 통해 방사상으로 연장되는 상기 방사상 통공들에 추가적으로, 길이 방향으로 권선 헤드를 통해 축선 상으로 연장되는 냉각 공기 리세스들(cooling air recesses)도 구비될 수 있다. 상술한 바와 같은 방사상 통공들도 구비되면, 이는 바람직하게는 상기 축선 방향 냉각 공기 리세스들과 소통된다. 이 방법으로, 권선 헤드의 전측부에서 개선된 냉각이 달성될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 냉각 공기용 공기 안내 수단에 의해 권선 헤드 주위에서 환형으로 퍼지는 다수의 유로들이 정의되며,

이 유로들은 각 방사상 통공이 형성되는 권선 헤드의 각각의 세그먼트 주위로 상기 방사상 통공들을 통해 환형으로 각각 연장된다.

상기 유로들은 각각 방사상 통공을 통해 방사상으로 연장되고 나서, 권선 헤드와 장치 하우징 사이에서 권선 헤드를 따라 축선 방향으로 연장되고, 그리고 나서 권선 헤드 부분의 끝면 둘레로 방사상으로 연장되고 다시 권선 헤드의 내부를 통해 통공으로 연장되며, 흐름 방향은 반대로 향할 수도 있다.

원칙적으로, 냉각 코일은 권선 헤드의 다른 위치에 배치될 수 있으며, 바람직하게는 이들은 냉각 공기의 강한 순환이 있는 부분에 위치된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 냉각 코일은 권선 헤드의 끝면들에 배치될 수 있다. 이러한 방법으로, 냉각 공기로부터 냉각 코일로의 높은 열 전달률이 콤팩트한 구성과 함께 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 냉각 코일은 열전달 표면적을 증가시켜 냉각 용량을 크게 개선시키는 냉각 리브들(cooling ribs)을 구비한다. 상세하게는, 냉각 코일은 돌출부 형태로 방사상으로 배열되는 축선상 리브들을 구비할 수 있다. 대안적으로, 횡 리브들(transverse ribs) 또는 나선형 냉각 리브(helical cooling ribs)들이 구비될 수도 있다.

냉각 공기의 안내에 관하여, 기본적으로 장치는 상이한 구성들에 구비될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면 양측에 배치된 권선 헤드 공간들은 각각 폐쇄된 공기 순환 공간들을 형성할 수 있으며, 이 러한 폐쇄된 공기 순환 공간은 공기 순환의 관점에서 서로 별도로 형성되어 냉각 공기가 장치의 일 끝면으로부터 다른 끝면까지 축선 방향으로 안내되지는 않지만, 장치의 각 끝면 상에서 별도의 공기 순환이 각각의 권선 헤드 공간에서 이루어진다. 이러한 방법으로, 간단하면서도 매우 콤팩트한 구성이 달성될 수 있다.

회전자의 더 강한 냉각을 달성하도록, 냉각 공기가 회전자로도 또한 안내될 수 있다. 이를 위해, 특히, 권선 헤드 공간들이 그 자체로 폐쇄된 공기 순환 공간, 즉 장치의 주변과는 소통되지 않지만 회전자를 통해 축선상으로 연장되는 적어도 하나의 공기 덕트를 통해 서로 연결되는 공간을 형성하는 것이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 네 개 이상의 축선 방향 냉각 공기 덕트들이 회전자를 통해 연장될 수 있으며, 이를 통해 두 개의 권선 헤드 공간들 및 그 내부의 냉각 공기 순환이 서로 소통될 수 있다. 회전자 내의 이러한 공기 덕트들에 의해, 회전자의 개선된 냉각이 달성될 수 있으며, 장치 하우징과 고정자 사이에 공기 통로가 필요하지 않기 때문에 작은 직경의 장치 구성이 유지될 수 있다. 장치 하우징은 어떤 틈도 없이 고정자에 안착될 수 있고, 이는 작은 직경의 가느다란 횡단면을 갖는 구성을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 냉각 공기는 회전자를 통해 반대 방향으로 안내된다. 상술한 공기 안내 수단은 바람직하게는 냉각 공기를 회전자의 냉각 공기 덕트를 통해 반대 방향으로 역류시키는 역류 수단을 포함한다. 제1 세트의 냉각 공기 덕트들이 냉각 공기를 왼쪽 권선 헤드 공간에서부터 오른쪽 권선 헤드 공간으로 안내하는 반면, 제2 세트의 냉각 공기 덕트들은 냉각 공기를 오른쪽 권선 헤드 공간에서부터 왼쪽 권선 헤드 공간으로 반대 방향으로 안내한다.

냉각 공기를 회전자를 통해 반대 방향으로 역류시키는 것은 바람직하게는 팬 휠의 특정한 형태 및 배치에 의해 달성될 수 있다. 이를 위해, 특히, 회전자에 직접 안착되며 블레이드 같은 공기 수송 수단을 갖는 부착 디스크들에 의해 및/또는 상응하게 블레이드 같은 공기 수송 수단이 회전자에 몰딩되는 것에 의해 팬 휠들이 형성되는 것이 제공될 수 있다. 바람직하게는 회전자의 각 끝면 상에서 한 세트의 냉각 공기 리세스들은 권선 헤드의 외부와 소통되고 다른 세트의 냉각 공기 리세스들은 권선 헤드의 내부와 소통된다. 바람직하게는, 홀 오프셋(hole offset)이 두 끝면 상에 제공된다. 즉, 한 회전자 끝면 상에서 권선 헤드의 외부와 소통되는 냉각 공기 리세스들이 다른 회전자 끝면 상의 권선 헤드의 내부와 소통되거나 또는 그 반대이다.

특히, 상술한 부착 디스크들의 형태의 팬 휠들은 권선 헤드의 내부에 수용되며, 한편으로는 권선 헤드의 통공들을 향하는 방사상 토출 수단을 가지고 다른 한편으로는 회전자의 적어도 하나의 냉각 공기 덕트와 각각 흐름 연결되는 입구 유로들(inlet passages)을 가지며, 여기서 하나의 부착 디스크의 입구 유로들은 회전자의 제1 세트의 공기 덕트들과 소통되고 다른 부착 디스크의 입구 유로들은 회전자의 제2 세트의 공기 덕트들과 소통되도록 부착 디스크들은 회전자의 반대측 끝면들 상에서 서로에 대해 회전 오프셋을 가지도록 제공된다. 이러한 방법으로, 냉각 공기는 회전자를 통해 반대 방향으로 안내되며, 여기서 각 팬 휠은 권선 헤드의 방사상 통공들을 통해 냉각 공기를 방사상으로 강제 송풍시켜, 냉각 공기는 권선 헤드 둘레로 그리고 냉각 코일을 지나 권선 헤드의 내부로 흘러간다. 그곳에서 얻어지는 과도한 압력으로 인해, 냉각 공기는, 입구 유로들을 통해 권선 헤드의 내부와 소통되는 회전자의 축선상 냉각 공기 덕트들을 통해 장치의 다른 끝면까지 안내되며, 여기서 이에 동반하여 냉각 공기는, 바람직하게는 부착 디스크의 형태로 구비되는 팬 휠에 의해, 권선 헤드 둘레로 안내되고 나서 회전자의 각각의 다른 축선상 냉각 공기 덕트들로 강제 송풍된다.

회전자 끝면들 상에 안착되는 부착 디스크들을 갖는 상술한 구성에 대한 대안으로, 팬 휠들은 또한 회전자 끝면들로부터 이격되어 배치될 수 있으며, 말하자면 팬 휠들은 권선 헤드들의 끝면들 밖으로 돌출되지 않도록 팬 휠들은, 바람직하게는 권선 헤드들 내에 수용될 수 있다. 권선 헤드들의 내부는 팬 휠들을 수용하기 위해 사용됨으로써, 짧은 축선을 가지는 구성이 유지될 수 있다.

증가된 공기 순환을 달성하도록, 팬은, 바람직하게는 끝판(end shield)의 외부에 배치되고 회전자 속도와 관계없이 팬을 구동하는, 추가적인 팬 모터를 포함할 수 있다. 이 경우, 팬 모터에 의해 구동되는 팬 휠은 바람직하게는 끝판의 외부에 안착되며, 이에 따라 더 이상 권선 헤드 내에 안착되지 않는다. 별도의 팬 모터를 갖는 이러한 구성에 있어서, 냉각 코일도 또한 본 발명의 일 양태에 따른 끝판의 외부에 안착될 수 있으며, 여기서 냉각 코일 상의 공기 순환을 확보하도록 냉각 공기는 끝판의 상응하는 리세스들을 통해 안내된다. 끝판에 안착되는 베어링 캡(bearing cap)은 공기의 폐순환(closed circulation)을 보증할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 끝판은 상응하게 형성되고 라디에이터 휠 및/또는 냉각 공기 코일과 함께 상기 냉각 공기 모터를 수용할 수 있다.

도 1에 도시된 전기 장치(20)는 회전자를(2)를 갖는 축(1)을 포함하는데 축(1)은 끝판들(4,5)에 회전가능하게 장착되며 끝판들은 하우징(21)의 일부를 형성하고 및/또는 장치(20)의 고정자(6)를 둘러싸는 그 끝면 상의 재킷(22)을 폐쇄한다. 상기 재킷(22)은 재킷 냉각부(9)를 포함하며, 이를 통해 액체 냉각 회로(23)의 냉각 액체가 순환된다. 상기 재킷은 고정자(6)로부터 냉각 재킷까지의 양호한 열전달율을 달성하기 위해 어떠한 틈(clearance), 레벨(level) 및/또는 플랫(flat) 없이 고정자 코어 상에 안착된다.

상기 액체 냉각 회로(23) 외에, 전기 장치(20)의 냉각 기구(24)는 권선 헤드들(8)을 냉각하기 위한 공기 냉각부(25)를 포함하며, 공기 냉각부는 고정자(6) 및 회전자(2)의 양측 상에서, 하우징(21)에 의해 정의되는, 보다 정확하게는 재킷(22)와 끝판들(4,5)에 의해 정의되는, 권선 헤드 공간들(26)으로 돌출된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고정자(6)는 권선(7)을 포함하는데 권선(7)은 고정자의 고정자 코어에 부분적으로 삽입되고 상기 고정자 외부에서 바스켓과 유사한 권선 헤드들(8)을 양측으로부터 형성한다.

상기 권선 헤드들(8)을 냉각하기위하여, 각 권선 헤드 공간들(26)에 있는 팬 휠들(11)에 의해 냉각 공기의 내부 순환이 이루어진다. 즉, 어떤 외부 공기도 장치를 통과하거나 권선 헤드들(8) 상으로 안내되지 않지만 내부 냉각 공기 회로가 생성되어 상기 권선 헤드들(8)을 냉각한다. 냉각 공기로부터 열을 회수하도록, 도 1에 도시된 바와 같이 냉각 액체가 순환하는 냉각 코일(10)이 권선 헤드 공간(26)에 구비된다. 원칙적으로, 상기 냉각 코일(10)을 통해 안내되는 액체 냉각 회로는 재킷 냉각부(9)의 액체 냉각 회로(23)과 별도로 형성될 수 있다. 그러나 바람직하게는 냉각 코일(10)이 재킷 냉각부(9)의 액체 냉각 회로(23)에 결합될 수 있으며, 개별 장치 부품들의 열 부하에 따라 냉각 코일(10)은 재킷 냉각부(9) 및 이에 냉각 액체를 공급하는 액체 냉각 회로(23)에 대해 병렬 결합 또는 직렬 결합될 수 있다.

순환하는 냉각 공기에 대한 강한 냉각 효과를 달성하도록, 바람직하게는 상기 냉각 코일(10)은, 냉각 코일의 열전달 표면적을 증가시키기 위해, 그 외부 상에 리브부를 구비한다. 상기 리브부는 예를 들어 각 냉각 튜브 상에 있는 다수의 축선상 리브들의 형태일 수 있다.

도 1에 도시된 실시예에 있어서, 실질적으로 냉각 코일(10)은 상기 권선 헤드들(8)의 끝면과 끝판들(4, 5) 사이에 구비되는 갭(gap)에서 권선 헤드들(8)의 끝면 상에 안착되며, 상기 냉각 코일(10)은 축(1)의 축선 둘레로 실질적으로 환형으로 연장된다.

도 1에 도시된 바와 같은 실시예에 있어서, 공기의 순환을 발생시키는 팬 휠들(11)은 상기 축(1) 상에 직접 안착되고 이에 의해 구동된다. 바람직하게는, 상기 팬 휠들(11)은 바스켓 같은 권선 헤드들(8)의 내부에 수용되고, 여기서 도시된 실시예에 있어서 상기 팬 휠들(11)은 회전자(2)의 끝면들로부터 이격된다(도 1 참조). 도시된 실시예에 있어서, 팬 휠들(11)은 축선 방향으로 작용하는 블레이드들을 가짐으로써 축선 방향으로 공기를, 팬 휠들(11)과 회전자(2)의 끝면 사이에 있는 축 둘레에 존재하고 권선 헤드들(8)에 의해 외부로부터 정의되는, 환형 공간으로 강제 송풍한다(도 1 참조).

그 목부에서, 즉 고정자 코어로 천이하는 영역에서, 권선 헤드들(8)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 권선 헤드들(8)을 통해 냉각 공기가 통과할 수 있게 하는 방사상 통공들(12)을 구비한다. 나아가, 한편으로는 길이 방향으로 연장되는 통공들인 공기 냉각 리세스들(13)이 권선 헤드들(8)에 구비되며, 이 공기 냉각 리세스들은 상기 방사상 통공들(12)과 소통되고 다른 한편으로는 권선 헤드들(8)의 끝면으로 개방되어 냉각 공기는 축선 방향으로 권선 헤드들(8)을 통과할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 연장되는 통공들인 공기 냉각 리세스들(13)은 권선 헤드들(8)의 하단에서 상술한 방사상 통공들(12)보다 단면이 작다. 상기 방사상 통공들(12) 및 공기 냉각 리세스들(13)을 만들기 위해, 코일 가닥들을 묶거나 겪리시키기 위하여 예를 들어 루프 및 테이프 형태의 적당한 분리 수단 또는 슬리브들(sleeves)이 권선 헤드(8)에 통합될 수 있다.

상기 통공들(12)은 도 1에서 흐름 화살표로 나타난 바와 같은 바스켓 같은 권선 헤드들(8) 둘레의 공기의 환형 순환을 발생시키는 덕트 및 안내 수단(27)의 일부를 형성한다. 여기서, 팬 휠들(11)에 의해 각 권선 헤드(8)의 목부로 강제 송풍되는 냉각 공기는 상기 방사상 통공들(12) 및 공기 냉각 리세스들(13)을 통과하고 나서, 권선 헤드(8)를 따라 권선 헤드(8)의 외부 상에서 안내되어 권선 헤드(8)와 재킷(22) 사이를 통해 각 권선 헤드(8)의 끝면까지 그리고 이 끝면 둘레에서 다시 권선 헤드(8)의 내부로 흘러간다. 권선 헤드(8)의 끝면 상에서 냉각 공기는 냉각 코일(10) 상으로 흘러, 권선 헤드(8)의 권선에 의해 이전에 방열되었던 열은 냉각 공기로부터 냉각 코일(10)에 회수된다.

도 2에 도시된 전기 장치(20)의 구성은 원칙적으로 도 1에 도시된 구성과 유사하여, 동일한 참조 부호들이 동일한 부품들에 대해 사용되고, 여기서는 앞서의 설명을 참조한다. 도 2의 구성은, 특히 한 권선 헤드 공간(26)으로부터 반대방향 상의 다른 권선 헤드 공간으로 및 그 역으로 회전자를 관통하는 공기 덕트들(3)에 의한 냉각 공기의 안내 및 팬 휠들(11)의 구성에 의해 도 1의 구성과 실질적으로 상이하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 팬 휠들(11)은 회전자(2)의 끝면에 직접 놓여 있고 축(1) 상에 안착되는 부착 디스크들 또는 압착(press-on) 디스크들(14)를 구성한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 각 부착 디스크(14)는 축(1) 상에 안착되고 회전자(2)의 끝면 상에 안착되는 내부 디스크 부재(18) 및 실질적으로 방사상으로 돌출하는 플랜지로 구성되는 팬 부재(19)를 포함하는데 팬 부재(19)는 상기 디스크 부재(18)과 연결되고, 예를 들어 수송 블레이드들 또는 베인들(28) 형태의 적당한 공기 수송 수단들이 부착된다.(도 7 참조).

상기 디스크 부재(18)에는 축선 방향 공기 덕트들 또는 기공들(air holes)(29)이 형성되는데, 이는 상기 회전자(2)를 통해 축선 방향으로 연장되고 각각 상기 회전자(2)의 끝면으로부터 나오는 회전자(2)의 축선 방향 냉각 공기 리세스들 또는 공기 덕트들(3)과 소통되며 원주 상으로 분포된다.

회전자(2)에는, 부착 디스크들(14)에 비해 두 배의 공기 덕트들(3)이 구비되어 있다. 따라서 자신의 기공들(29)을 갖는 각각의 부착 디스크들(14)은 회전자(2)의 각각의 (every second) 공기 덕트(3)와만 소통된다. 두 부착 디스크들(14)은 서로 회전 오프셋(offset)되어, 제1 세트의 부착 디스크들(14)은 도 2의 왼쪽에 있는 부착 디스크(14)의 기공들(29)를 통해 권선 헤드(8)의 내부와 소통되는 반면 회전자(2)의 제2 세트의 공기 덕트들(3)은 도 2의 오른쪽에 있는 부착 디스크(14)의 기공들(29)을 통해 오른쪽에 있는 권선 헤드(8)의 내부와 소통된다.

그러나, 디스크 부재(18)의 상기 기공들(29)로 개방되지 않은 공기 덕트들(3)은 각각 부착 디스크들(14)의 팬 부재(19)와 소통되어, 도 2에서 흐름 화살표에 의해 나타난 냉각 공기의 순환이 달성된다. 이는 다음과 같이 이루어진다.; 즉 방사상으로 작동하고 권선 헤드(8)를 향한 공기의 방사상 토출을 제공하는 부착 디스크들(14)의 팬 부재(19)는 냉각 공기를 권선 헤드들(8)의 목부에 구비되는 방사상 통공들(12)을 통해 권선 헤드들(8)의 외부로 강제 송풍한다. 이를 위해, 상기 부착 디스크들(14)은 각 권선 헤드(8)의 목부 근처에 배치되며, 여기서 돌출되는 팬 부재들(19)은 권선 헤드들(8)의 내부까지 연장되며 작은 공기 갭을 두고 권선 헤드 내부에 놓인다.(도 2 참조). 통공들(12)을 통해 강제 송풍되는 냉각 공기는 도 1에 도시된 공기의 안내와 유사하게 권선 헤드들(8) 둘레를 순환하며, 여기서 냉각 공기는 각 권선 헤드(8)와 외부의 재킷(22) 사이를 통해, 그리고 나서 권선 헤드(8)의 끝면 둘레로 그리고 냉각 코일(10) 위로 흐르며, 여기서부터 권선 헤드(8)의 내부에 도달한다 (도 2 참조). 그곳으로부터, 냉각 공기는 회전자(2)의 공기 덕트들(3)을 위한 입구 유로들을 형성하는 각 부착 디스크(14)의 기공들(29)로 강제 송풍된다. 그리고 나서, 회전자의 다른 쪽 상에 구비된 부착 디스크(14)의 팬 부재(19)에 도달하기 위해, 냉각 공기는 회전자(2)를 통과하는 냉각 공기 덕트들(3)을 통해 흐른다. 그뒤, 냉각 공기는 권선 헤드(8)을 통해 그리고 그 둘레를 순환하고 나서 회전자(2)를 통해 역류함으로써 상술한 두 세트의 공기 덕트들(3)을 통한 냉각 공기의 역류 흐름이 회전자(2)에서 생성된다.

원칙적으로, 도 3에 도시된 전기 장치는 도 2에 도시된 장치와 유사한 구성을 가지는데, 실질적으로 다른 점은 내부 공기의 흐름이 팬 모터(16)에 의해 촉진된다는 점에 있으며 팬 모터(16)는 끝판(5)의 외부에 부착되며 도 3에서 오른쪽 냉각 코일(10)후의 내부 공기 흐름을 회전자의 공기 덕트들(3)로 강제 송풍시킨다.

정지 상태에서조차도, 이러한 구성은 전기 장치(20)의 집중적인 냉각을 가능하게 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 팬 모터(16)는 팬 모터(16) 상에 안착되는 추가 팬 휠(17)을 구동하며, 이는 또한 끝판(5)의 외부에 안착된다. 상기 끝판(5)은 냉각 공기 입구 및 출구 개구들을 포함하여, 냉각 공기 흐름은 상기 끝판(5)의 외부 상으로 순환될 수 있다. 끝판(5)의 상기 외부에, 컵 형상의 하우징 캡(30)이 안착되고, 이를 통해 냉각 공기의 폐순환이 제공된다.

도 4는 기본적으로 도 3의 실시예와 동일한 구성을 가지는 전기 장치(20)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 3의 실시예와 대조적으로, 오른쪽에 구비되는 냉각 코일(10)은 도 4의 실시예에서 끝판(5)의 외부에 배치된다. 이로서 한편으로는 냉각 코일(10)을 위해 더 많은 공간을 이용가능하고 이에 따라 더 큰 냉각 코일(10)이 구비될 수 있고, 다른 한편으로는 냉각 공기의 더 효율적인 냉각이 달성될 수 있다.

상기 전기 장치(20)는 다양한 방식으로 채용되고 사용될 수 있다. 바람직한 응용 분야는 윈치 구동기로서의 용도이며, 공기의 내부 순환을 갖는 고효율의 냉각으로 인해 장치는 어떤 열적인 문제도 야기하지 않고 케이블 드럼 내에 배치될 수 있다. 한편, 전기 장치의 가능한 용도는 이에 한정되지 않는다. 상기 전기 장치(20)는 크레인, 케이블 굴착기 및 유사한 건설 장치와 같은 권양기구의 케이블 윈치를 구동하는 용도로 이용될 수 있고, 케이블 윈치의 케이블 드럼 내에 배치될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 및 공기 냉각을 갖는 전기 장치의 개략적인 길이 방향 단면도로서, 두 개의 권선 헤드 공간들이 서로 분리되고 냉각 공기는 폐회로인 각 권선 헤드 공간에서 별도로 순환된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 도 1과 유사한 전기 장치의 개략적인 길이 방향 단면도로서, 냉각 공기는 한 권선 헤드 공간에서부터 다른 권선 헤드 공간까지 그리고 반대로 회전자의 축선상 냉각 공기 리세스들을 통해 반대 방향으로 안내된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 도 2와 유사한 전기 장치의 개략적인 길이 방향 단면도로서, 팬은 모터의 끝판 외부에 있는 팬 휠을 갖는 별도의 팬 모터를 포함한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 도 3과 유사한 전기 장치의 개략적인 길이 방향 단면도로서, 냉각 공기 코일이 끝판의 외부에 배치된다.

도 5는 고정자 코어와 이웃하는 권선 헤드의 의 요부 절단 확대도로서, 권선 헤드 내의 냉각 공기 리세스들이 나타나 있다.

도 6은 도 2 내지 도 4의 실시예들에 따른 장치의 부착 디스크를 구성하는 팬 휠의 상면도이다.

도 7은 도 6의 부착 디스크를 구성하는 팬 휠의 축선상 단면도로서, 한편으로는 블레이드들을 다른 한편으로는 냉각 공기를 회전자를 통해 반대 방향으로 통과시키기 위한 입구 유로들을 나타낸다.

Claims (23)

1. 회전자(2) 및 대향하는 양측의 권선 헤드 공간(26)에 각각 배치되는 권선 헤드(8)를 포함하는 고정자 권선(7)이 수용되는 장치 하우징(21)과;

   상기 권선 헤드 공간(26)의 공기를 순환시키기 위하여, 상기 회전자(2)와 연결되는 적어도 하나의 공기 냉각부(25), 고정자의 재킷 냉각부(9)를 갖는 액체 냉각 회로(23) 및 냉각 코일(10)을 포함하는 냉각 기구(24)가; 구비되며,

   상기 권선 헤드(8)의 외측으로 상기 냉각 코일(10)이 상기 권선 헤드 공간(26)을 통해 안내되며,

   각각의 권선 공간의 공기 안내 수단(27)에 의해 안내되는 상기 권선 헤드 공간(26) 내의 공기 흐름 순환은, 노출된 상기 냉각 코일(10) 상을 지나 상기 권선 헤드(8)를 통해 순환하며, 상기 공기 흐름 순환을 생성하기 위하여 각 권선 헤드 공간(26)과 각기 연관되는 두 개의 팬 휠(11)이 공기 냉각부(25)에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공기 안내 수단(27)은 상기 권선 헤드(8)의 목부에 배치되는 상기 권선 헤드(8) 내의 슬롯 형상의 방사상 통공들(12)을 포함하며, 상기 방사상 통공들(12)은 상기 권선 헤드(8)의 원주 상에 분포하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 공기 안내 수단(27)은, 길이 방향으로 상기 권선 헤드(8)를 통해 연장되며 상기 권선 헤드(8)의 목부에 있는 상기 방사상 통공들(12)과 연결되는 공기 냉각 리세스들(13)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공기 안내 수단(27)은, 방사상 통공들(12); 상기 권선 헤드(8)와 장치 하우징(21)사이에 있는 외측부; 상기 권선 헤드(8)의 끝면과 끝판(4, 5) 사이의 끝면 유로부; 및 상기 권선 헤드(8) 내부의 내측부;로 각각 구성되며,

   상기 공기 안내 수단(27)에 의하여 상기 권선 헤드(8) 주위에서 환형으로 연장되는 다수의 유로들이 정의되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 냉각 코일(10)은 상기 권선 헤드(8)의 끝면들 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 냉각 코일(10)은, 열전달 리브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 권선 헤드 공간들(26)은 각각 폐쇄된 공기 순환 공간을 형성하며, 냉각 공기 순환의 관점에서 서로 별도로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 권선 헤드 공간(26)은, 상기 회전자(2)를 통해 연장되는 공기 덕트들(3)에 의해 서로 연결되는 폐쇄된 공기 순환 공간들을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 공기 안내 수단(27)은, 냉각 공기를 상기 회전자(2)를 통해 반대 방향으로 역류시키기 위한 역류 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 팬 휠들(11)은, 팬 부재들(19)을 갖고 상기 회전자(2) 상에 직접 안착되는 부착 디스크들(14) 및 상기 회전자(2)에 몰딩되는 팬 부재들(19)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 부착 디스크들(14)은, 상기 권선 헤드(8) 내에 수용되고 상기 권선 헤드(8)의 상기 방사상 통공들(12)로 개구되는 방사상 토출부들을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 부착 디스크들(14)은, 상기 회전자(2)에 있는 적어도 하나의 공기 덕트(3)와 각각 흐름 연결되고 상기 부착 디스크(14)의 상기 팬 부재(19)를 지나 연장되는 기공들(29)을 갖고,

    상기 회전자(2)의 반대쪽 끝면들에 각기 배치되는 상기 부착 디스크들(14)은 서로 회전 오프셋되어, 하나의 부착 디스크(14)의 상기 기공들(29)은 상기 회전자(2)의 제 1 세트 공기 덕트들(3)과 소통되고 다른 부착 디스크(14)의 상기 기공들(29)은 상기회전자(2)의 제 2 세트 공기 덕트들(3)과 소통되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 팬 휠들(11)은, 각기 상기 권선 헤드들(8)의 내부에 배치되고 상기 회전자의 끝면들과 이격되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
14. 제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

    팬 모터(16)와 추가 팬 휠(17)을 구비한 팬 유닛을 더 포함하고, 상기 팬 유닛은 끝판(5)의 외부에 배치되어 상기 끝판(5) 내부의 권선 헤드 공간과 소통되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 끝판(5)의 외부에 있는 상기 팬 유닛이 있는 쪽의 냉각 코일(10)은, 상기 팬 유닛으로 드나드는 유로에 있는 상기 끝판(5)의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
16. 회전자(2) 및 대향하는 권선 헤드 공간(26)에 각각 배치되는 권선 헤드들(8)을 포함하는 고정자 권선(7)이 수용되는 장치 하우징(21)과, 액체 냉각 회로(23)에 연결되는 냉각 코일(10)을 포함하는 전기 장치를 냉각하는 방법에 있어서,

    공기 안내 수단(27)에 의하여 냉각 공기 흐름은 순환적으로 제 1 권선 헤드 공간의 제 1 권선 헤드를 통과하여 냉각 코일(10)을 지나며, 이후 상기 제1 권선 헤드 공간으로부터 상기 회전자(2)를 관통하는 제 1 축선 방향 공기 덕트들을 지나 상기 제1 권선 헤드 공간과 대향하는 제 2 권선 헤드 공간으로 흐르며,

    상기 제 2 권선 헤드 공간에서 냉각 공기 흐름은 제 2 권선 헤드를 통과하여 또 다른 냉각 코일 상을 지난 뒤, 최종적으로 상기 제 2 권선 헤드 공간으로부터 회전자를 관통하는 제 2 축선 방향 공기 덕트들을 통하여, 상기 제1 축선 방향 공기 덕트들에서와 역방향으로 흘러 상기 제 1 권선 헤드 공간으로 돌아가는 것을 특징으로 하는 전기 장치를 냉각하는 방법.
17. 제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 전기 장치를 포함하는 권양 기구에 있어서, 상기 전기 장치는 상기 권양 기구의 케이블 윈치를 구동하며 상기 케이블 윈치의 케이블 드럼 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 권양 기구.
18. 회전자(2) 및 대향하는 양측의 권선 헤드 공간(26)에 각각 배치되는 권선 헤드(8)를 포함하는 고정자 권선(7)이 수용되는 장치 하우징(21)과;

    상기 권선 헤드 공간(26)의 공기를 순환시키기 위하여, 적어도 하나의 공기 냉각부(25), 고정자의 재킷 냉각부(9)를 갖는 액체 냉각 회로(23) 및 냉각 코일(10)을 포함하는 냉각 기구(24)가; 구비되며,

    상기 권선 헤드(8)의 외측으로 상기 냉각 코일(10)이 상기 권선 헤드 공간(26)을 통해 안내되며,

    각각의 권선 공간의 공기 안내 수단(27)에 의해 안내되는 상기 권선 헤드 공간(26) 내의 공기 흐름 순환은, 노출된 상기 냉각 코일(10) 상을 지나 상기 권선 헤드(8)를 통해 순환하며, 상기 공기 흐름 순환을 생성하기 위하여 각 권선 헤드 공간(26)과 각기 연관되는 두 개의 팬 휠(11)이 공기 냉각부(25)에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
19. 제 4 항에 있어서,

    상기 냉각 코일(10)은 상기 권선 헤드(8)의 끝면들 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
20. 제 1 항에 있어서,

    상기 권선 헤드 공간(26)은, 상기 회전자(2)를 통해 연장되는 공기 덕트들(3)에 의해 서로 연결되는 폐쇄된 공기 순환 공간들을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
21. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 팬 휠들(11)은, 팬 부재들(19)을 갖고 상기 회전자(2) 상에 직접 안착되는 부착 디스크들(14) 및 상기 회전자(2)에 몰딩되는 팬 부재들(19)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
22. 제 8 항에 있어서,

    팬 모터(16)와 추가 팬 휠(17)을 구비한 팬 유닛을 더 포함하고, 상기 팬 유닛은 끝판(5)의 외부에 배치되어 상기 끝판(5) 내부의 권선 헤드 공간(26)과 소통되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
23. 제 17 항에 있어서,

    상기 권양기구는 크레인 또는 케이블 굴착기인 것을 특징으로 하는 권양기구.

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