KR101274004B1 - The cooling equipment of stator for large capacity of motor - Google Patents

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김진
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Abstract

PURPOSE: A stator cooling apparatus of a large capacity electric motor is provided to prevent the size increase of an iron core by configuring a cooling module separately from the iron core of a stator. CONSTITUTION: A cooling chamber(20) is formed with a ring shape. A cooling chamber has a pipe insertion hole. A cooling circuit(10) is formed to be divided multiply. The cooling circuit includes multiple cooling water pipes(11), a pair of distribution rings(12), a cooling water inlet pipe(13), and a cooling water discharge pipe(14). The distribution ring is segmented into multiple zones by partition walls.

Description

대용량 전동기의 고정자 냉각장치{The Cooling Equipment of Stator for Large Capacity of Motor}Stator cooling device for large capacity motors {The Cooling Equipment of Stator for Large Capacity of Motor}

본 발명은 대용량 전동기에 적용되는 고정자를 냉각시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 특히 고정자 철심장과 별개로 형성되어 고정자 철심장의 크기 증대를 수반하지 않고도 고정자를 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for cooling a stator applied to a large capacity motor, and in particular, a stator cooling apparatus for a large capacity motor, which is formed separately from the stator iron heart so as to effectively cool the stator without entailing an increase in the size of the stator iron heart. It is about.

일반적으로 대용량 전동기는 작동 과정에서 발생하는 열을 자연스럽게 방출할 수 없으므로, 전동기의 내부에서 발생하는 열을 흡수하여 제거할 수 있는 별도의 냉각장치를 구비하고 있다. 이러한 대용량 전동기의 냉각장치는 냉각 방식에 따라 공랭식과 수냉식으로 구분되는데, 전동기의 사용 목적이나 설치 위치 등을 고려하여 냉각방식을 결정하고 있다. In general, a large-capacity motor cannot naturally dissipate heat generated in an operation process, and thus has a separate cooling device capable of absorbing and removing heat generated in the motor. The cooling device of such a large-capacity motor is classified into an air-cooling type and a water-cooling type according to the cooling method.

일반적인 대용량 전동기의 공랭식 냉각시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전동기(110)의 상측에 수냉식 열교환기(120)를 설치한 후 팬 등을 이용하여 공기가 전동기(110)와 수냉식 열교환기(120) 사이를 순환하도록 구성되어 있다. In the general air-cooled cooling system of a large-capacity electric motor, as shown in FIG. 1, after the water-cooled heat exchanger 120 is installed on the upper side of the motor 110, the air is cooled by using a fan or the like. Is configured to cycle between

따라서, 전동기(110) 내부에서 발생한 열을 흡수한 공기가 팬에 의해 수냉식 열교환기(120)측으로 유입되어 상기 수냉식 열교환기(120)를 통과하면서 냉각되고, 냉각된 공기가 다시 전동기(110) 내부로 유입되어 전동기(110)를 냉각시키는 방식으로 이루어져 있다.Accordingly, air absorbing heat generated in the motor 110 flows into the water-cooled heat exchanger 120 by a fan and is cooled while passing through the water-cooled heat exchanger 120, and the cooled air is again inside the motor 110. Inflow is made of a way to cool the electric motor (110).

상기한 대용량 전동기의 공랭식 냉각시스템은, 전동기(110)와 별도로 수냉식 열교환기(120)를 설치하고 공기의 순환 구조만 형성하면 되므로, 다른 형식의 냉각시스템에 비해 가격이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 공랭식 냉각시스템은 공기를 이용하는 방법이므로 공기의 유동에 의한 소음과 진동의 원인이 되고, 전동기와는 별도로 수냉식 열교환기를 설치하기 위한 공간을 확보하여야 하는 단점이 있다. The air-cooled cooling system of the large-capacity electric motor has an advantage of being cheaper than other types of cooling systems because the water-cooled heat exchanger 120 is provided separately from the electric motor 110 and only the air circulation structure is formed. However, the air-cooled cooling system is a method of using air, which causes noise and vibration due to the flow of air, and has a disadvantage in that a space for installing a water-cooled heat exchanger is provided separately from the electric motor.

이와 같이 공랭식 냉각시스템은 수냉식 열교환기의 적용에 따라 공간적인 문제를 유발하게 되므로, 설치적 측면에서 상당한 제약 조건으로 작용하게 된다. 또한, 공랭식 냉각시스템에서는 전동기 주위의 온도조건이 전동기의 냉각성능에도 밀접한 영향을 미치기 때문에 사용상에도 불리한 점이 발생할 수 있다. 그리고, 공기의 순환을 위하여 대량의 주위 공기를 수냉식 열교환기로 유입시키게 되므로 공기의 유동에 따른 소음에 노출될 수밖에 없으며, 이러한 소음 문제를 해결하기 위하여 별도의 흡음재 및 방음 설계를 고려해야 하므로 소음 제약이 있는 경우에는 추가 비용이 발생하게 되는 문제점이 있다. As such, the air-cooled cooling system causes a space problem according to the application of the water-cooled heat exchanger, and therefore, the air conditioner cooling system is a significant constraint in terms of installation. In addition, in an air-cooled cooling system, since the temperature condition around the motor has a close influence on the cooling performance of the motor, disadvantages may occur in use. In addition, since a large amount of ambient air is introduced into the water-cooled heat exchanger for air circulation, there is no choice but to be exposed to noise due to the flow of air. In this case, there is a problem that an additional cost occurs.

이에 따라 상기한 공랭식 냉각시스템을 채용한 대용량 전동기는 공간적인 제약이나 소음 및 진동 등에 의한 문제가 큰 영향을 미치지 않는 대형 선박용이나 산업용 등에서 주로 사용되고 있다. 대형 선박에 적용되는 대용량 전동기의 경우, 선박의 기관실 부분에 넉넉한 실내 공간이 확보되므로, 충분한 크기의 수냉식 열교환기를 설치하여 전동기를 냉각하여도 별다른 문제가 발생하지 않는다. 또, 산업용으로 사용되는 대용량 전동기의 경우에도 초기 설계 단계에서부터 전동기의 냉각을 위한 충분한 공간을 확보하기 때문에 큰 공간을 사용하는 수냉식 열교환기의 설치에 있어서 별다른 문제가 발생하지 않는다.Accordingly, large-capacity motors employing the air-cooled cooling system described above are mainly used in large ships or industrial applications in which problems caused by spatial constraints, noise, and vibration do not have a great effect. In the case of a large-capacity motor that is applied to a large vessel, a sufficient indoor space is secured in the engine room of the vessel, so even if a sufficient size of a water-cooled heat exchanger is installed to cool the motor, there is no problem. In addition, even in the case of a large-capacity motor for industrial use, since a sufficient space for cooling the motor is secured from the initial design stage, there is no problem in installing a water-cooled heat exchanger using a large space.

한편, 수냉식 열교환기를 설치하기 위한 공간의 확보가 어려워 공랭식 냉각시스템을 적용할 수 없는 경우에는 대용량 전동기의 냉각을 위해 수냉식 냉각시스템을 채용하고 있다. On the other hand, when it is difficult to secure a space for installing a water-cooled heat exchanger, and an air-cooled cooling system cannot be applied, a water-cooled cooling system is employed for cooling a large-capacity motor.

대용량 전동기의 고정자를 냉각시키기 위한 수냉식 냉각시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 고정자 권선(215)을 감싸고 있는 고정자 철심장(210)에 냉각수 파이프(220)가 삽입되는 파이프 삽입홀을 원주 방향을 따라 다수개 형성하여, 각각의 파이프 삽입홀에 냉각수 파이프(220)를 삽입한 후 연결 파이프(225)를 통해 냉각수 파이프(220)를 서로 연결함으로써, 지그재그 형태의 유로를 형성하고 있다.As shown in FIG. 2, the water-cooled cooling system for cooling the stator of the large-capacity motor has a circumferential direction through a pipe insertion hole into which the coolant pipe 220 is inserted into the stator iron core 210 surrounding the stator winding 215. Formed along the plurality, the coolant pipe 220 is inserted into each pipe insertion hole, and then the coolant pipes 220 are connected to each other through a connecting pipe 225, thereby forming a zigzag flow path.

상기한 대용량 전동기의 수냉식 냉각시스템은 냉각수 파이프(220)와 연결 파이프(225)를 따라 지그재그 형태로 흐르는 냉각수를 이용하여 고정자 철심장(210)을 포함하는 고정자를 냉각시키고 있다.The water-cooled cooling system of the large-capacity electric motor cools the stator including the stator iron heart 210 using cooling water flowing in a zigzag form along the cooling water pipe 220 and the connection pipe 225.

그러나, 상기한 종래의 대용량 전동기의 수냉식 냉각시스템은 고정자 철심장을 냉각하여 고정자 전체를 냉각하는 방식이므로, 고정자 철심장에 냉각수 파이프가 삽입될 수 있는 공간이 확보되어야 하며, 이로 인해 고정자 철심장의 크기가 공랭식 냉각시스템을 적용하는 경우에 비해 매우 커지는 문제가 발생한다. However, since the conventional water-cooled cooling system of the large-capacity electric motor is a method of cooling the stator core by cooling the stator iron heart, a space in which a coolant pipe can be inserted into the stator iron heart should be secured. There is a problem that becomes very large compared to the case of applying the air cooling system.

특히, 고정자 철심장은 얇은 철판을 적층하여 제작하기 때문에 고정자 철심장의 제작이 끝난 후 별도로 파이프 삽입홀을 형성하는 홀 가공 작업이 필요하게 된다. 이는 고정자 철심장을 형성하는 얇은 철판에 파이프 삽입홀 부분을 미리 가공하는 경우, 얇은 철판을 적층하여 제작된 고정자 철심장에 형성된 파이프 삽입홀의 중심이 잘 맞지 않는 경우가 발생하기 때문이다.In particular, since the stator iron core is manufactured by stacking a thin iron plate, a hole processing operation for forming a pipe insertion hole is required after the production of the stator iron heart is finished. This is because when the pipe insertion hole portion is pre-machined on the thin iron plate forming the stator iron core, the center of the pipe insertion hole formed in the stator iron heart formed by laminating the thin iron plate may not fit well.

또한, 파이프 삽입홀에 냉각수 파이프를 원활하게 삽입할 수 있도록 하기 위하여 고정자 철심장에 형성되는 파이프 삽입홀의 직경을 냉각수 파이프의 외경보다 약간 크게 가공하는 것을 고려하면, 고정자 철심장과 냉각수 파이프 사이에서 효과적인 열전달이 이루어지지 않을 수 있는 단점이 있다. 더욱이 자기장이 발생하는 고정자의 철심장에 직접 냉각수 파이프를 설치함에 따라, 자기포화의 가능성이 존재하게 되는 맹점이 있다.In addition, considering that the diameter of the pipe insertion hole formed in the stator iron heart is slightly larger than the outer diameter of the coolant pipe in order to facilitate the smooth insertion of the coolant pipe into the pipe insertion hole, There is a disadvantage that heat transfer may not be made. Moreover, there is a blind spot that the possibility of magnetic saturation exists by installing a coolant pipe directly to the iron core of the stator where a magnetic field is generated.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대용량 전동기의 고정자를 냉각시키기 위한 냉각모듈을 고정자 철심장과는 별도로 구성함으로써 철심장의 크기 증가 및 자기포화와 관련한 문제를 근본적으로 해결할 수 있음은 물론 누수 등의 문제에 따른 유지 보수가 용이한 대용량 전동기의 고정자 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by separately configuring the cooling module for cooling the stator of the large-capacity electric motor and the stator iron heart can solve the problems related to the increase in size and magnetic saturation of the iron heart. In addition, the purpose of the present invention is to provide a stator cooling device for a large-capacity electric motor that is easy to maintain due to problems such as leakage.

또, 본 발명은 다중 유로를 이용하여 냉각수 유동시 발생하는 압력변화를 균일하게 하여 냉각효율을 향상시킬 수 있는 대용량 전동기의 고정자 냉각장치를 제공하는데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a stator cooling device for a large-capacity electric motor that can improve the cooling efficiency by uniformizing the pressure change generated during the flow of coolant using multiple flow paths.

또한, 본 발명은 냉각회로를 복수개로 분할하여 냉각수 유동시 발생하는 압력 강하를 줄임으로써 냉각수 이송용 펌프의 용량을 줄일 수 있도록 한 대용량 전동기의 고정자 냉각장치를 제공하는데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a stator cooling device for a large-capacity electric motor that can reduce the capacity of the cooling water transfer pump by reducing the pressure drop generated during the flow of cooling water by dividing the cooling circuit into a plurality of cooling circuits.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대용량 전동기의 고정자 철심장을 감싸도록 링 형상으로 형성되며 길이 방향의 파이프 삽입홀이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 냉각챔버와; 상기 파이프 삽입홀을 관통하여 설치되는 복수의 냉각수 파이프와, 분배 격벽에 의해 다수의 구역으로 구획되며 각 구역이 상기 냉각수 파이프의 양단에 각각 연통되도록 설치되는 한 쌍의 분배링 및 상기 분배링 중 어느 하나에 설치되는 냉각수 유입관 및 냉각수 배출관으로 이루어진 냉각회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is formed in a ring shape so as to surround the stator iron heart of the large-capacity electric motor and the cooling chamber formed in the longitudinal direction of the pipe insertion hole in the circumferential direction; A plurality of cooling water pipes installed through the pipe insertion hole, and a pair of distribution rings and partitioning partitions are partitioned into a plurality of sections by distribution partitions, and each section is respectively connected to both ends of the cooling water pipe. It characterized in that it comprises a; cooling circuit consisting of a coolant inlet pipe and a coolant discharge pipe installed in one.

또, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 상기 한 쌍의 분배링에 구비된 분배 격벽은 상기 냉각수 파이프에 의해 지그재그형 유로가 형성되도록 양측 분배링에 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity electric motor of the present invention, the distribution partition walls provided in the pair of distribution rings are arranged alternately on both distribution rings so that a zigzag flow path is formed by the cooling water pipe.

또한, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 상기 분배 격벽은 다중 유로가 형성되도록 적어도 4개 이상의 냉각수 파이프가 하나의 구역에 연결되도록 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity electric motor of the present invention, the distribution partition wall is characterized in that at least four or more cooling water pipes are arranged to be connected to one zone so that multiple flow paths are formed.

또, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 상기 냉각수 유입관이 연결되는 입구 구역에서는 구역 내의 모든 냉각수 파이프를 통해 일방향으로만 냉각수 유동이 일어나도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity electric motor of the present invention, in the inlet section to which the coolant inlet pipe is connected, the coolant flow occurs only in one direction through all the coolant pipes in the zone.

또한, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 상기 냉각회로는 복수개로 분할 형성되고, 유연 연결호스에 의해 냉각수가 분할된 냉각회로 각각으로 분배 및 회수되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity motor of the present invention, the cooling circuit is divided into a plurality, characterized in that the cooling water is distributed and recovered to each of the divided cooling circuit by the flexible connection hose.

본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치는, 고정자 철심장의 외측에 고정자 철심장과는 별개로 형성되므로 대용량 전동기의 고정자를 효과적으로 냉각시킬 수 있음은 물론 고정자 철심장의 크기를 증대시킬 필요가 없어 대용량 전동기가 컴팩트(Compact)하게 되어 공간적인 문제의 해소가 가능한 효과가 있다.The stator cooling apparatus of the large-capacity electric motor of the present invention is formed on the outside of the stator iron heart separately from the stator iron heart, so that it is possible to effectively cool the stator of the large-capacity motor, and it is not necessary to increase the size of the stator iron heart. The compact makes it possible to solve the spatial problem.

또, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 고정자 철심장에 냉각수 파이프를 직접 삽입하지 않음에 따라 자기포화와 관련한 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity motor of the present invention, since the cooling water pipe is not directly inserted into the stator core, problems related to magnetic saturation can be fundamentally solved.

또한, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 고정자 철심장에 냉각수 파이프를 삽입하기 위한 파이프 삽입홀을 형성하지 않아도 되므로, 대용량 전동기에서 고장자 철심장로 인한 중량 증가의 문제의 해소가 가능한 효과가 있다.In addition, according to the stator cooling device of the large-capacity motor of the present invention, it is not necessary to form a pipe insertion hole for inserting the coolant pipe in the stator iron heart, it is possible to solve the problem of weight increase due to the faulty iron heart in the large-capacity motor There is.

또, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 고정자를 냉각하기 위한 냉각챔버가 고정자 철심장과 별개로 형성되어 냉각장치에서 누수 등의 문제가 발생하더라도 유지 보수가 용이한 효과가 있다. In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity motor of the present invention, a cooling chamber for cooling the stator is formed separately from the stator iron heart, so that even if a problem such as leakage occurs in the cooling apparatus, maintenance is easy.

또한, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 냉각장치의 내부 유로가 다중 유로로 형성됨에 따라 냉각수 유동시 압력 변화가 균일하게 되어 냉각 효율이 향상되는 효과가 있다. In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity electric motor of the present invention, since the internal flow path of the cooling device is formed into multiple flow paths, the pressure change is uniform when the coolant flows, thereby improving the cooling efficiency.

또, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 냉각회로의 입구 구역에는 구역 내의 모든 냉각수 파이프가 일방향으로만 냉각수 유동이 일어나도록 배치함에 따라 입구측의 높은 냉각수 속도로 인해 냉각수 유동이 극대화되어 냉각 효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the stator cooling apparatus of the large-capacity electric motor of the present invention, the cooling water flow is maximized due to the high cooling water speed at the inlet side as all the cooling water pipes in the zone are arranged such that the cooling water flows in only one direction. There is an effect that the cooling efficiency is improved.

또한, 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 냉각회로가 복수개로 분할 형성됨에 따라 냉각수의 유동경로가 단축되어 냉각수 유동에 따른 압력 강하가 줄어들게 되고 그로 인해 냉각수를 공급하는 펌프의 용량을 단일 냉각회로 방식에 비해 작게 설계할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the stator cooling device of the large-capacity motor of the present invention, as the cooling circuit is divided into a plurality of short circuits, the flow path of the cooling water is shortened so that the pressure drop due to the cooling water flow is reduced, thereby reducing the capacity of the pump for supplying the cooling water. There is an effect that can be designed smaller than the cooling circuit method.

또, 본 발명의 대용향 전동기의 고정자 냉각장치에 따르면, 유연 연결호스를 통해 분할된 냉각회로에 동시에 냉각수를 공급하고 회수할 수 있어 냉각수 공급 및 배출 구조가 단순화되는 효과가 있다.In addition, according to the stator cooling apparatus of the alternative motor of the present invention, it is possible to simultaneously supply and recover the cooling water to the divided cooling circuit through the flexible connection hose has the effect of simplifying the cooling water supply and discharge structure.

도 1은 종래의 대용량 전동기의 공랭식 냉각시스템이 도시된 구성도.
도 2는 종래의 대용량 전동기의 수냉식 냉각시스템이 도시된 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 대용량 전동기의 고정자 냉각장치가 도시된 사시도.
도 4는 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에서 냉각수 유동 경로를 개략적으로 나타낸 개념도.
도 6은 본 발명의 요부 구성인 냉매회로에서 냉각수의 유동 경로를 나타낸 참고도.
도 7은 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치에서 냉각회로를 4개로 분할할 때의 사시도.
도 8은 도 7의 정면도. 1 is a configuration diagram showing an air-cooled cooling system of a conventional high-capacity electric motor.
Figure 2 is a block diagram showing a water-cooled cooling system of a conventional large-capacity motor.
Figure 3 is a perspective view showing a stator cooling device of a large-capacity motor according to the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the stator cooling device of a large-capacity motor of the present invention.
5 is a conceptual view schematically showing a coolant flow path in the stator cooling device of the large-capacity motor of the present invention.
Figure 6 is a reference diagram showing the flow path of the coolant in the refrigerant circuit of the main configuration of the present invention.
Figure 7 is a perspective view when dividing the cooling circuit into four in the stator cooling device of a large-capacity motor of the present invention.
8 is a front view of FIG. 7;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 대용량 전동기의 고정자 냉각장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a stator cooling apparatus of a large-capacity motor of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 대용량 전동기의 고정자 냉각장치는, 도 3 내지 8에 도시된 바와 같이, 대용량 전동기의 고정자 철심장(30)을 감싸도록 링 형상으로 형성되며 길이 방향의 파이프 삽입홀(25)이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 냉각챔버(20)와; 상기 파이프 삽입홀(25)을 관통하여 설치되는 복수의 냉각수 파이프(11)와, 분배 격벽(15)에 의해 다수의 구역으로 구획되며 각 구역이 상기 냉각수 파이프(11)의 양단에 각각 연통되도록 설치되는 한 쌍의 분배링(12)(12') 및 상기 분배링(12)(12') 중 어느 하나에 설치되는 냉각수 유입관(13) 및 냉각수 배출관(14)으로 이루어진 냉각회로(10);를 포함하여 이루어진다.Stator cooling apparatus of a large-capacity motor according to the present invention, as shown in Figures 3 to 8, is formed in a ring shape to surround the stator iron core 30 of the large-capacity motor, the longitudinal pipe insertion hole 25 is the circumference Cooling chamber 20 formed at regular intervals along the direction; The plurality of coolant pipes 11 installed through the pipe insertion hole 25 and the distribution partition wall 15 are partitioned into a plurality of sections, and each section is installed so as to communicate with both ends of the coolant pipes 11, respectively. A cooling circuit (10) comprising a pair of distribution rings (12) (12 ') and a cooling water inlet pipe (13) and a cooling water discharge pipe (14) installed in any one of the distribution rings (12) and 12'; It is made, including.

여기서, 상기 한 쌍의 분배링(12)(12')에 구비된 분배 격벽(15)은 상기 냉각수 파이프(11)에 의해 지그재그형 유로가 형성되도록 서로 엇갈리게 배치되어야 함은 당연하다. 이에 따라 상기 냉각수 유입관을 통해 좌측 분배링(12)으로 유입된 냉각수가 상기 냉각수 파이프(11)를 따라 우측 분배링(12')으로 공급되었다가 다시 다른 냉각수 파이프(11)를 따라 좌측 분배링(12)으로 공급되는 지그재그 형태로 연속 유동하게 된다.Here, it is obvious that the distribution partition walls 15 provided in the pair of distribution rings 12 and 12 ′ are staggered with each other so that a zigzag flow path is formed by the cooling water pipe 11. Accordingly, the coolant introduced into the left distribution ring 12 through the coolant inlet pipe is supplied to the right distribution ring 12 ′ along the coolant pipe 11 and then left distribution ring along the other coolant pipe 11. Continuously flow in a zigzag form to be supplied to (12).

그리고, 상기 분배 격벽(15)은 다중 유로가 형성되도록 적어도 4개 이상의 냉각수 파이프(11)가 하나의 구역에 연결되도록 배치된다. 이는 냉각수가 다중관을 통해 유동하는 것과 동일한 현상을 야기하기 위한 것이다. 따라서, 하나의 구역에 4개의 냉각수 파이프(11)가 연결될 경우 2개의 전방측 냉각수 파이프를 통해서는 냉각수가 좌측 분배링(12)에서 우측 분배링(12')으로 유동하고 나머지 2개의 후방측 냉각수 파이프를 통해서는 냉각수가 우측 분배링에(12')서 좌측 분배링(12)으로 유동하게 된다. 이와 같이 복수의 냉각수 파이프(11)를 이용하여 다중 유로를 형성하게 되면, 냉각수 유동시 발생하는 압력변화가 균일화되고 그에 따라 냉각 효율이 향상된다. In addition, the distribution partition wall 15 is arranged such that at least four or more cooling water pipes 11 are connected to one zone so that multiple flow paths are formed. This is to cause the same phenomenon as the cooling water flows through the multi-pipe. Therefore, when four coolant pipes 11 are connected in one zone, the coolant flows from the left distribution ring 12 to the right distribution ring 12 'through the two front cooling water pipes and the remaining two rear cooling waters. Through the pipe, the coolant flows from the right distribution ring 12 ′ to the left distribution ring 12. As described above, when multiple flow paths are formed using the plurality of coolant pipes 11, the pressure change generated when the coolant flows is uniform, thereby improving the cooling efficiency.

다만, 상기 냉각수 유입관(13)이 연결되는 입구 구역에서는 모든 냉각수 파이프(11)를 통해 일방향으로만 냉각수 유동이 일어나도록 하는 것이 바람직한데, 이는 다중 회로에서 냉각수의 유동을 극대화하기 위한 것이다. 구체적으로 입구 구역에서는 4개의 냉각수 파이프(11)를 통해 냉각수가 유입되지만 다른 구역에서는 2개의 냉각수 파이프(11)를 통해서만 냉각수가 유동하게 되므로, 상기 냉각수 파이프(11)에서의 냉각수 유동이 원활하게 된다.However, in the inlet area to which the coolant inlet pipe 13 is connected, it is preferable to allow the coolant flow to occur only in one direction through all the coolant pipes 11, which is to maximize the flow of the coolant in multiple circuits. Specifically, the coolant flows through the four coolant pipes 11 in the inlet zone, but the coolant flows only through the two coolant pipes 11 in the other zones, so that the coolant flow in the coolant pipes 11 is smooth. .

그리고, 상기 냉각회로(10)는 복수개로 분할 형성되고, 유연 연결호스(16)에 의해 냉각수가 분할된 냉각회로 각각으로 분배 및 회수되도록 하는 것이 바람직하다. The cooling circuit 10 may be divided into a plurality of cooling circuits, and the cooling water may be distributed and recovered to each of the cooling circuits in which the cooling water is divided by the flexible connection hose 16.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 냉각회로(10)를 4개로 분할 형성하는 것이다. 이 경우 제1냉각회로(10a)와 제4냉각회로(10d)에 각각 상기 냉각수 유입관(13)과 냉각수 배출관(14)을 각각 연결하되, 제1냉각회로(10a)와 제2냉각회로(10b)의 입구와 출구는 2개의 유연 연결호스(16)를 이용하여 상기 제1냉각회로(10a)의 냉각수 유입관 및 냉각수 배출관에 연결하고, 제3냉각회로(10c)와 제4냉각회로(10d)의 입구와 출구는 2개의 유연 연결호스(16)를 이용하여 상기 제4냉각회로(10d)의 냉각수 유입관 및 냉각수 배출관에 연결하는 것이다. That is, as shown in FIG. 8, the cooling circuit 10 is divided into four. In this case, the cooling water inlet pipe 13 and the cooling water discharge pipe 14 are respectively connected to the first cooling circuit 10a and the fourth cooling circuit 10d, respectively, and the first cooling circuit 10a and the second cooling circuit ( The inlet and the outlet of 10b) are connected to the coolant inlet pipe and the coolant discharge pipe of the first cooling circuit 10a by using two flexible connecting hoses 16, and the third cooling circuit 10c and the fourth cooling circuit ( The inlet and the outlet of 10d) are connected to the cooling water inlet pipe and the cooling water discharge pipe of the fourth cooling circuit 10d by using two flexible connection hoses 16.

이에 따라 상기 제1냉각회로(10a) 및 제4냉각회로(10d)에 각각 연결된 2개의 냉각수 유입관(13)를 통해 공급되는 냉각수가 상기 제1냉각회로(10a)와 제4냉각회로(10d)의 입구로 유입됨과 아울러 상기 유연 연결호스(16)를 통해 상기 제2냉각회로(10b)와 제3냉각회로(10c)의 입구로도 유입되어 각각의 냉각회로를 거치면서 냉각챔버(20)의 안쪽에 위치한 고정자 철심장(30)을 냉각시키게 되고, 각각의 출구를 통해 빠져나와 상기 냉각수 배출관(14)을 통해 배출된다.Accordingly, the coolant supplied through the two cooling water inlet pipes 13 connected to the first cooling circuit 10a and the fourth cooling circuit 10d, respectively, is connected to the first cooling circuit 10a and the fourth cooling circuit 10d. In addition to the inlet to the inlet of the second cooling circuit (10b) and the third cooling circuit (10c) through the flexible connection hose 16 is also introduced into the inlet of each cooling circuit while passing through the cooling chamber (20) Cooling the stator iron core (30) located inside of the exit through each outlet is discharged through the cooling water discharge pipe (14).

이와 같이 상기 냉각회로(10)를 복수개로 분할 형성하게 되면, 냉각수의 유동거리가 짧아지므로 냉각수의 유동에 따른 동안 발생하는 압력 강하량이 감소하게 된다. 따라서, 냉각수 공급압력을 감소시킬 수 있음은 물론 상기 냉각수 유입관(13)으로 냉각수를 공급하기 위한 펌프의 용량을 단일 냉각회로 방식에 비해 작게 설계할 수 있게 된다.When the cooling circuit 10 is divided into a plurality of parts as described above, the flow distance of the cooling water is shortened, and thus the pressure drop generated during the flow of the cooling water is reduced. Therefore, the cooling water supply pressure can be reduced, and the capacity of the pump for supplying the cooling water to the cooling water inlet pipe 13 can be designed smaller than that of the single cooling circuit.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Changes will be possible.

10: 냉각회로
11: 냉각수 파이프
12, 12': 분배링
13: 냉각수 유입관
14: 냉각수 배출관
15: 분배 격벽
16: 유연 연결호스
20: 냉각챔버
25: 파이프 삽입홀
30: 고정자 철심장10: cooling circuit
11: coolant pipe
12, 12 ': distribution ring
13: cooling water inlet pipe
14: cooling water discharge pipe
15: distribution bulkhead
16: flexible hose
20: cooling chamber
25: pipe insertion hole
30: Stator Iron Heart

Claims (5)

대용량 전동기의 고정자 철심장(30)을 감싸도록 링 형상으로 형성되며 길이 방향의 파이프 삽입홀(25)이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 냉각챔버(20)와;
상기 파이프 삽입홀(25)을 관통하여 설치되는 복수의 냉각수 파이프(11)와, 분배 격벽(15)에 의해 다수의 구역으로 구획되며 각 구역이 상기 냉각수 파이프(11)의 양단에 각각 연통되도록 설치되는 한 쌍의 분배링(12)(12') 및 상기 분배링(12)(12') 중 어느 하나에 설치되는 냉각수 유입관(13) 및 냉각수 배출관(14)으로 이루어진 냉각회로(10);를 포함하며,
상기 냉각회로(10)는 복수개로 분할 형성되고, 상기 냉각수 유입관(13) 및 냉각수 배출관(14)에 각각 연결된 유연 연결호스(16)에 의해 냉각수가 분할된 냉각회로 각각으로 분배 및 회수되는 것을 특징으로 하는 대용량 전동기의 고정자 냉각장치.A cooling chamber 20 formed in a ring shape to surround the stator core 30 of the large-capacity electric motor, and having a pipe insertion hole 25 in a longitudinal direction formed at regular intervals along the circumferential direction;
The plurality of coolant pipes 11 installed through the pipe insertion hole 25 and the distribution partition wall 15 are partitioned into a plurality of sections, and each section is installed so as to communicate with both ends of the coolant pipes 11, respectively. A cooling circuit (10) comprising a pair of distribution rings (12) (12 ') and a cooling water inlet pipe (13) and a cooling water discharge pipe (14) installed in any one of the distribution rings (12) and 12';Including;
The cooling circuit 10 is divided into a plurality formed, and the cooling water is distributed and recovered to each of the divided cooling circuit by the flexible connection hose 16 connected to the cooling water inlet pipe 13 and the cooling water discharge pipe 14, respectively. Stator cooling device for large capacity electric motor. 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 분배링(12)(12')에 구비된 분배 격벽(15)은 상기 냉각수 파이프(11)에 의해 지그재그형 유로가 형성되도록 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 대용량 전동기의 고정자 냉각장치.The method of claim 1,
The distribution partition walls 15 of the pair of distribution rings 12 and 12 ′ are staggered with each other so that the zigzag flow paths are formed by the cooling water pipes 11. . 제2항에 있어서,
상기 분배 격벽(15)은 다중 유로가 형성되도록 적어도 4개 이상의 냉각수 파이프(11)가 하나의 구역에 연결되도록 배치된 것을 특징으로 하는 대용량 전동기의 고정자 냉각장치.The method of claim 2,
The distribution partition wall (15) is a stator cooling apparatus for a large-capacity electric motor, characterized in that at least four or more cooling water pipes (11) are arranged to be connected to one zone so that multiple flow paths are formed. 제3항에 있어서,
상기 냉각수 유입관(13)이 연결되는 입구 구역에서는 구역 내의 모든 냉각수 파이프(11)를 통해 일방향으로만 냉각수 유동이 일어나도록 한 것을 특징으로 하는 대용량 전동기의 고정자 냉각장치.The method of claim 3,
Stator cooling apparatus for a large-capacity electric motor, characterized in that in the inlet section to which the coolant inlet pipe (13) is connected, the coolant flow occurs only in one direction through all the coolant pipes (11) in the zone. 삭제delete
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0636355U (en) * 1992-10-06 1994-05-13 株式会社日平トヤマ Built-in motor cooling structure for machine tools
JP2007166814A (en) * 2005-12-15 2007-06-28 Fuji Electric Systems Co Ltd Cooling device of rotating machine having permanent magnet
KR100839471B1 (en) 2001-12-28 2008-06-18 두산인프라코어 주식회사 Arrangement for cooling electric motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0636355U (en) * 1992-10-06 1994-05-13 株式会社日平トヤマ Built-in motor cooling structure for machine tools
KR100839471B1 (en) 2001-12-28 2008-06-18 두산인프라코어 주식회사 Arrangement for cooling electric motor
JP2007166814A (en) * 2005-12-15 2007-06-28 Fuji Electric Systems Co Ltd Cooling device of rotating machine having permanent magnet

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