KR101607850B1 - 회전 전기 기기 - Google Patents

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KR101607850B1 KR1020140023226A KR20140023226A KR101607850B1 KR 101607850 B1 KR101607850 B1 KR 101607850B1 KR 1020140023226 A KR1020140023226 A KR 1020140023226A KR 20140023226 A KR20140023226 A KR 20140023226A KR 101607850 B1 KR101607850 B1 KR 101607850B1
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Abstract

본 발명은 내부가 빈 중공 원통형의 모터하우징(10); 상기 모터하우징(10)의 개방된 전,후면을 폐쇄하는 전,후방커버(12,30); 상기 전,후방커버(12,30)에 양단이 회전 가능하게 지지되는 회전축(40); 상기 회전축(40)에 고정되는 로터(50); 상기 로터(50)의 외주면을 둘러 이격 설치되며, 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 복수의 투스(54) 및 상기 각 투스(54)에 권취되는 전자기코일(56)을 갖는 스테이터(52); 상기 스테이터(52)의 각 투스(54)에 권취된 전자기코일(56) 및 그에 인접한 다른 투스(54)에 권취된 전자기코일(56)의 사이에 위치되어 상기 각 전자기코일(56)을 냉각하는 코일냉각부(70);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 회전 전기기기에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 냉각수공급유로가 형성되는 스테이터의 양측에 냉각수유입관, 냉각수배출관, 냉각수연결관이 설치되어 스테이터의 내부에 냉각수가 순환된다.
따라서, 스테이터의 내부에 냉각수가 공급되어 열에 의해 과열되는 스테이터를 신속하게 냉각시킬 수 있으며, 냉각수가 지속적으로 스테이터의 내부를 순환하여 스테이터의 냉각온도를 균일하게 유지할 수 있으므로 스테이터의 과열에 의한 모터의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 열이 가장 많이 발생하는 전자기코일에 코일냉각부가 설치되고, 상기 코일냉각부의 내부에 공기압 또는 유압을 공급하여 코일냉각부를 확관시켜 상기 전자기코일과의 접촉면적을 넓혀주어 전자기코일에 열전도가 신속하게 이루어져 냉각효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

회전 전기 기기{rotating electrical machine}
본 발명은 회전 전기기기의 냉각장치에 관한 것으로, 스테이터의 내부에 냉각수공급유로가 형성되어 전기 발생 및 통전시 가열되는 스테이터를 냉각시키고, 고정자 슬롯에 감겨지는 전자기코일과 코일냉각부가 직접 접촉되어 코일의 열을 즉각 냉각시키는 회전 전기 기기에 관한 것이다.
일반적으로, 전기에너지를 생산 또는 소모하기 위해 발전기 또는 전동기가 이용되며 발전기는 로터의 회전운동을 변환하여 전기가 발생되고 전동기는 전기를 인가하여 로터를 회전시킨다.
종래의 일반적인 발전기 또는 전동모터는 모터하우징 내부가 빈 통형상으로 형성되는 한편 하우징의 양측에는 각각 커버가 형성됨으로서 하우징의 내부에 부품을 조립하거나 분해하는 과정이 가능하게 된다. 그리고 모터 하우징 및 커버의 중심에는 모터 하우징의 길이방향으로 길게 형성된 구동축이 축결합되어 진다.
한편, 모터 하우징의 내부에는 전원으로부터 공급된 전류가 코일을 흐르는 과정에서 영구자석의 자력에 영향을 받아 생성되는 전기장에 의해 회전되는 로터가 형성된다. 코일은 로터의 외측을 감싸도록 원통형상으로 형성되는 고정자에 수회 권선된 형태로 이루어진다. 모터 하우징의 코일 사이에 전도되지 않도록 하기 위한 절연체가 개시된다. 코일의 주변에 형성되는 전기장의 세기는 코일의 권선수 및 전류의 세기에 영향을 받는 한편 전기장의 세기는 곧 로터 및 구동축의 회전속도 및 회전력에 영향을 미치게 된다. 특히, 커다란 토오크가 요구되는 곳에 적용되는 모터 및 발전기의 경우에는 고전압 발생에 따라 회전자 및 코일 주변에 고온의 열이 발생하게 된다. 이와 같이 모터 및 발전기의 회전자 및 코일 부분에 발생되는 열로 인하여 모터 하우징 내부의 부품들이 손상되는 것을 방지하기 위해 대한민국등록공고 10-07462087에 하우징의 외측에 내부공간을 갖는 워터재킷을 형성하고, 이들 하우징의 표면에는 온도센서를 각각 장착하며, 펌프와 연결되게 하여, 상기 온도센서의 과열 감응시 자동으로 펌프가 동작된다.
상기와 같은 모터는 하우징에 내부공간을 갖는 워터재킷을 형성해야 하므로 모터 또는 발전기의 크기가 상대적으로 비대하지는 원인이 된다. 이는 또한 결과적으로 모터의 제작비용의 상승으로 이어질 뿐만 아니라 전동 모터의 각 부품들을 조립하는데 소요되는 조립시간이 길어지게 되는 원인으로 작용한다.
또한, 가장 열이 많이 발생하는 코일과는 이격된 위치에 워터재킷이 설치되어 신속한 냉각이 이루어질 수 없으며, 순간적인 열이 코일에 발생하는 경우에 모터가 파손될 문제점이 있다.
대한민국특허등록공보 10-07462087
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스테이터의 내부에 좌우로 관통 형성되는 다수개의 냉각수공급유로가 형성되어 전기 발생시 가열되는 스테이터를 냉각시키고, 스테이터의 고정자 슬롯에 감겨지는 코일에 발생되는 열을 냉각시키기 위해 코일냉각부가 코일과 직접 접촉되어 보다 효율적인 냉각이 이루어질 수 있는 회전 전기 기기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 회전 전기 기기는, 내부가 빈 중공 원통형의 모터하우징, 상기 모터하우징의 개방된 전,후면을 폐쇄하는 전,후방커버, 상기 전,후방커버에 양단이 회전 가능하게 지지되는 회전축, 상기 회전축에 고정되는 로터, 상기 로터의 외주면을 둘러 이격 설치되며, 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 복수의 투스 및 상기 각 투스에 권취되는 전자기코일을 갖는 스테이터, 상기 스테이터의 각 투스에 권취된 전자기코일 및 그에 인접한 다른 투스에 권취된 전자기코일의 사이에 위치되어 상기 각 전자기코일을 냉각하는 코일냉각부를 포함하여 구성된다.
상기 각 코일냉각부는 그 내부로 냉각수가 유동되도록 전후로 개방된 내부가 빈 관체로 형성된다.
상기 각 코일 냉각부는 각 투스의 전자기코일과 그에 인접된 다른 투스의 전자기코일 사이에 각각 삽입된 후 공기압 또는, 유압을 이용한 확관 작업을 통해 그의 양측 벽면이 상기 각 전자기코일과 접촉되도록 형성된다.
상기 각 코일냉각부의 양 끝단에는 그에 인접된 코일냉각부 내로 냉각수의 공급을 안내하기 위한 냉각수순환관이 각각 교대로 설치된다.
상기 각 코일냉각부는 비자성체의 열전도성 재질로 형성됨된다.
상기 코일냉각부는 비자성체의 열전도성 분말을 각 투스의 전자기코일과 그에 인접된 다른 투스의 전자기코일 사이에 각각 충전한 후 경화시켜 형성된 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 회전 전기 기기는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 냉각수공급유로가 형성되는 스테이터의 양측에 냉각수유입관, 냉각수배출관, 냉각수연결관이 설치되어 스테이터의 내부에 냉각수가 순환된다.
따라서, 스테이터의 내부에 냉각수가 공급되어 열에 의해 과열되는 스테이터를 신속하게 냉각시킬 수 있으며, 냉각수가 지속적으로 스테이터의 내부를 순환하여 스테이터의 냉각온도를 균일하게 유지할 수 있으므로 스테이터의 과열에 의한 모터의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 열이 가장 많이 발생하는 전자기코일에 코일냉각부가 설치되고, 상기 코일냉각부의 내부에 공기압 또는 유압을 공급하여 코일냉각부를 확관시켜 상기 전자기코일과의 접촉면적을 넓혀줌에 따라 전자기코일에 열전도가 신속하게 이루어져 냉각효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 회전 전기 기기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 종단면도.
도 2는 본 발명에 의한 회전 전기 기기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 횡단면도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 스테이터와 코일냉각부의 구성을 보인 분해사시도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 스테이터의 구성을 보인 횡단면도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 코일냉각부를 확관시키는 상태를 나타내는 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 비자성체 열전도성 분말을 투스 사이에 충진하여 코일냉각부가 형성된 상태를 나타내는 확대도.
이하 본 발명에 의한 회전 전기 기기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 회전 전기 기기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 종단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 회전 전기 기기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 횡단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 스테이터와 코일냉각부의 구성을 보인 분해사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 스테이터의 구성을 보인 횡단면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 회전 전기 기기는, 내부가 중공된 원통 형상을 가지며, 다수의 부품이 내부에 설치되는 모터하우징(10)과, 상기 모터하우징(10)의 양측면에 각각 설치되어, 상기 모터하우징(10)의 개방된 양측면을 폐쇄하는 전,후방커버(12,30)와, 상기 전,후방커버(12,30)에 양단이 각각 지지되며, 고속으로 회전되는 회전축(40)과, 상기 회전축(40)의 외주면에 소정 두께로 형성되며, 영구자석으로 이루어져 자기장을 발생하는 로터(50)와, 상기 로터(50)의 외측에 소정 간격으로 이격 설치되며, 상기 로터(50)의 회전에 따라 자기장을 전기에너지로 변환하여 전기가 발생되는 스테이터(52)와, 상기 스테이터(52)와 일체로 형성되며, 상기 스테이터(52)의 내측에 돌출 형성되고 외면에 전자기코일(56)이 권선되는 다수개의 투스(54)과, 상기 스테이터(52)에 좌우로 관통 형성되며, 상기 스테이터(52)의 중심축을 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되어 냉각수가 공급되는 냉각수공급유로(58)와, 상기 투스(54) 사이에 설치되며, 상기 투스(54)에 귄취된 전자기코일(56)과 접촉되어 전기발생시 가열되는 전자기코일을 직접 냉각하는 코일냉각부(70) 등으로 이루어진다.
상기 모터하우징(10)은 내부가 중공된 원통 형상 또는 육면체 형상을 가지며, 좌,우측면이 개방되도록 형성된다. 상기 모터하우징(10) 내부 공간에는 다수의 부품이 설치되어 고정된다.
상기 모터하우징(10)의 좌측면에는 전방커버(12)가 설치된다. 상기 전방커버(12)는 상기 모터하우징(10)의 형상에 따라 원판 형상 또는 사각 판재로 형성된다. 상기 전방커버(12)는 상기 모터하우징(10)에 좌측면에 고정나사(11)에 의해 결합되어, 상기 모터하우징(10)의 좌측 개방부를 폐쇄한다.
상기 전방커버(12)의 중앙에는 회전축고정홀(14)이 형성된다. 상기 회전축고정홀(14)은 상기 전방커버(12)의 중앙에 좌,우로 관통 형성되어, 내부에 후술할 회전축(40)의 선단부가 관통되게 설치된다.
상기 전방커버(12)의 중앙부 우측면에는 전방베어링지지단(16)이 형성된다. 상기 전방베어링지지단(16)은 원형링 형상을 가지며, 상기 전방커버(12)의 우측면 중앙에 우측방향을 소정 높이 만큼 돌출 형성된다. 상기 전방베어링지지단(16)의 내부에는 후술할 전방베어링(42)이 삽입되어 고정되는 부분이다.
상기 전방커버(12)의 우측면에는 전방고정단(18)이 형성된다. 상기 전방고정단(18)은 상기 전방커버(12)의 우측면에 사각링 형상으로 돌출 형성되며, 상기 전방커버(12)의 중심축을 기준을 방사상으로 다수개가 설치된다. 상기 전방고정단(18)의 내부에는 후술할 코일냉각부(70)의 좌측부가 삽입되어 고정된다.
상기 전방커버(12)의 좌측면에는 코일냉각부고정홀(20)이 형성된다. 상기 코일냉각부고정홀(20)은 상기 전방커버(12)의 중심축을 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되며, 상기 전방커버(12)에 사각 형상으로 관통 형성된다. 상기 코일냉각부고정홀(20)의 내부에는 후술할 코일냉각부(70)의 좌측부가 삽입되어 고정된다.
상기 코일냉각부(70)의 방사상으로 이격된 위치에는 다수개의 냉각수연결관고정홀(22)이 형성된다. 상기 냉각수연결관고정홀(22)은 상기 전방커버(12)에 좌,우로 관통 형성되어, 내부에 후술할 냉각수연결관(64)이 삽입되어 고정된다.
상기 모터하우징(10)의 우측면에는 후방커버(30)가 설치된다. 상기 후방커버(30)는 상기 모터하우징(10)의 형상에 따라 원판 또는 사각판 형상으로 이루어져, 상기 모터하우징(10)의 우측 개방부에 고정나사(11)에 의해 결합되어 상기 모터하우징(10)의 우측면을 폐쇄한다.
상기 후방커버(30)의 좌측면에는 후방베어링지지단(32)이 형성된다. 상기 후방베어링지지단(32)은 원형링 형상을 가지며, 상기 후방커버(30)의 좌측면 중앙에 좌측방향으로 소정 높이 만큼 돌출 형성된다. 상기 후방베어링지지단(32)의 내부에는 후술할 후방베어링(44)이 삽입되어 고정되는 부분이다.
상기 후방커버(30)의 좌측면에는 후방고정단(34)이 형성된다. 상기 후방고정단(34)은 상기 후방커버(30)의 우측면에 사각링 형상으로 돌출 형성되며, 상기 후방커버(30)의 중심축을 기준을 방사상으로 다수개가 설치된다. 상기 후방고정단(34)의 내부에는 후술할 코일냉각부(70)의 우측부가 삽입되어 고정된다.
상기 후방커버(30)의 좌측면에는 코일냉각부고정홀(36)이 형성된다. 상기 코일냉각부고정홀(36)은 상기 후방커버(30)의 중심축을 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되며, 상기 후방커버(30)에 사각 형상으로 관통 형성된다. 상기 코일냉각부고정홀(36)의 내부에는 후술할 코일냉각부(70)의 우측부가 삽입되어 고정된다.
상기 코일냉각부(70)의 방사상으로 이격된 위치에는 다수개의 냉각수연결관고정홀(38)이 형성된다. 상기 냉각수연결관고정홀(38)은 상기 후방커버(30)에 좌,우로 관통 형성되어, 내부에 후술할 냉각수연결관(64)이 삽입되어 고정된다.
상기 모터하우징(10)의 중앙에는 회전축(40)이 설치된다. 상기 회전축(40)은 환봉 형상을 가지며 좌,우로 길게 형성된다. 상기 회전축(40)은 풍력발전장치의 회동축과 연결되어 고속으로 회전되거나, 회전 전기 기기의 구동축과 연결되어 구동축을 회전시키는 부분으로 상기 모터하우징(10)의 내부에서 고속으로 회전된다.
상기 회전축(40)의 양측에는 전,후방베어링(42,44)이 설치된다. 상기 전,후방베어링(42,44)은 일반적인 베어링으로 자세한 설명은 생략한다. 상기 전,후방베어링(42,44)의 상기 전,후방베어링지지단(16,32)의 내부에 삽입되어 고정되며, 내부에 상기 회전축(40)의 양단이 삽입되어 회전 가능하게 지지된다.
상기 회전축(40)의 외주면에는 로터(50)가 설치된다. 상기 로터(50)는 발전기 또는 회전 전기 기기에서 일반적으로 사용되는 영구자석 또는 적층된 강판으로 이루어져 자세한 설명은 생략한다. 상기 로터(50)는 원통 형상을 가지며, 상기 회전축(40)의 외주면에 고정되어 상기 회전축(40)의 회전에 따라 고속으로 회전된다. 상기 로터(50)는 상기 회전축(40)의 회전에 따라 자기장 발생시키고, 후술할 전자기코일(56)에 전기가 발생하도록 유도한다.
상기 로터(50)의 외주면 외측에는 스테이터(52)가 설치된다. 상기 스테이터(52)는 내부가 중공된 원통 형상으로 형성되며, 상기 로터(50)와 소정 간격으로 이격되게 설치된다. 상기 스테이터(52)는 다수개의 적층된 강판으로 이루어지며, 후술할 전자기코일(56)이 감겨져 전기가 발생되는 부분이다.
상기 스테이터(52)의 내부면에는 다수개의 투스(54)가 형성된다. 상기 투스(54)는 상기 스테이터(52)와 일체로 형성되며, 상기 스테이터(52)의 내주면을 따라 일정한 간격으로 내측방향으로 돌출되게 형성된다. 상기 투스(54)의 외주면에는 도 2와 같이, 후술할 전자기코일(56)이 권선되어 고정되는 부분이다.
상기 투스(54)의 외주면에는 전자기코일(56)이 설치된다. 상기 전자기코일(56)은 일반적인 코일로 자세한 설명은 생략한다. 상기 전자기코일(56)은 상기 투스(54)에 권선되어 상기 로터(50)의 회전에 따라 유도기전력에 의해 전기가 발생된다.
상기 스테이터(52)의 내부에는 냉각수공급유로(58)가 형성된다. 상기 냉각수공급유로(58)는 상기 스테이터(52)의 중심축을 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되며, 상기 스테이터(52)에 좌,우로 관통 형성된다. 상기 냉각수공급유로(58)의 내부에는 외부에서 공급되는 냉각수가 공급되어, 전기 발생에 따라 가열되는 스테이터(52)를 냉각시켜 준다.
상기 냉각수의 공급 및 배출을 위하여 별개의 워터 펌프 및 워터 탱크가 형성되는데, 이러한 구성은 종래기술에 의한 회전 전기 기기의 냉각구조와 큰 차이가 없으므로도면에서는 도시가 생략되었다.
상기 냉각수공급유로(58)에는 냉각수유입관(60), 냉각수배출관(62), 냉각수연결관(64)이 각각 설치된다. 상기 냉각수유입관(60)과 냉각수배출관(62)은 내부가 중공된 원통 형상의 관형태로 형성되어, 상기 스테이터(52)에 형성되는 상,하부의 상기 냉각수공급유로(58)의 상,하부에 설치되어, 냉각수의 공급 및 배출이 이루어진다. 상기 냉각수유입관(60)과 냉각수배출관(62)이 연결되지 않은 상기 냉각수공급유로(58)에는 상기 냉각수연결관(64)이 각각 설치된다. 상기 냉각수연결관(64)은 도 3과 같이, 원호 형상을 가지는 환봉 형상으로 이루어져, 각각 다른 상기 냉각수공급유로(58)와 연결되어 냉각수가 순환하도록 연결시켜 주는 역할을 한다.
상기 투스(54)와 투스(54) 사이에는 코일냉각부(70)가 설치된다. 상기 코일냉각부(70)는 비자성체 및 열전도성 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 여기서는 알루미늄 재질을 적용하기로 한다. 상기 코일냉각부(70)는 단면이 직사각형 형상을 가지며, 좌우로 길게 형성된다. 상기 코일냉각부(70)는 상기 투스(54)와 투스(54) 사이에 설치되어 상기 코일냉각부(70)의 양측면에 상기 투스(54)에 권선된 전자기코일(56)이 접촉되어 전기 발생시 가열되는 상기 전자기코일(56)을 냉각시키는 역할을 한다.
상기 코일냉각부(70)의 내부에는 냉각수공급홀(72)이 형성된다. 상기 냉각수공급홀(72)은 상기 코일냉각부(70)의 내부에 좌,우로 관통 형성되며, 내부에 냉각수가 공급되어 순환된다.
상기 코일냉각부(70)에는 냉각수순환관(74)이 설치된다. 상기 투스(54)의 상,하부에 위치되는 상기 코일냉각부(70)에 직접 냉각수 공급 및 배출관이 설치되어, 냉각수의 공급 및 배출이 이루어진다. 상기 냉각수 공급 및 배출관이 연결되지 않은 상기 코일냉각부(70)에는 상기 냉각수순환관(74)이 각각 설치된다. 상기 냉각수순환관(74)은 도 3과 같이, 내부가 중공된 "ㄷ"자 형상으로 형성되어, 각각 다른 상기 코일냉각부(70)와 연결되어 냉각수가 순환하도록 연결시켜 주는 역할을 한다.
도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 코일냉각부를 확관시키는 상태를 나타내는 순서도가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(52)이 하부에는 스테이터지지구(80)이 설치된다. 상기 스테이터지지구(80)은 대략 직육면체 형상을 가지며, 상부면에 원호 형상으로 함몰되게 형성되는 결합부(82)가 형성된다. 상기 스테이터지지구(80)은 상기 스테이터(52)의 고정 및 하부를 지지하는 역할을 한다.
상기 스테이터지지구(80)의 좌측에는 제1코일냉각부지지구(84)가 설치된다. 상기 제1지지구(84)의 상부는 소정 두께를 가지는 원통 형상으로 형성되고, 하부는 소정 두께를 가지는 사다리꼴 형상으로 형성된다. 상기 제1지지구(84)의 내부에는 상기 코일냉각부(70)의 일단이 삽입되어 고정된다.
상기 제1지지구(84)의 내부에는 다수개의 코일냉각부고정홀(86)이 형성된다. 상기 코일냉각부고정홀(86)은 상기 제1지지구(84)의 중심축을 기준으로 방사상으로 다수개가 관통되게 형성된다. 상기 코일냉각부고정홀(86)의 내부에는 상기 코일냉각부(70)의 일부분이 삽입되어 고정된다.
즉, 상기 제1지지구(84)는 상기 스테이터(52)의 내부에 삽입되는 코일냉각부(70)가 정확한 위치에 설치되도록 일측을 지지하는 역할을 한다.
상기 제1지지구(84)와 대응되는 위치에는 제2지지구(90)가 형성된다. 상기 제2지지구(90)는 상기 제1지지구(84)와 동일한 형상으로 형성된다. 상기 제2지지구(90)의 내부에는 코일냉각부고정홈(92)이 형성된다. 상기 코일냉각부고정홈(92)은 상기 제2지지구(90)의 중심축을 기준으로 방사상으로 다수개가 함몰되게 형성된다. 상기 제2코일냉각부고정홈(92)의 내부에는 상기 코일냉각부(70)의 타측이 삽입되어 고정되는 부분이다.
따라서, 상기 제1지지구(84)와 상기 제2지지구(90)에 의해 상기 스테이터(52)의 내부에 삽입되는 다수개의 코일냉각부(70)가 정확한 위치에 고정된 상태로 지지된다.
상기 코일냉각부고정홀(86)의 측면에는 공급관(96)이 설치된다. 상기 공급관(96)은 내부가 중공된 관(管)으로 이루어져, 상기 코일냉각부고정홀(86)의 내부에 공기압 또는 유압을 공급한다.
상기 공급관(96)의 끝단부에는 압력발생수단(98)이 설치된다. 상기 압축공기발생수단(98)은 일반적인 콤프레샤 또는 유압모터로 자세한 설명을 생략한다. 상기 압력발생수단(98)은 압축공기 또는 유압을 생성하여 상기 공급관(96)에 공급하는 역할을 한다.
즉, 상기 압력발생수단(98)에 의해 압축공기 또는 유압이 발생되며, 상기 냉각수공급홀(84)의 내부에 압축공기 및 유압이 공급되어 상기 코일냉각부(70)가 상기 전자기코일(56) 사이에 고정된 상태에서 확관된다.
이러한 상기 코일냉각부(70)의 확관에 의해 상기 전자기코일(56)과 상기 코일냉각부(70)가 더욱 세밀하게 밀착되어 열전도율을 보다 더 향상시킬 수 있다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 비자성체 열전도성 분말을 투스 사이에 충진하여 코일냉각부가 형성된 상태를 나타내는 확대도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 투스(54)와 투스(54) 사이의 공간에 비자성체 열전도체 분말(99)을 충진한다. 상기 비자성체 열전도성 분말(99)은 각 투스(54)의 전자기코일(56)과 그에 인접된 다른 투스(54)의 전자기코일(56) 사이에 각각 충전한 후 경화시켜 상기 코일냉각부(70)를 형성한다.
상기 비자성체 열전도성 분말은 단일의 오스테나이트계 금속 분말 또는 복수의 오스테나이트계 금속 분말을 혼합하여 사용한다.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 회전 전기 기기의 작용에 대해 도 1 내지 도 6을 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 발명의 회전 전기 기기는 전동기 및 발전기에 모두 적용될 수 있는 구조로 회전축(40)이 구동축과 연결되어 고속으로 회전된다. 상기 회전축(40)의 외주면에는 영구자석 또는 다수개의 각판의 적층으로 이루어진 로터(50)가 설치되어 함께 회전된다.
상기 로터(50)의 회전에 따라 자기장이 형성되어 스테이터(52)에 권취된 전자기코일(56)에 전기가 발생된다. 상기 전자기코일(56)에 전기가 발생됨에 따라 상기 스테이터(52)와 전자기코일(56)에 고열이 발생된다.
상기 스테이터(52)를 냉각시키기 위해서는 워터탱크에 저장된 냉각수를 워터펌프를 이용하여 냉각수유입관(60)에 공급한다. 상기 냉각수유입관(60)은 상기 스테이터(52)의 냉각수공급유로(58)와 연결되어 냉각수가 상기 스테이터(52)의 내부로 공급되어 상기 스테이터(52)를 냉각시킨다. 상기 냉각수공급유로(58)를 통과한 냉각수는 냉각수연결관(64)을 통해 서로 다른 냉각수공급유로(58)로 전달되어 반복적으로 순환된다.
상기 냉각수공급유로(58)의 냉각수 순환이 완료되면, 냉각수배출관(62)을 통해 워터탱크로 이송된다. 이러한 냉각수의 순환에 의해 가열된 상기 스테이터(52)의 냉각이 신속하게 이루어진다.
또한, 상기 스테이터(52)에 전기가 발생되면서 가장 열이 많이 발생되는 전자기코일(56) 사이에는 코일냉각부(70)가 설치된다. 상기 코일냉각부(70)는 비자성체 및 열전도성 재질로 이루어져 상기 전자기코일(56)을 면접촉되어 상기 전자기코일(56)을 냉각시킨다.
이러한 상기 코일냉각부(70)의 내부에는 냉각수공급홀(72)이 형성되어 냉각수가 상기 코일냉각부(70)의 내부를 순환하여 코일냉각부를 냉각시키고, 서로 다른 코일냉각부가 냉각수순환관(74)에 의해 연결되어 코일냉각부(70)에 순차적으로 냉각수가 공급되어 신속한 상기 전자기코일(56)의 냉각이 이루어진다.
또한, 상기 코일냉각부(70)와 상기 전자기코일(56)을 밀착면적을 넓히기 위해서는 도 5와 같이 냉각수공급홀(72)의 내부에 공기압 또는 유압을 공급하여 상기 코일냉각부(70)를 확관하여 상기 코일냉각부(70)와 상기 전자기코일(56)의 접촉면적을 확장시킬 수 있다.
다른 실시예로 도 6과 같이, 비자성체의 열전도성 분말을 각 투스(54)의 전자기코일(56)과 그에 인접된 다른 투스의 전자기코일(56) 사이에 각각 충전한 후 고온 경화 또는 압축 경화를 실시하여 상기 코일냉각부(70)를 형성할 수도 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10. 모터하우징 12. 전방커버
30. 후방커버 40. 회전축
50. 로터 52. 스테이터
54. 투스 56. 전자기코일
58. 냉각수공급유로 60. 냉각수유입관
62. 냉각수배출관 64. 냉각수연결관
70. 코일냉각부 72. 냉각수공급홀
74. 냉각수순환관 80. 스테이터지지구
84. 제1지지구 90. 제2지지구

Claims (6)

  1. 내부가 빈 중공 원통형의 모터하우징(10);
    상기 모터하우징(10)의 개방된 전,후면을 폐쇄하는 전,후방커버(12,30);
    상기 전,후방커버(12,30)에 양단이 회전 가능하게 지지되는 회전축(40);
    상기 회전축(40)에 고정되는 로터(50);
    상기 로터(50)의 외주면을 둘러 이격 설치되며, 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 복수의 투스(54) 및 상기 각 투스(54)에 권취되는 전자기코일(56)을 갖는 스테이터(52);
    상기 스테이터(52)의 중심축을 기준으로 방사상으로 다수개가 관통 형성되며, 내부에 냉각수가 공급되어 상기 스테이터(52)를 냉각시키는 냉각수공급유로(58)와;
    상기 냉각수공급유로(58)의 양측에 각각 설치되며, "U"자 형상의 중공 관체로 이루어져, 서로 다른 냉각수공급유로(58)에 각각 연결되어 냉각수의 공급을 안내하는 냉각수연결관(64)과;
    상기 투스(54)의 사이에 설치되며, 전후로 개방된 내부가 빈 관체로 형성되고, 상기 스테이터(52)의 각 투스(54)에 권취된 전자기코일(56) 및 그에 인접한 다른 투스(54)에 권취된 전자기코일(56)의 사이에 위치되어 냉각수의 유동에 따라 상기 각 전자기코일(56)을 냉각하는 코일냉각부(70)와;
    상기 각 코일냉각부(70)의 양 끝단에 설치되며, 인접된 서로 다른 코일냉각부(70) 내로 냉각수의 공급을 안내하기 위해 상기 코일냉각부(70)의 끝단에 교대로 설치되는 냉각수순환관(74)을 포함하며;
    상기 코일냉각부(70)은,
    각 투스(54)의 전자기코일(56)과 그에 인접된 다른 투스(54)의 전자기코일(56) 사이에 각각 삽입된 후 상기 코일냉각부(70)의 내부에 압축공기 또는 유압이 공급되고, 상기 코일냉각부(70)가 확관되어 상기 코일냉각부(70)의 양측 벽면이 상기 각 전자기코일(56)과 세밀하게 밀착되도록 영구변형됨을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 코일냉각부(70)는 비자성체의 열전도성 재질로 형성됨을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일냉각부(70)는
    비자성체의 열전도성 분말을 각 투스의 전자기코일(56)과 그에 인접된 다른 투스의 전자기코일(56) 사이에 각각 충전한 후 경화시켜 형성된 것임을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
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