KR101719061B1 - 통풍 홈형강, 그 제조 방법, 통풍 구조 및 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통풍 홈형강, 그 제조 방법, 통풍 구조 및 모터를 제공한다. 본 발명이 제공하는 통풍 홈형강은, 순차적으로 서로 접하는 적어도 네 개 통풍 홈형강 구간을 포함하고, 그 중 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포된다. 본 발명이 제공하는 통풍 홈형강에 의하면, 그 중의 멀티 전환 구조는 통풍 홈형강과 통풍홈을 흐르는 냉각 기체 사이의 경계층을 효과적으로 타파하고, 방열 면적을 증가시켜 냉각 방열 효과를 강화시킬 수 있으며 동시에 원자재를 절감하면서 통풍 홈형강의 지지 강도를 확보할 수 있다.

Description

통풍 홈형강, 그 제조 방법, 통풍 구조 및 모터{VENTILATIVE CHANNEL STEEL AS WELL AS MANUFACTURING METHOD, VENTILATING STRUCTURE AND MOTOR THEREOF}

본 발명은 모터의 냉각에 관한 것으로, 특히는 통풍 홈형강, 그 제조 방법, 통풍 구조 및 모터에 관한 것이다.

모터(전동기와 발전기를 포함)의 운행 시, 코일, 철심 등 부재에서 에너지 소모가 발생되고, 이 부분의 소모는 최종적으로 열 에너지의 형식으로 발산하게 되며, 모터의 통풍 설계가 합리적이지 않을 경우, 모터의 온도가 과도하게 상승하거나 부분적으로 온도의 상승이 균일하지 않게 된다. 온도가 과도하게 상승할 경우 절연이 노화되어 장기간 운행 시 절연 전기의 절연 성능이 감퇴되고, 부분적으로 온도의 상승이 균일하지 않을 경우 매우 큰 열응력이 발생되어 모터 구조의 영구적 파손을 일으켜 최종적으로 모터의 고장을 초래한다. 따라서, 모터의 온도 상승을 감소하는 것은 모터의 안전 여유를 증가하고, 모터의 사용 수명을 연장하며, 모터의 유지 비용을 절감하는데 있어서 중요한 의미를 가진다.

반경 방향의 통풍 냉각 방식은 중소형 발전기의 일반적인 냉각 형식 중의 하나로서, 이러한 냉각 방식은 방열 면적을 증가시키고 모터의 전력 밀도를 향상시킬 수 있어 널리 응용되어 왔다. 반경 방향의 통풍을 실현하기 위하여, 모터의 철심은 일반적으로 복수 개의 코어 세그먼트로 구분되고, 서로 인접하는 코어 세그먼트 사이에는 모터의 반경 방향을 따라 통풍 홈형강(또는 "통풍 스트립”이라 칭함)이 구비되어 있으며, 통풍 홈형강은 각 코어 세그먼트에 대하여 지지의 작용을 하는 동시에, 서로 인접하는 코어 세그먼트 사이의 공간을 통풍홈(또는 "반경 방향의 통풍 채널”로 칭함)으로 분할하고, 상기 통풍홈은 반경 방향의 통풍을 진행함으로써 철심과 권선을 냉각 방열시킨다. 현재 보편적으로 사용하는 통풍 홈형강은 일반적으로 기존의 스트립형 통풍 홈형강과 "工”자형 통풍 홈형강인 바, 스트립형 통풍 홈형강의 횡단면은 직사각형이고 "工”자형 통풍 홈형강의 횡단면은 "工”자형 또는 "工”자형에 가까운 형상이다.

상기 기술적 해결수단을 실현하는 과정에 있어서, 발명자는 기존 기술 중에 적어도 하기와 같은 문제가 존재한다는 것을 발견하였다.

기존의 통풍 홈형강 및 통풍 구조의 설계는 통풍 홈형강이 냉각 기체의 냉각 효과에 대한 영향을 특별히 주목하지 않았다. 기존의 통풍 홈형강은 서로 인접하는 코어 세그먼트 사이에서 단지 통풍홈을 지지하고 형성하기 위한 작용을 할 뿐이다. 발명자의 분석 및 사고에 의하면, 통풍 홈형강의 형상은 통풍홈 내의 냉각 기체의 유동에 대하여 매우 큰 영향을 미쳐 모터의 냉각 성능의 우열을 결정하게 되는 바, 통풍 홈형강의 상이한 형상에 따라 통풍홈을 흐르는 냉각 기체의 난류 상황도 상이하여 모터 표면의 방열 계수 및 부분적 압력 강하에 영향을 미치게 되어 최종적으로 모터의 온도 상승에 영향을 미친다. 따라서, 통풍 홈형강의 형태적 설계는 핵심적 기술로 되고 있으며, 이와 함께 통풍 홈형강의 설계는 공정성, 설치의 신뢰성 및 원가 등의 요소를 더 고려해야 하므로 통풍 홈형강의 설계는 일정한 난이도를 가진다. 발명자는 통풍 홈형강이 비록 중요한 작용을 하지만 현재 이 방면에 대한 연구가 비교적 적은 것을 발견하였다.

본 발명의 목적은 냉각 방열 효과를 강화시킬 수 있는 통풍 홈형강 및 그 제조 방법을 제공하고, 냉각 방열 효과가 더 좋은 통풍 구조 및 모터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 순차적으로 서로 접하는 적어도 네 개 통풍 홈형강 구간을 포함하고, 그 중 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되는 통풍 홈형강을 제공한다.

그 중 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간은 일체로 서로 접할 수 있는 것이 바람직하다.

진일보로, 그 중 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간의 서로 접하는 곳에 챔퍼가 구비되어 있을 수 있고 상기 챔퍼는 상기 서로 접하는 곳의 180°보다 작은 끼인각 측에 위치한다.

그 중 상기 통풍 홈형강은 파문형일 수 있는 것이 바람직하다.

그 중 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간은 서로 첨접할 수 있는 것이 바람직하다.

그 중 평균 너비는 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간의 중점의 연결선으로부터 상기 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간의 서로 접하는 곳까지의 거리의 두배이고 상기 평균 너비는 상기 통풍 홈형강의 역풍단에서 순풍단으로 가면서 순차적으로 커질 수 있는 것이 바람직하다.

그 중 평균 간격은 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간의 중점의 연결선의 길이의 두배이고, 상기 평균 간격은 상기 통풍 홈형강의 역풍단에서 순풍단으로 가면서 순차적으로 작아질 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명은, 복수 개의 톱니부가 구비되어 있는 적어도 두 개의 코어 세그먼트를 포함하고, 동일한 코어 세그먼트의 서로 인접하는 톱니부 사이는 권선을 수용하기 위한 홈이 구성되며, 서로 인접하는 코어 세그먼트의 대응되는 톱니부 사이에 상기의 임의의 통풍 홈형강이 구비되어 있는 통풍 구조를 제공한다.

본 발명은, 상기 통풍 구조를 포함하는 모터를 제공한다.

본 발명은, 반제품을 프레스 몰드의 몰드 캐비티 내에 넣는 단계；상기 반제품을 펀칭하여 순차적으로 서로 접하는 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간을 형성하도록 하는 단계를 포함하고, 그 중, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되는 상기 통풍 구조의 제조 방법을 제공한다.

이 밖에, 본 발명은, 원자료를 절단하여 스트립형 반제품을 얻는 단계；상기 스트립형 반제품을 분할 절단하여 통풍 홈형강 반제품을 얻는 단계; 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간을 순차적으로 서로 첨접하여 그 중의 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각이 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간이 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되되록 하는 단계를 포함하는 상기 통풍 홈형강의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은, 원자료를 절단하여 스트립형 반제품을 얻는 단계； 상기 스트립형 반제품을 만곡시켜 상기 스트립형 반제품이 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간을 형성하도록 하는 단계를 포함하고, 그 중, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되는 상기 통풍 홈형강의 제조 방법을 더 제공한다.

본 발명이 제공하는 상기 통풍 홈형강은 주로 다음과 같은 유리한 효과를 가진다. 상기 독특한 멀티 전환 구조(Multi turn structure)는 통풍 홈형강과 통풍홈을 흐르는 냉각 기체 사이의 경계층을 효과적으로 타파하여 냉각 기체의 난류를 현저하게 증가시켜 냉각 기체의 냉각 능력을 강화하고 냉각 방열 효과를 강화할 수 있으며, 냉각 기체와 통풍 홈형강의 접촉 면적을 증가시켜 통풍 홈형강 자체의 방열을 강화할 수 있고, 원자재를 절감하면서 통풍 홈형강의 지지 강도를 확보할 수 있다.

본 발명이 제공하는 상기 통풍 구조와 상기 모터는 통풍 홈형강의 상기 장점을 구비하여 냉각 방열 효과가 더 좋고 온도의 상승을 효과적으로 줄이며 신뢰성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있다.

본 발명이 제공하는 상기 통풍 홈형강의 제조 방법은 그 제조 공정이 간단하고 실현하기 쉬우며 제조하여 얻는 통풍 홈형강은 상기 장점을 구비한다.

도1은 본 발명의 실시예1의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다.
도2는 본 발명의 실시예2의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다.
도3은 본 발명의 실시예3의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다.
도4는 본 발명의 실시예4의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다.
도5는 본 발명의 실시예5의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다.
도6은 본 발명의 실시예6의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다.
도7은 본 발명의 실시예7의 통풍 구조의 사시 모식도이다.
도8은 본 발명의 실시예7의 통풍 구조의 단면 모식도이다.
도9는 본 발명의 실시예8의 통풍 홈형강의 제조 방법의 흐름도이다.
도10은 본 발명의 실시예9의 통풍 홈형강의 제조 방법의 흐름도이다.
도11은 본 발명의 실시예10의 통풍 홈형강의 제조 방법의 흐름도이다.

이하 도면과 결부하여 본 발명의 실시예의 통풍 홈형강, 그 제조 방법, 통풍 구조 및 모터에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

실시예1

도1에 도시된 바와 같이, 도1은 본 발명의 실시예1의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다. 본 발명의 실시예1의 통풍 홈형강은, 순차적으로 서로 접하는 적어도 네 개 구간의（예를 들면, 도면에 도시되는 17 구간）통풍 홈형강 구간(11)을 포함하고, 그 중 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11) 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간(11)에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)의 양측에 분포된다.

본 발명의 실시예1의 통풍 홈형강은 통상적인 기존의 "工”자형 통풍 홈형강과 스트립형 통풍 홈형강과는 달리, 그 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11) 사이의 끼인각은 180°보다 작으므로, 전체 통풍 홈형강은 일직선 상에 있지 않고 멀티 전환 구조를 나타내며, 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간(11)에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)의 양측에 분포되므로, 다음 전환 방향과 이전 전환 방향은 서로 반대된다. 이러한 독특한 멀티 전환 구조는 적어도 하기와 같은 장점을 구비할 수 있다.

1. 통풍 홈형강과 통풍홈을 흐르는 냉각 기체 사이의 경계층을 효과적으로 타파하여 통풍 홈형강 양측을 흐르는 냉각 기체를 통풍 홈형강 양측의 권선으로 유도시켜, 냉각 기체가 권선에 부딪친 후 되돌아올 수 있음으로써, 냉각 기체의 난류를 현저하게 증가시켜, 냉각 기체가 통풍 홈형강 및 그 양변의 권선과 충분히 접촉되도록 하여 냉각 기체의 냉각 능력 및 냉각 방열 효과를 강화할 수 있다.

2. 통풍 홈형강의 경계를 확대하여 냉각 기체와 통풍 홈형강의 접촉 면적을 증가시켜 통풍 홈형강 자체의 방열을 강화할 수 있고, 이로써 모터 냉각 시스템에 대한 저항력이 증가되지 않으면서 모터 권선의 온도를 효과적으로 감소시킨다.

3. 멀티 전환 구조의 사용으로 인하여, 각 통풍 홈형강 구간(11)의 너비는 단지 기존 통풍 홈형강 너비의 1/2~1/3좌우로 될 수 있으므로, 전체 통풍 홈형강으로 하여금 무게가 가볍고, 원가가 낮은 특징을 구비하도록 하며 이와 동시에 이러한 멀티 전환 구조는 또 지지 강도를 강화하는 작용을 할 수 있어, 재료 부족으로 인한 통풍홈의 지지 문제를 초래하지 않는다.

언급해야 할 것은, 본 실시예 중의 "서로 접하다”는 것은 "서로 연결되다”에 한정되어 해석될 것이 아니라, 그 의미는 "서로 연결되다”는 상황을 포함할 뿐더러 또 "서로 첨접하다”는 상황도 포함한다. "서로 연결되다”인 경우, 일체로 연결될 수 있을 뿐만 아니라 용접 등 기타 연결 방식에 의해 연결될 수도 있다. "서로 첨접하다”인 경우, 서로 접촉(또는 서로 당접됨)할 수 있을 뿐만 아니라, 또 일정한 틈을 둘 수도 있다. 이 점은 다음의 설명에서 구현될 것이다.

상기의 멀티 전환 구조를 구비하는 특징 외에, 본 실시예의 통풍 홈형강은 기타 특징을 더 구비하는 바, 아래에 각각 설명하도록 한다.

통풍 홈형강은 일반적으로 역풍단과 순풍단을 구비하는 바, 역풍단은 냉각 기체 상류의 일단과 대응되고 순풍단은 냉각 기체 하류의 일단과 대응된다. 만약 본 실시예 중의 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)의 중점의 연결선으로부터 상기 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)의 서로 접하는 곳 사이의 거리의 두배를 평균 너비로 정의하면(즉, 도1 중의 부호a, c와 대응됨), 본 실시예의 통풍 홈형강의 평균 너비는 역풍단(121)에서 순풍단(122)으로 가면서 변하지 않는다(a=c). 그리고 만약 본 실시예 중의 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)의 중점의 연결선의 길이의 두배를 평균 간격으로 정의하면(즉, 도1 중의 부호b와 대응됨), 본 실시예의 통풍 홈형강의 평균 간격은 역풍단(121)에서 순풍단(122)으로 가면서 역시 변하지 않는다.

본 실시예에 있어서, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11)은 일체로 서로 접하는 바, 즉 전체 통풍 홈형강은 일체로 된 구조이고, 일체로 된 멀티 전환 구조(Multi turn structure)는 펀칭, 벤딩 등 공정을 통하여 편리하게 얻을 수 있다. 본 실시예에 있어서, 통풍 홈형강 구간(11)의 구간 수는 비교적 많고 통풍 홈형강과 냉각 기체의 접촉 면적도 비교적 크며 초래되는 난류의 강도 역시 비교적 강하다.

실시예2

도2에 도시된 바와 같이, 도2는 본 발명의 실시예2의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다. 본 실시예의 통풍 홈형강과 실시예1의 통풍 홈형강의 구별점은 하기와 같다. 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11)의 서로 접하는 곳에 챔퍼(111)가 설치되고 챔퍼(111)는 상기 서로 접하는 곳의 180°보다 작은 끼인각 측에 위치한다. 서로 접하는 곳의 180°보다 작은 끼인각 측은 바람 저항이 비교적 크므로, 상기 위치에 챔퍼 구조를 사용하면 바람 저항을 감소시키는 작용을 할 수 있다.

이 밖에, 본 실시예의 통풍 홈형강 구간(11)의 구간 수는 다섯 구간으로, 실시예1의 구간 수와 비교하면 비교적 적다. 따라서, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11) 사이의 끼인각은 상대적으로 더 크고, 이로써도 일정한 정도로 바람 저항을 감소시킬 수 있다.

실시예3

도3에 도시된 바와 같이, 도3은 본 발명의 실시예 3의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다. 본 실시예의 통풍 홈형강과 상기 실시예에 따른 통풍 홈형강의 주요한 구별점은 하기와 같다. 본 실시예의 통풍 홈형강은 파문형이다. 파문형 자체도 멀티 전환 형상을 가지므로, 파문형의 설계는 통풍 홈형강의 냉각 기체와 서로 접촉하는 표면이 유선형을 나타내게 하여 통풍 홈형강이 매우 작은 바람 저항을 구비하도록 할 수 있다. 이러한 형태의 사용은 기존의 통풍 홈형강의 사용에 비하여 역시 적당량만큼 방열 면적을 증가시킬 수 있다.

실시예4

도4에 도시된 바와 같이, 도4는 본 발명의 실시예4의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다. 본 실시예의 통풍 홈형강과 상기의 실시예에 따른 통풍 홈형강의 주요한 구별점은 하기와 같다. 본 실시예의 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11)은 일체로 서로 접하는 것이 아니라 서로 첨접한 것이다. 이러한 구조는 대량 생산에 적합하고 생산 원가를 절감할 수 있다. 구체적으로, 복수 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)을 대량으로 제조한 후, 이들을 요구에 따라 통풍 홈형강으로 첨접시킬 수 있다. 첨접시, 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)의 단부 사이는 도면에 도시된 바와 같이 틈을 둘 수도 있고 또는 서로 당접될 수도 있다.

실시예5

도5에 도시된 바와 같이, 도5는 본 발명의 실시예5의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다. 본 실시예의 통풍 홈형강과 상기 실시예에 따른 통풍 홈형강의 구별점은 하기와 같다. 앞서 설명한 평균 너비에 대한 정의에 근거하여(서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)의 중점의 연결선으로부터 상기 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)의 서로 접하는 곳 사이의 거리의 두배를 평균 너비로 정의함), 본 실시예의 평균 너비는 통풍 홈형강의 역풍단(121)에서 순풍단(122)으로 가면서 순차적으로 커지고(a>c), 통풍 홈형강과 그 양측 권선 사이의 통풍홈의 너비는 역풍단(121)에서 순풍단(122)으로 가면서 점차 작아진다. 냉각 바람이 유동 과정 중에서 열량을 흡수하여 온도가 점차적으로 상승하므로, 이러한 설계는 권선에 대한 냉각 효과가 반경 방향에서 상대적으로 더욱 균일해지도록 하여 온도의 불균일한 상승으로 인한 권선의 손해를 방지할 수 있다.

실시예6

도6에 도시된 바와 같이, 도6은 본 발명의 실시예6의 통풍 홈형강의 구조 모식도이다. 상기 각 실시예에 따른 통풍 홈형강은 그 평균 간격이(서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)의 중점의 연결선의 길이의 두배로 정의됨) 역풍단(121)에서 순풍단(122)으로 변하지 않는 것으로, 본 발명의 실시예의 통풍 홈형강과 상기의 실시예에 따른 통풍 홈형강의 구별점은 하기와 같다. 본 실시예에 있어서, 상기 평균 간격은 통풍 홈형강의 역풍단(121)에서 순풍단(122)으로 가면서 순차적으로 작아진다. 다시 말해, 순풍단(122)에 근접하는 전환 빈도는 역풍단(121)에 근접하는 전환 빈도보다 더 높은 바, 이로써 순풍단(122)에 근접할수록, 냉각 기체의 난류 정도는 높고 냉각 기체가 역풍단(121)에서 순풍단(122)으로 유동할 시, 그 온도는 점차 상승하므로 이러한 설계 역시 통풍 홈형강, 철심과 권선에 대한 냉각 효과가 반경 방향에서 상대적으로 더 균일해지도록 하여 온도의 불균일한 상승으로 인한 통풍 홈형강, 철심과 권선의 손해를 방지할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 각 실시예의 통풍 홈형강에 대하여 설명하였다. 상기의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 제공하는 통풍 홈형강은 그 구조가 비교적 큰 유연성을 가지는 바, 예를 들면, 통풍 홈형강 구간의 구간 수는 모터의 크기 및 방열 요구에 따라 결정할 수 있다. 또한, 통풍 홈형강의 멀티 전환(만곡) 구조는 연속적 일체화 구조일 수 있거나 또는 분단 형식으로 이루어져 복수 개의 통풍 홈형강 구간이 서로 첨접하여 형성될 수도 있다. 또한, 통풍 홈형강은 파문형을 사용할 수 있다. 또한, 통풍 홈형강의 만곡 간격은 균일하거나 불균일할 수 있다. 또한, 통풍 홈형강 양단의 평균 너비는 동일하거나 상이할 수 있으며 권선의 중점 방열 부위가 홈구인가 또는 홈 바닥인가에 근거하여 조절할 수 있다. 이 밖에, 본 발명이 제공하는 통풍 홈형강은 그 구조 자체가 용이하게 실현되므로 이를 기반으로 통풍 홈형강의 설계에 대하여 쉽게 조절하여 각종 실제적인 냉각 방열 요구를 만족시킬 수 있다.

본 발명이 제공하는 통풍 홈형강이 멀티 전환 구조를 구비하는 특징에 기반하여, 본 발명이 제공하는 통풍 홈형강은 또 "멀티 전환 통풍 홈형강”으로 칭할 수도 있다. 그러나, 언급해야 할 것은, 여기서 "통풍 홈형강”은 모터 냉각 기술 분야의 일반화된 명칭으로, 이는 기타 분야 중의 단면이 홈형을 나타내는 "홈강” 강재와 구분되고, 그 재료 자체도 "강철”에 한하지 않으며 금속일 수 있는 것 외에도, 그 재료는 또 비교적 높은 열 전도 계수를 구비하는 금속일 수 있다. 이하 본 발명의 실시예의 통풍 구조에 대하여 설명하도록 한다.

실시예7

도7과 도8에 도시된 바와 같이, 그 중 도7은 본 발명의 실시예7의 통풍 구조의 사시 모식도로서, 이는 통풍 구조의 외부에서 관찰할 때의 형태를 나타낸다. 도8은 본 발명의 실시예 7의 통풍 구조의 단면 모식도로서, 이는 통풍 구조의 내부에서 관찰할 때의 형태를 나타낸다. 본 발명의 실시예의 통풍 구조는, 적어도 두 개의(예를 들면, 도면에서는 3개로 도시됨) 코어 세그먼트(2)를 포함하고, 코어 세그먼트(2)에 복수 개의(예를 들면, 도면에서는 5개로 도시됨) 톱니부(21)가 설치되며, 동일한 코어 세그먼트(2)의 서로 인접하는 톱니부(21) 사이에 권선(3)을 수용하기 위한 홈(도면에서 홈은 표시되지 않았는 바, 권선(3)에 의해 이미 충진되었음)이 구성되고, 서로 인접하는 코어 세그먼트(2)의 대응되는 톱니부(21) 사이에 상기 실시예의 어느 하나의 통풍 홈형강(1)이 설치된다.

본 실시예의 통풍 구조가 작동시, 냉각 기체는 통풍홈 내에서 도8 중의 점선 화살표가 지시하는 방향을 따라 유동하고, 유동 과정에서 냉각 기체는 각 구간의 통풍 홈형강 구간(11)에 인해 유도되며 또한 통풍 홈형강 양측의 권선(3)과 충돌되어 되돌아옴으로써 난류 기류를 형성한다. 상기 난류 기류는 통풍 홈형강(1)의 양측의 권선(3) 및 톱니부(21)와 효과적인 열 대류를 진행함으로써 냉각 기체의 냉각 효과를 현저하게 향상시킨다. 이와 동시에, 통풍 홈형강(1)의 멀티 전환 구조 역시 통풍 홈형강(1)의 방열 면적을 증가시켜, 통풍 홈형강(1) 자체의 방열을 강화할 수 있다. 이 밖에, 이러한 멀티 전환 구조는 또한 지지 강도를 강화하고 원자재를 절감하는 목적을 달성할 수 있다.

발명자는 상기 구조의 기초상에서, 플로우 필드 산출 소프트웨어를 사용하여 대조 시뮬레이션을 진행하고, 실험 플랫폼을 통해 검증한 결과, 상기 상이한 실시예의 통풍 홈형강은 기존의 통풍 홈형강에 비하여, 3~6K의 모터 권선의 온도 상승을 효과적으로 감소시킬수 있는데, 이는 모터의 안전 여유를 대폭 증가하고 그 사용 수명을 연장 및 유지 비용을 절감할 수 있다. 모터의 온도 상승의 불변을 유지할 경우, 모터의 최적화 설계와 배합하여 전력 밀도의 증가, 무게의 감소와 원가의 절감을 실현할 수 있다. 예를 들면, 모터 절연 B급에 따라 설계하여 온도 상승 90K의 불변을 유지할 경우, 상기 통풍 홈형강을 배치하면 구리 사용량의 5%를 직접적으로 절약할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 서로 인접하는 톱니부(21) 사이에 홈 내의 권선(3)을 체결하기 위한 슬롯 웨지(4)가 더 연결되어 있어, 반경 방향에서의 변위의 발생을 방지한다. 구체적으로, 본 실시예의 코어 세그먼트(2)는 고정자 철심의 코어 세그먼트("철심” 또는 "아이언 코어”라 칭함) 일 수 있고 회전자 철심의 코어 세그먼트일 수도 있다. 일부 모터의 통풍 구조에 있어서, 서로 인접하는 코어 세그먼트(2) 사이에 통풍 홈 플레이트가 더 구비되어 있고, 이런 경우, 전용 작업설비에 의해 스폿 용접 등 용접 공정으로 상기 실시예의 통풍 홈형강을 통풍 홈 플레이트에 용접시킬 수 있다.

본 실시예에서 제공하는 통풍 구조는 기존의 공냉식 발전기, 전동기 등 모터에 사용될 수 있고, 예를 들면 대형 풍력 발전기, 중소형 발전기와 중소형 전동기에 응용될 수 있는 바, 그 중의 통풍 홈형강은 냉각 방열 효과를 현저하게 향상시킬 뿐만 아니라 또 용이하게 공정을 실현하므로 광범위한 응용 전망을 가진다. 이하 본 발명의 실시예의 통풍 홈형강의 제조 방법에 대하여 설명하도록 하며, 본 발명의 실시예의 통풍 홈형강의 제조 방법을 열독할 때, 상기의 도면을 함께 참조할 수 있다.

실시예8

도9에 도시된 바와 같이, 도9는 본 발명의 실시예8의 통풍 홈형강의 제조 방법의 흐름도이다. 본 실시예의 제조 방법은 반제품을 프레스 몰드의 몰드 캐비티 내에 넣는 단계101；반제품을 펀칭하여 반제품이 순차적으로 서로 접하는 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)을 형성하도록 하는 단계102를 포함하고, 그 중, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11) 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간(11)에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)의 양측에 분포된다.

본 실시예의 통풍 홈형강의 제조 방법 중의 펀칭은 실현하기 쉽고 일차 성형이 가능하며 제조 과정이 간단하고, 상기 실시예1 , 실시예2, 실시예3, 실시예5, 실시예6 중의 어느 하나의 통풍 홈형강의 제조에 사용될 수 있고, 이로써 얻는 통풍 홈형강은 전체적으로 일체화 구조를 가진다.

구체적으로, 단계101에 있어서, 프레스 몰드의 몰드 캐비티의 형태는 상기 실시예 중의 통풍 홈형강의 외형과 서로 맞물릴 수 있다. 단계102에 있어서, 펀칭기를 사용하여 반제품에 대하여 펀칭할 수 있다.

실시예9

도10에 도시된 바와 같이, 도10은 본 발명의 실시예9의 통풍 홈형강의 제조 방법의 흐름도이다. 본 실시예의 제조 방법은 원자료를 절단하여 스트립형 반제품을 얻는 단계201; 스트립형 반제품을 분할 절단하여 통풍 홈형강 구간(11)을 얻는 단계202; 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)을 순차적으로 서로 첨접하여 그 중의 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11) 사이의 끼인각이 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간(11)에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)이 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)의 양측에 분포되도록 하는 단계203을 포함한다.

본 실시예의 통풍 홈형강의 제조 방법 중의 절단 및 첨접 과정은 실현하기 쉽고 제조 과정이 간단하여 상기 실시예4의 상기 통풍 홈형강을 제조하는 것에 사용할 수 있어 대량 생산이 용이하고 생산 원가를 대폭 절감할 수 있다.

구체적으로, 단계201에 있어서, 절단기를 사용하여 원자료를 절단할 수 있고 원자료는 구체적으로 강판일 수 있다. 대응되는 두께의 강판을 선택함으로써 통풍 홈형강의 두께 요구를 만족시킬 수 있다. 단계202에 있어서, 절단기를 사용하여 스트립형 원자료에 대하여 분할 절단할 수 있다.

실시예10

도11에 도시된 바와 같이, 도11은 본 발명의 실시예10의 통풍 홈형강의 제조 방법의 흐름도이다. 본 실시예의 제조 방법은 원자료를 절단하여 스트립형 반제품을 얻는 단계301; 스트립형 반제품을 만곡시켜 스트립형 반제품이 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간(11)을 형성하도록 하는 단계302를 포함하고, 그 중, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간(11) 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간(11)에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간(11)의 양측에 분포된다.

본 실시예의 통풍 홈형강의 제조 방법 중의 절삭 및 만곡 과정은 실현하기 쉽고 제조 과정이 간단하여 상기 실시예1, 실시예2, 실시예3, 실시예5, 실시예6 중의 어느 하나의 통풍 홈형강을 제조하는 것에 사용할 수 있다.

구체적으로, 단계301에 있어서, 절단기를 사용하여 원자료를 절단할 수 있고 원자료는 구체적으로 강판일 수 있다. 대응되는 두께의 강판을 선택함으로써 통풍 홈형강의 두께 요구를 만족시킬 수 있다. 단계302에 있어서, 절곡기를 사용하여 스트립형 반제품을 절곡할 수 있다.

상기 내용을 종합해 보면, 본 발명의 실시예에서 제공하는 바람직한 기술적 해결수단은 적어도 하기와 같은 특징을 구비한다.

1. 본 발명은 통풍 홈형강을 멀티 전환 구조로 설계함으로써, 채널 스틸과 냉각 공기 사이의 경계층을 효과적으로 타파하여 난류 효과를 증가시켜 냉각 바람과 채널 스틸 및 양측의 권선이 충분히 접촉되도록 하여 방열 효과를 최대한으로 강화하고 냉각 기체의 냉각 능력을 강화하며 통풍 홈형강 형식이 단일한 공백을 보완한다. 동시에, 멀티 전환 구조도 통풍 홈형강 경계를 확대하여 방열 면적을 증가시킨다. 유한 요소 분석법(Finite Element Analysis) 및 실제측정 결과에 의하면, 상이한 형식의 채널 스틸은 모터 권선의 온도3~6K를 효과적으로 감소할 수 있다. 이 밖에, 멀티 전환 구조는 원자재를 절감하면서 지지 강도를 증가시키는 효과를 실현할 수 있다.

2. 복수 개의 구간의 통풍 홈형강 구간을 첨접하여 통풍 홈형강을 구성함으로써 대량 생산을 실현할 수 있고 생산 원가를 대폭 절감할 수 있다.

상기 서술은 단지 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용일 뿐 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 분야의 통상적인 지식을 가진 자는 본 발명에서 게시하는 기술 범위 내에서 변화 또는 교체를 용이하게 생각해 낼 수 있는 바, 이는 모두 본 발명의 보호범위 내에 속해야 한다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 반드시 본 청구범위의 보호 범위를 기준으로 하여야 한다.

1: 통풍 홈형강 11: 통풍 홈형강 구간
111: 챔퍼 121: 역풍단
122: 순풍단 2: 코어 세그먼트
21: 톱니부 3: 권선
4: 슬롯 웨지

Claims (12)

1. 순차적으로 서로 접하는 적어도 네 개 통풍 홈형강 구간을 포함하고, 그 중 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간의 끼인각은 180°보다 작으며 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되는 것을 특징으로 하고, 평균 너비는 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간의 중점(中點)의 연결선으로부터 상기 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간의 서로 접하는 곳까지의 거리의 두배이고, 상기 평균 너비는 상기 통풍 홈형강의 역풍단에서 순풍단으로 가면서 순차적으로 커지는 것을 특징으로 하는 통풍 홈형강(channel steel).
2. 제1항에 있어서,
   매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간은 일체로 서로 접하는 것을 특징으로 하는 통풍 홈형강.
3. 제2항에 있어서,
   매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간의 서로 접하는 곳에 챔퍼(chamfer)가 구비되어 있고, 상기 챔퍼는 상기 서로 접하는 곳의 180°보다 작은 끼인각 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 통풍 홈형강.
4. 제2항에 있어서,
   상기 통풍 홈형강은 파문형인 것을 특징으로 하는 통풍 홈형강.
5. 제1항에 있어서,
   매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간은 서로 첨접하는 것을 특징으로 하는 통풍 홈형강.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   평균 간격은 서로 인접하는 두 개 구간의 통풍 홈형강 구간의 중점의 연결선의 길이의 두배이고, 상기 평균 간격은 상기 통풍 홈형강의 역풍단에서 순풍단으로 가면서 순차적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 통풍 홈형강.
8. 복수 개의 톱니부가 구비되어 있는 적어도 두 개의 코어 세그먼트를 포함하고,
   동일한 코어 세그먼트의 서로 인접하는 톱니부 사이는 권선을 수용하기 위한 홈이 구성되며, 서로 인접하는 코어 세그먼트의 대응되는 톱니부 사이에 제1항 내지 제5항 및 제7항 중의 어느 한 항에 따른 통풍 홈형강이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 통풍 구조.
9. 상기 제8항에 따른 통풍 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
10. 반제품을 프레스 몰드의 몰드 캐비티 내에 넣는 단계；
    상기 반제품을 펀칭하여 순차적으로 서로 접하는 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간을 형성하도록 하는 단계를 포함하고,
    그 중, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각은 180°보다 작으며 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제4항 및 제7항 중의 어느 한 항에 따른 통풍 홈형강의 제조 방법.
11. 원자료를 절단하여 스트립형 반제품을 얻는 단계；
    상기 스트립형 반제품을 분할 절단하여 통풍 홈형강 반제품을 얻는 단계;
    적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간을 순차적으로 서로 첨접하여 그 중의 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각이 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간이 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제5항에 따른 상기 통풍 홈형강의 제조 방법.
12. 원자료를 절단하여 스트립형 반제품을 얻는 단계；
    상기 스트립형 반제품을 만곡시켜 상기 스트립형 반제품이 적어도 네 개 구간의 통풍 홈형강 구간을 형성하도록 하는 단계를 포함하고,
    그 중, 매 두 개 구간의 서로 인접하는 통풍 홈형강 구간 사이의 끼인각은 180°보다 작으며, 또한 매 세 개 구간의 순차적으로 서로 접하는 통풍 홈형강 구간에서 양변에 위치하는 통풍 홈형강 구간은 중간에 위치하는 통풍 홈형강 구간의 양측에 분포되는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제4항 및 제7항 중의 어느 한 항에 따른 상기 통풍 홈형강의 제조 방법.

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