KR101923442B1 - 모터 및 이를 포함하는 칠러시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 및 칠러시스템에 관한 것으로서, 가스엔진 또는 압축기의 모터 효율을 향상시키고 이로 인해 칠러시스템 효율을 향상시킬 수 있는 모터 및 칠러시스템에 관한 것이다.

Description

모터 및 이를 포함하는 칠러시스템{MOTOR AND CHILLER SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 모터 및 칠러시스템에 관한 것으로서, 압축기의 모터 효율을 향상시키고 이로 인해 칠러시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 모터 및 칠러시스템에 관한 것이다.
일반적으로 칠러시스템은 냉수를 공조기나 냉동기 등의 냉수 수요처로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치로서, 냉매가 순환되는 압축기와, 응축기와, 팽창기와, 증발기를 포함한다.
이러한 칠러시스템의 증발기는 수-냉매 열교환기로서 상기 증발기를 통과하는 냉매와, 공조기 또는 냉동기의 열교환기에서 열교환된 냉수를 열교환시켜 냉수를 냉각하고, 이러한 칠러시스템의 응축기는 수-냉매 열교환기로서 상기 응축기를 통과하는 냉매와 수 냉각장치에서 열교환된 냉각수를 열교환시켜 냉매를 냉각한다.
도 1은 종래기술에 따른 칠러시스템의 압축기에 포함되는 로터(1)에 대한 개략적인 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 로터(1)의 표면(1a)은 평활 표면으로 가공되어 있다.
그러나, 칠러시스템의 압축기가 모터를 구비하는 터보압축기인 경우, 종래기술에 따른 로터를 고속으로 회전시키면 로터와 스테이터의 간극 또는 로터의 표면에 유체 표면마찰 영역이 넓게 발생하고, 이로 인해 마찰저항 토크가 증가하여 압축기 모터의 효율을 저해하는 문제점이 존재하여 왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술에 따른 문제점을 해결하는 모터 및 칠러시스템을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 모터 및 칠러시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 칠러시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 모터 및 칠러시스템을 제공하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 모터하우징에 고정되는 외주면과 회전공간을 형성하는 내주면을 포함하는 스테이터; 및 상기 스테이터의 회전공간에 수용되고, 상기 스테이터에 대해 회전하는 로터;를 포함하고, 상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에는, 상기 로터와 스테이터 사이의 간극 유동에 와류가 발생하는 것을 억제하는 표면마찰 저감부가 구비되는 것을 특징으로 하는 모터를 제공할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 표면마찰 저감부는 상기 적어도 하나 이상의 면의 원주방향으로 제공되는 복수 개의 미세 유동유도홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 표면마찰 저감부는 복수 개의 미세 유동유도홈을 포함하고, 상기 미세 유동유도홈은 상기 적어도 하나 이상의 면에 표면가공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 미세 유동유도홈은 단면이 삼각형인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 미세 유동유도홈의 밑변의 길이와 상기 미세 유동유도홈의 높이는 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 미세 유동유도홈은 단면이 U형상 또는 반원형인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 표면마찰 저감부는 상기 적어도 하나 이상의 표면에 접착되는 코팅층과, 상기 코팅층에 원주방향으로 형성되는 복수 개의 미세 유동유도홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 미세 유동유도홈은 단면이 삼각형인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 미세 유동유도홈의 밑변의 길이와 상기 미세 유동유도홈의 높이는 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 미세 유동유도홈은 단면이 U형상 또는 반원형인 것을 특징으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 또한, 바람직하게는, 로터 및 스테이터를 포함하고, 냉매를 압축하는 터보압축기; 상기 터보압축기에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 터보응축기에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창기; 상기 팽창기에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하는 증발기; 및 상기 증발기에서 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 공조공간의 공기를 냉각하는 공기조화유닛;을 포함하고, 상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에는, 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 표면마찰을 감소시키는 표면마찰 저감부가 구비되는 것을 특징으로 하는 칠러시스템을 제공할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 표면마찰 저감부는 상기 로터의 회전방향을 따라 형성되는 복수 개의 리블렛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 리블렛은 단면이 V형상, U형상 및 반원형 중 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 표면마찰 저감부는 상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에 표면가공되거나, 상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에 접착되는 코팅층에 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제해결수단에 따르면, 본 발명은 로터의 표면 또는 로터와 스테이터 사이의 간극에 유체 표면마찰을 감소시킴으로써 모터의 효율을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 결과적으로 칠러시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 로터의 외부면 및/또는 스테이터의 내주면에 리블렛 구조를 형성함으로써, 압축기에 복잡하고 고가인 별도의 구성요소를 부가하지 않고도 모터 및 칠러시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 칠러시스템의 압축기에 포함되는 로터에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러시스템에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터에 포함되는 로터에 대한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 변형 실시예에 따른 모터에 포함되는 로터에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터에 포함되는 로터에 대한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예의 변형 실시예에 따른 모터에 포함되는 로터에 대한 개략도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러시스템(1000)에 대한 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러시스템(1000)은, 냉매를 압축하는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기(200)와, 냉매와 열교환된 상기 냉각수와 실외공기를 열교환시켜 상기 냉각수를 냉각하는 냉각유닛(600)과, 상기 응축기(200)에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창기, 상기 팽창기에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하는 증발기(400)와, 상기 증발기(400)에서 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 공조공간의 공기를 냉각하는 공기조화유닛(500)을 포함한다.
응축기(200)는 압축기(100)에서 압축된 냉매에서 열을 방출하여 냉매를 응축하고, 상기 냉매를 응축하기 위하여 냉각유닛(600)으로부터 공급된 냉각수와 상기 냉매를 열교환시킨다.
이를 위하여, 상기 응축기(200)는 예를 들어 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 이때, 상기 응축기(200)의 쉘의 내부에 냉매가 응축될 수 있는 응축공간이 형성되고, 상기 응축공간에 냉각수가 통과하는 냉각수 튜브가 배치된다. 상기 냉각수 튜브는 냉각수가 유동할 수 있도록 냉각유닛(600)의 냉각수 유입관 및 냉각수 유출관에 연결된다.
냉각유닛(600)은 응축기(200)의 냉매로부터 열을 흡수한 냉각수를 냉각시키고, 상기 냉각유닛(600)은 응축기(200)로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입관과, 상기 응축기(200)로 냉각수가 유출되는 냉각수 유출관을 포함한다.
상기 냉각유닛(600)은 예를 들어 응축기(200)의 냉매로부터 열을 흡수한 냉각수를 공랭시키기 위하여 냉각탑(cooling tower)으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 냉각유닛(600)은 상부에 형성된 공기토출구와 측면에 형성된 공기흡입구를 구비하는 본체부과, 상기 공기토출구에 설치되어 외부공기를 상기 본체부 내부로 강제 흡입한 후 상기 공기토출구로 상기 외부공기를 강제 토출하는 송풍팬과, 상기 본체부의 상부부분에 설치되어 응축기(200)에서 열교환된 냉각수를 분사부를 통하여 상기 본체부의 하부부분을 향하여 분사하는 냉각수 유입관과, 상기 냉각수 유입관에서 분사된 냉각수가 외부공기와의 열교환으로 냉각되어 수집되는 냉각수 수집부를 포함한다.
팽창밸브는 응축기(200)에서 응축된 냉매를 팽창시키고, 상기 팽창밸브는 캐필러리 튜브 또는 전자팽창밸브(EEV, Electronic Expansion Valve)일 수 있다.
증발기(400)는 팽창밸브에서 팽창된 냉매에 열을 공급하여 냉매를 증발시키고, 상기 냉매를 증발하기 위하여 공기조화유닛(500)으로부터 공급된 냉수와 상기 냉매를 열교환시킨다.
이를 위하여, 상기 증발기(400)는 예를 들어 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 이때, 상기 증발기(400)의 쉘의 내부에 냉매가 증발될 수 있는 증발공간이 형성되고, 상기 증발공간에 냉수가 통과하는 냉수 튜브가 배치된다. 상기 냉수 튜브는 냉수가 유동할 수 있도록 공기조화유닛(500)으로부터 연결된 냉각수 유입관 및 냉각수 유출관에 연결된다. 이렇게 증발된 냉매는 압축기(100)의 유입관으로 흡입되어 압축기(100)에 의해 압축된다.
공기조화유닛(500)은 예를 들어 증발기(400)의 냉매로 열을 공급하여 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 상기 공조공간의 공기를 냉각시키는 열교환기와, 상기 증발기(400)로부터 상기 공기조화유닛(500)으로 냉수가 유입되는 냉수 유입관 및 상기 공기조화유닛(500)으로부터 상기 증발기(400)로 냉수가 유출되는 냉수 유출관을 포함한다.
압축기(100)는 증발기(400)에서 증발된 냉매를 압축한다. 상기 압축기(100)는 바람직하게는 터보압축기(100)일 수 있다. 또한, 상기 압축기(100)는 단단 압축기(100) 또는 냉매를 다단을 압축하는 다단 압축기(100)일 수 있다.
상기 압축기(100)는 증발기(400)에서 증발된 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 적어도 하나 이상의 임펠러(110)와, 상기 임펠러(110)로 흡입되는 냉매의 유량을 조절하는 적어도 하나 이상의 가변 인렛 가이드 베인(120)(variable inlet guide vane)과, 상기 임펠러(110)의 회전축(111)에 연결된 구동축(160)을 회전하는 모터(130)와, 상기 임펠러(110)의 회전축(111)과 상기 모터(130)의 구동축(160)을 연결하는 기어부(170)와, 상기 모터(130)의 구동축(160)을 지지하는 베어링부(180)를 포함한다.
상기 모터(130)는 모터(130)하우징에 고정되는 외주면과 회전공간을 형성하는 내주면을 포함하는 스테이터(140)와, 상기 스테이터(140)의 회전공간에 수용되며 상기 스테이터(140)에 대해 회전하는 로터(150)를 포함한다.
상기 스테이터(140)의 내주면(예를 들어, 스테이터(140)에 구비되는 티스) 및 상기 로터(150)의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에는, 상기 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극 유동에 와류가 발생하는 것을 억제하는 표면마찰 저감부가 구비될 수 있다. 즉, 상기 표면마찰 저감부는 스테이터(140)의 내주면, 또는 로터(150)의 외주면, 또는 상기 스테이터(140)의 내주면 및 로터(150)의 외주면에 구비될 수 있다. 이하에서는, 설명의 중복을 피하고 설명의 명확성을 위하여, 로터(150)의 외주면에 표면마찰 저감부가 형성되는 경우에 대해서만 기술하기로 한다.
이하에서는, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 모터(130)에 포함되는 로터(150)의 제1 실시예 및 제2 실시예 그리고 그 변형 실시예에 대하여 구체적으로 기술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터(130)에 포함되는 로터(150)에 대한 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로터(150)는 외주면에 표면마찰 저감부를 포함한다. 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극 유동에 와류가 발생하는 것을 억제하고, 및/또는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 표면마찰을 감소시킨다.
상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 회전방향(즉, 로터(150)의 외주면의 원주방향 또는 스테이터(140)의 내주면의 원주방향)을 따라 형성되는 복수 개의 리블렛(riblet)을 포함한다. 여기서, 리블렛이란 생체모방기술(biomimetics)의 일종으로서, 상어의 피부에서 힌트를 얻어서 개발된 항력 저감 구조이다. 상기 리블렛을 이용한 항력 저감 연구는 NASA Langley Research Center에서 Walsh에 의해 체계적인 기초 연구가 이루어졌으며, 그 연구 결과에 따르면 리블렛의 형상이 대칭적인 V형태를 가지고 밑변(s)과 높이(h)의 길이가 동일한 경우 현저한 항력 감소 효과를 획득할 수 있음이 밝혀졌다. 또한, 상기 연구 결과에 따르면 리블렛의 형상은 골이 일정 곡률로 형성되고 이랑이 날카로운 형상인 경우 리블렛에 의한 최적의 항력 저감 효과를 획득할 수 있음이 밝혀졌다.
구체적으로, 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 외주면에서 원주방향으로 제공되는 복수 개의 미세 유동유도홈(153)을 포함한다. 즉, 상기 미세 유동유도홈(153)은 로터(150)의 외주면에서 원주방향으로 형성되고, 상기 복수 개의 미세 유동유도홈(153)은 로터(150)의 축방향으로 따라 연속적으로 배열되어 전술한 리블렛을 형성한다.
본 실시예에서, 상기 유동유도홈(153)(즉, 표면마찰 저감부)는 로터(150)의 표면에 표면가공되어 형성된다.
또한, 본 실시예에서, 상기 유동유도홈(153)의 단면은 삼각형으로 구성된다. 바람직하게는, 상기 유동유도홈(153)은 상기 유동유도홈(153)의 단면에서 삼각형의 밑변(s)의 길이와 높이(h)가 동일하도록 형성될 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 항력 감소 효과를 향상시키기 위함이다.
상기에서는, 로터(150)의 표면에만 복수 개의 유동유도홈(153)이 구비되는 것을 기술하였으나, 상기 복수 개의 유동유도홈(153)은 스테이터(140)의 내주면에 구비되거나, 또는 로터(150)의 외주면 및 스테이터(140)의 내주면에 구비될 수도 있다.
일반적으로 로터(150)의 고속회전시 로터(150)와 스테이터(140) 사이인 간극에는 난류유동이 발생하고 이러한 난류유동은 로터(150)의 표면 및/또는 스테이터(140)의 표면에 넓은 유체 표면마찰 영역을 형성하나, 본 발명은 표면마찰 저감부를 구비함으로써 유동유도홈 내에 유체 표면마찰 원인 중 하나인 와류가 발생하는 것을 억제시키고 동시에 유체 표면마찰 영역이 유동유도홈과 유동유도홈이 연결되는 이랑에 집중되도록 할 수 있어 유체 표면마찰 영역을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극유동에서 표면마찰을 감소시킬 수 있고, 그 결과 모터(130)의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 변형 실시예에 따른 모터(130)에 포함되는 로터(150)에 대한 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 도 3의 변형 실시예에 따르면, 로터(150)는 외주면에 표면마찰 저감부를 포함한다. 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극 유동에 와류가 발생하는 것을 억제하고, 및/또는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 표면마찰을 감소시킨다.
상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 회전방향(즉, 로터(150)의 외주면의 원주방향 또는 스테이터(140)의 내주면의 원주방향)을 따라 형성되는 복수 개의 리블렛(riblet)을 포함한다.
구체적으로, 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 표면(즉, 로터(150)의 외주면)에 접착되는 코팅층(151)과, 상기 코팅층(151)에 원주방향으로 형성되는 복수 개의 미세 유동유도홈(153)을 포함한다.
상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 외주면에서 원주방향으로 형성된다. 또한, 상기 복수 개의 미세 유동유도홈(153)은 로터(150)의 축방향으로 따라 연속적으로 배열되어 전술한 리블렛을 형성한다.
본 실시예에서, 상기 유동유도홈(153)(즉, 표면마찰 저감부)는 로터(150)의 표면에 표면가공되는 것이 아니라, 로터(150)의 표면에 유동유도홈(153)이 형성된 코팅층(151)을 접착함으로써 로터(150)의 표면에 표면마찰 저감부를 형성한다.
또한, 본 실시예에서, 상기 유동유도홈(153)의 단면은 삼각형으로 구성된다. 바람직하게는, 상기 유동유도홈(153)은 상기 유동유도홈(153)의 단면에서 삼각형의 밑변(s)의 길이와 높이(h)가 동일하도록 형성될 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 항력 감소 효과를 향상시키기 위함이다.
상기에서는, 로터(150)의 표면에만 복수 개의 유동유도홈(153)이 구비된 코팅층(151)이 접착되는 것을 기술하였으나, 상기 복수 개의 유동유도홈(153)은 스테이터(140)의 내주면에 상기 코팅층이 접착되거나, 또는 로터(150)의 외주면 및 스테이터(140)의 내주면에 상기 코팅층이 접착될 수도 있다.
일반적으로 로터(150)의 고속회전시 로터(150)와 스테이터(140) 사이인 간극에는 난류유동이 발생하고 이러한 난류유동은 로터(150)의 표면 및/또는 스테이터(140)의 표면에 넓은 유체 표면마찰 영역을 형성하나, 본 발명은 표면마찰 저감부를 구비함으로써 유동유도홈 내에 유체 표면마찰 원인 중 하나인 와류가 발생하는 것을 억제시키고 동시에 유체 표면마찰 영역이 유동유도홈과 유동유도홈이 연결되는 이랑에 집중되도록 할 수 있어 유체 표면마찰 영역을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극유동에서 표면마찰을 감소시킬 수 있고, 그 결과 모터(130)의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터(130)에 포함되는 로터(150)에 대한 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 로터(150)는 외주면에 표면마찰 저감부를 포함한다. 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극 유동에 와류가 발생하는 것을 억제하고, 및/또는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 표면마찰을 감소시킨다.
상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 회전방향(즉, 로터(150)의 외주면의 원주방향 또는 스테이터(140)의 내주면의 원주방향)을 따라 형성되는 복수 개의 리블렛(riblet)을 포함한다.
구체적으로, 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 외주면에서 원주방향으로 제공되는 복수 개의 미세 유동유도홈(157)을 포함한다. 즉, 상기 미세 유동유도홈(157)은 로터(150)의 외주면에서 원주방향으로 형성되고, 상기 복수 개의 미세 유동유도홈(157)은 로터(150)의 축방향으로 따라 연속적으로 배열되어 전술한 리블렛을 형성한다.
본 실시예에서, 상기 유동유도홈(157)(즉, 표면마찰 저감부)는 로터(150)의 표면에 표면가공되어 형성된다.
또한, 본 실시예에서, 상기 유동유도홈(157)의 단면은 U형상 또는 반원형으로 구성된다. 이는 전술한 바와 같이, U형상 또는 반원형이 항력 감소 효과를 위한 최적의 형상이기 때문이다.
상기에서는, 로터(150)의 표면에만 복수 개의 유동유도홈(157)이 구비되는 것을 기술하였으나, 상기 복수 개의 유동유도홈(157)은 스테이터(140)의 내주면에 구비되거나, 또는 로터(150)의 외주면 및 스테이터(140)의 내주면에 구비될 수도 있다.
일반적으로 로터(150)의 고속회전시 로터(150)와 스테이터(140) 사이인 간극에는 난류유동이 발생하고 이러한 난류유동은 로터(150)의 표면 및/또는 스테이터(140)의 표면에 넓은 유체 표면마찰 영역을 형성하나, 본 발명은 표면마찰 저감부를 구비함으로써 유동유도홈 내에 유체 표면마찰 원인 중 하나인 와류가 발생하는 것을 억제시키고 동시에 유체 표면마찰 영역이 유동유도홈(157)과 유동유도홈(157)이 연결되는 (날카로운) 이랑에 집중되도록 할 수 있어 유체 표면마찰 영역을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극유동에서 표면마찰을 감소시킬 수 있고, 그 결과 모터(130)의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예의 변형 실시예에 따른 모터(130)에 포함되는 로터(150)에 대한 개략도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 도 5의 변형 실시예에 따르면, 로터(150)는 외주면에 표면마찰 저감부를 포함한다. 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극 유동에 와류가 발생하는 것을 억제하고, 및/또는 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 표면마찰을 감소시킨다.
상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 회전방향(즉, 로터(150)의 외주면의 원주방향 또는 스테이터(140)의 내주면의 원주방향)을 따라 형성되는 복수 개의 리블렛(riblet)을 포함한다.
구체적으로, 상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 표면(즉, 로터(150)의 외주면)에 접착되는 코팅층(155)과, 상기 코팅층(155)에 원주방향으로 형성되는 복수 개의 미세 유동유도홈(157)을 포함한다.
상기 표면마찰 저감부는 로터(150)의 외주면에서 원주방향으로 형성된다. 또한, 상기 복수 개의 미세 유동유도홈(157)은 로터(150)의 축방향으로 따라 연속적으로 배열되어 전술한 리블렛을 형성한다.
본 실시예에서, 상기 유동유도홈(157)(즉, 표면마찰 저감부)는 로터(150)의 표면에 표면가공되는 것이 아니라, 로터(150)의 표면에 유동유도홈(157)이 형성된 코팅층(155)을 접착함으로써 로터(150)의 표면에 표면마찰 저감부를 형성한다.
또한, 본 실시예에서, 상기 유동유도홈(157)의 단면은 U형상 또는 반원형으로 구성된다. 이는 전술한 바와 같이, U형상 또는 반원형이 항력 감소 효과를 위한 최적의 형상이기 때문이다.
상기에서는, 로터(150)의 표면에만 복수 개의 유동유도홈(157)이 구비된 코팅층(155)이 접착되는 것을 기술하였으나, 상기 복수 개의 유동유도홈(157)은 스테이터(140)의 내주면에 상기 코팅층이 접착되거나, 또는 로터(150)의 외주면 및 스테이터(140)의 내주면에 상기 코팅층이 접착될 수도 있다.
일반적으로 로터(150)의 고속회전시 로터(150)와 스테이터(140) 사이인 간극에는 난류유동이 발생하고 이러한 난류유동은 로터(150)의 표면 및/또는 스테이터(140)의 표면에 넓은 유체 표면마찰 영역을 형성하나, 본 발명은 표면마찰 저감부를 구비함으로써 유동유도홈 내에 유체 표면마찰 원인 중 하나인 와류가 발생하는 것을 억제시키고 동시에 유체 표면마찰 영역이 유동유도홈과 유동유도홈이 연결되는 이랑에 집중되도록 할 수 있어 유체 표면마찰 영역을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 로터(150)와 스테이터(140) 사이의 간극유동에서 표면마찰을 감소시킬 수 있고, 그 결과 모터(130)의 효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 따르면, 본 발명은 로터의 표면 또는 로터와 스테이터 사이의 간극에 유체 표면마찰을 감소시킴으로써 모터의 효율을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 결과적으로 칠러시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 로터의 외부면 및/또는 스테이터의 내주면에 리블렛 구조를 형성함으로써, 압축기에 복잡하고 고가인 별도의 구성요소를 부가하지 않고도 모터 및 칠러시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1000 : 칠러시스템
100 : 압축기
130 : 모터
140 : 스테이터
150 : 로터
200 : 응축기
400 : 증발기
500 : 공기조화유닛
600 : 냉각유닛

Claims (14)

  1. 모터하우징에 고정되는 외주면과 회전공간을 형성하는 내주면을 포함하는 스테이터; 및
    상기 스테이터의 회전공간에 수용되고, 상기 스테이터에 대해 회전하는 로터;를 포함하고,
    상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에는, 상기 로터와 스테이터 사이의 간극 유동에 와류가 발생하는 것을 억제하는 표면마찰 저감부가 구비되고,
    상기 표면마찰 저감부는 상기 로터의 축방향에 수직한 상기 적어도 하나 이상의 면의 원주방향으로 형성되고 상기 로터의 축방향을 따라 연속적으로 배열된 복수 개의 미세 유동유도홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미세 유동유도홈은 상기 적어도 하나 이상의 면에 표면가공되는 것을 특징으로 하는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미세 유동유도홈은 단면이 삼각형인 것을 특징으로 하는 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미세 유동유도홈의 밑변의 길이와 상기 미세 유동유도홈의 높이는 동일한 것을 특징으로 하는 모터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 미세 유동유도홈은 단면이 U형상 또는 반원형인 것을 특징으로 하는 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표면마찰 저감부는 상기 적어도 하나 이상의 표면에 접착되는 코팅층과, 상기 코팅층에 원주방향으로 형성되는 복수 개의 미세 유동유도홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미세 유동유도홈은 단면이 삼각형인 것을 특징으로 하는 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 미세 유동유도홈의 밑변의 길이와 상기 미세 유동유도홈의 높이는 동일한 것을 특징으로 하는 모터.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 미세 유동유도홈은 단면이 U형상 또는 반원형인 것을 특징으로 하는 모터.
  11. 로터 및 스테이터를 포함하고, 냉매를 압축하는 터보압축기;
    상기 터보압축기에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창기;
    상기 팽창기에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하는 증발기; 및
    상기 증발기에서 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 공조공간의 공기를 냉각하는 공기조화유닛;을 포함하고,
    상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에는, 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 표면마찰을 감소시키는 표면마찰 저감부가 구비되며,
    상기 표면마찰 저감부는 상기 로터의 축방향에 수직한 상기 적어도 하나 이상의 면의 원주방향으로 형성되고 상기 로터의 축방향을 따라 연속적으로 배열된 복수 개의 리블렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러시스템.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 리블렛은 단면이 V형상, U형상 및 반원형 중 하나인 것을 특징으로 하는 칠러시스템.
  14. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 표면마찰 저감부는 상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에 표면가공되거나, 상기 스테이터의 내주면 및 상기 로터의 외주면 중 적어도 하나 이상의 면에 접착되는 코팅층에 구비되는 것을 특징으로 하는 칠러시스템.
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