KR102144666B1 - 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터 - Google Patents

스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR102144666B1
KR102144666B1 KR1020190109310A KR20190109310A KR102144666B1 KR 102144666 B1 KR102144666 B1 KR 102144666B1 KR 1020190109310 A KR1020190109310 A KR 1020190109310A KR 20190109310 A KR20190109310 A KR 20190109310A KR 102144666 B1 KR102144666 B1 KR 102144666B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stator
refrigerant
motor housing
cooling
fixing ring
Prior art date
Application number
KR1020190109310A
Other languages
English (en)
Inventor
박창진
Original Assignee
박창진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박창진 filed Critical 박창진
Priority to KR1020190109310A priority Critical patent/KR102144666B1/ko
Priority to CN202080059509.7A priority patent/CN114391212A/zh
Priority to PCT/KR2020/010548 priority patent/WO2021045399A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102144666B1 publication Critical patent/KR102144666B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/20—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil wherein the cooling medium vaporises within the machine casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2205/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to casings, enclosures, supports
    • H02K2205/09—Machines characterised by drain passages or by venting, breathing or pressure compensating means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

본 발명은 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터에 관한 것으로, 스테이터 코어 및 코일이 구비되며 전원을 공급받아 자력을 발생시키는 스테이터와, 상기 스테이터의 자화에 의해 회전운동하는 로터를 포함하는 터보 모터에 있어서, 상기 로터의 외주면에 이격되어 형성되고, 냉매를 밀폐 수용되며, 내부에 상기 스테이터가 상기 냉매에 침지되어 결합되는 모터하우징과, 상기 모터하우징의 외측면을 관통하여 형성되며, 상기 모터하우징으로 냉매가 유입되는 냉매유입구와, 상기 모터하우징의 외측면을 관통하여 형성되며, 상기 모터하우징으로부터 냉매가 유출되는 냉매유출구와, 상기 모터하우징 내부에 구비되어, 상기 냉매가 유동하면서 상기 스테이터가 냉각되도록 형성되는 냉매유로 를 포함함으로써, 냉매를 이용하여 스테이터를 직접적이고 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

Description

스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터{TURBO MOTOR FOR HIGH EFFICIENCY COOLING THROUGH SEALED COOLING OF STATOR}
본 발명은 냉매가 밀폐 수용된 모터하우징에 스테이터를 침지시킴으로써, 스테이터를 직접 냉각시킬 수 있는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 모터는 규소 강판 등이 적층된 스테이터 코어, 코일 등으로 형성되어 전원을 공급받아 자력을 발생시키는 스테이터와, 스테이터의 자화에 의해 회전 운동을 하는 로터로 형성되는 것으로, 특히, 고속 터보 모터는 고속 회전을 위해 교류 변환 장치가 사용될 수 있으므로, 필연적으로 전기적인 열이 발생할 수 있다. 이러한 전기적인 발열이 제거되지 않을 경우, 모터의 수명이 단축될 수 있고, 발열에 의한 화재 사고 등이 발생될 수 있다.
이에 따라 이러한 발열을 냉각시키기 위한 냉각 방식으로, 공기를 순환시켜 모터를 냉각시키는 공랭식 냉각 방식, 냉각수를 순환시켜 모터를 냉각시키는 수냉식 냉각 방식 등이 주로 이용된다.
공랭식 냉각 방식은 모터의 일측에 냉각용 팬을 구비하거나 별도의 순환용 팬을 구비하여 공기를 공급함으로써 모터를 냉각시킬 수 있지만, 공기 자체의 열의 흡수율이 크지 않고, 냉각용 팬이 구비되어 있는 주변 환경의 온도가 높을 경우, 고온의 공기로써 모터를 냉각시키게 되므로 냉각 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 수냉식 냉각 방식은 공기보다 열의 흡수율은 높지만, 열을 흡수한 물을 냉각시키기 위해 열교환기, 물탱크, 배관 등을 별도로 구비해야 하고, 터보 모터의 구성 장치의 대부분이 전원을 이용하는 장치인바, 물의 누수로 대형 사고 등이 발생될 수 있는 문제점이 내재되어 있다.
1. 한국등록특허 제10-0273433-0000호(2000.09.02.등록) 2. 한국등록특허 제10-0474323-0000호(2005.02.22.등록)
본 발명은 냉매가 밀폐 수용되는 모터하우징에 스테이터가 침지되어 결합됨으로써, 스테이터를 냉각시키는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 스테이터 코어의 외측면을 유동하고, 코일의 내부 등을 통과할 수 있는 냉매유로를 구비함으로써, 냉매가 스테이터를 접촉하면서 직접적으로 냉각시킬 수 있는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 스테이터의 크기, 형상 등에 따라, 냉매유입구, 냉매유출구 등의 위치, 개수 등을 변경시켜 형성시킴으로써, 다양한 형태의 스테이터에 적용될 수 있는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스테이터 코어 및 코일이 구비되며 전원을 공급받아 자력을 발생시키는 스테이터와, 상기 스테이터의 자화에 의해 회전운동하는 로터를 포함하는 터보 모터에 있어서, 상기 로터의 외주면에 이격되어 형성되고, 냉매를 밀폐 수용되며, 내부에 상기 스테이터가 상기 냉매에 침지되어 결합되는 모터하우징과, 상기 모터하우징의 외측면을 관통하여 형성되며, 상기 모터하우징으로 냉매가 유입되는 냉매유입구와, 상기 모터하우징의 외측면을 관통하여 형성되며, 상기 모터하우징으로부터 냉매가 유출되는 냉매유출구와, 상기 모터하우징 내부에 구비되어, 상기 냉매가 유동하면서 상기 스테이터가 냉각되도록 형성되는 냉매유로 를 포함하는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 스테이터의 일측 단부에 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 상기 냉매 유입구에서 유입된 상기 냉매가 통과되도록 형성되는 제 1 스테이터 고정링과, 상기 스테이터의 타측 단부에 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 상기 코일을 통과한 상기 냉매가 상기 냉매유출구로 유동되도록 형성되는 제 2 스테이터 고정링을 포함하는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉매유로는, 상기 냉매유입구로부터 유입된 상기 냉매가 상기 스테이터 코어의 측면을 따라 유동되며, 상기 제 1 스테이터 고정링을 통과하고, 상기 코일을 통과하여 상기 냉매유출구를 통해 유출되도록 형성되는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉매유입구는 복수 개로 형성되어, 상기 냉매가 상기 스테이터에 분리되어 유입되도록 구비되고, 상기 냉매유출구는 상기 냉매유입구의 사이에 적어도 하나로 형성되어, 분리되어 유입된 상기 냉매가 합체되어 상기 모터하우징의 외측으로 유출되도록 구비되는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 스테이터의 양측 단부에 복수 개로 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 유입된 상기 냉매가 통과되도록 형성되는 제 1 스테이터 고정링과, 상기 스테이터의 중심측에 복수 개로 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 상기 코일을 통과한 상기 냉매가 상기 냉매유출구로 유동되도록 형성되는 제 2 스테이터 고정링을 포함하는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉매유로는, 상기 냉매유입구로부터 유입된 상기 냉매가 상기 스테이터의 일측 및 타측으로 상기 스테이터 코어의 측면을 따라 유동되며, 상기 제 1 스테이터 고정링을 통과하고, 상기 코일을 통과하여 상기 냉매유출구를 통해 유출되도록 형성되는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 모터하우징의 외측면에 형성되며, 상기 모터하우징의 내부 압력을 조절하기 위해 적어도 하나로 구비되는 압력 조절구를 포함하는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터가 제공될 수 있다.
본 발명은, 냉매가 밀폐 수용된 모터하우징에 스테이터가 침지되어 결합되며, 유입된 냉매가 스테이터 코어의 외측면, 코일의 내부 등을 통과하면서 스테이터에서 방출되는 열을 흡수하고, 스테이터의 발열 에너지를 흡수함으로써 액체 상태의 냉매가 기체상태의 냉매로 변하면서 스테이터를 직접적이고 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 스테이터의 크기, 형상 등에 따라, 냉매유입구, 냉매유출구 등의 위치, 개수 등을 변경시키고, 그에 따른 냉매유로를 형성시킴으로써, 다양한 형태의 스테이터를 냉각시키는 데 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터를 냉각시키는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테이터를 냉각시키는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터를 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터를 냉각시키는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터를 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테이터를 냉각시키는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터를 예시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터는 모터하우징(110), 냉매유입구(120), 냉매유출구(130), 냉매유로(140), 제 1 스테이터 고정링(150), 제 2 스테이터 고정링(160), 압력 조절구(170) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 터보 모터는 통상의 터보 모터와 동일하게, 스테이터 코어(11) 및 코일(12)이 구비되며 전원을 공급받아 자력을 발생시키는 스테이터(10), 스테이터(10)의 자화에 의해 회전운동하는 로터(20) 등을 포함할 수 있다.
모터하우징(110)은 로터(20)의 외주면에 이격되어 형성되고, 냉매를 밀폐 수용하는 것으로, 스테이터(20)가 모터하우징(110)의 내부의 냉매에 침지되어 결합됨으로써, 냉매에 의해 냉각될 수 있다.
모터하우징(110)의 외측면에 냉매유입구(120) 및 냉매유출구(130)가 형성되어 냉매가 유입 및 유출되고, 스테이터의 슬롯(도면 미도시) 외부에 접하여 고정되어 냉매를 밀폐 수용하며, 모터하우징(110)에 제 1 스테이터 고정링(150), 제 2 스테이터 고정링(160), 압력 조절구(170) 등이 구비되고, 제 1 스테이터 고정링(150)이 스테이터(10)의 일측에, 제 2 스테이터 고정링(160)이 스테이터(10)의 타측에 결합됨으로써, 스테이터(10)가 모터하우징(110)의 내부에 결합될 수 있다.
또한, 스테이터(10)가 결합된 모터하우징(110)과 로터(20)의 이격된 공간에, 스테이터(10)를 로터(20)와 격리 수용하여 모터하우징(110)에 밀폐시키기 위해 실린더 형태 등으로 형성된 격리부재(도면번호 생략)가 구비될 수 있으며, 이러한 격리부재(도면번호 생략)는 비자성체로 형성되어, 스테이터(10), 로터(20) 등에 의해 격리부재(도면번호 생략)가 자화되는 것을 방지할 수 있다.
냉매유입구(120)는 모터하우징(110)의 외측면을 관통하여 형성되어, 모터하우징(110) 내부로 냉매가 유입되는 것으로, 스테이터(10), 냉매유로(140) 등의 형태에 따라 복수 개로 형성될 수 있는바, 이에 대한 자세한 설명은 냉매유로(140)에서 후술하도록 한다.
냉매유입구(120)에서 유입된 냉매는 스테이터 코어(11)의 측면을 따라 유동하고 제 1 스테이터 고정링(150)의 홀(도면 미도시)을 통과하여 코일(12) 등으로 이동하면서 스테이터(10)를 냉각시킬 수 있다.
특히, 냉매가 스테이터(10)의 열을 효율적으로 냉각시키기 위해, 냉매유입구(120)는 제 2 스테이터 고정링(160)에 인접하여 구비될 수 있다.
냉매유입구(120)가 제 2 스테이터 고정링(160)에 인접하여 형성되고, 유입된 냉매는 스테이터(10)의 외주면을 유동하며 스테이터 코어(11) 등을 냉각시키고, 제 1 스테이터 고정링(150)의 홀(도면 미도시)을 통과한 후 권선된 코일(12)을 유동하면서 코일(12) 등을 냉각시키며, 제 1 스테이터 고정링(150)과 이격되어 설치된 제 2 스테이터 고정링(160)의 외측 코일(12) 등을 냉각시킬 수 있다.
냉매유출구(130)는 모터하우징(110)의 외측면을 관통하여 형성되어, 모터하우징(110)으로부터 냉매가 유출되는 것으로, 스테이터(10), 냉매유로(140) 등의 형태에 따라 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다.
냉매유로(140)는 모터하우징(110) 내부에 구비되어, 냉매가 유동하면서 스테이터(10)가 냉각되도록 형성되는 것으로, 냉매유입구(120)에서 유입된 냉매가 스테이터를 통과하고 냉매유출구(130)으로 유출되는 냉매의 이동 통로이다.
냉매유입구(120)는 제 2 스테이터 고정링(160)에 인접하여 형성될 수 있는데, 제 2 스테이터 고정링(160)은 폐쇄된 형태로 형성되어 있어, 냉매가 제 2 스테이터 고정링(160)을 통과하여 이동할 수 없으므로, 유입된 냉매는 제 1 스테이터 고정링(150) 방향으로 유동될 수 있다. 제 1 스테이터 고정링(150) 측으로 이동하는 냉매는 규소강판 등으로 형성된 스테이터 코어(11)의 외측면을 유동하면서 스테이터 코어(11), 코일(12) 등에서 방출되는 열을 흡수할 수 있다. 이 경우, 냉매는 스테이터 코어(11)에 접촉됨으로써 스테이터 코어(11)를 직접적으로 냉각시킬 수 있고, 코일(12) 등에서 발산되는 열을 흡수하여 코일(12) 등도 직접적으로 냉각시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 냉매유입구(120)를 통해 지속적으로 냉매가 유입되고, 유입된 냉매는 이동하면서 스테이터 코어(11), 코일(12) 등의 열을 지속적으로 흡수할 수 있으므로, 스테이터 코어(11)의 전 부분이 균형있게 냉각되는 효과가 발생될 수 있다.
또한, 제 1 스테이터 고정링(150)의 홀(도면 미도시)을 통과한 냉매는 스테이터(10) 내측의 코일(12), 모터하우징(110)과 코일(12) 사이의 유격 등을 통과하면서, 스테이터(10)에서 발생되는 열을 흡수할 수 있다.
코일(12)은 스테이터 코어(11)의 내측에 형성된 슬롯(도면 미도시)에 삽입되어 길이 방향으로 권취된 형태로, 일반적으로 120도 간격으로 독립된 3쌍을 감은 다음, Y 결선 또는 결선 방식으로 접속하여 결선될 수 있다.
코일(12) 등을 통과한 냉매는 제 2 스테이터 고정링(160)에 인접하여 형성된 냉매유출구(130)를 통해 모터하우징(110)으로부터 유출될 수 있다.
한편, 스테이터(10), 냉매유로(140) 등의 형태에 따라 냉매유입구(120), 냉매유출구(130) 등의 형성 위치, 형성 개수 등이 변경될 수 있다.
예를 들어, 스테이터(10)가 대형 크기로 형성되고(즉, 스테이터(10)의 길이가 연장되게 형성되고), 상술한 바와 같은 위치에 냉매유입구(120), 냉매유출구(130) 등이 구비될 경우, 유입된 냉매는 연장된 스테이터 코어(11), 연장된 코일(12) 등을 냉각시키면서 유동하는바, 냉매가 유동되는 냉매유로(140)도 연장된 형태로 형성된다.
이러한 경우, 일정양의 열을 흡수할 수 있는 냉매는 연장된 냉매유로(140)를 유동하면서 스테이터(10)로부터 보다 많은 양의 열을 흡수해야 하므로, 코일(12)의 말단부, 냉매유출구(130) 인근 등에서 냉매가 흡수하는 열의 양이 현저히 감소될 있어, 냉매유입구(120) 인근 등에서 냉매의 열흡수율과 냉매유출구(130) 인근 등에서 냉매의 열흡수율의 차이가 커지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 도 2 와 같이, 스테이터 코어(11)가 양분하여 형성되며, 냉매유입구(120)는 복수 개로 형성되어 냉매가 스테이터(10)에 분리되어 유입되도록 구비되고, 냉매유출구(130)는 냉매유입구(120)의 사이(즉, 스테이터(10)의 중앙부 위치)에 대응되는 모터하우징(110)의 외측면에, 분리되어 유입된 상기 냉매가 합체되어 모터하우징(110)의 외측으로 유출되도록 형성된다.
또한, 제 1 스테이터 고정링(150)은 스테이터(10)의 양측 단부에 복수 개로 구비되어 스테이터(10)를 지지하며, 유입된 냉매가 통과되도록 형성되고, 제 2 스테이터 고정링(160)은 스테이터(10)의 중심측에 복수 개로 구비되어 스테이터(10)를 지지하며, 코일(12)을 통과한 냉매가 냉매유출구(130)로 가이드되어 유동되도록 형성되며, 냉매유로(140)는, 냉매유입구(120)로부터 유입된 냉매가 스테이터(10)의 일측 및 타측으로 스테이터 코어(11)의 측면을 따라 유동되며, 제 1 스테이터 고정링(150)을 통과하고, 코일(12)을 통과하여 냉매유출구(130)를 통해 유출되도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 냉매유입구(120), 냉매유출구(130) 등이 형성될 경우, 복수 개의 냉매유입구(120)를 통해 냉매가 분배되어 유입될 수 있고, 유입된 각각의 냉매가, 제 2 스테이터 고정링(160)에 의해 공간적으로 분리된 각각의 스테이터(10)를 개별적으로 냉각시킬 수 있도록 형성된 각각의 냉매유로(140)로 이동될 수 있으므로, 단축된 냉매유로(140)를 따라 냉매가 이동하면서 스테이터 코어(11), 코일(12) 등을 냉각시킬 수 있다.
도 2 와 같이, 각각의 스테이터(10)를 지지하는 제 2 스테이터 고정링(160)에 인접하여 복수 개의 냉매유입구(120)가 형성되고, 각각의 스테이터(10) 사이의 위치에 대응되는 모터하우징(110)의 위치에 냉매유출구(130)가 형성될 경우, 유입된 냉매는 제 2 스테이터 고정링(160)에 막혀서 각각의 스테이터(10) 사이로 유동될 수 없고, 스테이터 코어(11)의 외측면을 따라 유동하면서 스테이터 코어(11) 등의 열을 흡수할 수 있다. 이어서, 냉매는 제 1 스테이터 고정링(150)의 홀(도면 미도시)을 통해 코일(12) 측으로 유동되어 코일(12) 등을 통과할 수 있어, 각각의 스테이터(10)를 통과하며 열을 흡수한 냉매는 각각의 스테이터(10) 사이의 위치에서 합쳐져서 냉매유출구(130)로 배출될 수 있다.
상술한 바와 같은 냉매유로(140)가 형성될 경우, 각각의 스테이터(10)로 냉매가 개별적으로 유입되어 스테이터(10)를 냉각시키고 배출될 수 있으므로, 스테이터(10)가 분리되어 구비되더라도 전체의 스테이터(10)를 균형있게 냉각시킬 수 있다.
한편, 모터하우징(110)에 밀폐 수용되는 냉매는 일정 온도 이상에서 기체로 기화되고 일정 온도 이하에서 액체로 액화되며, 모터하우징(110) 내부에 침지될 수 있도록 절연성, 비가연성, 비폭발성 등이 있는 물질이 사용될 수 있는데, 일반적으로 냉동기에 사용되는 냉매인 R-22, R-134a 등이 사용될 수 있고, 가연성, 폭발성 등이 있는 CO2 냉매 등은 사용될 수 없다.
R-22는 프레온 냉매의 일종으로, 냉동 능력은 프레온 냉매 중 가장 우수하며, 소형 장치부터 대형 장치까지 폭넓게 사용될 수 있다. 특히, 왕복동식 에어컨 등에 주로 사용되고, 저온용 냉동장치에도 사용될 수 있다. 다만, 프레온 냉매는 오존층을 파괴하고 지구온난화에 영향을 미치며, 수분이 침투하면 금속에 대한 부식성이 있다.
또한, 134a는 R-12 대체 냉매로 개발된 냉매로 무색투명의 비가연성의 성질이 있다. 주로 냉장고나 자동차 에어컨용으로 사용되고, 분자 중에 염소를 포함하고 있지 않아서 오존층 파괴지수는 없지만 지구 온난화 지수는 높다.
사용되는 냉매는 1.증발력이 대기압보다 높고 상온에서 응축력이 낮고, 2. 증발잠열이 크며, 액체상태의 비열이 작고, 3. 화학적으로 안정하고 4. 열전도도가 높으며 5. 불활성으로 금속과 화학적인 반응이 없으며 6. 전기 저항성이 크며 절연성이 좋고 7. 인화성, 폭발성이 없으며, 8 오존층 붕괴와 지구 온난화에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 냉매를 사용할 수 있다.
R-22, R-134a 등의 냉매의 특성상, 냉매가 액체에서 기체로 기화되면서 많은 열을 흡수할 수 있는데, 냉매유입구(120)로 유입된 냉매는 모터하우징(110) 내에서 스테이터(10) 등의 열을 흡수하고 냉매유출구(130)로 배출되면서 모터하우징(110) 내부의 발열부와 직접 또는 간접으로 접촉하여 열을 흡수하여 냉각시킬 수 있다.
제 1 스테이터 고정링(150)은 스테이터(10)의 일측 단부에 구비되어 스테이터(10)를 지지하는 것으로, 냉매유입구(120)에서 유입된 냉매가 통과되도록 형성된다.
냉매유입구(120)를 통해 유입된 냉매가 스테이터 코어(11)의 열을 흡수하고 코일(12) 측으로 유동될 수 있도록 제 1 스테이터 고정링(150)에는 개방된 형태의 홀(도면 미도시) 등이 형성되어 있어, 홀(도면 미도시) 등을 통하여 냉매가 제 1 스테이터 고정링(150)을 통과할 수 있다.
또한, 제 1 스테이터 고정링(150)은 스테이터(10)가 냉매에 침지되어 모터하우징(110)에 결합될 수 있도록, 스테이터(10)의 일측 단부에 결합되어 스테이터(10)를 지지할 수 있고, 도 2 와 같이, 스테이터(10)가 분리되어 형성될 경우, 각각의 스테이터(10)를 일측 단부에서 지지할 수 있도록, 복수 개로 구비될 수 있다.
제 2 스테이터 고정링(160)은 스테이터(10)의 타측 단부에 구비되어 스테이터(10)를 지지하는 것으로, 코일(12)을 통과한 냉매가 냉매유출구(130)로 유동되도록 형성된다.
코일(12) 등을 통과하며 열을 흡수한 냉매가 제 2 스테이터 고정링(160)에 인접하여 형성된 냉매유입구(120)로 이동하지 않고, 냉매유출구(130)로 유출되도록 제 2 스테이터 고정링(160)은 폐쇄된 형태로 형성될 수 있다.
또한, 제 2 스테이터 고정링(160)은 스테이터(10)가 냉매에 침지되어 모터하우징(110)에 결합될 수 있도록, 스테이터(10)의 타측 단부에 결합되어 스테이터(10)를 지지할 수 있고, 도 2 와 같이, 스테이터(10)가 분리되어 형성될 경우, 각각의 스테이터(10)를 일측 단부에서 지지할 수 있도록, 복수 개로 구비될 수 있다.
압력 조절구(170)는 모터하우징(110)의 내부 압력을 조절하기 위하여 적어도 하나로 구비되는 것으로, 모터하우징(110)의 외측면에 형성된다.
냉매유로(140)가 형성될 경우, 스테이터(10)로 냉매가 개별적으로 유입되어 냉매유로(140)를 따라 냉매가 유동하며 스테이터(10)를 냉각시키고 배출될 수 있는데, 이러한 과정 중, 내부의 스테이터(10)에서 발생된 열에 의하여 기체 상태로 상변화된 냉매에 의하여 모터하우징(110) 내부 압력이 급격하게 상승될 수 있다.
압력 조절구(170)가 모터하우징(110)의 외측면에 솔레노이드 밸브 등의 형태로 구비됨으로써, 모터하우징(110)의 내부 압력이 급격하게 상승하여 일정 압력 이상에 도달할 경우, 압력 조절구(170)가 개방되고, 일정 압력 이하로 회귀될 경우, 압력 조절구(170)이 폐쇄됨으로써, 모터하우징(110) 내부 압력의 급격한 상승을 방지하고 내부 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
10 : 스테이터 11 : 스테이터 코어
12 : 코일 20 : 로터
110 : 모터하우징 120 : 냉매유입구
130 : 냉매유출구 140 : 냉매유로
150 : 제 1 스테이터 고정링 160 : 제 2 스테이터 고정링
170 : 압력 조절구

Claims (7)

  1. 스테이터 코어 및 코일이 구비되며 전원을 공급받아 자력을 발생시키는 스테이터와, 상기 스테이터의 자화에 의해 회전운동하는 로터를 포함하는 터보 모터에 있어서,
    상기 로터의 외주면에 이격되어 형성되고, 냉매를 밀폐 수용되며, 내부에 상기 스테이터가 상기 냉매에 침지되어 결합되는 모터하우징과,
    상기 모터하우징의 외측면을 관통하여 형성되며, 상기 모터하우징으로 냉매가 유입되는 냉매유입구와,
    상기 모터하우징의 외측면을 관통하여 형성되며, 상기 모터하우징으로부터 냉매가 유출되는 냉매유출구와,
    상기 모터하우징 내부에 구비되어, 상기 냉매가 유동하면서 상기 스테이터가 냉각되도록 형성되는 냉매유로
    를 포함하고,
    상기 냉매유입구는 복수 개로 형성되어, 상기 냉매가 상기 스테이터에 분리되어 유입되도록 구비되고,
    상기 냉매유출구는 상기 냉매유입구의 사이에 적어도 하나로 형성되어, 분리되어 유입된 상기 냉매가 합체되어 상기 모터하우징의 외측으로 유출되도록 구비되며,
    상기 스테이터의 양측 단부에 복수 개로 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 유입된 상기 냉매가 통과되도록 형성되는 제 1 스테이터 고정링과,
    상기 스테이터의 중심측에 복수 개로 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 상기 코일을 통과한 상기 냉매가 상기 냉매유출구로 유동되도록 형성되는 제 2 스테이터 고정링
    을 포함하는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터의 일측 단부에 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 상기 냉매 유입구에서 유입된 상기 냉매가 통과되도록 형성되는 제 1 스테이터 고정링과,
    상기 스테이터의 타측 단부에 구비되어 상기 스테이터를 지지하며, 상기 코일을 통과한 상기 냉매가 상기 냉매유출구로 유동되도록 형성되는 제 2 스테이터 고정링
    을 포함하는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매유로는,
    상기 냉매유입구로부터 유입된 상기 냉매가 상기 스테이터 코어의 측면을 따라 유동되며, 상기 제 1 스테이터 고정링을 통과하고, 상기 코일을 통과하여 상기 냉매유출구를 통해 유출되도록 형성되는
    스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매유로는,
    상기 냉매유입구로부터 유입된 상기 냉매가 상기 스테이터의 일측 및 타측으로 상기 스테이터 코어의 측면을 따라 유동되며, 상기 제 1 스테이터 고정링을 통과하고, 상기 코일을 통과하여 상기 냉매유출구를 통해 유출되도록 형성되는
    스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터.
  7. 제 3 항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 모터하우징의 외측면에 형성되며, 상기 모터하우징의 내부 압력을 조절하기 위해 적어도 하나로 구비되는 압력 조절구
    를 포함하는 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터.
KR1020190109310A 2019-09-04 2019-09-04 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터 KR102144666B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190109310A KR102144666B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터
CN202080059509.7A CN114391212A (zh) 2019-09-04 2020-08-10 通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机
PCT/KR2020/010548 WO2021045399A1 (ko) 2019-09-04 2020-08-10 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190109310A KR102144666B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102144666B1 true KR102144666B1 (ko) 2020-08-14

Family

ID=72050326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190109310A KR102144666B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102144666B1 (ko)
CN (1) CN114391212A (ko)
WO (1) WO2021045399A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102379441B1 (ko) 2021-11-26 2022-03-28 하이터빈 주식회사 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈
KR20220164892A (ko) * 2021-06-07 2022-12-14 박창진 스테이터와 로터 사이의 공극에 복수의 에어포일 저널 베어링이 결합되는 터보 모터

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0591696A (ja) * 1991-09-26 1993-04-09 Mitsubishi Electric Corp 回転機
JP2000116061A (ja) * 1998-10-07 2000-04-21 Mitsubishi Motors Corp 回転電機の冷却構造
KR100273433B1 (ko) 1998-07-01 2001-01-15 구자홍 터보압축기의 구동모터 냉각구조
KR100474323B1 (ko) 1997-12-30 2005-06-27 엘지전자 주식회사 터보압축기의모터냉각장치
KR200484535Y1 (ko) * 2017-03-09 2017-09-20 (주)명치기계공업 흡기공을 포함하는 터보 블로워

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4519533B2 (ja) * 2004-06-11 2010-08-04 本田技研工業株式会社 モータの製造方法
KR101607492B1 (ko) * 2015-09-04 2016-04-11 터보윈 주식회사 직결 구동형 듀얼 터보 블로워 냉각 구조

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0591696A (ja) * 1991-09-26 1993-04-09 Mitsubishi Electric Corp 回転機
KR100474323B1 (ko) 1997-12-30 2005-06-27 엘지전자 주식회사 터보압축기의모터냉각장치
KR100273433B1 (ko) 1998-07-01 2001-01-15 구자홍 터보압축기의 구동모터 냉각구조
JP2000116061A (ja) * 1998-10-07 2000-04-21 Mitsubishi Motors Corp 回転電機の冷却構造
KR200484535Y1 (ko) * 2017-03-09 2017-09-20 (주)명치기계공업 흡기공을 포함하는 터보 블로워

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220164892A (ko) * 2021-06-07 2022-12-14 박창진 스테이터와 로터 사이의 공극에 복수의 에어포일 저널 베어링이 결합되는 터보 모터
KR102610711B1 (ko) * 2021-06-07 2023-12-05 박창진 스테이터와 로터 사이의 공극에 복수의 에어포일 저널 베어링이 결합되는 터보 모터
KR102379441B1 (ko) 2021-11-26 2022-03-28 하이터빈 주식회사 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021045399A1 (ko) 2021-03-11
CN114391212A (zh) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9551519B2 (en) Hazardous location heat transfer unit
KR102144666B1 (ko) 스테이터의 밀폐 냉각을 통해 고효율 냉각이 가능한 터보 모터
EP1801519B1 (en) Air refrigerant type cooling apparatus and air refrigerant cold system using air refrigerant type cooling apparatus
KR102551510B1 (ko) 밀폐형 모터 냉각 시스템
CN102696082B (zh) 具有隔板的变压器及其冷却方法
JP2008011641A (ja) 回転電機
JP2014138186A (ja) 熱交換型変圧器冷却装置
CN114785030A (zh) 一种散热机壳、电机和空压机
JP2014125157A (ja) 車両用ヒートポンプ装置
TW202303057A (zh) 冷卻裝置、冷卻系統和製造方法
JP2010048446A (ja) ハイブリッド空気サイクル冷凍冷却ユニット
JP2010043780A (ja) 空気サイクル冷凍ユニット
JP2018125363A (ja) 液浸冷却装置
KR101297845B1 (ko) 열교환 유니트
KR101877930B1 (ko) 복합 냉풍기 모듈 및 이를 이용한 복합 냉각식 열전 선풍기
KR102610711B1 (ko) 스테이터와 로터 사이의 공극에 복수의 에어포일 저널 베어링이 결합되는 터보 모터
EP4095460A1 (en) Cooling module using solid refrigerant and cooling system using solid refrigerant
US20050156470A1 (en) Electric motor comprising a stator cooling unit
JP6325911B2 (ja) 磁気ヒートポンプ装置及び空気調和装置
KR20210144231A (ko) 터보블로워의 효율이 향상되는 냉각 구조로 형성된 터보블로워의 외함
JP7460705B2 (ja) ターボ圧縮機、及びこれを備えているターボ冷凍機
JP2020041792A (ja) 流体温度調節装置
JP7332963B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP7401801B2 (ja) 圧縮機、および冷凍装置
WO2023132047A1 (ja) 静止誘導器ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant