KR102603139B1 - Mechanical Vapor Recompression System with heat pipe combined cooling module - Google Patents

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하병길
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Abstract

본 발명은 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트파이프 결합형 냉각모듈에 의해 모터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치는 내부에 회전축(210)을 갖는 모터(200)가 설치되는 하우징(100), 상기 회전축(210)의 일측에 결합되어 회전을 통해 공기를 압축시키는 임펠러(300) 및 상기 임펠러(300)에 의해 압축된 공기의 이동을 안내하는 볼류트(400)를 포함하는 기계적 증기 재압축 장치에 있어서, 상기 하우징(100)의 내부에 형성되며, 그 내부에 냉매가 충전되는 차폐실(110); 상기 하우징(100)의 상부에 결합되어 상기 모터(200)에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각모듈(500);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module, and more specifically, to a heat pipe-coupled cooling module that can effectively cool the heat generated from the motor by the heat pipe-coupled cooling module. It relates to a mechanical vapor recompression device equipped with this.
The mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention includes a housing 100 in which a motor 200 having a rotating shaft 210 is installed, and a housing 100 that is coupled to one side of the rotating shaft 210 and rotates. In the mechanical vapor recompression device including an impeller 300 that compresses air through and a volute 400 that guides the movement of air compressed by the impeller 300, inside the housing 100 A shielding chamber (110) is formed and filled with refrigerant therein; It is characterized in that it further includes a cooling module 500 coupled to the upper part of the housing 100 to cool the heat generated by the motor 200.

Description

히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치{Mechanical Vapor Recompression System with heat pipe combined cooling module}Mechanical Vapor Recompression System with heat pipe combined cooling module}

본 발명은 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트파이프 결합형 냉각모듈에 의해 모터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module, and more specifically, to a heat pipe-coupled cooling module that can effectively cool the heat generated from the motor by the heat pipe-coupled cooling module. It relates to a mechanical vapor recompression device equipped with this.

일반적으로 증기 압축 분야로 개발되는 압축기는 냉매 시스템에 의해 개발이 이루어졌으며, 냉매 압축기에 의해서 압축되어 응축기로 보내는 냉매 가스를 포함할 수 있다. 응축기에서 냉매 가스는 다른 유체, 예를 들어 공기나 물과 열교환을 하여 액체로 응축된다. 응축기로부터 배출된 액체 냉매는 팽창장치를 통과하여 증발기로 보내지고, 증발기에서 액체 냉매는 다른 유체, 예를 들어 공기나 물과 열교환을 하여 기체로 증발된다. 냉매 가스는 증발기로부터 압축기로 복귀할 수 있고 이러한 사이클이 반복된다.Compressors generally developed in the field of vapor compression are developed using a refrigerant system, and may include refrigerant gas that is compressed by a refrigerant compressor and sent to a condenser. In a condenser, refrigerant gas exchanges heat with another fluid, such as air or water, and is condensed into a liquid. The liquid refrigerant discharged from the condenser passes through an expansion device and is sent to the evaporator. In the evaporator, the liquid refrigerant exchanges heat with another fluid, such as air or water, and is evaporated into gas. The refrigerant gas can return from the evaporator to the compressor and the cycle repeats.

반면, 냉매가 아닌 수증기의 경우, 수증기를 열원으로 사용하기 용이하게 하기 위하여 기계식 압축기를 사용한다. 증기를 단열 압축하는 경우, 증기의 온도와 압력이 높아지고, 증기의 단위체적당 열량이 높아진다. 이로 인하여 압축 증기를 열원으로 사용할 경우 더 많은 열을 공급할 수 있다.On the other hand, in the case of water vapor rather than a refrigerant, a mechanical compressor is used to facilitate the use of water vapor as a heat source. When steam is adiabatically compressed, the temperature and pressure of the steam increase, and the amount of heat per unit volume of the steam increases. Because of this, more heat can be supplied when compressed steam is used as a heat source.

기계적 증기 재압축 시스템(Mechanical Vapor Recompression System, MVR)은 제품 생산공정에서 발생되는 저온 폐열의 자기 증발 증기나 간접 열교환에 의한 열매체 증발 증기를 모터 또는 터빈 구동방식의 압축기를 사용하여 흡입 및 압축하여 생산공정의 가열 열원으로 재사용하는 기술이다. 이러한 MVR은 증류수 생산, 담수화 및 폐수 증발 처리와 같은 환경산업 분야에서 사용되고 있다.The Mechanical Vapor Recompression System (MVR) is produced by sucking and compressing the self-evaporation vapor of low-temperature waste heat generated in the product production process or the evaporation vapor of the heat medium through indirect heat exchange using a motor or turbine-driven compressor. This is a technology that reuses it as a heating heat source in the process. These MVRs are used in environmental industries such as distilled water production, desalination, and wastewater evaporation.

특히, MVR은 폐수에서 증발한 수증기를 압축하여 사용하고, 응축된 응축수는 폐수농축에 활용되므로 일반적인 열교환기에 비해 90% 이상 증발 에너지를 줄일 수 있다.In particular, MVR compresses and uses water vapor evaporated from wastewater, and the condensed water is used to concentrate wastewater, so it can reduce evaporation energy by more than 90% compared to a general heat exchanger.

한편, 압축기는 체적을 점차 줄여가면서 압축하는 용적식과 고속으로 회전하는 임펠러에 의한 원심력을 이용하는 원심식으로 분류할 수 있다.Meanwhile, compressors can be classified into a positive displacement type, which compresses while gradually reducing the volume, and a centrifugal type, which uses centrifugal force generated by an impeller rotating at high speed.

용적식은 다시 회전식과 왕복동식으로 분류되고, 압축비가 높은 경우에 적합하며, 냉매 가스를 압축하는데 널리 사용되는데, 초창기 폐수 증기를 적용하는데 용적식 방식의 적용이 되었으나, 폐수의 수분 증발량의 변동에 적절히 운전 제어가 수반되지 않을 경우 진동, 소음 등이 과다하게 발생되어 최근에는 원심식이 선호되고 있다.The positive displacement type is further classified into a rotary type and a reciprocating type. It is suitable for high compression ratios and is widely used to compress refrigerant gas. Initially, the positive displacement type was applied to waste water vapor, but it was properly adapted to changes in the moisture evaporation amount of waste water. If operation control is not accompanied, excessive vibration and noise are generated, so centrifugal type is preferred recently.

원심식 압축기는 회전하는 임펠러에 8~24개의 날개가 후방으로 굽어져 있는 송풍기 방식을 이용하여 수증기의 압축기로 널리 이용되고 있으며, 용적식에 비해 소음이 적고 효율이 높으며, 고속 회전에 잘 견딘다. Centrifugal compressors are widely used as water vapor compressors, using a blower system with 8 to 24 blades bent backwards on a rotating impeller. They produce less noise and are more efficient than positive displacement compressors, and can withstand high-speed rotation well.

원심식은 고속으로 회전하는 임펠러의 회전수를 인버터에 의하여 조절함으로써 폐수의 수분 증발량에 맞추어 제어가 가능하며, 압축 효율이 좋고, 부하특성이 좋으며, 진동 및 소음이 낮은 장점을 갖고 있다. 하지만, 고온의 스팀에 의한 축부분의 과열, 오일 베어링의 주유에 의한 윤활/냉각이 필요하며, 윤활유의 냉각유닛 구성 등 부수적인 설비가 설치되어야 하는 문제점이 있다.The centrifugal type can be controlled according to the moisture evaporation amount of wastewater by adjusting the rotation speed of the impeller rotating at high speed by an inverter, and has the advantages of good compression efficiency, good load characteristics, and low vibration and noise. However, there are problems such as overheating of the shaft due to high-temperature steam, lubrication/cooling by lubricating oil bearings, and additional facilities such as a lubricant cooling unit must be installed.

이에 따라 습증기 주입에 따라 온도부하가 높게 형성되어 원심 스팀 재압축기의 정상운전에 악영향을 주게 되어 비정상 운전을 유발하여 정상적인 스팀 재압축 시스템의 운영에 어려움이 있다.Accordingly, a high temperature load is formed due to the injection of wet steam, which adversely affects the normal operation of the centrifugal steam recompressor, causing abnormal operation, making it difficult to operate the normal steam recompression system.

상기한 문제점을 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.An example of a technology to solve the above problem is disclosed in Document 1 below.

특허문헌 1에는 MVR 시스템에 사용되는 하이브리드 터보 블로워에 있어서, 상기 터보 블로워는 지지대로 고정되는 하우징, 상기 하우징 내측에 설치되어 인가되는 전원에 의해 내측의 삽입되는 축을 회전시키는 스테이터, 상기 스테이터 내측에 삽입되어 회전하는 샤프트, 상기 샤프트 양단에 설치되되, 동압 공기베어링이 설치되는 저널, 상기 저널 일측에 형성되되, 정압 공기베어링이 설치되는 스러스트, 상기 스러스트 일측에 설치되어 임펠러가 장착되는 디스크 패드, 상기 디스크 패드에 장착되되, 상기 스테이터의 작동에 따라 회전하여 증기를 압축하는 임펠러, 상기 임펠러 측에 설치되어 공기를 흡기 및 배기하는 케이싱을 설치하되, 상기 케이싱은 증기를 흡기하는 흡기구, 상기 흡기구에서 유입된 증기가 상기 임펠러의 회전에 따라 압축되어 이송되는 와류실 및 상기 와류실을 따라 이동하며 압축된 증기를 배기하는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 MVR 시스템에 사용되는 하이브리드 터보 블로워에 대해 개시되어 있다.Patent Document 1 includes a hybrid turbo blower used in an MVR system, wherein the turbo blower includes a housing fixed to a support, a stator installed inside the housing and rotating a shaft inserted inside the stator by an applied power, and a stator inserted inside the stator. a shaft that rotates, a journal installed on both ends of the shaft and on which dynamic pressure air bearings are installed, a thrust formed on one side of the journal and on which a static pressure air bearing is installed, a disk pad on one side of the thrust and on which an impeller is mounted, and the disk An impeller is installed on the pad and rotates according to the operation of the stator to compress steam, and a casing is installed on the impeller side to intake and exhaust air, where the casing is an intake port for intake of steam, and a stator flowing in from the intake port. A hybrid turbo blower used in an MVR system is disclosed, which includes a vortex chamber in which steam is compressed and transported as the impeller rotates, and an exhaust port that moves along the vortex chamber and exhausts the compressed vapor.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 공기 순환 계통의 공랭식으로서, 임펠러의 회전력을 이용하여 외부의 공기를 유입시켜 모터에 공급하게 되는데, 이때 모터의 열을 공기와 함께 외부로 배출하기 때문에 베어링의 열적 불균형이 발생하고, 이로 인하여 수명을 단축시키는 문제점이 있다.However, the conventional technology as described above is an air-cooled air circulation system, which uses the rotational force of the impeller to bring in external air and supply it to the motor. At this time, the heat of the motor is discharged to the outside along with the air, thereby causing damage to the bearing. There is a problem that thermal imbalance occurs, which shortens the lifespan.

또한, 종래의 기술은 동손과 철손으로 발생하는 열이 스테이터를 통해 모터의 하우징에 전도되어 방열되는 구조를 갖게 되는데, 권선(코일)의 저항에 의해 발생되는 동손으로 인한 권선의 온도 상승은 저항이 높고 전류가 많을수록 높게 발생하고, 온도가 높을수록 권선의 저항이 높아짐에 따라 동손이 증가하고 이에 따라 온도가 더욱 상승하여 MVR 시스템의 효율이 저하되고, 수명이 단축되는 문제점이 있다.In addition, the conventional technology has a structure in which heat generated from copper loss and iron loss is conducted to the housing of the motor through the stator and dissipates heat. The temperature rise of the winding due to copper loss generated by the resistance of the winding (coil) causes the resistance to increase. The higher the current, the higher it occurs. As the temperature rises, the resistance of the winding increases and copper loss increases. As a result, the temperature rises further, reducing the efficiency of the MVR system and shortening its lifespan.

대한민국 공개특허공보 제10-2022-0155556호(2022.11.23. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2022-0155556 (published on November 23, 2022)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 냉각채널, 히트파이프 및 방열핀을 포함하는 냉각모듈에 의해 모터의 과열을 냉각하는 동시에 증기가 모터로 침투하지 못하도록 하여 안정적으로 증기를 재압축시킬 수 있는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention was devised to solve the problems described above. It cools the overheating of the motor by using a cooling module including a cooling channel, a heat pipe, and a heat dissipation fin, and at the same time prevents steam from penetrating into the motor, thereby stably recovering steam. The purpose is to provide a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-combined cooling module that can be compressed.

또한, 코일과 스테이터를 냉매에 침지시키고, 코일과 스테이터에서 발생하는 열이 냉매로 직접 전도되게 하여 냉각시킬 수 있는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치를 제공하는데 목적이 있다.In addition, the purpose is to provide a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module that can cool the coil and stator by immersing it in a refrigerant and allowing heat generated from the coil and stator to be directly conducted to the refrigerant.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치는 내부에 회전축(210)을 갖는 모터(200)가 설치되는 하우징(100), 상기 회전축(210)의 일측에 결합되어 회전을 통해 공기를 압축시키는 임펠러(300) 및 상기 임펠러(300)에 의해 압축된 공기의 이동을 안내하는 볼류트(400)를 포함하는 기계적 증기 재압축 장치에 있어서, 상기 하우징(100)의 내부에 형성되며, 그 내부에 냉매가 충전되는 차폐실(110); 상기 하우징(100)의 상부에 결합되어 상기 모터(200)에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각모듈(500);을 더 포함하며, 상기 차폐실(110)은 상기 모터(200)의 로터(220)에 관통 삽입되는 차폐수단(800)에 의해 형성되고, 상기 차폐수단(800)은, 외주면에 원주 방향을 따라 복수의 슬릿(811)이 형성되며, 그 외주면에 모터(200)의 스테이터(230)가 삽입되는 원통형의 고정튜브(810); 상기 고정튜브(810)의 일측에 삽입되어 스테이터(230)를 고정하는 고정링(820); 및 상기 고정튜브(810)의 양단에 각각 결합되어 스테이터(230)의 양단을 차폐하는 한 쌍의 차폐 플랜지(830);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention includes a housing 100 in which a motor 200 having a rotating shaft 210 is installed, and the rotating shaft 210. A mechanical vapor recompression device comprising an impeller 300 that is coupled to one side of the unit and compresses air through rotation, and a volute 400 that guides the movement of air compressed by the impeller 300, wherein the housing A shielding chamber (110) formed inside (100) and filled with refrigerant therein; It further includes a cooling module 500 coupled to the upper part of the housing 100 to cool the heat generated by the motor 200, and the shielding room 110 is connected to the rotor 220 of the motor 200. It is formed by a shielding means 800 inserted through, and the shielding means 800 has a plurality of slits 811 formed along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the stator 230 of the motor 200. A cylindrical fixed tube (810) into which is inserted; A fixing ring 820 inserted into one side of the fixing tube 810 to fix the stator 230; And a pair of shielding flanges 830 respectively coupled to both ends of the fixing tube 810 to shield both ends of the stator 230.

또한, 상기 회전축(210)의 타단에는 냉각팬(600)이 결합되고, 상기 하우징(100)의 타측에는 상기 냉각팬(600)을 커버하기 위한 캡(120)이 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, a cooling fan 600 is coupled to the other end of the rotating shaft 210, and a cap 120 to cover the cooling fan 600 is coupled to the other side of the housing 100.

또한, 상기 하우징(100)에는 베어링(700)의 냉각을 위하여 압축공기가 주입되는 압축공기 주입구(130)와 압축공기를 배출하는 압축공기 배출구(140)가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing 100 is characterized in that a compressed air inlet 130 through which compressed air is injected for cooling the bearing 700 and a compressed air outlet 140 through which compressed air is discharged are formed.

또한, 상기 냉각모듈(500)은, 상기 모터(200)의 열을 전달받은 냉매가 증발하여 방열핀(520)으로 열을 내보내기 위하여 상승하고, 냉각된 냉매가 중력에 의해 하강하는 영역을 갖는 냉각채널(510); 상기 냉각채널(510)에 연결되어 상기 모터(200)에서 발생된 열을 흡수하여 방열핀(530)에 전달하는 히트파이프(520); 및 상기 히트파이프(520)에 다수 설치되며, 상기 히트파이프(520)를 통해 흡수된 열을 방출하는 방열핀(530);을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling module 500 has a cooling channel having a region where the refrigerant that has received heat from the motor 200 evaporates and rises to export heat to the heat dissipation fin 520, and the cooled refrigerant descends by gravity. (510); A heat pipe 520 connected to the cooling channel 510 to absorb heat generated by the motor 200 and transfer it to the heat dissipation fin 530; And a plurality of heat dissipation fins 530 are installed on the heat pipe 520 and emit heat absorbed through the heat pipe 520.

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또한, 상기 하우징(100)의 외측에는 일단이 냉각모듈(500)에 연결되고, 타단이 모터(200)의 하부에 연결되는 냉각라인(910)이 설치되며, 상기 냉각라인(910)을 통해 하우징(100) 외부를 경유한 냉각된 가스가 모터(200)의 하부로 유동되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, a cooling line 910 is installed on the outside of the housing 100, one end of which is connected to the cooling module 500, and the other end of which is connected to the lower part of the motor 200, and the housing is connected through the cooling line 910. (100) It is characterized in that the cooled gas passing through the outside flows to the lower part of the motor (200).

또한, 상기 하우징(100)의 외측에는 일단이 캡(120)에 연결되고, 타단이 냉각모듈(500)의 방열핀(530)을 내부에 수용하도록 연장되는 에어덕트(920)가 설치되며, 상기 에어덕트(920)를 통해 냉각팬(600)의 구동에 의해 유동되는 공기를 냉각모듈(500)의 방열핀(530)으로 안내하여 방열핀(530)을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.In addition, an air duct 920 is installed on the outside of the housing 100, with one end connected to the cap 120 and the other end extending to accommodate the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500 inside, and the air The air flowing by the cooling fan 600 through the duct 920 is guided to the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500 to cool the heat dissipation fin 530.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치는 하우징 상부에 결합되는 냉각모듈에 의해 모터의 과열을 냉각하는 동시에 증기가 모터로 침투하지 못하도록 하여 안정적으로 증기를 재압축시키는 효과가 있다.As described above, the mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention cools the overheating of the motor by the cooling module coupled to the upper part of the housing and at the same time prevents vapor from penetrating into the motor, stably It has the effect of recompressing vapor.

또한, 코일과 스테이터를 냉매에 침지시키고, 코일과 스테이터에서 발생하는 열이 냉매로 직접 전도되게 하여 냉각시킴으로써 방열 효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.In addition, the coil and stator are immersed in a refrigerant and the heat generated from the coil and stator is directly conducted to the refrigerant for cooling, which has the effect of greatly improving heat dissipation efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치를 도시한 정단면도.
도 3은 도 2에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치의 일부를 확대하여 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치를 도시한 측단면도.
도 5는 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치의 차폐수단을 도시한 도면.
도 6은 도 5에 따른 차폐수단을 도시한 단면도.
도 7은 도 5에 따른 차폐수단을 도시한 분해 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치의 냉각모듈을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치의 냉각모듈의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치의 또 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 12는 도 11에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치를 도시한 정단면도.
도 13은 도 11에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치의 냉각 흐름을 도시한 예시도.
Figure 1 is a perspective view showing a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention.
Figure 2 is a front cross-sectional view showing a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion of a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to FIG. 2.
Figure 4 is a side cross-sectional view showing a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a shielding means of a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing the shielding means according to Figure 5.
Figure 7 is an exploded perspective view showing the shielding means according to Figure 5.
Figure 8 is a perspective view showing a cooling module of a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention.
Figure 9 is a perspective view showing another embodiment of a cooling module of a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-combined cooling module according to the present invention.
Figure 10 is a view showing another embodiment of a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention.
Figure 11 is a perspective view showing another embodiment of a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention.
Figure 12 is a front cross-sectional view showing a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to Figure 11.
FIG. 13 is an exemplary diagram showing the cooling flow of a mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to FIG. 11.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail in order to enable those skilled in the art to easily practice the present invention.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치는 내부에 회전축(210)을 갖는 모터(200)가 설치되는 하우징(100), 상기 회전축(210)의 일측에 결합되어 회전을 통해 공기를 압축시키는 임펠러(300) 및 상기 임펠러(300)에 의해 압축된 공기의 이동을 안내하는 볼류트(400)를 포함한다.As shown in Figures 1 to 4, the mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module according to the present invention includes a housing 100 in which a motor 200 having a rotating shaft 210 is installed, It includes an impeller 300 that is coupled to one side of the rotating shaft 210 and compresses air through rotation, and a volute 400 that guides the movement of air compressed by the impeller 300.

또한, 본 발명은 상기 하우징(100)의 내부에 형성되며, 그 내부에 냉매가 충전되는 차폐실(110)과, 상기 하우징(100)의 상부에 결합되어 상기 모터(200)에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각모듈(500)을 더 포함한다.In addition, the present invention is formed inside the housing 100, and is coupled to the shielding chamber 110, which is filled with refrigerant, and the upper part of the housing 100 to remove heat generated from the motor 200. It further includes a cooling module 500 for cooling.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)은 내부가 원통형으로 이루어지는 중공의 구조로서, 내부에 회전축(210), 로터(220) 및 스테이터(230)를 포함하는 모터(200)가 설치된다.As shown in Figures 2 and 3, the housing 100 is a hollow structure with a cylindrical interior, and a motor 200 including a rotating shaft 210, a rotor 220, and a stator 230 therein. is installed.

상기 회전축(210)의 타단에는 냉각팬(600)이 결합된다.A cooling fan 600 is coupled to the other end of the rotation shaft 210.

그리고, 상기 하우징(100)의 타측에는 상기 냉각팬(600)을 커버하기 위한 캡(120)이 결합된다.And, a cap 120 to cover the cooling fan 600 is coupled to the other side of the housing 100.

상기 냉각팬(600)은 하우징(100)의 외측에 배치되어, 회전축(210)의 타단에 결합된다. 이 경우, 냉각팬(600)은 캡(120)에 의해 보호될 수 있다.The cooling fan 600 is disposed on the outside of the housing 100 and is coupled to the other end of the rotation shaft 210. In this case, the cooling fan 600 may be protected by the cap 120.

특히, 상기 냉각팬(600)의 구동에 의해 유동되는 공기를 냉각모듈(500)의 방열핀(530)에 공급하여 강제 냉각시킴으로써 방열핀(530)의 냉각 효율을 향상시킨다.In particular, air flowing by driving the cooling fan 600 is supplied to the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500 for forced cooling, thereby improving the cooling efficiency of the heat dissipation fin 530.

한편, 상기 하우징(100)에는 베어링(700)의 냉각을 위하여 압축공기가 주입되는 압축공기 주입구(130)와 압축공기를 배출하는 압축공기 배출구(140)가 형성된다.Meanwhile, the housing 100 is formed with a compressed air inlet 130 through which compressed air is injected to cool the bearing 700 and a compressed air outlet 140 through which compressed air is discharged.

또한, 상기 하우징(100)에는 차폐실(110)과 분리되되 압축공기 주입구(130) 및 압축공기 배출구(140)와 연통되어 압축공기에 의한 냉각이 이루어지는 베어링 냉각유로(150)가 형성된다.In addition, a bearing cooling passage 150 is formed in the housing 100, which is separate from the shielding room 110 and communicates with the compressed air inlet 130 and the compressed air outlet 140, where cooling is performed by compressed air.

상기 베어링(700)은 회전축(210)의 양측 외주면에 각각 결합된다. 상기 베어링(700)은 회전축(210)과 접촉하여 회전축(210)을 소정 위치에 고정시키고, 회전축(210)에 걸리는 하중을 지지하면서 회전축(210)을 회전시키는 역할을 한다.The bearings 700 are coupled to both outer peripheral surfaces of the rotating shaft 210, respectively. The bearing 700 contacts the rotating shaft 210 to fix the rotating shaft 210 in a predetermined position and serves to rotate the rotating shaft 210 while supporting the load applied to the rotating shaft 210.

부연하면, 상기 베어링(700)은 상기 회전축(210)의 일측에 결합되는 정압 베어링(710)과, 상기 회전축(210)의 일측 및 타측에 결합되는 동압 베어링(720)을 포함한다. 상기 정압 베어링(710)은 외부에서 유체의 압력으로 공간을 확보하는 에어 베어링으로 구동하지 않아도 간격을 유지한다. 또한, 상기 동압 베어링(720)은 외부의 압력 공급없이 자체 회전에 의해 발생한 에어 포일의 압력에 의하여 간격을 유지한다.To elaborate, the bearing 700 includes a hydrostatic bearing 710 coupled to one side of the rotating shaft 210, and a dynamic bearing 720 coupled to one side and the other side of the rotating shaft 210. The hydrostatic bearing 710 is an air bearing that secures space through external fluid pressure and maintains the gap even without being driven. In addition, the dynamic pressure bearing 720 maintains the gap by the pressure of the airfoil generated by its own rotation without external pressure supply.

특히, 상기 정압 베어링(710)에는 압축공기를 주입하지만, 동압 베어링(720)에는 압축공기를 주입하지 않기 때문에 냉각이 되지 않는다. 따라서, 베어링의 외부에서 압축된 고압의 공기를 주입하여 베어링을 냉각시켜야 한다.In particular, compressed air is injected into the static pressure bearing 710, but compressed air is not injected into the dynamic pressure bearing 720, so cooling is not achieved. Therefore, the bearing must be cooled by injecting compressed high-pressure air from the outside of the bearing.

이에 상기 하우징(100)의 압축공기 주입구(130)를 통해 압축공기를 주입하고, 압축공기 배출구(140)를 통해 압축공기를 배출되도록 함으로써 동압 베어링(720)의 발생 열을 냉각시킬 수 있다.Accordingly, the heat generated by the dynamic bearing 720 can be cooled by injecting compressed air through the compressed air inlet 130 of the housing 100 and discharging the compressed air through the compressed air outlet 140.

또한, 동압 베어링(720)과 정압 베어링(710)을 이웃하게 배치하여 동압 베어링(720)에서 발생하는 열이 정압 베어링(710)의 압축공기 공급에 의해 냉각되는 방식이 적용될 수도 있다.In addition, a method may be applied in which the dynamic pressure bearing 720 and the static pressure bearing 710 are arranged adjacent to each other so that the heat generated in the dynamic pressure bearing 720 is cooled by supplying compressed air to the static pressure bearing 710.

한편, 상기 차폐실(110)을 구성하기 위해서는 모터(200)의 스테이터(230)를 외부와 차단해야 하며, 특히 스테이터의 외곽이 하우징에 고정되는 일반 모터와 달리, 스테이터의 외곽이 스테이터와 분리됨에 따라 스테이터를 고정하는 별도의 구조로 이루어져야 한다.Meanwhile, in order to construct the shielding room 110, the stator 230 of the motor 200 must be blocked from the outside, and in particular, unlike a general motor in which the exterior of the stator is fixed to the housing, the exterior of the stator is separated from the stator. Accordingly, it must be constructed with a separate structure to secure the stator.

도 3 및 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 차폐실(110)은 상기 모터(200)의 로터(220)에 관통 삽입되는 차폐수단(800)에 의해 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 3 and 5 to 7, the shielding chamber 110 may be formed by a shielding means 800 inserted through the rotor 220 of the motor 200.

이에 상기 차폐수단(800)은 고정튜브(810), 고정링(820) 및 한 쌍의 차폐 플랜지(830)를 포함하여 구성된다.Accordingly, the shielding means 800 includes a fixing tube 810, a fixing ring 820, and a pair of shielding flanges 830.

상기 고정튜브(810)는 원통형으로 이루어지며, 외주면에 원주 방향을 따라 복수의 슬릿(811)이 형성된다. 상기 고정튜브(810)의 외주면에는 모터(200)의 스테이터(230)가 삽입된다. 상기 고정튜브(810)는 로터(220)와 간섭이 일어나지 않도록 로터(220)와 일정한 공극을 둔다.The fixing tube 810 has a cylindrical shape, and a plurality of slits 811 are formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface. The stator 230 of the motor 200 is inserted into the outer peripheral surface of the fixing tube 810. The fixing tube 810 has a certain air gap with the rotor 220 to prevent interference with the rotor 220.

상기 고정튜브(810)는 스테이터(230)의 양단으로 흔들림이 발생하지 않고, 일정한 위치에 고정되도록 스테이터(230)가 결합되는 슬릿(8110)을 제외한 나머지 부분은 슬릿을 형성하지 않는다. 상기 고정튜브(810)의 슬릿이 형성되지 않은 부분에는 고정링(820)이 삽입된다.The fixing tube 810 does not shake at both ends of the stator 230, and the rest of the stator 230 does not form slits except for the slit 8110 where the stator 230 is coupled so that it is fixed in a certain position. A fixing ring 820 is inserted into a portion of the fixing tube 810 where a slit is not formed.

상기 고정링(820)은 상기 고정튜브(810)의 일측에 삽입되어 스테이터(230)를 고정한다.The fixing ring 820 is inserted into one side of the fixing tube 810 to fix the stator 230.

상기 차폐 플랜지(830)는 상기 고정튜브(810)의 양단에 각각 결합되어 스테이터(230)의 양단을 차폐한다. 상기 차폐 플랜지(830)는 고정튜브(810)의 단부에 용접 등에 의해 접합 고정된다.The shielding flange 830 is coupled to both ends of the fixing tube 810 to shield both ends of the stator 230. The shielding flange 830 is fixed to the end of the fixing tube 810 by welding or the like.

이와 같이 구성되는 차폐수단(800)은 스테이터(230)와 로터(220) 사이의 공극을 일정하게 하고, 이와 동시에 스테이터(230) 내경을 차폐하기 위하여 스테이터(230) 내부에 고정튜브(810)를 삽입한다. 이때, 고정튜브(810)의 슬릿(811)에 스테이터(230)의 슬롯이 맞물리게 삽입하여 고정한다.The shielding means 800 configured in this way maintains the gap between the stator 230 and the rotor 220, and at the same time, a fixing tube 810 is installed inside the stator 230 to shield the inner diameter of the stator 230. Insert. At this time, the slot of the stator 230 is inserted into the slit 811 of the fixing tube 810 and fixed.

이어서, 고정튜브(810)의 슬릿이 형성되지 않은 부분으로 고정링(820)을 삽입하여 스테이터(230)의 이동을 방지한다.Next, the fixing ring 820 is inserted into the portion of the fixing tube 810 where the slit is not formed to prevent the stator 230 from moving.

그리고, 고정튜브(810)의 양단에 차폐 플랜지(830)를 각각 결합하여 스테이터(230)의 외부를 차폐한다.Then, shielding flanges 830 are coupled to both ends of the fixing tube 810 to shield the outside of the stator 230.

상기 스테이터(230)의 외경 차폐는 하우징(100)에 의하여 이루어진다.The outer diameter of the stator 230 is shielded by the housing 100.

이처럼, 본 발명은 차폐수단(800)에 의해 냉매가 충전되는 차폐실(110)이 형성됨으로써 차폐실(110)의 형성 작업이 단순하고, 차폐 효과를 높이는 장점이 있다. 또한, 코일과 스테이터(230)를 냉매에 침지시키고, 코일과 스테이터(230)에서 발생하는 열이 냉매로 직접 전도되게 하여 냉각시킴으로써 방열 효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.As such, the present invention has the advantage of simplifying the formation of the shielding chamber 110 and increasing the shielding effect by forming the shielding chamber 110 in which the refrigerant is charged by the shielding means 800. In addition, the coil and stator 230 are immersed in a refrigerant and the heat generated from the coil and stator 230 is directly conducted to the refrigerant for cooling, thereby significantly improving heat dissipation efficiency.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모터(200)는 회전축(210), 로터(220) 및 스테이터(230)를 포함한다. As shown in Figures 2 and 3, the motor 200 includes a rotation shaft 210, a rotor 220, and a stator 230.

상기 회전축(210)의 일측은 볼류트(400)의 내부로 연장되고, 타측은 캡(120)의 내부로 연장될 수 있다.One side of the rotation shaft 210 may extend into the volute 400, and the other side may extend into the cap 120.

또한, 상기 회전축(210)의 양측에는 베어링(700)이 각각 결합된다. 또한, 상기 회전축(210)의 일단에는 임펠러(300)가 결합되고, 타단에는 냉각팬(600)이 결합된다.Additionally, bearings 700 are coupled to both sides of the rotating shaft 210, respectively. Additionally, an impeller 300 is coupled to one end of the rotating shaft 210, and a cooling fan 600 is coupled to the other end.

상기 로터(220)는 회전축(210)의 외주면에 배치될 수 있고, 회전축(210)과 함께 회전될 수 있다. 스테이터(230)는 로터(220)의 외측 둘레를 감싸도록 하우징(100)의 내부에 배치될 수 있다. 부연하면, 상기 로터(220)는 회전축(210)을 중심으로 회전하는 회전자 역할을 하고, 상기 스테이터(230)는 코일이 감겨져 있어 전류가 흘러 자력을 발생시켜 회전자를 회전시켜주는 고정자 역할을 한다.The rotor 220 may be disposed on the outer peripheral surface of the rotation shaft 210 and may rotate together with the rotation shaft 210. The stator 230 may be disposed inside the housing 100 to surround the outer circumference of the rotor 220. To elaborate, the rotor 220 functions as a rotor that rotates around the rotation shaft 210, and the stator 230 functions as a stator in which a coil is wound so that current flows and generates magnetic force to rotate the rotor. do.

상기 임펠러(300)는 상기 회전축(210)의 일단에 결합되어 회전을 통해 공기를 압축시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 임펠러(300)의 회전으로 인해 흡입된 공기는 볼류트(400)를 통하여 토출된다. The impeller 300 is coupled to one end of the rotating shaft 210 and serves to compress air through rotation. Accordingly, the air sucked in due to the rotation of the impeller 300 is discharged through the volute 400.

이러한 구조에 의해 상기 모터(200)의 로터(220)가 회전함과 동시에 임펠러(300)가 회전하면, 공기가 유입되어 임펠러(300)를 통과하면서 압력이 높아져 볼류트(400)를 따라 외부로 토출된다. 또한, 상기 로터(220)의 회전에 따라 상기 냉각팬(600)이 회전하여 냉각모듈(500)의 방열핀(530)을 냉각시킨다.With this structure, when the rotor 220 of the motor 200 rotates and the impeller 300 rotates at the same time, air flows in and passes through the impeller 300, increasing the pressure, and flowing outward along the volute 400. It is discharged. Additionally, as the rotor 220 rotates, the cooling fan 600 rotates to cool the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 볼류트(400)는 외부 공기가 유입되는 유입구와 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 하우징(100)에 볼트나 스크류를 이용하여 결합된다.As shown in Figures 1 and 2, the volute 400 is formed with an inlet through which external air flows in and an outlet through which air is discharged, and is coupled to the housing 100 using bolts or screws.

상기 볼류트(400)의 내부에는 유입된 공기를 압축하는 임펠러(300)가 회전 가능하게 배치되며, 임펠러(300)의 회전은 모터(200)의 구동에 의해 이루어진다. 상기 임펠러(300)에 의해 압축된 공기는 토출구를 통해 배출된다.An impeller 300 that compresses the introduced air is rotatably disposed inside the volute 400, and the rotation of the impeller 300 is achieved by driving the motor 200. The air compressed by the impeller 300 is discharged through the discharge port.

도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 냉각모듈(500)은 상기 하우징(100)의 상부에 결합되며, 냉각채널(510), 히트파이프(520) 및 방열핀(530)을 포함한다.As shown in FIGS. 2 and 8 , the cooling module 500 is coupled to the upper part of the housing 100 and includes a cooling channel 510, a heat pipe 520, and a heat dissipation fin 530.

상기 냉각채널(510)은 상부 및 하부에 사각 형태의 블록(511)이 각각 구성되고, 상기 블록(511)들 사이에 복수의 냉매 유동관(512)이 연결되는 구조로 이루어진다. The cooling channel 510 has a structure in which square-shaped blocks 511 are formed at the top and bottom, and a plurality of refrigerant flow pipes 512 are connected between the blocks 511.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 냉각채널(510)은 사각 함체 형태로 구성될 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 9, the cooling channel 510 may be configured in the form of a square enclosure.

이러한 냉각채널(510)은 상기 모터(200)의 열을 전달받은 냉매가 증발하여 방열핀(520)으로 열을 내보내기 위하여 상승하고, 냉각된 냉매가 중력에 의해 하강하는 영역을 갖는다.This cooling channel 510 has an area where the refrigerant that has received heat from the motor 200 evaporates and rises to export heat to the heat dissipation fin 520, and the cooled refrigerant descends by gravity.

상기 히트파이프(520)는 대략 'U'자 형태로 이루어지며, 일단이 상기 냉각채널(510)에 연결되어 상기 모터(200)에서 발생된 열을 흡수하여 방열핀(530)에 전달한다.The heat pipe 520 is roughly shaped like a 'U', and one end is connected to the cooling channel 510 to absorb heat generated by the motor 200 and transfer it to the heat dissipation fin 530.

상기 히트파이프(520)는 모터(200)에서 발생된 열을 흡수하여 저온 부분으로 빠르게 전달하는 매개체 역할을 한다. 따라서, 상기 히트파이프(520)의 내부에는 비등점이 낮은 냉매가 충전되는 것이 바람직하다. The heat pipe 520 serves as a medium to absorb heat generated by the motor 200 and quickly transfer it to the low temperature part. Therefore, it is preferable that the inside of the heat pipe 520 is filled with a refrigerant with a low boiling point.

상기 냉매는 대략 70℃ 이하에서 증발하는 유체로 이루어지는 것이 바람직하며, 일예로 물, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 프레온, 암모니아 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 냉매는 단독으로 사용하는 것이 방열에 효과적이며, 냉매가 코일, 스테이터 등에 유해할 경우에는 절연유와 냉매를 혼합하여 사용할 수 있다.The refrigerant is preferably made of a fluid that evaporates below approximately 70°C. Examples of the refrigerant include water, acetone, methanol, ethanol, freon, and ammonia, but are not limited thereto. The refrigerant is effective in dissipating heat when used alone, but if the refrigerant is harmful to coils, stators, etc., a mixture of insulating oil and refrigerant can be used.

상기 방열핀(530)은 상기 히트파이프(520)에 다수 설치되며, 상기 히트파이프(520)를 통해 흡수된 열을 방출한다.A plurality of heat dissipation fins 530 are installed on the heat pipe 520 and emit heat absorbed through the heat pipe 520.

이와 같이 구성된 냉각모듈(500)에 의하면, 모터(200)에서 발생된 열이 냉각채널(510)을 통해 히트파이프(520)에 전달되면 상기 히트파이프(520)의 내부에 충전된 냉매가 열에 의해 기화한다. 상기 히트파이프(520) 내의 기화한 냉매는 방열핀(530)에 열을 전달하고, 방열핀(530)을 통해 열을 방출하여 액화한다. 액화된 냉매가 다시 하강하여 하우징(100)의 차폐실(110)로 이동하며, 이러한 과정을 반복하여 모터(200)를 냉각시킨다.According to the cooling module 500 configured as described above, when the heat generated by the motor 200 is transferred to the heat pipe 520 through the cooling channel 510, the refrigerant charged inside the heat pipe 520 is converted into heat. It vaporizes. The vaporized refrigerant in the heat pipe 520 transfers heat to the heat dissipation fin 530, releases heat through the heat dissipation fin 530, and is liquefied. The liquefied refrigerant descends again and moves to the shielding room 110 of the housing 100, and this process is repeated to cool the motor 200.

이처럼, 본 발명은 냉각채널(510), 히트파이프(520) 및 방열핀(530)을 포함하는 냉각모듈(500)에 의해 모터(200)의 과열을 냉각하는 동시에 증기가 모터(200)로 침투하지 못하도록 하여 안정적으로 증기를 재압축시킨다.In this way, the present invention cools overheating of the motor 200 by the cooling module 500 including the cooling channel 510, the heat pipe 520, and the heat dissipation fin 530, while preventing steam from penetrating into the motor 200. This prevents the vapor from being recompressed stably.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)의 외측에는 일단이 냉각모듈(500)에 연결되고, 타단이 모터(200)의 하부에 연결되는 냉각라인(910)이 설치될 수 있다.As shown in FIG. 10, a cooling line 910 may be installed on the outside of the housing 100, with one end connected to the cooling module 500 and the other end connected to the lower part of the motor 200.

따라서, 상기 냉각라인(910)을 통해 하우징(100) 외부를 경유한 냉각된 가스가 모터(200)의 하부로 유동되도록 하여 모터(200)를 냉각시킬 수 있다.Therefore, the motor 200 can be cooled by allowing the cooled gas passing through the outside of the housing 100 to flow to the lower part of the motor 200 through the cooling line 910.

도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)의 외측에는 일단이 캡(120)에 연결되고, 타단이 냉각모듈(500)의 방열핀(530)을 내부에 수용하도록 연장되는 에어덕트(920)가 설치될 수 있다.As shown in FIGS. 11 to 13, on the outside of the housing 100 is an air duct with one end connected to the cap 120 and the other end extending to accommodate the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500 therein. (920) can be installed.

부연하면, 상기 에어덕트(920)의 일단은 캡(120)의 상부에 연통되고, 타단은 냉각모듈(500)의 방열핀(530)을 수용하되 외측을 향해 개방된 구조를 갖는다.To elaborate, one end of the air duct 920 communicates with the upper part of the cap 120, and the other end accommodates the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500, but has a structure that is open toward the outside.

따라서, 상기 에어덕트(920)는 냉각팬(600)의 구동에 의해 유동되는 공기를 냉각모듈(500)의 방열핀(530)으로 안내하는 역할을 하여 방열핀(530)을 냉각시킬 수 있도록 한다.Therefore, the air duct 920 serves to guide the air flowing by the driving of the cooling fan 600 to the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500, thereby cooling the heat dissipation fin 530.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.The present invention has been described with a focus on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, but it is clear to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention from this description. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the appended claims to include examples of many such modifications.

100 : 하우징 110 : 차폐실
120 : 캡 130 : 압축공기 주입구
140 : 압축공기 배출구 150 : 베어링 냉각유로
200 : 모터 210 : 회전축
220 : 로터 230 : 스테이터
300 : 임펠러 400 : 볼류트
500 : 냉각모듈 510 : 냉각채널
511 : 블록 512 : 냉매 유동관
520 : 히트파이프 530 : 방열핀
600 : 냉각팬 700 : 베어링
710 : 정압 베어링 720 : 동압 베어링
800 : 차폐수단 810 : 고정튜브
811 : 슬릿 820 : 고정링
830 : 차폐 플랜지 910 : 냉각라인
920 : 에어덕트
100: housing 110: shielding room
120: Cap 130: Compressed air inlet
140: Compressed air outlet 150: Bearing cooling passage
200: motor 210: rotation axis
220: rotor 230: stator
300: Impeller 400: Volute
500: Cooling module 510: Cooling channel
511: Block 512: Refrigerant flow pipe
520: heat pipe 530: heat dissipation fin
600: Cooling fan 700: Bearing
710: Hydrostatic bearing 720: Dynamic pressure bearing
800: Shielding means 810: Fixed tube
811: Slit 820: Fixing ring
830: Shielding flange 910: Cooling line
920: Air duct

Claims (8)

내부에 회전축(210)을 갖는 모터(200)가 설치되는 하우징(100), 상기 회전축(210)의 일측에 결합되어 회전을 통해 공기를 압축시키는 임펠러(300) 및 상기 임펠러(300)에 의해 압축된 공기의 이동을 안내하는 볼류트(400)를 포함하는 기계적 증기 재압축 장치에 있어서,
상기 하우징(100)의 내부에 형성되며, 그 내부에 냉매가 충전되는 차폐실(110);
상기 하우징(100)의 상부에 결합되어 상기 모터(200)에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각모듈(500);을 더 포함하며,
상기 차폐실(110)은 상기 모터(200)의 로터(220)에 관통 삽입되는 차폐수단(800)에 의해 형성되고,
상기 차폐수단(800)은, 외주면에 원주 방향을 따라 복수의 슬릿(811)이 형성되며, 그 외주면에 모터(200)의 스테이터(230)가 삽입되는 원통형의 고정튜브(810);
상기 고정튜브(810)의 일측에 삽입되어 스테이터(230)를 고정하는 고정링(820); 및
상기 고정튜브(810)의 양단에 각각 결합되어 스테이터(230)의 양단을 차폐하는 한 쌍의 차폐 플랜지(830);를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치.
A housing 100 in which a motor 200 having a rotating shaft 210 is installed, an impeller 300 that is coupled to one side of the rotating shaft 210 and compresses air through rotation, and the air is compressed by the impeller 300. In the mechanical vapor recompression device including a volute 400 that guides the movement of the air,
A shielding chamber 110 formed inside the housing 100 and filled with a refrigerant therein;
It further includes a cooling module 500 coupled to the upper part of the housing 100 to cool the heat generated by the motor 200,
The shielding chamber 110 is formed by a shielding means 800 inserted through the rotor 220 of the motor 200,
The shielding means 800 includes a cylindrical fixing tube 810 in which a plurality of slits 811 are formed along the circumferential direction on the outer circumferential surface and into which the stator 230 of the motor 200 is inserted;
A fixing ring 820 inserted into one side of the fixing tube 810 to fix the stator 230; and
Mechanical vapor recompression with a heat pipe-coupled cooling module, characterized in that it includes a pair of shielding flanges 830 that are respectively coupled to both ends of the fixing tube 810 to shield both ends of the stator 230. Device.
청구항 1에 있어서,
상기 회전축(210)의 타단에는 냉각팬(600)이 결합되고,
상기 하우징(100)의 타측에는 상기 냉각팬(600)을 커버하기 위한 캡(120)이 결합되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치.
In claim 1,
A cooling fan 600 is coupled to the other end of the rotating shaft 210,
A mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module, characterized in that a cap 120 for covering the cooling fan 600 is coupled to the other side of the housing 100.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(100)에는 베어링(700)의 냉각을 위하여 압축공기가 주입되는 압축공기 주입구(130)와 압축공기를 배출하는 압축공기 배출구(140)가 형성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치.
In claim 1,
A heat pipe-combined cooling module, characterized in that the housing 100 is formed with a compressed air inlet 130 through which compressed air is injected for cooling the bearing 700 and a compressed air outlet 140 through which compressed air is discharged. Equipped with a mechanical vapor recompression device.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 냉각모듈(500)은, 상기 모터(200)의 열을 전달받은 냉매가 증발하여 방열핀(520)으로 열을 내보내기 위하여 상승하고, 냉각된 냉매가 중력에 의해 하강하는 영역을 갖는 냉각채널(510);
상기 냉각채널(510)에 연결되어 상기 모터(200)에서 발생된 열을 흡수하여 방열핀(530)에 전달하는 히트파이프(520); 및
상기 히트파이프(520)에 다수 설치되며, 상기 히트파이프(520)를 통해 흡수된 열을 방출하는 방열핀(530);을 포함하는 것을 특징으로 하는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치.
In claim 1,
The cooling module 500 has a cooling channel 510 having a region where the refrigerant that has received heat from the motor 200 evaporates and rises to export heat to the heat dissipation fin 520, and the cooled refrigerant descends by gravity. );
A heat pipe 520 connected to the cooling channel 510 to absorb heat generated by the motor 200 and transfer it to the heat dissipation fin 530; and
A plurality of heat dissipation fins 530 are installed on the heat pipe 520 and emit heat absorbed through the heat pipe 520. Mechanical vapor recompression with a heat pipe-coupled cooling module. Device.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(100)의 외측에는 일단이 냉각모듈(500)에 연결되고, 타단이 모터(200)의 하부에 연결되는 냉각라인(910)이 설치되며,
상기 냉각라인(910)을 통해 하우징(100) 외부를 경유한 냉각된 가스가 모터(200)의 하부로 유동되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치.
In claim 1,
A cooling line 910 is installed on the outside of the housing 100, with one end connected to the cooling module 500 and the other end connected to the lower part of the motor 200,
A mechanical vapor recompression device equipped with a heat pipe-coupled cooling module, characterized in that the cooled gas passing through the outside of the housing 100 flows to the lower part of the motor 200 through the cooling line 910.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(100)의 외측에는 일단이 캡(120)에 연결되고, 타단이 냉각모듈(500)의 방열핀(530)을 내부에 수용하도록 연장되는 에어덕트(920)가 설치되며,
상기 에어덕트(920)를 통해 냉각팬(600)의 구동에 의해 유동되는 공기를 냉각모듈(500)의 방열핀(530)으로 안내하여 방열핀(530)을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 히트파이프 결합형 냉각모듈이 구비된 기계적 증기 재압축 장치.
In claim 1,
An air duct 920 is installed on the outside of the housing 100, one end of which is connected to the cap 120, and the other end of which extends to accommodate the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500 inside,
Heat pipe combined cooling, characterized in that the air flowing by the driving of the cooling fan 600 through the air duct 920 is guided to the heat dissipation fin 530 of the cooling module 500 to cool the heat dissipation fin 530. Mechanical vapor recompression device with modules.
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