KR20100005199U

KR20100005199U - 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치

Info

Publication number: KR20100005199U
Application number: KR2020080015049U
Authority: KR
Inventors: 김완기; 김근웅; 이종인; 권중록
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2010-05-20

Abstract

본 고안은 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치에 관한 것으로, 회전자와 마주하도록 고정자를 프레임의 내측에 고정 결합하고, 상기 고정자에서 발생되는 열기를 냉각시킬 수 있도록 냉각부가 설치되는 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치에 있어서, 상기 냉각부가 설치되는 프레임의 외측에 커버프레임을 돌출되게 결합하고, 상기 프레임과 커버프레임이 서로 연통되게 통풍구를 구성하여 프레임의 내부의 더운 공기가 원활하게 유동되면서 냉각시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 상기 프레임의 내부의 더운 공기가 통풍구를 통해 프레임과 커버프레임의 사이를 원활하게 유동되면서 가열된 공기의 열기가 내측 프레임의 냉각수로 전달되어 프레임의 외부로 방출되는 구조로서 풍력용 유도 발전기의 내구성을 보강함과 동시에 풍력용 유도 발전기의 내부 구조를 단순화 시켜 제작 공정 및 제작 비용을 절감할 수 있으며, 또한 통풍구의 내측에 다수의 냉각핀을 고정 결합시켜 프레임의 내부의 열기를 신속하게 프레임의 외측으로 방출시킬 수 있도록 형성된 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치에 관한 것이다.

프레임, 회전자, 고정자, 냉각부, 유로파이프, 에어파이프, 커버프레임, 통 풍구, 냉각핀

Description

풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치{The Cooling Device for Water Jacket Type of Wind Power Induction Generator}

본 고안은 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치에 관한 것으로, 프레임의 외부에 통풍구에 의해 서로 연통되게 커버프레임을 결합 구성하여 프레임의 내부의 더운 열기가 유로파이프의 외측으로 원활하게 유동되면서 내부의 더운 공기를 유로파이프의 냉각수에 의하여 프레임의 외부로 방출할 수 있도록 형성된 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치에 관한 것이다.

일반적인 풍력용 유도 발전기는 바람을 이용하여 전기를 발생시키는 장치로서 지형적으로 바람이 많이 불고 지대가 높은 장소에 위치를 하고 있다.

그리고 지대가 높은 장소에 높은 타워를 설치하고 그 타워의 상단에 유도 발전기를 설치하므로서, 유도 발전기의 유지 보수가 용이하지 않으며, 이에 따라 유도 발전기의 내구성이 중요하여 유도 발전기의 내측에 냉각부를 설치한 것이다.

도 4 와 도 6은 종래의 풍력용 유도 발전기(100)의 단면을 도시한 것이다.

상기 풍력용 유도 발전기(100)는 프레임(101)의 내측에 각각 회전자(110)와 고정자(111)가 마주하도록 설치되고, 그 작동 과정에서 발생되는 더운 열기를 프레 임(101)에서 냉각시킬 수 있도록 냉각부(130)가 프레임(101)에 설치된다.

상기 회전자(110)는 샤프트(102)와 연결되어 샤프트(102)의 회전 방향에 따라 회전자(110)가 회전된다.

이때, 상기 회전자(110)에 마주하도록 설치된 고정자코일이 구비된 고정자(111)를 프레임(101)의 내측에 고정 설치한다.

이때, 상기 회전자(110)와 고정자(111)에서 발생되는 열기를 냉각시킬 수 있는 냉각부(130)를 프레임(101)의 내측에 설치하는 것이다.

상기 냉각부(130)는 도 4와 같이 프레임 내측에 냉각수가 채워져 입출입이 될 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 상기 냉각부(130)는 도 5와 같이 유입구(132)와 유출구(133)가 프레임(101)의 외측에 돌출되도록 유로파이프(131)를 프레임(101)의 내측에 고정 설치한다.

그리고 상기 유로파이프(131)의 사이에 도 6과 같이 전동기의 내부 공기를 내측으로 유입시켜 고정자(111)의 열기를 빨리 식힐 수 있는 다수의 에어파이프(140)가 유로파이프(131)를 통과하도록 용접으로 고정 설치되는 것이다.

이와 같이 형성된 유도 발전기(100)는 도 5와 같이 샤프트(102)와 회전자(110)가 회전을 하면서 고정자(111)의 코일에 전기가 유도되고, 이 과정에서 회전자(110)와 고정자(111)에서 열기가 발산된다.

이때, 고정자(111)에서 발생되는 열기는 고정자 외측의 유로파이프에서 냉각이 이루어지며, 회전자측에서 발생되는 열기는 도 6과 같이 내부 공기로 전달되며, 상기 내부 공기는 유로파이프(131)에 설치되어진 에어파이프(140)를 통과하면서 유 로파이프(131)로 흐르는 냉각수로 전달되어 냉가시키는 것이다.

그러나 종래의 유도 발전기(100)의 문제점은 고정자(111)의 열기를 냉각시키는 냉각부(130)의 유로파이프(130)에 다수의 에어파이프(140)를 각각 용접시켜 고정 결합하기 때문에 에어파이프(140)의 갯수의 증가에 따라 비용 및 작업의 시간이 증가되는 문제점이 발생하게 되었다.

또한, 유로파이프(131)와 에어파이프(140)를 용접 결합하기 때문에 용접 작업의 잘못으로 인하여 유로파이프(131)에서 냉각수가 누수가 되며 이에 따라 풍력용 유도 발전기(100)의 유지 보수 비용 및 제작 비용이 증가되는 문제점이 발생하게 되었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 프레임의 내부의 더운 공기가 통풍구를 통해 프레임과 커버프레임의 사이를 원활하게 유동되면서 프레임 내부의 더운 공기를 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 만들어진 단순 구조로서 제작 공정 및 제작 비용을 절감할 수 있으며, 또한 통풍구의 내측의 유로파이프에 다수의 냉각핀을 고정 결합시켜 프레임의 내부의 열기를 신속하게 프레임의 외측으로 방출시킬 수 있도록 형성된 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 고안은, 회전자와 마주하도록 고정자를 프레임의 내측에 고정 결합하고, 상기 고정자에서 발생되는 열기를 냉각시킬 수 있도록 냉각부가 설치되는 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치에 있어서, 상기 냉각부가 설치되는 프레임의 외측에 커버프레임을 돌출되게 결합하고, 상기 프레임과 커버프레임이 서로 연통되게 통풍구를 구성하여 프레임의 내부의 더운 공기가 원활하게 유동되면서 냉각시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면 프레임의 내측에 유로파이프의 외측 둘레를 감싸듯이 에어파이프를 설치하여 구성된 냉각부를 형성하여 상기 유로파이프와 에어파이프를 별도의 용접 작업을 통해 결합하지 않아도되기 때문에 풍력용 유도 발전기의 제작 공 정 및 제작 비용을 절감할 수 있는 것과 동시에 유로파이프의 누수 현상을 방지하여 풍력용 유도 발전기의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 또한 프레임의 외측에 커버프레임을 결합하며, 상기 프레임과 커버프레임을 다수의 냉각핀이 결합된 통풍구를 이용하여 연통시켜 내부 공기의 열기를 유로파이프의 냉각수를 통하여 신속하게 방출 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안은 냉각부(3)가 설치되는 프레임(1)의 외측에 별도의 커버프레임(4)을 결합하여 프레임(1)의 내측에 존재하는 공기가 팬(35)에 의해 원활하게 유동되면서 냉각효율을 향상시켜 풍력용 유도 발전기(5)의 내구성을 강화할 수 있게 한 것이다.

상기 풍력용 유도 발전기(5)는 크게 고정자(21)와 회전자(2)를 서로 마주하도록 설치하고, 상기 회전자(2)와 고정자(21)의 동작시 발생되는 열을 냉각시켜주기 위한 냉각부(3)로 분리 구성한다.

그리고 이와 같이 분리 구성되는 풍력용 유도 발전기(5)는 프레임(1)의 내부에 베어링을 이용하여 샤프트(11)가 회전되도록 관통 결합한다.

상기 샤프트(11)에 자성체(23)가 구비된 회전자(2)를 결합시켜 상기 샤프트(11)의 회전 방향에 따라 회전자(2)가 프레임(1)의 내측에서 회전되도록 한다.

상기 회전자(2)의 회전에 의해 자성체(23)와 쇄교하면서 전기를 발생시키는 고정자코일(22)이 구비된 고정자(21)를 프레임(1)의 내측 둘레를 따라 고정 결합한다.

이때, 상기 회전자(2)와 고정자(21)가 작동할때 발생되는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 냉각부(3)를 프레임(1)에 고정 결합하는 것이다.

상기 냉각부(3)는 유로파이프(31)와 프레임(1)과 커버프레임(4) 사이의 도 1과 같이 통풍구(41)로 구성한다.

상기 유로파이프(31)는 도 2와 같이 유입구(32)와 유출구(33)가 프레임(1)의 외측으로 돌출되게 결합한다.

이와 같이 커버프레임(4)을 프레임(4)의 외측에 결합하므로서, 도 3과 같이 회전자(2)와 고정자(21)의 작동에 의해 발생되는 더운공기는 회전자(2)의 내측에 설치된 팬(35)에 의해 프레임과 프레임커버 사이의 냉각부(3)를 통과하면서 유로파이프의 냉각수에 의하여 프레임(1)의 내부의 더운 공기를 효율적으로 냉각시킬 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 통풍구(41)의 프레임(1)면에 다수의 냉각핀(42)을 고정 결합하여 내부 공기의 열기를 내포하고 있는 공기가 냉각핀(42)을 통해 신속하게 냉각되도록 한다.

이렇게 유로파이프(31)의 외측 프레임(1)과 프레임커버(4) 사이에 통풍구(41)를 형성하므로서, 기존의 통풍구를 형성하기 위한 에어파이프를 고정시키기 위한 별도의 용접 작업이 필요가 없으며, 이에 따라 유로파이프(31)의 형태가단순화되어 냉각수의 누수 위험성을 현저히 줄일 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안의 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치 단면도.

도 2는 본 고안의 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치의 부분 단면 사시도.

도 3은 본 고안의 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치의 부분 확대 단면도.

도 4는 종래의 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치의 사시도.

도 5는 종래의 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치의 단면도.

도 6은 종래의 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치의 부분 단면 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명>

1: 프레임, 2: 회전자,

3: 냉각부, 4: 커버프레임,

5: 유도 발전기, 11: 샤프트,

21: 고정자, 22: 고정자철심,

23: 회전자철심, 31: 유로파이프,

32: 유입구, 33: 유출구,

34: 에어파이프, 35: 팬,

41: 통풍구, 42: 냉각핀,

43: 경사부, 44: 냉각부재,

51: 날개부,

Claims

회전자와 마주하도록 고정자를 프레임의 내측에 고정 결합하고, 상기 고정자에서 발생되는 열기를 냉각시킬 수 있도록 냉각부가 설치되는 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치에 있어서,

상기 냉각부가 설치되는 프레임의 외측에 커버프레임을 결합하여 그 사이로 통풍구를 형성하여, 상기 프레임 내부의 더운 공기가 원활하게 유동되면서 냉각시킬 수 있도록 하며,

상기 프레임의 내측에 유로파이프를 형성하여 고정자측의 열을 냉각시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기 통풍구의 내측에 다수의 냉각핀을 결합한 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 풍력용 유도발전기의 수냉식 냉각장치.