KR20110006339A

KR20110006339A - A generator and a motor

Info

Publication number: KR20110006339A
Application number: KR1020090063925A
Authority: KR
Inventors: 김동언; 박기현; 이홍기; 정영규; 한홍식; 서형석
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2011-01-20
Also published as: KR101055009B1

Abstract

PURPOSE: A generator and a motor are provided to improve cooling efficiency by performing cooling at a place adjacent to internal elements. CONSTITUTION: A rotor(20) is pivotally installed. A stator(30) is formed in the outside of the rotor. A housing(40) comprises a cooling path(42). The cooling path cools the heat generated from the stator. The cooling path surrounds the outer circumference of the stator. A thermal conductive fill member(50) is inserted between the outer circumference of the stator and the housing.

Description

Generator and electric motor {A GENERATOR AND A MOTOR}

본 발명은 발전기 및 전동기에 관한 것으로, 상세하게는 냉각 장치를 구비하는 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a generator and an electric motor, and more particularly, to a generator having a cooling device.

일반적으로, 발전기는 전자기 유도 작용으로 기전력을 발생시켜 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치를 의미한다. In general, a generator refers to a device that generates electromotive force by electromagnetic induction to convert mechanical energy into electrical energy.

발전기는 원통 형상의 고정자와 상기 고정자의 내측 중공에 회전가능하게 수용되고 회전축이 결합되는 회전자를 포함하여 이루어진다. 그리고 고정자의 내측에는 코일이 슬롯에 권선되어 있고 회전자에는 영구자석이 결합되어 있다. 물론, 고정자에 영구자석이 결합되고 회전자에 코일이 권선되어 있는 것도 가능하다.The generator includes a cylindrical stator and a rotor rotatably received in the inner hollow of the stator and having a rotating shaft coupled thereto. A coil is wound around a slot inside the stator, and a permanent magnet is coupled to the rotor. Of course, it is also possible that the permanent magnet is coupled to the stator and the coil is wound around the rotor.

이러한 발전기는 회전자가 고정되는 회전축을 강제로 회전시켜, 회전자의 영구자석과 고정자의 코일 간의 전자기 유도 작용에 의해 기전력을 발전시킨다. 그리고, 이러한 기전력을 출력전압으로 하여 부하에 공급하게 된다.Such a generator forcibly rotates the rotating shaft on which the rotor is fixed, thereby generating electromotive force by electromagnetic induction between the permanent magnet of the rotor and the coil of the stator. Then, the electromotive force is supplied as an output voltage to the load.

한편, 전동기는 발전기와 유사한 구성으로 이루어지며, 고정자와 회전자 사이의 전자기 유도 작용을 이용하여 회전자 및 회전자의 회전축을 회전시키는 구성으로서, 발전기와 반대로 전기적 에너지를 이용하여 기계적 에너지로 변환하는 장 치이다.On the other hand, the electric motor is made of a similar configuration to the generator, and rotates the rotating shaft of the rotor and the rotor by using the electromagnetic induction action between the stator and the rotor, which converts into mechanical energy using electrical energy as opposed to the generator It is a device.

이와 같이 발전기 및 전동기가 구동하는 경우, 회전자의 고속 회전과 강한 자력으로 인해 온도가 상승하게 되는데, 이러한 온도의 상승은 발전기의 출력 밀도를 저하시키는 등 발전기의 동작 특성에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 발전기 및 전동기를 냉각시키기 위해 송풍 장치를 이용하여 온도를 낮추거나, 냉각수 등이 통과하는 유로를 구비하여 온도를 낮추도록 구성되었다.As such, when the generator and the motor are driven, the temperature rises due to the high speed rotation and the strong magnetic force of the rotor, and the increase in temperature greatly affects the operation characteristics of the generator, such as lowering the output density of the generator. Therefore, it is configured to lower the temperature by using a blower to cool the generator and the electric motor, or to lower the temperature by including a flow path through which cooling water passes.

다만, 종래의 경우 송풍 장치의 경우 공기에 의한 열교환이 이루어지는바 냉각 효율이 낮을 수 밖에 없고, 냉각수를 이용하는 경우에도 발전기 내측으로부터 이격된 위치에 유로를 형성하는 바 냉각 효율을 개선하는데 한계가 존재하였다.However, in the related art, in the case of the blower, since the heat exchange is performed by air, the cooling efficiency is inevitably low, and even in the case of using the cooling water, a flow path is formed at a position spaced apart from the inside of the generator. .

본 발명에서는 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 온도가 상승하는 내측 구성요소들과 인접한 위치에서 냉각을 진행하여 냉각 효율이 개선된 발전기 및 전동기를 제공하기 위함이다.In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the cooling is performed in a position adjacent to the inner components having a temperature rise to provide a generator and an electric motor with improved cooling efficiency.

상기한 본 발명의 목적은, 회전가능하게 설치되는 회전자, 상기 회전자의 외측에 형성되는 고정자, 상기 고정자의 외주면을 둘러싸면서, 상기 고정자에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉각 유로를 구비하는 하우징 그리고, 상기 고정자의 외주면과 상기 하우징 내주면 사이에 존재할 수 있는 미세 간극을 충전하여 열 접 촉 상태를 유지할 수 있도록, 상기 고정자의 외주면과 상기 하우징 사이에 가압된 상태로 삽입되는 열전도성 충전부재를 포함하는 발전기에 의해 달성될 수 있다.An object of the present invention described above, a housing having a cooling passage for cooling the heat generated in the stator while surrounding the outer peripheral surface of the rotor, the stator is formed rotatably installed, the stator formed on the outside of the rotor And a thermally conductive filling member inserted in a pressurized state between the outer circumferential surface of the stator and the housing to fill a microgap that may exist between the outer circumferential surface of the stator and the inner circumferential surface of the housing to maintain a thermal contact state. Can be achieved by a generator.

이때, 상기 충전부재는 상기 고정자의 외주면과 상기 하우징 사이에서 가압되면, 형상이 변하면서 상기 미세 간극을 충전하도록 연성이 좋은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.In this case, when the filling member is pressed between the outer circumferential surface of the stator and the housing, it is preferable that the filling member is made of a ductile material so as to fill the fine gap while changing the shape.

그리고, 상기 충전부재는 상기 고정자와 상기 하우징 사이에서 열 교환이 용이하게 이루어질 수 있도록 열전도성이 우수한 재질로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.The filling member may be made of a material having excellent thermal conductivity so that heat exchange between the stator and the housing can be easily performed.

이때, 상기 하우징은 내측에 적어도 하나 이상의 냉각 유로를 구비하고, 상기 냉각 유로는 각각 유입구 및 배출구를 구비하도록 구성될 수 있다.In this case, the housing may have at least one cooling passage therein, and each of the cooling passages may have an inlet and an outlet.

구체적인 일예로서, 상기 하우징 및 충전부재는 상기 고정자의 외주면과 유사한 직경을 갖는 실린더 형상으로 구성되며, 열박음 공정에 의해 상기 고정자의 외주면에 일체로 끼움 설치되는 것이 바람직하다.As a specific example, the housing and the filling member is configured in a cylindrical shape having a diameter similar to the outer peripheral surface of the stator, it is preferable to be integrally fitted to the outer peripheral surface of the stator by a shrink fit process.

이때, 상기 하우징은 열박음 공정시 직경이 미세하게 증가한 상태로 상기 고정자와 상기 충전 부재의 외측에 끼움 설치된 후 온도가 저하됨에 따라 직경이 다시 감소하며, 상기 충전부재는 상기 하우징의 직경이 감소함에 따라 가압되어 상기 고정자 외주면과 상기 하우징 사이의 미세 간극을 충전하도록 변형이 이루어진 상태로 삽입 설치되는 것이 가능하다.In this case, the housing is fitted to the outside of the stator and the filling member in a state in which the diameter is slightly increased during the shrink fit process, the diameter decreases again as the temperature decreases, and the filling member decreases in diameter of the housing. It is possible to be installed in a state in which the deformation is made to fill the micro-gap between the stator outer peripheral surface and the housing is pressed along.

다른 일 예로서, 상기 하우징은 복수개로 구비되어 상기 고정자의 외주면에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 충전부재 또한 각각의 하우징에 대응되도록 복수개 로 구비되도록 구성될 수도 있다.As another example, the housing may be provided in plural and detachably installed on the outer circumferential surface of the stator, and the charging member may be provided in plural to correspond to the respective housings.

이때, 상기 충전부재는 상기 하우징이 상기 고정자의 외주면에 결합시 가압되면서, 상기 고정자 외주면과 상기 하우징 사이의 미세 간극을 충전하도록 변형이 이루어진 상태로 삽입 설치되는 것이 바람직하다.In this case, the filling member is pressed when the housing is coupled to the outer circumferential surface of the stator, it is preferable that the installation is inserted in a state in which the deformation is made to fill a fine gap between the stator outer circumferential surface and the housing.

그리고, 상기 각각의 하우징은 내측에 각각의 냉각 유로를 구비하여, 상기 각각의 하우징에 따라 서로 다른 종류의 냉각 유체를 선택적으로 이용할 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, each of the housings may include a respective cooling flow path therein, and may be configured to selectively use different types of cooling fluids according to the respective housings.

이러한 각각의 예에서, 상기 열전도성 충전부재는 구리 또는 알루미늄 등 연성이 우수한 금속 재질로 구성되거나, 열전도성이 우수한 구리스 또는 컴파운드로 구성되는 것이 가능하다.In each of these examples, the thermally conductive filling member may be made of a metal material having excellent ductility, such as copper or aluminum, or may be made of copper or a compound having excellent thermal conductivity.

한편, 본 발명의 목적은 회전가능하게 설치되는 회전자, 상기 회전자의 외측에 형성되는 고정자, 상기 고정자의 외주면을 둘러싸면서, 상기 고정자에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉각 유로를 구비하는 하우징 그리고, 상기 고정자의 외주면과 상기 하우징 내주면 사이에 존재할 수 있는 미세 간극을 충전하여 열 접촉 상태를 유지할 수 있도록, 상기 고정자의 외주면과 상기 하우징 사이에 가압된 상태로 삽입되는 열전도성 충전부재를 포함하는 전동기에 의해서도 달성될 수 있다.On the other hand, an object of the present invention is a housing provided with a cooling passage for cooling the heat generated in the stator, the rotor is rotatably installed, the stator formed on the outside of the rotor, the outer peripheral surface of the stator; And a thermally conductive charging member inserted in a pressurized state between the outer circumferential surface of the stator and the housing to fill a micro gap that may exist between the outer circumferential surface of the stator and the inner circumferential surface of the housing so as to maintain a thermal contact state. It can also be achieved by

본 발명에 의할 경우, 냉각 기능을 수행하는 하우징과 고정자와의 열접촉 상태가 개선되는 바, 하우징에 의한 냉각 효율을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, the thermal contact state between the housing performing the cooling function and the stator is improved, and thus the cooling efficiency by the housing can be increased.

나아가, 본 발명에 따른 냉각 유로는 복수개의 독립된 유로를 구비하여 부위 별로 서로 다른 냉각 유체를 이용하는 것이 가능한 바, 고정자 외주면의 온도 분포에 따라 상이한 냉각 효율로 냉각을 진행하여 효과적인 온도제어가 가능하다.Furthermore, the cooling flow path according to the present invention includes a plurality of independent flow paths, and thus different cooling fluids can be used for each part. Accordingly, cooling is performed at different cooling efficiencies according to the temperature distribution of the outer circumferential surface of the stator, thereby enabling effective temperature control.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 발전기에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a generator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 실시예에서는 냉각 장치를 구비하는 발전기를 이용하여 본 발명을 설명하나, 본 발명은 전동기에 적용하는 것도 가능하다. 발전기는 전자기 유도 작용을 이용하여 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치인 것에 비해, 전동기는 유사한 구성 및 유사한 원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이다. 따라서, 본 발명은 동일한 기술적 원리를 이용한 냉각 장치를 구비하는 전동기를 제공할 수도 있음을 앞서 밝혀둔다.In the present embodiment, the present invention will be described using a generator having a cooling device, but the present invention can also be applied to an electric motor. Generators are devices that convert mechanical energy into electrical energy using electromagnetic induction, whereas electric motors are devices that convert electrical energy into mechanical energy using similar configurations and similar principles. Accordingly, it is noted above that the present invention may provide an electric motor having a cooling device using the same technical principle.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 발전기의 회전축과 나란한 종단면을 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발전기는 회전축(10), 상기 회전축(10)에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전자(20), 회전자(20)의 외측에 설치되는 고정자(30) 및 상기 구성요소를 외부로부터 보호하는 하우징(40)을 포함하여 구성될 수 있다.1 is a cross-sectional view showing a longitudinal section parallel to the axis of rotation of the generator according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the generator according to the present embodiment includes a rotating shaft 10, a rotor 20 rotatably installed by the rotating shaft 10, and a stator installed outside the rotor 20. 30) and a housing 40 to protect the component from the outside.

회전축(10)은 발전기의 내측 중심에 회전 가능하게 설치된다. 이때, 회전축(10)는 외부의 동력원(미도시)에 의해 회전이 이루어질 수 있다. 즉, 회전축(10)은 전기적 에너지로 전환하기 위한 기계적 에너지를 외부의 동력원으로부터 제공받는 역할을 수행한다.The rotating shaft 10 is rotatably installed at the inner center of the generator. In this case, the rotation shaft 10 may be rotated by an external power source (not shown). That is, the rotating shaft 10 serves to receive mechanical energy for conversion into electrical energy from an external power source.

회전자(20)는 상기 회전축(10)의 외주면 상에 고정 설치될 수 있다. 그리고, 외부의 동력원에 의해 회전축(10)이 회전하면, 회전축(10)과 함께 회전이 이루어진다. 이때, 회전자(20)의 둘레에는 코일(미도시)이 권선되어, 회전시 회전자 코일 상에는 교류가 유기되어 발전기 출력을 얻을 수 있다.The rotor 20 may be fixedly installed on the outer circumferential surface of the rotating shaft 10. When the rotary shaft 10 rotates by an external power source, the rotary shaft 10 rotates together with the rotary shaft 10. At this time, a coil (not shown) is wound around the rotor 20, and alternating current is induced on the rotor coil during rotation to obtain a generator output.

고정자(30)는 회전자(20)의 회전 반경의 외측으로 상기 회전자(20)를 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다. 구체적으로, 고정자(30)의 몸체는 다수개의 코어플레이트(미도시)가 적층되는 원통 형상으로 구비되는 것이 바람직하며, 회전자(20)는 상기 원통 형상의 내측에 회전 가능하게 설치된다. 고정자(30) 몸체의 내주면 상에는 다수개의 요크부(31)가 일정한 간격으로 형성되어, 상기 내주면을 따라 고정자 코일(32)이 권선될 수 있다.The stator 30 may be configured to surround the rotor 20 to the outside of the rotation radius of the rotor 20. Specifically, the body of the stator 30 is preferably provided in a cylindrical shape in which a plurality of core plates (not shown) are stacked, the rotor 20 is rotatably installed inside the cylindrical shape. A plurality of yoke portions 31 are formed at regular intervals on the inner circumferential surface of the stator 30 body, so that the stator coils 32 may be wound along the inner circumferential surface.

한편, 하우징(40)은 상기 고정자(30)의 외측에서 전술한 구성요소를 외부로부터 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 나아가, 상기 하우징(40)은 발전기 구동시 회전자(20)의 고속 회전과 강한 자력으로 인해 내부 공간 및 고정자(30) 몸체의 온도가 상승하는 것을 방지하도록 내부를 냉각시키는 역할을 수행하는 것이 바람직하다.On the other hand, the housing 40 may serve to protect the aforementioned components from the outside of the stator 30 from the outside. Furthermore, the housing 40 preferably serves to cool the interior to prevent the temperature of the internal space and the stator 30 from rising due to the high speed rotation and strong magnetic force of the rotor 20 when driving the generator. Do.

도 2는 도 1의 발전기의 회전축과 수직 방향의 종단면을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 하우징의 내부 단면을 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a longitudinal section in a direction perpendicular to the rotation axis of the generator of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an inner cross section of the housing of FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하우징(40)은 고정자(30)의 외주면과 맞닿은 상태로 외주면을 둘러싸도록 설치될 수 있다. 그리고, 도 2의 A에 도시된 바와 같이, 하우징(40) 내측에는 유체가 흐를 수 있는 냉각 유로(42)가 형성된다. 따라서, 상기 냉각 유로(42)를 따라 냉각수 등의 저온의 냉각 유체를 흘림으로서 발전기 내측을 냉각시키는 것이 가능하다.As shown in FIG. 2, the housing 40 of the present invention may be installed to surround the outer circumferential surface in contact with the outer circumferential surface of the stator 30. As shown in FIG. 2A, a cooling passage 42 through which a fluid can flow is formed inside the housing 40. Therefore, it is possible to cool the inside of the generator by flowing a low-temperature cooling fluid such as cooling water along the cooling passage 42.

구체적으로, 상기 하우징(40)은 냉각수 내부의 냉각 유로로 유입될 수 있는 유입구(41), 유입된 냉각수가 진행하는 냉각 유로(42), 그리고 냉각 유로(42)를 따라 진행하면서 열 교환이 이루어진 후 외부로 배출되기 위한 배출구(43)를 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the housing 40 is heat exchange is performed along the inlet port 41, which flows into the cooling channel inside the cooling water, the cooling channel 42 through which the introduced cooling water proceeds, and the cooling channel 42. It may be configured to include a discharge port 43 to be discharged to the outside after.

이때, 하우징(40)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 가능한 넓은 면적으로 냉각 유로(42)를 형성하도록 구성되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 냉각유로(42)는 하우징(40) 내측에서 회전축(10) 방향과 나란한 방향으로 형성되며, 하우징(40)의 양 단에서 유로가 절곡된 후 다시 회전축(10)과 나란한 방향으로 진행하도록 구성될 수 있다. 이러한 냉각 유로(42)는 원주 방향으로 촘촘하게 위치하도록 배열되며, 냉각 유로(42)를 구성하는 격벽을 비롯하여 각 냉각 유로(42) 사이에는 열 전도성이 우수한 재질로 충전되어 냉각 유로(42)가 형성되지 않은 부분에서도 고정자(30)의 외주면과 열교환이 용이하게 이루어질 수 있다. 전술한 바와 같이 본 실시예에서는 회전축(10)과 나란한 방향으로 냉각 유로(42)를 구성하였으나, 이는 일예로서 이와 다른 배열로 냉각 유로를 구성하는 것도 물론 가능하다.In this case, as shown in FIG. 3, the housing 40 is preferably configured to form the cooling channel 42 in the widest possible area. The cooling passage 42 of the present embodiment is formed in the direction parallel to the direction of the rotation axis 10 in the housing 40, the flow path is bent at both ends of the housing 40 and then proceeds in the direction parallel to the rotation axis 10 again. It can be configured to. The cooling passage 42 is arranged to be densely positioned in the circumferential direction, and the cooling passage 42 is formed by filling a material having excellent thermal conductivity between the cooling passages 42 and the partitions constituting the cooling passage 42. Even if the portion is not, heat exchange with the outer circumferential surface of the stator 30 can be easily performed. As described above, in the present embodiment, the cooling passage 42 is configured in a direction parallel to the rotation shaft 10, but it is also possible to configure the cooling passage in another arrangement as an example.

한편, 하우징의 냉각 유로(42)는 단일한 경로를 연속적으로 구성되는 것도 가능하나, 바람직하게는 복수개의 냉각 유로(42)로 구성되는 것이 바람직하다. 냉각 유로(42)를 흐르는 냉각수가 일정 구간 이상을 통과하면 열교환에 의해 온도가 상승하는 바, 나중에 통과하는 부분에서는 냉각 효율이 저하될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 실시예의 하우징(40)은 고정자(30)의 외주면을 따라 복수개의 냉각 유로(42)를 구비하며, 각각의 냉각 유로(42)에 대응하여 복수개의 유입구(41) 및 배출구(43)를 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the cooling passage 42 of the housing may be configured in a single path continuously, but preferably composed of a plurality of cooling passage 42. This is because when the cooling water flowing through the cooling passage 42 passes more than a predetermined section, the temperature rises due to heat exchange, so that the cooling efficiency may decrease in a portion passing later. Therefore, the housing 40 of the present embodiment includes a plurality of cooling passages 42 along the outer circumferential surface of the stator 30, and the plurality of inlets 41 and outlets 43 corresponding to the respective cooling passages 42. It is preferable to have a.

이 경우, 각각의 냉각 유로(42)에 냉각수 이외에도 액화질소 또는 헬륨 등의 다른 냉각 유체가 흐르도록 하여, 위치에 따라 서로 다른 효율로 냉각 기능을 수행하도록 제어하는 것도 가능하다.In this case, it is also possible to control other cooling fluids such as liquefied nitrogen or helium in addition to the cooling water in each cooling channel 42 to perform the cooling function at different efficiency depending on the position.

이처럼, 본 실시예에 따른 하우징(40)은 고정자(30)의 외주면과 맞닿은 상태로 내측에 구비된 냉각유로(42)를 이용하여 발전기 내측을 냉각한다. 이때, 하우징(40)과 고정자(30)가 맞닿도록 설치하더라도, 고정자(30)의 외경과 하우징(40) 내경의 형상 정밀도 및 접촉면의 표면 조도에 의해 하우징(40)과 고정자(30)를 완전히 밀착되지 않고 소정의 미세 간극이 발생할 수 있다. 이러한 공극은, 열 접촉 상태를 악화시켜 냉각 효율을 저하시킬 수 있다.As such, the housing 40 according to the present embodiment cools the inside of the generator by using the cooling passage 42 provided on the inside in contact with the outer circumferential surface of the stator 30. At this time, even if the housing 40 and the stator 30 are installed in contact with each other, the housing 40 and the stator 30 are completely formed by the shape accuracy of the outer diameter of the stator 30 and the inner diameter of the housing 40 and the surface roughness of the contact surface. Some fine gaps may occur without being in close contact. Such voids can deteriorate the thermal contact state and lower cooling efficiency.

따라서, 본 실시예에서는 고정자(30)의 외주면과 하우징(40)의 내주면 사이에 존재하는 미세 간극을 충전하여 열 접촉상태를 개선할 수 있도록, 상기 고정자(30)의 외주면과 하우징(40)의 내주면 사이에 삽입되는 충전부재(50)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.Therefore, in the present embodiment, the outer circumferential surface of the stator 30 and the housing 40 of the stator 30 and the housing 40 may be filled to fill a minute gap existing between the outer circumferential surface of the stator 30 and the inner circumferential surface of the housing 40. It is preferable to further comprise a filling member 50 inserted between the inner peripheral surface.

이때, 상기 충전부재(50)는 연성이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 고정자(30)의 외주면과 하우징(40)의 내주면 사이에 가압된 상태로 삽입되면, 프레스 공정을 수행하는 것과 같이 접촉면의 상태에 따라 간극을 충전시킬 수 있도록 형상이 변하면서 열 접촉 상태를 개선하는 것이 가능하다.At this time, the filling member 50 is preferably made of a material having excellent ductility. Therefore, when the state is inserted between the outer circumferential surface of the stator 30 and the inner circumferential surface of the housing 40 in a pressurized state, the thermal contact state is changed while changing the shape so as to fill the gap according to the state of the contact surface, such as performing a pressing process. It is possible to improve.

이 경우, 알루미늄 또는 구리와 같이 연성이 우수하면서도 동시에 열 전도성이 우수한 재질로 충전부재(50)를 구성하는 경우, 추가적인 부재가 삽입된다고 하더라도 용이하게 열 교환이 이루어지면서 냉각 효율을 개선하는 것이 가능하다. 다만, 상기 충전부재(50)는 미세 간극을 충전할 수 있을 정도로 얇은 두께를 이루도록 구성되는 것이 바람직하다.In this case, when the filling member 50 is composed of a material having excellent ductility and excellent thermal conductivity such as aluminum or copper, even if an additional member is inserted, it is possible to easily exchange heat and improve cooling efficiency. . However, the filling member 50 is preferably configured to have a thickness thin enough to fill the fine gap.

도 4는 도 1의 하우징의 결합 과정을 도시한 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하우징(40) 및 충전부재(50)는 실린더 형상으로 구성되며, 열박음 공정에 의해 고정자(30), 충전부재(50) 및 하우징(40)이 일체를 이루도록 끼움 설치되는 것이 바람직하다.4 is a schematic diagram illustrating a bonding process of the housing of FIG. 1. As shown in Figure 4, the housing 40 and the filling member 50 according to the present embodiment is configured in a cylindrical shape, the stator 30, the filling member 50 and the housing 40 by the shrink fit process It is preferable to be fitted to form this unity.

상기 하우징(40) 및 충전부재(50)는 상기 고정자(30)의 외주면과 유사한 크기의 내경을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 충전부재(50)는 고정자(30)의 외주면에 압입되어 끼움될 수 있다. 그리고, 하우징(40)은 외부 열원을 이용하여 가열한 후, 가열시 열팽창에 의해 내경이 미세하게 증가한 상태로 상기 고정자(30)와 충전부재(50)의 외측에 끼움이 이루어질 수 있다. 그리고, 설치가 이루어진 상태에서 온도가 저하됨에 따라 하우징(40)은 초기 형상으로 복원s대면서 내경 또한 다시 감소하게 된다. 이때, 하우징(40)의 내경이 감소하면서, 상기 충전부재(50)가 가압 된다. 이러한, 가압에 의해 충전부재는 고정자와 하우징 사이에서 프레스 되어 미세 간극을 충전하도록 변형이 이루어지게 는 것이다.The housing 40 and the filling member 50 may be formed to have an inner diameter similar to the outer circumferential surface of the stator 30. Here, the filling member 50 may be pressed into the outer peripheral surface of the stator 30 can be fitted. In addition, after the housing 40 is heated using an external heat source, the housing 40 may be fitted to the outside of the stator 30 and the filling member 50 in a state in which the inner diameter is finely increased by thermal expansion during heating. As the temperature is lowered in the installation state, the housing 40 is restored to its initial shape and the inner diameter is also decreased again. At this time, while the inner diameter of the housing 40 is reduced, the filling member 50 is pressed. By such pressing, the filling member is pressed between the stator and the housing so as to be deformed to fill a fine gap.

이와 같이 본 발명에 의할 경우, 열 전도성이 우수한 충전부재(50)를 이용하여 하우징(40)과 고정자(30) 사이에 존재하는 미세 간극이 제거되어 열 접촉성이 개선되는 바, 하우징(40)의 냉각 유로(42)에 의한 냉각 효율이 우수한 발전기를 제공하는 것이 가능하다.As described above, according to the present invention, by using the filling member 50 having excellent thermal conductivity, the micro gap existing between the housing 40 and the stator 30 is removed, thereby improving thermal contactability. It is possible to provide a generator which is excellent in cooling efficiency by the cooling flow path 42 of).

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 발전기의 하우징의 형상을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 하우징 결합 과정을 도시한 개략도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 대하여 설명하도록 한다.Figure 5 is a view showing the shape of the housing of the generator according to a second embodiment of the present invention, Figure 6 is a schematic diagram showing the housing coupling process of FIG. Hereinafter, a second preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

전술한 실시예에서는 하우징이 실린더 형상의 단일부재로 구성되어 고정자의 외주면에 형성된다. 다만, 발전기의 크기 및 제작상의 이유로 하우징을 단일부재로 구성하기 어려운 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 복수개의 하우징으로 구비되어, 고정자의 외주면에 각각 체결되도록 구성되는 발전기를 설명하도록 한다.In the above embodiment, the housing is formed of a single cylindrical member and formed on the outer circumferential surface of the stator. However, due to the size and manufacturing of the generator, it may be difficult to configure the housing as a single member. Therefore, in the present embodiment will be described with a generator provided with a plurality of housings, respectively configured to be fastened to the outer peripheral surface of the stator.

도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 하우징(40)은 부채꼴의 호의 단면을 갖는 부재로 구성될 수 있다. 이때, 각각의 하우징(40)의 내주면은 소정의 곡면을 이루도록 구성되어, 고정자(30)의 외주면에 체결되면서 고정자(30)의 외주면을 둘러싸도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 5, each housing 40 may be composed of a member having a circular arc cross section. In this case, the inner circumferential surface of each housing 40 may be configured to form a predetermined curved surface, and may be configured to surround the outer circumferential surface of the stator 30 while being fastened to the outer circumferential surface of the stator 30.

본 실시예에서도 각각의 하우징(40)은 냉각 기능을 수행할 수 있도록 내측에 냉각 유로(42)가 구성되며, 냉각수가 유입되는 유입구(41) 및 냉각수가 배출되는 배출구(43) 또한 각각 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 바와 같이 각각의 하우징(40)은 냉각수 이외에도 서로 다른 냉각 유체를 이용하여 발전기의 부위에 따라 서로 다른 냉각 효율을 갖도록 구성할 수 있다.In this embodiment, each housing 40 has a cooling passage 42 formed therein so as to perform a cooling function, and also includes an inlet 41 through which cooling water is introduced and an outlet 43 through which cooling water is discharged. It is preferable. In addition, as described above, each housing 40 may be configured to have different cooling efficiencies according to parts of the generator using different cooling fluids in addition to the cooling water.

한편, 각각의 하우징(40)을 고정자(30)의 외주면에 체결하는 경우, 상기 하우징(40)과 고정자(30) 사이에 별도의 충전부재(50)를 삽입한 상태로 체결하는 것이 바람직하다. 여기서, 충전부재(50)는 열전도성 및 연성이 우수한 재질로 구성되어, 하우징(40) 체결시 가압되면서 하우징(40)과 고정자(30)의 사이에 존재하는 미세 간극을 충전하는 역할을 수행할 수 있다.On the other hand, when each housing 40 is fastened to the outer circumferential surface of the stator 30, it is preferable to fasten in a state where a separate charging member 50 is inserted between the housing 40 and the stator 30. Here, the filling member 50 is made of a material having excellent thermal conductivity and ductility, and serves to fill a fine gap existing between the housing 40 and the stator 30 while being pressed when the housing 40 is fastened. Can be.

도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(40)은 고정자(30)의 외주면 상에 상기 충전부재(50)를 안착시킨 상태에서 상기 충전부재(50)의 외측으로 나사 결합에 의해 각각 체결될 수 있다. 이때, 하우징(40) 내주면의 곡률 반경은 하우징(40)의 외주면의 반경과 유사하도록 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 하우징(40)의 나사 결합이 진행됨에 따라 충전부재(50)는 고르게 가압되고, 전술한 바와 같이 하우징(40)과 고정자(30) 외면 사이에서 프레싱 되면서 미세 간극 등을 제거하도록 변형이 이루어진다.As shown in FIG. 6, the housing 40 may be fastened by screwing to the outside of the filling member 50 in a state where the filling member 50 is seated on the outer circumferential surface of the stator 30. . In this case, the radius of curvature of the inner peripheral surface of the housing 40 is preferably configured to be similar to the radius of the outer peripheral surface of the housing 40. Therefore, as the screwing of the housing 40 proceeds, the filling member 50 is evenly pressed, and as described above, the filling member 50 is pressed between the housing 40 and the outer surface of the stator 30 to be deformed to remove fine gaps. .

따라서, 충전부재(50)에 의해 하우징(40)과 고정자(30) 사이의 열 접촉 상태가 개선되는 바, 하우징(40)의 냉각 유로(42)에 의한 냉각 효율을 증가시키는 것이 가능하다.Therefore, since the thermal contact state between the housing 40 and the stator 30 is improved by the filling member 50, it is possible to increase the cooling efficiency by the cooling passage 42 of the housing 40.

다만, 본 실시예에서는 고정자의 원주 방향으로 나사 결합이 이루어지는 복수개의 하우징을 예를 들어 설명하였으나, 이는 일예로서 하우징의 배치 및 체결 방법에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이 외에도, 하우징을 다양하게 배치하는 것이 가능하며 체결 방식 또한 충전부재를 가압할 수 있는 상이한 방식으로 적용하여 실시하는 것이 가능하다.However, in the present embodiment has been described a plurality of housings that are screwed in the circumferential direction of the stator, for example, but this is not limited by the arrangement and fastening method of the housing as an example. In addition to this, it is possible to arrange the housing in various ways, and the fastening method can also be carried out by applying in different ways to press the filling member.

또한, 본 발명에서는 상기 충전부재의 일예로서 알루미늄 또는 구리 등의 열 전도성이 우수하고 연성이 좋은 금속을 이용하였으나, 이 이외에도 열 전도성이 좋은 구리스 또는 컴파운드 등의 다른 재질을 이용하여 실시하는 것도 가능하다.Further, in the present invention, as an example of the filling member, a metal having excellent thermal conductivity and good ductility, such as aluminum or copper, is used. In addition, other materials such as copper or compound having good thermal conductivity may be used. .

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 발전기의 회전축과 나란한 종단면을 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a longitudinal section parallel to the axis of rotation of the generator according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 발전기의 회전축과 수직 방향의 종단면을 도시한 단면도, Figure 2 is a cross-sectional view showing a longitudinal section in the direction perpendicular to the axis of rotation of the generator of Figure 1,

도 3은 도 1의 하우징의 내부 단면을 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing an internal cross section of the housing of FIG. 1;

도 4는 도 1의 하우징의 결합 과정을 도시한 개략도,4 is a schematic diagram illustrating a bonding process of the housing of FIG. 1;

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 발전기의 하우징의 형상을 도시한 도면이고,5 is a view showing the shape of the housing of the generator according to the second embodiment of the present invention,

도 6은 도 5의 하우징 결합 과정을 도시한 개략도이다. 6 is a schematic diagram illustrating a housing coupling process of FIG. 5.

Claims

A rotor rotatably installed;

A stator formed outside the rotor;

A housing having a cooling flow path for cooling heat generated in the stator while surrounding the outer circumferential surface of the stator; And,

And a thermally conductive filling member inserted in a pressurized state between the outer circumferential surface of the stator and the housing to fill a microgap that may exist between the outer circumferential surface of the stator and the inner circumferential surface of the housing so as to maintain a thermal contact state.

The method of claim 1,

When the filling member is pressed between the outer circumferential surface of the stator and the housing, the generator is characterized in that it is made of a ductile material so as to fill the fine gap while changing the shape.

The method of claim 2,

The charging member is characterized in that the generator is made of a material having excellent thermal conductivity to facilitate heat exchange between the stator and the housing.

The method of claim 3,

And the housing has at least one cooling passage therein, and each of the cooling passages has an inlet and an outlet.

The method of claim 3,

The housing and the filling member is configured in a cylindrical shape having an inner diameter similar to the outer circumferential surface of the stator, characterized in that the generator is integrally fitted to the outer circumferential surface of the stator by a shrink fit process.

The method of claim 5,

The housing is fitted to the outside of the stator and the filling member in a state in which the inner diameter is finely increased during the shrink fit process, and the inner diameter decreases again as the temperature decreases.

The charging member is pressurized as the inner diameter of the housing is reduced, the generator characterized in that the insertion is installed in a modified state to fill the micro-gap between the stator outer peripheral surface and the housing.

The method of claim 3,

The housing is provided with a plurality of detachable installation on the outer circumferential surface of the stator, characterized in that the generator is characterized in that a plurality is provided to correspond to each housing.

The method of claim 7, wherein

The charging member is a generator, characterized in that the insertion is installed in a state in which the deformation is made so as to fill the micro-gap between the outer peripheral surface and the stator while the housing is pressed to the outer peripheral surface of the stator.

The method of claim 7, wherein

The respective housings have respective cooling passages therein, so that different types of cooling fluids can be selectively used according to the respective housings.

The method of claim 3,

The thermally conductive filling member is characterized in that the generator is made of a flexible metal material such as copper or aluminum.

The method of claim 3,

The thermally conductive filling member is a power generation device, characterized in that composed of grease or compound having excellent thermal conductivity.

A rotor rotatably installed;

A stator formed outside the rotor;

And a thermally conductive charging member inserted in a pressurized state between the outer circumferential surface of the stator and the housing to fill a microgap that may exist between the outer circumferential surface of the stator and the inner circumferential surface of the housing to maintain a thermal contact state.