KR20130032828A

KR20130032828A - 전기 기계 모듈 냉각 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20130032828A
Application number: KR1020120103804A
Authority: KR
Inventors: 브래들리 디 체임벌린; 제임스 제이 래미; 알렉스 에스 크레비스톤
Original assignee: 레미 테크놀러지스 엘엘씨
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-04-02
Also published as: CN103023212A; US20130076166A1; EP2573911A2

Abstract

본 발명의 실시예는 전기 기계 모듈을 제공한다. 모듈은 기계 공동을 형성할 수 있는 하우징을 포함할 수 있다. 슬리브 부재는 제 1 축 방향 단부 및 제 2 축 방향 단부를 포함할 수 있다. 슬리브 부재는 제 1 냉각제 재킷, 그리고 실질적으로 제 1 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 1 축 방향 단부에 인접하여 슬리브 부재에 결합되는 제 1 밀봉 요소를 추가로 포함할 수 있다. 슬리브 부재는 제 2 냉각제 재킷, 그리고 실질적으로 제 2 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 2 축 방향 단부에 인접하여 슬리브 부재에 결합되는 제 2 밀봉 요소를 포함할 수 있다. 상기 모듈은, 제 1 냉각제 재킷 및 제 2 냉각제 재킷이 실질적으로 고정자 조립체 부분을 둘러싸도록 기계 공동의 내부에 배치되는 고정자 조립체를 포함할 수도 있다.

Description

전기 기계 모듈 냉각 시스템 및 방법{ELECTRIC MACHINE MODULE COOLING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 전기 기계 모듈 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다.

보통 하우징의 기계 공동의 내부에 내장되는 전기 기계는 일반적으로 고정자와 회전자를 포함한다. 일부 전기 기계의 경우, 고정자는 일반적으로 하우징의 내부에 전기 기계를 고정하기 위한 다양한 결합 기술을 사용하여 하우징에 고정될 수 있다. 일부 전기 기계의 작동 시에, 고정자와 회전자뿐만 아니라 전기 기계의 다른 구성 요소에 의해 열 에너지가 발생될 수 있다. 일부 전기 기계의 경우, 열 에너지 증가는 적어도 부분적으로 전기 기계의 작동에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명의 목적은 전기 기계 모듈 냉각 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 몇몇 실시예는 전기 기계 모듈을 제공한다. 모듈은 기계 공동을 형성할 수 있는 하우징을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 하우징은 적어도 하나의 단부 캡에 결합되는 슬리브 부재를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 상기 슬리브 부재는 제 1 축 방향 단부 및 제 2 축 방향 단부를 포함할 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재는 슬리브 부재의 일부의 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 제 1 냉각제 재킷을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 실질적으로 상기 제 1 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 제 1 축 방향 단부에 인접하여 제 1 밀봉 요소가 슬리브 부재에 결합될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재는 슬리브 부재의 일부의 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 제 2 냉각제 재킷을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 실질적으로 상기 제 2 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 2 축 방향 단부에 인접하여 제 2 밀봉 요소가 슬리브 부재에 결합될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 고정자 조립체를 포함하는 전기 기계는 적어도 부분적으로 기계 공동의 내부에 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 기계는, 제 1 냉각제 재킷 부분과 제 2 냉각제 재킷 부분이 고정자 조립체의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 위치 설정될 수도 있다.

본 발명의 몇몇 실시예는 전기 기계 모듈을 제공한다. 모듈은 기계 공동을 형성할 수 있는 하우징을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 하우징은 적어도 하나의 단부 캡에 결합되는 슬리브 부재를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 상기 슬리브 부재는 제 1 축 방향 단부 및 제 2 축 방향 단부를 포함할 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재는 슬리브 부재의 일부의 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 제 1 냉각제 재킷 및 제 2 냉각제 재킷을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 제 2 냉각제 재킷은 제 1 냉각제 재킷에 적어도 부분적으로 축 방향으로 인접할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재는 실질적으로 제 1 냉각제 재킷 부분과 제 2 냉각제 재킷 부분 사이에 배치되는 중앙 영역을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역은 슬리브 부재의 일부를 관통하여 원주 방향으로 배치되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 고정자 조립체를 포함하는 전기 기계는 적어도 부분적으로 기계 공동의 내부에 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 기계는, 제 1 냉각제 재킷 부분과 제 2 냉각제 재킷 부분이 고정자 조립체의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 위치설정될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 전기 기계의 구성 요소로부터 발생하는 열을 효과적으로 외부로 전달하여 전기 기계의 냉각 효과를 달성할 수 있는 전기 기계 모듈 냉각 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 기계 모듈을 도시한 등각투상도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 기계 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 기계 모듈의 일부를 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 도 1의 전기 기계 모듈의 일부를 도시한 부분 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 부재를 도시한 등각투상도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 부재의 일부를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 부재를 도시한 등각투상도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징의 일부를 도시한 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 부재의 일부를 도시한 등각투상도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 부재의 와이어 프레임 등각투상도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징의 일부를 도시한 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징의 일부를 도시한 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 부재를 도시한 등각투상도이다.
도 13은 도 12의 슬리브 부재를 확대 도시한 등각투상도이다.
도 14는 도 12의 슬리브 부재의 일부를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 기계 모듈의 일부를 도시한 도면이다.

본 발명의 임의의 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 그 용례가 아래의 설명에 개시되거나 첨부 도면에 예시된 바와 같은 구성 요소의 구성 및 배치에 있어서의 세부 사항으로만 제한되는 것은 아님이 이해될 것이다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하며, 다양한 방식으로 실시 또는 수행될 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에 사용되고 있는 어법 및 용어는 설명의 목적으로 주어진 것으로서 본 발명을 제한하는 의미로 간주되는 것은 아님이 이해될 것이다. 본 명세서에 있어서, "포함하는", "이루어지는" 또는 "구비하는" 및 그 외 다른 변형 의미를 사용하는 것은, 이하의 설명에서 나열되는 항목 및 그 등가물뿐만 아니라 그 외 다른 추가적인 항목을 모두 포함함을 의미한다. 달리 명시되어 있지 않거나 제한되지 않은 한, 용어 "장착되는", "연결되는", "지지되는" 및 "결합되는" 및 그 외 다른 변형은 광범위하게 사용되어, 직접적인 그리고 간접적인 장착부, 연결부, 지지부 및 결합부를 포괄하는 의미로 사용된다. 또한, "연결되는" 및 "결합되는"은 물리적인 또는 기계적인 연결부 또는 결합부로만 한정되는 것은 아니다.

아래의 논의는 당업자로 하여금 본 발명의 실시예를 제작 및 사용할 수 있도록 하기 위하여 제공된 것이다. 당업자라면 예시된 실시예에 대한 다양한 수정예를 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 본 명세서에서의 포괄적인 원리들은 본 발명의 실시예의 범위를 벗어남이 없이 기타 다른 실시예 및 용례에 적용될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 도시된 실시예로 제한되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리 및 특징과 일치하는 가장 광범위한 범위에 따르는 것이다. 아래의 상세한 설명은 서로 다른 여러 도면에 걸쳐 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 부여되어 있는 도면을 참조하여 읽어야 한다. 이들 도면은 반드시 축척대로 도시되어야 하는 것은 아니며, 선택된 일부 실시예를 예시한 것으로서, 본 발명의 실시예의 범위를 제한할 의도가 있는 것은 아니다. 당업자라면 본 명세서에 제공된 예들이 본 발명의 실시예의 범위에 속하는 다수의 유용한 변형예를 포함함을 알 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 기계 모듈(10)이 도시되어 있다. 모듈(10)은 슬리브 부재(14)와, 제 1 단부 캡(16), 그리고 제 2 단부 캡(18)으로 구성되는 하우징(12)을 포함할 수 있다. 전기 기계(20)는 적어도 부분적으로 슬리브 부재(14)와 단부 캡(16, 18)에 의해 형성되는 기계의 공동(22)의 내부에 수용될 수 있다. 예를 들어, 슬리브 부재(14)와 단부 캡(16, 18)은 기계 공동(22)의 내부의 전기 기계(20)의 적어도 일부를 에워싸도록 통상적인 체결구(17) 또는 다른 적당한 결합 방법을 통해 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 하우징(12)이 실질적으로 원통형의 캐니스터(canister)와 단일 단부 캡(도시하지 않음)으로 구성될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서는, 슬리브 부재(14)와 단부 캡(16, 18)을 포함하는 모듈 하우징(12)은, 이로만 제한되는 것은 아니지만, 알루미늄이나 일반적으로 전기 기계의 작동 온도를 견딜 수 있는 재료와 다른 금속 및 열 전도 특성을 갖출 수 있는 재료 등으로 일반적으로 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 하우징(12)이 주조, 성형, 압출 및 그 외 다른 유사한 제조 방법을 포함하는 다양한 방법을 사용하여 제조될 수도 있다.

전기 기계(20)는 회전자 조립체(24), 고정자 단부 권선(28)을 포함하는 고정자 조립체(26), 그리고 베어링(30)을 포함할 수 있으며, 샤프트(34)를 중심으로 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 고정자 조립체(26)는 실질적으로 회전자 조립체(24)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 회전자 조립체(24)는 회전자 허브(32)를 또한 포함할 수도 있고, "허브리스(hub-less)" 구조(도시하지 않음)를 가질 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 전기 기계(20)는 모듈 하우징(12)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 전기 기계(20)가 하우징(12)의 내부에 끼워질 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 기계(20)는 기계(20)와 하우징(12)을 적어도 부분적으로 작동 가능하게 결합할 수 있는 억지 끼워 맞춤, 수축 끼워 맞춤, 또는 그 외 다른 유사한 마찰 기반 끼워 맞춤을 사용하여 하우징(12)의 내부에 끼워질 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 고정자 조립체(26)가 모듈 하우징(12)의 내부에 수축 끼워 맞춤될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서는, 이러한 끼워 맞춤에 의해 고정자 조립체(26)가, 그리고 결과적으로 전기 기계(20)가 축 방향 및 원주 방향 양자 모두로 적어도 부분적으로 고정될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 전기 기계(20)의 작동 동안, 고정자 조립체(26)와 모듈 하우징(12)의 사이의 끼워 맞춤은 적어도 부분적으로 고정자 조립체(26)로부터 모듈 하우징(12)으로 토오크를 전달하는 역할을 할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 이러한 끼워 맞춤의 결과, 일반적으로 모듈(10)이 보유하는 토오크의 크기가 증가될 수도 있다.

전기 기계(20)는, 이로만 제한되는 것은 아니지만, 하이브리드 전기 모터, 전기 발전기, 또는 차량용 교류 발전기와 같은 전기 모터일 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 전기 기계(20)는 하이브리드 차량 용례에 사용하기 위한 고전압 헤어핀(HVH: High Voltage Hairpin) 전기 모터이거나 내부 영구 자석 전기 모터일 수도 있다.

이로만 제한되는 것은 아니지만, 회전자 조립체(24), 고정자 조립체(26), 그리고 고정자 단부 권선(28)과 같은 전기 기계(20)의 구성 요소는 전기 기계(20)의 작동 동안 열을 발생시킬 수도 있다. 전기 기계(20)의 성능 및 수명을 증대시키기 위하여 이들 구성 요소가 냉각될 수도 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 하우징(12)에 냉각제 재킷(36)이 마련될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 하우징(12)은 내벽(38)과 외벽(40)을 포함할 수도 있으며, 실질적으로 이들 벽(38, 40)의 적어도 일부의 사이에 냉각제 재킷(36)이 배치될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 기계 공동(22)은 적어도 부분적으로 내벽(38)에 의해 형성될 수도 있다[예를 들어, 하우징(12)의 각각의 구성 요소는 내벽(38)의 일부를 포함할 수도 있음]. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)은 실질적으로 전기 기계(20)의 적어도 일부를 둘러쌀 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)은 실질적으로, 고정자 단부 권선(28)의 일부를 포함하는 고정자 조립체(26)의 외측 둘레 중 적어도 일부를 둘러쌀 수도 있다.

또한, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)은 변속기 오일, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜/물의 혼합물, 물, 오일, 엔진 오일, 가스, 미스트(mist), 또는 유사한 물질을 포함할 수도 있는 냉각제를 수용할 수도 있다. 냉각제 재킷(36)은, 냉각제가 냉각제 재킷(36)으로 분산되기 전에 또는 분산됨에 따라 냉각제를 가압할 수 있는 냉각제 공급원(도시하지 않음)과 유체 연통할 수 있으므로, 가압 냉각제가 냉각제 재킷(36)을 통과하여 순환할 수도 있다.

또한, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)이 기계 공동(22)과 유체 연통할 수 있도록 내벽(38)에 냉각제 개구(42)가 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 개구(42)는 실질적으로 고정자 단부 권선(28)에 인접하여 배치될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 가압 냉각제가 냉각제 재킷(36)을 통과하여 순환함에 따라, 냉각제의 적어도 일부가 냉각제 개구(42)를 통해 냉각제 재킷(36)에서 빠져 나와 기계 공동(22)에 유입될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제가 고정자 단부 권선(28)과 접촉할 수도 있어, 적어도 부분적인 냉각을 달성할 수도 있다. 냉각제 개구(28)에서 빠져나온 후, 냉각제의 적어도 일부는 기계 공동(22)을 통과하여 유동할 수 있고 모듈(10)의 다양한 구성 요소와 접촉할 수도 있어, 몇몇 실시예에 있어서, 모듈(10)의 적어도 부분적인 냉각을 달성할 수도 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 냉각제 재킷(36)은 복수 개의 구성으로 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 적어도 일부는 고정자 조립체(26)의 축 방향 길이와 실질적으로 유사한 거리로 슬리브 부재(14)를 통과하여 연장될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 일부의 축 방향 길이는, 고정자 단부 권선(28)을 포함하는 고정자 조립체(26)의 축 방향 길이와 적어도 동일한 거리로 연장될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 일부는 냉각을 위해 제조자 및/또는 최종 사용자가 소망하는 바와 같이 보다 길거나 또는 짧은 축 방향 길이로 연장될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 일부는 또한, 적어도 하나의 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36)의 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)가 고정자 단부 권선(28) 중 적어도 하나와 실질적으로 인접할 수 있도록 내벽(38)의 일부 영역이 실질적으로 반경 방향으로 함몰 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)는 고정자 단부 권선(28) 중 하나 또는 양 고정자 단부 권선(28) 모두와 인접하도록 배치될 수도 있으며, 또는 어느 고정자 단부 권선(28)과도 인접하지 않도록 배치될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)은 고정자 단부 권선(28) 중 적어도 하나의 외경부 중 적어도 일부의 둘레에 실질적으로 연속적으로 형성되는 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)를 포함할 수도 있다[다시 말해, 고정자 단부 권선(28) 중 적어도 하나의 일부의 둘레에 반경 방향 내측으로 연장되는 연속적인 연장부를 포함할 수도 있음]. 그 외 다른 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)은 고정자 단부 권선(28) 중 적어도 하나의 세트의 외경부(27)의 적어도 일부의 둘레에 배치되는, 실질적으로 별개의 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부들(44)을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 하우징(12)은 적어도 두 개의 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 하우징(12)은 실질적으로 축 방향 중앙 위치에서 함께 결합되는 두 개의 절반부로 구성됨으로써, 하우징(12)의 각각의 절반부가 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)를 포함할 수 있으며, 전기 기계(20)가 실질적으로 이들 두 개의 절반부의 사이에 배치될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 고정자 단부 권선(28)은 일반적으로 고정자 조립체(26)보다 외경이 작을 수도 있으며, 결과적으로, 고정자 단부 권선(28)과 냉각제 재킷(36) 사이의 간격이 보다 클 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 실질적으로 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)를 채용하지 않는 실시예들에 비해, 냉각제 재킷(36)의 반경 방향 내측으로 연장되는 연장부(44)로 인해 냉각제 중 일부가 고정자 단부 권선(28)에 비교적 보다 가깝게 순환할 수 있음에 따라 모듈(10)의 냉각을 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제와 열 에너지 차단 영역[즉, 고정자 단부 권선(28)] 사이의 거리가 일반적으로 최소화됨으로써, 일반적으로 열 에너지 전달 효과를 증대시킬 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14) 및/또는 냉각제 재킷(36)이 다른 구성으로 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 적어도 부분적으로 주조 공정을 사용하여 형성될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 다이-캐스팅(die casting) 공정[예를 들어, 오픈-앤드-클로즈(open-and-close) 주조 공정]을 사용하여 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 다른 형태의 슬리브 부재(14)의 제조와 비교하여 비용 및 복잡성이 적어도 부분적으로 감소된 슬리브 부재(14)를 얻을 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36)이 본 발명의 다른 실시예와 실질적으로 유사하게 배치되도록 슬리브 부재(14)가 형성(예컨대, 주조됨)될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36)이 다른 형태로 구성되도록 슬리브 부재(14)가 형성될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 하나 이상의 냉각제 재킷(36)을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는, 하나 이상의 냉각제 재킷(36)이 슬리브 부재(14)의 내부에 적어도 부분적으로 배치될 수 있도록 형성될 수도 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 슬리브 부재(14)가 하나가 넘는 냉각제 재킷(36)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 슬리브 부재(14)가 두 개의 냉각제 재킷(36)을 포함할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36)이 실질적으로 서로 축 방향으로 인접할 수도 있다. 더욱이, 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서 냉각제 재킷(36)은 서로 유체 유동 가능하게 연결될 수도 있긴 하지만, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36)이 실질적으로 서로에 대해 밀봉될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 적어도 두 개의 냉각제 재킷(36)을 포함하도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 전술한 바와 같이 다이 캐스팅 공정에 의해 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)의 제조 공정 동안 냉각제 재킷(36)의 적어도 일부를 형성하기 위하여 적어도 두 개의 코어(core)(도시하지 않음)가 다이(die)와 함께 사용될 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36) 중 적어도 일부가 실질적으로 슬리브 부재(14)의 형성 이후에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)가 형성될 수도 있으며(예를 들어, 주조, 성형 등을 통해 형성됨), 실질적으로 슬리브 부재(14)의 형성 이후에 냉각제 재킷(36)이 슬리브 부재(14) 내에 기계 가공될 수도 있다.

또한, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 실질적으로 유사한 방식으로 형성되는 단일 냉각제 재킷(36)(도시하지 않음)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)의 축 방향 길이는 두 개의 냉각제 재킷(36)을 형성하기에는 실질적으로 충분하지 않을 수도 있다. 이에 따라, 몇몇 실시예에 있어서는, 슬리브 부재(14)가 다른 실시예에서와 유사한 방식으로 구성 및 배치되는 단일 냉각제 재킷(36)을 포함할 수도 있다. 더욱이, 하나가 넘는 냉각제 재킷(36)[예를 들어, 두 개의 냉각제 재킷(36)]에 대한 참조 설명을 포함하여 추가적인 참조 설명이 제공될 수도 있긴 하지만, 이러한 참조 설명은 단일 냉각제 재킷(36)을 채용하는 실시예를 포함하는 의미로 해석되어야 한다. 다른 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 개수, 크기, 구성 및 다른 지표는 기계의 성능 요건, 모듈 크기 관련 제약, 그리고 제조자 및/또는 사용자와 관련된 임의의 다른 고려 사항에 따라 변할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)은 폭이 변할 수 있도록 배향될 수도 있다. 단지 예로서, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 축 방향으로 더 외측에 있는 부분이 냉각제 재킷(36)의 축 방향으로 더 내측에 있는 부분보다 반경 방향 폭이 클 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)와 냉각제 재킷(36)이 형성된 이후(예를 들어, 주조를 통함), 형성된 슬리브 부재(14)로부터 코어를 제거하기 위해서는, 축 방향 외측 부분의 폭이 보다 클 필요가 있을 수도 있다[예를 들어, "드래프트(draft)"의 생성을 위함]. 그 결과, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36)의 일부 부분의 폭이 냉각제 재킷(36)의 다른 부분의 폭보다 클 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나는 실질적으로 폭이 균일할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14) 및/또는 냉각제 재킷(36)의 축 방향 단부는 실질적으로 개방될 수도 있다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 축 방향 측면은 재킷(36)이 형성될 수 있는 방식(예를 들어, 주조 공정 동안의 코어의 사용을 통함)에 따라 실질적으로 밀봉되지 않을 수도 있다. 결과적으로, 몇몇 실시예에 있어서, 소정 량의 냉각제가 축 방향 단부에서 냉각제 재킷(36)을 빠져나가지 못하도록 실질적으로 냉각제 재킷(36)의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여, 적어도 하나의 밀봉 요소(46)가 슬리브 부재(14)에 결합될 수 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각제 재킷(36)의 축 방향 단부가 밀봉 요소(46)에 의해 실질적으로 밀봉될 수도 있다. 도 4 및 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46)는 실질적으로 냉각제 재킷(36)을 밀봉하도록 슬리브 부재(14)의 일부의 내부에 끼워지도록 구성 및 배치될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는, 냉각제 재킷(36)에 바로 인접하며, 실질적으로 슬리브 부재(14)를 둘러싸고 있는 환경과 냉각제 재킷(36) 사이에 배치되는 홈(48)을 포함할 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서는, 슬리브 부재(14)의 축 방향 양측이, 실질적으로 냉각제 재킷(36)을 밀봉하기 위해 적어도 하나의 밀봉 요소(46)를 수용하도록 치수로 형성될 수 있는 홈(48)을 포함할 수도 있다.

다른 실시예에 있어서 밀봉 요소(46)가 슬리브 부재(14) 및/또는 홈(48)과 대응하는 임의의 다른 형상으로 형성될 수도 있긴 하지만, 몇몇 실시예에 있어서는 밀봉 요소(46)가 실질적으로 환형으로 형성될 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서는 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나가 단일 유닛일 수도 있지만, 다른 실시예에 있어서는 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나는, 밀봉 요소(46)를 형성하도록 함께 결합되는 복수 개의 하위 유닛으로 이루어질 수도 있다.

또한, 몇몇 실시예에 있어서, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 밀봉 요소(46)의 원주 방향 길이는 냉각제 재킷(36)의 원주 방향 길이와 실질적으로 유사할 수도 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나의 원주 방향 길이는 슬리브 부재(14)의 원주 방향 길이와 실질적으로 유사할 수도 있다[예를 들어, 해당 밀봉 요소(46)는 슬리브 부재(14)의 축 방향 단부의 전체 원주면 둘레에 걸쳐 연장된다]. 몇몇 실시예에 있어서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나의 원주 방향 길이가 슬리브 부재(14)의 원주 방향 길이보다 작을 수도 있으며, 일반적으로 "u"-자형으로 형성될 수도 있다(즉, 환형이 아닐 수도 있음). 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)의 제 1 축 방향 측면(50)에 마련되는 밀봉 요소(46)는 슬리브 부재(14)의 제 1 축 방향 측면(50)의 원주면 둘레에 걸쳐 연장될 수도 있으며, 슬리브 부재(14)의 제 2 축 방향 측면(50)에 마련되는 밀봉 요소(46)는 슬리브 부재(14)의 제 2 축 방향 측면(50)의 원주 방향 길이보다 짧은 거리에 걸쳐 연장될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46)는 상이한 형태로 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 도 4 및 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 밀봉 요소(46)는 홈(48)의 내부에 끼워질 수 있는 실질적으로 금속 재료 및/또는 중합체 재료로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나는 슬리브 부재(14)의 내부에 및/또는 슬리브 부재에 억지 끼워 맞춤되거나 마찰 끼워 맞춤될 수도 있거나, 또는 그 외 다른 방식으로 슬리브 부재의 내부에 및/또는 슬리브 부재(14)에 결합될 수도 있다. 단지 예로서, 몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46)는 실질적으로 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나를 밀봉하도록 홈(48)의 내부에 억지 끼워 맞춤될 수 있는 금속제 조성물(예를 들어, 알루미늄)을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46)는 용접 구조체[예를 들어, 냉각제 재킷(36)이 실질적으로 밀봉되도록 홈(48)이 용접됨], O-링 및 가스켓 구성일 수도 있거나, 또는 냉각제 재킷(36)의 적어도 일부를 밀봉할 수 있는 임의의 다른 구조체일 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)의 제 1 축 방향 측면(50) 및 제 2 축 방향 측면(52) 상의 밀봉 요소(46)는 전술한 밀봉 요소(46) 중 어느 것의 구성의 임의의 조합으로 상이한 구성의 밀봉 요소(46)를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나는 O-링(54)을 수용하도록 구성 및 배치될 수도 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나의 적어도 일부에는, O-링(54)의 적어도 일부를 수용하도록 구성 및 배치될 수도 있는 밀봉 홈(56)이 마련될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)의 축 방향 측면(50, 52)에 각각 O-링(54)이 마련될 수도 있도록 하는 방식으로 밀봉 요소(46)에 밀봉 홈(56)이 형성될 수도 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 밀봉 요소(46)가 슬리브 부재(14)의 축 방향 단부(50, 52)의 원주면에 걸쳐 연장되지 않는 경우, O-링(54)이 슬리브 부재(14)의 전체 원주면에 걸쳐 연장될 수 있도록 슬리브 부재(14)의 적어도 일부에 밀봉 홈(56)이 마련될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서는, 밀봉 홈(56)의 적어도 일부의 내부에 O-링(54)이 배치된 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(12)의 적어도 일부를 형성하도록, 전술한 바대로, 단부 캡(16, 18)이 슬리브 부재(14)에 결합될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, O-링(54)은 적어도 부분적으로 기계 공동(22)을 밀봉하도록 기능할 수도 있다.

또한, 몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46) 중 적어도 하나의 적어도 일부는 복수 개의 O-링(54)을 수용하도록 구성 및 배치될 수도 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 밀봉 요소(46)의 적어도 일부에 하나가 넘는 밀봉 홈(56)이 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 밀봉 요소(46)의 적어도 일부에 세 개의 밀봉 홈(56)이 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 밀봉 요소(46) 중 하나의 적어도 일부의 반경 방향 내측면 및 반경 방향 외측면에 하나 이상의 밀봉 홈(56)이 형성될 수도 있으며, 이들 밀봉 홈(56)은 적어도 하나의 O-링(54) 또는 다른 결합 재료(예를 들어, 땜질 재료, 땜납, 용접 재료, 접착제 등)를 수용하도록 구성 및 배치될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 밀봉 요소(46)가 홈(48)의 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 경우 냉각제 재킷(36)이 실질적으로 밀봉될 수 있도록 O-링(54)이 밀봉 홈(56) 중 하나 이상의 내부에 적어도 부분적으로 배치될 수도 있다.

도 4, 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)은 실질적으로 서로에 대하여 밀봉될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 냉각제 재킷(36)의 적어도 일부를 실질적으로 서로에 대하여 밀봉할 수도 있는 중앙 영역(58)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 도 4, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 중앙 영역(58)은 슬리브 부재(14)에 대하여 실질적으로 축 방향 중앙 위치에 배치될 수도 있다[예를 들어, 실질적으로 두 개의 냉각제 재킷(36)의 사이에 배치될 수도 있음]. 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)은 실질적으로 하우징(12)의 내벽(38)과 외벽(40)의 사이에 배치될 수도 있다[예를 들어, 내벽(38)과 외벽(40)을 연결하도록 배치될 수도 있음]. 또한, 다른 실시예에 있어서 중앙 영역(58)이 슬리브 부재(14)의 원주면의 일부 둘레에 걸쳐 연장될 수도 있긴 하지만, 몇몇 실시예에 있어서는 중앙 영역(58)이 슬리브 부재(14)의 원주면에 걸쳐 연장될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)이 복수 개의 구성으로 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)은 실질적으로 일정한 크기로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)은 냉각제 재킷(36)들 사이에 대체로 일정한 치수의 다각형 구조체(예를 들어, 직사각형 구조체)를 포함할 수도 있다. 결과적으로, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제가 냉각제 재킷(36)들 사이에서 상호 교차 순환되지 않도록 중앙 영역(58)은 2개의 냉각제 재킷(36) 사이에서 배리어(barrier)로서 실질적으로 기능할 수 있다. 예컨대 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)이 실질적으로 서로에 대하여 밀봉되도록[예를 들어, 재킷(36)들 사이에서 냉각제가 실질적으로 상호 교차 순환되는 것을 방지하도록] 중앙 영역(58)이 슬리브 부재(14)의 제조 공정 동안 코어들 사이에 형성되는 공간에서 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)은, 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 냉각제 재킷(36)을 유체 유동 가능하게 연결하도록 중앙 영역(58)을 통과하여 적어도 부분적으로 축 방향으로 배치되는 적어도 하나의 채널을 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)이 다른 구성으로 형성될 수도 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)은 적어도 제 1 영역(60)과 제 2 영역(62)을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서는, 중앙 영역(58)이 복수 개의 제 1 영역(60)과 복수 개의 제 2 영역(62)을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)은 실질적으로 원주 방향으로 번갈아 배치되는 패턴으로 구성 및 배치되는 복수 개의 제 1 영역(60) 및 제 2 영역(62)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 내부 원주면의 적어도 일부의 둘레에서[예를 들어, 실질적으로 냉각제 재킷(36)들 사이에서], 제 1 영역(60)과 제 2 영역(62)이 내부 원주면의 적어도 일부의 둘레에 번갈아 배치되도록 중앙 영역(58)이 구성될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 제 1 영역(60)의 적어도 일부는 제 2 영역(62)의 적어도 일부와 상이한 구성으로 형성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 제 1 영역(60)의 적어도 일부의 축 방향 폭 및 원주 방향 길이가 제 2 영역(62)의 적어도 일부의 축 방향 폭 및 원주 방향 길이보다 작을 수도 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 제 1 영역(60)의 축 방향 두께가 제 2 영역(62)의 축 방향 두께보다 작을 수도 있다. 결과적으로, 몇몇 실시예에 있어서, 제 2 영역(62)의 축 방향 두께가 보다 크게 형성됨에 따라, 제 2 영역(62)은 적어도 부분적으로 슬리브 부재(14)를 구조적으로 지지할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 제 1 영역(60)도 슬리브 부재(14)를 구조적으로 또한 지지할 수 있다.

또한, 몇몇 실시예에 있어서, 제 1 영역(60)의 축 방향 두께가 더 작게 형성됨에 따라 적어도 부분적으로 슬리브 부재(14)의 추가 수정이 가능할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)들 사이의 유체 연통이 가능하도록 적어도 하나의 냉각제 채널이 제 1 영역(60)의 일부를 관통하여 적어도 부분적으로 축 방향으로 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 각각의 제 1 영역(60)은 냉각제 재킷(36)들 사이의 유체 연통이 가능하도록 축 방향으로 배치되는 적어도 하나의 냉각제 채널을 포함할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서, 제 2 영역(62)은 실질적으로 축 방향으로 관통하여 배치되는 적어도 하나의 냉각제 채널을 포함할 수도 있다[예를 들어, 제 1 영역(60)의 적어도 일부를 관통하여 배치되는 적어도 하나의 냉각제 채널과 조합되거나 또는 이러한 냉각제 채널을 대신함].

몇몇 실시예에 있어서, 일반적으로 번갈아 배치되는 구성의 제 1 영역(60) 및 제 2 영역(62)은 적어도 부분적으로 열 전달을 증대시킬 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전술한 바와 같이, 냉각제 중 적어도 일부는 냉각제 재킷(36)을 통과하여 순환할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제가 냉각제 재킷(36)을 통과하여 순환함에 따라, 제 1 영역(60) 및 제 2 영역(62)의 구성 및 배치(예를 들어, 축 방향 두께가 상이한 부분이 번갈아 배치되는 형태)에 따라, 중앙 영역(58)의 불균일한(예를 들어, 들쭉날쭉한 및/또는 울퉁불퉁한) 표면으로 인해 냉각제 난류 유동이 발생할 수도 있다. 결과적으로, 몇몇 실시예에 따라, 냉각제 난류 유동에 의해 적어도 부분적으로 열 에너지 전달이 증대될 수도 있어, 모듈(10)의 냉각이 개선될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 모듈(10) 및/또는 슬리브 부재(14)에 하나 이상의 냉각제 유입구(64)가 마련될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 적어도 하나의 냉각제 유입구(64)가 슬리브 부재(14)와 실질적으로 일체형으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나와 유체 공급원을 유체 유동 가능하게 연결하기 위하여 적어도 하나의 냉각제 유입구(64)가 외벽(40)을 관통하여 반경 방향으로 연장되도록 슬리브 부재(14)가 형성될 수도 있다(예를 들어, 주조, 성형 등에 의함). 몇몇 실시예에 있어서는, 슬리브 부재(14)의 제조 후, 적어도 하나의 냉각제 유입구(64)가 슬리브 부재(14)의 적어도 일부를 관통하여 배치될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)의 제조 후, 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나와 유체 공급원을 유체 유동 가능하게 연결하기 위하여 적어도 하나의 냉각제 유입구(64)가 슬리브 부재(14)의 외벽(40)을 관통하여 배치될 수도 있다(예를 들어, 기계 가공될 수도 있음).

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 두 개의 냉각제 유입구(64)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 유입구(64)는 각각의 냉각제 재킷(36)에 냉각제를 공급하도록 구성 및 배치될 수도 있다. 예를 들어, 도 1, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 각각의 냉각제 재킷(36)은 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 유출구(66)에 도달할 때까지 서로에 대하여 적어도 부분적으로 밀봉될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)에 들어간 후, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제의 일부가 냉각제 재킷(36)의 적어도 일부를 통과하여 복수 개의 원주 방향으로(예를 들어, 시계 방향 및 반시계 방향으로) 유동할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제가 냉각제 유입구(64) 중 하나를 통해 냉각제 재킷(36) 중 하나에 유입될 수도 있으며, 시계 방향 및 반시계 방향으로 유동하여 슬리브 부재(14)의 일반적으로 바닥 영역을 향해 유동할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제가 각각의 냉각제 유입구(64)를 통해 양 냉각제 재킷(36)에 유입될 수도 있으며, 시계 방향 및 반시계 방향으로 유동하여 냉각제 재킷(36)을 통해 슬리브 부재(14)의 일반적으로 바닥 영역을 향해 유동할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)의 일부 구성 요소는 복수 개의 냉각제 유동 경로를 형성하도록 구성 및 배치될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 적어도 하나의 냉각제 채널이 중앙 영역(58)을 관통하여 배치됨으로써, 냉각제가 냉각제 유입구(64) 중 하나를 통해 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나에 유입될 수도 있으며 중앙 영역(58)의 냉각제 채널을 통과하여 유동하여 다른 냉각제 재킷(36)으로 유입될 수도 있다. 결과적으로, 냉각제 중 적어도 일부는 슬리브 부재(14)로부터 배출되기 전에 하나가 넘는 냉각제 재킷(36)을 통과하여 순환할 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 중앙 영역(58)은 복수 개의 냉각제 채널을 포함할 수도 있으며, 냉각제가 냉각제 유입구(64)를 통해 양 냉각제 재킷(36)으로 유입될 수도 있고, 냉각제 중 적어도 일부는 슬리브 부재(14) 및 냉각제 재킷(36) 전체에 걸쳐 냉각제 분산 효과를 추가로 증대시키기 위하여 원주 방향 및 축 방향인 양 방향으로 순환할 수도 있다.

추가적으로, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 유출구(도시하지 않음)가 실질적으로 냉각제 유입구(64)에 인접한 슬리브 부재의 일부를 관통하여 배치될 수도 있으며, 냉각제 재킷(36)은 냉각제가 오직 일 방향으로만 유동하도록 구성 및 배치될 수도 있다[예를 들어, 슬리브 부재(14)는 냉각제를 일 원주 방향으로 안내하도록 구성 및 배치되는 구조체를 포함함]. 결과적으로, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제는 유입구(64)를 통해 냉각제 재킷(36)에 유입될 수 있으며, 실질적으로 일 원주 방향으로 유동하여 유출구를 통해 냉각제 재킷(36)에서 빠져나갈 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36)의 원주 방향이 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36) 중 하나는 냉각제의 적어도 일부를 제 1 원주 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 안내하도록 구성 및 배치될 수도 있으며, 냉각제 재킷(36) 중 다른 하나는 냉각제의 적어도 일부를 제 2 원주 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 안내하도록 구성 및 배치될 수도 있다. 또한, 슬리브 부재(14)는 소망하는 냉각제의 분배 및 유동 경로를 달성하기 위하여 다른 냉각제 순환 패턴이 채용될 수 있도록 구성 및 배치될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 단일 냉각제 유입구(64)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 5, 도 6, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 유입구(64)는 냉각제 공급원과 양 냉각제 재킷(36)을 유체 유동 가능하게 연결할 수 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 유입구(64)는 슬리브 부재(14)의 축 방향 길이를 따라 실질적으로 중앙에 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제는 냉각제 유입구(64)를 통해 냉각제 재킷(36)에 유입될 수도 있으며, 실질적으로 동시에 양 냉각제 재킷(36)을 통과하여 유동할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 유동 경로는 변형 구성으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 유입구(64)는 냉각제 재킷(36) 중 하나와 유체 공급원을 유체 유동 가능하게 연결할 수 있으며, 적어도 하나의 냉각제 채널이 중앙 영역(58)의 일부를 관통하여 배치될 수도 있다. 결과적으로, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제는 냉각제 유입구(64)를 통해 제 1 냉각제 재킷(36)으로 유입될 수도 있으며, 이후, 중앙 영역(58)의 일부를 관통하여 배치되는 냉각제 채널을 통해 제 2 냉각제 재킷(36)에 유입될 수도 있다. 결과적으로, 냉각제의 적어도 일부가 하나의 냉각제 재킷(36)으로부터 다른 하나의 냉각제 재킷(36)으로 순환할 수도 있으며, 결과적으로 모듈(10)의 냉각이 이루어질 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 유동 경로는 전술한 실시예 중 일부와 유사하거나 상이한 다른 변형 구성으로 형성될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 전술한 바와 같이, 슬리브 부재(14)는 적어도 하나의 유출구(66)를 포함할 수도 있다. 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 유출구(66)는 적어도 부분적으로 외벽(40)의 일부를 관통하여 배치될 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 유출구(66)는 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나와 열 교환 요소(도시하지 않음)를 유체 유동 가능하게 연결할 수도 있다. 예를 들어, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제의 적어도 일부가 냉각제 재킷(36)의 적어도 일부를 통과하여 순환된 후, 유출구(66)에서 냉각제 재킷(36)을 빠져나갈 수 있도록, 유출구(66)가 양 냉각제 재킷(36)과 유체 연통할 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 각각의 냉각제 재킷(36)이 상이한 유출구와 유체 연통하도록 복수 개의 유출구(도시하지 않음)를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 슬리브 부재(14)는 유출구(66)의 적어도 일부가 관통하여 배치될 수 있는 유출구 영역(68)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 유출구 영역(68)의 반경 방향 두께가 슬리브 부재(14)의 다른 부분의 반경 방향 두께보다 클 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서, 반경 방향 두께가 큰 경우 여러 가지 기능을 달성할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 두께가 증가할 경우 유출구(66)에 바로 인접한 슬리브 부재(14)의 영역[예를 들어, 유출구(66)가 포함됨에 따라 구조적으로 약화될 수도 있는 영역]의 구조적 강도가 적어도 부분적으로 증강될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에 있어서, 유출구 영역(68)이 다른 구성 요소를 수용하도록 구성 및 배치될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 섬프(sump), 섬프형 구조체, 열 교환 요소, 배수 시스템, 또는 다른 구조체(도시하지 않음)가 유출구 영역(68)에 결합될 수도 있다. 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서는, 유출구 영역(68)이 전술한 다른 구조체 중 적어도 일부를 수용하도록 구성 및 배치되는 복수 개의 결합 개구(70)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 있어서는, 전술한 구조체 중 일부가 결합 개구(70) 중 적어도 일부를 사용하여(예를 들어, 통상의 체결구를 통해) 유출구 영역(68)에 결합될 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서는, 전술한 구조체 중 적어도 일부가 다른 결합 방법(예를 들어, 용접, 땜납, 접착제 등)을 사용하여 유출구 영역(68)에 결합될 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나는 냉각제 개구(42)를 통해 기계 공동(22)에 유체 유동 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 재킷(36) 중 하나 또는 양자 모두는 내벽(38)의 일부를 관통하여 배치되는 냉각제 개구(42)를 통해 기계 공동(22)에 유체 유동 가능하게 연결될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전술한 몇몇 실시예와 유사하게, 냉각제 개구(42) 중 적어도 일부는 고정자 단부 권선(28) 중 적어도 일부에 실질적으로 인접하여 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제 중 적어도 일부는 유출구(66)와 유체 유동 가능하게 연결되어 있는, 내벽(38)의 일부를 관통하여 배치되는 배수구(도시하지 않음)를 통해 기계 공동(22)에서 빠져나갈 수도 있다. 냉각제 중 적어도 일부가 기계 공동(22)을 통과하여 유동함에 따라, 냉각제가 모듈(10)의 일부 구성 요소와 접촉할 수도 있으며, 이러한 접촉 구성 요소에 의해 발생되는 열 에너지 중 적어도 일부를 수용함으로써, 모듈(10)의 냉각을 달성할 수도 있다. 더욱이, 냉각제는 열 에너지 중 적어도 일부를 유출구(66)를 통해 모듈(10)의 외부로 전달할 수도 있다.

몇몇 실시예에 있어서, 적어도 하나의 유출구(66)를 통해 모듈(10)에서 빠져나간 후, 냉각제 중 적어도 일부가 열 교환 요소로 순환할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 냉각제가 냉각제 재킷(36)을 통과한 다음 기계 공동(22)을 통과하여 순환함에 따라 냉각제에 수용된 열 에너지 중 적어도 일부가 열 교환 요소로 전달될 수도 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에 있어서는, 냉각제 중 적어도 일부가 추가의 냉각을 위해 냉각제 재킷(36) 중 적어도 하나를 통과하여 재순환될 수도 있다.

당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 특정 실시예 및 예제와 연계하여 설명되어 있긴 하지만, 본 발명이 반드시 전술한 바로만 제한되는 것은 아니며, 다수의 다른 실시예, 예제, 사용예, 변형예 및 이러한 실시예, 예제, 사용예를 벗어난 범위의 실시예 또한 첨부된 특허청구범위에 포함된다. 본 명세서에 인용된 각각의 특허 및 공보의 전체 개시 내용은. 이러한 특허 또는 공보가 개별적으로 참조 인용되는 방식으로 참조 인용된다. 본 발명의 다양한 특징 및 장점은 아래의 특허청구범위에 개시된 바와 같다.

10 : 모듈 12 : 하우징
14 : 슬리브 부재 16, 18 : 단부 캡
20 : 전기 기계 22 : 기계 공동
24 : 회전자 조립체 26 : 고정자 조립체
28 : 고정자 단부 권선 30 : 베어링

Claims

적어도 부분적으로 기계 공동을 형성하며, 적어도 하나의 단부 캡에 결합되는 슬리브 부재를 또한 포함하는 하우징으로서, 상기 슬리브 부재는,
제 1 축 방향 단부 및 제 2 축 방향 단부와;
실질적으로 슬리브 부재의 적어도 일부의 내부에 배치되는 제 1 냉각제 재킷과;
실질적으로 상기 제 1 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 1 축 방향 단부에 인접하여 슬리브 부재에 결합되는 제 1 밀봉 요소와;
실질적으로 슬리브 부재의 적어도 일부의 내부에 배치되며 상기 제 1 냉각제 재킷에 적어도 부분적으로 축 방향으로 인접하는 제 2 냉각제 재킷; 그리고
실질적으로 상기 제 2 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 2 축 방향 단부에 인접하여 슬리브 부재에 결합되는 제 2 밀봉 요소
를 포함하는 것인 하우징; 그리고
실질적으로 상기 기계 공동의 내부에 배치되며, 상기 하우징에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여 있는 전기 기계로서, 고정자 조립체를 포함하고, 상기 고정자 조립체의 적어도 일부가 실질적으로 상기 제 1 냉각제 재킷 부분과 제 2 냉각제 재킷 부분에 의해 둘러싸이도록 상기 기계 공동의 내부에 배치되는 전기 기계
를 포함하는 전기 기계 모듈.
제 1 항에 있어서,
실질적으로 상기 제 1 냉각제 재킷의 적어도 일부와 상기 제 2 냉각제 재킷의 적어도 일부 사이에 배치되는 중앙 영역
을 추가로 포함하는 전기 기계 모듈.
제 2 항에 있어서, 상기 중앙 영역은 적어도 하나의 제 1 영역 및 적어도 하나의 제 2 영역을 포함하는 것인 전기 기계 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 냉각제 재킷은 상기 제 2 냉각제 재킷에 유체 유동 가능하게 연결되는 것인 전기 기계 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 전기 기계 모듈은 상기 슬리브 부재의 일부를 관통하여 배치되는 냉각제 유입구를 추가로 포함하며,
상기 냉각제 유입구는 상기 제 1 냉각제 재킷 및 상기 제 2 냉각제 재킷과 유체 연통하는 것인 전기 기계 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 전기 기계 모듈은 상기 슬리브 부재 부분을 관통하여 배치되는 두 개의 냉각제 유입구를 추가로 포함하며,
상기 두 개의 냉각제 유입구 중 하나는 상기 제 1 냉각제 재킷과 유체 연통하며, 상기 두 개의 냉각제 유입구 중 제 2 냉각제 유입구는 상기 제 2 냉각제 재킷과 유체 연통하는 것인 전기 기계 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 밀봉 요소의 적어도 일부에 결합되는 제 1 O-링; 그리고
상기 제 2 밀봉 요소의 적어도 일부에 결합되는 제 2 O-링
을 추가로 포함하는 전기 기계 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 전기 기계 모듈은 상기 슬리브 부재의 적어도 일부를 관통하여 배치되는 유출구를 추가로 포함하며,
상기 유출구는 상기 제 1 냉각제 재킷 및 상기 제 2 냉각제 재킷과 유체 연통하는 것인 전기 기계 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 슬리브 부재 부분을 관통하여 배치되는 복수 개의 냉각제 개구
를 추가로 포함하는 전기 기계 모듈.
제 9 항에 있어서, 상기 복수 개의 냉각제 개구 중 제 1 부분은 상기 제 1 냉각제 재킷과 상기 기계 공동을 유체 유동 가능하게 연결하도록 상기 슬리브 부재의 일부를 관통하여 배치되며, 상기 냉각제 개구 중 제 2 부분은 상기 제 2 냉각제 재킷과 상기 기계 공동을 유체 유동 가능하게 연결하도록 상기 슬리브 부재의 일부를 관통하여 배치되는 것인 전기 기계 모듈.
적어도 부분적으로 기계 공동을 형성하며, 적어도 하나의 단부 캡에 결합되는 슬리브 부재를 또한 포함하는 하우징으로서, 상기 슬리브 부재는,
제 1 축 방향 단부 및 제 2 축 방향 단부와;
실질적으로 슬리브 부재의 적어도 일부의 내부에 배치되는 제 1 냉각제 재킷과;
실질적으로 슬리브 부재의 적어도 일부의 내부에 배치되며 상기 제 1 냉각제 재킷에 적어도 부분적으로 축 방향으로 인접하는 제 2 냉각제 재킷; 그리고
슬리브 부재의 내부에 배치되며, 상기 제 1 냉각제 재킷과 제 2 냉각제 재킷의 적어도 일부의 사이에 배치되고, 원주 방향으로 배치되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 또한 포함하는 중앙 영역
을 포함하는 것인 하우징; 그리고
실질적으로 상기 기계 공동의 내부에 배치되며, 상기 하우징에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여 있는 전기 기계로서, 고정자 조립체를 포함하고, 상기 고정자 조립체의 적어도 일부가 실질적으로 상기 제 1 냉각제 재킷 부분과 제 2 냉각제 재킷 부분에 의해 둘러싸이도록 상기 기계 공동의 내부에 배치되는 전기 기계
를 포함하는 전기 기계 모듈.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역은 상기 중앙 영역의 적어도 일부의 둘레에 번갈아 배치되는 것인 전기 기계 모듈.
제 12 항에 있어서, 상기 제 1 영역 중 적어도 하나는 상기 제 1 냉각제 재킷과 상기 제 2 냉각제 재킷을 유체 유동 가능하게 연결하기 위한 냉각제 채널을 포함하는 것인 전기 기계 모듈.
제 11 항에 있어서,
실질적으로 상기 제 1 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 1 축 방향 단부에 인접하여 상기 슬리브 부재에 결합되는 제 1 밀봉 요소
를 추가로 포함하는 전기 기계 모듈.
제 14 항에 있어서,
실질적으로 상기 제 2 냉각제 재킷의 적어도 일부를 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 2 축 방향 단부에 인접하여 슬리브 부재에 결합되는 제 2 밀봉 요소
를 추가로 포함하는 전기 기계 모듈.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 밀봉 요소의 적어도 일부에 결합되는 제 1 O-링; 그리고
상기 제 2 밀봉 요소의 적어도 일부에 결합되는 제 2 O-링
을 추가로 포함하는 전기 기계 모듈.
제 11 항에 있어서,
상기 슬리브 부재의 일부를 관통하여 배치되는 적어도 하나의 냉각제 유입구
를 추가로 포함하는 전기 기계 모듈.
제 11 항에 있어서, 상기 중앙 영역으로부터의 축 방향 거리가 증가할수록 상기 제 1 냉각제 재킷과 제 2 냉각제 재킷 중 적어도 하나의 반경 방향 폭이 증가하는 것인 전기 기계 모듈.
적어도 하나의 냉각제 재킷과, 제 1 축 방향 단부, 그리고 제 2 축 방향 단부를 포함하도록 슬리브 부재를 형성하는 단계와;
실질적으로 적어도 하나의 냉각제 재킷을 밀봉하기 위하여 실질적으로 상기 제 1 축 방향 단부 및 제 2 축 방향 단부 중 적어도 하나에 인접하여 상기 슬리브 부재에 적어도 하나의 밀봉 요소를 결합하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 밀봉 요소에 실질적으로 인접하는 상기 적어도 하나의 냉각제 재킷의 적어도 일부의 반경 방향 폭이, 실질적으로 상기 적어도 하나의 밀봉 요소로부터 원거리의 상기 적어도 하나의 냉각제 재킷의 부분의 반경 방향 폭보다 큰 것인 상기 적어도 하나의 밀봉 요소를 결합하는 단계와;
적어도 하나의 냉각제 유입구가 상기 적어도 하나의 냉각제 재킷과 유체 연통하도록 상기 슬리브 부재의 일부를 관통하여 적어도 하나의 냉각제 유입구를 배치하는 단계와;
적어도 부분적으로 기계 공동을 형성하는 하우징을 실질적으로 형성하도록 상기 슬리브 부재에 적어도 하나의 단부 캡을 결합하는 단계; 그리고
상기 적어도 하나의 냉각제 재킷이 실질적으로 고정자 조립체의 적어도 일부를 둘러싸도록 상기 기계 공동의 내부에 고정자 조립체를 위치 설정하는 단계
를 포함하는 전기 기계 모듈 제조 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 슬리브 부재를 형성하는 단계는, 알루미늄으로 상기 슬리브 부재를 주조하는 단계를 포함하는 것인 전기 기계 모듈 제조 방법.