KR20200128897A - 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조는, 공랭 방식의 모터 냉각 구조를 갖는 터보 블로어; 및 상기 터보 블로어의 모터 케이싱의 외부에 모터 냉각 공기의 외부 배출 경로를 커버하도록 설치되는 코안다 노즐을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 장치에 의하면, 터보 블로어 모터 내부로 유입되는 흡입 냉각 공기의 유량을 쿨링팬의 송풍량 이상으로 증가시킴으로써, 모터의 냉각 성능을 향상시켜 모터의 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조{MOTOR COOLING STRUCTURE OF TURBO BLOWER USING COANDA EFFECT}

본 발명은 터보 블로어의 냉각 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 모터 내부로 흡입되는 모터 냉각 공기의 유량을 증가시킴으로써 모터 냉각 성능을 향상시키기 위한 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조에 관한 것이다.

터보 블로어 모터의 냉각은 터보 블로어의 성능 및 안정적 운전에 있어 가장 중요한 요소로서, 일반적으로 터보 블로어의 외부 모터 케이싱에 가공된 흡입구를 통해 냉각 공기가 모터의 내부로 흡입되며, 흡입된 공기는 모터 내부를 순환하여 모터의 일 측에 설치된 쿨링팬을 통해 강제로 배출된다.

도 1은 종래의 터보 블로어 모터 냉각 공기의 흐름을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 터보 블로어 모터는 원통형의 모터 케이싱(1)과, 상기 모터 케이싱(1)의 둘레에 마련된 모터 냉각 공기 흡입구(2), 상기 모터 케이싱(1)의 내부에 설치되어 모터 내부에서 냉각 공기의 흐름을 발생시키는 쿨링팬(3)과, 모터 내부를 순환한 모터 냉각 공기가 모터 외부로 토출되는 냉각 공기 토출구(4)로 구성된다.

종래기술에 따른 터보 블로어 모터는 모터 냉각 팬에 의해 흡입되는 외부 공기의 유량은 모터 냉각 팬의 송풍량과 동일하고, 모터 냉각 성능 증가를 위한 송풍량의 증가를 위해서는 모터 소모 동력을 증가시켜야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터 내부로 흡입되는 냉각 공기의 유량을 쿨링팬의 송풍량 이상으로 증가시키기 위한 터보 블로어 모터 냉각 구조를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 터보 블로어 모터 냉각 구조로서, 공랭 방식의 모터 냉각 구조를 갖는 터보 블로어; 및 상기 터보 블로어의 모터 케이싱의 외부에 모터 냉각 공기의 외부 배출 경로를 커버하도록 설치되는 코안다 노즐(5)을 포함하되,

상기 코안다 노즐(5)은, 상기 터보 블로어의 모터 냉각에 사용된 공기가 외부로 배출되는 경로에 상기 공기 배출 방향을 향해 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작 설치되는 것을 특징으로 하는, 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조가 제공된다.

일 실시예에서, 상기 터보 블로어는, 모터 케이싱(1); 상기 모터 케이싱(1)의 내부에 내장되며, 중심부에 배치되는 로터(10)와 상기 로터(10) 둘레에 배치되는 스테이터(11)를 포함하는 영구자석모터(PMM, Permanent Magnet Motor); 상기 모터 케이싱(1)의 일측에 결합되는 쿨링팬(3); 모터 케이싱(1)의 둘레에 마련되어 모터 냉각을 위한 외부 공기가 유입되며, 서로 다른 위치에 형성되는 제1 모터 냉각 공기 유입구(2) 및 제2 모터 냉각 공기 유입구(7); 상기 제1 모터 냉각 공기 유입구(2)를 통해 유입된 공기가 상기 스테이터(10)와 상기 로터(11) 사이의 유로를 거쳐 쿨링팬(3)의 동작에 따라 외부로 방출되도록 하는 배출구를 형성하는 쿨링팬 공기 토출구(4); 상기 제2 모터 냉각 공기 유입구(7)를 통해 외부에서 유입된 공기가 상기 스테이터(10)와 모터 케이싱(1) 사이의 유로를 거쳐 외부로 방출되도록 하며, 모터 케이싱(1)의 둘레 일측에 마련되는 개방홀; 상기 코안다 노즐(5)과 연통되고, 상기 모터 케이싱(1)의 둘레 일측에 마련된 상기 개방홀 전체를 커버할 수 있는 외경을 갖도록 상기 모터 케이싱(1)의 상부에 설치되는 공기 배출 유로관(9)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 코안다 노즐(5)은, 제1 공기 배출 노즐(6) 및 제2 공기 배출 노즐(8)을 포함하되,

상기 제1 공기 배출 노즐(6)은, 상기 공기 배출 유로관(9)에서 상기 모터 케이싱(1)에 마련된 상기 개방홀과 인접하는 단부에 형성되어, 공기 배출 유로관(9)에 의한 공기 배출 방향을 따라 직경이 점차 좁아지는 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작되며,

상기 제2 공기 배출 노즐(8)은, 상기 모터 케이싱(1)의 상기 개방홀의 둘레에 형성되어, 공기 배출 유로관(9)에 의한 공기 배출 방향을 향해 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조에 의하면, 터보 블로어 모터 내부로 유입되는 흡입 냉각 공기의 유량을 쿨링팬의 송풍량 이상으로 증가시킴으로써, 모터의 냉각 성능을 향상시켜 모터의 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 터보 블로어 모터 냉각 공기의 흐름에 대한 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 장치의 구조에 대한 개념 모식도.
도 3는 도 2에 따른 코안다 노즐의 개략도.
도 4는 도 2에 따른 코안다 노즐 설치부의 단면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "결합된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 결합될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 결합될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 여기서, 도 2는 본 발명에 의한 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 장치의 구조에 대한 개념 모식도이고, 도 3는 도 2에 따른 코안다 노즐의 개략도이며, 도 4는 도 2에 따른 코안다 노즐 설치부의 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 터보 블로어는 공랭 방식의 모터 냉각 구조를 가지며, 기본적으로 다음과 같은 개략적인 구성을 가질 수 있다. 아래에 설명할 구성을 갖는 한도 내에서 공랭 방식을 채용하는 다양한 터보 블로어 장치에 본 발명은 적용될 수 있음은 물론이다. 본 발명에 적용 가능한 터보 블로어는, 모터 케이싱(1); 상기 모터 케이싱(1)의 내부에 내장되며, 중심부에 배치되는 로터(10)와 상기 로터(10) 둘레에 배치되는 스테이터(11)를 포함하는 영구자석모터(PMM, Permanent Magnet Motor); 상기 모터 케이싱(1)의 일측에 결합되는 쿨링팬(3); 모터 케이싱(1)의 둘레에 마련되어 모터 냉각을 위한 외부 공기가 유입되며, 서로 다른 위치에 형성되는 제1 모터 냉각 공기 유입구(2) 및 제2 모터 냉각 공기 유입구(7); 상기 제1 모터 냉각 공기 유입구(2)를 통해 유입된 공기가 모터 내부를 순환하여 모터를 냉각시킨 후 외부로 방출되도록 하는 유로를 형성하는 쿨링팬 공기 토출구(4)를 포함한다.

이때, 본 발명의 실시예에 의한 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조에 따르면, 상술한 공랭 방식의 터보 블로어 모터 냉각 구조에 더해서, 터보 블로어의 모터 케이싱의 외부에 설치되는 코안다 노즐(5)을 더 포함한다.

이에 따라, 제1 모터 냉각 공기 유입구(2)를 통해 외부에서 유입된 공기는 스테이터(10)와 로터(11) 사이의 유로를 거쳐 쿨링팬(3)의 동작에 따라 압축되어 쿨링팬 공기 토출구(4)로 토출되며, 쿨링팬 공기 토출구(4)를 통해 이송된 공기는 코안다 노즐(5)의 파이프관을 따라 제1 공기 배출 노즐(6) 방향으로 이송된다. 또한, 제2 모터 냉각 공기 유입구(7)를 통해 외부에서 유입된 공기는 스테이터(10)와 모터 케이싱(1) 사이의 유로를 거쳐 모터 케이싱(1)의 둘레 일측의 개방홀에 형성된 제2 공기 배출 노즐(8) 방향으로 이송된다.

도면 도시에 의할 때, 제1 모터 냉각 공기 유입구(2)를 통해 유입된 공기가 배출되는 경로와 제2 모터 냉각 공기 유입구(7)를 통해 유입된 공기가 배출되는 경로는 격벽에 의한 경계에 의해 그 공기 배출 경로가 서로 완전히 분리된다. 즉, 제1 모터 냉각 공기 유입구(2)를 통해 유입되어 배출되는 공기와 제2 모터 냉각 공기 유입구(7)를 통해 유입되어 배출되는 공기는 코안다 노즐(5)의 제1 공기 배출 노즐(6)과 제2 공기 배출 노즐(8) 방향으로 서로 다른 경로를 통해서 각각 유입된 후 코안다 노즐(5)과 연통되는 공기 배출 유로관(9)을 통해서 함께 외부로 배출되게 된다.

이때, 공기 배출 유로관(9)은, 상기 코안다 노즐(5)과 상기 제1 공기 배출 노즐(6)을 통해서 연통됨과 아울러, 상기 모터 케이싱(1)의 둘레 일측에 마련된 상기 개방홀 전체를 커버할 수 있는 외경을 갖도록 상기 모터 케이싱(1)의 상부에 설치된다.

여기서, 코안다 노즐(5)을 구성하는 제1 공기 배출 노즐(6)은, 상기 공기 배출 유로관(9)에서 상기 모터 케이싱(1)에 마련된 상기 개방홀과 인접하는 단부에 형성되어, 공기 배출 유로관(9)에 의한 공기 배출 방향을 따라 직경이 점차 좁아지는 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작될 수 있다. 또한 여기서, 제2 공기 배출 노즐은(8)은, 상기 모터 케이싱(1)의 상기 개방홀의 둘레에 형성되어, 공기 배출 유로관(9)에 의한 공기 배출 방향을 향해 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작될 수 있다.

이에 따라, 제1 공기 배출 노즐(6) 및 제2 공기 배출 노즐(8)로 이송된 공기는 각 노즐에 의한 꺽인 형상의 곡면에 의한 내주면을 따라 흡착하여 흐르는 것과 같은 코안다 효과를 발생시킬 수 있다. 이러한 이유로 터보 블로어 모터 내부로 유입되는 흡입 냉각 공기의 유량은 쿨링팬의 송풍량 이상으로 증가됨으로써, 모터의 냉각 성능을 향상시켜 모터의 효율을 증가시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 터보 블로어 모터 냉각 구조로서,
   공랭 방식의 모터 냉각 구조를 갖는 터보 블로어; 및 상기 터보 블로어의 모터 케이싱의 외부에 모터 냉각 공기의 외부 배출 경로를 커버하도록 설치되는 코안다 노즐(5)을 포함하되,
   상기 코안다 노즐(5)은, 상기 터보 블로어의 모터 냉각에 사용된 공기가 외부로 배출되는 경로에 상기 공기 배출 방향을 향해 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작 설치되는 것을 특징으로 하는, 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 터보 블로어는,
   모터 케이싱(1); 상기 모터 케이싱(1)의 내부에 내장되며, 중심부에 배치되는 로터(10)와 상기 로터(10) 둘레에 배치되는 스테이터(11)를 포함하는 영구자석모터(PMM, Permanent Magnet Motor); 상기 모터 케이싱(1)의 일측에 결합되는 쿨링팬(3); 모터 케이싱(1)의 둘레에 마련되어 모터 냉각을 위한 외부 공기가 유입되며, 서로 다른 위치에 형성되는 제1 모터 냉각 공기 유입구(2) 및 제2 모터 냉각 공기 유입구(7); 상기 제1 모터 냉각 공기 유입구(2)를 통해 유입된 공기가 상기 스테이터(10)와 상기 로터(11) 사이의 유로를 거쳐 쿨링팬(3)의 동작에 따라 외부로 방출되도록 하는 배출구를 형성하는 쿨링팬 공기 토출구(4); 상기 제2 모터 냉각 공기 유입구(7)를 통해 외부에서 유입된 공기가 상기 스테이터(10)와 모터 케이싱(1) 사이의 유로를 거쳐 외부로 방출되도록 하며, 모터 케이싱(1)의 둘레 일측에 마련되는 개방홀; 상기 코안다 노즐(5)과 연통되고, 상기 모터 케이싱(1)의 둘레 일측에 마련된 상기 개방홀 전체를 커버할 수 있는 외경을 갖도록 상기 모터 케이싱(1)의 상부에 설치되는 공기 배출 유로관(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 코안다 노즐(5)은, 제1 공기 배출 노즐(6) 및 제2 공기 배출 노즐(8)을 포함하되,
   상기 제1 공기 배출 노즐(6)은, 상기 공기 배출 유로관(9)에서 상기 모터 케이싱(1)에 마련된 상기 개방홀과 인접하는 단부에 형성되어, 공기 배출 유로관(9)에 의한 공기 배출 방향을 따라 직경이 점차 좁아지는 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작되며,
   상기 제2 공기 배출 노즐(8)은, 상기 모터 케이싱(1)의 상기 개방홀의 둘레에 형성되어, 공기 배출 유로관(9)에 의한 공기 배출 방향을 향해 꺽인 형상의 만곡면을 갖도록 제작되는 것을 특징으로 하는, 코안다 효과를 이용한 터보 블로어 모터 냉각 구조.

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