KR20210051490A

KR20210051490A - 전동기

Info

Publication number: KR20210051490A
Application number: KR1020190136832A
Authority: KR
Inventors: 김형범; 곽태희; 김종수; 문정욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-05-10

Abstract

본 발명은, 적어도 일 측이 개방되어 내부에 수용 공간이 형성되는 하우징; 상기 수용 공간에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터; 상기 하우징의 개방된 부분을 차단하는 커버; 및 상기 수용 공간에 주입되고, 상 변환이 가능한 냉매를 포함하고, 상기 커버에 상기 수용 공간과 연통 가능하게 구성되는 냉매 수용부가 형성되는 전동기를 제공하는 것이다.

Description

전동기{MOTOR}

본 발명은 전동기에 관한 것으로, 구체적으로 냉매 순환 유로를 구비한 전동기에 관한 것이다.

전동기는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이다.

전동기는 고정자, 상기 고정자에 대해 회전되는 회전자 및 고정자에 권선되는 고정자 코일을 포함한다.

고정자 코일에 전원이 인가되면 고정자에 자계가 형성되고, 고정자의 자계와 회전자의 자계의 상호작용에 의해 회전자가 회전된다.

전원이 인가되면 고정자 코일에는 전류가 흐르고, 고정자 코일의 저항에 의해 열에너지가 발생된다.

그런데, 발생된 열에너지에 의해 코일의 온도가 과도하게 상승되면 저항이 과도하게 증가될 수 있고, 이에 기인하여 전동기의 출력이 저하될 수 있다.

또한, 고정자와 회전자의 온도가 과도하게 상승되면, 고정자와 회전자의 열팽창으로 인해 전동기의 내구성이 감소될 수 있다.

때문에, 상기 고정자, 회전자 및 코일의 냉각이 요구된다.

상기 전동기의 냉각 방식으로는, 주지된 바와 같이, 냉각액을 이용하여 냉각하는 "수냉식" 및 공기를 강제 송풍하여 냉각하는 "공냉식"이 이용된다.

또한, 종래의 전동기 중 일부에는 상기 고정자 및 회전자의 냉각에 상변환 가능한 냉매를 이용한 냉각 방식이 사용되고 있다.

그런데, 이러한 종래의 냉매를 이용하는 냉각방식의 전동기에 있어서는, 냉매를 순환시키기 위한 펌프 및 냉매배관이 요구된다. 이에 기인하여 전동기의 크기가 증가되고, 전동기의 제조비용이 증가될 뿐만 아니라 펌프를 작동시키기 위한 소비전력이 증가되는 문제점이 발생될 수 있다.

이러한 문제점을 고려하여, 종래의 전동기 중 일부에는 냉매를 순환시키기 위한 펌프 없이 냉매를 순환시키는 구조가 개시된다.

예를 들어, 선행기술문헌(일본공개공보 JP2006-230096A)에는 압력차를 이용하여 냉매가 순환되는 구조의 전동기가 개시된다.

상기 선행기술문헌에 개시된 전동기는 특정 지점의 온도를 측정하여 압력을 예측하고, 압력에 따라 밸브를 개폐하여 냉매를 순환시키게 구성된다.

다만, 상기 선행기술문헌에 개시된 전동기는 온도 측정 및 압력을 예측하기 위한 다수의 구성이 요구되어 상기 전동기의 구성이 복잡하게 되고, 크기가 증가하는 문제점이 발생될 수 있다.

또한, 상기 선행기술문헌에 개시된 전동기는 고정자의 요크부에 형성된 냉각 유로를 통해 냉매가 흐르도록 구성된다.

이러한 경우, 냉매가 코일과 직접 접촉되지 아니하기 때문에 코일의 냉각에 한계가 있고, 코일의 온도가 과도하게 상승될 수 있다.

나아가, 냉매가 지정된 냉매 유로를 따라 흐르므로 상기 냉매 유로의 근접한 영역이 주로 냉각되고, 상기 냉매 유로와 멀리 이격된 고정자 및 회전자의 표면은 냉각이 곤란하게 된다. 이에 기인하여 상기 고정자 및/또는 회전자의 표면에 국소적으로 온도 편차가 과도하게 발생되는 문제점이 있다.

선행기술문헌 1: 일본공개공보 JP2006-230096A (2006. 08. 31.)

본 발명의 일 실시 예는, 냉매를 순환시키기 위한 펌프를 구비하지 않고 냉매가 순환될 수 있는 전동기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예는, 냉매가 케이싱의 외부를 경유하지 아니하고 케이싱 내부에 냉매 순환 유로를 형성할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예는, 냉매가 코일에 직접 접촉되어 코일의 냉각을 촉진할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예는, 냉매가 고정자 및 회전자의 표면에 직접 접촉되어 고정자 및 회전자의 냉각을 촉진할 수 있는 전동기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예는, 케이싱의 내부의 액체 냉매의 수위를 조절하여 회전자의 회전저항 증가를 억제할 수 있는 전동기를 제공함을 일 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기는 내부에 상변환 가능한 냉매가 수용되고, 운전 시 상변환되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 전동기는, 내부에 수용 공간이 형성되는 하우징 및 내부에 상기 하우징의 내부와 연통 가능한 냉매 수용부가 형성되는 커버를 포함한다.

상기 하우징은 적어도 일 측이 개방되고, 상기 하우징의 개방된 부분은 상기 커버에 의해 차단되게 구성된다.

상기 전동기는 상기 수용 공간에 배치되는 고정자 및 상기 고정자에 대해 회전 가능하게 배치되는 회전자를 포함하고, 상기 냉매는 상기 수용 공간에 주입되고 운전 시 상변환되면서 잠열을 흡수하여 상기 고정자 및 회전자가 냉각된다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 커버에는, 상기 냉매 수용부로 상기 수용 공간의 냉매가 유입 가능하게 구성되는 유입부; 및 상기 냉매 수용부의 냉매가 상기 수용 공간으로 유출 가능하게 구성되는 유출부가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 커버에는, 상기 냉매 수용부와 열교환 가능한 냉각 유체가 수용되는 냉각 유체 수용부가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 냉각 유체 수용부는 상기 냉각 유체가 순환되는 냉각 유체 순환 유로에 연결되고, 상기 냉각 유체 순환 유로에는 상기 냉각 유체를 순환시키는 펌프가 구비될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 커버는 상기 유출부를 개폐하는 유출부 개폐부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유출부 개폐부는, 상기 유출부로부터 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전 가능하게 구성되는 개폐부재; 및 상기 개폐부재와 연결되고, 상기 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 구성되는 플로팅 부재를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유출부 개폐부는, 상기 냉매 수용부의 내부에 상기 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 배치되고, 상승 시 상기 유출부를 개방하는 개폐부재를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유출부 개폐부는, 상기 유출부에 대해 승강 가능하게 구성되고, 상승 시 상기 유출부를 개방하는 개폐부재; 및 상기 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 구성되고, 상기 개폐부재와 연결되며, 상승 시 상기 개폐부재를 상승시키는 플로팅 부재를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 수용 공간에 구비되고, 상기 수용 공간의 온도를 감지하도록 구성되는 온도 센서; 및 상기 온도 센서와 통전 가능하게 연결되어 상기 온도를 전달받고, 감지된 상기 온도가 설정 온도 이상인 경우 상기 유출부가 개방되게 상기 유출부 개폐부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유출부 개폐부는, 상기 유출부를 개폐하게 배치되는 개폐부재; 및 전원 인가 시 상기 유출부를 개방하게 상기 개폐부재에 구동력을 제공하는 동력 개폐부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 커버는 상기 유입부에 설치되어 상기 유입부를 개폐하는 유입부 개폐부를 포함하고, 상기 유입부 개폐부는 상기 수용 공간과 상기 냉매 수용부의 압력 차에 따라 상기 유입부를 개폐하도록 구성되는 개폐부재를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 개폐부재는, 상기 유출부에서 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되도록 구성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유입부 개폐부는, 상기 냉매의 유입방향을 기준으로, 상기 유입부에서 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동 가능하도록 구성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 개폐부재는, 상기 냉매 수용부를 향하여 굴절 가능하도록 구성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유입부 개폐부는, 상기 수용 공간의 증발된 냉매가 통과할 수 있는 미세 다공을 구비하고, 상기 유입부를 차단하게 배치되는 유입부 차단부재를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 하우징과 상기 커버의 접촉면에는 실링부가 형성될 수 있다.

상기와 같은 과제해결수단에 의하면 아래와 같은 효과가 도출될 수 있다.

먼저, 상변환 가능한 냉매가 하우징 및 커버의 내부 공간에 구비되고, 상기 냉매가 상 변환되는 과정에서 하우징 및 커버의 내부 공간을 순환한다. 이를 통해, 냉매의 순환을 위한 펌프의 사용을 배제할 수 있다.

이에 의해, 전동기의 제조비용이 저감되고, 운전 시와 소비전력을 저감시킬 수 있다.

또한, 냉매가 케이싱의 외부를 경유하지 아니하므로 냉매 순환을 위한 배관을 설치할 필요가 없으므로, 전동기의 크기를 감소시킬 수 있다.

또한, 액화된 냉매가 하우징의 저부로 토출되어 고정자 코일과 직접 접촉되어 고정자 코일의 열 에너지를 흡수한다. 그러면, 고정자 코일의 냉각이 촉진되어 고정자 코일이 과열되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해, 고정자 코일의 온도가 과도하게 상승되어 전동기의 출력이 감소되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 기화된 냉매는 케이싱의 내부에 전반적으로 이동되어 고정자 및 회전자의 표면에 골고루 접촉될 수 있다. 이를 통해, 고정자 및 회전자를 균등하게 냉각시킬 수 있다.

또한, 기화된 냉매가 회전자의 회전에 의해 케이싱의 내부에서 빠르게 유동되므로 기체 냉매가 고정자 및 회전자의 표면에서 열에너지를 흡수하는 효율이 증가될 수 있다.

또한, 냉매 수용부와 수용 공간 사이에는 유출부가 형성되고, 상기 유출부를 개폐하는 유출부 개폐부재가 구비됨으로써, 상기 냉매 수용부에서 상기 수용 공간으로 토출되는 액체 냉매의 유량을 조절할 수 있다. 이에 의해,케이싱의 내부 액체 냉매의 수위가 조절되어 회전자의 회전 저항이 증가되는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기를 도시하는 단면도다.
도 2는 도 1의 커버를 도시하는 사시도다.
도 3은 도 2의 커버를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 5는 도 4의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 7은 도 6의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 9는 도 8의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.
도 10은 도 8의 유출부에 유출부 개폐부가 설치된 상태를 도시하는 사시도다.
도 11은 도 10의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 사시도다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 13은 도 12의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.
도 14는 도 12의 동력 개폐부를 도시하는 사시도다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 16은 도 15의 유입부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 19는 도 18의 유입부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.
도 20은 도 19의 ⅩⅩ-ⅩⅩ선을 따라 취한 단면도다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.
도 22는 도 21의 유입부 차단부재에 냉매가 유입되는 과정을 도시하는 개념도다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전동기를 상세하게 설명한다.

본 명세서는, 서로 다른 실시 예라도 동일ㅇ유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

1. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기(10)에 대한 설명

아래에서는, 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 전동기(10)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기(10)를 도시하는 단면도다. 도 2는 도 1의 커버(110)를 도시하는 사시도다. 도 3은 도 2의 커버(110)를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도다.

도 1을 기준으로 왼쪽을 전방 측이라 하고 오른쪽을 후방 측이라 한다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전동기(10)는 내부에 수용 공간(V1)이 형성되는 케이싱을 포함하고, 상기 케이싱은 제1 커버(110), 하우징(150) 및 제2 커버(190)를 포함한다.

하우징(150)은 양 측이 개방된 중공형으로 형성된다. 하우징(150)의 전방 측은 제1 커버(110)에 의해 차단되고, 하우징(150)의 후방 측은 제2 커버(190)에 의해 차단되어 케이싱의 내부에 수용 공간(V1)이 형성된다.

하우징(150)은 양 측이 아닌 일 측만이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 하우징(150)의 일 측이 제1 커버(110)에 의해 차단되어 케이싱의 내부에 수용 공간(V1)이 형성될 수 있다.

수용 공간(V1)에는 후술하는 고정자(310) 및 회전자(320)를 냉각하기 위한 냉매가 주입된다.

수용 공간(V1)에서 냉매가 누설되는 것을 억제하기 위하여, 제1 커버(110)와 제2 커버(190)가 하우징(150)과 결합되는 결합면에는 각각 제1 실링부(510)와 제2 실링부(520)가 구비될 수 있다.

본 실시 예에 따른 케이싱의 내부 공간(V1)에는 고정자(310) 및 회전자(320)가 설치된다.

고정자(310)는 고정자 코어(311) 및 고정자 코일(313)을 포함한다.

고정자(310)는 복수 개의 고정자 코어(311)가 축 방향을 따라 적층되어 형성된다. 이를 통해, 철손(iron loss)이 저감될 수 있다.

고정자(310)는 요크부와 상기 요크부에서 방사상 내측으로 연장되는 티스부를 포함한다.

티스부는 원주방향을 따라 복수로 형성되고, 이웃한 티스부 사이에는 고정자 코일(313)이 삽입되는 슬롯(310a)이 형성된다.

고정자 코일(313)은 인접한 두 슬롯(310a) 사이의 티스부에 권선되어 고정자(310)에 설치된다.

고정자(310)는 하우징(150)의 내벽면에 고정된다. 일 실시 예에서, 하우징(150)은 열 박음으로 하우징(150)의 내벽면에 고정될 수 있다.

회전자(320)는 회전자 코어(321), 자성부재(322) 및 회전축(400)을 포함한다.

회전자(320)는 복수 개의 회전자 코어(321)가 축 방향을 따라 적층되어 형성된다. 이를 통해, 철손(iron loss)이 저감될 수 있다.

회전자(320)에는 회전자(320)를 축 방향으로 관통하는 자성부재 삽입홈(320a)이 형성되고, 상기 자성부재 삽입홈(320a)에 자성부재(322)가 삽입된다.

회전자(320)의 내부에는 회전축(400)이 관통 결합된다.

회전자(320)는 미리 설정된 간격의 갭(G)을 두고 고정자(310)의 내부에 회전 가능하게 구비된다.

고정자 코일(313)은 하우징(150)에 관통 결합되는 터미널(미도시)에 의해 외부전원과 전기적으로 연결되어 고정자 코일(313)에 전원을 인가한다.

전원이 인가되어 고정자 코일(313)에 전류가 흐르면 고정자(310)는 자계가 형성되고, 회전자(320)에는 자성부재(322)에 의한 자계가 형성된다. 회전자(320)는 두 자계의 상호작용에 의해 고정자(310)에 대해 회전된다.

회전축(400)의 전방 측 단부는 제1 커버(110)에 회전 가능하게 삽입되어 반경방향으로 지지된다. 제1 커버(110)의 제1 축 지지부(1125, 도 2 참조)에는 회전축(400)을 지지하기 위한 제1 베어링(410)이 삽입되어 결합된다.

회전축(400)의 후방 측은 제2 커버(190)의 축 관통공(194)에 회전 가능하게 관통 삽입된다. 축 관통공(194)의 전방 측에는 제2 축 지지부(192)가 형성되고, 제2 축 지지부(192)에는 회전축(400)을 반경 방향으로 지지하기 위한 제2 베어링(420)이 삽입되어 고정 결합된다.

제1 베어링(410) 및 제2 베어링(420)은 각각 볼 베어링으로 구성될 수 있다.

제2 커버(190)와 하우징(150)이 일체로 형성되는 경우, 제2 축 지지부(192) 및 축 관통공(194)은 하우징(150)의 후방 측에 형성될 수 있다.

아래에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 제1 커버에 대해 설명한다.

도 2는 도 1의 제1 커버를 도시하는 사시도다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도다.

제1 커버(110)는 하우징(150)의 전방 측을 차단하는 차단부(114)와 차단부(114)에서 하우징(150)의 내측으로 돌출되는 돌출부(112)를 구비한다.

돌출부(112)의 내부에는 환형의 냉매 수용부(V2)가 형성된다. 냉매 수용부(V2)는 제1 축 지지부(1125)의 주위로 원주방향을 따라 형성되고, 하우징(150)의 수용 공간(V1)과 연통 가능하게 형성된다. "연통" 이라는 용어는 상호간에 유체가 이동 가능한 것을 의미한다.

돌출부(112)의 후방 측면에는 냉매 수용부(V2)와 수용 공간(V1)을 연통시키는 유입부(1121)와 유출부(1123)가 형성된다.

유입부(1121)와 유출부(1123)는 제1 축 지지부(1125)를 사이에 두고 양 측에 위치될 수 있다. 전동기(10)가 설치된 상태를 기준으로, 유입부(1121)는 유출부(1123)의 상 측에 형성될 수 있다.

수용 공간(V1)의 냉매는 유입부(1121)를 통해 냉매 수용부(V2)로 유입되어 유출부(1123)를 통해 수용 공간(V1)으로 다시 배출된다.

즉, 수용 공간(V1)과 냉매 수용부(V2)는 냉매가 순환되는 경로를 형성하는 냉매 순환 유로(F1)를 형성한다. 냉매 순환 유로(F1)에서의 냉매의 유동에 관하여는 뒤에서 상세히 설명한다.

차단부(114)의 내부에는 냉매 수용부(V2)와 구획되는 냉각 유체 수용부(V3)가 형성된다. 냉각 유체 수용부(V3)에는 냉각 유체가 유입되어 냉매 수용부(V2)의 냉매와 열교환한 후 배출된다. 도시되지는 않았으나, 차단부(114)의 전방 측면에는 냉각 유체가 유입되고 배출되기 위한 관통공이 형성된다.

상기 관통공을 통해 냉각 유체 수용부(V3)는 냉각 유체가 순환되는 냉각 유체 순환 유로(F2)에 연결된다.

냉각 유체 순환 유로(F2)에는 냉각 유체를 순환 시키는 펌프(700)가 구비될 수 있다. 냉매의 열 에너지를 흡수한 냉각 유체는 냉각 유체 순환 유로(F2)를 순환하는 과정에서 외부로 열 에너지를 방출하여 냉각될 수 있다.

또한, 냉각 유체 순환 유로(F2)는 냉각 유체를 냉각시키는 방열부(600)를 더 포함할 수 있다. 방열부(600)에서 냉각 유체가 냉각되고, 방열부(600)를 통과한 저온의 냉각 유체가 냉각 유체 수용부(V3)로 주입된다.

다시 도 1을 참조하여, 수용 공간(V1)과 냉매 수용부(V2)에서 냉매가 순환되는 과정을 상세히 설명한다.

전동기(10)가 설치된 상태에서, 냉매는 수용 공간(V1)의 저부에 액체 상태로 위치된다. 외부전원(미도시)에 의해 고정자 코일(313)에 전류가 흐르면, 고정자 코일(313)의 저항에 의해 열 에너지가 발생된다.

이로 인해, 고정자(310)의 온도가 상승되고, 회전자(320)의 온도가 상승되며, 하우징(150) 내부의 온도가 상승되고, 수용 공간(V1)의 온도가 상승된다. 수용 공간(V1)의 저부에 고여있는 액체 냉매는 고정자(310) 및 고정자 코일(313)과 직접 접촉되고, 액체 냉매는 고정자(310) 및 고정자 코일(313)의 열 에너지를 흡수한다.

액체 냉매가 열에너지를 흡수하여 기체 상태로 상 변화된다. 기화된 냉매는 수용 공간(V1)의 저부에서 상부로 유동된다.

확산된 기체 냉매는 고정자(310) 및 회전자(320)의 표면과 전반적으로 접촉되어 이로부터 열 에너지를 흡수한다.

고정자 코일(313)이 액체 냉매 및 기체 냉매와 직접 접촉되므로, 고정자 코일(313)의 냉각을 촉진할 수 있고, 이로 인해 고정자 코일(313)이 과열되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 코일(313)의 저항이 과도하게 상승되어 전동기(10)의 출력이 저감되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 확산된 기체 냉매는 수용 공간(V1)의 전체로 확산되어 고정자(310) 및 회전자(320)의 표면적과 전반적으로 접촉되고, 이를 통해 고정자(310) 및 회전자(320)를 전반적으로 균등하게 냉각할 수 있다.

또한, 회전자(320)의 회전이 기체 냉매의 유동 속도를 향상시키므로 기체 냉매가 고정자(310) 및 회전자(320)의 표면으로부터 열 에너지를 흡수하는 효율이 향상될 수 있다.

즉, 대류현상에 의해 표면에서 냉매에 열이 전달되는 정도를 나타내는 대류 열전달계수가 증가될 수 있다.

수용 공간(V1)의 상부로 이동된 기체 냉매는 제1 커버(110)의 유입구(1121)를 통해 냉매 수용부(V2)로 유입된다.

유입된 기체 냉매는 냉매 수용부(V2)에서 냉각 유체 수용부(V3)의 냉각 유체와 열 교환한다.

구체적으로, 상대적으로 고온인 기체 냉매의 열 에너지가 냉매 수용부(V2)와 냉각 유체 수용부(V3)를 구획하는 제1 커버(110)의 격벽을 통해 냉각 유체 수용부(V3)로 전달되어 상대적으로 저온인 냉각 유체에 전달된다. 즉, 기체 냉매의 열 에너지가 냉각 유체 수용부(V3)의 냉각 유체로 전달된다.

이를 통해, 기체 냉매의 온도가 감소되고, 온도가 감소된 기체 냉매는 액체 상태로 상 변화된다. 즉, 기체 냉매가 액체 냉매로 액화된다.

액체 냉매는 냉매 수용부(V2)의 내벽을 타고 이동되어 냉매 수용부(V2)의 저부에 집수된다. 상기 저부에 고인 액체 냉매의 수위가 상승되어 액체 냉매가 유출부(1123)에 도달하면, 액체 냉매가 유출부(1123)를 통해 수용 공간(V1)의 저부로 이동된다.

수용 공간(V1)의 저부로 이동된 액체 냉매는 상술한 과정을 반복하며 수용 공간(V1)을 냉각시킨다.

요약하면, 수용 공간(V1)에서 고정자(310) 및 회전자(320)의 열 에너지를 흡수한 고온의 냉매가 냉매 수용부(V2)로 이동되고, 이동된 고온의 냉매는 냉각 유체에 열 에너지를 전달하여 냉각된다. 냉각된 저온의 냉매가 다시 수용 공간(V1)으로 토출되어 고정자(310) 및 회전자(320)의 열 에너지를 흡수하는 과정을 반복한다. 냉매를 순환시키기 위한 펌프를 구비하지 않고 냉매가 상 변화되는 과정에서 냉매 순환 유로(F1)를 따라 순환된다.

이를 통해, 냉매를 순환시키기 위한 펌프 및 냉매가 순환되는 배관을 배제할 수 있어, 압축기의 제조비용과 소비전력이 절감될 수 있다.

상술한 구조로 인한 효과를 요약하면 다음과 같다.

액화된 냉매가 수용 공간(V1)의 저부로 토출되어 고정자 코일(313)과 직접 접촉되므로, 고정자 코일(313)의 냉각이 촉진되어 고정자 코일(313)이 과열되는 것이 억제될 수 있다. 이를 통해, 고정자 코일(313)의 온도가 과도하게 상승되어 전동기(10)의 출력이 감소되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 기화된 냉매가 케이싱의 내부에 전반적으로 확산되어 고정자(310) 및 회전자(320)의 표면적과 전반적으로 접촉된다. 이를 통해, 고정자(310)와 회전자(320)를 전반적으로 균등하게 냉각시킬 수 있다.

또한, 기화된 냉매가 회전자(320)의 회전에 의해 케이싱의 내부에서 빠르게 유동되므로 기체 냉매가 고정자(310) 및 회전자(320)의 표면에서 열을 흡수하는 효율이 증가될 수 있다.

케이싱은 제1 커버(110)에 형성된 냉매 수용부(V2)와 상기 제1 커버(110)에 의해 차단되는 수용 공간(V1)을 포함하고, 상기 냉매 수용부(V2)와 상기 수용 공간(V1)은 서로 연통된다. 냉매가 기화되고 액화되는 과정에서 상기 냉매 수용부(V2)와 상기 수용 공간(V1)을 순환한다.

즉, 냉매를 순환시키는 펌프 및 냉매가 이동되는 배관 없이 냉매가 순환될 수 있고, 이로 인해 전동기의 제조비용과 소비전력을 감소시킬 수 있다.

2. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 도시하는 단면도다. 도 5는 도 4의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.

본 실시 예에서는 도 3에 도시된 C 영역의 유출부(1123)에 상기 유출부(1123)를 개폐하기 위한 유출부 개폐부(210)가 구비될 수 있다.

설명이 생략된 구성은 본 발명의 일 실시 예를 참조하여 이해될 수 있다.

도 4를 참조하면, 유출부(1123)를 개폐하는 유출부 개폐부(210)가 도시된다.

유출부 개폐부(210)는 유출부(1123)로부터 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전 가능하게 구성되는 개폐부재(211)를 포함한다.

또한, 유출부 개폐부(210)는 개폐부재(211)와 연결되고 액체 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 구성되는 플로팅 부재(213)를 포함한다.

개폐부재(211)는 냉매 수용부(V2)에서 유출부(1123)를 개폐하도록 구성된다.

상기 개폐부재(211)는 유출부(1123)를 개폐할 수 있는 크기를 구비한 제1 플레이트(211')와 상기 제1 플레이트에서 유출부(1123)로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 플레이트(211'')를 포함한다.

제1 플레이트(211')와 제2 플레이트(211'')의 연결부위의 양 측에는 회전 돌부(211a)가 형성된다. 회전 돌부(211a)는 유출부(1123)의 양측에 위치되고 냉매 수용부(V2)의 내벽에서 돌출되는 힌지(미도시)에 회전 가능하게 결합된다. 이를 통해, 개폐부재(211)가 힌지에 대하여 회전될 수 있다.

개폐부재(211)가 유출부(1123)에서 멀어지는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되면 유출부(1123)가 개방된다.

개폐부재(211)가 다시 유출부(1123)에 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되면 유출부(1123)가 폐쇄된다.

개폐부재(211)는 연결선(212)을 통해 플로팅 부재(213)와 연결되고, 플로팅 부재(213)는 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 구성된다.

플로팅 부재(213)가 냉매의 수위와 연동하여 승강됨에 따라 개폐부재(211)가 유출부(1123)로부터 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 회전된다.

플로팅 부재(213)의 밀도는 액체 상태의 냉매보다 낮게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 액체 상태의 냉매보다 밀도가 낮은 단일체로 형성될 수 있고, 내부 공간을 구비하고 상기 내부 공간에 기체 상태의 물질이 채워진 형태로 형성될 수 있다.

플로팅 부재(213)가 상승되면 플로팅 부재(213)와 연결된 연결선(212)에 개폐부재(211)를 상측으로 당기는 장력이 형성된다.

이를 통해, 개폐부재(211)가 힌지(미도시)에 대하여 유출부(1123)에서 멀어지는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되고, 유출부(1123)가 개방된다.

유출부(1123)가 개방되면, 개방된 유출부(1123)로 액체 상태의 냉매가 방출되어 냉매의 수위가 감소된다.

액체 냉매의 수위가 감소되면 플로팅 부재(213)가 상기 냉매의 수면과 함께 하강된다.

플로팅 부재(213)가 하강되면 연결선(212)에 형성된 장력이 소멸된다.

그러면, 개폐부재(211)가 힌지(미도시)에 대하여 유출부(1123)에 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되어 유출부(1123)가 폐쇄된다.

즉, 유출부 개폐부(210)는 액체 냉매의 수위가 미리 설정된 높이 이상으로 상승되면 유출부(1123)를 개방한다. 개방된 유출부(1123)로 액체 상태의 냉매가 배출되어 수위가 감소되면 유출부(1123)를 폐쇄한다.

유출부(1123)가 개방되는 수위는 연결선(212)의 길이를 통해 조절될 수 있다. 연결선(212)의 길이를 보다 길게 형성하면 상대적으로 높은 수위에서 유출부(1123)가 개방된다.

또한, 연결선(212)의 길이를 보다 짧게 형성하면 상대적으로 낮은 수위에서 유출부(1123)가 개방된다.

이를 통해, 냉매 수용부(V2)에서 수용 공간(V1)으로 배출되는 액체 냉매의 유량을 조절할 수 있다.

즉, 수용 공간(V1)의 저부에 고이는 액체 냉매의 유량을 조절할 수 있어 액체 냉매에 의해 회전자(320)의 회전 저항이 증가하는 것을 억제할 수 있다.

연결선(212)은 유출부(1123)에서 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 플레이트(211'')의 단부에 연결되는 것이 바람직하다.

그러면, 연결선(212)이 개폐부재(211)에 장력을 가하는 위치와 힌지 사이의 거리가 증가되어 개폐부재(211)를 회전시키는 모멘트 팔의 길이가 증가된다. 이를 통해, 개폐부재(211)를 쉽게 회전시킬 수 있어 유출부(1123)의 개방이 원활하게 이루어질 수 있다.

3. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 도시하는 단면도다. 도 7은 도 6의 유출부(1123)가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.

본 실시 예에서는 도 3에 도시된 C 영역의 유출부(1123)에 상기 유출부(1123)를 개폐하기 위한 유출부 개폐부(220)가 구비될 수 있다.

도 6은 도 3의 C 영역에 유출부(1123)에 설치된 유출부 개폐부(220)의 단면도다.

도 6을 참조하면, 유출부(1123)를 개폐하는 유출부 개폐부(220)가 도시된다.

유출부 개폐부(220)는 유출부(1123)에 대해 승강 가능하게 구성되고, 상승 시 유출부(1123)를 개방하는 개폐부재(221)를 포함한다.

또한, 유출부 개폐부(220)는 플로팅 부재(223)를 포함한다. 플로팅 부재(223)는 개폐부재(221)와 연결되고 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 구성된다.

개폐부재(221)는 유출부(1123)를 개폐할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.

냉매 수용부(V2)의 내벽에는 유출부(1123)의 양측에 위치되는 가이드 부재(224)가 설치될 수 있다.

개폐부재(221)는 가이드 부재(224)에 의해 전방에서 후방을 향하는 방향으로 고정되어 상하로 가이드 될 수 있다.

개폐부재(221)는 연결선(222)에 의해 플로팅 부재(223)와 연결된다.

플로팅 부재(223)는 액체 상태의 냉매보다 밀도가 낮게 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 액체 상태의 냉매보다 밀도가 낮은 단일체로 형성될 수 있고, 내부 공간을 구비하고 상기 내부 공간에 기체 상태의 물질이 채워진 형태로 형성될 수 있다.

플로팅 부재(223)는 액체 상태의 냉매의 수위가 상승되면 상기 냉매의 수면과 함께 상승된다.

플로팅 부재(213)가 상승되면 플로팅 부재(223)와 연결된 연결선(222)에 개폐부재(221)를 상측으로 당기는 장력이 형성된다.

그러면, 개폐부재(221)가 가이드 부재(214)에서 상측으로 가이드되어 유출부(1123)가 개방된다.

냉매의 수위가 감소되면 플로팅 부재(223)가 상기 냉매의 수면과 함께 하강된다.

플로팅 부재(223)가 하강되면 연결선(222)에 형성된 장력이 소멸되고, 개폐부재(221)가 가이드 부재(224)에서 하측으로 가이드 된다. 이를 통해, 유출부(1123)가 폐쇄된다.

즉, 유출부 개폐부(220)는 액체 상태의 냉매의 수위가 미리 설정된 높이 이상으로 상승되면 유출부(1123)를 개방한다.

개방된 유출부(1123)로 액체 상태의 냉매가 배출되어 수위가 감소되면 유출부 개폐부(220)가 유출부(1123)를 폐쇄한다.

유출부(1123)가 개방되는 수위는 연결선(222)의 길이를 통해 조절할 수 있다. 연결선(222)의 길이를 보다 길게 형성하면 상대적으로 높은 수위에서 유출부(1123)가 개방된다. 또한, 연결선(222)의 길이를 보다 짧게 형성하면 상대적으로 낮은 수위에서 유출부(1123)가 개방된다.

즉, 수용 공간(V1)의 저부에 고이는 액체 냉매의 유량을 조절할 수 있어 액체 냉매에 의해 회전자(320)의 회전 저항이 증가되는 것을 억제할 수 있다.

4. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 8 내지 도 11를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다. 도 9는 도 8의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다. 도 10은 도 8의 유출부에 유출부 개폐부가 설치된 상태를 도시하는 사시도다. 도 11은 도 10의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 사시도다.

본 실시 예에서는 도 3에 도시된 C 영역의 유출부(1123)에 상기 유출부(1123)를 개폐하기 위한 유출부 개폐부(230)가 구비될 수 있다.

유출부 개폐부(230)는 유출부(1123)를 개폐하는 개폐부재(231)를 포함한다. 개폐부재(231)는 유출부(1123)에 대해 승강 가능하게 구성된다.

개폐부재(231)는 유출부(1123)의 상측에 위치되는 제1 플레이트(2311)를 포함한다. 전방에서 후방을 향하는 방향으로, 제1 플레이트(2311)는 냉매 수용부(V2)와 동일한 길이(L1)로 형성된다.

또한, 제1 플레이트(2311)는 상하 방향에서 미리 설정된 두께(T1)로 형성되고, 유출부(1123)의 양 측 방향으로 연장되어 냉매 수용부(V2)의 내벽면과 각각 접한다. 즉, 제1 플레이트는 냉매 수용부(V2)의 내벽면에 의해 지지된다.

또한, 개폐부재(231)는 제1 플레이트(2311)에서 하측으로 연장되고, 유출부(1123)를 개폐할 수 있는 길이(L2)로 형성되는 제2 플레이트(2313)를 포함한다.

제2 플레이트(2313)는 제1 플레이트(2311)가 냉매 수용부(V2)의 내벽면에 의해 고정된 상태에서 유출부(1123)를 폐쇄한다.

전방에서 후방을 향하는 방향을 기준으로, 제2 플레이트(2313)는 제1 플레이트(2311)의 길이(L1) 보다 작은 두께(T2)로 형성된다.

제1 플레이트(2311)에는 상기 제1 플레이트(2311)를 상하로 관통하는 냉매 유로공(2311a)이 형성된다.

상기 냉매 유로공(2311a)은 복수로 형성될 수 있다.

냉매 수용부(V2)의 상부에서 액화된 냉매가 상기 유로공(2311a)을 통하여 냉매 수용부(V2)의 저부로 이동되어 집수된다.

제1 플레이트(2311)의 밀도가 액체 상태의 냉매보다 낮게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 플레이트(2311)는 액체 상태의 냉매보다 밀도가 낮은 단일체로 형성될 수 있다. 이를 통해, 액체 상태의 냉매의 수위가 상승되면 제1 플레이트(2311)가 부력에 의해 상승될 수 있다.

냉매가 유로공(2311a)을 통하여 냉매 수용부(V2)의 저부에 고임에 따라 냉매의 수위가 상승된다.

냉매의 수위가 제1 플레이트(2311)의 저면까지 상승되면, 제1 플레이트(2311)를 냉매의 표면을 향하여 가압하는 부력이 형성된다. 이를 통해, 제1 플레이트(2311)는 냉매의 수위와 연동하여 상측으로 상승된다.

제1 플레이트(2311)가 상승되면 제2 플레이트(2313)가 함께 상승되어 유출부(1123)가 개방된다.

냉매의 수위가 감소되면 제1 플레이트(2311)가 상기 냉매의 수면과 함께 하강된다.

제1 플레이트(2311)가 하강되면 제2 플레이트(2313)가 함께 하강되어 유출부(1123)가 폐쇄된다.

제1 플레이트(2311)가 유출부(1123)의 상측에서 냉매 수용부(V2)의 내벽에 의해 고정되는 높이를 상대적으로 높게 설정하면 유출부(1123)가 개방되는 수위를 상승시킬 수 있다.

또한, 제1 플레이트(2311)가 유출부(1123)의 상측에서 냉매 수용부(V2)의 내벽에 의해 고정되는 높이를 상대적으로 낮게 설정하면 유출부(1123)가 개방되는 수위를 감소시킬 수 있다.

이를 통해, 유출부(1123)가 개방되는 경우 방출되는 냉매의 유량을 조절할 수 있다.

또한, 유출부 개폐부(230)는 힌지 또는 가이드 부재 없이 작동될 수 있다. 이로 인해, 전동기의 조립과정이 단순화되고 제조비용이 절감될 수 있다.

5. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다. 도 13은 도 12의 유출부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다. 도 14는 도 12의 동력 개폐부를 도시하는 사시도다.

도 12를 참조하면, 전동기의 수용 공간(V1)에 온도를 측정하기 위한 온도 센서(800)가 구비될 수 있다.

온도 센서(800)는 수용 공간(V1) 내부의 온도를 감지하도록 구성된다.

온도 센서(800)는 하우징(150)의 내벽에 설치될 수 있다. 또한, 온도 센서(800)는 고정자(310)에 직접 설치될 수 있다.

수용 공간(V1)의 저부에는 액체 상태의 냉매가 주기적으로 고이므로, 절연을 위해 온도 센서(800)는 수용 공간(V1)의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.

유출부(1123)에는 상기 유출부(1123)를 개폐하는 유출부 개폐부(240)가 구비될 수 있다.

유출부 개폐부(240)는 유출부(1123)에 대해 승강 가능하게 구성되고, 상승 시 유출부(1123)를 개방하는 개폐부재(241)를 포함한다.

또한, 유출부 개폐부(240)는 개폐부재(241)와 연결되는 동력 개폐부(242)를 포함한다.

동력 개폐부(242)는 전원 인가 시 개폐부재(241)를 승강시키고, 전원이 차단되면 개폐부재(241)를 하강시킨다.

개폐부재(241)는 냉매 수용부(V2)에서 유출부(1123)를 개폐하도록 구성된다. 개폐부재(241)는 유출부(1123)를 개폐할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 동력 개폐부(242)는 리니어 모터 또는 솔레노이드(Solenoid)일 수 있다. 또한, 전원이 인가 또는 차단됨에 따라 선형 운동되는 공지의 수단일 수 있다.

개폐부재(241)의 상단에는 동력 개폐부(242)와 연결되기 위한 연결부가 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 동력 개폐부(242)는 끝 단이 휘어진 연결부재(2424)를 구비하고, 개폐부재(241)의 상단에는 연결부재(2424)의 끝 단이 걸리는 연결구멍이 형성될 수 있다.

냉매 수용부(V2)의 내벽에는 유출부(1123)의 양측에 위치되는 가이드 부재(243)가 설치될 수 있다.

개폐부재(241)는 전방에서 후방을 향하는 방향으로 가이드 부재(243)에 의해 고정되고 상하 방향으로 가이드 된다.

동력 개폐부(242)에 전원이 인가되면 개폐부재(241)와 연결된 연결부재(2424)가 상승되어 유출부(1123)가 개방된다.

유출부(1123)가 개방되면 냉매 수용부(V2)의 냉매가 수용 공간(V1)으로 배출되어 코일(313)을 냉각한다.

동력 개폐부(242)에 전원이 차단되면 개폐부재(241)와 연결된 연결부재(2424)가 하강되어 유출부(1123)가 차단된다.

도 14를 참조하면, 일 실시 예에 따른 동력 개폐부(242)가 도시된다. 동력 개폐부(242)는 몸체부(2420), 보빈(2420)에 권취되어 전원 인가시 자속을 발생시키는 코일(2424), 코일(2424)의 내부에 배치되는 고정코어(2421), 고정코어(2421)에 접근 및 이격 가능하게 배치되는 가동코어(2422) 및 가동코어(2422)와 함께 구동되는 연결부재(2429)를 포함한다.

고정코어(2421)와 가동코어(2422) 사이에는 탄성부재(2425)가 구비된다. 연결부재(2429)는 가동코어(2422)의 내측에 관통 결합되고, 몸체부(2420)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

고정코어(2421)에는 연결부재(2429)를 가이드 하기 위한 가이드 홈(2421a)이 형성되고, 연결부재(2429)의 상측 단부가 상기 가이드 홈에 삽입되어 가이드된다.

또한, 동력 개폐부(242)에 전원을 인가 또는 차단하도록 전원부(1000)를 제어하는 제어부(900)가 구비될 수 있다.

제어부(900)는 인쇄회로기판(PCB)의 형태로 구비될 수 있고, 고정자 코일(313)에 전원입력을 제어하는 인버터부(미도시)에 구비될 수 있다.

제어부(900)는 온도 센서(800)가 감지한 온도가 설정 온도 이상인 경우 전원부(1000)를 제어하여 동력 개폐부(242)의 코일(2424)에 전원을 인가한다.

상기 설정 온도는 온도 센서(800)의 설치 위치에 따라 다르게 설정될 수 있다.

코일(2424)에 전원이 인가되면 고정코어(2421)와 가동코어(2422)에 자계가 형성되고, 가동코어(2422)가 연결부재(2429)와 함께 고정코어(2421)를 향하여 이동된다. 가동코어(2422)는 보빈(2420)의 내주면(2423a)을 따라 가이드 된다.

연결부재(2429)가 상승되면, 연결부재(2429)와 연결된 개폐부재(241)가 상승되어 유출부(1123)가 개방된다.

유출부(1123)가 개방되면 액체 상태의 냉매가 수용 공간(V1)으로 배출되어 수용 공간(V1)을 냉각시킨다.

제어부(900)는 온도 센서(800)가 감지한 온도 정보가 설정 온도 이하인 경우 전원부(1000)를 제어하여 동력 개폐부(242)의 코일(2424)에 전원을 차단한다.

코일(2424)에 전원이 차단되면 자계가 소멸된다.

그러면, 탄성부재(2425)에 의해 가동코어(2422)가 연결부재(2429)와 함께 고정코어(2421)에서 멀어지는 방향으로 이동된다.

즉, 연결부재(2429)가 개폐부재(241)와 함께 하강되어 유출부(1123)가 차단된다.

상술한 과정을 통해, 유출부 개폐부(240)는 유출부(1123)를 주기적으로 개방 또는 폐쇄하여 내부 공간(V1) 및 고정자(310)의 코일(313)의 온도를 조절한다.

냉매 수용부(V2)의 수위가 아닌 수용 공간(V1) 또는 고정자(310)의 온도에 따라 유출부(1123)가 개폐되므로, 수용 공간(V1) 또는 고정자(310)의 온도를 더욱 세밀하게 조절할 수 있다.

이를 통해, 고정자(310)의 코일(313)이 과열되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 수용 공간(V1)의 저부에 고이는 액체 냉매의 유량을 조절할 수 있어 액체 냉매에 의해 회전자(320)의 회전 저항이 증가되는 것을 억제할 수 있다.

6. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 15 및 도 16을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다. 도 16은 도 15의 유입부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다.

본 실시 예에서는 도 3에 도시된 B 영역의 유입부(1121)에 상기 유입부(1121)를 개폐하기 위한 유입부 개폐부(250)가 구비될 수 있다.

유입부 개폐부(250)는 유입부(1121)로부터 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전 가능하게 구성되는 개폐부재(251)를 포함한다.

개폐부재(251)는 냉매 수용부(V2)에서 유입부(1121)를 개폐하도록 구성된다. 개폐부재(251)는 유입부(1121)를 개폐할 수 있는 크기로 형성된다.

개폐부재(251)의 하단의 양 측에는 회전 돌부(251a)가 형성된다.

회전 돌부(251a)는 유입부(1121)의 양측에 위치되고 냉매 수용부(V2)의 내벽에서 돌출되는 힌지(미도시)에 회전 가능하게 결합된다.

이를 통해, 개폐부재(251)는 힌지에 대하여 회전될 수 있다. 개폐부재(251)가 유입부(1121)에서 멀어지는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되면 유입부(1121)가 개방된다.

또한, 개폐부재(251)가 다시 유입부(1121)에 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되면 유입부(1121)가 폐쇄된다.

개폐부재(251)의 회전축이 유입부(1121)의 하측에 위치되므로, 유입부(1121)는 상측부터 개방될 수 있다.

이를 통해, 수용 공간(V1)에서 가열된 기체 상태의 냉매는 냉매 수용부(V2)의 상측으로 유입되어 냉각 유체 수용부(V3)와 열 교환되는 면적이 증가된다.

즉, 냉매 수용부(V2)와 냉각 유체 수용부(V3) 사이의 열 교환 효율이 증가될 수 있다.

유입부 개폐부(250)는 회전 돌부(251a)에 구비되는 토션 스프링(252)을 포함할 수 있다.

토션 스프링(252)은 개폐부재(251)를 유입부(1121) 측으로 가압하도록 구성된다.

수용 공간(V1)의 냉매가 기화되어 수용 공간(V1)의 내부 압력이 점차 증가되고, 상기 내부 압력이 토션 스프링(252)의 탄성력보다 크게 형성될 수 있다.

그러면, 개폐부재(251)가 수용 공간(V1)의 내부 압력에 의해 가압되어 냉매 수용부(V2) 내측으로 회전되어 유입부(1121)가 개방된다.

유입부(1121)를 통해 냉매 수용부(V2)로 유입된 냉매가 액화되어 유출부(1123)를 통해 수용 공간(V1)으로 배출되면, 수용 공간(V1)이 냉각되어 수용 공간(V1)의 내부 압력이 감소한다.

수용 공간(V1)의 내부 압력이 감소되면, 토션 스프링(252)의 탄성력에 의해 개폐부재(251)가 유입부(1121)를 향하여 회전되어 유입부(1121)가 폐쇄된다.

상술한 과정을 통해 유입부 개폐부(250)는 주기적으로 유입부(1121)를 개폐한다.

7. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 17을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다.

본 실시 예에서는 도 3에 도시된 B 영역의 유입부(1121)에 상기 유입부(1121)를 개폐하기 위한 유입부 개폐부(260)가 구비될 수 있다.

유입부 개폐부(260)는 유입부(1121)로부터 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전 가능하게 구성되는 개폐부재(261)를 포함한다.

개폐부재(261)는 냉매 수용부(V2)에서 유입부(1121)를 개폐하도록 구성된다. 개폐부재(261)는 유입부(1121)를 개폐할 수 있는 크기로 형성된다.

유입부(1121)를 향하는 방향의 반대방향으로 개폐부재(261)의 일 측면에는 V자 형으로 절삭된 리세스부(261a)가 형성된다.

개폐부재(261)의 유입부(1121)를 향하는 타 측면에서 압력이 가해지면, 개폐부재(261)는 리세스부(261a)의 서로 대향하는 면이 서로 근접하도록 리세스부(261a)에서 구부러진다.

개폐부재(261)가 구부러진 상태는 점선으로 도시된다.

개폐부재(261)는 탄성력을 지닌 소재로 형성될 수 있다.

개폐부재(261)가 리세스부(261a)에서 구부러지는 경우, 원래의 상태로 돌아가려는 복원력이 발생한다.

개폐부재(261)는 수용 공간(V1)의 내부 압력에 의해 가압되어 수용 공간(V1)의 내측으로 구부러진다. 이를 통해, 유입부(1121)가 개방된다.

수용 공간(V1)의 내부 온도가 감소되어 수용 공간(V1)의 내부 압력이 감소되면, 개폐부재(261)는 복원력에 의해 원래 상태로 복귀된다. 이를 통해, 유입부(1121)가 폐쇄된다.

상술한 과정을 통해 유입부 개폐부(260)는 주기적으로 유입부(1121)를 개폐한다.

8. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 18 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다. 도 19는 도 18의 유입부가 개방된 상태를 도시하는 단면도다. 도 20은 도 19의 ⅩⅩ-ⅩⅩ선을 따라 취한 단면도다.

본 실시 예에서는 도 3에 도시된 B 영역의 유입부(1121)에 상기 유입부(1121)를 개폐하기 위한 유입부 개폐부(270)가 구비될 수 있다.

유입부 개폐부(270)는 냉매의 유입방향을 기준으로, 상기 유입부(1121)에서 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동 가능하도록 구성된다.

유입부 개폐부(270)는 유입부(1121)를 개폐할 수 있는 크기로 형성되는 개폐부재(271), 개폐부재(271)를 가이드 하는 가이드 링(272), 가이드 링(272)을 유입부(1121)에 고정하는 고정 부재(273) 및 탄성부재(274)를 포함한다.

개폐부재(271)는 냉매 수용부(V2)에서 유입부(1121)를 개폐하는 플레이트부(2711)를 포함한다.

또한, 개폐부재(271)는 플레이트부(2711)에서 냉매 수용부(V2)의 외측으로 연장되고 가이드 링(272)의 내측에서 가이드되는 가이드 로드(2712)를 포함한다.

가이드 로드(2712)의 단부는 원주방향을 따라 방사방향으로 돌출되어 형성된다.

탄성부재(274)는 가이드 로드(2712)의 단부와 가이드 링(272) 사이에 위치되어 가이드 로드(2712)를 감싼다.

수용 공간(V1)의 내부 압력이 상승하여 플레이트부(2711)를 가압하면, 플레이트부(2711)가 유입부(1121)에서 멀어지는 방향으로 이동된다. 이를 통해, 유입부(1121)가 개방된다.

유입부(1121)를 통해 냉매 수용부(V2)로 유입된 기체 상태의 냉매가 액화되어 유출부(1123)를 통해 수용 공간(V1)으로 토출된다.

토출된 액체 상태의 냉매에 의해 수용 공간(V1)이 냉각되어 수용 공간(V1)의 내부 압력이 감소되면, 탄성부재(274)에 의해 플레이트부(2711)가 유입부(1121)에 근접하도록 이동되어 유입부(1121)가 폐쇄된다.

상술한 과정을 통해 유입부 개폐부(270)는 주기적으로 유입부(1121)를 개폐한다.

9. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전동기에 대한 설명

아래에서는, 도 21 및 도 22를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시하는 단면도다. 도 22는 도 21의 유입부 차단부재에 냉매가 유입되는 과정을 도시하는 개념도다.

본 실시 예에서는 도 3에 도시된 B 영역의 유입부(1121)에 상기 유입부(1121)를 개폐하기 위한 유입부 개폐부(280)가 구비될 수 있다.

유입부 개폐부(280)는 유입부(1121)를 차단하게 배치되는 유입부 차단부재(281)를 포함한다.

유입부 차단부재(281)는 베이스부(2811)를 포함하고, 상기 베이스부(2811)에는 수용 공간(V1)의 증발된 냉매가 통과할 수 있는 크기의 미세 다공(281a)이 형성된다.

또한, 미세 다공(281a)의 양 측에는 냉매 수용부(V2) 방향으로 서로를 향하여 소정 경사를 형성하며 연장되는 경사부(2812, 2813)가 형성된다.

양 측의 경사부(2812, 2813) 중 어느 한 경사부(2812)는 다른 경사부(2813)보다 길게 형성되고, 다른 경사부(2813)의 단부가 어느 한 경사부(2812)에 의해 지지되어 미세 다공(281a)을 폐쇄한다.

수용 공간(V1)과 냉매 수용부(V2)의 압력 차로 인해 수용 공간(V1)으로 유동되는 기체 냉매에 의해 양 측의 경사부(2812, 2813)가 서로 벌어져 미세 다공(281a)이 개방된다.

양 측 경사부(2812, 2813)는 탄성력을 가진 소재로 형성된다. 수용 공간(V1)과 냉매 수용부(V2)의 압력 차가 사라지면 탄성력에 의해 양 측 경사부(2812, 2813)가 원 상태로 복원되어 미세 다공(281a)이 폐쇄된다.

일 실시 예에서, 유입부 차단부재(281)는 기체 상태의 입자만을 일방향으로 통과시키고 액체 상태의 입자를 차단하는 고어텍스 소재로 형성될 수 있다.

미세 다공(281a)은 미리 설정된 크기로 형성되어, 상기 미리 설정된 크기 이상의 냉매만이 미세 다공(281a)을 통해 냉매 수용부(V2)로 유입된다.

예를 들어, 액체 상태의 냉매가 미세 다공(281a)을 통해 냉매 수용부(V2)로 유입되는 것이 차단되고, 열 에너지를 흡수하여 기화된 기체 상태의 냉매만이 미세 다공(281a)을 통해 냉매 수용부(V2)로 유입된다.

유입부 개폐부(280)를 통해 유입된 기체 상태의 냉매가 액화되어 유출부(1123)를 통해 수용 공간(V1)으로 토출된다.

토출된 액체 상태의 냉매는 수용 공간(V1)으로부터 열에너지를 흡수하여 기화되고, 기체 상태의 냉매는 유입부 개폐부(280)를 통해 냉매 수용부(V2)로 유입된다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

V1: 수용 공간
V2: 냉매 수용부
V3: 냉각 유체 수용부
20: 유출부 개폐부
24: 유입부 개폐부
10: 전동기
110: 제1 커버
112: 돌출부
1121: 유입부
1123: 유출부
1125: 제1 축 지지부
114: 차단부
150: 하우징
190: 리어 커버
192: 제2 축 지지부
210: 유출부 개폐부
211: 개폐부재
211a: 회전 돌부
212: 연결선
213: 플로팅 부재
220: 유출부 개폐부
221: 개폐부재
222: 연결선
223: 플로팅 부재
224: 가이드 부재
230: 유출부 개폐부
231: 개폐부재
2311: 제1 플레이트
2311a: 냉매 유로공
2313: 제2 플레이트
240: 유출부 개폐부
241: 개폐부재
242: 동력 개폐부
2420: 몸체부
2421: 고정코어
2422: 가동코어
2423: 보빈
2424: 코일
2425: 탄성부재
2429: 연결부재
243: 가이드 부재
250: 유입부 개폐부
251: 개폐부재
251a: 회전 돌부
252: 토션 스프링
260: 유입부 개폐부
261: 개폐부재
261a: 리세스부
270: 유입부 개폐부
271: 개폐부재
2711: 플레이트부
2712: 가이드 로드
272: 가이드 링
273: 고정 부재
274: 탄성부재
280: 유입부 개폐부
281: 유입부 차단부재
2811: 베이스부
2812: 경사부
2813: 경사부
281a: 미세 다공
300: 구동모터
310: 고정자
311: 고정자 코어
313: 고정자 코일
320: 회전자
321: 회전자 코어
400: 회전축
410: 제1 베어링
420: 제2 베어링
510: 제1 실링부
520: 제2 실링부
600: 방열부
700: 펌프
800: 온도 센서
900: 제어부
1000: 전원부

Claims

적어도 일 측이 개방되어 내부에 수용 공간이 형성되는 하우징;
상기 수용 공간에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;
상기 하우징의 개방된 부분을 차단하는 커버; 및
상기 수용 공간에 주입되고, 상 변환이 가능한 냉매를 포함하고,
상기 커버에 상기 수용 공간과 연통 가능하게 구성되는 냉매 수용부가 형성되는,
전동기.
제1항에 있어서,
상기 커버에는,
상기 냉매 수용부로 상기 수용 공간의 냉매가 유입가능하게 구성되는 유입부; 및
상기 냉매 수용부의 냉매가 상기 수용 공간으로 유출 가능하게 구성되는 유출부가 형성되는,
전동기.
제2항에 있어서,
상기 커버는 상기 유출부를 개폐하는 유출부 개폐부를 포함하는,
전동기.
제3항에 있어서,
상기 유출부 개폐부는,
상기 유출부로부터 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전 가능하게 구성되는 개폐부재; 및
상기 개폐부재와 연결되고, 상기 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 구성되는 플로팅 부재를 포함하는,
전동기.
제3항에 있어서,
상기 유출부 개폐부는,
상기 냉매 수용부의 내부에 상기 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 배치되고, 상승 시 상기 유출부를 개방하는 개폐부재를 포함하는,
전동기.
제3항에 있어서,
상기 유출부 개폐부는,
상기 유출부에 대해 승강 가능하게 구성되고, 상승 시 상기 유출부를 개방하는 개폐부재; 및
상기 냉매의 수위와 연동하여 승강 가능하게 구성되고, 상기 개폐부재와 연결되며, 상승 시 상기 개폐부재를 상승시키는 플로팅 부재를 포함하는,
전동기.
제3항에 있어서,
상기 수용 공간에 구비되고, 상기 수용 공간의 온도를 감지하도록 구성되는 온도 센서; 및
상기 온도 센서와 통전 가능하게 연결되어 상기 온도를 전달받고, 감지된 상기 온도가 설정 온도 이상인 경우 상기 유출부가 개방되게 상기 유출부 개폐부를 제어하는 제어부를 포함하는,
전동기.
제7항에 있어서,
상기 유출부 개폐부는,
상기 유출부를 개폐하게 배치되는 개폐부재; 및
전원 인가 시 상기 유출부를 개방하게 상기 개폐부재에 구동력을 제공하는 동력 개폐부를 포함하는,
전동기.
제1항에 있어서,
상기 커버에는,
상기 냉매 수용부와 열교환 가능한 냉각 유체가 수용되는 냉각 유체 수용부가 형성되는,
전동기.
제9항에 있어서,
상기 냉각 유체 수용부는 상기 냉각 유체가 순환되는 냉각 유체 순환 유로에 연결되고,
상기 냉각 유체 순환 유로에는 상기 냉각 유체를 순환시키는 펌프가 구비되는,
전동기.
제2항에 있어서,
상기 커버는 상기 유입부에 설치되어 상기 유입부를 개폐하는 유입부 개폐부를 포함하고,
상기 유입부 개폐부는 상기 수용 공간과 상기 냉매 수용부의 압력 차에 따라 상기 유입부를 개폐하도록 구성되는 개폐부재를 포함하는,
전동기.
제11항에 있어서,
상기 개폐부재는,
상기 유출부에서 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되도록 구성되는,
전동기.
제11항에 있어서,
상기 유입부 개폐부는,
상기 냉매의 유입방향을 기준으로, 상기 유입부에서 멀어지는 방향 또는 근접하는 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동 가능하도록 구성되는,
전동기.
제11항에 있어서,
상기 개폐부재는,
상기 냉매 수용부를 향하여 굴절 가능하도록 구성되는,
전동기.
제2항에 있어서,
상기 커버는 상기 유입부에 설치되어 상기 유입부를 개폐하는 유입부 개폐부를 포함하고,
상기 유입부 개폐부는, 상기 수용 공간의 증발된 냉매가 통과할 수 있는 미세 다공을 구비하고, 상기 유입부를 차단하게 배치되는 유입부 차단부재를 포함하는,
전동기.
제1항에 있어서,
상기 하우징과 상기 커버의 접촉면에는 실링부가 형성되는,
전동기.