WO2017082595A1 - 공기냉각장치 - Google Patents

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WO2017082595A1
WO2017082595A1 PCT/KR2016/012686 KR2016012686W WO2017082595A1 WO 2017082595 A1 WO2017082595 A1 WO 2017082595A1 KR 2016012686 W KR2016012686 W KR 2016012686W WO 2017082595 A1 WO2017082595 A1 WO 2017082595A1
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한승주
한병호
한종택
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한승주
한병호
한종택
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Definitions

  • the present invention relates to an air cooling apparatus that drives by the rotational power of the electric motor to expand the air to produce and supply cooling air.
  • the cooler is equipped with a flutter wheel on the rotating shaft of the electric motor, and has a tank filled with water and ice in front of the flutter wheel, and when the flutter moves the air around it, the tank's ice water evaporates and absorbs the surrounding heat. It is a cold air device that blows cold air and lowers the temperature below a certain level.
  • the effect of air movement and water vaporization alone is limited to lowering to below a certain temperature, it is cumbersome to fill or replenish water and ice, and the haptic effect is reduced in hot places above a certain temperature with high humidity.
  • a mobile air conditioner is a cooling device that compresses a refrigerant with a compressor and condenses and expands and evaporates cold air from the evaporator to the air conditioner.
  • the air cooling effect is better than the fan or cold fan, but the manufacturing cost is high. In the room, it is difficult to block heat and condensate from the condenser and consumes a lot of power, resulting in considerable operating costs.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to increase the rotational drive of the expander between the expander and the electric motor in the air cooling apparatus for producing and supplying the cooling air by expanding the air driven by the rotational power of the electric motor Equipped with a power transmission device, the connection between the expander and the motor is disconnected, and the power transmission device creates a rotational force by the interaction of the magnetic fields generated by the rotational power of the motor, and realizes an air cooling system that transmits power by increasing the rotational speed and rotational power.
  • An object of the present invention is to provide an air cooling apparatus for supplying cold air having high air density by increasing flow rate and adiabatic expansion of air.
  • Another object of the present invention is to provide a power transmission device for increasing the rotational drive of the expander between the expander and the motor to disconnect the expander and the motor, and the power transmission device generates mutually generated magnetic fields by receiving the rotational power and external power of the motor. It is to provide an air cooling device that provides a high density of cold air by increasing the flow rate and adiabatic expansion of the air by realizing the air cooling device to transmit power by the rotational force and the rotational force by the action.
  • Another object of the present invention is to provide a power transmission device that increases the rotational drive of the expander between the expander and the motor, thereby separating the connection between the expander and the motor, and the power transmission device is operated by the interaction of the magnetic fields generated by the rotational power of the motor.
  • Implement an air cooling system that delivers power by increasing rotational speed and rotational power by generating rotational power, and at the same time, increases power flow rate and adiabatic expansion of air to supply cold air with high density of air. It is to provide an air cooling device to reduce the operating cost.
  • an air cooling apparatus includes an electric motor, an expander which rotates by rotating power of the electric motor to expand air, an expander housing surrounding the expander, and the electric motor and the expander housing. Interposed therebetween includes a power transmission device for increasing the rotational drive of the expander.
  • the power transmission device is a power generator driven by a magnetic field and the front driver module and the rear driver are disposed in front and rear of the power generator to form a magnetic field around the front rotor and the rear rotor of the power generator.
  • the power generator may include a rear driver module mounted to the expander on a shaft of a bearing module and spaced at right angles to the rear rotor and spaced apart at a predetermined interval in the axial direction of the frame.
  • the expander housing is mounted and the front side of the frame is mounted to the electric motor, and the front driver module is disposed at right angles to be spaced apart at a predetermined distance in the axial direction of the front rotor and the frame from the front of the frame. It is mounted on the shaft of the motor to provide the rotational power of the motor Receive.
  • the front rotor and the rear rotor of the power generator face the front driver module and the rear driver module and the permanent magnets of the front rotor and the rear rotor are the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft and the front Permanent magnets of the driver module and the rear driver module have a rotating magnetic field generated by the forward driver module rotating with the magnetic flux directed in the axial radial direction of the shaft, a rotating magnetic field generated by the power generator, and a magnetic field of the rear driver module.
  • the interaction between the attraction force and the repulsive force creates a rotational force, which is characterized by transmitting power by increasing the rotational speed and the rotational force.
  • the power generator is a frame, the bearing module mounted to the frame to support the rotation, and the front and rear of the frame spaced apart at a predetermined gap in the axial direction with the front and rear of the frame are arranged in a right angle direction
  • the permanent magnets are fixed to the shaft of the bearing module and the permanent magnets are arranged in an axial radial direction with a predetermined gap in the axial direction of the shaft and are disposed at right angles so that the direction of the magnetic flux is in the axial direction of the shaft.
  • the rear rotor and the front rotor and the rear rotor and the rear rotor and the spaced apart at a predetermined interval in the axial direction are arranged in a right direction so that the permanent magnets in the axial radial direction around the front rotor and the rear rotor Arranged and the direction of the magnetic flux is directed in the axial radial direction of the shaft
  • Driver modules mounted to the frame, lock nuts to fix the front rotor and the rear rotor to the bearing module, and fasteners to fix the bearing module to the frame.
  • the frame is 2n (n is an integer greater than or equal to 4) or 3n (n is an integer greater than or equal to 2) permanent magnet buried holes at equal intervals, respectively, at the front and rear inner surfaces of the body having a cylindrical shape in accordance with a reference point.
  • the bearing module includes one of a grease lubricated bearing, an oil lubricated bearing, an air cooled bearing, and a magnetic bearing on an inner circumferential surface thereof.
  • a mounting space and a cooling space are formed, and a mounting surface of the electric motor, the expander housing, and the rear driver module is formed on the front and rear surfaces of the body.
  • the bearing module is a shaft having a bearing mounting surface and a bearing fixing jaw and fixing grooves and threads for fixing phases of the front rotor and the rear rotor on the outer circumferential surface of the body having a round bar shape, and grease supply cooling Bearing and oil supply cooling bearing, air cooling bearing and magnetic bearing, and a fixture for fixing the phases of the front rotor and the rear rotor.
  • the rotating plate having a shape in which the permanent magnet embedding hole is formed on the circumferential axis of the body, and 2n magnetic fluxes which are alternately embedded with the N pole and the S pole in the permanent magnet embedding holes in accordance with the slot grooves of the rotating plate. Includes a permanent magnet facing in the axial direction of the shaft.
  • the driver module in accordance with the reference point of the frame 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) to the permanent magnet buried holes of the frame by alternately buying and attaching the north pole and the south pole 3n (n is An integer of two or more)
  • the direction of the magnetic flux attached to the three-phase array is included in the permanent magnet in the direction of the axis of the shaft.
  • the front driver module forms a shaft through hole and a mounting surface of the electric motor in the center of the cylindrical body having one side closed, and 2n at equal intervals (hereinafter, n is an integer of 4 or more) or 3n at a reference point.
  • N (hereafter n is an integer of 2 or more) fixing rods formed in the circumferential axis direction around the front rotor, and N poles and S poles are alternately disposed at 2n permanent magnet embedding holes in accordance with the reference point of the stator.
  • the direction of 2n or 3n magnetic fluxes embedded by embedding or three phase arrangement in 3n permanent magnet embedding holes includes permanent magnets directed in the axial diameter direction of the shaft.
  • the rear driver module forms a through hole in the center of the mounting surface and the body of the expander housing and the power generator on the body formed in a cylindrical shape with one side closed and 2n at regular intervals (hereinafter n) Is an integer greater than or equal to 4) or 3n (hereinafter, n is an integer greater than or equal to 2) a stator in which permanent magnet embedding holes are formed in the circumferential axis direction around the rear rotor, and 2n permanent magnet embedding holes in accordance with the reference point of the stator.
  • the direction of 2n or 3n magnetic fluxes, which are alternately embedded and attached to the poles and the S poles, or embedded in three phases arranged in 3n permanent magnet embedding holes, includes permanent magnets directed in the axial radial direction of the shaft.
  • the power transmission device, the permanent magnets of the front rotor and the rear rotor of the power generator is the direction of the magnetic flux toward the axis of the shaft axis of the shaft and the driver modules of the power generator and the front driver module and the Permanent magnets of the rear driver module are also preferably directed in the direction of the magnetic flux in the axial direction of the shaft.
  • the air cooling apparatus according to the present invention is wound around the coil to form a magnetic flux directed to the direction of the magnetic flux of the permanent magnets of the rear rotor of the rear driver module of the power transmission device.
  • the rear driver module includes the stator of the coil bundle.
  • the power transmission device receives the rotational power and external power of the electric motor.
  • the front rotor and the rear rotor of the power generator face the front driver module and the rear driver module and the permanent magnets of the front rotor and the rear rotor are the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft and the front
  • the permanent magnets of the driver module and the stators of the rear driver module are provided with a rotating magnetic field generated by the front driver module rotating with the magnetic flux directed in the axial radial direction of the shaft, a rotating magnetic field produced by the power generator, and the rear driver.
  • the magnetic field of the module makes the rotation force by the interaction between the attraction force and the repulsive force, which increases the rotational speed and the rotational force to transmit power.
  • the rear driver module forms a through hole in the center of the mounting surface and the body of the expander housing and the power generator in a cylindrical body of which one side is closed, and 2n at equal intervals (hereinafter n) Is an integer greater than or equal to 4) or 3n (hereinafter, n is an integer greater than or equal to 2) stator embedding holes formed in the circumferential axis direction and the circumferential axis diameter direction around the rear rotor, and 2n stator embedment in accordance with the reference point of the stator.
  • the magnetic poles of the north pole and the south pole are arranged to be alternately formed in the holes, and the wires are inserted and connected, or the phases of the 2n or 3n magnetic fluxes that are arranged in three phases in the 3n stator embedding holes are connected in the radial direction of the shaft axis. It includes a stator of a bundle of coils wound around a winding frame.
  • the power transmission device is the front rotor of the power generator and the permanent magnets of the rear rotor is the direction of the magnetic flux toward the axis of the shaft axis of the shaft and the driver module and the front driver module of the power generator and
  • the stator of the rear driver module also preferably has a direction of magnetic flux directed in the axial direction of the shaft.
  • the air cooling apparatus uses the rear driver module of the power transmission device to generate a magnetic flux whose magnetic flux directions coincide with each other on the same circumferential axis as the permanent magnets of the rear rotor.
  • the coil formed to form a rear driver module including the armature of the coil bundle wound.
  • the power transmission device is supplied with the rotational power of the electric motor.
  • the front rotor of the power generator is facing the front driver module and the permanent magnets of the front rotor and the rear rotor are the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft of the front driver module and the rear driver module Permanent magnets have a rotating magnetic field that the front driver module rotates with the magnetic flux toward the shaft axis direction of the shaft and the rotating magnetic field that the power generator creates to generate rotational force by the interaction between the attraction force and the repulsive force to increase the rotational speed and rotational force And the rear rotor delivers the power of the rotating magnetic field to the rear driver module to interrupt the magnetic flux to produce power.
  • the rear driver module forms a through-hole in the center of the mounting surface and the body of the expander housing and the power generator on the body formed in a cylindrical shape closed on one side and 3n (hereinafter n) Is an integer of 2 or more).
  • the armature embedding holes are formed on the same circumferential axis as the permanent magnet embedding holes of the rear rotor, and are arranged and connected in three phases to 3n armature embedding holes in accordance with the reference point of the stator.
  • the armature of the bundle of coils is wound around a winding frame with the direction of 3n magnetic flux directed in the axial direction of the shaft.
  • a power transmission device for increasing the rotational drive of the expander between the expander and the motor to separate the connection between the expander and the motor, and the rotating magnetic field and the magnetic field generated by the power transmission device is supplied with the rotational power of the motor.
  • a power transmission device is provided between the expander and the motor to increase the rotational drive of the expander, thereby separating the connection between the expander and the motor, and the rotating magnetic field and the magnetic field generated by the power transmission device supplied with the rotational power and external power of the motor. It provides an air cooling device that provides cool air with high air density by increasing the flow rate and adiabatic expansion of the air by realizing the air cooling device to transmit power by making the rotational force and the rotational force by the interaction of.
  • a power transmission device is provided between the expander and the motor to increase the rotational drive of the expander, thereby separating the connection between the expander housing and the motor, and the rotating magnetic field generated by the power transmission device is supplied with the rotational power of the motor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an air cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of a power generator.
  • FIG. 3 is a sectional perspective view showing a frame of the power generator
  • FIG. 4 is a sectional perspective view showing a bearing module of the power generator
  • FIG. 5 is a sectional perspective view showing the front rotor and the rear rotor of the power generator.
  • Figure 6 is a perspective view of the driver module of the power generator.
  • FIG. 7 is a sectional perspective view of the front driver module and the rear driver module
  • FIG. 11 is a sectional perspective view showing an air cooling device according to a second embodiment.
  • FIG. 12 is a sectional perspective view showing an air cooling device according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional perspective view of an air cooling apparatus 010 according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of a power generator 200
  • FIGS. 3 and 4 and 5 and 6 and 7 are cross-sectional views of components. 8 and 9 and 10 are explanatory views of the operation of the power transmission device 100. First, the components will be described.
  • the air cooling apparatus 010 includes an electric motor 500, an expander 610 for expanding air by rotating with the rotational power of the electric motor 500, and an expander housing 650 surrounding the expander 610. And a power transmission device interposed between the electric motor 500 and the expander housing 650 to increase the rotational power of the expander 610.
  • the power transmission device 100 is disposed at the front and rear of the power generator 200 and the power generator 200 driven by a magnetic field, so that the front rotor 240 and the rear rotor of the power generator 200 (
  • the power generator 200 includes a front driver module 310 and a rear driver module 350, which form a magnetic field around 250, to expand the expander 610 to the shaft 221 of the bearing module 220.
  • the rear driver module 350 and the expander housing mounted on the rear side of the frame 210 and spaced apart at a predetermined interval in the axial direction of the rear rotor 240 and the frame 210 are disposed at right angles.
  • the front driver module 310 is the front rotor 240 and the frame 210 in front of the frame 210. Perpendicular to each other with a certain gap in the axial direction of It is arranged to be mounted on the shaft 520 of the electric motor 500.
  • the power generator 200 includes a driver module including permanent magnets 236 having a magnetic flux direction toward the axis of the bearing module 220 in the frame 210.
  • a driver module including permanent magnets 236 having a magnetic flux direction toward the axis of the bearing module 220 in the frame 210.
  • the power generator 200 includes a frame 210, the bearing module 220 mounted on the frame 210 to support rotation, and the frame 210 in front and rear of the frame 210.
  • Is spaced apart at right angles with a certain gap in the axial direction and the front and rear of the) is fixed to the shaft 221 of the bearing module 220 and the permanent magnets 246 are fixed in the axial direction of the shaft 221
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 and the front rotor which are arranged in a radial direction in the axial direction with a gap and are arranged in a right direction so that the direction of the magnetic flux is in the axial direction of the shaft 221.
  • the frame 210 has permanent magnet embedding holes at equal intervals in accordance with the reference point 211 on the inner and outer surfaces 218 of the front and rear with respect to the axis of the body having a cylindrical shape.
  • 213 are formed in the circumferential axial direction around the front rotor 240 and the rear rotor 250 and the mounting space of the bearing module 220 and the bearing cooling space 212 are formed on the inner circumferential surface thereof.
  • the mounting surface 214 of the electric motor 500, the expander housing 650 and the rear driver module 350 is formed on the front and back.
  • the frame 210 has 2n pieces (n is an integer of 4 or more) or 3n pieces at equal intervals, respectively, in accordance with the reference point 211 on the inner surface 218 of the front and rear centered on the axis of the cylindrical body. n is an integer greater than or equal to 2).
  • the permanent magnet embedding hole 213 is formed in the circumferential axis direction around the front rotor 240 and the rear rotor 250 and a grease lubricated bearing and an oil lubricated method are formed on the inner circumferential surface thereof.
  • the bearing module 220 has a bearing mounting surface 223, a bearing fixing jaw 222, the front rotor 240, and a rear rotor () on an outer circumferential surface of the body having a round bar shape.
  • the bearing 226 supporting rotation is mounted on the shaft 221 formed with the fixing grooves 224 and the threads 225 for fixing the phase of the 250 and the front rotor 240 and the rear rotor (
  • the fixing fixture 227 fixing the phase of 250 is attached.
  • the bearing module 220 is a grease supply cooling type bearing and oil supply cooling not exceeding the allowable limit to ensure the endurance life according to the maximum rotational speed of the front rotor 240 and the rear rotor 250 Bearing and air-cooled bearing and the magnetic bearing of any one of the bearing 226 is selected and applied.
  • the bearing module 220 is a phase of the bearing mounting surface 223 and the bearing fixing jaw 222 and the front rotor 240 and the rear rotor 250 on the outer circumferential surface of the body made of a round bar shape
  • the shaft 221 formed with the fixing grooves 224 and the threads 225 for fixing the bearing, one of a grease supply cooling bearing, an oil supply cooling bearing, an air cooling bearing, and a magnetic bearing. 226 and a fixture 227 for fixing phases of the front rotor 240 and the rear rotor 250.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 form a cylindrical protrusion 244 at the center of the disk-shaped body to fix a phase on an inner circumferential surface ( 243 and slot grooves in the permanent magnet embedding holes 245 of the rotating plate 242 having a shape in which the permanent magnet embedding holes 245 are formed on the circumferential axis of the body at equal intervals in accordance with the slot grooves 243.
  • Permanent magnets 246 whose magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221 in accordance with 243 are alternately embedded with the N pole and the S pole.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 form a cylindrical protrusion 244 at the center of the disk-shaped body to form a slot groove 243 for fixing the phase on the inner peripheral surface
  • a rotating plate 242 having a shape in which 2n permanent magnet embedding holes 245 are formed on the circumferential axis of the body at equal intervals in accordance with the slot grooves 243, and the rotating plate 242.
  • Permanent magnets 246 in which the directions of 2n magnetic fluxes, which are alternately embedded in the permanent magnet embedding holes 245 in accordance with the slot grooves 243 of the magnetic poles, are attached to the shaft grooves 221 in the axial direction of the shaft 221. It includes.
  • the driver module 230 has a direction of magnetic flux in the permanent magnet embedding holes 213 of the frame 210 in accordance with the reference point 211 of the frame 210.
  • Permanent magnets 236 facing in the radial direction of the axis 221 are attached to the N pole and the S pole by alternating embedding or by attaching the three-phase array.
  • the driver module 230 has 2n (n is an integer greater than or equal to 4) N poles in the permanent magnet embedding holes 213 of the frame 210 in accordance with the reference point 211 of the frame 210.
  • permanent magnets 236 having S-poles alternately embedded and attached or 3n (n is an integer greater than or equal to 3) arranged in three phases and having a magnetic flux directed toward the axis diameter of the shaft 221. do.
  • the front driver module 310 forms a through hole and a mounting surface of the shaft 520 of the electric motor 500 at a center of a body having a closed cylindrical shape, and a reference point 311.
  • Magnetic flux in accordance with the reference point 311 to the permanent magnet embedding holes 313 of the stator 312 formed in the circumferential axis direction around the front rotor 240 at equal intervals The direction of the permanent magnets 316 facing in the radial direction of the shaft 221 is attached to the N-pole and S-pole alternately embedded or attached to the three-phase arrangement.
  • the front driver module 310 forms a through hole and a mounting surface of the shaft 520 of the electric motor 500 at a center of a body having a closed cylindrical shape on one side thereof, and is equally spaced in accordance with the reference point 311.
  • the N pole and the S pole are alternately arranged and attached to 2n permanent magnet embedding holes 313, or 3 phase arrays are embedded and attached to 3n stator embedding holes.
  • One 2n or 3n magnetic flux direction includes the permanent magnet 316 facing the axis radial direction of the shaft 221.
  • the rear driver module 350 has a cylindrical shape having one side closed and a mounting surface 315 of the expander housing 650 and the power generator 200 and a center of the body.
  • Permanent magnet embedding holes 313 of the stator 312 formed through holes in the permanent magnet embedding holes 313 in the circumferential axis direction around the rear rotor 250 at equal intervals in accordance with the reference point (311).
  • Permanent magnets 316 whose magnetic flux is directed in the axial radial direction of the shaft 221 in accordance with the reference point 311 are alternately purchased by attaching the N pole and the S pole or by attaching the three-phase array. .
  • the rear driver module 350 forms a through hole in the center of the mounting surface 315 of the expander housing 650 and the power generator 200 and the body in a cylindrical body having one side closed.
  • the N pole and the S pole are alternately embedded in the holders 312 formed in the direction and 2n permanent magnet embedding holes 313 in accordance with the reference point of the holder 312, or 3n permanent magnet embedding holes 313 are attached.
  • 2n or 3n magnetic fluxes which are arranged in three phases and attached to each other include permanent magnets 316 facing in the axial radial direction of the shaft 221.
  • the power transmission device 100 is the front rotor 240 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 of the power generator 200 is the direction of the magnetic flux in the axis direction 221 of the shaft
  • the permanent magnets 236 and 316 of the driver module 230 and the front driver module 310 and the rear driver module 350 of the power generator 200 face the direction of the magnetic flux. It is also preferable to face in the axial direction of 221.
  • the expander 610 forms a through hole in the center of the circumferential body, and has a circular plate at the rear with respect to the rotation axis on the outer circumferential surface, and wings are formed at radial equal intervals on the outer circumferential surface of the body so that the radially perpendicular radial direction of the circular plate In the axial direction in the direction of the blade is bent in the rotational direction toward the narrower to have a shape formed.
  • the expander housing 650 increases the flow rate of the air flowing in the radial direction to the air inlet for inducing the intake air to the expander 610 and the scroll and nozzle space of the snail shell shape of the inlet cross-sectional area is gradually narrowed to the place It has a shape of an air outlet that flows into the expander 610 and converts the pressure energy of the air adiabaticly expanded from the expander 610 into velocity energy.
  • the expander 610 is disposed in the air passage of the electric motor 500 and the expander housing 650, and a power generator is disposed between the electric motor 500 and the expander housing 650.
  • the power transmission device 100 including the 200, the front driver module 310 and the rear driver module 350 is interposed.
  • the air passage is connected so that external air flows into the air inlet of the expander housing 650 and flows to the air outlet through the scroll and nozzle of the expander housing 650 and the expander 610.
  • the power generator 200 of the power transmission device 100 mounts the expander 610 on the shaft 221 of the bearing module 220 and the rear rotor 240 and the frame at the rear of the frame 210.
  • Mount the rear driver module 350 and the expander housing 650 which are spaced apart at right angles with a predetermined gap in the axial direction of the 210, and the front of the frame 210 is mounted on the electric motor 500.
  • the front driver module 310 is mounted in a right angle direction and spaced apart from each other at a predetermined gap in the axial direction of the front rotor 240 and the frame 210 in front of the frame 210.
  • Is mounted on the shaft 520 of the 500 receives the rotational power of the electric motor (500).
  • a space securing adapter 900 may be mounted between the power generator 200 and the electric motor 500.
  • the front driver module 310 is disposed so that the direction of the magnetic flux with the front rotor 240 of the power generator 200 is directed in a right angle direction.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 are arranged in the radial direction of the axis with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and are arranged in a right angle so that the direction of the magnetic flux is the bearing module 220.
  • 2n pieces (n is an integer of 2 or more) and N poles and S poles are alternately embedded in the rotating plate 242 so as to face in the axial direction of), and the permanent magnets 316 of the front driver module 310 are disposed.
  • the bearing module is spaced apart from the permanent magnets 246 of the front rotor 240 with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 around the permanent magnets 246 of the front rotor 240.
  • Permanent magnets 246 of the front rotor 240 are arranged in the radial direction of the axis with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and arranged in a right direction so that the direction of the magnetic flux of the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are alternately embedded with the north pole and the south pole so as to face in the axial direction, and the permanent magnets 316 of the front driver module 310 are disposed in the bearing module 220. 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) are arranged by alternately embedding the N poles and the S poles so that the magnetic flux is directed in the axial radial direction of the bearing module 220, as described below. .
  • four permanent magnets 246 are alternately embedded in the rotating plate 242 of the front rotor 240, and the N pole and the S pole are alternately disposed, and the stator of the front driver module 310 is disposed.
  • Eight permanent magnets 316 are alternately embedded with the N poles and the S poles at 312, and the planes of the permanent rotors 316 are disposed in a plane.
  • the pole permanent magnets 246 are positioned between the N pole and the S pole of the permanent magnets 316 of the front driver module 310 or in equilibrium with the magnetic field at positions facing the S poles.
  • S pole permanent magnets 246 of the front rotor 240 are located between the N pole and the S pole permanent magnet 316 of the front driver module 310 or the magnetic field balance in a position facing the S poles. Will be achieved.
  • the permanent magnets 316 of the front driver module 310 mounted on the shaft 520 rotate and 90 with the permanent magnets 246 of the front rotor 240.
  • the rotational force of the rotating magnetic field of the attraction force and the repulsive force in the phase phase is accelerated rotation of the front rotor 240.
  • the front driver module 310 receives the rotational power of the shaft 520, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 316 are alternately arranged in the north pole and south pole in the radial direction of the shaft 520 A virtual magnetic field rotation moment axis is rotated, and the front rotor 240 has a virtual magnetic pole in which the directions of the magnetic fluxes of the permanent magnets 246 are alternately arranged with the north pole and the south pole in the axial direction of the bearing module 220.
  • the rotating magnetic field formed by rotating the front driver module 310 by forming the magnetic field rotation moment axis rotates the planetary motion by the interaction between the rotating magnetic field formed by the front rotor 240 and the attraction force and the repulsive force.
  • the front rotor 240 is accelerated to rotate.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 are arranged in the radial direction of the axis with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and arranged in a right angle so that the direction of the magnetic flux is the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are alternately embedded with the north pole and the south pole, so that the permanent magnets 316 of the front driver module 310 are disposed in the bearing module 220. ) Is embedded in the radial direction of the axial line and embedded so that 3n pieces (n is an integer of 2 or more) three phases with the magnetic flux directed in the axial radial direction of the bearing module 220 as described below.
  • N-pole permanent magnets 246 are disposed on the rotating plate 242 of the front rotor 240 and N poles and S poles are alternately embedded, and six permanent magnets are fixed to the stator 312 of the front driver module 310.
  • the shaft 520 of the front rotor 240 is stopped when the shaft 520 is stopped.
  • N-pole permanent magnets 246 are located between the north pole and the south pole, the south pole and the south pole of the permanent magnets 316 of the front driver module 310 or the magnetic field in a position facing the north pole and the south pole Will be balanced.
  • the S-pole permanent magnets 246 face the S-pole and the N-pole of the permanent magnets 316 of the front driver module 310 or are located between the S-pole and the S-pole, the N-pole and the N-pole to achieve self-balancing. do.
  • the front driver module 310 receives the rotational power of the shaft 520, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 316 is N, N, N pole and S, in the radial direction of the axis of the shaft 520
  • a virtual magnetic field rotation moment axis disposed to be three phases of S and S poles is rotated, and the front rotor 240 has an N pole in the axial direction of the bearing module 220 in the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 246.
  • the rotating magnetic field formed by rotating the front driver module 310 by forming an imaginary magnetic field rotation moment axis in which the S poles are alternately formed is formed by the rotation magnetic field formed by the front rotor 240 rotating and the attraction force and repulsive force. Interaction is to accelerate the rotation of the front rotor 240 by creating a rotational force of the planetary motion.
  • the front rotor 240 of the power generator 200 faces the front driver module 310 and the permanent magnets 246 of the front rotor 240 have magnetic flux of the shaft 221.
  • Rotational magnetic field of is driven by the interaction of the attraction force and the repulsive force in the form of a planetary motion there is a difference to accelerate the rotation of the front rotor 240.
  • the front rotor 240 of the power generator 200 is disposed so that the direction of the magnetic flux with the driver module 230 of the power generator 200 in a direction perpendicular to the rear, the rear of the power generator 200
  • the rotor 250 is disposed such that the direction of the magnetic flux with the driver module 230 and the rear driver module 350 of the power generator 200 are directed at right angles.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the rear rotor 250 are arranged in an axial radial direction with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and are arranged in a right angle direction to have magnetic flux.
  • 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are alternately embedded in the rotating plate 242 so that the direction of the bearing module 220 is in the axial direction of the bearing module 220, and the N and S poles are alternately disposed.
  • the direction of the bearing module 220 in the radial direction of the axis 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) and N poles and S poles are alternately embedded in the frame 210, or 3n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are arranged in three phases.
  • the permanent magnets 316 of the rear driver modules 350 are spaced apart at a predetermined interval in the axial direction of the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 and the bearing module 220 to the rear Arranged in the axial radial direction of the bearing module 220 around the permanent magnets 246 of the rotor 250 so that the direction of the magnetic flux in the axial radial direction of the bearing module 220 to the stator 312 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) are arranged by alternately acquiring N and S poles, or 3n pieces are arrange
  • Permanent magnets 246 of the front rotor 240 are arranged in the radial direction of the axis with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and arranged in a right direction so that the direction of the magnetic flux of the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are disposed by alternately embedding the N pole and the S pole so as to face in the axial direction, and the permanent magnets 236 of the driver modules 230 are disposed in the front rotor 240.
  • Permanent magnets 246 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 and the axis of the bearing module 220 in the radial direction is disposed so that the direction of the magnetic flux in the axis of the axis of the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) arranged so as to face each other are arranged as follows.
  • the front driver module 310 is in the stopped state.
  • the N pole permanent magnets 246 of the front rotor 240 are positioned between the N pole and the S pole of the permanent magnets 236 of the driver module 230 or at the position facing the S poles to balance the magnetic field. Is achieved.
  • S-pole permanent magnets 246 of the front rotor 240 are located between the N and S poles of the permanent magnets 236 of the driver module 230 or the magnetic field balance in a position facing the S poles. Will be achieved.
  • the permanent magnet 246 of the front rotor 240 When the front rotor 240 rotates to the rotating magnetic field and accelerates and moves in the direction of the arrow by the rotational force of the rotating magnetic field that the front driver module 310 rotates, the permanent magnet 246 of the front rotor 240. ) Are simultaneously moved in the direction of the arrow to obtain the driving force of the magnetic field of the attraction and repulsive force in the 90-degree phase with the permanent magnets 236 of the driver module 230 is accelerated.
  • the front rotor 240 receives the rotational power of the front driver module 310, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 246 is alternately the N pole and the S pole in the axial direction of the bearing module 220
  • the driver module 230 alternates the N pole and the S pole in the radial direction of the bearing module 220 in the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 236.
  • the rotating magnetic field formed by rotating the front rotor 240 by forming the magnetic field is generated by the interaction between the magnetic field and the attraction force and the repulsive force formed by the driver module 230 around the front rotor 240.
  • the front rotor 240 is made to rotate to accelerate.
  • the interaction between the rear rotor 250 and the driver module 230 and the rear rotor 250 and the rear driver module 350 is also described in the same manner.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 are arranged in the radial direction of the axis with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and arranged in a right angle so that the direction of the magnetic flux is the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) and N and S poles are alternately embedded so as to face in the axial direction, and the permanent magnets 236 of the driver module 230 are the front rotor 240.
  • Permanent magnets 246 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 and the axis of the bearing module 220 in the radial direction of the magnetic flux so that the direction of the magnetic flux is the axis diameter of the bearing module 220 3n pieces (n is an integer of 2 or more) arranged in three phases arranged in the direction are described below.
  • the N pole permanent magnets 246 of the front rotor 240 are located between the N pole and the S pole, the S pole and the N pole of the permanent magnets 236 of the driver module 230, or the S pole and the N pole.
  • the magnetic field is balanced at the poles.
  • the S pole permanent magnets 246 face the S and N poles of the permanent magnets 236 of the driver module 230 or are positioned between the S pole and the S pole, the N pole and the N pole to achieve self-balancing. .
  • the permanent magnet 246 of the front rotor 240 When the front rotor 240 rotates to the rotating magnetic field and accelerates and moves in the direction of the arrow by the rotational force of the rotating magnetic field that the front driver module 310 rotates, the permanent magnet 246 of the front rotor 240. ) Are simultaneously moved in the direction of the arrow to obtain the driving force of the attraction force and repulsive force in the 120-degree phase with the permanent magnets 236 of the driver module 230 is rotated to accelerate.
  • the front rotor 240 receives the rotational power of the front driver module 310, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 246 is alternately the N pole and the S pole in the axial direction of the bearing module 220
  • the driver module 230 is rotated by making a virtual magnetic field rotation moment axis arranged in the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 236 are N, N, N pole and S, in the radial direction of the axis of the bearing module 220.
  • a magnetic field formed to form three phases of S and S poles, and a rotating magnetic field formed while the front rotor 240 rotates is formed by the driver module 230 around the front rotor 240.
  • the front rotor 240 accelerates rotation by creating a rotational force by the interaction of the attraction force and the repulsive force.
  • the interaction between the rear rotor 250 and the driver module 230 and the rear rotor 250 and the rear driver module 350 is also described in the same manner.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 of the power generator 200 face the driver module 230 and the rear driver module 350 and the front rotor 240.
  • Permanent magnets 246 of the rear rotor 250 and the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221 and the permanent magnets (236, 316) of the driver module 230 and the rear driver module 350
  • the rotating magnetic fields of the front rotor 240 and the rear rotor 250 and the magnetic fields of the driver module 230 are formed by the interaction of the attraction force and the repulsive force.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 accelerated rotation.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 of the power generator 200 are driven by the rotational power supplied from the electric motor 500.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the rear rotor 250 face the rear driver module 350 and the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221.
  • the permanent magnets 316 of the module 310 and the rear driver module 350 have the front driver mounted on the shaft 520 of the electric motor 500 with magnetic flux directed in the axial radial direction of the shaft 221.
  • the rotating module 310 rotates and the rotating magnetic field created around the front rotor 240 and the rotating magnetic field of the front rotor 240 generate rotational force by the interaction between the attraction force and the repulsive force, and thus the front rotor 240 accelerates. Rotated so that the power generator 200 Will be driven.
  • the power generator 200 is the front rotor 240 and the rear rotor 250 by the rotation of the front rotor 240 facing the driver module 230, the front rotor (
  • the permanent magnets 246 of the 240 and the rear rotor 250 have magnetic fluxes directed in the axial direction of the shaft 221, and the permanent magnets 236 of the driver modules 230 have magnetic fluxes of the shaft 221.
  • a rotating magnetic field generated by the rotation of the front rotor 240 and the rear rotor 250 toward the axis radial direction, and the driver module 230 may be the front rotor 240 and the rear rotor 250.
  • the magnetic field formed around is designed to transmit rotational power by increasing rotational speed and rotational force by accelerating rotation by rotating force by the interaction of attraction force and repulsive force.
  • the rear rotor 250 faces the rear driver module 350 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 face magnetic flux in the axial direction of the shaft 221 and drive the rear.
  • the permanent magnets 316 of the magnetic modules 350 have magnetic flux directed toward the axial radial direction of the shaft 221 so that the rotating magnetic field of the rear rotor 250 of the power generator 200 is around the rear rotor 250.
  • the rear driver module 350 is formed in the rotational force and the rotational force by the interaction between the magnetic field and the attraction force and the repulsive force is increased.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 of the power generator 200 face the front driver module 310 and the rear driver module 350 by the rotational power of the electric motor 500.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the rear rotor 250 have magnetic flux directed in the axial direction of the shaft 221 and the front driver module 310 and the rear driver module 350.
  • the permanent magnets 316 of the) are a rotating magnetic field generated by the front driver module 310 to rotate and the rear magnetic field generated by the power generator 200 so that magnetic flux is directed in the axial radial direction of the shaft 221.
  • Magnetic field produced by the magnetic module 350 creates a rotational force by the interaction of the attraction force and the repulsive force to implement an air cooling device that transmits power by increasing the rotational speed and rotational force to increase the flow rate and adiabatic expansion of the air to increase air density cold air Supply do.
  • the power transmission device 100 is the front rotor 240 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 of the power generator 200 is the direction of the magnetic flux in the axis direction 221 of the shaft
  • the permanent magnets 236 and 316 of the driver module 230 and the front driver module 310 and the rear driver module 350 of the power generator 200 face the direction of the magnetic flux. The same effect is obtained also toward the axial direction of 221.
  • the rotational force of the power transmission device 100 is determined by adjusting the magnetic density of the permanent magnets, the contact area of the magnetic field, and the gap of the permanent magnets facing in the right direction with a predetermined gap between the mounting diameter pitch of the permanent magnets.
  • the power transmission device 100 since the power transmission device 100 generates and drives the rotational force of the magnetic field by the interaction between the attraction force and the repulsive force of the permanent magnets, almost no noise is generated with high driving efficiency, and durability is excellent and there is no driving cost.
  • the air cooling apparatus 020 includes an electric motor 500, an expander 610 which expands air by rotating with the rotational power of the electric motor 500, and an expander housing 650 surrounding the expander 610. And a power transmission device interposed between the electric motor 500 and the expander housing 650 to increase the rotational power of the expander 610.
  • the power transmission device 110 forms the magnetic flux at right angles to the magnetic flux direction of the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 to the rear driver module 350 of the power transmission device 100 of the first embodiment.
  • the power generator 200 mounts the expander 610 on the shaft 221 of the bearing module 220 with the rear driver module 360 including the stator 366 of the coil bundle wound around the coil.
  • the rear driver module 360 and the expander housing 650 disposed at right angles to the rear rotor 240 and the frame 210 at a predetermined gap in the axial direction of the frame 210.
  • the front of the frame 210 is mounted to the electric motor 500, and the front driver module 310 is an axis of the front rotor 240 and the frame 210 in front of the frame 210.
  • Direction at right angles Value will be attached to the shaft 520 of the motor 500.
  • the power transmission device 110 is a stator of a coil bundle wound around a coil for forming a magnetic flux of the rear driver module 350 equipped with permanent magnets 316 in the power transmission device 100 of the first embodiment ( A power train with the rear driver module 360 mounted thereon.
  • the rear driver module 360 forms a through hole in the center of the mounting surface 315 of the expander housing 650 and the power generator 200 and the body in a cylindrical shape of which one side is closed, and a reference point ( Reference points 311 at stator embedding holes 313 of stator 312 formed in the circumferential axial direction and the circumferential axis radial direction around the rear rotor 250 at equal intervals in accordance with 311.
  • the stator 366 in the direction of the magnetic flux of the coil bundle in the axial radial direction of the shaft 221 is connected to the N pole and the S pole so that the magnetic fields of the N pole and the S pole are alternately formed or three-phase arrangement.
  • the rear driver module 360 forms a through hole in the center of the mounting surface 315 of the expander housing 650 and the power generator 200 and the body in a cylindrical body having one side closed.
  • 2n hereinafter n is an integer greater than or equal to 4
  • 3n hereinafter n is an integer greater than or equal to 2
  • stator embedding holes 313 in the circumferential axis direction around the rear rotor 250 at equal intervals in accordance with the reference point 311.
  • the holders 312 formed in the radial direction of the circumferential axis and the magnetic poles of the N pole and the S pole are alternately formed in the 2n stator embedding holes in accordance with the reference point 311 of the holder 312, and the wires are connected and 3n.
  • the power transmission device 110 is the front rotor 240 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 of the power generator 200 are the direction of the magnetic flux in the radial direction of the axis of the shaft (221)
  • the driver modules 230 of the power generator 200, the permanent magnets 236 and 316 of the front driver module 310 and the stators 366 of the rear driver module 360 are It is also preferable that the direction of the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221.
  • the power generator 200 of the power train 110 mounts the expander 610 on the shaft 221 of the bearing module 220 and the rear rotor 240 and the frame at the rear of the frame 210.
  • the front is mounted on the motor 500 and the front driver module 310 is spaced apart from the front of the frame 210 with a predetermined gap in the axial direction of the front rotor 240 and the frame 210. It is disposed in a right angle and is mounted on the shaft 520 of the electric motor 500 to receive rotational power and external power of the electric motor 500.
  • a space securing adapter may be mounted between the power generator 200 and the electric motor 500.
  • the front driver mounted on the shaft 520 of the electric motor 500 operates by operating as described in the first embodiment with the rotational power supplied from the electric motor 500.
  • the rotating magnetic field produced by the rotation of the module 310 and the rotating magnetic field produced by the power generator 200 and the magnetic field produced by the rear driver module 360 generate rotational force by the interaction between the attraction force and the repulsive force to increase the rotational speed and the rotational force.
  • the power transmission device 110 is the front rotor 240 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 of the power generator 200 are the direction of the magnetic flux in the radial direction of the axis of the shaft (221)
  • the driver modules 230 of the power generator 200, the permanent magnets 236 and 316 of the front driver module 310 and the stators 366 of the rear driver module 360 are The same effect is obtained even when the direction of the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221.
  • the rotational force of the power transmission device 110 is the magnetic density of the permanent magnets, the contact area of the magnetic field and the interval between the permanent magnets facing each other in the direction perpendicular to the mounting diameter pitch of the permanent magnets and the rear driver module 360. Is determined by adjusting the amount of current in the stators 366.
  • the third embodiment will be described.
  • 12 is a cross-sectional perspective view of the air cooling device 030 according to the third embodiment, and FIGS. 8, 9, and 10 are explanatory views of the operation of the power transmission device 120.
  • the air cooling apparatus 030 according to the present invention includes an electric motor 500, an expander 610 for expanding air by rotating with the rotational power of the electric motor 500, and an expander housing 650 surrounding the expander 610. And a power transmission device interposed between the electric motor 500 and the expander housing 650 to increase the rotational power of the expander 610.
  • the power transmission device 120 uses the rear driver module 350 of the power transmission device 100 of the first embodiment to have magnetic flux directions coincident with each other on the same circumferential axis as the permanent magnets of the rear rotor 250.
  • the rear generator module 370 includes armatures 376 of a coil bundle wound around a coil forming a magnetic flux, so that the power generator 200 is the power generator 200 is the shaft 221 of the bearing module 220.
  • the rear driver module mounted on the expander 610 and spaced at right angles with a predetermined gap in the axial direction of the rear rotor 240 and the frame 210 behind the frame 210.
  • the front of the frame 210 is mounted to the electric motor 500, and the front driver module 310 is the front rotor (front) of the frame 210.
  • the 240 and the axis direction of the frame 210 Are spaced with a certain gap as arranged along the perpendicular direction is mounted to the shaft 520 of the motor 500.
  • the power transmission device 120 is the armature 376 of the coil bundle wound around the coil in which the power generation device 100 of the first embodiment of the rear driver module 350 equipped with the permanent magnet 316 in the power transmission device 100 is generated. It is a power transmission device with the rear driver module 370 equipped with them.
  • the rear driver module 370 forms a through hole in the center of the mounting surface 315 of the expander housing 650 and the power generator 200 and the body in a cylindrical shape of which one side is closed, and a reference point ( Reference point to the stator 312 formed on the same circumferential axis of the armature buried holes 313 and the permanent magnet buried holes 245 of the rear rotor 250 of the power generator 200 at equal intervals in accordance with 311).
  • the armatures 376 of the coil bundle wound around a coil in a winding frame in which the direction of the magnetic flux, which is embedded and connected in a three-phase arrangement in accordance with 311, are directed in the axial direction of the shaft.
  • the rear driver module 370 forms a through hole in the center of the mounting surface 315 of the expander housing 650 and the power generator 200 and the body in a cylindrical body having one side closed.
  • 3n armature embedding holes 313 (hereinafter, n is an integer of 2 or more) at equal intervals in accordance with the reference point 311 and the permanent magnet embedding holes 245 of the rear rotor 250 of the power generator 200.
  • the power generator 200 of the power train 120 mounts the expander 610 to the shaft 221 of the bearing module 220 and the rear rotor 240 and the frame at the rear of the frame 210.
  • a space securing adapter may be mounted between the power generator 200 and the electric motor 500.
  • the rear driver module 370 has the armatures 376 disposed at a 120 degree phase angle facing the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 with a constant gap on the same circumferential axis.
  • the magnetic flux is interrupted by the rotating magnetic field of the electron 250 to generate induced electromotive force, thereby producing three-phase AC power.
  • the front driver mounted on the shaft 520 of the electric motor 500 operates by operating as described in the first embodiment with the rotational power supplied from the electric motor 500.
  • the rotating magnetic field generated by the module 310 and the rotating magnetic field generated by the power generator 200 generate rotational force by the interaction of the attraction force and the repulsive force to increase the rotational speed and the rotational force to transmit power
  • the rear rotor 250 is Implement an air cooling device that delivers the power of the rotating magnetic field to the rear driver module 370 to control the magnetic flux to produce electric power to increase the flow rate and adiabatic expansion of the air to supply and produce cold air with high air density. It is used to drive the electric motor 500 by electric power to reduce the operating cost.
  • the present invention can be employed as an air supply device for adiabatic expansion of air to supply cooling air, and can be employed in industrial, commercial, vehicle, home, and the like.

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Abstract

본 발명은 전동기의 회전 동력에 의해 구동하여 공기를 확장하여 냉각공기를 생산하여 공급하는 공기냉각장치에서 익스팬더 하우징과 전동기 사이에 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 익스팬더와 전동기의 연결을 분리하고 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받거나 또는 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬 공기를 공급하는 공기냉각장치를 제공한다.

Description

공기냉각장치
본 발명은 전동기의 회전 동력에 의해 구동하여 공기를 확장하여 냉각공기를 생산하여 공급하는 공기냉각장치에 관한 것이다.
냉풍기는 전동기의 회전 축에 팔랑개비를 장착하고 팔랑개비의 앞쪽에 물과 얼음을 채워넣은 수조를 두고 팔랑개비가 주위의 공기를 이동시키면 수조의 얼음 물이 증발하며 주위 열을 흡수하는 기화 냉각 효과를 이용하여 찬 공기을 불어내어 온도를 일정 이하로 낮추어 공급하는 냉풍장치이다. 그러나, 공기 이동과 물의 기화 효과만으로 일정 온도로 이하로 낮추는 데는 제한적이고 물과 얼음을 채워넣거나 보충하는 것이 번거러우며 습도가 높은 일정 온도 이상의 더운 곳에서는 체감 효과가 감소한다.
이동식 에어컨은 압축기로 냉매를 압축하여 응축 팽창 증발 과정을 거쳐 증발기에서 나오는 찬 공기를 송풍기로 불어 공조하는 냉방장치이다. 선풍기나 냉풍기에 비해 공기냉각효과가 우수한 반면에 제조 비용이 높으며 실내에서는 응축기에서 나오는 열과 응축수의 차단이 어렵고 전력 소모가 많아 상당한 운전 비용이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전동기의 회전 동력에 의해 구동하여 공기를 확장하여 냉각공기를 생산하여 공급하는 공기냉각장치에서 익스팬더와 전동기 사이에 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 익스팬더와 전동기의 연결을 분리하고 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받아 생성하는 자기장들의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬공기를 공급하는 공기냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 익스팬더와 전동기 사이에 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 익스팬더와 전동기의 연결을 분리하고 동력전달장치가 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받아 생성하는 자기장들의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬공기를 공급하는 공기냉각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 익스팬더와 전동기 사이에 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 익스팬더와 전동기의 연결을 분리하고 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받아 생성하는 자기장들의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하고 동시에 전력을 생산하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬공기를 공급하며 생산한 전력으로 전동기의 구동에 사용하여 운전비용을 줄인 공기냉각장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 공기냉각장치는 전동기와, 상기 전동기의 회전 동력으로 회전하여 공기를 확장하는 익스팬더와, 상기 익스팬더를 둘러싸는 익스팬더 하우징과, 상기 전동기와 상기 익스팬더 하우징 사이에 개재되어 상기 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 포함한다.
이때, 상기 동력전달장치는 자기장에 의해 구동되는 동력발생기와 상기 동력발생기의 앞쪽과 뒤쪽에 배치되어 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자 주위에 자기장을 형성하는 전방 구동자 모듈과 후방 구동자 모듈을 포함하여 상기 동력발생기는 베어링 모듈의 샤프트에 상기 익스팬더를 장착하고 프레임의 뒤쪽에 상기 후방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈과 상기 익스팬더 하우징을 장착하고 상기 프레임의 앞쪽은 상기 전동기에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈은 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기의 샤프트에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력을 공급받는다.
이때, 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 것에 특징이 있다.
한편, 상기 동력발생기는 프레임과, 상기 프레임에 장착되어 회전을 지지하는 상기 베어링 모듈과, 상기 프레임의 전방과 후방에서 상기 프레임의 전면과 후면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 베어링 모듈의 샤프트에 고정되며 영구자석들이 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와, 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석들이 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하며 상기 프레임에 장착되는 구동자 모듈들과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자를 상기 베어링 모듈에 고정하는 로크 너트들과, 상기 베어링 모듈을 상기 프레임에 고정하는 고정구를 포함한다.
한편, 상기 프레임은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면에 기준점에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개 (n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 상기 베어링 모듈의 장착 공간과 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 전동기와 상기 익스팬더 하우징과 상기 후방 구동자 모듈의 장착 면을 형성한 형상을 가진다.
한편, 상기 베어링 모듈은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면과 베어링 고정 턱과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정 홈들과 나사산들을 형성한 샤프트와, 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정구를 포함한다.
한편, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈을 형성하고 슬롯 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판과, 상기 회전판의 슬롯 홈에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 구동자 모듈은 상기 프레임의 기준점에 맞추어 상기 프레임의 영구자석 매입 구멍들에 2n개를 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개를 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 부착한 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 전방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 전동기의 샤프트 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치는 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 동력발생기의 구동자 모듈들과 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어, 본 발명에 의한 공기냉각장치는 상기 동력전달장치의 상기 후방 구동자 모듈을 상기 후방 회전자의 영구자석들의 자속 방향과 직각 방향으로 향하는 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 고정자들을 포함하는 후방 구동자 모듈로 한 것이다.
이때, 상기 동력전달장치는 상기 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받는다.
이때, 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈의 영구자석들과 상기 후방 구동자 모듈의 고정자들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 특징이 있다.
한편, 상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 고정자 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 고정자 매입 구멍에 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 배열하여 매입하고 결선하거나 3n개의 고정자 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하고 결선한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 고정자를 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치는 상기 동력발생기의 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 동력발생기의 구동자 모듈들과 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 고정자들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어, 본 발명에 의한 공기냉각장치는 상기 동력전달장치의 상기 후방 구동자 모듈을 상기 후방 회전자의 영구자석들과 동일 원주 축선 상에서 자속 방향이 서로 일치하는 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자들을 포함하는 후방 구동자 모듈로 한 것이다.
이때, 상기 동력전달장치는 상기 전동기의 회전 동력을 공급받는다.
이때, 상기 동력발생기의 전방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하고 상기 후방 회전자가 회전 자기장의 동력을 상기 후방 구동자 모듈에 전달하여 자속을 단속하여 전력을 생산하는 특징이 있다.
한편, 상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 전기자 매입 구멍을 상기 후방 회전자의 영구자석 매입 구멍들과 동일 원주 축선 상에 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 3n개의 전기자 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하고 결선한 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자를 포함한다.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 익스팬더와 전동기 사이에 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 익스팬더와 전동기의 연결을 분리하고 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬 공기를 공급하는 공기냉각장치를 제공한다.
또한, 익스팬더와 전동기 사이에 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 익스팬더와 전동기의 연결을 분리하고 동력전달장치가 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬 공기를 공급하는 공기냉각장치를 제공한다.
또한, 익스팬더와 전동기 사이에 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 익스팬더 하우징과 전동기의 연결을 분리하고 동력전달장치가 전동기의 회전 동력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하고 동시에 전력을 생산하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬 공기를 공급하며 생산한 전력으로 전동기의 구동에 사용하여 운전비용을 줄인 공기냉각장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기냉각장치를 도시한 단면 사시도.
도 2는 동력발생기를 도시한 단면 사시도.
도 3은 동력발생기의 프레임을 도시한 단면 사시도.
도 4는 동력발생기의 베어링 모듈을 도시한 단면 사시도.
도 5는 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자를 도시한 단면 사시도.
도 6은 동력발생기의 구동자 모듈을 도시한 사시도.
도 7은 전방 구동자 모듈과 후방 구동자 모듈을 도시한 단면 사시도.
도 8과 도 9와 도 10은 실시예에 따른 동력전달장치의 작동 설명도.
도 11은 제 2 실시예에 따른 공기냉각장치를 도시한 단면 사시도.
도 12는 제 3 실시예에 따른 공기냉각장치를 도시한 단면 사시도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다. 제 1 실시예에 대해 설명한다. 도 1은 제 1 실시예에 따른 공기냉각장치(010)의 단면 사시도이고 도 2는 동력발생기(200)의 단면 사시도이고 도 3과 도 4와 도 5와 도 6과 도 7은 구성 부품의 단면 사시도이고 도 8과 도 9와 도 10은 동력전달장치(100)의 작동 설명도이다. 먼저, 구성요소들에 대해 설명한다. 본 발명에 의한 공기냉각장치(010)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 회전 동력으로 회전하여 공기를 확장하는 익스팬더(610)와, 상기 익스팬더(610)를 둘러싸는 익스팬더 하우징(650)과, 상기 전동기(500)와 상기 익스팬더 하우징(650) 사이에 개재되어 상기 익스팬더(610)의 회전 동력을 높이는 동력전달장치(100)를 포함한다.
상기 동력전달장치(100)는 자기장에 의해 구동되는 동력발생기(200)와 상기 동력발생기(200)의 앞쪽과 뒤쪽에 배치되어 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250) 주위에 자기장을 형성하는 전방 구동자 모듈(310)과 후방 구동자 모듈(350)을 포함하여 상기 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 익스팬더(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒤쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈(350)과 상기 익스팬더 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 것이다.
상기 동력발생기(200)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(210)에 자속 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하는 영구자석(236)들을 포함하는 구동자 모듈(230)들을 상기 프레임(210)의 전면과 후면에 형성된 영구자석 매입 구멍(213)에 장착하고 상기 프레임(210)에 회전을 지지하는 베어링 모듈(220)을 장착하여 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구(270)로 고정하고 영구자석(246)들의 자속 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하는 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)를 상기 베어링 모듈(220)에 장착하여 로크 너트(260)로 고정한 것이다.
상세하게는 상기 동력발생기(200)는 프레임(210)과, 상기 프레임(210)에 장착되어 회전을 지지하는 상기 베어링 모듈(220)과, 상기 프레임(210)의 전방과 후방에서 상기 프레임(210)의 전면과 후면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 고정되며 영구자석(246)들이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)와, 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)와 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석(236)들이 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하며 상기 프레임(210)에 장착되는 구동자 모듈(230)들과, 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)를 상기 베어링 모듈(220)에 고정하는 로크 너트(260)들과, 상기 베어링 모듈(220)을 상기 프레임(210)에 고정하는 고정구(270)를 포함한다.
상기 구성에서 상기 프레임(210)은 도 3에 도시한 바와 같이, 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면(218)에 기준점(211)에 맞추어 각각 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(213)들을 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 상기 베어링 모듈(220)의 장착 공간과 베어링 냉각 공간(212)을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 전동기(500)와 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 장착 면(214)들을 형성한 형상을 가진 것이다.
상세하게는 상기 프레임(210)은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면(218)에 기준점(211)에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개 (n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(213)을 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 상기 베어링 모듈(220)의 장착 공간과 냉각 공간(212)을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 전동기(500)와 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 장착 면(214)들을 형성한 형상을 가진다.
상기 베어링 모듈(220)은 도 4에 도시한 바와 같이, 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면(223)과 베어링 고정 턱(222)과 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정 홈(224)들과 나사산(225)들을 형성한 샤프트(221)에 회전을 지지하는 베어링(226)을 장착하고 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정구(227)를 장착한 것이다. 또한, 상기 베어링 모듈(220)은 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 최대 회전수에 따라 내구 수명을 보장하는 허용 한계를 넘지 않는 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링(226)을 선택하여 적용한 것이다.
상세하게는 상기 베어링 모듈(220)은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면(223)과 베어링 고정 턱(222)과 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정 홈(224)들과 나사산(225)들을 형성한 샤프트(221)와, 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링(226)과, 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정구(227)를 포함한다.
상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)는 도 5에 도시한 바와 같이, 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부(244)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈(243)을 형성하고 슬롯 홈(243)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(245)들을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판(242)의 영구자석 매입 구멍(245)들에 슬롯 홈(243)에 맞추어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 영구자석(246)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부(244)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈(243)을 형성하고 슬롯 홈(243)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(245)을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판(242)과, 상기 회전판(242)의 슬롯 홈(243)에 맞추어 영구자석 매입 구멍(245)들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 영구자석(246)을 포함한다.
상기 구동자 모듈(230)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 프레임(210)의 기준점(211)에 맞추어 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍(213)들에 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(236)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 구동자 모듈(230)은 상기 프레임(210)의 기준점(211)에 맞추어 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍(213)들에 2n개를 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개를 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 부착한 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(236)을 포함한다.
상기 전방 구동자 모듈(310)은 도 7에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 전동기(500)의 샤프트(520) 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(313)들을 상기 전방 회전자(240) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)의 영구자석 매입 구멍(313)들에 기준점(311)에 맞추어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 전방 구동자 모듈(310)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 전동기(500)의 샤프트(520) 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(313)을 상기 전방 회전자(240) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점(311)에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 N극과 S극을 교대로 배열하여 매입하여 부착하거나 3n개의 고정자 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)을 포함한다.
상기 후방 구동자 모듈(350)은 도 7에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(313)들을 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)의 영구자석 매입 구멍(313)들에 기준점(311)에 맞추어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 후방 구동자 모듈(350)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(313)을 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)을 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치(100)는 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 샤프트의(221) 축선 지름 방향으로 자속의 방향이 향하고 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)들과 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(236, 316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
상기 익스팬더(610)는 원주 형상의 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 외주 면에 회전 축을 중심으로 뒤쪽에 원형 판이 있고 몸체의 외주 면에 날개들이 방사상 등 간격으로 형성되어 원형 판의 축선 직각 반지름 방향에서 축선 방향으로 회전 방향으로 날개가 구부러져 향하여 점점 좁아지는 유로를 형성한 형상을 가진 것이다. 또한, 날개들이 회전 반대 방향으로 구부러져 향하여 점점 좁아지는 유로를 형성하는 것도 무방하다.
상기 익스팬더 하우징(650)은 흡입공기를 상기 익스팬더(610)로 유도하는 공기 흡입구와 유입 단면적이 점점 좁아지는 달팽이 껍질 모양의 스크롤과 노즐 공간으로 반지름 방향에서 흘러들어오는 공기의 유속을 높여 한곳으로 모아 상기 익스팬더(610)로 유입시키고 상기 익스팬더(610)에서 단열 팽창하여 나온 공기의 압력에너지를 속도에너지로 변환하여 토출하는 공기 배출구의 형상을 가진 것이다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다. 공기냉각장치(010)는 상기 전동기(500)와, 상기 익스팬더 하우징(650)의 공기 통로에 상기 익스팬더(610)가 배치되어 있으며, 상기 전동기(500)와 상기 익스팬더 하우징(650) 사이에 동력발생기(200)와 전방 구동자 모듈(310)과 후방 구동자 모듈(350)을 포함하는 상기 동력전달장치(100)가 개재되어 있다. 공기 통로는 외부 공기가 상기 익스팬더 하우징(650)의 공기 흡입구로 유입하여 상기 익스팬더 하우징(650)의 스크롤과 노즐과 상기 익스팬더(610)를 거쳐 공기 배출구로 흐르도록 연결된다.
상기 동력전달장치(100)의 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 익스팬더(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒤쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈(350)과 상기 익스팬더 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착되어 상기 전동기(500)의 회전 동력을 공급받는다. 상기 동력발생기(200)와 상기 전동기(500) 사이에 공간 확보용 어답터(900)를 장착하여도 좋다.
상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 배치된다.
즉, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 회전판(242)에 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들의 주위에 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되고 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 고정대(312)에 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것이다.
상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되고 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치된 것은 아래와 같이 설명된다.
도 8에 도시한 바와 같이 상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 고정대(312)에 8개의 영구자석(316)이 N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 샤프트(520)가 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. 상기 전방 회전자(240)의 S극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 N극과 S극 영구자석(316) 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다.
상기 샤프트(520)가 회전하게 되면 상기 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들이 회전하며 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 90도 위상으로 인력과 척력의 회전 자기장의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전하게 된다.
따라서, 상기 샤프트(520)의 회전 동력을 받아 상기 전방 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 샤프트(520)의 축선 지름 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 형성하여 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 유성 운동의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전시키는 것이다.
또한, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되고 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상이 되도록 매입하여 부착된 것은 아래와 같이 설명된다.
상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 고정대(312)에 6개의 영구자석(316)이 N, N, N극과 S, S, S극으로 3상 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 샤프트(520)가 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극, S극과 N극 사이에 위치하거나 또는 S극과 N극과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. S극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 S극과 N극과 마주보거나 S극과 S극, N극과 N극 사이에 위치하여 자기 평형을 이루게 된다.
상기 샤프트(520)가 회전하게 되면 상기 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들이 회전하며 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 120도 위상으로 인력과 척력의 회전 자기장의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전하게 된다.
따라서, 상기 샤프트(520)의 회전 동력을 받아 상기 전방 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 샤프트(520)의 축선 지름 방향으로 N, N, N극과 S, S, S극의 3상이 되도록 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 형성하여 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 유성 운동의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전시키는 것이다.
예를 들면, 도 9에 도시한 바와 같이 유성기어열에서 링 기어(820)가 회전하면 유성 기어 캐리어(840)의 유성 기어(830)가 선 기어(810)를 마주보며 균일하게 밀어내면서 가속 회전시키는 유성운동을 하는 형식의 구동 예로 설명된다. 본 발명은 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)는 상기 전방 구동자 모듈(310)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 유성운동의 형식으로 인력과 척력의 상호작용으로 구동하여 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전시키는 차이가 있다.
한편, 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)은 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)과 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 배치되고, 상기 동력발생기(200)의 후방 회전자(250)는 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 배치된다.
즉, 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 회전판(242)에 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(230)들의 영구자석(236)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들의 주위와 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들의 주위에 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 상기 프레임(210)에 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배열되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것이다.
또한, 상기 후방 구동자 모듈(350)들의 영구자석(316)들은 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들의 주위에 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 고정대(312)에 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배열되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것이다.
상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(230)들의 영구자석(236)은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배열된 것은 아래와 같이 설명된다.
도 10에 도시한 바와 같이 상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍에 상기 구동자 모듈(230)이 8개의 영구자석(236)으로 N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 전방 구동자 모듈(310)이 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. 상기 전방 회전자(240)의 S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다.
상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장의 회전력에 의해 상기 전방 회전자(240)가 회전 자기장으로 회전하여 화살표 방향으로 가속하여 이동하면 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 화살표 방향으로 동시에 이동하면서 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들과 90도 위상으로 인력과 척력의 자기장의 추진력을 얻게 되어 가속하게 된다.
따라서, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 동력을 받아 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 구동자 모듈(230)은 영구자석(236)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 자기장을 형성하여 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 구동자 모듈(230)이 상기 전방 회전자(240) 주위에 형성하는 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 가속 회전하는 것이다. 상기 후방 회전자(250)와 상기 구동자 모듈(230) 그리고 상기 후방 회전자(250)와 상기 후방 구동자 모듈(350)의 상호작용도 동일하게 설명된다.
또한, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것은 아래와 같이 설명된다.
상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍에 상기 구동자 모듈(230)이 6개의 영구자석(236)으로 N, N, N극과 S, S, S극으로 3상 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 전방 구동자 모듈(310)이 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 N극과 S극, S극과 N극 사이에 위치하거나 또는 S극과 N극과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 S극과 N극과 마주보거나 S극과 S극, N극과 N극 사이에 위치하여 자기 평형을 이루게 된다.
상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장의 회전력에 의해 상기 전방 회전자(240)가 회전 자기장으로 회전하여 화살표 방향으로 가속하여 이동하면 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 화살표 방향으로 동시에 이동하면서 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들과 120도 위상으로 인력과 척력의 추진력을 얻게 되어 가속 회전하게 된다.
따라서, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 동력을 받아 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 구동자 모듈(230)은 영구자석(236)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 N, N, N극과 S, S, S극의 3상이 되도록 배치된 자기장을 형성하여 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 구동자 모듈(230)이 상기 전방 회전자(240) 주위에 형성하는 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 가속 회전하는 것이다. 상기 후방 회전자(250)와 상기 구동자 모듈(230) 그리고 상기 후방 회전자(250)와 상기 후방 구동자 모듈(350)의 상호작용도 동일하게 설명된다.
예를 들면, 자기부상열차에서 차륜이 원동기로 구동되어 차대가 일정 속도 이상 가속되면 차대에 설치된 전기자와 마주보며 일정한 간격을 두고 설치된 리액션플레이트 사이의 전자력을 이용하여 주행하는 자기장의 상호작용의 구동 예로 설명된다. 본 발명은 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)는 상기 구동자 모듈(230)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(230)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(236, 316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)의 회전 자기장과 상기 구동자 모듈(230)의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)가 가속 회전하는 차이가 있다.
상기와 같이 구성된 공기냉각장치(010)에서는 상기 전동기(500)에서 공급되는 회전 동력으로 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)는 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 상기 전방 회전자(240) 주위에 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 가속 회전되어 상기 동력발생기(200)가 자기장에 의해 구동하게 된다.
상기 동력발생기(200)는 상기 전방 회전자(240)의 회전에 의해 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)는 상기 구동자 모듈(230)들과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(230)들의 영구자석(236)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)가 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 구동자 모듈(230)이 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250) 주위에 형성하는 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 가속 회전하여 회전수와 회전력을 높여 회전 동력을 전달하도록 고안된다.
또한, 상기 후방 회전자(250)는 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 후방 구동자 모듈(350)들의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 동력발생기(200)의 후방 회전자(250)의 회전 자기장이 상기 후방 회전자(250) 주위에 형성되는 상기 후방 구동자 모듈(350)의 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높이게 된다.
따라서, 전동기(500)의 회전 동력으로 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)는 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기(200)가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈(350)이 만드는 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬 공기를 공급한다.
한편, 상기 동력전달장치(100)는 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 샤프트의(221) 축선 지름 방향으로 자속의 방향이 향하고 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)들과 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(236, 316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하여도 동일한 효과를 가진다.
상기 동력전달장치(100)의 회전력은 영구자석들의 자기밀도와 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보는 영구자석들의 간극을 조정하여 결정된다.
또한, 상기 동력전달장치(100)는 영구자석들의 인력과 척력의 상호작용으로 자기장의 회전력을 만들어 구동하기 때문에 높은 구동 효율로 소음 발생이 거의 발생하지 않으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없다.
제 2 실시예에 대해 설명한다. 도 11은 제 2 실시예에 따른 공기냉각장치(020)의 단면 사시도이고 도 8과 도 9와 도 10은 동력전달장치(110)의 작동 설명도이다. 먼저, 구성요소들에 대해 설명한다. 본 발명에 의한 공기냉각장치(020)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 회전 동력으로 회전하여 공기를 확장하는 익스팬더(610)와, 상기 익스팬더(610)를 둘러싸는 익스팬더 하우징(650)과, 상기 전동기(500)와 상기 익스팬더 하우징(650) 사이에 개재되어 상기 익스팬더(610)의 회전 동력을 높이는 동력전달장치(110)를 포함한다.
상기 동력전달장치(110)는 제1 실시예의 동력전달장치(100)의 상기 후방 구동자 모듈(350)을 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들의 자속 방향과 직각으로 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 고정자(366)들을 포함하는 후방 구동자 모듈(360)로 하여 상기 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 익스팬더(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒷쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈(360)과 상기 익스팬더 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 것이다.
즉, 상기 동력전달장치(110)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100)에서 영구자석(316)들을 장착한 상기 후방 구동자 모듈(350)을 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 고정자(366)들을 장착한 상기 후방 구동자 모듈(360)로 한 동력전달장치이다.
상기 후방 구동자 모듈(360)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 고정자 매입 구멍(313)들을 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성한 고정대(312)의 고정자 매입 구멍(313)들에 기준점(311)에 맞추어 코일 뭉치의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 고정자(366)들을 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 결선하거나 3상 배열하여 3상 결선한 것이다.
상세하게는 상기 후방 구동자 모듈(360)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 고정자 매입 구멍(313)을 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점(311)에 맞추어 2n개의 고정자 매입 구멍에 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 배열하여 매입하고 결선하거나 3n개의 고정자 매입 구멍(313)에 3상 배열하여 매입하고 3상 결선한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 고정자(366)를 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치(110)는 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 샤프트의(221) 축선 지름 방향으로 자속의 방향이 향하고, 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)들과 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(236, 316)들과 상기 후방 구동자 모듈(360)의 고정자(366)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다. 상기 동력전달장치(110)의 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 익스팬더(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒷쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 자속을 형성시키는 코일을 포함하는 상기 후방 구동자 모듈(360)과 상기 익스팬더 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착되어 상기 전동기(500)의 회전 동력과 외부 전력을 공급받는다. 상기 동력발생기(200)와 상기 전동기(500) 사이에 공간 확보용 어답터를 장착하여도 좋다.
상기와 같이 구성된 공기냉각장치(020)에서는 상기 전동기(500)에서 공급되는 회전 동력으로 제 1 실시예의 설명과 같이 작용하여 작동하며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기(200)가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈(360)이 만드는 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 공기냉각장치를 구현하여 전동기의 용량을 줄여 소음과 발생 열을 최소화하고 유량을 증대시키고 공기를 단열팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬 공기를 공급한다.
한편, 상기 동력전달장치(110)는 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 샤프트의(221) 축선 지름 방향으로 자속의 방향이 향하고, 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)들과 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(236, 316)들과 상기 후방 구동자 모듈(360)의 고정자(366)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하여도 동일한 효과를 가진다.
상기 동력전달장치(110)의 회전력은 영구자석들의 자기밀도와 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보는 영구자석의 간격과 상기 후방 구동자 모듈(360)의 고정자(366)들의 전류량을 조정하여 결정된다.
제 3 실시예에 대해 설명한다. 도 12는 제 3 실시예에 따른 공기냉각장치(030)의 단면 사시도이고 도 8과 도 9와 도 10은 동력전달장치(120)의 작동 설명도이다. 먼저, 구성요소들에 대해 설명한다. 본 발명에 의한 공기냉각장치(030)는 전동기(500)와, 상기 전동기(500)의 회전 동력으로 회전하여 공기를 확장하는 익스팬더(610)와, 상기 익스팬더(610)를 둘러싸는 익스팬더 하우징(650)과, 상기 전동기(500)와 상기 익스팬더 하우징(650) 사이에 개재되어 상기 익스팬더(610)의 회전 동력을 높이는 동력전달장치(120)를 포함한다.
상기 동력전달장치(120)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100)의 상기 후방 구동자 모듈(350)을 상기 후방 회전자(250)의 영구자석들과 동일 원주 축선 상에서 자속 방향이 서로 일치하는 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자(376)들을 포함하는 후방 구동자 모듈(370)로 하여 상기 동력발생기(200)는 상기 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 익스팬더(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒷쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈(370)과 상기 익스팬더 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 것이다.
즉, 동력전달장치(120)는 제 1 실시예의 동력전달장치(100)에서 영구자석(316)을 장착한 상기 후방 구동자 모듈(350)을 발전이 이루어지는 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자(376)들을 장착한 상기 후방 구동자 모듈(370)로 한 동력전달장치이다.
상기 후방 구동자 모듈(370)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 전기자 매입 구멍(313)을 상기 동력발생기(200)의 후방 회전자(250)의 영구자석 매입 구멍(245)들과 동일 원주 축선 상에 형성한 고정대(312)에 기준점(311)에 맞추어 3상 배열하여 매입하고 결선한 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자(376)들을 포함한 것이다.
상세하게는 상기 후방 구동자 모듈(370)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 전기자 매입 구멍(313)을 상기 동력발생기(200)의 후방 회전자(250)의 영구자석 매입 구멍(245)들과 동일 원주 축선 상에 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점(311)에 맞추어 3n개의 전기자 매입 구멍(313)에 3상 배열하여 매입하고 3상 결선한 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자(376)를 포함한 것이다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다. 상기 동력전달장치(120)의 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 익스팬더(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒷쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 주고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 발전이 이루어지는 코일들을 포함하는 상기 후방 구동자 모듈(370)과 상기 익스팬더 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 전동기(500)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착되어 상기 전동기(500)의 회전 동력을 공급받는다. 상기 동력발생기(200)와 상기 전동기(500) 사이에 공간 확보용 어답터를 장착하여도 좋다.
상기 후방 구동자 모듈(370)은 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 동일 원주 축선 상에 일정한 간극을 두고 마주보며 120도 위상 각으로 배치된 전기자(376)들이 상기 후방 회전자(250)의 회전 자기장으로 자속을 단속시켜 유도 기전력을 발생시켜 3상 교류전력을 생산하는 것이다.
상기와 같이 구성된 공기냉각장치(030)에서는 상기 전동기(500)에서 공급되는 회전 동력으로 제 1 실시예의 설명과 같이 작용하여 작동하며 상기 전동기(500)의 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기(200)가 만드는 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하고 상기 후방 회전자(250)가 상기 후방 구동자 모듈(370)에 회전 자기장의 동력을 전달하여 자속을 단속시켜 전력을 생산하는 공기냉각장치를 구현하여 유량을 증대시키고 공기를 단열 팽창시켜 공기 밀도가 높은 찬 공기를 공급하고 생산한 전력으로 상기 전동기(500)의 구동에 사용하여 운전비용을 줄인 것이다.
기타, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 공기를 단열 팽창시켜 냉각공기를 공급하는 급기장치로서 산업용, 상업용, 차량용, 가정용 등에 채용될 수 있고, 특히 공조장치의 냉각장치로서 바람직하게 사용된다.

Claims (14)

  1. 전동기와, 상기 전동기의 회전 동력으로 회전하여 공기를 확장하는 익스팬더와, 상기 익스팬더를 둘러싸는 익스팬더 하우징과, 상기 전동기와 상기 익스팬더 하우징 사이에 개재되어 상기 익스팬더의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 포함하는 공기냉각장치에 있어서,
    상기 동력전달장치는 자기장에 의해 구동되는 동력발생기와 상기 동력발생기의 앞쪽과 뒤쪽에 배치되어 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자 주위에 자기장을 형성하는 전방 구동자 모듈과 후방 구동자 모듈을 포함하여 상기 동력발생기는 베어링 모듈의 샤프트에 상기 익스팬더를 장착하고 프레임의 뒤쪽에 상기 후방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈과 상기 익스팬더 하우징을 장착하고 상기 프레임의 앞쪽은 상기 전동기에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈은 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 전동기의 샤프트에 장착되어 상기 전동기의 회전 동력을 공급받으며,
    상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력발생기는 프레임과, 상기 프레임에 장착되어 회전을 지지하는 상기 베어링 모듈과, 상기 프레임의 전방과 후방에서 상기 프레임의 전면과 후면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 베어링 모듈의 샤프트에 고정되며 영구자석들이 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와, 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석들이 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하며 상기 프레임에 장착되는 구동자 모듈들과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자를 상기 베어링 모듈에 고정하는 로크 너트들과, 상기 베어링 모듈을 상기 프레임에 고정하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면에 기준점에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개 (n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 상기 베어링 모듈의 장착 공간과 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 전동기와 상기 익스팬더 하우징과 상기 후방 구동자 모듈의 장착 면을 형성한 형상을 가진 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 베어링 모듈은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면과 베어링 고정 턱과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정 홈들과 나사산들을 형성한 샤프트와, 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈을 형성하고 슬롯 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판과, 상기 회전판의 슬롯 홈에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동자 모듈은 상기 프레임의 기준점에 맞추어 상기 프레임의 영구자석 매입 구멍들에 2n개를 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개를 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 부착한 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 전동기의 샤프트 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 동력발생기의 구동자 모듈들과 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 후방 구동자 모듈을 상기 후방 회전자의 영구자석들의 자속 방향과 직각 방향으로 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 고정자들을 포함하는 후방 구동자 모듈로 하여 상기 전동기의 회전 동력과 외부 전력을 공급받으며,
    상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈의 영구자석들과 상기 후방 구동자 모듈의 고정자들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 고정자 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 고정자 매입 구멍에 N극과 S극의 자기장이 교대로 형성되도록 배열하여 매입하고 결선하거나 3n개의 고정자 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하고 결선한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 고정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 동력발생기의 구동자 모듈들과 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 고정자들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 후방 구동자 모듈을 상기 후방 회전자의 영구자석들과 동일 원주 축선 상에서 자속 방향이 서로 일치하는 자속을 형성시키는 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자들을 포함하는 후방 구동자 모듈로 하여 상기 전동기의 회전 동력을 공급받으며,
    상기 동력발생기의 전방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하고 상기 후방 구동자 모듈은 상기 후방 회전자가 회전 자기장의 동력을 상기 후방 구동자 모듈에 전달하여 자속을 단속하여 전력을 생산하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 익스팬더 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 전기자 매입 구멍을 상기 후방 회전자의 영구자석 매입 구멍들과 동일 원주 축선 상에 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 3n개의 전기자 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하고 결선한 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치의 전기자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기냉각장치.
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