JP2023528024A - 熱交換機及びこれを含むエネルギー変換装置アセンブリー - Google Patents

Abstract

所定の装置と熱交換を遂行する熱交換機であって、前記装置との間で熱交換を行うための熱交換領域を形成し、熱伝達媒体の流れによって熱交換を遂行する熱交換チャンネル構造体を備えた熱交換機を提供する。熱交換チャンネル構造体は、各々が螺旋形の複数の熱交換チャンネルを含み、熱交換チャンネル構造体は、複数の熱交換チャンネルに含まれた第１熱交換チャンネル及び第２熱交換チャンネルのいずれか一つが独立的にチャンネル熱交換領域を含む。単一流路構造及び分岐流路構造の少なくとも一方と、第１熱交換流路と第２熱交換流路とが噛み合って熱交換する噛み合い熱交換領域とを含む構造において、複数の熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する。

Description

本発明は熱交換機及びこれを含む装置アセンブリーに関する。

モーター（電動機）や発電機のような装置から発生する熱を制御するための熱管理装置または熱管理システムが利用されている。電気自動車（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）（ＥＶ）の場合、内燃機関なしにモーターのみで車両を駆動しなければならないので、高出力モーターの使用が要求される。ハイブリッド車両（ＨＶ）対比電気自動車（ＥＶ）に適用されるモーターの要求動力は相対的にとても高い。

電気自動車用モーターの発熱量が増加することによって、これを制御／管理するための方案が要求される。モーターや発電機などを設計する過程でモーターまたは発電機の温度特性が領域別に変わることがある。しかし、従来の熱交換機は領域別に熱交換特性を多様に提供することができない問題がある。

これにより、モーターまたは発電機の温度が局所的に変わることがあって、これによってモーターまたは発電機が部分的に膨脹したり収縮して機械的欠陷を発生させることがある。また、従来熱交換機の効率限界によってモーターまたは発電機の出力容量が制限される問題がある。

少なくとも一つの実施例によると、モーター（電動機）や発電機のような装置で熱偏重現象があっても熱偏重現象を適切に制御して効率的に熱交換を遂行することができる熱交換機が提供される。

少なくとも一つの実施例によると発熱体の領域別に互いに違う温度特性を持つように熱交換を遂行することができる熱交換機が提供される。

少なくとも一つの実施例によると、比較的に単純な構造を持ちながらも効率的に熱交換を遂行することができ、環境問題や製造容易性、適用便宜性などでも有利な構成及び駆動方式を持つ熱交換機が提供される。

少なくとも一つの実施例によると、前記熱交換機を含む装置アセンブリー（例えば、エネルギー変換装置アセンブリー）が提供される。

本発明が解決しようとする課題は以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。

一側面において所定の装置と熱交換を遂行する熱交換機が開示される。

開示された熱交換機は、前記装置との熱交換のための熱交換領域を形成して熱伝逹媒体の流れを通じて熱交換を遂行する熱交換チャンネル構造体を含み、前記熱交換チャンネル構造体は螺旋形を持つ複数の熱交換チャンネルを含み、前記熱交換チャンネル構造体は前記複数の熱交換チャンネルに含まれた第１熱交換チャンネル及び第２熱交換チャンネルの中でいずれか一つが単一チャンネル構造及び分岐チャンネル構造の中で少なくとも一つを含む構造を持ちながら独立的に熱交換を遂行する独立チャンネル熱交換領域と、前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが単一チャンネルの噛み合い構造及び分岐チャンネル噛み合い構造の中でいずれか一つの構造を持ちながら、噛み合って熱交換を遂行する噛み合い熱交換領域を含む。

前記熱交換チャンネル構造体は前記第１熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する１Ｓ領域と、前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが噛み合って熱交換を遂行するＩＫ領域を含むことができる。

前記熱交換チャンネル構造体は前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが噛み合って熱交換を遂行するＩＫ領域、前記ＩＫ領域の一端に形成されて前記第１熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する１Ｓ領域及び前記ＩＫ領域の他端に形成されて前記第２熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する２Ｓ領域を含むことができる。

前記熱交換チャンネル構造体は前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルの中で少なくとも一つに形成されたポートを含み、前記熱交換チャンネル構造体は前記ポートに流入された熱伝逹媒体が第１方向に進行する領域、及び前記ポートに流入された熱伝逹媒体が前記第１方向と反対の第２方向に進行する領域を含むことができる。

前記熱交換チャンネル構造体は複数のポートを含み、前記熱交換機は前記複数のポートの中で少なくとも一部を連通させる少なくとも一つのリンクチャンネル；及び前記少なくとも一つのリンクチャンネルと連結されて前記複数のポートを通過する熱伝逹媒体の流量を制御する流量制御部をさらに含むことができる。

前記熱交換チャンネル構造体は前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが噛み合って熱交換を遂行するＩＫ領域、前記ＩＫ領域の両端に備えられて前記第１熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する１Ｓ領域を含むことができる。

前記熱交換機は前記所定の装置が内蔵されるカバーの内部に備えられたカバーチャンネルを含み、前記カバーチャンネルは、前記熱交換チャンネル構造体に形成されたポートと連結されたリンクチャンネル及び前記カバーチャンネルと前記熱交換チャンネル構造体の間に形成された放射チャンネルの中で少なくとも一つを通じて前記熱交換チャンネル構造体と連結されることができる。

前記熱交換機は前記装置の少なくとも一部分が熱伝逹媒体に浸った状態で熱交換が遂行されるようにする浸漬チャンバーを含み、前記浸漬チャンバーは、前記熱交換チャンネル構造体に形成されたポートと連結されたリンクチャンネル、及び前記カバーチャンネルと前記熱交換チャンネル構造体の間に形成された放射チャンネルの中で少なくとも一つを通じて前記熱交換チャンネル構造体と連結されることができる。

前記熱交換機は前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルの中で少なくとも一つと、前記装置に含まれた固定子ユニットのヨークに形成された歯（ｔｏｏｔｈ）の間に形成されたスロットを連通させるヨークチャンネルを含むことができる。

少なくとも一つの実施例によると、モーター（電動機）や発電機など熱を発生させる装置で熱偏重現象があっても熱偏重現象を適切に制御して効率的に熱交換を遂行することができる熱交換機を具現することができる。

また、比較的に単純な構造を持ちながらも効率的に熱交換を遂行することができ、環境問題や製造容易性、適用便宜性などにおいても有利な構成及び駆動方式を持つ熱交換機を具現することができる。

このような実施例による熱交換機を適用することで、優れる熱交換性能を持つ装置アセンブリー（例えば、エネルギー変換装置アセンブリー）を具現することができる。

例示的な実施例による熱交換機（ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を説明するための図面である。 例示的な実施例による熱交換機（ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を説明するための図面である。 他の実施例によるもので、図１Ａ及び図１Ｂの熱交換機で噛み合い熱交換領域（すなわち、重畳領域）の割合が６４％の場合を示す。 他の実施例によるもので、図１Ａ及び図１Ｂの熱交換機で噛み合い熱交換領域（すなわち、重畳領域）の割合が６４％の場合を示す。 他の実施例によるもので、熱交換機で噛み合い熱交換領域（すなわち、重畳領域）の割合が８２％の場合を示す。 他の実施例によるもので、熱交換機で噛み合い熱交換領域（すなわち、重畳領域）の割合が８２％の場合を示す。 第１比較例による熱交換機の斜視図である。 第１比較例による熱交換機の側面図である。 第２比較例による熱交換機の斜視図である。 第２比較例による熱交換機の側面図である。 例示的な実施例による熱交換機が適用されることができるエネルギー変換装置を示す斜視図である。 本例示的な実施例による熱交換機が適用されることができるエネルギー変換装置を示す断面図である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 また他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。 図１５で示す構造で電動モーターを省略して熱交換機の熱交換原理をより簡単に示す図面である。 図１５の構造を分解して示す図面である。 また他の例示的な実施例による熱交換機の構造を簡単に示す概念図である。 また他の例示的な実施例による熱交換機を説明するための図面である。 図１９の実施例をより詳しく説明するための図面である。 図１９の実施例をより詳しく説明するための図面である。 また他の例示的な実施例による熱交換機の構造を簡単に示す図面である。 また他の例示的な実施例による熱交換機の構造を簡単に示す図面である。 また他の例示的な実施例による熱交換機構造を示す図面である。 また他の例示的な実施例による熱交換機構造を簡単に示す図面である。 また他の例示的な実施例による熱交換機構造を簡単に示す図面である。 また他の例示的な実施例による熱交換機構成を示す断面図である。 また他の例示的な実施例による熱交換機構成を分解して示す断面図である。 また他の実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。 また他の実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。 また他の実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。 また他の実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。 また他の例示的な実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。 また他の例示的な実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。 図３１Ａおよび図３１Ｂで示すヨークチャンネルを通じて熱伝逹媒体が移動することを示す図面である。 図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明した第２比較例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。 図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明した第１比較例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。 図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明した本発明の実施例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。 図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明した実施例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。 図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した本発明の実施例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。

以下で説明する本発明の実施例は、当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明をより明確に説明するために提供されるもので、本発明の範囲が下記実施例によって限定されるものではなく、下記実施例は幾つか異なる形態で変形されることができる。

本明細書で使われた用語は特定の実施例を説明するために使われ、本発明を制限するためではない。本明細書で使われる単数形態の用語は文脈上他の場合を確かに指摘するものでなければ、複数の形態を含むことができる。また、本明細書で使われる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は言及した形状、段階、数字、動作、部材、要素及び／またはこれらのグループの存在を特定するものであって、一つ以上の他の形状、段階、数字、動作、部材、要素及び／またはこれらのグループの存在または付加を排除するものではない。また、本明細書で使われた「連結」という用語は、ある部材が直接連結されたことを意味するだけでなく、部材の間に他の部材がさらに介在されて間接的に連結されたことまで含む概念である。

さらに、本願明細書で、ある部材が他の部材の「上に」位置しているという時、これはある部材が他の部材に接している場合だけでなく、２つの部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。本明細書で使われた用語「及び／または」は該当列並べられた項目の中でいずれか一つ及び一つ以上の全ての組み合わせを含む。また、本願明細書で使われる「略」、「実質的に」などの程度の用語は固有の製造及び物質許容誤差に鑑みて、その数値や程度の範疇またはこれに近接した意味で使われ、本願の理解を助けるために提供された正確な、または絶対的な数値が言及された開示内容を侵害者が不当に利用することを防ぐために使われる。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について詳しく説明する。添付の図面に示された領域やパートのサイズや厚さは明細書の明確性及び説明の便宜性のために多少誇張されていることがある。詳細な説明全体にわたって同一な参照番号は同一な構成要素を示す。

例示的な実施例による熱交換機は所定の装置と熱交換を遂行することができる。熱交換チャンネル構造体１００はその内部を通過して流れる熱伝逹媒体を利用して熱交換を遂行することができる。ここで、前記熱伝逹媒体は、例えば、水、熱伝逹用油などを含むことができる。しかし、前記熱伝逹媒体の種類は上述した流体に限定されず、他の流体に変更されることがある。

熱交換チャンネル構造体１００は複数の熱交換チャンネルを含むことができる。図１Ａ及び図１Ｂでは例示的に熱交換チャンネル構造体１００が第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０を含むことができる場合を示すが、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、熱交換チャンネル構造体１００は３つ以上の熱交換チャンネルを含むこともできる。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０はそれぞれ螺旋形構造を持つことができる。第１熱交換チャンネル１１０は熱交換チャンネル構造体１００の第１端部Ｅ１から第２端部Ｅ２の方へ螺旋形で伸びることができる。第２熱交換チャンネル１２０は熱交換チャンネル構造体１００の第２端部Ｅ２から第１端部Ｅ１の方へ螺旋形で伸びることができる。

熱交換チャンネル構造体１００は熱交換領域Ｒ１０を形成することができる。熱交換チャンネルドル１１０，１２０が螺旋形を形成する領域を熱交換領域Ｒ１０と定義することができる。熱交換領域Ｒ１０で螺旋形を持つ第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は、熱を発生させる装置に対して熱交換を遂行することができる。第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０は熱交換領域Ｒ１０の外で互いに分離されて熱交換領域Ｒ１０内で互いに独立的に熱伝逹媒体を移動させるので、互いに違うチャンネルとして取り扱われることがある。一方、後述するように、熱交換領域Ｒ１０の内部で一つのチャンネルが２つ以上の流路に分岐された場合、分岐された流路は同一チャンネルの分岐構造として取り扱われることがある。

第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は熱交換の対象になる装置２０の内周面または外周面に沿って形成されることができる。例えば、装置２０が内輪モーターである場合、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は内輪モーターの固定子（ｓｔａｔｏｒ）の外周面に沿って形成されることができる。他の例として、装置が外輪モーターである場合、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は外輪モーターの固定子の内周面に沿って形成されることができる。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は熱交換の対象になる装置２０と直接的に接触しないこともある。例えば、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０と装置の間に他の部材がさらに存在することもできる。しかし、実施例がこれに制限されるものではない。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は、熱交換対象になる装置２０の表面と直接的に接触することもできる。

第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０は、熱交換チャンネル構造体１００の全体領域ではない一部の領域で噛み合うように構成されることができる。第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０が噛み合うということは、例えば、第２熱交換チャンネル１２０の介在（挿入）下で第１熱交換チャンネル１１０が延長された状態、または、第１熱交換チャンネル１１０の介在（挿入）下で第２熱交換チャンネル１２０が延長された状態を意味することができる。本実施例において、第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０が噛み合う領域、すなわち、噛み合い熱交換領域を参照符号ＩＫで表示した。噛み合い熱交換領域ＩＫでは、熱交換チャンネル構造体１００の長手方向（すなわち、中心軸と平行な方向）に沿って第１熱交換チャンネル１１０の単位部と第２熱交換チャンネル１２０の単位部が交互に配置されることができる。しかし、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、後述するように、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０が２つ以上の分岐チャンネルに分岐される場合、分岐されたチャンネルが噛み合うこともある。この場合、分岐チャンネルそれぞれの単位部が噛み合い熱交換領域ＩＫで交互に配置されることができる。噛み合い熱交換領域ＩＫでは第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０が実質的に均等に混合された状態で、これらによる熱交換作用が行われることができる。

第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０が噛み合うということは、第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０が相互「重畳」されたものと表現することができ、または、第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０が相互「交差」されたものと表現することができる。よって、噛み合い熱交換領域ＩＫは「重畳領域」または「交差領域」と指称することができる。第１熱交換チャンネル１１０は噛み合い熱交換領域ＩＫを除いた他の領域（噛み合い熱交換領域の左側領域）では第２熱交換チャンネル１２０と噛み合わないこともある。第２熱交換チャンネル１２０は噛み合い熱交換領域ＩＫを除いた他の領域（噛み合い熱交換領域の右側領域）では第１熱交換チャンネル１１０と噛み合わないこともある。熱交換チャンネル構造体１００は第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネルの中でいずれか一つが独立的に熱交換を遂行する独立チャンネル熱交換領域を含むことができる。独立チャンネル熱交換領域において、第１熱交換チャンネル１１０または第２熱交換チャンネルは単一チャンネル構造及び分岐チャンネル構造の中で少なくとも一つの構造を含むことができる。

図１Ａ及び図１Ｂで示す実施例によると、噛み合い熱交換領域ＩＫの一側には第１熱交換チャンネル１１０のみで熱交換が行われる領域１Ｓが配置され、噛み合い熱交換領域ＩＫの他側には第２熱交換チャンネル１２０のみで熱交換が行われる領域２Ｓが配置されることができる。言い換えれば、熱交換チャンネル構造体１００の第１端部Ｅ１に接した領域では第２熱交換チャンネル１２０の介在なしに第１熱交換チャンネル１１０が２回以上巻かれた（回転された）領域が存在することができ、熱交換チャンネル構造体１００の第２端部Ｅ２に接した領域では第１熱交換チャンネル１１０の介在なしに第２熱交換チャンネル１２０が２回以上巻かれた（回転された）領域が存在することができる。噛み合い熱交換領域ＩＫの前記一側では第１熱交換チャンネル１１０部分による熱交換が主に行われることができ、噛み合い熱交換領域ＩＫの前記他側では第２熱交換チャンネル１２０部分による熱交換が主に行われることができる。

第１熱交換チャンネル１１０は第１熱伝逹媒体の流れのための第１‐１ポート１１１及び第１‐２ポート１１２を備えることができ、第２熱交換チャンネル１２０は第２熱伝逹媒体の流れのための第２‐２ポート１２２及び第２‐１ポート１２１を備えることができる。第１‐１ポート１１１は第１端部Ｅ１に配置されることができ、第２‐２ポート１２２は第２端部Ｅ２に配置されることができる。第１‐２ポート１１２は第２‐２ポート１２２と第２‐１ポート１２１の間に配置されることができ、第２‐１ポート１２１は第１‐１ポート１１１と第１‐２ポート１１２の間に配置されることができる。第１‐２ポート１１２は第２‐２ポート１２２より熱交換チャンネル構造体１００の中央部（長手方向に沿う中央部）に近く配置されることができ、これと類似に、第２‐１ポート１２１は第１‐１ポート１１１より熱交換チャンネル構造体１００の前記中央部に近く配置されることができる。第１‐２ポート１１２と第２‐１ポート１２１の間の領域で第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０が噛み合うように備えられることができる。言い換えれば、第１‐２ポート１１４と第２‐１ポート１２１の間の領域が噛み合い熱交換領域ＩＫと定義されることができる。

前記第１熱伝逹媒体は熱交換チャンネル構造体１００の第１端部Ｅ１に位置する第１熱交換チャンネル１１０の第１‐１ポート１１１に注入されて第１熱交換チャンネル１１０を通過した後、第１‐２ポート１１２に排出されることができる。前記第２熱伝逹媒体は熱交換チャンネル構造体１００の第２端部Ｅ２に位置する第２熱交換チャンネル１２０の第２‐２ポート１２２に注入されて第２熱交換チャンネル１２０を通過した後、第２‐１ポート１２１に排出されることができる。よって、第１熱交換チャンネル１１０を通過する前記第１熱伝逹媒体の進行方向と第２熱交換チャンネル１２０を通過する前記第２熱伝逹媒体の進行方向は互いに逆であり得る。２つの熱交換チャンネル１１０，１２０を使用すると同時に、これらを通過する熱伝逹媒体（すなわち、前記第１及び第２熱伝逹媒体）の通過方向が互いに逆であり得るので、このような観点において、実施例による熱交換チャンネル構造体１００は、いわゆる「Ｄｏｕｂｌｅ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｆｌｏｗ（ＤＣ Ｆｌｏｗ）」構成／特徴を持つと言える。

図１Ａ及び図１Ｂでは熱交換チャンネル構造体１００両端のポート１１１，１２２から熱伝逹媒体が注入されて熱交換チャンネル構造体１００の中間に形成されたポート１１２，１２１から熱伝逹媒体が排出されることを例示的に説明した。しかし、実施例がこれに制限されるものではない。熱交換チャンネル構造体１００の中間に形成されたポート１１２，１２１と両端に形成されたポート１１１，１１２の役目が互いに反対になることもできる。この場合、熱交換チャンネル構造体１００の中間に形成されたポート１１２，１２１を通じて熱伝逹媒体が流入され、熱交換チャンネル構造体１００両端のポート１１１，１２２を通じて熱伝逹媒体が排出されることもできる。熱交換チャンネル構造体１００で噛み合い熱交換領域ＩＫの割合と位置、大きさなどは応用分野によって多様に変更されることができる。

付加的に、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０はそれぞれ螺旋形構造を持つことができる。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０が螺旋形管形のチャンネル構造を持つ場合、熱伝逹媒体はその流速にかかわらず決まった経路（すなわち、１１０または１２０）に沿ってスムーズに流れることができる。しかし、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０の構造／形態は変化されることができる。

図２Ａ及び図２Ｂは他の実施例によるもので、図１Ａ及び図１Ｂの熱交換機で噛み合い熱交換領域（すなわち、重畳領域）の割合が６４％である場合を示す。図２Ａは熱交換機の斜視図で、図２Ｂは側面図である。図２Ａ及び図２Ｂの熱交換機はＩＫ‐６４％の構成を持つと言える。

図３Ａ及び図３Ｂは他の実施例によるもので、熱交換機で噛み合い熱交換領域（すなわち、重畳領域）の割合が８２％である場合を示す。図３Ａは熱交換機の斜視図で、図３Ｂは側面図である。図３Ａ及び図３Ｂの熱交換機はＩＫ‐８２％の構成を持つと言える。

図４Ａは第１比較例による熱交換機の斜視図で、図４Ｂは側面図である。

図４Ａ及び図４Ｂを参照すれば、第１比較例による熱交換機は熱交換チャンネル構造体１００を含むことができ、熱交換チャンネル構造体１００は第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０とを備えることができる。第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０とは、熱交換チャンネル構造体１００の全体領域で噛み合うように備えられることができる。言い換えれば、熱交換チャンネル構造体１００の第１端部Ｅ１から第２端部Ｅ２までの全体領域で第１熱交換チャンネル１１０と第２熱交換チャンネル１２０とが噛み合うことができる。よって、噛み合い熱交換領域ＩＫの割合は１００％である。このような図４の第１比較例による熱交換機はＩＫ‐１００％の構成を持つと言える。

図５Ａは第２比較例による熱交換機の斜視図で、図５Ｂは側面図である。

図５Ａ及び図５Ｂを参照すれば、第２比較例による熱交換機は熱交換チャンネル構造体１００を含むことができ、熱交換チャンネル構造体１００は一つの（ｓｉｎｇｌｅ）熱交換チャンネル１１０で構成されることができる。熱交換チャンネル１１０の一端に熱伝逹媒体の注入のための第１‐１ポート１１１が備えられることができ、熱交換チャンネル１１０の他端に熱伝逹媒体の排出のための第１‐２ポート１１２が備えられることができる。熱交換チャンネル１１０の前記一端がすなわち熱交換チャンネル構造体１００の第１端部Ｅ１’に該当することができ、熱交換チャンネル１１０の前記他端がすなわち熱交換チャンネル構造体１００の第２端部Ｅ２’に該当することができる。このような図５Ａ及び図５Ｂの第２比較例による熱交換機はＳ‐１００％の構成を持つと言える。ここで、Ｓはシングル（ｓｉｎｇｌｅ）を意味する。

図４Ａ及び図４Ｂを参照した比較例によると、熱交換チャンネル構造体１００が噛み合い熱交換領域ＩＫのみを含み、第１熱交換チャンネル１１０または第２熱交換チャンネル１２０が単独で熱交換を遂行する領域を含まない。この場合、図１ないし図３を参照した実施例と比べて装置の領域別に発熱量や温度特性が不均一な場合、熱交換チャンネル構造体１００の熱交換性能が落ちることがある。また、図５Ａ及び図５Ｂを参照した比較例によると熱交換チャンネル構造体１００が一つの熱交換チャンネル１１０のみ含むことができる。この場合、熱交換チャンネル１１０の第１‐１ポート１１１に入ってきた熱伝逹媒体が第１‐２ポート１１２に進行しながらその温度が段々変わるので、装置（未図示）の温度が不均一になって全体的に熱交換性能が低下することがある。

図６は例示的な実施例による熱交換機による熱交換対象になることができる装置２０を示す斜視図である。図７は装置２０の断面図である。

図６及び図７では例示的に固定子ユニット２３の内側にコイル部２２が配置されたことを示すが、実施例がこれに制限されるものではない。固定子ユニット２３の外側にコイル部２２が配置されることもできる。

図６及び図７を参照すれば、装置２０は固定子ユニット２３及び回転子ユニット２５を含むことができる。固定子ユニット２３はヨーク２１及びヨーク２１の歯（ｔｏｏｔｈ）の間に配置されたコイル部２２を含むことができる。ヨーク２１の歯の間にはスロットが用意されることができる。ヨーク２１は中空部を持つ円柱形状を持つことができる。ヨーク２１の内周面には複数の歯が形成されてもよい。複数の歯の間にコイル部２２が配置されることができる。コイル部２２は複数の歯に沿って規則的に巻かれたワインディングコイル（ｗｉｎｄｉｎｇ ｃｏｉｌ）であってもよい。

ヨーク２１には複数の歯が形成され、コイル部２２はこれらの間に位置することができる。回転子ユニット２５は固定子ユニット２３の内側に定義された中空部に配置されることができる。回転子ユニット２５はその中心に回転軸２４を備えることができる。また、回転子ユニット２５は永久磁石または半永久磁石を含むことができる。熱交換機は装置２０の外周面または内周面に沿って形成された熱交換チャンネルでの熱伝逹媒体の流れによって装置２０と熱交換をすることができる。

車両のモーター（電動機）や発電機の場合、熱交換性能を高めて温度を下げれば性能とエネルギー効率が大きく改善されることができる。温度を下げると、モーターや発電機内部の磁場密度などのパラメータが改善されることができ、エネルギー効率が高くなることができる。また、過熱防止及び適切な温度制御はモーターや発電機の熱損上を防いで寿命を延ばすのに重要なものとして作用することができる。

図８はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

図８を参照すれば、第１熱交換チャンネル１１０は噛み合い熱交換領域ＩＫでは第２熱交換チャンネル１２０と噛み合うことがある。第１熱交換チャンネル１１０は領域１Ｓでは第２熱交換チャンネル１２０と噛み合わないこともある。第２熱交換チャンネル１２０は噛み合い熱交換領域ＩＫでは第１熱交換チャンネル１１０と噛み合うことができる。第２熱交換チャンネル１２０は領域２Ｓでは第１熱交換チャンネル１１０と噛み合わないこともある。図８では図１と違って領域１Ｓの大きさと領域２Ｓの大きさが互いに違うことがある。図８では領域１Ｓの大きさが領域２Ｓの大きさよりもっと大きい場合を示すが、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、領域１Ｓの大きさが領域２Ｓの大きさよりもっと小さいこともある。

図８の実施例では第１熱交換チャンネル１１０が単独で熱交換を遂行する領域１Ｓと第２熱交換チャンネル１２０が独立的に熱交換を遂行する領域２Ｓの大きさが互いに違うことがある。すなわち、熱交換チャンネル構造体１００が非対称的模様を持つことができる。図８で示す熱交換チャンネル構造体１００は熱が非対称的に発生する装置の熱交換のために使われることができる。

図９はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

熱交換チャンネル構造体１００が４個の熱交換チャンネル１１０，１２０，１３０，１４０を含むことができる。熱交換チャンネル構造体１００の噛み合い熱交換領域ＩＫ_１２，ＩＫ_３４では熱交換チャンネル１１０，１２０，１３０，１４０の中で少なくとも２つ以上の熱交換チャンネルが噛み合うことができる。熱交換チャンネル構造体１００で噛み合い熱交換領域ＩＫ_１２，ＩＫ_３４を除いた他の領域では一つの熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行することができる。ここで、独立的に熱交換を遂行するということは一つの熱交換チャンネルが他の熱交換チャンネルと噛み合わずに熱交換を遂行することを示すことができる。

第１熱伝逹媒体は座標ｘ１ｉで第１熱交換チャンネル１１０に流入されて座標ｘ１ｏで第１熱交換チャンネル１１０から排出されることができる。熱交換チャンネル構造体１００が熱交換を遂行して装置の温度を下げると仮定する時、第１熱伝逹媒体は座標ｘ１ｉから座標ｘ１ｏに進行する間にその温度が増加することがある。よって、領域１Ｓで熱交換チャンネル構造体１００の温度は右側に行くほど増加することができる。

第２熱伝逹媒体は座標ｙ１ｉで第２熱交換チャンネル１２０に流入されて座標ｙ１ｏで第２熱交換チャンネル１２０から排出されることができる。したがって、噛み合い熱交換領域ＩＫ_１２で第１熱伝逹媒体の進行方向と第２熱伝逹媒体の進行方向は互いに反対であってもよい。熱交換チャンネル構造体１００が熱交換を遂行して装置の温度を下げると仮定する時、第２熱伝逹媒体は座標ｙ１ｉから座標ｙ１ｏに進行する間にその温度が増加することがある。噛み合い熱交換領域ＩＫ_１２で第１熱伝逹媒体は右側に行くほど温度が増加し、第２熱伝逹媒体は左に行くほど温度が増加することがある。よって、噛み合い熱交換領域ＩＫ_１２の温度は一定に維持されるか、または領域１Ｓに比べて小さい変化率で変化されることがある。

第４熱伝逹媒体は座標ｙ２ｉで第４熱交換チャンネル１４０に流入されて座標ｙ２ｏで第４熱交換チャンネル１４０から排出されることができる。第４熱交換チャンネル１４０が単独で熱交換を遂行する領域４Ｓで熱交換チャンネル構造体１００の温度は左に行くほど増加することがある。噛み合い熱交換領域ＩＫ_１４で第１熱伝逹媒体の進行方向と第４熱伝逹媒体の進行方向は互いに反対であってもよい。熱交換チャンネル構造体１００が熱交換を遂行して装置の温度を下げると仮定する時、第４熱伝逹媒体は座標ｙ２ｉから座標ｙ２ｏに進行する間にその温度が増加することがある。噛み合い熱交換領域ＩＫ_１４で第１熱伝逹媒体は右側に行くほど温度が増加し、第４熱伝逹媒体は左に行くほど温度が増加することがある。よって、噛み合い熱交換領域ＩＫ_１４の温度は一定に維持されるか、または領域１Ｓまたは領域４Ｓに比べて小さい変化率で変化されることがある。

第３熱伝逹媒体は座標ｘ２ｉで第３熱交換チャンネル１３０に流入されて座標ｘ２ｏで第３熱交換チャンネル１３０から排出されることができる。噛み合い熱交換領域ＩＫ_３４で第３熱伝逹媒体の進行方向と第４熱伝逹媒体の進行方向は互いに反対であってもよい。熱交換チャンネル構造体１００が熱交換を遂行して装置の温度を下げると仮定する時、第３熱伝逹媒体は座標ｘ２ｉから座標ｘ２ｏに進行する間にその温度が増加することがある。噛み合い熱交換領域ＩＫ_３４で第３熱伝逹媒体は右側に行くほど温度が増加し、第４熱伝逹媒体は左に行くほど温度が増加することがある。よって、噛み合い熱交換領域ＩＫ_３４の温度は一定に維持されるか、または領域１Ｓまたは領域４Ｓに比べて小さい変化率で変化されることがある。

図９で示す実施例によると、一つの熱交換チャンネルによって熱交換を遂行する領域１Ｓ，４Ｓでは熱交換チャンネル構造体１００の温度が位置変化によって変わることに対し、噛み合い熱交換領域ＩＫ_１２，ＩＫ_１４，ＩＫ_３４では熱交換構造体１００の温度が変わらないか、その変化率を小さくすることで装置の領域別に多様な温度特性を与えることができる。

図１０はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

図１０を参照すれば、第２熱交換チャンネル１２０全体が第１熱交換チャンネル１１０と噛み合うことができる。一方、第１熱交換チャンネル１１０の中で一部領域１Ｓは第２熱交換チャンネル１２０と噛み合わないこともある。すなわち、第１熱交換チャンネル１１０は他の熱交換チャンネルと噛み合う領域ＩＫ及び他の熱交換チャンネルと噛み合わない領域１Ｓを全て含むことができる。一方、第２熱交換チャンネル１２０は実質的に全ての領域が第１熱交換チャンネル１１０と噛み合うことができる。図１０では噛み合い熱交換領域ＩＫが右側に位置する場合を例示的に示すが実施例がこれに制限されるものではない。例えば、噛み合い熱交換領域ＩＫは左側に位置することもできる。また、図１０で示すのと違って、第１熱交換チャンネル１１０の全領域が第２熱交換チャンネル１２０と噛み合って、第２熱交換チャンネル１２０の中で一部が第１熱交換チャンネル１１０と噛み合わないこともある。

図１１はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

図１１を参照すれば、第２熱交換チャンネル１２０全体が第１熱交換チャンネル１１０と噛み合うことができる。一方、第１熱交換チャンネル１１０の中で縁の２つの領域１Ｓは他の熱交換チャンネルと噛み合わないこともある。図１０と違って第２熱交換チャンネル１２０は第１熱交換チャンネル１１０の中で、いずれか一方に偏らないで中に位置することができる。よって、第１熱交換チャンネル１１０の縁領域１Ｓは第２熱交換チャンネル１２０と噛み合わないこともある。２つの縁領域１Ｓの大きさは同じであってもよい。よって、熱交換チャンネル構造体１００は対称的な構造を持つことができる。しかし、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、２つの縁領域１Ｓの大きさは互いに異なることがあって、この場合熱交換チャンネル構造体１００は非対称的な構造を持つこともできる。

図１１とは違って、１Ｓ_１と１Ｓ_２の大きさは互いに異なる。したがって、熱交換チャンネル構造体１００は非対称的な構造を持つこともできる。

図１２はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

図１２を参照すると、熱交換チャンネル構造１００は、第１熱交換チャンネルおよび第２の熱交換チャンネルを含むことができる。第１熱交換チャンネルは、少なくとも２つの分岐チャンネル１１０ａ，１１０ｂを含むことができる。分岐流路１１０ａ，１１０ｂは、ポート１１０ｃ，１１０ｄから分岐したポート分岐構造であってもよい。ポート１１０ｃ、１１０ｄには、熱媒体のポートが形成されてもよい。熱伝達媒体は、ポート１１０ｃ，１１０ｄの一方を通じて第１熱交換チャンネルに注入されることができ、ポート１１０ｃ，１１０ｄの他方を通じて第１熱交換チャンネルから排出されることができる。例えば、ポート１１０ｃから熱媒体を注入し、ポート１１０ｄから熱媒体を排出することができる。他の例として、熱伝達媒体はポート１１０ｄを通じて注入され、熱伝達媒体はポート１１０ｃを通じて排出されることができる。

第１熱交換チャンネルが複数の分岐チャンネル１１０ａ，１１０ｂを含むことにより、第１熱交換チャンネルに注入された熱伝達媒体は分岐チャンネル１１０ａ，１１０ｂに分配されて流れることができる。これによって、第１の熱交換チャンネル内の熱伝達媒体に対する抵抗などのパラメータを調整することができる。

同様に、第２の熱交換チャンネルは、少なくとも２つの分岐チャンネル１２０ａ，１２０ｂを含むことができる。分岐チャンネル１２０ａ，１２０ｂは、ポート１２０ｃ，１２０ｄを介して互いに連通することができる。熱伝達媒体は、ポート１２０ｃ，１２０ｄの一方を通じて第２の熱交換チャンネルに注入され、ポート１２０ｃ，１２０ｄの他方を通じて第１の熱交換チャンネルから排出されることができる。例えば、ポート１２０ｃから熱媒体を注入し、ポート１２０ｄから熱媒体を排出することができる。他の例として、熱伝達媒体はポート１２０ｄを通じて注入され、熱伝達媒体はポート１２０ｃを通じて排出されることができる。

第２熱交換チャンネルが複数の分岐チャンネル１２０ａ，１２０ｂを含むことにより、第２熱交換チャンネルに注入された熱伝達媒体は、分岐チャンネル１２０ａ、１２０ｂに分配されて流れることができる。これによって、熱伝達媒体に対する抵抗など、第２の熱交換チャンネル内のパラメータを調整することができる。

図１２は第１熱交換チャンネルおよび第２熱交換チャンネルのそれぞれが少なくとも２つの分岐チャンネルを含む例を示す。ただし、これは例としてのみ提供されている。例えば、第１熱交換チャンネル及び第２熱交換チャンネルの中で、一方は少なくとも２つの分岐チャンネルを含み、他方は単一チャンネルを含むことができる。ここで、領域ＩＫ‐ＩＩにおいて、２つの熱交換チャンネルのそれぞれは分岐チャンネルを含んでもよく、単一のチャンネルを含んでもよい。

図１３はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

図１３を参照すれば、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０が噛み合い熱交換領域ＩＫ‐ＩＩで噛み合うことができる。第１熱交換チャンネル１１０は領域１Ｓで第２熱交換チャンネル１２０と噛み合わないこともある。第２熱交換チャンネル１２０は領域２Ｓで第１熱交換チャンネル１１０と噛み合わないこともある。

領域１Ｓで第１熱交換チャンネル１１０は単一チャンネルで構成されることができる。同様に、領域２Ｓで第２熱交換チャンネル１２０は単一チャンネルで構成されることができる。噛み合い熱交換領域ＩＫ‐ＩＩで第１熱交換チャンネル１１０は２つの分岐チャンネル１１０ａ，１１０ｂに分岐されることができる。分岐チャンネル１１０ａ，１１０ｂはポート１１０ｃから分岐されたポート分岐構造を持つことができる。同様に、噛み合い熱交換領域ＩＫ‐ＩＩで第２熱交換チャンネル１２０は２つの分岐チャンネル１２０ａ，１２０ｂに分岐されることができる。分岐チャンネル１２０ａ，１２０ｂはポート１２０ｃから分岐されたポート分岐構造を持つことができる。図１４で示すように噛み合い熱交換領域ＩＫ‐ＩＩで第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０それぞれが複数の分岐チャンネルに分岐されるようにすることで、２つのチャンネルが噛み合わない領域１Ｓ，２Ｓで各チャンネルの抵抗と２つのチャンネルが噛み合う領域ＩＫ‐ＩＩで各チャンネルの抵抗が変わるようにすることができる。

図１３では領域１Ｓ及び領域２Ｓの大きさが同一な場合を例示的に示すが、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、領域１Ｓ及び領域２Ｓの大きさが互いに異なることもある。すなわち、熱交換チャンネル構造体１００は対称的構造ではない非対称的構造を持つこともできる。また、図１４では第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０が全て噛み合い熱交換領域ＩＫ‐ＩＩで２つ以上の分岐チャンネルに分岐されることを例示的に示すが、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０の中でいずれか一つのみ噛み合い熱交換領域ＩＫ‐ＩＩで２つ以上の分岐チャンネルに分岐されることもできる。

図１４はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

図１４を参照すれば、また他の実施例による熱交換チャンネル構造体１００は第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０を含むことができる。第１熱交換チャンネル１１０は第１‐１熱交換チャンネル１１０ａ及び第１‐２熱交換チャンネル１１０ｂに分岐されることができる。第１‐１熱交換チャンネル１１０ａ及び第１‐２熱交換チャンネル１１０ｂはポート１１０ｃから分岐されたポート分岐構造を持つことができる。第２熱交換チャンネル１２０は第２‐１熱交換チャンネル１２０ａ及び第２‐２熱交換チャンネル１２０ｂに分岐されることができる。第２‐１熱交換チャンネル１２０ａ及び第２‐２熱交換チャンネル１２０ｂはポート１２０ｃから分岐されたポート分岐構造を持つことができる。第１‐１熱交換チャンネル１１０ａ、第１‐２熱交換チャンネル１１０ｂ、第２‐１熱交換チャンネル１２０ａ、第２‐２熱交換チャンネル１２０ｂは熱交換領域中央で噛み合って一緒に熱交換を遂行することができる。

実施例による熱交換機は多様な方式で変更されることができる。例えば、２つの熱交換チャンネルが一部で噛み合う場合を表１のように示すことができる。

表１で各熱交換チャンネル構造体の形態を示す記号において「Ｓ」は単一チャンネルによって熱交換が遂行される領域を示し、「Ｂ」は単一チャンネルから分岐されたチャンネルによって熱交換が遂行される領域を示し、「Ｉ」は２つの熱交換チャンネルが単一チャンネル構造で噛み合って熱交換を遂行する領域を示し、「ＩＩ」は２つの熱交換チャンネルが分岐チャンネル構造で噛み合って熱交換を遂行する領域を示す。カッコの中に表示された記号は、図１～図１５で使用した領域の記号と同一な意味を持つ。表１では第１熱交換チャンネル１１０または第２熱交換チャンネル１２０が単一チャンネル構造及び分岐チャンネル構造の中でどのような構造を持つかによって表記方式を異にしたが、表記方式は変更されることもある。例えば、第１熱交換チャンネル１１０または第２熱交換チャンネル１２０が独立的に熱交換を遂行する独立チャンネル熱交換領域は、具体的なチャンネル構造を区分せずに１Ｓまたは２Ｓに表現されることができる。また、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０が噛み合って熱交換を遂行する噛み合い熱交換領域は具体的なチャンネル構造を区分せずにＩＫ領域で表現されることができる。

表１で示す実施例は例示的なものに過ぎず、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、表１では２つの熱交換チャンネルを使用することだけ考慮したが、図９で示すように３つ以上の熱交換チャンネルが熱交換チャンネル構造体に含まれることもできる。

図１５はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。図１６は図１５で示す構造で電動モーターを省略して熱交換機の熱交換原理をより簡単に示す図面である。図１７は図１５の構造を分解して示す図面である。

図１５ないし１７を参照すれば、熱交換の対象になる装置２０がカバー３１０及びハウジング３２０によって定義される内部空間に安着されることができる。熱交換チャンネル構造体１００はハウジング３２０の内部空間で螺旋形構造で形成された熱交換チャンネル１１０，１２０を含むことができる。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０はハウジング３２０の内部空間に設置されて螺旋形を形成しながら熱伝逹媒体を移動させることができる。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０はハウジング３２０の内周面と向き合う装置２０の固定子ユニット２３の外周面と熱交換を遂行することができる。また、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は充電された放熱素材を通じてコイル部２２のエンドワイヤリング（ｅｎｄ ｗｉｒｉｎｇ）とも熱交換を遂行することができる。

図１５を参照すれば、カバー３１０は装置２０の回転軸２４と垂直した面を含むことができる。カバー３１０の中央には回転軸２４及び軸受け３３０が設置されるための軸受けハウジング３９０が形成されることができる。軸受け３３０は回転軸２４が回転する時に軸受けハウジング３９０で回転軸２４の位置を安定的に維持し、回転によって発生する摩擦損失を減らすことができる。

図１５及び図１７を参照すれば、カバー３１０、ハウジング３２０及び軸受けハウジング３９０によって装置２０の固定子ユニット２３及び回転子ユニット２５が内蔵されるチャンバー空間が用意されることができる。固定子及び回転子ユニット２５が内蔵された状態でコイル部２２の末端ワイヤリングが位置する領域でチャンバーの余裕空間が存在することができる。カバー３１０には空気ノズル３１４が形成されることができ、空気ノズル３１４を通じて空気がチャンバー空間に流入及び排出されながら対流による熱交換が行われることができる。

図１６を参照すれば、熱交換チャンネル構造体１００は第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０を含むことができる。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は１Ｓ領域、ＩＫ領域及び２Ｓ領域を形成することができる。熱交換機は第１リンクチャンネル２１０を含むことができる。第１リンクチャンネル２１０は第１熱交換チャンネル１１０の第１‐１ポート１１１及び第２熱交換チャンネル１２０の第２‐２ポート１２２と連結されることができる。第１リンクチャンネル２１０で熱伝逹媒体は分岐され、第１‐１ポート１１１及び第２‐２ポート１２２を通じて第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０に流入されることができる。

熱交換機は第２リンクチャンネル２２０をさらに含むことができる。第２リンクチャンネル２２０は第１‐２ポート１１２と連結された第２‐１リンクチャンネル２２２及び第２‐１ポート１２１と連結された第２‐２リンクチャンネル２２４を含むことができる。第２‐１リンクチャンネル２２２は第１熱交換チャンネル１１０とカバーチャンネル３１２の間を連結し、第２‐２リンクチャンネル２２４は第２熱交換チャンネル１２０とカバーチャンネル３１２の間を連結することができる。

図１５ないし１７で示す実施例によると、熱交換チャンネル構造体１００に流入された熱伝逹媒体が第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０を通過した後第２リンクチャンネル２２０を通じてカバーチャンネル３１２でもう一度熱交換を遂行することができる。これを通じて熱交換面積が増大され、装置２０の回転軸２４に垂直した面でも熱交換が行われて熱交換効率が高くなることができる。

図１８はまた他の例示的な実施例による熱交換機の構造を簡単に示す概念図である。図１８の実施例を説明するにあたり、図１５～１７と重複する内容は省略する。

図１８を参照すれば、第１‐１ポート１１１に流入された熱伝逹媒体の中で一部は第１放射チャンネル３３２を通じてカバー３１０内部に形成された第１カバーチャンネル３１２ａに流入されることができる。第１放射チャンネル３３２は、１Ｓ領域と第１カバーチャンネル３１２ａの間を連結することができる。第１熱交換チャンネル１１０の熱伝逹媒体の中で一部は第１‐２ポート１１２に排出され、残り一部が第１放射チャンネル３３２を通じて第１カバーチャンネル３１２ａに流入されることができる。このために第１放射チャンネル３３２の断面積は第１熱交換チャンネル１１０の断面積より小さいか、または同一である。ここで、断面積は該当チャンネルで熱交換媒体が通過する断面の面積を意味することができる。第１放射チャンネル３３２は複数個のチャンネルで構成されることができる。放射チャンネルが複数個のチャンネルで構成される場合、放射チャンネルを構成するチャンネルは放射（ｒａｄｉａｌ）方向に配列されることができる。第１放射チャンネル３３２の断面積は第１放射チャンネル３３２を構成する複数個のチャンネルの断面積の和を意味することができる。第１放射チャンネル３３２の断面積が第１熱交換チャンネル１１０の断面積より小さいか、または同一であるため、第１放射チャンネル３３２を通過する熱伝逹媒体の流量が第１熱交換チャンネル１１０に流入される熱伝逹媒体の流量より小さいことがある。よって、第１熱交換チャンネル１１０に流入される熱伝逹媒体の中で一部は第１‐２ポート１１２方向に進行することができる。

第２‐２ポート１２２に流入された熱伝逹媒体の中で一部は第２放射チャンネル３３４を通じて第２カバーチャンネル３１２ｂに流入されることができる。第２放射チャンネル３３４は、２Ｓ領域と第２カバーチャンネル３１２ｂの間を連結することができる。第２熱交換チャンネル１２０の熱伝逹媒体の中で一部は第２‐１ポート１２１に排出され、残り一部が第２放射チャンネル３３４を通じてカバーチャンネル３１２に流入されることができる。このために第２放射チャンネル３３４の断面積は第２熱交換チャンネル１２０の断面積より小さいか、または同一である。第２熱交換チャンネル１２０に流入される熱伝逹媒体の中で一部は第２‐２ポート１２２方向に進行し、残り一部は第２カバーチャンネル３１２ｂに進行することができる。

熱交換機は第１及び第２カバーチャンネル３１２ａ，３１２ｂ、第１‐２ポート１１２及び第２‐１ポート１２１と連結された第２リンクチャンネル２２０を含むことができる。第２リンクチャンネル２２０を通じて第１‐２ポート１１２、第２‐１ポート１２１と第１及び第２カバーチャンネル３１２ａ，３１２ｂから排出された熱伝逹媒体が外部に排出されることができる。

図１８で示すように熱交換チャンネル構造体１００に流入された熱伝逹媒体の一部は熱交換チャンネル構造体１００（すなわち、第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０）の内部で移動し、残り一部は第１及び第２放射チャンネル３３２，３３４を通じて第１及び第２カバーチャンネル３１２ａ，３１２ｂに移動して第１及び第２カバーチャンネル３１２ａ，３１２ｂで熱交換を遂行することができる。これを通じて図１６ないし１８の場合より相対的に低い温度を持つ熱伝逹媒体が第１及び第２カバーチャンネル３１２ａ，３１２ｂに流入されて熱交換を遂行することができる。

図１９はまた他の例示的な実施例による熱交換機を説明するための図面である。図２０Ａ及び図２０Ｂは図１９の実施例をより詳しく説明するための図面である。図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂの実施例を説明するにあたり、図１５ないし１７と重複される内容は省略する。

図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂを参照すれば、第１‐１ポート１１１が１Ｓ領域の末端に形成されず、１Ｓ領域の中間に形成されることができる。よって、第１熱交換チャンネル１１０は熱伝逹媒体が第１方向（右側）に進行する領域及び熱伝逹媒体が第２方向（左側）に進行する領域を含むことができる。第１熱交換チャンネル１１０の中で第１‐１ポート１１１の左側領域では熱伝逹媒体が第２方向に進行し、第１‐１ポート１１１の右側では熱伝逹媒体が第１方向に進行することができる。

また、第２‐２ポート１２２も２Ｓ領域の末端に形成されず、２Ｓ領域の中間に形成されることができる。第２熱交換チャンネル１２０の中で第２‐２ポート１２２左側領域では熱伝逹媒体が第２方向に進行し、第２‐２ポート１２２の右側では熱伝逹媒体が第１方向に進行することができる。

通常の場合、熱伝逹媒体が一方向に進行する場合、熱伝逹媒体が進行することによって温度が高くなって熱伝逹性能が多少減少することがある。一方、図２０及び図２１Ａ、２１Ｂで示すように、第１‐１ポート１１１及び第２‐２ポート１２２のそれぞれを第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０それぞれの中間領域に形成すれば、第１‐１ポート１１１及び第２‐２ポート１２２に流入された熱伝逹媒体が互いに違う方向に分岐されて進行することができる。第１‐１ポート１１１及び第２‐２ポート１２２の位置を調節することで熱交換機の熱特性を調節することができる。

図２１はまた他の例示的な実施例による熱交換機の構造を簡単に示す図面である。図２１の実施例を説明するにおいて上述した説明と重複される内容は省略する。

図２１を参照すれば、図１８と比べて第１リンクチャンネル２１０が第１‐１リンクチャンネル２１２、第１‐２リンクチャンネル２１４及び流量分岐制御部２１８を含むことができる。流量分岐制御部２１８は第１‐１リンクチャンネル２１２と第１‐２リンクチャンネル２１４の間の熱伝逹媒体伝達流量を制御することができる。流量分岐制御部２１８によって第１‐１リンクチャンネル２１２及び第１‐２リンクチャンネル２１４のそれぞれが伝達する熱伝逹媒体の流量が調節されることができる。熱交換機は流量分岐制御部２１８を利用して熱交換チャンネル構造体の領域別に違う熱伝逹特性または温度特性が示されるようにすることができる。例えば、熱交換チャンネル構造体１００の中央領域に熱偏重現象がある場合、熱交換機は第１‐１リンクチャンネル２１２に流入される熱伝逹媒体の量を減らし、第１‐２リンクチャンネル２１４に流入される熱伝逹媒体の量を増やして熱偏重現象を解消することができる。熱交換チャンネル構造体１００の縁領域に熱偏重現象がある場合、熱交換機は第１‐２リンクチャンネル２１４に流入される熱伝逹媒体の量を減らし、第１‐１リンクチャンネル２１２に流入される熱伝逹媒体の量を増やして熱偏重現象を解消することができる。

第１‐１ポート１１１及び第１‐２ポート１１２を通じて流入された熱伝逹媒体は第１‐３ポート１１３に排出されることができる。第１熱交換チャンネル１１０の中で第１‐１ポート１１１と第１‐３ポート１１３との間では熱伝逹媒体が第１方向（右側方向）に動いて、第１‐３ポート１１３と第１‐２ポート１１２との間では熱伝逹媒体が第２方向（左側方向）に動くことができる。

第２‐１ポート１２１及び第２‐２ポート１２２を通して流入された熱伝逹媒体は第２‐３ポート１２３に排出されることができる。第２熱交換チャンネル１２０の中で第２‐２ポート１２２と第２‐３ポート１２３との間では熱伝逹媒体が第２方向（左側方向）に動いて、第２‐３ポート１２３と第２‐１ポート１２１との間では熱伝逹媒体が第１方向（右側方向）に動くことができる。

上述した例示は一例に過ぎず、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、熱伝逹媒体の流れ方向は上述した流れ方向の反対に行われることもできる。上述したように熱伝逹媒体が出入りするポートの数を増やして、複数のリンクチャンネルの間の移動流量を流量分岐制御部２１８が制御することで熱交換チャンネル構造体１００の熱交換温度特性を容易に変更することができる。

図２１に示す熱交換器は、第１放射チャンネル（未図示）および第２放射チャンネルをさらに含むことができる。第１放射チャンネル（未図示）は領域１Ｓと第１カバーチャンネル３１２ａとの間を連結し、第２放射チャンネル（未図示）は領域２Ｓと第２カバーチャンネル３１２ｂとの間を連結する。第１放射チャンネル（未図示）の断面積は、第１熱交換チャンネル１１０の断面積より小さくてもよい。第２放射チャンネル（未図示）の断面積は、第２熱交換チャンネル１２０の断面積より小さくてもよい。

図２２はまた他の例示的な実施例による熱交換機構造を簡単に示す図面である。図２２の実施例を説明するにあたり、上述した説明と重複される内容は省略する。

図２２を参照すれば、熱交換機は熱交換チャンネル構造体１００、第１‐１リンクチャンネル２１２、第１‐２リンクチャンネル２１４及び流量分岐制御部２１８、第２‐１リンクチャンネル２２２及び第２‐２リンクチャンネル２２４を含むことができる。

第１‐３ポート１１３は第１熱交換チャンネル１１０の末端ではない中間に位置することができる。よって、第１‐３ポート１１３に流入された熱伝逹媒体は第１‐４ポート１１４及び第１‐１ポート１１１に排出されることができる。第１‐２ポート１１２に流入された熱伝逹媒体は第１‐４ポート１１４に排出されることができる。第１‐１ポート１１１と第１‐３ポート１１３の間では熱伝逹媒体が第２方向（左側）に移動し、第１‐３ポート１１３と第１‐４ポート１１４の間では熱伝逹媒体が第１方向（右側）に移動し、第１‐４ポート１１４と第１‐２ポート１１２の間では熱伝逹媒体が第２方向に移動することができる。

第２‐４ポート１２４は第２熱交換チャンネル１２０の末端ではない中間に位置することができる。よって、第２‐４ポート１２４に流入された熱伝逹媒体は第２‐３ポート１２３及び第２‐２ポート１２２に排出されることができる。第２‐１ポート１２１に流入された熱伝逹媒体は第２‐３ポート１２３に排出されることができる。第２‐２ポート１２２と第２‐４ポート１２４との間では熱伝逹媒体が第１方向（右側）に移動し、第２‐４ポート１２４と第２‐３ポート１２３の間では熱伝逹媒体が第２方向に移動し、第２‐３ポート１２３と第２‐１ポート１２１の間では熱伝逹媒体が第１方向に移動することができる。

第２‐１リンクチャンネル２２２は第１‐４ポート１１４及び第１‐１ポート１１１と連結されて第１‐４及び第１‐１ポート１１４，１１１から排出される熱伝逹媒体をカバーチャンネル３１２に伝達することができる。第２‐２リンクチャンネル２２４は第２‐３ポート１２３及び第２‐２ポート１２２と連結されて第２‐３及び第 ２‐２ポート１２３，１２２から排出される熱伝逹媒体をカバーチャンネル３１２に伝達することができる。

図２２に示す熱交換器は、 第１放射チャンネル（未図示）および第２放射チャンネルをさらに含むことができる。第１放射チャンネル（未図示）は領域１Ｓとカバーチャンネル３１２との間を連結することができ、第２放射チャンネル（未図示）は領域２Ｓとカバーチャンネル３１２との間を連結することができる。第２放射チャンネル（未図示）の断面積は、第２熱交換チャンネル１２０の断面積より小さくてもよい。

図２３はまた他の実施例による熱交換機を説明するための図面である。

図２３を参照すれば、第１熱交換チャンネル１１０の一端と第２熱交換チャンネル１２０の一端は、第１連結リンクチャンネル３５２を通じて連通することができる。第１熱交換チャンネル１１０の末端と第２熱交換チャンネル１２０の末端は、第２連結リンクチャンネル３５４を通じて連通することができる。第１熱交換チャンネル１１０の中央に形成されたポート１１９に熱伝逹媒体が流入されることができる。ポート１１９を通じて流入された熱伝逹媒体は第１熱交換チャンネル１１０の両端に伝達されることができる。第１熱交換チャンネル１１０の両端に伝達された熱伝逹媒体は、第１及び第２連結リンクチャンネル３５２，３５４を通じて第２熱交換チャンネル１２０の両端に流入されることができる。この過程で熱伝逹媒体はカバーチャンネル３１２を通過することができる。第２熱交換チャンネル１２０の両端に流入された熱伝逹媒体は第２熱交換チャンネル１２０の中心に形成されたポート１２９を通じて排出されることができる。図２６の実施例によると第１熱交換チャンネル１１０で熱伝逹媒体は中央のポート１１９から第１熱交換チャンネル１１０の両端に進行することに対し、第２熱交換チャンネル１２０で熱伝逹媒体は第２熱交換チャンネル１２０の両端から第２熱交換チャンネル１２０の中心にあるポート１２９に進行することができる。よって、噛み合い熱交換領域ＩＫで第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０の熱伝逹媒体の流れ方向が互いに反対であってもよい。

図２３では第１熱交換チャンネル１１０に熱伝逹媒体が流入されてカバーチャンネル３１２を通じて第２熱交換チャンネル１２０に伝達されることを示す。しかし、実施例がこれに制限されるものではない。例えば、熱伝逹媒体は第２熱交換チャンネル１２０に流入された後、カバーチャンネル３１２を経て第１熱交換チャンネル１１０に流入されることもできる。

図２４はまた他の例示的な実施例による熱交換機を説明するための図面である。図２４の実施例を説明するにあたり、上述した内容と重複される内容は省略する。

図２４を参照すれば、熱交換チャンネル構造体はＩＫ領域とＩＫ領域の両端に用意された１Ｓ領域を含むことができる。１Ｓ領域は第１放射チャンネル３３２及び第２放射チャンネル３３４を通じて第１及び第２カバーチャンネル３１２ａ，３１２ｂと連結されることができる。図２７で示す実施例では、第１熱交換チャンネル１１０に流入された熱伝逹媒体が全て第１及び第２カバーチャンネル３１２ａ，３１２ｂに移動しなければならないので、第１放射チャンネル３３２の断面積及び第２放射チャンネル３３４の断面積は第１熱交換チャンネル１１０の断面積より大きいか、または同一である。同様に、第１放射チャンネル３３２の断面積及び第２放射チャンネル３３４の断面積は第２熱交換チャンネル１２０の断面積より大きいか、または同一である。

図２５はまた他の例示的な実施例による熱交換機を簡単に示す図面である。

図２５を参照すれば、熱交換機は第１リンクチャンネル２１０、流量分岐制御部２１８、第２リンクチャンネル２２０、第１放射チャンネル３３２及び第２放射チャンネル３３４を含むことができる。１Ｓ領域はカバーチャンネル３１２と第１放射チャンネル３３２及び第２放射チャンネル３３４を通じて連結されることができる。第１熱交換チャンネル１１０に流入される熱伝逹媒体の一部はカバーチャンネル３１２に流入され、他の一部は第２リンクチャンネル２２０に移動することができる。よって、第１放射チャンネル３３２の断面積及び第２放射チャンネル３３４の断面積それぞれは第１熱交換チャンネル１１０の断面積より小さいか、または同一である。

図１５ないし図２５を参照しては熱伝逹媒体が熱伝逹対象になる装置２０と直接接触しない間接冷却方式について説明した。しかし、実施例がこれに制限されるものではない。以下では熱交換機の少なくとも一部分で熱伝逹媒体が熱伝逹対象になる装置２０と少なくとも一部分で直接的に接触する直接冷却方式について説明する。

図２６Ａはまた他の例示的な実施例による熱交換機構成を示す断面図で、図２６Ｂは熱交換機構成を分解して示す断面図である。

図３０Ａ及び図３０Ｂを参照すれば、熱交換機は装置２０と熱交換領域を形成して熱伝逹媒体の流れを通じて熱交換を遂行する熱交換チャンネル構造体１００、装置２０と直接的に熱交換を遂行する浸漬チャンバー４１０，４２０を含むことができる。装置２０は熱交換の対象体として固定子ユニット２３及び回転子ユニット２５を含むことができる。上述したように、装置２０はモーターまたは発電機などを含むことができるが実施例がこれに制限されるものではなく、固定子ユニット及び回転子ユニットを含む全ての種類の装置がこれに該当することができる。

固定子ユニット２３及び回転子ユニット２５を含む装置２０はカバー３１０及びハウジング３２０によって定義される内部空間に安着されることができる。

カバー３１０は装置２０の回転軸２４と垂直した面を含むことができる。カバー３１０の中央には回転軸２４及び軸受け３３０が設置されるための軸受けハウジング３９０が形成されることができる。軸受け３３０は回転軸２４が回転する時に軸受けハウジング３９０で回転軸２４の位置を安定的に維持して回転によって発生する摩擦損失を減らすことができる。

ハウジング３２０は装置２０の回転軸２４と平行な面を含むことができる。ハウジング３２０の内部には熱交換チャンネル構造体１００が設置されることができる。熱交換チャンネル構造体１００は螺旋形構造を持つチャンネル１１０，１２０を含むことができる。熱交換チャンネル構造体１００の熱交換領域の中で少なくとも一部で螺旋形構造を持つチャンネル１１０，１２０は噛み合うことができる。熱交換チャンネル構造体１００については、後述する部分でより詳しく説明する。

固定子ユニット２３と回転子ユニット２５との間には内部分離壁３５０が用意されることができる。内部分離壁３５０によって固定子ユニット２３と回転子ユニット２５が空間的に分離されることができる。内部分離壁３５０は例示的にシリンダー形状を持つことができるが、実施例がこれに制限されるものではない。他の例として内部分離壁３５０は多角柱形状を持つこともできる。カバー３１０、ハウジング３２０及び内部分離壁３５０にチャンバーが具現されることができる。チャンバーに固定子ユニット２３が内蔵された後、チャンバー両端の残った空間には熱伝逹媒体が満たされることができる。すなわち、チャンバーの両端には第１浸漬チャンバー４１０及び第２浸漬チャンバー４２０が形成されることができる。第１浸漬チャンバー４１０及び第２浸漬チャンバー４２０から装置２０の中で少なくとも一部分（例えば、エンドワイヤリング）が熱伝逹媒体に盛られた状態で熱交換が遂行されることができる。

第１浸漬チャンバー４１０は第１放射チャンネル３３２を通じて熱交換チャンネル構造体１００と連結されることができる。第２浸漬チャンバー４２０は第２放射チャンネル３３４を通じて熱交換チャンネル構造体１００と連結されることができる。第１放射チャンネル３３２は複数個のノズルで具現されることができる。図３０Ａ及び図３０Ｂでは第１放射チャンネル３３２を上側ノズルと下側ノズルで示すが実施例がこれに制限されるものではなく、第１放射チャンネル３３２は３つ以上のノズルを含むこともできる。同様に、第２放射チャンネル３３４もまた複数個のノズルで具現されることができる。第１放射チャンネル３３２を通じて熱交換チャンネル構造体１００と第１浸漬チャンバー４１０との間に熱伝逹媒体の移動があり得る。第１放射チャンネル３３４を通じて熱交換チャンネル構造体１００と第２浸漬チャンバー４２０の間に熱伝逹媒体の移動があり得る。

第１浸漬チャンバー４１０及び第２浸漬チャンバー４２０には熱伝逹媒体が盛られることができる。熱伝逹媒体はオイルなどの非伝導性流体を含むことができるが実施例がこれに制限されるものではない。第１浸漬チャンバー４１０及び第２浸漬チャンバー４２０に盛られた熱伝逹媒体は、コイル部２２のエンドワイヤリング（ｅｎｄ ｗｉｒｉｎｇ）を含む領域と接触して直接的に熱交換することができる。第１浸漬チャンバー４１０及び第２浸漬チャンバー４２０に盛られた熱伝逹媒体は装置２０の少なくとも一部分と接触して直接的に熱交換を遂行することができる。

図２７はまた他の実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。図３１では図２６Ａ及び図２６Ｂのカバー３１０、ハウジング３２０、軸受け３３０などの一部の構成は便宜上省略して表示した。

図２７を参照すれば、熱交換機は第１熱交換チャンネル１１０、第２熱交換チャンネル１２０を含むことができる。第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０は噛み合うＩＫ領域、第１熱交換チャンネル１１０が独立的に熱交換を遂行する１Ｓ領域、第２熱交換チャンネル１２０が独立的に熱交換を遂行する２Ｓ領域を含むことができる。１Ｓ領域は第１放射チャンネル３３２を通じて第１浸漬チャンバー４１０と連結されることができる。２Ｓ領域は第２放射チャンネル３３４を通じて第２浸漬チャンバー４２０と連結されることができる。

第１熱交換チャンネル１１０に流入された熱伝逹媒体の全てが第１浸漬チャンバー４１０に移動することができる。よって、第１放射チャンネル３３２の断面積は第１熱交換チャンネル１１０の断面積より大きいか同一である。同様に、第２放射チャンネル３３４の断面積は第２熱交換チャンネル１２０の断面積より大きいか同一である。もし、第１放射チャンネル３３２が複数のノズルで構成された場合、第１放射チャンネル３３２の断面積は前記複数のノズルの断面積の和を意味することができる。また、ここでチャンネルの断面積は該当チャンネルで熱伝逹媒体が移動する経路の断面の面積を意味することができる。

熱交換機は第１リンクチャンネル２１０を含むことができる。第１リンクチャンネル２１０は第１熱交換チャンネル１１０の第１‐１ポート１１１及び第２熱交換チャンネル１２０の第２‐１ポート１２１と連結されることができる。第１リンクチャンネル２１０を通じて第１‐１ポート１１１及び第２‐１ポート１２１に熱伝逹媒体が流入されることができる。第１‐１及び第２‐１ポート１１１，１２１に流入された熱伝逹媒体は第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０を通じて流れて第１及び第２放射チャンネル３３２，３３４を通過することができる。第１熱交換チャンネル１１０に流入された熱伝逹媒体は第１放射チャンネル３３２を通じて第１浸漬チャンバー４１０に移動して、第２熱交換チャンネル１２０に流入された熱伝逹媒体は第２放射チャンネル３３４を通じて第２浸漬チャンバー４２０に移動することができる。第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０に盛られた熱伝逹媒体はリンクチャンネルを通じて排出されることができる。

第１浸漬チャンバー４１０及び第２浸漬チャンバー４２０に流入された熱伝逹媒体は装置２０の固定子ユニット２３の少なくとも一部分及びコイル部２２の少なくとも一部分と接触して直接的に熱交換を遂行することができる。上述した熱交換が冷却である場合、熱伝逹媒体は第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０に流入された後から第１浸漬チャンバー４１０及び第２浸漬チャンバー４２０を通過するまで漸進的に温度が高くなることができる。熱伝逹媒体の温度が相対的に低い時は熱伝逹媒体が第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０を通過しながら熱交換を遂行し、熱伝逹媒体の温度が相対的に高い時は熱伝逹媒体が第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０で直接的に熱交換を遂行することができる。第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０は装置２０の回転軸２４の軸受けハウジング３９０とも熱交換を遂行することができる。これを通じて回転子ユニット２５及び回転軸２４が回転する間、軸受け３３０と回転軸２４の間の摩擦によって発生する軸受けハウジング３９０の温度上昇効果を抑制することができる。

第１‐１ポート１１１及び第２‐１ポート１２１はＩＫ領域の境界、すなわちＩＫ領域の両端に位置することができる。熱伝逹媒体はＩＫ領域の両端に進入した後熱交換チャンネル構造体１００の両端に流れることができる。よって、冷却状況の場合、熱伝逹媒体の温度はＩＫ領域で相対的に低いことがあって、ＩＫ領域で熱交換性能に優れることがある。その代わりに、熱伝逹媒体が１Ｓ、２Ｓ領域の縁に用意された第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０で直接的な熱交換を遂行することで熱交換チャンネル構造体１００縁での熱交換性能劣化を補償することができる。

これを通じて熱伝逹媒体が装置２０の全領域にわたってほぼ均等に熱交換を遂行しながら熱交換効率が高くなることができる。また、熱伝逹媒体の温度が増加した領域では直接的に熱交換が行われるようにすることで熱伝逹媒体の進行による熱交換性能の劣化を防ぐことができる。

図２８はまた他の実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。図２８の実施例を説明するにあたり上述した説明と重複される内容は省略する。

図２８を参照すれば、熱交換機は第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０と連結された第２‐１リンクチャンネル２２２及び第１熱交換チャンネル１１０の第１‐２ポート１１２及び第２熱交換チャンネル１２０の第２‐１ポート１２１と連結された第２‐２リンクチャンネル２２４を含むことができる。熱交換機は第２‐１リンクチャンネル２２２及び第２‐２リンクチャンネル２２４の間を移動する熱伝逹媒体の流量を制御する流量分岐制御部２２６を含むことができる。

第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０に流入された熱伝逹媒体の中で一部は第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０を経て第２‐１リンクチャンネル２２２に排出され、他の一部は第１‐２及び第２‐２ポート１１２，１２２を通じて第２‐２リンクチャンネル２２４に排出されることができる。第１熱交換チャンネル１１０に流入された熱伝逹媒体の一部のみ第１浸漬チャンバー４１０に伝達されるので、第１放射チャンネル３３２の断面積は第１熱交換チャンネル１１０の断面積より小さいか同一である。同様に、第２放射チャンネル３３４の断面積は第２熱交換チャンネル１２０の断面積より小さいか、または同一である。

流量分岐制御部２２６は第１及び第２‐２リンクチャンネル２２２，２２４の間を通過する熱伝逹媒体の流量を制御することができる。例えば、熱交換機は中央領域の熱交換性能をさらに高めようとする場合、第２‐１リンクチャンネル２２２を通じて排出される熱伝逹媒体の流量を減らすことができる。この場合、第１‐２及び第２‐１ポート１１２，１２１を通じて排出される熱伝逹媒体の量が増加してＩＫ領域での熱交換性能を高めることができる。一方、熱交換機は１Ｓ、２Ｓ領域での熱交換性能を高めようとする場合、第２‐１リンクチャンネル２２２を通じて排出される熱伝逹媒体の流量を増加させることができる。この場合、１Ｓ及び２Ｓ領域を通過する熱伝逹媒体の流量が増加して１Ｓ及び２Ｓ領域で熱交換性能が高くなることがある。このように熱交換機は装置２０で熱が偏重される位置によって流量分岐制御部２２６を利用して領域別に熱交換特性を変更しながら装置２０の温度を均一にさせることができる。

第１熱交換チャンネル１１０の中で、第１‐１ポート１１１の右側領域では熱伝逹媒体が第１方向（右側）に移動し、第１‐１ポート１１１の左側領域では熱伝逹媒体が第２方向（左側）に移動することができる。すなわち、一つの熱交換チャンネルに流入された熱伝逹媒体が互いに違う方向に分岐されて進行されることができる。一つの熱交換チャンネルに流入された熱伝逹媒体が一方向のみに移動する場合、熱交換チャンネルの両端で熱伝逹媒体の温度差が大きく発生することがある。しかし、上述したように一つの熱交換チャンネルで熱伝逹媒体が分岐されて両方向に移動すれば、熱伝逹媒体の温度が変わる区間が短くなって一つの熱交換チャンネルで熱伝逹媒体の温度偏差を減らすことができる。

図２９はまた他の例示的な実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。図２９の実施例を説明するにあたり、上述した内容と重複される内容は省略する。

図２９を参照すれば、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０はＩＫ領域及びＩＫ領域の両端に用意された１Ｓ領域を形成することができる。熱伝逹媒体は第２熱交換チャンネル１２０に形成された第２‐１ポート１２１に流入されることができる。第２‐１ポート１２１に流入された熱伝逹媒体は分岐されて両方向に進行することができる。第２熱交換チャンネル１２０の両端は第１及び第２連結リンクチャンネル２８２，２８４を通じて第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０と連結されることができる。第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０に流入された熱伝逹媒体は第１熱交換チャンネル１１０の両端に流入されることができる。第１熱交換チャンネル１１０の両端に流入された熱伝逹媒体は中央のポート１１１に向かって進行することができる。この場合、第２熱交換チャンネル１２０で熱交換が行われた後、第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０で直接熱交換が行われ、最後に第１熱交換チャンネル１１０で再度熱交換が行われることができる。図２７及び図２８では熱交換が完了された後直接熱交換が行われるので、直接熱交換が行われる時点で熱伝逹媒体の温度が高いことがある。しかし、図２９で示す実施例によると、螺旋形熱交換チャンネルと熱交換→浸漬チャンバーによる熱交換熱交換→螺旋形熱交換チャンネルと熱交換が行われるようにして直接熱交換時点で熱伝逹媒体の温度を図２７及び図２８と違うように制御することができる。

図２９に示す熱媒体の流れは逆であってもよい。その場合、第２熱交換チャンネル１２０に流入する熱伝達媒体は、第１および第２焼入れチャンバー４１０，４２０を通じて第１熱交換チャンネル１１０に流入されるが、これは単なる例として提供される。熱伝達媒体は、最初に第１熱交換チャンネル１１０に流入し、第１および第２焼入れチャンバー４１０，４２０を通過し、第２熱交換チャンネル１２０を通過して排出される。

図３０はまた他の例示的な実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。図３０の実施例を説明するにあたり、上述した内容と重複される内容は省略する。

図３０を参照すれば、熱交換機は第１熱交換チャンネル１１０に形成された第１‐１ポート１１１、第２熱交換チャンネル１２０に形成された第２‐１ポート１２１及び第２‐２ポート１２２と連結された第１リンクチャンネル２１０を含むことができる。熱交換機は第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０と第２熱交換チャンネル１２０に形成されたポート１２４と連結された第２リンクチャンネル２２０を含むことができる。第１リンクチャンネル２１０は流量分岐制御部２１６を含むことができる。流量分岐制御部２１６は第１‐１ポート１１１、第２‐１ポート１２１及び第２‐２ポート１２２に流入される熱伝逹媒体の流量を制御することができる。例えば、装置２０の中央領域の熱偏重現象がある場合、熱交換機は第２‐１ポート及び第２‐２ポート１２１，１２２に流入される熱伝逹媒体の流量を増加させてＩＫ領域の熱交換性能を高めることができる。他の例として、装置２０の縁領域で熱偏重現象がある場合、熱交換機は第１‐１ポート１１１に流入される熱伝逹媒体の流量を増加させて１Ｓ領域及び第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０での熱交換性能を高めることができる。

図３１Ａ及び図３１Ｂはまた他の例示的な実施例による熱交換機の構造を示す断面図である。図３１Ａ及び図３１Ｂの実施例を説明するにあたり、上述した内容と重複される内容は省略する。

図３１Ａ及び図３１Ｂを参照すれば、熱交換機は第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０の中で少なくとも一つとヨーク２１の歯２６の間に形成されたスロットを連通させるヨークチャンネル３２２を含むことができる。図３１Ａ及び図３１Ｂではヨークチャンネル３２２がハウジング３２０とヨーク２１にかけて形成されることを例示的に示す。しかし、実施例がこれに制限されることではない。例えば、第１熱交換チャンネル１１０及び第２熱交換チャンネル１２０がヨーク２１と直接的に接触するように形成された場合、ヨークチャンネル３２２はヨーク２１にのみ形成されることもできる。ヨークチャンネル３２２は第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０の中で少なくとも一つと連結されることができる。第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０の中で少なくとも一つを通過する熱伝逹媒体の中で一部はヨークチャンネル３２２を通じてヨーク２１の歯２６の間に形成されたスロットに移動することができる。

図３２は、図３１Ａ及び図３１Ｂで示すヨークチャンネル３２２を通じて熱伝逹媒体が移動することを示す図面である。

図３２を参照すれば、ハウジング３２０にヨークチャンネル３２２が形成されることができる。ヨークチャンネル３２２は複数個のチャンネルを含むこともできる。ヨークチャンネル３２２を通じて流入された熱伝逹媒体はヨーク２１の歯２６とコイル部２２の間に形成された間隙２７に到逹することができる。ヨーク２１と回転子ユニット２５の間にはシリンダー形状の内部分離壁３５０が位置することができる。内部分離壁３５０の外周面には複数の突部３５１が形成されることができる。突部３５１はヨーク２１の歯２６の間の空間に挿入されることができる。これを通じて間隙２７が密閉された状態を維持することができる。

熱伝逹媒体は間隙２７を通じてコイル部２２の縁に移動し、第１及び第２浸漬チャンバー４１０，４２０のいずれか一つに移動することができる。熱伝逹媒体は間隙２７を通過する間、コイル部２２及びヨーク２１と直接的に熱交換を遂行するので熱交換機の熱交換性能が高くなることができる。

図３３は、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明した第２比較例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。

図３３を参照すれば、第２比較例による熱交換機はＳ‐１００％構成、すなわち、一つの熱交換チャンネル１１０で構成された熱交換チャンネル構造体１００を含む。この場合、熱交換チャンネル構造体１００で熱伝逹媒体の移動経路は一つである。第１熱交換チャンネル１１０の第１‐１ポート（図５Ｂの１１１）を通じて熱伝逹媒体が注入されて第１熱交換チャンネル１１０を通過しながら熱交換を遂行し、第１‐２ポート（図５Ｂの１１２）を通じて排出される。したがって、前記第１‐１ポート（図５の１１１）では熱伝逹媒体の温度が相対的に低いが、第１‐２ポート（図５の１１２）の方へ行くほど熱伝逹媒体の温度は徐々に増加することになる。結果的に、エネルギー変換装置の一端部から他端部へ行くほど冷却性能が低下されるので温度が徐々に増加することになる。このような現象は固定子ユニット及びコイル部で類似に表れる。

したがって、エネルギー変換装置の領域によって温度差が大きく発生し、等温冷却（等温制御）されないこともある。このように、熱交換過程で温度偏差があれば、これによって装置の膨脹の割合に差が発生し、結果的に、装置が損傷されたり効率が低下されたり寿命が短縮されるなどの問題が発生することがある。

また、図３３の下側に示すように、シミュレーションの結果、固定子ユニットの断面で左側部分の温度がとても高いことを確認することができる。Ｓ‐１００％の構成下では左側の下端領域で３１℃等温線が表れる高温領域が形成されることを確認することができる。すなわち、Ｓ‐１００％の構成下では固定子ユニットの内部で温度差が大きいだけでなく、高温領域が広く形成される問題があり得る。

図３４は図４Ａ及び４Ｂを参照して説明した第１比較例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。

図３４を参照すれば、熱交換機はＩＫ‐１００％構成、すなわち、第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０が熱交換チャンネル構造体１００の全体領域で噛み合う構成を持つ。この場合、熱交換チャンネル構造体１００の一端に位置する第１熱交換チャンネル１１０の第１‐１ポート（図４Ｂの１１１）を通じて第１熱伝逹媒体が注入されて第１熱交換チャンネル１１０を通過した後熱交換チャンネル構造体１００の他端に排出され、熱交換チャンネル構造体１００の他端に位置する第２熱交換チャンネル１２０の第２‐２ポート（図４Ｂの１２２）を通じて第２熱伝逹媒体が注入されて第２熱交換チャンネル１２０を通過した後熱交換チャンネル構造体１００の一端に排出される。したがって、前記第１熱伝逹媒体と前記第２熱伝逹媒体が互いに反対方向に流れながら熱交換による温度上昇を相殺する効果を示すことができる。このような理由によって、図３９のＳ‐１００％による熱交換機を使用する場合より図４０のＩＫ‐１００％による熱交換機を使用する場合固定子ユニット及びコイル部で温度偏差が相対的に大きく減少することができる。

しかし、図３４のようにＩＫ‐１００％構成の熱交換機を使用する場合、熱偏重現象がある装置の温度を精密に制御しにくいことがある。また、図９のようにＩＫ‐１００％構成の熱交換機を使用する場合、装置の深部（ｄｅｅｐ ｐａｒｔ）の温度を容易で、かつ精密に制御しにくいことがある。

また、図３４の下側に示すように、シミュレーションの結果、固定子ユニットの断面温度が図３３で示すものより相対的に減少したが、相変らず３１℃等温線より温度が高い領域が広く分布していることを確認することができる。特に、コイルの末端ワイヤリング領域（ｅｎｄ ｗｉｒｉｎｇ）の近くに該当する固定子ユニットの左右端では等温線が高く聳えながら中央に比べて温度が相対的に高いことを確認することができる。

図３５は、図３Ａ及び３Ｂを参照して説明した本発明の実施例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。

図３５を参照すれば、本実施例による熱交換機はＩＫ‐８２％構成、すなわち、第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０が熱交換チャンネル構造体１００の略８２％領域で噛み合う構成を持つ。熱交換チャンネル構造体１００の一端に位置する第１熱交換チャンネル１１０の第１‐１ポート（図３Ｂの１１１）を通じて第１熱伝逹媒体が注入されて第１熱交換チャンネル１１０を通過した後排出され、熱交換チャンネル構造体１００の他端に位置する第２熱交換チャンネル１２０の第２‐１ポート１２１を通じて第２熱伝逹媒体が注入されて第２熱交換チャンネル１２０を通過した後排出される。前記第１熱伝逹媒体と前記第２熱伝逹媒体が互いに反対方向に流れながら噛み合い熱交換領域（図３ＢのＩＫ領域）で熱交換による温度上昇を相殺する効果を示すことができる。また、熱交換チャンネル構造体１００の領域１Ｓでは第２熱交換チャンネル１２０の介入なしに第１熱交換チャンネル１１０部分によってのみ主に冷却が行われることができ、熱交換チャンネル構造体１００の領域２Ｓでは第１熱交換チャンネル１１０の介入なしに第２熱交換チャンネル１２０部分によってのみ主に冷却が行われることができる。

したがって、図３３の第２比較例による熱交換機を使用する場合より、固定子ユニット及びコイル部で温度偏差が相対的に大きく減少することがある。また、熱偏重現象がある装置の温度をより精密に制御することができ、装置の深部（ｄｅｅｐ ｐａｒｔ）の温度をより容易で、かつ精密に制御することができる。結果的に、電動機（モーター）や発電機のような装置で熱偏重現象があっても熱偏重現象を適切に制御して効率的に熱交換（すなわち、冷却）を遂行することができ、装置の耐久性／寿命、効率、性能などが改善されることができる。また、実施例による熱交換機は比較的に単純な構造を持ちながらも水冷式で効率的に／低費用で熱交換を遂行することができるため、環境問題や製造の容易性、適用便宜性などにおいても相当有利である。

また、図３５の下側に示すように、シミュレーションの結果、固定子ユニットの断面温度の等温線が左右端で聳える現象が減少されたことを確認することができる。これによって、また、３１℃等温線より温度が高い領域が相対的に減ることを確認することができる。

本発明の実施例による熱交換機において、適用される装置の特性に合うように、噛み合い熱交換領域の割合を適宜制御することができ、最適の噛み合い熱交換領域の割合から高い効率の冷却性能及び温度プロファイルを形成することができる。

図３６は、図２Ａ及び２Ｂを参照して説明した実施例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。本実施例による熱交換機はＩＫ‐６４％構成、すなわち、第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０が熱交換チャンネル構造体１００の略６４％領域で噛み合う構成を持つ。

図３６の下側に示すように、シミュレーションの結果、固定子ユニットの温度が図３５で示すよりもっと低くなって３１℃等温線が図３５に比べて下方へ移動したことを確認することができる。また、３１℃より温度が高い領域が中央の一部分にのみ局限されることがある。

図３７は図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した本発明の実施例による熱交換機をエネルギー変換装置に適用した時、前記熱交換機の稼動によるエネルギー変換装置の固定子ユニット及びコイル部の温度変化を評価したシミュレーション結果である。本実施例による熱交換機はＩＫ‐４６％構成、すなわち、第１及び第２熱交換チャンネル１１０，１２０が熱交換チャンネル構造体１００の略４６％領域で噛み合う構成を持つ。

図３７の下側に示すように、シミュレーションの結果、固定子ユニットの温度が図３５で示すよりもっと低くなって３１℃等温線が図３５に比べて下方へ移動したことを確認することができる。また、３１℃より温度が高い領域が中央の一部分にのみに局限されることができる。

以上で説明した少なくとも一つの実施例によると、モーター（電動機）や発電機のような装置で熱偏重現象があっても熱偏重現象を適切に制御し、効率的に熱交換（すなわち、冷却）を遂行することができる熱交換機を具現することができる。また、比較的に単純な構造を持ちながらも効率的に熱交換を遂行することができ、環境問題や製造の容易性、適用便宜性などでも有利な構成及び駆動方式を持つ熱交換機を具現することができる。このような実施例による熱交換機を適用することで、優れる熱交換性能を持つ装置アセンブリー（例えば、エネルギー変換装置アセンブリー）を具現することができ、この場合、前記装置アセンブリーの耐久性（寿命）、効率、性能などが改善されることができる。

少なくとも一つの実施例によると、従来のオイル（ｏｉｌ）を噴射して冷却したり、オイルの流入を遮断するためにシリンダーなどの密閉構成を使用する場合の短所を基本的に克服しながら効率的に装置を冷却することができる。また、既存の熱偏重を持つ装置を冷却するために使用した補助冷却装置やレジン型放熱素材などを使用せずに、比較的に単純な構成の熱交換チャンネル構造体を利用して低費用で高効率の熱交換装置を具現することができる。

本明細書では本発明の好ましい実施例について開示し、たとえ特定用語が使われるものの、これは単に本発明の記述内容を容易に説明して発明の理解を助けるための一般的な意味で使われたものであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施例の他にも本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であるということは本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に自明である。例えば、該当技術分野で通常の知識を有する者であれば、図１Ａおよび図１Ｂないし図３８Ａ及び３８Ｂを参照して説明した実施例による熱交換機及びこれを含むエネルギー変換装置アセンブリーは多様に変形されることが分かる。具体的な例として、実施例による熱交換機は電動機や発電機のようなエネルギー変換装置ではない他の装置にも適用されることができることが分かる。そのため、本発明の範囲は説明された実施例によって決まることではなく、特許請求範囲に記載された技術的思想によって決まらなければならない。

Claims (9)

1. 所定の装置と熱交換を遂行する熱交換機において、
   前記装置との熱交換のための熱交換領域を形成して熱伝逹媒体の流れを通じて熱交換を遂行する熱交換チャンネル構造体を含み、
   前記熱交換チャンネル構造体は螺旋形を持つ複数の熱交換チャンネルを含み、
   前記熱交換チャンネル構造体は、前記複数の熱交換チャンネルに含まれた第１熱交換チャンネル及び第２熱交換チャンネルの中でいずれか一つが単一チャンネル構造及び分岐チャンネル構造の中で少なくとも一つを含む構造を持ちながら独立的に熱交換を遂行する独立チャンネル熱交換領域と、前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが単一チャンネルの噛み合い構造及び分岐チャンネルの噛み合い構造の中でいずれか一つの構造を持ちながら噛み合って熱交換を遂行する噛み合い熱交換領域を含む熱交換機。
2. 前記熱交換チャンネル構造体は前記第１熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する１Ｓ領域と、前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが噛み合って熱交換を遂行するＩＫ領域とを含む、請求項１に記載の熱交換機。
3. 前記熱交換チャンネル構造体は前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが噛み合って熱交換を遂行するＩＫ領域、前記ＩＫ領域の一端に形成されて前記第１熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する１Ｓ領域及び前記ＩＫ領域の他端に形成されて前記第２熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する２Ｓ領域を含む、請求項１に記載の熱交換機。
4. 前記熱交換チャンネル構造体は前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルの中で少なくとも一つに形成されたポートを含み、
   前記熱交換チャンネル構造体は前記ポートに流入された熱伝逹媒体が第１方向に進行する領域及び前記ポートに流入された熱伝逹媒体が前記第１方向と反対である第２方向に進行する領域を含む、請求項１に記載の熱交換機。
5. 前記熱交換チャンネル構造体は複数のポートを含み、
   前記複数のポートの中で少なくとも一部を連通させる少なくとも一つのリンクチャンネル；及び
   前記少なくとも一つのリンクチャンネルと連結されて前記複数のポートを通過する熱伝逹媒体の流量を制御する流量制御部をさらに含む、請求項１に記載の熱交換機。
6. 前記熱交換チャンネル構造体は、前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルが噛み合って熱交換を遂行するＩＫ領域、前記ＩＫ領域の両端に用意されて前記第１熱交換チャンネルが独立的に熱交換を遂行する１Ｓ領域を含む、請求項１に記載の熱交換機。
7. 前記所定の装置が内蔵されるカバーの内部に用意されたカバーチャンネルを含み、
   前記カバーチャンネルは、前記熱交換チャンネル構造体に形成されたポートと連結されたリンクチャンネル及び前記カバーチャンネルと前記熱交換チャンネル構造体の間に形成された放射チャンネルの中で少なくとも一つを通じて前記熱交換チャンネル構造体と連結される、請求項１に記載の熱交換機。
8. 前記装置の少なくとも一部分が熱伝逹媒体に浸った状態で熱交換を遂行させる浸漬チャンバーを含み、
   前記浸漬チャンバーは、前記熱交換チャンネル構造体に形成されたポートと連結されたリンクチャンネル及び前記焼入れチャンネルと前記熱交換チャンネル構造体の間に形成された放射チャンネルの中で少なくとも一つを通じて前記熱交換チャンネル構造体と連結される、請求項１に記載の熱交換機。
9. 前記第１熱交換チャンネル及び前記第２熱交換チャンネルの中で少なくとも一つと前記装置に含まれた固定子ユニットのヨークに形成された歯（ｔｏｏｔｈ）の間に形成されたスロットを連通させるヨークチャンネルをさらに含む、請求項８に記載の熱交換機。
   
   

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