KR101477475B1 - 미로형 냉각 구조를 구비한 전기기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동자나 회전자가 고정자에 상대적으로 내전, 외전, 곡선, 선형, 또는 이들의 조합 운동하는 직접 구동용 전동기 또는 인휠(in-wheel) 구동용 전동기와 같은 전기기기에서 효과적으로 공기, 냉각기체, 물, 냉각유와 같은 냉각 유체가 흐를 수 있도록 미로형 냉각 구조를 구비하는 전기기기에 관한 것이다.

Description

미로형 냉각 구조를 구비한 전기기기 {Electric Machine with Labyrinth Cooling System}

본 발명은 냉각 성능을 향상시킨 전기기기에 관한 것으로서, 특히, 이동자나 회전자가 고정자에 상대적으로 내전, 외전, 곡선, 선형, 또는 이들의 조합 운동하는 직접 구동용 전동기 또는 인휠(in-wheel) 구동용 전동기와 같은 전기기기에서 효과적으로 공기, 냉각기체, 물, 냉각유와 같은 냉각 유체가 흐를 수 있도록 미로형 냉각 구조를 구비하는 전기기기에 관한 것이다.

일반적으로 3상 회전형 전동기 등 전기기기는 구동 중 열이 발생하고, 이는 전기기기의 연속 및 순시 최대 출력을 제한하며 전기기기의 수명을 저하시키는 원인이 되고 있다. 대한민국공개특허 10-2007-0067436, 10-2009-0024065 등에서는 전동기를 냉각하기 위하여 고정자 외측이나 철심 주변으로 냉각유로가 흐르게 하는 구조를 개시하지만, 종래의 전기기기에서는 효율적인 냉각 수단이 미흡하여, 좀 더 효율적인 냉각 구조가 필요한 실정이다. 특히 전기 자동차의 보급과 함께 바퀴 안에 전동기를 장착하는 인휠 구조에서 수명을 늘리고 출력을 향상시키기 위한 냉각 구조가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 이동자나 회전자가 고정자에 상대적으로 내전, 외전, 곡선, 선형, 또는 이들의 조합 운동하는 직접 구동용 전동기 또는 인휠(in-wheel) 구동용 전동기와 같은 전기기기에서 효과적으로 공기, 냉각기체, 물, 냉각유와 같은 냉각 유체가 흐를 수 있도록 미로형 냉각 구조를 구비하는 전기기기를 제공하는 데 있다.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 본 발명의 일면에 따른 전기기기는, 관통공들이 형성된 프레임에 고정자, 회전자, 또는 이동자인 전기기기 부품을 결합하고, 상기 전기기기 부품이 결합된 부분의 상기 프레임의 반대편에 밀착 결합된 냉각 자켓 또는 상기 전기기기 부품에 인접하여 결합된 냉각 자켓 중 어느 하나 이상의 냉각 자켓에 포함된 냉매 유로, 및 상기 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어지도록 한 구조를 포함하고, 상기 하나 이상의 냉각 자켓의 냉매 유로로 순환하는 냉매를 통하여 상기 전기기기 부품의 코어에 형성된 상권선 코일들을 냉각시키고, 상기 관통공들로 순환하는 냉매를 통하여 상기 코어를 냉각시키기 위한 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 전기기기는, 판형 부분과 결합된 돌출된 띠형 부분을 포함하고 상기 돌출된 띠형 부분에 관통공이 형성된 프레임; 및 상기 돌출된 띠형 부분 측으로 상기 판형 부분까지 밀착 결합된 전기기기 부품을 포함하며, 상기 전기기기 부품에 인접하여 밀착 결합된 제1 냉각 자켓이나 상기 돌출된 띠형 부분의 반대편에서 상기 판형 부분까지 밀착 결합된 제2 냉각 자켓 중 어느 하나 이상을 더 포함하고, 상기 프레임의 상기 관통공과, 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로가 접합되어 상기 전기기기 부품을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임의 상기 관통공 및 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로가 각각 복수개 형성되며, 접합되는 상기 프레임의 복수 관통공과 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들이나 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들 간에, 냉매가 순환하는 구조를 포함한다.

외부로부터 냉매 입구를 통해 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로로 유입된 냉매가 상기 순환 후 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 출구를 통해 유출되는 것을 특징으로 한다.

상기 전기기기는 상기 부품을 포함하여 회전, 선형, 곡선, 또는 이들의 조합으로 이루어진 상대 운동을 위한 고정자와 이동자나 회전자를 포함하는 기기이다.

상기 전기기기 부품의 코어에 형성된 상권선 코일들을 냉각시키기 위하여, 상기 상권선 코일들의 일측단이 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들과 밀착되거나, 상기 상권선 코일들의 타측단이 차례로 상기 판형 부분 및 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들과 밀착되며, 상기 관통공으로 순환하는 냉매를 통하여 상기 코어를 냉각시키기 위한 것을 특징으로 한다.

상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들은 각각, 일단의 구멍에서 타단의 구멍까지 지그재그 유로를 포함하여 형성된 냉매 유로들을 포함한다.

상기 제1 냉각 자켓이 없고 상기 제2 냉각 자켓만 있는 경우에, 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들의 각각의 끝 구멍과 접합된 상기 프레임의 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어진다.

상기 제2 냉각 자켓이 없고 상기 제1 냉각 자켓만 있는 경우에, 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들의 각각의 끝 구멍과 접합된 상기 프레임의 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어진다.

상기 제1 냉각 자켓과 상기 제2 냉각 자켓이 모두 사용된 경우에, 상기 제2 냉각 자켓의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍과 차례로 접합된 상기 프레임의 관통공과 상기 제1 냉각 자켓의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가, 상기 제1 냉각 자켓의 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아 나와 상기 프레임의 다른 관통공, 및 상기 제2 냉각 자켓의 다른 냉매 유로의 끝 구멍으로 유출되기를 반복하는 냉매 순환 구조를 포함한다.

상기 제1 냉각 자켓은 두개의 냉각 자켓의 접합으로 이루어지며. 상기 두개의 냉각 자켓은 각각의 냉매 유로의 구멍이 접합되는 냉매 유로들을 가지며, 상기 제1 냉각 자켓에서의 냉매의 흐름은, 상기 두개의 냉각 자켓 중 어느 하나(A)의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아 나와, 상기 두개의 냉각 자켓 중 다른 하나(B)의 해당 접합된 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아 나오며, 다시 상기 냉각 자켓 A의 해당 접합된 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아나오도록 한다.

상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로는 기재 상에 돌출되거나 기재 안에 매립되는 형태일 수 있다.

상기 제2 냉각 자켓을 위한 기재의 양측면 중 일면에 열 발산을 위한 냉각핀들을 형성할 수 있다.

상기 전기기기 부품을 이용해 상기 전기기기 차량 바퀴를 구동하는 인휠 구조로 적용될 수 있다.

상기 제1 냉각 자켓은 상기 바퀴를 기준으로 내측 방향에 배치되고, 싱기 제2 냉각 자켓은 상기 바퀴를 기준으로 외측 방향에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 전기기기에 따르면, 직접 구동용 전동기 또는 인휠(in-wheel) 구동용 전동기 등에 적용하여 고정자 상권선 코일 양끝쪽을 효과적으로 냉각시킴으로써 수명을 늘리고 출력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 내측 냉각 자켓들의 미로형 냉매 유로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 프레임의 관통공을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 외측 냉각 자켓의 미로형 냉매 유로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기기기를 인휠 전동기에 적용한 일례를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기기기를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기기기는, 프레임(10)과 프레임(10) 내측(도 5와 같이 인휠 구조에서 내측인 경우로 예시하여 설명함, 경우에 따라 외측이 될 수도 있음)으로 프레임(10)과 차례로 결합된 고정자(20), 내측 냉각 자켓(30, 40)(청구항2 이하에서 제1 냉각 자켓에 해당)을 포함하며, 프레임(10) 외측(도 5와 같이 인휠 구조에서 외측인 경우로 예시하여 설명함, 경우에 따라 내측이 될 수도 있음)으로 프레임(10)과 결합된 외측 냉각 자켓(50)(청구항2 이하에서 제2 냉각 자켓에 해당)을 포함한다. 여기서, 고정자(20)의 외부에 결합되는 회전자의 도면은 생략하였다. 예를들어, 도 5와 같이 회전자에 결합되고 외측 냉각 자켓(50), 프레임(10), 고정자(20), 내측 냉각 자켓(30, 40)의 중심을 관통하는 축이 회전하여 전기 자동차 바퀴 등을 회전시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기기기는, 직접구동 분야나, 발전기, 압축기, 가공기, 전기자동차의 직접 구동 구조 또는 인휠(in wheel) 구조, 산업용 전기기기 등 회전 또는 선형 운동이 요구되는 전동기를 포함하는 다양한 응용기기를 의미하는 것으로서, 고정자(20)의 철심 코어(21)에 권취되어 3상 전원 등 전력을 공급받는 상권선 코일들(22)과 고정자(20) 바깥쪽에 결합되어 고정자(20)에 상대적으로 회전하는 회전자(미도시)에 배치되는 영구자석들 간의 작용으로 발생하는 역기전력으로, 고정자(20)에 대향된 회전자가 회전 등 상대 운동될 수 있다.

여기서 도 1과 같이 프레임(10)와 결합되는 고정자(20) 또는 회전자(미도시)에서의 열 발생을 효과적으로 제거하기 위한 냉각 구조를 예시적으로 설명하지만, 도 1과 같은 회전자(미도시)의 외전형 구조에 한정되는 것은 아니며, 고정자(20)가 회전자(미도시)가 되고 대신 회전자(미도시)가 고정자(20)가 되는 내전형 구조에서도 마찬가지이다. 또한, 본 발명에서 언급되는 고정자(20)가 이동자가 되어 선형 또는 곡선 운동하는 형태 또는 회전, 선형, 곡선 등의 조합적 운동이 적용되는 구조에도 당업자라면 본 발명의 냉각 구조를 변형하여 유사하게 적용할 수 있음을 밝혀둔다. 예를 들어, 판형 부분(15)과 결합된 돌출된 띠형 부분(16)을 포함하는 프레임(10)이 도 1과 같이 판형 부분(15)이 원판형으로 이루어지고 중심부 쪽으로 띠형 부분(16)이 축의 관통을 위한 중심부가 비어있는 원통형 또는 환형(이때 고정자(20), 제1내측 냉각 자켓(30)(청구항11에서 A에 해당), 제2내측 냉각 자켓(40)(청구항11에서 B에 해당), 외측 냉각 자켓(50) 역시 모두 중심부가 비어있는 환형 형태)로 이루어진 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않으며 판형 부분(15)과 띠형 부분(16)이 반원형 등으로 이루어져 고정자(20)의 곡선 운동이 되게 할 수 있으며, 판형 부분(15)과 띠형 부분(16)이 직선형으로 이루어져 고정자(20)의 선형 운동이 되게 할 수 있는 등, 당업자가 용이하게 설계 변경 가능한 모든 구조를 포함한다.

본 발명에서는 도 1과 같이, 관통공들이 형성된 프레임(10)에 고정자(20)를 밀착 결합하고, 해당 전기기기 부품의 코어(21)에 형성된 상권선 코일들(22)(코일 상하의 끝단(end-coil) 부분)을 냉각시키기 위하여, 해당 전기기기 부품(20)의 반대편으로 프레임(10)에 밀착 결합된 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 유로와 해당 전기기기 부품(20)에 인접하여 결합된 내측 냉각 자켓(30, 40)의 냉매 유로, 및 프레임(10)의 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어지도록 한 구조를 제안한다. 냉매는 공기, 냉각기체, 물, 냉각유 등 유체 형태의 모든 냉각 매체를 포함한다. 외측 냉각 자켓(50)과 내측 냉각 자켓(30, 40)(내측 냉각 자켓은 30,40 두개의 냉각 자켓의 접합으로 이루어짐) 중 어느 하나만의 냉각 자켓이 사용될 수 있으며, 모두 다 사용될 수도 있다. 이하에서는 외측 냉각 자켓(50)과 내측 냉각 자켓(30, 40)이 모두 사용되는 경우를 중심으로 설명한다.

즉, 도 1과 같이, 금속 등의 재질로 이루어진 프레임(10)은 판형 부분(15)과 결합된 돌출된 띠형 부분(16)(원통형 또는 환형 형태 등이나 경우에 따라 반원형 등 곡선 또는 직선형 가능)을 포함하고 중심부가 비어있는 돌출된 띠형 부분(16)에 관통공(들)이 형성되어 있다.

프레임(10)의 돌출된 띠형 부분(16) 측으로는 판형 부분(15)까지 중심부가 비어있는 고정자(20), 내측 냉각 자켓(30, 40)이 차례로 밀착 결합된다. 프레임(10)의 돌출된 띠형 부분(16)의 반대편에서는 판형 부분(15)까지 외측 냉각 자켓(50)이 밀착 결합된다. 이에 따라 제1내측 냉각 자켓(30)의 냉매 유로, 제2내측 냉각 자켓(40)의 냉매 유로, 프레임(10)의 관통공, 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 유로가 차례로 접합되어 고정자(20), 즉, 상권선 코일들(22)을 냉각시킬 수 있도록 하였다.

도 2는 도 1의 내측 냉각 자켓들(30,40)의 미로형 냉매 유로를 설명하기 위한 도면이다.

도 2와 같이, 내측 냉각 자켓(30,40)을 이루는 접합된 두개의 냉각 자켓들 각각에는 양끝에 냉매 유출입을 위한 구멍이 중심부쪽에 형성되어 구분되어 있는 복수의 냉매 유로들이 형성되어 있으며, 후술하는 도 4에서도 보는 바와 같이 외측 냉각 자켓(50)에도 양끝에 냉매 유출입을 위한 구멍이 형성되어 구분되어 있는 복수의 냉매 유로들이 형성되어 있다.

도 3과 같이, 프레임(10)의 돌출된 띠형 부분(16)에 기재(substrate)를 따라 형성된 관통공들은, 제1내측 냉각 자켓(30)의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍과 접합되는 내측단(11)에서부터 외측 냉각 자켓(50)의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍과 접합되는 외측단(12)까지 관통되는 구멍 형태로 이루어진다.

도 4는 도 1의 외측 냉각 자켓(50)의 미로형 냉매 유로를 설명하기 위한 도면이다.

도 4와 같이, 외측 냉각 자켓(50)의 양측면 중 어느 한 일면(예, 도 5와 같이 인휠 구조로 만들어지는 경우에 후면에 해당) 쪽에는, 양끝에 냉매 유출입을 위한 구멍이 중심부쪽에 형성되어 구분되어 있는 복수의 냉매 유로들이 형성되어 있다. 또한, 외측 냉각 자켓(50)의 양측면 중 다른 일면(예, 도 5와 같이 인휠 구조로 만들어지는 경우에 정면에 해당) 쪽에는, 열 발산이 좀 더 효과적으로 이루어지도록 하기 위하여 냉각핀들(얇은 금속판을 일정 간격으로 형성함)이 형성될 수 있다.

또한, 도 4의 외측 냉각 자켓(50)의 후면 그림과 같이, 외측 냉각 자켓(50)에 형성되는 냉매 유로들 중에는 프레임(10)의 중심부쪽과 외측 쪽으로 구멍(51, 52)을 갖는, 즉, 일단의 구멍(51)에서 타단의 구멍(52)까지 지그재그 유로를 포함하여 형성된 2개의 냉매 유로가 포함된다. 예를 들어, 구멍(51, 52)은 정면측으로 관통되는 구멍일 수 있으며, 프레임(10)과 밀착 결합 시에 외부로부터 냉매 입구(51)를 통해 외측 냉각 자켓(50)의 해당 냉매 유로로 유입된 냉매가, 프레임(10)의 관통공, 제1 내측 냉각 자켓(30)의 냉매 유로, 제2 내측 냉각 자켓(40)의 냉매 유로를 거쳐 다시 제1 내측 냉각 자켓(30)의 냉매 유로, 프레임(10)의 관통공, 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 유로로 순환하기를 반복하고, 마지막 순환에 따라 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 출구(52)를 통해 외부로 유출되는 구조를 갖는다.

도 2 및 도 4와 같이, 제1 내측 냉각 자켓(30), 제2 내측 냉각 자켓(40), 외측 냉각 자켓(50)의 위와 같은 냉매 유로들은, 열 발산이 효과적으로 이루어지도록 하기 위하여 일단의 구멍에서 타단의 구멍까지 지그재그 유로를 포함하여 형성되며, 이와 같은 냉매 유로들은 금속 등의 기재(substrate) 상에 돌출되도록 설치될 수도 있고, 해당 기재 안에 매립되는 형태로 제작될 수도 있다.

이와 같은 구성 요소들이 프레임(10)과 밀착 결합 시에 고정자(20)의 코어(21)에 형성된 상권선 코일들(22) 끝단(end-coli)을 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 이를 위하여 상권선 코일들(22)의 일측단(end-coli)이 내측 냉각 자켓(30,40)의 냉매 유로들과 밀착되고, 상권선 코일들(22)의 타측단(end-coli)이 차례로 프레임(10)의 판형 부분(15) 및 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 유로들과 밀착되도록 결합된다. 이때 프레임(10)의 관통공들로 순환하는 냉매를 통하여는 코어(21)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

이에 따라, 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 입구(51)를 통해 외부로부터 유입되는 냉매는, 프레임(10), 제1 내측 냉각 자켓(30), 제2 내측 냉각 자켓(40)에서 순환되기를 반복하여 각 자켓의 냉매 유로들을 한번씩 순환한 후, 마지막 순환 후에 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 출구(52)를 통해 외부로 유출될 수 있다.

냉매의 반복 순환 방식은, 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 입구(51)를 통해 외부로부터 유입되는 냉매가, 해당 냉매 유로의 끝 구멍(프레임(10) 관통공과 접합되는 구멍)을 거쳐 프레임(10) 관통공과 제1 내측 냉각 자켓(30)의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍을 통과하고, 제1 내측 냉각 자켓(30)의 해당 냉매 유로의 반대편 끝 구멍을 통해 다시 제2 내측 냉각 자켓(40)의 냉매 유로로 흘러 들어가고, 제2 내측 냉각 자켓(40)의 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아 나와 제1 내측 냉각 자켓(30)의 다른 한 냉매 유로의 끝 구멍을 통과하고, 제1 내측 냉각 자켓(30)의 해당 냉매 유로의 반대편 끝 구멍을 통해, 프레임(10)의 다른 관통공과 외측 냉각 자켓(50)의 다른 냉매 유로의 끝 구멍으로 유출되며, 이는 다시 외측 냉각 자켓(50)의 해당 냉매 유로의 반대편 끝 구멍을 통해 프레임(10) 관통공으로 흘러 들어가, 위와 같은 순환을 반복하게 된다.

위와 같이 내측 냉각 자켓(30, 40)이 사용되는 경우를 위하여, 제1 내측 냉각 자켓(30)의 각 냉매 유로의 양끝에 형성된 구멍 중 하나는 프레임(10) 관통공과 접합되도록 형성되고, 다른 하나는 반대로 제2 내측 냉각 자켓(40)의 각 냉매 유로의 양끝에 형성된 구멍 중 어느 하나와 접합되도록 형성되어, 냉매 순환이 상호간에 냉매 순환이 이루어지도록 할 수 있다.

내측 냉각 자켓(30, 40)이 사용되지 않고, 외측 냉각 자켓(50)만 사용되는 경우에는, 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 유로들의 각각의 끝 구멍과 접합된 프레임(10)의 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어질 수 있다. 외측 냉각 자켓(50)이 사용되지 않고, 내측 냉각 자켓(30, 40)만 사용되는 경우에는, 제1 내측 냉각 자켓(30)과 제2 내측 냉각 자켓(40) 간의 위와 같은 냉매 순환과 프레임(10)의 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어질 수 있다.

위에서 상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전기기기는 도 5와 같이 전기 자동차의 바퀴와 같은 휠 내부에 장착되어 바퀴를 구동하도록 인휠 전동기 구조로 장착될 수 있다.

이때, 전기기기의 회전자에 결합된 소정의 바퀴축이 고정자(20) 등의 중심부 비어있는 부분에서 회전자와 고정자(20) 간의 역기전력에 의한 힘으로 회전하도록 할 수 있으며, 바퀴를 기준으로 바퀴축 쪽의 내측에 제1 내측 냉각 자켓(30), 제2 내측 냉각 자켓(40)이 배치되도록 하고, 외측 냉각 자켓(50)이 그 반대편의 외측으로 배치되도록 설계함으로써, 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 입구(51)를 통해 외부로부터 유입되는 냉매가, 프레임(10), 제1 내측 냉각 자켓(30), 제2 내측 냉각 자켓(40) 간의 반복 순환 과정을 거쳐, 외측 냉각 자켓(50)의 냉매 출구(55)를 통해 외부로 유출되도록 함으로써, 상권선 코일들(22)을 효과적으로 냉각하여, 해당 전기기기의 수명을 늘리고 출력 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

프레임(10)
고정자(20)
제1내측 냉각 자켓(30)
제2내측 냉각 자켓(40)
외측 냉각 자켓(50)
판형 부분(15)
띠형 부분(16)

Claims (15)

1. 관통공들이 형성된 프레임에 고정자를 포함하는 전기기기 부품을 결합하고,
   상기 전기기기 부품이 결합된 부분의 상기 프레임의 반대편에 밀착 결합된 냉각 자켓 또는 상기 전기기기 부품에 인접하여 결합된 냉각 자켓 중 어느 하나 이상의 냉각 자켓에 포함된 냉매 유로, 및 상기 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어지도록 한 구조를 포함하고,
   상기 하나 이상의 냉각 자켓의 냉매 유로로 순환하는 냉매를 통하여 상기 전기기기 부품의 코어에 형성된 상권선 코일들을 냉각시키고, 상기 관통공들로 순환하는 냉매를 통하여 상기 코어를 냉각시키기 위한 것을 특징으로 하는 전기기기.
2. 판형 부분과 결합된 돌출된 띠형 부분을 포함하고 상기 돌출된 띠형 부분에 관통공이 형성된 프레임; 및
   상기 돌출된 띠형 부분 측으로 상기 판형 부분까지 밀착 결합된 전기기기 부품을 포함하며,
   상기 전기기기 부품에 인접하여 밀착 결합된 제1 냉각 자켓이나 상기 돌출된 띠형 부분의 반대편에서 상기 판형 부분까지 밀착 결합된 제2 냉각 자켓 중 어느 하나 이상을 더 포함하고,
   상기 프레임의 상기 관통공과, 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로가 접합되어 상기 전기기기 부품을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 전기기기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 프레임의 상기 관통공 및 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로가 각각 복수개 형성되며, 접합되는 상기 프레임의 복수 관통공과 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들이나 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들 간에, 냉매가 순환하는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기.
4. 제3항에 있어서,
   외부로부터 냉매 입구를 통해 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로로 유입된 냉매가 상기 순환 후 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 출구를 통해 유출되는 것을 특징으로 하는 전기기기.
5. 제2항에 있어서,
   상기 전기기기는 상기 부품을 포함하여 회전, 선형, 곡선, 또는 이들의 조합으로 이루어진 상대 운동을 위한 고정자와 이동자나 회전자를 포함하는 기기인 것을 특징으로 하는 전기기기.
6. 제3항에 있어서,
   상기 전기기기 부품의 코어에 형성된 상권선 코일들을 냉각시키기 위하여, 상기 상권선 코일들의 일측단이 상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들과 밀착되거나, 상기 상권선 코일들의 타측단이 차례로 상기 판형 부분 및 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들과 밀착되며, 상기 관통공으로 순환하는 냉매를 통하여 상기 코어를 냉각시키기 위한 것을 특징으로 하는 전기기기.
7. 제3항에 있어서,
   상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들은 각각, 일단의 구멍에서 타단의 구멍까지 지그재그 유로를 포함하여 형성된 냉매 유로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 냉각 자켓이 없고 상기 제2 냉각 자켓만 있는 경우에,
   상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로들의 각각의 끝 구멍과 접합된 상기 프레임의 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기기기.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제2 냉각 자켓이 없고 상기 제1 냉각 자켓만 있는 경우에,
   상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로들의 각각의 끝 구멍과 접합된 상기 프레임의 관통공들 간에 냉매 순환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기기기.
10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 냉각 자켓과 상기 제2 냉각 자켓이 모두 사용된 경우에,
    상기 제2 냉각 자켓의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍과 차례로 접합된 상기 프레임의 관통공과 상기 제1 냉각 자켓의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가, 상기 제1 냉각 자켓의 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아 나와 상기 프레임의 다른 관통공, 및 상기 제2 냉각 자켓의 다른 냉매 유로의 끝 구멍으로 유출되기를 반복하는 냉매 순환 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 냉각 자켓은 두개의 냉각 자켓의 접합으로 이루어지며. 상기 두개의 냉각 자켓은 각각의 냉매 유로의 구멍이 접합되는 냉매 유로들을 가지며,
    상기 제1 냉각 자켓에서의 냉매의 흐름은, 상기 두개의 냉각 자켓 중 어느 하나(A)의 어느 한 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아 나와, 상기 두개의 냉각 자켓 중 다른 하나(B)의 해당 접합된 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아 나오며, 다시 상기 냉각 자켓 A의 해당 접합된 냉매 유로의 끝 구멍을 통과한 냉매가 해당 냉매 유로의 다른쪽 끝 구멍을 통해 돌아나오도록 한 것을 특징으로 하는 전기기기.
12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 냉각 자켓의 냉매 유로 또는 상기 제2 냉각 자켓의 냉매 유로는 기재 상에 돌출되거나 기재 안에 매립되는 형태인 것을 특징으로 하는 전기기기.
13. 제2항에 있어서,
    상기 제2 냉각 자켓을 위한 기재의 양측면 중 일면에 열 발산을 위한 냉각핀들을 형성한 것을 특징으로 하는 전기기기.
14. 제2항에 있어서,
    상기 전기기기 부품을 이용해 전기기기 차량 바퀴를 구동하는 인휠 구조로 적용을 위한 것을 특징으로 하는 전기기기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 냉각 자켓은 상기 바퀴를 기준으로 내측 방향에 배치되고, 상기 제2 냉각 자켓은 상기 바퀴를 기준으로 외측 방향에 배치된 것을 특징으로 하는 전기기기.

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