KR20140044425A - Cooling system and method of power-generator - Google Patents

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Abstract

The purpose of the present invention is to improve the cooling performance of a power generation apparatus by facilitating the cooling of a cooling fluid. A generator cooling system according to the present invention comprises a rotary shaft connected to a turbine, and rotated along with the turbine; a rotor coupled to the central portion of the rotary shaft, and able to rotate along with the rotary shaft; a cylindrical stator positioned outside the rotational radius of the rotor; a cooling fluid inlet into which a cooling fluid flows, and a cooling fluid outlet from which the cooling fluid is discharged; and a housing is arranged between the cooling fluid inlet and the cooling fluid outlet to form a cooling flow path, wherein the stator has a sub cooling flow path which is formed to penetrate from the inner circumferential surface thereof to the outer circumferential surface thereof, allows the cooling fluid flowing into a space between the stator and the rotor to pass through the stator and to flow to the cooling fluid outlet, and forms one path of the cooling flow path.

Description

발전기 냉각 시스템 및 냉각 방법{cooling system and method of power-generator}[0001] GENERATOR [0002] Cooling systems and methods [0003]

본 발명은 발전기 냉각 시스템 및 냉각 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전자의 표면 회전 속도를 이용하여 냉각 유체의 유동을 원활하게 함으로써 냉각 성능을 향상시키는 발전기 냉각 시스템 및 발전기 냉각 방법에 관한 발명이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a generator cooling system and a cooling method, and more particularly, to a generator cooling system and a generator cooling method that improve the cooling performance by facilitating the flow of a cooling fluid by using a rotational speed of a rotor .

터빈 발전기는 일반적으로 회전축, 회전축을 회전시키는 터빈, 회전축에 결합된 회전자, 및 상기 회전자의 회전 반경 외각에 배치되는 고정자를 포함하여 구성된다.The turbine generator generally comprises a rotating shaft, a turbine for rotating the rotating shaft, a rotor coupled to the rotating shaft, and a stator disposed at a rotational radius of the rotor.

고속 터빈 기반의 발전 장치에서는 회전자 및 고정자 등이 구비된 하우징 내부에서 기전력 발생에 따른 전기저항 및 구성요소 간 마찰 등에 의해 많은 양의 발열이 발생된다. 이러한 발열은 발전기 내부의 구성요소의 변형을 일으킬 수 있으며, 또 한편으로는 코일 등의 도전성 구성요소의 전기 저항을 증가시켜 발전 효율의 저하를 불러올 수 있다.In a high-speed turbine-based power generation apparatus, a large amount of heat is generated in the housing including the rotor and the stator due to electric resistance due to generation of electromotive force and friction between components. Such heat generation may cause deformation of components inside the generator, and on the other hand, it may increase the electrical resistance of the conductive components such as coils, thereby inviting reduction in power generation efficiency.

이러한 발열 문제를 해결하기 위한 냉각의 한 방법으로서, 냉각 유체를 하우징 내부로 유동시켜 냉각을 수행하는 것을 고려할 수 있다. 도1은 하우징의 내부에 냉각 유로를 형성하여 i) 고정자와 하우징 사이 및 ii) 고정자와 회전자 사이로 냉각 유체를 직접 유동시키는 냉각 방법을 나타내는 개념도에 해당한다. 도1에 나타낸 바와 같이, 상기 냉각 유로로 냉각 유체가 유동되는 경우, i) 고정자와 하우징 사이로는 배출구와의 압력차에 의하여 냉각 유체가 원활하게 유동된다. 그러나, ii) 고정자와 회전자 사이에 형성된 공간으로는 상기 공간의 양 단의 압력이 동일하여 냉각 유체가 원활한 흐름을 형성하지 못하고, 결과적으로 냉각 성능에 한계가 발생하는 문제점이 있다.
As one method of cooling to solve this heat generation problem, it is considered to perform cooling by flowing cooling fluid into the housing. 1 is a conceptual diagram showing a cooling path in the interior of a housing to represent a cooling method for i) flowing the cooling fluid directly between the stator and the housing and ii) between the stator and the rotor. As shown in Fig. 1, when the cooling fluid flows into the cooling passage, i) a cooling fluid flows smoothly between the stator and the housing due to a pressure difference between the stator and the exhaust port. However, ii) the space formed between the stator and the rotor has the same pressure at both ends of the space, so that the cooling fluid can not flow smoothly, resulting in a limitation in the cooling performance.

상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 본 발명은 냉각 유체의 냉각을 원활하게 함으로써 냉각 성능을 향상시키는 발전기 냉각 시스템 및 냉각 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a generator cooling system and a cooling method that improve cooling performance by facilitating cooling of a cooling fluid.

본 발명에 따른 발전기 냉각 시스템은, 터빈에 연결되어 상기 터빈과 함께 회전되는 회전축, 상기 회전축의 중심부에 상기 회전축과 함께 회전가능하도록 결합되는 회전자, 상기 회전자의 회전 반경 외부에 위치되는 원통 형상의 고정자, 및 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구 및 냉각 유체가 배출되는 냉각 유체 배출구를 포함하며, 상기 냉각 유체 유입구와 냉각 유체 배출구 사이에 냉각 유로를 형성하는 하우징을 포함하여 구성된다.A generator cooling system according to the present invention includes a rotating shaft connected to a turbine and rotated together with the turbine, a rotor coupled to the center of the rotating shaft so as to be rotatable together with the rotating shaft, a cylindrical And a housing having a cooling fluid inlet through which the cooling fluid flows and a cooling fluid outlet through which the cooling fluid is discharged, and a cooling passage formed between the cooling fluid inlet and the cooling fluid outlet.

여기서, 상기 고정자는 상기 고정자의 내주면으로부터 외주면으로 관통형성되어, 상기 고정자와 상기 회전자 사이의 공간으로 유입된 냉각 유체가 상기 고정자를 관통하여 상기 냉각 유체 배출구 측으로 유동될 수 있도록 하고, 상기 냉각 유로의 일 경로를 이루는 서브 냉각 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the stator is formed to pass from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface of the stator so that the cooling fluid introduced into the space between the stator and the rotor can flow through the stator to the cooling fluid outlet side, And a sub-cooling flow path forming one path of the sub-cooling flow path.

그리고, 상기 서브 냉각 유로는 적어도 하나 이상의 관통구로 이루어지거나, 상기 고정자의 중심부 종단면이 절단되어 상호 이격된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The sub cooling passage may be formed of at least one through hole, or a longitudinal section of the center portion of the stator may be cut away and spaced apart from each other.

한편, 상기 서브 냉각 유로에는 상기 절단된 종단면을 상호 연결하는 복수의 베인이 마련되며, 상기 베인은 상기 종단면의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 한다.The sub cooling passage is provided with a plurality of vanes for interconnecting the cut longitudinal sections, and the vanes are spaced apart from each other as they approach the outer edge of the longitudinal section.

그리고, 상기 하우징은 상기 고정자의 상기 외주면 외각에 위치되어, 상기 냉각 유로를 흐르는 냉각 유체가 고정자 외각을 지나 상기 냉각 유체 배출구로 흘러갈 수 있도록 하는 외각 냉각 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The housing further includes an outer cooling channel located at an outer periphery of the outer circumferential surface of the stator and allowing the cooling fluid flowing through the cooling channel to flow to the cooling fluid outlet through an outer periphery of the stator.

한편, 상기 고정자는 상기 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 고정자 내부로 냉각 유체가 유동될 수 있도록 하여 상기 냉각 유로의 일부를 이루는 냉각홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The stator may further include a cooling groove formed in a longitudinal direction of the cylindrical shape to allow a cooling fluid to flow into the stator, thereby forming a part of the cooling passage.

그리고, 상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성되거나, 상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 한다.The cooling groove may be formed by a part of the outer circumferential surface of the stator being recessed inward, or the cooling groove may be formed by passing a part of the cooling groove between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the stator in the longitudinal direction of the cylindrical shape.

한편, 상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 한다.
The cooling fluid may be a working fluid discharged from the turbine, and the cooling fluid inlet may be connected to a turbine outlet.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템은, 터빈에 연결되어 상기 터빈과 함께 회전되는 회전축 상기 회전축의 중심부에 상기 회전축과 함께 회전가능하도록 결합되는 회전자, 상기 회전자의 회전 반경 외각에 위치되되 상기 회전자의 중심부을 기준으로 양측으로 상호 이격되어 설치되는 원통 형상의 한 쌍의 고정자, 및 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구 및 냉각 유체가 배출되는 냉각 유체 배출구를 포함하며, 상기 냉각 유체 유입구와 냉각 유체 배출구 사이에 냉각 유로를 형성하는 하우징을 포함하여 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a generator cooling system including a rotor connected to a turbine and rotated together with the turbine, a rotor connected to the center of the rotor to be rotatable together with the rotor, A pair of cylindrical stator spaced apart from each other with respect to a central portion of the rotor and a cooling fluid inlet through which the cooling fluid flows and a cooling fluid outlet through which the cooling fluid is discharged, And a housing that forms a cooling flow path between the inlet port and the cooling fluid outlet port.

여기서, 상기 한 쌍의 고정자의 상호 이격된 공간은, 상기 고정자와 상기 회전자 사이의 공간으로 유입된 냉각 유체가 상기 고정자 사이의 공간을 지나 상기 냉각 유체 배출구 측으로 유동될 수 있도록 하고, 상기 냉각 유로의 일 경로를 이루는 것을 특징으로 한다.Here, the mutually spaced spaces of the pair of stators allow the cooling fluid introduced into the space between the stator and the rotor to flow to the cooling fluid outlet side through the space between the stators, And a second path.

그리고, 상기 이격된 공간에는 상기 하우징에 고정되어 상기 회전자 측으로 연장된 복수의 베인이 마련되고, 상기 베인은 상기 환형 냉각 공간의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of vanes fixed to the housing and extending toward the rotor are provided in the spaced apart space, and the vanes are widened in intervals toward the outer corner of the annular cooling space.

한편, 상기 베인이 고정된 하우징에는 각각의 상기 베인 사이로 몰려진 냉각 유체가 냉각 유체 배출구로 빠져나갈 수 있도록 환형의 냉각 유체 수렴부를 마련한 것을 특징으로 한다.An annular cooling fluid converging part is provided in the housing to which the vane is fixed, so that the cooling fluid, which has been poured through the vanes, can escape to the cooling fluid outlet.

그리고, 상기 고정자는 상기 원통형상의 길이 방향으로 형성되며, 고정자 내부로 냉각 유체가 유동될 수 있도록 하여, 상기 냉각 유로의 일 경로를 이루는 냉각홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The stator further includes a cooling groove formed in the longitudinal direction of the cylindrical shape and allowing a cooling fluid to flow into the stator, and forming a path of the cooling passage.

한편, 상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the cooling groove is formed such that a part of the outer peripheral surface of the stator is recessed inward.

그리고, 상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 한다.The cooling groove is formed such that a part of the surface between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the stator penetrates in the longitudinal direction of the cylindrical shape.

한편, 상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 한다.
The cooling fluid may be a working fluid discharged from the turbine, and the cooling fluid inlet may be connected to a turbine outlet.

한편, 본 발명에 따른 발전기 냉각 방법은 냉각 유체를 이용하여 하우징 내부를 냉각하는 발전기 냉각 방법으로서, 상기 냉각 유체가 상기 하우징의 일측 또는 양측에 위치되는 냉각 유체 유입구를 통하여 유입되어 상기 하우징의 중심부로 이어지는 냉각 유로를 통하여 유동되는 제1냉각단계, 상기 냉각 유체가 상기 하우징의 중심부에 배치되는 원통형상의 고정자와 상기 고정자의 내측에 위치되는 회전자 사이의 공간을 통하여 유입되는 제2냉각단계, 상기 고정자와 회전자 사이의 공간으로 유입된 상기 냉각 유체가 상기 회전자의 회전에 의한 원심력에 의하여 상기 고정자의 외주면과 내주면을 관통하여 형성된 서브 냉각 유로를 통하여 고정자 외측방향으로 향하는 유동을 형성하는 제3냉각단계, 상기 제3냉각단계를 거친 냉각 유체가 응축기로 이어지는 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출되는 제4냉각단계를 포함하여 하우징 내부를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a generator cooling method for cooling the interior of a housing using a cooling fluid, wherein the cooling fluid is introduced through a cooling fluid inlet located at one side or both sides of the housing to the center of the housing A second cooling step in which the cooling fluid flows through a space between a cylindrical stator disposed at the center of the housing and a rotor positioned inside the stator, The cooling fluid flowing into the space between the rotor and the rotor forms a flow directed toward the stator outer direction through the sub cooling flow passage formed through the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the stator by the centrifugal force due to the rotation of the rotor, Cooling fluid passing through the third cooling step is supplied to the condenser That is, including a fourth cooling step is discharged to the condenser through the cooling fluid outlet is characterized in that to cool the interior of the housing.

여기서, 상기 서브 냉각 유로는 적어도 하나 이상의 관통구로 이루어진 것을 특징으로 한다.Here, the sub-cooling flow passage may include at least one through-hole.

그리고, 상기 서브 냉각 유로는 상기 고정자의 중심부 종단면이 절단되어 상호 이격된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The sub-cooling flow passage is characterized in that the central longitudinal section of the stator is cut away and spaced from each other.

한편, 상기 서브 냉각 유로에는 상기 절단된 종단면을 상호 연결하는 복수의 베인이 마련되며, 상기 베인은 상기 종단면의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 한다.The sub cooling passage is provided with a plurality of vanes for interconnecting the cut longitudinal sections, and the vanes are spaced apart from each other as they approach the outer edge of the longitudinal section.

그리고, 상기 제2냉각단계는 상기 고정자의 상기 외주면 외각의 하우징에 위치되어 냉각 유로로부터 고정자 외주면을 지나 냉각 유체 배출구로 이어지는 외각 냉각 유로로 냉각 유체가 유입되는 제2-1냉각단계를 더 포함하며, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-1냉각단계를 거친 냉각 유체를 상기 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-1냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The second cooling step further includes a second-1 cooling step in which the cooling fluid is introduced into the outer cooling flow passage that is located in the housing on the outer circumferential surface of the stator and passes from the cooling flow passage to the cooling fluid outlet through the stator outer circumferential surface , And the fourth cooling step further includes a fourth cooling step of discharging the cooling fluid having passed through the second-1 cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet.

한편, 상기 제2냉각 단계는 상기 고정자의 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 상기 냉각 유로의 일부를 이루는 냉각홈으로 냉각 유체가 유입되는 제2-2단계를 더 포함하며, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-2냉각단계를 거친 냉각유체를 상기 냉각유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-2냉각단계를 터 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the second cooling step further comprises a step 2-2 of the cooling fluid flows into the cooling groove formed in the longitudinal direction of the cylindrical shape of the stator to form a part of the cooling passage, the fourth cooling step is the And a second cooling step of discharging the cooling fluid that has passed through the second cooling step to the condenser through the cooling fluid discharge port.

그리고, 상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성되거나, 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 한다.The cooling groove may be formed by a part of the outer circumferential surface of the stator being recessed inward, or a part of the surface between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the stator is formed to penetrate in the longitudinal direction of the cylindrical shape.

한편, 상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 한다.
The cooling fluid may be a working fluid discharged from the turbine, and the cooling fluid inlet may be connected to a turbine outlet.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기 냉각 방법은, 냉각 유체를 이용하여 하우징 내부를 냉각하는 발전기 냉각 방법으로서, 상기 냉각 유체가 상기 하우징의 일측 또는 양측에 위치되는 냉각 유체 유입구를 통하여 유입되어 상기 하우징의 중심부로 이어지는 냉각 유로를 통하여 유동되는 제1냉각단계, 상기 냉각 유체가 상기 하우징의 중심부에 배치되며 상호 이격 배치되는 원통 형상의 한 쌍의 고정자와 상기 회전자 사이의 공간을 통하여 유입되는 제2냉각단계, 상기 고정자와 회전자 사이의 공간으로 유입된 상기 냉각 유체가 상기 회전자의 회전에 의한 원심력에 의하여 상기 고정자 사이의 이격된 공간을 통하여 고정자 외측방향으로 향하는 유동을 형성하는 제3냉각단계, 상기 제3냉각단계를 거친 냉각 유체가 응축기로 이어지는 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출되는 제4냉각단계를 포함하여 하우징 내부를 냉각시키는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a generator cooling method for cooling an inside of a housing using a cooling fluid, wherein the cooling fluid flows through a cooling fluid inlet located at one side or both sides of the housing A first cooling step of flowing the cooling fluid through the cooling channel leading to the center of the housing, the cooling fluid being introduced through a space between the rotor and a pair of cylindrical stator arranged at the center of the housing and spaced apart from each other The cooling fluid flowing into the space between the stator and the rotor forms a flow toward the stator outer direction through the spaced space between the stator by the centrifugal force by the rotation of the rotor, A cooling step, a cooling fluid passing through the third cooling step, And a fourth cooling step of discharging the refrigerant to the condenser through an outlet, so that the inside of the housing is cooled.

여기서, 상기 제3냉각단계의 상기 이격된 공간에는 상기 하우징에 고정되어 상기 회전자 측으로 연장된 복수의 베인이 마련되고, 상기 베인은 상기 환형 냉각 공간의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 한다.Here, a plurality of vanes fixed to the housing and extending toward the rotor are provided in the spaced space of the third cooling step, and the vanes are widened in intervals toward the outer sides of the annular cooling space. do.

그리고, 상기 베인이 고정된 하우징에는 각각의 상기 베인 사이로 몰려진 냉각 유체가 냉각 유체 배출구로 빠져나갈 수 있도록 환형의 냉각 유체 수렴부를 마련한 것을 특징으로 한다.An annular cooling fluid converging portion is provided in the housing to which the vane is fixed, so that the cooling fluid, which has been poured through the vanes, can escape to the cooling fluid outlet.

한편, 상기 제2냉각단계는 상기 고정자의 상기 외주면 외각의 하우징에 위치되며 냉각 유로로부터 고정자 외주면을 지나 냉각 유체 배출구로 이어지는 외각 냉각 유로로 냉각 유체가 유입되는 제2-1냉각단계를 더 포함하며, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-1냉각단계를 거친 냉각 유체를 상기 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-1냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the second cooling step further includes a second-1 cooling step in which the cooling fluid is introduced into the outer cooling flow path that is located in the housing on the outer circumferential outer surface of the stator and passes from the cooling flow path to the cooling fluid outlet through the stator outer circumferential surface , And the fourth cooling step further includes a fourth cooling step of discharging the cooling fluid having passed through the second-1 cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet.

그리고, 상기 제2냉각 단계는 상기 고정자의 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 상기 냉각 유로의 일부를 이루는 냉각홈으로 냉각 유체가 유입되는 제2-2단계를 더 포함하며, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-2냉각단계를 거친 냉각유체를 상기 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-2냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The second cooling step may further include steps 2-2 in which a cooling fluid flows into a cooling groove formed in a cylindrical length direction of the stator to form a part of the cooling flow path, and the fourth cooling step includes: And a second cooling step of discharging the cooling fluid, which has been passed through the second cooling step, to the condenser through the cooling fluid discharge port.

한편, 상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the cooling groove is formed such that a part of the outer peripheral surface of the stator is recessed inward.

그리고, 상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 한다.The cooling groove is formed such that a part of the surface between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the stator penetrates in the longitudinal direction of the cylindrical shape.

한편, 상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 한다.
The cooling fluid may be a working fluid discharged from the turbine, and the cooling fluid inlet may be connected to a turbine outlet.

본 발명은 냉각 유체를 이용하여 발전기 내부를 냉각시킴에 있어서, 고정자와 회전자 사이로 유입되는 냉각 유체의 유동을 원활하게 함으로써, 발전기의 냉각 성능을 향상시키는 효과가 있다. 보다 구체적으로는, 고정자와 회전자 사이에서 고정자와 하우징 사이로 향하는 추가적인 유로를 형성함으로써, 압력 차이 및 회전자의 회전에 따른 원심력을 이용하여 고정자와 회전자 사이로 유입된 냉각 유체의 유동을 원활하게 하여 냉각 성능을 증대시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving the cooling performance of the generator by making the flow of the cooling fluid flowing between the stator and the rotor smooth in cooling the inside of the generator by using the cooling fluid. More specifically, by forming an additional flow path between the stator and the rotor between the stator and the housing, the flow of the cooling fluid introduced between the stator and the rotor is facilitated by using the pressure difference and the centrifugal force resulting from the rotation of the rotor There is an effect of increasing the cooling performance.

뿐만 아니라, 고정자에 냉각홈을 형성하여 냉각 유체를 그 내부로 흐르게 함으로써 냉각 성능을 한층 더 높일 수 있다.In addition, the cooling performance can be further improved by forming a cooling groove in the stator to flow the cooling fluid into the stator.

또한, 베인을 마련하여 상기 고정자의 외측으로 향하는 유동을 더욱 강화시켜 발전기의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, a vane is provided to further enhance the flow toward the outside of the stator, thereby further improving the cooling performance of the generator.

또한, 작동 유체를 냉각 유체로서 활용함으로써, 별도의 냉각 유체의 사용에 따른 복잡한 냉각 유로를 추가로 마련하여야 하는 문제점을 해소할 수 있다.
Further, by using the working fluid as the cooling fluid, it is possible to solve the problem of additionally providing a complicated cooling flow path according to the use of another cooling fluid.

도1은 종래의 냉각 방법의 문제점을 나타내는 개념도에 해당한다.
도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 주요 구성 및 냉각 유체의 흐름을 나타내는 요부 횡단면도에 해당한다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 고정자와 하우징의 연결 관계, 그리고 서브 냉각 유로 및 베인을 나타내는 종단면도에 해당한다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 요부 횡단면도에 해당한다.
도5은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 냉각 유체 흐름을 나타내는 흐름도 및 고정자의 단면도에 해당한다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 냉각 유로를 포함하는 고정자를 나타내는 사시도에 해당한다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각홈을 포함하는 고정자를 나타내는 사시도에 해당한다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 냉각 유체 흐름을 나타내는 흐름도 및 베인과 냉각홈이 형성된 고정자를 나타내는 단면도에 해당한다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 냉각 공간, 베인, 및 냉각홈이 형성된 고정자를 나타내는 사시도에 해당한다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 요부 횡 단면도에 해당한다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 고정자가 마련된 발전기 냉각 시스템의 냉각 유체 흐름을 나타내는 흐름도 및 냉각홈이 형성된 고정자를 나타내는 단면도에 해당한다.
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 상호 이격된 한 쌍의 고정자와 하우징 및 하우징에 설치된 베인을 나타내는 요부 사시도에 해당한다.
도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각홈이 형성된 고정자를 나타내는 사시도에 해당한다.1 is a conceptual diagram showing a problem of a conventional cooling method.
2 is a transverse cross-sectional view illustrating a main configuration of a generator cooling system and a flow of a cooling fluid according to an embodiment of the present invention.
3 is a longitudinal sectional view showing a connection relationship between a stator and a housing of a generator cooling system according to an embodiment of the present invention, and a sub cooling passage and a vane.
4 is a transverse cross-sectional view illustrating a main configuration of a generator cooling system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart showing the cooling fluid flow in the generator cooling system and a cross-sectional view of the stator in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a stator including a sub cooling passage according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a stator including a cooling groove according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart showing the cooling fluid flow of a generator cooling system according to an embodiment of the present invention and a cross-sectional view showing a stator in which vanes and cooling grooves are formed.
9 is a perspective view showing a stator in which a sub cooling space, a vane, and a cooling groove are formed according to an embodiment of the present invention.
10 is a transverse cross-sectional view illustrating a main configuration of a generator cooling system according to an embodiment of the present invention.
11 is a flow chart illustrating the cooling fluid flow of a generator cooling system with a pair of stators according to an embodiment of the present invention and a cross-sectional view illustrating a stator with cooling grooves formed therein.
12 is a perspective view showing a pair of stator spaced apart from each other and a vane installed in the housing and the housing of the generator cooling system according to an embodiment of the present invention.
13 is a perspective view showing a stator with a cooling groove formed therein according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다. 이하의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, like reference numerals are used to denote like elements, and even if they are shown in different drawings, they are denoted by the same reference numerals whenever possible, A detailed description of known functions and configurations will be omitted.

본 발명의 각 실시예는 냉각 유체를 이용하여 발전기의 하우징(10) 내부를 냉각시킴에 있어서, 고정자(14)와 회전자(12) 사이로 유입되는 냉각 유체의 유동을 원활하게 함으로써, 발전기의 냉각 성능을 향상시키는 것을 공통된 특징으로 한다. 보다 구체적으로는, 고정자(14)와 회전자(12) 사이(이하, 고정자의 내측이라고 한다.)에서 고정자(14)와 하우징(10) 사이(이하, 고정자의 외측이라고 한다)으로 향하는 추가적인 유로를 형성함으로써, 상기 내, 외측의 압력 차이 및 회전자(12)의 회전에 따른 원심력을 이용하여 고정자의 내측으로 유입된 냉각 유체의 유동을 원활하게 하는 것을 공통된 특징으로 한다.
Each embodiment of the present invention smoothes the flow of the cooling fluid flowing between the stator 14 and the rotor 12 in the cooling of the inside of the housing 10 of the generator using the cooling fluid, Thereby improving performance. More specifically, an additional flow path between the stator 14 and the housing 10 (hereinafter referred to as the outer side of the stator) between the stator 14 and the rotor 12 (hereinafter referred to as the inner side of the stator) The flow of the cooling fluid introduced into the inside of the stator is made smooth by utilizing the pressure difference between the inside and the outside and the centrifugal force due to the rotation of the rotor 12. [

이하, 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 실시예에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 요부 횡단면도에 해당한다. 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템은 크게 회전축(11), 회전자(12), 고정자(14), 하우징(10)을 포함하여 구성된다.FIG. 2 is a transverse cross-sectional view illustrating a main structure of a generator cooling system according to an embodiment of the present invention. 2, the generator cooling system according to an embodiment of the present invention includes a rotating shaft 11, a rotor 12, a stator 14, and a housing 10.

상기 회전축(11)은 터빈(20)에 연결되어 상기 터빈(20)과 함께 회전되며, 상기 회전자(12)는 상기 회전축(11)의 중심부에 상기 회전축(11)과 함께 회전가능하도록 결합된다. 그리고, 상기 고정자(14)는 상기 회전자(12)의 회전 반경 외부에 위치되는 원통 형상을 가진다. 일반적인 고정자(14)와 마찬가지로 원통형상의 내주면(16)에는 코일(13)을 감기 위한 코일(13) 권취부가 마련된다.The rotary shaft 11 is connected to the turbine 20 and rotated together with the turbine 20 and the rotor 12 is coupled to the center of the rotary shaft 11 so as to be rotatable together with the rotary shaft 11 . The stator 14 has a cylindrical shape located outside the radius of rotation of the rotor 12. Like the general stator 14, the cylindrical inner circumferential surface 16 is provided with a coil 13 winding portion for winding the coil 13.

또한, 상기 하우징(10)은 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구(35) 및 냉각 유체가 배출되는 냉각 유체 배출구(34)를 포함하며, 상기 냉각 유체 유입구(35)와 냉각 유체 배출구(34) 사이에 냉각 유로(33)를 형성한다. 여기서, 냉각 유로(33)는 냉각 유체 유입구(35)로부터 냉각 유체 배출구(34)로 이어지며, 하우징(10) 내부에서 냉각 유체가 유동되는 모든 유로를 포함하는 개념이다.The housing 10 includes a cooling fluid inlet 35 through which the cooling fluid flows and a cooling fluid outlet 34 through which the cooling fluid is discharged and a gap between the cooling fluid inlet 35 and the cooling fluid outlet 34 The cooling passage 33 is formed. Here, the cooling passage 33 extends from the cooling fluid inlet 35 to the cooling fluid outlet 34, and is a concept including all the passages through which the cooling fluid flows in the housing 10.

그리고, 상기 고정자(14)는 상기 고정자(14)의 내주면(16)으로부터 외주면(17)으로 관통형성된 서브 냉각 유로(36)를 포함한다. 상기 서브 냉각 유로(36)는 상기 고정자(14)와 상기 회전자(12) 사이의 공간으로 유입된 냉각 유체가 상기 고정자(14)를 관통하여 상기 냉각 유체 배출구(34) 측으로 유동될 수 있도록 하고, 상기 냉각 유로(33)의 일 경로를 이룬다. 이러한 서브 냉각 유로(36)를 마련함으로써, 고정자의 내측으로부터 그 외측으로 냉각 유체가 원활하게 유동될 수 있다. 고정자의 외측은 냉각 유체 배출구(34)에 인접하여 내측에 비하여 압력이 낮게 형성되기 때문이다. 그리고, 회전자(12)의 회전에 따라 냉각 유체의 점성 내지 회전자(12)와의 마찰에 따른 회전 유동이 발생하게 되며, 상기 회전 유동의 원심력에 의해 고정자의 외측으로 향하는 유동이 발달된다. 이로써, 상기 고정자의 내측으로 유입된 냉각 유체가 그 외측으로 빠져나갈 수 있으므로, 상기 고정자의 내측에도 원활한 냉각 유체의 유동이 형성될 수 있다.The stator 14 includes a sub cooling passage 36 extending from the inner circumferential surface 16 to the outer circumferential surface 17 of the stator 14. The sub cooling passage 36 allows the cooling fluid introduced into the space between the stator 14 and the rotor 12 to flow through the stator 14 toward the cooling fluid outlet 34 , And the cooling channel (33). By providing such a sub cooling passage 36, the cooling fluid can smoothly flow from the inside to the outside of the stator. The outer side of the stator is adjacent to the cooling fluid discharge port 34 and the pressure is lower than the inner side. As the rotor 12 rotates, a rotational flow due to the viscosity of the cooling fluid and the friction with the rotor 12 is generated, and a flow toward the outside of the stator is developed by the centrifugal force of the rotational flow. As a result, the cooling fluid introduced into the stator can escape to the outside of the stator, so that a smooth flow of the cooling fluid can be formed inside the stator.

한편, 도2에 도시된 바와 같이, 냉각 유체 유입구(35)를 통하여 유입된 냉각 유체는 상기 냉각 유로(33)로 흐르게 되며, 일부는 외각 냉각 유로(38)로, 다른 일부는 상기 고정자(14)와 회전자(12) 사이의 공간, 즉 고정자(14) 내측으로 흐르게 된다. 그리고, 상술한 바와 같이, 고정자(14) 내측으로 유입된 냉각 유체는 상기 서브 냉각 유로(36)를 통하여 고정자(14) 외측으로 흐르게 되며, 상기 외각 냉각 유로(38)로 유입된 냉각 유체와 냉각 유체 수렴부(39)에서 합류되어 상기 냉각 유체 배출구(34)를 통하여 응축기로 배출된다. 여기서 응축기는 일반적인 랭킨사이클에서의 응축기를 의미한다.2, the cooling fluid introduced through the cooling fluid inlet 35 flows into the cooling channel 33, and a part of the cooling fluid flows through the outer cooling channel 38 while the other part flows through the stator 14 And the rotor 12, that is, the inside of the stator 14. [ As described above, the cooling fluid introduced into the stator 14 flows to the outside of the stator 14 through the sub cooling flow passage 36, and the cooling fluid introduced into the outer cooling flow path 38 and the cooling fluid Converge at the fluid converging portion 39 and are discharged to the condenser through the cooling fluid outlet 34. Where the condenser refers to a condenser in a typical Rankine cycle.

한편, 상기 서브 냉각 유로(36)는 도6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 관통구로 이루어지거나, 도9에 도시된 바와 같이, 상기 고정자(14)의 중심부 종단면이 절단되어 상호 이격된 형태로 이루어지는 것을 고려할 수 있다.6, the sub cooling passage 36 may be formed of at least one through-hole, or may be formed in a manner such that the central longitudinal section of the stator 14 is cut and separated from each other as shown in FIG. 9 Can be considered.

후자와 같이, 상기 서브 냉각 유로(36)가 고정자(14)의 중심부 종단면이 절단되어 상호 이격된 형태로 마련되는 경우, 도3, 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 상기 서브 냉각 유로(36)에는 상기 절단된 종단면을 상호 연결하는 복수의 베인(37)이 마련할 수 있다. 그리고, 상기 베인(37)은 디퓨져와 같은 역활을 수행하여 회전 유동에 따라 그 입구와 출구의 압력차이를 유발시킬 수 있도록, 상기 종단면의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지도록 형성시키는 것이 바람직하다.3, 8, and 9, when the sub-cooling flow path 36 is formed by cutting the longitudinal section of the center portion of the stator 14 and being spaced apart from each other as in the latter case, 36 may be provided with a plurality of vanes 37 interconnecting the cut longitudinal sections. The vane 37 is preferably formed to have a wider gap toward the outer edge of the longitudinal section so as to perform a function like a diffuser to induce a pressure difference between the inlet and the outlet according to the rotational flow.

한편, 상기 고정자(14)는, 도9 및 도13에 도시된 바와 같이, 상기 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 고정자(14) 내부로 냉각 유체가 유동될 수 있도록 하여 상기 냉각 유로(33)의 일부를 이루는 냉각홈을 더 포함하는 것이 바람직하다. 고정자(14) 내부를 직접 냉각시킴으로써 냉각 효과를 상승시킬 수 있으며, 냉각 유체의 유동을 보다 원활하게 하는 측면에서도 바람직하다.9 and 13, the stator 14 is formed in the longitudinal direction of the cylindrical shape so as to allow the cooling fluid to flow into the stator 14, so that a part of the cooling passage 33 And a cooling groove formed in the cooling groove. By directly cooling the inside of the stator 14, the cooling effect can be raised, and it is also preferable in terms of making the flow of the cooling fluid more smooth.

이러한, 상기 냉각홈은, 도13에 도시된 바와 같이, 상기 고정자(14)의 외주면(17)의 일부가 내측으로 함몰되어 형성되거나, 도9에 도시된 바와 같이, 상기 고정자(14)의 외주면(17)과 내주면(16) 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성되는 것을 고려할 수 있다.13, a portion of the outer circumferential surface 17 of the stator 14 is formed to be recessed inwardly. Alternatively, as shown in Fig. 9, the cooling grooves may be formed in the outer circumferential surface 17 of the stator 14, It is conceivable that a part of the surface between the inner circumferential surface 17 and the inner circumferential surface 16 is formed to penetrate in the longitudinal direction of the cylindrical shape.

한편, 본 발명의 냉각 유체는 작동 유체와는 다른 별도의 냉각 유체로 이루어 지거나, 또는 상기 터빈(20)에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것 모두를 적용할 수 있다. 후자의 경우, 상기 냉각 유체 유입구(35)는 터빈 배출구(32)에 연결되는 것이 바람직하며, 이 경우 실질적으로 냉각 유체 유입구(35)와 터빈 배출구(32)는 동일한 구성에 해당하게 된다.
On the other hand, the cooling fluid of the present invention may be either a cooling fluid different from the working fluid, or a working fluid discharged from the turbine 20. In the latter case, the cooling fluid inlet 35 is preferably connected to the turbine outlet 32, in which case substantially the cooling fluid inlet 35 and the turbine outlet 32 correspond to the same configuration.

한편, 본 발명에 따른 발전기 냉각 시스템의 또 다른 실시예는 하나의 고정자(14)가 아닌, 한 쌍의 상호 이격된 고정자(14)를 마련하여 상호 이격된 공간을 상기 서브 냉각 유로(36)와 동일한 역할을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다. 이하, 첨부된 도면을 바탕으로 본 실시예에 대하여 자세히 설명하기로 한다. 그리고, 작용관계 및 효과에 있어서 앞서 설명한 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
Meanwhile, another embodiment of the generator cooling system according to the present invention includes a pair of mutually spaced stators 14, rather than one stator 14, to separate mutually spaced spaces from the sub cooling passages 36 So as to perform the same role. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The description of the same parts as those of the above-described embodiment in terms of the working relationship and effect will be omitted.

도10은 본 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 횡단면도에 해당하고, 도11은 냉각 유체의 흐름을 나타내는 흐름도에 해당한다.Fig. 10 corresponds to a cross-sectional view showing a main configuration of a generator cooling system according to the present embodiment, and Fig. 11 corresponds to a flow chart showing a flow of a cooling fluid.

도10 및 도11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 냉각 시스템은 크게 회전축(11), 회전자(12), 고정자(14) 및 하우징(10)을 포함하여 구성된다. 여기서, 회전축(11), 회전자(12)의 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일하다.10 and 11, a generator cooling system according to an embodiment of the present invention includes a rotating shaft 11, a rotor 12, a stator 14, and a housing 10. Here, the configurations of the rotary shaft 11 and the rotor 12 are the same as those of the above-described embodiment.

본 실시예에 따른 고정자(14)는 한 쌍으로 마련되며, 상기 회전자(12)의 회전 반경 외각에 위치되되 상기 회전자(12)의 중심부을 기준으로 양측으로 상호 이격되어 설치된다. 그리고, 본 실시예에 따른 하우징(10)은 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구(35) 및 냉각 유체가 배출되는 냉각 유체 배출구(34)를 포함하며, 상기 냉각 유체 유입구(35)와 냉각 유체 배출구(34) 사이에 냉각 유로(33)를 형성하는 점은 앞서 설명한 실시예와 동일하나, 그 세부적인 차이에 있어서는 이하 설명하기로 한다.The stator 14 according to the present embodiment is provided in a pair and is disposed at an outer radius of rotation of the rotor 12 and spaced apart from each other with respect to the center of the rotor 12. The housing 10 according to the present embodiment includes a cooling fluid inlet 35 into which a cooling fluid flows and a cooling fluid outlet 34 from which a cooling fluid is discharged, And the cooling passage 33 is formed between the first and second cooling passages 34. The detailed difference will be described below.

본 실시예에서는 상기 한 쌍의 고정자(14)의 상호 이격된 공간이 상기 서브 냉각 유로(36)와 동일한 역할을 수행한다. 즉, 상기 고정자(14)와 상기 회전자(12) 사이의 공간으로 유입된 냉각 유체가 상기 고정자(14) 사이의 공간을 지나 상기 냉각 유체 배출구(34) 측으로 유동될 수 있도록 하고, 상기 냉각 유로(33)의 일 경로를 이루는 것이다.In this embodiment, the spaced apart spaces of the pair of stators 14 play the same role as the sub cooling passage 36. That is, the cooling fluid introduced into the space between the stator 14 and the rotor 12 can flow through the space between the stator 14 and the cooling fluid outlet 34, (33).

그리고, 상기 이격된 공간에는, 도12에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)에 고정되어 상기 회전자(12) 측으로 연장된 복수의 베인(37)이 마련되며, 상기 베인(37)은 상기 환형 냉각 공간의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지도록 형성되는 것이 바람직하다.In the spaced space, as illustrated in FIG. 12, a plurality of vanes 37 fixed to the housing 10 and extending toward the rotor 12 are provided, and the vanes 37 are disposed in the vanes 37. It is preferable that it is formed so that the space | interval becomes wider toward the outer side of the annular cooling space.

본 실시예에서의 상기 베인(37)은 하우징(10)에 설치되는 점에서 앞서 설명한 실시예와 그 차이점이 있다고 할 것이다.The vane 37 in this embodiment is different from the previously described embodiment in that it is installed in the housing 10.

한편, 상기 베인(37)이 고정된 하우징(10)에는 각각의 상기 베인(37) 사이로 몰려진 냉각 유체가 냉각 유체 배출구(34)로 빠져나갈 수 있도록 환형의 냉각 유체 수렴부(39)를 마련하는 것이 바람직하다. 상기 환형의 냉각 유체 수렴부(39)는 도12에 도시된 바와 같이 상기 베인이 고정되는 하우징 내측면이 환형으로 함몰되어 형성되는 것을 고려할 수 있다. 한편, 동일한 목적을 달성하기 위하여 상기 냉각 유체 배출구(34)를 베인(37)의 개수 만큼 각 베인(37)의 사이에 연결되도록 마련하는 것도 고려할 수 있을 것이다.
The housing 10 to which the vane 37 is fixed is provided with an annular cooling fluid converging portion 39 so that the cooling fluid poured into the respective vanes 37 can escape to the cooling fluid outlet 34. . As shown in FIG. 12, the annular cooling fluid converging portion 39 may be formed by recessing the inner surface of the housing to which the vane is fixed in an annular shape. In order to achieve the same object, it may be considered that the cooling fluid outlet 34 is connected between the vanes 37 by the number of vanes 37.

그리고, 앞서 설명한 실시예와 같이, 상기 고정자(14)에 상기 원통형상의 길이 방향으로 형성되며, 고정자(14) 내부로 냉각 유체가 유동될 수 있도록 하여, 상기 냉각 유로(33)의 일 경로를 이루는 냉각홈을 마련하는 것을 고려할 수 있다. 그리고, 상기 냉각 유체가 상기 터빈(20)에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것도 반영할 수 있을 것이다.
The stator 14 is formed in the longitudinal direction of the cylindrical shape so as to allow the cooling fluid to flow into the stator 14, It is conceivable to provide a cooling groove. Also, it may be reflected that the cooling fluid is composed of the working fluid discharged from the turbine 20. [

한편, 첨부된 도면은 대향 배치된 한 쌍의 터빈(20)을 포함하는 발전기를 나타내고 있으나, 이는 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명에 따른 발전기 냉각 시스템은 단일 터빈의 경우에도 적용될 수 있다.
On the other hand, the attached drawing shows a generator including a pair of opposed turbines 20, but this is only one preferred embodiment, and the generator cooling system according to the present invention can also be applied to a single turbine.

한편, 증기 터빈을 비롯한 일반적인 터빈은, 작동 유체의 유동으로부터 모든 매커니즘이 비롯되는 본질적인 특성상, 작동 유체가 유입되는 터빈 후면 압력이 작동 유체가 배출되는 터빈 전면 압력보다 높게 형성된다. 이러한 터빈 전, 후면의 압력 차이에 의하여, 터빈 전면 방향으로 상기 압력차에 따른 축하중이 발생하게 된다. 일반적인 발전 장치에서는, 터빈에서 발생되는 이러한 축하중을 지지하기 위하여, 터빈에 연결된 회전축의 축방향에 수직한 스러스트 베어링(thrust bearing)을 두거나, 축방향 하중을 분담하는 볼 베어링(ball bearing)을 두는 것이 일반적이다. 그러나, 과도한 축하중이 발생될 경우, 베어링의 증가된 마찰에 의하여, 심지어는 베어링의 손상에 의하여 터빈 및 발전기의 회전체 전체에 파손을 일으켜 큰 손실이 발생하게 된다. 따라서, 이러한 파손 문제를 근본적으로 방지하기 위하여, 축방향의 하중을 구조적으로 상쇄시킬 필요성이 요구된다. 특히, 상술한 스러스트 베어링 또는 볼 베어링이 아니라, 지지 하중의 범위가 낮은 증기 베어링(Air-bearing or Gas-bearing)을 이용하는 경우, 그 파손의 문제는 더욱 심각하게 된다.On the other hand, a general turbine including a steam turbine is formed such that the back pressure of the turbine into which the working fluid is introduced is higher than the front pressure of the turbine through which the working fluid is discharged, due to the intrinsic nature of all mechanisms from the flow of the working fluid. Due to the pressure difference between the front and rear surfaces of the turbine, an axial load is generated in accordance with the pressure difference in the front direction of the turbine. In a general power generation apparatus, in order to support such an axial load generated in the turbine, a thrust bearing perpendicular to the axial direction of the rotary shaft connected to the turbine is placed, or a ball bearing for sharing the axial load is provided It is common. However, when excessive axial load is generated, the increased friction of the bearings, or even damage to the bearings, causes damage to the entire rotating body of the turbine and the generator, resulting in a large loss. Therefore, in order to fundamentally prevent such a breakage problem, it is required to structurally cancel the load in the axial direction. Particularly, in the case of using an air-bearing or a gas-bearing having a low range of the support load instead of the thrust bearing or the ball bearing described above, the problem of the breakage becomes more serious.

따라서 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 터빈(20)을 한 쌍으로 마련하여 터빈 배출구(32)가 서로 마주보도록 회전축(11)의 양단에 대향 배치하는 것을 고려할 수 있다. 이 경우, 각 터빈(20)에서 발생되는 축하중을 상호 구조적으로 상쇄시킬 수 있기 때문이다.
In order to solve this problem, it is conceivable to arrange the turbines 20 in a pair so that the turbine exhaust ports 32 are opposed to the opposite ends of the rotary shaft 11 so as to face each other. In this case, the axial load generated in each turbine 20 can be mutually structurally canceled.

이하, 본 발명에 따른 발전기 냉각 방법에 대한 실시예를 살펴보기로 한다. Hereinafter, embodiments of a generator cooling method according to the present invention will be described.

본 발명에 따른 발전기 냉각 방법은 냉각 유체를 이용하여 하우징(10) 내부를 냉각하는 발전기 냉각 방법에 관한 것이다. 본 실시예에 따른 발전기 냉각 방법은 이하의 제1냉각단계 내지 제4냉각단계를 포함하여 이루어진다.A generator cooling method according to the present invention relates to a generator cooling method for cooling the inside of a housing (10) using a cooling fluid. The generator cooling method according to the present embodiment includes the following first to fourth cooling stages.

먼저, 제1냉각단계는 상기 냉각 유체가 상기 하우징(10)의 일측 또는 양측에 위치되는 냉각 유체 유입구(35)를 통하여 유입되어 상기 하우징(10)의 중심부로 이어지는 냉각 유로(33)를 통하여 유동되는 단계에 해당한다.First, the first cooling step is performed such that the cooling fluid flows through the cooling fluid inlet port 35 located at one side or both sides of the housing 10 and flows through the cooling channel 33 leading to the center of the housing 10 .

그리고, 제2냉각단계는 상기 냉각 유체가 상기 하우징(10)의 중심부에 배치되는 원통형상의 고정자(14)와 상기 고정자의 내측에 위치되는 회전자(12) 사이의 공간을 통하여 유입되는 단계에 해당한다.The second cooling step corresponds to the step of flowing the cooling fluid through the space between the cylindrical stator 14 disposed at the center of the housing 10 and the rotor 12 located inside the stator do.

그리고, 제3냉각 단계는 상기 고정자(14)와 회전자(12) 사이의 공간으로 유입된 상기 냉각 유체가 상기 회전자(12)의 회전에 의한 원심력에 의하여 상기 고정자(14)의 외주면(17)과 내주면(16)을 관통하여 형성된 서브 냉각 유로(36)를 통하여 고정자(14) 외측방향으로 향하는 유동을 형성하는 단계에 해당한다.In the third cooling step, the cooling fluid introduced into the space between the stator 14 and the rotor 12 flows to the outer peripheral surface 17 of the stator 14 by the centrifugal force due to the rotation of the rotor 12 And a sub cooling passage 36 formed through the inner circumferential surface 16 to form a flow directed toward the outside of the stator 14.

마지막으로, 제4냉각단계는 상기 제3냉각단계를 거친 냉각 유체가 응축기로 이어지는 냉각 유체 배출구(34)를 통하여 상기 응축기로 배출되는 단계에 해당한다.Finally, the fourth cooling step corresponds to the step of discharging the cooling fluid through the third cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet 34 leading to the condenser.

여기서, 각 냉각단계는 편의상 냉각 유체의 흐름을 기준으로 제1~4의 서수를 붙인 것이다. 따라서, 각 단계가 반드시 시간적 순서를 가지고 수행된다고 볼 수 없다.
Here, each cooling step has the first to fourth ordinal numbers based on the flow of the cooling fluid for the sake of convenience. Thus, each step is not necessarily performed in temporal order.

한편, 상기 서브 냉각 유로(36)는 적어도 하나 이상의 관통구로 이루어지거나, 상기 고정자(14)의 중심부 종단면이 절단되어 상호 이격된 형태로 이루어지는 것을 고려할 수 있다.On the other hand, the sub cooling passage 36 may be formed of at least one through hole, or may be formed such that the longitudinal section of the central portion of the stator 14 is cut away and spaced apart from each other.

또한, 상기 서브 냉각 유로(36)에는 상기 절단된 종단면을 상호 연결하는 복수의 베인(37)이 마련되며, 상기 베인(37)은 상기 종단면의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지도록 마련되는 것이 바람직하다.It is preferable that the sub cooling passage 36 is provided with a plurality of vanes 37 for interconnecting the cut longitudinal sides and the vanes 37 are provided so as to be spaced apart from each other in the vertical direction of the longitudinal section .

한편, 상기 제2냉각단계는 상기 고정자(14)의 상기 외주면(17) 외각의 하우징(10)에 위치되어 냉각 유로(33)로부터 고정자(14) 외주면(17)을 지나 냉각 유체 배출구(34)로 이어지는 외각 냉각 유로(38)로 냉각 유체가 유입되는 제2-1냉각단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-1냉각단계를 거친 냉각 유체를 상기 냉각 유체 배출구(34)를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-1냉각단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the second cooling step is performed in a state where the cooling fluid is discharged from the cooling passage 33 through the outer peripheral surface 17 of the stator 14 and the cooling fluid discharge port 34 by being positioned in the housing 10 of the outer periphery 17 of the stator 14, And a second cooling step in which the cooling fluid flows into the outer cooling flow path (38) leading to the second cooling step, wherein the fourth cooling step further comprises cooling the cooling fluid passing through the second cooling step (34) to the condenser (4-1).

그리고, 상기 제2냉각 단계는 상기 고정자(14)의 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 상기 냉각 유로(33)의 일부를 이루는 냉각홈으로 냉각 유체가 유입되는 제2-2단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. The second cooling step may further include steps 2-2 in which a cooling fluid flows into a cooling groove formed in a cylindrical length direction of the stator 14 to form a part of the cooling channel 33. Do.

또한, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-2냉각단계를 거친 냉각유체를 상기 냉각유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-2냉각단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the fourth cooling step further includes a fourth-2 cooling step of discharging the cooling fluid through the second-2 cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet.

여기서, 상기 냉각홈은 상기 고정자(14)의 외주면(17)의 일부가 내측으로 함몰되어 형성되거나, 상기 고정자(14)의 외주면(17)과 내주면(16) 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성되는 것을 고려할 수 있다.The cooling groove may be formed such that a part of the outer circumferential surface 17 of the stator 14 is recessed inward or a part of the surface between the outer circumferential surface 17 and the inner circumferential surface 16 of the stator 14 is formed in the cylindrical shape May be formed to penetrate in the longitudinal direction.

상기 냉각 유체는 상기 터빈(20)에서 배출되는 작동 유체로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 냉각 유체 유입구(35)는 터빈 배출구(32)에 연결되는 것이 바람직하다.
The cooling fluid may be a working fluid discharged from the turbine 20, in which case the cooling fluid inlet 35 is connected to the turbine outlet 32.

한편, 본 발명에 따른 발전기 냉각 방법의 또 다른 실시예는 하나의 고정자(14)가 아닌, 한 쌍의 상호 이격된 고정자(14)를 마련하여 상호 이격된 공간을 상기 서브 냉각 유로(36)와 동일한 역할을 수행하도록 하는 점에 차이가 있다.Meanwhile, in another embodiment of the generator cooling method according to the present invention, a pair of mutually spaced stators 14 are provided instead of one stator 14 to separate mutually spaced spaces from the sub cooling flow passage 36 The difference is that it plays the same role.

본 실시예에 따른 냉각 유체를 이용하여 하우징(10) 내부를 냉각하는 발전기 냉각 방법은 이하의 제1냉각단계 내지 제4냉각단계를 포함하여 이루어진다.The generator cooling method for cooling the inside of the housing 10 using the cooling fluid according to the present embodiment includes the following first to fourth cooling stages.

먼저, 제1냉각 단계는 상기 냉각 유체가 상기 하우징(10)의 일측 또는 양측에 위치되는 냉각 유체 유입구(35)를 통하여 유입되어 상기 하우징(10)의 중심부로 이어지는 냉각 유로(33)를 통하여 유동되는 단계에 해당한다.First, the first cooling step is performed such that the cooling fluid flows through the cooling fluid inlet port 35 located at one side or both sides of the housing 10 and flows through the cooling channel 33 leading to the center of the housing 10 .

그리고, 제2냉각단계는 상기 냉각 유체가 상기 하우징(10)의 중심부에 배치되며 상호 이격 배치되는 원통 형상의 한 쌍의 고정자(14)와 상기 회전자(12) 사이의 공간을 통하여 유입되는 단계에 해당한다.The second cooling step includes a step of flowing the cooling fluid through a space between a pair of cylindrical stators 14 disposed at a central portion of the housing 10 and spaced apart from each other and a space between the rotors 12, .

그리고, 제3냉각단계는 상기 고정자(14)와 회전자(12) 사이의 공간으로 유입된 상기 냉각 유체가 상기 회전자(12)의 회전에 의한 원심력에 의하여 상기 고정자(14) 사이의 이격된 공간을 통하여 고정자(14) 외측방향으로 향하는 유동을 형성하는 단계에 해당한다.In the third cooling step, the cooling fluid introduced into the space between the stator 14 and the rotor 12 is separated from the stator 14 by the centrifugal force due to the rotation of the rotor 12 And forming a flow toward the outward direction of the stator 14 through the space.

마지막으로, 제4냉각단계는 상기 제3냉각단계를 거친 냉각 유체가 응축기로 이어지는 냉각 유체 배출구(34)를 통하여 상기 응축기로 배출되는 단계에 해당한다.Finally, the fourth cooling step corresponds to the step of discharging the cooling fluid through the third cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet 34 leading to the condenser.

한편, 상기 제3냉각단계의 상기 이격된 공간에는 상기 하우징(10)에 고정되어 상기 회전자(12) 측으로 연장된 복수의 베인(37)이 마련되고, 상기 베인(37)은 상기 환형 냉각 공간의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지도록 마련하는 것이 바람직하다.Meanwhile, a plurality of vanes 37 fixed to the housing 10 and extending toward the rotor 12 are provided in the spaced space of the third cooling step, and the vanes 37 are the annular cooling space. It is preferable to arrange the gap so that the interval becomes wider toward the outer shell of the.

상기 베인(37)이 고정된 하우징(10)에는 각각의 상기 베인(37) 사이로 몰려진 냉각 유체가 냉각 유체 배출구(34)로 빠져나갈 수 있도록 환형의 냉각 유체 수렴부(39)를 마련하는 것이 바람직하다.An annular cooling fluid converging portion 39 is provided in the housing 10 to which the vane 37 is fixed so that the cooling fluid poured between the vanes 37 can escape to the cooling fluid outlet 34 desirable.

그리고, 상기 제2냉각단계는 상기 고정자(14)의 상기 외주면(17) 외각의 하우징(10)에 위치되며 냉각 유로(33)로부터 고정자(14) 외주면(17)을 지나 냉각 유체 배출구(34)로 이어지는 외각 냉각 유로(38)로 냉각 유체가 유입되는 제2-1냉각단계를 더 포함하며, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-1냉각단계를 거친 냉각 유체를 상기 냉각 유체 배출구(34)를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-1냉각단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The second cooling step is located in the housing 10 on the outer surface of the outer circumferential surface 17 of the stator 14 and flows from the cooling passage 33 to the cooling fluid outlet 34 through the outer circumferential surface 17 of the stator 14, And the second cooling step includes a second cooling step in which the cooling fluid flows into the outer cooling flow path (38) leading to the cooling fluid outlet (34) To the condenser through the fourth cooling step.

또한, 상기 제2냉각 단계는 상기 고정자(14)의 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 상기 냉각 유로(33)의 일부를 이루는 냉각홈으로 냉각 유체가 유입되는 제2-2단계를 더 포함하며, 상기 제4냉각단계는 상기 제2-2냉각단계를 거친 냉각유체를 상기 냉각 유체 배출구(34)를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-2냉각단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
The second cooling step may further include steps 2-2 in which a cooling fluid flows into a cooling groove formed in a cylindrical length direction of the stator 14 to form a part of the cooling channel 33. The fourth cooling step may further include a fourth cooling step of discharging the cooling fluid that has passed through the second cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet 34.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 사용된 상, 하, 좌, 우 등의 위치관계는 첨부된 도면을 중심으로 설명된 것으로서, 실시 태양에 따라 그 위치관계는 달라질 수 있다.The positional relationship of the upper, lower, left, right, etc. used to describe the preferred embodiment of the present invention is described with reference to the accompanying drawings, and the positional relationship thereof may vary according to the embodiment.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 본 발명에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다고 할 것이다. 아울러, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 할 것이다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, shall have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs will be. Further, unless explicitly defined in the present application, it should not be interpreted as an ideal or overly formal sense.

이상에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예는 물론, 본 발명에 기존의 공지기술을 단순 주합하거나, 본 발명을 단순 변형한 실시 또한, 당연히 본 발명의 권리 범위에 해당한다고 보아야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, You should see.

10: 하우징
11: 회전축
12: 회전자
13: 코일
14: 고정자
15: 코일 권선부
16: 냉각홈
17: 내주면
18: 외주면
20: 터빈
31: 작동 유체 유입구
32: 터빈 배출구
33: 냉각 유로
34: 냉각 유체 배출구
35: 냉각 유체 유입구
36: 서브 냉각 유로
37: 베인
38: 외각 냉각 유로
39: 냉각 유체 수렴부
40: 베어링10: Housing
11:
12: Rotor
13: Coil
14: stator
15: coil winding section
16: cooling groove
17: inner peripheral surface
18:
20: Turbine
31: working fluid inlet
32: Turbine outlet
33:
34: Cooling fluid outlet
35: cooling fluid inlet
36: Sub cooling flow passage
37: Vane
38: Outside cooling flow path
39: cooling fluid converging part
40: Bearings

Claims (33)

터빈에 연결되어 상기 터빈과 함께 회전되는 회전축; 상기 회전축의 중심부에 상기 회전축과 함께 회전가능하도록 결합되는 회전자; 상기 회전자의 회전 반경 외부에 위치되는 원통 형상의 고정자; 및 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구 및 냉각 유체가 배출되는 냉각 유체 배출구를 포함하며, 상기 냉각 유체 유입구와 냉각 유체 배출구 사이에 냉각 유로를 형성하는 하우징;
을 포함하되,
상기 고정자는,
상기 고정자의 내주면으로부터 외주면으로 관통형성되어, 상기 고정자와 상기 회전자 사이의 공간으로 유입된 냉각 유체가 상기 고정자를 관통하여 상기 냉각 유체 배출구 측으로 유동될 수 있도록 하고, 상기 냉각 유로의 일 경로를 이루는 서브 냉각 유로를 포함하는 발전기 냉각 시스템.
A rotating shaft connected to the turbine and rotating together with the turbine; A rotor coupled to the center of the rotating shaft to be rotatable with the rotating shaft; A cylindrical stator located outside the rotation radius of the rotor; And a cooling fluid inlet through which the cooling fluid is introduced and a cooling fluid outlet through which the cooling fluid is discharged, the housing forming a cooling passage between the cooling fluid inlet and the cooling fluid outlet.
≪ / RTI >
The stator comprises:
Is formed through the inner circumferential surface of the stator to the outer circumferential surface, so that the cooling fluid introduced into the space between the stator and the rotor can flow through the stator to the cooling fluid outlet side, and forms a path of the cooling flow path Generator cooling system comprising a sub cooling passage.
제1항에 있어서,
상기 서브 냉각 유로는,
적어도 하나 이상의 관통구로 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
The method of claim 1,
The sub cooling flow path,
And at least one through-hole.
제1항에 있어서,
상기 서브 냉각 유로는,
상기 고정자의 중심부 종단면이 절단되어 상호 이격된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
The method of claim 1,
The sub cooling flow path,
Generator central cooling system, characterized in that the longitudinal cross-section of the stator is formed to be spaced apart from each other.
제3항에 있어서,
상기 서브 냉각 유로에는 상기 절단된 종단면을 상호 연결하는 복수의 베인이 마련되며, 상기 베인은 상기 종단면의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
The method of claim 3,
The sub cooling passage is provided with a plurality of vanes interconnecting the cut longitudinal section, the vane is characterized in that the gap is widened toward the outer edge of the longitudinal section.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 고정자의 상기 외주면 외각에 위치되어, 상기 냉각 유로를 흐르는 냉각 유체가 고정자 외각을 지나 상기 냉각 유체 배출구로 흘러갈 수 있도록 하는 외각 냉각 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
The method of claim 1,
The housing includes:
And an outer cooling passage located at an outer circumference of the outer circumferential surface of the stator to allow cooling fluid flowing through the cooling passage to flow through the outer stator to the cooling fluid outlet.
제1항에 있어서,
상기 고정자는,
상기 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 고정자 내부로 냉각 유체가 유동될 수 있도록 하여 상기 냉각 유로의 일부를 이루는 냉각홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
The method of claim 1,
The stator comprises:
And a cooling groove formed in the longitudinal direction of the cylindrical shape to allow a cooling fluid to flow into the stator to form a portion of the cooling flow path.
제6항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
The method according to claim 6,
The cooling groove is a generator cooling system, characterized in that formed by recessing a portion of the outer peripheral surface of the stator inward.
제7항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
8. The method of claim 7,
The cooling groove is a generator cooling system, characterized in that a part of the surface between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the stator is penetrated in the longitudinal direction of the cylindrical shape.
제1항에 있어서,
상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
The method of claim 1,
The cooling fluid is characterized in that consisting of the working fluid discharged from the turbine,
And the cooling fluid inlet is connected to the turbine outlet.
터빈에 연결되어 상기 터빈과 함께 회전되는 회전축; 상기 회전축의 중심부에 상기 회전축과 함께 회전가능하도록 결합되는 회전자; 상기 회전자의 회전 반경 외각에 위치되되 상기 회전자의 중심부을 기준으로 양측으로 상호 이격되어 설치되는 원통 형상의 한 쌍의 고정자; 및 냉각 유체가 유입되는 냉각 유체 유입구 및 냉각 유체가 배출되는 냉각 유체 배출구를 포함하며, 상기 냉각 유체 유입구와 냉각 유체 배출구 사이에 냉각 유로를 형성하는 하우징;
을 포함하되,
상기 한 쌍의 고정자의 상호 이격된 공간은, 상기 고정자와 상기 회전자 사이의 공간으로 유입된 냉각 유체가 상기 고정자 사이의 공간을 지나 상기 냉각 유체 배출구 측으로 유동될 수 있도록 하고, 상기 냉각 유로의 일 경로를 이루는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
A rotating shaft connected to the turbine and rotating together with the turbine; A rotor coupled to the center of the rotating shaft to be rotatable with the rotating shaft; A pair of stators having a cylindrical shape positioned at an outer radius of the rotation of the rotor and spaced apart from each other on both sides of the center of the rotor; And a cooling fluid inlet through which the cooling fluid is introduced and a cooling fluid outlet through which the cooling fluid is discharged, the housing forming a cooling passage between the cooling fluid inlet and the cooling fluid outlet.
≪ / RTI >
The spaces spaced apart from each other by the pair of stators allow the cooling fluid introduced into the space between the stator and the rotor to flow through the space between the stators and to the cooling fluid outlet side. Generator cooling system characterized by forming a path.
제9항에 있어서,
상기 이격된 공간에는 상기 하우징에 고정되어 상기 회전자 측으로 연장된 복수의 베인이 마련되고, 상기 베인은 상기 환형 냉각 공간의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
10. The method of claim 9,
The spaced space is provided with a plurality of vanes fixed to the housing extending to the rotor side, the vane is characterized in that the gap is wider toward the outer shell of the annular cooling space.
제10항에 있어서,
상기 베인이 고정된 하우징에는 각각의 상기 베인 사이로 몰려진 냉각 유체가 냉각 유체 배출구로 빠져나갈 수 있도록 환형의 냉각 유체 수렴부를 마련한 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
11. The method of claim 10,
The vane-fixed housing is provided with an annular cooling fluid converging portion provided with a cooling fluid condensed between each of the vanes to exit the cooling fluid outlet.
제9항에 있어서,
상기 고정자는,
상기 원통형상의 길이 방향으로 형성되며, 고정자 내부로 냉각 유체가 유동될 수 있도록 하여, 상기 냉각 유로의 일 경로를 이루는 냉각홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
10. The method of claim 9,
The stator comprises:
And a cooling groove formed in the longitudinal direction of the cylindrical shape and allowing a cooling fluid to flow into the stator to form a path of the cooling flow path.
제13항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
14. The method of claim 13,
The cooling groove is a generator cooling system, characterized in that formed by recessing a portion of the outer peripheral surface of the stator inward.
제13항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
14. The method of claim 13,
The cooling groove is a generator cooling system, characterized in that a part of the surface between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the stator is penetrated in the longitudinal direction of the cylindrical shape.
제9항에 있어서,
상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 시스템.
10. The method of claim 9,
The cooling fluid is characterized in that consisting of the working fluid discharged from the turbine,
And the cooling fluid inlet is connected to the turbine outlet.
냉각 유체를 이용하여 하우징 내부를 냉각하는 발전기 냉각 방법에 있어서,
상기 냉각 유체가 상기 하우징의 일측 또는 양측에 위치되는 냉각 유체 유입구를 통하여 유입되어 상기 하우징의 중심부로 이어지는 냉각 유로를 통하여 유동되는 제1냉각단계;
상기 냉각 유체가 상기 하우징의 중심부에 배치되는 원통형상의 고정자와 상기 고정자의 내측에 위치되는 회전자 사이의 공간을 통하여 유입되는 제2냉각단계;
상기 고정자와 회전자 사이의 공간으로 유입된 상기 냉각 유체가 상기 회전자의 회전에 의한 원심력에 의하여 상기 고정자의 외주면과 내주면을 관통하여 형성된 서브 냉각 유로를 통하여 고정자 외측방향으로 향하는 유동을 형성하는 제3냉각단계;
상기 제3냉각단계를 거친 냉각 유체가 응축기로 이어지는 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출되는 제4냉각단계;
를 포함하여 하우징 내부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
In the generator cooling method for cooling the inside of the housing using a cooling fluid,
A first cooling step in which the cooling fluid flows through a cooling flow path flowing through a cooling fluid inlet located at one side or both sides of the housing and leading to the center of the housing;
A second cooling step of flowing the cooling fluid through a space between a cylindrical stator disposed in the center of the housing and a rotor located inside the stator;
The cooling fluid flowing into the space between the stator and the rotor forms a flow directed toward the outside of the stator through a sub cooling flow path formed through the outer and inner circumferential surfaces of the stator by centrifugal force caused by the rotation of the rotor; 3 cooling step;
A fourth cooling step of discharging the cooling fluid having passed through the third cooling step into the condenser through a cooling fluid discharge port leading to the condenser;
Generator cooling method comprising the cooling the inside of the housing.
제17항에 있어서,
상기 서브 냉각 유로는,
적어도 하나 이상의 관통구로 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
18. The method of claim 17,
The sub cooling flow path,
And at least one through-hole.
제17항에 있어서,
상기 서브 냉각 유로는,
상기 고정자의 중심부 종단면이 절단되어 상호 이격된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
18. The method of claim 17,
The sub cooling flow path,
Generator central cooling method characterized in that the longitudinal longitudinal section of the stator is formed to be spaced apart from each other.
제19항에 있어서,
상기 서브 냉각 유로에는 상기 절단된 종단면을 상호 연결하는 복수의 베인이 마련되며, 상기 베인은 상기 종단면의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
20. The method of claim 19,
The sub cooling passage is provided with a plurality of vanes interconnecting the cut longitudinal section, the vane is characterized in that the gap is widened toward the outer edge of the longitudinal section.
제17항에 있어서,
상기 제2냉각단계는 상기 고정자의 상기 외주면 외각의 하우징에 위치되어 냉각 유로로부터 고정자 외주면을 지나 냉각 유체 배출구로 이어지는 외각 냉각 유로로 냉각 유체가 유입되는 제2-1냉각단계를 더 포함하며,
상기 제4냉각단계는 상기 제2-1냉각단계를 거친 냉각 유체를 상기 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-1냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
18. The method of claim 17,
The second cooling step may further include a second-first cooling step in which cooling fluid is introduced into the outer cooling channel located in the housing of the outer circumferential surface of the stator and passing from the cooling channel to the cooling fluid outlet through the outer circumferential surface of the stator.
The fourth cooling step further comprises a 4-1 cooling step of discharging the cooling fluid passed through the second-1 cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet.
제17항에 있어서,
상기 제2냉각 단계는 상기 고정자의 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 상기 냉각 유로의 일부를 이루는 냉각홈으로 냉각 유체가 유입되는 제2-2단계를 더 포함하며,
상기 제4냉각단계는 상기 제2-2냉각단계를 거친 냉각유체를 상기 냉각유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-2냉각단계를 터 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
18. The method of claim 17,
The second cooling step may further include a step 2-2 in which a cooling fluid flows into a cooling groove formed in a cylindrical shape of the stator in a longitudinal direction and forms part of the cooling flow path.
The fourth cooling step is characterized in that the generator cooling method comprising a 4-2 cooling step for discharging the cooling fluid passed through the second-2 cooling step to the condenser through the cooling fluid discharge port.
제22항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
The method of claim 22,
The cooling groove is a generator cooling method, characterized in that formed by recessing a portion of the outer peripheral surface of the stator inward.
제22항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
The method of claim 22,
The cooling groove is a generator cooling method, characterized in that a part of the surface between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the stator is penetrated in the longitudinal direction of the cylindrical shape.
제17항에 있어서,
상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
18. The method of claim 17,
The cooling fluid is characterized in that consisting of the working fluid discharged from the turbine,
And the cooling fluid inlet is connected to the turbine outlet.
냉각 유체를 이용하여 하우징 내부를 냉각하는 발전기 냉각 방법에 있어서,
상기 냉각 유체가 상기 하우징의 일측 또는 양측에 위치되는 냉각 유체 유입구를 통하여 유입되어 상기 하우징의 중심부로 이어지는 냉각 유로를 통하여 유동되는 제1냉각단계;
상기 냉각 유체가 상기 하우징의 중심부에 배치되며 상호 이격 배치되는 원통 형상의 한 쌍의 고정자와 상기 회전자 사이의 공간을 통하여 유입되는 제2냉각단계;
상기 고정자와 회전자 사이의 공간으로 유입된 상기 냉각 유체가 상기 회전자의 회전에 의한 원심력에 의하여 상기 고정자 사이의 이격된 공간을 통하여 고정자 외측방향으로 향하는 유동을 형성하는 제3냉각단계;
상기 제3냉각단계를 거친 냉각 유체가 응축기로 이어지는 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출되는 제4냉각단계;
를 포함하여 하우징 내부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.In the generator cooling method for cooling the inside of the housing using a cooling fluid,
A first cooling step in which the cooling fluid flows through a cooling flow path flowing through a cooling fluid inlet located at one side or both sides of the housing and leading to the center of the housing;
A second cooling step in which the cooling fluid flows through a space between a pair of cylindrical stators and the rotor disposed at a center of the housing and spaced apart from each other;
A third cooling step in which the cooling fluid introduced into the space between the stator and the rotor forms a flow directed toward the outside of the stator through the spaced space between the stators by centrifugal force caused by the rotation of the rotor;
A fourth cooling step of discharging the cooling fluid having passed through the third cooling step into the condenser through a cooling fluid discharge port leading to the condenser;
Generator cooling method comprising the cooling the inside of the housing. 제26항에 있어서,
상기 제3냉각단계의 상기 이격된 공간에는 상기 하우징에 고정되어 상기 회전자 측으로 연장된 복수의 베인이 마련되고, 상기 베인은 상기 환형 냉각 공간의 외각으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
27. The method of claim 26,
The spaced space of the third cooling step is provided with a plurality of vanes fixed to the housing and extending to the rotor side, the vane is characterized in that the gap is wider toward the outer shell of the annular cooling space Cooling method.
제27항에 있어서,
상기 베인이 고정된 상기 하우징에는 각각의 상기 베인 사이로 몰려진 냉각 유체가 상기 냉각 유체 배출구로 빠져나갈 수 있도록 환형의 냉각 유체 수렴부를 마련한 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
28. The method of claim 27,
And the annular cooling fluid converging portion is provided in the housing to which the vanes are fixed so that cooling fluids collected between the vanes can escape to the cooling fluid outlet.
제26항에 있어서,
상기 제2냉각단계는 상기 고정자의 상기 외주면 외각의 하우징에 위치되며 냉각 유로로부터 고정자 외주면을 지나 냉각 유체 배출구로 이어지는 외각 냉각 유로로 냉각 유체가 유입되는 제2-1냉각단계를 더 포함하며,
상기 제4냉각단계는 상기 제2-1냉각단계를 거친 냉각 유체를 상기 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-1냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
27. The method of claim 26,
The second cooling step further includes a second-first cooling step located in the housing of the outer circumferential surface of the stator and introducing cooling fluid into the outer cooling passage from the cooling passage through the stator outer circumference to the cooling fluid outlet.
The fourth cooling step further comprises a 4-1 cooling step of discharging the cooling fluid passed through the second-1 cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet.
제26항에 있어서,
상기 제2냉각 단계는 상기 고정자의 원통형상의 길이 방향으로 형성되어 상기 냉각 유로의 일부를 이루는 냉각홈으로 냉각 유체가 유입되는 제2-2단계를 더 포함하며,
상기 제4냉각단계는 상기 제2-2냉각단계를 거친 냉각유체를 상기 냉각 유체 배출구를 통하여 상기 응축기로 배출하는 제4-2냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
27. The method of claim 26,
The second cooling step may further include a step 2-2 in which a cooling fluid flows into a cooling groove formed in a cylindrical shape of the stator in a longitudinal direction and forms part of the cooling flow path.
The fourth cooling step further comprises a 4-2 cooling step of discharging the cooling fluid passed through the second-2 cooling step to the condenser through the cooling fluid outlet.
제30항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면의 일부가 내측으로 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
31. The method of claim 30,
The cooling groove is a generator cooling method, characterized in that formed by recessing a portion of the outer peripheral surface of the stator inward.
제30항에 있어서,
상기 냉각홈은 상기 고정자의 외주면과 내주면 사이의 일부 면이 상기 원통 형상의 길이방향으로 관통되어 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.
31. The method of claim 30,
The cooling groove is a generator cooling method, characterized in that a part of the surface between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the stator is penetrated in the longitudinal direction of the cylindrical shape.
제26항에 있어서,
상기 냉각 유체는 상기 터빈에서 배출되는 작동 유체로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 냉각 유체 유입구는 터빈 배출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 발전기 냉각 방법.27. The method of claim 26,
The cooling fluid is characterized in that consisting of the working fluid discharged from the turbine,
And the cooling fluid inlet is connected to the turbine outlet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180078075A (en) * 2016-12-29 2018-07-09 한국해양과학기술원 Self-cooling And Lubricated Center-symmetric Organic Rankine Cycle Turbine Generator

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201706438D0 (en) * 2017-04-24 2017-06-07 Rolls Royce Plc Electrical machine apparatus
US11128201B2 (en) 2017-09-06 2021-09-21 Ge Aviation Systems Llc Method and assembly of a stator sleeve
CN110417190A (en) * 2018-04-28 2019-11-05 舍弗勒技术股份两合公司 Cooling system for motor
CN114142660B (en) * 2020-09-04 2023-06-23 约克（无锡）空调冷冻设备有限公司 Motor with a motor housing
EP4016803A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-22 Wobben Properties GmbH Generator of a wind turbine, stator segment and stator and rotor segment and rotor of a generator, wind turbine, method for cooling a generator
KR102609596B1 (en) * 2021-12-22 2023-12-04 주식회사 코렌스이엠 Axial flux motor with cooling structure using a tesla turbine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3188833A (en) 1959-11-23 1965-06-15 Allis Louis Co Electric motor with improved cooling means
JPH07115742A (en) * 1993-10-14 1995-05-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induction machine, manufacture of induction-machine rotor and cooling method of induction-machine rotor
JPH1056758A (en) * 1996-08-08 1998-02-24 Toshiba Corp Totally-enclosed outer rotor motor
JP3806303B2 (en) * 2000-12-11 2006-08-09 三菱重工業株式会社 Cooling structure in generator
US6703729B2 (en) 2001-08-15 2004-03-09 General Electric Company Reverse flow stator ventilation system for superconducting synchronous machine
GB2393584B (en) * 2002-09-26 2006-06-21 Alstom Gas-cooled generator
US6943469B2 (en) * 2002-11-01 2005-09-13 Siemens Westinghouse Power Corporation Supplemented zonal ventilation system for electric generator
JP2004312898A (en) 2003-04-08 2004-11-04 Shinko Electric Co Ltd Rotor, stator, and rotating machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180078075A (en) * 2016-12-29 2018-07-09 한국해양과학기술원 Self-cooling And Lubricated Center-symmetric Organic Rankine Cycle Turbine Generator

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