KR101811307B1 - 발전기 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전기 프레임에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 발전기 프레임은 고정자를 지지하는 발전기 프레임에 있어서, 상기 고정자가 설치되는 원통형 내벽 프레임과, 상기 원통형 내벽 프레임의 외주면에 결합되는 링 형태의 보강 부재와, 고정자의 주변을 감싸는 외벽 프레임과, 상기 내벽 프레임과 외벽 프레임 사이에 일정한 이격 공간을 형성시키도록 상기 보강 부재와 외벽 프레임에 각각 고정되는 스크류 형태의 이격 프레임과, 상기 이격 공간 내부에 수평으로 설치되며, 상기 이격 프레임에 형성된 체결공을 통해서 지지되는 냉각 파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

발전기 프레임{a frame of generator}

본 발명은 발전기 프레임에 관한 것으로서, 상세하게는 발전기 고정자를 지지하는 프레임의 구조적 강성을 개선하고 진동과 소음을 저감시킬 수있는 발전기 프레임에 관한 것이다.

발전기는 계자코일에 의해 자속이 발생된 회전자를 엔진이나 터빈 등의 동력으로 회전시키면서 코일에 교류를 유기시키는 장치로서, 원통형의 고정자(stator)와, 고정자의 내부 중심에서 회전되면서 교류를 유기시키는 회전자(rotor)를 포함한다.

대형의 발전기는 그 규모가 매우 크기 때문에 고정자를 단순한 하우징이 아닌 프레임 구조물에 지지하여 무게 및 진동에 견디도록 하고 있다.

이러한 선행기술에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2010-0082304 호(출원일:2010.08.25) 등이 있다.

도 1은 종래의 발전기의 고정자 및 프레임을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 고정자 코어가 내부에 설치된 고정자(2)는 지지 블록들(30a, 30b, 30c)에 의해서 프레임(10) 내부에 지지되며, 고정자(2)의 외주면에는 강도 보강을 위한 보강 링(40)이 설치된다.

이러한 고정자 지지용 프레임(10)은 축방향 일측 단부가 엔진이나 터빈과 같은 구동원과 직접 연결되고, 로터도 구동원과 연결되기 때문에, 구동원과 로터의 토크 및 진동, 자속 변화에 따른 진동, 냉각팬의 구동에 따른 진동 등이 지속적으로 영향을 미침과 아울러 고정자의 중량에 의한 하중의 영향으로 프레임(10)에 변형 및 파괴가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 발전기 프레임은 고정자를 지지하는 프레임의 구조적 강성을 향상시킴으로써 프레임 구조물의 파괴를 감소시키고 고정자 코어를 더욱 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 발전기 프레임 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 발전기 프레임은 고정자를 지지하는 발전기 프레임에 있어서, 상기 고정자가 설치되는 원통형 내벽 프레임과, 상기 원통형 내벽 프레임의 외주면에 결합되는 링 형태의 보강 부재와, 고정자의 주변을 감싸는 외벽 프레임과, 상기 내벽 프레임과 외벽 프레임 사이에 일정한 이격 공간을 형성시키도록 상기 보강 부재와 외벽 프레임에 각각 고정되는 스크류 형태의 이격 프레임과, 상기 이격 공간 내부에 수평으로 설치되며, 상기 이격 프레임에 형성된 체결공을 통해서 지지되는 냉각 파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 체결공은 상기 냉각 파이프의 외주면에 접촉되는 링 형태의 진동방지구가 설치되는 것을 특징으로 하는 한다.

또한, 상기 이격 프레임은 내부 공기가 유동될 수 있는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 발전기 프레임은 스크류 형태의 이격 프레임을 이용하여 내벽 프레임과 외벽 프레임을 연결시키고 냉각을 위한 냉각 파이프도 이격 프레임에 고정되는 구조를 채택하여 프레임의 안정적 구조를 제공하고, 진동 및 소음에 강하다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 발전기의 고정자 및 프레임을 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 발전기 프레임을 도시하는 개념사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 2의 분해도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.

상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다.

예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 발전기 프레임을 도시하는 개념사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 발전기 프레임은 내벽 프레임(10), 보강 부재(40), 외벽 프레임(20), 이격 프레임(30) 및 냉각 파이프(50)을 포함하여 이루어진다.

먼저, 내벽 프레임(10)은 원통 형태를 이루고, 고정자가 내주면에 설치되며, 고정자의 내측에는 회전자(rotor)가 결합된다.

이러한 원통형 내벽 프레임(10)의 외주면에는 링 형태의 보강 부재(40)가 일정한 간격으로 설치되어 강도를 보강하게 된다.

이러한 내벽 프레임(10)의 외측에는 외벽 프레임(20)이 설치되고, 발전기의 냉각을 위한 냉각 파이프(50) 외벽 프레임(20)과 내벽 프레임 사이의 이격 공간에 설치된다.

이러한 이격 공간을 확보하기 위하여 일반적으로 이격 프레임이 설치되며, 본 발명에서는 이러한 이격 프레임이 상기 보강 부재(40)와 외벽 프레임(20)에 각각 고정되는 스크류 형태를 이루게 된다.

종래 선행 기술들은 수직 이격 프레임과 수평 이격 프레임을 다수 개 설치하여 이러한 이격 공간을 확보하였지만, 본 발명에서는 스크류 형태의 이격 프레임(30)을 통해서 이러한 이격 공간의 확보와 프레임 전체의 강도를 확보하게 된다.

또한, 이격 공간 내부에는 냉각 파이프(50)가 수평으로 설치되며, 이러한 냉각 파이프를 통해서 이동되는 냉각수에 의한 진동과 소음 발생을 방지하기 위하여 상기 이격 프레임(30)을 이용하게 된다.

도 3은 도 2의 정면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 내벽 프레임(10)의 외측에는 외벽 프레임(20)의 내측에는 이격 프레임(30)이 설치되어 이격 공간(S)을 확보하게 된다. 이러한 이격 프레임(30)은 내벽 프레임(10)의 외주면에 결합된 보강 부재(40)를 이용하여 결합하게된다.

본 발명에서는 내벽 프레임(10)에 대해서 이격 프레임(30)이 일정한 각도로 회전된 형태로 결합되므로 이러한 보강 부재(40)를 이용하여 용접 등을 이용하여 이격 프레임(30)을 설치하는 작업의 어려움을 해결할 수 있다.

즉, 이격 프레임(30)이 원통 형태의 내벽 프레임(10)의 외주면에 접촉되는 면이 곡선이므로 이격 프레임(30)의 하부면이 이러한 외주면에 대응되는 형태로 제작되어야 하지만, 내벽 프레임(10)에 돌출된 형태로 결합된 보강 부재(40)를 이용하면 이격 프레임(30)의 하부면을 직선 형태로도 가능하다.

이러한 냉각 파이프의 결합 구조에 대해 살펴보면,

도 4는 도 2의 분해도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 이격 프레임(30)에는 체결공(32)이 형성되고, 상기 체결공(32)에 냉각 파이프(50)가 결합되는 구조이다.

이러한 냉각 파이프(50)와 체결공(32)의 결합 과정에서 냉각 파이프의 외주면에 접촉되는 링 형태의 진동방지구(52)가 설치된다.

이러한 진동방지구(52)는 체결공(32)에 대응되는 형태로 제작되며, 탄성 재질로 제작되어야 한다.

또한, 이러한 이격 프레임(30)은 내부 공기가 유동될 수 있는 관통공(34)이 형성되며, 이러한 관통공(34)은 다수 개가 형성될 수 있다.

이러한 관통공(34)을 통해서 이격 공간이 이격 프레임(30)에 의해서 분리된 공간으로 인하여 내부 열전달이 원활하게 이루어지지 않는 문제점을 해결할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 발전기 프레임을 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10: 내벽 프레임
20: 외벽 프레임
30: 이격 프레임
32: 체결공
34: 관통공
40: 보강 부재
50: 냉각 파이프
52: 진동방지구

Claims (3)

1. 고정자를 지지하는 발전기 프레임에 있어서,
   상기 고정자가 설치되는 원통형 내벽 프레임과;
   상기 원통형 내벽 프레임의 외주면에 결합되는 링 형태의 보강 부재와;
   고정자의 주변을 감싸는 외벽 프레임과;
   상기 내벽 프레임과 외벽 프레임 사이에 일정한 이격 공간을 형성시키도록 상기 보강 부재와 외벽 프레임에 각각 고정되는 스크류 형태의 이격 프레임과;
   상기 이격 공간 내부에 수평으로 설치되며, 상기 이격 프레임에 형성된 체결공을 통해서 지지되는 냉각 파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 프레임.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 체결공은,
   상기 냉각 파이프의 외주면에 접촉되는 링 형태의 진동방지구가 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기 프레임.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 이격 프레임은,
   내부 공기가 유동될 수 있는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 발전기 프레임.
   

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