KR101952128B1

KR101952128B1 - 수직형 모터

Info

Publication number: KR101952128B1
Application number: KR1020130088501A
Authority: KR
Inventors: 신현장
Original assignee: 현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2019-02-27
Also published as: KR20150012684A

Abstract

회전로터를 지지하는 베어링에 순환되는 오일의 순환 유동성이 향상된 수직형 모터가 개시된다.
개시되는 수직형 모터는 회전로터와, 상기 회전로터에 결합된 베어링과, 상기 베어링을 모터본체에 지지시키는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징에 형성되어 상기 베어링에 제공되는 오일이 순환될 수 있는 순환경로를 제공하는 오일 관로와, 상기 베어링 하우징의 내측에 구비되어 상기 회전로터의 회전에 따라 회전하면서 상기 오일을 유동시켜 상기 오일 관로로 순환시키는 펌프 블레이드를 포함하는 수직형 모터에 있어서, 상기 펌프 블레이드는 회전되며 오일을 밀어내는 날개부와, 상기 날개부의 테두리를 따라 돌출된 복수의 돌출부를 구비한다.
이러한 수직형 모터에 의하면, 펌프 블레이드의 날개부에 구비된 돌출부를 통해, 베어링에 순환되는 오일의 유동성이 증가되어, 오일이 원활하고 신뢰성 있게 순환될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

수직형 모터 {VERTICAL TYPE MOTOR}

본 발명은 수직형 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전로터를 지지하는 베어링에 순환되는 오일의 순환 유동성이 향상된 수직형 모터에 관한 것이다.

수직형 모터는 일반적으로 수중모터펌프 등과 같은 산업용 모터, 풍력발전 및 조류발전용 이중여자 유도발전기의 자중 및 경량의 추력을 지지하는데에 사용된다.

이러한 수직형 모터에는 회전로터를 일정한 위치에 고정시키고, 회전로터의 자중과 회전로터에 걸리는 하중을 지지하면서 회전로터를 회전시키는 베어링이 구비된다.

여기서, 베어링에는 베어링의 원활한 동작과 마모나 마찰저항을 줄이기 위해 윤활유가 제공된다.

이러한 윤활유는 수직형 모터가 작동되는 동안 베어링에 계속적으로 공급되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 수직형 모터는 베어링을 감싸고 지지하는 베어링 하우징의 내측에 윤활유가 저장되고, 회전로터가 회전할 때 회전로터의 회전력을 사용하여 윤활유를 유동시켜서 베어링 하우징에 저장된 윤활유가 베어링을 통해 순환될 수 있도록 구성된다.

이와 같은 윤활유의 순환 유동을 위해, 수직형 모터에는 펌프 블레이드가 구비된다. 펌프 블레이드는 베어링 하우징의 내측에 구비되며, 회전로터에 회전거동이 일치되도록 결합된다.

이러한 펌프 블레이드는 회전로터의 회전과 함께 회전하며 베어링 하우징 내부에 저장된 윤활유가 순환 유동되도록 윤활유를 펌핑하는 기능을 수행한다.

한편, 상기와 같은 구성을 가지는 수직형 모터에서 베어링의 원활한 동작과 마모나 마찰저항을 줄이기 위해서는, 베어링 하우징에서 순환되는 윤활유가 원활하고 신뢰성있게 유동될 수 있는 기술이 필요하다.

참고로, 종래의 기술에 의한 수직형 모터에는 도 5에 도시된 바와 같은 펌프 블레이드가 사용된다.

그러나, 도 5에 도시된 펌프 블레이드는 테두리가 편평한 형상으로 이루어져 효과적으로 윤활유를 펌핑하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 베어링에 제공되는 오일이 원활하고 신뢰성 있게 순환될 수 있는 수직형 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 회전로터와, 상기 회전로터에 결합된 베어링과, 상기 베어링을 모터본체에 지지시키는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징에 형성되어 상기 베어링에 제공되는 오일이 순환될 수 있는 순환경로를 제공하는 오일 관로와, 상기 베어링 하우징의 내측에 구비되어 상기 회전로터의 회전에 따라 회전하면서 상기 오일을 유동시켜 상기 오일 관로로 순환시키는 펌프 블레이드를 포함하는 수직형 모터에 있어서, 상기 펌프 블레이드는 회전되며 오일을 밀어내는 날개부와, 상기 날개부의 테두리를 따라 돌출된 복수의 돌출부와, 상기 회전로터와 회전거동이 일치되도록 상기 회전로터에 고정되는 링 형상의 고정부; 및 상기 고정부의 테두리에서 하방으로 경사지게 연장형성되고, 끝단의 테두리에 상기 날개부가 형성된 원통 형상의 연장부;를 구비하는 수직형 모터를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 펌프 블레이드의 돌출부는 상기 날개부의 테두리의 외측방향으로 라운드지게 돌출될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 펌프 블레이드의 돌출부는 복수개가 상기 날개부의 테두리를 따라 등간격으로 구비될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 펌프 블레이드의 돌출부는 중앙부분을 기준으로 양측으로 대칭된 형상으로 형성될 수 있다.

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이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 펌프 블레이드의 날개부에 구비된 돌출부를 통해, 베어링에 순환되는 오일의 유동성이 증가되어, 오일이 원활하고 신뢰성 있게 순환될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터의 베어링 하우징 부분을 절단한 부분단면 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 수직형 모터의 베어링 하우징의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 수직형 모터에 포함된 펌프 블레이드의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 펌프 블레이드의 평면도.
도 5는 종래의 기술에 의한 수직형 모터에 포함된 펌프 블레이드의 사시도.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터의 베어링 하우징 부분을 절단한 부분단면 사시도이며, 도 2는 베어링 하우징의 단면도, 도 3은 펌프 블레이드의 사시도, 도 4는 펌프 블레이드의 평면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터(100)는 모터본체(110), 회전로터(120), 베어링(130), 베어링 하우징(140), 오일 관로(150), 펌프 블레이드(160)를 포함한다.

상기 모터본체(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터(100)의 외관을 구성하며, 도시되어 있지는 않지만 모터본체(110)의 내부에는 스테이터, 정류자, 브러시와 같은 모터를 구성하는 기계요소들이 구비될 수 있다.

또한, 상기 회전로터(120)는 일부가 모터본체(110)의 외부로 돌출되어, 외부장치에 회전력을 전달할 수 있도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터(100)는 모터본체(110)가 수직으로 세워지고, 회전로터(120)도 수직으로 세워져 설치 및 사용될 수 있다.

또한, 상기 베어링(130)은 회전로터(120)에 결합되어, 회전로터(120)의 위치를 고정시키고, 회전로터(120)의 회전거동을 지지할 수 있다. 이러한 베어링(130)은 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 베어링 하우징(140)은 베어링(130)을 모터본체(110)에 지지시킬 수 있다. 즉, 베어링 하우징(140)은 모터본체(110)의 일측에 결합되고, 내부에 베어링(130)이 설치되도록 구성된다.

일 실시예에서, 베어링 하우징(140)은 도 1에 도시된 바와 같이 원통형상의 하우징 본체(142)와, 하우징 본체(142)의 상단에 결합되는 하우징 캡(144)과, 하우징 본체(142)의 하단에 결합되고 베어링 하우징(140)을 모터본체(110)에 결합시키는 플랜지(146)를 포함하고, 상기 하우징 본체(142), 하우징 캡(144) 및 플랜지(146)가 합형되어 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 오일 관로(150)는 베어링 하우징(140)에 형성되어 베어링(130)에 제공되는 오일이 순환될 수 있는 순환경로를 제공할 수 있다.

즉, 오일 관로(150)는 베어링 하우징(140)과 베어링(130)을 통해 순환 유동할 수 있도록 베어링 하우징(140)에 형성된 홀로 구성될 수 있다.

여기서, 오일은 베어링(130)의 윤활유로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 오일 관로(150)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 베어링 하우징(140)의 하측에서 상측으로 연장된 후 베어링(130)의 상방을 향해 형성될 수 있다.

또한, 이러한 오일 관로(150)는 베어링 하우징(140)의 둘레를 따라 복수개가 구비될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베어링(130)에 제공되는 오일은 후술할 펌프 블레이드(160)로부터 유동 압력을 제공받아 오일 관로(150)의 하측에서 오일 관로(150)의 상측으로 이동된 후 베어링(130)의 상방에서 베어링(130)에 제공될 수 있다.

또한, 베어링(130)에 제공된 오일은 베어링(130)을 타고 유하한 뒤 다시 베어링 하우징(140)의 하측 공간에 모이게 되고, 베어링 하우징(140)의 하측 공간에 모인 오일은 펌프 블레이드(160)로 인해 다시 오일 관로(150)를 통해 상측으로 이동됨으로써, 베어링(130)과 베어링 하우징(140)에 순환될 수 있게 된다.

한편, 상기 펌프 블레이드(160)는 베어링 하우징(140)의 내측에 구비되어, 회전로터(120)의 회전에 따라 회전하면서 오일을 유동시켜 오일 관로(150)로 순환시킬 수 있다.

즉, 펌프 블레이드(160)는 베어링 하우징(140)의 하측에 설치되어 회전로터(120)와 함께 회전하면서 베어링 하우징(140)의 하측 공간에 수용된 오일을 유동시켜 오일 관로(150) 측으로 밀어낼 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 펌프 블레이드(160)는 고정부(162), 연장부(164), 날개부(166) 및 돌출부(168)를 구비할 수 있다.

상기 고정부(162)는 펌프 블레이드(160)가 회전로터(120)와 회전거동이 일치되도록 회전로터(120)에 고정되는 링 형상 부분이다. 일 실시예에서, 고정부(162)는 베어링(130)의 내륜에 고정되어 회전로터(120)의 회전과 함께 회전될 수 있다.

또한, 상기 연장부(164)는 고정부(162)의 테두리에서 하방으로 경사지게 연장형성되고, 끝단의 테두리에 후술할 날개부(166)가 형성된 원통 형상 부분이다.

여기서, 연장부(164)는 고정부(162)의 테두리를 따라 외측방향으로 경사진 면을 형성하여, 베어링(130)에서 유하된 오일이 연장부(164)의 경사진 면을 타고 흘러서 후술할 날개부(166)의 외측으로 흐를 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 날개부(166)는 연장부(164)의 끝단에서 연장부(164)의 원주방향으로 연장된 링 형상 부분이다. 이러한 날개부(166)는 회전되며 베어링 하우징(140)의 하측 공간에 수용된 오일을 유동시켜 펌핑하는 기능을 수행할 수 있다.

한편, 상기 돌출부(168)는 날개부(166)의 테두리를 따라 날개부(166)의 원부방향으로 돌출된 부분이다.

일 실시예에서, 돌출부(168)는 날개부(166)의 테두리를 따라 복수개가 구비될 수 있으며, 복수의 돌출부(168)는 날개부(166)의 테두리를 따라 등간격으로 구비될 수 있다.

이러한 돌출부(168)는 날개부(166)의 회전시에 오일을 강하게 밀어내어 오일의 유동성을 증가시켜서, 펌프 블레이드(160)가 오일을 펌핑하는 압력을 극대화시킬 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 돌출부(168)는 날개부(166)의 테두리의 외측방향으로 라운드지게 돌출될 수 있다.

이와 같이, 라운드 형상으로 돌출된 돌출부(168)는 회전시에 오일의 저항이 최소화되므로, 회전로터(120)의 회전시 회전동작에 대한 저항이 증가하지 않도록 할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 돌출부(168)는 중앙부분을 기준으로 양측으로 대칭된 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 돌출부(168)는 도 4에 도시된 바와 같이 돌출된 부분의 최상단에서 양방향으로 대칭된 형상을 가질 수 있다.

이와 같이, 양방향으로 대칭된 형상의 돌출부(168)는 회전로터(120)가 정회전하는 경우나 역회전하는 경우에 모두 동일하게 오일을 펌핑하는 동작을 수행할 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터(100)는 펌프 블레이드(160)의 날개부(166)에 구비된 돌출부(168)를 통해, 베어링(130)에 순환되는 오일의 유동성이 증가될 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 펌프 블레이드(160)와 달리, 도 5에 도시된 종래의 기술에 의한 수직형 모터에 포함되는 펌프 블레이드(200)는 날개부(210)가 돌출부(168)를 구비하지 않고 편평한 형태로 구성되어, 오일을 펌핑하는 정도가 약하다.

일 예로, 회전로터(120)의 회전속도 3600rpm, 오일의 밀도 880kg/m³,오일의 점성 0.1Pas의 조건에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터(100)와 종래의 기술에 의한 수직형 모터 각각의 동일한 오일 관로(150)에서의 오일의 유속을 측정한 결과, 도 5에 도시된 펌프 블레이드(200)를 사용한 종래의 기술에 의한 수직형 모터에서의 오일 평균 속도는 4.74765 m/s이고, 도 3 및 도 4에 도시된 펌프 블레이드(160)를 사용한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 모터(100)에서의 오일 평균 속도는 3.09641 m/s로, 오일의 평균 속도가 53.3% 증가하였다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100 : 수직형 모터 110 : 모터본체
120 : 회전로터 130 : 베어링
140 : 베어링 하우징 142 : 하우징 본체
144 : 하우징 캡 146 : 플랜지
150 : 오일 관로 160 : 펌프 블레이드
162 : 고정부 164 : 연장부
166 : 날개부 168 : 돌출부
200 : 종래의 펌프 블레이드
210 : 종래의 펌프 블레이드의 날개부

Claims

회전로터와, 상기 회전로터에 결합된 베어링과, 상기 베어링을 모터본체에 지지시키는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징에 형성되어 상기 베어링에 제공되는 오일이 순환될 수 있는 순환경로를 제공하는 오일 관로와, 상기 베어링 하우징의 내측에 구비되어 상기 회전로터의 회전에 따라 회전하면서 상기 오일을 유동시켜 상기 오일 관로로 순환시키는 펌프 블레이드를 포함하는 수직형 모터에 있어서,
상기 펌프 블레이드는,
회전되며 오일을 밀어내는 날개부와, 상기 날개부의 테두리를 따라 돌출된 복수의 돌출부와, 상기 회전로터와 회전거동이 일치되도록 상기 회전로터에 고정되는 링 형상의 고정부; 및 상기 고정부의 테두리에서 하방으로 경사지게 연장형성되고, 끝단의 테두리에 상기 날개부가 형성된 원통 형상의 연장부;를 구비하는 수직형 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 펌프 블레이드의 돌출부는 상기 날개부의 테두리의 외측방향으로 라운드지게 돌출된 수직형 모터.
제1항에 있어서,
상기 펌프 블레이드의 돌출부는 복수개가 상기 날개부의 테두리를 따라 등간격으로 구비된 수직형 모터.
제1항에 있어서,
상기 펌프 블레이드의 돌출부는 중앙부분을 기준으로 양측으로 대칭된 형상으로 형성된 수직형 모터.