KR102056236B1

KR102056236B1 - Vertical type motor

Info

Publication number: KR102056236B1
Application number: KR1020150181540A
Authority: KR
Inventors: 문성현; 한광진; 김완기
Original assignee: 현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2019-12-17
Also published as: KR20170073762A

Abstract

본 발명은 온도 상승을 통해 베어링이 열화되어 고장이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 수직형 전동기에 관한 것으로, 이를 위한 본 실시예에 따른 수직형 전동기는, 수직방향으로 길게 설치된 회전자의 상부에 결합되는 베어링 및 적어도 일부가 상기 베어링과 인접하게 배치되며, 공기를 이용하여 상기 베어링을 냉각시키는 적어도 하나의 공랭 파이프를 포함할 수 있다. The present invention relates to a vertical electric motor that can prevent the bearing from deteriorating due to a temperature rise in advance. A vertical electric motor according to the present embodiment for this purpose includes an upper part of a rotor installed in a vertical direction. A bearing coupled to and at least a portion thereof are disposed adjacent to the bearing, and may include at least one air-cooled pipe for cooling the bearing using air.

Description

Vertical type motor

본 발명은 수직형 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어링 하우징에 매입된 파이프로 공기를 유입, 유출시켜 베어링에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 공랭식 냉각구조를 갖는 수직형 전동기에 관한 것이다.
The present invention relates to a vertical type electric motor, and more particularly, to a vertical type electric motor having an air-cooled cooling structure that discharges heat generated from a bearing to the outside by introducing and discharging air into a pipe embedded in a bearing housing.

전동기는 자기에너지를 매개체로 전기에너지를 기계(회전)에너지로 변환시키는 장치로 장착 방식에 따라 크게 수평형과 수직형 전동기로 나뉜다. Electric motor is a device that converts electric energy into mechanical (rotary) energy by using magnetic energy as a medium. It is divided into horizontal and vertical electric motors according to the mounting method.

특히 수직형 전동기는 발전, 화학공업, 담수 플랜트 설비 등에서 송유, 송수 등을 목적으로 하는 펌프와 같은 유체기계 구동에 사용된다.In particular, vertical electric motors are used to drive fluid machines such as pumps for oil supply, water supply, etc. in power generation, chemical industry, and fresh water plant facilities.

이와 같은 수직형 전동기의 상부에는 회전자의 무게를 지탱하기 위함과 동시에 회전자의 회전이 원활하게 이루어지도록 베어링이 설치된다.The bearing is installed on the upper portion of the vertical electric motor so as to support the weight of the rotor and to smoothly rotate the rotor.

도 1은 종래 기술에 따른 수직형 전동기의 정단면을 개략적으로 도시한 단면도로, 이를 참조하면 종래 수직형 전동기는 회전자(20)의 회전시 베어링(50)에서 발생되는 열을 원활히 냉각시키기 위하여 프레임(10)의 내부에 수냉식 파이프(80)가 배치된다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a front end surface of a vertical electric motor according to the prior art. Referring to this, the conventional vertical electric motor smoothly cools heat generated in the bearing 50 during rotation of the rotor 20. The water-cooled pipe 80 is disposed inside the frame 10.

그러나 이와 같은 수냉식 냉각 구조는 냉각수를 순환시키기 위해 추가 설비가 발생하게 되며 누수를 방지에 따른 유지보수 비용이 증가한다는 문제가 있다.
However, such a water-cooled cooling structure has a problem that additional equipment is generated to circulate the cooling water, and the maintenance cost due to preventing leakage is increased.

본 발명은 전동기의 작동 중 상부 베어링 측에서 발생되는 열을 효율적으로 냉각시켜 전동기의 상부에 설치되는 볼 베어링이 열화 등으로 인해 고장이 나게 되는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 수직형 전동기 자체의 수명을 대폭 연장시킬 수 있는 수직형 전동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention efficiently cools the heat generated from the upper bearing side during the operation of the motor, and can prevent the ball bearing installed on the upper part of the motor from failing due to deterioration. It is an object of the present invention to provide a vertical electric motor which can greatly extend the service life.

본 발명의 실시예에 따른 수직형 전동기는, 수직방향으로 길게 설치된 회전자의 상부에 결합되는 베어링 및 적어도 일부가 상기 베어링과 인접하게 배치되며, 공기를 이용하여 상기 베어링을 냉각시키는 적어도 하나의 공랭 파이프를 포함하고, 상기 공랭파이프는, 입구가 깔대기 형상으로 형성되며, 상기 베어링과 인접한 부분의 직경이 다른 부분에 비해 작게 형성되어 상기 베어링과 인접한 부분에서의 공기의 유속을 상승시킬 수 있다.Vertical motor according to an embodiment of the present invention, the bearing is coupled to the upper portion of the rotor installed in the vertical direction and at least one is disposed adjacent to the bearing, at least one air cooling for cooling the bearing using air It includes a pipe, the air cooling pipe, the inlet is formed in a funnel shape, the diameter of the portion adjacent to the bearing is formed smaller than the other portion can increase the flow rate of air in the portion adjacent to the bearing.

본 실시예에 있어서, 상기 베어링을 내부에 수용하는 원통 형상의 하우징을 더 포함하며, 상기 공랭 파이프는 상기 하우징 내부에 배치되고 양단이 상기 하우징에 접합될 수 있다.In the present embodiment, it further comprises a cylindrical housing for accommodating the bearing therein, the air-cooled pipe may be disposed inside the housing and both ends may be bonded to the housing.

본 실시예에 있어서 상기 공랭 파이프는, 일단이 상기 하우징의 상부면을 통해 개방되고, 타단은 상기 하우징의 측면을 통해 개방될 수 있다.In this embodiment, the air-cooled pipe, one end may be opened through the upper surface of the housing, the other end may be opened through the side of the housing.

본 실시예에 있어서, 상기 베어링의 상부에 배치되어 상기 공랭 파이프의 입구로 외부 공기를 공급하는 냉각팬을 더 포함할 수 있다. In the present embodiment, it may further include a cooling fan disposed on the upper portion of the bearing for supplying external air to the inlet of the air-cooled pipe.

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이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 의하면, 공랭 파이프가 베어링과 인접하게 배치되어 베어링을 냉각시킨다. 따라서 열에 의해 베어링에 문제가 발생하는 것을 미연에 방지 할 수 있다. According to the embodiment of the present invention having such a configuration, an air-cooled pipe is disposed adjacent to the bearing to cool the bearing. Therefore, it is possible to prevent problems in the bearing due to heat.

또한 수직형 전동기 자체의 수명을 대폭 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 전동기의 동작 효율 및 제품 자체의 동작에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.
In addition, the life of the vertical motor itself can be significantly extended, and the operation efficiency of the motor and the reliability of the product itself can be greatly improved.

도 1은 종래 기술에 따른 수직형 전동기의 정단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 전동기의 정단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 베어링과 하우징을 개략적으로 도시한 부분 절단 사시도. 1 is a cross-sectional view schematically showing a front section of a vertical electric motor according to the prior art.
2 is a cross-sectional view schematically showing a front cross-section of a vertical electric motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial cutaway perspective view schematically showing the bearing and housing shown in FIG. 2; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In addition, the shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 전동기의 정단면을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 베어링과 하우징을 개략적으로 도시한 부분 절단 사시도이다.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a front end surface of a vertical electric motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partially cut perspective view schematically showing the bearing and the housing shown in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 수직형 전동기는 원통형의 프레임(1)의 내부에 회전자(2)와 고정자(3)가 설치되고, 회전자(2)는 판 형상의 브라켓(4)을 관통하여 일단이 브라켓(4)의 상부로 돌출된다. 2 and 3, the vertical motor according to the present embodiment is provided with a rotor 2 and a stator 3 inside the cylindrical frame 1, and the rotor 2 has a plate shape. One end protrudes to the top of the bracket 4 through the bracket 4.

브라켓(4)의 상부에는 회전자(2)를 회전 가능하도록 지지하는 베어링(5)이 배치된다. 따라서 베어링(5)은 브라켓(4)의 상부로 돌출된 회전자(2)의 일단에 설치된다. At the top of the bracket 4, a bearing 5 supporting the rotor 2 to be rotatable is disposed. Therefore, the bearing 5 is installed at one end of the rotor 2 protruding upward of the bracket 4.

본 실시예에 따른 베어링(5)은 그리스 윤활형 구름 베어링(5)으로, 예를 들어 볼 베어링(5)이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The bearing 5 according to the present embodiment is a grease-lubricated rolling bearing 5, for example, a ball bearing 5 may be used, but is not limited thereto.

베어링(5)은 원통형의 베어링 하우징(6) 내에 배치되고, 베어링 하우징(6)의 상부에는 냉각팬(7)이 설치된다. 또한, 베어링(5)의 외측에는 원통형의 하우징(6)이 배치되고, 하우징(6)에 내부에는 공랭 파이프(8)가 설치된다. The bearing 5 is arranged in the cylindrical bearing housing 6, and a cooling fan 7 is provided on the bearing housing 6. Moreover, the cylindrical housing 6 is arrange | positioned at the outer side of the bearing 5, and the air-cooled pipe 8 is provided in the housing 6 inside.

공랭 파이프(8)는 베어링(5)을 냉각시키기 위한 공기가 지나는 통로이다. 따라서, 공랭 파이프(8) 중 적어도 일부는 베어링(5)과 매우 인접하게 배치되며, 양단은 하우징(6)에 접합된다. The air cooling pipe 8 is a passage through which air for cooling the bearing 5 passes. Thus, at least some of the air cooled pipes 8 are arranged in close proximity to the bearing 5, both ends being joined to the housing 6.

공랭 파이프(8)의 입구는 하우징(6)의 상부면에 배치된다. 따라서 하우징(6)의 상부에 배치되는 냉각팬(7)으로부터 공기가 원활하게 유입될 수 있다. 또한 공랭 파이프(8)의 출구는 하우징(6)의 측면에 배치된다. The inlet of the air cooling pipe 8 is arranged on the upper surface of the housing 6. Therefore, air can be smoothly introduced from the cooling fan 7 disposed above the housing 6. The outlet of the air cooling pipe 8 is also arranged on the side of the housing 6.

본 실시예에 있어서 공랭 파이프(8)는 전체적으로 동일한 직경을 갖는 파이프로 형성된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 입구의 직경을 다른 부분에 비해 크게 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 입구는 깔대기 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 공기의 유입이 보다 원활하게 이루어질 수 있다. In the present embodiment, the air-cooled pipe 8 is formed of a pipe having the same diameter as a whole. However, the configuration of the present invention is not limited thereto, and the diameter of the inlet may be larger than that of other parts. In this case, the inlet may be formed in a funnel shape, and the inflow of air can be made more smoothly.

또한 본 실시예에 따른 공랭 파이프(8)는 베어링(5)과 인접한 부분의 직경을 다른 부분에 비해 작게 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 직경이 작은 부분에서 유속이 빨라지므로 냉각 효과를 더 높일 수 있다.
In addition, the air-cooled pipe 8 according to the present embodiment can also form the diameter of the portion adjacent to the bearing 5 smaller than other portions. In this case, the flow velocity becomes faster in the portion having a smaller diameter, so that the cooling effect can be further increased.

프레임(1)의 상부에는 외부공기 유입구(9)가 구비된다. 또한 유입구(9)를 통해 유입된 공기는 공랭 파이프(8)로 유입되거나 프레임(1) 내부에서 하우징(6)의 외부면을 따라 브라켓(4)의 하부로 이동하여 고정자(3)와 회전자(2)를 냉각시킨다.The upper part of the frame 1 is provided with an outside air inlet (9). In addition, the air introduced through the inlet 9 is introduced into the air cooling pipe 8 or moves from the inside of the frame 1 to the bottom of the bracket 4 along the outer surface of the housing 6 so that the stator 3 and the rotor Cool (2).

따라서 프레임(1)의 하부에는 고정자(3)와 회전자(2)를 냉각시키는 데에 이용된 공기를 배출하는 배출구(미도시)가 구비된다.
Therefore, the lower part of the frame 1 is provided with a discharge port (not shown) for discharging air used to cool the stator 3 and the rotor 2.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 수직형 전동기는, 수직형 전동기의 회전자(2)에 대한 무게를 지탱하는 베어링(5)을 브라켓(4)의 내부에 배치하지 않고, 브라켓(4)의 외부에 설치함으로써 수직형 전동기가 작동할 때 발생되는 열이 베어링(5)에 전달되는 것을 최소화한다. The vertical motor according to the present embodiment configured as described above does not arrange the bearing 5 supporting the weight of the rotor 2 of the vertical motor in the bracket 4, Installation on the outside minimizes the transfer of heat generated when the vertical motor is operated to the bearing 5.

또한, 베어링(5)의 외측에 다수의 공랭 파이프(8)를 배치함으로써, 수직형 전동기 작동 시 본체에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해 작동하는 냉각팬(7)에 의해 외부로부터 강제 흡입되는 공기의 일부가 공랭 파이프(8)를 통과하며 베어링(5)을 냉각시킨다. Further, by arranging a plurality of air cooling pipes 8 on the outside of the bearing 5, the air forcedly sucked from the outside by the cooling fan 7 which operates to cool the heat generated in the main body when the vertical electric motor is operated. A part passes through the air cooling pipe 8 and cools the bearing 5.

보다 구체적으로 설명하면, 수직형 전동기 구동 시 냉각팬(7)이 구동하여 이에 외부공기가 유입구(9)를 통해 강제로 유입된다. 유입된 외부 공기는 전동기의 내부를 강제로 냉각시킨 후 배출구(미도시)을 통해 외부로 배출된다. In more detail, when the vertical motor is driven, the cooling fan 7 is driven so that external air is forcibly introduced through the inlet 9. The introduced outside air is forcibly cooled inside the motor and then discharged to the outside through an outlet (not shown).

이 과정에서, 강제 유입된 외부 공기의 일부는 하우징(6)의 상부면에 형성된 공랭 파이프(8)의 입구를 통해 하우징(6)의 내부에 배치된 공랭 파이프(8) 내부로 유입되고, 공랭 파이프(8)를 통과하며 공랭 파이프(8)와 인접하게 배치된 베어링(5)을 냉각시킨다.In this process, part of the forced external air is introduced into the air-cooled pipe 8 disposed inside the housing 6 through the inlet of the air-cooled pipe 8 formed on the upper surface of the housing 6, and air-cooled. The bearing 5 is cooled through the pipe 8 and arranged adjacent to the air-cooled pipe 8.

따라서 열에 의해 베어링에 문제가 발생하는 것을 미연에 방지 할 수 있다. 또한 수직형 전동기 자체의 수명을 대폭 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 전동기의 동작 효율 및 제품 자체의 동작에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.
Therefore, it is possible to prevent problems in the bearing due to heat. In addition, the life of the vertical motor itself can be significantly extended, and the operation efficiency of the motor and the reliability of the product itself can be greatly improved.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.

1: 프레임
2: 회전자
3: 고정자
4: 브라켓
5: 베어링
6: 하우징
7: 냉각팬
8: 공랭 파이프1: frame
2: rotor
3: stator
4: bracket
5: bearing
6: housing
7: cooling fan
8: air cooling pipe

Claims

A bearing coupled to an upper portion of the rotor installed in a vertical direction; And
At least one portion disposed adjacent to the bearing, the at least one air cooling pipe cooling the bearing using air;
The air cooling pipe,
The inlet is formed in a funnel shape, the diameter of the portion adjacent to the bearing is formed smaller than the other portion to increase the flow rate of air in the portion adjacent to the bearing.

The method of claim 1,
Further comprising a cylindrical housing for receiving the bearing therein,
The air-cooled pipe is disposed inside the housing, both ends are joined to the housing.

According to claim 2, The air cooling pipe,
A vertical motor opened at one end through an upper surface of the housing and at the other end through a side surface of the housing.

The method of claim 1,
And a cooling fan disposed above the bearing to supply external air to the inlet of the air cooling pipe.

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