KR20040042045A

KR20040042045A - 전동기용 냉각 팬

Info

Publication number: KR20040042045A
Application number: KR1020020070166A
Authority: KR
Inventors: 민문기; 김영배; 강지원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-05-20

Abstract

본 발명은 전동기의 냉각 팬 에 관한 것으로서, 회전축과 연동하도록 고정되는 부싱과, 상기 부싱의 일 측 원주면 상에 연장 형성되어 소정의 확대 직경을 갖는 회전판과, 상기 회전판의 일 측면을 돌출 형성된 나선형 복수개의 블레이드로 구성되는 전동기용 냉각 팬에 있어서, 상기 블레이드는 중심부로부터 일정 반경이 내에 높이가 서로 다르게 돌출 형성된 단차부가 구비됨을 특징으로 하는 전동기용 냉각 팬을 구비하여 공기의 유동을 증가시킴에 따라 전동기의 냉각효율을 향상시켜 결국 전동기의 효율을 향상시킴과 아울러 동일 냉각 효율을 갖는 냉각팬에 비해 직경을 소형화 할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

전동기용 냉각 팬{COOLING FAN FOR MOTOR}

본 발명은 전동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동기의 내부의 회전축에 가설되어 고정자 코일에서 발생된 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 전동기의 냉각 팬 에 관한 것이다.

일반적으로, 전동기는 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 장치로서, 사용전원에 따라 직류전동기 및 교류전동기로 구분되며, 상기 교류전동기는 다시 유도전동기, 동기전동기 및 정류자전동기 등으로 세분화할 수 있다.

상기 유도전동기는 다시 3상유도전동기와 단상유도전동기로 구분되며, 단상 유도전동기는 일반적으로 구조가 간단하고 견고하며 단상전원을 얻기가 비교적 용이하여 효율은 낮으나 저가의 가정용, 사무용, 공업용, 농업용 제품의 구동전동기로 널리 이용되고 있다.

이러한 단상유도전동기의 경우 다른 형식(type)의 전동기에 비해 상대적으로 효율이 낮아 입력된 전원의 일부가 기계적인 출력으로 발생시키고, 나머지는 여러 가지 형태의 에너지로 손실되게 되는데 그 중 발열에 의한 손실을 가장 크다. 따라서, 전원이 인가되는 고정자와 이에 인접한 회전자 사이에서 발생되는 열에 의한 전동기의 성능저하 및 파손을 방지하기 위해 냉각 팬이 전동기 내부에 구비된다.

이하, 도 1내지 도 6은 종래의 단상유도전동기의 냉각 팬을 도시한 것으로서, 도 1은 단상유도전동기의 측단면도이고, 도 2는 단상유도전동기용 회전자 어셈블리 측면도이며, 도 3은 냉각 팬의 정면도이고, 도 4는 냉각 팬의 측 단면도이며, 도 5는 냉각 팬의 사시도이고, 도 6은 냉각 팬의 결합 상태도를 도시한 개략도이다.

종래 단상유도전동기는, 도 1 또는 도 2에서 도시한 바와 같이, 고정자(10)와, 고정자(10) 코어의 전, 후면에 각각 결합되는 엔드실드(20)와, 상기 고정자(10)의 내측에 삽입되어 회전 가능하게 고정되는 회전자(30)와, 상기 회전자(30)를 동기시키도록 고정자(10)의 보조권선과 주권선에 전원을 인가시키기 위한 원심스위치(40)와, 상기 고정자(10)와 회전자(30)에서 발생된 열을 냉각시키기 위한 냉각 팬(50)과, 상기 원심스위치(40)와 회전자(30) 그리고 냉각 팬(50)을 축선상에 순차적으로 고정시킴과 아울러 양단이 각 엔드실드(20)에 안착 고정된 베어링(80)에 의해 회동 가능하게 고정되는 회전축(60)으로 구성된다.

도 3 또는 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 냉각 팬(50)은 상기 회전자(30)가 고정된 회전축(60)의 일 측 축선상에 상기 회전자(30)와 함께 회전하도록 회전축(60)의 원주을 따라 길이 방향으로 일정 폭을 커널링(Knurling)한 부분에 삽입시킴 후 고정링에 의해 고정되는 부싱(51)과, 상기 부싱(51)의 일 측 원주면 상에 연장 형성되어 소정의 확대 직경을 갖는 회전판(52)과, 상기 회전판(52)의 일 면에 상기 부싱(51) 외주면으로부터 회전판(52)의 원주 끝단까지 동일 높이를 갖고 나선형으로 돌출 형성된 복수개의 블레이드(53)로 이루어진다.

도면중 미설명 부호 11은 고정자 코어, 12는 코일, 21은 전면 엔드실드, 22는 후면 엔드실드, 70은 마운트 링이다.

이와 같은 구성에 의하여, 종래의 단상유도전동기는 고정자(10)에 권선된 주권선 및 보조 권선 코일(12)에 일정 시간차를 두고 전원이 인가되어 발생된 자계에 의해 회전가가 동기되어 회전자(30)의 중심을 관통하여 압입 고정된 회전축(60)이 연동하도록 한다.

상기 회전축(60)의 축선상에 고정된 원심스위치(40)가 원심력에 의해 가동스위치(90)의 작동레버를 동작시켜 가동스위치(90)가 고정자(10)의 주 권선 코일(12)로 전원이 인가되도록 개로시켜 발생된 교번 자계에 의해 회전자(30)가 회전하도록 한다.

이때 고정자(10)에 인가된 전원중 일부가 일로 변환되고, 그 나머지의 대부분은 열에너지 형태로 변환되며, 특히 효율이 낮은 단상유도전동기의 경우 더 많은 열이 발생됨으로써 발생열에 의한 파손 및 열 저항에 의한 효율저하가 우려됨에 따라 회전축(60)의 축선상에 냉각 팬(50)을 구비하여 냉각하게 된다.

상기 냉각 팬(50)은 미끄러지지 않고 회전축(60)과 연동하도록 부싱(51)이 회전축(60)의 커널링된 부분에 끼워져 결합되도록 한 후 고정링에 의해 고정되어 회전판(52)에 동일 높이를 가지고 형성된 블레이드(53)가 고정자(10)와 회전자(30) 사이로 공기를 유동시켜 상기 고정자(10)에서 발생한 열을 냉각시키도록 한다.

그러나, 상기 냉각 팬(50)은, 도 6에서 도시된 바와 같이, 소형화되어가는 전동기 내부에 가설되기 때문에 그 크기가 제한되며, 특히, 고정자(10)의 권선 코일(12)에 의한 간섭을 방지하도록 일정 간극을 유지하기 위해서는 회전판(52)에서 돌출 형성된 블레이드(53)의 높이가 제한 될 수밖에 없다.

따라서, 동일 높이를 가지고 블레이드(53)가 형성된 냉각 팬(50)으로는 소형화 되어가는 전동기의 고정자(10)에서 발생된 열을 충분히 냉각시키기 어렵다는 문제점이 발생하게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면 전동기의 가동시 발생된 열을 용이하게 냉각시켜 냉각효율을 증가시킬 수 있는 전동기용 냉각 팬 의 제공을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래 단상유도전동기의 측단면도,

도 2는 종래 단상유도전동기용 회전자 어셈블리 측면도,

도 3은 종래 단상유도전동기용 냉각 팬의 정면도,

도 4는 종래 단상유도전동기용 냉각 팬의 측 단면도,

도 5는 종래 단상유도전동기용 냉각 팬의 사시도,

도 6은 종래 단상유도전동기용 냉각 팬의 결합 상태도,

도 7는 본 발명 단상유도전동기의 측단면도,

도 8은 본 발명 단상유도전동기용 회전자 어셈블리 측면도,

도 9는 본 발명 단상유도전동기용 냉각 팬의 정면도,

도 10는 본 발명 단상유도전동기용 냉각 팬의 측단면도,

도 11은 본 발명 단상유도전동기용 냉각 팬의 사시도,

도 12는 본 발명 단상유도전동기용 냉각 팬의 결합 상태도,

*도면의 주요부분에 대한 설명*

10: 고정자12: 엔드 코일

20: 엔드실드30: 회전자

40: 원심스위치60: 회전축

80: 베어링90: 가동스위치

150: 냉각 팬151: 부싱

152: 회전판153: 블레이드

155: 단차부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 회전축과 연동하도록 고정되는 부싱과, 상기 부싱의 일 측 원주면 상에 연장 형성되어 소정의 확대 직경을 갖는 회전판과, 상기 회전판의 일 측면을 돌출 형성된 나선형 복수개의 블레이드로 구성되는 전동기용 냉각 팬에 있어서, 상기 블레이드는 중심부로부터 일정 반경이 단차지게 돌출 형성된 단차부가 구비됨을 특징으로 하는 전동기용 냉각 팬 에 의해 달성된다.

여기서, 상기 단차부는 고정자 코어 내부에 삽입되어 회전 가능한 직경을 가지고 형성된다.

이하, 본 발명의 전동기용 냉각 팬을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상유도전동기의 냉각 팬을 도시한 것으로서, 도 7은 단상유도전동기의 측단면도, 도 8은 단상유도전동기용 회전자 어셈블리 측면도, 도 9는 단상유도전동기용 냉각 팬의 정면도, 도 10은 단상유도전동기용 냉각 팬의 측단면도, 도 11은 단상유도전동기용 냉각 팬의 사시도, 도 12는 단상유도전동기용 냉각 팬의 결합 상태도이다.

단상 유도 전동기는, 도 7 또는 도 8에서 도시한 바와 같이, 고정자(10)와, 고정자(10) 코어의 전, 후면에 각각 결합되는 엔드실드(20)와, 상기 고정자(10)의 내측에 삽입되어 회전 가능하게 고정되는 회전자(30)와, 상기 회전자(30)를 동기시키도록 고정자(10)의 보조권선과 주권선에 전원을 인가시키기 위한 가동스위치(90)의 작동레버를 원심력에 동작시키기 위한 원심스위치(40)와, 상기 고정자(10)와 회전자(30)에서 발생된 열을 냉각시키기 위한 냉각 팬(150)과, 상기 원심스위치(40)와 회전자(30) 그리고 냉각 팬(150)을 축선상에 순차적으로 고정시킴과 아울러 양단이 각 엔드실드(20)에 중심에 안착 고정된 베어링(80)에 의해 회동 가능하게 고정되는 회전축(60)으로 구성된다.

상기 냉각 팬(150)은, 도 9 또는 도 11에서 도시한 바와 같이, 상기 회전자(30)가 고정된 회전축(60)의 일 측 축선상에 원주면에 삽입됨과 아울러 상기 회전자(30)와 함께 회전하도록 회전력을 전달하는 키를 삽입하기 위한 키홈(156)이 내주면 상에 구비됨 부싱(151)과, 상기 부싱(151)의 일 측 원주면 상에 연장 형성되어 소정의 확대 직경을 갖는 회전판(152)과, 상기 회전판(152)의 일 면에 상기 부싱(151) 외주면으로부터 회전판(152)의 원주 끝단까지 동일 높이를 갖고 나선형으로 돌출 형성된 복수개의 블레이드(153)로 이루어진다.

상기 블레이드(153)는 회전판(152)의 일정 직경 범위 내에서 높이가 서로 다르게 형성된는 적어도 하나 이상의 단차부(155)가 구비된다.

상기 단차부(155)는 상기 회전판(152)의 중심으로부터 일정 반경 내의 높이가 더 높게 2단으로 돌출 형성하며, 돌출된 단차부(155)의 직경은 상기 고정자(10)의 엔드코어의 내부에 일정 깊이가 삽입되어 간섭받지 않고 회동 가능한 범위 내에서 결정됨이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 단상유도전동기는 고정자(10)에 권선된 주권선 및 보조 권선 코일(12)에 일정 시간차를 두고 전원이 인가되어 발생된 자계에 의해 회전가가 동기되어 회전자(30)의 중심을 관통하여 압입 고정된 회전축(60)이 연동하도록 한다.

이때, 고정자(10)에 인가된 전원중 일부가 일로 변환되고, 그 나머지의 대부분은 열 에너지의 형태로 변환되는데, 이때 고정자(10)에서 발생된 열을 냉각기키기 위해 냉각 팬(150)을 회전축(60)과 연동하도록 부싱(151)의 키홈에 키를 끼워 고정한다.

상기 냉각 팬(150)의 회전판(152)으로부터 높이가 서로 다르게 돌출 형성된 블레이드(153)의 단차부(155)가, 도 12에 도시된 바와 같이, 고정자(10)의 엔드 코일(12)과 간섭되지 않게 일정 깊이 삽입된 상태로 회전하여 공기를 유동시키도록 한다.

상기 공기유동에 의해 보다 용이하게 단차부(155) 외주면에 위치하는 엔드코일(12)을 냉각시킴과 아울러 고정자(10)에서 발생한 열을 보다 효과적으로 냉각시키도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전동기의 내부에 높이가 서로 다른 블레이드를 형성하여 공기의 유동을 증가시킴에 따라 전동기의 냉각효율을 향상시켜 결국 전동기의 효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

또한, 냉각 팬의 블레이드 높이를 서로 다르게 형성함에 따라 동일 성능의 갖는 냉각 팬에 비해 직경을 소형화 할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

회전축과 연동하도록 고정되는 부싱과, 상기 부싱의 일 측 원주면 상에 연장 형성되어 소정의 확대 직경을 갖는 회전판과, 상기 회전판의 일 측면을 돌출 형성된 나선형 복수개의 블레이드로 구성되는 전동기용 냉각 팬에 있어서,

상기 블레이드는 중심부로부터 일정 반경이 내에 높이가 서로 다르게 돌출 형성된 단차부가 구비됨을 특징으로 하는 전동기용 냉각 팬.
제 1항에 있어서

상기 단차부는 고정자의 엔드 코일 내부에 일정 깊이 삽입되어 회전 가능한 최대 직경을 가지고 형성됨을 특징으로 하는 전동기용 냉각 팬.