KR20070039414A

KR20070039414A - 제강설비용 모터의 쿨링장치

Info

Publication number: KR20070039414A
Application number: KR1020050094638A
Authority: KR
Inventors: 최종남
Original assignee: 최종남
Priority date: 2005-10-08
Filing date: 2005-10-08
Publication date: 2007-04-12

Abstract

본 발명은 제강공장의 제강설비로 사용되는 모터를 냉각시켜주는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 하절기 등과 같이 공장 내부의 주위온도 상승시 저온의 쿨링에어를 공급하기 위한 쿨링유니트를 구비하고, 쿨링유니트에서 공급되는 쿨링에어를 이용하여 모터에 대한 냉각을 수행함으로써, 모터의 심각한 내부발열을 막고 모터 내부의 적정온도를 효과적으로 유지할 수 있으며, 이에 따라 모터의 고장발생을 줄이고 수명을 연장할 수 있는 한편, 모터 내부 공기의 순환을 위한 쿨링덕트의 구조를 개선하여 열교환 구간을 폭넓게 확보함으로써, 열교환 매체의 열전달 효과를 높일 수 있으며, 이에 따라 모터의 냉각효율을 한층 높일 수 있는 제강설비용 모터의 쿨링장치를 제공한다.

제강공장, 크레인설비, 모터, 냉각장치, 쿨링덕트, 쿨에어

Description

제강설비용 모터의 쿨링장치{Cooling system for hotmetal crane motor}

도 1은 본 발명에 따른 제강설비용 모터의 쿨링장치에 대한 전체적인 구성을 보여주는 개략도

도 2는 본 발명에 따른 제강설비용 모터의 쿨링장치에서 쿨링덕트의 외부 형태를 보여주는 사시도

도 3은 본 발명에 따른 제강설비용 모터의 쿨링장치에서 쿨링덕트의 내부 구조를 보여주는 단면도

도 4는 도 3의 평면도

도 5는 도 3의 측면도

도 6은 본 발명에 따른 제강설비용 모터의 쿨링장치에서 쿨링덕트 내부의 격벽구조를 보여주는 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 쿨링유니트 11 : 에어컴프레서

12 : 에어노즐 13 : 에어리저버탱크

14 : 라인필터 15 : 압력조절밸브

16 : 압력게이지 17 : 에어노즐헤드

20 : 쿨링덕트 21 : 흡입구

22 : 배출구 23a,23b : 공기순환구

24 : 덕트본체 25 : 튜브 어셈블리

26 : 내부순환모터 27 : 쿨링모터

28 : 격벽

본 발명은 제강설비용 모터의 쿨링장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쿨링유니트에서 제공되는 쿨링에어를 모터의 냉각을 위한 쿨링덕트측에 공급하는 개념의 쿨링시스템을 도입하여 모터의 냉각을 보다 효율적으로 수행할 수 있고, 특히 쿨링덕트의 구조를 개선하여 모터측에서 발생하는 핫에어와 쿨링시스템측에서 제공되는 쿨링에어 간의 열교환 구간을 폭넓게 확보함으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 궁극적으로 모터의 고장발생을 줄이고 모터의 수명을 연장할 수 있는 제강설비용 모터의 쿨링장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 제강공정에서는 각 공정에서 제조된 판재 등을 후속공정으로 이송시켜주는 수단으로 크레인 이송설비를 갖추고 있다.

이러한 크레인 이송설비는 보통 모터를 구동원으로 하여 작동되며, 크레인 이송설비에서 취급하는 대상이 판재 등과 같은 중량물인 관계로 대용량의 모터를 적용하고 있다.

상기 크레인 이송설비의 작동을 위한 대용량의 모터는 운전시 고하중, 과부하 등에 그대로 노출되기 때문에 자체적으로 상당한 열이 발생하게 되고, 이와 같은 내부 발열로부터 모터를 보호하기 위하여 모터 내부의 공기를 순환시키면서 찬공기로 식혀주는 방식으로 대부분 냉각을 수행하고 있다.

그러나, 대기를 이용하여 열교환을 수행하는 기존의 냉각방식은 다음과 같은 여러 문제점을 안고 있다.

제강공장 내부의 복사열로 인한 평시 온도 상승, 흡입공기 주변의 막힘현상으로 인한 공기순환 저하, 환기용 창문 닫힘현상으로 인한 공기순환 저하, 열교환 매체의 부식(오염)에 따른 냉각효율 저하, 하절기 지붕을 통한 과다한 복사열 전달 등으로 인해 외부 유입 대기온도가 상승하여 모터 내부의 적정온도를 초과하는 발열현상이 발생하게 되고, 결국 모터의 수명저하 및 고장발생을 초래하는 문제점이 있다.

이러한 모터의 이상은 조업에 막대한 피해를 주게 되므로, 이에 대한 대책마련이 시급한 실정이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하절기 등과 같이 공장 내부의 주위온도 상승시 저온의 쿨링에어를 공급하기 위한 쿨링유니트를 구비하고, 쿨링유니트에서 공급되는 쿨링에어를 이용하여 모터에 대한 냉각을 수행 함으로써, 모터의 심각한 내부발열을 막고 모터 내부의 적정온도를 효과적으로 유지할 수 있으며, 이에 따라 모터의 고장발생을 줄이고 수명을 연장할 수 있는 제강설비용 모터의 쿨링장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 모터 내부 공기의 순환을 위한 쿨링덕트의 구조를 개선하여 열교환 구간을 폭넓게 확보함으로써, 열교환 매체의 열전달 효과를 높일 수 있으며, 이에 따라 모터의 냉각효율을 한층 높일 수 있는 제강설비용 모터의 쿨링장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 쿨링에어의 공급을 위한 에어컴프레서 및 에어노즐을 포함하는 쿨링유니트가 구비되고, 모터의 내부를 순환하는 공기와 강제 흡입되는 외부 공기 간의 열교환이 이루어지는 쿨링덕트측에 쿨링유니트로부터 쿨링에어가 공급되어 모터에 대한 냉각이 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쿨링유니트는 에어리저버탱크를 포함하면서 쿨링에어를 만들어내는 에어컴프레서와, 상기 에어리저버탱크의 토출측에 연결되는 라인필터와, 상기 라인필터의 토출측에 연결되면서 쿨링덕트의 흡입측에 설치되어 쿨링에어를 최종 토출하는 다수의 에어노즐과, 상기 라인필터와 에어노즐 간의 라인상에 설치되는 압력조절밸브 및 압력게이지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어노즐은 쿨링덕트의 흡입구에 나란하게 설치되는 튜브 형태의 에어노즐헤드의 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되면서 흡입구를 바라보는 상태 로 지지되는 구조로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쿨링덕트는 길이방향으로 나란한 한쪽의 흡입구 및 반대쪽의 배출구와 모터측과 연통되는 아래쪽 2개의 공기순환구를 갖는 덕트본체와, 상기 덕트본체의 내부에서 흡입구와 배출구 사이에 걸쳐 길이방향으로 나란하게 배치되면서 덕트본체의 내부와 독립되는 각각의 튜브가 한데 모여있는 형태로 이루어져 쿨링에어 및 외부공기의 통로역할을 하는 튜브 어셈블리와, 상기 덕트본체 내부의 공기순환을 위한 내부순환모터 및 상기 튜브 어셈블리 내부의 공기유동을 위한 쿨링모터와, 상기 덕트본체의 내부에 설치되어 순환되는 공기를 소정의 흐름으로 유도하는 격벽을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쿨링덕트의 격벽은 덕트본체 내부의 길이중간을 일정높이까지 차단하는 수직부재 및 이 수직부재의 상단에서 덕트본체의 천정부와 나란한 상태로 연장되는 수평부재로 이루어진 제1격벽과, 상기 덕트본체의 흡입측과 배출측에서 각각 연장되며 제1격벽의 수직부재에 의해 구획된 전후측 공간의 상하높이 중간을 차단하는 각각의 제2격벽으로 구성되어 덕트본체의 내부 공기가 지그재그 흐름으로 유도될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 제강설비용 모터의 쿨링장치에 대한 전체적인 구성을 보여주는 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 쿨링장치는 크게 쿨링에어를 제공하기 위한 쿨링유니트(10)와, 모터 내부 순환공기에 소정의 흐름을 부여하 여 열교환 매체의 열전달 구간을 보다 넓게 확보하기 위한 쿨링덕트(20)로 이루어져 있다.

상기 쿨링유니트(10)는 제강공장 내의 크레인 설비 상부 등에 설치되면서 에어컴프레서(11)를 동력원으로 하여 쿨링에어를 만들어내고, 이렇게 만들어진 쿨링에어를 다수의 에어노즐(12)을 이용하여 쿨링덕트(20)측에 공급하는 역할을 한다.

이를 위하여, 에어리저버탱크(13)를 갖는 에어컴프레서(11)와 에어노즐(12)은 라인으로 연결되고, 이때의 라인상에는 불순물 제거를 위한 라인필터(14), 압력조절 및 압력체크를 위한 압력조절밸브(15) 및 압력게이지(16) 등이 설치된다.

여기서, 에어컴프레서 등을 이용하여 쿨링에어를 만드는 방법, 쿨링에어를 공급하기 위해 라인을 구성하는 방법 등은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

또한, 상기 에어노즐(12)은 쿨링에어를 쿨링덕트(20)측에 최종적으로 공급하는 부분으로서, 쿨링덕트(20)의 흡입구(21)에 나란하게 설치되는 튜브 형태의 에어노즐헤드(17)상에 설치된다.

즉, 쿨링덕트(20)의 흡입구(21)로부터 일정거리를 두고 에어노즐헤드(17)가 흡입구 좌우폭방향을 따라 나란하게 수평배치되면서 양단 브라켓을 통해 지지되고, 각각의 에어노즐(12)은 에어노즐헤드(17)의 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 동시에 흡입구(21)쪽을 바라보는 상태로 설치된다.

이에 따라, 에어노즐(12)로부터 강하게 토출되는 쿨링에어, 즉 냉각공기가 쿨링덕트(20)의 흡입구(21)쪽으로 뿌려지면서 덕트 내에 있는 튜브 어셈블리(25)의 내부로 보내질 수 있게 되고, 튜브 어셈블리(25)의 내부를 흐르는 냉각공기와 그 주변을 지나가는 순환 공기 간의 열교환이 이루어질 수 있게 된다.

도 2 내지 도 5에서는 본 발명에 따른 제강설비용 모터의 쿨링장치에서 쿨링덕트의 전체적인 구조를 보여준다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 쿨링덕트(20)는 대략 사각의 케이스 형태로 이루어진 덕트본체(24), 냉각공기 및 외부공기의 흐름을 위한 튜브 어셈블리(25), 2개의 모터, 즉 내부순환모터(26) 및 쿨링모터(27) 등으로 이루어져 있다.

상기 덕트본체(24)는 모터 내부의 공기를 순환시키기 위한 통로역할을 하게 되며, 앞쪽과 뒷쪽에 각각 냉각공기 및 외부공기의 흡입과 배출을 위한 흡입구(21)와 배출구(22)가 구비되어 있고, 저부에는 모터측 공기가 들어오고 나가는 통로인 2개의 공기순환구(23a),(23b)가 구비되어 있다.

여기서, 덕트본체(24)의 흡입구(21)와 배출구(22)는 실질적으로 튜브 어셈블리(25)의 흡입측과 배출측을 의미하며, 덕트본체(24) 내부로 공기를 흡입하고 배출하는 의미는 아니다.

즉, 덕트본체(24)의 내부는 저부의 공기순환구(23a),(23b)를 통해 모터측과 통하게 되고, 전체적으로 외부와 차단된 구조를 갖고 있다.

이에 따라, 2개의 공기순환구(23a),(23b)를 통해 모터측과 덕트본체 내부 사이에 공기의 순환이 이루어질 수 있게 된다.

상기 튜브 어셈블리(25)는 냉각공기 및 외부공기의 진행을 위한 통로로서, 다수 개의 튜브들이 한데 모여 있는 형태를 취하면서 덕트본체(24)의 내부를 가로질러 길이방향을 따라 나란하게 배치되는 구조로 이루어져 있다.

이러한 튜브 어셈블리(25)의 각 튜브들은 덕트본체(24)의 흡입구(21)와 배출구(22)를 막고 있는, 즉 튜브 어셈블리(25)를 제외한 흡입측 및 배출측 전체 면적을 막고 있는 플레이트상에 양단 고정되면서 덕트본체(24) 내부와는 격리된 상태로 설치되며, 튜브 서로 간에는 일정한 간격을 유지될 수 있게 된다.

이때의 튜브 간의 간격 사이사이로 덕트본체(24)의 내부공기가 흐를 수 있게 된다.

상기 내부순환모터(26)는 덕트본체(24)의 내부공기를 순환시켜주기 위한 것이며, 덕트본체(24)의 상부에 배치되면서 그 축에 장착되는 팬이 덕트본체(24)의 내부에 위치되게 하는 상태로 설치된다.

이에 따라, 내부순환모터(26)가 가동하면 한쪽의 공기순환구(23a)를 통해 덕트본체(24)의 내부로 들어온 공기가 다른 한쪽의 공기순환구(23a)를 통해 덕트본체(24)의 외부로 빠져나갈 수 있게 된다.

즉, 모터 내부와 덕트본체(24) 내부 간에 공기순환이 이루어질 수 있게 된다.

상기 쿨링모터(27)는 튜브 어셈블리(25)의 내부를 흐르는 냉각공기 및 외부공기에 진행력을 부여하기 위한 것이며, 덕트본체(24)의 외측, 배출구(22)가 있는 뒷쪽에 배치되면서 냉각공기 및 외부공기를 튜브 어셈블리(25)의 뒷쪽에서 빨아내는 역할을 하게 된다.

물론, 이때의 쿨링모터(27)의 축에도 팬이 장착되어 있으며, 공기의 원활한 흡입작용을 위하여 쿨링모터(27)의 팬이 속에 있는 영역 또한 일부 배출부위를 제외하고 그 주변이 소정의 경사진 덕트구조로 마감된다.

특히, 본 발명에서는 덕트본체(24)의 내부를 경유하는 공기의 체류시간을 늘려 열교환 효과를 높여줄 수 있는 격벽구조를 제공한다.

이를 위하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 덕트본체(24)의 내부에는 순환되는 공기를 소정의 흐름으로 유도하는 격벽(28)이 설치된다.

상기 격벽(28)은 2개의 격벽, 즉 제1격벽(28a)과 제2격벽(28b)으로 구성되는데, 제1격벽(28a)은 덕트본체(24) 내부의 길이중간을 일정높이까지 차단하는 수직부재와 상기 수직부재의 상단에서 덕트본체(24)의 천정부와 나란한 상태로 연장되는 수평부재의 조합형태로 이루어지고, 제2격벽(28b)은 덕트본체(24)의 흡입측과 배출측에서 각각 수평으로 연장되는 동시에 제1격벽(28a)의 수직부재와는 그 선단부가 거리를 유지하면서 제1격벽(28a)의 수직부재에 의해 구획된 전후측 공간의 상하높이 중간을 차단하는 형태로 이루어진다.

이때의 각 격벽(28a),(28b)은 덕트본체(24)의 좌우 벽면에 용접 등의 방법으로 부착되는 구조로 지지된다.

이에 따라, 덕트본체(24)의 내부 공기는 제1격벽(28a)과 제2격벽(28b)이 조성하는 각 구획된 공간을 경유하면서 화살표 방향과 같은 지그재그 흐름으로 유도될 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 제강설비용 모터의 쿨링장치에 대한 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

쿨링장치의 작동을 위한 컨트롤러(미도시)의 출력 제어에 의해 쿨링유니트(10)가 가동되고 쿨링덕트(20)의 각 모터가 가동되면, 쿨링유니트(10)에서 공급되는 냉각공기는 에어노즐(12)을 통해 덕트본체(24)의 흡입구(21)측, 즉 튜브 어셈블리(25)의 전면부에 분사된 후, 쿨링모터(27)의 가동에 의해 외부공기와 함께 튜브 어셈블리(25)의 내부를 흐르면서 뒷쪽으로 빠져나가게 되고, 이와 동시에 내부순환모터(26)의 가동에 의해 모터 내부의 공기는 한쪽의 공기순환구(23a)를 통해 덕트본체(24)의 내부로 유입된 후, 덕트본체(24) 내부에 있는 튜브 어셈블리(25)의 각 튜브 사이사이를 경유한 다음, 한쪽의 공기순환구(23b)를 빠져나가 모터측으로 보내지게 된다.

이렇게 덕트본체(24)의 내부를 경유하는 모터측 내부공기는 냉각공기가 흐르는 튜브 어셈블리(25)와의 열교환 작용에 의해 온도가 떨어지게 되고, 따라서 모터측으로는 열교환이 이루어져 차가워진 공기가 제공될 수 있게 되는 것이다.

특히, 덕트본체(24)의 내부를 경유하는 공기는 격벽(28)에 의해 지그재그 형태의 긴 경로를 따라 진행하게 되고, 결국 그 만큼 덕트본체(24) 내에 체류하는 시간, 즉 튜브 어셈블리(25)측과 열교환을 수행하는 시간이 길어지게 되므로, 열전달 효과를 높일 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 쿨링유니트는 공장 내의 온도조건에 따라 선택적으로 가동될 수 있으며, 따라서 모터측 내부공기의 냉각을 위해 사용되는 열교환 매체는 외부공기만 사용하거나 외부공기와 쿨링유니트측에서 제공하는 냉각공기를 함께 사용할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 모터의 냉각을 위한 쿨링덕트측에 쿨링에어를 공급하는 개념의 쿨링시스템을 도입하고, 열교환 매체의 열전달 효과를 높일 수 있는 개선된 쿨링덕트 구조를 포함하는 쿨링장치를 제공함으로써, 모터 내부의 적정온도를 효과적으로 유지할 수 있는 장점이 있으며, 따라서 모터의 고장발생을 줄이고 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Claims

제강설비용 모터의 쿨링장치에 있어서,

쿨링에어의 공급을 위한 에어컴프레서(11) 및 에어노즐(12)을 포함하는 쿨링유니트(10)가 구비되고, 모터(100)의 내부를 순환하는 공기와 강제 흡입되는 외부 공기 간의 열교환이 이루어지는 쿨링덕트(20)측에 쿨링유니트(10)로부터 쿨링에어가 공급되어 모터(100)에 대한 냉각이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 제강설비용 모터의 쿨링장치.
청구항 1에 있어서, 상기 쿨링유니트(10)는 에어리저버탱크(13)를 포함하면서 쿨링에어를 만들어내는 에어컴프레서(11)와, 상기 에어리저버탱크(13)의 토출측에 연결되는 라인필터(14)와, 상기 라인필터(14)의 토출측에 연결되면서 쿨링덕트(20)의 흡입측에 설치되어 쿨링에어를 최종 토출하는 다수의 에어노즐(12)과, 상기 라인필터(14)와 에어노즐(12) 간의 라인상에 설치되는 압력조절밸브(15) 및 압력게이지(16)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제강설비용 모터의 쿨링장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 에어노즐(12)은 쿨링덕트(20)의 흡입구(21)에 나란하게 설치되는 튜브 형태의 에어노즐헤드(17)의 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되면서 흡입구(21)를 바라보는 상태로 지지되는 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 제강설비용 모터의 쿨링장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 쿨링덕트(20)는 길이방향으로 나란한 한쪽의 흡입구(21) 및 반대쪽의 배출구(22)와 모터(100)측과 연통되는 아래쪽 2개의 공기순환구(23a),(23b)를 갖는 덕트본체(24)와, 상기 덕트본체(24)의 내부에서 흡입구(21)와 배출구(22) 사이에 걸쳐 길이방향으로 나란하게 배치되면서 덕트본체(24)의 내부와 독립되는 각각의 튜브가 한데 모여있는 형태로 이루어져 쿨링에어 및 외부공기의 통로역할을 하는 튜브 어셈블리(25)와, 상기 덕트본체(24) 내부의 공기순환을 위한 내부순환모터(26) 및 상기 튜브 어셈블리(25) 내부의 공기유동을 위한 쿨링모터(27)와, 상기 덕트본체(24)의 내부에 설치되어 순환되는 공기를 소정의 흐름으로 유도하는 격벽(28)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제강설비용 모터의 쿨링장치.
청구항 4에 있어서, 상기 쿨링덕트(20)의 격벽(28)은 덕트본체(24) 내부의 길이중간을 일정높이까지 차단하는 수직부재 및 이 수직부재의 상단에서 덕트본체(24)의 천정부와 나란한 상태로 연장되는 수평부재로 이루어진 제1격벽(28a)과, 상기 덕트본체(24)의 흡입측과 배출측에서 각각 연장되며 제1격벽(28a)의 수직부재에 의해 구획된 전후측 공간의 상하높이 중간을 차단하는 각각의 제2격벽(28b)으로 구성되어 덕트본체(24)의 내부 공기가 지그재그 흐름으로 유도될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 제강설비용 모터의 쿨링장치.