WO2021092818A1 - Electrical device - Google Patents

Abstract

The electrical device comprises an end shield (2) comprising a first side (201) facing towards an internal space (9) of the electrical device and a second side (202) opposite to the first side (201); a bearing (3) arranged on the end shield (2); an output shaft (4) arranged in the bearing (3) and protruding out of the second side (202) of the end shield (2); and a heat insulation layer (5) arranged on the first side (201) of the end shield (2) around the bearing (3) to prevent hot air in the internal space (9) of the electrical device from reaching the end shield (2). In this way, the temperature of the end shield (2) and thus the temperature of the bearing (3) may be lowered during the operation of the electrical device.

Description

AN ELECTRICAL DEVICE FIELD

Embodiments of present disclosure generally relate to cooling of a bearing, and more particularly, to an electrical device including the bearing.

BACKGROUND

A motor includes an output shaft which is coupled to a bearing arranged on an end shield of the motor. During operation of the motor, the bearing may become hot. The high temperature of the bearing would result in that lubricant for lubricating the bearing tends to be consumed at a higher speed, such that an inner friction of the bearing rises. Under the high inner friction, the lifetime of the bearing would be adversely affected. In order to avoid the rising of the inner friction of the bearing, it is necessary to re-inject the lubricant at shorter intervals, thereby consuming more manpower and material resources.

SUMMARY

In view of the foregoing problems, various example embodiments of the present disclosure provide a solution for reducing the temperature of the bearing.

In a first aspect of the present disclosure, example embodiments of the present disclosure provide an electrical device. The electrical device comprises an end shield comprising a first side facing towards an internal space of the electrical device and a second side opposite to the first side; a bearing arranged on the end shield; an output shaft arranged in the bearing and protruding out of the second side of the end shield; and a heat insulation layer arranged on the first side of the end shield around the bearing.

In some embodiments, the heat insulation layer is of a ring shape.

In some embodiments, the electrical device further comprises an inner cap arranged on the first side of the end shield and covering the bearing, wherein an inner  edge of the heat insulation layer is at a distance from the inner cap.

In some embodiments, the heat insulation layer is made of epoxy.

In some embodiments, the electrical device further comprises a sound insulation layer stacked on the heat insulation layer.

In some embodiments, the sound insulation layer is made of sound-absorbing cotton.

In some embodiments, the heat insulation layer is mounted on the end shield via screws.

In some embodiments, the bearing is a rolling bearing or sleeve bearing.

In some embodiments, the electrical device further comprises a lubricating component configured to supply lubricant to the bearing.

In some embodiments, the electrical device is a motor or a generator.

According to various embodiments of the present disclosure, the heat insulation layer is arranged on the first side of the end shield around the bearing so as to prevent hot air in the internal space of the electrical device from reaching the end shield. In this way, the temperature of the end shield may be lowered. Since the bearing is arranged on the end shield, the lowered temperature of the end shield would result in that less heat is transferred from the end shield to the bearing. As such, the temperature of the bearing may be lowered during the operation of the electrical device, such as a motor or a generator.

DESCRIPTION OF DRAWINGS

Through the following detailed descriptions with reference to the accompanying drawings, the above and other objectives, features and advantages of the example embodiments disclosed herein will become more comprehensible. In the drawings, several example embodiments disclosed herein will be illustrated in an example and in a non-limiting manner, wherein:

Fig. 1 illustrates a partial cross-sectional view of a motor in accordance with an  embodiment of the present disclosure;

Fig. 2 illustrates a plan view of a heat insulation layer in accordance with an embodiment of the present disclosure; and

Fig. 3 illustrates a partial cross-sectional view of a motor in accordance with another embodiment of the present disclosure.

Throughout the drawings, the same or similar reference symbols are used to indicate the same or similar elements.

DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIEMTNS

Principles of the present disclosure will now be described with reference to several example embodiments shown in the drawings. Though example embodiments of the present disclosure are illustrated in the drawings, it is to be understood that the embodiments are described only to facilitate those skilled in the art in better understanding and thereby achieving the present disclosure, rather than to limit the scope of the disclosure in any manner.

The term “comprises” or “includes” and its variants are to be read as open terms that mean “includes, but is not limited to. ” The term “or” is to be read as “and/or” unless the context clearly indicates otherwise. The term “based on” is to be read as “based at least in part on. ” The term “being operable to” is to mean a function, an action, a motion or a state can be achieved by an operation induced by a user or an external mechanism. The term “one embodiment” and “an embodiment” are to be read as “at least one embodiment. ” The term “another embodiment” is to be read as “at least one other embodiment. ” The terms “first, ” “second, ” and the like may refer to different or same objects. Other definitions, explicit and implicit, may be included below. A definition of a term is consistent throughout the description unless the context clearly indicates otherwise.

Unless specified or limited otherwise, the terms “mounted, ” “connected, ” “supported, ” and “coupled” and variations thereof are used broadly and encompass direct and indirect mountings, connections, supports, and couplings. Furthermore, “connected”  and “coupled” are not restricted to physical or mechanical connections or couplings. In the description below, like reference numerals and labels are used to describe the same, similar or corresponding parts in the figures. Other definitions, explicit and implicit, may be included below.

As discussed above, during operation of the motor, the bearing may become hot. There are some major factors affecting the temperature rise of the bearing, such as temperature of hot air inside the motor, temperature of the end shield of the motor, and heat dissipation performance of the bearing. Since the end shield of the motor has a large contact area with the hot air, the temperature of the end shield substantially equals to the temperature of the hot air. Further, as the bearing is arranged on the end shield directly, the high temperature of the end shield is a critical factor of the increase in the bearing temperature.

According to embodiments of the present disclosure, to reduce the temperature of the bearing, a heat insulation layer is arranged on the first side of the end shield around the bearing so as to prevent hot air in the internal space of the motor from reaching the end shield, thereby reducing the temperature of the end shield and further reducing the temperature of the bearing. The above idea may be implemented in various manners, as will be described in detail in the following paragraphs.

Hereinafter, the principles of the present disclosure will be described in detail with reference to Figs. 1-3. Referring to Fig. 1 first, Fig. 1 illustrates a partial cross-sectional view of a motor 100 in accordance with an embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 1, the motor 100 generally includes an end shield 2, a bearing 3, an output shaft 4, and a heat insulation layer 5. The end shield 2 includes a first side 201 facing towards an internal space 9 of the motor 100 and a second side 202 opposite to the first side 201. In other words, the first side 201 is the inner side of the end shield 2 and the second side 202 is the outer side of the end shield 2. In Fig. 1, the illustrated internal space 9 is only a schematic representation of the whole internal space of the motor 100.

As shown in Fig. 1, the bearing 3 is a rolling bearing arranged on the end shield 2. The output shaft 4 is arranged in the bearing 3 and protrudes out of the second side  202 of the end shield 2. The output shaft 4 may be used to drive other external devices.

As shown in Fig. 1, the heat insulation layer 5 is arranged on the first side 201 of the end shield 2 around the bearing 3. The heat insulation layer 5 may at least partially block the hot air 10 inside the internal space 9 from reaching the first side 201 of the end shield 2. In this way, the effect of the hot air 10 on the temperature of the end shield 2 may be reduced. Since the bearing 3 is arranged on the end shield 2 directly, the lowered temperature of the end shield 2 would result in that less heat is transferred from the end shield 2 to the bearing 3. As such, the temperature of the bearing 3 may be lowered during the operation of the motor 100.

In some embodiments, the heat insulation layer 5 is made of epoxy. For example, the heat insulation layer 5 may be an epoxy plate. In other embodiments, the heat insulation layer 5 may be made of any other heat insulation materials, such as Polyurethane foam board, glass fiber cotton, and the like. The scope of the present disclosure is not intended to be limited in this respect.

In an embodiment, the heat insulation layer 5 may include a single layer. In another embodiment, the heat insulation layer 5 may a plurality of layers stacked on each other. The scope of the present disclosure is not intended to be limited in this respect.

During the operation of the motor 100, noise may be generated continuously. In order to reduce the noise of the motor 100, as shown in Fig. 1, the motor 100 further includes a sound insulation layer 7 stacked on the heat insulation layer 5. The heat insulation layer 5 and the sound insulation layer 7 may be adhered to each other in advance. The sound insulation layer 7 may be substantially aligned with the heat insulation layer 5. In an embodiment, as shown in Fig. 1, the heat insulation layer 5 is closer to the end shield 2 than the sound insulation layer 7. In another embodiment, the sound insulation layer 7 may be closer to the end shield 2 than the heat insulation layer 5.

In some embodiments, the sound insulation layer 7 is made of sound-absorbing cotton. In other embodiments, the sound insulation layer 7 may be made of other sound insulation materials, such as hard fiberboard. The scope of the present disclosure is not intended to be limited in this respect.

In some embodiments, as shown in Fig. 1, the motor 100 further includes lubricating component 8 configured to supply lubricant to the bearing 3. During the operation of the motor 100, the lubricating component 8 may supply lubricant to the bearing 3 so as to reduce the internal friction of the bearing 3. Since the temperature of the bearing 3 is lowered by means of the heat insulation layer 5, the lubricant for lubricating the bearing 3 would be consumed at a slow speed. Hence, the re-injection intervals of the lubricant may be increase.

In some embodiments, as shown in Fig. 1, the motor 100 further includes an inner cap 6. The inner cap 6 is arranged on the first side 201 of the end shield 2 to cover the bearing 3. In an embodiment, an inner edge 501 of the heat insulation layer 5 is at a distance from the inner cap 6. With such a distance, the heat insulation layer 5 and the inner cap 6 would not interfere with each other, such that the heat insulation layer 5 is easy to be mounted onto the first side 201 of the end shield 2.

Fig. 2 illustrates a plan view of the heat insulation layer 5 in accordance with an embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 2, the heat insulation layer 5 is of a ring shape. In some embodiments, the heat insulation layer 5 is generally circular. In other embodiments, the heat insulation layer 5 may be of other shapes, such rectangular, polygonal, and the like. The scope of the present disclosure is not intended to be limited in this respect.

In some embodiments, the heat insulation layer 5 is mounted on the end shield 2 via screws (no shown) . As shown in Fig. 2, the heat insulation layer 5 is provided with multiple mounting holes 502. The screws may penetrate into the respective mounting holes 502 and fix the heat insulation layer 5 onto the first side 201 of the end shield 2. In other embodiments, the heat insulation layer 5 may be mounted onto the end shield 2 in other manners. The scope of the present disclosure is not intended to be limited in this respect.

Fig. 3 illustrates a partial cross-sectional view of a motor 100 in accordance with another embodiment of the present disclosure. The construction of the motor 100 as shown in Fig. 3 is similar to that of the motor 100 as shown in Fig. 1. The difference between them generally lines in that the bearing 3 is sleeve bearing arranged on the end  shield 2. Likewise, the heat insulation layer 5 may be used to reduce the temperature of the end shield and thus the temperature of the sleeve bearing. Since the temperature of the sleeve bearing is reduced, the sleeve bearing may use self-lubrication to reduce the internal friction, without need of a lubricating component for supplying lubricant.

According to various embodiments of the present disclosure, the heat insulation layer 5 is arranged on the first side 201 of the end shield 2 around the bearing 3 so as to prevent the hot air 10 in the internal space 9 of the motor 100 from reaching the end shield 2. In this way, the temperature of the end shield 2 may be lowered. Since the bearing 3 is arranged on the end shield 2, the lowered temperature of the end shield 2 would result in that less heat is transferred from the end shield 2 to the bearing 3. As such, the temperature of the bearing 3 may be lowered during the operation of the motor 100.

Although the principles of the present disclosure have been described as above by taking the motor 100 as an example, it is to be understood that the constructions as described above with reference to Figs. 1-3 may be implemented in various electrical devices including the bearing 3, such as a generator.

While several inventive embodiments have been described and illustrated herein, those of ordinary skill in the art will readily envision a variety of other means and/or structures for performing the function and/or obtaining the results and/or one or more of the advantages described herein, and each of such variations and/or modifications is deemed to be within the scope of the inventive embodiments described herein. More generally, those skilled in the art will readily appreciate that all parameters, dimensions, materials, and configurations described herein are meant to be exemplary and that the actual parameters, dimensions, materials, and/or configurations will depend upon the specific application or applications for which the inventive teachings is/are used. Those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific inventive embodiments described herein. It is, therefore, to be understood that the foregoing embodiments are presented by way of example only and that, within the scope of the appended claims and equivalents thereto, inventive embodiments may be practiced otherwise than as specifically described  and claimed. Inventive embodiments of the present disclosure are directed to each individual feature, system, article, material, kit, and/or method described herein. In addition, any combination of two or more such features, systems, articles, materials, kits, and/or methods, if such features, systems, articles, materials, kits, and/or methods are not mutually inconsistent, is included within the inventive scope of the present disclosure.

Claims (10)

1. An electrical device comprising:

   an end shield (2) comprising a first side (201) facing towards an internal space (9) of the electrical device and a second side (202) opposite to the first side (201) ;

   a bearing (3) arranged on the end shield (2) ;

   an output shaft (4) arranged in the bearing (3) and protruding out of the second side (202) of the end shield (2) ; and

   a heat insulation layer (5) arranged on the first side (201) of the end shield (2) around the bearing (3) .
2. The electrical device according to claim 1, wherein the heat insulation layer (5) is of a ring shape.
3. The electrical device according to claim 2, further comprising an inner cap (6) arranged on the first side (201) of the end shield (2) and covering the bearing (3) , wherein an inner edge (501) of the heat insulation layer (5) is at a distance from the inner cap (6) .
4. The electrical device according to claim 1, wherein the heat insulation layer (5) is made of epoxy.
5. The electrical device according to claim 1, further comprising a sound insulation layer (7) stacked on the heat insulation layer (5) .
6. The electrical device according to claim 5, wherein the sound insulation layer (7) is made of sound-absorbing cotton.
7. The electrical device according to claim 1, wherein the heat insulation layer (5) is mounted on the end shield (2) via screws.
8. The electrical device according to claim 1, wherein the bearing (3) is a rolling  bearing or sleeve bearing.
9. The electrical device according to claim 1, further comprising a lubricating component (8) configured to supply lubricant to the bearing (3) .
10. The electrical device according to claim 1, wherein the electrical device is a motor or a generator.

Images