CN110770459B - 推力轴承冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种提高推力轴承的冷却效率的推力轴承冷却装置。根据本发明的一实施例的推力轴承冷却装置，包括：流体储存槽，内部设置推力轴承并储存流体；以及至少一个散热片，设置于所述流体储存槽的内部。

Description

推力轴承冷却装置

技术领域

本发明涉及一种推力轴承冷却装置，尤其涉及通过循环起到润滑兼冷却作用的流体进行第一次冷却推力轴承，通过热交换流体与空气进行第二次冷却的推力轴承冷却装置。

背景技术

向泵等负荷装置提供旋转力的垂直型电动机应支承产生于负荷装置的高推力(Thrust)荷载。

为了支承推力荷载的同时消减电动机旋转轴的摩擦，在电动机的旋转轴上适用推力轴承。

此推力轴承因其承受高推力荷载，产生摩擦损失，由摩擦损失而损失的能量转换为热能，从而作为提升推力轴承的温度的热源起作用。

另外，推力轴承的温度一旦升高，就会发生配件劣化受损的问题，由此，会发生轴承自身的最大允许支承荷载削减的问题。

因此，作为润滑兼冷却推力轴承的技术，有一种将推力轴承浸渍在储存于油槽的油里的结构的冷却装置。

韩国公开专利公告第10-2012-0003205号中公开了一种设置油槽的推力轴承冷却装置。

具有此油槽的推力轴承冷却装置利用推力轴承旋转时发生的吸力使执行润滑兼冷却功能的润滑油在油槽内部循环，由此冷却推力轴承，使油槽与外部空气进行热交换，从而冷却润滑油。

但是，基于现有技术的推力轴承冷却装置的油槽由简单的盒子形状构成，因此润滑油与油槽之间的热交换率低，油槽与外部空气之间的热交换率低，因此具有推力轴承的冷却效率不高的缺点。

(专利文献)KR 10-2012-0003205 A(2012.01.10)

发明内容

技术课题

本发明的目的在于至少解决一部分上述现有技术存在的问题，一方面，提供一种提高推力轴承的冷却效率的推力轴承冷却装置。

课题解决手段

为了至少达到上述目的的一部分，一方面，本发明提供一种推力轴承冷却装置，包括：流体储存槽，所述流体储存槽内部设置推力轴承且储存流体，外表面暴露在外部空气；以及，至少一个散热片，所述至少一个散热片设置于所述流体储存槽的内部。

另外，本发明从另一方面提供一种推力轴承冷却装置，包括：流体储存槽，所述流体储存槽内部设置推力轴承且储存流体，外表面暴露在外部空气；以及，至少一个下散热鳍片，所述至少一个下散热鳍片设置于所述流体储存槽底部的底面。

另外，另一方面，本发明提供一种推力轴承冷却装置，包括：流体储存槽，所述流体储存槽内部设置推力轴承且储存流体，外表面暴露在外部空气；至少一个散热片，所述至少一个散热片设置于所述流体储存槽的底部内侧面；以及，至少一个下散热片鳍片，所述至少一个下散热片设置于所述流体储存槽底部的底面。

发明效果

根据具有此结构的本发明的一实施例，推力轴承的冷却效果会提高，从而能够获得增加推力轴承的寿命及最大允许支承荷载的效果。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的推力轴承冷却装置的剖面立体图。

图2是分别分解包含在图1所示出的推力轴承冷却装置的散热片、流体导向件、下散热鳍片及侧散热鳍片的分解立体图。

图3是图1示出的推力轴承冷却装置的冷却功能未激活状态下的侧剖面图。

图4是图1中示出的推力轴承冷却装置的冷却功能激活状态的侧剖面图。

附图标记说明

10：垂直型电动机的旋转轴；20：推力轴承；22：轴承滚子；100：推力轴承冷却装置；110：流体储存槽；112：侧壁；114：顶棚部；116：底部；118：套管；120：轴承座；122：流体流动孔；130：轴承转轮；140：冷却风扇；142：风扇导向件；150：侧散热鳍片；160：散热片；170：流体导向件；180：下散热鳍片；182：突出部。

具体实施方式

在本说明书中所使用的专业术语仅用于说明特定实施例，无意限定本发明。另外，除非在本说明书上下文中很明确地另有所指，本说明书中的单数表述包括复数表述。

以下参考附图说明本发明的各种实施例。

首先，参照图1及图2说明根据本发明的一实施例的推力轴承冷却装置100的具体构成。

如图1及图2所示，根据本发明的一实施例的推力轴承冷却装置100包括：流体储存槽110、轴承座120、轴承转轮130、冷却风扇140、风扇导向件142、侧散热鳍片150、散热片160、流体导向件170及下散热鳍片180。

作为参考，图1及图2中公开了推力轴承20设置于垂直型电动机的旋转轴10的上部的结构，但并不限于此，推力轴承20也可以设置于垂直型电动机的旋转轴10的下部。

所述流体储存槽110是在其内部储存流体的盒子形状的构件，其外表面可以暴露于外部空气。

此流体储存槽110的内部中央可以设置成推力轴承20浸渍在储存于流体储存槽110的流体中。另外，结合于推力轴承20的垂直型电动机的旋转轴10可以以贯通流体储存槽110的形状设置。

其中，所述流体可以是推力轴承20的润滑油。另外，因旋转轴10的旋转推力轴承20的轴承滚子22也会旋转，受此时产生的轴承滚子22的吸力，此流体被吸引到推力轴承20的内轮侧，且向外轮侧排出，从而可以在流体储存槽110的内部流经推力轴承20循环。

一方面，在一实施例中，流体储存槽110可以包括：圆柱形侧壁112、密闭侧壁112的上端的顶棚部114、密闭侧壁112的下端的底部116以及以在底部116包裹旋转轴10的方式向上延长的套管118。

所述轴承座120设置于流体储存槽110的内部，且可以将推力轴承20固定在流体储存槽110的底部116。

在一实施例中，轴承座120可以以圆柱形在其上部结合推力轴承20的方式构成。其中，轴承座120的内侧面和流体储存槽110的套管118之间可以形成空间。

另外，轴承座120可以设置从外侧面至内侧面沿着轴承座120的半径方向贯通形成的流体流动孔122。其中，流体流动孔122可以沿着圆周方向有间隔地形成多个。

在一实施例中，流体流动孔122以流体流动通畅的方式水平于地面形成，但并不限于此。

所述轴承转轮130设置于流体储存槽110的内部，且可以支承推力轴承20的旋转轮使其能够在流体储存槽110的顶棚部114旋转。此轴承转轮130可以作为媒介实现推力轴承20的旋转轮与垂直型电动机的旋转轴10之间的结合。

所述冷却风扇140可以设置在流体储存槽110的上方，且连接在垂直型电动机的旋转轴10上。此冷却风扇140通过旋转轴10的旋转而旋转，且可以产生摩擦流体储存槽110的外表面的空气流动。

所述风扇导向件142可以围绕流体储存槽110及后面要叙述的侧散热鳍片150，且通过冷却风扇140的吸力将流动的空气导向至冷却风扇140。在一实施例中，风扇导向件142以覆盖流体储存槽110的盖子形状构成，且其下端可以向下方延长，以使空气集中到所述流体储存槽110的外表面及侧散热鳍片150上。

所述侧散热鳍片150设置于流体储存槽110的侧壁112的外表面，可以与外部空气进行热交换。

在一实施例中，侧散热鳍片150可以沿着通过冷却风扇140流动的空气的流动方向以垂直方向形成。另外，侧散热鳍片150沿着流体储存槽110的周长有间隔地设置多个。

所述散热片160设置于流体储存槽110的内部，与储存于流体储存槽110的流体进行热交换，并向流体储存槽110传递热。此散热片160可以增加流体与流体储存槽110之间的热交换面积。

在一实施例中，散热片160结合于流体储存槽110的底部116，且沿着推力轴承20的圆周方向有间隔地设置多个。

另外，多个散热片160可以沿着在流体储存槽110的内部循环的流体的流动方向，以推力轴承20为准，以放射状设置。

另外，在一实施例中，多个散热片160可以设置其内侧末端朝向形成于轴承座120的流体流动孔122。由此，流体与散热片160进行热交换的同时可以通过散热片160导向至流体流动孔122，可以使流体的循环更加通畅。

一方面，在此结构中，散热片160的内侧末端延长至接近轴承座120的位置时，流体流入到轴承座120的流体流动孔122的流路由多个散热片160分割成多个区间，因此流入到流体流动孔122的流体的流动反而会不通畅。

因此，为了使轴承座120的外侧面附近的流体的流动通畅，散热片160的内侧末端可以与轴承座120隔开。

另外，在一实施例中，为了增加热交换面积，散热片160外侧末端可以延长至接近流体储存槽110的侧壁112的位置。但是，为了不把流体的流路分割成多个区间，散热片160的外侧末端可以与流体储存槽110的侧壁112隔开。

所述流体导向件170作为覆盖多个散热片160的上部的板状构件，将从推力轴承20排出的流体导向至散热片160的外侧，最大化散热片160与流体之间的热交换时间及热交换面积，从而增加散热片160与流体之间的热交换效率。

为此，在一实施例中，流体导向件170可以向散热片160的外侧末端延长，以使从推力轴承20排出的流体流动至散热片160的外侧末端。

在一实施例中，此流体导向件170可以以从轴承座120的外侧面向半径方向延长的圈状构成，但并不限于此。

此流体导向件170，为了防止其下垂，可以结合于多个散热片160中的一部分散热片160的上端，但并不限于此，也可以结合于轴承座120的外侧面。

另外，在一实施例中，流体导向件170可以使推力轴承20排出的流体流动至流体储存槽110的内壁，从而增加流体储存槽110的内壁与流体之间的热交换效率。此时，流体储存槽110的内壁可以向侧散热鳍片150传递热，得以冷却。

为此，作为一例，流体导向件170的外径可以延长至流体储存槽110内径的50％至95％的位置，但并不限于此。

另外，在一实施例中，流体导向件170使沿半径方向流动的流体流动通畅，同时为了增加流向散热片160的外侧末端的流体的流量，可以以水平于地面的方式构成。

与此不同，流体导向件170越往外侧越向上倾斜时，流体无法越过流体导向件170，会停留在流体导向件170的内侧，流体循环会不通畅。

另外，流体导向件170越往外侧越向下倾斜时，流向散热片160的内侧上端和流体导向件170之间的空间的流量会增加，从而流体与散热片160之间的热交换效率反而会消减。

另外，在一实施例中，为了最大化流体与散热片160之间的热交换效率，优选地，流体导向件170不应与散热片160隔开过远。

为此，作为一例，流体导向件170可以设置在流体流动孔122的上端和轴承座120高度的50％的位置之间，但并不限于此，根据散热片160的高度可以以不同的大小构成。

所述下散热鳍片180设置于流体储存槽110的底部116的底面，可以与外部空气进行热交换。此下散热鳍片180可以接收流体储存槽110底部116的热后，向外部释放热。

在此结构下，传递到散热片160的流体的热可以通过流体储存槽110的底部116传递到下散热鳍片180，下散热鳍片180可以与外部空气进行热交换将所传递的热释放到外部。

在一实施例中，下散热鳍片180可以由多个下散热鳍片180有间隔地、以流体储存槽110的中央为基准放射性地设置。

作为一例，下散热鳍片180可以以与散热片160在个数和位置上一一对应的方式构成，但并不限于此。

另外，在一实施例中，下散热鳍片180可以设置有在其外侧末端流体储存槽110的底部116上沿半径方向突出且设置于侧散热鳍片150下方的突出部182。

其中，所述风扇导向件142的下端可以设置于下散热鳍片180的上端。具有此结构的风扇导向件142通过冷却风扇140流通将与下散热鳍片180进行热交换的空气导向至侧散热鳍片150。与此不同，风扇导向件142的下端离下散热鳍片180的上端间隔过远时，由于不经过下散热鳍片180直接流动至侧散热鳍片150的空气的流量增加，下散热鳍片180的热交换效率会低下。

一方面，下散热鳍片180的高度过高时，由于多个下散热鳍片180之间的间隔不容易引入操作工具，因此将下散热鳍片180粘合在流体储存槽110底部116的底面的操作性会降低。

因此，优选地，为了组装操作性，下散热鳍片180应以低高度构成。但是，下散热鳍片180的高度低时，存在热交换面积变窄的缺点。

因此，在一实施例中，为了满足组装的操作性和增加热交换面积的需求，如图1及图2所示，下散热鳍片180以从流体储存槽110的底部116结合的部分越接近突出部182其面积越宽的形式构成。其中，流动至侧散热鳍片150的空气可以在下散热鳍片180的突出部182最活跃地进行热交换。

一方面，图3示出的是根据本发明的一实施例的推力轴承冷却装置100的冷却功能非激活的状态，图4示出的是根据本发明的一实施例的推力轴承冷却装置100的冷却功能激活的状态。

其中，推力轴承20的冷却功能与垂直型电动机的旋转轴10的旋转相联动，从而被激活。

如图3所示，在流体储存槽110里，流体以推力轴承20的流体排出部位的高度的液位储存。

而且，如图4所示，结合于推力轴承20的旋转轴10旋转时，储存于流体储存槽110的流体流经推力轴承20循环，外部空气可以通过冷却风扇140从流体储存槽110的下端沿侧面流动。

此时，在流体储存槽110的内部循环的流体可以冷却推力轴承20，且向流体储存槽110及散热片160传递热。

而且，传递到散热片160的热可以通过流体储存槽110的底部116传递至下散热鳍片180，下散热鳍片180通过与空气进行热交换向外部释放热。

此时，下散热鳍片180，是处于未与其他配件进行热交换状态的外部空气首次进行热交换的部分，可以与相对最低温度的外部空气进行热交换。因此，本发明通过向下散热鳍片180和下散热鳍片180传递热的散热片160，从而具有使流体的冷却性能显著提高的优点。

虽然本发明对特定的实施例进行了图示和说明，但需要明确的是，具有本领域一般知识的人在不超过以下发明的权利要求中所记载的本发明的思想及领域的范围内，可以对本发明进行各种修改及变型。

Claims (15)

1.一种推力轴承冷却装置，包括：

流体储存槽，内部设置推力轴承且储存流体，外表面暴露于外部空气；

至少一个散热片，在所述流体储存槽内部结合于所述流体储存槽的底部；以及

至少一个下散热鳍片，设置于所述流体储存槽外部的底部的底面；

其中，所述下散热鳍片设置有突出部，所述突出部在所述流体储存槽的底部沿半径方向突出；

所述下散热鳍片，从流体储存槽的底部结合的部分越接近所述突出部其面积越宽。

2.根据权利要求1所述的推力轴承冷却装置，其中，沿着所述推力轴承的圆周方向，多个散热片有间隔地设置。

3.根据权利要求2所述的推力轴承冷却装置，其中，所述多个散热片以所述推力轴承为基准，以放射状设置。

4.根据权利要求2所述的推力轴承冷却装置，其中，该装置还包括：

轴承座，设置于所述流体储存槽的内部，且将推力轴承固定于所述流体储存槽的底部，

所述轴承座设置有从外侧面至内侧面沿半径方向贯通形成的流体流动孔，

所述流体流动孔沿着所述轴承座的圆周方向有间隔地形成多个，

所述多个散热片以其末端朝向所述流体流动孔的方式设置。

5.根据权利要求4所述的推力轴承冷却装置，其中，所述散热片的末端与所述轴承座隔开。

6.根据权利要求3所述的推力轴承冷却装置，其中，该装置还包括：

流体导向件，其以板状覆盖所述多个散热片的上部。

7.根据权利要求6所述的推力轴承冷却装置，其中，所述流体导向件向所述散热片的外侧末端延长，以使从推力轴承排出的流体流动至散热片的外侧末端。

8.根据权利要求6所述的推力轴承冷却装置，其中，所述流体导向件的外径延长至流体储存槽内径的50％至95％的位置，以使从所述推力轴承排出的流体流动至流体储存槽的内壁。

9.根据权利要求6所述的推力轴承冷却装置，其中，所述流体导向件水平于地面。

10.根据权利要求9所述的推力轴承冷却装置，其中，该装置还包括：

轴承座，设置于所述流体储存槽的内部，且将推力轴承固定于所述流体储存槽的底部，

所述轴承座设置有从外侧面至内侧面沿半径方向贯通形成的流体流动孔，

所述流体导向件设置于所述流体流动孔上端与所述轴承座高度的50％的位置之间。

11.根据权利要求1所述的推力轴承冷却装置，其中，所述下散热鳍片由多个下散热鳍片有间距地以所述流体储存槽的中央为基准，以放射状设置。

12.根据权利要求11所述的推力轴承冷却装置，其中，该装置还包括：

多个侧散热鳍片，设置于所述流体储存槽的侧壁的外表面。

13.根据权利要求12所述的推力轴承冷却装置，其中，所述突出部设置于所述侧散热鳍片的下方。

14.一种推力轴承冷却装置，包括：

流体储存槽，内部设置推力轴承且储存流体，外表面暴露于外部空气；

至少一个下散热鳍片，设置于所述流体储存槽底部的底面；以及

多个侧散热鳍片，设置于所述流体储存槽的侧壁的外表面；

其中，所述下散热鳍片设置有突出部，所述突出部在所述流体储存槽的底部沿半径方向突出，并设置于所述侧散热鳍片的下方；

所述下散热鳍片，从流体储存槽的底部结合的部分越接近所述突出部其面积越宽。

15.一种推力轴承冷却装置，包括：

流体储存槽，内部设置推力轴承且储存流体，外表面暴露于外部空气；

至少一个下散热鳍片，设置于所述流体储存槽底部的底面；

多个侧散热鳍片，设置于所述流体储存槽的侧壁的外表面；

冷却风扇，设置于所述流体储存槽的上方且连接在旋转轴上，所述旋转轴结合于所述推力轴承；以及

风扇导向件，围绕所述流体储存槽及所述侧散热鳍片，且由所述冷却风扇的吸力将流动的空气导向至所述冷却风扇，

其中，所述下散热鳍片设置有突出部，所述突出部在所述流体储存槽的底部沿半径方向突出，并设置于所述侧散热鳍片的下方；

所述风扇导向件的下端设置在所述下散热鳍片的上端。

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