KR20110030729A - 축 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전력을 생산하기 위한 발전기의 축이 베어링에 의해서 고정되어 빠르게 회전하는 경우 베어링과 축 사이의 마찰에 의해 발생한 열을 신속히 냉각시켜 축의 열변위를 방지함은 물론, 흔들림을 방지하기위한 것으로서, 전력 생산을 위한 통상의 발전기의 축에 있어서, 상기 축의 회전을 원활하게 하기 위한 베어링, 상기 베어링을 지면으로부터 지지하기 위한 베어링 받침대, 상기 축과 베어링 및 베어링 받침대 일부가 밀폐되도록 감싸져 있는 냉각 케이스, 냉각수가 공급될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 한쪽에 형성된 유입구, 냉각을 마친 냉각수가 배수될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 다른 쪽에 형성된 배출구, 상기 냉각 케이스에 공급되는 냉각수를 저장하는 수조 및 상기 수조와 유입구를 연결시켜 냉각수를 공급하는 연결관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자갈 삽에 관한 것이다.

샤프트, 축 냉각, 이중 베어링

Description

축 냉각 장치 {SHAFT COOLING DEVICE}

본 발명은 축 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축과 베어링 사이에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 것으로서 축과 베어링이 맞닿아 있는 부위에 냉각 케이스를 설치하고 여기에 냉각수가 흐르도록 하여 베어링과 축 사이에서 발생한 열을 손쉽게 냉각시키기 위한 축 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 축의 외경에는 내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어진 레이디얼 베어링이 설치되게 되며, 이 레이디얼 베어링은 축에서 발생되는 수직하중을 지지함은 물론이고, 고속회전을 용이하게 수행할 수 있도록 설치된 것으로, 통상적인 발전시설에서의 축은 고속으로 회전되게 되는데, 이때 레이디얼 베어링의 내륜과 외륜에서는 높은 온도의 열이 발생되며, 특히 내륜과 외륜에서 발생되는 열의 온도는 내륜이 외륜보다 상대적으로 높은 온도의 열을 발산하게 된다.

이에, 축의 고속 회전시 레이디얼 베어링에서 발생되는 열의 냉각 및 윤활 작용을 수행하기 위하여 오일 또는 그리스등을 베어링 내부에 충진 하였으나, 레이디얼 베어링의 내륜에서 발생되는 열을 충분히 냉각시키지 못하여 레이디얼 베어링의 내륜을 통해 축의 내부로 높은 온도의 열이 전도된다. 그러므로 축이 열전도로 인해 열변위가 생기게 되고 축의 떨림 현상으로 인하여 마찰도 증가하고 회전력이 떨어져 발전효율이 감소되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 축과 베어링 사이에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 것으로서 축과 베어링이 맞닿아 있는 부위에 냉각 케이스를 설치하고 여기에 냉각수가 흐르도록 하여 베어링과 축 사이에서 발생한 열을 손쉽게 냉각시킬 수 있도록 하는 축 냉각 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 전력 생산을 위한 통상의 발전기의 축에 있어서, 상기 축의 회전을 원활하게 하기 위한 베어링, 상기 베어링을 지면으로부터 지지하기 위한 베어링 받침대, 상기 축과 베어링 및 베어링 받침대 일부가 밀폐되도록 감싸져 있는 냉각 케이스, 냉각수가 공급될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 한쪽에 형성된 유입구, 냉각을 마친 냉각수가 배수될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 다른 쪽에 형성된 배출구, 상기 냉각 케이스에 공급되는 냉각수를 저장하는 수조 및 상기 수조와 유입구를 연결시켜 냉각수를 공급하는 연결관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 베어링은 통상의 레이디얼 베어링과 달리 볼의 배열이 2중으로 되어 있음을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 축 냉각 장치는 축과 베어링이 맞닿아 베어링의 열이 전도되는 부분에 냉각 케이스를 설치하여 베어링의 내륜에서 발생하는 고온의 열이 축에 전도될 경우 이를 신속히 냉각시켜 축의 고속회전에서도 열변위를 방지함은 물론, 흔들림을 방지하여 더욱 효율적인 발전을 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명에 의한 축 냉각 장치는, 전력 생산을 위한 통상의 발전기의 축에 있어서, 상기 축의 회전을 원활하게 하기 위한 베어링, 상기 베어링을 지면으로부터 지지하기 위한 베어링 받침대, 상기 축과 베어링 및 베어링 받침대 일부가 밀폐되도록 감싸져 있는 냉각 케이스, 냉각수가 공급될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 한쪽에 형성된 유입구, 냉각을 마친 냉각수가 배수될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 다른 쪽에 형성된 배출구, 상기 냉각 케이스에 공급되는 냉각수를 저장하는 수조 및 상기 수조와 유입구를 연결시켜 냉각수를 공급하는 연결관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 베어링은 통상의 레이디얼 베어링과 달리 볼의 배열이 2중으로 되어 있음을 특징으로 한다.

이하, 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 축 냉각 장치의 개략적인 사시도를 나타낸 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이 전력생산을 위한 통상의 발전장치에 들어가는 축(10)에 있어서 상기 축(10)의 하중을 지지해주면서 원활한 회전을 할 수 있도록 도와주는 것이 베어링(20)이다. 이때 축(10)이 고속으로 회전하게 되면 베어링(20)과 의 사이에서 마찰에 의한 열이 발생하게 되고 이러한 열에 의해서 축(10)에 열변형이 생기게 되고 발전 효율이 떨어지게 된다.

따라서 이러한 축(10)의 열변형을 막기 위해서 도 1에서 보는 바와 같이 축(10)과 베어링(20)이 접하는 곳의 외부에 냉각 케이스(30)를 설치하고 상기 냉각 케이스(30)에 형성된 유입구(40)와 배출구(50)를 통해 축(10)의 열을 식히기 위한 냉각수(80)를 냉각 케이스(30)내부로 관통시키도록 한다.

상기 베어링(20)은 축(10)의 회전을 원활히 하도록 하며 축(10)자체의 하중을 지지해 주는 역할을 하는데 통상적으로는 내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지는 레이디얼 베어링이 설치되게 된다.

그러나 본 발명에서는 상기 베어링(20)에 들어가는 다수의 볼의 배열을 2중으로 하여 축(10)의 회전이 더 원활해지도록 할 수 있다는 특징이 있다. 즉, 통상의 베어링과 달리 내륜과 외륜 사이에 다시 베어링이 들어가는 구조와 같이 베어링을 2중으로 하여 이용하게 되는 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이 냉각수(80)는 수조(70)에서 연결관(90)을 통해 다수의 유입구(40)로 각각 도달하고 냉각 케이스(30) 내부로 들어가 축(10) 및 베어링(20)을 냉각 시킨 후 배출구(50)를 통해 나오게 되어 있다.

상기 냉각 케이스(30)는 축(10)과 베어링(20) 및 베어링 받침대(60)의 일부를 감싸도록 되어 있으며 이를 밀폐시켜서 냉각수(80)가 다른 곳으로 흘러 나가지 않도록 하며, 냉각 케이스 내부에서만 순환하도록 하여 축(10)에서 발생한 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 하는 역할을 하게 되는 것이다.

상기 냉각수(80)는 우리가 일상에서 이용할 수 있는 수돗물을 사용해도 상관이 없으며 냉각수(80)의 온도를 더 낮추어 냉각 효율을 높이기 위해서 상기 수조(70)의 내부에 얼음을 넣어 둘 수도 있다.

상기 냉각 케이스(30)는 축(10)에 설치되는 베어링(20)의 개수에 따라 달라질 수 있으므로 베어링(20)이나 냉각 케이스(30)의 설치 개수에 특별한 제한을 두는 것은 아니다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 의한 축 냉각 장치의 개략적인 사시도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 축

20 : 베어링

30 : 냉각 케이스

40 : 유입구

50 : 배출구

60 : 베어링 받침대

70 : 수조

80 : 냉각수

90 : 연결관

Claims (2)

1. 전력 생산을 위한 통상의 발전기의 축에 있어서;

   상기 축의 회전을 원활하게 하기 위한 베어링;

   상기 베어링을 지면으로부터 지지하기 위한 베어링 받침대;

   상기 축과 베어링 및 베어링 받침대 일부가 밀폐되도록 감싸져 있는 냉각 케이스;

   냉각수가 공급될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 한쪽에 형성된 유입구;

   냉각을 마친 냉각수가 배수될 수 있도록 상기 냉각 케이스의 다른 쪽에 형성된 배출구;

   상기 냉각 케이스에 공급되는 냉각수를 저장하는 수조 및

   상기 수조와 유입구를 연결시켜 냉각수를 공급하는 연결관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 축 냉각 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베어링은 통상의 레이디얼 베어링과 달리 볼의 배열이 2중으로 되어 있음을 특징으로 하는 축 냉각 장치.

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