KR100427475B1 - 펌프용베어링장치 - Google Patents

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게이따 우와이
요시아끼 미야자끼
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가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 실리콘 탄화물(SiC) 등의 세라믹으로 만들어진 단단하고 깨지기 쉬운 부재를 포함하는 베어링부재를 구비하는 펌프용 베어링장치에 관한 것이다. 본 베어링장치는, 베어링수용부, 이 베어링수용부에 수용되어 축을 지지하는 세라믹 베어링부재, 이 세라믹 베어링부재 주위에 배치되어 세라믹 베어링부재의 손상을 예방하는 탄성부재, 및 세라믹 베어링부재가 파손되는 경우에 세라믹 베어링부재의 파편이 분산되는 것을 예방하는 스러스트칼라를 포함한다.

Description

펌프용 베어링장치
본 발명은 펌프용 베어링장치, 특히 통상 실리콘 탄화물(SiC) 등의 세라믹으로 만들어지는 단단하고 깨지기쉬운 재료를 포함하는 베어링장치, 및 이러한 베어링장치를 구비하는 펌프에 관한 것이다.
예를 들어, 일본국 특허공개 제 6-14491호에 기재되어 있는 바와 같이, SiC 등의 세라믹으로 만들어진 단단하고 깨지기쉬운 재료를 포함하는 베어링부재를 구비하는 베어링장치를 사용하는 펌프들이 알려져 있다. 일본국 특허공개 제 6-14491호에 기재된 베어링장치는 다음의 문제점이 있다.
(1) 이러한 베어링장치는, 펌프된 유체가 베어링장치의 베어링부재를 윤활하는 자기-윤활식이다. 따라서, 흡입작동시 풋밸브에 문제가 발생하는 경우와 같이, 물이 부족한 상태에서 펌프가 작동되는 경우, 윤활성이 나빠지므로 베어링부재가 자주 손상되거나 파손된다. 또한, 세라믹으로 만들어진 베어링부재의 윤활작동에 관한 구조적인 고찰이 충분히 행해지지 않았으며, 따라서 원심분리에 의해 베어링 부재의 슬라이딩부에 공기가 쉽게 쌓이게 되어 베어링부재의 파손을 발생한다.
(2) 베어링장치를 포함하는 펌프가 고온의 액체를 펌프하는데 사용되는 경우, SiC와 같은 세라믹의 선형 열팽창계수는 마르텐사이트(martensite) 스테인레스강으로 만들어진 주축의 선형 열팽창계수보다 작으므로, 주축의 단부에 마련되어 임펠러, 베어링부재 등을 주축에 고정하는 너트의 체결력이 저하되어, 너트가 느슨하게 된다. 그 결과, 베어링부재는 느슨하게 되어 정상적으로 작동하지 않으며, 베어링부재의 파손을 야기한다. 이러한 구조에서는, 상기 너트가 느슨해지는 것을 방지하기 위해 스프링와셔가 구비되기는 하지만, 이러한 방법은 상기 문제점을 충분히 해결할 수 없다.
(3) 베어링장치의 베어링부재가 파손되는 경우, SiC 등의 세라믹파편들이 펌프에 분산되어 캔드모터의 캔이나 다른 구성부분들을 손상시키며, 그 결과 베어링부재 뿐만 아니라 다른 부분들도 새 것으로 교체해야 한다. 또한, 세라믹파편들은 때때로 식수 등의 펌프된 액체에 혼합된다.
(4) 베어링부재가 파손되는 경우, 너트 및 스프링와셔를 사용하는 종래의 방법에 따르면, 너트의 체결력은 제로가 되며, 임펠러는 주축으로부터 떨어지고 세라믹파편들은 더욱 넓게 분산된다.
(5) 이러한 구조에서는, 탄성재료로 만들어진 핀에 의해 스러스트 베어링부재가 고정되더라도, 지지부재에 대하여 스러스트 베어링부재가 회전하지 않도록 방지하는 기능은 충분하지 않다. 즉, 베어링부재가 펌프된 액체에 의해 정상적으로 윤활되는 경우에는 문제가 없으나, 슬라이딩부재들 간의 열악한 윤활 또는 고착으로 인하여 슬라이딩 토크가 증가하는 경우, 핀은 절단력으로 인해 절단되어, 회전을 방해하는 오동작을 일으킨다. 그 결과, 스러스트 베어링부재는 느슨하게 되어 손상되거나 파손된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 쉽게 파손되지 않으며 파손되더라도 파편의 분산과 같은 이차적인 문제를 제거할 수 있는 펌프용 베어링장치를 제공하는 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 목적은 다음과 같다:
(1) 본 장치의 베어링부재는 슬라이딩면의 우수한 윤활성을 유지함으로써 파손되는 것을 방지하고, 파손되더라도, 이러한 베어링장치를 구비하는 펌프가 손상되는 것을 방지한다.
(2) SiC와 같은 세라믹이 펌프에 의해 다루어지는 액체에 혼합되는 것이 방지된다.
(3) 베어링부재를 대체하는 것만으로 수선이 완료되며, 다른 구성부분들은 수선될 필요가 없다.
(4) 탄성재료로 만들어진 회전방지부재를 사용함으로써, 세락믹으로 만들어진 베어링부재는 지지부재에 대해 회전하지 않게 된다.
본 발명의 다른 목적은 이상의 베어링장치를 포함하는 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 축을 갖는 회전체를 지지하는 베어링조립체를 구비하는 펌프용 베어링장치에 있어서: 베어링수용부; 상기 베어링수용부에 수용되어 상기 축을 지지하는 고정 베어링부재; 및 상기 고정 베어링부재가 손상되는 것을 방지하는 제 1수단과, 상기 고정 베어링부재가 손상되는 경우에 상기 고정 베어링부재의 파편이 분산되는 것을 방지하는 제 2수단중 하나이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, SiC 등의 세라믹으로 만들어지는 베어링부재는 베어링수용부 및 스러스트칼라에 의해 둘러싸이므로, 베어링부재가 파손되더라도, 세라믹파편은 쉽게 분산되지 않는다. 또한, 베어링수용부내에 스러스트칼라를 삽입함으로써, 파편분산의 방지가 더욱 향상된다.
본 발명에 따르면, 베어링부재는 스프링와셔와 같은 치수흡수부재(dimension absorption member) 및 이중 너트를 사용하여 주축에 고정되므로, 펌프가 고온의 액체를 다루더라도, 베어링부재는 주축에 안정되게 고정된다. 베어링부재가 파손되더라도, 이중 너트는 쉽게 느슨하게 되지 않으며, 이로써 베어링부재가 축방향으로움직이거나 주위로 분산되는 것이 방지된다.
본 발명에 따르면, 스러스트칼라는 주축에 고정되고 고정 레이디얼 베어링부재와 슬라이딩가능하게 접촉하며, 스러스트칼라는 고정 및 회전 레이디얼 베어링부재의 슬라이딩면에 펌프의 액체를 유입하는 관통구멍을 구비한다. 따라서, 슬라이딩면들은 충분히 윤활가능하게 된다. 특히, 펌프가 수직으로 설치되어 주축의 축선이 수직으로 연장되더라도, 주축 주위에 공기가 쌓이지 않으며, 이로써 베어링부재는 쉽게 파손되지 않는다.
본 발명의 이상의 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시적으로 도시한 첨부도면을 참조로 한 다음의 설명에 의해 더욱 명확해질 것이다.
다음에, 제 1도 내지 제 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
제 1도는 베어링장치를 포함하는 전주류 직렬형 펌프의 단면도이다. 제 1도에 도시된 바와 같이, 전주류형 펌프는 펌프케이싱(1), 펌프케이싱(1)에 수용되는 캔드모터(6), 캔드모터(6)의 주축(7)에 고정되는 임펠러(8, 9)를 포함한다. 펌프 케이싱(1)은 외측실린더(2)와, 외측실린더(2)의 각 단부에 플랜지(51, 52)에 의해 결합된 배출측 케이싱(4) 및 흡입측 케이싱(3)을 포함한다. 외측실린더(2), 흡입측 케이싱(3) 및 배출측 케이싱(4)은 스테인레스 스틸 등의 판금으로 만들어진다.
제 1단 임펠러(3) 및 제 2단 임펠러(9)는 제 1내측케이싱(10)에 수용된다. 제 1내측 케이싱(10)에는, 각각의 내측 단부에 선형링(55)을 구비하는 지지부재(46), 제 1단 임펠러(8)로부터 제 2단 임펠러(9) 쪽으로 배출되는 유체를안내하는 귀환블레이드(47), 및 제 2단 임펠러로부터 배출되는 유체를 반지름 방향으로부터 축 방향 쪽으로 안내하는 안내장치(48)가 구비된다. 제2내측 케이싱(11)은 제 1내측 케이싱(10)의 흡입측에 탄성 0링(49)을 개재하여 결합된다. 탄성 시일(12)은 제 2내측 케이싱(11) 및 흡입측 케이싱(3)의 흡입노즐(3a) 사이에 개재된다.
캔드모터(6)는 고정자(13), 고정자(13)상에 고정되는 외측 프레임케이싱(14), 외측 프레임케이싱(14)의 각 개방단부에 용접된 측면 프레임부재(15, 16), 및 고정자(13)에 고정되어 측면 프레임부재(15, 16)에 용접된 캔(17)을 포함한다.
회전자(18)는 주축(7)에 고정된다. 고리형 공간 또는 통로(40)는 외측 프레임케이싱(14) 및 외측실린더(2) 사이에 형성된다.
외측실린더(2)는, 케이블수용부(20)가 제공되는 구멍(2a)을 갖는다. 케이블 수용부(20)는 개방단부(20a) 및 바닥부(20b)를 구비하는 용기형상으로 형성된다. 케이블수용부(20)는 바닥부(20b)에 형성된 구멍(20c)에서 용접으로 외측 프레임케이싱(14)에 고정된다. 외측실린더(2) 및 케이싱수용부(20)는 서로 용접밀폐된다. 상부덮개(41)는 케이싱수용부(20)에 고정된다.
케이블수용부(20)는 캔드모터의 축 방향으로는 길고, 캔드모터의 원주 방향으로는 짧으며, 모터의 코일인출선을 관통시키는 구멍(20c)은 케이블수용부(20)의 중심에서 벗어난다. 따라서, 고리형 유로(40)의 면적이 많이 감소되지 않으며, 케이블수용부(20)에 의해 발생되는 유체손실이 방지된다.
본 실시예에서는, 제 2도에 도시된 바와 같이, 시트부재(14a)는 케이블수용부(20)에 대응하는 위치에서 외측 프레임케이싱(14)에 용접된다. 시트부재(14a)는, 케이블수용부(20)가 용접에 의해 부착되는(제 2도 참조) 편평한 상부면을 구비한다. 시트부재(14a)는 프레스형성에 의해 외측실린더(2)에 일체형성될 수도 있다. 캔드모터(6) 및 외측실린더(2)는 케이블수용부(20) 및 스테이(43)에 의해 서로 일체고정된다.
다음에, 제 3도를 참조하여, 회전자조립체를 스러스트 부하측에 지지하는 베어링유닛, 및 이러한 베어링유닛과 관련된 구성부들을 설명한다.
실리콘 탄화물(SiC)로 만들어진 고정 레이디얼 베어링부재(33)는 베어링수용부(32)에 장착된다. 회전가능한 레이디얼 베어링부재(34)는 주축(7)과 일체로 회전하도록 주축(7)에 고정되며 고정 레이디얼 베어링부재(33)에 의해 지지되며, 회전 레이디얼 베어링부재(34) 및 고정 레이디얼 베어링부재(33)는 레이디얼 베어링 조립체를 구성한다. 회전 레이디얼 베어링부재(34)는, 주축(7)의 단부에서 나선면 및 이중너트(36)에 의해 임펠러(8, 9), 슬리브(42) 및 와셔(61, 62)를 통해 주축(7)에 고정되는 스러스트칼라(35)에 대해 축방향으로 지지된다.
베어링수용부(32)는 측면프레임부재(15)에 형성된 소켓에 탄성 0링(37)을 개재하여 삽입된다. 베어링수용부(32)는 측면프레임부재(15)에 대해 지지된다.
베어링수용부(32)는 고정 레이디얼 베어링부재(33)의 단부를 덮는 단부(32a)를 구비한다. 스러스트칼라(35)는 주축(7)에 고정되며, 고정 레이디얼 베어링부재(33)를 수용하는 베어링수용부(32)의 내측에 위치된다.스러스트칼라(35)의 외경과 베어링수용부(32)의 내경 사이의 방사상 간격(δ), 및 고정 레이디얼 베어링부재(33)의 방사상 두께(T) 사이의 관계는 δ≤0.5T 로 설정된다. 즉, 방사상 간격(δ)은 고정 레이디얼 베어링부재(33)의 방사상 두께(T)의 절반 이하로 설정된다.
또한, 스러스트칼라(35)의 축상의 두께(t), 및 베어링수용부(32)의 개방단부면으로부터 스러스트칼라(35)의 내측 단부까지의 거리(L) 사이의 관계는 L≥0.5t 로 설정된다. 즉, 스러스트칼라(35)의 두께(t)의 절반 이상의 거리가 베어링수용부(32)내로 삽입된다.
스러스트칼라(35)는, 임펠러(9)로부터 배출되어 펌프된 액체를 고정 레이디얼 베어링부재(33) 및 회전 레이디얼 베어링부재(34)의 슬라이딩부내로 도입하는 축방향으로 연장된 관통구멍(35a)을 구비한다.
제 4도를 참조하여 스러스트-방지 부하측에 회전자조립체를 지지하는 베어링 유닛, 및 이러한 베어링유닛에 관련된 구성부들을 설명한다. 제 4도는, 펌프가 수직으로 설치되어 있는 구성부를 도시한다.
SiC로 만들어진 고정 레이디얼 베어링부재(22) 및 SiC로 만들어진 고정 스러스트 베어링부재(23)는 베어링수용부(21)에 장착된다. 고정 레이디얼 베어링부재(22)는 고정 스러스트 슬라이딩면으로 역할하는 단부면을 구비한다. 고정 스러스트 베어링부재(23)도 고정 스러스트 슬라이딩면으로 역할하는 단부면을 구비한다. 회전가능한 스러스트 슬라이딩면으로서 역할하는 회전 스러스트 베어링 부재(24) 및 스러스트칼라(25)는 고정 레이디얼 베어링부재(22) 및 고정 스러스트베어링부재(23)의 각 측면에 배치된다. 회전 스러스트 베어링부재(24)는, 주축(7)의 일 단부에서 나선면 및 이중너트(28)에 의해 더스트 슬링거(dust slinger; 27)를 통해 주축(7)에 고정되는 스러스트디스크(26)에 고정된다.
베어링수용부(21)는 측면 프레임부재(16)에 형성된 소켓에 탄성 0링(29)을 개재하여 삽입된다. 베어링수용부(21)는 탄성가스킷(30)을 통해 측면 프레임부재(16)에 대해 지지된다. SiC로 만들어진 회전 레이디얼 베어링부재(31)는 주축(7)과 일체로 회전하도록 주축(7)에 고정되며, 고정 레이디얼 베어링부재(22)에 의해 지지되며, 회전 레이디얼 베어링부재(31) 및 고정 레이디얼 베어링부재(22)는 레이디얼 베어링조립체를 구성한다. 스러스트칼라(25)의 외경 및 베어링수용부(21)의 내경 사이의 방사상 간격(δ), 및 고정 레이디얼 베어링부재(22)의 방사상 두께(T)는 δ≤0.5T 로 설정된다. 즉, 방사상 간격(δ)은 고정 레이디얼 베어링부재(22)의 방사상 두께(T)의 절반 이하로 설정된다.
또한, 스러스트칼라(25)의 두께(t), 및 베어링수용부(21)의 개방단부면으로부터 스러스트칼라(25)의 내측 단부까지의 거리(L) 사이의 관계는 L≥0.5t 로 설정된다. 즉, 스러스트칼라(25)의 두께(t)의 절반 이상의 거리가 베어링수용부(21)내에 삽입된다.
스러스트칼라(25)는, 펌프된 액체를 고정 레이디얼 베어링부재(22) 및 회전 레이디얼 베어링부재(31)의 슬라이딩부내로 도입하는 축방향으로 연장된 관통구멍(25a)을 구비한다.
제 5A도에 도시된 바와 같이, 고정 레이디얼 베어링부재(22)의 내주면에 두개의 나선형홈(22a)이 마련되어, 이 나선형홈(22a)의 펌프작동에 의해 고정 레이디얼 베어링부재(22) 및 회전 레이디얼 베어링부재(31)의 슬라이딩부내로 액체가 공급된다. 고정 레이디얼 베어링부재(22)의 외주면에는 오목부(22b)가 형성된다. 베어링수용부(21)는 고정 레이디얼 베어링부재(22)의 오목부(22b)에 대응하는 위치에 관통구멍(21a)을 구비한다. 제 5B도에 도시된 바와 같이, 관통구멍(21a) 및 오목부(22b)에 수지(65)가 분사되어 고형화되어, 이로써 고정 레이디얼 베어링부재(22)는, 베어링수용부(21)에 대하여 회전하지 않게 된다. 또한, 수지(65)는 고정 레이디얼 베어링부재(33) 및 베어링수용부(32) 사이에도 제공된다(제 3도참조). 제 4도에 도시된 바와 같이, 스러스트와셔(66)는 회전 레이디얼 베어링부재(31) 및 스러스트디스크(26) 사이에 삽입되어, 스러스트디스크(26)상에 형성된 키 홈(26a)이 회전 레이디얼 베어링부재(31)를 파손하거나 손상시키지 않게 해준다. 더스트 슬링거(27)는 스러스트디스크(26)의 외측에 배치되어 주축(7)에 고정된다. 스러스트디스크(26) 및 더스트슬링거(27)는, 펌프된 액체를 고정 스러스트 베어링부재(23) 및 회전 스러스트 베어링부재(24)의 슬라이딩부내로 도입하는 각각의 관통구멍(26b, 27a)을 구비한다.
고무 등의 탄성재료(67)는 베이킹(baking) 등에 의해 고정 스러스트 베어링부재(23) 및 회전 스러스트 베어링부재(24)의 각 외주면에 부착된다. 고정 스러스트 베어링부재(23) 및 회전 스러스트 베어링부재(24)의 외주면은 탄성재료(67)에 의해 둘러싸이므로, 고정 스러스트 베어링부재(23) 및 회전 스러스트 베어링부재(24)에 가해지는 충격력 등의 힘은 탄성재료(67)의 탄성에 의해 흡수되어 세라믹 스러스트 베어링부재(23, 24)를 보호할 수 있다. 따라서, 세라믹 스러스트 베어링부재(23, 24)는 쉽게 균열 또는 파손되지 않는다. 베어링수용부(21) 및 스러스트디스크(26)는 각각의 노치(21c, 26c)를 구비한다. 제 5C도에 도시된 바와같이, 탄성재료(67)는 노치(21c, 26c)(제 5C도에는 노치(21c)만 도시)와 맞물리는 돌출부(67a)를 구비하며, 이로써 스러스트 베어링부재(23, 24)는 베어링수용부(21) 또는 스러스트디스크(26)에 대해 회전하지 않게 된다. 고정스러스트 베어링부재(23)의 내표면에는 나선형 홈을 구비하여, 이 나선형 홈의 펌프작동에 의해 고정 스러스트 베어링부재(23) 및 회전 스러스트 베어링부재(24)의 슬라이딩 부내로 액체가 공급된다.
제 1도 및 제 2도에 도시된 전주류 직렬형 펌프는 다음과 같이 작동한다: 흡입측 케이싱(3)의 흡입포트로부터 유입된 유체는 임펠러(8)로 흐른다. 유체는 임펠러(8)에 의해 펌프된 후 귀환블레이드(47)를 통해 임펠러(9)로 흐른다. 그리고 나서 유체는 임펠러(9)에 의해 방사상 외측으로 배출되고, 안내장치(48)에 의해 안내되어 외측실린더(2) 및 외측프레임케이싱(14) 사이에 방사상으로 형성된 고리형 유로(40)를 통해 축방향으로 흐르게 된다. 유체는 그리고나서 고리형 유로(40)로부터 배출측 케이싱(5)내로 흐른다. 그 후, 유체는 배출포트로부터 배출된다.
본 실시예에서, SiC 등의 세라믹으로 만들어진 레이디얼 베어링부재(33, 34)는 베어링수용부(32) 및 스러스트칼라(35)에 의해 둘러싸이고, SiC 등의 세라믹으로 만들어진 레이디얼 베어링부재(22, 31)는 베어링수용부(21) 및 스러스트칼라(25)에 의해 둘러싸인다. 따라서, 레이디얼 베어링부재(22, 31, 33,34)가 파손되더라도, 세라믹파편들은 주위로 쉽게 분산되지 않는다. 또한, 베어링수용부(21, 32)내에 스러스트칼라(25, 35)를 각각 삽입하면, 세락믹파편의 분산이 더욱 예방된다.
본 실시예에서, 회전 레이디얼 베어링부재(34)는 스프링와셔(63) 및 이중너트(36)를 사용하여 주축(7)에 고정되므로, 펌프가 고온의 액체를 다루더라도, 회전 레이디얼 베어링부재(34)는 주축(7)에 안정되게 고정된다. 또한, 회전 레이디얼 베어링부재(34)가 파손되거나 균열되더라도, 이중너트(36)는 거의 느슨하게 되지 않으며, 이로써 회전 레이디얼 베어링부재(34)는 축방향으로 이동하지 않게 되고 그 파편들은 주위로 분산되지 않는다.
또한, 본 실시예에서는, 고정 레이디얼 베어링부재(22, 23)와 마주하는 각각의 스러스트칼라(25, 35)에 관통구멍(25a, 35a)이 각각 형성되어, 펌프된 액체를 레이디얼 베어링부재의 슬라이딩부에 공급한다. 이로써, 레이디얼 베어링부재들간의 슬라이딩면은 충분히 윤활된다. 주축(7)이 수직으로 연장되고 펌프가 수직으로 설치되는 경우, 공기는 펌프의 주축(7) 주위의 위치에 거의 누적되지 않으며, 열악한 윤활로 인해 베어링이 파손되는 것을 방지한다.
본 발명에 따르면, 고무와 같은 탄성재료(67)는 SiC 등의 세라믹으로 만들어진 각각의 스러스트 베어링부재(23, 24)에 베이킹 등으로 부착되어, 스러스트 베어링부재(23, 24)와 탄성재료(67)가 일체로 각각 구성될 수 있다. 스러스트 베어링 부재(23, 24)는 베어링수용부(21) 및 스러스트 디스크(26)에 각각 삽입되므로, 고무(67)와 베어링수용부(21)의 내표면 또는 스러스트 디스크(26)는 서로 넓게 확고히 접촉한다. 따라서, 세라믹 스러스트 베어링부재(23, 24)는 탄성재료(67)의 충격흡수작용에 의해 쉽게 부서지거나 파손되지 않으며, 또한 각각 베어링수용부(21) 및 스러스트디스크(26)에 대해 회전하지 않게 된다.
또한, 고무(67)의 돌출부(67a)는 오목부(21c)와 맞물려, 스러스트 베어링부재(23)가 베어링수용부(21)에 대해 회전하지 않게 하며, 돌출부(67a)는 오목부(26c)와 맞물려 스러스트디스크(26)와 함께 스러스트 베어링부재(24)가 회전하게 한다. 이러한 구조는, 스러스트 베어링부재(23, 24)가 지지부재에 대해 회전하는 것을 더욱 예방한다.
또한, 본 발명에 따르면, 와셔(66)가 스러스트디스크(26) 및 회전 레이디얼 베어링부재(31)에 삽입되어, 키 홈(26a)이 세라믹 레이디얼 베어링부재(31)에 직접 접촉하지 않게 하여, 세라믹 레이디얼 베어링부재가 균열 또는 파손되는 것을 예방한다.
이상의 설명으로 알 수 있듯이, 본 발명에 따라, 베어링장치는 쉽게 손상되거나 파손되지 않으며, 만일 파손되더라도 이차적인 문제를 제거할 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 다음의 이점을 제공한다:
(1) 슬라이딩면의 우수한 윤활성을 유지하여, 베어링장치장치가 파손되는 것을 예방하고, 파손되더라도, 이러한 베어링장치를 구비하는 펌프는 손상되지 않는다.
(2) SiC와 같은 세라믹이 펌프에 의해 다루어지는 액체에 혼합되는 것을 방지한다.
(3) 베어링장치를 대체하는 것만으로 수선이 완료되며, 다른 구성부분들은 수선될 필요가 없다.
(4) 탄성재료로 만들어진 회전방지부재를 사용함으로써, 세라믹으로 만들어진 베어링장치가 지지부재에 대해 회전하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 상세히 도시되어 설명되었으나, 첨부된 청구범위의 범주에서 벗어나지 않는 다양한 변형 및 수정도 가능하다.
제 1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링장치를 포함하는 전주류 직렬형 펌프의 단면도,
제 2도는 제 1도의 Ⅱ-Ⅱ 선의 단면도,
제 3도는 스러스트 부하측의 베어링장치 및 이 베어링장치 주위의 다른 구성부들의 확대단면도,
제 4도는 스러스트-방지 부하측의 베어링장치 및 이 베어링장치 주위의 다른 구성부들의 확대단면도,
제 5A도는 고정 레이디얼 베어링부재의 단면도,
제 5B도는 제 4도의 V(B)-V(B)선의 단면도,
제 5C도는 제 4도의 V(C)-V(C)선의 단면도이다.

Claims (11)

  1. 축(7)을 갖는 회전체를 지지하는 베어링조립체를 구비하는 펌프용 베어링장치에 있어서:
    베어링수용부(32,21);
    깨지기 쉬운 재료로 형성되고, 상기 베어링수용부에 수용되어 상기 축(7)을 지지하는 고정 레이디얼 베어링부재(33,22)를 포함하고;
    상기 고정 베어링부재는 상기 베어링수용부의 내경에 실질적으로 일치하는 외경을 가지며;
    스러스트칼라(35,25)가 상기 축에 고정되어 스러스트력을 수용하고, 상기 스러스트칼라는 상기 베어링수용부의 내측에 위치하며;
    상기 스러스트칼라(35,25)의 외경과 상기 베어링수용부(32,21)의 내경 사이의 방사상 간격(δ), 및 상기 고정 레이디얼 베어링부재(33,22)의 방사상 두께(T)사이의 관계는 δ≤0.5T로 설정되는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스러스트칼라(35,25)의 축상의 두께(t)와 상기 베어링수용부(32,21)의 개방단부면으로부터 상기 스러스트칼라(35,25)의 내측 단부까지의 거리(L) 사이의 관계는 L≥0.5t 로 설정되는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 축과 함께 회전가능하도록 상기 축(7)에 고정되는 회전 베어링부재(34,31)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 회전 베어링부재(34,31)는 상기 축(7)의 선형 열팽창계수보다 큰 선형 열팽창계수를 갖는 회전 레이디얼 베어링부재를 포함하고, 상기 회전 레이디얼 베어링부재(34,31)는 상기 고정 베어링부재(33,22)와 슬라이딩가능하게 접촉하며, 상기 회전 레이디얼 베어링부재(34,31)는 치수 오차를 흡수하는 스프링기능을 갖는 치수흡수부재(63,64) 및 이중 너트(36,28)에 의해 상기 축(7)에 고정되는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 스러스트칼라(35,25)는 상기 펌프내의 액체를 상기 베어링부재의 슬라이딩부에 유입하는 관통구멍(35a,25a)을 구비하는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 고정 베어링부재(33,22)의 내주면에는 홈(22a)이 마련되어, 펌프내의 액체가 상기 홈을 통과하게 되는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    스러스트 디스크(26)에 의해 지지되는 회전 스러스트 베어링부재(24)를 더욱 포함하고, 상기 회전 스러스트 베어링부재 및 상기 스러스트 디스크 중 하나이상은 펌프내의 액체를 상기 회전 베어링부재의 슬라이딩부에 유입하는 관통구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스러스트 디스크(26)는 키에 의해 상기 축(7)에 고정되며, 상기 스러스트 디스크(26) 및 상기 회전 베어링부재 사이에는 와셔(66)가 제공되는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 베어링수용부(21) 내에 수용되는 고정 스러스트 베어링부재(23)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 고정 스러스트 베어링부재의 외주면 주위에 제공되는 탄성부재(67)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링장치.
  11. 베어링장치를 구비하는 펌프는:
    펌프케이싱과;
    상기 펌프케이싱에 수용되는 캔드모터를 포함하여 이루어지며,
    상기 캔드모터는:
    고정자를 수용하는 모터프레임;
    상기 모터프레임에 의해 회전가능하게 지지되며 축방향으로 대향하는 한 쌍의 단부를 갖는 축을 포함하는 회전자; 및
    상기 축의 축방향으로 대향하는 단부들 중 하나이상의 단부에 배치되는, 제 1항 또는 제 2항에 기재된 베어링장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펌프.
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