KR100970719B1

KR100970719B1 - 터보 블로워의 외함

Info

Publication number: KR100970719B1
Application number: KR1020080096913A
Authority: KR
Inventors: 김동권
Original assignee: 주식회사 뉴로스
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-07-16
Also published as: KR20100037693A

Abstract

본 발명에 따른 터보 블로워의 외함(1000)은 세 개의 공간부(S1)(S2)(S3)를 가지며, 제1공간부(S1)에는 터보 블로워(300)가 설치되고 외부로 공기를 유출하는 공기유출부(80)가 형성된다. 상기 제2공간부(S2)는 인버터(73)등의 전장품이 설치되고, 공기흡입부(63)가 설치되며, 상기 제2공간부(S2)의 터보 블로워(300)와 연통튜브(390)를 통하여 연통된다. 상기 제3공간부(S3)는 상기 제1공간부(S1)와 연통하며, 외부의 공기를 흡입하는 흡입팬(200)이 설치되고, 상기 터보 블로워(300)와 인버터(73)를 수냉으로 냉각하기 위한 수냉장치 들이 설치된다.

터보 블로워, 외함, 냉각

Description

터보 블로워의 외함{External case structure of a turbo blower}

본 발명은 터보 블로워가 설치되는 터보 블로워의 외함에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 터보 블로워에 인입되는 공기와 터보 블로워 및 인터버 등 외함내부의 장치를 냉각하기 위한 냉각공기를 분리하면서, 터보 블로워를 포함하여 전장품 등을 효율적으로 냉각하여 터보 블로워의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 터보 블로워의 외함에 관한 것이다.

터보 블로워는 모터의 회전력을 이용하여 임펠러(impeller)를 고속으로 회전하여 외부의 공기를 유입하여 이를 송풍하는 기계를 말하며 분체 이송용이나 하수처리장 등에서 폭기(爆氣)용으로 사용되고 있다.

이러한 터보 블로워는 모터 및 기타 부품의 구동 및 제어를 위하여 인버터와 전장품을 필요로 하며 이들은 통상 터보 블로워를 내장하는 외함에 설치된다. 상기 터보 블로워의 모터와 인버터 및 전장품은 상당한 열을 방출하는데, 따라서 이를 냉각할 필요성이 있다.

통상적으로 이러한 냉각을 위한 방식은 공냉식과 수냉식이 있는데, 이들은 각각이 별개로 사용되거나 또는 병용되어 사용될 수도 있다. 즉 터보 블로워와 인버 터에 대하여 워터재킷(water jacket)을 설치하여 수냉으로 이들을 냉각하면서 이들 관련냉각장치 및 인버터 등에 대하여 공기를 유동시켜 관련냉각장치 및 인버터 등의 빠른 냉각을 유도하는 것이다.

그런데, 터보 블로워 중 고압형 터보 블로워는 흡입유량은 적고 소모동력이 큰 특징을 가지며, 이에 따라, 냉각에 사용된 공기가 터보 블로워로 인입되면 임펠러의 입구공기온도가 상승하여 터보 블로워 성능이 저하될 수 있다.

이러한 측면에서, 공냉이 사용되는 경우, 터보 블로워로 인입되는 공기는 냉각공기와 분리되는 것이 바람직하다.

또한, 일반적으로 이러한 터보 블로워의 외함은 냉각팬이 설치되어 인버터 등의 전장품을 냉각하게 되는데, 이 경우 냉각팬의 구동을 위하여 별도의 전원이 필요하게 되고 이에 따라 시스템의 안정성이 저하될 수 있다. 따라서 가능하다면 냉각팬을 가지지 않는 것이 바람직하다.

한편으로, 냉각을 위한 공기는 인버터와 그 전장품 뿐 아니라 터보 블로워 자체도 냉각할 수 있다면 바람직하며, 특별히, 수냉이 병용된다면, 수냉식 냉각장치도 더불어 냉각시키는 것이 바람직하다.

그러므로 터보 블로워의 외함에 있어서, 터보 블로워로 인입되는 공기와 냉각공기를 분리하고, 별도의 냉각팬을 가지지 않으면서, 인버터와 전장품과 더불어 터보 블로워 자체를 냉각할 수 있다면 바람직하다 할 것이며, 더욱이, 수냉식 냉각장치를 가지는 경우 수냉식 냉각장치도 냉각할 수 있다면 더욱 바람직하다 할 것이다. 본 발명은 이러한 요청을 만족시킨다.

본 발명의 목적은 터보 블로워의 외함에 있어서, 터보 블로워로 인입되는 공기와 냉각공기를 분리하고, 별도의 냉각팬을 가지지 않으면서, 인버터와 전장품과 더불어 터보 블로워 자체를 냉각할 수 있으며, 만일, 수냉식 냉각장치를 가지는 경우 수냉식 냉각장치도 냉각할 수 있는 터보 블로워의 외함을 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 본 발명은 터보 블로워의 효율적인 냉각이 가능하여 터보 블로워의 성능이 개선되는 터보 블로워의 외함을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적에 따라. 본 발명은 내부에 터보 블로워를 내장하는 터보 블로워의 외함으로서, 상기 외함은 그 내부공간이 적어도 두 개의 제1공간부 및 제2공간부로 분할되고; 상기 제1공간부에는 상기 터보 블로워가 설치되고 외부로 공기를 유출하는 공기유출부가 형성되며; 상기 제2공간부에는 인버터를 포함한 전장품이 설치되며, 또한, 외부와 연통하는 공기흡입부가 형성되고; 상기 제1공간부에 설치된 터보 블로워는 케이싱과; 상기 케이싱의 전단에 형성된 공기인입구와; 상기 공기인입구는 외부의 공기를 인입하도록 상기 외함의 외부와 연통되며; 상기 공기인입구와 연통되는 곳에 설치된 임펠러와; 상기 임펠러와 연통되는 송풍부와; 상기 임펠러를 구동하는 모터와; 상기 모터와 연결되어 상기 모터의 구동에 따라 회전하여 상기 모터를 냉각하는 코어팬과; 상기 케이싱에 형성된 배출공과; 상기 코어팬과 상기 배출공은 상호간에 연통하며; 상기 코어팬과 연통하는 코어팬 공기 인입부를 포함하여 이루어지며; 상기 제2공간부와 상기 터보 블로워의 코어팬 공기인입부는 연통튜브에 의하여 연통되는 것을 특징으로 하는 터보 블로워의 외함을 제공한다.

본 발명에 따를 경우, 상기 외함은 상기 제1공간부와 연통하는 제3공간부를 더욱 가지는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 터보 블로워 및 인버터는 수냉으로 냉각되며, 상기 제2공간부에는 상기 터보 블로워의 구동 및 제어를 위한 인버터 및 전장품이 설치되고, 상기 제3공간부에는 상기 인버터 및 상기 터보 블로워의 수냉을 위한 수냉구동장치가 설치되는 것이 좋다.

이 경우, 또한, 상기 제3공간부의 외부와 연통되는 통로에는 흡기팬이 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서, 상기 외함은 수직격판에 의하여 좌. 우측의 두 개의 공간으로 분할되고 상기 좌측 또는 우측의 공간중 어느 하나는 상하 방향으로 두 개의 공간으로 분할되어 전체 3개의 공간으로 분할되며, 이때, 상기 상하로 분할된 공간 중 상부공간은 상기 제1공간부를 형성하고 그 하부의 공간은 상기 제3공간부를 형성하며, 나머지 다른 하나의 공간은 제2공간부를 형성하고 있다.

본 발명에 따를 경우, 터보 블로워로 인입되는 공기와 냉각공기를 분리하면서 별도의 냉각팬이 없이 인버터와 전장품을 냉각할 수 있으며, 더불어 터보 블로워 자체를 냉각할 수 있다. 본 발명에 따를 경우, 만일, 수냉식 냉각장치를 가지는 경 우 상기 수냉식 냉각장치도 냉각할 수 있게 된다. 이에 따라, 터보 블로워의 효율적인 냉각이 가능하며 터보 블로워의 성능이 개선되어진다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고로 하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 터보 블로워의 외함(1000)의 단면을 보이는 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 외함(1000)은 케이스(500)가 제공되며, 그 내부공간이 수직격판(400)에 의하여 좌. 우측의 두 개의 공간으로 분할되고 있다.

이때 그 좌측 공간에서 그 높이방향에서 중간쯤에 지지프레임(340)이 설치되며, 이에 따라 상기 좌측공간은 상하방향으로 두 개의 공간으로 분할되며 이에 따라 상기 외함(1000)의 내부공간은 총 3개의 공간으로 이루어지고 있다.

이 경우 상기 지지프레임(340)에 따라 좌측의 공간에서 상부의 공간은 제1공간부(S1)를 형성하고 우측의 공간은 제2공간부(S2)를 형성하게 되며, 상기 좌측의 공간에서 하부의 공간은 제3공간부(S3)를 형성한다.

상기 지지프레임(340)의 상면에는 터보 블로워(300)가 장착되며, 이에 따라 상기 제1공간부(S1)에 상기 터보 블로워(300)가 설치된다.

이때 상기 지지프레임(340)은 같은 높이에서 다수개가 이격되어 평행하게 배치되고, 이에 따라 상기 제1공간부(S1)와 상기 제3공간부(S3)는 지지프레임(340)사이의 이격공간에 의하여 연통된다.

상기 터보 블로워(300)는 그 공기인입부(도 3의 180)가 외함(1000)의 외부와 연통되어 외부의 공기를 흡입하게 되는데, 본 실시예에서 상기 터보 블로워(300)의 공기인입부(180)는 외부로 노출된 흡입필터(10)와 연결되어 외부의 공기를 흡입한다. 이렇게 외부에서 흡입된 공기는 터보 블로워(300)에 의하여 고압으로 압축된 후 상기 외함(1000)의 상부로 노출된 송풍관(380)을 통하여 외부로 송풍되어진다.

상기 외함 케이스(500)의 상면에는 공기유출부(80)가 설치되며 이는 상기 제1공간부(S1)와 연통된다.

상기 제3공간부(S3)는 외함(1000)의 외부와 연통하는데, 그 연통경로에 흡기팬(200)이 설치되고 있다.

본 실시예에서, 상기 터보 블로워(300)와 인버터(73)는 수냉식으로 냉각이 되며, 이에 따라 이들에는 워터재킷(미도시)이 설치되고, 상기 제3공간부(S3)에는 수냉펌프(105)와 물탱크(108)와 라디에이터(103)가 설치되고 이들 수냉장치인 상기 워터재킷, 수냉펌프(105), 물탱크(108) 및 라디에이터(103)들은 수냉배관(미도시)에 의하여 연결되고 있다.

상기 제2공간부(S2)에는 상기 터보 블로워(300)의 구동 및 제어를 위한 인버터(73)와 정류기 역할을 하는 인풋 리액터(input reactor)(75)와 이외 배전기구(74)와 같은 전장품이 설치된다.

또한 상기 제2공간부(S2)에는 외부와 연통하는 공기흡입부(63)가 설치되며 하단의 공기흡입부(63b)에는 루버(68)가 설치되고 있다.

본 발명에 따를 경우, 상기 터보 블로워(300)는 상기 제2공간부(S2)와 연통튜브(390)에 의하여 연통된다. 도 2를 참고로, 상기 제2공간부(S2)에서 상기 인버터(73)의 측면에 상기 연통튜브(390)가 연결되어 노출되어 있으며 이에 따라 상기 제2공간부(S2)의 공기는 상기 연통튜브(390)를 따라 상기 터보 블로워(300)의 내부로 인입되는데, 상기 터보 블로워(300)의 케이싱(도 3의 1300)에는 이렇게 인입된 공기를 외부로 배출하는 배출공(308)이 형성된다.

즉 상기 제2공간부(S3)의 공기는 상기 연통튜브(390)를 통하여 상기 터보 블로워(300)의 내부로 인입되었다가 상기 배출공(308)을 통하여 상기 제1공간부(S1)로 유출되는 것이다.

도 3은 상기 터보 블로워(300)의 내부구조를 보이는 단면도이다.

상기 터보 블로워(300)는 케이싱(1300)을 가지며 그 내부에 로터(rotor)(363)와 스테이터(stator)(365)로 이루어진 모터(360)가 설치된다.

상기 모터(360)의 로터(363)의 앞과 뒤는 임펠러 회전축(357)과 코어 팬(core fan) 회전축(367)과 연결되어 로터(363)의 회전에 따라 상기 회전축(357)(367)이 회전된다.

상기 임펠러 회전축(357)은 날개(3557)를 가지는 임펠러(355)와 연결되고, 상기 코어팬 회전축(367)은 코어팬(core fan)(369)과 연결된다.

상기 임펠러(355)의 후면에는 실링부(304)가 설치되고 다시 그 후면에는 트러스트러너(345)와 지지부재(342)(343)의 사이에 트러스트 베어링(미도시)이 설치된다. 이에 따라 상기 연통튜브(390)를 통하여 유입되는 공기는 상기 임펠러(355)측으로 유동되지 못한다. (또한 임펠러 측의 압력이 매우 높아 임펠러 측으로의 공기유동이 일어나지 못한다.)

상기 터보 블로워(300)의 전단에는 상기 케이스(500)의 외부로 노출된 흡입필 터(10)와 연결된 공기인입부(180)가 형성되고 상기 공기인입부(180)는 임펠러(355)와 연통되며, 상기 임펠러(355)의 날개(3557)는 디퓨저(diffuser)역할을 하는 공기유출로(805)를 통하여 그 내부에 환형의 공간부(8088)가 형성되는 스크롤 형태의 송풍부(808)와 연통된다. 상기 송풍부(808)는 송풍관(380)과 연결된다.

상기 케이싱(1300)의 후면에는 코어팬 공기인입부(399)가 형성되고 이는 상기 코어팬(369)과 연통된다.

상기 코어팬 공기인입부(399)에 대하여 상기 제2공간부(S2)와 연통하는 연통튜브(390)가 설치되며, 이에 따라 상기 공기인입부(399)와 상기 제2공간부(S2)는 연통된다.

또한, 상기 코어팬(369)의 선단은 환형의 지지부재(398)에 형성되는 연통유로(3988)를 통하여 상기 스테이터(365)와 로터(363)사이의 에어갭(air gap)(3635)과 연통되고 이러한 에어갭(3635)은 상기 터보 블로워(300)의 케이싱(1300)에 형성된 배출공(308)과 연통된다.

따라서 상기 모터(360)가 작동하여 상기 로터(363)가 회전하면, 상기 임펠러(355)가 회전하고 이에 따라 상기 케이스(500) 외부의 공기가 상기 흡입필터(10)를 통하여 흡입되어 상기 공기인입부(180)를 거쳐 임펠러(355)의 날개(3557)를 거치며 고압으로 압축된 후 상기 유출로(805)와 환형의 공간부(8088)를 지나 상기 송풍관(380)을 경유하여 외부로 송출된다.

또한, 이때, 상기 코어팬(369)이 작동하여 상기 연통튜브(390)를 경유하여 상기 제2공간부(S2)의 공기가 유입되며, 이렇게 유입된 공기는 상기 연통유로(398)를 거쳐 상기 에어갭(3635)을 지나면서 모터를 냉각하고 이후 상기 배출공(308)을 통하여 상기 제1공간부(S1)로 유출되는 것이다.

다시 도 1을 참고로 본 발명에 따른 터보 블로워의 외함(1000)의 작동을 설명한다. 여기서 화살표는 공기의 유동경로를 보인다.

상기 터보 블로워(300)의 임펠러(355)가 구동하면 상기 흡입필터(10)을 통하여 흡입되는 외부공기는 고압으로 압축되어 송풍관(380)을 통하여 외부로 송풍된다.

이때 상기 터보 블로워(300)와 인버터(73) 및 전장품에서 열이 발열되며, 상기 수냉펌프(105)가 작동하여 물탱크(108)의 냉각수를 수냉배관을 따라 상기 터보 블로워(300) 및 인버터(73)의 워터재킷으로 보내어 상기 터보 블로워(300) 및 인버터(73)를 냉각하며, 이후 상기 라디에이터(103)를 경유하여 순환된다.

이때, 상기 터보 블로워(300)의 작동으로 코어팬(369)이 작동하고, 그러면, 상기 제2공간부(S2)의 공기흡입부(63)를 통하여 제2공간부(S2)로 외부의 공기가 유입되면서 그 내부의 인버터(73)등의 전장품과 또한 인버터(73)에 설치된 워터재킷을 냉각하고 연통튜브(390)를 통하여 터보 블로워(390)로 인입된다.

이렇게 인입되는 공기는 상기 터보 블로워(300)의 상기 연통유로(398) 와 상기 에어갭(3635)를 경유하여 상기 배출공(308)을 통하여 상기 제1공간부(S1)로 유출되고, 이후, 공기유출부(80)를 통하여 외부로 외기된다.

또한 상기 흡기팬(200)이 작동하고, 그러면, 상기 제3공간부(S3)로 공기기 인입되어 그 내부의 수냉펌프(105)와 라디에이터(103) 등의 수냉장치를 냉각하고 상기 제1공간부(S1)로 흘러간다.

이렇게 제1공간부(S1)로 유입된 공기는 상기 터보 블로워(300)를 냉각하면서 그 상면의 공기유출부(80)를 통하여 외부로 외기된다.

본 발명에 따를 경우, 제3공간부(S3)는 수냉장치를 설치하기 위한 곳으로서 공냉만을 이용하는 경우 반드시 필요한 것은 아니다. 즉 제1공간부(S1)와 제2공간부(S2)만의 구성으로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 다른 경우, 상기 제3공간부(S3)의 수냉장치를 모두 제2공간부(S2)에 설치하고 제3공간부(S3)를 없앨 수도 있다. 이 경우도 역시 제1공간부(S1)와 제2공간부(S2)만의 구성으로 이루어질 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따를 경우, 터보 블로워(300)로 인입되는 공기와 냉각을 위한 공기는 분리되고 있으며, 별도의 냉각팬이 없이 인버터와 전장품을 냉각할 수 있게 된다. 또한 터보 블로워 자체를 냉각하는 것도 가능하며, 만일, 수냉식 냉각장치를 가지는 경우 상기 수냉식 냉각장치도 냉각할 수 있게 된다. 이에 따라, 터보 블로워의 효율적인 냉각이 가능하며 터보 블로워의 성능이 개선되어진다.

이로서 본 발명의 목적이 달성되었음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 실시예를 중심으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상에 따라 그 권리범위는 다음의 청구범위에 의한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터보 블로워의 외함의 단면을 보이는 도면;

도 2는 터보 블로워의 외함의 전장품이 설치된 공간에 연통튜브가 노출된 것을 보이는 도면;

도 3은 본 발명에 따른 터보 블로워의 구조를 보이는 단면도.

Claims

내부에 터보 블로워를 내장하는 터보 블로워의 외함으로서,

(a) 상기 외함은 그 내부공간이 제1공간부 및 제2공간부로 분할되고; 상기 제1공간부에는 상기 터보 블로워가 설치되고 외부로 공기를 유출하는 공기유출부가 형성되며;

(b) 상기 제2공간부에는 인버터를 포함한 전장품이 설치되고, 외부와 연통하는 공기흡입부가 형성되며;

(c) 상기 제1공간부에 설치된 터보 블로워는 (c1) 케이싱과; (c2) 상기 케이싱의 전단에 형성된 공기인입구와; 상기 공기인입구는 외부의 공기를 인입하도록 상기 외함의 외부와 연통되며; (c3) 상기 공기인입구와 연통되는 곳에 설치된 임펠러와; (c4) 상기 임펠러와 연통되는 송풍부와; (c5) 상기 임펠러를 구동하는 모터와; (c6) 상기 모터와 연결되어 상기 모터의 구동에 따라 회전하여 상기 모터를 냉각하는 코어팬과; (c7) 상기 케이싱에 형성된 배출공과; 상기 코어팬과 상기 배출공은 상호간에 연통하며; (c8) 상기 코어팬과 연통하는 코어팬 공기인입부를 포함하여 이루어지며;

(d) 상기 제2공간부와 상기 터보 블로워의 코어팬 공기인입부는 연통튜브에 의하여 연통되는 것을 특징으로 하는 터보 블로워의 외함.
제1항에 있어서,

상기 외함은 상기 제1공간부와 연통하는 제3공간부를 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 터보 블로워의 외함.
제2항에 있어서,

상기 터보 블로워 및 인버터는 수냉으로 냉각되며, 상기 제2공간부에는 상기 터보 블로워의 구동 및 제어를 위한 인버터 및 전장품이 설치되고, 상기 제3공간부에는 상기 인버터 및 상기 터보 블로워의 수냉을 위한 수냉구동장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 터보 블로워의 외함.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 제3공간부의 외부와 연통되는 통로에는 흡기팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 터보 블로워의 외함.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 외함은 수직격판에 의하여 좌. 우측의 두 개의 공간으로 분할되고 상기 좌측 또는 우측의 공간중 어느 하나는 상하 방향으로 두 개의 공간으로 분할되어 전체 3개의 공간으로 분할되며, 이때, 상기 상하로 분할된 공간 중 상부공간은 상기 제1공간부를 형성하고 그 하부의 공간은 상기 제3공간부를 형성하며, 나머지 다른 하나의 공간은 제2공간부를 형성하는 것을 특징으로 하는 터보 블로워의 외함.