KR101858649B1 - 베인 조립체 및 이를 구비한 베인 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체가 유동하는 덕트에 설치되는 베인 조립체에 있어서, 상기 덕트 내에 배치되는 베인과, 상기 덕트에 형성된 설치 구멍에 적어도 일부가 배치되며 상기 베인을 지지하는 베인 회전축과, 적어도 일부가 상기 설치 구멍에 배치되며 상기 베인 회전축을 향한 면에는 적어도 하나의 제1 시일 링 설치홈이 형성된 시일 지지 부재와, 상기 시일 지지 부재에 설치되는 적어도 하나의 부시와, 상기 제1 시일 링 설치홈에 설치되는 제1 시일 링을 포함하는 베인 조립체를 제공한다.

Description

베인 조립체 및 이를 구비한 베인 장치{A vane assembly and a vane apparatus comprising the vane assembly}

본 발명은 베인 조립체와 이를 구비한 베인 장치에 관한 것이다.

유체 기계 내의 유체 유동을 제어하기 위해 개방도를 조정할 수 있는 가변 베인을 덕트 내에 설치하고, 그 가변 베인의 각도를 조절함으로써 유체의 유동을 제어하는 기술이 알려져 있다.

한편, 베인 장치는, 유체의 유동을 조절하기 위해 사용자 또는 구동 프로그램에 따라 가변 베인의 각도를 조정하는 기능을 수행하는데, 주로, 압축기, 터빈, 팽창기, 노즐 장치 등의 유체 기계에 적용됨으로써 해당 유체 기계의 성능을 향상시키고 운용 범위를 확대시킨다.

한편, 공개특허공보 2002-0094276호에는 가변 베인이 설치된 임펠러가 개시되어 있는데, 가변 베인의 각도가 냉각수의 온도에 따라 자동으로 조절되는 기술이 개시되어 있다.

본 발명은, 시일 기능을 구비한 베인 조립체 및 이를 구비한 베인 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체가 유동하는 덕트에 설치되는 베인 조립체에 있어서, 상기 덕트 내에 배치되는 베인;과, 상기 덕트에 형성된 설치 구멍에 적어도 일부가 배치되며, 상기 베인을 지지하는 베인 회전축;과, 적어도 일부가 상기 설치 구멍에 배치되며, 상기 베인 회전축을 향한 면에는 적어도 하나의 제1 시일 링 설치홈이 형성된 시일 지지 부재;와, 상기 시일 지지 부재에 설치되는 적어도 하나의 부시;와, 상기 제1 시일 링 설치홈에 설치되는 제1 시일 링;을 포함하는 베인 조립체를 제공한다.

여기서, 상기 베인 회전축의 일단에는 베인 구동 부재가 설치될 수 있다.

여기서, 상기 시일 지지 부재의 면들 중 상기 설치 구멍의 내주면을 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고, 상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 시일 지지 부재의 일단에는 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 지지 플랜지부가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 지지 플랜지부의 면들 중 상기 설치 구멍의 입구부를 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고, 상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 부시는, 제1 부시;와, 상기 제1 부시보다 더 상기 베인 쪽으로 설치되는 제2 부시;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 시일 지지 부재에는 상기 제1 부시가 배치되는 제1 부시 설치홈과, 상기 제2 부시가 배치되는 제2 부시 설치홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 부시의 면들 중 최상면의 높이는 상기 시일 지지 부재의 최상면의 높이보다 더 높을 수 있다.

여기서, 상기 제2 부시의 면들 중 최하면의 높이는 상기 시일 지지 부재의 최하면의 높이보다 더 낮을 수 있다.

여기서, 상기 제1 부시의 일단에는 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 부시 플랜지부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 유체가 유동하는 덕트에 설치되는 베인 조립체에 있어서, 상기 덕트 내에 배치되는 베인;과, 상기 덕트에 형성된 설치 구멍에 적어도 일부가 배치되며, 상기 베인을 지지하는 베인 회전축;과, 적어도 일부가 상기 설치 구멍에 배치되며, 상기 베인 회전축을 향한 면에는 적어도 하나의 제1 시일 링 설치홈이 형성된 시일 지지 부재;와, 상기 제1 시일 링 설치홈에 설치되는 제1 시일 링;을 포함하는 베인 조립체를 제공한다.

여기서, 상기 베인 회전축의 일단에는 베인 구동 부재가 설치될 수 있다.

여기서, 상기 시일 지지 부재의 면들 중 상기 설치 구멍의 내주면을 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고, 상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 시일 지지 부재의 일단에는 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 지지 플랜지부가 형성되고, 상기 지지 플랜지부의 면들 중 상기 설치 구멍의 입구부를 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고, 상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 유체가 유동하는 덕트;와, 상기 덕트 내에 배치되는 베인;과, 상기 덕트에 형성된 설치 구멍에 적어도 일부가 배치되며, 상기 베인을 지지하는 베인 회전축;과, 적어도 일부가 상기 설치 구멍에 배치되며, 상기 베인 회전축을 향한 면에는 적어도 하나의 제1 시일 링 설치홈이 형성된 시일 지지 부재;와, 상기 시일 지지 부재에 설치되는 적어도 하나의 부시;와, 상기 제1 시일 링 설치홈에 설치되는 제1 시일 링;과, 상기 베인 회전축을 움직이도록 동력을 제공하는 액추에이터;를 포함하는 베인 장치를 제공한다.

여기서, 상기 시일 지지 부재의 면들 중 상기 설치 구멍의 내주면을 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고, 상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 시일 지지 부재의 일단에는 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 지지 플랜지부가 형성되고, 상기 지지 플랜지부의 면들 중 상기 설치 구멍의 입구부를 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고, 상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 부시는, 제1 부시;와, 상기 제1 부시보다 더 상기 베인 쪽으로 설치되는 제2 부시;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 시일 지지 부재에는 상기 제1 부시가 배치되는 제1 부시 설치홈과, 상기 제2 부시가 배치되는 제2 부시 설치홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 부시의 일단에는 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 부시 플랜지부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 간단한 구조로 베인 조립체의 시일 기능을 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 베인 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 베인 장치의 부분 중 베인 조립체의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2의 B 부분을 확대하여 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 베인 조립체의 시일 지지 부재와 부시를 분리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 시일 지지 부재의 일부를 잘라 단면을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 베인 조립체의 단면도이다.
도 8은 도 7의 C 부분을 확대하여 도시한 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 시일 지지 부재의 일부를 잘라 단면을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 베인 장치를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 베인 장치의 부분 중 베인 조립체의 단면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 개략적인 단면도이고, 도 4는 도 2의 B 부분을 확대하여 도시한 개략적인 단면도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 베인 조립체의 시일 지지 부재와 부시를 분리하여 도시한 개략적인 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 시일 지지 부재의 일부를 잘라 단면을 보여주는 도면이다.

본 실시예에 따른 베인 장치(100)는 원심 압축기의 가스 인입부(10)에 적용된다.

본 실시예에 따른 베인 장치(100)는 원심 압축기의 가스 인입부(10)에 적용되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 베인 장치는, 「덕트 내의 유동을 제어하는 기술」이 적용될 수 있는 곳에는 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 즉, 압축기의 디퓨져 덕트 부분, 터빈의 배기 가스 배출 덕트 부분 등 다양한 유체 기계의 다양한 부분에 제한 없이 사용될 수 있고, 유동이 제어되는 유체의 종류도 기체, 액체, 증기 등 다양한 유체에 적용될 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 베인 장치(100)는, 덕트(110), 베인 조립체(120), 조정 부재(130), 액추에이터(140)를 포함한다.

덕트(110)는 가스 인입부(10)의 입구에 설치되어 가스 인입부(10)로 유입되는 유체를 가이드하는 기능을 수행하는데, 중공 원통형의 형상을 가지고 있다.

덕트(110)는 다양한 소재로 형성될 수 있는데, 예를 들면, 금속, 합성 수지 등의 소재로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 덕트(110)는 중공 원통형의 형상을 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 덕트는 내부에 유체가 유동할 수 있고, 조정 부재(130)가 회동가능하게 설치될 수 있으면 그 형상에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 덕트는 일부 부분이 타원의 호 형상을 가질 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 덕트(110)에는 설치 구멍(111)이 형성되어 있는데, 베인 조립체(120)는 설치 구멍(111)을 이용하여 설치된다.

또한, 덕트(110)의 외면(112)의 부분 중 설치 구멍(111) 근처에는 구름체(rolling body)(132)가 배치되는 구름체 배치홈(112a)이 형성되어 있다.

한편, 베인 조립체(120)는, 베인(121), 베인 회전축(122), 베인 구동 부재(123), 시일 지지 부재(124), 부시(125), 제1 시일 링(126), 제2 시일 링(127)을 포함한다. 부시(125)는 제1 부시(125a)와 제2 부시(125b)를 포함한다.

베인(121)은 덕트(110)의 내부에 복수 개가 배치되는데, 베인(121)은 그 각도를 조절할 수 있도록 회동 가능하게 설치됨으로써, 덕트(110)의 내부에 유동하는 유체의 유동을 제어하게 된다.

베인 회전축(122)은 베인(121)을 회동 가능하도록 지지한다.

베인 회전축(122)의 일부는 설치 구멍(111)에 배치되는데, 설치 구멍(111)에 배치된 베인 회전축(122)의 표면의 일부는 제1 시일 링(126)에 접촉되어 있으므로, 시일 작용이 수행되게 된다.

한편, 베인 구동 부재(123)는 베인 회전축(122)의 일단에 설치되어, 조정링(130)으로부터 회전력을 전달받아 베인 회전축(122)을 회전시킨다.

베인 구동 부재(123)의 일단에는 구동홈(123a)이 형성되는데, 구동홈(123a)은 조정링(130)의 작동 부재(133)에 접촉한다.

한편, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 시일 지지 부재(124)는 전체적으로 원통의 형상을 가지도록 형성된다.

시일 지지 부재(124)는 덕트(110)와 동일한 소재로 형성될 수 있다.

시일 지지 부재(124)는 적어도 일부가 설치 구멍(111)에 배치되도록 설치되는데, 시일 지지 부재(124)의 면들 중 베인 회전축(122)을 향한 면에는 2개의 제1 시일 링 설치홈(124a)(124b)이 형성된다. 제1 시일 링 설치홈(124a)(124b)은 시일 지지 부재(124)의 내주면을 따라 형성되므로, 중심축 O를 중심으로 하여 원형 형상으로 형성된다.

또한, 시일 지지 부재(124)의 면들 중 설치 구멍(111)의 내주면을 향한 면에는 하나의 제2 시일 설치홈(124c)이 형성된다. 제2 시일 설치홈(124c)은 시일 지지 부재(124)의 외주면을 따라 형성되므로, 중심축 O를 중심으로 하여 원형 형상으로 형성된다.

본 실시예에 따르면, 시일 지지 부재(124)의 면들 중 베인 회전축(122)을 향한 면에는 2개의 제1 시일 링 설치홈(124a)(124b)이 설치되고, 시일 지지 부재(124)의 면들 중 설치 구멍(111)의 내주면을 향한 면에는 하나의 제2 시일 설치홈(124c)이 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 시일 지지 부재(124)의 면들 중 베인 회전축(122)을 향한 면에 형성되는 제1 시일 링 설치홈의 개수와, 설치 구멍(111)의 내주면을 향한 면에 형성되는 제2 시일 설치홈의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 시일 지지 부재(124)의 면들 중 베인 회전축(122)을 향한 면에 형성되는 제1 시일 링 설치홈의 개수는 단일의 개수로 형성될 수 있고, 설치 구멍(111)의 내주면을 향한 면에 형성되는 제2 시일 설치홈의 개수는 2개가 될 수도 있다.

또한, 시일 지지 부재(124)에는 제1 부시(125a)가 배치되는 제1 부시 설치홈(124d)이 형성되고, 제2 부시(125b)가 배치되는 제2 부시 설치홈(124e)이 형성된다.

또한, 시일 지지 부재(124)의 상부에는 반경 방향으로 돌출된 지지 플랜지부(124f)가 형성되어 있다.

지지 플랜지부(124f)는 설치 구멍(111)의 입구부(111a)에 걸리도록 형성되어 있어, 시일 지지 부재(124)를 설치 구멍(111)에 설치 시에 하방으로 빠지지 않게 한다.

한편, 부시(125)는 시일 지지 부재(124)에 고정되도록 설치되는데, 제1 부시(125a)와 제2 부시(125b)를 포함한다.

부시(125)는, 회전하는 베인 회전축(122)과 베인 구동 부재(123)에 직접 접촉하여 마찰 작용을 일으키므로, 마찰 계수가 작고 마찰열을 잘 소산시킬 수 있는 재료를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 부시(125)의 소재로, 화이트 메탈(white metal), 납 베이스 합금(lead base alloy), 아연 베이스 합금(zinc base alloy), 카드뮴 합금, 구리 베이스 합금, 알루미늄 합금, 은, 오일 포함 베어링 등이 적용될 수 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 부시(125a)는 제1 부시 설치홈(124d)에 끼워져 설치되는데, 일단에는 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 부시 플랜지부(125a_1)가 형성된 원통의 형상을 가진다.

부시 플랜지부(125a_1)는 넓은 면적으로 베인 구동 부재(123)의 하면과 접촉하도록 구성되므로, 베인 구동 부재(123)의 회전 운동을 돕게 된다.

제1 부시(125a)의 형성 높이(h1)는 제1 부시 설치홈(124d)의 깊이(h2)보다 더 크도록 형성된다. 그러한 구성에 의해 제1 부시(125a)의 면들 중 최상면(BM)의 높이는 시일 지지 부재(124)의 최상면(SM)의 높이보다 더 높게 되며, 그렇게 되면 베인 구동 부재(123)의 하면이 직접 시일 지지 부재(124)에 닿아 마모되는 것이 방지되게 된다.

제2 부시(125b)는 제2 부시 설치홈(124e)에 끼워져 배치되는데, 원통 형상을 가진다.

제2 부시(125b)의 형성 높이(h3)는 제2 부시 설치홈(124e)의 깊이(h4)보다 더 크도록 형성된다. 그러한 구성에 의해 제2 부시(125b)의 면들 중 최하면(BL)의 높이는 시일 지지 부재(124)의 최하면(SL)의 높이보다 더 낮게 되며, 그렇게 되면 베인 회전축(122)의 하부 부분(122s)이 시일 지지 부재(124)에 닿아 마모되는 것이 방지되게 된다.

본 실시예에 따른 부시(125)는 2개, 즉, 제1 부시(125a)와 제2 부시(125b)를 포함하여 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 부시의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 본 발명에 따른 부시의 개수는 단일의 개수, 3개 등의 개수로 구성될 수도 있다.

본 실시예에 따르면 부시(125)는 시일 지지 부재(124)에 고정되도록 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 베인 조립체(120)는 부시(125)를 포함하지 않을 수 있다. 그 경우에 도 2에 도시된 부시(125)의 위치에는 시일 지지 부재(124)의 부분들로 채워지도록 시일 지지 부재(124)를 형성하며, 베인 회전축(122) 및 베인 구동 부재(123)가 시일 지지 부재(124)와 접촉하기 때문에, 시일 지지 부재(124)의 소재를 부시(125)의 소재와 같이 마찰 계수가 작고 마찰열을 잘 소산시킬 수 있는 재료를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 제1 시일 링(126)은 제1 시일 링 설치홈(124a)(124b)에 각각 설치되어 시일 작용을 수행한다. 제1 시일 링(126)은 그 소재로는 천연 고무, NBR, 실리콘 고무, 불소 고무, 아크릴 고무, 부틸 고무, 염화 고무, 우레탄, 금속 소재 등이 사용될 수 있다.

제1 시일 링(126)은 베인 회전축(122)에 접촉하기 때문에, 운동용 시일 링이 사용되는 것이 바람직하며, O-ring, Quad-ring 등의 다양한 형성을 가질 수 있다.

한편, 제2 시일 링(127)은 제2 시일 설치홈(124c)에 설치되어 시일 작용을 수행한다.

제2 시일 링(127)은 그 소재로는 천연 고무, NBR, 실리콘 고무, 불소 고무, 아크릴 고무, 부틸 고무, 염화 고무, 우레탄, 금속 소재 등이 사용될 수 있다.

제2 시일 링(127)은 설치 구멍(111)의 내주면에 접촉하기 때문에, 고정용 시일 링이 사용되는 것이 바람직하며, O-ring, Quad-ring 등의 다양한 형성을 가질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 시일 지지 부재(124)에는 제2 시일 설치홈(124c)을 형성하고, 제2 시일 설치홈(124c)에 제2 시일 링(127)을 설치하는 구성을 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 시일 지지 부재(124)에는 제2 시일 설치홈(124c)을 형성하지 않고, 제2 시일 링(127)도 설치하지 않을 수도 있다. 그 경우, 시일 지지 부재(124)와 설치 구멍(111)의 접촉부에 실리콘 등의 시일 소재를 이용하여 시일을 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 조정 부재(130)는 원형 링의 형상을 가지는데, 축(S)을 중심으로 회동 가능하도록 덕트(110)의 외면(112)에 설치된다.

본 실시예에 따르면 조정 부재(130)는 원형 링의 형상을 가지지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 조정 부재의 형상에는 특별한 제한이 없다.

도 2에 도시된 바와 같이, 조정 부재(130)의 내주면(131)에는 2줄의 구름체(rolling body) 설치홈(131a)(131b)이 형성되어 있다.

본 실시예에 따른 조정 부재(130)의 내주면(131)에는 2줄의 구름체 설치홈(131a)(131b)이 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 조정 부재(130)의 내주면(131)에 설치된 구름체 설치홈의 줄 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 구름체 설치홈의 줄 개수는 1줄, 3줄, 4줄이 될 수 있다.

구름체 설치홈(131a)(131b)에는 롤러 또는 볼과 같은 복수개의 구름체(132)들이 배치되는데, 구름체(132)들은 덕트(110)의 구름체 배치홈(112a)에 접촉하여 조정 부재(130)를 회동 가능하게 지지하게 된다.

조정 부재(130)는 베인 구동 부재(123)를 구동하는데, 이를 위해 조정 부재(130)에는 작동 부재(133)가 설치되어 있다.

작동 부재(133)는 베인 구동 부재(123)의 일단에 형성된 구동 홈(123a)에 끼워져, 조정 부재(130)의 회전 운동을 베인 구동 부재(123)의 회전 운동으로 전환하게 된다.

또한, 조정 부재(130)의 외주면에는 액추에이터(140)로부터 회전력을 전달받는 회전 구동 부재(134)가 설치된다.

한편, 액추에이터(140)는 조정 부재(130)를 움직여 조정 부재(130)의 회전을 수행한다.

액추에이터(140)는 유압 또는 공압 실린더를 포함하거나 전동 모터 등을 포함하는 전동식 장치로 구성될 수 있는데, 신축 작용을 하는 작용부(141)를 구비한다.

작용부(141)는 조정 부재(130)의 회전 구동 부재(134)에 힌지 구조로 연결되어, 작용부(141)가 신축 작용을 하게 되면 조정 부재(130)는 소정의 각도로 회전하게 된다.

본 실시예에서는 액추에이터(140)의 작용부(141)의 신축 작용에 의해 조정 부재(130)를 움직임으로써 베인 구동 부재(123)를 회전시키지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 베인 장치에 사용되는 액추에이터는 베인 구동 부재(123) 또는 베인 회전축(122)을 움직일 수 있는 동력을 제공하기만 하면 되고, 세부적인 구성에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 액추에이터는 베인 구동 부재(123) 또는 베인 회전축(122)을 직접 회전시키는 구성을 가질 수 있다. 그 경우 액추에이터는 회전 구동축을 구비하고, 상기 회전 구동축은 베인 구동 부재(123) 또는 베인 회전축(122)과 연결됨으로써, 상기 회전 구동축이 회전함에 따라 베인 회전축(122)이 회전하게 된다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 베인 조립체(120)의 설치 작업에 대해 살펴본다.

우선, 작업자는 시일 지지 부재(124)의 제1 부시 설치홈(124d)에 제1 부시(125a)를 설치하고, 시일 지지 부재(124)의 제2 부시 설치홈(124e)에 제2 부시(125b)를 설치한다.

이어, 작업자는 시일 지지 부재(124)를 설치 구멍(111)의 위에서 아래로 끼워 고정한다. 이 때, 제2 시일 설치홈(124c)에는 제2 시일 링(127)을 끼워 설치하며, 시일 지지 부재(124)의 설치가 완료되면 지지 플랜지부(124f)는 설치 구멍(111)의 입구부(111a)에 걸려 고정되게 된다.

그 다음, 작업자는 베인 회전축(122)을 시일 지지 부재(124)의 아래에서부터 위쪽으로 밀어 넣은 다음, 베인 회전축(122)의 일단에 베인 구동 부재(123)를 고정한다. 이 때, 제1 시일 링 설치홈(124a)(124b)에는 제1 시일 링(126)을 끼워 설치한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 베인 장치(100)의 작동에 대해 살펴본다.

사용자 또는 구동 프로그램의 제어에 따라 액추에이터(140)가 작동하게 되면 작용부(141)가 신축하게 되고, 그렇게 되면 조정 부재(130)는 회전축(S)을 중심으로 회전하게 된다. 이 때, 조정 부재(130)는 구름체(132)들에 의해 덕트(110)의 외면(112)과의 마찰이 최소화되면서 회전이 수행되게 된다.

한편, 조정 부재(130)가 회전하게 되면 조정 부재(130)에 설치된 작동 부재(133)도 회전하게 되고, 그렇게 되면 작동 부재(133)에 결합된 베인 구동 부재(123)도 회전하게 된다.

베인 구동 부재(123)가 회전하게 되면 그와 연결된 베인 회전축(122)이 회전하고, 그렇게 되면 베인(121)도 회전하게 되어, 덕트(110) 내에 유동하는 유체의 유동을 제어하게 된다.

이 때, 덕트(110)로 유동하는 유체는, 제1 시일 링(126)과 제2 시일 링(127)에 의한 시일 작용 때문에 설치 구멍(111)을 통해 덕트(110)의 외부로 나가지 않게 되며, 베인 회전축(122)은 부시(125)에 의해 마찰을 최소화되면서 회전이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 베인 조립체(120)에 따르면, 베인 회전축(122)과 설치 구멍(111) 사이에 시일을 위한 시일 지지 부재(124), 부시(125), 제1 시일 링(126), 제2 시일 링(127)을 구비함으로써, 시일을 위해 베인 조립체(120)를 감싸는 별도의 케이스 등의 장치가 추가로 필요하지 않으므로 구성이 간단해지고 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 베인 조립체(120)에 따르면, 시일 지지 부재(124), 부시(125), 제1 시일 링(126), 제2 시일 링(127)의 간단한 구성을 가지고 있으므로, 제조 공수 및 설치 비용을 줄일 수 있으며, 검사 작업 공수 및 유지 보수 공수를 줄여 검사 및 유지 보수 비용도 줄일 수 있게 된다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 베인 조립체(220)에 관하여 설명하되, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 베인 조립체(120)와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 베인 조립체(220)의 단면도이고, 도 8은 도 7의 C 부분을 확대하여 도시한 개략적인 단면도이다. 또한, 도 9는 도 7에 도시된 시일 지지 부재(224)의 일부를 잘라 단면을 보여주는 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 덕트(210), 베인(221), 베인 회전축(222), 베인 구동 부재(223), 제1 시일 링 설치홈(224a)(224b), 제1 부시 설치홈(224d), 제2 부시 설치홈(224e), 제1 부시(225a), 제2 부시(225b), 제1 시일 링(226), 조정 부재(230), 구름체(232), 작동 부재(233)는, 각각 전술한 실시예의 덕트(110), 베인(121), 베인 회전축(122), 베인 구동 부재(123), 제1 시일 링 설치홈(124a)(124b), 제1 부시 설치홈(124d), 제2 부시 설치홈(124e), 제1 부시(125a), 제2 부시(125b), 제1 시일 링(126), 조정 부재(130), 구름체(132), 작동 부재(133)와 동일하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 실시예의 일 변형예의 설치 구멍(211)의 입구부(211a)의 형상, 시일 지지 부재(224)의 제2 시일 설치홈(224c)의 형성 위치, 제2 시일 링(227)의 크기가, 각각 전술한 실시예의 설치 구멍(111)의 입구부(111a)의 형상, 시일 지지 부재(124)의 제2 시일 설치홈(124c)의 형성 위치, 제2 시일 링(127)의 크기와 상이하다.

구체적으로 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 설치 구멍(211)의 입구부(211a)의 반경 방향 길이(L2)는, 전술한 실시예의 설치 구멍(111)의 입구부(111a)의 반경 방향 길이(L1)(도 3 참조) 보다 더 크게 형성되는데, 이는 제2 시일 링(227)과 접촉하기 위한 면적의 확보를 위해서이다.

또한, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 베인 조립체(220)의 시일 지지 부재(224)의 제2 시일 설치홈(224c)의 형성 위치는, 설치 구멍(211)의 입구부(211a)를 향한 지지 플랜지부(224f)의 하면(224f_1)에 형성된다. 즉, 제2 시일 설치홈(224c)은 지지 플랜지부(224f)의 하면(224f_1)의 부분 중 설치 구멍(211)의 입구부(211a)와 마주보는 위치에 형성된다.

또한, 제2 시일 설치홈(224c)은 중심축 O를 중심으로 하여 원형 형상으로 형성되는데, 제2 시일 설치홈(224c)의 형성 지름은 제2 시일 설치홈(124c) 보다 크게 형성되고, 그에 따라, 제2 시일 링(227)도 제2 시일 링(127) 보다 큰 지름을 가지게 된다.

본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 이러한 구조는, 베인 조립체(220)의 설치 시에 용이한 작업을 가능하게 한다. 즉, 작업자가 시일 지지 부재(224)를 설치 구멍(211)의 위로부터 아래로 끼워 고정할 때, 제2 시일 설치홈(224c)에 제2 시일 링(227)을 끼운 후 시일 지지 부재(224)를 아래로 밀어 간단하게 제2 시일 링(277)을 설치할 수 있다. 그렇게 되면, 제2 시일 설치홈(224c)에 제2 시일 링(227)을 용이하게 설치할 수 있으므로, 설치 비용을 줄일 수 있고, 차후 유지 보수 시 분해 및 정비가 용이하게 된다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 베인 조립체(220)에 따르면, 베인 회전축(222)과 설치 구멍(211) 사이에 시일을 위한 시일 지지 부재(224), 부시(225), 제1 시일 링(226)을 구비함으로써, 시일을 위한 별도의 케이스 등의 장치가 추가로 필요하지 않아, 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 베인 조립체(220)에 따르면, 시일 지지 부재(224), 부시(225), 제1 시일 링(226), 제2 시일 링(227)의 간단한 구성을 가지고 있으므로, 제조 공수 및 설치 비용을 줄일 수 있으며, 검사 작업 공수 및 유지 보수 공수를 줄여 검사 및 유지 보수 비용도 줄일 수 있게 된다. 아울러, 제2 시일 설치홈(224c)에 제2 시일 링(227)의 설치가 용이하게 되어, 설치 비용 및 유지 보수 비용을 줄일 수 있게 된다.

이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 외의 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 구성, 작용 및 효과는, 상기 본 발명의 실시예에 따른 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명은 베인 장치가 설치된 유체 기계에 적용될 수 있다.

100: 베인 장치 110, 210: 덕트
120, 220: 베인 조립체 130, 230: 조정 부재
140: 액추에이터

Claims (20)

1. 유체가 유동하는 덕트에 설치되는 베인 조립체에 있어서,
   상기 덕트 내에 배치되는 베인;
   상기 덕트에 형성된 설치 구멍에 적어도 일부가 배치되며, 상기 베인을 지지하는 베인 회전축;
   적어도 일부가 상기 설치 구멍에 배치되며, 상기 베인 회전축을 향한 면에는 적어도 하나의 제1 시일 링 설치홈이 형성된 시일 지지 부재;
   상기 시일 지지 부재에 설치되는 적어도 하나의 부시; 및
   상기 제1 시일 링 설치홈에 설치되는 제1 시일 링;을 포함하며,
   상기 시일 지지 부재의 일단에는 상기 베인 회전축에 대하여 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 지지 플랜지부가 형성되고,
   상기 설치 구멍의 입구부는 상기 베인 회전축에 대하여 반경 방향으로 연장된 제1면을 가지고,
   상기 지지 플랜지부의 면들 중 상기 설치 구멍의 입구부의 제1면을 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고,
   상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치되는 베인 조립체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 부시는,
   제1 부시; 및
   상기 제1 부시보다 더 상기 베인 쪽으로 설치되는 제2 부시;를 포함하는 베인 조립체.
7. 삭제
8. [청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

   제6항에 있어서,
   상기 제1 부시의 면들 중 최상면의 높이는 상기 시일 지지 부재의 최상면의 높이보다 더 높은 베인 조립체.
9. [청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

   제6항에 있어서,
   상기 제2 부시의 면들 중 최하면의 높이는 상기 시일 지지 부재의 최하면의 높이보다 더 낮은 베인 조립체.
10. 삭제
11. 유체가 유동하는 덕트에 설치되는 베인 조립체에 있어서,
    상기 덕트 내에 배치되는 베인;
    상기 덕트에 형성된 설치 구멍에 적어도 일부가 배치되며, 상기 베인을 지지하는 베인 회전축;
    적어도 일부가 상기 설치 구멍에 배치되며, 상기 베인 회전축을 향한 면에는 적어도 하나의 제1 시일 링 설치홈이 형성된 시일 지지 부재; 및
    상기 제1 시일 링 설치홈에 설치되는 제1 시일 링;을 포함하며,
    상기 시일 지지 부재의 일단에는 상기 베인 회전축에 대하여 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 지지 플랜지부가 형성되고,
    상기 설치 구멍의 입구부는 상기 베인 회전축에 대하여 반경 방향으로 연장된 제1면을 가지고,
    상기 지지 플랜지부의 면들 중 상기 설치 구멍의 입구부의 제1면을 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고,
    상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치되는 베인 조립체.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 유체가 유동하는 덕트;
    상기 덕트 내에 배치되는 베인;
    상기 덕트에 형성된 설치 구멍에 적어도 일부가 배치되며, 상기 베인을 지지하는 베인 회전축;
    적어도 일부가 상기 설치 구멍에 배치되며, 상기 베인 회전축을 향한 면에는 적어도 하나의 제1 시일 링 설치홈이 형성된 시일 지지 부재;
    상기 시일 지지 부재에 설치되는 적어도 하나의 부시;
    상기 제1 시일 링 설치홈에 설치되는 제1 시일 링; 및
    상기 베인 회전축을 움직이도록 동력을 제공하는 액추에이터;를 포함하며,
    상기 시일 지지 부재의 일단에는 상기 베인 회전축에 대하여 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 지지 플랜지부가 형성되고,
    상기 설치 구멍의 입구부는 상기 베인 회전축에 대하여 반경 방향으로 연장된 제1면을 가지고,
    상기 지지 플랜지부의 면들 중 상기 설치 구멍의 입구부의 제1면을 향한 면에는 적어도 하나의 제2 시일 링 설치홈이 형성되고,
    상기 제2 시일 링 설치홈에는 제2 시일 링이 설치되는 베인 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. [청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

    제15항에 있어서,
    상기 부시는,
    제1 부시; 및
    상기 제1 부시보다 더 상기 베인 쪽으로 설치되는 제2 부시;를 포함하는 베인 장치.
19. 삭제
20. [청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

    제18항에 있어서,
    상기 제1 부시의 일단에는 바깥쪽 반경 방향으로 연장된 부시 플랜지부가 형성된 베인 장치.

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