KR101973672B1

KR101973672B1 - 냉각구조가 개선된 터보 블로워

Info

Publication number: KR101973672B1
Application number: KR1020190003101A
Authority: KR
Inventors: 김유미
Original assignee: 주식회사 다함코퍼레이션
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2019-04-29
Also published as: KR101973672B9

Abstract

본 발명은 외기가 모터케이싱의 내부로 공급되어 스테이터, 로터 및 에어포일 베어링이 효과적으로 냉각되도록 냉각구조가 개선된 터보 블로워에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉각구조가 개선된 터보 블로워는, 복수 개의 제1 공기유입공과 공기배출공이 형성되는 모터케이싱과, 상기 모터케이싱의 내부에 삽입되는 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에 설치되는 로터와, 상기 로터의 양측에 설치되는 제1, 2 샤프트와, 상기 모터케이싱의 양측면을 커버하는 제1, 2 백플레이트와, 상기 제2 백플레이트를 커버하면서 복수 개의 제2 공기유입공이 형성된 커버 및 상기 제1 샤프트에 설치되어 회전 동작되는 임펠러가 구비된 스크롤조립체를 포함하는 본체; 상기 제2 샤프트에 설치되는 냉각팬; 상기 공기배출공에 설치되면서 상기 모터케이싱의 내부를 통과하여 배출되는 공기의 배출방향을 안내하는 공기배출부; 상기 제1, 2 샤프트에 설치되면서 축과 직교하는 방향을 작용하는 하중을 지지하는 한 쌍의 에어포일 레이디얼 베어링; 및 상기 제1 샤프트에 설치되는 축 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 에어포일 스러스트 베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각구조가 개선된 터보 블로워{Turbo blower with Improved Cooling Structure}

본 발명은 냉각구조가 개선된 터보 블로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터보 블로워의 내부로 공급되는 외기를 이용하여 내부에 설치되는 스테이터(고정자), 로터(회전자) 및 에어포일 베어링이 냉각되도록 구성되는 냉각구조가 개선된 터보 블로워에 관한 것이다.

일반적으로 터보 블로워(torbo blower)는 스테이터(stator, 고정자)와 로터(rotor, 회전자)를 내부에 포함하는 모터케이싱과, 상기 모터케이싱의 일측에 설치되어 유입된 유체를 압축하여 토출하는 스크롤조립체로 구성된다.

이러한 터보 블로워는 고속으로 회전되는 동안 스테이터, 로터 및 샤프트를 지지하는 베어링 등에 많은 열이 발생되고, 이러한 열에 의해 터보 블로워가 과열되어 구동이 멈추거나 화재가 발생하는 등의 문제가 있다.

따라서 근래에는 모터케이싱의 내부로 외기를 유입시켜 스테이터와 로터를 냉각하는 구조를 포함하는 터보 블로워가 개발되고 있다.

상기와 같은 터보 블로워의 종래기술로는 등록특허공보 제1377057호의 터보 블로워장치(이하 '특허문헌 1'이라 한다)가 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1의 터보 블로워장치는 외측 하우징의 일측에 샤프트와 연결되는 보조회전축이 설치되고, 이 보조회전축에 쿨링팬이 설치되며, 외측 하우징에 공기가 내부로 유입되는 복수 개의 구멍이 형성되어 쿨링팬의 회전 동작에 의해 외측 하우징의 내부로 외기가 유입되면서 스테이터와 로터 등의 내부 구성들이 냉각되도록 구성된다.

또 다른 종래기술로는 등록특허 제1841117호의 터보 블로워의 모터 냉각구조(이하 '특허문헌 2'라 한다)가 개시되어 있다.

상기 특허문헌 2에 개시된 모터 냉각구조는 양측면이 개방되고, 일단 부분의 외측면을 따라 복수 개의 제1 공기유입공이 형성되며, 타단 부분의 외측면에 공기배출공이 형성되는 원통 모양의 모터케이싱; 상기 모터케이싱의 내측면을 따라 설치되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측 중앙에 설치되어 회전 동작되는 로터; 상기 로터의 양측면에 각각 일단이 조립되어 고정 설치되는 제1, 2 샤프트; 상기 제1 샤프트를 지지하는 제1 베어링유닛이 조립되고, 상기 모터케이싱의 내측에 삽입되어 상기 모터케이싱의 개방된 일측면을 커버하는 제1 백플레이트; 상기 제2 샤프트를 지지하는 제2 베어링유닛이 조립되고, 상기 모터케이싱의 개방된 타측면을 커버하는 제2 백플레이트; 상기 제2 백플레이트를 커버하면서 방사상으로 복수 개의 제2 공기유입공이 관통 형성되는 커버; 상기 제1 샤프트에 설치되면서 상기 제1 샤프트의 회전 동작에 의해 회전 동작되는 임펠러; 상기 임펠러가 내측에 수용되면서 상기 모터케이싱의 일측에 설치되면서 유체가 유입되는 노즐과 유입된 유체가 압축되어 토출되는 토출구가 형성되는 스크롤조립체; 및 상기 스테이터와 상기 제1 백플레이트 사이의 상기 제1 샤프트에 설치되면서 상기 제1 샤프트의 회전 동작에 의해 상기 제1, 2 공기유입공을 통해 외기를 흡인하는 냉각팬으로 구성된다.

그러나 상기 특허문헌 1, 2에 개시된 터보 블로워장치는 외기가 모터케이싱의 내부로 유입되어 스테이터와 로터 사이로 흐르도록 냉각유로가 형성되고, 이에 의해 상대적으로 샤프트를 지지하는 에어포일 베어링 방향으로 외기가 흐르지 못하게 되면서 에어포일 베어링이 마찰열로 인해 변형되거나 파손되는 것을 방지하기 어려운 구조적인 문제가 있다.

따라서 터보 블로워에 있어서 모터케이싱의 내부로 공급되는 외기를 고르게 통과시켜 스테이터, 로터 및 에어포일 베어링을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 냉각구조가 개선된 터보 블로워의 개발이 요구된다.

KR 10-1377057 B1 (2014. 03. 17.) KR 10-1841117 B1 (2018. 03. 06.) KR 10-1580877 B1 (2015. 12. 22.) KR 10-1607492 B1 (2016. 03. 24.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 터보 블로워가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 모터케이싱의 내부로 공급되는 외기가 스테이터, 로터 및 에어포일 베어링을 통과하도록 유로가 형성되고, 에어포일 베어링에는 외기가 유입되거나 또는 가열된 공기가 배출될 수 있도록 냉각유로가 형성되어 쉽게 냉각될 수 있는 냉각구조가 개선된 터보 블로워를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉각구조가 개선된 터보 블로워는, 외측면을 따라 방사상으로 복수 개의 제1 공기유입공과 공기배출공이 형성되는 모터케이싱과, 상기 모터케이싱의 내부에 삽입되는 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에 설치되는 원통 모양의 로터와, 상기 로터의 양측에 소정 길이를 가지도록 설치되는 제1, 2 샤프트와, 상기 모터케이싱의 양측면을 커버하는 제1, 2 백플레이트와, 상기 제2 백플레이트를 커버하면서 방사상으로 복수 개의 제2 공기유입공이 형성된 커버 및 상기 제1 샤프트에 설치되어 회전 동작되는 임펠러가 구비된 스크롤조립체를 포함하는 본체; 상기 제2 백플레이트와 상기 커버 사이에 위치되면서 상기 제2 샤프트에 설치되어 회전 동작에 의해 외기가 상기 제1, 2 공기유입공을 통해 상기 모터케이싱의 내부로 유입되도록 하는 냉각팬; 상기 공기배출공에 설치되면서 상기 모터케이싱의 내부를 통과하여 배출되는 공기의 배출방향을 안내하는 공기배출부; 상기 제1, 2 샤프트에 설치되면서 축과 직교하는 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 한 쌍의 에어포일 레이디얼 베어링; 및 상기 제1 샤프트에 설치되는 축 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 에어포일 스러스트 베어링을 포함하고, 상기 모터케이싱의 내부에는, 상기 제1 공기유입공을 통해 내부로 유입된 외기가 상기 스테이터의 외측면을 따라 흐르면서 상기 제2 백플레이트 쪽으로 흐르도록 유로를 형성시키는 원형 관 모양의 가이드부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 냉각팬과 상기 커버 사이에 상기 냉각팬을 감싸도록 형성되면서 가운데 부분을 통해 상기 제2 샤프트가 관통 삽입됨과 동시에 상기 제1, 2 공기유입공을 통해 유입되는 외기가 상기 냉각팬 쪽으로 유입되도록 하는 소정 지름의 관통공이 형성된 가이드커버가 더 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제2 백플레이트에 방사상으로 소정 간격을 두고 복수 개가 형성되어 상기 제1 공기유입공을 통해 상기 모터케이싱의 내부로 유입된 외기가 상기 냉각팬과 상기 커버 사이의 공간으로 유입되도록 하는 복수 개의 제1 통기공; 및 상기 제1 통기공과 소정 간격을 두고 방사상으로 복수 개가 형성되어 상기 가이드커버와 상기 커버 사이의 외기가 상기 가이드부재의 내측으로 유입되도록 하는 복수 개의 제2 통기공을 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더해 본 발명은 상기 에어포일 레이디얼 베어링이 원통 모양을 가지면서 회전축이 관통 삽입되는 관통공이 형성되는 하우징; 상기 관통공의 내측면과 소정 간격 이격되어 설치되는 제1, 2 탑포일; 상기 관통공의 내측면과 상기 제1, 2 탑포일 사이에 설치되는 제1, 2 범프포일; 상기 관통공의 내측면과 상기 제1, 2 범프포일 사이에 설치되면서 상기 관통공의 내측면에 밀착 설치되는 제1, 2 심포일; 및 상기 하우징의 일측면을 커버하도록 조립되는 커버를 포함하고, 상기 하우징에는, 외측면의 가운데 부분을 따라 소정 간격을 두고 형성되는 복수 개의 통기공이 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 에어포일 스러스트 베어링이 가운데 부분에 소정 지름의 관통공이 형성되는 원판 모양의 베이스판; 상기 베이스판의 일측면에 방사상으로 설치되는 복수 개의 범프포일; 일단이 상기 베이스판에 고정되면서 타단이 상기 복수 개의 범프포일을 커버하도록 설치되는 복수 개의 탑포일을 포함하고, 상기 베이스판에는, 상기 관통공과 상기 복수 개의 범프포일 사이의 공간이 서로 연결되도록 소정 폭으로 절개된 복수 개의 냉각유로가 형성되어, 상기 복수 개의 범프포일과 탑포일 사이의 가열 공기가 상기 냉각유로를 통해 상기 관통공 쪽으로 유입되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 냉각팬이 회전 동작됨에 따라 모터케이싱의 제1 공기유입공과 커버의 제2 공기유입공을 통해 외기가 모터케이싱의 내부로 유입되면서 스테이터, 로터 및 에어포일 베어링이 냉각되게 되고, 이에 의해 제1, 2 샤프트의 회전에 의해 발생하는 열이 빠르게 냉각될 수 있다.

또한, 에어포일 레이디얼 베어링의 하우징에 통기공이 형성되어 내부로 외기가 쉽게 유입될 수 있고, 이에 의해 하우징 내부의 가열된 공기가 외기로 인해 외부로 빠르게 배출되게 되면서 냉각될 수 있다.

그리고 에어포일 스러스트 베어링의 베이스판에 방사상으로 복수 개의 냉각유로가 형성되어 마찰에 의해 가열된 공기가 냉각유로를 따라 쉽게 배출될 수 있고, 이에 의해 탑포일과 범프포일 등의 열변형을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각구조가 개선된 터보 블로워의 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 분리 사시도.
도 3은 도 1의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 모터케이싱의 예를 보인 사시도.
도 5는 도 4의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 제1 샤프트에 제1 백플레이트, 에어포일 레이디얼 베어링 및 에어포일 스러스트 베어링이 조립된 예를 보인 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 제2 샤프트에 제2 백플레이트, 커버, 가이드커버, 에어포일 레이디얼 베어링 및 가이드부재가 조립된 예를 보인 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 제2 백플레이트의 예를 보인 도면.
도 9는 본 발명에 따른 에어포일 레이디얼 베어링의 예를 보인 분리 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 하우징의 예를 보인 단면도.
도 11(a, b)은 본 발명에 따른 통기공의 다른 실시예를 보인 도면.
도 12는 본 발명에 따른 하우징의 스토퍼에 배출홈이 형성되는 예를 보인 도면.
도 13은 본 발명에 따른 제1, 2 범프포일, 제1, 2 보조범프포일 및 제1, 2 심포일이 조립되는 예를 보인 도면.
도 14는 본 발명에 따른 에어포일 스러스트 베어링의 예를 보인 사시도.
도 15는 본 발명에 따른 베이스판의 예를 보인 도면.
도 16은 본 발명에 따른 냉각유로를 따라 공기가 배출되는 예를 보인 도면.
도 17은 본 발명에 따른 냉각구조가 개선된 터보 블로워의 사용 예를 보인 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 모터케이싱의 내부로 공급되는 외기가 스테이터와 로터 및 에어포일 베어링을 통과하도록 유로가 형성되고, 에어포일 베어링에는 외기가 유입되거나 또는 가열된 공기가 배출될 수 있도록 냉각유로가 형성되어 쉽게 냉각될 수 있는 냉각구조가 개선된 터보 블로워를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10), 냉각팬(20), 공기배출부(30), 에어포일 레이디얼 베어링(40) 및 에어포일 스러스트 베어링(50)을 포함한다.

본체(10)는 전원이 인가됨에 따라 고속의 회전 동력을 발생시키는 구성이다.

이러한 본체(10)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 원통 모양으로 형성되어 내부에 수용공간(11A)이 형성되고, 외측면을 따라 방사상으로 복수 개의 제1 공기유입공(11B)과 공기배출공(11C)이 형성되는 모터케이싱(11)과, 상기 모터케이싱(11)의 수용공간(11A)에 삽입되어 고정되는 스테이터(12)와, 상기 스테이터(12)의 중앙 부분을 관통하도록 설치되면서 회전 동작되는 원통 모양의 로터(13)와, 상기 로터(13)의 양측에 소정 길이를 가지도록 설치되어 로터(13)의 회전 동작에 의해 함께 회전 동작되는 제1, 2 샤프트(14, 15)와, 상기 모터케이싱(11)의 양측면을 커버하도록 소정 지름을 가지는 원판 모양으로 형성되는 제1, 2 백플레이트(16, 17)와, 상기 제2 백플레이트(17)를 커버하면서 방사상으로 복수 개의 제2 공기유입공(18A)이 형성된 커버(18) 및 상기 제1 샤프트(14)에 설치되어 제1 샤프트(14)에 의해 함께 회전 동작되는 임펠러가 구비된 스크롤조립체(19)를 포함한다.

이때 모터케이싱(11)의 제1 공기유입공(11B)은 외측면을 따라 소정 길이를 가지는 장공으로 형성되어 모터케이싱(11)의 외측면을 따라 여러 방향에서 외기가 동시에 쉽게 유입되도록 구성된다.

그리고 제1 샤프트(14)에는 도 6에 도시된 바와 같이 후술되는 에어포일 레이디얼 베어링(40)과 제1 백플레이트(16) 및 에어포일 스러스트 베어링(50)이 차례대로 삽입되어 상호 밀착되어 설치되고, 제2 샤프트(15)에는 도 7에 도시된 바와 같이 에어포일 레이디얼 베어링(40), 제2 백플레이트(17), 냉각팬(20), 가이드커버(21) 및 커버(18)가 차례대로 삽입되어 상호 밀착되어 설치된다.

또한, 제2 백플레이트(17)에는 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 모터케이싱(11)의 내부로 소정 길이를 가지도록 설치되는 원형 관(管) 모양의 가이드부재(C)가 설치되고, 이에 의해 모터케이싱(11)의 제1 공기유입공(11B)을 통해 내부로 유입된 외기가 스테이터(12)의 외측면을 따라 흐르면서 제2 백플레이트(17) 쪽으로 흐르도록 유로가 형성되게 된다.

그리고 제2 백플레이트(17)에는 도 8에 도시된 바와 같이 방사상으로 소정 간격을 두고 복수 개의 제1 통기공(17A)이 형성되고, 상기 제1 통기공(17A)에 비해 상대적으로 제2 백플레이트(17)의 중앙 쪽에 근접되어 형성되도록 제1 통기공(17A)과 소정 간격 이격되어 복수 개의 제2 통기공(17B)이 형성되며, 이러한 제1, 2 통기공(17A, 17B) 사이에 가이드부재(C)의 일단이 밀착되게 되면서 제1, 2 통기공(17A, 17B)은 상호 분리된 유로를 갖게 된다.

상기와 같은 제2 백플레이트(17)의 구성에 의해 제1, 2 샤프트(14, 15)가 회전 동작되면 후술되는 냉각팬(20)이 회전되면서 모터케이싱(11)의 제1 공기유입공(11B)을 통해 수용공간(11A)으로 외기가 유입되고, 이렇게 수용공간(11A)으로 유입된 외기는 수용공간(11A)의 내측면과 스테이터(12)의 외측면 사이에 형성되는 유로를 따라 제2 백플레이트(17) 쪽으로 흘러 제1 통기공(17A)을 통해 후술되는 냉각팬(20)의 가이드커버(21)와 커버(18) 사이의 공간으로 유입되게 된다.

그런 다음, 냉각팬(20)에 의해 가이드커버(21)의 관통공(21A)을 따라 냉각팬(20) 쪽으로 외기가 유입되고, 이렇게 냉각팬(20) 쪽으로 유입된 외기는 자연스럽게 제2 백플레이트(17)의 제2 통기공(17B)을 통해 가이드부재(C)의 내측으로 유입되어 로터(13) 쪽으로 흐르게 된다.

이때 커버(18)에 형성된 제2 공기유입공(18A)을 통해서도 외기가 유입되면서 제1 공기유입공(11B)을 통해 유입된 외기와 합류되게 되고, 그 결과 스테이터(12)를 통과하면서 가열된 외기의 온도가 낮아지게 된다.

또한, 가이드부재(C)의 내측에는 후술되는 에어포일 레이디얼 베어링(40)이 설치되고, 이에 의해 가이드부재(C) 내측으로 유입되는 외기 중의 일부는 에어포일 레이디얼 베어링(40)에 형성된 통기공(41B)을 통해 하우징(41)의 내부로 유입되게 되면서 에어포일 레이디얼 베어링(40)이 로터(13)와 함께 냉각되게 된다.

이에 더해 로터(13)를 통과한 외기는 후술되는 공기배출부(30)를 통해 외부로 배출되기 전 도 6에 도시된 바와 같이 제1 샤프트(14)에 설치된 또 다른 에어포일 레이디얼 베어링(40) 쪽의 하우징(41) 내부로 일부 유입되게 되고, 이에 의해 양측에 각각 설치된 한 쌍의 에어포일 레이디얼 베어링(40)이 외기에 의해 냉각되게 된다.

냉각팬(20)은 제2 샤프트(15)에 설치되어 모터의 구동시 함께 회전 동작되면서 제1, 2 공기유입공(11B, 18A)을 통해 모터케이싱(11)의 내부로 외기를 유입시키는 구성이다.

이러한 냉각팬(20)은 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이 소정 크기의 날개가 방사상으로 복수 개 배열된 모양으로 형성되면서 커버(18)에서 로터(13) 쪽으로 외기가 흐를 수 있도록 제2 샤프트(15)의 회전 방향에 맞추어 일측으로 소정 각도 경사지게 형성된다.

그리고 냉각팬(20)의 일측에는 냉각팬(20)의 외측면을 감싸도록 설치되어 냉각팬(20)을 커버함과 동시에 제1 통기공(17A)을 통해 제2 백플레이트(17)를 통과한 공기가 곧바로 제2 통기공(17B) 쪽으로 흐르지 못하도록 제2 백플레이트(17)의 제1, 2 통기공(17A, 17B) 사이에 일단이 밀착되는 소정 크기의 가이드커버(21)가 설치된다.

이때 가이드커버(21)의 가운데 부분에는 제2 샤프트(15)가 관통 삽입됨과 동시에 외기가 냉각팬(20) 쪽으로 유입되도록 제2 샤프트(15)의 외측면과 소정 간격 이격되는 소정 지름의 관통공(21A)이 형성된다.

상기와 같은 냉각팬(20)은 모터케이싱(11)의 일측을 커버하는 제2 백플레이트(17)와 커버(18) 사이에 설치되고, 이에 의해 냉각팬(20)이 파손되더라도 커버(18)를 분리하여 쉽게 교체할 수 있으며, 또한 커버(18)와 근접 설치되므로 커버(18)에 형성된 제2 공기유입공(18A)을 통해 외기가 모터케이싱(11)의 내부로 더욱 쉽고 빠르게 유입되게 되면서 적정의 냉각 성능이 담보되게 된다.

공기배출부(30)는 모터케이싱(11)의 일측에 형성되어 모터케이싱(11)의 내부로 유입된 공기를 외부로 배출시키는 구성이다.

이러한 공기배출부(30)는 배출되는 공기가 모터케이싱(11)에 설치된 스크롤조립체(19) 쪽으로 흐르지 못하도록 스크롤조립체(19)와 반대되거나 또는 먼 방향으로 공기가 배출되도록 형성되고, 또 다르게는 공기배출부(30)에 소정 길이를 가지는 호스(도시하지 않음)가 연결될 수 있다.

에어포일 레이디얼 베어링(40)은 제1, 2 샤프트(14, 15)에 설치되어 축과 직교하는 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 구성이다.

이러한 에어포일 레이디얼 베어링(40)은 도 9에 도시된 바와 같이 원통 모양을 가지면서 제1, 2 샤프트(14, 15)가 관통 삽입되는 관통공(41A)이 형성되는 하우징(41)과, 상기 관통공(41A)의 내측면과 소정 간격 이격되어 설치되는 제1, 2 탑포일(42A, 42B)과, 상기 관통공(41A)의 내측면과 제1, 2 탑포일(42A, 42B) 사이에 설치되는 제1, 2 범프포일(43A, 43B)과, 상기 관통공(41A)의 내측면과 제1, 2 범프포일(43A, 43B) 사이에 설치되면서 관통공(41A)의 내측면에 밀착 설치되는 제1, 2 심포일(44A, 44B) 및 상기 하우징(41)의 일측면을 커버하도록 조립되는 커버(45)를 포함한다.

그리고 하우징(41)에는 도 10에 도시된 바와 같이 외측면의 가운데 부분을 따라 소정 간격을 두고 형성되는 복수 개의 통기공(41B)이 형성되고, 이러한 통기공(41B)을 통해 외기가 하우징(41)의 내부로 유입된 다음 개방된 양측 방향으로 배출되면서 하우징(41) 내부의 열을 냉각시키게 된다.

이때 통기공(41B)은 소정 각도(A)로 테이퍼지게 형성되어 하우징(41)의 내측 방향의 지름에 비해 외측 방향의 지름이 상대적으로 크게 형성되거나 또는 하우징(41)의 외측면을 따라 외기가 통기공(41B)을 통해 쉽게 유입되도록 안내하는 소정 깊이의 안내홈(41B')이 형성될 수 있다.

이에 더해 하우징(41)에는 도 10에 도시된 바와 같이 하우징(41)의 내측면을 따라 소정 폭과 높이를 가지는 스토퍼(41C)가 형성되어, 하우징(41)의 내측에 설치되는 제1, 2 탑포일(42A, 42B), 제1, 2 범프포일(43A, 43B) 및 제1, 2 심포일(44A, 44B)이 서로 소정 간격 이격되어 설치되고, 이에 의해 일측의 열이 타측의 탑포일, 범프포일 및 심포일 쪽으로 쉽게 전달되는 것이 방지된다.

그리고 스토퍼(41C)에는 도 12에 도시된 바와 같이 통기공(41B)의 위치에 맞추어 소정 깊이의 배출홈(41C')이 형성되고, 이러한 배출홈(41C')에 의해 통기공(41B)을 통해 하우징(41)의 내부로 유입된 외기가 제1, 2 탑포일(42A, 42B)과 제1, 2 샤프트(14, 15) 사이에 형성되는 이격된 공간과 제1, 2 탑포일(42A, 42B)과 제1, 2 심포일(44A, 44B) 사이에 형성되는 이격된 공간으로 분기되어 흐르게 되면서 에어포일 레이디얼 베어링(40)이 더욱 효과적으로 빠르게 냉각되게 된다.

또한, 제1, 2 범프포일(43A, 43B)과 제1, 2 심포일(44A, 44B) 사이에는 제1, 2 범프포일(43A, 43B)에 형성된 범프의 반지름(R1)에 비해 상대적으로 작은 크기의 반지름(R2)을 가지는 범프가 형성된 제1, 2 보조범프포일(43A', 43B')이 설치되고, 이러한 제1, 2 보조범프포일(43A', 43B')에 의해 제1, 2 범프포일(43A, 43B)이 보강되어 제1, 2 샤프트(14, 15)에서 작용하는 강한 외력에 의해 제1, 2 범프포일(43A, 43B)이 변형되는 것이 방지된다.

에어포일 스러스트 베어링(50)은 제1 샤프트(14)에 설치되어 축 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 구성이다.

이러한 에어포일 스러스트 베어링(50)은 도 14에 도시된 바와 같이 가운데 부분에 소정 지름의 관통공(51A)이 형성되는 원판 모양의 베이스판(51)과, 상기 베이스판(51)의 일측면에 방사상으로 설치되는 복수 개의 범프포일과, 일단이 상기 베이스판(51)에 고정되면서 타단이 상기 복수 개의 범프포일을 커버하도록 설치되는 복수 개의 탑포일을 포함한다.

이때 범프포일은 베이스판(51)에 서로 다른 지름을 가지면서 호 형상으로 형성되는 복수 개의 제1, 2 범프포일(52, 53)로 구성되고, 이러한 제1, 2 범프포일(52, 53)을 각각 커버하도록 호 형상으로 형성되는 복수 개의 제1, 2 탑포일(54, 55)로 구성될 수 있다.

그리고 베이스판(51)에는 도 15에 도시된 바와 같이 관통공(51A)과 복수 개의 제1, 2 범프포일(52, 53) 사이의 공간을 지그재그 방향으로 서로 연결하는 복수 개의 냉각유로(51C)가 형성된다.

이때 냉각유로(51C)는 베이스판(51)의 양측이 관통되도록 소정 폭이 절개되어 형성되고, 또한 제1 범프포일(52)은 도 16에 도시된 바와 같이 냉각유로(51C)와 인접하여 소정 간격을 두고 공간부(B)가 형성되도록 배열되며, 이에 의해 복수 개의 제1, 2범프포일(52, 53)과 제1, 2 탑포일(54, 55) 사이의 가열 공기가 냉각유로(51C)와 공간부(B)를 통해 관통공(51A) 쪽으로 쉽게 배출되게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 냉각구조가 개선된 터보 블로워는 도 17에 도시된 바와 같이 전원이 인가되어 로터(13)가 회전 동작되게 됨에 따라 양측의 제1, 2 샤프트(14, 15)가 함께 회전되게 되면서 스크롤조립체(19)에 설치된 임펠러(도면부호 없음)가 회전 동작되고, 이와 동시에 냉각팬(20)이 회전 동작되면서 제1, 2 공기유입공(11B, 18A)을 통해 외기가 모터케이싱(11)과 커버(18)의 내부로 유입되게 된다.

그리고 제1 공기유입공(11B)을 통해 모터케이싱(11)의 수용공간(11A)으로 유입된 공기는 스테이터(12)의 외측면을 따라 제2 백플레이트(17) 쪽으로 흐르면서 스테이터(12)를 냉각시키고, 제2 백플레이트(17)의 제1 통기공(17A)을 통해 제2 공기유입공(18A)에 의해 유입되는 또 다른 외기와 합류된다.

그런 다음, 냉각팬(20)의 작용에 의해 가이드커버(21)와 커버(18) 사이의 외기가 가이드커버(21)의 관통공(21A) 쪽으로 유입되어 제2 백플레이트(17)의 제2 통기공(17B)을 통해 가이드부재(C)의 내측을 따라 스테이터(12)의 내측면과 로터(13)의 외측면 사이에 형성되는 공간을 따라 흐르고, 이렇게 로터(13)를 통과한 외기는 공기배출공(11C)을 통해 공기배출부(30) 쪽으로 배출되며, 이 과정에서 에어포일 레이디얼 베어링(40)과 에어포일 스러스트 베어링(50)에서 발생하는 열이 함께 배출(방출)되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 냉각팬이 회전 동작됨에 따라 모터케이싱의 제1 공기유입공과 커버의 제2 공기유입공을 통해 외기가 모터케이싱의 내부로 유입되면서 스테이터, 로터 및 에어포일 레이디얼 베어링이 냉각되게 되고, 이에 의해 제1, 2 샤프트가 고속 회전됨에 따라 발생하는 열이 빠르게 냉각되게 된다.

그리고 에어포일 레이디얼 베어링의 하우징에 통기공이 형성되어 하우징의 내부로 외기가 쉽게 유입되게 되고, 이에 의해 하우징 내부의 공기가 외기로 인해 외부로 빠르게 배출될 수 있으며, 에어포일 스러스트 베어링의 베이스판에 방사상으로 복수 개의 냉각유로가 형성되어 마찰에 의해 가열된 공기가 냉각유로를 따라 쉽게 배출되면서 탑포일과 범프포일 등의 열변형이 방지되게 된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

10: 본체 11: 모터케이싱
11A: 수용공간 11B: 제1 공기유입공
11C: 공기배출공 12: 스테이터
13: 로터 14: 제1 샤프트
15: 제2 샤프트 16: 제1 백플레이트
17: 제2 백플레이트 17A: 제1 통기공
17B: 제2 통기공 18: 커버
18A: 제2 공기유입공 19: 스크롤조립체
20: 냉각팬 21: 가이드커버
21A: 관통공 30: 공기배출부
40: 에어포일 레이디얼 베어링
41: 하우징 41A: 관통공
41B: 통기공 41B': 안내홈
41C: 스토퍼 41C': 배출홈
42A: 제1 탑포일 42B: 제2 탑포일
43A: 제1 범프포일 43A': 제1 보조범프포일
43B: 제2 범프포일 43B': 제2 보조범프포일
44A: 제1 심포일 44B: 제2 심포일
45: 커버플레이트
50: 에어포일 스러스트 베어링
51: 베이스판 51A: 관통공
51B: 결합공 51C: 냉각유로
52: 제1 범프포일 53: 제2 범프포일
54: 제1 탑포일 55: 제2 탑포일
A: 테이퍼 각도 B: 공간부
C: 가이드부재 R1: 제1 범프포일의 반지름
R2: 제2 범프포일의 반지름

Claims

외측면을 따라 방사상으로 복수 개의 제1 공기유입공(11B)과 공기배출공(11C)이 형성되는 모터케이싱(11)과, 상기 모터케이싱(11)의 내부에 삽입되는 스테이터(12)와, 상기 스테이터(12)의 내부에 설치되는 원통 모양의 로터(13)와, 상기 로터(13)의 양측에 소정 길이를 가지도록 설치되는 제1, 2 샤프트(14, 15)와, 상기 모터케이싱(11)의 양측면을 커버하는 제1, 2 백플레이트(16, 17)와, 상기 제2 백플레이트(17)를 커버하면서 방사상으로 복수 개의 제2 공기유입공(18A)이 형성된 커버(18) 및 상기 제1 샤프트(14)에 설치되어 회전 동작되는 임펠러가 구비된 스크롤조립체(19)를 포함하는 본체(10);
상기 제2 백플레이트(17)와 상기 커버(18) 사이에 위치되면서 상기 제2 샤프트(15)에 설치되어 회전 동작에 의해 외기가 상기 제1, 2 공기유입공(11B, 18A)을 통해 상기 모터케이싱(11)의 내부로 유입되도록 하는 냉각팬(20);
상기 공기배출공(11C)에 설치되면서 상기 모터케이싱(11)의 내부를 통과하여 배출되는 공기의 배출방향을 안내하는 공기배출부(30);
상기 제1, 2 샤프트(14, 15)에 설치되면서 축과 직교하는 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 한 쌍의 에어포일 레이디얼 베어링(40); 및
상기 제1 샤프트(14)에 설치되는 축 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 에어포일 스러스트 베어링(50);
을 포함하고,
상기 모터케이싱(11)의 내부에는,
상기 제1 공기유입공(11B)을 통해 내부로 유입된 외기가 상기 스테이터(12)의 외측면을 따라 흐르면서 상기 제2 백플레이트(17) 쪽으로 흐르도록 유로를 형성시키는 원형 관 모양의 가이드부재(C)가 설치되며,
상기 냉각팬(20)과 상기 커버(18) 사이에는,
상기 냉각팬(20)을 감싸도록 형성되면서 가운데 부분을 통해 상기 제2 샤프트(15)가 관통 삽입됨과 동시에 상기 제1, 2 공기유입공(11B, 18A)을 통해 유입되는 외기가 상기 냉각팬(20) 쪽으로 유입되도록 하는 소정 지름의 관통공(21A)이 형성된 가이드커버(21)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각구조가 개선된 터보 블로워.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제2 백플레이트(17)에는,
방사상으로 소정 간격을 두고 복수 개가 형성되어 상기 제1 공기유입공(11B)을 통해 상기 모터케이싱(11)의 내부로 유입된 외기가 상기 냉각팬(20)과 상기 커버(18) 사이의 공간으로 유입되도록 하는 복수 개의 제1 통기공(17A); 및
상기 제1 통기공(17A)과 소정 간격을 두고 방사상으로 복수 개가 형성되어 상기 가이드커버(21)와 상기 커버(18) 사이의 외기가 상기 가이드부재(C)의 내측으로 유입되도록 하는 복수 개의 제2 통기공(17B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각구조가 개선된 터보 블로워.
청구항 1에 있어서,
상기 에어포일 레이디얼 베어링은,
원통 모양을 가지면서 회전축이 관통 삽입되는 관통공(41A)이 형성되는 하우징(41);
상기 관통공(41A)의 내측면과 소정 간격 이격되어 설치되는 제1, 2 탑포일(42A, 42B);
상기 관통공(41A)의 내측면과 상기 제1, 2 탑포일(42A, 42B) 사이에 설치되는 제1, 2 범프포일(43A, 43B);
상기 관통공(41A)의 내측면과 상기 제1, 2 범프포일(43A, 43B) 사이에 설치되면서 상기 관통공(41A)의 내측면에 밀착 설치되는 제1, 2 심포일(44A, 44B); 및
상기 하우징(41)의 일측면을 커버하도록 조립되는 커버(45);
를 포함하고,
상기 하우징(41)에는,
외측면의 가운데 부분을 따라 소정 간격을 두고 형성되는 복수 개의 통기공(41B)이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각구조가 개선된 터보 블로워.
청구항 1에 있어서,
상기 에어포일 스러스트 베어링(50)은,
가운데 부분에 소정 지름의 관통공(51A)이 형성되는 원판 모양의 베이스판(51);
상기 베이스판(51)의 일측면에 방사상으로 설치되는 복수 개의 범프포일;
일단이 상기 베이스판(51)에 고정되면서 타단이 상기 복수 개의 범프포일을 커버하도록 설치되는 복수 개의 탑포일;
을 포함하고,
상기 베이스판(51)에는,
상기 관통공(51A)과 상기 복수 개의 범프포일 사이의 공간이 서로 연결되도록 소정 폭으로 절개된 복수 개의 냉각유로(51C)가 형성되어, 상기 복수 개의 범프포일과 탑포일 사이의 가열 공기가 상기 냉각유로(51C)를 통해 상기 관통공(51A) 쪽으로 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각구조가 개선된 터보 블로워.