KR101998533B1 - 전동기 지지 기구, 압축기, 및 과급기 - Google Patents

Abstract

공기 안내 케이싱의 취입구 측의 단부에 장착됨과 함께 회전 축을 따라 뻗는 축선(X)을 중심으로 원통 형상으로 형성된 원통 형상 부재(15a)와, 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)의 복수 개소에 연결되어, 내주면(15d)으로부터 축선(X)을 향한 직경 방향으로 뻗는 복수의 스트러트(15b)와, 축선(X)을 중심으로 한 원주 방향으로 인접하여 배치되는 한 쌍의 스트러트(15b)를 연결하는 연결 부재(15c)를 구비하고, 복수의 스트러트(15b)는, 직경 방향 축선(X) 측의 단부를 전동 모터(14)의 외주면 (14g)의 복수 개소에 연결함으로써 전동 모터(14)를 축선(X) 상에 지지하는 전동 모터 지지 기구(15)를 제공한다.

Description

전동기 지지 기구, 압축기, 및 과급기

본 발명은, 전동기를 지지하는 전동기 지지 기구, 압축기, 및 과급기에 관한 것이다.

종래, 공기를 압축하여 내연 기관의 연소용 공기로서 연소실 내로 공급하는 과급기가 알려져 있다. 과급기는, 예를 들면 선박용 디젤 기관이나 발전용 디젤 기관과 같은 2스트로크 저속 기관 등에 있어서도 널리 사용되고 있다. 이와 같은 과급기는, 연소용 공기를 압축하는 압축기와 압축기의 구동원이 되는 터빈이 로터축을 통하여 연결되며, 케이싱 내에 수납되어 일체로 회전한다. 터빈은, 예를 들면 내연 기관으로부터 배출되는 배기가스를 구동원으로 하여 구동된다.

과급기의 일종으로서, 로터축에 전동기를 접속시킨 하이브리드 과급기가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 하이브리드 과급기는, 통상의 과급기와 동일하게 공기를 압축하여 연소용 공기로서 내연 기관의 연소실 내로 공급하는 것에 더하여, 내연 기관으로부터 배출되는 잉여의 배기가스에 의하여 로터축을 구동하여 전동기에 의한 발전을 행하는 것이다.

또, 과급기의 일종으로서, 로터축에 모터를 접속시킨 전동 어시스트 과급기가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 이 전동 어시스트 과급기는, 하이브리드 과급기에 이용되는 전동 발전기의 발전 기능을 생략하고, 전동 기능에 초점을 둠으로써 모터를 소형화한 것이다.

특허문헌 1: 일본 특허공보 제4247217호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2015-158161호

특허문헌 1에 개시되는 과급기에 있어서는, 컴프레서부의 상류 측에 배치된 소음기(사일렌서)에 마련된 쉘 하우징에 전동기를 수용하고 있다. 전동기가 쉘 하우징에 수용되어 있기 때문에, 전동기에서 발생하는 열은 쉘 하우징의 내부에 축적되기 쉽다. 이로 인하여, 전동기를 충분히 냉각시키기 위해서는, 냉각수 순환 기구 등의 별도의 냉각 기구를 마련할 필요가 있다.

또, 특허문헌 2에 개시되는 과급기에 있어서, 모터의 하우징은, 4개의 서포트 부재를 통하여 공기 안내 케이싱에 지지되어 있다. 그러나, 서포트 부재는 모터 로터의 회전 중심을 향하여 뻗고 있지 않고, 또한 4개의 서포트 부재는 각각 단독으로 모터 하우징의 4개소를 지지하고 있다. 이로 인하여, 특허문헌 2에 개시되는 서포트 부재에 의한 모터의 지지 구조에는 개선의 여지가 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 압축부의 회전축을 따라 뻗는 축선 상에 전동기를 확실히 지지함과 함께 냉각 기구를 마련할 필요 없이 전동기를 충분히 냉각시키는 것이 가능한 전동기 지지 기구, 그것을 구비한 압축기, 및 과급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 이하의 수단을 채용한다.

본 발명의 일 양태에 관한 전동기 지지 기구는, 취입구로부터 유입되는 유체를 압축하는 압축부와, 상기 압축부를 수용하는 케이싱부와, 상기 압축부의 회전축에 연결되는 구동축을 갖는 전동기를 구비하는 압축기의 전동기 지지 기구로서, 상기 케이싱부의 상기 취입구 측의 단부에 장착됨과 함께 상기 회전축을 따라 뻗는 축선을 중심으로 원통 형상으로 형성된 원통 형상 부재와, 상기 원통 형상 부재의 내주면의 복수 개소에 연결되어, 상기 내주면으로부터 상기 축선을 향한 직경 방향으로 뻗는 복수의 지지 부재와, 상기 축선을 중심으로 한 원주 방향으로 인접하여 배치되는 한 쌍의 상기 지지 부재를 연결하는 연결 부재를 구비하고, 상기 복수의 지지 부재는, 상기 직경 방향의 상기 축선 측의 단부를 상기 전동기의 외주면의 복수 개소에 연결함으로써 상기 전동기를 상기 축선 상에 지지한다.

본 발명의 일 양태에 관한 전동기 지지 기구에 의하면, 압축부를 수용하는 케이싱부의 취입구 측의 단부에 원통 형상 부재가 장착되어 있다. 이 원통 형상 부재는 압축부의 회전축을 따라 뻗는 축선을 중심으로 원통 형상으로 형성되어 있기 때문에, 원통 형상 부재의 내주면은 축선으로부터 등거리의 위치에 배치된다. 또, 원통 형상 부재의 내주면의 복수 개소에는, 직경 방향으로 뻗는 복수의 지지 부재가 연결되어 있으며, 복수의 지지 부재의 축선 측의 단부가 전동기의 외주면의 복수 개소에 연결되어 있다. 이로 인하여, 전동기는, 그 외주면에 직교하는 직경 방향으로 당접되는 복수의 지지 부재에 의하여 축선 상에 확실히 지지된다.

또, 원통 형상 부재가 케이싱부의 취입구 측의 단부에 장착되고, 또한 전동기가 그 주위의 공간에서 유체가 유통 가능해지도록 복수의 지지 부재에 의하여 지지되어 있다. 압축부의 취입구로 유입되는 유체는, 취입구의 상류 측에서 전동기의 외주면을 따라 흐르기 때문에, 전동기의 외주면이 유체의 유통에 의하여 냉각된다.

또, 축선을 중심으로 한 원주 방향으로 인접하여 배치되는 한 쌍의 지지 부재가 연결 부재에 의하여 연결되기 때문에, 인접하여 배치되는 한 쌍의 지지 부재에 의한 전동기의 지지를 보다 확실히 행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 양태에 관한 전동기 지지 기구에 의하면, 압축부의 회전축을 따라 뻗는 축선 상에 전동기를 확실히 지지함과 함께 냉각 기구를 마련할 필요 없이 전동기를 충분히 냉각시키는 것이 가능한 전동기 지지 기구를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 전동기 지지 기구에 있어서는, 상기 연결 부재는, 상기 원주 방향으로 뻗는 판 형상으로 형성됨과 함께 상기 원주 방향의 일단이 상기 한 쌍의 지지 부재의 한쪽에 연결되고, 또한 상기 원주 방향 타단이 상기 한 쌍의 지지 부재의 다른 쪽에 연결되는 구성이어도 된다.

본 구성의 전동기 지지 기구에 의하면, 축선을 중심으로 한 원주 방향으로 인접하여 배치되는 한 쌍의 지지 부재가 원주 방향으로 뻗는 판 형상으로 형성되는 연결 부재에 의하여 지지된다. 이로 인하여, 인접하여 배치되는 한 쌍의 지지 부재에 의한 전동기의 지지를 원주 방향을 따라 확실히 행할 수 있다.

상기 구성에 관한 전동기 지지 기구에 있어서는, 인접한 상기 한 쌍의 지지 부재의 상기 원주 방향의 간격이 가장 긴 제1 영역에 상기 연결 부재를 배치하지 않고, 인접한 상기 한 쌍의 지지 부재의 상기 원주 방향의 간격이 상기 제1 영역보다 짧은 다른 영역에 상기 연결 부재를 배치한 형태로 해도 된다.

이렇게 함으로써, 인접한 한 쌍의 지지 부재의 상기 원주 방향의 간격이 가장 길어지는 제1 영역을 통하여, 취입구의 상류 측으로부터 취입구를 향하여 작업자가 손을 뻗는 것이 용이해진다. 이로 인하여, 작업자가 전동기 지지 기구보다 취입구 측에 배치되는 전동기의 구동축 및 압축부의 회전축의 연결 부분을 연결하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.

상기 형태에 관한 전동기 지지 기구에 있어서, 상기 제1 영역을 형성하는 상기 한 쌍의 지지 부재는, 상기 축선을 중심으로 120°이상이고 또한 180°이하의 각도 간격(θ1)을 두고 배치되어 있어도 된다.

이렇게 함으로써, 제1 영역을 형성하는 한 쌍의 지지 부재가 원주 방향으로 충분한 각도 간격을 두고 배치된 상태로 하여, 작업자에 의한 연결 부분의 작업을 더 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 전동기 지지 기구에 있어서, 상기 연결 부재는, 상기 원주 방향을 따라 뻗는 판 형상으로 형성되어 있으며, 상기 연결 부재는, 상기 직경 방향에 있어서 상기 원통 형상 부재의 상기 내주면보다 상기 전동기의 외주면에 근접한 위치에 배치되어 있는 것이어도 된다.

이렇게 함으로써, 원주 방향을 따라 뻗는 연결 부재가 인접하는 한 쌍의 지지 부재의 표면에 직교하는 방향으로 당접되기 때문에, 한 쌍의 지지 부재가 연결 부재에 의하여 보다 확실히 지지된다. 또, 연결 부재가 한 쌍의 지지 부재를 전동기의 외주면에 근접한 위치에서 지지하기 때문에, 보다 확실히 전동기를 지지할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 전동기 지지 기구에 있어서, 상기 압축기의 상기 취입구 측에, 외부로부터 흡입된 유체를 상기 취입구로 유도함과 함께 상기 압축기에서 발생하는 소음의 레벨을 저하시키는 사일렌서가 배치되어 있으며, 상기 원통 형상 부재는, 상기 케이싱부의 상기 취입구 측의 단부에 장착되는 제1 플랜지부와, 상기 사일렌서의 상기 취입구 측의 단부에 장착되는 제2 플랜지부를 갖는 것이어도 된다.

이렇게 함으로써, 원통 형상 부재의 축선 방향의 양단부가 케이싱부와 사일렌서에 각각 지지되기 때문에, 원통 형상 부재의 축선 방향의 위치를 확실히 고정할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 전동기 지지 기구에 있어서, 상기 복수의 지지 부재는, 상기 전동기가 상기 원통 형상 부재보다 상기 축선 방향을 따라 상기 취입구로부터 먼 위치에 배치되도록 상기 전동기를 지지하는 것이어도 된다.

이렇게 함으로써, 전동기가, 압축되는 유체가 유입되는 취입구로부터 먼 위치에 배치되기 때문에, 취입구로 유입되는 유체의 흐름이 전동기에 의하여 방해되는 문제를 억제할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 압축기는, 압축부와, 상기 케이싱부와, 상기 전동기와, 상술한 것 중 어느 하나에 기재된 전동기 지지 기구를 구비한 것이다.

본 발명의 일 양태에 관한 압축기에 의하면, 압축부의 회전축을 따라 뻗는 축선 상에 전동기를 확실히 지지함과 함께 냉각 기구를 마련할 필요 없이 전동기를 충분히 냉각시키는 것이 가능하다.

본 발명의 일 양태에 관한 과급기는, 상술한 압축기와, 상기 축선을 중심으로 회전함과 함께 상기 압축부의 상기 회전축에 연결되는 터빈을 구비하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 관한 과급기에 의하면, 압축부의 회전축을 따라 뻗는 축선 상에 전동기를 확실히 지지함과 함께 냉각 기구를 마련할 필요 없이 전동기를 충분히 냉각시키는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 압축부의 회전축을 따라 뻗는 축선 상에 전동기를 확실히 지지함과 함께 냉각 기구를 마련할 필요 없이 전동기를 충분히 냉각시키는 것이 가능한 전동기 지지 기구, 그것을 구비한 압축기, 및 과급기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 과급기를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 과급기의 주요부 확대도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 전동기의 종단면도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 과급기의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태의 과급기에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 과급기(100)는, 선박에 이용되는 선박용 디젤 기관(내연 기관)에 공급하는 기체(예를 들면, 공기)를 일정 압력(예를 들면, 대기압) 이상으로 높여, 선박용 디젤 기관의 연소 효율을 높이는 장치이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 과급기(100)는, 원심 압축기(10)와, 터빈(20)과, 사일렌서(30)를 구비하고 있다. 원심 압축기(10)와 터빈(20)은, 각각 로터축(40)을 통하여 연결되어 있다.

원심 압축기(10)는, 과급기(100)의 외부로부터 유입되는 기체를 압축하여, 선박용 디젤 기관을 구성하는 실린더 라이너(도시 생략)의 내부와 연통하는 소기 트렁크(도시 생략)에 압축한 기체(이하, 압축 기체라고 함)를 공급하는 장치이다.

터빈(20)은, 터빈 하우징(21)과, 터빈 날개(22)와, 터빈 디스크(23)와, 터빈 노즐(24)을 구비하고 있다. 터빈 하우징(21)은, 축선(X)을 중심으로 배치되는 중공의 통 형상 부재이며, 그 내부에 터빈 날개(22)와, 터빈 디스크(23)와, 터빈 노즐(24)을 수용하고 있다. 터빈 하우징(21)에는, 도 1의 하방에 화살표로 나타내는 방향을 따라 선박용 디젤 기관으로부터 배출되는 배기가스가 유입된다.

터빈 하우징(21)으로 유도된 배기가스는, 터빈 노즐(24)를 통과하여, 터빈 날개(22)로 유도된다. 터빈 날개(22)는, 로터축(40)에 고정된 원판 형상의 터빈 디스크(23)의 외주면에 축선을 중심으로 일정 간격으로 장착되어 있다. 터빈 디스크(23)에는, 정압 팽창한 배기가스가 터빈 날개(22)를 통과함으로써 축선(X)을 중심으로 한 회전력이 부여된다. 이 회전력은, 로터축(40)을 회전시키는 동력이 되며, 로터축(40)에 연결된 날개차(11)를 축선(X)을 중심으로 회전시킨다. 터빈 날개(22)를 통과한 배기가스는, 도 1의 상방에 화살표로 나타내는 방향을 따라 배출된다.

사일렌서(30)는, 원심 압축기(10)의 취입구(11a) 측에 배치되어 있으며, 외부로부터 흡입된 기체를 취입구(11a)로 유도함과 함께 원심 압축기(10) 내에서 발생하는 소음의 레벨을 저하시키는 장치이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 사일렌서(30)는, 축선(X)에 직교하는 방향으로부터 유입되는 기체를, 원심 압축기(10)로 유도하는 유로를 형성한다. 이 유로의 주위에는 소음재(31)가 배치되어 있다. 이 소음재(31)에 의하여, 원심 압축기(10) 내에서 발생하는 소음의 일부가 흡수되어, 소음의 레벨이 저하된다.

다음으로, 본 실시형태의 원심 압축기(10)에 대하여, 보다 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 원심 압축기(10)는, 날개차(압축부)(11)와, 공기 안내 케이싱(케이싱부)(12)과, 디퓨저부(13)와, 전동 모터(전동기)(14)와, 전동 모터 지지 기구(전동기 지지 기구)(15)와, 스크롤부(16)를 구비하고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 날개차(11)는, 축선(X)을 따라 뻗는 로터축(40)에 장착되어 있으며, 로터축(40)이 축선(X)을 중심으로 회전하는 것에 따라, 축선(X)을 중심으로 회전한다. 날개차(11)는, 축선(X)을 중심으로 회전함으로써, 취입구(11a)로부터 유입되는 기체를 압축하여 토출구(11b)로부터 토출한다.

날개차(11)는, 허브(11c)와, 허브(11c)의 외주면 상에 장착되는 블레이드(11d)와, 허브(11c)의 중심에 배치되어 로터축(40)에 장착되는 회전축(11e)을 구비한다. 날개차(11)에는, 허브(11c)의 외주면과 공기 안내 케이싱(12)의 내주면에 의하여 형성되는 공간이 마련되어 있으며, 이 공간이 복수 매의 블레이드(11d)에 의하여 복수의 공간으로 구획되어 있다. 그리고, 날개차(11)는, 축선(X) 방향을 따라 취입구(11a)로부터 유입되는 기체에 직경 방향의 원심력을 부여하여 축선(X) 방향에 직교한 방향(날개차(11)의 직경 방향)으로 토출시키고, 토출구(11b)로 토출된 압축 기체를 디퓨저부(13)에 유입시킨다.

공기 안내 케이싱(12)은, 날개차(11)를 수용함과 함께 로터축(40)의 축선(X) 방향을 따라 뻗어 있다. 공기 안내 케이싱(12)은, 날개차(11)와 함께, 축선(X)을 따라 취입구(11a)로부터 유입되는 기체를, 축선(X)에 직교하는 직경 방향으로 안내하여 토출구(11b)로 유도하는 유로를 형성한다.

디퓨저부(13)는, 토출구(11b)로부터 토출된 압축 기체를 스크롤부(16)로 유도하는 부재이다. 디퓨저부(13)는, 날개차(11)의 토출구(11b)로부터 토출된 압축 기체의 유속을 감속시킴으로써, 압축 기체에 부여된 운동 에너지(동압)를 압력 에너지(정압)로 변환한다. 디퓨저부(13)를 통과할 때에 유속이 감속된 압축 기체는, 디퓨저부(13)와 연통한 스크롤부(16)에 유입된다. 스크롤부(16)에 유입된 압축 기체는, 토출 배관(도시 생략)으로 토출된다.

스크롤부(16)는, 토출구(11b)로부터 토출된 압축 기체가 유입됨과 함께, 압축 기체에 부여된 운동 에너지(동압)를 압력 에너지(정압)로 변환하는 장치이다. 스크롤부(16)는, 공기 안내 케이싱(12)보다 축선(X) 방향에 직교하는 직경 방향의 외주 측에 배치되어 있다.

다음으로, 전동 모터(14)에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 전동 모터(14)는, 선박용 디젤 기관(주기관)이 저부하로 운전되어, 선박용 디젤 기관으로부터 배출되는 배기가스가 과급기에 충분한 과급 능력을 부여할 수 없을 경우에, 전력에 의하여 원심 압축기(10)의 회전축(11e)을 회전시켜 과급 능력을 보조(어시스트)하기 위하여 이용되는 전동기이다.

또, 본 실시형태의 전동 모터(14)는, 선박용 디젤 기관(주기관)으로부터 잉여의 배기가스가 배출되는 경우에는, 배기가스에 의하여 회전하는 터빈(20)에 연결되는 로터축(40)을 통하여 로터를 회전시키고, 발전을 행하여 배기가스의 에너지를 전력으로서 회수하는 것도 가능한 장치이다.

또한, 이상의 설명에 있어서, 본 실시형태의 전동 모터(14)는, 과급 능력을 보조하는 어시스트 기능과 배기가스의 에너지를 이용하여 발전을 행하는 발전 기능의 쌍방을 구비하는 것으로 했지만, 다른 양태여도 된다. 예를 들면, 전동 모터(14)는, 발전 기능을 구비하지 않고, 어시스트 기능만을 구비하는 양태여도 된다.

도 3의 종단면도에 나타내는 바와 같이, 전동 모터(14)는, 로터(14a)와, 스테이터(14b)와, 로터(14a) 및 스테이터(14b)를 수용하는 하우징(14c)과, 로터(14a)의 선단 및 후단을 하우징(14c) 내에 지지하는 한 쌍의 베어링부(14d, 14e)와, 로터(14a)에 연결되는 구동축(14f)을 구비한다.

또한, 도 3의 종단면도는, 후술하는 도 4에 나타내는 과급기의 B-B 화살표 방향에서 본 단면도이다.

로터(14a)는, 축선(X)을 따라 뻗음과 함께 외주면에 영구 자석을 구비하는 원기둥 형상으로 형성되는 부재이다. 로터(14a)의 축선(X)에 따른 양단은 각각 한 쌍의 베어링부(14d, 14e)에 의하여 하우징(14c)에 대하여 지지되어 있다.

스테이터(14b)는, 원통 형상의 하우징(14c) 내에 수용되어 있다. 스테이터(14b)의 중공부에는, 축선(X) 상에 배치되는 로터(14a)가 스테이터(14b)에 대하여 비접촉의 상태로 배치되어 있다.

하우징(14c)은, 축선(X)을 따라 뻗는 원통 형상으로 형성되는 부재이다. 하우징(14c)의 내주면에는 스테이터(14b)가 고정되어 있다. 하우징(14c)의 외주면(14g)의 복수 개소에 체결 구멍(14h)이 형성되어 있다. 하우징(14c)은, 전동 모터 지지 기구(15)의 스트러트(15b)에 형성된 관통 구멍에 체결 볼트(14i)를 삽입하여 체결 구멍(14h)에 체결함으로써, 전동 모터 지지 기구(15)에 지지된 상태가 된다.

구동축(14f)은, 로터(14a)의 취입구(11a) 측의 단부에 장착되는 부재이다. 구동축(14f)은, 체결 볼트(14j)에 의하여 날개차(11)의 회전축(11e)에 연결되어 있다.

선박용 디젤 기관(주기관)이 저부하로 운전될 때에 전동 모터(14)를, 과급 능력을 보조(어시스트)하기 위하여 이용하는 경우, 제어 장치(도시 생략)는, 스테이터(14b)로 전력을 공급하여 로터(14a)를 축선(X)을 중심으로 회전시킨다. 이로써, 로터(14a)의 회전이 구동축(14f)을 통하여 날개차(11)의 회전축(11e)에 전달되어, 원심 압축기(10)에 의한 과급 능력이 증가한다.

다음으로, 전동 모터(14)를 지지하는 전동 모터 지지 기구(15)에 대하여 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 전동 모터 지지 기구(15)는, 날개차(11)의 회전축(11e)을 따라 뻗는 축선(X)을 중심으로 원통 형상으로 형성된 원통 형상 부재(15a)와, 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)의 복수 개소에 연결되는 복수의 스트러트(15b)를 구비한다.

또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전동 모터 지지 기구(15)는, 인접하는 한 쌍의 스트러트(15b)를 축선(X)을 중심으로 한 원주 방향을 따라 연결하는 연결 부재(15c)를 구비한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 원통 형상 부재(15a)는, 공기 안내 케이싱(12)의 취입구(11a) 측의 단부에 장착되는 제1 플랜지부(15e)와, 사일렌서(30)의 취입구(11a) 측의 단부에 장착되는 제2 플랜지부(15f)를 갖는다.

제1 플랜지부(15e)와 공기 안내 케이싱(12)은, 축선(X)을 중심으로 한 복수 개소에서 체결 볼트(15g)에 의하여 체결되어 있다. 또, 제2 플랜지부(15f)와 사일렌서(30)는, 축선(X)을 중심으로 한 복수 개소에서 체결 볼트(15h)에 의하여 체결되어 있다.

도 4(도 2에 나타내는 과급기의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도)에 나타내는 바와 같이, 스트러트(15b)는, 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)으로부터 축선(X)을 향한 직경 방향으로 뻗도록 내주면(15d)에 연결되어 있다.

도 4에 나타내는 스트러트(15b)는, 용접에 의하여 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)에 장착된 것이지만, 원통 형상 부재(15a)와 스트러트(15b)를 주조에 의하여 일체로 성형하도록 해도 된다.

또한, 도 4에 있어서는, 전동 모터(14)의 내부 구조의 도시를 생략하고 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 스트러트(15b)는, 축선(X)을 중심으로 한 원주 방향에 직교하는 직경 방향의 축선(X) 측의 단부를 전동 모터(14)의 외주면(14g)의 복수 개소에 체결 볼트(14i)로 체결함으로써, 전동 모터(14)를 축선(X) 상에 지지하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 스트러트(15b)는, 전동 모터(14)가 원통 형상 부재(15a)보다 축선(X) 방향을 따라 취입구(11a)로부터 먼 위치에 배치되도록 전동 모터(14)를 지지하고 있다.

전동 모터(14)를 전동 모터 지지 기구(15)에 장착하는 경우, 작업자는, 전동 모터(14)의 구동축(14f)의 중심이 축선(X) 상에 배치되도록, 전동 모터(14)의 외주면(14g)에 체결 볼트(14i)를 체결한다. 작업자는, 체결 볼트(14i)의 체결 구멍(14h)에 대한 체결 상태를 조정함과 함께, 필요에 따라 스트러트(15b)와 전동 모터(14)의 외주면(14g)의 사이에 체결 볼트(14i)가 관통하는 스페이서(도시 생략)를 끼움으로써, 전동 모터(14)의 위치를 조정한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 원통 형상 부재(15a)의 내주 측의 공간은, 복수의 스트러트(15b)에 의하여, AR1, AR2, AR3, AR4 영역의 4개의 영역으로 구획되어 있다.

도 4에 나타내는 영역(AR2, AR3, AR4)에 있어서는, 원주 방향으로 인접하는 한 쌍의 스트러트(15b)는, 연결 부재(15c)에 의하여 연결되어 있다.

연결 부재(15c)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 축선(X) 방향으로 뻗는 판 형상으로 형성되어 있다. 또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연결 부재(15c)는, 축선(X)을 중심으로 한 원주 방향으로 뻗는 판 형상으로 형성됨과 함께 원주 방향의 일단이 한 쌍의 스트러트(15b)의 한쪽에 연결되고, 또한 원주 방향의 타단이 한 쌍의 스트러트(15b)의 다른 쪽에 연결되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 연결 부재(15c)는, 인접한 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격이 θ1로 가장 긴 영역(AR1)(제1 영역)에는 배치되어 있지 않다. 한편, 영역(AR1)에서의 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격보다 원주 방향의 간격이 짧은 다른 영역(원주 방향의 간격이 θ2인 영역(AR2), 원주 방향의 간격이 θ3인 영역(AR3), 원주 방향의 간격이 θ4인 영역 (AR4))에는 연결 부재(15c)가 배치되어 있다.

인접한 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격이 θ1로 가장 긴 영역 (AR1)에 연결 부재(15c)를 배치하고 있지 않는 것은, 작업자에 의한 작업성을 고려한 것이다.

즉, 인접한 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격이 가장 긴 영역(AR1)을 통하여, 취입구(11a)의 상류 측으로부터 취입구(11a)를 향하여 작업자가 손을 뻗는 것이 용이해진다. 이로 인하여, 작업자가 전동 모터 지지 기구(15)보다 취입구(11a) 측에 배치되는 전동 모터(14)의 구동축(14f) 및 날개차(11)의 회전축(11e)의 연결 부분을 연결하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.

인접한 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격이 θ1로 가장 길어지는 영역(AR1)에 있어서의 θ1의 값은, 예를 들면, 120°이상이고 또한 180°이하의 각도 간격으로 하는 것이 바람직하다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 연결 부재(15c)는, 원주 방향을 따라 뻗는 판 형상으로 형성되어 있다. 또, 연결 부재(15c)는, 직경 방향에 있어서 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)보다 전동 모터(14)의 외주면(14g)에 근접한 위치에 배치되어 있다. 연결 부재(15c)를 외주면(14g)에 근접시키고 있는 것은, 연결 부재(15c)의 위치를 기체의 흐름의 주류로부터 떨어진 위치로 하며 또한 연결 부재(15c)의 축선(X)을 중심으로 한 원주 방향의 길이를 짧게 하여, 내주면(15d)과 외주면(14g)의 사이를 통과하는 기체에게 부여하는 저항을 작게 하기 위함이다.

또한, 연결 부재(15c)는 전동 모터(14)의 외주면(14g)에 근접하여 배치되지만, 외주면(14g)으로부터 일정 거리를 사이에 두고 배치되어 있다. 이것은, 전동 모터(14)의 외주면(14g)에 형성되는 냉각 핀(14k)(도 4 참조)과의 접촉을 피하기 위함이다.

냉각 핀(14k)은, 전동 모터(14)의 외주면(14g)의 복수 개소에 형성되는 것이며, 축선(X)을 따라 뻗도록 형성되어 있다. 냉각 핀(14k)을 전동 모터(14)의 외주면(14g)에 형성하여 유체와의 접촉 면적을 증대시킴으로써, 유체에 의한 전동 모터(14)의 냉각 효율을 높일 수 있다.

다음으로, 본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)가 나타내는 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)에 의하면, 날개차(11)를 수용하는 공기 안내 케이싱(12)의 취입구(11a) 측의 단부에 원통 형상 부재(15a)가 장착되어 있다. 이 원통 형상 부재(15a)는 날개차(11)의 회전축(11e)을 따라 뻗는 축선(X)을 중심으로 원통 형상으로 형성되어 있기 때문에, 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)은 축선(X)으로부터 등거리의 위치에 배치된다.

또, 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)의 복수 개소에는, 직경 방향으로 뻗는 복수의 스트러트(15b)가 연결되어 있으며, 복수의 스트러트(15b)의 축선(X) 측의 단부가 전동 모터(14)의 외주면(14g)의 복수 개소에 연결되어 있다. 이로 인하여, 전동 모터(14)는, 그 외주면(14g)에 직교하는, 직경 방향으로 당접되는 복수의 스트러트(15b)에 의하여 축선(X) 상에 확실히 지지된다.

또, 원통 형상 부재(15a)가 공기 안내 케이싱(12)의 취입구(11a) 측의 단부에 장착되며, 또한 전동 모터(14)가 그 주위의 공간에서 기체가 유통 가능해지도록 복수의 스트러트(15b)에 의하여 지지되어 있다. 날개차(11)의 취입구(11a)에 유입되는 기체는, 취입구(11a)의 상류 측에서 전동 모터(14)의 외주면(14g)을 따라 흐르기 때문에, 전동 모터(14)의 외주면(14g)이 기체의 유통에 의하여 냉각된다.

이와 같이, 본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)에 의하면, 날개차(11)의 회전축(11e)을 따라 뻗는 축선(X) 상에 전동 모터를 확실히 지지함과 함께 냉각 기구를 마련할 필요 없이 전동 모터(14)를 충분히 냉각시키는 것이 가능한 전동 모터 지지 기구(15)를 제공할 수 있다.

본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)는, 축선(X)을 중심으로 한 원주 방향으로 인접하여 배치되는 한 쌍의 스트러트(15b)를 연결하는 연결 부재(15c)를 구비하고, 연결 부재(15c)는, 축선(X) 방향으로 뻗는 판 형상으로 형성됨과 함께 원주 방향의 일단이 한 쌍의 스트러트(15b)의 한쪽에 연결되며 또한 원주 방향 타단이 한 쌍의 스트러트(15b)의 다른 쪽에 연결된다.

이와 같은 전동 모터 지지 기구(15)에 의하면, 축선(X)을 중심으로 한 원주 방향으로 인접하여 배치되는 한 쌍의 스트러트(15b)가 연결 부재(15c)에 의하여 원주 방향을 따라 지지된다. 이로 인하여, 인접하여 배치되는 한 쌍의 스트러트(15b)의 강성이 높아져 전동 모터(14)의 진동이나 미스얼라이먼트가 방지되고, 복수의 스트러트(15b)에 의한 전동 모터(14)의 지지를 보다 확실히 행할 수 있다.

또, 본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)는, 인접한 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격이 가장 길어지는 영역(AR1)에 연결 부재(15c)를 배치하지 않고, 인접한 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격이 영역(AR1)보다 짧아지는 다른 영역에 연결 부재(15c)를 배치했다.

이렇게 함으로써, 인접한 한 쌍의 스트러트(15b)의 원주 방향의 간격이 가장 길어지는 영역(AR1)을 통하여, 취입구(11a)의 상류 측으로부터 취입구(11a)를 향하여 작업자가 손을 뻗는 것이 용이해진다. 이로 인하여, 작업자가 전동 모터 지지 기구(15)보다 취입구(11a) 측에 배치되는 전동 모터(14)의 구동축(14f) 및 날개차(11)의 회전축(11e)의 연결 부분을 연결하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.

또, 본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)에 있어서, 영역(AR1)을 형성하는 한 쌍의 스트러트(15b)는, 축선(X)을 중심으로 120°이상이고 또한 180°이하의 각도 간격(θ1)을 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이렇게 함으로써, 영역(AR1)을 형성하는 한 쌍의 스트러트가 원주 방향으로 충분한 각도 간격을 두고 배치된 상태로 하여, 작업자에 의한 연결 부분의 작업을 더 용이하게 할 수 있다.

또, 본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)에 있어서, 연결 부재(15c)는, 원주 방향을 따라 뻗는 판 형상으로 형성되어 있으며, 연결 부재(15c)는, 직경 방향에 있어서 원통 형상 부재(15a)의 내주면(15d)보다 전동 모터(14)의 외주면(14g)에 근접한 위치에 배치되어 있다.

이렇게 함으로써, 원주 방향을 따라 뻗는 연결 부재(15c)가 인접하는 한 쌍의 스트러트(15b)의 표면에 직교하는 방향으로 당접되기 때문에, 한 쌍의 스트러트(15b)가 연결 부재(15c)에 의하여 보다 확실히 지지된다. 또, 연결 부재(15c)가 한 쌍의 스트러트(15b)를 전동 모터(14)의 외주면(14g)에 근접한 위치에서 지지하기 때문에, 보다 확실히 전동 모터(14)를 지지할 수 있다.

또, 본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)에 있어서, 날개차(11)의 취입구(11a) 측에, 외부로부터 흡입된 기체를 취입구(11a)로 유도함과 함께 날개차(11)에서 발생하는 소음의 레벨을 저하시키는 사일렌서(30)가 배치되어 있으며, 원통 형상 부재(15a)는, 공기 안내 케이싱(12)의 취입구(11a) 측의 단부에 장착되는 제1 플랜지부(15e)와, 사일렌서(30)의 취입구(11a) 측의 단부에 장착되는 제2 플랜지부(11f)를 갖는다.

이렇게 함으로써, 원통 형상 부재(15a)의 축선(X) 방향의 양단부가 공기 안내 케이싱(12)과 사일렌서(30)에 각각 지지되기 때문에, 원통 형상 부재(15a)의 축선(X) 방향의 위치를 확실히 고정할 수 있다.

또, 본 실시형태의 전동 모터 지지 기구(15)에 있어서, 복수의 스트러트(15b)는, 전동 모터(14)가 원통 형상 부재(15a)보다 축선(X) 방향을 따라 취입구(11a)로부터 먼 위치에 배치되도록 전동 모터(14)를 지지한다.

이렇게 함으로써, 전동 모터(14)가, 압축되는 기체가 유입되는 취입구(11a)로부터 먼 위치에 배치되기 때문에, 취입구(11a)로 유입되는 기체의 흐름이 전동 모터(14)에 의하여 방해되는 문제를 억제할 수 있다.

10 원심 압축기
11 날개차(압축부)
11a 취입구
11e 회전축
12 공기 안내 케이싱(케이싱부)
14 전동 모터(전동기)
14a 로터
14f 구동축
14g 외주면
15 전동 모터 지지 기구(전동기 지지 기구)
15a 원통 형상 부재
15b 스트러트(지지 부재)
15c 연결 부재
15d 내주면
15e 제1 플랜지부
15f 제2 플랜지부
20 터빈
30 사일렌서
40 로터축
100 과급기
AR1, AR2, AR3, AR4 영역
X 축선

Claims (9)

1. 취입구로부터 유입되는 유체를 압축하는 압축부와, 상기 압축부를 수용하는 케이싱부와, 상기 압축부의 회전축에 연결되는 구동축을 갖는 전동기를 구비하는 압축기의 전동기 지지 기구로서,
   상기 케이싱부의 상기 취입구 측의 단부에 장착됨과 함께 상기 회전축을 따라 뻗는 축선을 중심으로 원통 형상으로 형성된 원통 형상 부재와,
   상기 원통 형상 부재의 내주면의 복수 개소에 연결되어, 상기 내주면으로부터 상기 축선을 향한 직경 방향으로 뻗는 복수의 지지 부재와,
   상기 축선을 중심으로 한 원주 방향으로 인접하여 배치되는 한 쌍의 상기 지지 부재를 연결함과 함께 상기 원주 방향으로 뻗는 판 형상으로 형성되는 연결 부재를 구비하고,
   상기 복수의 지지 부재는, 상기 직경 방향의 상기 축선 측의 단부를 상기 전동기의 외주면의 복수 개소에 연결함으로써 상기 전동기를 상기 축선 상에 지지하는 전동기 지지 기구.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결 부재는, 상기 원주 방향의 일단이 상기 한 쌍의 지지 부재의 한쪽에 연결되며, 또한 상기 원주 방향의 타단이 상기 한 쌍의 지지 부재의 다른 쪽에 연결되는, 전동기 지지 기구.
3. 청구항 2에 있어서,
   인접한 상기 한 쌍의 지지 부재의 상기 원주 방향의 간격이 가장 긴 제1 영역에 상기 연결 부재를 배치하지 않고, 인접한 상기 한 쌍의 지지 부재의 상기 원주 방향의 간격이 상기 제1 영역보다 짧은 다른 영역에 상기 연결 부재를 배치한, 전동기 지지 기구.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 영역을 형성하는 상기 한 쌍의 지지 부재는, 상기 축선을 중심으로 120°이상이고 또한 180°이하의 각도 간격을 두고 배치되어 있는, 전동기 지지 기구.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연결 부재는, 상기 직경 방향에 있어서 상기 원통 형상 부재의 상기 내주면보다 상기 전동기의 외주면에 근접한 위치에 배치되어 있는, 전동기 지지 기구.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압축기의 상기 취입구 측에, 외부로부터 흡입된 유체를 상기 취입구로 유도함과 함께 상기 압축기에서 발생하는 소음의 레벨을 저하시키는 사일렌서가 배치되어 있으며,
   상기 원통 형상 부재는, 상기 케이싱부의 상기 취입구 측의 단부에 장착되는 제1 플랜지부와, 상기 사일렌서의 상기 취입구 측의 단부에 장착되는 제2 플랜지부를 갖는, 전동기 지지 기구.
7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 지지 부재는, 상기 전동기가 상기 원통 형상 부재보다 상기 축선 방향을 따라 상기 취입구로부터 먼 위치에 배치되도록 상기 전동기를 지지하는, 전동기 지지 기구.
8. 상기 압축부와,
   상기 케이싱부와,
   상기 전동기와,
   청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 전동기 지지 기구를 구비한 압축기.
9. 청구항 8에 기재된 압축기와,
   상기 축선을 중심으로 회전함과 함께 상기 압축부의 상기 회전축에 연결되는 터빈을 구비하는 과급기.

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