KR102324094B1 - Lng펌프의 로터 발란싱장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG펌프에 관한 것으로, 더 구체적으로는 LNG펌프의 로터에 대한 발란스를 안정화시킬 수 있는 LNG펌프의 로터 발란싱장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LNG펌프의 로터 발란싱장치는 LNG펌프(A)의 모터하우징(MH) 로터(LT) 출구와 임펠러(IM) 사이에 모터(M)하우징(MH)의 내측에 결합되는 발란스시트(BS)와 그 발란스시트(BS)의 내측 로터(LT)에 결합되는 발란스드럼(BD)을 포함하고, 상기 발란스시트(BS)의 입구측 내주면 둘레를 따라 다수개 형성되는 원형의 브레이크홈(10)이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

LNG펌프의 로터 발란싱장치{Rotor balancing device of LNG pump}

본 발명은 LNG펌프에 관한 것으로, 더 구체적으로는 LNG펌프의 로터에 대한 발란스를 안정화시킬 수 있는 LNG펌프의 로터 발란싱장치에 관한 것이다.

등록특허 10-2157410 및 공개특허공보 10-2016-0005463와 같이 종래의 LNG펌프는 모터의 로터 출구와 임펠러 사이의 틈새 줄이고 로터의 발란스 안정화를 위해 발란스시트와 발란스드럼을 설치한 것이 일반적이다.

그러나 종래의 발란스시트와 발란스드럼은 임펠러에 의해 흡입되는 유체가 발란스시트와 발란스드럼의 표면에 부딪히면서 발란스시트와 발란스드럼 사이의 틈새로 유입되고 그 유체가 틈새 내에서 발란스드럼의 회전에 의해 무질서하게 불안정 회전하면서 로터의 진동 및 소음을 유발하여 고속으로 회전하는 로터의 전체 회전 발란스를 붕괴시키는 문제점이 있음은 물론 틈새 내 유체의 정체 및 정체된 유체의 마찰에 의한 발열로 기화하는 문제점이 있었다.

또한, 발란스시트와 발란스드럼의 표면에서 발생하는 유체의 불안정회전은 동심원상의 압력 편차를 증대시켜 유체의 관로 입구 반대 측에서 발생하는 강한 압력이 유체의 관로 입구 측으로 밀어내는 축 추력을 발생시키고, 그 축 추력에 의해 로터 및 임폘러가 편심 회전하면서 로터 및 임폘러에 장착된 구성물과 이를 둘러싼 구성물들 간의 접촉을 유발함은 물론 그로 인한 마모, 파손, 고장을 유발하는 문제점이 있었다.

또한, 발란스시트와 발란스드럼의 표면에서 발생하는 유체의 불안정회전은 동심원상의 압력 편차뿐만 아니라, 수직 상에서 상하로 밀어내는 힘을 작용하고, 그 힘은 임펠러를 브레이크시켜 로터의 회전속도를 떨어트림은 물론 모터부하를 가중시키는 문제점이 있었다.

참고로, 하기의 선행기술문헌은 특허정보넷 키프리스를 통해 "LNG펌프"를 키워드로 하여 검색된 최근의 선행기술문헌 4건을 등재한 것으로, 하기의 선행기술문헌을 참고하여 본 발명에 관한 기술분야와 배경기술 및 그 발전상태를 파악할 수 있을 것이다.

대한민국 특허등록공보 10-2157410 대한민국 공개특허공보 10-2016-0005463 대한민국 공개특허공보 10-2018-0047690 대한민국 특허등록공보 10-1687450

본 발명은 배경기술에서 언급한 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 특히 발란스시트와 발란스드럼 사이의 표면 및 틈새로 유입되어 발란스드럼에 의해 무질서하게 회전하면서 발생하는 유체의 불안정회전 및 그에 따른 진동을 방지하려는 데 과제를 두고 이를 해결하고자 함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명은 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 발란스시트의 입구측 내주면 둘레를 따라 다수개 형성되는 원형의 브레이크홈을 형성하는 수단을 제안한다.

본 발명의 수단에 따르면, 브레이크홈에 의해 발란스시트와 발란스드럼 사이의 표면에 부딪히는 유체 및 발란스시트와 발란스드럼 사이의 틈새로 유입되어 발란스드럼의 회전에 의해 무질서하게 회전하는 유체의 불안정회전운동을 브레이크홈에 걸리게 하여 직선운동으로 변환시켜주며 이에 의해 유체의 회전에 의한 진동 및 소음을 방지할 수 있음은 물론 정체된 유체를 흐르도록 하여 유체의 발열에 의한 기화를 방지함으로써 로터의 전체적인 회전 발란스를 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 발란스시트와 발란스드럼의 표면에서 발생하는 유체의 불안정회전을 안정화시켜 압력증대를 방지하고, 이로 인해 동심원상의 압력 편차를 저감시켜 축 추력을 떨어트릴 수 있음은 물론 수직 상에서 상하로 밀어내는 힘을 저감시켜 로터의 회전속도가 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 단면도
도 2는 도 1의 요부 확대도
도 3은 도 1의 요부 사시도
도 4는 도 1의 또 다른 예를 나타낸 요부 확대도
도 5는 도 4의 요부 사시도
도 6은 도 1의 또 다른 예를 나타낸 요부 확대도
도 7은 도 4의 요부 사시도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 첨부된 도면은 요부에 관한 설명의 편의를 위해 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있고, 설명에 사용되는 용어 및 명칭은 사전적인 의미가 아닌 구성의 형상이나 작용, 역할 등에 의해 함축적으로 정해질 수 있으며, 방향에 관한 설명은 최초로 제시된 도면으로부터 최초로 제시한 방향을 기준으로 결정되며, 위치에 관한 설명은 각 구성의 중간 또는 원의 중심을 기준으로 내외가 결정된다. 그리고 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 부호나 명칭으로 대체한다. 또한, 도면을 통해 식별할 수 있는 구성의 구체적인 구조, 형상, 모양, 배치, 크기, 등과, 도면을 통해 유추할 수 있는 구성의 작동 및 그에 따른 작용효과 등도 요지를 흐릴 수 있어 상세한 설명을 생략할 수 있고, 구성 간의 결합을 위해 적용되는 볼트, 용접부위, 구멍, 등은 요지를 흐릴 수 있어 도면에서 생략할 수 있으며, 구성의 모양을 특별하게 특정하지 않은 이상 그 평면의 모양은 원형 또는 사각형이고, 이럴 경우 평면도는 생략될 수 있다.

이하, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 본 발명은 LNG펌프(A)의 모터하우징(MH) 로터(LT) 출구와 임펠러(IM) 사이에 모터(M)하우징(MH)의 내측에 결합되는 발란스시트(BS)와 그 발란스시트(BS)의 내측 로터(LT)에 결합되는 발란스드럼(BD)을 포함하고, 상기 발란스시트(BS)의 입구측 내주면 둘레를 따라 다수개 형성되는 원형의 브레이크홈(10)이 형성된 것을 특징으로 한다.

이렇게 하면, 발명의 효과게 설명한 바와 같이 브레이크홈(10)에 의해 발란스시트(BS)와 발란스드럼(BD) 사이의 표면에 부딪히는 유체 및 발란스시트(BS)와 발란스드럼(BD) 사이의 틈새로 유입되어 발란스드럼(BD)의 회전에 의해 무질서하게 회전하는 유체의 불안정회전운동을 브레이크홈(10)에 걸리게 하여 직선운동으로 변환시켜주며 이에 의해 유체의 회전에 의한 진동 및 소음은 방지할 수 있음은 물론 정체된 유체를 흐르도록 하여 유체의 발열에 의한 기화를 방지함으로써 로터(LT)의 전체적인 회전 발란스를 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 발란스시트(BS)와 발란스드럼(BD)의 표면에서 발생하는 유체의 불안정회전을 안정화시켜 압력증대를 방지하고, 이로 인해 동심원상의 압력 편차를 저감시켜 축 추력을 떨어트릴 수 있음은 물론 수직 상에서 상하로 밀어내는 힘을 저감시켜 로터(LT)의 회전속도가 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도4 내지 도5를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 본 발명은 상기 브레이크홈(10) 대신 브레이크구멍(20)이 형성될 수 있다.

배경기술에 설명하지 않았지만, 원주운동에 의해 임펠러(IM)의 외경은 상대적으로 고압이 형성되고 내경으로 갈수록 압력이 감소되며 임펠러(IM) 후면에 형성되는 유체의 회전력은 발란스시트(BS)와 발란스드럼(BD)의 틈새로 유입되는 유체에 영향을 주어 틈새 내에서는 더 활발하게 유체를 회전시키게 된다.

그러나 상술한 바와 같이 발란스시트(BS)의 입구측 내주면 둘레을 따라 브레이크구멍(20)을 형성하게 되면 발란스시트(BS)의 입구측에 고속으로 회전하는 유체의 회전력이 브레이크구멍(20)을 통하여 유입되고, 그렇게 유입된 유체는 구멍의 입구에서 회전력이 직선력으로 바뀐 채 구멍의 말미를 튕겨 나오는 유체와 입구로 유입되는 유체가 만나면서 브레이킹되어 진정되며, 그렇게 진정된 유체가 발란스시트(BS)의 입구측에 머물면서 발란스시트(BS)의 입구측의 유체회전력을 브레이킹시켜 진정시키고, 그렇게 진정된 발란스시트(BS)의 입구측의 유체회전력에 의해 틈새 내의 유체회전력을 진정시켜 유체의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주며 이에 의해 유체의 회전에 의한 진동 및 소음은 방지할 수 있음은 물론 틈새 내에 정체된 유체를 직선으로 흐르도록 하여 유체의 발열에 의한 기화를 방지함으로써 로터(LT)의 전체적인 회전 발란스를 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

다시 말해, 상기 브레이크홈(10)은 발란스시트(BS) 입구측의 유체회전력을 물리적으로 브레이킹시키는 반면 상기 브레이크구멍(20)은 유체적으로 브레이킹시키는 방식에 가깝다.

이하, 도6 내지 도7을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 본 발명은 상기 브레이크홈(10) 내에 브레이크구멍(20)이 형성되는 것을 포함할 수 있다.

이렇게 하면, 발란스시트(BS)의 입구측의 유체회전력을 브레이크홈(10)을 이용하여 1차적으로 브레이킹시킨 다음 브레이크홈(10) 내의 브레이크구멍(20)을 이용하여 2차적으로 브레이킹시킬 수 있으므로 발란스시트(BS)의 입구측의 유체회전력 및 틈새 내의 유체의 회전력을 더욱더 강력하게 진정시킬 수 있고, 이에 따라 로터(LT)의 전체적인 회전 발란스를 더욱더 완벽하게 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

이상으로, 본 발명의 설명을 모두 마치며, 본 발명은 본 발명에서 추구하고자 하는 구성의 원리와 그 원리의 이해를 돕고자 본 발명의 구성과 그 구성에 포함되는 구체적인 구성요소를 도면화하고 그 도면을 기반으로 하여 설명을 한 것으로, 본 발명에 포함되는 구성 및 그 구체적인 구성요소는 추구하고자 하는 원리를 감안하여 구조, 형태, 모양, 배치, 방향, 수량이 결정되며 이를 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있을 것이다. 본 발명에서 제시한 구성 및 그 구체적인 구성요소는 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에서 얻고자 하는 효과와 그 효과로부터 더 나은 효과를 얻기 위해 어떠한 원리를 적용하는 것이 가장 바람직한 것인지를 예시한 것이다. 이에 따라서 본 발명은 상술한 구성들을 모두 포함하여 본 발명은 완성하는 것이 가장 바람직하나, 원가절감, 제조의 편의성, 환경조건 또는 필요에 따라 상기에서 설명한 구성 중 일부를 선택 또는 배제하여 완성할 수 있고, 하나 또는 일부의 구성을 따로 떼어내어 다른 구성과 병합하여 완성할 수도 있다. 그리고 상기에서 설명한 각 구성은 원리, 용도, 기능, 역할, 작용, 효과 등을 감안하여 이 기술분야가 아닌 다른 기술분야에 독립적으로 적용될 수도 있을 것이다. 이를 기반으로 하여 본 발명의 권리범위는 아래와 같이 본 발명의 청구항을 가능한 포괄하는 범위로 특정하여 넓은 권리를 갖는 청구항부터 순서를 정하여 청구하였으며, 이를 통해 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 기술자라면 상술한 구체적인 내용 및 하술 될 청구범위를 통해 본 발명에서 추구하고자 하는 요지를 충분히 파악할 수 있을 것으로 보이고, 도시는 되어 있지만 설명하지 않은 부분에 대한 작용효과는 도면을 통해 충분히 유추 가능할 것이다. 이에 통상의 기술자라면 본 발명에서 언급한 내용을 기반으로 이 기술분야의 다양하게 수정 및 변경하여 적용할 수 있을 것이며, 이로 인해 이 기술분야의 발전은 물론 사용상의 효율성을 더욱더 증대시킬 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. LNG펌프(A)의 모터하우징(MH) 로터(LT) 출구와 임펠러(IM) 사이에 모터(M)하우징(MH)의 내측에 결합되는 발란스시트(BS)와 그 발란스시트(BS)의 내측 로터(LT)에 결합되는 발란스드럼(BD)을 포함하고,
   상기 발란스시트(BS)의 입구측 내주면 둘레를 따라 원형의 브레이크구멍(20)이 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG펌프의 로터 발란싱장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 발란스시트(BS)의 입구측 내주면 둘레를 따라 원형의 브레이크홈(10)이 다수개 형성되고, 그 브레이크홈(10) 내에 브레이크구멍(20)이 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG펌프의 로터 발란싱장치.
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