KR102372637B1

KR102372637B1 - 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈

Info

Publication number: KR102372637B1
Application number: KR1020210093059A
Authority: KR
Inventors: 김태경
Original assignee: 하이터빈 주식회사
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2021-07-15
Publication date: 2022-03-10
Also published as: CN115614301A

Abstract

본 발명은 모터부; 상기 모터부의 정면측에 구비되며, 선단측 임펠러의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 선단부; 상기 모터부의 배면측에 구비되며, 후단측 임펠러의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 후단부; 상기 모터부와 선단부 사이에 구비되며, 모터부 동작시 회전력을 선단측 임펠러로 인가하는 선단측 베어링부; 및 상기 모터부와 후단부 사이에 구비되며, 모터부 동작시 회전력을 후단측 임펠러로 인가하는 후단측 베어링부;를 포함하여 구성되되, 상기 후단측 베어링부는 상기 모터부의 후단측에 결합되는 팬케이싱; 상기 팬케이싱을 관통하여 모터부의 후단측에 회전 가능하게 결합되는 후단측 샤프트; 상기 모터부와 후단측 임펠러를 연결하여 회전력을 인가하는 후단 축; 상기 후단 축에 끼워지며, 후단측 샤프트 외주면을 감싸도록 구비되는 팬부재; 및 상기 팬부재와 후단측 임펠러 사이에 구비되며, 후단측 샤프트의 외주면을 지지하는 후단측 베어링;을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈{LOW VIBRATION TURBINE WITH BEARINGS BETWEEN THE IMPELLER AND THE FAN}

본 발명은 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 후단측 베어링부에 의해 후단측 임펠러와 팬부재가 직접 접촉되는 것을 방지하고, 후단측 베어링이 후단측 샤프트를 지지하여 후단 축의 길이를 최소화함으로써, 진동과 소음을 확실하게 줄이고, 불필요한 구성을 삭제하여 무게를 절감시키며 전력 소비를 최소화할 수 있는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에 관한 것이다.

일반적으로 수중모터펌프(Water Motor Pump)는 주로 이물질이 함유된 액체의 이송에 적합하고 구조가 간단하여 유지보수가 용이한 전동식(電動式) 펌프를 통칭하는 것으로서, 심정용ㆍ상수도가압용ㆍ배수용 등 용도에 따라 다양하게 구분되며, 주로 저수의 물을 높은 위치로 양수할 때와 같이 오수 및 오물을 처리하거나 배수용으로 사용된다.

즉 수중모터펌프는 토사가 섞인 흐린물의 양수(揚水)에 주로 사용되는 펌프로, 물을 흡입하는 흡입구와 흡입구를 통해 흡입된 물을 외부로 토출시키기 위한 배출구 아답타가 구비되고, 임펠라가 내장된 하부케이스와, 하부케이스와 연결되고 내부에 임펠라와 연결됨으로써 회전 가능하게 축설된 모터가 내장된 모터프레임과, 모터프레임와 연결되고, 내부에 임펠러와 모터가 연결되는 연결축이 축설되는 베어링이 내장된 상부커버로 이루어진다.

여기서 흡입구는 하부케이스의 하부에 형성되어 물이 흡입되고, 배출구 아답타는 물을 외부로 배출시키기 위한 배출파이프가 체결 고정된다.

한편, 이러한 수중모터펌프는 임펠러와 모터가 연결되는 연결축이 베어링에 의해 지지되도록 구성되는데, 종래에는 상기 베어링을 고정시키기 위한 별도의 하우징(상부커버)이 구비되어야 하므로, 수중모터펌프의 무게가 증대되고 불필요한 구성이 추가되어 제조비용이 증대되는 문제점이 있다.

또한, 베어링에 지지되는 연결축 외측에 모터를 열을 식혀주기 위한 팬부재가 구비되는 경우, 상기 팬과 임펠러가 서로 인접하게 설치되어 구동(회전)시 보다 많은 진동이 발생되는 문제점이 있다.

나아가, 베어링에 지지되는 연결축 외측에 팬과 임펠러 모두를 설치하여야 하므로 인결축의 길이가 길어지게 됨에 따라, 연결축 회전시 보다 많은 진동이 발생되어 모터의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1536549호(2015.07.07.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 후단측 임펠러와 팬부재 사이에 구비되는 후단측 베어링에 의해 상기 후단측 임펠러와 팬부재가 직접 접촉되는 것을 방지하고, 후단측 베어링이 후단측 샤프트를 지지하여 후단 축의 길이를 최소화함으로써, 진동과 소음을 확실하게 줄이고, 불필요한 구성을 삭제하여 무게를 절감시키며 전력 소비를 최소화할 수 있는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 종래 터빈 구조에서 모터부에 인접하였던 후단측 베어링의 위치를 후단측 임펠러에 인접하도록 배면측으로 이동, 즉 모터부와 인접하였던 후단측 베어링을 모터부로부터 배면측으로 멀어지게 설치함으로써, 후단 축의 길이를 최소화하는 구현이 가능하여 진동 발생을 최소화하고, 모터의 회전이 안정적으로 이루어지도록 할 수 있는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 후단측 베어링의 정면측에 위치하는 팬부재가 모터부에 인접하게 설치가 가능함으로써, 종래 팬부재를 지지하기 위한 구성(베어링 서포트)을 삭제하여 무게를 절감시킬 수 있으며, 나아가, 팬부재가 스테이터에 인접하게 설치됨에 따라, 모터의 온도를 보다 효과적으로 낮춰 모터의 수명 저하를 최소화하고 성능을 향상시킬 수 있는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈을 제공하는 데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈은 모터부; 모터부의 정면측에 구비되며, 선단측 임펠러의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 선단부; 모터부의 배면측에 구비되며, 후단측 임펠러의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 후단부; 모터부와 선단부 사이에 구비되며, 모터부 동작시 회전력을 선단측 임펠러로 인가하는 선단측 베어링부; 및 모터부와 후단부 사이에 구비되며, 모터부 동작시 회전력을 후단측 임펠러로 인가하는 후단측 베어링부;를 포함하여 구성되되, 후단측 베어링부는 모터부의 후단측에 결합되는 팬케이싱; 팬케이싱을 관통하여 모터부의 배면측에 회전 가능하게 결합되는 후단측 샤프트; 모터부와 후단측 임펠러를 연결하여 회전력을 인가하는 후단 축; 후단 축에 끼워지며, 후단측 샤프트 외주면을 감싸도록 구비되는 팬부재; 및 팬부재와 후단측 임펠러 사이에 구비되며, 후단측 샤프트의 외주면을 지지하는 후단측 베어링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은 후단측 임펠러와 팬부재 사이에 구비되는 후단측 베어링에 의해 상기 후단측 임펠러와 팬부재가 직접 접촉되는 것을 방지하고, 후단측 베어링이 후단측 샤프트를 지지하여 후단 축의 길이를 최소화함으로써, 진동과 소음을 확실하게 줄이고, 불필요한 구성을 삭제하여 무게를 절감시키며 전력 소비를 최소화할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

또한, 본 발명은 종래 터빈 구조에서 모터부에 인접하였던 후단측 베어링의 위치를 후단측 임펠러에 인접하도록 배면측으로 이동, 즉 모터부와 인접하였던 후단측 베어링을 모터부로부터 배면측으로 멀어지게 설치함으로써, 후단 축의 길이를 최소화하는 구현이 가능하여 진동 발생을 최소화하고, 모터의 회전이 안정적으로 이루어지도록 하는 현저한 효과를 보유하고 있다.

또한, 본 발명은 후단측 베어링의 정면측에 위치하는 팬부재가 모터부에 인접하게 설치가 가능함으로써, 종래 팬부재를 지지하기 위한 구성(베어링 서포트)을 삭제하여 무게를 절감시킬 수 있으며, 나아가, 팬부재가 스테이터에 인접하게 설치됨에 따라, 모터의 온도를 보다 효과적으로 낮춰 모터의 수명 저하를 최소화하고 성능을 향상시킬 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈의 배면측 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 모터부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 모터부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 모터부를 나타낸 배면측 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단부를 나타낸 배면측 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단부를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단부를 나타낸 배면측 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단측 베어링부를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단측 베어링부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단측 베어링부를 나타낸 배면측 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 베어링부를 나타낸 사시도이다.
도 16은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 베어링부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 베어링부를 나타낸 배면측 단면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 팬케이싱을 나타낸 배면측 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 샤프트를 나타낸 배면측 단면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 공기 흐름에 의해 모터부가 냉각되는 예를 나타낸 측면측 부분 단면도이다.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 방향(예를 들어 "전", "후", "좌", "우", "위", "아래", "상", "하", "횡", "종", "정면", "배면", "일측", "타측", "내측" 및 "외측") 등과 같은 용어들에 관하여 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않으며, 이러한 방향의 기재는 첨부된 도면을 참조하여 구성간의 설명을 용이하게 하기 위함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈은 후단측 베어링부(500)에 의해 후단측 임펠러와 팬부재가 직접 접촉되는 것을 방지하고, 후단측 베어링(550)이 후단측 샤프트를 지지하여 후단 축(530)의 길이를 최소화함으로써, 진동과 소음을 확실하게 줄이고, 불필요한 구성을 삭제하여 무게를 절감시키며 전력 소비를 최소화할 수 있는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈의 배면측 단면도이다.

본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈은 종래의 터빈 구조에서 지속적으로 발생되었던 과진동에 의해 전력이 과하게 소비되는 문제점을 개선하고, 무게를 절감시켜 효율을 향상시킬 수 있는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에 관한 것으로, 모터부(100), 선단부(200), 후단부(300), 선단측 베어링부(400), 후단측 베어링부(500) 밑 트러스트 디스크(600)를 포함하여 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 모터부를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 모터부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 모터부를 나타낸 배면측 단면도이다.

모터부(100)는 동력을 이용하여 회전력을 얻는 모터 기능을 수행하는 것으로, 중간에 구비되어 정면측과 배면측 각각에 선단측 임펠러(240)가 구비된 선단부(200)와 후단측 임펠러(340)가 구비된 후단부(300)가 구비된다.

이러한 모터부(100)는 로터(110), 스테이터코일(120), 스테이터코어(130), 쿨링프레임(140) 및 모터프레임(150)을 포함하여 구성된다.

로터(110)는 내측에 회전 가능하게 배치된다.

바람직하게는, 후술되는 모터프레임(150) 내부공간에 축회전 가능하도록 설치되며, 정면측과 배면측 각각에 구비되는 선단측 임펠러(240) 및 후단측 임펠러(340)와 회전축을 공유하도록 구비된다.

이때, 로터(110)는 도 5를 참조하여 설명하면, 중간측은 자석으로 구성되고, 상기 자석을 기준으로 정면측과 배면측 각각에 마감을 위한 로터 캡(도면부호 미표시)이 구성되는데, 정면측에 위치한 로터 캡의 전,후측 길이보다 배면측에 위치한 로터 캡의 전,후측 길이가 길게 형성될 수 있다. 즉 도 5에 도시된 바와 같이, 로터(110)의 중심을 기준으로 배면측에 위치한 로터 캡의 길이가 길게 형성되어 비대칭으로 이루어짐으로써, 후술되는 후단측 임펠러(340)와 팬부재(540)가 로터(110)에 보다 근접하도록 설치가 가능하여 진동 및 전령소비량을 최소화할 수 있다.

스테이터코일(120)은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 로터(110)의 외주면에 구비되는 것으로, 후술되는 스테이터코어(130)에 권선되어 구비된다.

스테이터코어(130)은 스테이터코일(120)이 권선되는 것으로, 로터(110)의 외주면을 감싸도록 구비된다.

이러한 스테이터코어는 도 4를 참조하여 설명하면, 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 티스가 중심축을 향하도록 도출되어 구비될 수 있다.

쿨링프레임(140)은 스테이터코어(130)의 외주면을 감싸도록 구비된다.

모터프레임(150)은 로터(110), 스테이터코일(120), 스테이터코어 및 쿨링프레임(140)이 구비되도록 내부에 수용공간이 마련된 원통형의 케이스 기능을 수행한다.

이때, 모터프레임(150)은 도 4를 참조하여 설명하면, 측면에 외측으로 연통된 주입홀(151)이 형성될 수 있다.

이러한 주입홀(151)은 외부 공기가 모터부(100)의 내부 공간으로 유입되도록 함으로써, 모터부(100) 동작시 열을 식혀주는 기능을 수행한다.

설계조건에 따라, 모터프레임(150)의 외주면에는 다수 개의 홀이 형성된 주입구(160)가 상기 모터프레임(150)의 외주면을 따라 인접하도록 구비될 수 있다.

이러한 주입구(160)는 모터프레임(150)의 주입홀(151)을 통해 모터부(100)의 내부 공간으로 유입되는 공기가 통과하도록 하되, 원주방향으로 서로 이격되어 다수 개 형성된 홀을 통해 유입된 공기가 각각 분산되어 모터부(100) 내부 공간 전체로 공급되도록 유도할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단부를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단부를 나타낸 배면측 단면도이다.

선단부(200)는 모터부(100)의 정면측에 구비되며, 선단측 임펠러(240)의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 기능을 수행하는 것으로, 선단측 백플레이트(210), 선단측 볼류트케이싱(220), 선단측 슈라우드(230), 선단측 임펠러(240) 및 선단측 유량계(250)를 포함하여 구성된다.

선단측 백플레이트(210)는 모터부(100)의 정면측에 구비되되, 바람직하게는, 후술되는 선단측 베어링부(400)의 정면측에 결합된다.

이러한 선단측 백플레이트(210)는 선단부(200)의 구성들이 모터부(100) 정면측에 안정적으로 설치될 수 있도록 판 형태로 이루어지며, 모터부(100)의 모터프레임(150)과 선단측 베어링부(400)에 볼트결합되어 구비될 수 있다.

이때, 선단측 백플레이트(210)는 정면측과 배면측이 관통된 형태로 이루어져 후술되는 선단측 베어링부(400)의 선단 축(430)이 관통되도록 구성될 수 있다. 이에, 선단측 백플레이트(210)의 관통된 공간을 통해 상기 선단 축(430)이 관통되고, 상기 선단 축(430)에 의해 선단측 임펠러(240)는 모터부(100)에 회전 가능하도록 연결되어 구성될 수 있다.

선단측 볼류트케이싱(220)은 선단측 백플레이트(210)의 정면측에 결합되며, 외부와 연통되도록 와류형으로 형성된다.

이러한 선단측 볼류트케이싱(220)은 도 8을 참조하여 설명하면, 와류형으로 이루어지되, 그 단면적은 외부와 연통된 토출구와 가까워질수록 점점 커지는 형태로 이루어질 수 있다.

이에, 후술되는 선단측 임펠러(240)가 회전되면, 외부로부터 흡입된 유체는 선단측 볼류트케이싱(220)의 내부 공간으로 이동되되, 단면적이 점점 커지는 쪽으로 이동하여 토출구를 통해 외부로 배출되도록 한다.

선단측 슈라우드(230)는 선단측 볼류트케이싱(220)의 정면측에 구비되되, 후술되는 선단측 유량계(250)와 선단측 볼류트케이싱(220)사이에 구비되어 유체가 이동하는 공간을 제공한다.

이때, 선단측 슈라우드(230)는 도 8에 도시된 바와 같이, 후술되는 선단측 임펠러(240) 일부분이 삽입되는 형태로 이루어지되, 내주면은 상기 선단측 임펠러(240)의 형태에 대응되도록 만곡된 형태로 이루어질 수 있다.

선단측 임펠러(240)는 선단측 백플레이트(210)와 선단측 슈라우드(230) 사이에 구비되며, 모터부(100) 회전시 함께 회전된다.

이러한 선단측 임펠러(240)는 후술되는 선단측 유량계(250)를 통해 유입되는 유체에 유동 운동을 일으키는 기능을 수행하며, 이에, 유체의 흐름을 제어하여 선단측 유량계(250)로 유입된 유체가 선단측 슈라우드(230)를 지나 선단측 볼류트케이싱(220)을 통해 외부로 이동되도록 한다.

이때, 선단측 임펠러(240)는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 선단측 백플레이트(210)와 접촉되는 부분에 링 형태의 임펠러씰(341)이 구비될 수 있다.

선단측 유량계(250)는 선단측 슈라우드(230)의 정면측에 구비되며, 외부와 연통되도록 구성된다.

이러한 선단측 유량계(250)는 선단측 임펠러(240) 동작시 외부로부터 유체가 유입되는 통로 기능을 수행하는 것으로, 원형관 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 유체가 유입되는 끝단은 외측으로 갈수록 내경이 점점 넓어지는 호퍼 형태로 이루어져 유체의 유입이 보다 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

이와 같은 구성에 따라, 선단부(200)는 모터부(100) 동작시 선단측 임펠러(240)가 함께 회전됨에 따라, 선단측 유량계(250)로부터 유체가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 선단측 슈라우드(230)를 통과하여 선단측 볼류트케이싱(220)을 통해 외부로 배출되도록 한다.

도 9는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단부를 나타낸 사시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단부를 나타낸 배면측 단면도이다.

후단부(300)는 모터부(100)의 배면측에 구비되며, 후단측 임펠러(340)의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 기능을 수행하는 것으로, 후단측 백플레이트(310), 후단측 볼류트케이싱(320), 후단측 슈라우드(330), 후단측 임펠러(340) 및 후단측 유량계(350)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 후단부(300)는 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 선단부(200)와 각각 모터부(100)의 정면측과 배면측에 구비되어 서로 대칭인 구조로 이루어진다.

이때, 선단부(200)와 후단부(300)는 동일한 구성으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는, 모터부(100)와 선단부(200) 사이에는 후술되는 선단측 베어링부(400)가 구비되고, 모터부(100)와 후단부(300) 사이에는 후술되는 후단측 베어링부(500)가 구비됨으로써, 상기 선단부(200)와 후단부(300)는 동일한 기능을 수행하도록 구성되되, 동일한 형태로는 이루어지지 않고 다양한 형태로 이루어질 수 있음은 물론이다.

후단측 백플레이트(310)는 모터부(100)의 배면측에 구비되되, 바람직하게는, 후술되는 후단측 베어링부(500)의 펜케이싱(510) 배면측에 결합된다.

이러한 후단측 백플레이트(310)는 후단부(300)의 구성들이 모터부(100) 배면측에 안정적으로 설치될 수 있도록 판 형태로 이루어지며, 후단측 베어링부(500)에 볼트결합되어 구비될 수 있다.

이때, 후단측 백플레이트(310)는 정면측과 배면측이 관통된 형태로 이루어져 후술되는 후단측 베어링부(500)의 후단 축(530)이 관통되도록 구성될 수 있다. 이에, 후단측 백플레이트(310)의 관통된 공간을 통해 상기 후단 축(530)이 관통되고, 상기 후단 축(530)에 의해 후단측 임펠러(340)는 모터부(100)에 회전 가능하도록 연결되어 구성될 수 있다.

후단측 볼류트케이싱(320)은 후단측 백플레이트(310)의 배면측에 구비되며, 외부와 연통되도록 와류형으로 형성된다.

이러한 후단측 볼류트케이싱(320)은 도 11을 참조하여 설명하면, 와류형으로 이루어지되, 그 단면적은 외부와 연통된 토출구와 가까워질수록 점점 커지는 형태로 이루어질 수 있다.

이에, 후술되는 후단측 임펠러(340)가 회전되면, 외부로부터 흡입된 유체는 후단측 볼류트케이싱(320)의 내부 공간으로 이동되되, 단면적이 점점 커지는 쪽으로 이동하여 토출구를 통해 외부로 배출되도록 한다.

후단측 슈라우드(330)는 후단측 볼류트케이싱(320)의 배면측에 구비되되, 후술되는 후단측 유량계(350)와 후단측 볼류트케이싱(320) 사이에 구비되어 유체가 이동하는 공간을 제공한다.

이때, 후단측 슈라우드(330)는 도 11에 도시된 바와 같이, 후술되는 후단측 임펠러(340) 일부분이 삽입되는 형태로 이루어지되, 내주면은 상기 후단측 임펠러(340)의 형태에 대응되도록 만곡된 형태로 이루어질 수 있다.

후단측 임펠러(340)는 후단측 백플레이트(310)와 후단측 슈라우드(330) 사이에 구비되며, 모터부(100) 회전시 함께 회전된다.

이러한 후단측 임펠러(340)는 후술되는 후단측 유량계(350)를 통해 유입되는 유체에 유동 운동을 일으키는 기능을 수행하며, 이에, 유체의 흐름을 제어하여 후단측 유량계(350)로 유입된 유체가 후단측 슈라우드(330)를 지나 후단측 볼류트케이싱(320)을 통해 외부로 이동되도록 한다.

이때, 후단측 임펠러(340)는 도 10 및 도 11을 참조하여 설명하면, 후단측 백플레이트(310)와 접촉되는 부분에 링 형태의 임펠러씰(341)이 구비될 수 있다.

후단측 유량계(350)는 후단측 슈라우드(330)의 배면측에 구비되며, 외부와 연통되도록 구성된다.

이러한 후단측 유량계(350)는 후단측 임펠러(340) 동작시 외부로부터 유체가 유입되는 통로 기능을 수행하는 것으로, 원형관 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 유체가 유입되는 끝단은 외측으로 갈수록 내경이 점점 넓어지는 호퍼 형태로 이루어져 유체의 유입이 보다 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

이와 같은 구성에 따라, 후단부(300)는 모터부(100) 동작시 후단측 임펠러(340)가 함께 회전됨에 따라, 후단측 유량계(350)로부터 유체가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 후단측 슈라우드(330)를 통과하여 후단측 볼류트케이싱(320)을 통해 외부로 배출되도록 한다.

도 12는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단측 베어링부를 나타낸 사시도이며, 도 13은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단측 베어링부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 14는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 선단측 베어링부를 나타낸 배면측 단면도이다.

선단측 베어링부(400)는 모터부(100)와 선단부(200) 사이에 구비되며, 모터부(100) 동작시 회전력을 선단측 임펠러(240)로 인가하는 기능을 수행하는 것으로, 베어링 서포트(410), 선단측 샤프트(420), 선단 축(430) 및 선단측 베어링(440)을 포함하여 구성된다.

베어링 서포트(410)는 모터부(100)의 정면측에 결합된다.

이러한 베어링 서포트(410)는 도 13을 참조하여 설명하면, 정면측과 배면측이 관통된 형태로 이루어지며, 관통된 공간에 후술되는 선단측 베어링(440)이 구비되도록 한다.

이때, 베어링 서포트(410)는 모터부(100)의 모터프레임(150) 정면측에 볼트결합되어 구비되며, 상기 모터프레임(150)의 정면측 개구된 공간을 차단한다.

선단측 샤프트(420)는 베어링서포트(410)를 관통하여 모터부(100)의 정면측에 회전 가능하게 결합된다.

이러한 선단측 샤프트(420)는 후술되는 선단 축(430)의 외주면을 감싸도록 결합되어 회전력을 공유하도록 구성된다.

선단 축(430)은 배면측은 모터부(100)에 연결되고, 정면측은 베어링 서포트(410)를 관통하여 노출되되, 노출된 부분은 선단측 임펠러(240)와 결합된다.

이에, 모터부(100) 동작시 선단 축(430)에 연결된 선단측 임펠러(240)가 회전되도록 한다.

이때, 선단 축(430)의 끝단은 도 14를 참조하여 설명하면, 끝단 일부분에 나사산이 형성되어 임펠러너트(531)가 체결될 수 있으며, 상기 임펠러너트(531)는 선단 축(430)에 선단측 임펠러(240)가 고정되도록 한다.

나아가, 선단 축(430)의 끝단은 노즈콘(532)이 결합되어 상기 선단 축(430)의 끝단을 마감함으로써, 선단측 임펠러(240)의 회전이 지속되더라도 선단 축(430) 외측으로 분리되는 것을 방지하고, 선단 축(430)이 유체가 유입되는 공간으로 노출되지 않도록 차단하는 기능을 수행한다.

선단측 베어링(440)은 선단측 샤프트(420)의 외주면을 감싸도록 구비되며, 선단측 샤프트(420)가 회전 가능하도록 지지하는 기능을 수행한다.

이러한 선단측 베어링(440)에 의해 선단측 샤프트(420)가 회전되는 과정에서 마찰을 최소화하고, 진동과 소음 발생을 감소시킬 수 있다.

이때, 선단측 베어링(440)은 정면측과 배면측 각각에 상기 선단측 베어링(440)을 지지하는 베어링하우징캡(551)이 구비될 수 있다.

이러한 베어링하우징캡(551)은 링 형태로 이루어져 선단측 샤프트(420)의 외주면에 끼워지도록 구비되며, 선단측 베어링(440)의 정면측과 배면측에 결합되어 상기 선단측 베어링(440)을 보호하는 기능을 수행한다.

도 15는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 베어링부를 나타낸 사시도이며, 도 16은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 베어링부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 17은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 베어링부를 나타낸 배면측 단면도이다.이며, 도 18은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 팬케이싱을 나타낸 배면측 단면도이다.이고, 도 19는 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 후단측 샤프트를 나타낸 배면측 단면도이다.

후단측 베어링부(500)는 모터부(100)와 후단부(300) 사이에 구비되며, 모터부(100) 동작시 회전력을 후단측 임펠러(340)로 인가하는 기능을 수행하는 것으로, 팬케이싱(510), 후단측 샤프트(520), 후단 축(530), 팬부재(540), 후단측 베어링(550) 및 배출구(560)를 포함하여 구성된다.

이러한 후단측 베어링부(500)는 선단측 베어링부(400)와 대칭을 이루도록 모터부(100)의 배면측에 결합되되, 모터부(100) 내부 공간의 냉각을 위한 팬부재(540)가 더 구비되어 공기의 흐름을 유도함으로써, 모터부(100)에서 발생되는 열을 낮추는 기능을 수행한다.

팬케이싱(510)은 모터부(100)의 배면측에 결합되는 것으로, 판형부(511), 링형연장부(512) 및 판형연장부(513)를 포함하여 구성된다.

이러한 팬케이싱(510)은 정면측과 배면측으로 관통된 형태로 이루어져 후술되는 후단 축(530)이 관통되도록 구성될 수 있다. 이에, 후술되는 후단 축(530)은 후단측 백플레이트(310)와 팬케이싱(510)의 관통된 공간을 통해 관통되고, 상기 후단 축(530)에 의해 후단측 임펠러(340)는 모터부(100)에 회전 가능하도록 연결되어 구성될 수 있다.

판형부(511)는 팬케이싱(510)의 전면측에 위치하는 것으로, 도 16 및 도 18을 참조하여 설명하면, 정면측과 배면측으로 관통된 관통홀(511a)이 형성되고, 상기 관통홀(511a)에 후술되는 후단측 샤프트(520) 및 후단 축(530)이 관통되며, 팬부재(540)가 위치하는 공간을 제공한다.

이러한 판형부(511)는 판 형태로 이루어지며, 모터부(100)의 모터프레임(150)의 배면측에 볼트결합되어 구비될 수 있다.

이때, 판형부(511)의 관통홀(511a)은 도 18에 도시된 바와 같이, 후술되는 팬부재(540) 일부분이 구비되되, 상기 팬부재(540)의 외주면에 대응되도록 전면측에서 배면측으로 갈수록 직경이 점점 넓어지는 형태의 경사면(511b)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 판형부(511)는 정면측에 외측으로 노출된 형태의 인입돌기(511c)가 형성될 수 있다.

이러한 인입돌기(511c)는 모터부(100)의 모터프레임(150) 배면측에 판형부(511)가 결합되는 과정에서 상기 모터프레임(150)의 내측 공간으로 인입돌기(511c)가 인입되도록 함으로써, 모터부(100) 동작시 구성간 유격에 의한 진동 발생을 최소화할 수 있다.

설계조건에 따라, 인입돌기(511c)의 외경은 모터프레임(150)의 내경과 동일하게 이루어질 수 있음은 물론이다.

링형연장부(512)는 판형부(511) 외주연을 따라 배면측으로 연장된 형태로 이루어져 내부에 수용공간이 마련된다.

이러한 수용공간에는 후술되는 후단측 샤프트(520)와 후단 축(530)이 위치하는 공간을 제공하고, 나아가, 팬부재(540) 동작시 모터부(100) 내의 공기가 배면측으로 이동되는 과정에서 팬부재(540)를 통과하여 상기 수용공간으로 이동된 후 외부로 배출될 수 있도록 한다.

이때, 링형연장부(512) 내의 수용공간은 모터부(100) 내의 뜨거운 공기가 팬부재(540) 동작에 의해 배면측으로 이동된 후, 외부로 배출될 수 있도록 하는 것으로, 바람직하게는, 링형연장부(512)의 측면 일부분은 외부와 연통되도록 관통된 측면개구홀(512a)이 형성될 수 있다. 나아가, 상기 측면개구홀(512a)은 후술되는 배출구(560)가 결합되어 상기 배출구(560)를 통해 공기가 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.

판형연장부(513)는 링형연장부(512) 외주연을 따라 외측으로 연장된 형태로 이루어진다.

이러한 판형연장부(513)는 후단부(300)의 후단측 백플레이트(310)의 정면측에 배치되되, 상호 볼트결합되도록 구비될 수 있다.

후단측 샤프트(520)는 팬케이싱(510)을 관통하여 모터부(100)의 배면측에 회전 가능하게 결합되는 것으로, 팬지지부(521), 베어링지지부(522) 및 임펠러지지부(523)를 포함하여 구성된다.

팬지지부(521)는 도 19를 참조하여 설명하면, 후단측 샤프트(520)의 정면측에 구비되며, 모터부(100)의 로터(110)와 후술되는 후단 축(530) 외주면 일부분을 감싸도록 구비된다.

이러한 팬지지부(521)는 외주면에 후술되는 팬부재(540)가 결합된다.

이에, 모터부(100) 동작시 후단 축(530)이 회전되면, 후단측 샤프트(520)와 팬부재(540)가 함께 회전되도록 하고, 공기의 흐름을 형성하여 모터부(100) 내의 공기가 배면측으로 이동되도록 함으로써, 모터부(100) 내의 열을 냉각시킬 수 있도록 한다.

베어링지지부(522)는 팬지지부(521)의 배면측으로 연장된 형태로 이루어지는 것으로, 외주면에 후술되는 후단측 베어링(550)이 끼워지는 형태로 구비된다.

이때, 베어링지지부(522)는 도 19를 참조하여 설명하면, 팬지지부(521)의 외경보다 크게 형성되거나 또는 같은 외경을 갖도록 형성될 수 있다.

바람직하게는, 팬지지부(521)의 외경보다 크게 형성되어 팬지지부(521)와 베어링지지부(522) 사이에 단턱이 형성됨에 따라, 팬지지부(521)를 감싸는 형태로 끼워지는 팬부재(540)가 상기 단턱에 걸림되어 배면측으로 밀리는 현상을 방지할 수 있다.

임펠러지지부(523)는 베어링지지부(522)의 배면측으로 연장된 형태로 이루어지며, 외주면에 후단측 임펠러(340)가 끼워지는 형태로 구비된다.

이때, 베어링지지부(522)의 외경은 18을 참조하여 설명하면, 팬지지부(521)의 외경보다 작은 외경을 갖도록 형성될 수 있으며, 회전력을 공유하도록 외주면에 후단측 임펠러(340)가 결합된다.

이에, 모터부(100) 동작시 회전력을 후단측 임펠러(340)로 인가하여 상기 후단측 임펠러(340)가 함께 회전되도록 한다.

한편, 종래 터빈의 구조에서 회전축을 지지하는 베어링과 상기 회전축의 지지점은 팬부재 정면측에서 형성될 뿐만 아니라 베어링의 배면측에서 팬부재와 임펠러가 구비됨에 따라, 베어링 후측으로 회전축의 노출되는 길이가 길어지는 구조로만 구현이 가능하여 지지점으로부터 회전축의 노출되는 길이가 길어져 진동과 소음이 증대되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 도 19를 참조하여 설명하면, 후단측 샤프트(520)는 정면측에 형성되는 팬지지부(521)에 후술되는 팬부재(540)가 결합되고, 배면측에 형성되는 임펠러지지부(523)에 후단측 임펠러(340)가 결합되되, 팬지지부(521)와 임펠러지지부(523) 사이에 형성되는 베어링지지부(522)에 후술되는 후단측 베어링(550)이 지지하도록 구비됨으로써, 팬부재(540)와 후단측 임펠러(340) 사이를 이격시켜 서로 회전이 이루어지는 팬부재(540)와 후단측 임펠러(340)가 직접 접촉되는 것을 방지하여 진동과 소음을 확실하게 줄여 전력 소비를 최소화할 수 있다.

나아가, 팬지지부(521)의 배면측에 형성되는 베어링지지부(522)가 후술되는 후단측 베어링(550)에 지지됨에 따라, 후단측 샤프트(520)와 후단측 베어링(550)이 지지되는 지지점을 팬부재(540)의 배면측과 후단측 임펠러(340)의 정면측 사이에서 형성되도록 함으로써, 후단측 샤프트(520)의 배면측으로 노출되는 후단 축(530)의 길이, 즉 후단 축(530)이 배면측으로 노출되는 길이를 최소화하는 구현이 가능하여 진동 발생을 최소화할 수 있다.

후단 축(530)은 정면측은 모터부(100)에 연결되고, 배면측은 팬케이싱(510)을 관통하여 노출되되, 노출된 부분은 정면측에 팬부재(540)와 결합되고 배면측에 후단측 임펠러(340)와 결합되며 중간에 후단측 베어링(550)에 지지되는 후단측 샤프트(520)와 결합된다.

이에, 모터부(100) 동작시 후단 축(530)에 연결된 후단측 샤프트(520)가 후단측 베어링(550)에 지지된 상태에서 회전되도록 하며, 팬부재(540)와 후단측 임펠러(340)가 함께 회전되도록 한다.

이때, 후단 축(530)의 끝단은 선단 축(430)의 끝단과 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 즉 후단 축(530)의 끝단에 나산이 형성되어 임펠러너트(531)가 체결되고, 노즈콘(532)이 결합되어 마감이 이루어지도록 구성될 수 있다.

팬부재(540)는 후단 축(530)에 끼워지며, 후단측 샤프트(520) 외주면을 감싸도록 구비된다.

상세하게는, 후단측 샤프트(520)의 팬지지부(521)에 결합되어 회전력을 공유하도록 구비되며, 이에, 모터부(100) 동작시 함께 회전된다.

이러한 팬부재(540)는 모터부(100) 내로 유입된 외부 공기가 상기 모터부(100)와 팬부재(540)를 순차적으로 통과한 후, 후단측 베어링부(500)에 마련된 수용공간으로 이동되어 후술되는 배출구(560)를 통해 외부로 배출되도록 한다.

즉 팬부재(540) 회전시 모터부(100)를 통과하는 공기의 흐름을 형성함으로써, 모터부(100)의 열을 냉각시켜 과열되는 문제점을 방지할 수 있다.

이때, 팬부재(540)는 도 17을 참조하여 설명하면, 팬지지부(521)의 외주면을 일부분을 감싸도록 구비되는 링 형태의 스페이서(541)가 구비될 수 있다.

이러한 스페이서(541)는 모터부(100)의 로터(110) 배면측과 팬지지부(521)의 정면측 사이에 상호간에 밀착되게 구비되는 것으로, 팬부재(540) 회전시 공기를 정면측에서 배면측으로 이동시키는 과정에서 팬부재(540)가 정면측으로 이동되는 것을 제한하는 기능을 수행한다.

후단측 베어링(550)은 팬부재(540)와 후단측 임펠러(340) 사이에 구비되며, 후단측 샤프트(520)의 외주면을 감싸도록 구비되고, 후단측 샤프트(520)가 회전 가능하도록 지지하는 기능을 수행한다.

이러한 후단측 베어링(550)은 후단측 샤프트(520)가 회전되는 과정에서 마찰을 최소화하고, 진동과 소음 발생을 감소시킬 수 있다.

이때, 후단측 베어링(550)은 정면측과 배면측 각가에 상기 후단측 베어링(550)을 지지하여 보호하는 베어링하우징캡(551)이 구비될 수 있다.

이러한 베어링하우징캡(551)은 링 형태로 이루어져 후단측 샤프트(520)의 외주면에 끼워지도록 구비될 수 있다.

도 20은 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈에서 공기 흐름에 의해 모터부가 냉각되는 예를 나타낸 측면측 부분 단면도이다.

배출구(560)는 팬케이싱(510)의 링형연장부(512)에 형성된 측면개구홀(512a)과 연통되도록 결합되어 상기 팬케이싱(510)에 마련된 수용공간으로 유입된 공기가 상기 배출구(560)를 통해 배출되도록 하는 기능을 수행한다.

즉 배출구(560)는 팬부재(540) 동작시 모터부(100)의 열을 식히기 위하여 모터부(100) 내로 유입된 공기가 상기 모터부(100)를 통과한 후, 외부로 배출되도록 하는 기능을 수행한다.

이와 같은 구성에 따라 모터부(100)가 냉각되는 예를 도 20을 참조하여 설명하면, 먼저, 모터부(100) 동작시 팬부재(540)가 회전되면, 주입구(160)를 통해 외부의 공기가 모터부(100) 내의 공간으로 유입되고, 주입구(160)와 주입홀(151)을 순차적으로 통과한 후, 후단측 베어링부(500)로 이동된다.

다음으로, 팬부재(540)를 통과하여 링형연장부(512)에 마련된 수용공간으로 이동된 후, 상기 링형연장부(512)의 측면개구홀(512a)을 통과하여 배출구(560)를 통해 외부로 배출된다.

즉 모터부(100) 동작시 정면측과 배면측 각각에 구비된 선단측 임펠러(240)와 후단측 임펠러(340)의 회전에 의해 유체의 흐름을 제어하고, 동시에 팬부재(540)가 회전되도록 함으로써, 모터부(100)의 과열을 방지할 수 있다.

설계조건에 따라, 선단부(200)와 선단측 베어링부(400) 사이에는 트러스트 디스크(600)가 구비될 수 있다.

트러스트 디스크(600)는 선단 축(430)이 관통되도록 정면측과 배면측으로 관통된 형태로 이루어지되, 판 형태로 이루어져 배면측에 선단측 샤프트(420)가 걸림되도록 한다.

이에, 팬부재(540) 회전시 공기를 정면측에서 배면측으로 이동시키는 과정에서 팬부재(540)와 결합되는 후단측 샤프트(520), 상기 후단측 샤프트(520)와 결합되는 후단 축(530), 상기 후단 축(530)과 결합되는 모터부(100)의 로터(110) 및 상기 로터(110)의 정면측에 결합되는 선단측 샤프트(420) 등의 구성을 정면측에서 지지하여 상기 구성들이 정면측으로 이동되는 현상을 방지함으로써, 안정된 상태에서 모터부(100)가 동작되도록 할 수 있다.

이러한 구성에 따라, 본 발명에 따른 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈은 후단측 임펠러(340)와 팬부재(540) 사이에 구비되는 후단측 베어링(550)에 의해 상기 후단측 임펠러(340)와 팬부재(540)가 직접 접촉되는 것을 방지하고, 후단측 베어링(550)이 후단측 샤프트(520)를 지지하여 후단 축(530)의 길이를 최소화함으로써, 진동과 소음을 확실하게 줄이고, 불필요한 구성을 삭제하여 무게를 절감시키며 전력 소비를 최소화할 수 있다.

또한, 종래 터빈 구조에서 모터부에 인접하였던 후단측 베어링(550)의 위치를 후단측 임펠러(340)에 인접하도록 배면측으로 이동시켜 설치함으로써, 후단 축(530)의 길이를 최소화하는 구현이 가능하여 진동 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래 터빈 구조에서 모터부(100)에 인접하였던 후단측 베어링(550)의 위치를 후단측 임펠러(340)에 인접하도록 배면측으로 이동, 즉 모터부(100)와 인접하였던 후단측 베어링(340)을 모터부(100)로부터 배면측으로 멀어지게 설치함으로써, 후단 축(530)의 길이를 최소화하는 구현이 가능하여 진동 발생을 최소화하고, 모터의 회전이 안정적으로 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 후단측 베어링(550)의 정면측에 위치하는 팬부재(540)가 모터부(100)에 인접하게 설치가 가능함으로써, 종래 팬부재를 지지하기 위한 구성(베어링 서포트)을 삭제하여 무게를 절감시킬 수 있으며, 나아가, 팬부재(540)가 스테이터(120, 130)에 인접하게 설치됨에 따라, 모터의 온도를 보다 효과적으로 낮춰 모터의 수명 저하를 최소화하고 성능을 향상시킬 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.

100 : 모터부 110 : 로터
120 : 스테이터코일 130 : 스테이터코어
140 : 쿨링프레임 150 : 모터프레임
151 : 주입홀 160 : 주입구
200 : 선단부 210 : 선단측 백플레이트
220 : 선단측 볼류트케이싱 230 : 선단측 슈라우드
240 : 선단측 임펠러 250 : 선단측 유량계
300 : 후단부 310 : 후단측 백플레이트
320 : 후단측 볼류트케이싱 330 : 후단측 슈라우드
340 : 후단측 임펠러 350 : 후단측 유량계
400 : 선단측 베어링부 410 : 베어링서포트
420 : 선단측 샤프트 430 : 선단 축
440 : 선단측 베어링
500 : 후단측 베어링부 510 : 팬케이싱
511 : 판형부 511a : 관통홀
511b : 경사면 511c : 인입돌기
512 : 링형연장부 512a : 측면개구홀
513 : 판형연결부 520 : 후단측 샤프트
521 : 팬지지부 522 : 베어링지지부
523 : 임펠러지지부 530 : 후단 축
531 : 임펠러너트 532 : 노즈콘
540 : 팬부재 541 : 스페이서
550 : 후단측 베어링 551 : 베어링하우징캡
560 : 배출구
600 : 트러스트 디스크

Claims

모터부(100);
상기 모터부(100)의 정면측에 구비되며, 선단측 임펠러(240)의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 선단부(200);
상기 모터부(100)의 배면측에 구비되며, 후단측 임펠러(340)의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 후단부(300);
상기 모터부(100)와 선단부(200) 사이에 구비되며, 모터부(100) 동작시 회전력을 선단측 임펠러(240)로 인가하는 선단측 베어링부(400); 및
상기 모터부(100)와 후단부(300) 사이에 구비되며, 모터부(100) 동작시 회전력을 후단측 임펠러(340)로 인가하는 후단측 베어링부(500);를 포함하여 구성되되,
상기 후단측 베어링부(500)는
상기 모터부(100)의 배면측에 결합되는 팬케이싱(510);
상기 팬케이싱(510)을 관통하여 모터부(100)의 배면측에 회전 가능하게 결합되는 후단측 샤프트(520);
상기 모터부(100)와 후단측 임펠러(340)를 연결하여 회전력을 인가하는 후단 축(530);
상기 후단 축(530)에 끼워지며, 후단측 샤프트(520) 외주면을 감싸도록 구비되는 팬부재(540); 및
상기 팬부재(540)와 후단측 임펠러(340) 사이에 구비되며, 후단측 샤프트(520)의 외주면을 지지하는 후단측 베어링(550);을 포함하여 구성되고,
상기 모터부(100)는
내측에 회전 가능하게 배치되는 로터(110);
상기 로터(110) 외주면에 구비되는 스테이터코일(120);
상기 스테이터코일(120)이 권선되는 스테이터코어(130);
상기 스테이터코어(130)의 외주면을 감싸도록 구비되는 쿨링프레임(140); 및
상기 로터(110), 스테이터코일(120), 스테이터코어 및 쿨링프레임(140)이 구비되도록 내부에 수용공간이 마련된 원통형의 모터프레임(150);을 포함하여 구성되되,
상기 선단측 베어링부(400)는 모터프레임(150)의 정면측에 결합되고, 상기 후단측 베어링부(500)는 모터프레임(150)의 배면측에 결합되는 것을 특징으로 하며,
상기 로터(110)는
중간측은 자석으로 구성되고, 상기 자석을 기준으로 정면측과 배면측 각각에 마감을 위한 로터 캡이 구성되되,
정면측에 위치한 로터 캡의 전,후측 길이보다 배면측에 위치한 로터 캡의 전,후측 길이가 길게 형성되어 비대칭으로 이루어지는 것을 특징으로 하고,
상기 모터부(100)는
상기 모터프레임(150)의 외주면을 따라 인접하도록 구비되며, 원주방향으로 서로 이격되어 다수 개의 홀이 형성된 주입구(160);를 포함하며,
상기 팬케이싱(510)은
상기 모터부(100)의 배면측에 결합되는 판형부(511);
상기 판형부(511) 외주연을 따라 배면측으로 연장된 형태로 이루어져 내부에 수용공간이 마련되는 링형연장부(512); 및
상기 링형연장부(512) 외주연을 따라 외측으로 연장된 형태로 이루어져 상기 후단부(300)에 결합되는 판형연장부(513);를 포함하여 구성되되,
상기 판형부(511)는
정면측과 배면측으로 관통된 관통홀(511a)이 형성되고, 상기 관통홀(511a)은 상기 팬부재(540)의 외주면에 대응되도록 전면측에서 배면측으로 갈수록 직경이 점점 넓어지는 형태의 경사면(511b)을 포함하여 구성되고,
상기 링형연장부(512)는
측면에 내측 공간과 외측 공간이 연통되도록 형성된 측면개구홀(512a);을 포함하여 구성되고,
상기 후단측 베어링부(500)는
상기 측면개구홀(512a)과 외부가 연통되도록 구비되는 배출구(560);를 포함하여 구성되되,
상기 팬부재(540) 회전시 주입구(160)를 통해 유입된 공기가 모터부(100)와 측면개구홀(512a)을 통과하여 배출구(560)를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하며,
상기 후단측 샤프트(520)는
상기 모터부(100)의 배면측에 결합되며, 외주면에 팬부재(540)가 끼워지는 팬지지부(521);
상기 팬지지부(521)의 배면측으로 연장된 형태로 이루어지며, 팬지지부(521)의 외경보다 크거나 같은 외경을 갖도록 형성되고, 외주면에 후단측 베어링(550)이 끼워지는 베어링지지부(522); 및
상기 베어링지지부(522)의 배면측으로 연장된 형태로 이루어지며, 팬지지부(521)의 외경보다 작은 외경을 갖도록 형성되고, 후단측 임펠러(340)가 끼워져 결합되되, 상기 모터부(100) 동작시 회전력을 후단측 임펠러(340)로 인가하는 임펠러지지부(523);를 포함하여 구성되며,
상기 후단측 베어링(550)은
정면측과 배면측 각각에 밀착되는 베어링하우징캡(551);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 선단부(200)는
상기 선단측 베어링부(400)의 정면측에 결합되는 선단측 백플레이트(210);
상기 선단측 백플레이트(210)의 정면측에 결합되며, 외부와 연통되도록 와류형으로 형성된 선단측 볼류트케이싱(220);
상기 선단측 볼류트케이싱(220)의 정면측에 구비되는 선단측 슈라우드(230);
상기 선단측 백플레이트(210)와 선단측 슈라우드(230) 사이에 구비되며, 상기 모터부(100) 회전시 함께 회전되는 선단측 임펠러(240); 및
상기 선단측 슈라우드(230)의 정면측에 구비되어 외부로부터 유체가 유입되도록 하는 선단측 유량계(250);를 포함하여 구성되되,
상기 선단측 임펠러(240) 회전시 선단측 유량계(250)로부터 유입된 유체는 상기 선단측 슈라우드(230)를 통과하여 선단측 볼류트케이싱(220)을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈.
청구항 3에 있어서,
상기 후단부(300)는
상기 후단측 베어링부(500)의 배면측에 결합되는 후단측 백플레이트(310);
상기 후단측 백플레이트(310)의 배면측에 결합되며, 외부와 연통되도록 와류형으로 형성된 후단측 볼류트케이싱(320);
상기 후단측 볼류트케이싱(320)의 배면측에 구비되는 후단측 슈라우드(330);
상기 후단측 백플레이트(310)와 후단측 슈라우드(330) 사이에 구비되며, 상기 모터부(100) 회전시 함께 회전되는 후단측 임펠러(340); 및
상기 후단측 슈라우드(330)의 배면측에 구비되어 외부로부터 유체가 유입되도록 하는 후단측 유량계(350);를 포함하여 구성되되,
상기 후단측 임펠러(340) 회전시 후단측 유량계(350)로부터 유입된 유체는 상기 후단측 슈라우드(330)를 통과하여 후단측 볼류트케이싱(320)을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하며,
상기 선단부(200)와 후단부(300)는 각각 모터부(100)의 정면측과 배면측에 서로 대칭되어 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈.
청구항 1에 있어서,
상기 선단측 베어링부(400)는
상기 모터부(100)의 정면측에 결합되는 베어링서포트(410);
상기 베어링서포트(410)를 관통하여 모터부(100)의 정면측에 회전 가능하게 결합되는 선단측 샤프트(420);
상기 모터부(100)와 선단측 임펠러(240)를 연결하여 회전력을 인가하는 선단 축(430); 및
상기 선단측 샤프트(420)의 외주면을 감싸도록 구비되며, 회전이 가능한 선단측 샤프트(420)의 외주면을 지지하는 선단측 베어링(440);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈.
삭제
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 선단부(200) 및 선단측 베어링부(400) 사이에 구비되는 트러스트 디스크(600);를 포함하여 구성되되,
상기 트러스트 디스크(600)는
상기 팬부재(540) 동작시 모터부(100)의 선단측으로 주입된 공기가 배면측으로 배출되는 과정에서 상기 모터부(100)의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬부재 사이에 베어링부가 구비된 저진동 터빈.