KR102379441B1 - 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 모터부의 외주면에 복수 개의 대유입홀을 형성하고, 상기 대유입홀을 통해 모터부의 내부로 유입되는 공기의 양을 조절판을 통해 조절하여 유입된 공기에 의해 스테이터, 로터 및 레이디얼베어링의 냉각이 원활하게 이루어지도록 함으로써, 열에 의해 팽창되어 발생되는 진동 및 소음을 최소화할 수 있으며, 모터부의 내부로 유입된 공기에 의해 스테이터 및 레이디얼베어링의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 상기 스테이터 및 레이디얼베어링를 개선한 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈에 관한 기술분야가 개시된다.

Description

임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈{Single stage low vibration turbine with impeller and fan}

본 발명은 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 모터부의 외주면에 복수 개의 대유입홀을 형성하고, 상기 대유입홀을 통해 모터부의 내부로 유입되는 공기의 양을 조절판을 통해 조절하여 유입된 공기에 의해 스테이터, 로터 및 레이디얼베어링의 냉각이 원활하게 이루어지도록 함으로써, 열에 의해 팽창되어 발생되는 진동 및 소음을 최소화할 수 있으며, 모터부의 내부로 유입된 공기에 의해 스테이터 및 레이디얼베어링의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 상기 스테이터 및 레이디얼베어링를 개선한 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈에 관한 기술분야이다.

일반적으로, 터빈 즉, 모터는 규소 강판 등이 적층된 스테이터 코어, 코일 등으로 형성되어 전원을 공급받아 자력을 발생시키는 스테이터와, 스테이터의 자화에 의해 회전 운동을 하는 로터로 형성되는 것으로, 특히, 고속터보 모터는 고속 회전을 위해 교류 변환 장치가 사용될 수 있으므로, 필연적으로 전기적인 열이 발생할 수 있다.

이러한 전기적인 발열 즉, 코일에 전류를 흘려보내면 코일에서 열이 발생되고, 이러한 전기적인 발열이 제거되지 않을 경우, 모터의 수명이 단축될 수 있으며, 발열에 의한 화재 사고 등이 발생될 수 있어 전기적인 발열을 냉각하기 위한 기술들이 개발되고 있다.

이에 따라 모터의 전기적인 발열을 냉각하기 위한 방식으로 공기를 순환시켜 모터를 냉각시키는 공랭식 냉각 방식, 냉각수를 순환시켜 모터를 냉각시키는 수냉식 냉각 방식 등이 주로 이용되고 있다.

수냉식 냉각 방식은 공기보다 열의 흡수율은 높지만 열을 흡수한 물을 냉각시키기 위해 열교환기, 물탱크, 배관 등을 별도로 구비해야 하고, 터보 모터의 구성 장치의 대부분이 전원을 이용하는 장치인바, 물의 누수로 대형 사고 등이 발생될 수 있는 문제점이 내재되어 있다.

공랭식 냉각 방식은 모터의 일측에 냉각용 팬을 구비하거나 별도의 순환용 팬을 구비하여 공기를 공급함으로써 모터를 냉각시킬 수 있지만, 공기 자체의 열의 흡수율이 크지 않고 냉각용 팬이 구비되어 있는 주변 환경의 온도가 높을 경우 고온의 공기로써 모터를 냉각시키게 되므로 냉각 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 스테이터는 모터의 내부에 설치되되, 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 설치되고, 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되며, 이러한 코일이 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.

구체적으로, 스테이터는 금속 재질의 코어부재가 원통 형상으로 마련되고, 이러한 코어부재는 복수 개가 적층되는 요크와 상기 요크의 내측에 복수 개의 티스가 내측을 향해 돌출되며, 상기 티스에 코일이 각각 권선됨에 따라 스테이터의 설치가 이루어진다.

최근에는 모터의 소형화를 위해 출력밀도 및 전류밀도가 매우 높은 모터의 설계가 이루어지고 있고, 모터에서 출력밀도 및 전류밀도가 높아지게 되면, 모터의 크기가 감소되는 데는 유리하지만 그만큼 모터의 발열 온도가 상승될 수 밖에 없다.

즉, 모터의 발열 온도를 상승시키는 주요 발열원인 전기적인 발열은 스테이터에 권선된 코일이라고 할 수 있고, 이에 따라 모터의 온도 상승 억제의 목적을 이루이기 위해서는 코일에 대한 냉각 효율을 상승시키는 것이 요구되고 있는 실정이다.

한편, 모터에는 오링을 이용한 윤활시스템이 불필요하거나, 사용이 불가한 친환경 터보기기의 경우 오일 대신 회전축과 베어링 사이의 공기압 또는 가스압을 이용하여 하중을 지지할 수 있는 에어 베어링이 사용될 수 있다.

특히, 회전축의 길이 방향을 따라 가해지는 하중을 지지하기 위한 스러스트 에어 베어링의 일종으로서, 압력 형성을 좀더 유리하게 하고 고속 회전에서의 동적 안정성을 높이기 위한 얇은 소재의 포일을 사용하는 스러스트 에어 포일 베어링(thrust air foil bearing)이 있다.

종래의 스러스트 에어 포일 베어링은 탑포일과 범프포일 및 베이스 플레이트를 포함하여 구성되고, 베이스 플레이트에 탑 포일 및 범프포일이 각각 용접되어 일체로 형성된다.

이러한 종래의 스러스트 에어 포일 베어링은 베이스 플레이트의 중심에 회전축이 관통되며 설치될 수 있는 원형 홀을 포함하여 구성되고, 베이스 플레이트의 원주를 따라 복수 개의 범프포일이 배치되며, 각 범프포일은 그 일측에 점 용접부를 형성하여 용접될 수 있다.

또한, 종래의 스러스트 에어 포일 베어링은 복수 개의 범프 포일 개수에 대응되어 구성되며, 대응되는 범프포일 각각을 덮으면서 탑포일이 용접되어 설치되고, 각 탑포일은 그 일측에 점 용접부를 형성하여 용접될 수 있다.

이러한 구조의 스러스트 에어 포일 베어링은 고속 회전에 의해 발생하는 마찰열로 인해 범프포일이 변형될 수 있고, 이렇게 범프포일이 변형되면 스러스트 에어 포일 베어링의 기능이 담보되지 못하게 되면서 터보기기가 외력에 의해 파손될 수 있으며, 따라서 근래에는 냉각구조를 가지는 스러스트 에어 포일 베어링의 개발이 이루어지고 있다.

한편, 공랭식 냉각 방식의 모터에는 외부로부터 유체를 유입되도록 하고 배출되도록 하는 임펠러가 구비되는데, 단단형의 모터의 경우 후단부에 설치된 팬에 비해 선단부에 설치된 임펠러의 크기가 크므로 로터와 상기 임펠러를 연결하는 샤프트의 길이가 로터와 상기 팬을 연결하는 샤프트의 길이보다 크게되고, 이러한 차이는 로터의 회전시 비대칭인 샤프트의 길이에 의해 진동 및 소음이 발생되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1580877호(2015.12.22.) 대한민국 등록특허 제10-2144666호(2020.08.10.)

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 공랭식 냉각 방식을 이용하는 모터 즉, 터빈은 공기 자체의 열의 흡수율이 크지 않고 냉각용 팬이 구비되어 있는 주변 환경의 온도가 높을 경우 고온의 공기로써 모터를 냉각시키게 되므로 냉각 효율이 떨어져 스테이터, 로터 및 레이디얼베어링 등의 구성이 열에 의해 팽창되어 발생되는 진동 및 소음을 최소화하기 어렵고, 로터의 전방과 후방에 각각 구비된 샤프트의 길이가 비대칭으로 이루어짐에 다라 진동 및 소음이 발생되는 문제가 발생하여;

이에 대한 해결점으로, 모터부의 외주면에 대유입홀을 형성하여 모터부의 내부로 유입되는 공기의 양을 증가시키되, 조절판을 통해 유입되는 공기의 양을 조절하고, 스테이터의 코어의 외측에 알루미늄 재질로 이루어진 쿨링프레임을 설치함은 물론 레이디얼베어링의 내부에 베어링범프포일을 설치하고 상기 레이디얼베어링의 내부로 공기가 유입된 후 배출되도록 하여 냉각이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 효과적인 냉각을 통해 진동 및 소음을 최소화할 수 있는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈을 통하여 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 외주면 전방 상부에 제1유입홀이 형성되고, 외주면 후방 상부에 제2유입홀이 형성되는 모터부와 상기 모터부의 전방에 설치되어 임펠러의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 선단부와 상기 모터부의 후방에 설치되어 상기 모터부의 제1유입홀과 제2유입홀을 통해 공기가 유입되도록 하고, 상기 모터부로 유입된 공기를 외부로 배출하는 후단부를 포함하여 구성되고, 상기 모터부는 외주면 전방에 둘레를 따라 형성되는 복수 개의 대유입홀과 외주면 전방에 결합되고, 전방에 상기 대유입홀과 대응되도록 상하방향으로 복수 개의 통기홀이 배열되어 형성되는 조절판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈을 제시한다.

또한, 본 발명의 상기 조절판은 상기 통기홀이 형성되지 않은 후방이 상기 대유입홀의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 조절판은 상부 전방과 후방 및 하부 전방과 후방에 상하방향으로 형성되는 결합홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 모터부는 모터프레임과 상기 모터프레임의 내부에 설치되는 스테이터와 상기 스테이터의 내측에 설치되는 로터를 포함하여 구성되고, 상기 로터는 상기 스테이터의 내측에 설치되는 로터하우징과 상기 로터하우징의 내부에 설치되는 마그네트와 상기 로터하우징의 후방에 설치되는 후방캡과 상기 로터하우징의 전방에 설치되되, 상기 후방캡보다 두께가 두껍게 형성되는 전방캡과 상기 전방캡에 후방이 결합되고, 선단축을 구비하는 선단샤프트 및 상기 후방캡에 전방이 결합되고, 후단축을 구비하는 후단샤프트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 스테이터는 상기 모터프레임에 내장될 수 있는 직경을 가지는 코어와 상기 코어에 권선되는 코일 및 상기 코어의 외주연에 설치되고, 알루미늄 재질로 이루어지는 쿨링프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 선단부는 상기 모터프레임의 전방에 결합되는 선단측 베어링서포트와 상기 선단측 베어링서포트의 중앙에 설치되고, 선단샤프트가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링과 상기 선단측 베어링서포트의 전방에 결합되는 백플레이트와 상기 백플레이트와 선단측 베어링서포트의 사이에 배치되고, 상기 선단샤프트가 관통되어 결합되는 선단측 스러스트와 상기 백플레이트의 전방에 결합되는 볼류트 케이싱 및 상기 볼류트 케이싱의 내부에 설치되되, 상기 선단샤프트의 선단축과 연결되도록 설치되는 임펠러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 후단부는 상기 모터프레임의 후방에 결합되는 후단측 베어링서포트와 상기 후단측 베어링서포트의 중앙에 설치되고, 후단샤프트가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링과 상기 후단측 베어링서포트의 후방에 결합되는 팬하우징 및 상기 팬하우징의 내부에 설치되되, 상기 후단샤프트의 후단축과 연결되도록 설치되는 송풍팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 레이디얼베어링은 상기 선단샤프트 또는 상기 후단샤프트가 관통되어 결합되는 베어링과 상기 베어링의 외측에 결합되는 베어링하우징과 상기 베어링과 베어링하우징의 사이에 설치되는 베어링포일 및 상기 베어링과 베어링포일의 사이에 설치되는 베어링범프포일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 베어링하우징은 전방에 결합되어 상기 베어링과 베어링하우징의 전방을 결합시키는 베어링전방캡과 상기 베어링전방캡의 전면 내측에 형성되어 상기 베어링과 베어링하우징의 사이로 공기가 유입되도록 하는 적어도 하나의 제3유입홀과 후방에 결합되어 상기 베어링과 베어링하우징의 후방을 결합시키는 베어링후방캡 및 상기 베어링후방캡의 후면 내측에 형성되어 상기 베어링과 베어링하우징의 사이로 유입된 공기가 배출되도록 하는 적어도 하나의 제4유입홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제3유입홀은 상기 제4유입홀과 점대칭되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈은 모터부의 외주면에 복수 개의 대유입홀을 형성하고, 상기 대유입홀을 통해 모터부의 내부로 유입되는 공기의 양을 조절판을 통해 조절함으로써, 적정하게 유입되는 공기를 통해 스테이터, 로터, 및 레이디얼베어링의 냉각이 원활하게 이루어지도록 함으로써, 열에 의해 구성들이 팽창되어 발생되는 진동 및 소음을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 스테이터의 코어의 외측에 알루미늄 재질로 이루어진 쿨링프레임을 설치하여 코일에 발생되는 열이 상기 코어와 상기 쿨링프레임을 통해 원활하게 방열되도록 하고, 상기 쿨링프레임에 길이방향으로 형성되는 복수 개의 방열날개를 통해 팬에 의한 공기의 순환에 의해 냉각이 원활하게 이루어지도록 함으로서, 열에 의해 구성들이 팽창되어 발생되는 진동 및 소음을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 레이디얼베어링의 내부에 베어링범프포일을 설치하여 진동을 최소화함과 동시에 상기 레이디얼베어링의 전방캡과 후방캡에 형성된 유입홀을 통해 상기 레이디얼베어링의 내부로 공기가 유입된 후 배출되어 냉각되도록 함으로써, 열에 의해 구성들이 팽창되어 발생되는 진동 및 소음을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 터빈을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 터빈을 나타낸 부분 단면 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 터빈을 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 모터부를 나타낸 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 선단부를 나타낸 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 후단부를 나타낸 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테이터를 나타낸 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테이터를 나타낸 정면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테이터의 코어를 나타낸 분해 사시도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 인슐레이터가 제외된 스테이터의 코어를 나타낸 정면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스테이터를 나타낸 측단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인슐레이터가 제외된 스테이터의 코어를 나타낸 정면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 인슐레이터가 제외된 스테이터의 코어를 나타낸 부분 확대 정면도.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스러스트를 나타낸 사시도.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스러스트를 나타낸 분해 사시도.
도 16a은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스러스트의 베이스판을 나타낸 정면도.
도 16b은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스러스트의 베이스판을 나타낸 정면도.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스러스트의 베이스판을 나타낸 정면도.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스러스트의 베이스판을 나타낸 정면도.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스러스트를 나타낸 정면도.
도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 레이디얼 베어링을 나타낸 사시도.
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 레이디얼 베어링을 나타낸 분해 사시도.
도 22는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 레이디얼 베어링을 나타낸 측단면도.

본 발명은 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 모터부(1000)의 외주면에 복수 개의 대유입홀(1130)을 형성하고, 상기 대유입홀(1130)을 통해 모터부(1000)의 내부로 유입되는 공기의 양을 조절판(1140)을 통해 적정한 양의 공기가 모터부(1000)의 내부로 유입되도록 함으로써, 터빈의 내부 구성 즉, 스테이터(1200), 로터(1300), 및 레이디얼베어링(3200) 등의 구성이 열에 의해 팽창됨에 따라 발생되는 진동 및 소음을 적정한 양의 공기를 통해 냉각되도록 하여 최소화시킬 뿐만 아니라 스테이터(1200)의 코어(1210)의 외측에 알루미늄 재질로 이루어진 쿨링프레임(1280)을 설치하고, 스러스트(2400)의 구조와 레이디얼베어링(3200)의 구조를 개선하여 공기의 순환이 보다 효율적으로 이루어지도록 하여 냉각의 성능을 향상킴으로써, 진동 및 소음을 최소화하는 한편, 로터(1300)에 결합되는 전방캡(1340)과 후방캡(1330)의 두께를 상기 로터(1300)의 전방과 후방에 결합되는 선단샤프트(1350)와 후단샤프트(1360)의 길이와 대응되도록 형성하여 선단샤프트(1350)와 후단샤프트(1360)의 비대칭 길이에 따른 진동 및 소음을 최소화할 수 있는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈에 관한 기술이다.

상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 외주면 전방 상부에 제1유입홀(1110)이 형성되고, 외주면 후방 상부에 제2유입홀(1120)이 형성되는 모터부(1000);와 상기 모터부(1000)의 전방에 설치되어 임펠러(2600)의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 선단부(2000);와 상기 모터부(1000)의 후방에 설치되어 상기 모터부(1000)의 제1유입홀(1110)과 제2유입홀(1120)을 통해 공기가 유입되도록 하고, 상기 모터부(1000)로 유입된 공기를 외부로 배출하는 후단부(3000);를 포함하여 구성되고, 상기 모터부(1000)는 외주면 전방에 둘레를 따라 형성되는 복수 개의 대유입홀(1130);과 외주면 전방에 결합되고, 전방에 상기 대유입홀(1130)과 대응되도록 상하방향으로 복수 개의 통기홀(1142)이 배열되어 형성되는 조절판(1140);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 조절판(1140)은 상기 통기홀(1142)이 형성되지 않은 후방이 상기 대유입홀(1130)의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 조절판(1140)은 상부 전방과 후방 및 하부 전방과 후방에 상하방향으로 형성되는 결합홀(1144);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 모터부(1000)는 모터프레임(1100);과 상기 모터프레임(1100)의 내부에 설치되는 스테이터(1200);와 상기 스테이터(1200)의 내측에 설치되는 로터(1300);를 포함하여 구성되고, 상기 로터(1300)는 상기 스테이터(1200)의 내측에 설치되는 로터하우징(1310);과 상기 로터하우징(1310)의 내부에 설치되는 마그네트(1320);와 상기 로터하우징(1310)의 후방에 설치되는 후방캡(1330);과 상기 로터하우징(1310)의 전방에 설치되되, 상기 후방캡(1330)보다 두께가 두껍게 형성되는 전방캡(1340);과 상기 전방캡(1340)에 후방이 결합되고, 선단축(1352)을 구비하는 선단샤프트(1350); 및 상기 후방캡(1330)에 전방이 결합되고, 후단축(1362)을 구비하는 후단샤프트(1360);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 스테이터(1200)는 상기 모터프레임(1100)에 내장될 수 있는 직경을 가지는 코어(1210);와 상기 코어(1210)에 권선되는 코일(1270); 및 상기 코어(1210)의 외주연에 설치되고, 알루미늄 재질로 이루어지는 쿨링프레임(1280);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 선단부(2000)는 상기 모터프레임(1100)의 전방에 결합되는 선단측 베어링서포트(2100);와 상기 선단측 베어링서포트(2100)의 중앙에 설치되고, 선단샤프트(1350)가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링(2200);과 상기 선단측 베어링서포트(2100)의 전방에 결합되는 백플레이트(2300);와 상기 백플레이트(2300)와 선단측 베어링서포트(2100)의 사이에 배치되고, 상기 선단샤프트(1350)가 관통되어 결합되는 선단측 스러스트(2400);와 상기 백플레이트(2300)의 전방에 결합되는 볼류트 케이싱(2500); 및 상기 볼류트 케이싱(2500)의 내부에 설치되되, 상기 선단샤프트(1350)의 선단축(1352)과 연결되도록 설치되는 임펠러(2600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 후단부(3000)는 상기 모터프레임(1100)의 후방에 결합되는 후단측 베어링서포트(3100);와 상기 후단측 베어링서포트(3100)의 중앙에 설치되고, 후단샤프트(1360)가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링(3200);과 상기 후단측 베어링서포트(3100)의 후방에 결합되는 팬하우징(3300); 및 상기 팬하우징(3300)의 내부에 설치되되, 상기 후단샤프트(1360)의 후단축(1362)과 연결되도록 설치되는 송풍팬(3400);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 레이디얼베어링(2200)(3200)은 상기 선단샤프트(1350) 또는 상기 후단샤프트(1360)가 관통되어 결합되는 베어링(2210);과 상기 베어링(2210)의 외측에 결합되는 베어링하우징(2220);과 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이에 설치되는 베어링포일(2230); 및 상기 베어링(2210)과 베어링포일(2230)의 사이에 설치되는 베어링범프포일(2240);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 베어링하우징(2220)은 전방에 결합되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 전방을 결합시키는 베어링전방캡(2250);과 상기 베어링전방캡(2250)의 전면 내측에 형성되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이로 공기가 유입되도록 하는 적어도 하나의 제3유입홀(2252);과 후방에 결합되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 후방을 결합시키는 베어링후방캡(2260); 및 상기 베어링후방캡(2260)의 후면 내측에 형성되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이로 유입된 공기가 배출되도록 하는 적어도 하나의 제4유입홀(2262);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제3유입홀(2252)은 상기 제4유입홀(2262)과 점대칭되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 22를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 모터부(1000)는

외주면 전방 상부에 제1유입홀(1110)이 형성되고, 외주면 후방 상부에 제2유입홀(1120)이 형성되는 것으로서, 이후에 자세히 설명될 후단부(3000)에 설치된 송풍팬(3400)에 의해 상기 제1유입홀(1110)과 제2유입홀(1120)로 외부의 공기가 내부로 유입된 후 후단부(3000)에서 배출되어 이후에 자세히 설명될 스테이터(1200), 로터(1300) 및 레이디얼베어링(3200) 등의 내부에 설치된 구성이 냉각된다.

구체적으로, 본 발명의 모터부(1000)는 원통형상로 형성되는 모터프레임(1100)과, 상기 모터프레임(1100)의 내부에 설치되는 스테이터(1200)와, 상기 스테이터(1200)의 내측에 설치되어 상기 스테이터(1200)의 자화에 의해 회전되는 로터(1300)를 포함하여 구성된다.

상기 모터프레임(1100)은 외주면 전방 상부에 제1유입홀(1110)이 형성되고, 외주면 후방 상부에 제2유입홀(1120)이 형성되며, 상기 제1유입홀(1110)이 형성되지 않은 외주면 전방에 둘레를 따라 형성되는 복수 개의 대유입홀(1130)과, 외주면 전방에 결합되고, 전방에 상기 대유입홀(1130)과 대응되도록 상하방향으로 복수 개의 통기홀(1142)이 배열되어 관통형성되는 조절판(1140)을 포함하여 구성된다.

이러한 모터프레임(1100)은 이후에 자세히 설명될 후단부(3000)에 설치된 송풍팬(3400)에 의해 상기 제1유입홀(1110)과 제2유입홀(1120)을 통해 스테이터(1200)와 로터(1300)가 냉각되도록 할 뿐만 아니라 상기 대유입홀(1130)을 통해 내부로 유입되는 공기의 양을 증가시켜 스테이터(1200)와 로터(1300)의 냉각이 보다 효율적으로 이루어지도록 한다.

이때, 상기 대유입홀(1130)은 상기 제1유입홀(1110)과 제2유입홀(1120)에 비해 공기의 유입량이 많아지도록 크기가 크게 형성되므로, 상기 조절판(1140)을 통해 이물질이 상기 모터프레임(1100)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.

즉, 상기 조절판(1140)은 통기홀(1142)이 복수 개로 형성되어 상기 통기홀(1142)보다 큰 이물질이 상기 대유입홀(1130)을 통해 상기 모터프레임(1100)의 내부로 유입되는 것을 방지하여 터빈의 고장을 미연에 방지할 수 있도록 한다.

아울러, 상기 조절판(1140)은 상기 통기홀(1142)이 형성되지 않은 후방이 상기 대유입홀(1130)의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는데, 작업자는 필요에 따라 겨울과 같은 터빈의 주변온도가 낮은 경우 상기 대유입홀(1130)을 통해 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 전후방을 반전시켜 상기 대유입홀(1130)을 폐쇄할 수 있어 상기 모터프레임(1100) 내부의 온도가 급격히 낮아져 터빈의 효율이 저하되는 것을 방지하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 조절판(1140)은 상부 전방과 후방 및 하부 전방과 후방에 상하방향으로 길이가 형성되는 결합홀(1144)을 포함하여 구성되는데, 상기 결합홀(1144)은 상기 조절판(1140)이 모터프레임(1100)의 외주면 전방에 안정적으로 결합되도록 함과 동시에 상기 상하방향으로 길이가 형성됨에 따라 상기 대유입홀(1130)의 크기를 조절할 수 있어 주변환경 즉, 주변온도에 따라 상기 모터프레임(1100)의 내부로 유입되는 공기의 양을 조절함으로써, 냉각의 효율을 향상시키는 효과를 실현케 한다.

이때, 상기 조절판(1140)은 결합홀(1144)을 통해 대유입홀(1130)의 크기를 조절하는 경우 완전히 폐쇄하지는 못하지만 상기 대유입홀(1130)의 크기를 조절할 수 있도록 전방에 통기홀(1142)이 형성되지 않은 부분이 존재함은 자명할 것이고, 이러한 통기홀(1142)이 형성되지 않은 부분의 면적은 당업자에 의해 제작시 조절될 수 있음은 자명할 것이다.

상기와 연관하여, 상기 스테이터(1200)는 상기 모터프레임(1100)에 내장될 수 있는 직경을 가지는 코어(1210)와 상기 코어(1210)에 권선되는 코일(1270) 및 상기 코어(1210)의 외주연에 설치되고, 알루미늄 재질로 이루어지는 쿨링프레임(1280)을 포함하여 구성된다.

상기 코어(1210)는 상기 모터프레임(1100)에 내장될 수 있는 직경을 가지는 것으로서, 이후에 자세히 설명될 쿨링프레임(1280)이 설치되는 것까지 고려하여 직경이 형성됨은 자명할 것이고, 상기 모터프레임(1100)의 내부에 설치되며, 이후에 자세히 설명될 코일(1270)이 권선되며, 내측에 로터(1300)가 간극을 두고 설치된다.

구체적으로, 상기 코어(1210)는 전후방향으로 복수 개가 적층되는 요크부(1220)와, 상기 요크부(1220)의 내측방향으로 돌출형성되어 이후에 자세히 설명될 코일(1270)이 권선되는 복수 개의 티스부(1230) 및 상기 티스부(1230)의 사이에 형성되는 권선홀(1240)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 스테이터(1200)는 전방과 후방에 적층되어 상기 코어(1210)를 절연시키는 인슐레이터(1260)를 포함하여 구성되고, 상기 인슐레이터(1260)는 상기 요크부(1220)를 절연시키는 외측인슐레이터(1262)와 상기 티스부(1230)를 절연시키는 내측인슐레이터(1264)를 포함하여 구성된다.

부가하여 설명하면, 상기 인슐레이터(1260)는 요크부(1220)와 대응되는 형상으로 형성되는 외측인슐레이터(1262)와 티스부(1230)와 대응되는 형상으로 형성되는 내측인슐레이터(1264)로 구분되어 구성됨에 따라 코일(1270)이 권선되는 티스부(1230)와 요크부(1220)의 절연이 각각 이루어지도록 함으로써, 보다 효율적으로 절연이 이루어지도록 하는 효과를 실현케 한다.

아울러, 상기 티스부(1230)는 이후에 자세히 설명될 코일(1270)이 권선되지 않는 하부티스(1232)를 포함하여 구성되는데, 이에 따라 상기 권선홀(1240)은 상기 하부티스(1232)에 의해 하부공간(1242)이 형성되며, 상기 하부공간(1242)을 통해 로터(1300)와 코어(1210) 사이의 공간을 더 확보함에 따라 공기의 순환이 더 이루어져 냉각의 효과가 향상된다.

이때, 상기 티스부(1230)의 상부티스(미표시)와 상기 하부티스(1232)의 구분은 코일(1270)이 권선되지 않은 상태에서 명확하게 구분하기 어려우나, 코일(1270)이 권선될 때, 코일(1270)이 권선되지 않은 티스부(1230)의 하부부분이 하부티스(1232)에 해당되고, 상기 하부티스(1232)는 종래의 티스보다 본 발명의 티스부(1230)의 길이가 더 길게 형성됨에 따라 형성되고, 달리 말하면, 상기 권선홀(1240)의 홀의 상하길이가 종래보다 길게 형성되어 코일(1270)이 권선된 후 상기 하부공간(1242)이 형성되는 것이다.

아울러, 상기 코어(1210)는 전후방으로 길이가 형성되고, 상기 하부공간(1242)에 설치되며, 전후방으로 제2통기홀(1252)이 관통형성되는 가이드부재(1250)를 포함하여 구성되는데, 상기 가이드부재(1250)는 코일(1270)이 권선되기 전에 설치되어 상기 코일(1270)의 권선이 원활하게 이루어지도록 함과 동시에 상기 제2통기홀(1252)을 통해 공기가 순환될 수 있는 공간을 보다 안정적으로 확보할 수 있도록 하여 냉각의 효율이 향상되도록 한다.

이때, 상기 가이드부재(1250)는 앞서 설명된 인슐레이터(1260)와 같은 절연 재질로 이루어져도 무방하고, 또는 알루미늄 재질로 이루어져 방열의 효과를 더욱 향상시킬 수 있으며, 상기 내측인슐레이터(1264)의 형상은 상기 가이드부재(1250)가 상기 알루미늄 재질로 이루어지는 경우 상기 가이드부재(1250) 또한 절연될 수 있도록 형성됨은 자명할 것이다.

상기와 연관하여, 상기 요크부(1220)는 상기 권선홀(1240)의 상부에 형성되되, 상부방향으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되는 통기홈(1222)을 포함하여 구성되는데, 상기 통기홈(1222)은 코일(1270)과 요크부(1220)의 사이에 공간이 형성되도록 하여 공기가 순환되도록 함으로써, 코일(1270)에서 발생되는 열의 냉각이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 통기홈(1222)은 상부방향으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성됨에 따라 상기 요크부(1220)의 내구성 저하를 최소화하고, 좁은 상부를 통해 공기가 빠르게 이동되도록 하여 하부보다 공기의 순환이 빠르게 이루어지도록 하여 요크부(1220)로 전달된 열의 냉각이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이때, 상기 통기홈(1222)은 양측면이 만곡된 형상으로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 통기홈(1222)이 형성됨에 따른 요크부(1220)의 내구성 저하를 최소화할 수 있도록 함과 동시에 앞서 설명된 바와 같은 상기 통기홈(1222)의 상부의 공기 순환이 빠르게 이루어질 수 있도록 하여 냉각이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.

아울러, 상기 요크부(1220)는 상기 통기홈(1222)으로부터 방사방향으로 형성되는 복수 개의 슬릿(1224)을 포함하여 구성되는데, 상기 슬릿(1224)은 상기 통기홈(1222)과 연결되어 상기 통기홈(1222)을 통해 순환되는 공기에 의해 냉각효과가 향상되도록 한다.

즉, 상기 슬릿(1224)은 상기 요크부(1220)의 내구성이 저하되는 것을 최소화함과 동시에 상기 요크부(1220)에 전달된 열이 순환되는 공기와 접촉되는 면적 증가시켜 순환되는 공기에 의해 냉각이 보다 효율적으로 이루어지도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 요크부(1220)는 어느 하나의 티스부(1230)의 상부와 상기 어느 하나의 티스부(1230)와 두번째로 인접한 티스부(1230)의 상부에 각각 위치되도록 외주면에 형성되는 복수 개의 방열홈(1226)을 포함하여 구성되는데, 상기 방열홈(1226)은 이후에 자세히 설명될 쿨링프레임(1280)과의 사이에 공간이 형성되도록 하여 공기의 순환에 의해 냉각될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

이러한 방열홈(1226)은 호의 형상으로 형성되어 공기의 순환이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 하나의 티스부(1230)를 사이에 두고 형성됨에 따라 상기 요크부(1220)의 내구성 저하를 최소화한다.

또한, 상기 요크부(1220)는 상기 방열홈(1226)이 상부에 형성되지 않은 어느 하나의 티스부(1230)의 상부와 상기 방열홈(1226)이 상부에 형성되지 않은 어느 하나의 티스부(1230)와 두번째로 인접한 티스부(1230)의 상부에 위치되도록 관통형성되는 복수 개의 방열홀(1228)을 포함하여 구성되는데, 상기 방열홀(1228)은 앞서 설명된 슬릿(1224)과 함께 공기가 순환됨에 따라 요크부(1220)로 전달된 열의 냉각이 보다 효율적으로 이루어지도록 한다.

이러한 방열홀(1228)은 원형 또는 다각의 형상 중 어떠한 형상으로 이루어져도 무방하고, 요크부(1220)의 내구성 저하를 최소화하는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 요크부(1220)는 권선홀(1240)의 상부에 통기홈(1222)이 형성되고, 상기 통기홈(1222)과 연결되어 방사방향으로 형성되는 복수 개의 슬릿(1224)을 통해 냉각이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라 외주면에 형성되는 방열홈(1226)과 내측에 형성되는 방열홀(1228)을 통해 보다 우수한 냉각이 이루어질 수 있도록 한다.

부가하여, 상기 요크부(1220)에 통기홈(1222), 슬릿(1224), 방열홈(1226), 방열홀(1228)의 구성이 형성되는 경우 앞서 설명된 인슐레이터(1260)에도 대응되는 통기홈(미도시), 슬릿(미도시), 방열홈(미도시), 방열홀(미도시)의 구성이 형성됨은 자명할 것이다.

상기 코일(1270)은 상기 코어(1210)에 권선되는 것으로서, 상기 코어(1210)의 티스부(1230)에 권선되어 전원을 공급받아 자력이 발생되도록 하여 로터(1300)를 회전시키고, 종래에 사용되는 어떠한 코일을 사용하여도 무방하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 쿨링프레임(1280)은 상기 코어(1210)의 외주연에 설치되고, 알루미늄 재질로 이루어지는 것으로서, 상기 코어(1210) 즉, 요크부(1220)에 전달된 열을 전달받아 방열되도록 하여 스테이터가 냉각되도록 한다.

이러한 쿨링프레임(1280)은 상기 코어(1210)의 요크부(1220)의 외주연에 밀접되도록 설치되고, 열의 전달을 보다 향상시키기 위해 상기 요크부(1220)의 외주연과의 사이에 서멀그리스가 도포될 수 있다.

또한, 본 발명의 쿨링프레임(1280)은 외측방향으로 돌출형성되되, 코어(1210)의 길이방향으로 형성되는 복수 개의 방열날개(1282)를 포함하여 구성되는데, 상기 방열날개(1282)는 상기 코어(1210)로부터 전달된 열의 방열이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라 상기 코어(1210)의 길이방향으로 형성되도록 함으로써, 이후에 자세히 설명될 후단부(3000)에 구비된 송풍팬(3400)에 의해 방출된 열이 후단부(3000)로 효율적으로 이동되도록 함으로써, 냉각이 원활하게 이루어지도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 방열날개(1282)는 측방향으로 관통형성되는 복수 개의 제1통기홀(1284)을 포함하여 구성되는데, 상기 제1통기홀(1284)은 상기 방열날개(1282)의 표면적을 증가시킴과 동시에 터빈의 모터프레임(1100)의 측방으로 유입된 공기가 상기 쿨링프레임(1280)의 외측면에 고루 순환되어 냉각이 보다 효율적으로 이루지는 효과를 실현케 한다.

즉, 상기 스테이터(1200)는 모터프레임(1100)의 내측에 설치되어 후단부(3000)에 구비된 송풍팬(3400)을 통해 외부의 공기가 종래의 터빈에 비해 순환이 원활하게 이루어지도록 함은 물론 코어(1210) 즉, 요크부(1220), 티스부(1230)와 로터(1300)의 사이로 순환되어 이동되는 공기의 양을 증가시켜 냉각이 보다 효율적으로 이루어지도록 하는 효과를 실현케 한다.

상기와 연관하여, 상기 로터(1300)는 상기 스테이터(1200)의 내측에 설치되는 로터하우징(1310)과, 상기 로터하우징(1310)의 내부에 설치되는 마그네트(1320)와, 상기 로터하우징(1310)의 후방에 설치되는 후방캡(1330)과, 상기 로터하우징(1310)의 전방에 설치되되, 상기 후방캡(1330)보다 두께가 두껍게 형성되는 전방캡(1340)과, 상기 전방캡(1340)에 후방이 결합되고, 선단축(1352)을 구비하는 선단샤프트(1350) 및 상기 후방캡(1330)에 전방이 결합되고, 후단축(1362)을 구비하는 후단샤프트(1360)를 포함하여 구성된다.

이러한 로터(1300)의 각 구성들은 종래에 일반적으로 사용되는 구성들이므로 자세한 설명은 생략하도록 하고, 종래의 로터와 차이가 있는 전방캡(1340)만 설명하도록 한다.

본 발명의 터빈은 이후에 자세히 설명될 선단부(2000)에 설치된 임펠러(2600)가 후단부(3000)에 설치된 송풍팬(3400)에 비해 크기가 크기 때문에 상기 로터(1300)의 선단샤프트(1350) 즉, 선단축(1352)의 길이가 상기 후단샤프트(1360) 즉, 후단축(1362)보다 길이가 길게 형성된다.

이에 따라, 본 발명의 터빈은 로터(1300)의 회전에 의해 길이가 비대칭인 선단샤프트(1350)와 후단샤프트(1360)가 회전됨에 따라 진동 및 소음이 발생되는데, 이를 다시 설명하면, 로터(1300)의 전방캡(1340)과 후방캡(1330)의 두께가 동일할 경우 상기 진동 및 소음이 발생되는 것이다.

그러나, 본 발명의 터빈은 후단샤프트(1360)에 비해 길이가 길게 형성되는 선단샤프트(1350)와 결합되는 로터(1300)의 전방캡(1340)의 두께를 후방캡(1330)보다 두껍게 하여 로터(1300)의 전후방이 비대칭을 이루도록 함으로써, 상기 선단샤프트(1350)의 회전이 보다 안정적으로 이루어지도록 하고, 이에 따라 진동 및 소음을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 선단부(2000)는

상기 모터부(1000)의 전방 즉, 모터프레임(1100)의 전방에 설치되어 임펠러(2600)의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 것으로서, 앞서 설명된 로터(1300)의 선단샤프트(1350) 즉, 선단축(1352)에 임펠러(2600)가 연결되어 상기 임펠러(2600)가 회전동작되면 외부로부터 전방으로 유입된 유체가 통과한 후 다른 방향으로 배출되도록 한다.

구체적으로, 본 발명의 선단부(2000)는 상기 모터프레임(1100)의 전방에 결합되는 선단측 베어링서포트(2100)와, 상기 선단측 베어링서포트(2100)의 중앙에 설치되고, 선단샤프트(1350)가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링(2200)과, 상기 선단측 베어링서포트(2100)의 전방에 결합되는 백플레이트(2300)와, 상기 백플레이트(2300)와 선단측 베어링서포트(2100)의 사이에 배치되고, 상기 선단샤프트(1350)가 관통되어 결합되는 스러스트(2400)와, 상기 백플레이트(2300)의 중앙 전방에 결합되는 볼류트 케이싱(2500) 및 상기 볼류트 케이싱(2500)의 내부에 설치되되, 상기 선단샤프트(1350)의 선단축(1352)과 연결되도록 설치되는 임펠러(2600)를 포함하여 구성된다.

상기 선단측 베어링서포트(2100)는 상기 스러스트(2400)가 상기 백플레이트(2300)와의 사이에 안정적으로 설치된 상태를 유지할 수 있도록 상기 모터프레임(1100)의 전방과 상기 백플레이트(2300)의 후방을 폐쇄한다.

상기 레이디얼베어링(2200)은 후방이 상기 로터(1300)의 선단샤프트(1350)가 관통되도록 결합되어 상기 로터(1300)의 회전력이 상기 임펠러(2600)에 안정적으로 전달될 수 있도록 한다.

상기 백플레이트(2300)는 상기 볼류트 케이싱(2500)이 모터프레임(1100)의 전방에 안정적으로 결합될 수 있도록 함과 동시에 상기 볼류트 케이싱(2500)의 후방을 밀폐하여 임펠러(2600)에 의해 유입된 유체가 안정적으로 외부로 배출될 수 있도록 하고, 앞서 설명된 선단측 베어링서포트(2100) 및 모터프레임(1100)의 전방에 후방이 결합된다.

상기 선단측 스러스트(2400)는 상기 백플레이트(2300)와 선단측 베어링서포터(2100)의 사이에 배치되고, 상기 선단샤프트(1350)가 관통되어 결합됨에 따라 상기 선단샤프트(1350)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 볼류트 케이싱(2500)은 상기 백플레이트(2300)의 전방에 결합되어 외부의 유체가 유입된 후 외부로 배출될 수 있도록 하고, 상기 임펠러(2600)는 상기 볼류트 케이싱(2500)의 내부에 설치되되, 상기 선단샤프트(1350)의 선단축(1352)의 전방과 연결되도록 설치되어 상기 로터(1300)의 회전에 의해 회전됨에 따라 상기 볼류트 케이싱(2500)의 내부로 외부의 유체를 유입시키고 다시 외부로 배출시킨다.

이때, 상기 볼류트 케이싱(2500)의 전방에는 슈라우드(미표시)가 결합되고, 상기 슈라우드의 전방에는 유량계가 결합되어 유체가 상기 볼류트 케이싱(2500)의 내부로 원활하게 유입될 수 있도록 한다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 후단부(3000)는

상기 모터부(1000)의 후방 즉, 모터프레임(1100)의 후방에 설치되어 상기 모터부(1000) 즉, 모터프레임(1100)의 제1유입홀(1110)과 제2유입홀(1120)을 통해 공기가 유입되도록 하고, 상기 모터부(1000)로 유입된 공기를 외부로 배출하는 것으로서, 이후에 자세히 설명될 송풍팬(3400)을 통해 상기 제1유입홀(1110)과 제2유입홀(1120) 및 앞서 설명된 대유입홀(1130)을 통해 외부의 공기가 모터프레임(1100)의 내부로 유입될 수 있도록 하고, 상기 모터프레임(1100)의 내부로 유입된 공기를 순환시켜 외부로 배출시킴으로서, 상기 모터프레임(1100) 및 앞서 설명된 선단부(2000)의 레이디얼베어링(2200)을 냉각시킨다.

구체적으로, 본 발명의 후단부(3000)는 상기 모터프레임(1100)의 후방에 결합되는 후단측 베어링서포트(3100)와, 상기 후단측 베어링서포트(3100)의 중앙에 설치되고, 후단샤프트(1360)가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링(3200)과, 상기 후단측 베어링서포트(3100)의 후방에 결합되는 팬하우징(3300) 및 상기 팬하우징(3300)의 내부에 설치되되, 상기 후단샤프트(1360)의 후단축(1362)과 연결되도록 설치되는 송풍팬(3400)을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 후단부(3000)는 상기 후단측 베어링서포트(3100)와 상기 송풍팬(3400)의 사이에 설치되는 스러스트(3500)와 상기 팬하우징(3300)의 중앙에 설치되되, 상기 송풍팬(3400)의 전방이 내입되는 슈라우드(미표시)와, 상기 팬하우징(3300)의 후방에 결합되는 커버부(미표시)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명의 후단부(3000)는 상기 송풍팬(3400)이 로터(1300)의 회전에 의해 회전작동되면 상기 팬하우징(3300)의 내부로 모터프레임(1100)의 내부 공기가 유입되고, 상기 슈라우드를 통해 송풍팬(3400)을 거쳐 외부로 배출되도록 한다.

상기 후단측 베어링서포트(3100)는 상기 스러스트(3500)가 상기 송풍팬(3400)과의 사이에 안정적으로 설치된 상태를 유지할 수 있도록 상기 모터프레임(1100)의 후방을 밀폐한다.

상기 레이디얼베어링(3200)은 전방이 상기 로터(1300)의 후단샤프트(1360)가 관통되도록 결합되어 상기 로터(1300)의 회전력이 상기 송풍팬(3400)에 안정적으로 전달될 수 있도록 한다.

상기 팬하우징(3300)은 상기 후단측 베어링서포트(3100)의 후방에 결합되어 모터프레임(1100) 내부의 공기가 유입된 후 외부로 배출될 수 있도록 하고, 상기 송풍팬(3400)은 상기 팬하우징(3300)의 내부에 설치되되, 상기 후단샤프트(1360)의후단축(1362)의 후방과 연결되도록 설치되어 상기 로터(1300)의 회전에 의해 회전됨에 따라 상기 팬하우징(3300)의 내부로 모터프레임(1100) 내부의 공기를 유입시키고 다시 외부로 배출시킨다.

상기와 연관하여, 상기 레이디얼베어링(2200)(3200)은 상기 선단샤프트(1350) 또는 후단샤프트(1360)가 관통되어 결합되는 베어링(2210)과, 상기 베어링(2210)의 외측에 결합되되, 선단측 베어링서포트(2100) 또는 후단측 베어링서포트(3100)에 결합되는 베어링하우징(2220)과 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이에 설치되는 베어링포일(2230) 및 상기 베어링(2210)과 베어링포일(2230)의 사이에 설치되는 베어링범프포일(2240)을 포함하여 구성된다.

이러한, 상기 레이디얼베어링(2200)(3200)은 상기 베어링포일(2230)과 베어링범프포일(2240)을 통해 로터(1300)의 회전에 의해 회전되는 선단샤프트(1350)와 후단샤프트(1360)의 진동을 흡수하여 진동 및 소음을 최소화하는 효과를 실현케 한다.

아울러, 상기 베어링하우징(2220)은 전방에 결합되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 전방을 결합시키는 베어링전방캡(2250)과, 상기 베어링전방캡(2250)의 전면 내측에 형성되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이로 공기가 유입되도록 하는 적어도 하나의 제3유입홀(2252)과, 후방에 결합되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 후방을 결합시키는 베어링후방캡(2260) 및 상기 베어링후방캡(2260)의 후면 내측에 형성되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이로 유입된 공기가 배출되도록 하는 적어도 하나의 제4유입홀(2262)을 포함하여 구성된다.

상기 베어링전방캡(2250)과 베어링후방캡(2260)은 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)을 결합하되, 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이에 앞서 설명된 베어링포일(2230)과 베어링범프포일(2240)이 설치될 수 있도록 한다. 이대, 상기 베어링(2210)은 상기 베어링하우징(2220)방향으로 가능하도록 상기 베어링전방캡(2250)과 베어링후방캡(2260)에 의해 결합되어 완충효과를 발휘한다.

부가하여 설명하면, 상기 모터프레임(1100)의 내부에 위치되도록 설치되는 레이디얼베어링(2200)(3200)은 구조적인 특성상 상기 모터프레임(1100)의 내부로 유입된 공기와 접촉되어 냉각되는데, 이러한 냉각의 효과가 미미하므로 상기 제3유입홀(2252)과 제4유입홀(2262)을 통해 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 내부로 공기가 유입되도록 하여 냉각의 효과를 향상시킨다.

즉, 상기 레이디얼베어링(3200)은 전면 즉, 제3유입홀(2252)로 유입된 공기가 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 내부를 순환한 후 상기 제4유입홀(2262)을 통해 배출됨에 따라 냉각되는 것이다.

이때, 상기 제3유입홀(2252)은 상기 제4유입홀(2262)과 점대칭되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 제3유입홀(2252)과 제4유입홀(2262)을 점대칭되는 위치에 형성함에 따라 상기 제3유입홀(2252)로 유입된 공기가 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이를 보다 효과적으로 순환할 수 있도록 하여 냉각의 효과를 향상시키기 위함이다.

한편, 앞서 설명된 선단부(2000)와 후단부(3000)에 설치되는 스러스트(2400)(3500)는 중앙에 관통홀(110)이 형성되고, 외주연에 복수 개의 도치홈(120)이 형성되는 한편, 외주연에 형성되되, 상기 복수 개의 도치홈(120)의 사이에 각각 방열홈(130) 또는 하나 이상의 방열홀(131)이 형성되고, 상기 관통홀(110)부터 방사상으로 복수 개의 방열슬릿(140)이 형성되는 베이스판(100);과 상기 베이스판(100)의 전면에 방사상으로 결합되되, 상기 복수 개의 방열슬릿(140)의 사이에 각각 설치되는 범프포일(200); 및 상기 범프포일(200)의 전면에 설치되는 탑포일(300);을 포함하여 구성된다.

상기 베이스판(100)은 전면에 후술되는 범프포일(200)과 탑포일(300)이 설치되도록 소정의 지름을 가지는 원판 모양으로 형성되고, 선단샤프트(1350) 또는 후단샤프트(1360)가 관통될 수 있도록 중앙에 소정의 지름을 가지는 관통홀(110)이 형성되고, 앞서 설명된 선단측 베어링서포트(2100) 또는 후단측 베어링서포트(3100)에 고정설치되기 위해 외주연에 복수 개의 도치홈(120)이 일정간격으로 형성된다.

또한, 상기 베이스판(100)은 외주연에 형성되되, 상기 복수 개의 도치홈(120)의 사이에 각각 소정의 지름을 가지는 방열홀(131)이 하나 이상 형성되는데, 상기 방열홀(131)은 마찰로 인한 열이 외측방향으로 원활하게 방출될 수 있도록 한다.

아울러, 상기 도치홈(120) 또한 종래의 스러스트 에어 포일 베어링의 베이스 플레이트에 관통형성되는 것과 다르게 베이스판(100)의 외주연에 홈의 형상으로 형성됨에 따라 방열의 기능을 발휘할 수 있어 방열의 성능을 더욱 향상되도록 하는 효과를 실현케 한다.

상기와 연관하여, 본 발명의 베이스판(100)은 상기 관통홀(110)로부터 방사상으로 형성되는 복수 개의 방열슬릿(140)을 포함하여 구성되고, 상기 방열슬릿(140)을 따라 마찰로 인한 열이 베이스판(100)의 외측 또는 관통홀(110)로 이동되어 용이하게 방출되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 방열슬릿(140)은 후술되는 범프포일(200)과 탑포일(300)이 결합된 하나의 유닛과 인접한 유닛의 사이에 형성됨에 따라 마찰로 인한 열이 더욱더 원활하게 방출되도록 하는 효과를 실현케 한다.

부가하여, 상기 방열슬릿(140)은 연장선상에 상기 도치홈(120)이 위치되도록 도치홈(120)방향으로 형성되어도 상기 베이스판(100)의 외주연에 형성되는 도치홈(120)에 의해 마찰로 인한 열 즉, 마찰열이 상기 베이스판(100)의 외측방향으로 원활하게 방출될 수 있으나, 더욱더 효과적인 마찰열의 방출을 위해 연장선상에 상기 방열홀(131)이 위치되도록 방열홈(130) 또는 방열홀(131) 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 도치홈(120)에는 선단측 베어링서포트(2100) 또는 후단측 베어링서포트(3100)와 베이스판(100)의 결합을 위한 볼트가 체결되어 있으므로, 상기 방열슬릿(140)은 방출면적이 더욱 넓은 상기 방열홀(131)이 연장선상에 위치되도록 상기 방열홈(130) 또는 방열홀(131) 방향으로 형성됨으로써, 마찰열의 방출이 더욱더 용이한 효과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 도치홈(120)은 안정적이고 원활한 베이스판(100)과 베어링 하우징의 결합을 위해 장공의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 방열슬릿(140)은 일측 또는 타측방향으로 연장형성되는 적어도 하나의 가지슬릿(142)을 더 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 가지슬릿(142)은 탑포일(300)과 범프포일(200)의 하부에서 마찰로 인한 열이 상기 방열슬릿(140)을 통해 방출될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

이때, 상기 가지슬릿(142)은 베이스판(100)의 원주방향으로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 가지슬릿(142)에 의해 베이스판(100)의 내구성이 저하되는것을 최소화하고, 구조적으로 인접한 가지슬릿(142)이 겹쳐지지 않도록 형성되도록 함은 물론 상기 가지슬릿(142)을 따라 자연스럽게 마찰로 인한 열이 이동될 수 있도록 하기 위함이다.

아울러, 상기 가지슬릿(142)은 후술될 범프포일(200)의 하부에 적어도 하나가 형성될 수 있고, 상기 범프포일(200)의 기능과 베이스판(100)의 내구성을 저하시키지 않는 범위의 갯수로 형성되는 것이 바람직하다.

앞서 설명된 도치홈(120), 방열홀(131), 방열슬릿(140) 및 가지슬릿(142)은 베이스판(10)의 전면과 후면이 연통되도록 완전히 절개되어 형성된다.

상기와 연관하여, 본 발명의 방열슬릿(140)은 하부 즉, 관통홀(110)과 연통되도록 소정의 지름을 가지는 반원 형상으로 형성되는 제1확장홈(144)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1확장홈(144)은 마찰에 의한 열이 방열슬릿(140)을 따라 이동될 때 관통홀(110)의 부근에서 확산되도록 함으로써, 더욱더 원활하게 마찰에 의한 열이 방출되도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 본 발명의 방열슬릿(140)은 상부 즉, 베이스판(100)의 외측방향 말단에 소정의 지름을 가지는 반원 형상으로 형성되는 제2확장홈(146)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제2확장홈(146)은 앞서 설명된 제1확장홈(146)과 마찬가지로 마찰에 의한 열이 방열슬릿(140)을 따라 베이스판(100)의 외측방향으로 이동될 때, 확산되도록 함으로써, 더욱더 원활하게 마찰에 의한 열이 방출되도록 하는 효과를 실현케 한다.

이때, 후술될 범프포일(200)과 탑포일(300)은 상기 제1확장홈(144)에 의해 하부 양측에 상기 제1확장홈(144)과 대응되는 내입홈(미표시)이 형성되고, 이에 따라 상기 제1확장홈(144)을 통해 더욱더 원활하게 마찰에 의한 열이 관통홀(110)로 방출되도록 한다.

아울러, 상기 제1확장홈(144)의 지름은 상기 제2확장홈(146)에 비해 크게 형성되는 것을 특징으로 하는데, 이는 제2확장홈(146)을 통해 마찰에 의한 열이 방출되는 것보다 제1혹장홈(144)을 통해 마찰에 의한 열이 더욱더 원활하게 방출되도록 하기 위함이다.

즉, 상기 제1확장홈(144)의 지름은 상기 제2확장홈(146)에 비해 크게 형성됨에 따라 후술될 범프포일(200)과 탑포일(300)에 형성된 내입홈과 함께 마찰에 의한 열이 베이스판(100)의 외측방향보다 내측방향 즉, 관통홀(110)로 방출되도록 함으로써, 더욱더 효율적으로 마찰에 의한 열이 방출되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

부가하여 설명하면, 본 발명의 방열기능이 구비된 스러스트 베어링은 선단측 베어링서포트(2100) 또는 후단측 베어링서포트(3100)에 고정설치됨에 따라 상기 베어링 하우징의 외측이 막힌 구조로 형성될 경우 베이스판(100)의 외측방향으로 마찰에 의한 열이 방출되는 것보다 베이스판(100)의 내측방향 즉, 관통홀(110)을 통해 마찰에 의한 열이 방출되는 것이 보다 효율적이므로, 상기와 같이 제1확장홈(144)의 지름이 상지 제2확장홈(146)에 비해 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 범프포일(200)과 탑포일(300)은 종래에 사용되는 어떠한 구조를 사용하여도 무방하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

부가하여, 상기 탑포일(300)은 관통형성되는 복수 개의 방열홀(310)을 더 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 방열홀(310)은 미세홀로 형성되어 로터와의 마찰에 의한 열이 베이스판(100)의 전면으로 빠르게 이동되어 앞서 설명된 가지슬릿(142)을 거쳐 방열슬릿(140)으로 빠르게 방출될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

결과적으로, 본 발명의 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈은 선단샤프트(1350)와 후단샤프트(1360)의 비대칭 길이와 대응되도록 로터(1300)의 전방캡(1340)의 두께를 후방캡(1330)보다 두껍게 형성하고, 레이디얼베어링(2200)(3200)에 베어링범프포일(2240)을 구비하여 진동 및 소음을 최소화하고, 스테이터(1200)와 레이디얼베어링(2200)(3200) 및 모터프레임(1100)의 냉각 구조를 개선하여 열에 의한 변형으로 인한 진동 및 소음을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

1000 : 모터부 1100 : 모터프레임
1110 : 제1유입홀 1120 : 제2유입홀
1130 : 대유입홀 1140 : 조절판
1142 : 통기홀 1144 : 결합홀
1200 : 스테이터 1210 : 코어
1220 : 요크부 1222 : 통기홈
1224 : 슬릿 1226 : 방열홈
1228 : 방열홀 1230 : 티스부
1232 : 하부티스 1240 : 권선홀
1242 : 하부공간 1250 : 가이드부재
1252 : 제2통기홀 1260 : 인슐레이터
1262 : 외측인슐레이터 1264 : 내측인슐레이터
1270 : 코일 1280 : 쿨링프레임
1282 : 방열날개 1284 : 제1통기홀
1300 : 로터 1310 : 로터하우징
1320 : 마그네트 1330 : 후방캡
1340 : 전방캡 1350 : 선단샤프트
1352 : 선단축 1360 : 후단샤프트
1362 : 후단축
2000 : 선단부 2100 : 선단측 베어링서포트
2200 : 레이디얼베어링 2210 : 베어링
2220 : 베어링하우징 2230 : 베어링포일
2240 : 베어링범프포일 2250 : 베어링전방캡
2252 : 제3유입홀 2260 : 베어링후방캡
2262 : 제4유입홀 2300 : 백플레이트
2400 : 스러스트 100 : 베이스판
110 : 관통홀 120 : 도치홈
131 : 방열홀 140 : 방열슬릿
142 : 가지슬릿 144 : 제1확장홈
146 : 제2확장홈 200 : 범프포일
300 : 탑포일 310 : 방열홀
2500 : 볼류트 케이싱 2600 : 임펠러
3000 : 후단부 3100 : 후단측 베어링서포트
3200 : 레이디얼베어링 3300 : 팬하우징
3400 : 송풍팬 3500 : 스러스트

Claims (10)

1. 외주면 전방 상부에 제1유입홀(1110)이 형성되고, 외주면 후방 상부에 제2유입홀(1120)이 형성되는 모터부(1000);와
   상기 모터부(1000)의 전방에 설치되어 임펠러(2600)의 동작에 의해 외부로부터 유입된 유체가 통과한 후 배출되도록 하는 선단부(2000);와
   상기 모터부(1000)의 후방에 설치되어 상기 모터부(1000)의 제1유입홀(1110)과 제2유입홀(1120)을 통해 공기가 유입되도록 하고, 상기 모터부(1000)로 유입된 공기를 외부로 배출하는 후단부(3000);를 포함하여 구성되고,
   상기 모터부(1000)는
   외주면 전방에 둘레를 따라 형성되는 복수 개의 대유입홀(1130);과
   외주면 전방에 결합되고, 전방에 상기 대유입홀(1130)과 대응되도록 상하방향으로 복수 개의 통기홀(1142)이 배열되어 형성되는 조절판(1140);을 포함하여 구성되고,
   상기 모터부(1000)는
   모터프레임(1100);과
   상기 모터프레임(1100)의 내부에 설치되는 스테이터(1200);와
   상기 스테이터(1200)의 내측에 설치되는 로터(1300);를 포함하여 구성되고,
   상기 로터(1300)는
   상기 스테이터(1200)의 내측에 설치되는 로터하우징(1310);과
   상기 로터하우징(1310)의 내부에 설치되는 마그네트(1320);와
   상기 로터하우징(1310)의 후방에 설치되는 후방캡(1330);과
   상기 로터하우징(1310)의 전방에 설치되되, 상기 후방캡(1330)보다 두께가 두껍게 형성되는 전방캡(1340);과
   상기 전방캡(1340)에 후방이 결합되고, 선단축(1352)을 구비하는 선단샤프트(1350); 및
   상기 후방캡(1330)에 전방이 결합되고, 후단축(1362)을 구비하는 후단샤프트(1360);를 포함하여 구성되며,
   상기 선단부(2000)는
   상기 모터프레임(1100)의 전방에 결합되는 선단측 베어링서포트(2100);와
   상기 선단측 베어링서포트(2100)의 중앙에 설치되고, 선단샤프트(1350)가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링(2200);과
   상기 선단측 베어링서포트(2100)의 전방에 결합되는 백플레이트(2300);와
   상기 백플레이트(2300)와 선단측 베어링서포트(2100)의 사이에 배치되고, 상기 선단샤프트(1350)가 관통되어 결합되는 선단측 스러스트(2400);와
   상기 백플레이트(2300)의 전방에 결합되는 볼류트 케이싱(2500); 및
   상기 볼류트 케이싱(2500)의 내부에 설치되되, 상기 선단샤프트(1350)의 선단축(1352)과 연결되도록 설치되는 임펠러(2600);를 포함하여 구성되고,
   상기 후단부(3000)는
   상기 모터프레임(1100)의 후방에 결합되는 후단측 베어링서포트(3100);와
   상기 후단측 베어링서포트(3100)의 중앙에 설치되고, 후단샤프트(1360)가 관통되어 결합되는 레이디얼베어링(3200);과
   상기 후단측 베어링서포트(3100)의 후방에 결합되는 팬하우징(3300); 및
   상기 팬하우징(3300)의 내부에 설치되되, 상기 후단샤프트(1360)의 후단축(1362)과 연결되도록 설치되는 송풍팬(3400);을 포함하여 구성되며,
   상기 레이디얼베어링(2200)(3200)은
   상기 선단샤프트(1350) 또는 상기 후단샤프트(1360)가 관통되어 결합되는 베어링(2210);과
   상기 베어링(2210)의 외측에 결합되는 베어링하우징(2220);과
   상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이에 설치되는 베어링포일(2230); 및
   상기 베어링(2210)과 베어링포일(2230)의 사이에 설치되는 베어링범프포일(2240);을 포함하여 구성되는 한편,
   상기 베어링하우징(2220)은
   전방에 결합되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 전방을 결합시키는 베어링전방캡(2250);과
   상기 베어링전방캡(2250)의 전면 내측에 형성되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이로 공기가 유입되도록 하는 적어도 하나의 제3유입홀(2252);과
   후방에 결합되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 후방을 결합시키는 베어링후방캡(2260); 및
   상기 베어링후방캡(2260)의 후면 내측에 형성되어 상기 베어링(2210)과 베어링하우징(2220)의 사이로 유입된 공기가 배출되도록 하는 적어도 하나의 제4유입홀(2262);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 조절판(1140)은
   상기 통기홀(1142)이 형성되지 않은 후방이 상기 대유입홀(1130)의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 조절판(1140)은
   상부 전방과 후방 및 하부 전방과 후방에 상하방향으로 형성되는 결합홀(1144);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터(1200)는
   상기 모터프레임(1100)에 내장될 수 있는 직경을 가지는 코어(1210);와
   상기 코어(1210)에 권선되는 코일(1270); 및
   상기 코어(1210)의 외주연에 설치되고, 알루미늄 재질로 이루어지는 쿨링프레임(1280);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 제3유입홀(2252)은
    상기 제4유입홀(2262)과 점대칭되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 임펠러와 팬이 구비된 단단형 저진동 터빈.
    

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