KR102634114B1 - Rotating device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기는, 모터 하우징과, 모터 하우징의 일면에 배치되는 임펠러와, 모터 하우징의 내부에 실장되고, 임펠러에 결합되어 임펠러로 회전 동력을 전달하는 로터와, 로터의 주변부에 위치되는 베어링 부재 및 베어링 부재에 인접하여 모터 하우징의 내측면까지 연장되고, 로터와 임펠러 및 베어링 부재의 구동에 따라 발생되는 고온의 마찰열을 저온의 모터 하우징으로 전달하는 열전달 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 로터 조립체는 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다. A rotating machine according to an embodiment of the present invention includes a motor housing, an impeller disposed on one side of the motor housing, a rotor mounted inside the motor housing and coupled to the impeller to transmit rotational power to the impeller, and the rotor. It may include a bearing member located at the periphery and a heat transfer member adjacent to the bearing member that extends to the inner surface of the motor housing and transfers high-temperature frictional heat generated as the rotor, impeller, and bearing member are driven to the low-temperature motor housing. there is.
Additionally, the rotor assembly described above may be implemented in various ways depending on the embodiment.
Description
본 발명은 회전 기기에 관한 것으로서, 예컨대 에어 포일 베어링(air foil bearing)을 구비한 회전 기기의 구동 시 발생되는 열을 히트 파이프를 통해 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 하는 냉각 장치를 구비한 회전 기기에 관한 것이다.The present invention relates to a rotating machine, for example, to a rotating machine equipped with a cooling device that efficiently cools the heat generated when driving a rotating machine equipped with an air foil bearing through a heat pipe. will be.
고성능, 고출력 전기기기의 개발요구에 따라 발전기, 전동기 등과 같은 회전기기가 제공된다. 이러한 회전 기기 중 에어 포일 베어링이 적용되는 회전 기기는 로터-베어링 구조를 가지는 산업용 압축기, 펌프나 차량용 공기 공급 장치를 포함할 수 있다. 에어 포일 베어링은 회전 기기에서 윤활 오일을 사용하지 않고 공기를 이용하여 윤활 작용을 하는 베어링을 일컫는다. 이러한 에어 포일 베어링은 윤활을 위해 공기가 필수적으로 필요로 하며, 추가로 회전 속도가 상승함에 따라 에어 포일 베어링과 공기 및 로터의 마찰열로 인해 해당 부분의 온도가 상승하게 된다. 온도의 상승은 베어링의 소재 자체 수명을 단축시킬 수 있다. 또한 베어링고 공기 및 로터 사이의 마찰열을 낮추기 위해 로터나 베어링에 코팅을 적용하기도 하는데, 이 경우, 로터나 에어 포일 베어링에 코팅되는 재질의 허용온도에 따라 베어링이 실장될 수 있는 장치에는 한계가 발생될 수 있다.In response to the development needs of high-performance, high-output electric devices, rotating devices such as generators and electric motors are provided. Among these rotating machines, rotary machines to which air foil bearings are applied may include industrial compressors, pumps, or vehicle air supply devices having a rotor-bearing structure. Air foil bearings refer to bearings that are lubricated using air rather than lubricating oil in rotating machinery. These airfoil bearings essentially require air for lubrication, and as the rotational speed increases, the temperature of the relevant area increases due to frictional heat between the airfoil bearing, air, and rotor. An increase in temperature can shorten the life of the bearing material itself. Additionally, coatings are applied to rotors or bearings to reduce frictional heat between the bearing, air, and rotor. In this case, there are limits to the devices in which bearings can be mounted depending on the allowable temperature of the material coated on the rotor or airfoil bearing. It can be.
따라서, 에어 포일 베어링에 의한 발열을 낮추기 위해 주변 케이스와 열전도 면적을 늘려 방열시키거나, 에어 포일 베어링으로 공급되는 공기의 양을 증가시켜 공기와 에어포일 베어링 간의 열교환을 통해 온도를 낮추는 방법이 제안되어 사용되고 있다.Therefore, in order to reduce the heat generated by the airfoil bearing, a method of dissipating heat by increasing the heat conduction area with the surrounding case or increasing the amount of air supplied to the airfoil bearing to lower the temperature through heat exchange between the air and the airfoil bearing has been proposed. It is being used.
그러나, 에어 포일 베어링과 주변 케이스의 열전도 면적을 늘리는 경우, 에어 포일 베어링의 크기나 형상에 한계가 발생됨은 물론 에어 포일 베어링의 실장 공간 등에 제약이 발생될 수 있다. 또한, 에어 포일 베어링에서 발생되는 열을 전달 받기 위한 케이싱의 열전도율에 의해 열 전달에 제약이 발생될 수 있다. 따라서, 에어 포일 베어링에서 발생되는 열의 충분한 방열 효과를 기대할 수 없다.However, when increasing the heat conduction area of the air foil bearing and the surrounding case, there may be limitations in the size and shape of the air foil bearing, as well as restrictions in the mounting space of the air foil bearing. Additionally, heat transfer may be restricted due to the thermal conductivity of the casing for receiving heat generated from the air foil bearing. Therefore, a sufficient dissipation effect of the heat generated in the airfoil bearing cannot be expected.
또한, 에어 포일 베어링으로 공급되는 공기의 양을 증가시켜 방열시키는 경우, 공기의 양에 비례하여 에어 포일 베어링을 방열 시킬 수 있으나, 충분한 공기를 유동시키기 위한 유동 공간을 확보해야 하고, 이로 인해 에어 포일 베어링과 로터 간의 간극이 커질 수 있으며, 간극이 커지면 충격 하중 발생 시 에어 포일 베어링과 로터 간에 충격력이 점점 커지므로 회전 기기의 안정성이 낮아질 수 있다. 또한, 에어 포일 베어링을 냉각시키기 위한 공기를 프로세서 에어의 일부로 사용하는 경우, 회전 기기의 전체 프로세서 측으로 유입되는 공기의 유입 양이 줄어들게 됨에 따라 회전 기기의 전체 효율이 낮아질 수 있다.Additionally, when dissipating heat by increasing the amount of air supplied to the airfoil bearing, the airfoil bearing can be dissipated in proportion to the amount of air, but a flow space must be secured to allow sufficient air to flow, which results in the airfoil The gap between the bearing and the rotor may increase, and as the gap increases, the impact force between the airfoil bearing and the rotor increases when an impact load occurs, which may reduce the stability of the rotating machine. Additionally, when air for cooling the air foil bearing is used as part of the processor air, the overall efficiency of the rotating device may be lowered as the amount of air flowing into the entire processor side of the rotating device is reduced.
따라서, 회전 기기의 에어 포일 베어링에서 발생되는 열을 빠르고 효율적으로 발열시킬 수 있는 회전 기기의 필요성이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a rotating machine that can quickly and efficiently generate heat generated in the airfoil bearing of the rotating machine.
한국 공개특허공보 10-2017-0083261호 (2017.07.18)Korean Patent Publication No. 10-2017-0083261 (2017.07.18)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 에어 포일 베어링과 공기 및 로터 사이에서 발생되는 고온의 마찰열을 빠르고 효율적으로 저온 부분으로 방열시킬 수 있도록 하는 회전 기기를 제공하고자 한다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a rotating machine that can quickly and efficiently dissipate high-temperature frictional heat generated between an airfoil bearing, air, and a rotor to a low-temperature portion.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 에어 포일 베어링과 공기 및 로터에서 발생되는 고온의 마찰열을 방열시키기 위한 냉각 장치의 실장 공간을 효율적으로 활용하면서 전도성이 높은 재질을 이용하여 고온의 마찰열이 저온의 케이스로 전도될 수 있도록 하는 회전 기기를 제공하고자 한다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to efficiently utilize the mounting space of the cooling device to dissipate high-temperature frictional heat generated from the air foil bearing, air, and rotor, while using a highly conductive material to dissipate high-temperature frictional heat. The object is to provide a rotating device that allows conduction to occur in a low-temperature case.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기는, 모터 하우징; 상기 모터 하우징의 일면에 배치되는 임펠러; 상기 모터 하우징의 내부에 실장되고, 상기 임펠러에 결합되어 상기 임펠러로 회전 동력을 전달하는 로터; 상기 로터의 주변부에 위치되는 베어링 부재; 및 상기 베어링 부재에 인접하여 상기 모터 하우징의 내측면까지 연장되고, 상기 로터와 상기 임펠러 및 상기 베어링 부재의 구동에 따라 발생되는 고온의 마찰열을 저온의 상기 모터 하우징으로 전달하는 열전달 부재를 포함할 수 있다.A rotating machine according to an embodiment of the present invention includes a motor housing; an impeller disposed on one side of the motor housing; a rotor mounted inside the motor housing and coupled to the impeller to transmit rotational power to the impeller; a bearing member located at the periphery of the rotor; and a heat transfer member adjacent to the bearing member, extending to the inner surface of the motor housing, and transferring high temperature frictional heat generated as the rotor, the impeller, and the bearing member are driven to the low temperature motor housing. there is.
상기 모터 하우징의 일면으로 상기 임펠러와 상기 로터 사이에는 수용 공간이 형성되고, 상기 열전달 부재는 상기 수용 공간에 배치될 수 있다.An accommodating space is formed between the impeller and the rotor on one surface of the motor housing, and the heat transfer member may be disposed in the accommodating space.
상기 열전달 부재는 상기 로터의 회전축을 중심으로 상기 회전축에 수직한 방향으로 실장되며 빗살 형태로 서로 인접하게 배치될 수 있다.The heat transfer members may be mounted in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotor and arranged adjacent to each other in a comb-tooth shape.
상기 열전달 부재는 히트 파이프를 포함하여 이루어질 수 있다.The heat transfer member may include a heat pipe.
상기 베어링 부재는 에어 포일 베어링(air foil bearing)을 포함하여 구비될 수 있다.The bearing member may be provided including an air foil bearing.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 일 실시예들에 따른 회전 기기는, 에어 포일 베어링과 이웃하여 케이스와 로터 사이의 공간에 히트 파이프와 같은 전도성이 높은 열전달 부재를 배치하여 에어 포일 베어링에서 발생되는 고온의 마찰열을 저온의 케이스로 전달함은 물론 열을 효율적으로 방열할 수 있는 이점이 있다.The rotating machine according to one embodiment of the present invention disposes a highly conductive heat transfer member such as a heat pipe in the space between the case and the rotor adjacent to the airfoil bearing to transfer the high-temperature frictional heat generated from the airfoil bearing to a low-temperature It has the advantage of efficiently dissipating heat as well as transferring it to the case.
또한, 히트 파이프를 통해 발열되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있어, 에어 포일 베어링에서 발생되는 허용 발열량을 증가시킬 수 있으며, 에어 포일 베어링으로 냉각 공기의 양을 감소시킬 수 있고 이에 따라 회전 기기의 성능이나 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, the heat generated through the heat pipe can be efficiently dissipated, increasing the allowable amount of heat generated from the air foil bearing, and the amount of cooling air can be reduced with the air foil bearing, thereby improving the performance of the rotating machine. However, it has the advantage of improving stability.
또한, 에어 포일 베어링으로 유입되는 냉각 공기의 양을 감소시킬 수 있음에 따라 에어 포일 베어링과 로터 간의 간격을 최소한으로 유지할 수 있어 충격하중시 에어 포일 베어링에 손상을 유지할 수 있는 충격 로드를 감소시킬 수 있다.In addition, by reducing the amount of cooling air flowing into the airfoil bearing, the gap between the airfoil bearing and the rotor can be kept to a minimum, thereby reducing the impact load that can damage the airfoil bearing during impact load. there is.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 열전달 부재의 내부 실장 상태를 나타내는 부분 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기의 일부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서 열전달 부재의 다른 형상을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서 열전달 부재의 또 다른 형상을 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of a compressor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of a compressor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partially assembled perspective view showing an internal mounting state of a heat transfer member in a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a partially enlarged cross-sectional view of a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing another shape of a heat transfer member in a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing another shape of a heat transfer member in a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 일부 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, some embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present invention, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축(Ax)기의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축(Ax)기의 분리 사시도이다.1 is a perspective view of a compressor (Ax) according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is an exploded perspective view of a compressor (Ax) according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(10)는 모터 하우징(161), 임펠러(110), 로터(120), 베어링 부재(130) 및 열전달 부재(170)를 포함할 수 있고, 이와 함께 차폐 링(152), 지지 디스크(150), 나선 케이스(162) 등을 더 포함하여 구비될 수 있다.1 and 2, the rotating machine 10 according to an embodiment of the present invention includes a motor housing 161, an impeller 110, a rotor 120, a bearing member 130, and a heat transfer member 170. It may include, and may be provided to further include a shielding ring 152, a support disk 150, a spiral case 162, etc.
상기 모터 하우징(161)은 고정자(미도시)와 로터(120)를 수용하는 공간(160a)을 형성할 있다. 상기 공간(160a)은 상기 모터 하우징(161)의 축(Ax) 방향으로 관통 가능하게 형성될 수 있다. 상기 고정자는 상기 모터 하우징(161)의 내부에서 고정 결합될 수 있고, 상기 로터(120)는 상기 공간(160a)에서 회전 가능하게 구비될 수 있다. 상기 공간(160a)과 이웃하여 별도의 공간으로 로터(120) 등과 같이 회전 기기(10)에서 발생되는 열을 발열시킬 수 있는 냉각 유체가 수용되는 냉각 유체 수용 공간(160b, '냉각 챔버'라고도 함.)이 형성될 수 있다.The motor housing 161 may form a space 160a that accommodates a stator (not shown) and a rotor 120. The space 160a may be formed to be penetrable in the axis direction of the motor housing 161 (Ax). The stator may be fixedly coupled to the inside of the motor housing 161, and the rotor 120 may be rotatable in the space 160a. A separate space adjacent to the space 160a is a cooling fluid accommodating space 160b, also called a 'cooling chamber', in which a cooling fluid that can generate heat generated by the rotating device 10, such as the rotor 120, is accommodated. .) can be formed.
상기 임펠러(110)는 후술하는 로터(120)에서 회전력을 전달받아 회전하면서 가스를 가압하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 임펠러(110)는 후술하는 상기 결합 로드(121)에 결합되어 상기 로터(120)와 연결될 수 있고, 상기 로터(120)의 회전력을 전달 받도록 구비될 수 있다. 상기 임펠러(110)는 체결 부재에 의해 상기 결합 로드(121)에 회전 가능하게 고정 결합될 수 있다.The impeller 110 may perform the function of pressurizing gas while rotating by receiving rotational force from the rotor 120, which will be described later. The impeller 110 may be connected to the rotor 120 by being coupled to the coupling rod 121, which will be described later, and may be provided to receive the rotational force of the rotor 120. The impeller 110 may be rotatably and fixedly coupled to the coupling rod 121 by a fastening member.
상기 로터(120)는 상기 공간에 실장되어 상기 축(Ax) 방향을 중심으로 회전하도록 구비될 수 있다. 상기 로터(120)는 축(Ax) 방향으로 형성된 결합 로드(121)를 통해 상기 임펠러(110)에 결합될 수 있고, 상기 모터 하우징(161)의 내부에서 발생되는 회전 동력을 상기 임펠러(110)로 전달 할 수 있다. 상기 로터(120)의 내부에는 영구 자석이 구비될 수 있으며, 상기 고정자가 변화하는 자력을 형성함에 따라 상기 로터(120)가 회전할 수 있게 된다.The rotor 120 may be mounted in the space and rotated about the axis (Ax) direction. The rotor 120 may be coupled to the impeller 110 through a coupling rod 121 formed in the axis (Ax) direction, and the rotational power generated inside the motor housing 161 may be transferred to the impeller 110. It can be passed on. A permanent magnet may be provided inside the rotor 120, and the rotor 120 can rotate as the stator generates a changing magnetic force.
상기 결합 로드(121)는 상기 로터(120)와 상기 임펠러(110)를 결합하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 결합 로드(121)에는 후술하는 베어링 디스크(132)가 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 결합 로드(121)의 단부에는 나사산이 형성될 수 있다. 상기 결합 로드(121)의 단부에는 상기 임펠러(110)를 상기 결합 로드(121)에 결합시키는 너트와 같은 체결 부재가 결합될 수 있는데, 상기 나사산을 통해 상기 체결 부재가 상기 결합 로드(121)의 단부에 결합될 수 있다.The coupling rod 121 may perform the function of coupling the rotor 120 and the impeller 110. A bearing disk 132, which will be described later, may be rotatably coupled to the coupling rod 121. A screw thread may be formed at the end of the coupling rod 121. A fastening member, such as a nut, may be coupled to the end of the coupling rod 121 to couple the impeller 110 to the coupling rod 121. The fastening member may be connected to the coupling rod 121 through the screw thread. Can be coupled to the end.
상기 베어링 부재(130)는 상기 로터(120)와 상기 모터 하우징(161) 간의 마찰을 완화시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 베어링 부재(130)는 에어 포일 베어링(131)과 베어링 디스크(132)를 포함할 수 있다. 상기 에어 포일 베어링(131)은 상기 모터 하우징(161)의 공간(160a)에 구비될 수 있고, 상기 로터(120)의 주변 둘레에 배치될 수 있으며, 상기 로터(120)와 상기 모터 하우징(161)을 연결할 수 있다. 상기 베어링 디스크(132)는 상기 에어 포일 베어링(131)의 일측을 형성할 수 있으며, 상기 임펠러(110)와 결합되는 로터(120)의 일단에서 상기 결합 로드(121)에 결합될 수 있다. 상기 베어링 디스크(132)는 상기 로터(120)와 함께 회전되도록 구비될 수 있다. The bearing member 130 may function to alleviate friction between the rotor 120 and the motor housing 161. The bearing member 130 may include an air foil bearing 131 and a bearing disk 132. The airfoil bearing 131 may be provided in the space 160a of the motor housing 161 and may be arranged around the periphery of the rotor 120, and may be connected to the rotor 120 and the motor housing 161. ) can be connected. The bearing disk 132 may form one side of the air foil bearing 131 and may be coupled to the coupling rod 121 at one end of the rotor 120 coupled to the impeller 110. The bearing disk 132 may be provided to rotate together with the rotor 120.
상기 지지 디스크(150)는 상기 모터 하우징(161)에 고정 결합되어 상기 로터(120)의 일단을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 로터(120)는 상기 지지 디스크(150)에 의해 지지되어 상기 모터 하우징(161)에 대하여 회전 하도록 구비될 수 있다. 상기 지지 디스크(150)의 중앙부로 상기 로터(120)와 결합되는 부분에는 실링 부재가 더 포함될 수 있다. 상기 실링 부재는 상기 로터(120)와 상기 임펠러(110) 사이에서 상기 임펠러(110)에서 가압된 가스가 상기 모터 하우징(161)의 내부, 예컨대 공간 등으로 유입되는 것을 제한하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 실링 부재는 래비린스 씰(151)과 차폐 링(152)을 포함할 수 있다. 상기 래비린스 씰(151)은 상기 지지 디스크(150)의 일면에 부착될 수 있고, 상기 로터(120)는 상기 래비린스 씰(151)을 관통하여 상기 지지 디스크(150)에 지지될 수 있다.The support disk 150 may be fixedly coupled to the motor housing 161 to support one end of the rotor 120. That is, the rotor 120 may be supported by the support disk 150 and rotated with respect to the motor housing 161. A sealing member may be further included in the central portion of the support disk 150 coupled to the rotor 120. The sealing member may perform a function of restricting gas pressurized in the impeller 110 from flowing between the rotor 120 and the impeller 110 into the interior of the motor housing 161, such as a space. there is. The sealing member may include a labyrinth seal 151 and a shielding ring 152. The labyrinth seal 151 may be attached to one surface of the support disk 150, and the rotor 120 may pass through the labyrinth seal 151 and be supported on the support disk 150.
상기 나선 케이스(162)는 상기 모터 하우징(161)의 일면에 결합될 수 있고, 가스의 이동 경로를 제공하도록 구비될 수 있다. 구체적으로 도시되진 않았으나, 상기 나선 케이스(162)는 가스를 유입하는 유입구와, 배출하는 토출구 및 이동 경로를 이송관을 포함할 수 있다.The spiral case 162 may be coupled to one surface of the motor housing 161 and may be provided to provide a movement path for gas. Although not specifically shown, the spiral case 162 may include an inlet for introducing gas, an outlet for discharging gas, and a transfer pipe for a movement path.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(10)에서, 열전달 부재(170)의 내부 실장 상태를 나타내는 부분 결합 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(10)의 개략적인 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(10)의 일부분 확대 단면도이다.Figure 3 is a partially assembled perspective view showing the internal mounting state of the heat transfer member 170 in the rotating machine 10 according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a rotating machine 10 according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the rotating machine 10 according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 열전달 부재(170)는 상기 임펠러(110)의 후면과 상기 로터(120)의 전면 사이에 형성된 수용 공간(S)에 실장될 수 있다. 구체적으로 상기 수용 공간(S)은 상기 지지 디스크(150)의 후면으로 상기 로터(120)의 일면 사이에 형성될 수 있다. 상기 열전달 부재(170)는 상기 수용 공간(S)에 배치되되, 상기 로터(120)의 주변 둘레를 따라 회전 축(Ax)을 중심으로 서로 이웃하게 실장될 수 있다. Referring to FIGS. 3 to 5 , the heat transfer member 170 may be mounted in the receiving space S formed between the rear of the impeller 110 and the front of the rotor 120. Specifically, the receiving space S may be formed between the rear of the support disk 150 and one surface of the rotor 120. The heat transfer members 170 may be disposed in the receiving space S, and may be mounted adjacent to each other around the rotation axis Ax along the periphery of the rotor 120.
상기 열전달 부재(170)는 자전거 바퀴의 빗살과 같이 상기 로터(120)의 외주연에서 상기 모터 하우징(161)의 내측면으로 빗살 형태로 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 열전달 부재(170)의 일단은 상기 로터(120)의 외주연에 구비되는 상기 에어 포일 베어링(131)과 인접하게 위치되고, 상기 열전달 부재(170)의 타단은 상기 모터 하우징(161)의 내측면에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 임펠러(110), 상기 로터(120) 및 상기 베어링 부재(130)에서 발생되는 열은 상기 열전달 부재(170)를 통해 저온의 상기 모터 하우징(161) 측으로 전달되면서 방열될 수 있다. 상기 공간 사이에 배치될 수 있다. 상기 베어링 부재(130)에 인접하여 상기 모터 하우징(161)의 내측면까지 연장되도록 구비될 수 있다. 상기 열전달 부재(170)는 상기 로터(120), 상기 임펠러(110) 및 상기 베어링 부재(130)의 구동에 따라 발생되는 고온의 마찰열을 저온의 상기 모터 하우징(161)으로 전달하도록 구비될 수 있다.The heat transfer member 170 may be disposed adjacent to the inner surface of the motor housing 161 in the form of comb teeth from the outer periphery of the rotor 120, like the comb teeth of a bicycle wheel. That is, one end of the heat transfer member 170 is located adjacent to the air foil bearing 131 provided on the outer periphery of the rotor 120, and the other end of the heat transfer member 170 is located at the motor housing 161. It can be placed adjacent to the inner side of. Heat generated from the impeller 110, the rotor 120, and the bearing member 130 may be transferred to the low-temperature motor housing 161 through the heat transfer member 170 and dissipated. It may be placed between the spaces. It may be provided adjacent to the bearing member 130 and extends to the inner surface of the motor housing 161. The heat transfer member 170 may be provided to transfer high-temperature frictional heat generated as the rotor 120, the impeller 110, and the bearing member 130 to the low-temperature motor housing 161. .
상기 열전달 부재(170)는 히트 파이프를 포함하여 구비될 수 있다. 상기 히트 파이프는 상기 회전축(Ax) 방향에 수직한 방향으로 길게 형성된 봉 형상으로 배치될 수 있다. 상기 히트 파이프는 그 내측으로 중공을 형성하여 상기 중공으로 온도에 따라 가변되면서 발열을 가능하게 하는 작동 유체가 충전되어 밀봉되는 구조를 가질 수 있다. 상기 작동 유체는 기화 또는 액화에 의해 용이한 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예컨대 열전도 성능이 양호한 프레온 혹은 아세톤 메탄올 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 히트 파이프의 재질로는 양호한 열전도 성능을 구비한 알루미늄, 구리 또는 스틸 또는 스테인리스 스틸의 재질이나 이들의 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.The heat transfer member 170 may be provided including a heat pipe. The heat pipe may be arranged in a long rod shape in a direction perpendicular to the direction of the rotation axis (Ax). The heat pipe may have a structure in which a hollow is formed inside the hollow and a working fluid that changes depending on temperature and enables heat generation is filled and sealed. The working fluid may include a material that can be easily vaporized or liquefied. For example, it may include freon or acetone methanol, etc., which have good heat conduction performance. The heat pipe may be made of aluminum, copper, steel, or stainless steel or any of these materials, which have good heat conduction performance.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(10)에서 열전달 부재(170a)의 다른 형상을 나타내는 도면이다.Figure 6 is a diagram showing another shape of the heat transfer member 170a in the rotating machine 10 according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 열전달 부재(170a)는 상기 임펠러(110)의 후면, 구체적으로 지지 디스크(150)의 후면과 상기 로터(120)의 전면 사이에 형성된 수용 공간(S)에 실장될 수 있으며, 상기 로터(120)의 주변 둘레를 따라 회전 축(Ax)을 중심으로 서로 이웃하게 실장될 수 있다. 일 실시예에서 상기 열전달 부재(170)는 부채꼴 형상의 히트 파이프가 서로 인접하여 상기 수용 공간(S)에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 6, the heat transfer member 170a according to an embodiment of the present invention is an accommodation formed between the rear of the impeller 110, specifically, the rear of the support disk 150 and the front of the rotor 120. It may be mounted in the space S, and may be mounted adjacent to each other around the rotation axis Ax along the periphery of the rotor 120. In one embodiment, the heat transfer member 170 may be disposed in the receiving space S with fan-shaped heat pipes adjacent to each other.
상기 부채꼴 형상의 히트 파이프는 그 일단이 베어링 부재(130)와 인접하게 배치되고, 타단이 상기 모터 하우징(161)의 내측면에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 부채꼴 형상의 히트 파이프는 상기 임펠러(110), 상기 로터(120) 및 상기 베어링 부재(130)에서 발생되는 열을 저온의 상기 모터 하우징(161) 측으로 전달되면서 방열될 수 있다. 상기 부채꼴 형상의 히트 파이프는 그 내측으로 중공을 형성하여 상기 중공으로 온도에 따라 가변되면서 발열을 가능하게 하는 작동 유체, 예컨대 열전도 성능이 높은 프레온 또는 아세톤 메탄올 등과 같은 작동 유체가 충전되어 밀봉되는 구조를 가질 수 있다.One end of the fan-shaped heat pipe may be disposed adjacent to the bearing member 130, and the other end may be disposed adjacent to the inner surface of the motor housing 161. The fan-shaped heat pipe may dissipate heat generated by the impeller 110, the rotor 120, and the bearing member 130 by transferring it to the low-temperature motor housing 161. The fan-shaped heat pipe forms a hollow inside, and has a structure in which a working fluid that changes depending on the temperature and enables heat generation, such as freon or acetone methanol with high heat conduction performance, is filled and sealed. You can have it.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(10)에서 열전달 부재(170b)의 또 다른 형상을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing another shape of the heat transfer member 170b in the rotating machine 10 according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 열전달 부재(170b)는 상기 임펠러(110)의 후면, 구체적으로 지지 디스크(150)의 후면과 상기 로터(120)의 전면 사이에 형성된 수용 공간(S)에 실장될 수 있으며, 상기 수용 공간(S)의 형상에 대응되는 원 형상, 구체적으로 도넛 형상으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the heat transfer member 170b according to an embodiment of the present invention is an accommodation formed between the rear of the impeller 110, specifically, the rear of the support disk 150 and the front of the rotor 120. It may be mounted in the space S, and may be formed in a circular shape corresponding to the shape of the receiving space S, specifically a donut shape.
상기 원 형상, 구체적으로 도넛 형상의 히트 파이프의 중앙 부분은 베어링 부재(130)의 둘레에 구비되고, 그 타단은 상기 모터 하우징(161)의 내측면에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 부채꼴 형상의 히트 파이프는 상기 임펠러(110), 상기 로터(120) 및 상기 베어링 부재(130)에서 발생되는 열을 저온의 상기 모터 하우징(161) 측으로 전달되면서 방열될 수 있다. 상기 원 형상, 구체적으로 도넛 형상의 히트 파이프는 그 내측으로 중공을 형성하여 상기 중공으로 온도에 따라 가변되면서 발열을 가능하게 하는 작동 유체, 예컨대 열전도 성능이 높은 프레온 또는 아세톤 메탄올 등과 같은 작동 유체가 충전되어 밀봉되는 구조를 가질 수 있다.The central portion of the circular, specifically donut-shaped, heat pipe may be provided around the bearing member 130, and the other end may be disposed adjacent to the inner surface of the motor housing 161. The fan-shaped heat pipe may dissipate heat generated by the impeller 110, the rotor 120, and the bearing member 130 by transferring it to the low-temperature motor housing 161. The circular, specifically donut-shaped, heat pipe forms a hollow inside, and the hollow is filled with a working fluid that changes depending on the temperature and enables heat generation, such as freon or acetone methanol with high heat conduction performance. It may have a structure that is sealed.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 봉 형상, 부채꼴 형상 또는 도넛 형상으로 형성된 열전달 부재(170)는 임펠러(110), 로터(120) 및 베어링 부재(130)와 인접하여 이들 구성의 구동 동작에서 발생된 마찰열을 전달 받아 저온의 모터 하우징(161) 측으로 방열 시킬 수 있게 된다.As described above, the heat transfer member 170 formed in a rod shape, fan shape, or donut shape according to an embodiment of the present invention is adjacent to the impeller 110, the rotor 120, and the bearing member 130 to drive these structures. It is possible to receive frictional heat generated during operation and dissipate it to the low-temperature motor housing 161.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. Above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but it will be obvious to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
10: 회전 기기 110: 임펠러
120: 로터 121: 결합 로드
130: 베어링 부재 131: 에어 포일 베어링
132: 베어링 디스크 150: 지지 디스크
151: 래비린스 씰 152: 차폐 링
161: 모터 하우징 162: 나선 케이스
170, 170a, 170b: 열전달 부재10: Rotating device 110: Impeller
120: rotor 121: coupling rod
130: Bearing member 131: Airfoil bearing
132: bearing disk 150: support disk
151: Labyrinth seal 152: Shielding ring
161: motor housing 162: spiral case
170, 170a, 170b: Absence of heat transfer
Claims (5)
상기 모터 하우징의 일면에 배치되는 임펠러;
상기 모터 하우징의 내부에 실장되고, 상기 임펠러에 결합되어 상기 임펠러로 회전 동력을 전달하는 로터;
상기 로터의 주변부에 위치되는 베어링 부재; 및
상기 베어링 부재에 인접하여 상기 모터 하우징의 내측면까지 연장되고, 상기 로터와 상기 임펠러 및 상기 베어링 부재의 구동에 따라 발생되는 고온의 마찰열을 저온의 상기 모터 하우징으로 전달하는 열전달 부재를 포함하고,
상기 모터 하우징의 일면으로 상기 임펠러와 상기 로터 사이에는 수용 공간이 형성되고,
상기 열전달 부재는 상기 수용 공간에 배치되는 회전 기기.motor housing;
an impeller disposed on one side of the motor housing;
a rotor mounted inside the motor housing and coupled to the impeller to transmit rotational power to the impeller;
a bearing member located at the periphery of the rotor; and
A heat transfer member extending adjacent to the bearing member to the inner surface of the motor housing and transmitting high-temperature frictional heat generated as the rotor, the impeller, and the bearing member are driven to the low-temperature motor housing,
An accommodation space is formed between the impeller and the rotor on one surface of the motor housing,
The heat transfer member is a rotating device disposed in the receiving space.
상기 열전달 부재는 상기 로터의 회전축을 중심으로 상기 회전축에 수직한 방향으로 실장되며 빗살 형태로 서로 인접하게 배치되는 회전 기기.According to claim 1,
The heat transfer members are mounted around the rotation axis of the rotor in a direction perpendicular to the rotation axis and are arranged adjacent to each other in the shape of comb teeth.
상기 열전달 부재는 히트 파이프를 포함하여 이루어지는 회전 기기.According to clause 3,
A rotating device in which the heat transfer member includes a heat pipe.
상기 베어링 부재는 에어 포일 베어링(air foil bearing)을 포함하여 구비되는 회전 기기.According to clause 4,
A rotating device in which the bearing member includes an air foil bearing.
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