KR102634145B1 - 포일 스러스트 베어링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전체의 축방향 하중을 지지하기 위한 포일 스러스트 베어링으로서, 중심에 중공을 가지는 원형으로 형성된 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 중첩되면서 상기 베이스 플레이트의 원주 방향으로 서로 이격되어 설치되는 복수의 탑포일; 상기 베이스 플레이트와 상기 복수의 탑포일 각각의 사이에 설치되어 상기 복수의 탑포일의 설치 높이를 조절하는 지지부재; 및 상기 지지부재에 대하여 상기 베이스 플레이트의 원주방향으로 인접하여 설치되는 탄성부재를 포함하되, 상기 베이스 플레이트, 상기 복수의 탑포일 및 상기 지지부재에는 각각 복수의 슬롯이 형성되는, 포일 스러스트 베어링이다.
본 발명에 따르면, 베이스 플레이트, 지지부재 및 탑포일에 형성된 복수의 슬릿을 통해 냉각 기체가 유입됨으로써, 추가적인 냉각 장치를 구비하지 않고도 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 포일 스러스트 베어링을 제공할 수 있다.

Description

포일 스러스트 베어링{FOIL THRUST BEARING}
본 발명은 포일 스러스트 베어링에 관한 것으로서, 냉각 기체의 유로를 구비함으로써 냉각 효율을 향상시키는 포일 스러스트 베어링에 관한 것이다.
베어링(bearing)은 압축기, 펌프, 터빈 등 로터(rotor, 회전체)를 포함하는 터보장치에서 회전축의 하중을 지지하되, 회전축과의 마찰을 최소화하여 로터의 회전 운동이 원활이 이루어지도록 돕는 장치이다.
베어링은 지지하는 하중의 방향에 따라 래디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 분류될 수 있다. 래디얼 베어링은 회전축과 수직으로 작용하는 하중을 지지하는 베어링이고, 스러스트 베어링은 회전축의 축방향 하중을 지지하는 베어링이다. 본 발명은 스러스트 베어링에 관한 것으로 그 중에서도 포일 베어링에 관한 것이다.
포일 베어링은 유막을 이용하여 로터를 지지하는 방식이 아닌, 고압의 공기를 포일과 로터 사이에 공급하여 공기층(air flim)에 의해 로터를 지지하는 방식의 베어링이다. 포일 베어링은 탑포일의 하부에 범프포일을 구비하는 범프타입과, 복수의 탑포일을 서로 중첩시키며 설치하는 리프타입으로 분류할 수 있다. 본 발명은 리프타입 포일 스러스트 베어링에 관한 것이다.
도 1a 내지 도c는 종래의 포일 스러스트 베어링의 구조를 도시한 도면이다.
도 1a 내지 도c를 참고하면, 포일 스러스트 베어링은 상부에 탑포일(14) 등이 설치되는 베이스 플레이트(11), 탑포일(14) 압착시 완충 역할을 하는 스프링(12), 스프링(12)과 원주방향으로 인접하여 배치되며 탑포일(14)의 설치 높이를 조절하는 서포트(13) 및 서포트(13)의 상부에 일단이 고정 설치되는 복수의 탑포일(14)을 포함한다.
구체적으로, 베이스 플레이트(11)의 상부에 스프링(12)및 서포트(13)가 쌍을 이루며 원주방향으로 이격되어 설치되고, 각각의 서포트(13)의 상부면에 탑포일의 일단이 고정 설치된다. 즉, 각각의 탑포일(14)의 하부에 한쌍을 이루는 스프링(12)과 서포트(13)가 배치된다. 복수의 탑포일(14) 중 어느 하나의 탑포일(14)의 일단은 인접한 다른 탑포일(14)의 일단의 상부에 적층된다. 이러한 적층 구조가 반복되면서 복수의 탑포일(14)은 서로 겹쳐지는 형태로 설치된다.
탑포일(14)은 스러스트 러너와 대면하고, 스러스트 러너와의 사이에서 유체막을 형성한다. 탑포일(14)과 스러스트 러너 사이에 형성되는 유체막은 로터를 지지하는 역할을 하는 동시에 베어링을 냉각시키는 역할도 할 수 있다. 그러나 탑포일(14)과 스러스트 러너 사이에 형성되는 유체막 만으로는 충분한 냉각 효율을 확보하기 어려운바 추가적인 냉각 유로를 확보할 필요가 있다.
미국등록특허 6752533
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 추가적인 냉각 장치의 구비 없이도 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 포일 스러스트 베어링을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 포일 스러스트 베어링은, 회전체의 축방향 하중을 지지하기 위한 포일 스러스트 베어링으로서, 중심에 중공을 가지는 원형으로 형성된 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 중첩되면서 상기 베이스 플레이트의 원주 방향으로 서로 이격되어 설치되는 복수의 탑포일; 상기 베이스 플레이트와 상기 복수의 탑포일 각각의 사이에 설치되어 상기 복수의 탑포일의 설치 높이를 조절하는 지지부재; 및 상기 지지부재에 대하여 상기 베이스 플레이트의 원주방향으로 인접하여 설치되는 탄성부재를 포함하되, 상기 베이스 플레이트, 상기 복수의 탑포일 및 상기 지지부재에는 각각 복수의 슬롯이 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 슬롯은 상기 베이스 플레이트의 반경 방향을 향해 방사상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 탑포일에 형성되는 상기 복수의 슬롯은, 인접한 다른 탑포일이 중첩되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 탑포일 각각은, 상기 베이스 플레이트의 반경방향으로 돌출된 연장부를 포함하고, 상기 복수의 슬롯의 양단이 상기 연장부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는, 상기 베이스 플레이트에 형성되는 상기 복수의 슬롯의 적어도 일부와 중첩되어 설치될 수 있다.
또한, 상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 슬롯, 상기 지지부재에 형성된 복수의 슬롯 및 상기 복수의 탑포일 각각에 형성된 복수의 슬롯은, 상기 베이스 플레이트의 원주 방향을 따라 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 포일 스러스트 베어링은 회전체의 회동에 의해 베어링의 각 구성이 압착되는 경우에도 베어링의 내부에 냉각 유체를 공급함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 포일 스러스트 베어링의 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 플레이트의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탑포일의 정면도이다.
도 5는 베이스 플레이트에 지지부재, 탄성부재 및 탑포일이 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 A 영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 포일 스러스트 베어링의 측면도이다.
도 8은 도 6의 B-B’ 단면을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방식은 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 기술분야에서 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 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 플레이트의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재의 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탑포일의 정면도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포일 스러스트 베어링은 중심에 중공을 가지는 원형으로 형성된 베이스 플레이트(110), 상기 베이스 플레이트(110) 상에 소정 간격으로 이격되어 설치되는 복수의 탑포일(140), 상기 베이스 플레이트(110)와 상기 복수의 탑포일(140) 각각의 사이에 설치되어 탑포일(140)의 설치 높이를 조절하는 지지부재(130) 및 상기 지지부재(130)에 원주방향으로 인접하여 설치되는 탄성부재(120)를 포함하되, 상기 베이스 플레이트(110), 상기 복수의 탑포일(140) 및 상기 지지부재(130)에는 복수의 슬롯(111, 131, 141)이 형성될 수 있다.
베이스 플레이트(110), 탑포일(140) 및 지지부재(130) 각각에 형성되는 슬롯(111, 131, 141)은 베이스 플레이트(110), 탑포일(140) 및 지지부재(130) 각각의 상하부면을 관통하여 형성되는 냉각 유체의 유로로서, 길이보다 폭이 좁은 직선 형상으로 형성될 수 있다. 아울러 슬롯(111, 131, 141)은 물결 형상 또는 지그재그 형상으로 형성될 수도 있다. 이하에서는 직선 형상의 슬롯(111, 131, 141)이 형성된 일 실시예를 들어 설명하나, 이에 한정될 것은 아니다.
베이스 플레이트(110)는 하우징(150)의 내부에 설치되며, 베이스 플레이트(110)의 상부에 탄성부재(120), 지지부재(130) 및 탑포일(140)이 설치된다. 베이스 플레이트(110)는 회전축이 관통할 수 있도록 중심에 중공을 가지는 원형으로 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(110)에는 냉각 유체의 통로가 되는 복수의 슬롯(111)이 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(110)에 형성되는 복수의 슬롯(111)은 방사형으로 형성될 수 있다. 구체적으로 베이스 플레이트(110)의 내경에서 외경을 향하는 방향의 직선 등의 형태로 형성될 수 있으며, 복수의 슬롯(111)이 베이스 플레이트(110)의 원주방향으로 인접하여 배치될 수 있다.
베이스 플레이트(110)에 구비되는 복수의 슬롯(111)은 다수의 영역에 형성될 수 있다. 본 발명의 포일 스러스트 베어링은 복수의 탑포일(140)을 구비할 수 있는데, 복수의 탑포일(140) 각각과 베이스 플레이트(110)에 구비되는 슬롯(111) 형성 영역은 일대일로 대응될 수 있다.
베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)의 일단은 베이스 플레이트(110)의 내경과 연결되어 형성될 수 있다. 즉, 베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)의 일단은 회전축을 향하여 개방된 형태를 가질 수 있다. 이를 통하여 회전축을 따라 흐르는 냉각 기체가 용이하게 베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)으로 유입될 수 있다. 그 결과 베이스 플레이트(110)의 슬롯(111)을 통해 유동되는 냉각 기체의 양이 증가함으로써 냉각 효율이 향상될 수 있다.
탄성부재(120)는 베이스 플레이트(110)에 형성된 복수의 슬롯(111)의 상부에 설치될 수 있다. 탄성부재(120)는 탑포일(140)이 스러스트 러너(160)에 의해 축방향 하중을 받을 때 완충역할을 하며, 판 스프링 등을 사용할 수 있다. 탄성부재(120)는 탑포일(140)이 스러스트 러너(160)에 의해 압착될 때 변형되며 탑포일(140)을 지지하고, 탑포일(140)에 가해지는 힘이 제거되면 다시 원래의 형상으로 복원되어야 한다. 이때 탄성부재(120)에 방사형의 슬롯이 형성되는 경우 지지력과 복원력이 감소될 수 있다. 따라서 탄성부재(120)에는 슬롯의 형성을 생략할 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 탄성부재(120)를 베이스 플레이트(110)에 형성된 복수의 슬롯(111) 상부에 설치함으로써 탄성부재(120)에 냉각 기체를 공급할 수 있다.
지지부재(130)는 베이스플레이스의 상부에 설치되며, 상술한 탄성부재(120)와 원주방향으로 인접하여 배치된다. 지지부재(130)의 상부에는 탑포일(140)의 일단이 용접 등의 방법으로 고정 설치된다. 지지부재(130)는 탑포일(140)의 설치 높이를 조절하는 역할을 한다. 경우에 따라서는 탑포일(140)의 일단을 베이스 플레이트(110)에 직접 고정시킴으로써, 지지부재(130)의 설치를 생략할 수도 있다. 지지부재(130)에는 지지부재(130)의 상하부면을 관통하는 복수의 슬롯(131)이 형성될 수 있다. 지지부재(130)에 형성되는 슬롯(131)은 베이스 플레이트(110)에 형성되는 슬롯(111)과 동일하게 직선 등의 형상으로 형성되고, 방사형으로 배치될 수 있다.
탑포일(140)은 회전하는 스러스트 러너(160)와 대면하면서 유체막을 형성시키는 판형의 금속이다. 본 발명의 포일 스러스트 베어링은 복수의 탑포일(140)을 구비할 수 있다. 복수의 탑포일(140) 각각은 서로 겹쳐지는 구조로 배치된다. 구체적으로, 복수의 탑포일 중 어느 하나(140a)의 일단의 상부에 인접한 탑포일(140b)의 일단이 적층된다.
탑포일(140a)에 구비되는 복수의 슬롯(141)은 인접하는 탑포일(140b)이 적층되는 부분에 형성된다. 이하에서는 이를 슬롯 형성부라 칭한다. 탑포일(140)에 형성되는 슬롯(141)도 베이스 플레이트(110)에 형성되는 슬롯(111)과 마찬가지로 직선 등의 형상을 가지고 방사형으로 배치될 수 있다.
복수의 탑포일(140) 각각은 중심각이 소정의 각도로 형성된 큰 부채꼴에서 동일한 중심각을 갖는 작은 부채꼴을 잘라낸 형상으로 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상술한 탑포일(140) 각각의 형상을 부채꼴이라 칭한다.
복수의 탑포일(140)은 각각은 슬롯 형성부를 제외하고는 일정한 내경과 외경을 유지한다. 그러나 슬롯 형성부에서는 반경방향으로 연장되는 돌출부를 형성한다. 구체적으로, 탑포일(140)의 부채꼴 형상에서 슬롯 형성부의 외경은 증가하고 내경은 감소한다. 다시말해 슬롯 형성부에서 부채꼴의 외경은 원의 중심에서 멀어지는 방향으로 증가하고, 내경은 원의 중심에 가까워 지는 방향으로 감소한다. 따라서 탑포일(140)의 슬롯 형성부는 인접한 영역에 비하여 원의 중심에서 멀어지는 방향 및 원의 중심을 향하는 방향으로 더 넓은 면적을 갖게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이 탑포일(140a)의 슬롯 형성부의 상부에 인접하는 탑포일(140b)의 일단이 중첩될때, 슬롯 형성부는 반경 방향으로 돌출된다.
탑포일(140)에 형성되는 복수의 슬롯(141)은 슬롯 형성부 내에서 방사형으로 배치된다. 슬롯(141)의 일단은 슬롯 형성부의 내경 쪽에 위치하고 슬롯(141)의 타단은 슬롯 형성부의 외경 쪽에 위치함으로써, 슬롯(141) 양단이 탑포일(140)의 중첩과 무관하게 개방부를 가질 수 있다. 탑포일(140)에 형성되는 슬롯(141)의 개방부가 가지는 효과에 대하여는 후술한다.
이하에서는 베이스 플레이트(110), 탄성부재(120), 지지부재(130) 및 탑포일(140)의 설치관계 및 슬롯(111, 131, 141)의 배치에 대하여 설명한다.
도 5는 베이스 플레이트의 상부에 지지부재, 탄성부재 및 탑포일이 설치된 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 A 영역을 확대하여 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 포일 스러스트 베어링의 측면도이고, 도 8은 도 6의 B-B’단면을 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 포일 스러스트 베어링은 베이스 플레이트(110)의 상부에 탄성부재(120)와 지지부재(130)가 쌍을 이루어 복수의 영역에 설치될 수 있다. 이때, 탄성부재(120)는 베이스 플레이트(110)에 형성된 복수의 슬롯(111)의 상부에 위치한다. 복수의 지지부재(130) 각각의 상부에는 하나의 탑포일(140)이 설치된다.
다시말해, 하나의 탑포일(140a)의 하부에는 하나의 탄성부재(120)와 하나의 지지부재(130)가 위치할 수 있다. 상술한 바와 같이 탑포일(140)의 일단은 지지부재(130)의 상부에 고정설치된다. 탑포일(140a)의 타단은 어느곳에도 고정되지 않고 인접한 다른 탑포일(140)의 상부에 적층된다. 그리고 지지부재의 상부에 고정설치되는 탑포일(140a)의 일단의 상부에는, 또다른 인접 탑포일(140b)의 일단이 적층된다. 이처럼 복수의 탑포일(140)은 서로 중첩되는 형태로 설치된다.
탑포일(140)로부터 전달되는 스러스트 러너(160)의 하중은, 지지부재(130)와 원주방향으로 인접하여 배치되는 탄성부재(120)에 의해 지지된다. 회전축이 회동을 시작하면 스러스트 러너(160)의 회전으로 탑포일(140)과 스러스트 러너(160) 사이에 유체막이 형성되고, 탑포일(140)은 베이스 플레이트(110)를 향하는 방향으로 압착된다. 본 발명의 포일 스러스트 베어링은 베이스 플레이트(110), 지지부재(130) 및 탑포일(140)에 복수의 슬롯(111, 131, 141)을 형성하여, 탑포일(140)이 베이스 플레이트(110)의 방향으로 압착되는 경우에도 냉각 기체의 유로를 확보하여 장치의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
베이스 플레이트(110), 지지부재(130) 및 탑포일(140)에 형성된 복수의 슬롯(111,131, 141)은 각각의 인접 영역을 냉각시키는 역할을 한다. 구체적으로, 베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)의 상부에 탄성부재(120)가 설치되어, 베이스 플레이트(110)의 슬롯(111)과 인접한 하우징(150) 및 탄성부재(120)를 냉각시킬 수 있다. 탄성부재(120)와 원주방향으로 인접하여 배치된 지지부재(130)에 형성된 슬롯(131)은, 그와 인접한 베이스 플레이트(110) 및 탑포일(140)을 냉각시킬 수 있다. 인접한 탑포일(140b)이 적층되는 탑포일(140a)의 일단에 형성되는 슬롯(141a) 역시, 상기 슬롯(141a)의 상부에서 접촉하는 인접한 탑포일(140b) 및 하부에서 접촉하는 지지부재(130), 탄성부재(120)를 냉각시킬 수 있다.
이처럼 베이스 플레이트(110), 지지부재(130) 및 탑포일(140)에 형성된 복수의 슬롯(111, 131, 141)을 통해 냉각 기체가 유동하여 본 발명 포일 스러스트 베어링의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나 슬롯(111, 131, 141)을 유동하는 냉각 기체의 유입구 및 유출구가 확보되어야 냉각 기체의 원활할 유동을 보장할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 포일 스러스트 베어링에 구비된 일부 슬롯에는 개방부가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)의 일단은 베이스 플레이트(110)의 내경과 연결되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 본 발명 포일 스러스트 베어링의 중심을 관통하는 회전축을 향하여 개방부를 가질 수 있다. 냉각 기체는 기압이 낮은 회전축 근방에서 유입되는 바, 베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)이 개방부를 가짐으로써 냉각 기체의 유입율을 증가시킬 수 있다.
아울러, 베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)의 타단은 탄성부재(120)에 형성된 리세스를 통해 개방부를 가질 수 있다. 탄성부재(120)의 일 부분에는 베이스 플레이트(110)의 원주방향으로 리세스가 형성될 수 있는데, 탄성부재(120)의 리세스는 상기 베이스 플레이트(110)에 형성된 슬롯(111)의 타단과 중첩될 수 있다. 따라서 베이스 플레이트(110)의 슬롯(111)을 따라 유동하는 냉각 기체는, 내경 쪽 개방부를 통해 유입된 후 외경쪽 개방부 즉, 탄성부재(120)의 리세스를 통해 유출될 수 있다. 이를 통해 냉각 기체의 유동이 지속적으로 유지됨으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
지지부재(130)에 형성된 슬롯(131) 역시 개방부를 가질 수 있다. 지지부재(130)의 내경쪽 일단은 베이스 플레이트(110)의 내경에서 회전 축을 향하여 돌출되도록 설치될 수 있다. 이때 지지부재(130)에 형성된 슬롯(131)의 내경 쪽 일단 역시 베이스 플레이트(110)의 내경에서 회전축을 향하여 돌출되도록 형성된다. 따라서 지지부재(130)에 형성된 슬롯(131)의 내경 쪽 일단은 베이스 플레이트(110)와 중첩되지 않는 개방부를 가질 수 있다. 이 개방부를 통하여 회전축 근방으로 유동하는 냉각 기체가 유입될 수 있다.
지지부재(130)에 형성된 슬롯(131)의 외경쪽 일단은 탑포일(140)에 형성된 리세스를 통하여 개방부를 가질 수 있다. 지지부재(130)의 위에 설치되는 탑포일(140)은 베이스 플레이트(110)의 원주방향으로 형성된 리세스를 포함할 수 있다. 탑포일(140)의 리세스는 지지부재(130)에 형성된 슬롯(131)의 외경쪽 일단과 중첩되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서 지지부재(130)에 형성된 슬롯(131)을 통해 유동하는 냉각 기체는, 슬롯(131)의 외경쪽 개방부를 통해 유출될 수 있다. 상술한 바와 같이 지지부재(130)에 형성된 슬롯(131)의 양단은 모두 개방부를 형성함으로써 냉각 기체의 원활한 유동을 확보하고, 이를 통해 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 탑포일(140)에 형성되는 슬롯(141)의 양단에도 개방부가 형성될 수 있다. 앞서 설명한 것처럼, 탑포일(140)의 슬롯 형성부는 반경방향으로 연장되어 외경측 및 내경측으로 돌출되는 형상을 가질 수 있고, 슬롯 형성부에 형성되는 슬롯(141)의 양단은 상기 외경측 및 내경 측으로 돌출된 부분에 위치함으로써, 탑포일(140)의 슬롯(141)은 탑포일(140)의 적층과 무관하게 상하부가 개방되는 형태로 형성될 수 있다.
탑포일(140)의 슬롯(141)의 개방부는 냉각 기체의 유입구 및 유출구가 됨으로써 본 발명의 포일 스러스트 베어링의 냉각 효율을 향상시키는 역할을 한다. 구체적으로, 냉각 기체는 베어링의 내경부에서 베어링의 외경부를 향하여 유동하게 된다. 따라서 탑포일(140)에 형성된 슬롯(141)의 내경 쪽 개방부를 통해 냉각 기체가 유입되고, 외경 쪽 개방부를 통해 냉각 기체가 유출되게 된다. 이를 통해 냉각 기체의 유동이 활발하게 이루어져 본 발명의 포일 스러스트 베어링의 냉각 효과가 향상될 수 있다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포일 스러스트 베어링의 베이스 플레이트(110), 지지부재(130) 및 탑포일(140)에 형성된 복수의 슬롯(111, 131, 141)은 서로 어긋나도록 배치될 수 있다. 이를 통하여 슬롯(111, 131, 141)을 따라 유동하는 냉각 기체와 슬롯(111, 131, 141) 상하부에 위치하는 각 구성 즉, 베이스 플레이트(110), 탄성부재(120), 지지부재(130) 및 탑포일(140) 사이의 접촉 면적을 극대화 함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11: 베이스 플레이트
12: 스프링
13: 서포트
14: 탑포일
110: 베이스 플레이트
120: 탄성부재
130: 지지부재
131: 슬롯
140, 140a, 140b: 탑포일
141, 141a, 141b: 슬롯
150: 하우징
160: 스러스트 러너

Claims (6)

  1. 회전체의 축방향 하중을 지지하기 위한 포일 스러스트 베어링으로서,
    중심에 중공을 가지는 원형으로 형성된 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트와 중첩되면서 상기 베이스 플레이트의 원주 방향으로 서로 이격되어 설치되는 복수의 탑포일;
    상기 베이스 플레이트와 상기 복수의 탑포일 각각의 사이에 설치되어 상기 복수의 탑포일의 설치 높이를 조절하는 지지부재; 및
    상기 지지부재에 대하여 상기 베이스 플레이트의 원주방향으로 인접하여 설치되는 탄성부재를 포함하되,
    상기 베이스 플레이트, 상기 복수의 탑포일 및 상기 지지부재에는 각각 복수의 슬롯이 형성되는, 포일 스러스트 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 슬롯은 상기 베이스 플레이트의 반경 방향을 향해 방사상으로 형성되는, 포일 스러스트 베어링.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 탑포일에 형성되는 상기 복수의 슬롯은, 인접한 다른 탑포일이 중첩되는 위치에 형성되는, 포일 스러스트 베어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 탑포일 각각은, 상기 베이스 플레이트의 반경방향으로 돌출된 연장부를 포함하고,
    상기 복수의 슬롯의 양단이 상기 연장부에 위치하는, 포일 스러스트 베어링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는, 상기 베이스 플레이트에 형성되는 상기 복수의 슬롯의 적어도 일부와 중첩되어 설치되는, 포일 스러스트 베어링.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 슬롯, 상기 지지부재에 형성된 복수의 슬롯 및 상기 복수의 탑포일 각각에 형성된 복수의 슬롯은, 상기 베이스 플레이트의 원주 방향을 따라 서로 어긋나도록 배치되는, 포일 스러스트 베어링.
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