KR102651421B1 - Rocket engine pump integrated with an electric motor - Google Patents

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KR102651421B1
KR102651421B1 KR1020210162730A KR20210162730A KR102651421B1 KR 102651421 B1 KR102651421 B1 KR 102651421B1 KR 1020210162730 A KR1020210162730 A KR 1020210162730A KR 20210162730 A KR20210162730 A KR 20210162730A KR 102651421 B1 KR102651421 B1 KR 102651421B1
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center shaft
electric motor
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류근
이호원
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한양대학교 에리카산학협력단
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    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type

Abstract

전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프가 제공된다. 상기 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프는, 하우징; 상기 하우징 내부에 일 방향으로 구비되는 회전체; 상기 하우징 내부에 구비되며, 상기 회전체에 일체로 축 결합되는 전기 모터; 및 상기 전기 모터의 전, 후방측 회전체에 복수 개 장착되어, 상기 회전체의 회전을 지지하는 유체 베어링을 포함할 수 있다.A rocket engine pump with an integrated electric motor is provided. The electric motor-integrated rocket engine pump includes a housing; a rotating body provided in one direction inside the housing; an electric motor provided inside the housing and integrally axially coupled to the rotating body; and a plurality of fluid bearings mounted on the front and rear rotating bodies of the electric motor to support rotation of the rotating bodies.

Description

전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프{Rocket engine pump integrated with an electric motor}Rocket engine pump integrated with an electric motor}

본 발명은 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프에 관련된 것으로 보다 구체적으로는, 구조가 간단하고 부품의 수가 적어 제작 및 설계가 용이한, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프에 관련된 것이다.The present invention relates to a rocket engine pump integrated with an electric motor, and more specifically, to a rocket engine pump integrated with an electric motor, which has a simple structure and a small number of parts, making it easy to manufacture and design.

액체 추진 로켓 엔진으로 널리 사용되고 있는 터보 펌프식 엔진은 가스 발생기의 고온 가스를 이용하여 고압의 액체 연료 및 액체 산화제를 주 연소기에 보내 추진력을 얻는다.Turbopump engines, which are widely used as liquid propulsion rocket engines, use high-temperature gas from a gas generator to send high-pressure liquid fuel and liquid oxidizer to the main combustor to obtain propulsion.

종래 기술에 따른 우주 발사체 터보 펌프 중 일례는 산화제(액체 산소) 펌프와 연료 펌프-터빈 조립체가 커플링으로 연결되어 있는 구조를 가진다. 여기서, 산화제 펌프와 연료 펌프-터빈 조립체는 각각 두 개의 볼 베어링으로 지지된다.One example of a space launch vehicle turbopump according to the prior art has a structure in which an oxidant (liquid oxygen) pump and a fuel pump-turbine assembly are connected by a coupling. Here, the oxidizer pump and fuel pump-turbine assembly are each supported by two ball bearings.

이러한 종래 기술에 따른 터보 펌프는 회전축의 인듀서와 임펠러의 양쪽에 각각 볼 베어링이 삽입되어 고정되는 구조를 가진다.The turbo pump according to the prior art has a structure in which ball bearings are inserted and fixed on both sides of the inducer and the impeller of the rotating shaft, respectively.

종래 기술에 따르면, 터보 펌프의 볼 베어링은 사용 수명 및 내구성 문제로 인하여 로켓 운용 후 재사용이 어려운 한계를 가지고 있어, 재사용 우주 발사체에 적용하기에는 한계를 가지고 있다.According to the prior art, the ball bearing of the turbo pump has limitations that make it difficult to reuse it after rocket operation due to service life and durability issues, and thus has limitations in its application to reusable space launch vehicles.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 구조가 간단하고 부품의 수가 적어 제작 및 설계가 용이한, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프를 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a rocket engine pump integrated with an electric motor that is easy to manufacture and design with a simple structure and a small number of parts.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to those described above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프를 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a rocket engine pump integrated with an electric motor.

일 실시 예에 따르면, 상기 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프는, 하우징; 상기 하우징 내부에 일 방향으로 구비되는 회전체; 상기 하우징 내부에 구비되며, 상기 회전체에 일체로 축 결합되는 전기 모터; 및 상기 전기 모터의 전, 후방측 회전체에 복수 개 장착되어, 상기 회전체의 회전을 지지하는 유체 베어링을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the electric motor integrated rocket engine pump includes a housing; a rotating body provided in one direction inside the housing; an electric motor provided inside the housing and integrally axially coupled to the rotating body; and a plurality of fluid bearings mounted on the front and rear rotating bodies of the electric motor to support rotation of the rotating bodies.

일 실시 예에 따르면, 상기 회전체는, 일 방향으로 연장되는 센터 샤프트; 상기 센터 샤프트의 외주면에 원주 방향으로 마련되는 영구자석; 상기 외주면에 원주 방향으로 영구자석이 마련되어 있는 센터 샤프트를 길이 방향으로 케이싱하는 저널; 및 상기 저널의 길이 방향 선단에 연결되며 상기 저널의 길이 방향 선단으로 돌출되는 상기 센터 샤프트의 외주면에 마련되는 임펠러를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the rotating body includes a center shaft extending in one direction; Permanent magnets provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the center shaft; A journal for casing a center shaft in the longitudinal direction on which permanent magnets are provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface; And it may include an impeller provided on the outer peripheral surface of the center shaft, which is connected to the longitudinal end of the journal and protrudes toward the longitudinal end of the journal.

일 실시 예에 따르면, 상기 하우징은 상기 회전체의 길이 방향으로 차례로 결합되는 제1 하우징, 제2 하우징 및 제3 하우징을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the housing may include a first housing, a second housing, and a third housing that are sequentially coupled in the longitudinal direction of the rotating body.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 하우징은 상기 임펠러 및 상기 복수 개의 유체 베어링 중에서 상기 저널의 길이 방향 선단 외주면에 마련되는 어느 하나의 유체 베어링을 케이싱하며, 상기 어느 하나의 유체 베어링에 윤활 유체를 공급하기 위한 제1 유로를 가지되, 상기 어느 하나의 유체 베어링은 유체 저널 베어링일 수 있다.According to one embodiment, the first housing casing any one of the impeller and the plurality of fluid bearings provided on the outer peripheral surface of the longitudinal end of the journal, and supplies lubricating fluid to the one fluid bearing. It has a first flow path for, and one of the fluid bearings may be a fluid journal bearing.

일 실시 예에 따르면, 제1 씰 부재를 더 포함하되, 상기 제1 씰 부재는 상기 제1 하우징 내부에서 상기 임펠러의 전, 후방측 및 상기 어느 하나의 유체 베어링의 전, 후방측 각각 배치될 수 있다.According to one embodiment, it further includes a first seal member, wherein the first seal member may be disposed inside the first housing on front and rear sides of the impeller and on front and rear sides of the one fluid bearing, respectively. there is.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징의 후단에 결합되되, 상기 전기 모터 및 상기 복수 개의 유체 베어링 중에서 상기 저널의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크의 전방 측과 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링을 케이싱하며, 상기 전기 모터를 냉각시키기 위한 냉각 유로 및 상기 어느 하나의 유체 베어링에 윤활 유체를 공급하기 위한 제2 유로를 가지되, 상기 어느 하나의 유체 베어링은 유체 스러스트 베어링일 수 있다.According to one embodiment, the second housing is coupled to the rear end of the first housing, and includes a front side of a thrust disk provided radially outward from the longitudinal rear end of the journal among the electric motor and the plurality of fluid bearings. Casing one of the fluid bearings provided in a facing form, having a cooling passage for cooling the electric motor and a second passage for supplying a lubricating fluid to the one of the fluid bearings, wherein the one of the fluids The bearing may be a fluid thrust bearing.

일 실시 예에 따르면, 제2 씰 부재를 더 포함하되, 상기 제2 씰 부재는 상기 제2 하우징 내부에서 상기 스러스트 디스크의 전방 측과 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링의 전방 측에 배치될 수 있다.According to one embodiment, it further includes a second seal member, wherein the second seal member is disposed on the front side of one of the fluid bearings provided in a shape facing the front side of the thrust disk inside the second housing. It can be.

일 실시 예에 따르면, 제3 하우징은 상기 제2 하우징의 후단에 결합되되, 상기 저널의 길이 방향 후단, 상기 복수 개의 유체 베어링 중에서 상기 저널의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크의 후방 측과 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링 및 상기 어느 하나의 유체 베어링 후방에서 상기 저널의 길이 방향 후단 외주면에 마련되는 다른 하나의 유체 베어링을 케이싱하며, 상기 어느 하나의 유체 베어링 및 다른 하나의 유체 베어링에 윤활 유체를 공급하기 위한 제3 유로를 가지되, 상기 어느 하나의 유체 베어링은 유체 스러스트 베어링이고, 상기 다른 하나의 유체 베어링은 유체 저널 베어링일 수 있다.According to one embodiment, the third housing is coupled to the rear end of the second housing, the rear end of the longitudinal rear end of the journal, and the rear of the thrust disk provided radially outward from the longitudinal rear end of the journal among the plurality of fluid bearings. Casing one fluid bearing provided in a form facing the side and another fluid bearing provided on the longitudinal rear outer peripheral surface of the journal at the rear of the one fluid bearing, the one fluid bearing and the other fluid bearing It has a third flow path for supplying lubricating fluid to the fluid bearing, wherein one fluid bearing may be a fluid thrust bearing and the other fluid bearing may be a fluid journal bearing.

일 실시 예에 따르면, 제3 씰 부재를 더 포함하되, 상기 제3 씰 부재는 상기 제3 하우징 내부에서 상기 스러스트 디스크의 후방 측과 마주하는 형태로 마련되는 상기 어느 하나의 유체 베어링의 후방 측 및 상기 다른 하나의 유체 베어링의 전, 후방측에 각각 배치될 수 있다.According to one embodiment, it further includes a third seal member, wherein the third seal member is provided in a shape facing the rear side of the thrust disk inside the third housing, and a rear side of the fluid bearing and It may be disposed on the front and rear sides of the other fluid bearing, respectively.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수 개의 유체 베어링은 두 개의 유체 저널 베어링 및 두 개의 유체 스러스트 베어링을 포함하며, 상기 두 개의 유체 저널 베어링 중 어느 하나는 상기 회전체의 길이 방향 선단 외주면에 마련되고, 다른 하나는 상기 회전체의 길이 방향 후단 외주면에 마련되며, 상기 두 개의 유체 스러스트 베어링은 상기 회전체의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크의 양 측면과 각각 마주하는 형태로 마련될 수 있다.According to one embodiment, the plurality of fluid bearings include two fluid journal bearings and two fluid thrust bearings, one of the two fluid journal bearings is provided on the outer peripheral surface of the longitudinal end of the rotating body, and the other One is provided on the outer peripheral surface of the longitudinal rear end of the rotating body, and the two fluid thrust bearings may be provided in a form that faces both sides of a thrust disk provided radially outward from the longitudinal rear end of the rotating body. .

일 실시 예에 따르면, 상기 회전체는, 상기 센터 샤프트의 외주면에 원주 방향으로 마련되는 영구자석의 길이 방향 양단을 각각 캡핑하는 제1 사이드 캡 및 제2 사이드 캡; 상기 임펠러의 선단에 연결되며, 상기 임펠러의 선단으로 돌출되는 상기 센터 샤프트의 외주면에 마련되는 인듀서; 및 상기 인듀서의 전방에서 상기 센터 샤프트의 길이 방향 선단 외주면에 체결되는 너트를 더 포함하되, 서로 가 결합되는 상기 센터 샤프트, 영구자석, 저널, 임펠러, 제1 사이드 캡, 제2 사이드 캡 및 인듀서는 상기 너트에 의해 일체로 조립될 수 있다.According to one embodiment, the rotating body includes: a first side cap and a second side cap respectively capping both ends in the longitudinal direction of a permanent magnet provided on the outer peripheral surface of the center shaft in the circumferential direction; an inducer connected to the tip of the impeller and provided on the outer peripheral surface of the center shaft protruding from the tip of the impeller; And it further includes a nut fastened to the outer peripheral surface of the longitudinal end of the center shaft in front of the inducer, wherein the center shaft, permanent magnet, journal, impeller, first side cap, second side cap, and in are coupled to each other. The deducer can be assembled integrally with the nut.

일 실시 예에 따르면, 상기 센터 샤프트의 길이 방향 외주면 일측에는 상기 제2 사이드 캡의 길이 방향 이동을 저지하는 저지 디스크가 반경 방향 외측으로 돌출될 수 있다.According to one embodiment, a stopping disk that prevents movement of the second side cap in the longitudinal direction may protrude outward in the radial direction on one side of the longitudinal outer peripheral surface of the center shaft.

일 실시 예에 따르면, 상기 센터 샤프트는 길이 방향 일측에 원주 방향으로 단턱을 가지며, 상기 단턱은 상기 센터 샤프트의 외주면에 길이 방향으로 결합되는 상기 제1 사이드 캡의 이동을 저지하되, 상기 너트에 의해 상기 센터 샤프트, 영구자석, 저널, 임펠러, 제1 사이드 캡, 제2 사이드 캡 및 인듀서가 최종 조립되는 경우, 상기 제1 사이드 캡과 상기 단턱 사이에는 누적 공차로 인한 갭이 발생될 수 있다.According to one embodiment, the center shaft has a step in the circumferential direction on one side in the longitudinal direction, and the step prevents movement of the first side cap coupled to the outer peripheral surface of the center shaft in the longitudinal direction by the nut. When the center shaft, permanent magnet, journal, impeller, first side cap, second side cap, and inducer are finally assembled, a gap may occur between the first side cap and the step due to accumulated tolerance.

일 실시 예에 따르면, 상기 센터 샤프트의 직경은 상기 저널의 직경보다 작되, 상기 센터 샤프트의 길이 방향 후단 외경은 상기 저널의 내경에 밀착될 수 있다.According to one embodiment, the diameter of the center shaft is smaller than the diameter of the journal, and the outer diameter of the longitudinal rear end of the center shaft may be in close contact with the inner diameter of the journal.

일 실시 예에 따르면, 상기 센터 샤프트는 상기 저널의 내경보다 상대적으로 작은 외경을 가지며, 상기 영구자석, 제1 사이드 캡 및 제2 사이드 캡이 체결되어 있는 상기 센터 샤프트의 일측 부분을 제외한 부분과 상기 저널 사이는 비어 있을 수 있다.According to one embodiment, the center shaft has an outer diameter that is relatively smaller than the inner diameter of the journal, and a portion excluding one side of the center shaft to which the permanent magnet, the first side cap, and the second side cap are fastened, and the Spaces between journals may be empty.

본 발명의 실시 예에 따르면, 하우징; 상기 하우징 내부에 일 방향으로 구비되는 회전체; 상기 하우징 내부에 구비되며, 상기 회전체에 일체로 축 결합되는 전기 모터; 및 상기 전기 모터의 전, 후방측 회전체에 복수 개 장착되어, 상기 회전체의 회전을 지지하는 유체 베어링을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a housing; a rotating body provided in one direction inside the housing; an electric motor provided inside the housing and integrally axially coupled to the rotating body; and a plurality of fluid bearings mounted on the front and rear rotating bodies of the electric motor to support rotation of the rotating bodies.

이에 따라, 구조가 간단하고 부품의 수가 적어 제작 및 설계가 용이한, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프가 제공될 수 있다.Accordingly, a rocket engine pump integrated with an electric motor can be provided, which has a simple structure and a small number of parts, making it easy to manufacture and design.

본 발명의 실시 예에 따르면, 로켓 엔진의 구조를 단순화할 수 있을 뿐 아니라 발사 중량을 줄이고 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, not only can the structure of a rocket engine be simplified, but also the launch weight can be reduced and energy efficiency can be increased.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 회전체가 복수 개의 유체 베어링에 의해 안정적으로 지지됨에 따라, 재사용 우주 발사체에 사용 가능할 정도의 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since the rotating body is stably supported by a plurality of fluid bearings, high reliability enough to be used in a reusable space launch vehicle can be secured.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체가 조립되는 순서를 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체에서, 제1 사이드 캡과 센서 샤프트의 결합 관계를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체의 선단부 결합 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체의 후단부 결합 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이다.1 is a cross-sectional view showing a rocket engine pump integrated with an electric motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded view of Figure 1.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the rotating body of an electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a reference diagram for explaining the order in which the rotating body of the electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention is assembled.
Figure 5 is a partial enlarged view for explaining the coupling relationship between the first side cap and the sensor shaft in the rotating body of the electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a partial enlarged view for explaining the coupling structure of the tip of the rotating body of the electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a partial enlarged view for explaining the rear end coupling structure of the rotating body of the electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the shape and size are exaggerated for effective explanation of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Additionally, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as “include” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. Additionally, in this specification, “connection” is used to mean both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if a detailed description of a related known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 분해도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체가 조립되는 순서를 설명하기 위한 참고도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체에서, 제1 사이드 캡과 센서 샤프트의 결합 관계를 설명하기 위한 부분 확대도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체의 선단부 결합 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프의 회전체의 후단부 결합 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rocket engine pump integrated with an electric motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded view of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram of a rocket engine pump integrated with an electric motor according to an embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view showing the whole, and Figure 4 is a reference diagram for explaining the order in which the rotating body of the electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention is assembled, and Figure 5 is an electric motor according to an embodiment of the present invention. In the rotating body of the motor-integrated rocket engine pump, it is a partial enlarged view for explaining the coupling relationship between the first side cap and the sensor shaft, and Figure 6 is a partial enlarged view of the rotating body of the electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention. It is a partially enlarged view for explaining the front end coupling structure, and Figure 7 is a partially enlarged view for explaining the rear end coupling structure of the rotating body of the electric motor-integrated rocket engine pump according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(100)는 하우징(110), 회전체(120), 전기 모터(130) 및 유체 베어링(140)을 포함하여 형성될 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the electric motor integrated rocket engine pump 100 according to an embodiment of the present invention includes a housing 110, a rotating body 120, an electric motor 130, and a fluid bearing 140. ) can be formed including.

하우징(110)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(110)의 외관을 이룬다. 상기 회전체(120), 전기 모터(130) 및 유체 베어링(140)은 이러한 하우징(110)의 내부에 수용되어, 이에 의해 외부 환경으로부터 보호될 수 있다. 이를 위해, 하우징(110)의 내부는 중공으로 이루어질 수 있다.The housing 110 forms the exterior of the electric motor-integrated rocket engine pump 110 according to an embodiment of the present invention. The rotating body 120, the electric motor 130, and the fluid bearing 140 are accommodated inside the housing 110, thereby allowing them to be protected from the external environment. For this purpose, the interior of the housing 110 may be hollow.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 하우징(110)은 제1 하우징(111), 제2 하우징(112) 및 제3 하우징(113)을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the housing 110 may include a first housing 111, a second housing 112, and a third housing 113.

상기 제1 하우징(111), 제2 하우징(112) 및 제3 하우징(113)은 회전체(120)를 기준으로, 회전체(120)의 길이 방향으로 차례로 결합될 수 있다. 회전체(120)의 길이 방향 선단 부분은 제1 하우징(111)에 의해 케이싱되고, 회전체(120)의 길이 방향 후단 부분은 제3 하우징(113)에 의해 케이싱되며, 상기 전기 모터(130)가 일체로 축 결합되는 회전체(120)의 중심 부분은 상기 제2 하우징(112)에 의해 케이싱될 수 있다.The first housing 111, the second housing 112, and the third housing 113 may be sequentially coupled in the longitudinal direction of the rotating body 120 with respect to the rotating body 120. The longitudinal front end of the rotating body 120 is cased by the first housing 111, and the longitudinal rear end of the rotating body 120 is cased by the third housing 113, and the electric motor 130 The central portion of the rotating body 120, which is integrally axially coupled, may be cased by the second housing 112.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 하우징(111)은 길이 방향 선단과 후단이 개방되어 있으며, 내부에는 개방된 길이 방향 선단 및 후단과 연통되는 중공이 길이 방향으로 마련될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first housing 111 has open longitudinal front and rear ends, and a hollow communicating with the open longitudinal front and rear ends may be provided in the longitudinal direction.

이러한 제1 하우징(111)은 후술되는 회전체(120)의 임펠러(124)를 케이싱할 수 있다. 또한, 상기 제1 하우징(111)은 상기 회전체(120)의 회전을 지지하기 위해 구비되는 복수 개의 유체 베어링(140) 중에서 후술되는 저널(123)의 길이 방향 선단 외주면에 마련되는 어느 하나의 유체 베어링(140)을 지지할 수 있다.This first housing 111 may casing the impeller 124 of the rotating body 120, which will be described later. In addition, the first housing 111 is one of the plurality of fluid bearings 140 provided to support the rotation of the rotating body 120, provided on the outer peripheral surface of the longitudinal end of the journal 123, which will be described later. The bearing 140 can be supported.

이때, 상기 어느 하나의 유체 베어링(140)은 상기 회전체(120)의 외주면에 링 결합되는 형태로 장착되는 유체 저널 베어링(141)일 수 있는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.At this time, the one fluid bearing 140 may be a fluid journal bearing 141 mounted in a ring-coupled form on the outer peripheral surface of the rotating body 120, which will be described in more detail below.

한편, 제1 하우징(111)은 상기 유체 저널 베어링(141)에 윤활 유체를 공급하기 위한 제1 유로(111a)를 가질 수 있다.Meanwhile, the first housing 111 may have a first flow path 111a for supplying lubricating fluid to the fluid journal bearing 141.

여기서, 상기 윤활 유체는 후술되는 임펠러(124)를 통해 유입되어 고압 펌핑된 작동 유체일 수 있다. 이때, 상기 고압 펌핑된 작동 유체의 일부는 연소실에 채워지면서 로켓 엔진의 추진 동력으로 제공되며, 다른 일부는 유체 베어링(140) 측으로 공급되어 유체 베어링(140)을 윤활시키는 윤활 유체로 사용되고, 나머지는 전기 모터(130)를 냉각시키기 위한 냉각 유체로 사용될 수 있다.Here, the lubricating fluid may be a working fluid introduced through an impeller 124, which will be described later, and pumped at high pressure. At this time, part of the high-pressure pumped working fluid is filled in the combustion chamber and provided as propulsion power for the rocket engine, another part is supplied to the fluid bearing 140 and used as a lubricating fluid to lubricate the fluid bearing 140, and the remainder is supplied to the fluid bearing 140. It can be used as a cooling fluid to cool the electric motor 130.

이러한 작동 유체는 액체산소(LOX) 및 연료를 포함할 수 있으며, 상기 액체산소 및 연료는 작동 유체, 윤활 유체 및 냉각 유체로서 기능할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(100)는 액체산소(LOX) 또는 연료 펌프로 적용될 수 있다.This working fluid may include liquid oxygen (LOX) and fuel, and the liquid oxygen and fuel may function as a working fluid, a lubricating fluid, and a cooling fluid. Accordingly, the electric motor-integrated rocket engine pump 100 according to an embodiment of the present invention may be applied as a liquid oxygen (LOX) or fuel pump.

한편, 상기 제1 유로(111a)는 윤활 유체의 이동 통로를 제공할 수 있다. 이러한 제1 유로(111a)는 제1 하우징(111)의 내부에 마련되며, 그 길이 방향 일측 단부는 제1 하우징(111)의 내부 중공과 연통될 수 있다.Meanwhile, the first flow path 111a may provide a passage for lubricating fluid to move. This first flow path 111a is provided inside the first housing 111, and one end in the longitudinal direction may communicate with the inner hollow of the first housing 111.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 하우징(111)의 내부 중공에서 제1 유로(111a)의 길이 방향 일측 단부 측에는 상기 유체 저널 베어링(141)이 배치될 수 있으며, 이에 따라, 제1 유로(111a)를 통하여 이동되는 윤활 유체는 유체 저널 베어링(141)에 공급될 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the fluid journal bearing 141 may be disposed on one end of the longitudinal direction of the first passage 111a in the inner hollow of the first housing 111, and accordingly, Lubricating fluid moving through the first flow path 111a may be supplied to the fluid journal bearing 141.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 하우징(112)은 제1 하우징(111)의 후단에 결합될 수 있다. 제2 하우징(112)은 제1 하우징(111)과 마찬가지로, 길이 방향 선단과 후단이 개방되어 있으며, 내부에는 개방된 길이 방향 선단 및 후단과 연통되는 중공이 길이 방향으로 마련될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second housing 112 may be coupled to the rear end of the first housing 111. Like the first housing 111, the second housing 112 has open longitudinal front and rear ends, and a hollow communicating with the open longitudinal front and rear ends may be provided in the longitudinal direction.

상기 제1 하우징(111)의 후단에 제2 하우징(112)이 결합되는 경우, 제2 하우징(112)의 내부에 마련되는 중공은 제1 하우징(111)의 내부에 마련되는 중공과 일 방향으로 단일 유로를 이룰 수 있다.When the second housing 112 is coupled to the rear end of the first housing 111, the hollow provided inside the second housing 112 is aligned in one direction with the hollow provided inside the first housing 111. A single euro can be achieved.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 회전체(120)는 제2 하우징(112)의 내부에 마련되는 중공과 제1 하우징(111)의 내부에 마련되는 중공이 이루는 단일 유로에 장착될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the rotating body 120 may be mounted in a single flow path formed by a hollow provided inside the second housing 112 and a hollow provided inside the first housing 111. .

제2 하우징(112)은 회전체(120)의 중심 부분을 케이싱할 수 있다. 이에 따라, 제2 하우징(112)은 회전체(120)의 길이 방향 일측에 일체로 축 결합되어 있는 전기 모터(130)를 케이싱할 수 있다.The second housing 112 may casing the central portion of the rotating body 120. Accordingly, the second housing 112 can casing the electric motor 130 that is integrally axially coupled to one side of the rotating body 120 in the longitudinal direction.

또한, 제2 하우징(112)은 회전체(120)의 회전을 지지하기 위해 구비되는 복수 개의 유체 베어링(140) 중에서 후술되는 저널(123)의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 형태로 구비되는 스러스트 디스크(123a)의 전방 측과 대향되게 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링(140)을 지지할 수 있다.In addition, the second housing 112 is provided in a form that extends radially outward from the longitudinal rear end of the journal 123, which will be described later, among a plurality of fluid bearings 140 provided to support the rotation of the rotating body 120. It is possible to support any one fluid bearing 140 that is provided in a form that faces the front side of the thrust disk 123a.

이때, 상기 어느 하나의 유체 베어링(140)은 상기 회전체(120)의 축 방향 하중을 지지하는 유체 스러스트 베어링(142)일 수 있는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.At this time, the one fluid bearing 140 may be a fluid thrust bearing 142 that supports the axial load of the rotating body 120, which will be described in more detail below.

한편, 제2 하우징(112)은 상기 유체 스러스트 베어링(142)에 윤활 유체를 공급하기 위한 제2 유로(112a)를 가질 수 있다.Meanwhile, the second housing 112 may have a second flow path 112a for supplying lubricating fluid to the fluid thrust bearing 142.

상기 제2 유로(112a)는 윤활 유체의 이동 통로를 제공할 수 있다. 이러한 제2 유로(112a)는 제2 하우징(112)의 내부에 마련되며, 그 길이 방향 일측 단부는 제2 하우징(112)의 내부 중공과 연통될 수 있다.The second flow path 112a may provide a passage for lubricating fluid to move. This second flow path 112a is provided inside the second housing 112, and one end in the longitudinal direction may communicate with the inner hollow of the second housing 112.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 유로(112a)의 길이 방향 일측 단부는 제2 하우징(112)의 내부 중공의 길이 방향 후단 측으로 형성될 수 있다. 제2 하우징(112)의 내부 중공의 길이 방향 후단 측에는 유체 스러스트 베어링(142)이 배치될 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, one longitudinal end of the second flow path 112a may be formed toward the longitudinal rear end of the internal hollow of the second housing 112. A fluid thrust bearing 142 may be disposed at the longitudinal rear end of the internal hollow of the second housing 112.

이에 따라, 제2 유로(112a)를 통하여 이동되는 윤활 유체는 유체 스러스트 베어링(142)에 공급되어, 유체 스러스트 베어링(142)을 윤활할 수 있다.Accordingly, the lubricating fluid moving through the second flow path 112a may be supplied to the fluid thrust bearing 142 to lubricate the fluid thrust bearing 142.

또한, 제2 하우징(112)은 냉각 유로(112b)를 더 가질 수 있다. 냉각 유로(112b)는 제2 하우징(112)의 내부에 구비될 수 있다. 냉각 유로(112b)는 전기 모터(130)를 냉각시키기 위한 냉각 유체의 이동 통로를 제공할 수 있다.Additionally, the second housing 112 may further have a cooling passage 112b. The cooling passage 112b may be provided inside the second housing 112. The cooling passage 112b may provide a passage for cooling fluid to cool the electric motor 130.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 냉각 유로(112b)는 전기 모터(130)의 냉각 효율을 향상시키기 위해, 전기 모터(130)의 외주면을 감싸는 형태로, 제2 하우징(112)의 내부에 구비될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cooling passage 112b is provided inside the second housing 112 in a form that surrounds the outer peripheral surface of the electric motor 130 in order to improve the cooling efficiency of the electric motor 130. It can be.

전술한 바와 같이, 상기 제2 유로(112a)를 통하여 이동되는 윤활 유체 및 상기 냉각 유로(112b)를 통하여 이동되는 냉각 유체는 임펠러(124)에 의해 유입되어 고압 펌핑된 작동 유체일 수 있다.As described above, the lubricating fluid moving through the second flow path 112a and the cooling fluid moving through the cooling flow path 112b may be working fluid introduced by the impeller 124 and pumped at high pressure.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제3 하우징(113)은 제2 하우징(112)의 후단에 결합될 수 있다. 제3 하우징(113)은 개방된 길이 방향 선단을 가지는 반면, 폐쇄된 길이 방향 후단을 가질 수 있다. 제3 하우징(113)의 내부에는 개방된 길이 방향 선단과 연통되는 중공이 길이 방향으로 마련될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the third housing 113 may be coupled to the rear end of the second housing 112. The third housing 113 may have an open longitudinal front end, while it may have a closed longitudinal rear end. Inside the third housing 113, a hollow communicating with the open longitudinal end may be provided in the longitudinal direction.

제1 하우징(111), 제2 하우징(112) 및 제3 하우징(113)이 길이 방향으로 차례로 결합되는 경우, 제1 하우징(111)의 내부 중공, 제2 하우징(112)의 내부 중공 및 제3 하우징(113)의 내부 중공은 일 방향으로 단일 유로를 이룰 수 있다.When the first housing 111, the second housing 112, and the third housing 113 are sequentially coupled in the longitudinal direction, the inner hollow of the first housing 111, the inner hollow of the second housing 112, and the third housing 113 3 The internal hollow of the housing 113 may form a single flow path in one direction.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 회전체(120)는, 제1 하우징(111)의 내부 중공, 제2 하우징(112)의 내부 중공 및 제3 하우징(113)의 내부 중공이 이루는 단일 유로에 장착되어, 제1 하우징(111), 제2 하우징(112) 및 제3 하우징(113)으로 이루어진 하우징(110)에 의해 외부 환경으로부터 보호될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the rotating body 120 is connected to a single flow path formed by the inner hollow of the first housing 111, the inner hollow of the second housing 112, and the inner hollow of the third housing 113. It can be installed and protected from the external environment by the housing 110 consisting of the first housing 111, the second housing 112, and the third housing 113.

제3 하우징(113)은 회전체(120)의 후단 부분을 케이싱할 수 있다. 또한, 제3 하우징(113)은 회전체(120)의 회전을 지지하기 위해 구비되는 복수 개의 유체 베어링(140) 중에서 후술되는 저널(123)의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크(123a)의 후방 측과 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링(140)을 지지할 수 있다.The third housing 113 may casing the rear end portion of the rotating body 120. In addition, the third housing 113 includes a thrust disk ( It can support any one fluid bearing 140 provided in a form facing the rear side of 123a).

그리고 제3 하우징(113)은 회전체(120)의 회전을 지지하기 위해 구비되는 복수 개의 유체 베어링(140) 중, 상기 어느 하나의 유체 베어링(140) 후방에서 후술되는 저널(123)의 길이 방향 후단 외주면에 마련되는 다른 하나의 유체 베어링(140)을 케이싱할 수 있다.And the third housing 113 is located in the longitudinal direction of the journal 123, which will be described later, from the rear of any one of the plurality of fluid bearings 140 provided to support the rotation of the rotating body 120. Another fluid bearing 140 provided on the outer peripheral surface of the rear end can be cased.

이때, 상기 어느 하나의 유체 베어링(140)은 상기 회전체(120)의 축 방향 하중을 지지하는 유체 스러스트 베어링(142)일 수 있다.At this time, the one fluid bearing 140 may be a fluid thrust bearing 142 that supports the axial load of the rotating body 120.

또한, 상기 다른 하나의 유체 베어링(140)은 상기 회전체(120)의 외주면에 링 결합되는 형태로 장착되는 유체 저널 베어링(141)일 수 있는데, 이들에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.Additionally, the other fluid bearing 140 may be a fluid journal bearing 141 mounted in a ring-coupled form on the outer peripheral surface of the rotating body 120, which will be described in more detail below.

한편, 제3 하우징(113)은 상기 유체 스러스트 베어링(142) 및 유체 저널 베어링(141)에 윤활 유체를 공급하기 위한 제3 유로(113a)를 가질 수 있다.Meanwhile, the third housing 113 may have a third flow path 113a for supplying lubricating fluid to the fluid thrust bearing 142 and the fluid journal bearing 141.

상기 제3 유로(113a)는 윤활 유체의 이동 통로를 제공할 수 있다. 이러한 제3 유로(113a)는 제3 하우징(113a)의 내부에 마련될 수 있다. 이때, 제3 유로(113a)의 길이 방향 단부는 양 갈래로 분기될 수 있다. 양 갈래로 분기된 제3 유로(113a)의 길이 방향 단부는 제3 하우징(113)의 내부 중공과 연통될 수 있다.The third flow path 113a may provide a passage for lubricating fluid to move. This third flow path 113a may be provided inside the third housing 113a. At this time, the longitudinal end of the third flow path 113a may be bifurcated. The longitudinal end of the bifurcated third flow passage 113a may communicate with the inner hollow of the third housing 113.

양 갈래로 분기된 제3 유로(113a)의 일측 단부 측에는 유체 스러스트 베어링(142)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 제3 유로(113a)의 일측 단부를 통하여 이동되는 윤활 유체는 유체 스러스트 베어링(142)에 공급되어, 유체 스러스트 베어링(142)을 윤활할 수 있다.A fluid thrust bearing 142 may be disposed at one end of the third flow path 113a branched into two branches. Accordingly, the lubricating fluid moving through one end of the third flow path 113a may be supplied to the fluid thrust bearing 142 to lubricate the fluid thrust bearing 142.

또한, 양 갈래로 분기된 제3 유로(113a)의 타측 단부 측에는 유체 저널 베어링(141)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 제3 유로(113a)의 타측 단부를 통하여 이동되는 윤활 유체는 유체 저널 베어링(141)에 공급되어, 유체 저널 베어링(141)을 윤활할 수 있다.Additionally, a fluid journal bearing 141 may be disposed on the other end of the third flow path 113a branched into two branches. Accordingly, the lubricating fluid moving through the other end of the third flow path 113a may be supplied to the fluid journal bearing 141 to lubricate the fluid journal bearing 141.

계속해서 도 1 및 도 2를 참조하면, 회전체(120)는 하우징(110) 내부에 일 방향으로 구비될 수 있다. 회전체(120)의 길이 방향 선단 부분은 제1 하우징(111)에 의해 케이싱되고, 길이 방향 후단 부분은 제3 하우징(113)에 의해 케이싱되며, 중심 부분은 제2 하우징(112)에 의해 케이싱될 수 있다.Continuing to refer to FIGS. 1 and 2 , the rotating body 120 may be provided in one direction inside the housing 110 . The longitudinal front end of the rotating body 120 is cased by the first housing 111, the longitudinal rear end is cased by the third housing 113, and the central portion is cased by the second housing 112. It can be.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체(120)는 센터 샤프트(121), 영구자석(122), 저널(123), 임펠러(124), 제1 사이드 캡(125), 제2 사이드 캡(126), 인듀서(127) 및 너트(128)로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 3, the rotating body 120 according to an embodiment of the present invention includes a center shaft 121, a permanent magnet 122, a journal 123, an impeller 124, a first side cap 125, It may be composed of a second side cap 126, an inducer 127, and a nut 128.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체(120)를 조립하기 위하여, 먼저, 센터 샤프트(121)의 외주면에 제2 사이드 캡(126) 및 영구자석(122)을 차례로 체결할 수 있다. 그 다음, 길이 방향 일단이 제2 사이드 캡(126)에 의해 캡핑되어 있는 영구자석(122)의 길이 방향 타단을 캡핑하기 위하여, 센터 샤프트(121)의 외주면에 제1 사이드 캡(125)이 체결되어, 영구자석(122)의 길이 방향 타단을 캡핑할 수 있다.Referring to FIG. 4, in order to assemble the rotating body 120 according to an embodiment of the present invention, first, the second side cap 126 and the permanent magnet 122 are sequentially fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121. can do. Next, the first side cap 125 is fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121 in order to cap the other longitudinal end of the permanent magnet 122, the longitudinal end of which is capped by the second side cap 126. Thus, the other longitudinal end of the permanent magnet 122 can be capped.

그 다음, 저널(123)을 통하여, 외주면에 제2 사이드 캡(126), 영구자석(122) 및 제1 사이드 캡(125)이 체결되어 있는 센터 샤프트(121)를 길이 방향으로 케이싱할 수 있다.Next, the center shaft 121, on which the second side cap 126, permanent magnet 122, and first side cap 125 are fastened to the outer peripheral surface, can be cased in the longitudinal direction through the journal 123. .

그 다음, 길이 방향이 저널(123)에 의해 케이싱된 센터 샤프트(121)에서 외부로 노출되는 센터 샤프트(121)의 길이 방향 선단 외주면에 임펠러(124) 및 인듀서(127)를 차례로 체결할 수 있다. 이때, 센터 샤프트(121), 영구자석(122), 저널(123), 임펠러(124), 제1 사이드 캡(125), 제2 사이드 캡(126) 및 인듀서(127)은 서로 가 결합 상태일 수 있다.Next, the impeller 124 and the inducer 127 can be sequentially fastened to the outer peripheral surface of the longitudinal end of the center shaft 121 exposed to the outside in the center shaft 121 whose longitudinal direction is cased by the journal 123. there is. At this time, the center shaft 121, permanent magnet 122, journal 123, impeller 124, first side cap 125, second side cap 126, and inducer 127 are temporarily coupled to each other. It can be.

이에, 마지막으로, 센터 샤프트(121)의 길이 방향 선단 외주면에 너트(128)를 체결하면, 센터 샤프트(121), 영구자석(122), 저널(123), 임펠러(124), 제1 사이드 캡(125), 제2 사이드 캡(126) 및 인듀서(127)가 일체로 조립되어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체(120)를 이룰 수 있다.Accordingly, finally, when the nut 128 is fastened to the outer peripheral surface of the longitudinal end of the center shaft 121, the center shaft 121, the permanent magnet 122, the journal 123, the impeller 124, and the first side cap. (125), the second side cap 126, and the inducer 127 can be assembled into one body to form the rotating body 120 according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 센터 샤프트(121)는 일 방향으로 연장될 수 있다. 센터 샤프트(121)의 외주면에는 상기 영구자석(122), 저널(123), 임펠러(124), 제1 사이드 캡(125), 제2 사이드 캡(126), 인듀서(127) 및 너트(128)가 체결될 수 있다.3 to 5, the center shaft 121 may extend in one direction. On the outer peripheral surface of the center shaft 121, the permanent magnet 122, journal 123, impeller 124, first side cap 125, second side cap 126, inducer 127, and nut 128 ) can be concluded.

즉, 센터 샤프트(121)는 상기 영구자석(122), 저널(123), 임펠러(124), 제1 사이드 캡(125), 제2 사이드 캡(126), 인듀서(127) 및 너트(128)의 장착 공간을 제공할 수 있다.That is, the center shaft 121 includes the permanent magnet 122, journal 123, impeller 124, first side cap 125, second side cap 126, inducer 127, and nut 128. ) can provide a mounting space of .

이때, 저널(123)에 의해 케이싱되는 센터 샤프트(121)의 길이 방향 선단은 저널(123)의 선단보다 더 돌출될 수 있다.At this time, the longitudinal end of the center shaft 121 cased by the journal 123 may protrude further than the end of the journal 123.

전술한 바와 같이, 회전체(120) 조립 시, 최초, 센터 샤프트(121)의 외주면에는 제2 사이드 캡(126)이 체결될 수 있다. 이때, 센터 샤프트(121)의 외주면에 제2 사이드 캡(126)의 체결 위치가 정해지도록, 센터 샤프트(121)의 길이 방향 외주면 일측에는 저지 디스크(121a)가 구비될 수 있다.As described above, when assembling the rotating body 120, the second side cap 126 may first be fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121. At this time, a stopping disk 121a may be provided on one side of the longitudinal outer peripheral surface of the center shaft 121 so that the fastening position of the second side cap 126 is determined on the outer peripheral surface of the center shaft 121.

상기 저지 디스크(121a)는 센터 샤프트(121)의 길이 방향 외주면 일측에서 반경 방향 외측으로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 상기 저지 디스크(121a)는 원반 형태로 구비될 수 있다.The stopping disk 121a may protrude outward in the radial direction from one side of the longitudinal outer peripheral surface of the center shaft 121. For example, the stopping disk 121a may be provided in a disk shape.

센터 샤프트(121)의 외주면에 제2 사이드 캡(126)이 슬라이딩되면서 체결될 때, 슬라이딩되는 상기 제2 사이드 캡(126)은 상기 저지 디스크(121a)와 충돌될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 사이드 캡(126)의 이동은 상기 저지 디스크(121a)에 의해 저지될 수 있다.When the second side cap 126 is slidably fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121, the sliding second side cap 126 may collide with the stopping disk 121a. Accordingly, movement of the second side cap 126 may be prevented by the stopping disk 121a.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 사이드 캡(126)은 상기 저지 디스크(121a)와 전후 방향으로 밀착된 형태로 센터 샤프트(121)의 외주면에 장착될 수 있다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, the second side cap 126 may be mounted on the outer peripheral surface of the center shaft 121 in close contact with the jersey disk 121a in the front-back direction.

또한, 센터 샤프트(121)는 길이 방향 일측에 원주 방향으로 단턱(121b)을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 센터 샤프트(121)의 길이 방향 일측과 타측은 서로 다른 직경을 가질 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 직경을 가지는 길이 방향 일측과 타측이 만나는 부분에는 단턱(121b)이 형성될 수 있다.Additionally, the center shaft 121 may have a step 121b in the circumferential direction on one side in the longitudinal direction. According to an embodiment of the present invention, one side and the other side of the center shaft 121 in the longitudinal direction may have different diameters. Accordingly, a step 121b may be formed at a portion where one longitudinal side and the other side having different diameters meet.

단턱(121b)은 센터 샤프트(121)의 외주면에 길이 방향으로 체결되는 제1 사이드 캡(125)의 이동을 저지할 수 있다. 이때, 너트(128)에 의해 센터 샤프트(121), 영구자석(122), 저널(123), 임펠러(124), 제1 사이드 캡(125), 제2 사이드 캡(126) 및 인듀서(127)가 최종 조립되는 경우, 제1 사이드 캡(125)과 단턱(121b) 사이에는 누적 공차로 인한 갭(G)이 발생될 수 있다.The step 121b may prevent the movement of the first side cap 125, which is longitudinally fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121. At this time, the center shaft 121, the permanent magnet 122, the journal 123, the impeller 124, the first side cap 125, the second side cap 126, and the inducer 127 are formed by the nut 128. ) is final assembled, a gap G may be generated between the first side cap 125 and the step 121b due to accumulated tolerance.

한편, 도시된 바와 같이, 센터 샤프트(121)의 직경은 저널(123)의 직경보다 작을 수 있다. 이에 따라, 센터 샤프트(121)가 저널(123)에 의해 길이 방향으로 케이싱되는 경우, 센터 샤프트(121)의 외경과 저널(123)의 내경 사이는 빈 공간으로 남게 된다. 이 경우, 센터 샤프트(121)의 길이 방향 선단의 자세는 센터 샤프트(121)의 외주면에 체결되며, 저널(123)의 내경에 밀착되는 영구자석(122), 제1 사이드 캡(125) 및 제2 사이드 캡(126)에 의해 유지될 수 있다.Meanwhile, as shown, the diameter of the center shaft 121 may be smaller than the diameter of the journal 123. Accordingly, when the center shaft 121 is cased in the longitudinal direction by the journal 123, an empty space remains between the outer diameter of the center shaft 121 and the inner diameter of the journal 123. In this case, the attitude of the longitudinal end of the center shaft 121 is fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121, and the permanent magnet 122, the first side cap 125, and the first side cap 125 are in close contact with the inner diameter of the journal 123. 2 It can be maintained by the side cap 126.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 센터 샤프트(121)의 길이 방향 후단 외경은 저널(123)의 내경에 밀착될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the outer diameter of the longitudinal rear end of the center shaft 121 may be in close contact with the inner diameter of the journal 123.

이와 같이, 저널(123) 내부에서의 센터 샤프트(121)의 자세는 저널(123)의 내경에 밀착되는 영구자석(122), 제1 사이드 캡(125) 및 제2 사이드 캡(126) 및 저널(123)의 내경에 밀착되는 길이 방향 후단의 구조에 의해 안정적으로 유지될 수 있다.In this way, the posture of the center shaft 121 inside the journal 123 is determined by the permanent magnet 122, the first side cap 125, the second side cap 126, and the journal in close contact with the inner diameter of the journal 123. It can be stably maintained by the structure of the longitudinal rear end in close contact with the inner diameter of (123).

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 센터 샤프트(121)의 길이 방향 후단이 가장 큰 직경을 가질 수 있다.That is, according to one embodiment of the present invention, the longitudinal rear end of the center shaft 121 may have the largest diameter.

영구자석(122)은 센터 샤프트(121)의 외주면에 원주 방향으로 마련될 수 있다. 회전체(120) 조립 시, 영구자석(122)은 제2 사이드 캡(126)이 센터 샤프트(121)의 외주면에 체결된 후, 센터 샤프트(121)의 외주면에 체결될 수 있으며, 그 후, 제1 사이드 캡(125)에 의해 캡핑될 수 있다. 즉, 영구자석(122)은 제1 사이드 캡(125)과 제2 사이드 캡(126)에 의해 센터 샤프트(121)의 외주면에 고정될 수 있다.The permanent magnet 122 may be provided on the outer peripheral surface of the center shaft 121 in the circumferential direction. When assembling the rotating body 120, the permanent magnet 122 may be fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121 after the second side cap 126 is fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121, and then, It may be capped by the first side cap 125. That is, the permanent magnet 122 may be fixed to the outer peripheral surface of the center shaft 121 by the first side cap 125 and the second side cap 126.

저널(123)은 외주면에 원주 방향으로 영구자석(122)이 마련되어 있는 센터 샤프트(121)를 길이 방향으로 케이싱할 수 있다. 이를 위해, 저널(123)은 속이 빈 원통으로 구비될 수 있다.The journal 123 may casing the center shaft 121 in the longitudinal direction, on which permanent magnets 122 are provided on the outer peripheral surface in the circumferential direction. For this purpose, the journal 123 may be provided as a hollow cylinder.

이때, 저널(123)은 센터 샤프트(121)의 외경보다 상대적으로 큰 내경을 가질 수 있다. 이에 따라, 저널(123)의 내부에 센터 샤프트(121)가 삽입되더라도 저널(123)과 센터 샤프트(121) 사이에는 빈 공간이 존재하게 된다.At this time, the journal 123 may have an inner diameter that is relatively larger than the outer diameter of the center shaft 121. Accordingly, even if the center shaft 121 is inserted into the journal 123, an empty space exists between the journal 123 and the center shaft 121.

이와 같이, 저널(123)의 내경이 센터 샤프트(121)의 외경보다 상대적으로 크기 때문에, 센터 샤프트(121)의 외주면에 영구자석(122), 제1 사이드 캡(125) 및 제2 사이드 캡(126)의 체결이 가능할 수 있으며, 저널(123)은 이들 모두를 케이싱할 수 있다.In this way, since the inner diameter of the journal 123 is relatively larger than the outer diameter of the center shaft 121, the permanent magnet 122, the first side cap 125, and the second side cap ( 126) may be fastened, and the journal 123 may casing them all.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 저널(123)은 센터 샤프트(121)보다 짧은 길이를 가질 수 있다. 이에 따라, 저널(123)이 센터 샤프트(121)를 케이싱하는 경우, 센터 샤프트(121)의 선단 부분은 외부로 노출될 수 있다. 즉, 센터 샤프트(121)의 선단 부분은 저널(123)의 전방 측으로 노출될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the journal 123 may have a shorter length than the center shaft 121. Accordingly, when the journal 123 casing the center shaft 121, the tip portion of the center shaft 121 may be exposed to the outside. That is, the tip portion of the center shaft 121 may be exposed to the front side of the journal 123.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 저널(123)의 길이 방향 후단에는 스러스트 디스크(123a)가 구비될 수 있다. 상기 스러스트 디스크(123a)는 저널(123)의 반경 방향 외측으로 연장되는 형태로 구비될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a thrust disk 123a may be provided at the longitudinal rear end of the journal 123. The thrust disk 123a may be provided in a form extending outwardly in the radial direction of the journal 123.

즉, 스러스트 디스크(123a)는, 중심이 개구된 반원 형태로 구비될 수 있으며, 이러한 스러스트 디스크(123a)는 저널(123)의 외주면에 링 결합될 수 있다.That is, the thrust disk 123a may be provided in the form of a semicircle with an open center, and this thrust disk 123a may be ring-coupled to the outer peripheral surface of the journal 123.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 스러스트 디스크(123a)는 두 개의 유체 스러스트 베어링(142)과 각각 축 방향으로 대향되게 배열될 수 있으며, 이러한 유체 스러스트 베어링(142)에 의하여, 회전체(120)의 축 방향 하중이 지지될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thrust disk 123a may be arranged to face each other in the axial direction with two fluid thrust bearings 142, and by these fluid thrust bearings 142, the rotating body 120 ) axial load can be supported.

임펠러(124)는 저널(123)의 길이 방향 선단에 구비될 수 있다. 임펠러(124)는 저널(123)의 길이 방향 선단에 밀착되어, 이와 연결될 수 있다. 상기 임펠러는 저널(123)에 의해 케이싱된 센터 샤프트(121)에서 외부로 노출되는 선단 부분 외주면에 장착될 수 있다.The impeller 124 may be provided at the longitudinal end of the journal 123. The impeller 124 may be in close contact with and connected to the longitudinal end of the journal 123. The impeller may be mounted on the outer peripheral surface of the tip portion exposed to the outside of the center shaft 121 cased by the journal 123.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 센터 샤프트(121)는 전기 모터(130)의 회전축으로 작용할 뿐 아니라 임펠러(124)의 회전축으로도 작용하게 된다.As such, according to an embodiment of the present invention, the center shaft 121 not only acts as a rotation axis of the electric motor 130, but also acts as a rotation axis of the impeller 124.

이로 인해, 구조가 간단하고 부품의 수가 적어 제작 및 설계가 용이한, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(100)가 제공될 수 있다.Due to this, a rocket engine pump 100 integrated with an electric motor can be provided, which has a simple structure and a small number of parts, making it easy to manufacture and design.

한편, 제1 사이드 캡(125) 및 제2 사이드 캡(126)은 센터 샤프트(121)의 외주면에 원주 방향으로 마련되는 영구자석(122)의 길이 방향 양단을 각각 캡핑할 수 있다. 이를 위해, 제1 사이드 캡(125) 및 제2 사이드 캡(126)은 영구자석(122)을 사이에 두고 센터 샤프트(121)의 외주면에 각각 체결될 수 있다.Meanwhile, the first side cap 125 and the second side cap 126 may cap both ends in the longitudinal direction of the permanent magnet 122 provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the center shaft 121, respectively. To this end, the first side cap 125 and the second side cap 126 may be respectively fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121 with the permanent magnet 122 interposed therebetween.

센터 샤프트(121)의 외주면에 체결되는 제1 사이드 캡(125)과 제2 사이드 캡(126)은 저널(123)의 내경에 밀착될 수 있으며, 이를 통해, 센터 샤프트(121)의 자세는 안정적으로 유지될 수 있다.The first side cap 125 and the second side cap 126 fastened to the outer peripheral surface of the center shaft 121 can be in close contact with the inner diameter of the journal 123, and through this, the posture of the center shaft 121 is stable. can be maintained.

인듀서(127)는 임펠러(124)의 선단에 구비될 수 있다. 인듀서(127)는 임펠러(124)의 선단에 밀착되는 형태로 임펠러(124)와 연결될 수 있다. 인듀서(127)는 임펠러(124)의 선단으로 돌출되는 센터 샤프트(121)의 외주면에 장착될 수 있다.The inducer 127 may be provided at the tip of the impeller 124. The inducer 127 may be connected to the impeller 124 in close contact with the tip of the impeller 124. The inducer 127 may be mounted on the outer peripheral surface of the center shaft 121 protruding from the tip of the impeller 124.

너트(128)는 인듀서(127)의 전방에서 센터 샤프트(121)의 길이 방향 선단 외주면에 체결될 수 있다.The nut 128 may be fastened to the outer peripheral surface of the longitudinal end of the center shaft 121 in front of the inducer 127.

이와 같이, 센터 샤프트(121)에 너트(128)가 최종적으로 체결됨으로써, 센터 샤프트(121), 영구자석(122), 저널(123), 임펠러(124), 제1 사이드 캡(125), 제2 사이드 캡(126) 및 인듀서(127)가 일체로 조립되어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전체(120)를 이루게 된다.In this way, the nut 128 is finally fastened to the center shaft 121, thereby forming the center shaft 121, the permanent magnet 122, the journal 123, the impeller 124, the first side cap 125, and the first side cap 125. 2 The side cap 126 and the inducer 127 are integrally assembled to form the rotating body 120 according to an embodiment of the present invention.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 모터(130)는 하우징(110) 내부에 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 전기 모터(130)는 제2 하우징(112)에 의해 케이싱될 수 있다.Referring again to FIGS. 1 and 2 , the electric motor 130 may be provided inside the housing 110 . In more detail, the electric motor 130 may be cased by the second housing 112.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 전기 모터(130)는 회전체(120)에 일체로 축 결합될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the electric motor 130 may be integrally and axially coupled to the rotating body 120.

상기 전기 모터(130)는 센터 샤프트(121)를 회전시키는 회전자인 영구자석(122) 및 영구자석(122)의 둘레에 링 결합되는 형태로 구비되며 고정자 권선(131a)을 구비하는 고정자(131)를 포함할 수 있다.The electric motor 130 is provided with a permanent magnet 122, which is a rotor that rotates the center shaft 121, and a stator 131 that is coupled in a ring around the permanent magnet 122 and has a stator winding 131a. may include.

유체 베어링(140)은 회전체(120)의 회전을 지지하기 위하여, 전기 모터(130)의 전, 후방 측 회전체(120)에 복수 개 장착될 수 있다.A plurality of fluid bearings 140 may be mounted on the front and rear rotating bodies 120 of the electric motor 130 to support the rotation of the rotating body 120.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 복수 개의 유체 베어링(140)은 두 개의 유체 저널 베어링(141)과 두 개의 유체 스러스트 베어링(142)을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the plurality of fluid bearings 140 may include two fluid journal bearings 141 and two fluid thrust bearings 142.

하지만, 이는 일례일 뿐, 본 발명에서, 유체 베어링(140)의 사용 개수를 특별히 한정하는 것은 아니다.However, this is only an example, and the number of fluid bearings 140 used is not particularly limited in the present invention.

하기에서는 설명의 편의를 위하여, 유체 저널 베어링(141)과 유체 스러스트 베어링(142)이 각각 두 개씩 구비된 것을 상정하기로 한다.In the following, for convenience of explanation, it is assumed that two fluid journal bearings 141 and two fluid thrust bearings 142 are provided.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 두 개의 유체 저널 베어링(141) 중 어느 하나의 유체 저널 베어링(141)은 회전체(120)의 길이 방향 선단 외주면에 마련될 수 있다. 회전체(120)의 길이 방향 선단 외주면에 마련되는 유체 저널 베어링(141)은 제1 하우징(111)에 의해 케이싱될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one of the two fluid journal bearings 141 may be provided on the outer peripheral surface of the longitudinal end of the rotating body 120. The fluid journal bearing 141 provided on the outer peripheral surface of the longitudinal end of the rotating body 120 may be cased by the first housing 111.

이에 따라, 회전체(120)의 길이 방향 선단 외주면에 마련되는 유체 저널 베어링(141)은 제1 하우징(111)에 구비되는 제1 유로(111a)를 통하여 윤활 유체를 공급 받을 수 있다.Accordingly, the fluid journal bearing 141 provided on the outer peripheral surface of the longitudinal tip of the rotating body 120 can receive lubricating fluid through the first flow path 111a provided in the first housing 111.

또한, 두 개의 유체 저널 베어링(141) 중 다른 하나의 유체 저널 베어링(141)은 회전체(120)의 길이 방향 후단 외주면에 마련될 수 있다. 회전체(120)의 길이 방향 후단 외주면에 마련되는 유체 저널 베어링(141)은 제3 하우징(113)에 의해 케이싱될 수 있다.Additionally, the other fluid journal bearing 141 of the two fluid journal bearings 141 may be provided on the outer peripheral surface of the longitudinal rear end of the rotating body 120. The fluid journal bearing 141 provided on the outer peripheral surface of the longitudinal rear end of the rotating body 120 may be cased by the third housing 113.

이에 따라, 회전체(120)의 길이 방향 후단 외주면에 마련되는 유체 저널 베어링(141)은 제3 하우징(113)에 구비되는 제3 유로(113a)를 통하여 윤활 유체를 공급 받을 수 있다.Accordingly, the fluid journal bearing 141 provided on the outer peripheral surface of the longitudinal rear end of the rotating body 120 can receive lubricating fluid through the third flow path 113a provided in the third housing 113.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 두 개의 유체 스러스트 베어링(142)은 회전체(120), 보다 상세하게는 저널(123)의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크(123a)의 전, 후방 양 측면과 각각 마주하는 형태로 마련될 수 있다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the two fluid thrust bearings 142 are the rotating body 120, more specifically, the thrust disk 123a provided radially outward from the longitudinal rear end of the journal 123. It can be provided in a form that faces the front and rear sides, respectively.

이때, 두 개의 유체 스러스트 베어링(142) 중에서, 스러스트 디스크(123a)의 전방 측면과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)은 제2 하우징(112)에 의해 케이싱될 수 있다.At this time, among the two fluid thrust bearings 142, the fluid thrust bearing 142 provided in a form facing the front side of the thrust disk 123a may be cased by the second housing 112.

이에 따라, 스러스트 디스크(123a)의 전방 측면과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)은 제2 하우징(112)에 구비되는 제2 유로(112a)를 통하여 윤활 유체를 공급 받을 수 있다.Accordingly, the fluid thrust bearing 142 provided in a form facing the front side of the thrust disk 123a can receive lubricating fluid through the second flow path 112a provided in the second housing 112.

또한, 두 개의 유체 스러스트 베어링(142) 중에서, 스러스트 디스크(123a)의 후방 측면과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)은 제3 하우징(113)에 의해 케이싱될 수 있다.Additionally, among the two fluid thrust bearings 142, the fluid thrust bearing 142 provided in a form facing the rear side of the thrust disk 123a may be cased by the third housing 113.

이에 따라, 스러스트 디스크(123a)의 후방 측면과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)은 제3 하우징(113)에 구비되는 제3 유로(113a)를 통하여 윤활 유체를 공급 받을 수 있다.Accordingly, the fluid thrust bearing 142 provided in a form facing the rear side of the thrust disk 123a can receive lubricating fluid through the third flow path 113a provided in the third housing 113.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(100)는 씰(seal) 부재를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the electric motor-integrated rocket engine pump 100 according to an embodiment of the present invention may further include a seal member.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 씰 부재는 제1 씰 부재(151), 제2 씰 부재(152) 및 제3 씰 부재(153)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the seal member may include a first seal member 151, a second seal member 152, and a third seal member 153.

도 6을 참조하면, 제1 씰 부재(151)는 제1 하우징(111)의 내부에 장착될 수 있다. 제1 씰 부재(151)는 링 형상으로 구비되어, 작동 유체가 유입되는 임펠러(124)의 전, 후방 측인 입구면과 뒷면에 링 결합되어 작동 유체의 흐름을 조절할 수 있다.Referring to FIG. 6, the first seal member 151 may be mounted inside the first housing 111. The first seal member 151 is provided in a ring shape, and is ring-coupled with the front and rear inlet surfaces and rear surfaces of the impeller 124 through which the working fluid flows, thereby controlling the flow of the working fluid.

또한, 제1 씰 부재(151)는 유체 저널 베어링(141)의 전, 후방 측에서 저널(123)의 외주면에 링 결합될 수 있다.Additionally, the first seal member 151 may be ring-coupled to the outer peripheral surface of the journal 123 at the front and rear sides of the fluid journal bearing 141.

도 7을 참조하면, 제2 씰 부재(152)는 제2 하우징(112)의 내부에 장착될 수 있다. 제2 씰 부재(152)는 스러스트 디스크(123a)의 전방 측과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)의 전방(도면 기준 왼쪽) 측에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the second seal member 152 may be mounted inside the second housing 112 . The second seal member 152 may be disposed on the front (left side in the drawing) side of the fluid thrust bearing 142 that faces the front side of the thrust disk 123a.

구체적으로, 제2 씰 부재(152)는 링 형상으로 구비되어, 스러스트 디스크(123a)의 전방 측과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)의 전방(도면 기준 왼쪽) 측에서 저널(123)의 외주면에 링 결합될 수 있다.Specifically, the second seal member 152 is provided in a ring shape and is connected to the journal 123 on the front (left side in the drawing) side of the fluid thrust bearing 142, which is provided in a form facing the front side of the thrust disk 123a. ) can be combined with a ring on the outer circumferential surface of the ring.

계속해서, 도 7을 참조하면, 제3 씰 부재(153)는 제3 하우징(113)의 내부에 장착될 수 있다. 제3 씰 부재(153)는 스러스트 디스크(123a)의 후방 측과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)의 후방(도면 기준 오른쪽) 측에 배치될 수 있다.Continuing to refer to FIG. 7 , the third seal member 153 may be mounted inside the third housing 113. The third seal member 153 may be disposed on the rear (right side in the drawing) side of the fluid thrust bearing 142 that faces the rear side of the thrust disk 123a.

구체적으로, 제3 씰 부재(153)는 링 형상으로 구비되어, 스러스트 디스크(123a)의 후방 측과 마주하는 형태로 마련되는 유체 스러스트 베어링(142)의 후방 측에서 저널(123)의 외주면에 링 결합될 수 있다.Specifically, the third seal member 153 is provided in a ring shape, and is attached to the outer peripheral surface of the journal 123 at the rear side of the fluid thrust bearing 142, which is provided in a form facing the rear side of the thrust disk 123a. can be combined

또한, 제3 씰 부재(153)는 상기 유체 스러스트 베어링(142) 후방에서 저널(123)의 길이 방향 후단 외주면에 마련되는 유체 저널 베어링(141)의 전, 후방 측에 각각 배치될 수 있다.Additionally, the third seal member 153 may be disposed on the front and rear sides of the fluid journal bearing 141 provided on the longitudinal rear outer peripheral surface of the journal 123 at the rear of the fluid thrust bearing 142, respectively.

구체적으로, 제3 씰 부재(153)는 링 형상으로 구비되어, 상기 유체 저널 베어링(141)의 전, 후방 측 각각에서 저널(123)의 외주면에 링 결합될 수 있다.Specifically, the third seal member 153 is provided in a ring shape and can be ring-coupled to the outer peripheral surface of the journal 123 at each of the front and rear sides of the fluid journal bearing 141.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(100)는 전기 모터(130)와 일체로 이루어지며, 길이 방향으로, 복수 개의 유체 저널 베어링(141) 및 유체 스러스트 베어링(142)에 의해 지지되는 회전체(120)를 구비할 수 있다.As described above, the electric motor-integrated rocket engine pump 100 according to an embodiment of the present invention is integrated with the electric motor 130 and has a plurality of fluid journal bearings 141 and a fluid thrust bearing in the longitudinal direction. It may be provided with a rotating body 120 supported by (142).

이에 따라, 구조가 간단하고 부품의 수가 적어 제작 및 설계가 용이한, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(100)가 제공될 수 있다.Accordingly, a rocket engine pump 100 integrated with an electric motor can be provided, which has a simple structure and a small number of parts, making it easy to manufacture and design.

이러한 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프(100)가 제공되면, 로켓 엔진의 구조를 단순화할 수 있을 뿐 아니라 발사 중량을 줄이고 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.If such an electric motor-integrated rocket engine pump 100 is provided, not only can the structure of the rocket engine be simplified, but also the launch weight can be reduced and energy efficiency can be increased.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전기 모터(130)와 일체로 이루어지는 회전체(120)가 복수 개의 유체 베어링(140), 예를 들어, 유체 저널 베어링(141) 및 유체 스러스트 베어링(142)에 의해 안정적으로 지지됨에 따라, 재사용 우주 발사체에 사용 가능할 정도의 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the rotating body 120 integrated with the electric motor 130 includes a plurality of fluid bearings 140, for example, a fluid journal bearing 141 and a fluid thrust bearing 142. ), it can secure high reliability enough to be used in a reusable space launch vehicle.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments and should be interpreted in accordance with the appended claims. Additionally, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

110; 하우징 111; 제1 하우징
111a; 제1 유로 112; 제2 하우징
112a; 제2 유로 112b; 냉각 유로
113; 제3 하우징 113a; 제3 유로
120; 회전체 121; 센터 샤프트
121a; 저지 디스크 121b; 단턱
122; 영구자석 123; 저널
123a; 스러스트 디스크 124; 임펠러
125; 제1 사이드 캡 126; 제2 사이드 캡
127; 인듀서 128; 너트
130; 전기 모터 131; 고정자
131a; 고정자 권선 140; 유체 베어링
141; 유체 저널 베어링 142; 유체 스러스트 베어링
100; 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프110; housing 111; 1st housing
111a; 1st Euro 112; second housing
112a; Second Euro 112b; cooling flow path
113; third housing 113a; 3rd euro
120; Rotator 121; center shaft
121a; Jersey disc 121b; Danteok
122; permanent magnet 123; Journal
123a; thrust disk 124; impeller
125; first side cap 126; 2nd side cap
127; inducer 128; nut
130; electric motor 131; stator
131a; stator winding 140; fluid bearing
141; fluid journal bearing 142; fluid thrust bearing
100; Rocket engine pump with integrated electric motor

Claims (15)

하우징;
상기 하우징 내부에 일 방향으로 구비되는 회전체;
상기 하우징 내부에 구비되며, 상기 회전체에 일체로 축 결합되는 전기 모터; 및
상기 전기 모터의 전, 후방측 회전체에 복수 개 장착되어, 상기 회전체의 회전을 지지하는 유체 베어링;을 포함하되,
상기 회전체는,
일 방향으로 연장되는 센터 샤프트;
상기 센터 샤프트의 외주면에 원주 방향으로 마련되는 영구자석;
상기 외주면에 원주 방향으로 영구자석이 마련되어 있는 센터 샤프트를 길이 방향으로 케이싱하는 저널; 및
상기 저널의 길이 방향 선단에 연결되며 상기 저널의 길이 방향 선단으로 돌출되는 상기 센터 샤프트의 외주면에 마련되는 임펠러를 포함하며,
상기 회전체는,
상기 센터 샤프트의 외주면에 원주 방향으로 마련되는 영구자석의 길이 방향 양단을 각각 캡핑하는 제1 사이드 캡 및 제2 사이드 캡;
상기 임펠러의 선단에 연결되며, 상기 임펠러의 선단으로 돌출되는 상기 센터 샤프트의 외주면에 마련되는 인듀서; 및
상기 인듀서의 전방에서 상기 센터 샤프트의 길이 방향 선단 외주면에 체결되는 너트를 더 포함하되,
서로 가 결합되는 상기 센터 샤프트, 영구자석, 저널, 임펠러, 제1 사이드 캡, 제2 사이드 캡 및 인듀서는 상기 너트에 의해 일체로 조립되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
housing;
a rotating body provided in one direction inside the housing;
an electric motor provided inside the housing and integrally axially coupled to the rotating body; and
A plurality of fluid bearings are mounted on the front and rear rotating bodies of the electric motor and support the rotation of the rotating bodies,
The rotating body is,
a center shaft extending in one direction;
Permanent magnets provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the center shaft;
A journal for casing a center shaft in the longitudinal direction on which permanent magnets are provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface; and
It is connected to the longitudinal end of the journal and includes an impeller provided on the outer peripheral surface of the center shaft that protrudes from the longitudinal end of the journal,
The rotating body is,
a first side cap and a second side cap respectively capping both ends in the longitudinal direction of the permanent magnet provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the center shaft;
an inducer connected to the tip of the impeller and provided on the outer peripheral surface of the center shaft protruding from the tip of the impeller; and
It further includes a nut fastened to the outer peripheral surface of the longitudinal end of the center shaft in front of the inducer,
A rocket engine pump integrated with an electric motor, wherein the center shaft, permanent magnet, journal, impeller, first side cap, second side cap, and inducer, which are coupled to each other, are integrally assembled by the nut.
 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 회전체의 길이 방향으로 차례로 결합되는 제1 하우징, 제2 하우징 및 제3 하우징을 포함하는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to claim 1,
The housing includes a first housing, a second housing, and a third housing sequentially coupled in the longitudinal direction of the rotating body.
 제3 항에 있어서,
상기 제1 하우징은 상기 임펠러 및 상기 복수 개의 유체 베어링 중에서 상기 저널의 길이 방향 선단 외주면에 마련되는 어느 하나의 유체 베어링을 케이싱하며, 상기 어느 하나의 유체 베어링에 윤활 유체를 공급하기 위한 제1 유로를 가지되,
상기 어느 하나의 유체 베어링은 유체 저널 베어링인, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to clause 3,
The first housing casings the impeller and any one of the plurality of fluid bearings provided on the outer peripheral surface of the longitudinal end of the journal, and has a first flow path for supplying lubricating fluid to the one fluid bearing. Have it,
The electric motor-integrated rocket engine pump, wherein the one fluid bearing is a fluid journal bearing.
 제4 항에 있어서,
제1 씰 부재를 더 포함하되,
상기 제1 씰 부재는 상기 제1 하우징 내부에서 상기 임펠러의 전, 후방측 및 상기 어느 하나의 유체 베어링의 전, 후방측 각각 배치되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to clause 4,
Further comprising a first seal member,
The first seal member is disposed inside the first housing on front and rear sides of the impeller and on front and rear sides of the one fluid bearing, respectively.
 하우징;
상기 하우징 내부에 일 방향으로 구비되는 회전체;
상기 하우징 내부에 구비되며, 상기 회전체에 일체로 축 결합되는 전기 모터; 및
상기 전기 모터의 전, 후방측 회전체에 복수 개 장착되어, 상기 회전체의 회전을 지지하는 유체 베어링;을 포함하되,
상기 회전체는,
일 방향으로 연장되는 센터 샤프트;
상기 센터 샤프트의 외주면에 원주 방향으로 마련되는 영구자석;
상기 외주면에 원주 방향으로 영구자석이 마련되어 있는 센터 샤프트를 길이 방향으로 케이싱하는 저널; 및
상기 저널의 길이 방향 선단에 연결되며 상기 저널의 길이 방향 선단으로 돌출되는 상기 센터 샤프트의 외주면에 마련되는 임펠러를 포함하며,
상기 하우징은 상기 회전체의 길이 방향으로 차례로 결합되는 제1 하우징, 제2 하우징 및 제3 하우징을 포함하되,
상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징의 후단에 결합되되, 상기 전기 모터 및 상기 복수 개의 유체 베어링 중에서 상기 저널의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크의 전방 측과 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링을 케이싱하며, 상기 전기 모터를 냉각시키기 위한 냉각 유로 및 상기 어느 하나의 유체 베어링에 윤활 유체를 공급하기 위한 제2 유로를 가지되,
상기 어느 하나의 유체 베어링은 유체 스러스트 베어링인, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
housing;
a rotating body provided in one direction inside the housing;
an electric motor provided inside the housing and integrally axially coupled to the rotating body; and
A plurality of fluid bearings are mounted on the front and rear rotating bodies of the electric motor and support the rotation of the rotating bodies,
The rotating body is,
a center shaft extending in one direction;
Permanent magnets provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the center shaft;
A journal for casing a center shaft in the longitudinal direction on which permanent magnets are provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface; and
It is connected to the longitudinal end of the journal and includes an impeller provided on the outer peripheral surface of the center shaft that protrudes from the longitudinal end of the journal,
The housing includes a first housing, a second housing, and a third housing that are sequentially coupled in the longitudinal direction of the rotating body,
The second housing is coupled to the rear end of the first housing and faces the front side of the thrust disk provided radially outward from the longitudinal rear end of the journal among the electric motor and the plurality of fluid bearings. Casing one fluid bearing, and having a cooling passage for cooling the electric motor and a second passage for supplying lubricating fluid to the one fluid bearing,
The electric motor integrated rocket engine pump, wherein the one fluid bearing is a fluid thrust bearing.
 제6 항에 있어서,
제2 씰 부재를 더 포함하되,
상기 제2 씰 부재는 상기 제2 하우징 내부에서 상기 스러스트 디스크의 전방 측과 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링의 전방 측에 배치되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to clause 6,
Further comprising a second seal member,
The second seal member is disposed on the front side of one fluid bearing provided in a shape facing the front side of the thrust disk inside the second housing.
 하우징;
상기 하우징 내부에 일 방향으로 구비되는 회전체;
상기 하우징 내부에 구비되며, 상기 회전체에 일체로 축 결합되는 전기 모터; 및
상기 전기 모터의 전, 후방측 회전체에 복수 개 장착되어, 상기 회전체의 회전을 지지하는 유체 베어링;을 포함하되,
상기 회전체는,
일 방향으로 연장되는 센터 샤프트;
상기 센터 샤프트의 외주면에 원주 방향으로 마련되는 영구자석;
상기 외주면에 원주 방향으로 영구자석이 마련되어 있는 센터 샤프트를 길이 방향으로 케이싱하는 저널; 및
상기 저널의 길이 방향 선단에 연결되며 상기 저널의 길이 방향 선단으로 돌출되는 상기 센터 샤프트의 외주면에 마련되는 임펠러를 포함하며,
상기 하우징은 상기 회전체의 길이 방향으로 차례로 결합되는 제1 하우징, 제2 하우징 및 제3 하우징을 포함하되,
제3 하우징은 상기 제2 하우징의 후단에 결합되되, 상기 저널의 길이 방향 후단, 상기 복수 개의 유체 베어링 중에서 상기 저널의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크의 후방 측과 마주하는 형태로 마련되는 어느 하나의 유체 베어링 및 상기 어느 하나의 유체 베어링 후방에서 상기 저널의 길이 방향 후단 외주면에 마련되는 다른 하나의 유체 베어링을 케이싱하며, 상기 어느 하나의 유체 베어링 및 다른 하나의 유체 베어링에 윤활 유체를 공급하기 위한 제3 유로를 가지되,
상기 어느 하나의 유체 베어링은 유체 스러스트 베어링이고, 상기 다른 하나의 유체 베어링은 유체 저널 베어링인, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
housing;
a rotating body provided in one direction inside the housing;
an electric motor provided inside the housing and integrally axially coupled to the rotating body; and
A plurality of fluid bearings are mounted on the front and rear rotating bodies of the electric motor and support the rotation of the rotating bodies,
The rotating body is,
a center shaft extending in one direction;
Permanent magnets provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the center shaft;
A journal for casing a center shaft in the longitudinal direction on which permanent magnets are provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface; and
It is connected to the longitudinal end of the journal and includes an impeller provided on the outer peripheral surface of the center shaft that protrudes from the longitudinal end of the journal,
The housing includes a first housing, a second housing, and a third housing that are sequentially coupled in the longitudinal direction of the rotating body,
The third housing is coupled to the rear end of the second housing and faces the longitudinal rear end of the journal and the rear side of the thrust disk provided radially outward from the longitudinal rear end of the journal among the plurality of fluid bearings. A casing is provided for one fluid bearing and another fluid bearing provided on the outer peripheral surface of the longitudinal rear end of the journal at the rear of the one fluid bearing, and a lubricating fluid is applied to the one fluid bearing and the other fluid bearing. Have a third euro to supply,
A rocket engine pump integrated with an electric motor, wherein the one fluid bearing is a fluid thrust bearing, and the other fluid bearing is a fluid journal bearing.
 제8 항에 있어서,
제3 씰 부재를 더 포함하되,
상기 제3 씰 부재는 상기 제3 하우징 내부에서 상기 스러스트 디스크의 후방 측과 마주하는 형태로 마련되는 상기 어느 하나의 유체 베어링의 후방 측 및 상기 다른 하나의 유체 베어링의 전, 후방측에 각각 배치되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to clause 8,
Further comprising a third seal member,
The third seal member is disposed on the rear side of the one fluid bearing and the front and rear sides of the other fluid bearing, respectively, provided in a shape facing the rear side of the thrust disk inside the third housing. , rocket engine pump with integrated electric motor.
 제1 항에 있어서,
상기 복수 개의 유체 베어링은 두 개의 유체 저널 베어링 및 두 개의 유체 스러스트 베어링을 포함하며,
상기 두 개의 유체 저널 베어링 중 어느 하나는 상기 회전체의 길이 방향 선단 외주면에 마련되고, 다른 하나는 상기 회전체의 길이 방향 후단 외주면에 마련되며,
상기 두 개의 유체 스러스트 베어링은 상기 회전체의 길이 방향 후단에서 반경 방향 외측으로 구비되는 스러스트 디스크의 양 측면과 각각 마주하는 형태로 마련되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to claim 1,
The plurality of fluid bearings include two fluid journal bearings and two fluid thrust bearings,
One of the two fluid journal bearings is provided on the outer peripheral surface of the longitudinal front end of the rotating body, and the other is provided on the outer peripheral surface of the longitudinal rear end of the rotating body,
The two fluid thrust bearings are provided in a form that faces both sides of a thrust disk provided radially outward from the longitudinal rear end of the rotor.
 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 센터 샤프트의 길이 방향 외주면 일측에는 상기 제2 사이드 캡의 길이 방향 이동을 저지하는 저지 디스크가 반경 방향 외측으로 돌출되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to claim 1,
A rocket engine pump integrated with an electric motor, on one side of the longitudinal outer peripheral surface of the center shaft, a stopping disk that prevents longitudinal movement of the second side cap protrudes radially outward.
 제1 항에 있어서,
상기 센터 샤프트는 길이 방향 일측에 원주 방향으로 단턱을 가지며,
상기 단턱은 상기 센터 샤프트의 외주면에 길이 방향으로 결합되는 상기 제1 사이드 캡의 이동을 저지하되,
상기 너트에 의해 상기 센터 샤프트, 영구자석, 저널, 임펠러, 제1 사이드 캡, 제2 사이드 캡 및 인듀서가 최종 조립되는 경우, 상기 제1 사이드 캡과 상기 단턱 사이에는 누적 공차로 인한 갭이 발생되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to claim 1,
The center shaft has a step in the circumferential direction on one side in the longitudinal direction,
The step prevents movement of the first side cap longitudinally coupled to the outer peripheral surface of the center shaft,
When the center shaft, permanent magnet, journal, impeller, first side cap, second side cap, and inducer are finally assembled by the nut, a gap occurs between the first side cap and the step due to accumulated tolerance. A rocket engine pump with integrated electric motor.
 제1 항에 있어서,
상기 센터 샤프트의 직경은 상기 저널의 직경보다 작되, 상기 센터 샤프트의 길이 방향 후단 외경은 상기 저널의 내경에 밀착되는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to claim 1,
A rocket engine pump integrated with an electric motor, wherein the diameter of the center shaft is smaller than the diameter of the journal, and the outer diameter of the longitudinal rear end of the center shaft is in close contact with the inner diameter of the journal.
 제1 항에 있어서,
상기 센터 샤프트는 상기 저널의 내경보다 상대적으로 작은 외경을 가지며, 상기 영구자석, 제1 사이드 캡 및 제2 사이드 캡이 체결되어 있는 상기 센터 샤프트의 일측 부분을 제외한 부분과 상기 저널 사이는 비어 있는, 전기 모터 일체형 로켓 엔진 펌프.
According to claim 1,
The center shaft has an outer diameter that is relatively smaller than the inner diameter of the journal, and the area between the journal and a portion excluding one side of the center shaft to which the permanent magnet, the first side cap, and the second side cap are fastened is empty, Rocket engine pump with integrated electric motor.
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