KR20100135984A - 고열발생 회전축용 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고열이 발생하는 회전축의 지지장치에 관한 것이다.

이는 특히, 고열이 발생하는 회전축을 지지하여 열에 상관없이 회전축을 회전시킬 수 있도록 물에 의한 수냉각과 공기에 의한 공랭을 동시에 수행할 수 있도록 하는 것이다.

이에 따라서, 베어링이 눌러 붙음으로 인하여 발생되는 회전불량 및 소음발생을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

압축판, 베어링커버, 수냉각커버, 공간형성블럭

Description

고열발생 회전축용 지지장치{Device for supporting heat generator rotation shaft}

본 발명은 고열이 발생하는 회전축을 지지하여 열에 상관없이 회전축을 회전시킬 수 있도록 물에 의한 수냉각과 공기에 의한 공랭을 동시에 수행할 수 있도록 하는 고열발생 회전축용 지지장치에 관한 것이다.

종래에는, 이러한 종류의 액체운송용펌프에는 회전축의 씰부에 글랜드패킹(gland packing)이나 기계적인씰(mechanical seal)을 갖춘 원시펌프가 일반적으로 사용되고 있다.

그러나, 일반적인 종래의 원심펌프를 예를들면 가압식여과기로 액체를 이송하는 펌프로서 사용하면 펌프회전축의 씰(seal)부가 밀폐가능 등의 악화를 초래하는 것을 알고 있다.

여기서, 여과기로의 펌핑액이 회전축의 밀폐가능의 현저한 열화를 초래하는 전기도금액, 금속표면처리액등인 경우를 예로들어 설명한다.

또한, 본 명세서에 있어서는 펌프회전축의 씰부 가운데 글랜드패킹(gland packing)에의 한 씰부를 회전축액봉부라고 칭하며 기계적인 밀폐에 의한 씰부를 회 전축밀봉부라고 칭하며 상기한 양자를 회전축 씰(seal)부라고 총칭한다.

또한, 펌프회전축의 축받이케이스의 안쪽에 설치된 베어링 및(혹은) 축받이베어링에의 한 회전축의 축받이부를 축지지부라고 칭한다.

그래서, 회전축 씰(seal)부를 가진 원심펌프에 있어서 고온성, 고부식성이면서 쇳조각, 쇳가루, 수산화금속, 그외의 무기, 유기의 불순물 등의 다양한 슬러지(sludge)를 함유하는 금속도금액이나 금속표면처리액등의 펌핑에 있어서는 상기한 슬러지외에 회전축 씰(seal)부 및 축지지부로의 펌핑액으로부터의 열전달, 회전축 씰(seal)부의 회전마찰에 의한 발열 및 축지지부의 회전운동에 의한 발열에 의해 가속된 회전축 씰(seal)부 및 축지지부의 마모에 기인한 진동등이 관찰되며 이들이 상쇄해서 회전축 씰(seal)부에 간극의 발생을 일으키며 회전축 씰(seal)부의 씰기능을 악화시킨다.

이와같은 문제점을 개선하기 위하여 특허공고공보 제97-1836호에 냉각수공급순환장치가 개시되어 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 이 펌프는 펌프본체(1) 및 그 본체에 고정되며 본체 뒷쪽에 있는 축받이케이스(25)를 포함하고 본체(1)내에는 임펠러(2)가 설치되어 있으며, 축받이케이스(25)에는 베어링으로 이루어진 축지지부(26)을 끼우고 있다.

그리고, 상기 임펠러(2)는 펌프회전축(4)에 고정되고 지지되고, 상기 회전축(4)는 축지지부(26)에 의해 회전가능하게 지지되며, 상기 임펠러(2)의 뒤판에는 압력을 균등하게 하는 밸런스구멍(3)이 설치되어 있고, 상기 축받이케이스(25)내에는 냉각수케이스(5)가 설치되어 있으면서 그 케이스(5)에는 회전축(4)가 관통하는 부분을 남기고 본체(1)을 밀폐하도록 본체(1)에 고정되는 구성으로 이루어 진다.

또한, 상기 냉각수케이스(5)에는 냉각수실(6) 및 그 내측의 글랜드패킹(gland packing)설치부(10a)가 이중으로 형성되어 있으며, 글랜드패킹(gland packing)(10)은 그 설치부(10a)에 끼워져 있으며, 회전축(4)를 둘러싸고 있다.

더하여, 상기 냉각수케이스(5)에는 글랜드패킹(gland packing)느름구(11)을 관통시키며 누름구(11)에는 글랜드패킹(gland packing)(10)에 근접하여 위치하며 회전축(4)를 둘러싸는 냉각수를 통하기 위한 냉각용환상수홈(13a)가 설치되어 있으며, 더욱이 환상수홈의 회전축(4)를 둘러싼 냉각수회수용의 회수용환상수홈(14)가설치되어 있다.

계속하여, 상기 축지지부(26)의 내측에는 회전축(4)를 둘러싼 오일씰(26a)가 설치되고, 상기 냉각용환상수혼(13)과 글랜드패킹(gland packing)(10)과의 사이의 벽에는 회전축(4)에 대해 간극(21)을 가지며, 상기 냉각용환상수홈(13)과 회수용환상수홈(14)와의 사이의 벽에는 회전축(4)에 대해 간극(22)를 가지고, 회수용환상수홈(14)의 대기측의 벽은 회전축(4)에 대해 간극(23)을 가진다.

그리고, 상기 냉각수실(6)에는 냉각수의 유입구(7) 및 유출구(8)이 형성되어 있으며, 글랜드패킹(gland packing)누름구(11)에는 냉각용환상수홈(13)에 대한 냉각수의 유입구(12) 및 유출구(18)이 설치되어 있음과 동시에 회수용환수홈(14)에 대해서 수류출구(19)가 설치되어 있고, 상기 냉각수실(6)의 유울구(8)과 냉각용환상수홈(13)의 유입구(12)등이 수류도출관(9)에 의해 접속되어 있다.

더욱이, 상기 축받이케이스(25)의 저부는 냉각수회수홈부(27)의 상태로 형성 되며 이것에 대해 수류출구(28)을 형성하고 있으며, 상기 본체(1) 및 측받이케이스(25)의 외부에 적은 수량의 용수량의 냉각수(35)를 비축하는 저수조(34) 및 양수량이 적은 소형의 순환펌프(36)이 설치되어 있으며, 저수조(34)의 하부와 펌프(36)의 흡입구가 흡입도관(37)에서 접속되며, 펌프(36)의 토출부가 급수도관(38)에서 상기한 냉각수실(6)의 유입구(7)에 접속되는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 냉각수공급순환장치를 갖는 회전축 씰부는, 물에 의해서만 냉각되어 그 냉각효과가 저하됨은 물론 베어링은 직접 냉각할 수 없는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 고열이 발생하는 회전축 및 이를 지지하여 회전토록 설치되는 베어링을 냉각시켜 베어링이 눌러 붙음으로 인하여 발생되는 회전불량 및 소음발생을 방지할 수 있도록 하고, 회전축을 지지하여 용이하게 회전하도록 설치되는 구조물의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하며, 냉각성능의 자유로운 조절이 가능하도록 하는 고열발생 회전축용 지지장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 회전축의 둘레에 설치되는 베어링커버와 상기 베어링커2버의 일측에 설치되는 수냉각커버가 연결설치되며, 상기 베어링커버의 일측에 복수의 공기유동공이 형성되고, 상기 수냉각커버의 내측에 저장탱크와 연결되는 유입공 및 배출공이 각각 구비되며, 상기 베어링커버의 내측에 구비되는 위치결정턱을 통하여 베어링이 분할 설치되고, 수냉각커버를 회전축에 지지하여 용이하게 회전토록 하는 가스켓이 더 구비되는 구성으로 이루어진 고열발생 회전축용 지지장치를 제공한다.

한편, 본 발명은, 베어링커버와 수냉각커버를 통하여 지지되는 회전축은 공간을 형성하면서 그 외경측이 상호 밀착되는 공간형성블럭과 회전축의 회전시 공간의 내측에서 동시에 회전되면서 그 내측에 충진되는 유체를 압축하여 온도를 상승토록 설치되는 압축판의 조립구조로 이루어진 압축기가 더 장착되는 고열발생 회전 축용 지지장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 고열이 발생하는 회전축 및 이를 지지하여 회전토록 설치되는 베어링을 냉각시켜 베어링이 눌러 붙음으로 인하여 발생되는 회전불량 및 소음발생을 방지하고, 회전축을 지지하여 용이하게 회전하도록 설치되는 구조물의 신뢰성을 향상시키며, 냉각성능의 자유로운 조절이 가능한 효과가 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 고열발생 회전축용 지지장치를 도시한 단면도이고, 도3a,b는 본 발명에 따른 지지장치의 수냉각커버를 도시한 사시도 및 단면도이며, 도4a,b는 본 발명에 따른 지지장치의 베어링커버를 도시한 사시도 및 단면도이고, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고열발생 회전축용 지지장치를 도시한 사시도이다.

본 발명은, 회전축(100)의 둘레에 설치되는 베어링커버(210)와 상기 베어링커버(210)의 일측에 상호 대응되어 밀착토록 수냉각커버(250)가 연결설치된다.

그리고, 상기 베어링커버(210)의 일측에 복수의 내부까지 관통되는 복수의 공기유동공(213)이 형성된다.

더하여, 상기 베어링커버(210)의 내측에 구비되는 위치결정턱(215)을 통하여 베어링(270)이 분할될 때 클램프(275)로서 회전축(100)의 일측에 위치결정되어 지지된다.

상기 수냉각커버(250)는, 상기 회전축(100)에 지지하여 용이하게 회전토록 내경측에 가스켓(255)을 통하여 연결된다.

그리고, 상기 수냉각커버(250)는, 그 내측에 저장탱크(300)와 연결되는 유입공(251) 및 배출공(253)이 각각 구비된다.

더하여, 상기 수냉각커버(250)는, 그 일측에 베어링커버(210)의 내경측에 밀착되는 걸림턱(257)이 돌출된다.

한편, 상기 회전축(100)에는 일방향 방향성을 제공하도록 요철이나 날개중에서 선택되는 유로형성부(107)가 더 구비된다.

다른 한편, 상기 베어링커버(210)와 수냉각커버(250)를 통하여 지지되는 회전축(100)은 공간(S)을 형성하면서 그 외경측이 상호 밀착되는 공간형성블럭(310)과 회전축(100)의 회전시 공간의 내측에서 동시에 회전되면서 그 내측에 충진되는 유체를 압축하여 온도를 상승토록 설치되는 압축판(330)의 조립구조로 이루어진 압축기(300)가 더 구비되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도5에서 도시한 바와같이, 회전축(100)의 둘레에 설치되는 베어링커버(210)와 상기 베어링커버(210)의 일측에 상호 대응되어 밀착토록 수냉각커버(250)가 연결설치되어 회전축(100)을 지지토록 한다.

이때, 상기 회전축(100)의 베어링커버(210)의 내측에 설치되는 하나 이상의 베어링(270)을 통하여 용이하게 회전시키도록 한다.

그리고, 상기 회전축(100)은 고열이 발생되는 지역에 설치되어 회전될 때 회전축을 통하여 열이 전달되어 이를 지지하는 베어링(270)의 눌러 붙음 현상이 발생하게 되나 본 발명에서는 베어링커버(210)에 설치되는 공기유동공(213)을 통하여 공기가 유동되는 공랭식 방식에 의해 베어링(250)을 냉각토록 하여 이러한 현상을 방지하게 된다.

또한, 상기 베어링커버(210)의 일측에 설치되는 수냉각커버(250)역시 그 내측에 형성되는 공간상에 저장탱크(300)의 냉각수가 유입되어 공간상에 노출되는 회전축(100)을 직접냉각토록 함으로써 회전축(100)의 열전달에 의해 베어링(270)이 눌러 붙는 현상을 방지하게 된다.

이때, 상기 수냉각커버(250)는 그 내측에 결합되는 가스켓(255)을 통하여 회전축(100)이 용이하게 회전토록 됨은 물론 그 연결부에서 물이 누설되는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 회전축(100)에는 일방향으로 방향성을 제공하도록 요철이나 날개중에서 선택되는 유로형성부(107)가 더 구비되는 구성으로 회전축(100)의 회전시 일측에 형성되는 공기유동공(213)을 통해 유입되는 공기가 베어링(270)의 냉각 후 다른 공기유동공(213)을 통하여 신속하게 배출되는 강재 순환방법에 의해 냉각효과를 높이게 된다.

다른 한편, 상기 베어링커버(210)와 수냉각커버(250)를 통하여 지지되는 회전축(100)은 공간(S)을 형성하면서 그 외경측이 상호 밀착되는 공간형성블럭(310) 과 회전축(100)의 회전시 공간의 내측에서 동시에 회전되면서 그 내측에 충진되는 유체를 압축하여 온도를 상승토록 설치되는 압축판(330)의 조립구조로 이루어진 압축기(300)가 더 연결될 수 있다.

이때, 상기 압축기(300)를 통하여 회전축(100)에 전달되는 열은 베어링커버(210)의 공냉식 방식과 수냉각커버(250)의 수냉식 방식에 의해 용이하게 열전달하게 되어 베어링의 눌러 붙음에 의한 회전불량을 방지하게 되는 것이다.

도1은 종래의 냉각수 공급장치를 도시한 요부 단면도이다.

도2는 본 발명에 따른 고열발생 회전축용 지지장치를 도시한 단면도이다.

도3a,b는 본 발명에 따른 지지장치의 수냉각커버를 도시한 사시도 및 단면도이다.

도4a,b는 본 발명에 따른 지지장치의 베어링커버를 도시한 사시도 및 단면도이다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고열발생 회전축용 지지장치를 도시한 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...회전축 210...베어링커버

213...공기유동공 215...위치결정턱

250...수냉각커버 255...가스켓

270...베어링

Claims (4)

1. 외부로 부터 열이 전달되는 회전축(100)의 둘레에 베어링커버(210)와 상기 베어링커버(210)의 일측에 상호 대응되어 밀착토록 수냉각커버(250)가 연결설치되고,

   상기 베어링커버(210)는, 내부까지 관통되는 복수의 공기유동공(213)이 형성되고, 그 내측에 하나 이상의 베어링(270)이 장착되며,

   상기 수냉각커버(250)는, 상기 회전축(100)에 지지되어 용이하게 회전토록 내경측에 가스켓(255)을 통하여 연결되면서 그 내측에 저장탱크(300)와 연결되는 유입공(251) 및 배출공(253)이 각각 구비되는 구성으로 이루어진 고열발생 회전축용 지지장치
2. 제1항에 있어서, 상기 회전축(100)은, 일방향으로 향하는 방향성을 제공하도록 요철이나 날개중에서 선택되는 유로형성부(107)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고열발생 회전축용 지지장치
3. 제1항에 있어서, 상기 회전축은, 공간(S)을 형성하면서 그 외경측이 상호 밀착되는 공간형성블럭(310)과 회전축(100)의 회전시 공간의 내측에서 동시에 회전되면서 그 내측에 충진되는 유체를 압축하여 온도를 상승토록 설치되는 압축판(330)의 조립구조로 이루어진 압축기(300)가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 고열발생 회전축용 지지장치
4. 제1항에 있어서, 상기 베어링커버(210)는, 그 내측에 구비되는 위치결정턱(215)을 통하여 하나 이상의 베어링(270)이 분할될 때 클램프(275)로서 회전축(100)의 일측에 위치결정되어 지지되는 것을 특징으로 하는 고열발생 회전축용 지지장치

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