KR20110044416A

KR20110044416A - 수직형 터보 블로어 및 여기에 사용되는 고속 모터

Info

Publication number: KR20110044416A
Application number: KR1020090101067A
Authority: KR
Inventors: 정규옥; 정현욱; 정진욱
Original assignee: 주식회사 에어젠
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-04-29
Also published as: WO2011049279A1; KR101089339B1

Abstract

본 발명은 구동시 발생하는 하중을 효과적으로 지지하면서 고속 모터 내부를 냉각시키도록 구성된 수직형 터보 블로어 및 여기에 사용되는 고속 모터를 제공한다. 본 발명의 수직형 터보 블로어는, ⅰ) 고정자와, 고정자의 중심에 직립 상태로 설치되며 내부를 관통하는 제1 중공을 형성하는 회전자를 포함하는 고속 모터, ⅱ) 직립 상태로 회전자의 하단에 직결되고 제1 중공과 이어지는 제2 중공을 형성하는 회전축과, 회전축의 외주면에 고정되는 임펠러를 포함하는 공기 압축부, 및 ⅲ) 회전자의 내벽과 거리를 두고 제1 중공에 위치하는 상부 지지축과, 상부 지지축과 회전자 사이에 설치되는 상부 복합 베어링과, 회전축의 내벽과 거리를 두고 제2 중공에 위치하는 하부 지지축과, 하부 지지축과 회전축 사이에 설치되는 하부 복합 베어링을 포함하는 하중 지지부를 포함한다. 상부 복합 베어링, 제1 중공, 제2 중공, 및 하부 복합 베어링을 따라 냉각된 윤활 유체가 순차적으로 공급된다.

블로어, 모터, 고정자, 회전자, 회전축, 임펠러, 복합베어링, 볼베어링, 미끄럼베어링

Description

수직형 터보 블로어 및 여기에 사용되는 고속 모터 {VERTICAL TYPE TURBO BLOWER AND HIGH SPEED MOTOR USED FOR THE SAME}

본 발명은 수직형 터보 블로어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동시 발생하는 하중을 효과적으로 지지하면서 고속 모터의 내부를 냉각시키도록 구성된 수직형 터보 블로어 및 여기에 사용되는 고속 모터에 관한 것이다.

터보 블로어는 고속 모터의 회전력을 이용하여 임펠러를 회전시키고, 임펠러의 회전력으로 공기를 가속 및 압축시켜 이를 송풍하는 기계 장치이다. 통상의 터보 블로어는 임펠러의 회전축을 고속 모터의 회전자에 직접 결합시키는 방식으로 제작된다. 그리고 수평으로 배치된 회전축의 양측 단부에 볼 베어링 또는 공기 베어링 등의 베어링을 설치하여 회전축을 지지하는 구조로 이루어진다.

이러한 터보 블로어에서, 임펠러 입구와 임펠러 출구의 압력 차이에 의해 회전축의 축 방향으로 하중이 발생하며, 임펠러와 회전축의 무게에 의해서도 하중이 발생한다. 그런데 무게에 의한 하중은 회전축의 반경 방향으로 발생하므로, 베어링은 회전축을 기준으로 회전축의 하부 영역에서만 하중을 지지할 수 있다.

따라서 종래의 터보 블로어에서는 베어링에 의한 하중 지지 작용이 효과적으 로 이루어지지 못하여 구동 안정성이 저하된다. 그리고 회전축이 길어질수록 하중에 의한 휨이 발생하여 고장의 원인이 될 수 있다.

한편, 터보 블로어에 사용되는 고속 모터는 영구자석 매입형 고속 모터일 수 있다. 이러한 고속 모터는 구동시 고정자와 회전자에서 많은 열이 발생하므로, 이 열을 신속하게 제거해야 효율을 높일 수 있다. 이를 위해 종래에는 냉각 팬과, 냉각 팬을 구동시키기 위한 별도의 모터를 장착하는 등 냉각 수단을 구비하고 있다. 그러나 이 경우 전체 구조가 복잡해지고, 소비 전력 대비 냉각 효율이 높지 않으며, 구동 소음이 커지는 등 이를 개선하기 위한 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 회전체의 전체 영역에서 구동시 발생하는 축 방향 하중과 무게에 의한 하중을 효과적으로 지지하며, 운전 영역(회전 속도)에 따라 서로 다른 특성의 베어링이 선택적으로 하중을 받도록 구성하여 구동 안정성을 높인 수직형 터보 블로어를 제공하고자 한다.

본 발명은 고속 모터 내부와 회전축 내부에 냉각된 윤활 유체가 흐르는 공간을 형성하여 비교적 간단한 구성으로 고속 모터 내부를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 수직형 터보 블로어를 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 고속 모터에서 발생하는 열을 신속하게 외부로 방출시킬 수 있는 고속 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 터보 블로어는, ⅰ) 고정자와, 고정자의 중심에 직립 상태로 설치되며 내부를 관통하는 제1 중공을 형성하는 회전자를 포함하는 고속 모터, ⅱ) 직립 상태로 회전자의 하단에 직결되고 제1 중공과 이어지는 제2 중공을 형성하는 회전축과, 회전축의 외주면에 고정되는 임펠러를 포함하는 공기 압축부, 및 ⅲ) 회전자의 내벽과 거리를 두고 제1 중공에 위치하는 상부 지지축과, 상부 지지축과 회전자 사이에 설치되는 상부 복합 베어링과, 회전축의 내벽과 거리를 두고 제2 중공에 위치하는 하부 지지축과, 하부 지지축과 회전축 사이에 설치되는 하부 복합 베어링을 포함하는 하중 지지부를 포함한다. 상부 복합 베어링, 제1 중공, 제2 중공, 및 하부 복합 베어링을 따라 냉각된 윤활 유체가 순차적으로 공급된다.

하중 지지부는 상부 지지축과 하부 지지축 사이에 설치되는 중앙 지지축을 더욱 포함할 수 있다. 고속 모터는 고정자의 외측에서 기체 통로를 사이에 두고 고정자를 둘러싸는 모터 하우징을 더욱 포함할 수 있다.

상부 복합 베어링과 하부 복합 베어링은 각각 저속 운전시 하중을 지지하는 볼 베어링과, 고속 회전시 하중을 지지하는 미끄럼 베어링을 포함할 수 있다. 미끄럼 베어링의 자체 설정 갭은 볼 베어링의 자체 설정 갭보다 클 수 있다.

미끄럼 베어링은 상부 지지축의 외주면 및 하부 지지축의 외주면에 형성되며, 상부 지지축과 하부 지지축의 축 방향에 대해 경사지게 배치된 복수의 오일 홈과 복수의 테이퍼 홈을 포함할 수 있다.

수직형 터보 블로어는 회전자의 상부에 결합되는 가압 디스크와, 가압 디스크와 거리를 두고 가압 디스크의 상부에 위치하는 상부 지지체를 더욱 포함할 수 있다. 상부 지지체는 공기 주입구를 형성하고, 구동시 공기 주입구를 통해 가압 디스크로 압축 공기가 제공되어 회전자를 아래 방향으로 가압할 수 있다.

공기 압축부는, 임펠러의 하부에 설치되며 회전축의 일부를 둘러싸 지지하는 하부 지지체를 더욱 포함할 수 있다. 하부 지지체는 임펠러에서 누설된 압축 공기를 배출하는 적어도 2개의 공기 배출구를 형성하고, 어느 하나의 공기 배출구가 공기 냉각기를 거쳐 상부 지지체의 공기 주입구와 연결될 수 있다.

수직형 터보 블로어는 하부 지지축의 하단 둘레에 결합되는 가압 피스톤을 더욱 포함할 수 있다. 하부 지지축의 내부에 공기 통로가 형성되며, 구동시 공기 통로를 통해 가압 피스톤의 상부로 압축 공기가 제공되어 가압 피스톤과 하부 지지축을 아래 방향으로 가압할 수 있다.

하부 지지체에 형성된 적어도 2개의 공기 배출구 중 다른 하나의 공기 배출구가 하부 지지축의 공기 통로와 연결되어 가압 피스톤에 압축 공기를 제공할 수 있다.

수직형 터보 블로어는, 상부 복합 베어링으로 냉각된 윤활 유체를 제공하고 하부 복합 베어링을 거쳐 배출된 윤활 유체를 회수하는 냉각 윤활부를 더욱 포함할 수 있다. 상부 지지축은 상부 복합 베어링으로 윤활 유체를 제공하기 위한 오일 통로와 하나 이상의 분사 노즐을 형성할 수 있다.

냉각 윤활부는 오일 탱크 및 오일 펌프와, 오일 펌프와 상부 지지축의 오일 통로를 연결하는 제1 오일관과, 하부 지지체에 형성된 유증기 배출구와 오일 탱크 사이에 설치되는 유증기 냉각기와, 하부 지지체에 형성된 오일 배출구와 오일 탱크 사이에 설치되는 오일 냉각기를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수직형 터보 블로어는, ⅰ) 고정자와, 고정자의 중심에 직립 상태로 설치되는 회전자와, 회전자의 하단에 위치하며 제1 중공을 형성하는 연장부를 포함하는 고속 모터, ⅱ) 직립 상태로 연장부에 직결되며 제1 중공과 이어지는 제2 중공을 형성하는 회전축과, 회전축의 외주면에 고정되는 임펠러를 포함하는 공기 압축부, 및 ⅲ) 연장부의 내벽 및 회전축의 내벽과 거리를 두고 제1 중공과 제2 중공에 걸쳐 위치하는 지지축과, 지지축의 상단에서 지지축과 연장부 사이에 설치되는 상부 복합 베어링과, 지지축의 하단에서 지지축과 회전축 사이에 설치되는 하부 복합 베어링을 포함하는 하중 지지부를 포함한다. 제1 중공, 상부 복합 베어링, 제2 중공, 및 하부 복합 베어링을 따라 냉각된 윤활 유체가 순차적으로 제공된다.

상부 복합 베어링과 하부 복합 베어링은 각각 저속 운전시 하중을 지지하는 볼 베어링과, 고속 회전시 하중을 지지하는 미끄럼 베어링을 포함하며, 미끄럼 베어링의 자체 설정 갭이 볼 베어링의 자체 설정 갭보다 클 수 있다.

미끄럼 베어링은 지지축의 상단 외주면 및 지지축의 하단 외주면에 형성되며, 지지축의 축 방향에 대해 경사지게 배치된 복수의 오일 홈과 복수의 테이퍼 홈을 포함할 수 있다.

공기 압축부는, 임펠러의 하부에 설치되며 회전축의 일부를 둘러싸 지지하는 하부 지지체를 더욱 포함할 수 있다. 지지축의 하단에 연장축이 결합되고, 지지축과 연장축은 수직 방향을 따라 내부를 관통하며 제1 중공과 이어지는 제3 중공을 형성할 수 있다.

수직형 터보 블로어는, 제3 중공을 통해 제1 중공으로 냉각된 윤활 유체를 제공하고 하부 복합 베어링을 거쳐 배출된 윤활 유체를 회수하는 냉각 윤활부를 더욱 포함할 수 있다.

냉각 윤활부는 오일 탱크 및 오일 펌프와, 오일 펌프 및 공기 냉각기와 연결되어 오일 미스트를 생성하고 이를 제3 중공으로 공급하는 오일 미스트 혼합기와, 하부 지지체에 형성된 오일 배출구와 오일 펌프 사이에 설치되는 오일 냉각기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고속 모터는, ⅰ) 중공 및 복수의 슬롯을 형성하는 철심과, 슬롯에 권선된 코일을 구비하며, 전류를 공급받아 자기력을 발생하는 고정자, ⅱ) 고정자의 중공에 공기 갭을 사이에 두고 회전 가능하게 설치되며 자기력에 의해 회전하는 회전자, 및 ⅲ) 외기와 통하는 기체 통로를 사이에 두고 고정자를 둘러싸며, 철심의 양단에 밀착되어 고정자를 지지하는 모터 하우징을 포함한다.

모터 하우징은 철심의 양단에 밀착되는 한 쌍의 내측 하우징과, 기체 통로를 사이에 두고 철심을 둘러싸는 외측 하우징과, 기체 통로를 외기와 통하게 하면서 내측 하우징과 외측 하우징을 일체로 연결하는 복수의 지지대를 포함할 수 있다.

한 쌍의 내측 하우징 각각은 고리 모양으로 형성되어 코일과 회전자를 둘러싸며, 내측 하우징의 외경은 철심의 외경과 같거나 이보다 작게 형성될 수 있다.

모터 하우징은 고정자의 상부를 둘러싸는 제1 하우징과, 고정자의 하부를 둘 러싸는 제2 하우징으로 별도 제작 후 서로 조립될 수 있으며, 제1 하우징과 제2 하우징은 결합면에 조립 단차를 형성할 수 있다.

철심은 복수의 강판이 적층 및 결합된 적층체로 구성되며, 기체 통로와 마주하는 외주면 전체에 철심의 축 방향을 따라 길게 뻗은 복수의 방열 돌기를 형성할 수 있다.

고속 모터는, 제1 하우징의 지지대와 제2 하우징의 지지대를 관통하여 제1 하우징 및 제2 하우징에 결합되며, 복수의 방열 돌기 사이에 끼워져 고정자의 외면에 밀착되는 복수의 장 볼트를 더욱 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 복합 베어링과 하부 복합 베어링을 이용하여 회전체의 전체 영역에서 구동시 발생하는 축 방향 하중과 무게에 의한 하중을 효과적으로 지지할 수 있다. 그리고 가압 디스크와 가압 피스톤에 압축 공기를 제공하여 회전체를 아래 방향으로 가압함으로써 구동시 발생하는 축 방향 하중을 적극적으로 상쇄시킬 수 있다. 따라서 회전체의 구동 안정성을 높일 수 있다.

또한, 회전체의 기동 운전시 및 정지 운전시 볼 베어링이 하중을 지지하므로, 기동 마찰 하중과 운전 마찰 하중이 낮아 동력 소모를 줄일 수 있고, 미끄럼 베어링의 마모와 손상을 억제할 수 있다. 그리고 미끄럼 베어링이 고속 회전시 하중을 지지하므로 회전시 언밸런스 등으로 인한 진동 발생을 억제할 수 있다.

또한, 고속 모터의 내부에 냉각된 윤활 유체를 제공함과 동시에 고속 모터의 방열 효율을 높임에 따라, 고속 모터의 효율과 안정성을 높이며, 장기적으로 안전 한 운전이 가능해진다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직형 터보 블로어의 단면도이다.

도 1을 참고하면, 제1 실시예의 수직형 터보 블로어(100)는 고정자(11)와 회전자(12) 및 모터 하우징(13)을 구비하는 고속 모터(10)와, 회전축(21)과 임펠러(22) 및 디퓨저 통로(23)를 구비하는 공기 압축부(20)와, 상부 지지축(31)과 상부 복합 베어링(32) 및 하부 지지축(33)과 하부 복합 베어링(34)을 구비하는 하중 지지부를 포함한다.

또한, 도 1에는 도시되지 않았으나 제1 실시예의 터보 블로어(100)는 고속 모터(10)의 내부와 회전축(21)의 내부를 냉각시킴과 동시에 상부 복합 베어링(32)과 하부 복합 베어링(34)을 윤활시키는 냉각 윤활부도 포함한다.

고속 모터(10)는 영구자석을 매입한 브러시리스 직류 모터일 수 있다. 고속 모터(10)는 고정자(11)와, 고정자(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(12)와, 고정자(11)와 결합되어 고정자(11)를 지지하는 모터 하우징(13)을 포함한다. 제1 실시예에서 고속 모터(10)는 고정자(11)와 모터 하우징(13)이 서로 밀착되지 않고, 모터 하우징(13)이 고정자(11)의 외측에서 기체 통로(14)를 사이에 두 고 고정자(11)를 둘러싸는 구조로 이루어진다.

따라서 고정자(11)에서 발생한 열은 모터 하우징(13)을 거치지 않고 기체 통로(14)의 외기와 직접 통하며, 그 결과 고속 모터(10)는 고정자(11)에서 발생한 열을 신속하게 외부로 방출시켜 방열 효율을 높일 수 있다. 고속 모터(10)의 구체적인 결합 구조와 세부 사항에 대해서는 후술한다.

회전자(12)는 고정자(11)와 공기 갭을 사이에 두고 위치하며, 고속 모터(10)는 회전자(12)의 중심축이 지면과 수직을 이루도록 배치된다. 회전자(12)는 고정자(11)보다 큰 길이로 형성된다. 회전자(12)는 수직 방향을 따라 고정자(11)의 상측 방향으로 돌출되는 상부 회전체(121)와, 고정자(11)의 내부에 위치하는 영구자석 매입부(122)와, 고정자(11)의 하측 방향으로 돌출되는 하부 회전체(123)를 포함한다.

공기 압축부(20)는 회전자(12)에 직접 결합되는 임펠러(22) 및 회전축(21)과, 임펠러(22)의 출구와 연결되는 디퓨저 통로(23)와, 디퓨저 통로(23)와 연결되는 배출 스크롤(24)과, 임펠러(22)와 회전축(21)의 하부에 설치되어 이들을 지지하는 하부 지지체(25)를 포함한다. 디퓨저 통로(23)에는 디퓨저 통로(23)의 단면적을 변화시키는 가변 디퓨저 베인(26)이 설치될 수 있다.

임펠러(22)는 하부 회전체(123)의 하단에 직접 결합된다. 회전축(21)은 임펠러(22) 내부를 관통하도록 설치되며, 회전축(21) 역시 하부 회전체(123)의 하단에 직접 결합된다. 회전축(21)은 임펠러(22)보다 큰 길이로 형성되어 회전축(21)의 하부가 임펠러(22)의 하측 방향으로 돌출된다. 회전축(21)의 하부는 하부 지지체(25) 에 둘러싸여 지지된다.

고속 모터(10)의 회전자(12)는 수직 방향을 따라 그 내부를 관통하는 제1 중공(15)을 형성한다. 회전축(21) 또한 수직 방향을 따라 그 내부를 관통하면서 제1 중공(15)과 이어지는 제2 중공(27)을 형성한다. 제1 중공(15)과 제2 중공(27)은 같은 직경으로 형성될 수 있다.

임펠러(22)의 외주면에는 굽은 방사 형태로 이루어진 복수의 블레이드(28)가 형성된다. 임펠러(22)는 흡입된 공기를 고속 회전에 의해 가속 및 압축시키고 이를 디퓨저 통로(23)와 배출 스크롤(24)을 거쳐 사용처로 배출한다. 임펠러(22)에 공기가 유입되는 부분이 임펠러 입구가 되고, 블레이드(28)를 통과한 압축 공기가 배출되는 부분이 임펠러 출구가 된다. 도 1에서 임펠러(22)를 통과하는 공기의 이동 방향을 화살표로 도시하였다.

이와 같이 회전자(12)와 회전축(21) 및 임펠러(22)로 구성되는 회전체가 수직으로 세워짐에 따라, 길이가 큰 회전체를 안정적으로 지지하기 위한 베어링 구조가 필수적이다. 제1 실시예의 수직형 터보 블로어(100)에서는 상부 지지축(31)과 하부 지지축(33)이 회전체의 내부를 지지하는 내경 지지축으로 기능하며, 상부 복합 베어링(32)과 하부 복합 베어링(34)이 회전체의 상단과 하단에 설치되어 길이가 큰 회전체를 안정적으로 지지한다. 이때, 상부 및 하부 복합 베어링(32, 34)은 운전 영역(회전 속도)에 따라 서로 다른 특성의 베어링이 선택적으로 하중을 지지하도록 구성된다.

도 2는 도 1에 도시한 수직형 터보 블로어의 부분 확대도이다.

도 2를 참고하면, 상부 지지축(31)은 상부 회전체(121)의 내벽과 소정의 거리를 두고 제1 중공(15)에 위치하며, 상부 지지축(31)과 상부 회전체(121) 사이에 볼 베어링(35)과 미끄럼 베어링(36)으로 이루어진 상부 복합 베어링(32)이 설치된다. 상부 지지축(31)은 터보 블로어 구동시 회전하지 않는 무회전축이다.

도 3은 도 1에 도시한 수직형 터보 블로어의 부분 확대도이다.

도 3을 참고하면, 하부 지지축(33)은 회전축(21) 하부의 내벽과 소정의 거리를 두고 제2 중공(27)에 위치하고, 하부 지지축(33)과 회전축(21) 사이에 볼 베어링(35)과 미끄럼 베어링(36)으로 이루어진 하부 복합 베어링(34)이 설치된다. 하부 지지축(33) 또한 터보 블로어 구동시 회전하지 않는 무회전축이다.

도 2와 도 3을 참고하면, 볼 베어링(35)은 볼(351)과, 볼(351)을 둘러싸는 내륜(352) 및 외륜(353)을 포함하며, 회전체의 저속 운전시 발생하는 하중을 지지한다. 여기서, 저속 운전은 기동 운전 및 정지 운전을 포함한다. 상부 복합 베어링(32)의 볼 베어링(35)은 상부 회전체(121) 내부에 조립되고, 축 방향을 따라 복수개(일례로 2개)로 구비될 수 있다. 하부 복합 베어링(34)의 볼 베어링(35)은 회전축(21) 내부에 조립되며, 축 방향을 따라 복수개(일례로 4개)로 구비될 수 있다.

도 4는 도 1에 도시한 수직형 터보 블로어에서 미끄럼 베어링을 나타낸 확대도로서, 미끄럼 베어링의 단면을 함께 나타내었다.

도 4를 참고하면, 미끄럼 베어링(36)은 상부 지지축(31) 및 하부 지지축(33)의 외주면에 고리 모양으로 구비되며, 그 표면에 복수의 오일 홈(361)과 복수의 테이퍼 홈(362)을 형성한다. 오일 홈(361)과 테이퍼 홈(362)은 축 방향(수직 방향)에 대해 경사지게 배치된다. 각 테이퍼 홈(362)은 오일 홈(361)과 접하는 부분이 깊고 이와 멀어지는 방향으로 깊이가 작아지도록 형성된다.

미끄럼 베어링(36)은 상부 회전체(121) 및 회전축(21)으로 둘러싸이며, 구동시 상부 회전체(121) 및 회전축(21)과의 사이에 유막을 형성한다. 이를 위해 오일 홈(361)이 미끄럼 베어링(36)에 윤활 유체(오일)를 공급하고, 테이퍼 홈(362)은 오일 홈(361)으로 공급된 오일에 압력을 가하여 유막을 형성한다.

따라서 회전체가 고속으로 회전하면, 회전 방향으로 쐐기 효과가 유발되고, 원심력에 의해 일부 오일이 미끄럼 베어링(36)에 고압을 형성한다. 그 결과, 회전체는 미끄럼 베어링(36)으로부터 접촉이 분리되어 고속 회전이 가능해진다. 이와 같이 미끄럼 베어링(36)은 회전체의 고속 운전시 하중을 지지한다.

미끄럼 베어링(36)은 회전체가 아닌 고정체, 즉 상부 지지축(31)과 하부 지지축(33)의 외주면에 형성된다. 만일 회전체의 내벽에 오일 홈(361)과 테이퍼 홈(362)을 형성하는 경우를 가정하면 오일 공급 상태에 따라 동적 평형에 영향을 줄 수 있다. 따라서 회전체에 미끄럼 베어링(36)을 형성하지 않고 고정체인 상부 지지축(31)과 하부 지지축(33)의 외주면에 미끄럼 베어링(36)을 형성한다.

전술한 미끄럼 베어링(36) 구조에서는 윤활 유체가 회전체 내부에서 원심력을 받아 일정한 윤활막(유막)을 균일하게 형성하며, 이 윤활막(유막)은 테이퍼 홈(362)에서 만들어지는 오일 압력과 더불어 미끄럼 베어링(36) 작동시 부하 지지력을 높이는 기능을 한다.

도 2와 도 3을 참고하면, 미끄럼 베어링(36)의 자체 설정 갭은 볼 베어 링(35)의 자체 설정 갭보다 크게 설정되어 운전 영역(회전 속도)에 따라 하중 지지 작용이 자동으로 바뀌도록 한다. 여기서, 미끄럼 베어링(36)의 설정 갭은 미끄럼 베어링(36)이 설치되는 상부 회전체(121) 또는 회전축(21)의 내경과 미끄럼 베어링(36)의 외경 차이를 의미한다. 그리고 볼 베어링(35)의 설정 갭은 외륜(353)의 내경과 내륜(352)의 외경 차이 값에서 볼(351)의 직경을 뺀 값을 의미한다. 예를 들어, 미끄럼 베어링(36)의 설정 갭이 0.1mm일 때, 볼 베어링(35)의 설정 갭은 0.05mm일 수 있다.

이와 같이 기동 운전 및 정지 운전시 볼 베어링(35)이 하중을 지지하므로 기동 마찰 하중과 운전 마찰 하중을 낮추어 동력 소모를 줄일 수 있으며, 미끄럼 베어링(36)의 마모와 손상을 방지할 수 있다. 그리고 미끄럼 베어링(36)을 이용하여 높은 하중을 지지하므로 회전시 언밸런스 등으로 인한 진동 발생을 억제할 수 있다. 또한, 고속 운전시 볼 베어링(35)이 안전 가이드로 작용하여 구동 안정성을 높일 수 있다.

도 1을 참고하면, 수직형 터보 블로어(100)에서는 구동시 임펠러 입구와 임펠러 출구의 압력 차이에 의해 회전체가 위로 상승하려는 축 방향 하중이 발생하고, 회전체의 무게에 의한 하중도 축 방향으로 발생한다. 다만, 회전체의 무게에 의한 하중은 구동시 발생하는 축 방향 하중과 반대 방향이므로, 구동시 발생하는 축 방향 하중을 일정 부분 상쇄시킨다. 또한, 수직형 터보 블로어(100)는 회전체를 아래 방향으로 가압하는 구조를 포함하여 구동시 발생하는 축 방향 하중을 적극적으로 상쇄시킨다.

도 5는 도 1에 도시한 수직형 터보 블로어에서 압축 공기의 순환 경로를 나타낸 도면이다.

도 5를 참고하면, 상부 회전체(121)의 외주면에 가압 디스크(16)가 고정되어 상부 회전체(121)와 함께 회전한다. 가압 디스크(16)의 상부에는 가압 디스크(16)와 거리를 두고 상부 지지체(17)가 위치한다. 상부 지지체(17)는 상부 지지축(31)의 일부를 둘러싸며, 상부 지지축(31)이 상하 방향으로 슬라이드 가능하도록 상부 지지축(31)을 지지한다. 상부 지지체(17)에는 가압 디스크(16)를 향해 압축 공기를 분사하는 공기 주입구(171)와, 가압 디스크(16)를 향해 연장되어 가압 디스크(16)의 흔들림을 방지하는 가이드 부재(172)가 형성된다.

임펠러(22) 하측의 하부 지지체(25)에는 임펠러(22)에서 누설되는 압축 공기를 배출하는 2개의 공기 배출구(252)가 형성된다. 그리고 하부 지지축(33)의 하단 외주면에는 가압 피스톤(37)이 형성된다. 가압 피스톤(37)은 하부 지지체(25)에 형성된 오목부(253)에 수용되며, 하부 지지체(25)는 하부 지지축(33)과 가압 피스톤(37)이 상하 방향으로 슬라이드 가능하도록 하부 지지축(33)을 지지한다. 하부 지지축(33)의 내부에는 압축 공기를 제공받아 가압 피스톤(37)의 상부로 전달하기 위한 공기 통로(331)가 형성된다.

하부 지지체(25)에 형성된 2개의 공기 배출구(252) 중 어느 하나의 공기 배출구(252)는 제1 공기관(41)을 통해 공기 냉각기(42)를 거쳐 상부 지지체(17)의 공기 주입구(171)와 연결된다. 그리고 다른 하나의 공기 배출구(252)는 제2 공기관(43)을 통해 하부 지지축(33)의 공기 통로(331)와 연결된다. 따라서 임펠러(22) 회전에 의해 공기를 압축하여 배출하는 과정에서 임펠러(22)에서 누설된 압축 공기로 가압 디스크(16)와 가압 피스톤(37)을 아래로 강하게 가압시키므로, 회전체가 위로 상승하려는 축 방향 하중을 적극적으로 상쇄시킬 수 있다.

이와 같이 수직형 터보 블로어(100)는 별도의 공기 탱크 없이 가압 디스크(16)와 가압 피스톤(37)에 압축 공기를 제공하여 전체 구성을 단순화하고, 구동시 발생하는 축 방향 하중을 효과적으로 상쇄시켜 회전체의 구동 안정성을 높일 수 있다.

수직형 터보 블로어(100)는 상부 복합 베어링(32)을 향해 냉각된 윤활 유체(오일 미스트)를 제공한다. 이를 위해 상부 지지축(31)에는 상부 복합 베어링(32)을 향해 윤활 유체를 제공하는 오일 통로(311, 도 2 참조)와 하나 이상의 분사 노즐(312, 도 2 참조)이 형성된다. 윤활 유체는 상부 복합 베어링(32)을 윤활시킨 후 제1 중공(15)과 제2 중공(27)을 따라 이동하여 고속 모터(10)의 내부를 냉각시키며, 하부 복합 베어링(34)을 윤활시킨 후 외부로 배출된다.

도 6은 도 1에 도시한 수직형 터보 블로어에서 윤활 유체의 순환 경로를 나타낸 도면이다.

도 6을 참고하면, 냉각 윤활부(50)는 오일 탱크(51) 및 오일 펌프(52)와, 오일 탱크(51)와 연결되는 유증기 냉각기(53) 및 오일 냉각기(54)를 포함한다. 오일 펌프(52)는 제1 오일관(55)을 통해 상부 지지축(31)의 오일 통로(311)와 연결되어 오일 탱크(51)에 저장된 오일을 상부 지지축(31)으로 전달한다. 그러면 분사 노즐(312, 도 2 참조)을 통해 상부 복합 베어링(32)으로 오일 미스크가 분사된다. 분 사된 오일 미스트는 제1 중공(15)과 제2 중공(27)을 거쳐 하부 복합 베어링(34)으로 공급되어 이를 윤활시킨다.

그리고 하부 지지체(25) 중 회전축(21)과 마주하는 부위에 유증기 배출구(254)가 형성되며, 유증기 배출구(254)는 제2 오일관(56)을 통해 유증기 냉각기(53)와 연결된다. 또한 하부 지지체(25)의 하단에는 오일을 배출하는 오일 배출구(255)가 형성되고, 오일 배출구(255)는 제3 오일관(57)을 통해 오일 냉각기(54)와 연결된다. 유증기 냉각기(53)와 오일 냉각기(54)는 한번 사용된 윤활 유체를 냉각시켜 이를 오일 탱크(51)로 전달한다. 이러한 순환 작용을 거쳐 윤활 유체를 재사용할 수 있다.

제1 실시예의 수직형 터보 블로어(100)에서는 냉각된 윤활 유체가 상부 및 하부 복합 베어링(32, 34)을 윤활시키는 기능뿐만 아니라 제1 중공(15)과 제2 중공(27)을 흐르면서 고속 모터(10)를 냉각시키는 기능도 포함한다. 따라서 고속 모터(10)의 과열을 방지하여 고속 모터(10)의 효율을 높이고, 장기적으로 안전한 운전을 가능하게 한다. 도 6에서 인용부호 58은 윤활 유체의 압력과 온도를 측정하는 센서를 나타낸다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수직형 터보 블로어의 단면도이다.

도 7을 참고하면, 제2 실시예의 수직형 터보 블로어(200)는 상부 지지축(31)과 하부 지지축(33) 사이에 중앙 지지축(38)이 더 설치되는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예의 수직형 터보 블로어와 동일한 구성으로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 인용부호를 사용한다. 중앙 지지축(38)은 회전자(12)의 내벽 및 회전축(21)의 내벽과 소정의 거리를 두고 제1 중공(15) 및 제2 중공(27)에 걸쳐 위치하며, 회전체의 내부 중앙을 지지하는 내경 지지축으로 기능한다.

다음으로, 수직형 터보 블로어(100, 200)에 사용되는 고속 모터(10)에 대해 설명한다. 도 8은 도 1에 도시한 고속 모터 중 고정자와 모터 하우징을 나타낸 사시도이다.

도 1과 도 8을 참고하면, 모터 하우징(13)은 고정자(11)의 외측에서 기체 통로(14)를 사이에 두고 고정자(11)를 둘러싼다. 즉, 고정자(11)의 외주면과 모터 하우징(13)은 서로 밀착되지 않는다. 대신 고정자(11)의 외주면 전체는 외기와 통하는 기체 통로(14)를 사이에 두고 모터 하우징(13)의 내벽과 마주한다. 따라서 고정자(11)에서 발생하는 열은 기체 통로(14)를 흐르는 외기와 직접 열전달되어 고속 모터(10)의 방열 효율을 높인다.

이를 위해, 모터 하우징(13)은 고정자(11)의 양단에 밀착되어 고정자(11)를 지지하는 한 쌍의 내측 하우징(131)과, 고정자(11)의 외경보다 큰 내경을 구비하여 기체 통로(14)를 사이에 두고 고정자(11)를 둘러싸는 외측 하우징(132)과, 기체 통로(14)를 외기와 통하게 하면서 내측 하우징(131)의 외벽과 외측 하우징(132)의 내벽을 일체로 연결하는 복수의 지지대(133)를 포함한다.

내측 하우징(131)은 고정자(11)의 코일(18)을 둘러싸는 고리 모양으로 형성되며, 기체 통로(14)를 막지 않도록 고정자(11)의 외경과 같거나 이보다 작은 외경으로 형성된다. 복수의 지지대(133)는 내측 하우징(131)으로부터 방사 방향으로 뻗어 있으며, 고정자(11)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다.

도 9는 도 8에 도시한 고속 모터 중 모터 하우징의 분리 상태를 나타낸 단면도이다.

도 8과 도 9를 참고하면, 모터 하우징(13)은 고정자(11)의 상부를 둘러싸는 제1 하우징(13A)과, 고정자(11)의 하부를 둘러싸는 제2 하우징(13B)으로 별개 제작된 후 서로 조립된다. 제1 하우징(13A)과 제2 하우징(13B) 각각은 주물을 이용한 일체형 구조물로 제조된다. 제1 하우징(13A)과 제2 하우징(13B)의 결합면에는 조립 위치를 맞추기 위한 조립 단차(134)가 형성되된다.

그리고 장 볼트(19)가 제1 하우징(13A)의 지지대(133)와 제2 하우징(13B)의 지지대(133)를 관통하면서 두 지지대에 결합된다. 장 볼트(19)는 어느 한 단부에 볼트 머리(191)를 형성하고, 반대측 단부에 나사산(192)을 형성한다. 따라서 장 볼트(19)는 제2 하우징(13B)의 지지대(133)와 제1 하우징(13A)의 지지대(133)에 순차적으로 끼워진 후 제1 하우징(13A)의 지지대(133) 외측에서 너트(193)로 조여져 제1 및 제2 하우징(13A, 13B)에 고정된다.

또한, 고정자(11)는 외주면 전체에 방열 돌기를 형성하여 방열 효율을 극대화할 수 있다. 도 10은 도 8에 도시한 고정자 중 철심을 나타낸 사시도이다.

도 8과 도 10을 참고하면, 고정자(11)는 그 내부에 중공(111) 및 복수의 슬롯(112)을 형성하는 철심(113)과, 철심(113)의 슬롯(112)에 권선된 코일(18)을 포함한다. 철심(113)은 동일한 형상의 규소강판이 복수개로 적층 및 고정된 결합체로 이루어진다. 철심(113)은 원통 또는 그와 유사한 모양으로 형성되며, 내주를 따라 중공(111)과 이어진 복수의 슬롯(112)을 형성한다.

철심(113)은 외주면 전체에 복수의 방열 돌기(114)를 형성한다. 방열 돌기(114)는 철심(113)의 축 방향을 따라 길게 뻗어 있으며, 방열 돌기(114)의 폭과 높이 및 간격은 모두 동일하게 이루어질 수 있다. 이러한 형상으로 방열 돌기(114)를 형성하면, 강판 제작시 모든 강판을 같은 형상으로 제작할 수 있어서 제조 효율을 높일 수 있고, 고정자(11)의 외주면 전체에서 균일한 방열 효과를 구현할 수 있다. 한편, 장 볼트(19)는 철심(113)의 외주면 중 방열 돌기(114) 사이의 오목한 부분에 위치하여 철심(113)을 안정적으로 지지할 수 있다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수직형 터보 블로어의 단면도이고, 도 12는 도 11에 도시한 수직형 터보 블로어 중 회전자와 지지축 및 회전축의 분해도이다.

도 11과 도 12를 참고하면, 제3 실시예의 수직형 터보 블로어(300)는 고속 모터(10')의 회전자(12') 일부에 제1 중공(15')이 형성되고, 제1 중공(15')과 제2 중공(27)에 하나의 지지축(39)이 위치하며, 지지축(39)의 상부와 하부에 상부 복합 베어링(32)과 하부 복합 베어링(34)이 설치되는 구조를 제외하고 전술한 제1 실시예의 수직형 터보 블로어와 유사한 구조로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 인용부호를 사용한다. 아래에서는 제1 실시예 및 제2 실시예와 다른 부분에 대해 주로 설명한다.

고속 모터(10')의 회전자(12')는 그 전체를 관통하는 제1 중공을 형성하지 않으며, 내부에 제1 중공(15')을 형성한 원통형 연장부(124)를 하단에 구비한다. 회전축(21)은 직립 상태로 연장부(124)에 결합되고, 수직 방향을 따라 제1 중 공(15')과 이어지는 제2 중공(27)을 형성한다. 회전자(12')의 상부에 상부 회전체(121')와 가압 디스크(16')가 고정되어 회전자(12')와 함께 회전한다.

하나의 지지축(39)이 연장부(124)의 내벽 및 회전축(21)의 내벽과 거리를 두고 제1 중공(15')과 제2 중공(27)에 걸쳐 위치한다. 그리고 지지축(39)의 상부에서 지지축(39)과 연장부(124) 사이에 볼 베어링(35)과 미끄럼 베어링(36)으로 이루어진 상부 복합 베어링(32)이 설치되고, 지지축(39)의 하부에서 지지축(39)과 회전축(21) 사이에 볼 베어링(35)과 미끄럼 베어링(36)으로 이루어진 하부 복합 베어링(34)이 설치된다.

지지축(39)의 일부는 회전축(21)의 하측 방향으로 돌출되며, 하부 지지체(25')가 지지축(39)의 일부를 상하 방향으로 슬라이드 가능하도록 지지한다. 지지축(39)의 하단에는 연장축(45)이 결합될 수 있으며, 지지축(39)과 연장축(45)은 수직 방향을 따라 그 내부를 관통하는 제3 중공(46)을 형성한다.

연장축(45)의 하측 단부에서 제3 중공(46)으로 제공된 윤활 유체(오일 미스트)는 지지축(39)의 상단에서 제1 중공(15')으로 배출된다. 제1 중공(15')으로 배출된 윤활 유체는 상부 복합 베어링(32)에 제공되어 이를 윤활시키고, 지지축(39)과 회전축(21) 사이 공간을 흘러 회전축(21) 내부를 냉각시키며, 하부 복합 베어링(34)에 제공되어 이를 윤활시킨 후 하부 지지체(25')로 배출된다.

도 13은 도 11에 도시한 수직형 터보 블로어에서 압축 공기와 윤활 유체의 순환 경로를 나타낸 도면이다.

도 13을 참고하면, 하부 지지체(25')에 형성된 공기 배출구(252)가 제1 공기 관(41)을 통해 공기 냉각기(42)를 거쳐 상부 지지체(17')의 공기 주입구(171')와 연결되는 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하게 이루어진다.

냉각 윤활부(50')는 오일 탱크(51) 및 오일 펌프(52)와, 오일 펌프(52) 및 공기 냉각기(42)에 연결되는 오일 미스트 혼합기(59)와, 오일 탱크(51)에 연결되는 오일 냉각기(54)를 포함한다.

오일 미스트 혼합기(59)는 제4 오일관(61)을 통해 오일 탱크(51)로부터 오일을 제공받고, 제4 공기관(47)을 통해 공기 냉각기(42)로부터 냉각된 압축 공기를 제공받아 오일 미스트를 생성하며, 생성된 오일 미스트를 연장축(45) 하단의 제3 중공(46)에 제공한다. 오일 냉각기(54)는 제5 오일관(62)을 통해 하부 지지체(25')의 오일 배출구(255)와 연결되어 사용된 오일 미스트를 회수하고, 이를 냉각시켜 오일 탱크(51)에 전달한다.

이와 같이 제3 실시예의 수직형 터보 블로어(300)는 제1 실시예 및 제2 실시예와 달리 터보 블로어(300)의 외부에서 오일과 압축 공기를 혼합하여 오일 미스트를 생성한 후 이를 지지축(39)의 제3 중공(46)에 공급한다. 한편 도 11과 도 12에서는 고정자(11')의 외주면에 모터 하우징(13')이 밀착된 구조의 고속 모터(10')를 예로 들어 도시하였으나, 제3 실시예의 수직형 터보 블로어(300)에서도 전술한 제1 실시예의 고속 모터가 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.

도 8은 도 1에 도시한 고속 모터 중 고정자와 모터 하우징을 나타낸 사시도이다.

도 10은 도 8에 도시한 고정자 중 철심을 나타낸 사시도이다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수직형 터보 블로어의 단면도이다.

도 12는 도 11에 도시한 수직형 터보 블로어 중 회전자와 지지축 및 회전축의 분해도이다.

Claims

고정자와, 상기 고정자의 중심에 직립 상태로 설치되며 내부를 관통하는 제1 중공을 형성하는 회전자를 포함하는 고속 모터;

직립 상태로 상기 회전자의 하단에 직결되고 상기 제1 중공과 이어지는 제2 중공을 형성하는 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 고정되는 임펠러를 포함하는 공기 압축부; 및

상기 회전자의 내벽과 거리를 두고 상기 제1 중공에 위치하는 상부 지지축과, 상기 상부 지지축과 상기 회전자 사이에 설치되는 상부 복합 베어링과, 상기 회전축의 내벽과 거리를 두고 상기 제2 중공에 위치하는 하부 지지축과, 상기 하부 지지축과 상기 회전축 사이에 설치되는 하부 복합 베어링을 포함하는 하중 지지부

를 포함하며,

상기 상부 복합 베어링, 상기 제1 중공, 상기 제2 중공, 및 상기 하부 복합 베어링을 따라 냉각된 윤활 유체가 순차적으로 공급되는 수직형 터보 블로어.
제1항에 있어서,

상기 하중 지지부는 상기 상부 지지축과 상기 하부 지지축 사이에 설치되는 중앙 지지축을 더욱 포함하는 수직형 터보 블로어.
제1항에 있어서,

상기 고속 모터는 상기 고정자의 외측에서 기체 통로를 사이에 두고 상기 고정자를 둘러싸는 모터 하우징을 더욱 포함하는 수직형 터보 블로어.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 상부 복합 베어링과 상기 하부 복합 베어링은 각각 저속 운전시 하중을 지지하는 볼 베어링과, 고속 회전시 하중을 지지하는 미끄럼 베어링을 포함하며, 상기 미끄럼 베어링의 자체 설정 갭이 상기 볼 베어링의 자체 설정 갭보다 큰 수직형 터보 블로어.
제4항에 있어서,

상기 미끄럼 베어링은 상기 상부 지지축의 외주면 및 상기 하부 지지축의 외주면에 형성되며, 상기 상부 지지축과 상기 하부 지지축의 축 방향에 대해 경사지게 배치된 복수의 오일 홈과 복수의 테이퍼 홈을 포함하는 수직형 터보 블로어.
제1항에 있어서,

상기 회전자의 상부에 결합되는 가압 디스크와, 상기 가압 디스크와 거리를 두고 상기 가압 디스크의 상부에 위치하는 상부 지지체를 더욱 포함하며,

상기 상부 지지체는 공기 주입구를 형성하고, 구동시 상기 공기 주입구를 통해 상기 가압 디스크로 압축 공기가 제공되어 상기 회전자를 아래 방향으로 가압하는 수직형 터보 블로어.
제6항에 있어서,

상기 공기 압축부는 상기 임펠러의 하부에 설치되며 상기 회전축의 일부를 둘러싸 지지하는 하부 지지체를 더욱 포함하며,

상기 하부 지지체는 상기 임펠러에서 누설된 압축 공기를 배출하는 적어도 2개의 공기 배출구를 형성하고, 어느 하나의 공기 배출구가 공기 냉각기를 거쳐 상기 상부 지지체의 공기 주입구와 연결되는 수직형 터보 블로어.
제7항에 있어서,

상기 하부 지지축의 하단 둘레에 결합되는 가압 피스톤을 더욱 포함하고, 상기 하부 지지축의 내부에 공기 통로가 형성되며, 구동시 상기 공기 통로를 통해 상기 가압 피스톤의 상부로 압축 공기가 제공되어 상기 가압 피스톤과 상기 하부 지지축을 아래 방향으로 가압하는 수직형 터보 블로어.
제8항에 있어서,

상기 하부 지지체에 형성된 적어도 2개의 공기 배출구 중 다른 하나의 공기 배출구가 상기 하부 지지축의 공기 통로와 연결되어 상기 가압 피스톤에 압축 공기를 제공하는 수직형 터보 블로어.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상부 복합 베어링으로 냉각된 윤활 유체를 제공하고 상기 하부 복합 베어링을 거쳐 배출된 윤활 유체를 회수하는 냉각 윤활부를 더욱 포함하며, 상기 상부 지지축은 상기 상부 복합 베어링으로 윤활 유체를 제공하기 위한 오일 통로와 하나 이상의 분사 노즐을 형성하는 수직형 터보 블로어.
제10항에 있어서,

상기 냉각 윤활부는 오일 탱크 및 오일 펌프와, 상기 오일 펌프와 상기 상부 지지축의 오일 통로를 연결하는 제1 오일관과, 상기 하부 지지체에 형성된 유증기 배출구와 상기 오일 탱크 사이에 설치되는 유증기 냉각기와, 상기 하부 지지체에 형성된 오일 배출구와 상기 오일 탱크 사이에 설치되는 오일 냉각기를 포함하는 수직형 터보 블로어.
고정자와, 상기 고정자의 중심에 직립 상태로 설치되는 회전자와, 상기 회전자의 하단에 위치하며 제1 중공을 형성하는 연장부를 포함하는 고속 모터;

직립 상태로 상기 연장부에 직결되며 상기 제1 중공과 이어지는 제2 중공을 형성하는 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 고정되는 임펠러를 포함하는 공기 압축부; 및

상기 연장부의 내벽 및 상기 회전축의 내벽과 거리를 두고 상기 제1 중공과 상기 제2 중공에 걸쳐 위치하는 지지축과, 상기 지지축의 상단에서 상기 지지축과 상기 연장부 사이에 설치되는 상부 복합 베어링과, 상기 지지축의 하단에서 상기 지지축과 상기 회전축 사이에 설치되는 하부 복합 베어링을 포함하는 하중 지지부

를 포함하며,

상기 제1 중공, 상기 상부 복합 베어링, 상기 제2 중공, 및 상기 하부 복합 베어링을 따라 냉각된 윤활 유체가 순차적으로 제공되는 수직형 터보 블로어.
제12항에 있어서,

상기 상부 복합 베어링과 상기 하부 복합 베어링은 각각 저속 운전시 하중을 지지하는 볼 베어링과, 고속 회전시 하중을 지지하는 미끄럼 베어링을 포함하며, 상기 미끄럼 베어링의 자체 설정 갭이 상기 볼 베어링의 자체 설정 갭보다 큰 수직형 터보 블로어.
제13항에 있어서,

상기 미끄럼 베어링은 상기 지지축의 상단 외주면 및 상기 지지축의 하단 외주면에 형성되며, 상기 지지축의 축 방향에 대해 경사지게 배치된 복수의 오일 홈과 복수의 테이퍼 홈을 포함하는 수직형 터보 블로어.
제12항에 있어서,

상기 공기 압축부는 상기 임펠러의 하부에 설치되며 상기 회전축의 일부를 둘러싸 지지하는 하부 지지체를 더욱 포함하고,

상기 지지축의 하단에 연장축이 결합되며, 상기 지지축과 상기 연장축은 수 직 방향을 따라 내부를 관통하며 상기 제1 중공과 이어지는 제3 중공을 형성하는 수직형 터보 블로어.
제15항에 있어서,

상기 회전자의 상부에 결합되는 가압 디스크와, 상기 가압 디스크와 거리를 두고 상기 가압 디스크의 상부에 위치하는 상부 지지체를 더욱 포함하며,

상기 상부 지지체는 공기 주입구를 형성하고, 구동시 상기 공기 주입구를 통해 상기 가압 디스크로 압축 공기가 제공되어 상기 회전자를 아래 방향으로 가압하는 수직형 터보 블로어.
제16항에 있어서,

상기 하부 지지체는 상기 임펠러에서 누설된 압축 공기를 배출하는 공기 배출구를 형성하고, 상기 공기 배출구는 공기 냉각기를 거쳐 상기 상부 지지체의 공기 주입구와 연결되는 수직형 터보 블로어.
제17항에 있어서,

상기 제3 중공을 통해 상기 제1 중공으로 냉각된 윤활 유체를 제공하고, 상기 하부 복합 베어링을 거쳐 배출된 윤활 유체를 회수하는 냉각 윤활부를 더욱 포함하는 수직형 터보 블로어.
제18항에 있어서,

상기 냉각 윤활부는 오일 탱크 및 오일 펌프, 상기 오일 펌프 및 상기 공기 냉각기와 연결되어 오일 미스트를 생성하고 이를 상기 제3 중공으로 공급하는 오일 미스트 혼합기와, 상기 하부 지지체에 형성된 오일 배출구와 상기 오일 펌프 사이에 설치되는 오일 냉각기를 포함하는 수직형 터보 블로어.
중공 및 복수의 슬롯을 형성하는 철심과, 상기 슬롯에 권선된 코일을 구비하며, 전류를 공급받아 자기력을 발생하는 고정자;

상기 고정자의 중공에 공기 갭을 사이에 두고 회전 가능하게 설치되며 상기 자기력에 의해 회전하는 회전자; 및

외기와 통하는 기체 통로를 사이에 두고 상기 고정자를 둘러싸며, 상기 철심의 양단에 밀착되어 상기 고정자를 지지하는 모터 하우징

을 포함하는 고속 모터.
제20항에 있어서,

상기 모터 하우징은 상기 철심의 양단에 밀착되는 한 쌍의 내측 하우징과, 상기 기체 통로를 사이에 두고 상기 철심을 둘러싸는 외측 하우징과, 상기 기체 통로를 외기와 통하게 하면서 상기 내측 하우징과 상기 외측 하우징을 일체로 연결하는 복수의 지지대를 포함하는 고속 모터.
제21항에 있어서,

상기 한 쌍의 내측 하우징 각각은 고리 모양으로 형성되어 상기 코일과 상기 회전자를 둘러싸며, 상기 내측 하우징의 외경은 상기 철심의 외경과 같거나 이보다 작게 형성되는 고속 모터.
제21항에 있어서,

상기 모터 하우징은 상기 고정자의 상부를 둘러싸는 제1 하우징과, 상기 고정자의 하부를 둘러싸는 제2 하우징으로 별도 제작 후 서로 조립되며, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징은 결합면에 조립 단차를 형성하는 고속 모터.
제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 철심은 복수의 강판이 적층 및 결합된 적층체로 구성되며, 상기 기체 통로와 마주하는 외주면 전체에 상기 철심의 축 방향을 따라 길게 뻗은 복수의 방열 돌기를 형성하는 고속 모터.
제24항에 있어서,

상기 제1 하우징의 지지대와 상기 제2 하우징의 지지대를 관통하여 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징에 결합되며, 상기 복수의 방열 돌기 사이에 끼워져 상기 고정자의 외면에 밀착되는 복수의 장 볼트를 더욱 포함하는 고속 모터.