KR20110136320A

KR20110136320A - 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템

Info

Publication number: KR20110136320A
Application number: KR1020100056230A
Authority: KR
Inventors: 김광일; 양현섭; 임차유; 육지용
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2011-12-21

Abstract

본 발명의 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템은 리어 서포터(110), 상기 리어 서포터(110)와 연결되어 지지하는 리어 베어링(160), 프론트 서포터(130), 상기 프론트 서포터(130)와 연결되어 지지하는 프론트 베어링(155), 일단에는 상기 리어 베어링(160)에 의해 지지되고, 타단에는 상기 프론트 베어링(155)에 의해 지지되는 로터 어셈블리(120), 상기 프론트 서포터(130) 상에 설치 되고, 상기 로터 어셈블리(120)에 의해 회전되어 유체를 유동하는 임펠러(140), 상기 로터 어셈블리(120)를 지지하는 프론트 베어링(155) 타단에 연결되는 형상기억합금(170) 및 상기 형상기억합금(170)을 수용하는 형상기억합금 수용부(180)를 포함한다.
본 발명의 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템은 프론트 서포터의 프론트 베어링에 가해지는 부하를 상쇄시킬 수 있게 되어, 프론트 서포터의 강성을 증가시키고 결과적으로는 터보 블로워의 구동 속도를 더욱 확장할 수 있게 된다.

Description

터보 블로워의 축 하중 저감 시스템{SYSTEM DECREASING AXIAL LOAD FOR TRUBO BLOWER}

본 발명은 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형상기억합금을 이용하여 축에 가해지는 부하를 상쇄하는 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 송풍기(Blower)는 유체의 에너지를 발생시키는 기계장치를 말하는 것으로, 회전에 따라 내부를 지나가는 유체에 유동을 일으키는 구조인 임펠러를 포함하고 있다.

원심 송풍기에 일종인 터보블로워(Turbo Blower)는 비교적 압력비(壓力比)가 큰 원심 송풍기를 말하는 것으로, 임펠러(impeller)를 용기 속에서 고속 회전시켜 유체를 방사상(放射狀)으로 흐르게 하고, 원심력을 이용하는 원심송풍기 중에서 압력비가 작은 것을 원심형 통풍기, 터보통풍기라 하고, 압력비가 그 이상의 것을 원심형 송풍기, 터보 블로워라고 한다.

도 1을 참조하면, 일반적인 터보 블로워 구조에서는 리어 베어링 서포트(110), 리어 베어링(160), 로터 어셈블리(120), 임펠러(140), 프론트 베어링 서포트(130), 프론트 베어링(150)을 포함한다.

이러한 일반적인 터보 블로워 구조에서, 내부의 임펠러(14)를 따라 유체가 흘러 갈 때에 상기 프론트 서포트(130) 방향으로 축 하중이 적용되게 된다. 이것은 터보 블로워의 구동이 과도해 질수록 축하중의 크기가 비례하여 증가하게 되는데, 이렇게 상기 프론트 베어링(150)에 하중이 집중될 경우에는 많은 문제점이 발생할 수 있다.

베어링의 자체의 수명이 쉽게 단축될 수 있기 때문에, 자주 교체해주어야 하며, 마모된 베어링으로 구동되는 동안에는 불완전한 구동을 할 가능성이 많다. 이로 인하여 구동 중에 베어링의 역할 저하로 인하여 회전 시스템에 전반적인 비효율을 야기할 수 있고, 진동 및 소음 발생의 문제를 발생시키기도 한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 축 하중의 작용 방향으로 축 하중이 가중되어 감에 따라 반대방향의 복원력을 증가시켜 베어링에 가해지는 부하를 상쇄할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템은 리어 서포터(110), 상기 리어 서포터(110)와 연결되어 지지하는 리어 베어링(160), 프론트 서포터(130), 상기 프론트 서포터(130)와 연결되어 지지하는 프론트 베어링(155), 일단에는 상기 리어 베어링(160)에 의해 지지되고, 타단에는 상기 프론트 베어링(155)에 의해 지지되는 로터 어셈블리(120), 상기 프론트 서포터(130) 상에 설치 되고, 상기 로터 어셈블리(120)에 의해 회전되어 유체를 유동하는 임펠러(140), 상기 로터 어셈블리(120)를 지지하는 프론트 베어링(155) 타단에 연결되는 형상기억합금(170) 및 상기 형상기억합금(170)을 수용하는 형상기억합금 수용부(180)를 포함한다.

또한 상기 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템의 형상기억합금(170)은 유니폴라 타입인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템은 프론트 서포터의 프론트 베어링에 가해지는 부하를 상쇄시킬 수 있다. 형상기억합금에 의한 작용력은 회전속도가 증가함에 따라 비례하여 증가하는 온도에 따라 커지며, 이로 인하여 프론트 베어링 지지부의 강성이 증가한다. 이러한 베어링 지지부의 강성 증가로 인하여 터보 블로워의 임계 속도는 더욱 상승할 수 있게 되어, 터보 블로워의 진동 및 소음 등을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 블로워의 구동을 더욱 효율적으로 가동시킬 수 있게 한다.

도 1은 일반적인 터보 블로워를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축 하중 저감 시스템의 터보 블로워를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2 의 일부분을 확대하여 나타내는 개략적인 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축 하중 저감 시스템의 터보 블로워를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템은 리어 서포터(110), 리어 베어링(160), 프론트 서포터(130), 프론트 베어링(155), 로터 어셈블리(120), 임펠러(140), 형상기억합금(170) 및 형상기억합금 수용부(180)를 포함한다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템은 리어 베어링(160), 리어 서포터(110), 로터 어셈블리(120), 임펠러(140), 프론트 서포터(130), 프론트 베어링(155), 형상기억합금(170), 형상기억합금 수용부(180)의 순으로 구성된다.

상기 로터 어셈블리(120)에서 상기 리어 베어링(160) 방향으로는 상기 리어 서포터(110)와 상기 리어 베어링(160)이 지지하고, 그 반대편 타단에는 상기 임펠러(140)가 위치하며 최 말단 부분에는 상기 프론트 서포터(130) 및 프론트 베어링(155)이 지지하게 된다.

일반적으로 블로워가 가동되게 되면, 상기 임펠러(140)와 가까운 곳에 위치하는 프론트 서포터(130) 방향으로 축하중이 점점 치우치게 된다. 상기 터보 블로워의 가동 속도가 증가하여 상기 임펠러(130)를 통하는 유체의 양과 속도가 증가할 수록 축하중이 점점 증가하게 되어 구조적으로 상기 프론트 베어링(155)에 압력이 집중된다.

본 발명에 따른 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템의 구동 과정은 아래와 같다.

먼저 상기 로터 어셈블리(120) 및 상기 프론트 베어링(155)에 앞서 언급한 바와 같이 압력이 증가하게 되고, 이로 인하여 열이 발생하게 된다. 특히 축 하중을 직접적으로 받게 되는 프론트 베어링(155) 부분의 열 발생이 크게 일어나게 된다.

상기 프론트 베어링(155)에 열이 발생되면 상기 프론트 베어링(155)와 직접 맞닿아 있는 형상기억합금(170)에 역시 열이 전도되게 되고, 상기 형상기억합금(170)은 열이 발생될 경우에 상기 리어 서포터(110) 방향으로 변형이 일어나도록 설계 및 배치되었기 때문에, 상기 프론트 서포터(130)에 상기 리어 서포터(110) 방향으로 힘이 작용되게 된다. 상기 형상기억합금(180)이 유니폴라(unipolar) 방식이기 때문에 한 방향으로만 변형이 일어나는 특성을 활용할 수 있다.

따라서, 이렇게 상기 리어 서포터(110) 방향으로 가해진 힘은 상기 로터 어셈블리(120) 또는 임펠러(140)의 구동에 의하여 상기 프론트 서포터(130) 방향으로 가해졌던 축 하중을 상쇄시키는 역할을 하게 된다.

도 3은 도 2 의 일부분을 확대하여 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 프론트 베어링(155)이 위치하는 부분에 대한 자세한 도면을 볼 수 있는데, 상기 프론트 베어링(155) 및 프론트 서포터(130) 그리고 형상기억합금(170)의 배치는 상기 로터 어셈블리(120)에 의해 발생한 열이 상기 형상기억합금(170)으로 전달되는 구조라면 다양하게 변화하여 구성할 수 있다.

도 3에서 도시한 바로는, 상기 형상기억합금(170)을 수용하고 반대방향의 힘을 지지할 수 있게 하는 형상기억합금 수용부(180)가 배치되었으나, 상기 수용부(180)는 상기 프론트 서포터(130)와 일체로 형성되는 등의 다양한 변화를 줄 수 있다. 또한, 상기 형상기억합금(170)의 형상 또한 상기 로터 어셈블리(120)에 가해지는 응력을 효율적으로 하기 위하여 다양한 변화를 줄 수 있다.

이렇듯 본 발명의 작동으로 인하여 상기 프론트 서포터(130)에 가해지는 부하가 상쇄될 수 있고, 상기 프론트 서포터(130)의 강성이 증가할 수 있게 된다. 이러한 안정적인 구조를 가짐으로써 본 발명에 따른 축 하중 저감용 터보 블로워의 임계 구동 속도는 점점 더 높아질 수 있게 된다. 일반적인 베어링 구조에서 작동할 수 없는 블로워의 구동속도를 본 발명과 같은 베어링 구조를 채택함으로써 구동 속도의 한계를 확장할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

110 : 리어 서포터 120 : 로터 어셈블리
130 : 프론트 서포터 140 : 임펠러
155 : 프론트 베어링 160 : 리어 베어링
170 : 형상기억합금 180 : 형상기억합금 수용부

Claims

리어 서포터(110);
상기 리어 서포터(110)와 연결되어 지지하는 리어 베어링(160);
프론트 서포터(130);
상기 프론트 서포터(130)와 연결되어 지지하는 프론트 베어링(155);
일단에는 상기 리어 베어링(160)에 의해 지지되고, 타단에는 상기 프론트 베어링(155)에 의해 지지되는 로터 어셈블리(120);
상기 프론트 서포터(130) 상에 설치 되고, 상기 로터 어셈블리(120)에 의해 회전되어 유체를 유동하는 임펠러(140);
상기 로터 어셈블리(120)를 지지하는 프론트 베어링(155) 타단에 연결되는 형상기억합금(170);
상기 형상기억합금(170)을 수용하는 형상기억합금 수용부(180);를 포함하는 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템.
제1항에 있어서,
상기 형상기억합금(170)은 유니폴라 타입인 것을 특징으로 하는 터보 블로워의 축 하중 저감 시스템.