KR20160078303A - 틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체 - Google Patents

틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체 Download PDF

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KR20160078303A
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Abstract

본 발명은 로터와 같은 회전축의 편심이나 기울어짐으로 인해 스러스트 베어링의 일부에 하중이 집중적으로 가해지는 경우에, 틸팅 패드가 틸팅 되면서 상대적으로 하중을 덜 받는 다른 인접하게 설치되는 틸팅 패드에 하중을 분산시켜 집중된 하중을 받는 틸팅 패드가 파손되는 것을 방지하며, 틸팅 패드를 고정할 때 별도의 고정부재를 사용하지 않고 오일공급노즐로 고정함에 따라 틸팅 패드 스러스트 베어링의 부피를 최소화하고, 틸팅 패드 스러스트 베어링의 제조비용 및 제조시간을 절감할 수 있도록 틸팅 패드와 플레이트 구조를 개선한 틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체에 관한 것이다.

Description

틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체{Tiliting pad thrust bearing and tiliting pad thrust bearing assembly}
본 발명은 틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터와 같은 회전축의 편심이나 기울어짐으로 인해 스러스트 베어링의 일부에 집중되는 하중을 분산할 수 있는 틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 베어링은 회전운동하는 회전축 및 왕복 운동하는 축을 지지하여 운동이 원활하게 유지되게 하는 장치이다. 이러한 베어링의 종류는 축과 베어링의 접촉 방식에 따라 슬라이딩 베어링과 롤러 베어링으로 분류된다. 또한, 베어링은 축에 대해 하중이 작용하는 방향에 따라 래디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 분류되며, 스러스트 베어링(thrust bearing)은 터빈의 로터 등과 같이 고속으로 회전하는 회전축의 축방향의 추력을 지지하데에 사용될 수 있다.
일반적으로 터빈은 연소가스 또는 보일러에서 공급되는 증기의 열에너지를 터빈 로터의 회전력으로 변환시키고, 로터의 회전력으로 발전기를 구동시켜 전기를 생산한다. 터빈의 로터의 축방향 추력도 스러스트 베어링(thrust bearing)에 의해 지지된다.
오늘날에는 터빈의 로터와 같은 각종 장비는 고효율 및 경량화를 위해 로터와 같은 회전축의 회전속도가 점차 고속으로 회전하도록 설계된다.
이처럼, 로터와 같은 회전축이 고속으로 회전함에 따라 회전축의 진동에 의해 회전축이 기울어지거나 회전축의 자중에 의하여 회전축이 기울어질 수 있고, 이로 인해 회전축을 지지하는 스러스트 베어링의 일부에 집중하중이 작용되게 된다.
이처럼, 회전축이 기울어져 스러스트 베어링의 일부에 집중하중이 작용되는 경우에 종래 패드를 구비하는 스러스트 베어링은 상부 패드와 하부 패드에 온도 편차가 발생하여 열변형에 의해 진동이 더욱 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 스러스트 베어링은 일부에만 집중되는 하중에 따라 패드 또는 틸팅 패드가 파손되어 스러스트 베어링의 교체비용이 증가되고, 스러스트 베어링의 교체를 위해 터빈과 같은 장치의 가동을 중단해야 함에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 틸팅 패드 스러스트 베어링은 구조가 복잡하여 제조시간과 제조비용이 많이 소요되고, 틸팅 패드 스러스트 베어링의 두께가 지나치게 두꺼운 문제점이 있었다.
대한민국 등록실용신공보 제20-0368652호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 로터와 같은 회전축의 편심이나 기울어짐으로 인해 스러스트 베어링의 일부에만 하중이 집중적으로 가해지는 경우에, 틸팅 패드가 틸팅 되면서 상대적으로 하중을 덜 받는 다른 틸팅 패드에 하중을 분산시키고, 집중된 하중을 받는 틸팅 패드가 파손되는 것을 방지할 수 있는 틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 틸팅 패드를 고정할 때 별도의 고정부재를 사용하지 않고 오일공급노즐로 고정함에 따라, 틸팅 패드 스러스트 베어링의 부피를 최소화하고, 틸팅 패드 스러스트 베어링의 제조비용 및 제조시간을 절감할 수 있도록 틸팅 패드와 플레이트 구조를 개선한 틸팅 패드 스러스트 베어링 및 틸팅 패드 스러스트 베어링 조집체를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 틸팅 패드 스러스트 베어링은 제1 축방향면에 제1 수용공간부가 형성되는 케이싱; 상기 제1 수용공간부에 설치되는 플레이트; 상기 플레이트를 관통하여 상기 케이싱에 삽입 설치되는 복수의 오일공급노즐; 및 회전축에 대해 틸팅 가능하도록 상기 플레이트의 상부에 상기 플레이트의 원주방향을 따라 장착되는 복수의 틸팅 패드;를 포함하고, 상기 플레이트는 상기 틸팅 패드에 가해지는 축방향 하중을 분산시키기 위해 상기 제1 수용공간부(140)의 원주방향을 따라 코러게이트(corrugate) 형상으로 형성되되, 상기 제1 수용공간부의 바닥면과 접촉하는 복수의 베이스부, 상기 베이스부로부터 상기 틸팅 패드를 향하여 돌출 형성되는 복수의 안착부, 상기 베이스부와 상기 안착부를 연결하는 복수의 브리지부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 오일공급노즐을 상기 삽입홈부에 삽입 설치하기 위해, 상기 삽입홈부의 위치와 대응되도록 상기 브리지부에서 상기 베이스부를 관통하여 복수의 관통홀이 형성되며, 상기 각각의 안착부에는 상기 틸팅 패드가 반경방향의 내측으로의 이동하는 것을 구속하기 위한 이동방지돌기가 구비되며, 상기 안착부는 상기 틸팅 패드와 면접촉하여 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 케이싱은 반원형상으로 형성되되, 상기 제1 수용공간부는, 상기 오일공급노즐이 삽입 설치될 수 있도록 상기 제1 수용공간부의 원주방향을 따라 제1 수용공간부의 바닥면에 소정 간격을 두고 이격되게 형성되는 복수의 삽입홈부; 및 상기 플레이트를 상기 제1 수용공간부에 고정하기 위해, 상기 제1 수용공간부의 원주방향을 따라 제1 수용공간부의 바닥면에 형성되는 복수의 체결홈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 케이싱은 상기 케이싱의 원주방향을 따라 케이싱의 둘레면에 형성되는테두리홈부;를 포함하고, 상기 테두리홈부는, 상기 테두리홈부의 원주방향을 따라 상기 삽입홈부의 대응되는 위치에 형성되는 복수의 오일공급구; 및 상기 오일공급구에서 상기 삽입홈부까지 연통되도록 상기 오일공급구에서 상기 케이싱의 반경방향 내측으로 연장 형성되는 오일유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 플레이트는, 상기 플레이트를 상기 제1 수용공간부의 바닥면에 고정하기 위해, 상기 체결홈부의 위치와 대응되도록 상기 브리지부에서 상기 베이스부를 관통하여 형성되는 복수의 고정홀;을 더 포한다.
상기 오일공급노즐은 각각, 상기 삽입홈부에 일부가 삽입되는 원통형상의 바디부; 및 상기 바디부의 일부에 상기 바디부의 외주면을 따라 형성되는 플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 오일공급노즐은 각각, 상기 틸팅 패드에 오일을 공급하기 위해 상기 바디부의 선단에 형성되는 오일유출구; 및 상기 오일유로를 통해 유입되는 오일을 상기 오일유출구로 유동시키기 위해 상기 바디부의 길이방향을 따라 관통 형성되는 중공부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 틸팅 패드는 각각, 본체부; 및 상기 플랜지부의 일부가 삽입되도록 상기 본체부의 양측면에 형성되는 그루브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 틸팅 패드의 그루브의 폭이 상기 플랜지부의 두께보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 케이싱은 상기 제1축방향면에 마주하는 상기 케이싱의 제2 축방향면에 형성되는 제2 수용공간부;를 더 포함한다.
상기 제2 수용공간부에 설치되는 심부재;를 더 포함한다.
상기 심부재는 핀이 삽입될 수 있도록 상기 심부재에 형성되는 복수의 핀홀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 케이싱의 제1 축방향면의 외주면에 상기 케이싱의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 열전대 가이드부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링을 구비하는 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체에 있어서, 상기 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체는 중앙에 중공홀이 형성되는 원통형상의 하우징을 포함하되, 상기 틸팅 패드 스러스트 베어링은 상기 하우징의 내부에서 상기 틸팅 패드가 인접하도록 서로 대칭되게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 로터와 같은 회전축의 편심이나 기울어짐으로 인해 스러스트 베어링의 일부에만 하중이 집중적으로 가해지는 경우에, 틸팅 패드가 틸팅 되면서 상대적으로 하중을 덜 받는 다른 틸팅 패드에 하중을 분산시킴에 따라 틸팅 패드가 파손되는 것을 방지하여 내구성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 틸팅 패드를 고정할 때 별도의 고정부재를 사용하지 않고 오일공급노즐로 고정함에 따라, 틸팅 패드 스러스트 베어링의 부피를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명은 틸팅 패드를 고정할 때 별도의 고정부재를 사용하지 않고 오일공급노즐의 설치와 동시에 틸팅 패드를 플레이트에 고정함에 따라 틸팅 패드 스러스트 베어링과 틸팅 패드 스러스트 베어링의 제조시간과 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 분해사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 정면 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 배면 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 2의 A-A선의 단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 케이싱의 사시도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 플레이트의 사시도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 오일공급노즐의 사시도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 틸팅 패드의 사시도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 심부재의 사시도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체의 사시도를 나타낸다.
도 11은 도 10의 B-B선의 단면도를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 가지도록 하고 있다.
이하에서 "축방향"이라 함은 로터와 같은 회전축의 길이방향을 의미하고, "반경방향"이라 함은 회전축의 중심에서 회전축의 외주면으로 향하는 방향 및 그 역방향을 의미하며, "원주방향"이란 회전축의 외측 둘레면 방향을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 분해사시도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 정면 사시도를 나타내며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 배면 사시도를 나타내고, 도 4는 도 2의 A-A선의 단면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 케이싱의 사시도를 나타내고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 플레이트의 사시도를 나타내며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 오일공급노즐의 사시도를 나타내고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 틸팅 패드의 사시도를 나타내며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 심부재의 사시도를 나타낸다.
도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 의한 틸팅 패드 스러스트 베어링을 설명한다. 도 1 내지 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)은 케이싱(100), 플레이트(200), 오일공급노즐(300), 및 틸팅 패드(400)로 이루어진다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)은 심부재(500) 또는/및 열전대 가이드부재(600)를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명에서 케이싱(100), 플레이트(200), 심부재(500)는 조립 편의를 위해 모두 반원형상으로 형성될 수도 있다. 즉 상/하부 케이싱, 상/하부 플레이트, 상/하부 심부재로 형성된다. 케이싱(100)과 플레이트(200), 심부재(500)가 일체로 형성되거나 상부와 하부로 분리되어 형성되는 경우에도 전체적인 구성은 동일한바 이하에서는 도 1 내지 도 9에 도시된 것처럼, 분리된 상태를 기준으로 설명한다.
케이싱(100)은 중앙에 회전축이 삽입될 수 있도록 축공이 형성되는 반원 형상(대략 도너츠 형상에서 중간이 절단된 형상)으로 형성된다.
케이싱(100)의 제1 축방향면(110)에 원주방향을 따라 반원형상으로 제1 수용공간부(140)가 형성된다. 케이싱의 제1 축방향면(110)과 마주하는 케이싱의 반대면인 제2 축방향면(120)에 제2 수용공간부(150)가 형성된다. 제2 수용공간부(150)도 제2 축방향면(120)의 원주방향을 따라 반원형상으로 형성된다. 즉, 제1 축방향면(110)은 회전축의 축방향을 따라 회전축의 중심을 향하는 면이고, 제2 축방향면(120)은 회전축의 축방향을 따라 회전축의 중심에서 멀어지는 면이 된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 것처럼, 케이싱(100)의 제1 수용공간부(140)에 복수의 삽입홈부(142)와 체결홈부(143)가 형성된다.
복수의 삽입홈부(142)는 오일공급노즐(300)이 삽입 설치될 수 있도록 제1 수용공간부(140)의 원주방향을 따라 제1 수용공간부의 바닥면(141)에 소정 간격을 두고 이격되게 형성된다.
또한, 플레이트(200)를 제1 수용공간부(140)에 고정하기 위해, 복수의 체결홈부(143)가 제1 수용공간부(140)의 원주방향을 따라 제1 수용공간부의 바닥면(141)에 형성된다. 이때, 체결홈부(143)는 삽입홈부(142)와 중첩되지 않도록 제1 수용공간부의 바닥면(141)에 형성된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 체결홈부(143)는 반원형상으로 형성되는 제1 수용공간부의 바닥면(141)의 3시와 9시 방향에 2개가 형성될 수 있다. 플레이트를 더욱 안정적으로 고정하기 위해, 체결홈부(143)는 반원형상으로 형성되는 제1 수용공간부의 바닥면(141)의 3시, 9시 12시 방향에 3개가 형성되는 것이 바람직하다. 도 4 및 도 6에 도시된 것처럼, 플레이트(200)는 플레이트의 고정홀(240)을 관통하여 체결홈부(143)에 삽입 체결되는 볼트(233)에 의해 제1 수용공간부(140)에 설치된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 것처럼, 테두리홈부(160)가 케이싱의 원주방향을 따라 케이싱의 둘레면(130)에 형성된다.
케이싱(100)의 테두리홈부(160)에 복수의 오일공급구(161)와 오일유로(162)가 형성된다.
복수의 오일공급구(161)는 테두리홈부(160)의 원주방향을 따라 삽입홈부(142)의 대응되는 위치에 형성된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 별도의 오일공급장치에 의해 공급되는 오일의 관로가 오일공급구에 연결되어 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)의 틸팅 패드(400)의 접촉면에 오일을 공급하게 된다.
오일유로(162)가 오일공급구(161)에서 삽입홈부(142)까지 연통되도록 오일공급구(161)에서 케이싱(100)의 반경방향 내측으로 연장 형성된다.
도 3 및 도 9에 도시된 것처럼, 반원형상의 심부재(500)가 케이싱(100)의 제2 수용공간부(150)에 설치된다.
도 3 및 도 9에 도시된 것처럼, 복수의 핀홀(510)이 심부재(500)를 관통하여 형성된다. 핀홀(510)에 핀(511)이 삽입되고, 핀(511)에 의해 틸팅 패드 스러스트 베어링이 하우징에 장착된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 핀홀(510)은 반원형상으로 형성되는 심부재(500)의 3시와 9시 방향에 2개가 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라 심부재(500)에 더 형성될 수도 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)은 복수의 열전대 가이드부재(600)를 더 포함할 수 있다.
열전대 가이드부재(600)는 케이싱(100)의 제1 축방향면(110)의 외주면에 케이싱의 원주방향을 따라 복수개가 설치된다. 열전대 가이드부재(600)는 케이싱(100)의 제1 축방향면(110)의 외주면 설치되는 서포트부(610)와 서포트부(610)를 관통하여 제1 축방향면(110)보다 선단이 돌출되도록 제1 축방향면(110)에 삽입 설치되는 가이드부(620)로 구성된다. 이러한, 열전대 가이드부재(600)는 스러스트 베어링의 이상유무를 검사하는 기능을 수행한다.
플레이트(200)가 제1 수용공간부(140)에 설치된다. 플레이트(200)도 중앙에 회전축이 삽입될 수 있도록 축공이 형성도는 반원형상으로 형성된다.
도 1, 도 4, 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트(200)는 일종의 판 스프링으로, 복수의 베이스부(210), 안착부(220), 복수의 브리지부(230)를 포함한다.
베이스부(210)는 제1 수용공간부(140)의 바닥면(141)에 접촉된다. 안착부(220)는 베이스부(210)로부터 틸팅 패드(400)를 향하여 돌출 형성된다. 브리지부(230)가 베이스부(210)와 안착부(220)를 연결한다. 플레이트(200)의 베이스부(210), 안착부(220), 및 브리지부(230)는 제1 수용공간부(140)의 원주방향을 따라 코러게이트(corrugate) 형상으로 형성된다. 또한, 플레이트(200)의 베이스부(210), 안착부(220), 및 브리지부(230)는 일체로 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 것처럼, 베이스부(210)의 상부에 브리지부(230)가 형성되고, 브리지부(230)의 원주방향 측면으로 틸팅 패드(400)를 향하여 돌출되도록 안착부(220)가 형성된다. 안착부(220)는 틸팅 패드(400)를 면접촉되어 틸팅 패드(400)를 지지한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 베이스부(210), 안착부(220), 및 브리지부(230)의 외측단부가 반경방향 내측단부보다 더 긴 사다리꼴 형상으로 형성된다. 브리지부(230)는 베이스부(210)의 상부에 형성되므로 오일공급노즐(300)이 삽입된 상태에서 플레이트(200)에 축방향으로 하중이 가해지더라도 베이스부(210)가 바닥면(141)에 접촉된 상태이므로 오일공급노즐(300)이 안정적으로 지지될 수 있다. 따라서 오일공급노즐(300)의 결합 안정성이 향상되는 효과가 있다. 이에 비해 안착부(220)는 브리지부(230)의 측면에 형성되고 안착부(220)가 형성된 부분은 제1 수용공간부(140)의 바닥면(141)과 이격되어 있으므로 플레이트(200)에 축방향으로 하중이 가해지면 탄성 변형될 수 있다. 이렇게 플레이트(200)가 코러게이트 형상으로 형성되므로 틸팅 패드(400)에 축방향으로 편심 하중이 가해질 때 플레이트(200)가 틸팅 패드(400)에 가해지는 하중을 분산시키는 역할을 한다. 즉, 하중을 받는 틸팅 패드(400)가 플레이트(220)를 가압하면서 안착부(220)가 탄성 변형될 수 있는 플레이트(200)의 코러게이트 형상에 의해 하중이 분산되므로 각각의 틸팅 패드(400)에 가해지는 하중이 감소됨과 동시에 틸팅 패드(400)가 골고루 하중을 받을 수 있도록 한다.
도 1, 도 4, 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트(200)에 복수의 고정홀(240)과 복수의 관통홀(250)이 형성된다.
복수의 고정홀(240)은 제1 수용공간부의 바닥면(141)에 형성되는 복수의 체결홈부(143)의 위치와 대응되도록 브리지부(230)에서부터 베이스부(210)를 관통하여 형성된다. 이처럼, 복수의 고정홀(240)이 복수의 체결홈부(143)의 위치와 대응되도록 형성됨에 따라, 고정홀(240)을 관통하여 체결홈부(143)에 삽입 체결되는 볼트(233)에 의해 플레이트(200)가 제1 수용공간부의 바닥면(141)에 고정된다. 상술한 바와 같이 복수의 고정홀은 반원형상으로 형성되는 제1 수용공간부의 바닥면(141)의 3시와 9시 방향에 대응되는 위치에서 브리지부(230)에서부터 베이스부(210)를 관통하도록 2개가 형성될 수 있다. 또한, 플레이트를 더욱 안정적으로 제1 수용공간부(140)에 고정하기 위해, 복수의 고정홀(240)은 체결홈부(143)는 제1 수용공간부의 바닥면(141)의 3시, 9시 12시 방향에 대응되는 위치에서 브리지부(230)에서부터 베이스부(210)를 관통하도록 3개가 형성될 수 있다
복수의 관통홀(250)이 제1 수용공간부의 바닥면(141)에 형성되는 복수의 삽입홈부(142)의 위치와 대응되도록 브리지부(230)에서부터 베이스부(210)를 관통하여 형성된다. 이처럼, 복수의 관통홀(250)이 복수의 삽입홈부(142)의 위치와 대응되도록 형성됨에 따라, 오일공급노즐(300)이 관통홀(250)을 관통하여 삽입홈부(142)에 삽입 체결된다.
도 6에 도시된 것처럼, 안착부(220)의 상부에 장착되는 틸팅 패드(400)가 회전축의 반경방향 내측으로 이동되는 것을 방지하기 위해, 안착부(220)의 반경방향 내측 단부에 이동방지돌기(221)가 형성된다.
복수의 오일공급노즐(300)이 플레이트(200)를 관통하여 케이싱(100)에 삽입 설치된다.
도 4 및 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 일 실시예에 의한 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)의 각각의 오일공급노즐(300)은 바디부(310)와 플랜지부(320)를 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)의 각각의 오일공급노즐(300)은 오일유출구(330)와 중공부(340)를 더 포함한다.
바디부(310)는 원통형상으로 형성된다. 바디부(310)의 반경방향 내측 선단의 일부가 삽입홈부(142)에 삽입 결합된다.
플랜지부(320)는 바디부(310)의 반경방향 외측 선단의 일부에 바디부의 외주면을 따라 형성된다. 플랜지부(320)는 소정의 두께(D)를 갖는 원판 형상으로 형성된다. 즉, 플랜지부(320)는 소정의 두께를 갖는 원판 형상으로 후술하는 오일유출구(330)보다 반경방향 내측에 위치하도록 바디부(310)의 반경방향 외측 선단에 형성된다. 따라서 플랜지부(320)는 오일유출구(330)와 경사면으로 자연스럽게 연결될 수 있다. 플랜지부(320)의 일부가 후술하는 틸팅 패드(400)의 일측면에 형성되는 그루브(420)에 삽입된다.
오일유출구(330)가 바디부(310)의 반경방향 외측 선단에 형성되어, 오일유출구(330)로 배출된 오일이 경사면을 따라 플랜지부(320)로 흘러내려 틸팅 패드(400)에 오일을 공급한다.
중공부(340)가 바디부의 길이방향을 따라 바디부(310)의 내측에 관통 형성된다. 중공부(340)는 오일유로(162)를 통해 유입되는 오일을 오일유출구(330)로 유동시키기 위해 오일을 공급하는 유로를 형성하게 된다. 즉, 외부의 오일공급장치에 의해 오일공급구(161)를 통해 공급된 오일은 오일유로(162)를 통과하고, 이후 중공부(340)를 따라 오일유출구(330)로 배출됨에 따라 틸팅 패드(400)에 오일이 공급되게 된다.
복수의 틸팅 패드(400)가 회전축에 대해 틸팅 가능하도록 플레이트(200)의 상부에 플레이트의 원주방향을 따라 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 각각의 틸팅 패드(400)는 반경방향의 외측단부가 반경방향의 내측단부보다 더 긴 사다리꼴 형상으로 형성된다.
도 4 및 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링의 틸팅 패드(400)는 본체부(410)와 그루브(420)를 포함한다.
본체부(410)는 틸팅 패드(400)의 외형을 형성한다.
그루브(420)가 본체부(410)의 양측면에 반경방향을 따라 형성된다. 이러한 그루브(420)에 플랜지부(320)의 일부가 삽입된다. 도 2에 도시된 것처럼, 틸팅 패드(400)는 본체부(410)의 일측면에 형성되는 그루브(420)에 플랜지부(320)의 일부가 삽입되어 틸팅 패드(400)의 일측이 고정된다. 틸팅 패드(400)의 타측은 틸팅 패드(400)의 본체부(410)의 타측면에 형성되는 그루브(420)에 인접하는 다른 오일공급노즐(300)의 플랜지부(320)의 일부가 삽입되어 고정된다. 즉, 안착부(220)에 설치되는 1개의 틸팅 패드(400)는 안착부(220)에 서로 인접하는 관통홀(250)을 관통하여 삽입홈부(142)에 삽입 고정되는 오일공급노즐(300)의 플랜지부(320)의 일측이 각각의 그루브(420)에 삽입되면서 고정되게 된다.
따라서, 본 발명은 틸팅 패드를 고정할 때 별도의 고정부재를 사용하지 않고 오일공급노즐에 의해 틸팅 패드를 고정함에 따라, 틸팅 패드 스러스트 베어링의 부피를 최소화할 수 있다.
틸팅 패드(400)의 그루브(420)의 폭(W)은 플랜지부(320)의 두께(D)보다 더 크게 형성된다.(W>D) 이처럼, 틸팅 패드(400)의 그루브(420)의 폭(W)이 플랜지부(320)의 두께(D)보다 더 크게 형성됨에 따라, 복수의 틸팅 패드(400)가 안착부(220)를 중심으로 회전축에 대해 틸팅 될 수 있게 된다. 따라서, 틸팅 패드(400)가 틸팅 되면서 하중을 받지 않는 인접하는 다른 틸팅 패드에 하중을 분산시킴에 따라 틸팅 패드가 파손되는 것을 방지하고, 복수의 틸팅 패드(400)를 안착부(220)에 설치하는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체(1)의 사시도를 나타내고, 도 11은 도 10의 B-B선의 단면도를 나타낸다.
도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체(1)는 하우징(20)을 포함한다.
하우징(20)은 중앙에 회전축이 삽입될 수 있도록 회전축의 길이방향을 따라 형성되는 중공홀을 구비하는 원통형상으로 형성된다.
하우징(20)의 내부에 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)이 회전축의 길이방향을 따라 서로 마주하도록 설치된다. 즉, 하우징(20)의 내부에 틸팅 패드 스러스트 베어링(10)이 틸팅 패드(400)가 인접하도록 서로 대칭되게 설치된다.
본 발명은 도면에 도시된 변형예와 상기에서 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범주내에 속하는 다른 실시예로 확장될 수 있다.
1 : 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체,
10 : 틸팅 패드 스러스트 베어링, 20 : 하우징,
100 : 케이싱, 110 : 제1 축방향면,
120 : 제2 축방향면, 130 : 둘레면,
140 : 제1 수용공간부, 141 : 바닥면,
142 : 삽입홈부, 143 : 체결홈부,
150 : 제2 수용공간부, 160 : 테두리홈부,
161 : 오일공급구, 162 : 오일유로,
200 : 플레이트, 210 : 베이스부,
220 : 안착부, 221 : 이동방지돌기,
230 : 브리징부, 233 : 볼트
240 : 고정홀, 250 : 관통홀,
300 : 오일공급노즐, 310 : 바디부,
320 : 플랜지부, 330 : 오일유출구,
340 : 중공부, 400 : 틸팅 패드,
410 : 본체부, 420 : 그르부,
500 : 심부재, 510 : 핀홀,
511 : 핀, 600 : 열전대 가이드부재,
610 : 서포트부, 620 : 가이드부.

Claims (13)

  1. 제1 축방향면에 제1 수용공간부가 형성되는 케이싱;
    상기 제1 수용공간부에 설치되는 플레이트;
    상기 플레이트를 관통하여 상기 케이싱에 삽입 설치되는 복수의 오일공급노즐; 및
    회전축에 대해 틸팅 가능하도록 상기 플레이트의 상부에 상기 플레이트의 원주방향을 따라 장착되는 복수의 틸팅 패드;를 포함하고,
    상기 플레이트는 상기 틸팅 패드에 가해지는 축방향 하중을 분산시키기 위해 상기 제1 수용공간부(140)의 원주방향을 따라 코러게이트(corrugate) 형상으로 형성되되, 상기 제1 수용공간부의 바닥면과 접촉하는 복수의 베이스부, 상기 베이스부로부터 상기 틸팅 패드를 향하여 돌출 형성되는 복수의 안착부, 상기 베이스부와 상기 안착부를 연결하는 복수의 브리지부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 오일공급노즐을 상기 삽입홈부에 삽입 설치하기 위해, 상기 삽입홈부의 위치와 대응되도록 상기 브리지부에서 상기 베이스부를 관통하여 복수의 관통홀이 형성되며,
    상기 각각의 안착부에는 상기 틸팅 패드가 반경방향의 내측으로의 이동하는 것을 구속하기 위한 이동방지돌기가 구비되며,
    상기 안착부는 상기 틸팅 패드와 면접촉하여 지지하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱은 반원형상으로 형성되되,
    상기 제1 수용공간부는,
    상기 오일공급노즐이 삽입 설치될 수 있도록 상기 제1 수용공간부의 원주방향을 따라 제1 수용공간부의 바닥면에 소정 간격을 두고 이격되게 형성되는 복수의 삽입홈부; 및
    상기 플레이트를 상기 제1 수용공간부에 고정하기 위해, 상기 제1 수용공간부의 원주방향을 따라 제1 수용공간부의 바닥면에 형성되는 복수의 체결홈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 케이싱의 원주방향을 따라 케이싱의 둘레면에 형성되는테두리홈부;를 포함하고,
    상기 테두리홈부는,
    상기 테두리홈부의 원주방향을 따라 상기 삽입홈부의 대응되는 위치에 형성되는 복수의 오일공급구; 및
    상기 오일공급구에서 상기 삽입홈부까지 연통되도록 상기 오일공급구에서 상기 케이싱의 반경방향 내측으로 연장 형성되는 오일유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 플레이트를 상기 제1 수용공간부의 바닥면에 고정하기 위해, 상기 체결홈부의 위치와 대응되도록 상기 브리지부에서 상기 베이스부를 관통하여 형성되는 복수의 고정홀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오일공급노즐은 각각,
    상기 삽입홈부에 일부가 삽입되는 원통형상의 바디부; 및
    상기 바디부의 일부에 상기 바디부의 외주면을 따라 형성되는 플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오일공급노즐은 각각,
    상기 틸팅 패드에 오일을 공급하기 위해 상기 바디부의 선단에 형성되는 오일유출구; 및
    상기 오일유로를 통해 유입되는 오일을 상기 오일유출구로 유동시키기 위해 상기 바디부의 길이방향을 따라 관통 형성되는 중공부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 틸팅 패드는 각각,
    본체부; 및
    상기 플랜지부의 일부가 삽입되도록 상기 본체부의 양측면에 형성되는 그루브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 틸팅 패드의 그루브의 폭이 상기 플랜지부의 두께보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 제1축방향면에 마주하는 상기 케이싱의 제2 축방향면에 형성되는 제2 수용공간부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 수용공간부에 설치되는 심부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 심부재는 핀이 삽입될 수 있도록 상기 심부재에 형성되는 복수의 핀홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 케이싱의 제1 축방향면의 외주면에 상기 케이싱의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 열전대 가이드부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 틸팅 패드 스러스트 베어링을 구비하는 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체에 있어서,
    상기 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체는 중앙에 중공홀이 형성되는 원통형상의 하우징을 포함하되,
    상기 틸팅 패드 스러스트 베어링은 상기 하우징의 내부에서 상기 틸팅 패드가 인접하도록 서로 대칭되게 설치되는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 스러스트 베어링 조립체.
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