KR20160139603A

KR20160139603A - 회전 쿨링장치

Info

Publication number: KR20160139603A
Application number: KR1020150074785A
Authority: KR
Inventors: 박정순
Original assignee: 주식회사 삼원에어텍
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-12-07

Abstract

본 발명은 회전 쿨링장치에 관한 것으로서, 모터에 의해 회전되고 베어링에 의해 가이드되는 구동축에 구비되는 회전 쿨링장치에 있어서, 회전 쿨링장치는, 분할된 각 허브부재가 구동축의 외측면을 감싼 상태로 결합되어 형성되는 허브와, 각 허브부재의 외측면에 구비되는 다수의 날개를 포함하는 쿨링팬; 및 분할된 각 부싱부재가 구동축의 외측면을 감싼 상태로 구비되어 형성되는 한편 쿨링팬의 허브와 구동축 사이로 삽입되면서 쿨링팬을 구동축에 결합 고정시키는 결합부싱;을 포함하는 회전 쿨링장치를 제공한다.

Description

회전 쿨링장치{Cooling Apparatus}

본 발명은 회전 쿨링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속 회전하는 터보기계의 구동부에 구비되어 터보기계에서 발생되는 발열을 효율적으로 방열시켜 냉각시킬 수 있는 회전 쿨링장치에 관한 것이다.

일반적으로, 터보기계는 주로 터보 압축기(Turbo compressor), 터보 블로워(Turbo blower), 터보 팬(Turbo fan) 등과 같이 고속의 회전운동에 의해 유체를 유동시키거나 압축시키는 장치를 의미한다.

고속의 회전운동을 구현하는 방법으로, 종전 정속으로 회전하는 모터에 증속기어를 연결하는 방법이 사용되었으나, 최근에는 베어링과 인버터(Invertor) 기술 등의 발전으로 인해 직접 모터에 직결식으로 연결하여 고속 회전시키는 기술이 상용화되고 있다.

첨부도면 도 1은 터보기계의 일례로서 터보 블로워를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 터보 블로워(1)는 유체를 흡입하여 배출시키는 송풍부와, 송풍부에 연결되어 송풍부를 작동시키는 구동부로 구성된다.

송풍부는, 일측에 유체(공기)가 흡입되는 흡입구(11)와, 타측에 흡입된 유체가 배출되는 배출구(12)를 갖는 하우징(10)과, 하우징(10) 내에 회전가능하게 구비되어 후술될 구동부의 모터(50)에 의해서 회전 구동되면서 유체를 흡입하여 배출시키는 임펠러(20)를 포함한다.

그리고, 구동부는 송풍부의 일측편에 구성되는데, 임펠러(20)와 축 결합되어 임펠러(20)를 회전시키는 구동축(30)과, 구동축(30)에 커플러(60)로서 연결되어 구동축(30)을 직접으로 회전 구동시키는 모터(50)를 포함한다.

또한, 구동축(30)에는 고속 회전되는 구동축(30)을 가이드하는 복수의 베어링(40)(41)이 일정간격으로 이격되어 구비되고, 이러한 베어링(40)(41)에 의해 구동축(30)은 유동이 방지된 상태로 원활하게 고속 회전되어 모터(50)의 동력을 손실없이 정확하게 임펠러(20)로 전달할 수 있게 된다.

이와 같은 터보 블로워(1)의 작동을 살펴보면, 구동부의 모터(50)에서 발생된 동력이 구동축(30)으로 전달되고, 구동축(30)으로 전달된 동력은 다시 임펠러(20)로 전달되면서 구동축(30)과 임펠러(20)가 고속 회전되고, 이와 같이 고속 회전되는 구동축(30)은 복수의 베어링(40)(41)에 의해 유동이 방지된 상태로 가이드된다.

그리고, 임펠러(20)가 회전되면, 하우징(10)의 흡입구(11)로 유체 즉 공기가 흡입되고, 흡입된 공기는 임펠러(20)를 지나 하우징(10)의 배출구(12)를 통해 배출된다.

그런데, 이와 같은 터보 블로워(1)는 고속 회전되는 구동축(30) 상에 복수의 베어링(40)(41)이 구비되고, 베어링(40)(41)과 구동축(30) 사이에는 윤활제가 공급되어 구동축(30)과 베어링(40)(41) 사이를 윤활함에도 불구하고 구동축(30)의 고속 회전으로 인해 구동축(30)과 베어링(40)(41) 사이에서 열이 발생되고, 이와 같이 발생된 열은 구동축(30)이나 베어링(40)(41)의 내구성을 저하시켜 결국에는 부품이 파손되는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 감안하여 아래의 선행기술문헌들에는 회전자와 고정자가 내장되어 있는 하우징에 팬을 별도로 설치하여 고정자를 냉각시키도록 한 기술이 개시되어 있다.

하지만, 이러한 선행기술문헌들에 개시된 팬은 단순히 하우징 내에 별도로 설치될 뿐, 직접적인 발열 부위인 회전자와 고정자의 접동부위에 구비되지 못하므로 냉각효율이 떨어지는 단점이 있다.

그리고, 이와 같이 하우징에 별도로 구비된 팬은 회전자와는 별도의 전원을 사용하여 작동됨으로써 팬의 설치에 따른 구조가 복잡해질 뿐 아니라 팬의 설치로 인해 회전자와 고정자가 구비되는 하우징의 크기와 부피가 커지게 되는 단점이 있다.

이상 설명한 바와 같은 터보기계에 대한 기술은 아래의 선행기술문헌들에 자세히 기재되어 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

한국 등록특허 제10-1269886호 한국 등록특허 제10-0481600호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고속 회전하는 터보기계의 구동부인 구동축에 구비되어 구동축과 같이 연동 회전되면서 발열부위를 직접적으로 냉각시킬 수 있도록 한 회전 쿨링장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 터보기계마다 각기 다른 직경으로 구비되는 모든 구동축은 물론 이미 제작되어 시중에 시판되는 터보기계의 구동축에도 간편하게 구비할 수 있도록 한 회전 쿨링장치를 제공함에 있다.

상술한 목적은, 모터에 의해 회전되고 베어링에 의해 가이드되는 구동축에 구비되는 회전 쿨링장치에 있어서, 회전 쿨링장치는, 분할된 각 허브부재가 구동축의 외측면을 감싼 상태로 결합되어 형성되는 허브와, 각 허브부재의 외측면에 구비되는 다수의 날개를 포함하는 쿨링팬; 및 분할된 각 부싱부재가 구동축의 외측면을 감싼 상태로 구비되어 형성되는 한편 쿨링팬의 허브와 구동축 사이로 삽입되면서 쿨링팬을 구동축에 결합 고정시키는 결합부싱;을 포함하는 회전 쿨링장치에 의해 달성된다.

그리고, 쿨링팬의 허브 내측면과, 이에 결합되는 결합부싱의 외측면은 경사지게 형성되어, 결합부싱이 쿨링팬의 허브 내측으로 삽입될수록 각 부싱부재 간의 간격이 좁아지면서 쿨링팬을 구동축에 결합 고정시키도록 구성될 수 있다.

또한, 부싱부재 간의 갭이 있을 때의 결합부싱은 그 내경이 구동축의 외경보다 크고, 부싱부재 간의 갭이 없어진 상태에서의 결합부싱의 내경(진원)은 구동축의 외경과 같거나 작게 형성될 수 있다.

게다가, 쿨링팬의 허브와 결합부싱 상에는 서로 마주하여 형성되는 조임홈이 구비되되, 허브의 조임홈에는 나사가 결합되는 나사부가 형성되고, 결합부싱의 조임홈은 무나사부로 형성되는 한편 쿨링팬의 허브와 결합부싱 상에는 서로 마주하여 형성되는 풀림홈이 구비되되, 허브의 조임홈은 무나사부로 형성되고, 결합부싱의 조임홈에는 나사가 결합되는 나사부가 형성될 수 있다.

그리고, 조임홈은 결합부싱을 이루는 부싱부재 간의 접합 단부로부터 45도 이내에 형성되고, 풀림홈은 결합부싱을 이루는 부싱부재 간의 접합 단부에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 쿨링팬은, 분할된 허브부재의 조립 시 서로 마주하여 접하는 양 날개가 볼트로서 착탈가능하게 결합되어 조립할 수 있다.

본 발명의 회전 쿨링장치에 따르면, 고속 회전하는 터보기계의 구동축에 쿨링팬을 구비하여 마찰에 의한 발열부위인 구동축과 베어링 사이를 직접적으로 냉각시킬 수 있으므로 냉각효율이 향상될 뿐 아니라 쿨링팬이 구동축과 같이 일체로 회전됨으로써 쿨링팬을 작동시키기 위한 별도의 전원이 필요치 않으므로 에너지 효율이 우수한 장점이 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 터보기계마다 각기 다른 직경으로 구비되는 모든 구동축은 물론 이미 제작되어 시판되고 있는 터보기계의 구동축에도 쿨링팬을 간편하게 설치할 수 있으므로 쿨링팬을 모든 구동축에 범용적으로 구비할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 회전 쿨링시스템이 적용된 터보기계를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전 쿨링시스템의 분리사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전 쿨링시스템의 정면 결합도이다.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부싱부재 간의 갭이 있는 상태에서의 결합부싱의 내경과 구동축을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 부싱부재 간의 갭이 없어진 상태에서의 결합부싱의 내경과 구동축을 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 결합부싱이 쿨링팬의 허브에 장착되는 상태의 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 결합부싱이 쿨링팬의 허브에서 분리되는 상태의 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이 과정에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

그리고, 아래 실시예에서의 "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 9b는 본 발명에 따른 회전 쿨링장치를 도시한 도면들이다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 배경 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 회전 쿨링장치는 도 1 내지 도 9b에 도시된 바와 같이, 터보기계인 터보 블로워(1)의 구동축(30)에 구비되는 쿨링팬(100)과, 이 쿨링팬(100)을 구동축(30)에 결합 고정시켜 구동축(30)과 일체로 회전되게 하는 결합부싱(200)을 포함한다.

특히, 쿨링팬(100)은 도 1에서와 같이, 구동축(30)에 구비되는 양 베어링(40)(41) 사이의 구동축(30)에 구비되어, 흡입되는 공기로 일측의 베어링(41)과 구동축(30) 간의 발열부위를 직접 냉각시킬 수 있고, 배출되는 공기로 타측의 베어링(40)과 구동축(30) 간의 발열부위를 직접 냉각시킬 수 있게 된다.

이러한 쿨링팬(100)은 도 2 내지 도 5에서와 같이, 구동축(30) 상에 결합되어 구비되는 허브(120)와, 허브(120)의 외측면에 구비되는 다수의 날개(110)를 포함하고, 날개(110)는 통상의 선풍기 날개와 같이 구비될 수 있다. 특히, 허브(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상하로 분할된 제 1,2 허브부재(120a)(120b)가 구동축(30)의 외측면을 감싼 상태로 제 1,2 허브부재(120a)(120b)가 상호 결합되어 허브(120)로 형성되고, 제 1,2 허브부재(120a)(120b)의 외측면에는 다수의 날개(110)가 일정간격마다 돌출 형성된다.

이때, 제 1,2 허브부재(120a)(120b)의 결합은 제 1,2 허브부재(120a)(120b)에 각각 형성되어 양 허브부재(120a)(120b)의 결합 시 서로 마주하여 접하는 양 날개(110)가 체결볼트(400)와 너트(410)로서 결합 고정되어, 구동축(30) 상에 쿨링팬(100)을 착탈가능하게 조립할 수 있게 된다. 즉, 서로 마주하는 양 날개(110)에 형성된 통공을 체결볼트(400)가 각각 관통한 상태에서 각 체결볼트(400)의 반대편에서 너트(410)가 체결볼트(400)에 체결됨으로써 체결볼트(400)와 너트(410)에 의해 양 날개(110) 및 제 1,2 허브부재(120a)(120b)가 견고하게 결합 고정된다. 따라서, 상기와 같이 조립되는 쿨링팬(100)은 이미 제조된 터보기계의 구동축(30)에도 간편하면서고 견고하게 설치할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 제 1,2 허브부재(120a)(120b)의 결합으로 형성되는 허브(120)의 내경은 그 내측면이 일단부에서 타단부 측으로 경사진 경사면(121)으로 형성되고, 허브(120)의 경사진 내경 중 제일 작은 일단부의 내경은 모든 터보기계에 구비되는 구동축(30)보다 크게 설계됨이 바람직하다.

그리고, 허브(120)의 내측면에는 이와 마주하는 후술될 결합부싱(200)의 내측면과 더불어서 정원의 조임홈(130)(220)을 형성하는 반원 형상의 조임홈(130)이 형성되고, 이 조임홈(130)은 나사(300)(렌치볼트)가 체결될 수 있도록 나사부(131)가 형성된 나사홈으로 형성되며, 조임홈(130)의 내측에는 체결되는 나사(300)의 선단부가 접하여 정지될 수 있도록 허브(120)의 축방향과 수직한 홈 단부(132)가 형성된다.

또한, 조임홈(130)과 이격된 허브(120)의 내측면에는 후술될 결합부싱(200)의 내측면과 더불어서 정원의 풀림홈(140)(230)을 형성하는 반원 형상의 풀림홈(140)이 형성되고, 이 풀림홈(140)의 내측면은 나사산이 없는 무나사부(141)로 형성되며, 풀림홈(140)의 내측에는 나사(300)의 선단부가 접할 수 있도록 허브(120)의 축방향과 수직한 홈 단부(142)가 형성된다.

따라서, 조임홈(130)(220) 또는 풀림홈(140)(230)에 나사(300) 결합 시, 허브(120)의 조임홈(130)에는 나사(300)가 체결되어 결합되지만, 허브(120)의 풀림홈(140)은 무나사부(141)로서 나사(300)가 헛돌게 된다.

한편, 결합부싱(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우로 분할된 제 1,2 부싱부재(200a)(200b)가 구동축(30)의 외측면을 감싼 상태로 제 1,2 부싱부재(200a)(200b)가 상호 결합되어 결합부싱(200)으로 형성되고, 이 결합부싱(200)은 쿨링팬(100)의 허브(120)와 구동축(30) 사이로 삽입되면서 쿨링팬(100)을 구동축(30)에 결합 고정시키게 된다. 즉, 이와 같이 결합되는 결합부싱(200)에 의해서 쿨링팬(100)의 허브(120)와 결합부싱(200)에 예압이 걸려 체결력이 향상되므로 쿨링팬(100)을 구동축(30)에 견고한 체결력으로 결합 고정시킬 수 있게 된다.

이러한 결합부싱(200)은 그 외측면이 허브(120)의 내측면과 마찬가지로 일단부에서 타단부 측으로 경사진 경사면(201)으로 형성되고, 내측면은 구동축(30)이 삽입되는 부분으로 동일한 직경으로 형성된다. 따라서, 결합부싱(200)은 쿨링팬(100)의 허브(120) 내에 경사진 상태로 결합된다. 다만, 결합부싱(200)을 이루는 부싱부재(200a)(200b) 사이에 갭(210)이 존재하는 경우에는 결합부싱(200)의 외측 경사면(201)이 허브(120)의 내측 경사면(121)보다 큰 기울기로 형성될 수 있으며, 결합부싱(200)이 허브(120) 내로 완전히 삽입되어 부싱부재(200a)(200b) 사이에 갭(210)이 없어진 경우에는 결합부싱(200)의 외측 경사면(201)이 허브(120)의 내측 경사면(121)과 동일한 기울기로 형성될 수 있다.

그리고, 상기와 같이 좌우로 분할된 제 1,2 부싱부재(200a)(200b)의 결합으로 형성되는 결합부싱(200)은 y축 방향으로 갭(210)이 형성되고, 도 6과 같이 제 1,2 부싱부재(200a)(200b) 사이에 갭(210)이 있을 때의 결합부싱(200)은 그 내경(d1)이 구동축(D)의 외경보다 크고(d1＞D), 도 7과 같이 제 1,2 부싱부재(200a)(200b) 간의 갭(210)이 없어진 상태에서의 결합부싱(200)의 내경(진원)(d2)은 구동축(D)의 외경과 같거나 작게 형성된다(d2≤D). 특히, 상기와 같은 부싱부재(200a)(200b) 간의 갭(210)은 결합부싱(200)이 쿨링팬(100)의 허브(120)와 구동축(30) 사이로 삽입됨에 따라 그 간격이 점차 좁아지면서 결합부싱(200)이 쿨링팬(100)의 허브(120)와 구동축(30) 사이에 끼임됨으로써 구동축(30)에 쿨링팬(100)을 결합 고정시킬 수 있게 된다.

여기서 갭(210)이 있을때의 결합부싱(200)의 내경(d1)이란, 결합부싱은 쿨링팬(100)의 허브(120)의 경사면(121)에 밀착되고 결합부싱 내부에는 구동축이 위치할 때인 조립시작전의 위치에서의 결합부싱에 갭이 있을때는 내경을 말한다.

한편, 결합부싱(200)의 외측면에는 전술한 허브(120)의 내측면과 마주하여 정원의 조임홈(130)(220)과 풀림홈(140)(230)을 형성하는 반원 형상의 조임홈(220)과 풀림홈(230)이 형성된다.

이러한 결합부싱(200)의 조임홈(220) 내측면은 나사산이 없는 무나사부(221)로 형성되고, 조임홈(220)의 내측에는 나사(300)의 선단부가 접할 수 있도록 결합부싱(200)의 축방향과 수직한 홈 단부(222)가 형성된다.

그리고, 결합부싱(200)의 풀림홈(230)은 나사(300)가 체결될 수 있도록 나사부(231)가 형성된 나사홈으로 형성되고, 풀림홈(230)의 내측에는 체결되는 나사(300)가 접하여 정지될 수 있도록 결합부싱(200)의 축방향과 수직한 홈 단부(232)가 형성된다.

따라서, 조임홈(130)(220) 또는 풀림홈(140)(230)에 나사(300) 결합 시, 결합부싱(200)의 조임홈(220)에서는 나사(300)가 헛돌게 되고, 결합부싱(200)의 풀림홈(230)에는 나사(300)가 체결되어 결합된다.

한편, 상기와 같은 조임홈(130)(220)은 결합부싱(200)을 이루는 부싱부재(200a)(200b) 간의 접합 단부 즉 갭(210)에 가깝도록 갭(210)으로부터 45도 이내의 범위 내에, 바람직하게는 30도 부위에 형성되어, 조임홈(130)(220)에 나사(300)의 체결 시 양 부싱부재(200a)(200b)를 견고하게 밀착시켜 결합시킬 수 있고, 풀림홈(140)(230)은 양 부싱부재(200a)(200b) 간의 접합 단부 즉 갭(210) 상에 형성되어, 결합부싱(200)의 풀림을 간편하면서도 용이하게 할 수 있다. 특히, 조임홈(130)(220)의 위치를 부싱부재(200a)(200b)의 갭(210)으로부터 30도 위치에 형성함으로써 조임홈(130)(220)의 체결력이 부싱부재(200a)(200b)의 단부로 용이하게 전달되어 갭(210)의 간격을 손쉽게 좁힐 수 있게 되므로 결합부싱(200)의 삽입이 용이하게 이루어지는 반면, 조임홈(130)(220)이 20도 이내에 형성되면 부싱부재(200a)(200b)의 단부와 근접한 조임홈(130)(220)으로 인해 부싱부재(200a)(200b)의 강도 및 내구성이 저하될 수 있고, 45도를 벗어나 형성되면 조임홈(130)(220)의 체결력이 부싱부재(200a)(200b)의 단부에 작용하지 못하므로 결합부싱(200)의 삽입이 어려워지게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 회전 쿨링장치의 작용효과를 설명한다.

먼저, 본 발명의 회전 쿨링장치인 도 1에서와 같이, 터보기계인 터보 블로워(1)의 구동축(30)에 쿨링팬(100)과 결합부싱(200)을 구비한다.

즉, 허브(120)를 구성하는 제 1,2 허브부재(120a)(120b)를 구동축(30)의 외측면에 구비하여 상호 결합시키면, 쿨링팬(100)의 허브(120)가 구동축(30)을 감싼 상태로 구비되고, 결합부싱(200)을 구성하는 제 1,2 부싱부재(200a)(200b)를 구동축(30)의 외측면에 구비한 상태에서 쿨링팬(100)의 허브(120)와 구동축(30) 사이로 밀어넣는다.

이때, 결합부싱(200)의 조임홈(220)과 풀림홈(230)을 쿨링팬 허브(120)의 조임홈(130)과 풀림홈(140)에 일치시킨 상태로 밀어넣은 후, 도 8a 및 도 8b에서와 같이 조임홈(130)(220)에 나사(300)를 삽입하여 체결한다.

그러면, 조임홈(130)(220)에 체결되는 나사(300)는 허브(120)의 조임홈(130)에 형성된 나사부(131)에 나사 결합되면서 조임홈(130)(220) 내부로 진입되는데, 결합부싱(200)의 조임홈(220)은 무나사부(221)로 형성되어 있기 때문에, 결합부싱(200)은 나사(300)의 삽입과는 무관하게 움직이지 않는다.

이후, 조임홈(130)(220) 내부로 삽입되는 나사(300)의 선단부가 도 8a에서와 같이 결합부싱(200)의 조임홈(220) 단부에 접하게 되고, 이 상태에서 나사(300)를 더 체결하여 삽입시키면, 결합부싱(200)의 조임홈(220) 단부가 체결되는 나사(300)에 의해 쿨링팬(100)의 허브(120) 내측으로 밀려 이동됨으로써 결국에는 도 8b와 같이 결합되게 된다.

그리고, 이와 같은 결합과정 중 결합부싱(200)이 허브(120) 내로 삽입됨에 따라 결합부싱(200)의 갭(210)은 그 간격이 점차 좁아지면서 결합부싱(200)의 내.외경이 점차 축소되어 쿨링팬(100)의 허브(120)와 구동축(30) 사이에 견고하게 끼임되어 결합된다.

따라서, 이와 같은 결합부싱(200)에 의해서 쿨링팬(100)은 구동축(30)에 결합 고정된 상태로 구동축(30)과 같이 일체로 고속 회전될 수 있고, 이와 같이 회전되는 쿨링팬(100)에 의해 도 1에 가상선으로 도시된 것과 같이 발열부위인 구동축(30)과 베어링(40)(41) 사이로 바람을 송풍시켜 냉각시키게 된다.

한편, 상기와 같이 구비된 쿨링팬(100)을 구동축(30)에서 풀어내고자 할 시는, 쿨링팬(100)의 허브(120)와 결합부싱(200) 간의 조임홈(130)(220)에 결합된 나사(300)를 모두 풀어낸 후, 하나의 나사(300)를 도 9a에서와 같이 허브(120)와 결합부싱(200) 간의 풀림홈(140)(230)에 삽입하여 체결한다.

그러면, 풀림홈(140)(230)에 체결되는 나사(300)는 결합부싱(200)의 풀림홈(230)에 형성된 나사부(231)에만 나사 결합될 뿐 허브(120)의 풀림홈(140)에는 결합되지 않고 헛돌게 되므로 허브(120) 내에 끼워져 결합된 결합부싱(200)이 나사(300)의 체결량 만큼 도 9b에서와 같이 허브(120)에서 빠져나오게 되고, 이와 같이 빠져나오는 결합부싱(200)은 허브(120)의 내측면과 간격이 발생됨과 동시에 제 1,2 부싱부재(200a)(200b)로 다시 분할됨으로써 분리가 용이하게 된다.

따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 쿨링팬(100)과 결합부싱(200)은 분할되어 있다가 터보기계의 구동축(30)을 감싼 상태로 결합되어 구비됨으로써 본 발명의 쿨링팬(100)과 결합부싱(200)을 제조 중이거나 이미 제조되어 시판되고 있는 기성품인 터보기계의 모든 구동축(30)에 간편하게 장착하여 구비할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

1 : 터보 블로워 10 : 하우징
11 : 흡입구 12 : 배출구
20 : 임펠러 30 : 구동축
40,41 : 베어링 50 : 모터
60 : 커플러 100 : 쿨링팬
110 : 날개 120 : 허브
120a,120b : 제 1,2 허브부재 121 : 경사면
130 : 조임홈 131 : 나사부
132 : 홈 단부 140 : 풀림홈
141 : 무나사부 142 : 홈 단부
200 : 결합부싱 200a,200b : 제 1,2 부싱부재
201 : 경사면 210 : 갭(Gap)
220 : 조임홈 221 : 무나사부
222 : 홈 단부 230 : 풀림홈
231 : 나사부 232 : 홈 단부
300 : 나사 400 : 체결볼트
410 : 너트
D : 구동축의 외경
d1 : 결합부싱의 내경
d2 : 결합부싱의 진원 내경

Claims

모터에 의해 회전되고 베어링에 의해 가이드되는 구동축에 구비되는 회전 쿨링장치에 있어서,
회전 쿨링장치는, 분할된 각 허브부재가 구동축의 외측면을 감싼 상태로 결합되어 형성되는 허브와, 각 허브부재의 외측면에 구비되는 다수의 날개를 포함하는 쿨링팬; 및
분할된 각 부싱부재가 구동축의 외측면을 감싼 상태로 구비되어 형성되는 한편 쿨링팬의 허브와 구동축 사이로 삽입되면서 쿨링팬을 구동축에 결합 고정시키는 결합부싱;을 포함하는 회전 쿨링장치.
청구항 1에 있어서,
쿨링팬의 허브 내측면과, 이에 결합되는 결합부싱의 외측면은 경사지게 형성되어, 결합부싱이 쿨링팬의 허브 내측으로 삽입될수록 각 부싱부재 간의 간격이 좁아지면서 쿨링팬을 구동축에 결합 고정시키는 회전 쿨링장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
부싱부재 간의 갭이 있을 때의 결합부싱은 그 내경이 구동축의 외경보다 크고, 부싱부재 간의 갭이 없어진 상태에서의 결합부싱의 내경(진원)은 구동축의 외경과 같거나 작게 형성되는 회전 쿨링장치.
청구항 3에 있어서,
쿨링팬의 허브와 결합부싱 상에는 서로 마주하여 형성되는 조임홈이 구비되되, 허브의 조임홈에는 나사가 결합되는 나사부가 형성되고, 결합부싱의 조임홈은 무나사부로 형성되는 회전 쿨링장치.
청구항 3에 있어서,
쿨링팬의 허브와 결합부싱 상에는 서로 마주하여 형성되는 풀림홈이 구비되되, 허브의 조임홈은 무나사부로 형성되고, 결합부싱의 조임홈에는 나사가 결합되는 나사부가 형성되는 회전 쿨링장치.
청구항 4에 있어서,
조임홈은 결합부싱을 이루는 부싱부재 간의 접합 단부로부터 45도 이내에 형성되는 회전 쿨링장치.
청구항 5에 있어서,
풀림홈은 결합부싱을 이루는 부싱부재 간의 접합 단부에 형성되는 회전 쿨링장치.
청구항 3에 있어서,
쿨링팬은, 분할된 허브부재의 조립 시 서로 마주하여 접하는 양 날개가 볼트로서 착탈가능하게 결합되어 조립되는 회전 쿨링장치.