KR20210051248A

KR20210051248A - 회전 기기

Info

Publication number: KR20210051248A
Application number: KR1020190136253A
Authority: KR
Inventors: 임동훈
Original assignee: 한화파워시스템 주식회사
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-05-10
Also published as: CN112746991A; US11635092B2; US20210131446A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기는, 하우징, 하우징의 일면에 구비되는 베어러블 가이드 베인 모듈 및 베어러블 가이드 베인 모듈을 커버하는 하우징 커버를 포함하고, 상기 베어러블 가이드 베인 모듈은 적어도 두 개의 모듈로 분리 결합 가능하게 구비되되, 상기 베어러블 가이드 베인 모듈은, 하우징에 구비되는 원통 형상의 베인 케이스와, 베인 케이스에 구비되는 제1 링크 부재를 포함하는 제1 모듈 및 하우징과 베인 케이스 사이에 안착되는 슈라우드 케이스와, 슈라우드 케이스에 구비되고 제1 링크 부재의 구동에 따라 구동되는 제2 링크 부재를 포함하는 제2 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 회전 기기는 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

Description

회전 기기{Rotating device}

본 발명은 회전 기기에 관한 것으로서, 예컨대 압축기의 유량 조절 기능을 갖는 베인을 구비한 베어러블 가이드 베인(variable guide vane: VGD) 모듈을 구성물로 모듈화하여 압축기에서 베어러블 가이드 베인 모듈의 분해 조립을 용이하게 하는 회전 기기에 관한 것이다.

고성능, 고출력 전기기기의 개발요구에 따라 발전기, 전동기 등과 같은 회전기기가 제공된다. 이러한 회전 기기는 로터-베어링 구조를 가지는 산업용 압축기, 펌프나 차량용 공기 공급 장치를 포함할 수 있다.

특히 원심 압축기는 회전 운동을 하는 임펠러를 이용하여 유체에 원심력을 부여함으로써, 유체가 압축되도록 하는 장치이다.

원심 압축기는 일반적으로 구동력을 생산하는 구동부와, 구동부와 연결되는 기어 유닛과, 기어 유닛이 내부에 설치되는 기어박스와, 기어박스에 삽입되어 기어유닛과 연결되는 회전축과, 회전축에 연결되어 회전함으로써 회

전 운동에너지를 유체에 전달해 유체의 압력을 상승시키는 임펠러(impeller)와, 임펠러를 지지하는 스크롤과, 스크롤과 결합하여 유체가 유동하는 내부 공간을 형성하는 쉬라우드를 포함할 수 있다.

임펠러에 의해서 압축된 공기는 임펠러 외주를 따라 배치되는 디퓨저(diffuser)를 통해 스크롤로 안내된다. 디퓨저는 다수의 베인을 포함하여, 베인과 베인 사이의 공간을 통해 스크롤로 압축된 공기를 배출한다. 디퓨저의 베인은 정해진 각도로 일정하게 원주를 따라 배열되어 임펠러에서 배출된 공기를 일정하게 배출한다.

그러나 배출되는 유량을 조절할 필요성이 생겼고, 유량의 조절을 위해 베인의 각도를 조절하는 기술이 종래에 존재했다.

도 1 내지 도 4에서는 베인(104)을 구비한 베어러블 가이드 베인 모듈(100)에 대해서 도시하고 있다.

베어러블 가이드 베인 모듈(100)을 보면, 베인(104)의 각도를 조절하기 위해 베인(104)을 링(103)에 연결하고, 링(103)을 리니어 액추에이터(101)에 연결된 회전 아암(102)의 말단에 연결하여 회전시킨다. 링(103)이 회전함에 따라 베인(104)의 개도가 달라져 베인(104) 사이 공간을 통과 가능한 유량이 변화한다. 그러나 회전 아암(102)의 말단에 링(103)을 연결함으로써 정밀한 개도 조절이 힘들었고, 액추에이터(101)와 연결되기 위하여 회전 아암(102)이 외부로 돌출되다 보니 전체 크기를 줄이기도 힘들다는 문제점이 있었다.

또한, 회전 기기, 구체적으로 링을 구비한 베어러블 가이드 베인 모듈의 특성 상 링크를 구성하는 부품들이 익스팬더나 압축기의 기어박스 측으로 배치되고, 액츄에이터 및 링크가 상하분할된 기어박스의 상판 상단에 배치되어, 베어링의 정비 등의 사유로 인해 기어 박스를 분해하는 경우 베리어블 가이드 베인 모듈도 모두 함께 분해되어야 하므로, 작업 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 압축기의 정비 등을 위해 베어러블 가이드 베인 모듈을 분해 조립하는 경우, 디퓨저에 구비되는 구성들이 모듈화되어 있지 않아, 작업 시간이 많이 소요됨은 물론, 유로 상에 부품들의 틈새가 많아 이물질이 삽입되어 시간의 경과에 따라 고착 발생율이 높은 단점이 있다.

또한, 베어버블 가이드 베인 모듈의 적층 구조 및 결합 구조에 따라 베인과 케이스의 틈새 공차 범위가 커짐에 따라 VGD의 압력 손실을 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 베어러블 가이드 베인 모듈의 고장 발생 시, 내부 링크 구조의 점검이 필요한데, 베어러블 가이드 베인 모듈은 각 구성물들이 모듈화되어 있어, 내부 링크 확인을 위해 압축기에서 베어러블 가이드 베인 모듈을 완전히 분해한 후 별도로 확인을 해야 하는 번거로움이 있음은 물론 압축기에서 베어러블 가이드 베인 모듈의 각각 구성들을 분해하는데 시간이 소요될 수밖에 없고, 액츄에이터까지 분해됨에 따라 링크 점검 시 수동으로 링크를 작동시키면서 점검해야 하는 번거로움까지 발생한다.

미국 공개특허 제2010-0172745호(2010.07.08. 공개)

발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 압축기의 유량 조절 기능을 갖는 베어러블 가이드 베인(variable guide vane: VGD) 모듈의 각각의 구성물을 모듈화하여 분해 조립을 용이하게 하는 회전 기기를 제공하고자 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기는,

하우징;

상기 하우징의 일면에 구비되는 베어러블 가이드 베인 모듈; 및

상기 베어러블 가이드 베인 모듈을 커버하는 하우징 커버를 포함하고,

상기 베어러블 가이드 베인 모듈은 적어도 두 개의 모듈로 분리 결합 가능하게 구비되되, 상기 베어러블 가이드 베인 모듈은,

상기 하우징에 구비되는 원통 형상의 베인 케이스와, 상기 베인 케이스에 구비되는 제1 링크 부재를 포함하는 제1 모듈; 및

상기 하우징과 상기 베인 케이스 사이에 안착되는 슈라우드 케이스와, 상기 슈라우드 케이스에 구비되고 상기 제1 링크 부재의 구동에 따라 구동되는 제2 링크 부재를 포함할 수 있다.

상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈은 체결부재에 의해 서로가 서로에게 결합되거나 분리되게 구비될 수 있다.

상기 제1 링크 부재는,

상기 하우징에서 상기 베인 케이스로 수직한 제1 방향으로 배치되는 메인 샤프트;

상기 메인 샤프트에 결합되되 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되게 결합되어 상기 메인 샤프트의 회전에 따라 회전하는 메인 링크 암;

상기 메인 링크 암에 연결되며 상기 제2 방향으로 연장 형성되는 컨트롤 암; 및

상기 베인 케이스의 일단에 구비되고, 상기 컨트롤 암을 회전 가능하게 지지하는 피봇 포인트를 포함할 수 있다.

상기 메인 링크 암은,

상기 메인 샤프트와 연결되는 몸체; 및

상기 몸체에서 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다.

상기 슬롯은 단부가 오픈되면서 상기 제2 방향으로 관통 오픈되어 'ㄷ'자 단면 형상을 형성할 수 있다.

상기 슬롯에는 상기 입력단에 삽입되어 회전 가능하게 구비되는 제1 회전 가이드부재가 구비될 수 있다.

상기 제1 회전 가이드부재는,

상기 슬롯 사이에 형성되는 제1 돌기; 및

상기 제1 돌기의 주변 둘레로 상기 컨트롤 암의 단부의 미끄럼 회전을 위한 제1 회전볼이 형성될 수 있다.

상기 컨트롤 암은,

바디; 및

상기 바디의 양단에 각각 입력단과 출력단을 구비하고,

상기 입력단은 상기 슬롯에 결합되고 상기 출력단은 상기 제2 링크 부재와 연결되게 각각 회전 개구를 형성할 수 있다.

상기 회전 개구는 상기 바디의 단부에서 각각 개방되되, 상기 제1 방향으로 관통 오픈되어 각각 '⊃' 자 및 '⊂'자 형태를 형성할 수 있다.

상기 제2 링크 부재는,

상기 피봇 포인트를 중심으로 회전하는 상기 메인 링크 암의 회전에 따라 회전 되는 컨트롤 링;

상기 컨트롤 링에 연결되어 온오프되면서 배향이 가변되는 복수의 베인; 및

상기 컨트롤 링과 상기 베인 사이에 구비되어 상기 컨트롤 링의 회전을 상기 베인으로 전달하는 링크를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤 링의 외주면과 내주면 사이에는 상기 메인 링크 암의 단부가 삽입 관통되는 복수의 가이드 홈들이 형성되고,

상기 가이드 홈에는 상기 메인 링크 암의 상기 출력단에 삽입되어 회전 가능하게 구비되는 제2 회전 가이드부재가 형성될 수 있다.

상기 제2 회전 가이드부재는

상기 가이드 홈 사이에 돌출 형성되는 제2 돌기; 및

상기 제2 돌기의 주변 둘레로 상기 컨트롤 암의 출력단의 회전을 위한 제2 회전볼이 형성될 수 있다.

상기 링크는 상기 베인과 결합되는 결합부와,

상기 결합부에서 상기 제2 방향으로 연장되는 슬롯부를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤 링의 일면에는 상기 슈라우드 케이스의 내측면 방향으로 돌출되어 상기 슬롯부에 안착되는 돌기핀이 더 구비될 수 있다.

상기 슈라우드 케이스에는 상기 베인이 회전 가능하게 관통되는 복수의 관통홀이 형성되고,

상기 관통홀과 상기 베인 사이에는 부싱이 더 구비될 수 있다.

상기 컨트롤 링의 중앙 개구의 양측 둘레면에는 상기 컨트롤 링의 회전을 위한 미끄럼 패드가 더 구비될 수 있다.

상기 메 인 링크 암의 양측으로 소정 이격된 위치로 상기 베인 케이스에는 상기 메인 링크 암의 회전을 제한하는 스토퍼부재가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오염 감지 시스템은 드론과 같은 무인기를 수용한 이동체가 오염지역 및 오염 의심 지역으로 이동할 수 있어 사람이 직접 현장에 투입되지 않아도 되므로 위험성을 차단하면서, 무인기를 통해 원거리의 오염 의심 지역의 오염 시료를 채취하여 오염 여부를 판단할 수 있어 오염 지역 여부를 판단할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 감지 시스템은 무인기를 통해 오염 지역이나 오염 의심 지역의 오염 시료를 채취할 수 있어, 안정적이며 빠르게 오염 시료를 채취할 수 있음은 물론 이동체에 수용된 상태에서 채취된 시료의 오염 여부나 오염원을 검출할 수 있고, 검출 완료된 오염 시료는 오염 여부에 따라 제독을 수행할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 가이드 베인의 전체적인 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 가이드 베인을 상방에서 바라본 평면도이다.
도 3은 종래의 가이드 베인에 사용되는 베인 조정 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 종래의 가이드 베인이 사용된 압축기의 외관을 나타난 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 가이드 베인 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 하우징 커버가 분리된 상태의 가이드 베인 모듈의 내측 결합을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 가이드 베인 모듈의 제1 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 가이드 베인 모듈의 제2 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 제1 모듈과 제2 모듈의 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 제1 링크 부재와 제2 링크 부재의 결합을 개략적으로 나타내는 부분 결합 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 제1 모듈과 제2 모듈의 결합된 상태의 개략적인 결합 단면 사시도이다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 제1 링크 부재와 제2 링크 부재의 구동 동작을 개략적으로 나타내는 상부면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 베인 케이스의 상부를 확대 도시한 부분 확대도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 제2 모듈의 결합 상태를 개략적으로 나타내는 부분 결합 단면 사시도이다.
도 15는 도 11의 A 부분의 단면 확대 사시도이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 제1 링크 부재와 제2 링크 부재의 구동 동작을 개략적으로 나타내는 구동 단면 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기에서, 컨트롤 링 주변부의 결합을 개략적으로 나타내는 부분단면 결합 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 일부 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전 기기(100)의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 가이드 베인(122b) 모듈(100)의 개략적인 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 하우징 커버(130)가 분리된 상태의 가이드 베인(122b) 모듈(100)의 내측 결합을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 기기(100)는 하우징(101)과 베어러블 가이드 베인 모듈(100M), 액츄에이터(140) 및 하우징 커버(130)를 포함할 수 있다. 또한, 후술하나 본 발명의 회전 기기(100)는 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)을 두 개의 분리 결합 가능한 모듈로 구성하고, 하우징 커버(130)의 분리 시 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)의 링크(122c) 구조를 확인할 수 있게 되고, 액츄에이터(140)의 구동에 따라 링크(122c) 구동 상태 등을 용이하게 확인할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)은 상기 하우징(101)의 일면에 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 하우징(101)의 양측면으로 각각 배치될 수도 있고, 상기 하우징(101)의 일측에 배치될 수도 있다. 상기 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)은 액츄에이터(140)와 연결되어 상기 액츄에이터(140)의 구동에 따라 구동되는 구조물이다. 상기 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)은 적어도 두 개의 모듈로 구획되어 두 개의 모듈이 서로 분리 가능하게 구비되는 구조를 가질 수 있다.

상기 하우징 커버(130)는 상기 하우징(101)에 결합되어 상기 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)이 실장된 부분을 커버하도록 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징 커버(130)가 상기 하우징(101)에서 오픈되면, 상기 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)의 구동 상태를 확인할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터(140)는 상기 하우징(101)에서 수직한 방향으로 상기 하우징(101)의 내측으로 관통 형성되되, 상기 베어러블 가이드 베인 모듈(100M) 측으로 관통 형성될 수 있다. 상기 액츄에이터(140)는 후술하는 베어러블 가이드 베인 모듈(100M), 구체적으로 제1 모듈(110)의 제1 링크 부재(112)와 결합되어 상기 제2 모듈(120)에 구비되는 베인(122b)을 구동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다.

이하에서는 두 개의 모듈로 구획된 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)을 구체적으로 설명할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 가이드 베인(122b) 모듈(100)의 제1 모듈(110)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 가이드 베인(122b) 모듈(100)의 제2 모듈(120)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120)의 결합된 상태를 나타내는 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참조하여 보면 본 발명의 일 실시예에 따른 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)은 적어도 두 개의 모듈, 구체적으로 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120)을 포함할 수 있고, 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120)이 서로 분리 결합 가능하게 구비되는 구성을 가질 수 있다.

상기 제1 모듈(110)과 상기 제2 모듈(120)은 체결부재에 의해 서로가 서로에게 결합되거나 분리되게 구비될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 모듈(110)은 상기 제2 모듈(120)의 내측에 삽입되게 배치되면서 볼팅 결합되는 구조를 가질 수 있다.

상기 제1 모듈(110)은 베인 케이스(111)와 제1 링크 부재(112)를 포함할 수 있다.

상기 베인 케이스(111)는 원통 형상으로 중앙으로 중공을 형성하고, 상기 제1 링크 부재(112)는 상기 베인 케이스(111)의 외주면 상측, 구체적으로 상기 베인 케이스(111)의 12시 위치에 실장될 수 있다. 상기 베인 케이스(111)의 12시 방향에는 상기 제1 링크 부재(112)를 구동시키기 위한 액츄에이터(140)가 위치될 수 있다.

상기 액츄에이터(140)는 상술한 상기 하우징(101)은 물론 후술하는 슈라우드 케이스(121)를 관통하여 상기 베인 케이스(111)의 외측면에 위치될 수 있다.

상기 제1 링크 부재(112)는 상기 베인 케이스(111)의 12시 방향 외주면에 구비되고, 후술하는 제2 모듈(120)의 제2 링크 부재(122)와 연결되어 상기 액츄에이터(140)의 구동을 제2 링크 부재(122)로 전달하도록 구비될 수 있다.

상기 제2 모듈(120)은 내측에 중공을 형성하며 일면은 오픈되고 타면은 바닥면으로 상기 하우징(101)의 내측면으로 인입되는 구성이며, 상기 제1 링크 부재(112)에서 구동력을 전달받아 복수의 베인(122b) 및 상기 복수의 베인(122b)을 회전시키기 위한 구성물을 실장할 수 있다.

상기 제2 모듈(120)은 슈라우드 케이스(121)와 제2 링크 부재(122)를 포함할 수 있다.

상기 슈라우드 케이스(121)는 상기 하우징(101)과 상기 베인 케이스(111) 사이에 안착될 수 있다. 상기 슈라우드 케이스(121)는 상기 하우징(101)에 안착되고, 중공을 형성하면서 내측으로 중공을 형성하는 원통형의 형상으로 구비될 수 있다.

상기 하우징 커버(130)가 하우징(101)을 커버하면, 상기 슈라우드 케이스(121)의 내측 중공도 폐쇄되는 구조를 가질 수 있다. 상기 슈라우드 케이스(121)의 바닥면에는 홀이 형성될 수 있다. 또한, 상기 슈라우드 케이스(121)에는 상기 제1 링크 부재(112)의 구동에 따라 구동되는 제2 링크 부재(122)가 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 슈라우드 케이스(121)의 내측에는 상기 제1 링크 부재(112)와 연결되는 제2 링크 부재(122)의 일부 구성물(예: 링크(122c))이 형성될 수 있고, 상기 슈라우드 케이스(121)의 바닥면 외측에는 상기 제2 링크 부재(122)의 나머지 일부 구성물(예: 컨트롤 링(122a))은 물론 베인(122b)이 구비될 수 있다.

이와 같이 상기 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120)은 분리된 상태에서 결합됨에 따라 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)을 구성할 수 있다. 또한, 상기 하우징 커버(130)를 상기 하우징(101)에서 분리하면 상기 제1 모듈(110)과 상기 제2 모듈(120)의 구성들을 각각 확인할 수 있게 된다. 이에 대한 결합 구조, 구체적으로 제1 모듈(110) 및 제2 모듈(120)에 대해 도 10 내지 도 17을 참조하여 구체적으로 설명할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 제1 링크 부재(112)와 제2 링크 부재(122)의 결합을 개략적으로 나타내는 부분 결합 사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120)의 결합된 상태의 개략적인 결합 단면 사시도이다. 도 12a 및 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 제1 링크 부재(112)와 제2 링크 부재(122)의 구동 동작을 개략적으로 나타내는 상부면도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 베인 케이스(111)의 상부를 확대 도시한 부분 확대도이다.

도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 모듈(110)은 상기 베인 케이스(111)와 상기 제1 링크 부재(112)를 포함할 수 있다.

상기 베인 케이스(111)는 상술하였으므로 상술한 내용을 준용할 수 있다.

상기 제1 링크 부재(112)는 상기 베인 케이스(111)의 외주연 상면(12시 위치)에 배치되고, 상기 액츄에이터(140)의 구동을 전달받아 상기 제2 링크 부재(122)로 전달하기 위한 구성물이다. 상기 제1 링크 부재(112)는 상기 제1 링크 부재(112)는 메인 샤프트(112d)와 메인 링크 암(112a), 컨트롤 암(112b), 피봇 포인트(112c)를 포함할 수 있다.

상기 메인 샤프트(112d)는 상기 베인 케이스(111)의 외주연 일측 상단에 위치될 수 있다. 상기 메인 샤프트(112d)는 상기 하우징(101) 및 상기 슈라우드 케이스(121)를 관통하여 구비된 수직한 방향의 액츄에이터(140)와 연결되도록 제1 방향으로 배치될 수 있다.

상기 메인 링크 암(112a)은 상기 베인 케이스(111)의 외주연 일측 상단에 위치되어 상기 메인 샤프트(112d)와 연결 결합되는 구성물이다. 상기 메인 링크 암(112a)은 상기 메인 샤프트(112d)에 결합되되, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향, 즉 상기 베인 케이스(111)의 전면에서 후면방향으로 수평한 방향으로 연장되게 결합되는 구성이다. 상기 메인 링크 암(112a)은 상기 메인 샤프트(112d)의 구동에 따라 수직한 방향인 상기 메인 샤프트(112d)를 축으로 시계 방향과 반시계 방향으로 회전 가능하게 구비될 수 있다.

상기 메인 링크 암(112a)은 몸체(112aa)와 슬롯(112ab)으로 구비될 수 있다.

상기 몸체(112aa)는 상기 메인 샤프트(112d)와 연결되는 부분으로 상기 메인 샤프트(112d)의 회전에 따라 회전되는 구성이다.

상기 슬롯(112ab)은 상기 몸체(112aa)에서 상기 제2 방향으로 연장되게 구비될 수 있다. 상기 슬롯(112ab)은 단부가 오픈되면서 상기 제2 방향으로 관통 오픈되어 'ㄷ'자 단면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 슬롯(112ab)에는 후술하는 컨트롤 암(112b)이 회전 가능하게 결합되는데(예, 도 12a 및 도 12b 참조), 상기 컨트롤 암(112b)의 회전 간섭을 방지하기 위해 'ㄷ'자 형태로 오픈되는 형태를 형성할 수 있다.

상기 슬롯(112ab)에는 상기 컨트롤 암(112b), 구체적으로 상기 컨트롤 암(112b)의 일단(후술하나 상기 컨트롤 암(112b)의 입력단(112ba)이 삽입되어 회전 가능하게 구비되는 제1 회전 가이드 부재(181)가 구비될 수 있다.

상기 제1 회전 가이드 부재(181)는 제1 돌기(181a)와 제1 회전볼(181b)을 포함할 수 있다.

상기 제1 돌기(181a)는 상기 슬롯(112ab) 사이에 제1 방향으로 수직하게 형성될 수 있다.

상기 제1 회전볼(181b)은 상기 제1 돌기(181a)의 주변 둘레로 구 형상으로 형성되며, 상기 컨트롤 암(112b)의 입력단(112ba)에 끼워져 상기 컨트롤 암(112b)의 입력단(112ba)의 회전을 위해 구비될 수 있다.

상기 베인 케이스(111)의 외주연 전면 상측으로 상기 메인 링크 암(112a)의 양측에는 상기 메인 링크 암(112a)의 회전을 제한하는 스토퍼 부재(180)가 구비될 수 있다.

상기 스토퍼 부재(180)는 상기 베인 케이스(111)의 외주연에서 상측으로 수직한 방향으로 돌출되어 상기 메인 링크 암(112a)이 상기 메인 샤프트(112d)의 회전에 따라 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전할 때 상기 메인 링크 암(112a)과 접촉되면서 상기 메인 링크 암(112a)의 회전을 제한하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 암(112b)은 상기 메인 링크 암(112a)에 연결되며 상기 제2 방향 즉, 수평방향인 상기 베인 케이스(111)의 후면 방향으로 연장 형성될 수 있다.

상기 컨트롤 암(112b)은 바디(112bb)와 입력단(112ba) 및 출력단(112bc)을 포함할 수 있다.

상기 바디(112bb)는 수평 방향으로 길게 형성되는 구성물이며, 상기 입력단(112ba) 및 출력단(112bc)은 상기 바디(112bb)의 각각 단부에 형성될 수 있다. 상기 입력단(112ba)은 상기 슬롯(112ab)에 결합되고 상기 출력단(112bc)은 상기 제2 링크 부재(122), 구체적으로 후술하는 컨트롤 링(122a)에 결합되는 구조물이다. 상기 입력단(112ba)과 상기 출력단(112bc)은 각각 슬롯(112ab) 및 컨트롤 링(122a)에 회전 가능하게 결합되는 회전 개구로 형성될 수 있다.

상기 회전 개구는 단부가 각각 개방되면서 상기 제1 방향으로 관통 오픈되어 각각 '⊃' 자 및 '⊂'자 형태로 형성될 수 있다.

상기 입력단(112ba)의 회전 개구에는 상술한 제1 회전볼(181b)이 안착되어 회전 이동을 가능하게 한다. 또한, 상기 출력단(112bc)의 회전 개구에는 후술하는 제2 회전 가이드 부재(182), 구체적으로 제2 회전볼(182b)이 안착되어 회전이동을 가능하게 한다. 따라서, 상기 메인 링크 암(112a)의 회전에 따라 상기 컨트롤 암(112b)의 입력단(112ba)은 상기 피봇 포인트(112c)를 중심으로 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전 이동될 수 있다. 또한. 상기 입력단(112ba)의 이동에 따라 상기 컨트롤 암(112b)의 출력단(112bc)도 상기 피봇 포인트(112c)를 중심으로 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전 이동될 수 있고, 상기 출력단(112bc)의 출력은 후술하는 컨트롤 링(122a)으로 전달될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피봇 포인트(112c)는 상기 베인 케이스(111)의 일단, 구체적으로 상기 베인 케이스(111)의 12시 방향으로 외주연 후면에 위치되고, 상기 메인 링크 암(112a), 구체적으로 바디(112bb)의 소정 위치와 결합되도록 구비될 수 있다.

상기 컨트롤 암(112b)은 상기 피봇 포인트(112c)를 통해 상기 베인 케이스(111)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 컨트롤 암(112b)이 상기 피봇 포인트(112c)를 중심으로 회전하는데, 상기 컨트롤 암(112b)이 상기 메인 샤프트(112d)의 구동에 따라 이동될 수 있다. 이에 따라, 상기 입력단(112ba)이 a 방향으로 이동되면, 상기 출력단(112bc)은 c 방향으로 이동되고, 상기 입력단(112ba)이 b 방향으로 이동되면, 상기 출력단(112bc)은 d 방향으로 이동되는 구조를 가질 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 제2 모듈(120)의 결합 상태를 개략적으로 나타내는 부분 결합 단면 사시도이다. 도 15는 도 11의 A 부분의 단면 확대 사시도이다. 도 16a 및 도 16b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 제1 링크 부재(112)와 제2 링크 부재(122)의 구동 동작을 개략적으로 나타내는 구동 단면 사시도이다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 기기(100)에서, 컨트롤 링(122a) 주변부의 결합을 개략적으로 나타내는 부분단면 결합 사시도이다.

도 14 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 모듈(120)은 슈라우드 케이스(121)와 제2 링크 부재(122)를 포함할 수 있다.

상기 슈라우드 케이스(121)는 삿갓 형상으로 형성되어 상기 하우징(101)의 내측으로 인입 결합되는 구성물이다. 상기 슈라우드 케이스(121) 내측으로 상기 제1 모듈(110)이 수용되어 결합되면서, 상기 제1 모듈(110)의 상기 제1 링크 부재(112)와 상기 제2 모듈(120)의 상기 제2 링크 부재(122)가 서로 체결되는 구조를 가질 수 있다.

상기 슈라우드 케이스(121)의 바닥면에는 후술하는 상기 복수의 베인(122b)들이 관통되어 외측으로 노출되어 회전 가능하게 결합되기 위해 관통홀(121a)이 형성될 수 있다. 상기 관통홀(121a)과 상기 복수 베인(122b)들 사이에는 상기 베인(122b)의 회전을 위한 부싱이 구비될 수 있다.

상기 제2 링크 부재(122)는 상기 제1 링크 부재(112)의 구동력을 전달받아 구동되는 구성이다. 구체적으로 상기 제2 링크 부재(122)는, 컨트롤 링(122a), 복수의 베인(122b) 및 링크(122c)를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤 링(122a)은 상기 슈라우드 케이스(121)의 내측 바닥면에 위치될 수 있고, 상기 메인 링크 암(112a)의 출력단(112bc)와 결합될 수 있다. 상기 컨트롤 링(122a)은 상기 피봇 포인트(112c)를 중심으로 회전하는 상기 메인 링크 암(112a)의 출력단(112bc)의 출력을 전달받아 상기 슈라우드 케이스(121)의 내측을 중공을 중심으로 회전되도록 구비될 수 있다. 상기 컨트롤 링(122a)은 상기 메인 링크 암(112a)의 출력단(112bc)의 출력을 전달받음으로써 후술하는 복수의 베인(122b)의 회전시키도록 구비되는 구성으로서, 상기 컨트롤 링(122a)은 환형으로 형성될 수 있다.

상기 컨트롤 링(122a)의 외주면과 내주면 사이에는 원주 방향을 따라 형성되는 복수의 가이드 홈(122ab)들이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 가이드 홈(122ab)은 세 개가 형성되는 것을 예를 들어 설명할 수 있다. 또한, 상기 복수의 가이드 홈(122ab)의 적어도 하나, 구체적으로 상측의 가이드 홈(122ab)에는 상기 메인 링크 암(112a)의 단부가 삽입 관통되도록 구비되며, 상기 메인 링크 암(112a)의 단부, 구체적으로 출력단(112bc)와 결합되는 구성물(예: 후술하는 제2 회전 가이드 부재(182))이 구비될 수 있다. 상기 출력단(112bc)와 연결된 구성물(예: 제2 회전 가이드 부재(182))은 상기 출력단(112bc)의 출력에 따라 상기 컨트롤 링(122a)을 회전시킬 수 있게 된다.

언급하였듯이 상기 가이드 홈(122ab)에는 상기 메인 링크 암(112a)의 출력단(112bc)이 삽입되어 상기 출력단(112bc)의 출력을 전달받을 수 있는 구성물, 구체적으로 제2 회전 가이드 부재(182)가 구비될 수 있다.

상기 제2 회전 가이드 부재(182)는 상기 출력단(112bc), 즉 '⊂'자 형태에 삽입되게 구비되는데, 상기 제2 회전 가이드 부재(182)는 제2 돌기(182a) 및 제2 회전볼(182b)을 포함할 수 있다.

상기 제2 돌기(182a)는 상기 가이드 홈(122ab) 중 12시 위치에서 수직한 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

상기 제2 회전볼(182b)은 상기 제2 돌기(182a)의 주변 둘레로 구 형상으로 형성되며, 상기 컨트롤 암(112b)의 출력단(112bc)에 끼워져 상기 컨트롤 암(112b)의 회전을 위한 제2 회전볼(182b)이 형성될 수 있다.

상기 컨트롤 링(122a)의 일면, 구체적으로 슈라우드 케이스(121)와 대향한 일면에는 상기 컨트롤 링(122a)에서 상기 베인(122b) 측으로 방향으로 돌출되는 돌기핀(122aa)이 형성될 수 있다. 상기 돌기핀(122aa)은 후술하는 링크(122c)의 슬롯부(122cb)에 삽입 결합되어 상기 베인(122b)을 회동시키는 링크(122c)와 연결되는 구조를 가질 수 있다.

상기 컨트롤 링(122a)의 중앙 개구의 양측 둘레면에는 미끄럼 패드(170)가 구비될 수 있다. 상기 미끄럼 패드(170)가 상기 컨트롤 링(122a)의 양측에 배치됨에 따라 상기 컨트롤 링(122a)의 회전을 원할하게 할 수 있다.

상기 복수의 베인(122b)은 상기 컨트롤 링(122a)에 연결되어 상기 컨트롤 링(122a)의 회전 방향에 따라 온오프되면서 배향이 가변되는 구성이다.

상기 링크(122c)는 상기 컨트롤 링(122a)과 상기 베인(122b) 사이에 구비되어 상기 컨트롤 링(122a)의 회전을 상기 베인(122b)으로 전달하는 구성물이다.

상기 링크(122c)는 결합부(122ca)와 슬롯부(122cb)를 포함할 수 있다. 상기 결합부(122ca)는 상기 베인(122b)과 결합될 수 있다. 또한, 상기 슬롯부(122cb)는 상기 결합부(122ca)에서 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 컨트롤 링(122a), 구체적으로 상기 컨트롤 링(122a)에서 돌출되는 돌기핀(122aa)과 연결되도록 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)은 제1 링크 부재(112)를 구비한 베인 케이스(111)의 제1 모듈(110)과, 제2 링크 부재(122)를 구비한 슈라우드 케이스(121)의 제2 모듈(120)로 분리 결합되도록 하여, 하우징 커버(130)의 오픈으로 베어러블 가이드 베인 모듈(100M)의 링크 결합 구조에 대해 확인할 수 있게 된다. 또한, 액츄에이터(140)는 상기 제1 링크 부재(112) 및 제2 링크 부재(122)와 연결된 상태이므로 하우징 커버(130)를 오픈한 상태에서도 액츄에이터(140)의 구동에 따른 제1 링크 부재(112) 및 제2 링크 부재(122)의 구동 상태를 확인할 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

100: 회전 기기
100M: 베어러블 가이드 베인 모듈
101: 하우징
110: 제1 모듈
111: 베인 케이스
112: 제1 링크 부재
112a: 메인 링크 암
112b: 컨트롤 암
112c: 피봇 포인트
112d: 메인 샤프트
120: 제2 모듈
121: 슈라우드 케이스
122: 제2 링크 부재
122a: 컨트롤 링
122b: 복수의 베인
122c: 링크
130: 하우징 커버
140: 액츄에이터

Claims

회전 기기에 있어서,
하우징;
상기 하우징의 일면에 구비되는 베어러블 가이드 베인 모듈; 및
상기 베어러블 가이드 베인 모듈을 커버하는 하우징 커버를 포함하고,
상기 베어러블 가이드 베인 모듈은 적어도 두 개의 모듈로 분리 결합 가능하게 구비되되, 상기 베어러블 가이드 베인 모듈은,
상기 하우징에 구비되는 원통 형상의 베인 케이스와, 상기 베인 케이스에 구비되는 제1 링크 부재를 포함하는 제1 모듈; 및
상기 하우징과 상기 베인 케이스 사이에 안착되는 슈라우드 케이스와, 상기 슈라우드 케이스에 구비되고 상기 제1 링크 부재의 구동에 따라 구동되는 제2 링크 부재를 포함하는 제2 모듈을 포함하는 회전 기기.
제1 항에 있어서,
상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈은 체결부재에 의해 서로가 서로에게 결합되거나 분리되게 구비되는 회전 기기.
제1 항에 있어서, 상기 제1 링크 부재는,
상기 하우징에서 상기 베인 케이스로 수직한 제1 방향으로 배치되는 메인 샤프트;
상기 메인 샤프트에 결합되되 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되게 결합되어 상기 메인 샤프트의 회전에 따라 회전하는 메인 링크 암;
상기 메인 링크 암에 연결되며 상기 제2 방향으로 연장 형성되는 컨트롤 암; 및
상기 베인 케이스의 일단에 구비되고, 상기 컨트롤 암을 회전 가능하게 지지하는 피봇 포인트를 포함하는 회전 기기.
제3 항에 있어서, 상기 메인 링크 암은,
상기 메인 샤프트와 연결되는 몸체; 및
상기 몸체에서 상기 제2 방향으로 연장되는 슬롯을 구비한 회전 기기.
제4 항에 있어서,
상기 슬롯은 단부가 오픈되면서 상기 제2 방향으로 관통 오픈되어 'ㄷ'자 단면 형상을 형성하는 회전 기기.
제4 항에 있어서,
상기 슬롯에는 상기 입력단에 삽입되어 회전 가능하게 구비되는 제1 회전 가이드부재가 구비되는 회전 기기.
제6 항에 있어서, 상기 제1 회전 가이드부재는,
상기 슬롯 사이에 형성되는 제1 돌기; 및
상기 제1 돌기의 주변 둘레로 상기 컨트롤 암의 단부의 미끄럼 회전을 위한 제1 회전볼이 형성되는 회전 기기.
제4 항에 있어서, 상기 컨트롤 암은,
바디; 및
상기 바디의 양단에 각각 입력단과 출력단을 구비하고,
상기 입력단은 상기 슬롯에 결합되고 상기 출력단은 상기 제2 링크 부재와 연결되게 각각 회전 개구를 형성하는 회전 기기.
제8 항에 있어서,
상기 회전 개구는 상기 바디의 단부에서 각각 개방되되, 상기 제1 방향으로 관통 오픈되어 각각 '⊃' 자 및 '⊂'자 형태를 형성하는 회전 기기.
제8 항에 있어서, 상기 제2 링크 부재는,
상기 피봇 포인트를 중심으로 회전하는 상기 메인 링크 암의 회전에 따라 회전 되는 컨트롤 링;
상기 컨트롤 링에 연결되어 온오프되면서 배향이 가변되는 복수의 베인; 및
상기 컨트롤 링과 상기 베인 사이에 구비되어 상기 컨트롤 링의 회전을 상기 베인으로 전달하는 링크를 포함하는 회전 기기.
제10 항에 있어서,
상기 컨트롤 링의 외주면과 내주면 사이에는 상기 메인 링크 암의 단부가 삽입 관통되는 복수의 가이드 홈들이 형성되고,
상기 가이드 홈에는 상기 메인 링크 암의 상기 출력단에 삽입되어 회전 가능하게 구비되는 제2 회전 가이드부재가 형성되는 회전 기기.
제11 항에 있어서,
상기 제2 회전 가이드부재는
상기 가이드 홈 사이에 돌출 형성되는 제2 돌기; 및
상기 제2 돌기의 주변 둘레로 상기 컨트롤 암의 출력단의 회전을 위한 제2 회전볼이 형성되는 회전 기기.
제10 항에 있어서,
상기 링크는 상기 베인과 결합되는 결합부와,
상기 결합부에서 상기 제2 방향으로 연장되는 슬롯부를 포함하는 회전 기기.
제13 항에 있어서,
상기 컨트롤 링의 일면에는 상기 슈라우드 케이스의 내측면 방향으로 돌출되어 상기 슬롯부에 안착되는 돌기핀이 더 구비되는 회전 기기.
제10 항에 있어서,
상기 슈라우드 케이스에는 상기 베인이 회전 가능하게 관통되는 복수의 관통홀이 형성되고,
상기 관통홀과 상기 베인 사이에는 부싱이 더 구비되는 회전 기기.
제10 항에 있어서,
상기 컨트롤 링의 중앙 개구의 양측 둘레면에는 상기 컨트롤 링의 회전을 위한 미끄럼 패드가 더 구비되는 회전 기기.
제3 항에 있어서,
상기 메 인 링크 암의 양측으로 소정 이격된 위치로 상기 베인 케이스에는 상기 메인 링크 암의 회전을 제한하는 스토퍼부재가 더 구비되는 회전 기기.