KR20240002417A - 틸팅 패드 베어링 - Google Patents

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KR20240002417A
KR20240002417A KR1020220079598A KR20220079598A KR20240002417A KR 20240002417 A KR20240002417 A KR 20240002417A KR 1020220079598 A KR1020220079598 A KR 1020220079598A KR 20220079598 A KR20220079598 A KR 20220079598A KR 20240002417 A KR20240002417 A KR 20240002417A
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pivot
tilting pad
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rotating shaft
receiving groove
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KR1020220079598A
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김원겸
이주원
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한화파워시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 틸팅 패드 베어링에 관한 것으로서, 하우징에 접촉하는 피봇의 오프셋 조절이 가능한 틸팅 패드 베어링에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링은 회전 샤프트의 관통을 위한 원기둥 형상의 내부 공간을 제공하는 하우징, 및 상기 회전 샤프트를 지지하는 틸팅 패드를 포함하되, 상기 틸팅 패드는, 상기 회전 샤프트를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 지지 패드, 및 상기 하우징의 내측면에 밀착하여 상기 지지 패드의 자세 전환을 위한 기준점을 제공하는 피봇을 포함하고, 상기 피봇은 상기 지지 패드상에서 위치 이동이 가능하다.

Description

틸팅 패드 베어링{Tilting pad bearing}
본 발명은 틸팅 패드 베어링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하우징에 접촉하는 피봇의 오프셋 조절이 가능한 틸팅 패드 베어링에 관한 것이다.
고속 회전체가 안정적으로 회전할 수 있도록 하기 위하여 틸팅 패드 베어링이 이용될 수 있다. 틸팅 패드 베어링은 회전체의 회전축이 이동하는 것을 허용하면서 회전체를 지지할 수 있다. 고속 회전하는 회전체의 회전축의 위치가 상황에 따라 가변하기 때문에 불안정한 진동의 발생을 감소시키면서 회전체가 회전할 수 있게 된다.
등록특허공보 10-2104938호 (2020.04.27)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하우징에 접촉하는 피봇의 오프셋 조절이 가능한 틸팅 패드 베어링을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링은 회전 샤프트의 관통을 위한 원기둥 형상의 내부 공간을 제공하는 하우징, 및 상기 회전 샤프트를 지지하는 틸팅 패드를 포함하되, 상기 틸팅 패드는, 상기 회전 샤프트를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 지지 패드, 및 상기 하우징의 내측면에 밀착하여 상기 지지 패드의 자세 전환을 위한 기준점을 제공하는 피봇을 포함하고, 상기 피봇은 상기 지지 패드상에서 위치 이동이 가능하다.
상기 지지 패드는 상기 피봇을 수용하기 위한 수용홈을 포함하고, 상기 피봇은 상기 수용홈에 삽입된 위치 조절 플레이트에 의해 상기 수용홈 상에서의 위치가 결정된다.
상기 피봇은, 상기 하우징의 중심축에 평행한 가상축을 기준으로 형성된 피봇 곡면과, 상기 가상축을 향하는 피봇 바닥면과, 상기 피봇 바닥면의 양측에서 절곡되어 연장 형성된 제1 및 제2 피봇 측면을 포함하고, 상기 피봇 바닥면에서 가장 먼 상기 피봇 곡면의 기준 지점과 상기 제1 및 제2 피봇 측면 간의 거리는 서로 상이하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 틸팅 패드 베어링에 따르면 하우징에 접촉하는 피봇의 오프셋 조절이 가능하기 때문에 틸팅 패드의 재가공 공정을 회피하면서 틸팅 패드의 움직임을 조절할 수 있도록 하는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링을 나타낸 도면이다.
도 2는 하우징에 대한 틸팅 패드의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 틸팅 패드 베어링에 의해 회전 샤프트가 지지되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 틸팅 패드를 나타낸 도면이다.
도 5는 피봇의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 A-A'의 단면도이다.
도 7은 위치 조절 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 8은 위치 조절 플레이트의 활용 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 피봇의 활용 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 지지 패드에 피봇이 설치된 것을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링을 나타낸 도면이고, 도 2는 하우징에 대한 틸팅 패드의 움직임을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 틸팅 패드 베어링에 의해 회전 샤프트가 지지되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(10)은 하우징(100) 및 틸팅 패드(200)를 포함하여 구성된다.
하우징(100)은 회전 샤프트의 관통을 위한 원기둥 형상의 내부 공간(SP)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)은 실린더의 형상으로 제공될 수 있다. 회전 샤프트는 틸팅 패드 베어링(10)에 지지되어 회전할 수 있다. 회전 샤프트는 하우징(100)의 내부 공간(SP)을 관통하여 배치되고, 틸팅 패드 베어링(10)이 지지된 상태에서 회전할 수 있다.
틸팅 패드(200)는 회전 샤프트를 지지할 수 있다. 틸팅 패드(200)는 하우징(100)의 내부 공간(SP)에 구비되고, 내부 공간(SP)을 관통하는 회전 샤프트를 지지할 수 있다. 회전 샤프트는 틸팅 패드(200)에 의해 지지된 상태에서 회전할 수 있게 된다.
본 발명에서 틸팅 패드(200)는 하우징(100)에 대하여 자세가 전환될 수 있다. 도 2를 참조하여 설명하면, 틸팅 패드(200)는 하우징(100)의 내측면(110)에 밀착한 상태에서 밀착 지점을 기준으로 일정 각도만큼 회동할 수 있는 것이다. 여기서, 틸팅 패드(200)의 회동축은 회전 샤프트의 회전축에 평행한 것일 수 있다.
하우징(100)의 내부 공간(SP)에서 이동하는 회전 샤프트를 지지하기 위하여 틸팅 패드(200)가 회동할 수 있다. 도 3을 참조하여 설명하면, 하우징(100)의 내부 공간(SP)을 관통하는 회전 샤프트(20)는 회전하는 도중에 그 위치가 가변할 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)의 중심축(Ax)과 회전 샤프트(20)의 회전축(Bx)이 일치하지 않을 수 있는 것이다. 이 때, 하우징(100)에 구비된 복수의 틸팅 패드(200) 중 회전 샤프트(20)에 밀착한 틸팅 패드(201)가 회전 샤프트(20)의 압력에 의해 회동할 수 있다. 이에, 회전 샤프트(20)에서 발생하는 진동이 틸팅 패드(200)로 전달되어 소멸하고, 회전 샤프트(20)의 진동이 감소될 수 있다.
도 4는 틸팅 패드를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 틸팅 패드(200)는 지지 패드(210), 피봇(230) 및 위치 조절 플레이트(220)를 포함하여 구성된다.
지지 패드(210)는 회전 샤프트(20)에 직접적으로 밀착하여 회전 샤프트(20)를 지지할 수 있다. 이를 위하여, 지지 패드(210)는 회전 샤프트(20)를 지지하기 위한 지지면(211)을 제공할 수 있다. 지지면(211)의 형태는 회전 샤프트(20)의 표면 형상에 따라 곡면일 수 있다. 여기서, 지지면(211)의 곡률은 회전 샤프트(20)의 표면의 곡률에 비하여 크게 형성될 수 있다.
피봇(230)은 하우징(100)의 내측면(110)에 밀착하여 지지 패드(210)의 자세 전환을 위한 기준점을 제공할 수 있다. 피봇(230)이 하우징(100)의 내측면(110)에 밀착한 상태에서 지지 패드(210)가 피봇(230)을 기준으로 지지 패드(210)가 회동할 수 있는 것이다. 지지 패드(210)는 회전 샤프트(20)의 압력에 의해 회동할 수 있다.
지지 패드(210)에는 피봇(230)을 수용하기 위한 수용홈(212)이 구비될 수 있다. 수용홈(212)은 지지 패드(210)의 일측면이 지지 패드(210)의 내측 방향으로 함몰되어 형성될 수 있다. 피봇(230)은 수용홈(212)에 수용된 상태에서 지지 패드(210)의 자세 전환을 위한 기준점을 제공할 수 있다.
피봇(230)은 지지 패드(210)상에서 위치가 이동할 수 있다. 예를 들어, 수용홈(212)의 크기는 피봇(230)의 크기에 비하여 크게 형성될 수 있는 것이다. 이에, 피봇(230)의 이동 가능 방향은 수용홈(212)으로의 삽입 방향 및 하우징(100)의 중심축(Ax) 모두에 수직한 방향일 수 있다.
위치 조절 플레이트(220)는 수용홈(212)에서 피봇(230)를 고정시키는 역할을 수행한다. 피봇(230)은 수용홈(212)에 삽입된 위치 조절 플레이트(220)에 의해 수용홈(212) 상에서의 위치가 결정될 수 있다.
수용홈(212)은 3개의 내측면(213, 214a, 214b)을 포함할 수 있다. 내측면(213, 214a, 214b)은 수용 바닥면(213) 및 수용 벽면(214a, 214b)을 포함할 수 있다. 수용 바닥면(213)은 지지면(211)을 향하여 형성될 수 있다. 수용 벽면(214a, 214b)은 제1 수용 벽면(214a) 및 제2 수용 벽면(214b)을 포함할 수 있다. 제1 수용 벽면(214a) 및 제2 수용 벽면(214b)은 수용 바닥면(213)의 양측에서 절곡되어 연장 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 수용 바닥면(213)과 제1 및 제2 수용 벽면(214b) 간의 각도는 수직일 수 있다.
제1 수용 벽면(214a) 및 제2 수용 벽면(214b) 간의 거리는 피봇(230)의 제1 피봇 측면(233a) 및 제2 피봇 측면(233b)(도 6 참조) 간의 거리에 비하여 크게 형성될 수 있다. 이에, 피봇(230)이 수용홈(212)의 내부에서 위치 이동할 수 있다. 수용홈(212)의 수용 벽면(214a, 214b) 및 피봇(230)의 측면 간에 위치 조절 플레이트(220)가 구비될 수 있다. 위치 조절 플레이트(220)가 수용 벽면(214a, 214b)에 대하여 피봇(230)을 압박함으로써 피봇(230)이 수용홈(212)에 고정될 수 있게 된다.
도 5는 피봇의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 A-A'의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 피봇(230)은 피봇 곡면(231), 피봇 바닥면(232) 및 피봇 측면(233a, 233b)을 포함할 수 있다.
피봇 곡면(231)은 하우징(100)의 중심축(Ax)에 평행한 가상축(Cx)을 기준으로 형성될 수 있다. 가상축(Cx)을 기준으로 형성된 원 또는 타원의 곡률에 따라 피봇 곡면(231)이 형성될 수 있는 것이다.
피봇 곡면(231)은 하우징(100)의 내측면(110)에 밀착하여 지지 패드(210)의 회동 기준점을 제공할 수 있다.
피봇 바닥면(232)은 가상축(Cx)을 향할 수 있다. 예를 들어, 피봇 바닥면(232)은 가상축(Cx)에서 피봇 곡면(231)을 향하는 가상선(L) 및 가상축(Cx)에 평행하게 형성될 수 있다. 피봇 측면(233a, 233b)은 제1 피봇 측면(233a) 및 제2 피봇 측면(233b)을 포함할 수 있다. 제1 피봇 측면(233a) 및 제2 피봇 측면(233b)은 피봇 바닥면(232)의 양측에서 절곡되어 연장 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 피봇 바닥면(232)과 제1 및 제2 피봇 측면(233b) 간의 각도는 수직일 수 있다.
피봇 바닥면(232)에서 가장 먼 피봇 곡면(231)의 기준 지점(P)과 제1 및 제2 피봇 측면(233b) 간의 거리(D1, D2)는 서로 상이할 수 있다. 즉, 기준 지점(P)과 제1 피봇 측면(233a) 간의 제1 거리(D1)는 기준 지점(P)과 제2 피봇 측면(233b) 간의 제2 거리(D2)와 상이할 수 있는 것이다. 이하, 제1 거리(D1)가 제2 거리(D2)에 비하여 큰 것을 위주로 설명하기로 한다.
피봇(230)이 비대칭이 형상을 가지고 있음으로 인하여, 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋 조절이 보다 용이하게 수행될 수 있다. 피봇(230)의 오프셋 조절에 대한 자세한 설명은 도 8 내지 도 10을 통하여 후술하기로 한다.
도 7은 위치 조절 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 위치 조절 플레이트(220)는 제1 플레이트(221) 및 제2 플레이트(222)를 포함하여 구성될 수 있다.
제2 플레이트(222)는 제1 플레이트(221)에서 일측으로 절곡되어 연장 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(221)와 제2 플레이트(222) 간의 각도는 수직일 수 있다.
제1 플레이트(221)는 수용홈(212)의 수용 바닥면(213)과 피봇(230)의 피봇 바닥면(232)의 사이에 배치되고, 제2 플레이트(222)는 수용홈(212)의 수용 벽면(214a, 214b)과 피봇(230)의 측면의 사이에 배치될 수 있다.
제2 플레이트(222)가 수용홈(212)의 수용 벽면(214a, 214b)에 대하여 피봇(230)을 압박함으로써 피봇(230)이 수용홈(212)에 고정될 수 있다.
도 8은 위치 조절 플레이트의 활용 형태를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 피봇의 활용 형태를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 지지 패드에 피봇이 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 2개의 위치 조절 플레이트(220)가 서로 다른 자세로 조합되어 패드의 수용홈(212)에 삽입될 수 있다.
(a)는 2개의 위치 조절 플레이트(220) 중 하나의 제2 플레이트(222)는 수용홈(212)의 제1 수용 벽면(214a)을 향하고, 다른 하나의 제2 플레이트(222)는 수용홈(212)의 제2 수용 벽면(214b)을 향한 것을 도시하고 있다.
(b)는 2개의 위치 조절 플레이트(220) 모두의 제2 플레이트(222)가 수용홈(212)의 제1 수용 벽면(214a)을 향한 것을 도시하고 있다.
(c)는 2개의 위치 조절 플레이트(220) 모두의 제2 플레이트(222)가 수용홈(212)의 제2 수용 벽면(214b)을 향한 것을 도시하고 있다.
2개의 위치 조절 플레이트(220)는 각각의 제1 플레이트(221)가 서로 겹쳐진 상태에서 지지 패드(210)의 수용홈(212)에 삽입될 수 있다.
각 위치 조절 플레이트(220)의 제2 플레이트(222)의 위치에 따라 수용홈(212)에 대한 피봇(230)의 위치가 결정될 수 있다. 즉, (a)의 경우 피봇(230)은 수용홈(212)의 중심에 배치되고, (b)의 경우 피봇(230)은 수용홈(212)의 제2 수용 벽면(214b)에 밀착하여 배치되며, (c)의 경우 피봇(230)은 수용홈(212)의 제1 수용 벽면(214a)에 밀착하여 배치될 수 있다.
수용홈(212)에 대한 피봇(230)의 위치가 가변함에 따라 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋이 조절될 수 있다. 사용자는 틸팅 패드 베어링(10)의 운용 상황에 따라 위치 조절 플레이트(220)의 자세를 적절히 조합하여 피봇(230)의 위치를 조절함으로써 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋을 간편하게 조절할 수 있게 된다.
도 9를 참조하면, 피봇(230)은 서로 다른 자세로 수용홈(212)에 삽입될 수 있다.
(a)는 피봇(230)의 제1 피봇 측면(233a)은 수용홈(212)의 제1 수용 벽면(214a)에 접하고, 피봇(230)의 제2 피봇 측면(233b)은 수용홈(212)의 제2 수용 벽면(214b)에 접하도록 피봇(230)이 수용홈(212)에 삽입되는 것을 도시하고 있다.
(b)는 피봇(230)의 제1 피봇 측면(233a)은 수용홈(212)의 제2 수용 벽면(214b)에 접하고, 피봇(230)의 제2 피봇 측면(233b)은 수용홈(212)의 제1 수용 벽면(214a)에 접하도록 피봇(230)이 수용홈(212)에 삽입되는 것을 도시하고 있다.
전술한 바와 같이, 피봇(230)의 기준 지점(P)과 제1 피봇 측면(233a) 간의 제1 거리(D1)는 피봇(230)의 기준 지점(P)과 제2 피봇 측면(233b) 간의 제2 거리(D2)와 상이할 수 있다. 하우징(100)에 삽입되는 피봇(230)의 자세에 따라 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋이 조절될 수 있다. 사용자는 틸팅 패드 베어링(10)의 운용 상황에 따라 피봇(230)의 자세를 조절하여 수용홈(212)에 삽입함으로써 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋을 간편하게 조절할 수 있게 된다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 위치 조절 플레이트(220)의 자세를 적절히 조합하거나 피봇(230)의 자세를 조절함으로써 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋이 조절될 수 있다. 구체적으로, 도 8에 도시된 3가지 위치 조절 플레이트(220)의 자세와 도 9에 도시된 2가지 피봇(230)의 자세를 조합하는 경우 사용자는 6가지 방법으로 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋 조절을 수행할 수 있게 된다.
도 10은 2개의 위치 조절 플레이트(220) 모두의 제2 플레이트(222)가 수용홈(212)의 제1 수용 벽면(214a)을 향하고, 피봇(230)의 제1 피봇 측면(233a) 및 제2 피봇 측면(233b)이 수용홈(212)의 제1 수용 벽면(214a) 및 제2 수용 벽면(214b)에 각각 접한 것을 도시하고 있다.
도 10과 같이 위치 조절 플레이트(220) 및 피봇(230)이 수용홈(212)에 배치됨에 따라 하우징(100)의 중심축(Ax)에서 피봇(230)을 향하는 제1 가상선(L1)과 피봇(230)의 기준 지점(P)에서 외측을 향하는 제2 가상선(L2) 간에는 일정 거리(D) 즉, 오프셋이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 가상선(L1)과 제2 가상선(L2)은 평행한 것일 수 있다.
사용자는 오프셋을 조절하기 위하여 위치 조절 플레이트(220)의 배치 및 피봇(230)의 배치를 적절히 조절할 수 있다.
한편, 이상은 2개의 위치 조절 플레이트(220)가 이용되어 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋이 조절되는 것을 설명하였으나, 1개의 위치 조절 플레이트(220) 또는 3개 이상의 위치 조절 플레이트(220)가 이용되어 하우징(100)에 대한 피봇(230)의 오프셋이 조절될 수도 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 틸팅 패드 베어링 20: 회전 샤프트
100: 하우징 200, 201: 틸팅 패드
210: 지지 패드 211: 지지면
212: 수용홈 213: 수용 바닥면
214a, 214b: 수용 벽면 220: 위치 조절 플레이트
221: 제1 플레이트 222: 제2 플레이트
230: 피봇 231: 피봇 곡면
232: 피봇 바닥면 233a, 233b: 피봇 측면

Claims (3)

  1. 회전 샤프트의 관통을 위한 원기둥 형상의 내부 공간을 제공하는 하우징; 및
    상기 회전 샤프트를 지지하는 틸팅 패드를 포함하되,
    상기 틸팅 패드는,
    상기 회전 샤프트를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 지지 패드; 및
    상기 하우징의 내측면에 밀착하여 상기 지지 패드의 자세 전환을 위한 기준점을 제공하는 피봇을 포함하고,
    상기 피봇은 상기 지지 패드상에서 위치 이동이 가능한 틸팅 패드 베어링.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 패드는 상기 피봇을 수용하기 위한 수용홈을 포함하고,
    상기 피봇은 상기 수용홈에 삽입된 위치 조절 플레이트에 의해 상기 수용홈 상에서의 위치가 결정되는 틸팅 패드 베어링.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 피봇은,
    상기 하우징의 중심축에 평행한 가상축을 기준으로 형성된 피봇 곡면;
    상기 가상축을 향하는 피봇 바닥면;
    상기 피봇 바닥면의 양측에서 절곡되어 연장 형성된 제1 및 제2 피봇 측면을 포함하고,
    상기 피봇 바닥면에서 가장 먼 상기 피봇 곡면의 기준 지점과 상기 제1 및 제2 피봇 측면 간의 거리는 서로 상이한 틸팅 패드 베어링.
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