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KR102255262B1 - 가변 베인 조립체 - Google Patents

가변 베인 조립체 Download PDF

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KR102255262B1
KR102255262B1 KR1020180069644A KR20180069644A KR102255262B1 KR 102255262 B1 KR102255262 B1 KR 102255262B1 KR 1020180069644 A KR1020180069644 A KR 1020180069644A KR 20180069644 A KR20180069644 A KR 20180069644A KR 102255262 B1 KR102255262 B1 KR 102255262B1
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KR
South Korea
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shaft
case
vanes
nut
hole
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김재겸
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한화에어로스페이스 주식회사
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
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    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

가변 베인 조립체는 유체가 통과하는 통로를 구비하는 케이스와, 케이스의 유체의 흐름 통로를 형성하는 날개부와 날개부에 연결되는 샤프트를 구비하여 케이스에 대해 회전 가능하여 흐름 통로의 크기를 변경하는 복수 개의 베인들과, 베인들과 연결되어 케이스에 대해 회전함으로써 베인들을 회전시키는 전달링과, 일단은 전달링에 연결되고 타단은 샤프트에 연결되어 샤프트에 회전력을 전달하는 전달 레버와, 전달 레버의 타단을 통과하여 돌출하는 샤프트에 나사 결합하는 제1 너트와, 제1 너트를 통과하여 돌출하는 샤프트에 나사 결합하여 제1 너트를 가압하는 제2 너트를 구비한다.

Description

가변 베인 조립체{Variable vane assembly}
실시예들은 가변 베인 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정밀도가 향상되며 유체가 흐르는 통로를 효과적으로 조절할 수 있는 가변 베인 조립체에 관한 것이다.
액체나 기체 상태의 유체를 제어하는 유체 제어 시스템은 유체의 유량이나 유동의 각도 등을 제어하기 위하여 입구 가이드 베인(inlet guide vane; IGV)이나 입구 버터플라이 베인(inlet butterfly vane; IBV)과 같은 가변 베인 조립체를 사용한다.
IGV나 VGD와 같은 가변 베인 조립체는 유체의 흐름 통로에 배치되어 회전함으로써 유체의 흐름 통로의 크기를 조절하는 베인(vane)을 포함한다. 유체의 흐름을 제어하기 위해서는 베인의 각도가 정밀하게 제어되어야 한다.
일반적으로 가변 베인 조립체는 베인을 회전시키기 위해서 가이드 링, 회전축과 같은 여러 가지 기계요소들을 포함한다. 고온과 고압 및 고속의 유체의 흐름을 제어하기 위해 가변 베인 조립체의 베인이 반복적으로 작동하는 과정에서 마찰력에 의해 기계요소들의 마모가 심해지면 베인의 정밀한 제어가 어려워지며 구동 손실이 커져 유체 제어 시스템의 전체 성능이 저하될 수 있다.
미국 특허출원공개공보 US2010/0260597호(2010.10.14.) 일본 특허공보 특허 제 6084235호(2017.02.22.)
실시예들은 유체가 흐르는 통로를 효과적으로 조절할 수 있는 가변 베인 조립체를 제공한다.
실시예들은 또한 요소들의 결합상태를 안정적으로 유지함으로써 정밀한 제어가 가능한 가변 베인 조립체를 제공한다.
일 실시예에 관한 가변 베인 조립체는 유체가 통과하는 통로를 구비하며 통로를 따라 원주방향으로 연장하는 케이스와, 케이스의 일측에서 돌출하여 유체의 흐름 통로를 형성하는 날개부와 날개부에 연결되어 케이스의 타측에서 돌출하는 샤프트를 구비하여 케이스에 대해 회전 가능하여 흐름 통로의 크기를 변경하도록 통로의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 베인들과, 케이스에 대해 회전 가능하게 배치되고 베인들과 연결되어 케이스에 대해 회전함으로써 베인들을 회전시키는 전달링과, 일단은 전달링에 연결되고 타단은 샤프트에 연결되어 전달링이 회전함에 따라 샤프트에 회전력을 전달하는 전달 레버와, 전달 레버의 타단을 통과하여 돌출하는 샤프트에 나사 결합하는 제1 너트와, 제1 너트를 통과하여 돌출하는 샤프트에 나사 결합하여 제1 너트를 가압하는 제2 너트를 구비한다.
케이스는 베인들의 샤프트를 통과시키는 관통 구멍을 구비할 수 있고, 전달 레버는 관통 구멍에 대한 샤프트의 길이 방향의 움직임을 제한할 수 있다.
전달 레버는 타단에 샤프트를 수용하여 샤프트의 회전을 제한하는 결합구멍을 구비할 수 있고, 전달 레버의 타단이 샤프트에 접촉함으로써 샤프트가 관통 구멍에 대해 샤프트의 길이 방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.
유체기계용 가변 베인 조립체는 샤프트와 관통 구멍의 사이에 배치되어 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 샤프트 부싱을 더 구비할 수 있고, 샤프트의 길이 방향의 이동이 전달 레버의 타단에 의해 제한될 때 샤프트 부싱의 케이스의 일단을 향하는 단부와 날개부의 사이에 날개부의 회전 운동을 허용하기 위한 간격이 형성될 수 있다.
전달링은 고정축과 고정축의 외측에 결합된 부싱을 구비할 수 있고, 전달 레버는 일단에 부싱의 적어도 일부를 둘러싸며 부싱에 대해 회전 가능하게 연결된 연결 구멍을 구비할 수 있다.
케이스는 샤프트가 돌출하는 케이스의 타측에서 돌출하며 통로에 대해 원주 방향으로 연장하는 안내벽을 더 구비할 수 있고, 전달링은 안내벽의 외측면을 지지하며 안내벽을 따라 원주 방향으로 연장하는 측벽과 측벽에 연결되어 안내벽의 단부를 덮도록 안내벽을 따라 원주 방향으로 연장하는 단부벽을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 가변 베인 조립체는 제1 너트와 제2 너트가 베인들의 케이스에 대한 길이 방향의 움직임을 강력히 구속하므로 베인들이 반복적인 회전 운동을 하며 고온, 고압의 유체에 장시간 노출되어도 베인들의 회전 운동을 정밀하게 제어할 수 있다.
또한 케이스의 반경 방향에 대한 케이스의 움직임이 케이스에 의해 강력히 구속되어 케이스와 전달링의 사이의 동심도를 유지할 수 있으므로 전달링이 반복적인 회전 운동을 수행하며 고온, 고압의 유체에 장시간 노출되어도 가변 베인 조립체의 정밀도가 양호하게 유지될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 일부 구성요소들의 결합관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 일부분의 단면을 도시한 측면 단면도이다.
도 4는 도 3의 일부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5는 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 일부 구성요소를 도시한 상면도이다.
도 6은 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 작동상태를 도시한 설명도이다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 가변 베인 조립체의 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 일부 구성요소들의 결합관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체는 공기와 같은 유체가 통과할 수 있는 통로(11)를 구비하는 케이스(10)와, 케이스(10)에 회전 가능하게 배치되어 유체가 통과하는 흐름 통로의 크기를 변경할 수 있는 베인들(20)과, 케이스(10)에 회전 가능하게 배치된 전달링(30)과, 전달링(30)의 회전력을 베인들(20)에 전달하는 전달 레버(40)와, 베인들(20)을 고정하는 기능을 하는 제1 너트(51) 및 제2 너트(52)를 구비한다.
케이스(10)는 예를 들어 압축기와 같은 유체기계의 입구 측에 배치될 수 있다. 케이스(10)는 통로(11)를 중심으로 원주 방향으로 연장함으로써 대략 원형의 링 형상을 가질 수 있다. 케이스(10)는 예를 들어 케이스(10)의 외측 플랜지의 고정구멍(38)을 관통하는 볼트와 같은 체결수단에 의해 유체기계의 베이스에 고정될 수 있다.
베인들(20)은 케이스(10)의 일측(10a)에서 돌출하는 날개부(21)와, 날개부(21)에 연결되어 케이스(10)의 타측에서 돌출하는 샤프트(22)를 구비한다. 베인들(20)의 각각은 케이스(10)에 대해 회전 가능하게 배치된다.
도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 일부분의 단면을 도시한 측면 단면도이고, 도 4는 도 3의 일부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
케이스(10)는 베인들(20)의 샤프트(22)를 통과시키도록 케이스(10)의 일측(10a)에서부터 타측(10b)까지 관통하여 형성되는 관통 구멍(19)을 구비한다.
케이스(10)의 관통 구멍(19)의 각각에는 샤프트(22)를 회전 가능하도록 지지하기 위한 샤프트 부싱(60)이 설치된다. 샤프트 부싱(60)은 샤프트(22)를 회전 가능하게 지지하는 기능을 수행함과 아울러 샤프트(22)의 회전 시 샤프트(22)에 표면에 대한 마찰력을 최소화함으로써 마모를 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 샤프트 부싱(60)은 예를 들어 마찰력이 적으며 내모마성을 갖는 플라스틱 소재나, 금속 소재로 제작될 수 있다.
샤프트 부싱(60)은 샤프트(22)의 대략 원형의 단면을 갖는 회전축부(22d)에 대응하는 크기의 내측 원주면을 구비한다. 샤프트 부싱(60)의 외측 원주면은 케이스(10)의 관통 구멍(19)에 대응하는 크기를 갖는다. 따라서 샤프트 부싱(60)은 케이스(10)의 관통 구멍(19)에 억지끼움 방식으로 삽입됨으로써 케이스(10)에 대해 고정될 수 있다. 또는 샤프트 부싱(60)은 접착제나, 볼트나, 리벳과 같은 고정수단에 의해 케이스(10)에 대해 고정될 수 있다.
실시예는 상술한 바와 같은 구성의 샤프트 부싱(60)에 의해 제한되는 것은 아니므로, 예를 들어 샤프트 부싱(60)의 설치를 생략하고 샤프트(22)의 회전축부(22d)가 케이스(10)의 관통 구멍(19)에 직접 회전 가능하게 설치될 수 있다. 회전축부(22d)가 케이스(10)의 관통 구멍(19)에 직접 회전 가능하게 설치되기 위해서는 회전축부(22d)와 케이스(10)의 관통 구멍(19)이 서로 대응하는 크기를 가질 수 있다.
케이스(10)의 관통 구멍(19)에 샤프트 부싱(60)이 설치되고, 샤프트(22)의 회전축부(22d)가 샤프트 부싱(60)에 삽입되면 샤프트(22)의 상측의 단부가 케이스(10)의 타측(10b)에서 돌출한 상태가 된다.
케이스(10)의 일측(10a)에 돌출하도록 배치된 베인들(20)의 날개부(21)는 유체의 흐름 통로를 형성하며 베인들(20)이 케이스(10)에 대하여 회전함에 따라 흐름 통로의 크기가 변경될 수 있다. 베인들(20)은 케이스(10)의 통로(11)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.
케이스(10)의 위에는 전달링(30)이 회전 가능하게 배치된다. 전달링(30)은 베인들(20)에 연결되며 케이스(10)에 대하여 회전함으로써 베인들(20)을 회전시키는 기능을 수행한다.
전달링(30)은 케이스(10)를 따라 원주 방향으로 연장하는 링 형상을 가질 수 있으며, 전달링(30)은 외측으로 돌출하여 구동부와 연결되는 구동레버(39)를 구비한다. 구동레버(39)는 예를 들어 전기모터, 유압모터, 또는 유압실린더와 같은 액추에이터에 연결될 수 있다.
케이스(10)와 전달링(30)의 사이에는 전달링(30)을 케이스(10)에 대해 회전 가능하게 연결하기 위한 케이스(10)를 따라 원주 방향으로 연장하는 링 형상의 레일이 설치될 수 있다.
케이스(10)는 샤프트(22)가 돌출하는 케이스(10)의 타측(10b)에서 돌출하며 통로(11)에 대해 원주 방향으로 연장하는 안내벽(16)을 구비한다.
전달링(30)은 안내벽(16)의 외측면을 지지하도록 안내벽(16)을 따라 원주 방향으로 연장하는 측벽(31)과, 측벽(31)에 연결되어 안내벽(16)의 상부의 단부를 덮도록 안내벽(16)을 따라 원주 방향으로 연장하는 단부벽(32)을 구비한다.
상술한 바와 같은 전달링(30)의 구성에 의하면 케이스(10)의 안내벽(16)이 전달링(30)의 측벽(31)을 케이스(10)의 반경 방향의 내측에서 지지한다. 이와 같은 지지 구조에 의하면 전달링(30)이 반복적으로 회전 운동을 수행하며 케이스(10)가 장시간 동안 유체의 흐름에 노출되는 경우에도 전달링(30)이 케이스(10)에 의해 케이스(10)의 반경 방향에 대해 안정적으로 지지된 상태가 유지되므로 가변 베인 조립체의 전체적인 정밀도가 향상된다.
베인들(20)은 전달 레버(40)에 의해 전달링(30)과 연결된다. 전달 레버(40)의 일단(41)은 전달링(30)에 연결되고 전달 레버(40)의 타단(42)은 베인들(20)의 샤프트(22)에 연결된다. 따라서 전달링(30)이 회전함에 따라 전달링(30)의 회전력이 전달 레버(40)를 통해 샤프트(22)에 전달될 수 있다.
베인들(20)의 샤프트(22)는 케이스(10)의 타측(10b)에서 돌출하는데, 샤프트(22)에는 제1 너트(51)와 제2 너트(52)가 차례로 결합한다. 전달 레버(40)의 타단(42)을 통과하여 돌출하는 샤프트(22)의 단부의 외측 표면에는 나사면이 형성되어 있어서, 제1 너트(51)가 샤프트(22)의 단부에 나사 결합할 수 있다.
또한 제1 너트(51)를 통과하여 돌출하는 샤프트(22)의 단부에 제2 너트(52)가 나사 결합할 수 있다. 제1 너트(51)가 샤프트(22)의 단부에 나사 결합한 상태에서 샤프트(22)의 단부에 제2 너트(52)가 나사 결합하면, 제2 너트(52)가 제1 너트(51)를 가압할 수 있다.
이와 같이 제1 너트(51)와 제2 너트(52)가 함께 샤프트(22)의 단부에 나사 결합하는 작용을 함으로써 이중 너트 잠금장치(double nut locking device)의 기능을 수행한다.
전달 레버(40)는 타단(42)에 샤프트(22)를 수용하며 샤프트(22)의 회전 운동을 제한하기 위한 결합 구멍(42c)을 구비한다. 샤프트(22)는 회전축부(22d)에서 샤프트(22)의 단부에 가까운 영역에 형성되어 결합 구멍(42c)에 결합되는 결합축부(22c)를 구비한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 안내벽(16)이 전달링(30)의 측벽(31)의 움직임을 케이스(10)의 반경 방향의 내측에서 지지한다. 즉 전달링(30)이 케이스(10) 에 의해 반경 방향에 대해 구속되므로, 반경 방향, 즉 화살표(R)의 방향에서의 전달링(30)의 움직임이 케이스(10) 에 의해 제한된다.
따라서 전달링(30)이 반복적으로 회전 운동을 수행하며 케이스(10)가 장시간 동안 유체의 흐름에 노출되는 경우에도 전달링(30)이 케이스(10)에 의해 케이스(10)의 반경 방향에 대해 안정적으로 지지되어 전달링(30)과 케이스(10)의 동심도가 유지되므로 가변 베인 조립체의 전체적인 정밀도가 향상될 수 있다.
도 5는 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 일부 구성요소를 도시한 상면도이다.
도 5를 참조하면 전달레버의 타단(42)의 결합 구멍(42c)의 단면 형상은 원주 방향에서의 일부 영역이 직선을 이루고, 샤프트(22)의 결합축부(22c)도 결합 구멍(42c)과 동일한 형상을 갖는다. 즉 샤프트(22)의 결합축부(22c)는 원주 방향의 일부 영역에서 평면을 갖는다.
따라서 샤프트(22)의 결합축부(22c)가 전달레버의 타단(42)의 결합 구멍(42c)에 결합된 상태에서는 전달레버의 타단(42)에 대한 샤프트(22)의 회전 운동이 제한되므로 샤프트(22)와 전달레버의 타단(42)이 함께 회전 운동을 한다.
실시예는 샤프트(22)와 전달레버의 타단(42)이 서로 결합되는 상술한 구성에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 샤프트(22)와 전달레버의 타단(42)은 서로 대응하는 형상의 다각형이나 별모양의 단면 형상을 가지거나, 스플라인에 의해 서로 고정될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전달 레버(40)는 샤프트(22)의 관통 구멍(19)에 대한 샤프트(22)의 움직임, 즉 샤프트(22)의 길이 방향의 움직임을 제한하는 제한부(45)를 구비한다. 전달 레버(40)의 타단(42)의 단부가 제한부(45)이며, 제한부(45)는 샤프트(22)의 회전축부(22d)의 상단면에 접촉함으로써 샤프트(22)가 샤프트(22)의 길이 방향인 화살표(A)의 방향으로 이동하는 것을 제한한다.
상술한 바와 같이 샤프트(22)의 단부에 제1 너트(51)와 제2 너트(52)가 나사 결합하여 샤프트(22)를 강하게 구속할 때에 전달 레버(40)의 타단(42)의 제한부(45)가 샤프트(22)의 회전축부(22d)의 상단면에 접촉함으로써 샤프트(22)의 길이 방향의 이동을 제한하는 구성으로 인하여 샤프트(22)가 제1 너트(51)와 제2 너트(52)를 향하여 이동하는 움직임이 제한된다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 제1 너트(51)와 제2 너트(52)가 샤프트(22)의 단부에 나사 결합한 상태에서는 샤프트(22)의 화살표(A)의 방향을 향하는 길이 방향의 이동이 전달 레버(40)의 타단(42)의 제한부(45)에 의해 제한됨으로써 케이스(10)의 일측(10a)을 향하는 샤프트 부싱(60)의 단부와 날개부(21)의 사이에 간격(d)이 형성된다.
샤프트 부싱(60)의 단부와 날개부(21)의 사이에 간격(d)이 형성됨으로써 베인들(20)이 케이스(10)에 대해 회전할 때에 베인들(20)의 날개부(21)와 케이스(10) 및 샤프트 부싱(60)의 사이에 기계적 마찰이 최소화됨으로써 베인들(20)이 원활하게 회전 운동을 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 전달링(30)은 복수 개의 고정축(17)을 구비한다. 고정축(17)은 복수 개의 베인들(20)의 각각에 대응하도록 베인들(20)의 개수와 동일한 개수가 설치된다.
고정축(17)은 주물공정이나 금속가공 공정 등에 의해 전달링(30)과 일체로 형성되거나, 전달링(30)을 먼저 제작한 후에 용접이나 나사 결합이나 기타 체결수단을 이용하여 케이스(10)의 타측(10b)의 표면에 고정축(17)을 고정할 수 있다. 고정축(17)은 전달링(30)에 고정된 상태이므로 전달링(30)이 회전하면 전달링(30)과 함께 고정축(17)도 회전한다.
고정축(17)의 외측에는 부싱(18)이 결합된다. 부싱(18)은 대략 중공의 원통형상을 가지며, 예를 들어 약간의 탄성을 갖는 플라스틱이나, 형상기억합금 등으로 제작될 수 있다.
전달 레버(40)는 일단(41)에 부싱(18)의 적어도 일부를 둘러싸며 부싱(18)에 대해 회전 가능하게 연결된 연결 구멍(41c)을 구비한다. 전달 레버(40)의 연결 구멍(41c)은 일측의 단부가 개방된 집게 형상의 구조를 갖지만, 실시예는 이러한 전달 레버(40)의 연결 구멍(41c)의 형상에 의해 제한되지 않는다.
예를 들어 전달 레버(40)의 일단(41)의 연결 구멍(41c)은 대략 타원형의 폐쇄된 구멍을 갖는 고리 형상으로 구현될 수 있다.
도 6은 도 1에 나타난 실시예에 관한 가변 베인 조립체의 작동상태를 도시한 설명도이다.
도 6은 전달링(30)이 케이스에 대하여 회전할 때에 전달링(30)의 회전력이 전달 레버(40)를 통해 베인들의 샤프트(22)에 전달되어 날개부(21)가 회전하는 작동상태를 도시한다.
전달링(30)이 회전함에 따라 전달링(30)에 고정된 상태의 고정축(17)이 전달링(30)의 회전방향인 원주방향(Rc)을 따라 회전 운동을 한다.
고정축(17)의 외측에는 부싱(18)이 결합된 상태이고 부싱(18)의 외측에는 전달 레버(40)의 일단(41)의 연결 구멍(41c)이 회전 가능하게 연결된 상태이므로, 고정축(17)과 부싱(18)이 회전하면 고정축(17)과 부싱(18)을 통하여 전달 레버(40)의 일단(41)에 회전력이 전달된다.
전달 레버(40)의 일단(41)은 고정축(17)과 부싱(18)과 함께 고정축(17)과 부싱(18)의 회전 방향을 따라 이동하므로 전달 레버(40)의 타단(42)은 샤프트(22)와 함께 샤프트(22)를 중심으로 화살표(r1)의 방향으로 회전한다. 베인들의 샤프트(22)는 날개부(21)와 고정되어 있으므로 날개부(21)도 화살표(r2)의 방향으로 회전함으로써 유체의 흐름 통로의 크기가 변경될 수 있다.
종래의 가변 베인 조립체에서는 상대적인 이동 동작을 반복적으로 수행하는 기계요소들의 기계적인 구속 상태가 불충분하였다. 즉 종래의 가변 베인 조립체에서는 상대적인 이동 동작을 수행하는 요소들의 일방향의 움직임만을 제한할 수 있었다. 예를 들어 요소들의 반경 방향의 움직임만을 구속할 수 있었는데, 이러한 경우에는 요소들의 축방향의 움직임이 충분히 구속되지 않는 문제점이 있다. 이와 같이 종래의 가변 베인 조립체의 불충분한 결합 구조로 인해 가변 베인 조립체가 장시간 사용된 이후에는 요소들의 결합상태가 불량해져 가변 베인 조립체의 정밀한 제어가 어려웠다.
상술한 실시예와 같은 가변 베인 조립체에 의하면 복수 개의 베인들의 축방향, 즉 베인들의 샤프트의 길이 방향의 움직임이 제한된다. 제1 너트 및 제2 너트가 베인들의 샤프트의 단부에 나사 결합함으로써 제1 너트와 제2 너트가 케이스에 대한 베인들의 길이 방향의 움직임을 강력히 구속하는 이중 너트 잠금장치의 기능을 수행한다. 이로 인해 베인들이 반복적인 회전 운동을 하며 고온, 고압의 유체에 장시간 노출되어도 베인들의 회전 운동을 정밀하게 제어할 수 있다.
또한 전달링이 케이스에 회전 가능하게 결합되면서도 케이스의 반경 방향에 대한 전달링의 움직임이 케이스에 의해 강력히 구속하므로, 케이스와 전달링의 사이의 동심도(concentricity)가 유지될 수 있다. 따라서 전달링이 반복적인 회전 운동을 수행하며 고온, 고압의 유체에 장시간 노출되어도 케이스와 전달링의 사이의 동심도가 동일하게 유지되므로 가변 베인 조립체의 정밀도가 양호하게 유지될 수 있다.
상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10a: 일측 31: 측벽
10: 케이스 32: 단부벽
10b: 타측 38: 고정구멍
11: 통로 39: 구동레버
16: 안내벽 40: 전달 레버
17: 고정축 41c: 연결 구멍
18: 부싱 41: 일단
19: 관통 구멍 42c: 결합 구멍
20: 베인들 42: 타단
21: 날개부 45: 제한부
22c: 결합축부 51: 제1 너트
22: 샤프트 52: 제2 너트
22d: 회전축부 60: 샤프트 부싱
30: 전달링

Claims (6)

  1. 유체가 통과하는 통로를 구비하며 상기 통로를 따라 원주방향으로 연장하는 케이스;
    상기 케이스의 일측에서 돌출하여 유체의 흐름 통로를 형성하는 날개부와 상기 날개부에 연결되어 상기 케이스의 타측에서 돌출하는 샤프트를 구비하여, 상기 케이스에 대해 회전 가능하여 상기 흐름 통로의 크기를 변경하도록 상기 통로의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 베인들;
    상기 케이스에 대해 회전 가능하게 배치되고 상기 베인들과 연결되어 상기 케이스에 대해 회전함으로써 상기 베인들을 회전시키는 전달링;
    일단은 상기 전달링에 연결되고 타단은 상기 샤프트에 연결되어 상기 전달링이 회전함에 따라 상기 샤프트에 회전력을 전달하는 전달 레버;
    상기 전달 레버의 상기 타단을 통과하여 돌출하는 상기 샤프트에 나사 결합하는 제1 너트; 및
    상기 제1 너트를 통과하여 돌출하는 상기 샤프트에 나사 결합하여 상기 제1 너트를 가압하는 제2 너트;를 구비하고,
    상기 케이스는 상기 베인들의 상기 샤프트를 통과시키는 관통 구멍을 구비하고,
    상기 샤프트와 상기 관통 구멍의 사이에 배치되어 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 샤프트 부싱을 더 구비하고,
    상기 전달 레버의 상기 타단의 제한부가 상기 샤프트에 접촉하여 상기 샤프트의 길이 방향의 움직임을 제한하고, 상기 전달 레버의 상기 제한부에 의해 상기 샤프트의 길이 방향의 움직임이 제한될 때 상기 샤프트 부싱의 상기 케이스의 일단을 향하는 단부와 상기 날개부의 사이에 상기 날개부의 회전 운동을 허용하기 위한 간격이 형성되는 가변 베인 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전달 레버는 상기 관통 구멍에 대한 상기 샤프트의 길이 방향의 움직임을 제한하는, 가변 베인 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전달 레버는 상기 타단에 상기 샤프트를 수용하여 상기 샤프트의 회전을 제한하는 결합구멍을 구비하고, 상기 전달 레버의 상기 타단의 상기 제한부가 상기 샤프트에 접촉함으로써 상기 샤프트가 상기 관통 구멍에 대해 상기 샤프트의 길이 방향으로 이동하는 것을 제한하는, 가변 베인 조립체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6084235B2 (ja) * 2012-02-13 2017-02-22 ヒュンダイ・ヘヴィ・インダストリーズ・カンパニー・リミテッド ガス注入用チェックバルブ駆動装置

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