KR100311404B1 - Apparatus for supporting shaft of turbo compressor - Google Patents
Apparatus for supporting shaft of turbo compressor Download PDFInfo
- Publication number
- KR100311404B1 KR100311404B1 KR1019990032784A KR19990032784A KR100311404B1 KR 100311404 B1 KR100311404 B1 KR 100311404B1 KR 1019990032784 A KR1019990032784 A KR 1019990032784A KR 19990032784 A KR19990032784 A KR 19990032784A KR 100311404 B1 KR100311404 B1 KR 100311404B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- drive shaft
- bearing surface
- bearing
- shaft
- power generating
- Prior art date
Links
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 36
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 36
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
- F04D17/14—Multi-stage pumps with means for changing the flow-path through the stages, e.g. series-parallel, e.g. side-loads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
- F04D29/0513—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/284—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
- F04D29/285—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors the compressor wheel comprising a pair of rotatable bladed hub portions axially aligned and clamped together
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
본 발명은 터보 압축기의 축 지지장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 양측에 각각 결합하며 그 일측면에 다수개의 그루브를 형성한 베어링면을 구비한 복개부재와, 상기 복개부재에 각각 결합함과 아울러 상기 케이싱내에 장착되는 동력발생수단에 결합된 구동축이 삽입되는 축 삽입구멍을 형성한 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징의 축 삽입구멍에 움직임 가능하도록 장착하여 구동축을 지지하는 다수개의 틸팅 패드와, 소정의 면적을 갖는 베어링면을 구비하여 그 베어링면이 상기 복개부재의 베어링면에 대면되도록 구동축에 고정 결합하여 구동축에 작용하는 축 방향 힘을 지지할 뿐만 아니라 실링 역할을 하는 축 방향 지지부재를 포함하도록 구성하여 구동축을 지지하는 베어링 클리어런스를 크게 함으로써 이물질이 끼이는 것을 방지할 뿐만 아니라 고속으로 회전하는 구동축을 보다 안정적으로 지지하고 아울러 압력차에 의해 발생되는 압력 누설을 최소화할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a shaft support device of a turbo compressor, the present invention is coupled to both sides of the casing and having a bearing surface formed with a plurality of grooves on one side thereof, and the coupling member and the coupling member, respectively In addition, a bearing housing having a shaft insertion hole into which a drive shaft coupled to a power generating means mounted in the casing is inserted, a plurality of tilting pads movably mounted in the shaft insertion hole of the bearing housing to support the drive shaft, and It has a bearing surface having an area of the bearing surface so that the bearing surface is fixedly coupled to the drive shaft to face the bearing surface of the cover member to support the axial force acting on the drive shaft as well as to include an axial support member that serves as a sealing By increasing the bearing clearance that supports the drive shaft, it prevents foreign substances from getting caught. As well as to more stably support the drive shaft rotating at a high speed as well as to the pressures so as to minimize the leakage caused by the pressure difference.
Description
본 발명은 터보 압축기의 축 지지장치에 관한 것으로, 특히 베어링 클리어런스를 크게 할 뿐만 아니라 고속으로 회전하는 구동축을 안정적으로 지지하고 아울러 압력차에 의해 발생되는 압력 누설을 최소화할 수 있도록 한 터보 압축기의 축 지지장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft support device of a turbo compressor, and in particular, a shaft of a turbo compressor which not only increases bearing clearance but also stably supports a drive shaft rotating at high speed and minimizes pressure leakage caused by a pressure difference. It relates to a support device.
일반적으로 압축기는 공기나 냉매 가스 등의 기체를 압축하는 기계이다. 상기 압축기는 동력을 발생시키는 동력발생부와 그 동력발생부에서 전달된 구동력에 의해 기체를 흡입하여 압축하는 압축기구부로 구성되며, 상기 압축기의 일례로 터보 압축기는 동력발생부에서 발생되는 구동력을 전달받아 임펠러가 회전하면서 가스를 흡입하고 압축하여 고압 상태로 토출시키게 된다.In general, a compressor is a machine that compresses gas such as air or refrigerant gas. The compressor is composed of a power generating unit for generating power and a compressor mechanism for sucking and compressing the gas by the driving force transmitted from the power generating unit, the turbo compressor as an example of the compressor delivers the driving force generated in the power generating unit. When the impeller is rotated, the gas is sucked in, compressed and discharged under high pressure.
도 1은 상기 터보 압축기의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 터보 압축기는 소정 형상을 갖는 케이싱(10)내부에 동력발생실(M)이 형성되고 상기 동력발생실(M)의 양측에 제1,2 압축실(P1)(P2)이 각각 형성되어 있다. 그리고 상기 동력발생실(M)에 회전력을 발생시키는 동력발생수단(20)이 장착되며, 상기 동력발생수단(20)에 회전력을 전달하는 구동축(30)이 결합되고 상기 구동축(30)의 양단부에 제1,2 임펠러(31)(32)가 고정 결합되며 그 제1,2 임펠러(31)(32)는 제1,2 압축실(P1)(P2)에 각각 위치하게 된다.FIG. 1 illustrates an example of the turbo compressor. As shown in the drawing, the turbo compressor has a power generating chamber M formed in a casing 10 having a predetermined shape, and both sides of the power generating chamber M are formed. First and second compression chambers P1 and P2 are respectively formed in the chambers. And the power generating means 20 for generating a rotational force in the power generating chamber (M) is mounted, the drive shaft 30 for transmitting the rotational force to the power generating means 20 is coupled to both ends of the drive shaft (30) The first and second impellers 31 and 32 are fixedly coupled, and the first and second impellers 31 and 32 are positioned in the first and second compression chambers P1 and P2, respectively.
그리고 상기 케이싱(10)에 동력발생실(M)로 냉매 가스가 유입되는 유입구(11)가 형성됨과 아울러 케이싱(10)에 동력발생실(M)로 유입된 냉매 가스가 유출되는 유출구(12)가 형성된다. 그리고 상기 유출구(12)를 거친 냉매 가스가 제1 압축실(P1)로 유입되도록 안내하는 제1 연통유로(F1)가 형성되고 상기 제1 압축실(P1)을 거친 냉매 가스가 제2 압축실(P2)로 유입되도록 안내하는 제2 연통유로(F2)가 형성되며 상기 제2 압축실(P2)의 일측에 냉매 가스가 토출되는 토출구(미도시)가 형성된다.In addition, an inlet 11 through which the refrigerant gas flows into the power generating chamber M is formed in the casing 10, and an outlet 12 through which the refrigerant gas introduced into the power generating chamber M flows into the casing 10. Is formed. In addition, a first communication path F1 is formed to guide the refrigerant gas passing through the outlet 12 into the first compression chamber P1, and the refrigerant gas passing through the first compression chamber P1 is the second compression chamber. A second communication flow path F2 is formed to guide the flow into P2 and a discharge port (not shown) through which refrigerant gas is discharged is formed at one side of the second compression chamber P2.
그리고 상기 구동축(30)의 양측에 구동축(30)을 반경방향으로 지지하는 반경방향 지지수단(Journal bearing)(J)이 각각 설치됨과 아울러 상기 구동축(30)을 축방향으로 지지하는 축 방향 지지수단(Thrust bearing)(T)이 각각 설치되어 있다.And radial bearing means (J) for supporting the drive shaft 30 in the radial direction on each side of the drive shaft 30 (Journal bearing) (J) is installed, respectively, and axial support means for supporting the drive shaft 30 in the axial direction (Thrust bearing) (T) is installed respectively.
미설명 부호 40은 상기 반경 방향 지지수단과 축 방향 지지수단이 구비되는 지지부재이며, 50은 복개부재이고, 51는 볼류트 케이싱이다.Reference numeral 40 is a supporting member provided with the radial supporting means and the axial supporting means, 50 is a covering member, and 51 is a volute casing.
상기한 바와 같은 터보 압축기의 작동은 먼저 동력발생수단(20)에서 동력이 발생되어 구동축(30)을 고속 회전시키게 되면 그 구동축(30)의 양단에 결합된 제1,2 임펠러(31)(32)가 제1,2 압축실(P1)(P2)내에서 각각 고속 회전하면서 흡입력을 발생시키게 되고 그 제1,2 임펠러(31)(32)의 회전에 의한 흡입력에 의해 냉매 가스가 케이싱(10)의 유입구(11)로 유입되어 동력발생실(M)을 거치면서 제1 연통유로(F1)를 통해 제1 압축실(P1)로 흡입된다. 상기 제1 압축실(P1)로 흡입된 냉매 가스는 제1 압축실(P1)에서 1단 압축되어 제2 연통유로(F2)를 통해 제2 압축실(P2)로 흡입되며 그 제2 압축실(P2)로 흡입된 냉매 가스는 제2 압축실(P2)에서 2단 압축되어 토출구를 통해 토출된다.The operation of the turbo compressor as described above is the first and second impellers 31 and 32 coupled to both ends of the drive shaft 30 when power is first generated in the power generating means 20 to rotate the drive shaft 30 at high speed. Is generated in the first and second compression chamber (P1) (P2) by rotating at high speed, respectively, and the suction gas by the rotation of the first and second impeller (31, 32) is the casing (10) Inflow to the inlet 11 of the through) through the power generating chamber (M) is sucked into the first compression chamber (P1) through the first communication passage (F1). The refrigerant gas sucked into the first compression chamber P1 is first compressed in the first compression chamber P1 and sucked into the second compression chamber P2 through the second communication passage F2, and the second compression chamber is compressed. The refrigerant gas sucked into P2 is compressed in two stages in the second compression chamber P2 and discharged through the discharge port.
그리고 냉매 가스가 유동하는 동력발생실(M)과 제1,2 압축실(P1)(P2)의 압력차에 의해 구동축(30)에 작용하는 축 방향 힘은 축 방향 지지수단(T)에 의해 지지되며, 구동축(30)의 자중에 의해 작용하는 반경 방향의 힘은 반경 방향 지지수단(J)에 의해 지지된다.The axial force acting on the drive shaft 30 by the pressure difference between the power generating chamber M through which the refrigerant gas flows and the first and second compression chambers P1 and P2 is controlled by the axial support means T. It is supported, and the radial force acting by the weight of the drive shaft 30 is supported by the radial support means (J).
한편, 상기 구동축(30)을 지지하는 종래 구동축 지지수단의 일례는, 도 2에 도시한 바와 같이, 케이싱(10)의 양측에 각각 결합되는 복개부재(40)에 구동축(30)이 삽입되는 축 삽입구멍(41)이 형성되고 그 복개부재(40)의 일측면에 스러스트 베어링면(42)이 형성된다. 그리고 상기 구동축(30)이 복개부재(40)의 축 삽입구멍(41)에 각각 삽입됨과 아울러 구동축(30)에 상기 스러스트 베어링면(42)과 상응하는 면적과 일정 두께를 갖도록 연장 형성된 베어링 디스크부(33)가 각각 형성되어 그 베어링 디스크부(33)가 스러스트 베어링면(42)에 지지되도록 결합되어 있다. 도면 부호 S는 압력 누설을 방지하기 위한 레버린스 실링(Labyrinth Sealing)이다.On the other hand, one example of the conventional drive shaft support means for supporting the drive shaft 30, as shown in Figure 2, the shaft in which the drive shaft 30 is inserted into the cover member 40 is coupled to both sides of the casing 10, respectively An insertion hole 41 is formed, and a thrust bearing surface 42 is formed on one side of the cover member 40. In addition, the drive shaft 30 is inserted into the shaft insertion hole 41 of the cover member 40, and the bearing disk portion extending to have a predetermined thickness and the area corresponding to the thrust bearing surface 42 in the drive shaft 30 33 are formed respectively, and the bearing disk part 33 is joined so that the thrust bearing surface 42 may be supported. Reference numeral S denotes a labyrinth sealing for preventing pressure leakage.
이와 같은 구조는 상기 복개부재(40)의 축 삽입구멍(41) 내면과 그에 대면되는 구동축(30) 외면이 베어링 면을 이루게 되어 구동축(30)이 고속으로 회전하게 되면 구동축(30)의 외면과 축 삽입구멍(41)의 내면사이에 가스 경계층이 형성되어 그 경계층에 의한 유체 막에 의해 구동축(30)의 반경 방향으로 작용하는 힘을 지지하게 된다. 그리고 제1,2 압축실(P1)(P2)과 동력발생실(M)사이의 압력차에 의해 구동축(30)의 축 방향으로 작용하는 힘은 구동축(30)의 베어링 디스크부(33)와 복개부재(40)의 스러스트 베어링면(42)사이에 형성되는 가스에 의한 유체 막에 의해 지지된다.Such a structure is such that the inner surface of the shaft insertion hole 41 of the cover member 40 and the outer surface of the drive shaft 30 facing the same form a bearing surface, and when the drive shaft 30 rotates at a high speed, the outer surface of the drive shaft 30 A gas boundary layer is formed between the inner surfaces of the shaft insertion hole 41 to support the force acting in the radial direction of the drive shaft 30 by the fluid film by the boundary layer. In addition, the force acting in the axial direction of the drive shaft 30 by the pressure difference between the first and second compression chambers P1 and P2 and the power generating chamber M and the bearing disk portion 33 of the drive shaft 30 and It is supported by a fluid film by a gas formed between the thrust bearing surfaces 42 of the covering member 40.
그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 구동축(30)이 가스 베어링에 의해 지지되기 위해서 베어링 면을 형성하는 구동축(30)의 외면과 축 삽입구멍(41)의 내면사이, 그리고 베어링 디스크부(33)와 스러스트 베어링면(42)사이 즉, 베어링 클리어런스(Bearing Clearance)가 정밀 공차를 유지하도록 해야 하며 이와 같이 베어링 면의 정밀 공차로 인하여 압축기가 사이클내에 장착되어 작동하게 될 경우 사이클내부를 순환하는 이물질이 압축기내로 유입되어 베어링 면사이에 끼이게 되면 베어링 면에 마모가 발생하게 되어 신뢰성을 저하시키게 될 뿐만 아니라 경우에 따라 작동이 정지되는 문제점이 있었다.However, the conventional structure as described above is provided between the outer surface of the drive shaft 30 and the inner surface of the shaft insertion hole 41, which form the bearing surface so that the drive shaft 30 is supported by the gas bearing, and the bearing disc 33. The bearing clearance between the thrust bearing surface 42, that is, bearing clearance must be maintained to maintain the precision tolerance. Thus, when the compressor is mounted and operated in the cycle due to the precision tolerance of the bearing surface, foreign matter circulating in the cycle is stored in the compressor. When introduced into and sandwiched between the bearing surfaces, wear occurs on the bearing surfaces, thereby lowering reliability and in some cases, the operation is stopped.
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 베어링 클리어런스를 크게 할 뿐만 아니라 고속으로 회전하는 구동축을 안정적으로 지지하고 아울러 압력차에 의해 발생되는 압력 누설을 최소화할 수 있도록 한 터보 압축기의 축 지지장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to increase the bearing clearance and to stably support the drive shaft rotating at high speed, and to minimize the pressure leakage caused by the pressure difference. In providing a shaft support device.
도 1은 일반적인 터보 압축기의 일예를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing an example of a general turbo compressor,
도 2는 상기 터보 압축기의 축 지지구조를 확대 도시한 단면도,2 is an enlarged cross-sectional view of the shaft support structure of the turbo compressor;
도 3은 본 발명의 터보 압축기 축 지지장치가 구비된 터보 압축기의 단면도,3 is a cross-sectional view of a turbo compressor equipped with a turbo compressor shaft support of the present invention;
도 4a,4b는 본 발명의 터보 압축기 축 지지장치를 구성하는 복개부재의 정단면도 및 측단면도,4A and 4B are front and side cross-sectional views of the cover member of the turbo compressor shaft support apparatus of the present invention;
도 5a,5b는 본 발명의 터보 압축기 축 지지장치를 구성하는 틸팅 패드 베어링의 정단면도 및 측단면도.5A and 5B are front and side cross-sectional views of the tilting pad bearing constituting the turbo compressor shaft support device of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols on the main parts of drawing
10 ; 케이싱 20 ; 동력발생수단10; Casing 20; Power generating means
30 ; 구동축 60 ; 복개부재30; Drive shaft 60; Abdomen
61 ; 복개부재 축 삽입구멍 63 ; 복개부재 베어링면61; Cover member shaft insertion hole 63; Cover member bearing surface
70 ; 베어링 하우징 73 ; 틸팅 패드70; Bearing housing 73; Tilting pad
74 ; 베어링 하우징 축 삽입구멍 100 ; 축 방향 지지부재74; Bearing housing shaft insertion hole 100; Axial support member
101 ; 축 방향 지지부재 베어링면 M ; 동력발생실101; Axial support member bearing surface M; Power generating room
G ; 그루브G; Groove
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 동력발생실이 형성되는 케이싱의 양측에 각각 결합되며 그 일측면에 다수개의 그루브가 구비된 베어링면이 형성되는 복개부재와, 상기 복개부재에 각각 결합됨과 아울러 상기 동력발생실에 장착되는 동력발생수단에 결합된 구동축이 삽입되는 축 삽입구멍이 형성되는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징의 축 삽입구멍에 움직임 가능하도록 장착되어 구동축을 지지하는 다수개의 틸팅 패드와, 소정의 면적을 갖는 베어링면이 구비되도록 형성되며 그 베어링면이 상기 복개부재의 베어링면에 대면되도록 구동축에 고정 결합되어 구동축의 회전시 구동축에 작용하는 축 방향 힘을 지지할 뿐만 아니라 실링 역할을 하는 축 방향 지지부재를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 터보 압축기의 축 지지장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above are coupled to both sides of the casing, the power generating chamber is formed and the bearing member is provided with a plurality of grooves on one side thereof, and the coupling member, respectively coupled to the cover member And a bearing housing having a shaft insertion hole into which a drive shaft coupled to the power generating means mounted in the power generating chamber is inserted, and a plurality of tilting pads mounted to be movable in the shaft insertion hole of the bearing housing to support the drive shaft. And a bearing surface having a predetermined area, the bearing surface being fixedly coupled to the drive shaft so as to face the bearing surface of the cover member, not only supporting the axial force acting on the drive shaft when the drive shaft is rotated, but also sealing role. Axial support of the turbocompressor, characterized in that it comprises an axial support member Value is provided.
이하, 본 발명의 터보 압축기 축 지지장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the turbo compressor shaft support device of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 터보 압축기 축 지지장치의 일실시예가 구비된 터보 압축기를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 내부에 동력발생실(M)이 형성되는 케이싱(10)의 내부에 동력발생수단(20)이 장착되고 상기 동력발생수단(20)에 구동력을 전달하는 구동축(30)이 결합되며 상기 케이싱(10)의 양측에 복개부재(60)가 각각 결합된다. 상기 복개부재(60)는, 도 4a, 4b에 도시한 바와 같이, 소정의 면적과 폭을 갖도록 형성되며 그 내부에 상기 동력발생수단(20)에 결합되어 구동력을 전달하는 구동축(30)이 삽입되는 축 삽입구멍(61)이 형성되고 그 축 삽입구멍(61)을 동심원으로 하여 베어링 삽입홈(62)이 형성되며 그 일측면에 베어링면(63)이 형성되어 이루어진다. 상기 베어링면(63)에 소정의 형상의 홈으로 형성된 그루브(G)가 다수개 형성된다.Figure 3 shows a turbo compressor equipped with an embodiment of the turbo compressor shaft support device of the present invention, when described with reference to this, the power generation in the casing 10 is formed a power generating chamber (M) therein Means 20 is mounted and the drive shaft 30 for transmitting a driving force to the power generating means 20 is coupled, the cover member 60 is coupled to both sides of the casing 10, respectively. As shown in FIGS. 4A and 4B, the cover member 60 is formed to have a predetermined area and width, and a driving shaft 30 coupled to the power generating means 20 to transmit driving force is inserted therein. The shaft insertion hole 61 is formed, and the bearing insertion groove 62 is formed with the shaft insertion hole 61 as a concentric circle, and the bearing surface 63 is formed on one side thereof. A plurality of grooves G formed as grooves having a predetermined shape are formed on the bearing surface 63.
그리고 상기 복개부재(60)의 베어링 삽입홈(62)에 틸팅 패드 베어링이 고정 결합되며 상기 틸팅 패드 베어링은, 도 5a, 5b에 도시한 바와 같이, 내부에 축 삽입구멍(74)이 형성된 베어링 하우징(70)과, 상기 베어링 하우징(70)의 다수 곳에고정핀(71)에 의해 고정 결합되는 힌지(72)와, 상기 힌지(72)에 의해 움직임 가능하도록 베어링 하우징(70)의 축 삽입구멍(74)에 각각 삽입되는 다수개의 틸팅 패드(73)를 포함하여 구성된다.In addition, the tilting pad bearing is fixedly coupled to the bearing insertion groove 62 of the cover member 60, and the tilting pad bearing has a shaft housing hole 74 formed therein as shown in FIGS. 5A and 5B. 70, a hinge 72 fixedly coupled to the bearing housing 70 by a fixing pin 71, and an axial insertion hole of the bearing housing 70 to be movable by the hinge 72. And a plurality of tilting pads 73 respectively inserted in 74.
또한 상기 틸팅 패드 베어링 이외에 다른 실시예로 포일 베어링이 장착될 수 있다.Also, in addition to the tilting pad bearing, the foil bearing may be mounted in another embodiment.
그리고 상기 케이싱(10)의 동력발생실(M) 양측에 위치하도록 복개부재(60)의 양측에 제1,2 압축실(P1)(P2)이 각각 형성되며 상기 제1,2 압축실(P1)(P2)에 제1,2 임펠러(31)(32)가 각각 삽입되며 그 제1,2 임펠러(31)(32)는 구동축(30)에 각각 연결된다. 상기 제1,2 압축실(P1)(P2)은 복개부재(60)에 결합되는 쉬라우드부재(80)와 볼류트 케이싱(90)에 의해 형성된다.In addition, first and second compression chambers P1 and P2 are formed at both sides of the cover member 60 so as to be located at both sides of the power generating chamber M of the casing 10, and the first and second compression chambers P1. The first and second impellers 31 and 32 are respectively inserted into the P2 and the first and second impellers 31 and 32 are respectively connected to the driving shaft 30. The first and second compression chambers P1 and P2 are formed by the shroud member 80 and the volute casing 90 coupled to the cover member 60.
그리고 소정의 형상을 가지며 그 일면에 베어링면(101)이 형성된 축 방향 지지부재(100)가 구동축(30)의 양측에 각각 고정 결합된다. 상기 축 방향 지지부재(100)는 그 베어링면(101)이 상기 복개부재(60)의 베어링면(63)과 접면됨과 아울러 동력발생실내(M)에 위치하도록 구동축(30)에 결합된다. 상기 복개부재(60)의 베어링면(63)과 상기 축 방향 지지부재(60)의 베어링면(63) 중 그 한쪽 베어링 면에 소정 형상의 홈으로 형성된 다수개의 그루브가 형성된다. 즉, 상기 복개부재(60)의 베어링면에 그루브(G)가 형성될 경우 축 방향 지지부재(100)의 베어링면(101)에 그루브(G)가 형성되지 않고 평면 상태를 이루며, 상기 복개부재(60)의 베어링면(63)에 그루브(G)가 형성되지 않을 경우 축 방향 지지부재(100)의 베어링면(101)에 그루브(G)가 형성된다.And the axial support member 100 having a predetermined shape and the bearing surface 101 is formed on one surface is fixedly coupled to both sides of the drive shaft 30, respectively. The axial support member 100 is coupled to the drive shaft 30 such that the bearing surface 101 is in contact with the bearing surface 63 of the cover member 60 and located in the power generating chamber M. A plurality of grooves formed with grooves having a predetermined shape are formed in one of the bearing surface 63 of the cover member 60 and the bearing surface 63 of the axial support member 60. That is, when the groove G is formed on the bearing surface of the cover member 60, the groove G is not formed on the bearing surface 101 of the axial support member 100, and the flat surface is formed. When the groove G is not formed on the bearing surface 63 of 60, the groove G is formed on the bearing surface 101 of the axial support member 100.
상기 그루브(G)는 구동축(30)이 고속으로 회전하게 될 경우 베어링면사이의 유체가저압측으로 유동하도록 유선형으로 형성됨이 바람직하다.The groove (G) is preferably formed in a streamline so that the fluid between the bearing surface flows to the low pressure side when the drive shaft 30 is rotated at a high speed.
상기 케이싱(10)에 동력발생실(M)로 냉매 가스가 유입되는 유입구(11)가 형성됨과 아울러 케이싱(10)에 동력발생실(M)로 유입된 냉매 가스가 유출되는 유출구(12)가 형성된다. 그리고 상기 유출구(12)를 거친 냉매 가스가 제1 압축실(P1)로 유입되도록 안내하는 제1 연통유로(F1)가 형성되고 상기 제1 압축실(P1)을 거친 냉매 가스가 제2 압축실(P2)로 유입되도록 안내하는 제2 연통유로(F2)가 형성되며 상기 제2 압축실(F2)의 일측에 냉매 가스가 토출되는 토출구가 형성된다.An inlet 11 through which refrigerant gas flows into the power generating chamber M is formed in the casing 10, and an outlet 12 through which refrigerant gas introduced into the power generating chamber M flows into the casing 10 is formed. Is formed. In addition, a first communication path F1 is formed to guide the refrigerant gas passing through the outlet 12 into the first compression chamber P1, and the refrigerant gas passing through the first compression chamber P1 is the second compression chamber. A second communication flow path F2 is formed to guide the flow into P2, and a discharge port through which refrigerant gas is discharged is formed at one side of the second compression chamber F2.
이하, 본 발명의 터보 압축기 축 지지장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the turbo compressor shaft support device of the present invention will be described.
먼저 동력발생수단(20)에서 구동력이 발생하게 되면 그 구동력이 구동축(30)을 통해 제1,2 임펠러(31)(32)에 전달되어 제1,2 임펠러(31)(32)가 고속으로 회전하게 된다. 상기 제1,2 임펠러(31)(32)가 제1,2 압축실(P1)(P2)내에서 각각 고속 회전하게 되면 그 제1,2 임펠러(31)(32)의 회전력에 의한 흡입력에 의해 냉매 가스가 케이싱(10)의 유입구(11)로 유입되어 동력발생실(M)을 거치면서 제1 연통유로(F1)를 통해 제1 압축실(P1)로 흡입된다. 상기 제1 압축실(P1)로 흡입된 냉매 가스는 제1 압축실(P1)에서 1단 압축되어 제2 연통유로(F2)를 통해 제2 압축실(P2)로 흡입되며 그 제2 압축실(P2)로 흡입된 냉매 가스는 제2 압축실(P2)에서 2단 압축되어 토출구를 통해 토출된다.First, when a driving force is generated in the power generating means 20, the driving force is transmitted to the first and second impellers 31 and 32 through the driving shaft 30, so that the first and second impellers 31 and 32 are driven at high speed. Will rotate. When the first and second impellers 31 and 32 rotate at high speeds in the first and second compression chambers P1 and P2, respectively, the suction force by the rotational force of the first and second impellers 31 and 32 is increased. As a result, the refrigerant gas flows into the inlet 11 of the casing 10 and is sucked into the first compression chamber P1 through the first communication passage F1 while passing through the power generating chamber M. The refrigerant gas sucked into the first compression chamber P1 is first compressed in the first compression chamber P1 and sucked into the second compression chamber P2 through the second communication passage F2, and the second compression chamber is compressed. The refrigerant gas sucked into P2 is compressed in two stages in the second compression chamber P2 and discharged through the discharge port.
상기 과정에서 구동축(30) 및 구동축(30)에 결합된 부품들의 자중에 의해 구동축(30)의 반경 방향으로 작용하는 힘은 베어링 하우징(70)에 고정 결합된 다수개의 틸팅 패드(73)에 의해 안정적으로 지지된다.In the above process, the force acting in the radial direction of the drive shaft 30 by the weight of the drive shaft 30 and the components coupled to the drive shaft 30 is driven by a plurality of tilting pads 73 fixedly coupled to the bearing housing 70. It is supported stably.
그리고 냉매 가스가 유동하는 동력발생실(M)과 압축실의 압력차 즉, 동력발생실(M)과 제1 압축실(P1) 그리고 동력발생실(M)과 제2 압축실(P2)사이의 압력차에 의해 구동축(30)에 작용하는 축 방향 힘은 구동축(30)에 고정 결합된 축 방향 지지부재(100)의 베어링면(101)과 복개부재(60)의 베어링면(63)사이가 가스 베어링(Gas Bearing) 상태를 유지하게 되어 안정적으로 지지된다. 즉, 상기 구동축(30)이 고속으로 회전함에 따라 구동축(30)과 다수개의 틸팅 패드(100) 외면사이의 경계층에 의해 형성되는 유체 막에 의해 지지됨과 아울러 축 방향 지지부재(100)의 베어링면(101)과 복개부재(60)의 베어링면(63)사이의 유체 막에 의해 지지된다.The pressure difference between the power generating chamber M and the compression chamber in which the refrigerant gas flows, that is, between the power generating chamber M, the first compression chamber P1, and the power generating chamber M and the second compression chamber P2. The axial force acting on the drive shaft 30 by the pressure difference between the bearing surface 101 and the bearing surface 63 of the cover member 60 of the axial support member 100 fixedly coupled to the drive shaft 30 The gas bearing is maintained so that it is stably supported. That is, as the drive shaft 30 rotates at high speed, the bearing surface of the axial support member 100 is supported by the fluid film formed by the boundary layer between the drive shaft 30 and the outer surface of the plurality of tilting pads 100. It is supported by a fluid film between the 101 and the bearing surface 63 of the cover member 60.
그리고 상기 틸팅 패드 베어링의 베어링 클리어런스가 크게 되어 상기 동력발생실(M)과 압축실 즉, 제1,2 압축실(P1)(P2)사이의 압력차로 인하여 압력 누설이 발생하게 될 경우 구동축과 함께 축 방향 지지부재(100)가 고속으로 회전함에 의해 축 방향 지지부재(100)의 베어링면(101)과 복개부재(60)의 베어링면(63)사이의 그루브(G)에 의한 가스 펌핑 작용으로 인하여 가스 압력이 압축실에서 동력발생실(M)로 누설되는 것이 방지된다.In addition, when the bearing clearance of the tilting pad bearing is increased and a pressure leakage occurs due to a pressure difference between the power generating chamber M and the compression chambers, that is, the first and second compression chambers P1 and P2, together with the drive shaft. As the axial support member 100 rotates at a high speed, the gas pumping action is performed by the groove G between the bearing surface 101 of the axial support member 100 and the bearing surface 63 of the cover member 60. This prevents the gas pressure from leaking from the compression chamber into the power generating chamber M.
또한, 본 발명은 베어링 클리어런스가 크게 되므로 압축기내로 이물질이 유입될 경우에 그 이물질이 베어링 면 사이에 끼이게 되는 것이 방지되어 베어링 부품의 파손을 방지하게 된다.In addition, in the present invention, the bearing clearance is increased, and thus, when foreign matter is introduced into the compressor, the foreign matter is prevented from being caught between the bearing surfaces, thereby preventing damage to the bearing parts.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 터보 압축기의 축 지지장치는 베어링클리어런스를 크게 하여 이물질이 끼이는 것을 방지하게 될 뿐만 아니라 고속으로 회전하는 구동축을 보다 안정적으로 지지하게 되고 아울러 압력차에 의해 발생되는 압력 누설을 최소화하게 됨으로써 부품의 파손을 방지하여 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 마찰 손실 방지로 인한 압축 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the shaft support device of the turbocompressor according to the present invention not only prevents foreign substances from being caught by increasing the bearing clearance, but also stably supports the drive shaft rotating at high speed, and is generated by the pressure difference. By minimizing the pressure leakage, it is possible to prevent the breakage of the component to increase the reliability as well as to increase the compression efficiency due to the friction loss prevention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990032784A KR100311404B1 (en) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | Apparatus for supporting shaft of turbo compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990032784A KR100311404B1 (en) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | Apparatus for supporting shaft of turbo compressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010017331A KR20010017331A (en) | 2001-03-05 |
| KR100311404B1 true KR100311404B1 (en) | 2001-10-18 |
Family
ID=19606727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990032784A KR100311404B1 (en) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | Apparatus for supporting shaft of turbo compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100311404B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521554A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | Hitachi Ltd | Heat exchanger for turbo fluid machine |
| JPH0284037A (en) * | 1988-09-19 | 1990-03-26 | Toshiba Corp | Claw pole type synchronous generator |
| JPH08177782A (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Ebara Corp | Double suction pump |
| JPH1113686A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Daikin Ind Ltd | Turbomachine |
-
1999
- 1999-08-10 KR KR1019990032784A patent/KR100311404B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521554A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | Hitachi Ltd | Heat exchanger for turbo fluid machine |
| JPH0284037A (en) * | 1988-09-19 | 1990-03-26 | Toshiba Corp | Claw pole type synchronous generator |
| JPH08177782A (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Ebara Corp | Double suction pump |
| JPH1113686A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Daikin Ind Ltd | Turbomachine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010017331A (en) | 2001-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3825372B2 (en) | Turbo compressor | |
| KR101841117B1 (en) | Motor Cooling Structure of Turbo Blower | |
| KR100451651B1 (en) | The structure for preventing the reverse - rotation of centrifugal compressor | |
| KR20020062031A (en) | Turbo compressor | |
| KR102239812B1 (en) | Turbo Compressor | |
| KR100311404B1 (en) | Apparatus for supporting shaft of turbo compressor | |
| KR100343712B1 (en) | Safety of turbo compressor | |
| JP3829416B2 (en) | Turbo machine | |
| KR100311405B1 (en) | Apparatus for supporting shaft of turbo compressor | |
| KR20010010869A (en) | Sealing device for turbo compressor | |
| KR100339549B1 (en) | Sealing device for turbo compressor | |
| KR102386646B1 (en) | Turbo compressor | |
| JPH04209993A (en) | Centrifugal compressor | |
| KR20010017686A (en) | Apparatus for supporting shaft of turbo compressor | |
| KR100343724B1 (en) | Bearing structure for turbo compressor | |
| US20230037793A1 (en) | Air compressing apparatus with bearing wear-causing thrust reducing/compensating unit | |
| KR20060080285A (en) | Turbo compressor | |
| JP2006152994A (en) | Centrifugal compressor | |
| KR100390489B1 (en) | Structure for reducing gas leakage of turbo compressor | |
| KR100296307B1 (en) | Structure for supporting shaft of turbo compressor | |
| KR100311403B1 (en) | Bearing for turbo compressor | |
| KR100405984B1 (en) | Diffuser mounting structure of Turbo compressor | |
| KR100339545B1 (en) | Turbo compressor | |
| KR101091890B1 (en) | Turbo Compressor | |
| KR20010010873A (en) | Axial sealing structure for turbo compressor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |