KR100343726B1 - Structure for reducing gas reakage of turbo compressor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터보 압축기의 가스누설 저감구조에 관한 것으로, 본 발명은 구동모터의 가동자에 결합되어 회전하는 구동축의 양단에 냉매가스를 순차적으로 원심 압축하는 복수개의 임펠러가 장착되고, 상기 구동축의 양단에는 그 구동축을 반경방향으로 지지하도록 레이디어 베어링이 장착되며, 상기 구동축의 적어도 어느 일단에는 상기한 구동축을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링이 장착되어 이루어지는 터보 압축기에 있어서, 상기 스러스트 베어링은 원판형상으로 형성하고 그 양측면에 베어링면을 형성하여 구동축의 일단에 결합하는 베어링부재와, 상기 베어링부재에 대향하도록 고정 배치하고 상기한 베어링부재의 양측면에 대향하는 면에 래버린스 실(labyrinth seal)이 각각 형성하여서 된 복수 개의 지지부재로 구성함으로써, 상기 구동축의 축방향 진동시 래버린스 실과 스러스트 베어링면의 공극이 좁아지게 되어 냉매가스의 역류가 저감되고, 상기 구동축의 축길이가 짧아져 위험속도를 낮춤으로써 압축기의 진동/소음은 줄고 안정성은 향상된다.The present invention relates to a gas leakage reduction structure of a turbocompressor, and the present invention is provided with a plurality of impellers which are centrifugally compressed to refrigerant gas sequentially at both ends of a drive shaft which is coupled to a mover of a drive motor and rotates. In the turbocompressor, a radial bearing is mounted to radially support the drive shaft, and at least one end of the drive shaft is equipped with a thrust bearing for supporting the drive shaft in the axial direction. The thrust bearing has a disc shape. And a bearing member formed on both sides of the bearing member to be coupled to one end of the drive shaft, and fixedly disposed so as to face the bearing member, and a labyrinth seal formed on the surface opposite to both sides of the bearing member. The drive shaft is constituted by a plurality of support members Axis direction be the narrowing of the pores of the grabber rinsing chamber and a thrust bearing surface when the vibration is reduced backflow of the refrigerant gas, the vibration / noise of the compressor by reducing the critical speed shortens the axial length of the drive shaft is reduced stability is improved.

Description

터보 압축기의 가스누설 저감구조{STRUCTURE FOR REDUCING GAS REAKAGE OF TURBO COMPRESSOR}STRUCTURE FOR REDUCING GAS REAKAGE OF TURBO COMPRESSOR}

본 발명은 터보 압축기의 가스누설 저감구조에 관한 것으로, 특히 포일베어링(foil bearing)과 같이 구동축에 직접 접촉되어 지지하는 베어링의 적용시 터보 압축기의 가스누설 저감구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas leakage reduction structure of a turbo compressor, and more particularly, to a gas leakage reduction structure of a turbo compressor when applying a bearing which is directly contacted and supported by a drive shaft such as a foil bearing.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 압축기는 크게 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식(통상, 터보식이라고도 함) 그리고 베인식(통상, 회전식이라고도 함)으로 구분된다.Generally, a compressor converts mechanical energy into compressive energy of a compressive fluid, which is divided into reciprocating, scrolling, and centrifugal (commonly referred to as turbo) and vane (commonly referred to as rotary). .

이 중에서 터보 압축기는 와류펌프와 같이 임펠러의 회전력을 이용하여 유체를 축방향으로 흡입하였다가 원심방향으로 토출시키면서 압축하는 것으로 통상 2단 압축식 터보 압축기가 알려져 있다. 이러한 터보 압축기는 건물의 중앙제어식 공기조화기와 같이 주로 대용량 터보 압축기가 사용되고 있었으나, 최근에는 일반 가정용 공기조화기에도 적용 가능한 소형 터보 압축기가 개발되고 있는 실정이다.Among them, a turbo compressor is generally known as a two-stage compression type turbo compressor, in which a fluid is sucked in an axial direction using a rotating force of an impeller like a vortex pump and compressed while being discharged in a centrifugal direction. Such turbo compressors are mainly used in large-capacity turbo compressors, such as centrally controlled air conditioners in buildings, but recently, small turbo compressors that are applicable to general home air conditioners have been developed.

상기 터보 압축기는 임펠러(압축실)의 개수에 따라 1단,2단.. 등으로 구분되며, 상기 임펠러의 배열형태에 따라서도 백 투 백(back to back) 타입 또는 페이스 투 페이스 타입으로 구분될 수 있는데, 상기 백 투 백 타입은 임펠러의 배면이 서로 마주보도록 배열되는 것인데 반해 상기 페이스 투 페이스 타입은 임펠러의 흡입단이 서로 마주보도록 배열되는 것이다.The turbo compressor is divided into one stage, two stages, etc. according to the number of impellers (compression chamber), and may be classified into a back to back type or a face to face type according to the arrangement of the impeller. The back-to-back type may be arranged such that the back surfaces of the impeller face each other, whereas the face-to-face type is arranged so that the suction ends of the impeller face each other.

도 1은 종래 페이스 투 페이스 타입의 2단 압축식 소형 터보 압축기를 보인종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing a conventional two-stage compact turbo compressor of the face-to-face type.

이에 도시된 바와 같이 종래의 2단 압축식 소형 터보 압축기는, 소정의 내부체적을 갖는 모터 케이싱(1)과, 그 모터 케이싱(1)의 양측에 복개되는 제1 베어링 플레이트(2A) 및 제2 베어링 플레이트(2B)와, 상기 제1 베어링 플레이트(2A)의 외측면에 장착되는 슈라우드 플레이트(3)와, 그 슈라우드 플레이트(3)의 외측면에 장착되는 제1 디퓨져 케이싱(4A)과, 상기 제2 베어링 플레이트(2B)의 외측면에 장착되는 베어링 커버(5)와, 그 베어링 커버(5)를 수용하여 상기한 제2 베어링 플레이트(2B)의 외주연에 장착되는 볼류트 케이싱(6)과, 그 볼류트 케이싱(6)의 외측면에 장착되는 제2 디퓨져 케이싱(4B)과, 상기 모터 케이싱(1)의 내부에 장착되는 구동모터(M)와, 그 구동모터(M)의 가동자(MR)에 압입되고 양단부가 상기한 제1 베어링 플레이트(2A) 및 제2 베어링 플레이트(2B)를 관통하는 구동축(7)과, 그 구동축(7)의 일단에 고정되고 상기한 슈라우드 플레이트(3)와 제1 디퓨져 케이싱(4A)으로 이루어지는 제1 압축실(Sc1)에 배치되는 제1 임펠러(8A)와, 상기 구동축(7)의 타단에 고정되고 상기한 볼류트 케이싱(6)과 제2 디퓨져 케이싱(4B)으로 이루어지는 제2 압축실(Sc2)에 배치되는 제2 임펠러(8B)와, 상기 제1 베어링 플레이트(2A) 및 제2 베어링 플레이트(2B)에 장착되어 구동축(7)의 반경방향을 지지하도록 포일베어링으로 이루어지는 제1 레이디얼 베어링(9A) 및 제2 레이디얼 베어링(9B)과, 상기 제2 베어링 플레이트(2B)와 베어링 커버(5) 사이에 배치되어 구동축(7)의 축방향을 지지하도록 포일베어링으로 이루어지는 스러스트 베어링(10)을 포함하여 구성되어 있다.As shown in the drawing, the conventional two-stage compact turbo compressor has a motor casing 1 having a predetermined internal volume, a first bearing plate 2A and a second covered on both sides of the motor casing 1. A bearing plate 2B, a shroud plate 3 mounted on an outer surface of the first bearing plate 2A, a first diffuser casing 4A mounted on an outer surface of the shroud plate 3, and A bearing cover 5 mounted on an outer surface of the second bearing plate 2B, and a volute casing 6 which receives the bearing cover 5 and is attached to the outer periphery of the second bearing plate 2B. And a second diffuser casing 4B mounted on the outer surface of the volute casing 6, a drive motor M mounted inside the motor casing 1, and a movement of the drive motor M. FIG. The first bearing plate 2A and the second bearing plate 2B pressed into the ruler MR and both ends thereof are The first impeller 8A fixed to the drive shaft 7 through which it communicates, and the 1st compression chamber Sc1 which consists of said shroud plate 3 and the 1st diffuser casing 4A fixed to one end of the drive shaft 7 above. And a second impeller 8B fixed to the other end of the drive shaft 7 and disposed in the second compression chamber Sc2 including the volute casing 6 and the second diffuser casing 4B. A first radial bearing 9A and a second radial bearing 9B, which are mounted to the first bearing plate 2A and the second bearing plate 2B and made of foil bearings to support the radial direction of the drive shaft 7, It is comprised between the 2nd bearing plate 2B and the bearing cover 5, and comprises the thrust bearing 10 which consists of foil bearing so that the axial direction of the drive shaft 7 may be supported.

상기 베어링커버(5)는 구동축(7)이 관통하도록 환형으로 형성되는 것으로, 그 내측면은 제2 베어링 플레이트(2B)의 외측면과 함께 구동축(7)에 결합된 베어링부재(7A)의 양측면에 대해 스러스트 베어링면을 이루도록 대향되는 동시에, 그 중앙부는 구동축(7)이 관통되는 관통구멍(미부호)이 형성되되 그 관통구멍의 내주면에는 구동축(7)의 외주면 사이로 냉매가스가 누설되는 것을 방지하도록 래버린스 실(labyrinth seal)(5a)이 형성되어 이루어져 있다.The bearing cover 5 is formed in an annular shape so that the drive shaft 7 penetrates, and an inner surface thereof is formed on both sides of a bearing member 7A coupled to the drive shaft 7 together with an outer surface of the second bearing plate 2B. At the same time, a through hole (not shown) through which the drive shaft 7 penetrates is formed at the center thereof, and the inner circumferential surface of the through hole prevents leakage of refrigerant gas between the outer circumferential surfaces of the drive shaft 7. A labyrinth seal 5a is formed.

도면중 미설명 부호인 11은 제1 가스유로, 12는 제2 가스유로, SP는 흡입관, DP는 토출관, Sm은 모터실, MS는 고정자, Ss1은 제1 흡입공간, Ss2는 제2 흡입공간이다.In the drawings, reference numeral 11 denotes a first gas passage, 12 denotes a second gas passage, SP denotes a suction tube, DP denotes a discharge tube, Sm denotes a motor chamber, MS denotes a stator, Ss1 denotes a first suction space, and Ss2 denotes a second suction. Space.

상기와 같이 구성된 종래의 2단식 소형 터보 압축기는 다음과 같이 동작된다.The conventional two-stage compact turbo compressor constructed as described above operates as follows.

즉, 상기 구동모터(M)에 전원이 인가되면, 그 구동모터(M)의 가동자(MR)와 함께 구동축(7)이 레이디얼 베어링(9A,9B) 및 스러스트 베어링(10)에 의해 지지되어 회전을 하게 되고, 이와 함께 상기 구동축(7)의 양단에 고정된 제1 및 제2 임펠러(8A,8B)가 회전을 하게 된다. 이때, 상기 흡입관(SP)을 통해 모터 케이싱(1)으로 흡입되는 냉매가스는 제1 가스통로(11) 및 제1 흡입공간(Ss1)을 통해 제1 압축실(Sc1)로 흡입되어 제1 임펠러(8A)에 의해 1단 압축되고, 그 1단 압축된 가압축가스는 다수개의 제2 가스통로(12) 및 제2 흡입공간(Ss2)을 통해 제2 압축실(Sc2)로 흡입되어 제2 임펠러(8B)에 의해 2단 압축되며, 그 2단 압축된 압축가스는 볼류트 케이싱(6)에 의해 모아져 토출관(DP)을 통해 토출된다.That is, when power is applied to the drive motor M, the drive shaft 7 is supported by the radial bearings 9A, 9B and the thrust bearing 10 together with the movable element MR of the drive motor M. To rotate, and the first and second impellers 8A and 8B fixed to both ends of the driving shaft 7 rotate. At this time, the refrigerant gas sucked into the motor casing 1 through the suction pipe SP is sucked into the first compression chamber Sc1 through the first gas passage 11 and the first suction space Ss1, and thus the first impeller. The first stage compressed by the single stage 8A, the compressed shaft gas is sucked into the second compression chamber Sc2 through the plurality of second gas passages 12 and the second suction space (Ss2) and the second impeller It is compressed in two stages by 8B, and the compressed gas compressed in the two stages is collected by the volute casing 6 and discharged through the discharge pipe DP.

여기서, 상기 구동축(7)은 회전하면서 반경방향으로 진동이 발생하게 되는 것은 물론 그 양단에 장착된 제1 및 제2 임펠러(8A,8B)가 서로 다른 압력을 받게 되어 축방향으로도 진동이 발생하게 되나, 이 반경방향 진동 및 축방향 진동은 모두 레이디얼 베어링(9A,9B) 및 스러스트 베어링(10)의 포일이 구동축(7)의 외주면 및 베어링부재(7A)의 양측면에 탄력적으로 미끄럼 접촉되어 지지된다.Here, the drive shaft (7) is rotated and the vibration occurs in the radial direction, as well as the first and second impellers 8A, 8B mounted at both ends are subjected to different pressures, and vibration occurs in the axial direction as well. In this radial and axial vibration, both radial bearings 9A and 9B and the foil of thrust bearing 10 are elastically slidably contacted with the outer circumferential surface of the drive shaft 7 and both side surfaces of the bearing member 7A. Supported.

이때, 상기 제2 흡입공간(Ss2)으로 모아지는 가압축가스의 일부가 모터 케이싱(1)과 제2 압축실(Sc2)의 압력차에 의해 제2 압축실(Sc2)로 흡입되지 않고 베어링커버(5)의 관통구멍(미부호)과 구동축(7)의 외주면 사이를 통해 모터 케이싱의(1) 모터실(Sm)내부로 역류하게 되나, 이 역류하려는 냉매가스는 베어링커버(5)의 관통구멍에 구비된 래버린스 실(5a)에 의해 차단되는 것이었다.At this time, a part of the pressurized shaft gas that is collected in the second suction space Ss2 is not sucked into the second compression chamber Sc2 by the pressure difference between the motor casing 1 and the second compression chamber Sc2, and the bearing cover. Although the through hole (not shown) of (5) and the outer peripheral surface of the drive shaft (7) flows back into the motor chamber (Sm) of the motor casing (1), the refrigerant gas to be flowed back through the bearing cover (5) It was interrupted by the labyrinth seal 5a provided in the hole.

그러나, 상기와 같은 종래의 터보 압축기에 있어서는, 상기 래버린스 실(5a)이 구동축(7)의 반경방향에 형성되므로 인해 구동축(7)의 반경방향 진동시 어느 한쪽의 래버린스 실(5a)에 근접되더라도 구동축(7)의 직경과 래버린스 실(5a)의 내경이 불변이므로 그 타측에서는 공극(c1+c1)이 더욱 확대되어 냉매가스의 역류가 증가하게 되는 문제점이 있었다.또, 레이디얼 방향인 베어링 커버(5)의 내주면에 래버린스 실(5a)을 형성함에 따라 그만큼 구동축(7)의 길이가 길어져 구동축(7)의 위험속도를 감안할 때 압축기의 진동/소음은 커지고 안정성은 떨어지는 문제점도 있었다.However, in the conventional turbocompressor as described above, since the labyrinth seal 5a is formed in the radial direction of the drive shaft 7, the labyrinth seal 5a is applied to any one of the labyrinth seals 5a during the radial vibration of the drive shaft 7. Since the diameter of the drive shaft 7 and the inner diameter of the labyrinth seal 5a are unchanged even when they are close, the air gap c1 + c1 is further enlarged on the other side, and the reverse flow of the refrigerant gas increases. As the labyrinth seal 5a is formed on the inner circumferential surface of the in-bearing cover 5, the length of the drive shaft 7 is increased accordingly, and the vibration / noise of the compressor is increased and stability is lowered in consideration of the dangerous speed of the drive shaft 7. there was.

본 발명은 상기와 같은 종래 터보 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 제2 흡입공간으로 유입되는 냉매가스가 제2 압축실로 흡입되기 전에 구동축의 축방향을 통해 상대적으로 저압부를 이루는 모터케이싱으로 역류하는 것을 방지할 수 있는 터보 압축기의 가스누설 저감구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.또, 구동축의 길이를 줄여 위험속도를 낮추고 이를 통해 압축기의 진동/소음은 줄이고 안정성은 높일 수 있는 터보 압축기의 가스누설 저감구조를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.The present invention is made in view of the problems of the conventional turbo compressor as described above, before the refrigerant gas flowing into the second suction space is sucked into the second compression chamber to form a relatively low pressure portion through the axial direction of the drive shaft The purpose of the present invention is to provide a gas leakage reduction structure of a turbo compressor that can prevent backflow, and to reduce the risk speed by reducing the length of the drive shaft, thereby reducing the vibration / noise of the compressor and increasing stability. It is an object of the present invention to provide a gas leakage reducing structure.

도 1은 종래 터보 압축기의 일례를 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional turbo compressor.

도 2는 도 1의 "A"부를 보인 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing part "A" of Figure 1;

도 3은 본 발명 가스누설 저감구조가 구비된 터보 압축기의 일례를 보인 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing an example of the turbo compressor provided with the gas leakage reduction structure of the present invention.

도 4는 도 3의 "B"부를 보인 종단면도.Figure 4 is a longitudinal sectional view showing the "B" portion of FIG.

도 5는 도 3의 "B"부에 대한 변형예를 보인 종단면도.5 is a longitudinal sectional view showing a modification to the "B" part of FIG.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

7 : 구동축 7A : 베어링부재7: drive shaft 7A: bearing member

9A,9B : 레이디얼 베어링 10 : 스러스트 베어링9A, 9B: Radial Bearing 10: Thrust Bearing

100 : 제2 베어링 플레이트 200 : 베어링커버100: second bearing plate 200: bearing cover

110,210 : 래버린스 실110,210: labyrinth thread

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터의 가동자에 결합되어 회전하는 구동축의 양단에 냉매가스를 순차적으로 원심 압축하는 복수개의 임펠러가 장착되고, 상기 구동축의 양단에는 그 구동축을 반경방향으로 지지하도록 레이디어 베어링이 장착되며, 상기 구동축의 적어도 어느 일단에는 상기한 구동축을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링이 장착되어 이루어지는 터보 압축기에 있어서, 상기 스러스트 베어링은 원판형상으로 형성하고 그 양측면에 베어링면을 형성하여 구동축의 일단에 결합하는 베어링부재와, 상기 베어링부재에 대향하도록 고정 배치하고 상기한 베어링부재의 양측면에 대향하는 면에 래버린스 실(labyrinth seal)이 각각 형성하여서 된 복수 개의 지지부재로 구성한 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 가스누설 방지구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a plurality of impellers are sequentially mounted to both ends of the drive shaft coupled to the mover of the drive motor to centrifugally compress the refrigerant gas, and both ends of the drive shaft support the drive shaft radially. In the turbocompressor in which a radial bearing is mounted so that at least one end of the drive shaft is mounted with a thrust bearing for supporting the drive shaft in an axial direction, the thrust bearing is formed in a disc shape and bearing surfaces are formed on both sides thereof. A plurality of support members formed by forming a bearing member which is coupled to one end of the drive shaft, and fixedly disposed to face the bearing member, and a labyrinth seal formed on a surface of the bearing member opposite to both sides of the bearing member. The gas leakage preventing structure of the turbo compressor, characterized in that Is provided.

이하, 본 발명에 의한 터보 압축기의 가스누설 방지구조를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the gas leakage prevention structure of the turbocompressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명 가스누설 저감구조가 구비된 터보 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3의 "B"부를 보인 종단면도이다.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing an example of the turbo compressor provided with a gas leakage reducing structure of the present invention, Figure 4 is a longitudinal sectional view showing a "B" part of FIG.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 가스누설 방지구조가 구비된 터보 압축기는, 모터 케이싱(1)의 내부에 장착된 구동모터(M)의 가동자(MR)에 구동축(7)이 압입되고, 그 구동축(7)의 양단부에는 슈라우드 플레이트(3)와 제1 디퓨져 케이싱(4A)으로 이루어지는 제1 압축실(Sc1) 및 볼류트 케이싱(6)과 제2 디퓨져 케이싱(4B)으로 이루어지는 제2 압축실(Sc2)에 각각 구비된 제1 임펠러(8A) 및 제2 임펠러(8B)의 흡입단이 서로 마주보는 형태로 고정되며, 상기 모터 케이싱(1)의 양측에 고정되는 제1 및 제2 베어링 플레이트(2A,100)의 내주면에는 상기한 구동축(7)을 반경방향으로 지지하도록 포일베어링으로 이루어진 레이디얼 베어링(9A,9B)이 장착되고, 상기 제2 베어링 플레이트(100)의 외측면과 그 외측면 쪽에 고정되는 베어링커버(200)의 대향면에는 상기한 구동축(7)의 베어링부재(7A)를 축방향으로 지지하도록 역시 포일베어링으로 이루어진 스러스트 베어링(10)이 장착되어 이루어진다.상기 제2 베어링 플레이트(100)와 베어링커버(200)는 베어링부재(7A)의 양측에 각각 고정 배치하여 지지부재를 이룬다.As shown therein, in the turbo compressor equipped with the gas leakage preventing structure according to the present invention, the drive shaft 7 is press-fitted into the movable element MR of the drive motor M mounted inside the motor casing 1, At both ends of the drive shaft 7, first compression chamber Sc1 made up of shroud plate 3 and first diffuser casing 4A, and second compression made up of volute casing 6 and second diffuser casing 4B. Suction ends of the first impeller 8A and the second impeller 8B provided in the seal Sc2 are fixed to face each other, and the first and second bearings are fixed to both sides of the motor casing 1. Radial bearings 9A and 9B made of foil bearings are mounted on the inner circumferential surfaces of the plates 2A and 100 so as to radially support the drive shaft 7 as described above. On the opposite surface of the bearing cover 200 fixed to the outer surface side of the drive shaft 7 A thrust bearing 10, which is also made of a foil bearing, is mounted to support the ring member 7A in the axial direction. The second bearing plate 100 and the bearing cover 200 are respectively provided on both sides of the bearing member 7A. It is fixedly placed to form a support member.

상기 제1 베어링 플레이트(2A) 및 모터 케이싱(1) 그리고 제2 베어링 플레이트(100)에는 제1 압축실(Sc1)과 제2 압축실(Sc2)을 연통시키는 다수개의 제2 가스통로(12)가 방사상으로 형성되고, 상기 베어링커버(200)와 볼류트 케이싱(6)의 사이에는 각각의 제2 가스통로(12)와 제2 압축실(Sc2)을 연통시키는 제2 흡입공간(Ss2)이 형성되며, 상기 제2 흡입공간(Ss2)의 일부를 이루는 베어링커버(200)의 내측면 및 이에 대응되는 제2 베어링 플레이트(100)의 외측면에는 각각 스러스트 베어링(10)이 장착되며, 그 스러스트 베어링(10)에 대향되는 제2 베어링 플레이트(100)의 외측면 및 베어링커버(200)의 내측면에는 래버린스 실(110,210)이 각각 형성된다.A plurality of second gas passages 12 communicating the first compression chamber Sc1 and the second compression chamber Sc2 to the first bearing plate 2A, the motor casing 1, and the second bearing plate 100. Is radially formed, and a second suction space Ss2 is formed between the bearing cover 200 and the volute casing 6 to communicate the respective second gas passages 12 and the second compression chamber Sc2. The thrust bearing 10 is formed on an inner side surface of the bearing cover 200 forming a part of the second suction space Ss2 and an outer side surface of the second bearing plate 100 corresponding thereto. The labyrinth seals 110 and 210 are formed on the outer surface of the second bearing plate 100 facing the bearing 10 and the inner surface of the bearing cover 200, respectively.

상기 구동축(7)의 제2 압축실측 단부에는 제2 베어링 플레이트(100)의 외측면 및 베어링커버(200)의 내측면과 함께 스러스트 베어링면을 형성하는 베어링부재(7A)가 결합되고, 상기 래버린스 실(110,210)은 제2 베어링 플레이트(100)의 베어링면 및 베어링커버(210)의 베어링면 외곽측에 배치되어 상기한 베어링부재(7A)의 양측면에 서로 대면되도록 형성된다.The second compression chamber side end portion of the drive shaft 7 is coupled with a bearing member 7A forming a thrust bearing surface together with an outer surface of the second bearing plate 100 and an inner surface of the bearing cover 200, and the lever The rinse seals 110 and 210 are disposed on the bearing surface of the second bearing plate 100 and the bearing surface outer side of the bearing cover 210 so as to face each other on both sides of the bearing member 7A.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.

도면중 미설명 부호인 MS는 고정자이다.MS, which is not described in the drawings, is a stator.

상기와 같은 본 발명의 베어링 구조가 구비된 터보 압축기의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.The general operation of the turbo compressor provided with the bearing structure of the present invention as described above is the same as in the prior art.

즉, 상기 구동모터(M)에 전원이 인가되면, 그 구동모터(M)의 가동자(MR)와 함께 구동축(7)이 레이디얼 베어링(9A,9B) 및 스러스트 베어링(10)에 의해 지지되어 회전을 하게 되고, 이와 함께 상기 구동축(7)의 양단에 고정된 제1 및 제2 임펠러(8A,8B)가 회전을 하게 되며, 상기 냉매가스는 모터 케이싱(1)을 거쳐 제1 압축실(Sc1)로 흡입되었다가 제1 임펠러(8A)에 의해 1단 압축되고, 그 1단 압축된 가압축가스는 다시 제2 압축실(Sc2)로 흡입되어 제2 임펠러(8B)에 의해 2단 압축되면서 토출된다.That is, when power is applied to the drive motor M, the drive shaft 7 is supported by the radial bearings 9A, 9B and the thrust bearing 10 together with the movable element MR of the drive motor M. And the first and second impellers 8A and 8B fixed to both ends of the driving shaft 7 rotate, and the refrigerant gas passes through the motor casing 1 to the first compression chamber. Sucked into Sc1 and compressed into one stage by the first impeller 8A, and the compressed compressed gas of the first stage is again sucked into the second compression chamber Sc2 and compressed into the second stage by the second impeller 8B. Discharged.

이때, 상기 제2 흡입공간(Ss2)으로 모아지는 가압축가스는 대부분 제2 임펠러(8B)에 의해 제2 압축실(Sc2)로 흡입되어 압축 토출되는 반면, 가압축가스의 일부가 모터 케이싱(1)과 제2 압축실(Sc2)의 압력차에 의해 상대적으로 저압부를 이루는 모터 케이싱(1)으로 역류하게 되나, 이 역류하려는 냉매가스는 베어링커버(200)의 관통구멍과 구동축(7)의 외주면 사이의 공극(c2)를 통해 스러스트 베어링면을 통과하다가 그 스러스트 베어링면 사이에 형성되는 래버린스 실(110,210)에 의해 역류가 저지된다.At this time, the pressurized shaft gas collected into the second suction space Ss2 is mostly sucked into the second compression chamber Sc2 by the second impeller 8B and is compressed and discharged, while a part of the pressurized shaft gas is compressed into the motor casing 1. ) And the second compression chamber Sc2 flows back to the motor casing 1 which forms a relatively low pressure part, but the refrigerant gas to flow back flows through the through hole of the bearing cover 200 and the outer circumferential surface of the drive shaft 7. Backflow is prevented by labyrinth seals 110 and 210 formed between the thrust bearing surfaces through the gaps c2 therebetween.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구동축(7)의 양단에 장착된 제1 임펠러(8A) 및 제2 임펠러(8B)가 서로 다른 압력을 받아 구동축(7)이 좌우 어느 방향으로 진동을 하게 되더라도 그 구동축(7)의 베어링부재(7A)의 양측면이 이에 각각 대응되는 제2 베어링 플레이트(100)의 외측면 및 베어링커버(200)의 내측면에 모두 래버린스 실(110,210)이 형성되므로 인해 어느 한쪽의 스러스트 베어면 공극은 항상 좁아지게 되어 냉매가스의 역류가 현저하게 차단된다.In this case, as shown in FIG. 4, the first impeller 8A and the second impeller 8B mounted at both ends of the drive shaft 7 receive different pressures, and the drive shaft 7 vibrates in either direction. Even though the two sides of the bearing member 7A of the drive shaft 7 corresponds to the outer surface of the second bearing plate 100 and the inner surface of the bearing cover 200, respectively, the labyrinth seals 110 and 210 are formed. Due to this, one of the thrust bare surface voids is always narrowed, the reverse flow of the refrigerant gas is significantly blocked.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 래버린스 실(110,210)이 제2 베어링 플레이트(100)의 외측면 및 베어링커버(200)의 내측면에만 형성되므로, 상기 베어링커버(200)의 관통구멍에 래버린스 실을 형성하는 것 보다 베어링커버의 두께를 얇게 할 수 있어 상기한 구동축의 길이(L')를 종래의 구동축 길이(L)보다 짧게 할 수 있고, 이를 통해 상기 구동축(7)의 위험속도(critical speed)도 낮춰 압축기의 진동/소음은 줄고 안정성은 높일 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, since the labyrinth seals 110 and 210 are formed only on the outer surface of the second bearing plate 100 and the inner surface of the bearing cover 200, the through holes of the bearing cover 200. It is possible to make the thickness of the bearing cover thinner than to form the labyrinth seal, so that the length L 'of the drive shaft can be shorter than the length L of the conventional drive shaft, thereby risking the drive shaft 7. Lowering the critical speed also reduces the vibration / noise of the compressor and increases stability.

본 발명에 의한 터보 압축기의 가스누설 저감구조는, 구동모터의 가동자에 결합되어 회전하는 구동축의 양단에 냉매가스를 순차적으로 원심 압축하는 복수개의 임펠러를 장착하고, 상기 구동축의 일단에는 축방향 하중을 지지하도록 스러스트 베어링면을 이루는 베어링부를 구비하며, 그 베어링부와 함께 스러스트 베어링면을 이루는 양쪽 지지부의 내측면에 래버린스 실(labyrinth seal)을 각각 형성함으로써, 상기 구동축의 축방향 진동시 래버린스 실과 스러스트 베어링면의 공극이 좁아지게 되어 냉매가스의 역류가 저감되고, 상기 구동축의 축길이가 짧아져 위험속도를 낮춤으로써 압축기의 안정성이 향상된다.The gas leakage reduction structure of the turbocompressor according to the present invention is equipped with a plurality of impellers which sequentially centrifugally compress refrigerant gas at both ends of a drive shaft which is coupled to the mover of the drive motor and rotates, and at one end of the drive shaft. And a labyrinth seal on each of the inner surfaces of both support portions forming the thrust bearing surface together with the bearing portion, thereby providing a labyrinth during the axial vibration of the drive shaft. The air gap between the seal and the thrust bearing surface is narrowed, so that the reverse flow of the refrigerant gas is reduced, the shaft length of the drive shaft is shortened, and the danger speed is lowered, thereby improving the stability of the compressor.

Claims (2)

구동모터의 가동자에 결합되어 회전하는 구동축의 양단에 냉매가스를 순차적으로 원심 압축하는 복수개의 임펠러가 장착되고, 상기 구동축의 양단에는 그 구동축을 반경방향으로 지지하도록 레이디어 베어링이 장착되며, 상기 구동축의 적어도 어느 일단에는 상기한 구동축을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링이 장착되어 이루어지는 터보 압축기에 있어서,A plurality of impellers are coupled to the mover of the drive motor to sequentially centrifugally compress refrigerant gas at both ends of the rotating drive shaft, and radial bearings are mounted at both ends of the drive shaft to radially support the driving shaft. In at least one end of the drive shaft, the turbo compressor is provided with a thrust bearing for supporting the drive shaft in the axial direction, 상기 스러스트 베어링은 원판형상으로 형성하고 그 양측면에 베어링면을 형성하여 구동축의 일단에 결합하는 베어링부재와, 상기 베어링부재에 대향하도록 고정 배치하고 상기한 베어링부재의 양측면에 대향하는 면에 래버린스 실(labyrinth seal)이 각각 형성하여서 된 복수 개의 지지부재로 구성한 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 가스누설 방지구조.The thrust bearing is formed in a disk shape and forms bearing surfaces on both sides thereof, and includes a bearing member coupled to one end of the drive shaft, and fixedly disposed so as to face the bearing member, and a labyrinth seal on a surface opposite to both sides of the bearing member. A gas leakage preventing structure of a turbo compressor, characterized by comprising a plurality of support members each formed by a labyrinth seal. 삭제delete
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