KR101187898B1 - 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템 - Google Patents

에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기기의 비정상 작동 시 발생하는 충격이 감소하도록 구성되는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템은 고속으로 회전하는 회전체를 지지하는 에어 포일 베어링; 상기 에어 포일 베어링이 수용되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부 일 측에서 상기 회전체 방향으로 돌출 형성되는 충격 감쇠 부재를 포함한다.
에어 포일 베어링, 감쇠

Description

에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템{Damping system of air foil bearing}
도 1은 종래의 에어 포일 베어링을 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 에어 포일 베어링 시스템의 일부를 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템의 구조를 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템의 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템의 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300: 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템
110, 210, 310: 에어 포일 베어링 120, 220, 320: 하우징
125, 225, 325: 충격 감쇠 부재 130, 230, 330: 회전체
본 발명은 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템에 관한 것으로서, 상세하게 는 충격 감쇠 부재에 의하여 기기의 비정상 작동 시 발생하는 충격이 감소하는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 회전체를 축 방향 또는 반경 방향으로 지지하기 위해서 에어 포일 베어링이 적용될 수 있다. 이러한 에어 포일 베어링은 기존의 볼 베어링이나 저널 베어링과 같이 유막을 이용하여 축을 지지하는 방식이 아니고, 에어 포일과 축 사이에 고압의 공기층을 형성하여 축을 지지하는 베어링이다.
에어 포일 베어링은 특히 고속으로 회전하는 회전체를 지지하는데 효과적이다. 예를 들면, 에어 포일 베어링은 가스 터빈 엔진, 터보 압축기, ACM(Air Cooling Machine)과 TRC(Turbo Refrigerant Compressor) 등에 적용될 수 있다.
도 1은 종래의 에어 포일 베어링을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 에어 포일 베어링(10)은 베이스 플레이트(11)와, 베이스 플레이트(11)의 상부면에 설치되는 적어도 하나의 에어 포일(12)을 포함한다.
여기서, 베이스 플레이트(11)의 중앙부에는 관통공(13)이 형성된다. 그리고, 에어 포일(12)은 에어 포일(12)의 트러스트면(12a)으로 추력(40)이 가해지면, 이를 댐핑 및 지지하는 기능을 가진다.
여기서, 에어 포일(12)은 얇은 시트의 탄성 부재로 이루어져 있으며, 내주와 외주를 가지는 부채꼴의 형태로 분할이 되어 있다.
이와 같은 구성을 가진 에어 포일 베어링(10)의 중앙에 형성된 관통공(13)에는 회전체(30)의 회전축(31)이 삽입되고, 디스크면(32a)과 에어 포일(12)의 트러스트면(12a)이 마주보게 형성된다.
도 2는 종래의 에어 포일 베어링 시스템의 일부를 도시한 부분 단면도로서, 도면에서 중심선은 에어 포일 베어링 시스템이 상하 대칭인 것을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 종래의 에어 포일 베어링 시스템(1)은 에어 포일 베어링(10)과, 에어 포일 베어링(10)을 지지하고 감싸는 하우징(20)을 구비한다.
하우징(20) 내에 형성된 공간에 개재되는 회전체(30)는, 회전축(31)과, 상기 회전축(31)의 원주방향을 따라 소정의 두께를 가지고 회전축(31)의 직경 보다 큰 직경을 가지는 디스크(32)를 구비한다.
그리고, 에어 포일 베어링(10)은, 베이스 플레이트(11)와 에어 포일(12)을 구비한다.
그리고, 에어 포일 베어링(10)은 하우징(20) 내 공간의 내부면 좌우 측에 각각 하나씩 설치된다. 따라서, 디스크(32)의 좌우측면은 각각 좌우 측의 에어 포일(12)의 트러스트면(12a)과 서로 대향되게 되어, 디스크(32)를 경계로 두 개의 영역이 형성된다.
그리고, 하우징(20)에는, 두 개의 영역으로 각각 냉각 공기(Cooling Air)를 공급하기 위한 공급통로(23)가 두 개 형성되어 있고, 그 영역들을 거친 공기가 배출될 수 있게 배출통로(24)가 형성되어 있다. 여기서, 냉각 공기로는 고압 공기가 사용되는 것이 일반적이다.
이와 같은 구성을 가진 에어 포일 베어링 시스템(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다. 상세히, 회전체(30)의 회전에 의하여 발생된 추력(40)은 디스크면(32a)과 에어 포일(12)의 트러스트면 (12a)사이의 접촉됨이 없이 지지된다. 한편, 상기 영 역들을 거친 고압의 공기는 배출통로(24)를 통하여 배출이 이루어지게 된다.
이러한 종래 기술에 의하면, 에어 포일 베어링(10)과 회전체(30) 사이에는 별도의 충격 방지 내지는 충격 감쇠 부재가 구비되지 아니하였고, 따라서 에어 포일 베어링(10)과 회전체(30)가 직접적으로 접촉되는 것이 가능하도록 구성된다.
그러나, 이와 같은 종래의 에어 포일 베어링 시스템(1)에는 다음과 같은 문제점이 존재한다.
먼저, 회전체(30)의 회전으로 추력(40)이 과도하게 발생되는 경우에는, 에어 포일(12)의 트러스트면(12a)과 디스크면(32a) 사이의 공기층(26)이 추력(40)을 충분히 감당하지 못하여, 에어 포일(12)의 트러스트면(12a)과 디스크면(32a) 상호 간에 접촉마찰이 발생된다. 또한, 에어 포일(12)은 추력(40)에 의하여 직접 충격을 받을 수도 있다.
또한, 에어 포일 베어링 시스템(1)이 장착된 기기의 시동 시 또는 정지 시 등 비정상 작동 중에는 에어 포일 베어링(10)과 회전체(30)가 충돌할 가능성이 더욱 커진다.
따라서, 에어 포일(12)은 마찰로 인한 마모 및 마찰열이 발생될 수 있고, 충격에 의하여 손상을 받게 될 수 있어, 에어 포일 베어링(10)의 내구성을 약화시키는 결과를 가져오게 된다.
본 발명은 에어 포일 베어링과 회전체 사이의 충격 감쇠 부재에 의하여 기기의 비정상 작동 시 베어링과 회전체의 직접적인 충돌이 방지되는 에어 포일 베어링 의 충격 감쇠 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다 .
본 발명에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템은 고속으로 회전하는 회전체를 지지하는 에어 포일 베어링; 상기 에어 포일 베어링이 수용되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부 일 측에서 상기 회전체 방향으로 돌출 형성되는 충격 감쇠 부재를 포함한다.
이러한 구성을 구비함으로써, 기기의 비정상 작동 시 베어링과 회전체의 충돌이 방지되어 제품의 내구성 및 동작 신뢰성이 향상되고, 제품의 수명이 연장되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 충격 감쇠 부재의 길이는, 상기 하우징과 회전체 사이의 간격과 정상 상태 운전 시 회전체의 축 방향 최대 변위와의 차이보다 작도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 충격 감쇠 부재는, 상기 회전체의 회전축으로부터의 수직 거리가 최소가 되는 지점에 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 충격 감쇠 부재는, 상기 회전체와 접촉하는 접촉 부재와, 상기 하우징과 상기 접촉 부재 사이에 배치되는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 충격 감쇠 부재는 가스가 분사되는 가스 분사관을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 충격 감쇠 부재는, 상기 회전체와 상기 충격 감쇠 부재의 접촉시 상호 간에 구름 마찰이 가능하도록 하는 볼을 포함할 수 있다.
다른 측면에 관한 본 발명의 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템은 고속으로 회전하는 회전체를 지지하는 에어 포일 베어링; 내부에 베어링 수용부가 형성되는 하우징; 및 상기 회전체와 에어 포일 베어링의 충돌 시 발생되는 충격이 완충되도록 상기 에어 포일 베어링과 회전체 사이에 형성되는 완충 부재를 포함한다.
이러한 구성을 구비함으로써, 베어링과 회전체의 충돌 시 발생하는 충격이 완화되어, 제품의 수명이 연장되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 완충 부재는 상기 회전체의 정상 작동 시에는 상기 회전체와 이격되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 완충 부재는 상기 회전체의 비정상 작동 시 상기 회전체와 상기 에어 포일 베어링 사이의 접촉을 방지하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 완충 부재는 상기 베어링 수용부의 개구측에 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 사상은 이러한 실시예로 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자가 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 것으로서 구성요소의 용이 부가, 삭제, 추가 및 변형에 의해서 쉽게 제안할 수 있는 다른 실시예들도 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다.
도 3은 본 발명에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템의 구조를 도시 한 부분 단면도이다.
도 3에 도시된 실시예에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(100)은 에어 포일 베어링(110)과, 하우징(120)을 포함한다.
에어 포일 베어링(110)은 베이스 플레이트(111)와, 지지 부재(미도시)와, 에어 포일(112)과, 탄성 부재(미도시)를 포함한다. 이러한 에어 포일 베어링(110)은 고속으로 회전하는 회전체(130)를 지지한다.
지지 부재(미도시)는 베이스 플레이트(111) 상에 원주 방향으로 소정 간격 이격되도록 형성된다. 에어 포일(112)은 지지 부재(미도시) 상에 일단이 결합되고 소정의 곡률로 만곡되어 형성된다. 탄성 부재(미도시)는 베이스 플레이트(111)와 에어 포일(112) 사이에 개입되어 에어 포일(112)에 소정의 탄성력을 제공한다.
지지 부재(미도시)는 용접 또는 아교접착 등에 의해 베이스 플레이트(111) 상에 부착될 수 있다. 그리고, 지지 부재(미도시)는 탄성 부재(미도시)의 재질 자체의 두께에 의하여 발생하는 높이차를 보상해주는 기능을 수행할 수 있다.
탄성 부재(미도시)는 베이스 플레이트(111)와 에어 포일(112) 사이에 개입되도록 형성된다. 여기서, 탄성 부재(미도시)는 그 양단이 베이스 플레이트(111)에 탄성적으로 지지되는 아치형상의 판 스프링으로 제공될 수 있다. 따라서, 탄성 부재(미도시)는 회전체로부터 힘이 발생하였을 경우 지지작용을 하여 발생된 힘을 흡수 및 완충하는 기능을 수행할 수 있다.
에어 포일(112)은 회전체(130)와 에어 포일 베어링(110) 사이에 공기막이 형성되도록 하는 금속 박판이다. 여기서, 에어 포일(112)들은 사각형의 평면인 마찰 부 및 마찰부의 일 단부에 형성되며 사각 형상으로 절곡되는 고정부를 포함한다. 그리고, 에어 포일(112)의 전체가 베이스 플레이트(111)의 원주 방향 또는 길이 방향으로 이동되는 것을 방지하기 위하여, 고정부가 슬롯에 삽입되어 고정되도록 구성될 수 있다.
또한, 겹치듯이 배치되어 있는 에어 포일(112)들 안쪽에 삽입되는 회전체(130)의 원활한 회전을 위하여, 회전체(130)와 마주보는 에어 포일(112)들의 면들에는 코팅층(미도시)이 형성될 수 있다. 또한, 에어 포일(112)들이 일 방향으로 겹치듯이 배치되어 있기 때문에, 회전체(130)는 특정 방향으로는 회전이 원활해지고, 다른 방향으로는 회전이 제한된다.
또한, 에어 포일(112)은 다양한 재료로 제조될 수 있으며, 고온에서도 변형이 발생하지 않는 강성 재질인 인코넬(Inconel)이 사용될 수 있다.
베어링 수용부(122)에 개재되는 회전체(130)는, 회전축(131)과, 회전축(131)의 원주방향을 따라 소정의 두께를 가지며 회전축(131)의 직경보다 큰 직경을 가지는 디스크(132)를 포함한다.
하우징(120)에는 에어 포일 베어링(110)이 수용되는 베어링 수용부(122)가 형성된다. 그리고, 에어 포일 베어링(110)은 하우징(120) 내 베어링 수용부(122)의 내부면 좌우측에 각각 하나씩 설치된다. 따라서, 디스크(132)의 좌우측면은 각각 좌우 측의 에어 포일(112)의 트러스트면(112a)과 서로 마주보도록 형성되고, 베어링 수용부(122)에는 디스크(132)를 경계로 두 개의 영역이 형성된다.
하우징(120)에는 상기 두 개의 영역으로 각각 고압의 공기를 공급하기 위한 공급통로(123)가 두 개 형성되어 있고, 그 영역들을 거친 공기가 배출될 수 있게 배출통로(124)가 형성되어 있다.
한편, 에어 포일 베어링(110)이 수용되는 하우징(120)에는 에어 포일 베어링(110)과 회전체(130)의 충돌이 방지되도록 하는 충격 감쇠 부재(125)가 소정 정도 돌출되어 형성된다.
종래의 에어 포일 베어링 시스템(도 1 및 도 2 참조)의 경우 에어 포일 베어링과 회전체 사이에는 별도의 충격 방지 내지는 충격 감쇠 부재가 구비되지 아니하였다. 따라서, 에어 포일 베어링과 회전체가 직접적으로 접촉 또는 충돌하는 것이 가능하였고, 이와 같이 에어 포일 베어링의 베이스 플레이트 또는 에어 포일과 회전체의 디스크가 직접 충돌할 경우, 에어 포일 베어링에는 마찰로 인한 마모 및 마찰열이 발생할 수 있었다. 또한, 이러한 충격에 의하여 베어링이 손상을 받을 수 있게 되어, 에어 포일 베어링의 내구성을 약화시키는 문제점이 존재하였다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 에어 포일 베어링의 충격 방지 시스템(100)은 에어 포일 베어링(110)과 회전체(130) 사이에 별도의 충격 감쇠 부재(125)를 포함한다. 이와 같은 구성에 의하여 기기의 비정상 작동시 에어 포일 베어링과 회전체의 충돌에 의한 베어링의 파손이 방지되고, 제품의 내구성이 향상되고, 동작 신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(100)에 구비되는 충격 감쇠 부재(125)는 접촉 부재(125a) 및 탄성 부재(125b)를 포함하여 구성될 수 있다. 다시 말하면, 하우징(120)의 일 측에 형성되는 함몰부(126)에 탄성 부재(125b) 의 일 측이 결합되고, 탄성 부재(125b)의 타 측에는 접촉 부재(125a)가 결합될 수 있다.
따라서, 기기가 비정상 작동되어 에어 포일 베어링(110)과 회전체(130)가 충돌할 수 있는 상황이 발생하더라도, 에어 포일 베어링(110)과 회전체(130)가 직접 충돌하기 이전에 이미 회전체(130)가 충격 감쇠 부재(125)와 충돌하게 되어 에어 포일 베어링(110)에 가하여지는 충격이 감소된다. 더구나, 하우징(120)의 외측 방향으로 소정의 탄성력을 제공하는 탄성 부재(125b)에 의하여 에어 포일 베어링(110)에 가하여지는 충격 및 발생되는 열은 더욱 감소될 수 있다.
여기서, 접촉 부재(125a)는 소정의 탄성력을 가진 재질, 예를 들어 합성수지 또는 고무 등의 재질로 형성될 수 있다. 탄성력을 가진 접촉 부재(125a)에 의하여 에어 포일 베어링(110)과 회전체(130)의 회전 시 발생하는 충격이 더욱 감소 될 수 있다.
또한, 도 3에는 접촉 부재(125a)는 끝이 둥근 원통 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 접촉 부재(125)의 끝단의 형상은 베어링(110)과 회전체(130)의 충돌시 발생하는 충격을 감소시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
또한, 도 3에는 탄성 부재(125b)는 코일 스프링으로 도시되어 있으나, 코일 스프링 이외에도 판 스프링, 접시형 스프링 등 다양한 형상 및 재질의 탄성 부재가 적용 가능하다.
한편, 하우징(120)으로부터 돌출되어 나온 충격 감쇠 부재(125)의 길이(B) 는, 상기 하우징(120)과 디스크(132) 사이의 간격(A)과 정상 상태 운전 시의 축 방향 최대 변위(C)의 차이 값(A - C)보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(120)과 디스크(132) 사이의 간격(A)이 150㎛이고, 정상 상태 운전 시의 축 방향 최대 변위(C)가 80㎛이면, 충격 감쇠 부재(125)의 길이는 A와 C의 차이값인 70㎛ 보다 작게 형성될 수 있다. 만약, 충격 감쇠 부재(125)의 길이가 A와 C의 차이값보다 크게 되면, 정상 상태 운전 시에도 상기 충격 감쇠 부재(125)와 디스크(132)가 상시 접촉하게 되어, 마모가 발생하고 디스크(132)가 손상/파손될 수 있기 때문이다.
하우징(120)에 형성되는 충격 감쇠 부재(125)는, 도 3에 도시된 바와 같이 회전체(130)의 회전축(131)으로부터의 수직 거리가 최소가 되는 지점에 형성될 수 있다. 충격 감쇠 부재(125)는 베어링 수용부(122) 일 측의 임의의 위치에 형성될 수 있다. 그러나, 물체의 선속도(v)는 (반지름(r) * 각속도(ω))에 의하여 결정되기 때문에, 회전축으로부터 충격 감쇠 부재(125)까지의 수직 거리가 줄어들수록 반지름(r)이 줄어들고, 이에 따라 물체의 선속도(v)도 감소한다. 따라서, 충격 감쇠 부재(125)와 디스크(132)의 충돌 시 발생하는 충격을 최소화하기 위하여는, 도 3에 도시된 바와 같이 충격 감쇠 부재(125)가 베어링 수용부(122)의 최하단 즉, 베어링 수용부(122)의 개구 측에 형성될 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같이 구성되는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(100)의 동작에 대해 설명한다.
본 발명에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(100)은 다양한 회전기기에 설치될 수 있으나, 고속으로 회전하는 회전기기에 이용되는 것이 일반적이다. 따라서, 에어 포일 베어링(110)의 내측에 형성된 중공부로 회전체(130)가 삽입되어 회전하게 된다.
회전체(130)가 한 방향으로 서서히 회전하게 되면, 회전체(130)와 에어 포일(112) 사이의 공간부에 고압가스가 유입되기 시작한다. 회전체(130)는 그 회전 속도가 정상 속도에 이를 때까지 에어 포일(112)에 접촉해 있다. 여기서, 에어 포일(112)은 강성도가 상대적으로 큰 범프 포일(미도시) 등에 의해 지지되므로, 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(100)의 전체 강성도가 증가하게 되는바, 회전체(130)의 축 방향 변위가 감소할 수 있고, 또한 하중 지지력이 증가할 수 있다.
그리고, 회전체(130)와 에어 포일(112) 사이의 가스압력이 회전체(130)의 회전으로 인해 더욱 상승하게 되면, 회전체(130)는 에어 포일(112)로부터 부상하게 된다. 여기서 회전기기가 작동될 때, 에어 포일 베어링(110)은 회전체(130)의 자중을 지지할 뿐만 아니라, 회전체(130)의 회전이 원활하도록 돕는다.
특히, 본 발명에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(100)에서는 에어 포일 베어링(110)과 회전체(130)의 사이에 충격 감쇠 부재(125)가 구비된다. 따라서, 기기의 시동 또는 정지 등의 비정상 운전 시 축 방향 변위가 커짐으로 인하여 에어 포일 베어링(110)과 회전체(130)가 직접 충돌하는 현상이 방지된다. 즉, 충격 감쇠 부재(125)가 에어 포일 베어링(110)으로부터 회전체(130)의 디스크(132) 측으로 일정 정도 돌출 형성되어, 회전체(130)가 일정 정도 이상 축 방향 운동할 경우, 디스크(132)와 접촉되어 충격을 감쇠시킨다.
이와 같은 본원 발명의 구성에 의하여 회전축이 설치되는 기기의 안전성이 향상되고, 충격 및 발열이 감소되어 제품의 내구성 및 동작 신뢰성이 향상되고, 제품의 수명이 연장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템의 구조를 나타내는 부분 단면도이다. 도 4에 도시된 실시예의 충격 감쇠 부재는 도 3에 도시된 실시예에 비하여, 충격 감쇠 부재에서 고압의 가스가 분사되어 충격 감쇠 부재와 디스크의 충돌 시 발생하는 충격이 더욱 감소되는 특징이 있다.
도 4에 도시된 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(200)의 충격 감쇠 부재(225)는 돌출부(225a)와 가스 분사관(225b)을 포함한다. 돌출부(225a)는 하우징(220)의 일 측에 형성된다. 가스 분사관(225b)은 돌출부(225a) 내부에 수용되어 에어 포일 베어링(210)과 회전체(230)의 충돌 시 소정의 가스를 분사한다. 다시 말하면, 하우징(220)의 일 측에 형성되는 돌출부(225a) 내부에 고압의 가스를 분사하는 가스 분사관(225b)이 형성되어, 에어 포일 베어링(210)과 회전체(230)의 충돌 시 분사되는 가스를 이용하여 충격 완충 작용을 수행한다.
여기서, 상기 돌출부(225a)는 소정의 탄성력을 가진 재질, 예를 들어 합성수지 또는 고무 등의 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 탄성력을 가진 돌출부(225a)에 의하여 에어 포일 베어링(210)과 회전체(230)의 회전 시 발생하는 충격이 더욱 감소할 수 있다.
여기서, 가스 분사관(225b)에서는 저온의 고압 가스가 분사되도록 형성될 수도 있다. 이러한 저온의 고압 가스에 의하여, 회전체(230)의 고속 회전 시 발생할 수 있는 열기가 냉각될 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의하여 회전축이 설치되는 기기의 안전성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 분사되는 고압 가스에 의하여 충격 및 발열이 감소되어 제품의 내구성 및 동작 신뢰성이 향상되고, 제품의 수명이 연장되는 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템의 구조를 나타내는 부분 단면도이다. 도 5에 도시된 실시예의 충격 감쇠 부재는 도 3에 도시된 실시예에 비하여, 볼에 의한 구름 마찰을 이용하여 충격 감쇠 부재(325)가 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 4에 도시된 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템(200)의 충격 감쇠 부재(225)는 볼(325a)과, 윤활 부재(325b)와, 결합 부재(325c)와, 볼 하우징(325d)을 포함한다.
볼 하우징(325d)은 하우징(320)의 일 측에 배치된다. 볼(325a)은 볼 하우징(325d)에 배치된다. 결합 부재(325c)는 볼 하우징(325d)과 하우징(320)을 결합시킨다. 윤활 부재(325b)는 볼(325a)이 원활하게 회전되도록 한다. 다시 말하면, 하우징(320)의 일 측에는 볼(325a)이 형성되어, 에어 포일 베어링(310)과 회전체(330)의 충돌 시, 회전 가능한 볼(325a)과 디스크(332) 간의 구름 마찰에 의하여 충격 완충 작용을 수행한다.
여기서, 볼(325a)과 볼 하우징(325d)의 접촉부에는 그리스(greace) 등의 윤활 부재(325b)가 도포되어, 볼(325a)의 회전이 더욱 원활하게 수행되도록 구성될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 의하여 회전축이 설치되는 기기의 안전성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 회전 가능한 볼에 의하여 충격 및 발열이 감소되어 제품의 내구성 및 동작 신뢰성이 향상되고, 제품의 수명이 연장되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 기기의 비정상 작동 시 베어링과 회전체의 충돌이 방지되어, 제품의 내구성 및 동작 신뢰성이 향상되고, 제품의 수명이 연장되는 효과를 갖는다.

Claims (14)

  1. 회전축과 상기 회전축에 결합되는 디스크를 구비하는 회전체;
    상기 회전체를 지지하는 에어 포일을 포함하는 에어 포일 트러스트 베어링;
    상기 에어 포일 트러스트 베어링이 수용되는 하우징;
    상기 회전체의 디스크와 상기 하우징 사이에 배치되며, 상기 에어 포일 트러스트 베이링의 상기 에어 포일로부터 상기 디스크의 반경 방향으로 이격되어 배치되어, 상기 회전체의 디스크와 상기 에어 포일 트러스트 베어링이 충돌 시 상기 에어 포일을 게재하지 않고 상기 회전체를 탄성적으로 지지하는 충격 감쇠 부재를 포함하는 에어 포일 트러스트 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 감쇠 부재의 길이는, 상기 하우징과 회전체 사이의 간격과 정상 상태 운전 시 회전체의 축 방향 최대 변위와의 차이보다 작도록 형성되어 있는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 감쇠 부재는, 상기 회전체의 회전축으로부터의 수직 거리가 최소가 되는 지점에 형성되어 있는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 감쇠 부재는, 상기 회전체와 접촉하는 접촉 부재와, 상기 하우징과 상기 접촉 부재 사이에 배치되는 탄성 부재를 포함하는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 4 항에 있어서,
    상기 접촉 부재는 탄성력을 가진 재질로 형성되어 있는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 감쇠 부재는 가스가 분사되는 가스 분사관을 포함하는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    고속으로 회전하는 회전체를 지지하는 에어 포일 베어링;
    상기 에어 포일 베어링이 수용되는 하우징;
    상기 하우징의 내부 일 측에서 상기 회전체 방향으로 돌출 형성되며, 가스가 분사되는 가스 분사관을 포함하는 충격 감쇠부재; 및
    상기 하우징으로부터 돌출 형성되어 내부에 상기 가스 분사관이 수용되고, 탄성력을 가진 재질로 형성되어 있는 돌출부를 포함하는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 6 항에 있어서,
    상기 가스 분사관에서는 냉기가 분사되는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 감쇠 부재는, 상기 회전체와 상기 충격 감쇠 부재의 접촉시 상호 간에 구름 마찰이 가능하도록 하는 볼을 포함하는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 9 항에 있어서,
    상기 볼이 원활하게 회전하도록 상기 하우징과 볼 사이에 윤활 부재가 도포되어 있는 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템.
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