KR19980067295A - 소형 터보 압축기의 진동저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 터보압축기에 관한 것으로, 특히 터보압축기가 임게속도 이상에서 운전될때 발생하는 내부진동을 완화시켜 시스템의 내구성 및 신뢰성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 두개의 임펠러가 양단에 각각 결합된 샤프트와, 모터부의 전원인가에 의한 샤프트의 회전시 밸런스를 잡아주기 위한 저널베어링 및 트러스트베어링이 형성되는 소형 터보압축기에 있어서, 저널베어링과 베어링하우징 사이에 진동전달을 저감시키기 위한 탄성부재를 구비한 것이다.

Description

소형 터보 압축기의 진동저감구조

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 특히 샤프트축의 양단에 장착된 두개의 임펠러를 회전시켜 유입된 냉매를 압축하는 소형 터보압축기에 있어서 샤프트의 고속회전시 발생하는 내부진동을 저감시키기 위한 베어링부구조에 관한 것이다.

종래 터보압축기는 도 1 에 도시된 바와같이 작동유체가 유입되는 흡입파이프(1)와, 상기 흡입파이프(1)를 통해 유입된 작동유체를 가속시키는 제 1 임펠러(2)와, 상기 제 1 임펠러(2)가 일단에 연결되고 타단에는 제 2 임펠러(7)가 연결되는 샤프트(9)와, 상기 제 1 임펠러(2) 및 제 2 임펠러(7)에 의해 흡입된 냉매가스의 압력을 상승시키는 볼루트(volute,4) 및 디퓨저(diffuser,3)와, 상기 디퓨저(3)로 유입되면서 압력이 상승된 냉매가스가 제 2 임펠러(7)로 유입되는 유로(5)와, 상기 샤프트(9)를 회전시키기위한 모터부인 고정자(11)및 회전자(10)와, 상기 샤프트(9)의 회전시 밸런스를 잡아주기 위하여 모터부 양쪽에 설치되는 저널베어링(14) 및 끝단에 설치되는 트러스트베어링(12)과, 상기 트러스트베어링(12)과 샤프트(9)의 사이에 고압유체의 누설을 방지하기 위하여 설치되는 시일부(15)와, 고압의 유체를 외부로 토출하는 토출파이프(8)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 원심압축기에 전원이 인가되면 고정자(11)와 회전자(10) 사이에 유도전류가 발생하여 회전자(10)가 회전하게 되고, 상기 회전자(10)의 회전에 따라 회전자(10)에 압입된 샤프트(9)가 회전하게 된다.

상기 샤프트(9)의 회전에 의해 제 1 임펠러(2) 및 제 2 임펠러(7)는 같이 회전하게 되는데, 이때 상기 제 1 임펠러(2) 및 제 2 임펠러(7)의 회전에 의해 흡입력이 발생하여 냉매가스는 흡입파이프(1)를 통하여 압축기내로 유입된다.

상기 흡입파이프(1)를 통하여 압축기내로 유입된 냉매가스는 제 1 임펠러(2)를 통과하여 볼루트(4)를 거쳐 디퓨저(3)로 유입되면서 제 1 임펠러(2)에 의해 얻어진 운동에너지는 압력수두의 상승으로 변환되어 1차 압축과정이 완료된다.

상기 1차 압축된 냉매가스는 밀폐용기내에 설치된 유로(5)를 통해 제 2 임펠러(7)로 유입되어 1차 압축과정과 동일한 과정을 거쳐 2차 압축되고, 상기 2차 압축된 고압의 냉매가스는 토출파이프(8)를 통해 압축기 외부로 토출된다.

압축기의 동작에 의해 샤프트(9)의 고속회전시에는 내부의 이상진동에 의한 문제가 야기되는데, 일반적으로 사용되는 하이드로다이나믹 베어링은 오일을 이용하고 이때 오일자체가 댐핑특성이 우수하기 때문에 진동으로 인한 별문제를 일으키지 않는다.

그러나 오일을 사용하지 않는 소형 터보압축기의 경우 샤프트의 고속회전에 의한 이상진동으로 인하여 압축기의 내구성을 저감시켜 시스템전체의 수명을 단축시키는등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 샤프트의 밸런스를 유지하는 역활을 하는 저널베어링과 베어링하우징사이에 탄성부재를 연결함으로서, 샤프트의 고속회전으로 인해 발생되는 진동전달을 완화하도록 하는데 목적이 있다.

도 1 은 종래 터보압축기의 단면도.

도 2 는 본 발명에 의한 압축기의 베어링부 구조도.

도 3 은 본 발명 베어링부의 다른실시예도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101,102 : 임펠러103 : 샤프트

104 : 고정자105 : 회전자

106 : 저널베어링107 : 트러스트베어링

108 : 베어링하우징109 : 탄성스프링

110 : PTFE코팅층111 : 오링

본 발명을 이하에서 상세히 설명한다.

먼저 구성을 살펴보면 도 2 에 도시된 바와같이 두개의 임펠러(101,102)가 양단에 각각 결합된 샤프트(103)와, 상기 샤프트(103)를 회전시키는 모터부인 고정자(104) 및 회전자(105)와, 상기 모터부의 전원인가에 의한 샤프트(103)의 회전시 밸런스를 잡아주기 위한 저널베어링(106) 및 트러스트베어링(107)으로 구성되는 소형 터보압축기에 있어서, 상기 저널베어링(106)과 베어링하우징(108)사이에 탄성스프링(109)을 취부하여 구성하였다.

그리고 다른실시예로 도 3 에서와 같이 저널베어링(106)과 베어링하우징(108) 사이에 PTFE코팅층(110)이 형성된 오링(111)을 삽입하여 구성하였다.

터보압축기는 시스템의 고유진동수인 임계속도 이상에서 운전되기 때문에 임계속도를 지나갈때 큰 진동이 야기될 수 있고 또한 자려진동과 같은 시스템 불안정성을 갖고있다.

본 발명의 터보압축기에 전원이 인가되면 모터부인 고정자(104)와 회전자(105)의 동작에 의해 샤프트(103)가 회전되는데, 샤프트(103)의 회전속도가 임계속도에 가까와지게 된다. 이때, 회전속도가 임계속도에 가까와짐에 따라 압축기내에서 자려진동에 의해 내부진동이 발생하게 되는데 본 발명의 탄성스프링(109)이 탄성력과 댐핑역활을 통해 진동을 저감시키게 된다.

그리고 도 3 에서와 같이 저널베어링(106)과 베어링하우징(108) 사이에 오링(111)을 적용한 다른실시예 에서는, 오링의 재질이 일반적으로 온도변화에 따른 내구성에 문제가 있으므로 오링(111)의 표피에 PTFE(110)와 같은 플라스틱재질을 코팅하여 입힘으로 재질의 열화 및 적합성등을 향상시켜줄 수 있게 된다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 진동저감구조는 터보압축기가 임게속도 이상에서 운전될때 발생하는 내부진동을 완화시켜 시스템의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 두개의 임펠러가 양단에 각각 결합된 샤프트와, 모터부의 전원인가에 의한 샤프트의 회전시 밸런스를 잡아주기 위한 저널베어링 및 트러스트베어링이 형성되는 소형 터보압축기에 있어서,

   저널베어링과 베어링하우징 사이에는 진동전달을 저감시키기 위한 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 소형터보압축기의 진동저감구조.
2. 두개의 임펠러가 양단에 각각 결합된 샤프트와, 모터부의 전원인가에 의한 샤프트의 회전시 밸런스를 잡아주기 위한 저널베어링 및 트러스트베어링이 형성되는 소형터보압축기에 있어서,

   저널베어링과 베어링하우징 사이에는 진동전달을 전감시키기 위한 오링이 삽입되어 구성된 것을 특징으로 하는 소형터보압축기의 진동저감구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 오링은 PTFE 코팅층이 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 소형터보압축기의 진동저감구조.