KR20000065624A - Gas bearing structure for turbo compressor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A gas bearing structure of a turbo compressor is provided to prevent the damage of the parts by stably supporting a driving shaft, thereby improving the reliability of the compressor. CONSTITUTION: A gas bearing structure of a turbo compressor includes an airtight container(10) having compressing chambers(11,12) communicating with each other at both sides and a driving motor(20) between the compressing chambers, a driving shaft(30) combined with the rotator of the driving motor for transmitting a driving force, impellers(40,50) mounted on the both ends of the driving shaft to centrifugally compress the fluid, bearing members(110) mounted on the inside of the airtight container for supporting load of the radius diameter and axial directions of the driving shaft, a radial bearing bush inserted into the outer peripheral surface of the driving shaft and the inner peripheral surface of the bearing member with having a gas passage for buffing to support the rolling of the driving shaft with a high-pressure compressed gas.

Description

터보 압축기의 가스베어링 구조{GAS BEARING STRUCTURE FOR TURBO COMPRESSOR}GAS BEARING STRUCTURE FOR TURBO COMPRESSOR}

본 발명은 터보 압축기의 가스베어링에 관한 것으로, 특히 압축기가 외부로부터의 충격을 받더라도 그 충격이 구동축으로 전달되지 않도록 하여 각 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있는 터보 압축기의 가스베어링 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a gas bearing of a turbo compressor, and more particularly, to a gas bearing structure of a turbo compressor which can prevent the parts from being damaged by preventing the shock from being transmitted to the drive shaft even when the compressor is impacted from the outside.

일반적으로 압축기는 날개차나 로터의 회전운동 또는 피스톤의 왕복운동으로 공기나 냉매가스 등의 기체를 압축하는 것으로, 날개차나 로터 또는 피스톤을 구동시키는 동력발생부와 그 동력발생부에서 전달되는 구동력으로 기체를 흡입하여 압축시키는 압축기구부로 이루어진다.In general, a compressor compresses a gas such as air or refrigerant gas by a rotary motion of a vane or a rotor or a reciprocating motion of a piston, and generates a gas by a power generating unit for driving the vane or a rotor or a piston and a driving force transmitted from the power generating unit. Compressor part to suck and compress.

이러한 압축기는 기체를 압축시키는 구조에 따라 회전식, 왕복동식, 리니어식, 스크롤식, 터보식의 압축기로 구분되는데, 이 중에서 상기 터보 압축기는 공기 압축기의 일종으로서 취급이 용이하고 구조가 간단하며 공기의 흐름이 일정하다는 장점이 있다.These compressors are classified into rotary, reciprocating, linear, scroll, and turbo compressors according to the structure for compressing the gas. Among them, the turbo compressor is an air compressor, which is easy to handle, simple in structure, and airy. The advantage is that the flow is constant.

상기 터보 압축기는 크게 원심식 압축기와 터빈형의 축류식 압축기로 나뉘어 지는데, 본 발명은 원심식 터보 압축기(이하, 터보 압축기로 통칭함)에 관한 것이다.The turbo compressor is largely divided into a centrifugal compressor and a turbine type axial compressor, and the present invention relates to a centrifugal turbo compressor (hereinafter, referred to as a turbo compressor).

도 1은 종래 2단 압축식 터보 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional two-stage compressed turbo compressor.

이에 도시된 바와 같이 종래의 2단 압축식 터보 압축기는, 증발기(미도시)와 연통되는 제1 압축실(11) 및 응축기(미도시)와 연통되는 제2 압축실(12)이 밀폐용기(10)의 양측에 각각 형성되고, 그 밀폐용기(10)의 내측 중앙에는 엑시얼타입의 비엘디시모터(Brushless DC MOTOR)(20)가 장착되는 모터실(13)이 형성되며, 상기 제1,제2 압축실(11,12) 및 모터실(13)은 제1,제2 가스유로(미도시)에 의해 연통되고, 상기 모터(20)에 결합되어 회전하는 구동축(30)의 양단은 각각 제1,제2 압축실(11,12)에 삽입되어 그 단부에는 각각 제1,제2 압축실(11,12)에서 회전하면서 흡입되는 냉매가스를 2단으로 압축하기 위한 제1,제2 임펠러(40,50)가 결합되어 있다.As shown in the related art, the conventional two-stage compression type turbo compressor has a hermetically sealed container including a first compression chamber 11 communicating with an evaporator (not shown) and a second compression chamber 12 communicating with a condenser (not shown). 10, respectively, formed on both sides, and a motor chamber 13 to which an axial type BELDC motor 20 is mounted is formed at the inner center of the sealed container 10, wherein the first, The second compression chambers 11 and 12 and the motor chamber 13 communicate with each other by the first and second gas flow paths (not shown), and both ends of the driving shaft 30 which are coupled to the motor 20 to rotate are respectively. The first and second compression chambers 11 and 12 are inserted into the first and second compression chambers 11 and 12, respectively, and compress the refrigerant gas sucked while rotating in the first and second compression chambers 11 and 12 into two stages, respectively. Impellers 40 and 50 are coupled.

또한, 상기 구동축(30)의 양측에는 그 구동축(30)의 반경방향 및 축방향을 지지하는 가스베어링의 베어링부가 구비되어 있는데, 이 베어링부는 모터실(13)의 양측에 베어링부재(60)가 각각 고정되어 그 내주면이 구동축(30)의 외주면과 함께 레이디얼 베어링면(61)을 이루고, 상기 각 베어링부재(60)의 내측면이 구동축(30)의 양측에 형성된 베어링부시(31)의 외측면과 함께 스러스트 베어링면(62)을 이루도록 결합되며, 상기 레이디얼 베어링면(61)은 스러스트 베어링면(62) 보다 모터실(13)의 바깥쪽에 양측에 각각 구비되어 이루어져 있다.In addition, both sides of the drive shaft 30 is provided with a bearing portion of the gas bearing for supporting the radial and axial direction of the drive shaft 30, the bearing portion is provided with a bearing member 60 on both sides of the motor chamber (13) The inner peripheral surface is fixed to each other to form a radial bearing surface 61 together with the outer peripheral surface of the drive shaft 30, the inner surface of each bearing member 60, the outer side of the bearing bush 31 formed on both sides of the drive shaft 30 Coupled with the side to form a thrust bearing surface 62, the radial bearing surface 61 is provided on both sides on the outside of the motor chamber 13 than the thrust bearing surface 62, respectively.

도면중 미설명 부호인 10a는 흡입구이고, 10b는 토출구이며, 11a,12a는 제1,제2 디퓨져이고, 11b,12b는 제1,제2 볼류트이며, 11c,12c는 슈라우드이고, 21은 고정자이며, 22는 회전자이다.In the figure, reference numeral 10a denotes an inlet port, 10b denotes a discharge port, 11a and 12a denote first and second diffusers, 11b and 12b denote first and second volutes, and 11c and 12c denote shrouds. The stator and 22 is the rotor.

상기와 같이 구성된 종래의 2단 압축식 터보압축기는 다음과 같이 동작된다.The conventional two-stage compression turbocompressor configured as described above is operated as follows.

즉, 인가된 전원에 의해 모터(20)에 유도자기가 발생되면, 그 유도자기에 의해 구동축(30)이 고속으로 회전을 개시함과 아울러 그 구동축(30)의 양단에 고정된 제1,제2 임펠러(40,50)가 회전을 하게 되고, 그 각 임펠러(40,50)의 회전에 의해 냉매가스가 순차적으로 각 압축실(11,12)로 흡입되어 각 임펠러(40,50)의 원심력에 의해 스크류형태로 뿌려지면서 각 디퓨져(11a,12a)를 거쳐 각 볼류트(11b,12b)로 유입되는데, 이때 제1 디퓨져(11a) 및 제1 볼류트(11b)를 거치면서 가압축되었다가 제2 디퓨져(12a) 및 제2 볼류트(12b)로 유입되는 과정에서 냉매가스는 압력수두의 상승으로 완전 압축되어 토출구(10b)를 통해 응축기(미도시)로 토출된다.That is, when induction magnetism is generated in the motor 20 by the applied power source, the drive shaft 30 starts to rotate at a high speed by the induction magnetism and is fixed to both ends of the drive shaft 30. 2 The impellers 40 and 50 rotate, and the refrigerant gas is sequentially sucked into the compression chambers 11 and 12 by the rotation of the impellers 40 and 50 so that the centrifugal force of each impeller 40 and 50 is increased. It is sprayed in the form of a screw through the diffusers (11a, 12a) through each of the volute (11b, 12b), which is pressed through the first diffuser (11a) and the first volute (11b) In the process of flowing into the second diffuser 12a and the second volute 12b, the refrigerant gas is completely compressed by the rise of the pressure head and discharged to the condenser (not shown) through the discharge port 10b.

여기서, 상기 구동축(30)은 압축기의 정지시 베어링부재(60)의 내주면에 안착되어 있다가 압축기의 재시동시 그 구동축(30)의 외주면과 베어링부재(60)의 내주면이 레이디얼 베어링면(61)을 이루게 되는데, 이때 상기 구동축(30)의 회전시 베어링부재(60)의 내주면에 대향되는 구동축(30)의 외주면에는 수개의 가스유입용 그루브(미도시)가 형성되어 있어 모터실(13) 내부의 유체가 베어링부재(60)의 레이디얼 베어링면(61)과 구동축(30)의 레이디얼 베어링면(미부호) 사이로 원활하게 유입된다.Here, the drive shaft 30 is seated on the inner circumferential surface of the bearing member 60 when the compressor is stopped, and the outer circumferential surface of the drive shaft 30 and the inner circumferential surface of the bearing member 60 are radial bearing surfaces 61 when the compressor is restarted. In this case, several gas inlet grooves (not shown) are formed on the outer circumferential surface of the drive shaft 30 opposite to the inner circumferential surface of the bearing member 60 when the drive shaft 30 is rotated. The fluid inside flows smoothly between the radial bearing surface 61 of the bearing member 60 and the radial bearing surface (unsigned) of the drive shaft 30.

한편, 상기 제1 압축실(11)과 제2 압축실(12)에는 상호간 압력차가 발생되어 이 압력차가 구동축(30)을 제2 압축실(12)에서 제1 압축실(11)쪽으로 밀어내려고 하나, 이러한 힘은 압축기의 재기동시 베어링부재(60)의 스러스트 베어링면(62)과 베어링부시(31)의 스러스트 베어링면(31a)에 의해 구동축(30)이 안정적으로 지지되는 것이었다.Meanwhile, a pressure difference is generated between the first compression chamber 11 and the second compression chamber 12 so that this pressure difference pushes the drive shaft 30 from the second compression chamber 12 toward the first compression chamber 11. However, this force was that the drive shaft 30 is stably supported by the thrust bearing surface 62 of the bearing member 60 and the thrust bearing surface 31a of the bearing bush 31 when the compressor is restarted.

그러나, 상기와 같은 종래 터보 압축기의 가스베어링에 있어서는, 각 임펠러(40,50)로부터 분출되면서 원심 압축되는 냉매가스의 일부가 임펠러(40,50)의 배면쪽으로 누설되어 베어링부재(60)의 내주면과 구동축(30)의 외주면 사이의 대향면이 가스베어링의 역할을 하도록 하는 것이나, 상기 압축기가 외부로부터의 충격 등으로 인하여 흔들리게 되는 경우에는 고속으로 회전하는 임펠러(40,50)가 슈라우드(11c,12c) 등에 부딪혀 파손되거나 또는 구동축(30)이 베어링부재(60)에 부딪혀 파손되는 등 압축기 자체가 크게 손상될 우려가 있었다.However, in the gas bearing of the conventional turbo compressor as described above, part of the refrigerant gas ejected from each impeller (40, 50) and centrifugally compressed leaks toward the rear surface of the impeller (40, 50), so that the inner peripheral surface of the bearing member (60). And an opposing surface between the outer circumferential surface of the drive shaft 30 to serve as a gas bearing, or when the compressor is shaken due to an impact from the outside, the impellers 40 and 50 rotating at high speed are shroud 11c. 12c) or the like, or the drive shaft 30 hits the bearing member 60, and thus the compressor itself may be damaged.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 터보 압축기의 가스베어링이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기가 외부로부터 충격을 받아 흔들리더라도 임펠러나 베어링부재 등이 여타의 부품들과 부딪혀 파손되지 않도록 하는 터보 압축기의 가스베어링 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the gas bearing of the conventional turbo compressor as described above, so that even if the compressor is shaken by the impact from the outside, the impeller or bearing member does not collide with other parts to be damaged. It is an object of the present invention to provide a gas bearing structure of a turbocompressor.

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 상세히 보인 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing a detail "A" of Figure 1;

도 3은 본 발명 가스베어링이 구비되는 터보 압축기의 일례를 보인 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a turbo compressor provided with a gas bearing of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 "B"부에 대한 일례를 보인 종단면도 및 사시도.4A and 4B are a longitudinal sectional view and a perspective view showing an example of the portion “B” of FIG. 3.

도 5a 및 도 5b는 도 3의 "B"부에 대한 변형예를 상세히 보인 종단면도 및 사시도.5A and 5B are longitudinal sectional views and perspective views showing details of modifications to the “B” portion of FIG. 3;

도 6a 및 도 6b는 도 3의 "B"부에 대한 변형예를 상세히 보인 종단면도 및 사시도.6A and 6B are longitudinal sectional views and perspective views showing details of modifications to the “B” portion of FIG. 3;

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

30 : 구동축 31 : 스러스트용 베어링부시30: drive shaft 31: thrust bearing bush

110 : 베어링부재 111 : 부시 장착홈110: bearing member 111: bush mounting groove

120,200,300 : 완충용 베어링부시 130 : 다공질의 철망120,200,300: Shock absorbing bearing bush 130: Porous wire mesh

210,310 : 완충용 가스유로 320 : 가스통공210,310: buffer gas passage 320: gas through hole

121,220,330 : 구동축 관통공121,220,330: Drive shaft through hole

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 양쪽에 압축실이 연통 형성되고 그 사이에 구동모터가 장착되는 모터실이 형성되는 밀폐용기와, 상기 구동모터의 가동자에 결합되어 구동력을 전달하는 구동축과, 그 구동축의 양단에 장착되어 유체를 원심 압축시키도록 각 압축실에 구비되는 임펠러와, 상기 밀폐용기의 내부에 장착되어 구동축의 반경방향 및 축방향 하중을 지지하는 베어링부재와, 상기 임펠러에 의해 원심 압축된 고압의 압축가스로 구동축의 요동을 지지하도록 상기한 압축가스 일부가 유입되는 완충용 가스유로를 구비하여 구동축의 외주면과 베어링부재의 내주면 사이에 삽입되는 레이디얼용 베어링부시를 포함한 터보 압축기의 가스베어링 구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, the compression chamber is formed in communication with both sides of the airtight container is formed between the motor chamber is formed between the drive motor, and the drive shaft coupled to the mover of the drive motor to transfer the driving force And an impeller mounted at both ends of the drive shaft and provided in each compression chamber so as to centrifugally compress the fluid, a bearing member mounted inside the sealed container to support radial and axial loads of the drive shaft, and the impeller. Turbo compressor including a radial bearing bush inserted between the outer circumferential surface of the drive shaft and the inner circumferential surface of the bearing member to provide a buffer gas flow path through which a portion of the compressed gas flows to support the swing of the drive shaft by the high-pressure compressed gas centrifugally compressed. A gas bearing structure is provided.

이하, 본 발명에 의한 터보 압축기의 가스베어링 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a gas bearing structure of a turbo compressor according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명 가스베어링이 구비되는 터보 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 "B"부에 대한 일례를 보인 종단면도 및 사시도이며, 도 5a 및 도 5b는 도 3의 "B"부에 대한 변형예를 상세히 보인 종단면도 및 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 3의 "B"부에 대한 변형예를 상세히 보인 종단면도 및 사시도이다.3 is a longitudinal sectional view showing an example of a turbo compressor provided with the present invention gas bearing, Figures 4a and 4b is a longitudinal sectional view and a perspective view showing an example of the "B" portion of Figure 3, Figures 5a and 5b 3 is a longitudinal cross-sectional view and a perspective view showing a modification of the portion "B" of Figure 3, Figure 6a and 6b is a longitudinal cross-sectional view and a perspective view showing a modification of the "B" portion of FIG.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 가스베어링이 구비되는 2단 압축식 터보 압축기는 밀폐용기(10)의 양측 내부에 제1 압축실(11)과 제2 압축실(12)이 형성되고, 그 사이에 구동모터(20)가 장착되는 모터실(13)이 형성되며, 상기 구동모터(20)에 일체된 구동축(30)의 양단에는 상기한 각 압축실(11,12)에서 회전하면서 냉매가스를 흡입하여 압축시키는 제1 임펠러(40) 및 제2 임펠러(50)가 각각 결합되고, 상기 구동모터(20)의 양측과 각 임펠러(40,50) 사이에는 베어링부가 구비되어 구동축(30)의 반경방향 및 축방향 하중을 지지하도록 구성된다.As shown in this, in the two-stage compression type turbocompressor equipped with the gas bearing according to the present invention, the first compression chamber 11 and the second compression chamber 12 are formed inside both sides of the sealed container 10, A motor chamber 13 in which the drive motor 20 is mounted is formed therebetween, and both ends of the drive shaft 30 integrated with the drive motor 20 are rotated in each of the compression chambers 11 and 12 described above. The first impeller 40 and the second impeller 50 for sucking and compressing gas are coupled to each other, and bearing portions are provided between both sides of the driving motor 20 and the impellers 40 and 50 to provide a driving shaft 30. It is configured to support radial and axial loads of.

상기 베어링부는 모터의 양측에 환상의 베어링부재(110)가 각각 고정되어 그 내주면이 구동축(30)의 외주면과 함께 반경방향 하중을 지지하는 레이디얼 베어링면을 형성하고, 상기 각 베어링부재(110)의 내측면은 구동축(30)에 일체로 결합된 스러스트용 베어링부시(31)의 외측면과 함께 축방향 하중을 지지하는 스러스트 베어링면을 형성하여 이루어 진다.The bearing portion has a radial bearing surface 110 is fixed to each side of the motor, respectively, its inner circumferential surface to support a radial load along with the outer circumferential surface of the drive shaft 30, the respective bearing members 110 The inner side surface of the thrust bearing bush 31 is integrally coupled to the drive shaft 30 is formed by forming a thrust bearing surface for supporting the axial load.

여기서, 상기 레이디얼 베어링면은 베어링부재(110)의 부사 삽입홈(111)에 완충용 베어링부시(120)가 삽입되어 이루어지는데, 상기 베어링부재(110)의 내주면과 완충용 베어링부시(120)의 외주면 사이에는 임펠러(40,50))에 의해 원심 압축되면서 뿌려지는 고압의 압축가스 일부가 레이디얼 베어링면(미부호)을 이루는 구동축(30)의 외주면으로 유입되도록 하는 완충용 가스유로(미부호)가 형성된다.Here, the radial bearing surface is a buffer bearing bush 120 is inserted into the adverb insertion groove 111 of the bearing member 110, the inner circumferential surface of the bearing member 110 and the buffer bearing bush 120 Between the outer circumferential surface of the impingement (40, 50) is a buffered gas flow path to be introduced into the outer circumferential surface of the drive shaft (30) forming a radial bearing surface (unsigned), while a portion of the high-pressure compressed gas sprinkled by the impeller (40, 50) Symbol) is formed.

상기 완충용 가스유로는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 세라믹재질의 다공성 철망(130)이 개재되어 가스의 유입을 제한하도록 하여 이루어지거나, 또는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 완충용 베어링부시(200)의 외표면에 다수개의 가스유입용 그루브(210)가 형성되어 이루어지거나, 또는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 완충용 베어링부시(300)의 외주면에 가스유입용 그루브(310)를 형성하고 그 가스유입용 그루브에서 내주면까지 연통되는 가스통공(320)을 형성하여 이루어진다.The buffer gas flow path is formed by restricting the inflow of gas by interposing a porous wire mesh 130 of ceramic material as shown in FIGS. 4A and 4B, or the buffer as shown in FIGS. 5A and 5B. A plurality of gas inlet grooves 210 are formed on an outer surface of the bearing bush 200, or as shown in FIGS. 6A and 6B, gas inflows on an outer circumferential surface of the buffer bearing bush 300. The groove 310 is formed and a gas through hole 320 is formed which communicates from the gas inlet groove to the inner circumferential surface thereof.

한편, 상기 스러스트 베어링면은 베어링부재(110)의 내측면과 그 베어링부재(110)의 내측면에 대향되게 구동축(30)의 외주면에 압입되는 스러스트용 베어링부시(31)의 외측면으로 이루어 진다.On the other hand, the thrust bearing surface is made of the outer surface of the bearing bushing 31 for the thrust is pressed into the outer peripheral surface of the drive shaft 30 to face the inner surface of the bearing member 110 and the inner surface of the bearing member 110. .

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 10a는 흡입구이고, 10b는 토출구이며, 11a,12a는 제1,제2 디퓨져이고, 11b,12b는 제1,제2 볼류트이며, 11c,12c는 슈라우드이고, 21은 고정자이며, 22는 회전자이고, 121 및 131 및 220 및 330은 구동축 관통공이다.In the figure, reference numeral 10a denotes an inlet port, 10b denotes a discharge port, 11a and 12a denote first and second diffusers, 11b and 12b denote first and second volutes, and 11c and 12c denote shrouds. A stator, 22 is a rotor, 121 and 131 and 220 and 330 are drive shaft through holes.

상기와 같은 본 발명에 의한 가스베어링 구조가 구비된 터보 압축기는 다음과 같이 동작된다.The turbo compressor equipped with a gas bearing structure according to the present invention as described above is operated as follows.

즉, 상기 밀폐용기(10)의 제1 압축실(11)로 흡입된 냉매가스는 제1 임펠러(40)에 의해 1단 원심 압축되고, 이 1단 압축된 가압축가스는 제2 압축실(12)로 유도되어 제2 임펠러(50)에 의해 2단 원심 압축되면서 토출되는데, 이 원심 압축되면서 토출되는 고압의 압축가스 중에서 그 일부가 베어링부재(110)와 완충용 베어링부시(120,200,300)로 이루어지는 완충용 가스유로(미부호)(210)(310,320)를 통해 구동축(30)의 외주면과 완충용 베어링부시(120,200,300)의 내주면 사이의 레이디얼 베어링면으로 유입되어 반경방향 하중을 지지하게 된다.That is, the refrigerant gas sucked into the first compression chamber 11 of the hermetic container 10 is centrifugally compressed in one stage by the first impeller 40, and the pressure gas compressed in the first stage is compressed in the second compression chamber 12. 2) is discharged while being centrifugally compressed by the second impeller 50, and a part of the high pressure compressed gas discharged during the centrifugal compression is composed of the bearing member 110 and the buffer bearing bushes 120, 200 and 300. The gas flow path (unsigned) 210 (310, 320) is introduced into the radial bearing surface between the outer peripheral surface of the drive shaft 30 and the inner peripheral surface of the buffer bearing bushes (120, 200, 300) to support the radial load.

이렇게, 상기 레이디얼 베어링면으로 유입되는 압축가스는 각 임펠러(40,50)에서 원심 압축된 고압의 압축가스이므로, 압축기가 외부로부터 충격을 받아 흔들리게 되더라도 그 압축기의 구동축(30)이 상기한 레이디얼 베어링면에 채워진 고압의 압축가스에 의해 견고하게 지지되어 구동축(30)은 요동되지 않게 되며, 그 레이디얼 베어링면으로부터 스러스트 베어링면으로 유입되는 고압가스는 구동축(30)의 축방향 하중을 지지하게 되는 것이다.In this way, the compressed gas flowing into the radial bearing surface is a high-pressure compressed gas centrifugally compressed by each impeller 40 and 50, so that the drive shaft 30 of the compressor is shaken even when the compressor is shaken by an external shock. The driving shaft 30 is firmly supported by the high pressure compressed gas filled in the radial bearing surface so that the driving shaft 30 does not oscillate, and the high pressure gas flowing into the thrust bearing surface from the radial bearing surface receives the axial load of the driving shaft 30. Will be supported.

이때, 상기 완충용 가스유로(미부호)(210)(310,320)에 다공성의 철망(130)이 개재되는 경우에는 베어링부재(110)와 완충용 베어링부시(120)의 조립공차에 대한 여유공차가 상당하여 베어링부재(110)와 베어링부시(120)의 제작 및 조립이 용이하게 되는 한편, 상기 완충용 베어링부시(200)의 외표면에 가스유입용 그루브(210)를 형성하는 경우에는 상기한 조립공차가 적어 제작 및 조립은 상대적으로 난해하나 다공성의 철망(130)과 같은 별도의 부재를 부가하지 않고도 압축가스의 누설량이 최소한으로 유지하면서도 구동축의 안정성을 기할 수 있다.At this time, when the porous wire mesh 130 is interposed in the buffer gas flow path (unsigned) 210, 310, and 320, the clearance for the assembly tolerance of the bearing member 110 and the buffer bearing bush 120 is increased. Since the bearing member 110 and the bearing bush 120 can be easily manufactured and assembled, the gas inlet groove 210 is formed on the outer surface of the shock absorbing bearing bush 200. Manufacturing and assembly is relatively difficult due to the small tolerance, but it is possible to ensure the stability of the drive shaft while maintaining a minimum amount of leakage of compressed gas without adding a separate member such as a porous wire mesh 130.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 터보 압축기의 가스베어링 구조는 구동축의 양단에 일체로 결합된 임펠러에 의해 원심 압축되는 고압의 압축가스 일부가 상기 구동축을 지지하는 베어링부재의 내부로 유입되어 그 압축가스의 압력으로 구동축의 요동을 저지하도록 상기 베어링부재에 완충용 가스유로를 두고 레이디얼 베어링부시를 삽입시켜 구성함으로써, 상기 압축기가 외부로부터 충격을 받아 흔들리더라도 구동축이 안정적으로 지지되어 임펠러나 베어링부재와 같은 여타의 부품들이 부딪히면서 파손되는 것을 방지하여 압축기의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, in the gas bearing structure of the turbocompressor according to the present invention, a part of the high-pressure compressed gas centrifugally compressed by an impeller integrally coupled to both ends of the drive shaft is introduced into the bearing member supporting the drive shaft and compressed. By inserting a radial bearing bush with a buffer gas passage in the bearing member to prevent the drive shaft from swinging under the pressure of the gas, the drive shaft is stably supported even if the compressor is shaken by an impact from the outside to impeller or bearing. There is an effect of improving the reliability of the compressor by preventing other parts such as members from being broken while being bumped.

Claims (4)

양쪽에 압축실이 연통 형성되고 그 사이에 구동모터가 장착되는 모터실이 형성되는 밀폐용기와, 상기 구동모터의 가동자에 결합되어 구동력을 전달하는 구동축과, 그 구동축의 양단에 장착되어 유체를 원심 압축시키도록 각 압축실에 구비되는 임펠러와, 상기 밀폐용기의 내부에 장착되어 구동축의 반경방향 및 축방향 하중을 지지하는 베어링부재와, 상기 임펠러에 의해 원심 압축된 고압의 압축가스로 구동축의 요동을 지지하도록 상기한 압축가스 일부가 유입되는 완충용 가스유로를 구비하여 구동축의 외주면과 베어링부재의 내주면 사이에 삽입되는 레이디얼용 베어링부시를 포함한 터보 압축기의 가스베어링 구조.Compression chambers are formed in communication with both sides, and a sealed container in which a motor chamber in which a driving motor is mounted is formed, a driving shaft coupled to a mover of the driving motor to transmit driving force, and mounted at both ends of the driving shaft to provide fluid. An impeller provided in each compression chamber for centrifugal compression, a bearing member mounted inside the sealed container to support radial and axial loads of the drive shaft, and a high pressure compressed gas centrifugally compressed by the impeller A gas bearing structure of a turbocompressor including a radial bearing bush inserted between the outer circumferential surface of the drive shaft and the inner circumferential surface of the bearing member, the buffer gas passage in which a portion of the compressed gas flows to support swinging. 제1항에 있어서, 상기 완충용 가스유로에는 다공성부재가 개재되어 가스의 유입을 제한하도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 가스베어링 구조.2. The gas bearing structure of a turbo compressor according to claim 1, wherein the buffer gas flow passage is provided with a porous member so as to restrict the inflow of gas. 제1항에 있어서, 상기 완충용 가스유로는 레이디얼용 베어링부시의 외표면에 다수개의 가스유입용 그루브가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 가스베어링 구조.2. The gas bearing structure of a turbocompressor according to claim 1, wherein the buffer gas flow passage is formed with a plurality of gas inflow grooves on an outer surface of the radial bearing bush. 제1항에 있어서, 완충용 가스유로는 레이디얼용 베어링부시의 내부에 그 외주면에서 내주면까지 연통되는 가스통공을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 가스베어링 구조.The gas bearing structure of a turbocompressor according to claim 1, wherein the buffer gas flow passage forms a gas through hole communicating from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the radial bearing bush.
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