KR20010001167A

KR20010001167A - 터보 압축기의 베어링 구조

Info

Publication number: KR20010001167A
Application number: KR1019990020217A
Authority: KR
Inventors: 박진성
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2001-01-05

Abstract

본 발명은 터보 압축기 베어링 구조에 관한 것으로, 본 발명은 구동축이 삽입되는 축삽입구멍을 형성하고 그 축삽입구멍의 내주면에 복수개의 고정홈을 구비한 베어링 하우징과, 소정의 면적을 갖는 복수개의 고정박판으로 구성되며 그 고정박판들이 축삽입구멍의 내주면을 따라 위치하도록 각 고정박판의 양단을 상기 고정홈에 각각 삽입 고정하여 그 고정된 고정박판의 외면이 내부에 삽입되는 구동축을 지지하는 지지수단을 포함하여 구성하여 고속으로 회전하는 구동축을 안정적으로 지지할 뿐만 아니라 구동축을 지지하는 구성 부품수를 감소시키고 아울러 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

터보 압축기의 베어링 구조{BEARING FOR TURBO COMPRESSOR}

본 발명은 터보 압축기의 베어링 구조에 관한 것으로, 특히 고속으로 회전하는 구동축의 지지 특성을 높일 뿐만 아니라 구동축을 지지하는 구조를 간단하게 함과 아울러 부품수를 감소시킬 수 있도록 한 터보 압축기의 베어링 구조에 관한 것이다.

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 일예로 터보 압축기는 동력발생부에서 발생되는 운동에너지를 정압으로 변환시키면서 가스를 고압 상태로 토출시키게 된다.

도 1은 상기 터보 압축기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 터보 압축기는 소정 형상을 갖는 케이스(10)에 동력을 발생시키는 동력발생실(M)이 형성되고 상기 동력발생실(M)의 양측에 제1,2 압축실(P1)(P2)이 형성되어 있다. 그리고 상기 동력발생실(M)에 회전력을 발생시키는 동력발생수단(20)이 장착되며, 상기 제1,2 압축실(P1)(P2)에 동력발생수단(20)과 연결된 구동축(30)의 양단에 각각 결합되어 회전하면서 가스를 흡입하여 압축하는 제1,2 임펠러(31)(32)가 각각 장착되어 있다.

그리고 상기 제1 압축실(P1)의 일측에 가스가 제1 압축실(P1)로 유입되도록 안내하는 가스유입유로(F1)가 형성되고 상기 제1 압축실(P1)과 제2 압축실(P2)사이에 제1 압축실(P1)에서 1단 압축된 가스를 제2 압축실(P2)로 유입되도록 안내하는 연통유로(F2)가 형성되며 상기 제2 압축실(P2)에서 2단 압축된 가스가 외부로 토출되는 가스토출유로(미도시)가 형성되어 있다.

그리고 상기 구동축(30)의 양측에 구동축(30)을 반경방향으로 지지하는 반경방향 지지수단(Journal bearing)(J)이 각각 설치됨과 아울러 구동축(30)을 축방향으로 지지하는 축방향 지지수단(Thrust bearing)(T)이 구동축(30)을 지지하도록 결합되어 있다.

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 회전하면서 흡입력을 발생시키게 되고 그 임펠러(31)(32)의 흡입력에 의해 가스가 가스유입유로(F1)를 통해 제1 압축실(P1)로 흡입되어 1단 압축되고 그 1단 압축된 가스는 연통유로를 통해 제2 압축실(P2)로 유입되어 제2 압축실(P2)에서 2단 압축되면서 가스토출유로를 통해 토출된다.

그리고 제1 압축실(P1)과 제2 압축실(P2)과의 압력차에 의해 구동축(30)에 작용하는 축방향의 힘은 축방향 지지수단(T)에 의해 지지되며, 구동축(30)에 작용하는 반경방향의 힘은 반경방향 지지수단(J)에 의해 지지된다.

한편, 상기 구동축(30)을 지지하는 지지수단인 베어링의 일예로, 도 2에 도시한 바와 같이, 종래 베어링 구조는 일정 내경을 갖는 원통형의 베어링 하우징(50) 내부에 소정의 면적을 갖는 유연성 있는 3개의 박판(60)이 삼각 형태로 연결되어 있고 상기 박판(60)은 베어링 하우징(50)의 일측에 결합되는 복수개의 지지대(70)에 의해 연결 지지되어 있다. 그리고 상기 박판(60)의 내부에 구동축(30)이 삽입되어 구동축(30)이 3개의 박판(60)에 접면되면서 지지되며 상기 베어링 하우징(50)에 복수개의 조절나사(71)가 결합되어 그 조절나사(71)를 조절함에 의해 지지대(70)와 연결되는 박판(60)의 텐션(tension)을 조절하게 된다.

상기 지지대(70)는 일정 폭과 길이를 가지며 그 양단이 절곡 형성되고, 그 절곡된 부분이 베어링 하우징(50)의 내측에 연장 형성된 지지부(51)에 회전 가능하도록 결합되어 있다. 상기 지지대(70)는 소정의 길이를 갖는 힌지축(80)에 의해 지지부(51)에 힌지 결합되고 그 힌지축(80)의 측부에 평행 상태로 텐션축(81)이 결합되어 있다. 상기 구동축(30)을 지지하는 3개의 박판(60)이 결합되는 구조는 먼저 한 개의 박판(60) 단부가 힌지축(80)에 감싸여 고정되고 이어 다른 박판(60) 단부가 텐션축(81)에 감싸여 고정됨과 아울러 힌지축(80)에 감싸여진 박판(60)에 접면되면서 상호 밀착 고정되어 있다. 상기 지지대(70)의 측부에 위치하도록 베어링 하우징(50)에 조절나사(51)가 체결되며 그 조절나사(51)의 단부는 지지대(70)의 일측에 접촉되어 있다.

상기한 바와 같은 베어링 구조는 구동축(30)이 고속으로 회전하게 되면 박판(60)의 표면과 구동축(30)의 표면사이에 작동가스 또는 공기에 의한 경계층이 형성되면서 구동축(30)을 지지하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 베어링 구조는 고속으로 회전하는 구동축(30)을 지지하는 구성 부품이 과다할 뿐만 아니라 구조가 복잡한 단점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 고속으로 회전하는 구동축의 지지 특성을 높일 뿐만 아니라 구동축을 지지하는 구조를 간단하게 함과 아울러 부품수를 감소시킬 수 있도록 한 터보 압축기의 베어링 구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 터보 압축기의 일예를 도시한 단면도,

도 2는 종래 베어링 구조의 일예를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 터보 압축기 베어링 구조를 도시한 정단면도,

도 4는 본 발명의 터보 압축기 베어링 구조의 다른 실시예를 도시한 정단면도,

도 5,6은 본 발명의 터보 압축기 베어링 구조를 구성하는 안내부재의 고정구조에 대한 실시예를 각각 도시한 정면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

30 ; 구동축 100 ; 베어링 하우징

101 ; 축삽입구멍 102 ; 고정홈

110 ; 지지수단 111 ; 고정박판

120 ; 보조박판

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 구동축이 삽입되는 축삽입구멍을 형성하고 그 축삽입구멍의 내주면에 복수개의 고정홈을 구비한 베어링 하우징과, 소정의 면적을 갖는 복수개의 고정박판으로 구성되며 그 고정박판들이 축삽입구멍의 내주면을 따라 위치하도록 각 고정박판의 양단을 상기 고정홈에 각각 삽입 고정하여 그 고정된 고정박판의 외면이 내부에 삽입되는 구동축을 지지하는 지지수단을 포함한 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 베어링 구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 터보 압축기 베어링 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 터보 압축기의 베어링 구조의 일실시예를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 베어링 하우징(100)은 내부에 구동축(30)이 삽입되는 원통체로 형성되며 그 원통체의 축삽입구멍(101)의 내주면에 복수개의 고정홈(102)이 형성되어 이루어진다. 상기 고정홈(102)은 한쌍의 홈이 등간격을 이루도록 축삽입구멍(101)의 내주면을 따라 복수개 형성된다.

상기 지지수단(110)은 복수개의 고정박판(111)으로 구성되며, 상기 고정박판(111)은 사각 형태로 형성됨이 바람직하고 그 고정박판(111)은 유성성을 지닌 재질로 형성된다. 그리고 상기 지지수단(110)을 구성하는 복수개의 고정박판(111)은 동일 길이로 형성됨이 바람직하다. 상기 지지수단(110)을 구성하는 복수개의 각 고정박판(111)은 그 양단이 한쌍의 고정홈(102)에 각각 삽입되며 그 양단이 고정홈(102)에 삽입된 고정박판(111)은 내측 방향으로 굴곡된 형태로 결합된다. 상기 축삽입구멍(101)의 내주면에 각각 삽입된 복수개의 고정박판(111)에 의해 형성된 그 내부에 구동축(30)이 삽입된다. 즉, 상기 구동축(30)은 지지수단(110)을 구성하는 복수개의 굴곡된 고정박판(111) 외면에 접촉 지지된 상태로 삽입된다. 상기 구동축(30)을 지지하는 고정박판(111)의 텐션은 지지수단(110)을 구성하는 각 고정박판(111)의 길이를 조절함에 의해 이루어지며 고정박판(111)에 작용하는 지지력은 베어링 하우징(100)의 고정홈(102)에 작용하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 베어링 구조는 케이스(10)내에 장착되며 동력전달수단(20)과 연결된 구동축(30)이 베어링 하우징(100)에 결합된 지지수단(110)의 텐션에 의해 지지된다. 이와 같은 상태에서, 상기 동력발생수단(20)에서 동력이 발생되면 그 구동력을 전달받아 구동축(30)이 고속으로 회전하게 된다. 상기 구동축(30)의 회전에 의해 구동축(30)의 양단에 각각 결합된 임펠러(31)(32)가 압축실(P)에서 각각 회전하게 되며 임펠러(60)가 압축실(P)에서 회전함에 의해 가스가 흡입되어 압축실(P)을 연이어 통하면서 2단 압축되어 고압의 상태로 토출된다.

그리고 고속으로 회전하는 구동축(30)은 지지수단(110)을 구성하는 복수개의 고정박판(111) 외면과 구동축(30)의 외주면사이에 작동가스 또는 공기에 의한 경계층이 형성되면서 그 작동가스 또는 공기에 의해 지지된다. 또한 구동축(30)이 지지수단(110)을 구성하는 복수개의 고정박판(111)에 각각 접촉된 상태에서 지지되므로 구동축(30)을 접촉 지지하는 부분이 많아 초기 기동시 안정적으로 구동축(30)을 지지하게 된다.

그리고 본 발명은 복수개의 고정박판(111)을 고정홈(102)에 삽입함에 의해 구동축(30)을 지지하게 되므로 구동축(30)을 지지하는 구조가 간단할 뿐만 아니라 구성 부품이 감소하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 베어링 하우징(100)의 고정홈(102)에 삽입된 고정박판(111)의 외면과 그와 접촉되는 구동축(30)의 외주면사이에 소정의 면적을 갖는 보조박판(120)이 삽입되어 구성된다. 상기 보조박판(120)은 그 양측에 위치하는 안내부재(130)에 의해 지지되며 그 안내부재는 소정의 길이를 갖도록 형성된다. 그리고 상기 안내부재가 고정되는 구조는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 베어링 하우징(100)의 양단에 절곡 연장된 연장부(103)가 형성되고 그 연장부(103)에 결합구멍(104)이 형성되며 그 결합구멍(104)에 안내부재(130)의 양단이 각각 결합 고정된다. 그리고 상기 안내부재(130)를 고정하는 다른 실시예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 베어링 하우징(100)의 양단에 캡(140)을 각각 삽입하고 그 캡(140)에 결합구멍(141)을 형성한다. 그리고 상기 캡의 결합구멍(141)에 안내부재(130)를 각각 고정 결합하게 된다.

이와 같이, 상기 구동축(30)과 고정박판(111)사이에 보조박판(120)을 삽입하게 되면 구동축(30)과 접촉되는 접촉면적을 넓히게 되어 구동축(30)을 보다 안정적으로 지지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 터보 압축기 베어링 구조는 고속으로 회전하는 구동축을 안정적으로 지지할 뿐만 아니라 구동축을 지지하는 구성 부품수가 감소되고 아울러 구조가 간단하게 되어 조립 생산성을 높일 뿐만 아니라 제작원가를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

구동축이 삽입되는 축삽입구멍을 형성하고 그 축삽입구멍의 내주면에 복수개의 고정홈을 구비한 베어링 하우징과, 소정의 면적을 갖는 복수개의 고정박판으로 구성되며 그 고정박판들이 축삽입구멍의 내주면을 따라 위치하도록 각 고정박판의 양단을 상기 고정홈에 각각 삽입 고정하여 그 고정된 고정박판의 외면이 내부에 삽입되는 구동축을 지지하는 지지수단을 포함한 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 베어링 구조.
제1항에 있어서, 상기 베어링 하우징의 고정홈에 삽입된 고정박판의 외면과 그와 접촉되는 구동축의 외주면사이에 소정의 면적을 갖는 보조박판이 삽입된 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 베어링 구조.