KR20030029231A - Structure for cooling bearing in turbo compressor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A cooling structure for a shaft bearing of a turbo compressor is provided to expand the life span of parts and to reduce frictional loss by radiating heat generated from the shaft bearing. CONSTITUTION: A turbo compressor has a casing formed at an inner portion thereof with a predetermined cavity. First and second shaft supporting members are coupled to both sides of the casing. A driving motor is installed in a motor chamber. Bearing housings(22,32) are formed at side portions of the first and second shaft supporting members, respectively. Shaft insertion holes(23,33) are formed at the center portions of the bearing housings(22,32). A driving shaft(50) is inserted into the shaft insertion holes(23,33) together with the first and second shaft supporting members. A foil bearing is provided to radially support the driving shaft(50).

Description

터보 압축기의 축 베어링 방열구조{STRUCTURE FOR COOLING BEARING IN TURBO COMPRESSOR}Axial bearing heat dissipation structure of turbo compressor {STRUCTURE FOR COOLING BEARING IN TURBO COMPRESSOR}

본 발명은 터보 압축기의 축 베어링 방열구조에 관한 것으로, 특히 구동축을 지지하는 베어링측에 발생되는 열을 원활하게 방열시킬 수 있도록 한 터보 압축기의 축 베어링 방열구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft bearing heat dissipation structure of a turbo compressor, and more particularly to a shaft bearing heat dissipation structure of a turbo compressor in order to smoothly dissipate heat generated on a bearing side supporting a drive shaft.

도 1은 상기 터보 압축기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 터보 압축기는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 양측에 각각 복개 결합되는 그 케이싱(10)과 함께 모터실(M)을 형성하는 제1 축 지지부재(20) 및 제2 축 지지부재(30)와, 상기 케이싱(10)의 내부 공간, 즉 모터실(M)에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터(40)와, 그 구동모터(40)에 결합됨과 아울러 상기 제1,2 축 지지부재(20)(30)에 관통 삽입되는 구동축(50)과, 상기 제1 축 지지부재(20) 외측에 고정 결합되어 그 제1 축 지지부재(20)와 함께 그 내부에 제1 압축실(A)을 형성하는 제1 압축실 커버(60)와, 상기 제2 축 지지부재(30) 외측에 고정 결합되어 그 제2 축 지지부재(30)와 함께 제2 압축실(B)을 형성하는 제2 압축실 커버(70)와, 상기 제1 압축실(A)에 회전 가능하게 위치하여 상기 구동축(50)의 일측단과 결합되는 제1 임펠러(80)와, 상기 제2 압축실(B)에 회전 가능하게 위치하여 상기 구동축(50)의 타측단과 결합되는 제2 임펠러(90)와, 상기 제1,2 축 지지부재(20)(30)에 각각 장착되어 상기 구동축(50)을 반경 방향으로 지지하는 레이디얼 베어링(R)과, 상기 제1 축 지지부재(20) 측에장착되어 그 제1 축 지지부재(20)와 함께 베어링 챔버(C)를 형성함과 아울러 상기 제1 압축실(A)과 모터실(M)사이를 실링하는 실링부재(100)와, 상기 베어링 챔버(C)에 위치하도록 장착되어 제1,2 압축실(A)(B)의 압력 차에 의해 상기 구동축(50)에 작용하는 축방향 힘을 지지하는 스러스트 베어링(T)을 포함하여 구성된다.1 illustrates an example of the turbo compressor. As shown in FIG. 1, the turbo compressor includes a casing 10 formed to have a predetermined internal space and a casing which is coupled to both sides of the casing 10, respectively. The first shaft support member 20 and the second shaft support member 30 forming the motor chamber M together with the 10, and the inner space of the casing 10, that is, the motor chamber M are mounted. A drive motor 40 generating a rotational force, a drive shaft 50 coupled to the drive motor 40 and inserted through the first and second shaft support members 20 and 30 and the first shaft support; A first compression chamber cover 60 fixedly coupled to the outside of the member 20 to form a first compression chamber A therein together with the first shaft support member 20, and the second shaft support member ( 30) a second compression chamber cover 70 which is fixedly coupled to the outside to form a second compression chamber B together with the second shaft support member 30, and rotates in the first compression chamber A; A first impeller 80 positioned to be coupled to one side end of the drive shaft 50 and a second impeller rotatably positioned to the second compression chamber B and coupled to the other end of the drive shaft 50 ( 90 and a radial bearing R mounted on the first and second shaft support members 20 and 30, respectively, to support the drive shaft 50 in the radial direction, and the first shaft support member 20. A sealing member (100) mounted on the side to form a bearing chamber (C) together with the first shaft support member (20) and sealing between the first compression chamber (A) and the motor chamber (M), A thrust bearing T mounted to be located in the bearing chamber C to support an axial force acting on the drive shaft 50 by a pressure difference between the first and second compression chambers A and B; It is composed.

그리고 상기 케이싱(10)의 일측에 냉동사이클을 구성하는 증발기를 거친 냉매 가스가 유입되는 흡입구(11)가 형성되고 상기 케이싱(10)의 타측에 그 케이싱(10)으로 유입된 냉매 가스가 상기 제1 압축실(A)로 유입되도록 상기 제1 압축실(A)과 연결되는 제1 유로(미도시)가 구비된다. 그리고 상기 제1 압축실(A)에서 1단 압축된 냉매 가스가 상기 제2 압축실(B)로 유입되도록 상기 제1 압축실(A)과 제2 압축실(B)을 연결하는 제2 유로(미도시)가 구비되고 상기 제2 압축실(B)의 일측에 그 제2 압축실(B)에서 2단 압축된 냉매 가스가 토출되는 토출구(미도시)가 구비된다.In addition, a suction port 11 through which the refrigerant gas passing through the evaporator constituting the refrigerating cycle is formed on one side of the casing 10, and the refrigerant gas introduced into the casing 10 on the other side of the casing 10 is formed in the first case. A first flow path (not shown) connected to the first compression chamber A is provided to enter the first compression chamber A. And a second flow path connecting the first compression chamber A and the second compression chamber B so that the refrigerant gas compressed in the first stage in the first compression chamber A flows into the second compression chamber B. (Not shown), a discharge port (not shown) is provided at one side of the second compression chamber (B) for discharging the refrigerant gas compressed in two stages from the second compression chamber (B).

상기 제1,2 축 지지부재(20)(30)는 소정의 두께와 면적을 갖는 복개면부(21)(31)의 일측에 상기 모터실(M)측으로 연장 돌출된 하우징부(22)(32)가 형성되고 그 하우징부(22)(32)의 가운데에 관통 형성되어 축이 삽입되는 축 삽입구멍(23)(33)이 구비되어 이루어진다. 그리고 상기 제1,2 축 지지부재의 축 삽입구멍(23)(33)에 삽입되는 구동축(50)을 반경방향으로 지지하는 레이디얼 베어링(R)이 구비되며 상기 레이디얼 베어링(R)은 고속 회전에 적합한 포일 베어링이 구비된다.The first and second shaft support members 20 and 30 may include housing parts 22 and 32 protruding toward the motor chamber M on one side of the cover surface parts 21 and 31 having a predetermined thickness and area. ) Is formed, and through the center of the housing portions 22 and 32, shaft insertion holes 23 and 33 are formed. In addition, a radial bearing (R) for radially supporting the drive shaft (50) inserted into the shaft insertion holes (23) and (33) of the first and second shaft support members is provided, and the radial bearing (R) has a high speed. Foil bearings suitable for rotation are provided.

상기 포일 베어링은, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2 축지지부재(20)(30)의 축 삽입구멍(23)(33) 내주면에 일정 폭과 깊이를 갖도록 길이 방향으로 형성된 다수개의 장착홈(24)(34)이 형성되고 그 다수개의 장착홈(24)(34)에 소정의 형상을 갖는 포일(110)이 각각 삽입 고정된다. 상기 포일(110)은 소정의 곡면을 갖도록 형성되어 상기 구동축(50)측에 위치하는 지지면부(111)와 그 지지면부(111)에 연장 절곡되어 상기 장착홈(24)(34)에 삽입되는 고정부(112)가 구비되어 이루어진다. 상기 포일(110)은 표면에 마모를 줄이기 위해 코팅 처리된다.2, the foil bearing is formed in the longitudinal direction to have a predetermined width and depth in the inner peripheral surface of the shaft insertion holes 23 and 33 of the first and second shaft support members 20 and 30, as shown in FIG. Two mounting grooves 24 and 34 are formed, and the foils 110 having predetermined shapes are inserted into and fixed to the plurality of mounting grooves 24 and 34, respectively. The foil 110 is formed to have a predetermined curved surface and is bent to the support surface portion 111 and its support surface portion 111 positioned on the drive shaft 50 side and inserted into the mounting grooves 24 and 34. The fixing part 112 is provided. The foil 110 is coated to reduce wear on the surface.

미설명 부호 120은 제2 압축실(B)과 모터실(M)사이를 실링하는 실링부재이고, 120은 디퓨져이다.Reference numeral 120 is a sealing member for sealing between the second compression chamber (B) and the motor chamber (M), 120 is a diffuser.

상기한 바와 같은 터보 압축기의 작용은 다음과 같다.The operation of the turbo compressor as described above is as follows.

먼저, 전원이 인가되어 상기 구동모터(40)가 작동하게 되면 그 구동모터(40)의 회전력이 상기 구동축(50)을 통해 상기 제1,2 임펠러(80)(90)에 전달되어 제1,2 임펠러(80)(90)가 제1,2 압축실(A)(B)에서 각각 회전하게 된다.First, when power is applied and the driving motor 40 is operated, the rotational force of the driving motor 40 is transmitted to the first and second impellers 80 and 90 through the driving shaft 50. The two impellers 80 and 90 rotate in the first and second compression chambers A and B, respectively.

상기 제1,2 임펠러(80)(90)가 회전하게 되면 증발기를 거친 냉매 가스가 상기 케이싱(10)의 흡입구(11)를 통해 그 케이싱(10)의 모터실(M)로 흡입되고 그 모터실(M)로 흡입된 냉매 가스는 그 모터실(M)을 유동하면서 그 모터실(M)에 위치하는 구동모터(40)를 냉각시킨 다음 제1 유로를 통해 제1 압축실(A)로 유입된다. 상기 제1 압축실(A)로 유입된 냉매 가스는 상기 제1 임펠러(80)의 운동에너지를 전달받아 정압으로 변환되면서 그 제1 압축실(A)에서 1단 압축된 다음 상기 제2 유로를 통해 제2 압축실(B)로 유입되며 그 제2 압축실(B)로 유입된 냉매 가스는 상기 제2 임펠러(90)의 운동에너지를 전달받아 정압으로 변환되면서 그 제2 압축실(B)에서 2단 압축되어 토출구를 통해 토출된다.When the first and second impellers 80 and 90 rotate, the refrigerant gas passing through the evaporator is sucked into the motor chamber M of the casing 10 through the inlet 11 of the casing 10 and the motor The refrigerant gas sucked into the chamber M cools the driving motor 40 located in the motor chamber M while flowing the motor chamber M, and then passes through the first flow path to the first compression chamber A. Inflow. The refrigerant gas introduced into the first compression chamber (A) is converted into a constant pressure by receiving the kinetic energy of the first impeller (80) and is compressed in the first compression chamber (A) by one stage, and then the second flow path is opened. The refrigerant gas introduced into the second compression chamber (B) through the second compression chamber (B) is converted into a constant pressure by receiving the kinetic energy of the second impeller (90) and the second compression chamber (B). Two stages are compressed in the discharge through the discharge port.

상기 과정에서 제1 압축실(A)의 압력이 제2 압축실(B)과 모터실(M)보다 작게 되므로 구동축(50)에 축방향 힘이 작용하게 되며 이와 같은 축방향 힘은 상기 스러스트 베어링(T)에 의해 지지되고, 상기 구동축(50)의 자중 및 결합부품의 하중에 의해 반경방향으로 작용하는 힘은 레이디얼 베어링(R), 즉 포일 베어링에 의해 지지된다.In this process, since the pressure of the first compression chamber (A) is smaller than the second compression chamber (B) and the motor chamber (M), the axial force acts on the drive shaft (50), and this axial force is the thrust bearing. Supported by (T), the force acting in the radial direction by the weight of the drive shaft 50 and the load of the coupling part is supported by a radial bearing (R), that is, a foil bearing.

한편, 상기 포일 베어링이 구동축(50)을 지지하는 과정을 보다 상세하게 설명하면, 먼저 구동축(50)의 초기 구동시, 즉 저속 구동시 상기 포일(110)의 지지면부(111)에 접촉된 상태로 지지되어 회전되며 점차 속도가 가속되어 고속 회전시 그 구동축(50)과 포일의 지지면부(111)사이에 형성되는 가스 동압에 의한 가스 경계층에 의해 지지된다.Meanwhile, when the foil bearing supports the driving shaft 50 in more detail, first, the driving shaft 50 is in contact with the support surface 111 of the foil 110 during initial driving, that is, at low speed. It is supported by the rotating and gradually accelerated speed is supported by the gas boundary layer due to the gas dynamic pressure formed between the drive shaft 50 and the support surface portion 111 of the foil during high speed rotation.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 저속 회전시 구동축(50)을 지지하는 포일 베어링과 구동축(50)사이에서 발생되는 마찰 열 뿐만 아니라 상기 구동축(50)을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링(T)에서 발생되는 열 및 제1 압축실(A)측에서 발생되는 열 등 주변에서 발생되는 열이 상기 포일 베어링측으로 전달되어 상기 포일 베어링측이 항상 고온 상태로 유지됨으로써 상기 포일 베어링을 구성하는 포일(110)의 코팅막이 손상되어 초기 구동시 마찰 손실을 증가시킬 뿐만 아니라 부품의 수명을 단축시키게 되고 또한 손상된 코팅막이 구동축(50)이 눌러 붙게 되는 문제점이 있었다.However, the conventional structure as described above, in the thrust bearing T for supporting the drive shaft 50 in the axial direction as well as the frictional heat generated between the drive shaft 50 and the foil bearing for supporting the drive shaft 50 at low speed rotation. The generated heat and heat generated from the periphery such as heat generated from the first compression chamber A side are transferred to the foil bearing side, so that the foil bearing side is always kept at a high temperature, thereby forming the foil bearing 110. There is a problem in that the coating film is damaged to increase the friction loss during the initial driving, shorten the life of the parts, and also the damaged coating film is pressed to the drive shaft 50.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 구동축을 지지하는 베어링측에 발생되는 열을 원활하게 방열시킬 수 있도록 한 터보 압축기의 축 베어링 방열구조를 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above-described point is to provide a heat dissipation structure of a axial bearing of a turbocompressor capable of smoothly dissipating heat generated on a bearing side supporting a drive shaft.

도 1은 종래 터보 압축기를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional turbo compressor,

도 2는 상기 터보 압축기를 구성하는 베어링을 단면하여 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a bearing constituting the turbo compressor;

도 3은 본 발명의 터보 압축기 축 베어링 방열구조가 구비된 터보 압축기의 단면도,3 is a cross-sectional view of a turbo compressor equipped with a heat dissipation structure of a turbo compressor shaft bearing of the present invention;

도 4는 본 발명의 터보 압축기 축 베어링 방열구조를 도시한 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a heat radiation structure of the turbo compressor shaft bearing of the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **

10 ; 케이싱 20 ; 제1 축 지지부재10; Casing 20; First shaft support member

22,32 ; 베어링 하우징부 23,33 ; 축 삽입구멍22,32; Bearing housing sections 23,33; Shaft insertion hole

24,34 ; 장착홈 25,35 ; 통공24,34; Mounting groove 25,35; Through

30 ; 제2 축 지지부재 40 ; 구동모터30; Second shaft support member 40; Drive motor

50 ; 구동축 60 ; 제1 압축실 커버50; Drive shaft 60; 1st compression chamber cover

70 ; 제2 압축실 커버 80 ; 제1 임펠러70; Second compression chamber cover 80; First impeller

90 ; 제2 임펠러 110 ; 포일90; Second impeller 110; Foil

A ; 제1 압축실 B ; 제2 압축실A; First compression chamber B; Second compression chamber

M ; 모터실M; Motor room

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 케이싱의 양측에 제1,2 축 지지부재가 각각 결합되어 상기 케이싱과 함께 모터실이 형성되고 그 제1,2 축 지지부재의 양측에 제1,2 압축실 커버가 각각 결합되어 제1,2 압축실이 형성되고 상기 모터실에 장착된 구동모터의 구동력이 구동축을 통해 상기 제1,2 압축실에 위치한 제1,2 임펠러에 전달되어 그 제1,2 임펠러가 회전하면서 상기 모터실로 흡입된 가스가 제1,2 압축실을 순차적으로 거치면서 2단 압축되어 토출되는 터보 압축기에 있어서, 상기 제1,2 축 지지부재에 상기 모터실측으로 연장 돌출된 베어링 하우징부가 각각 구비되고, 그 베어링 하우징부에 관통 형성되어 상기 구동축이 삽입되는 축 삽입구멍의 내주면에 상기 구동축을 지지하는 다수개의 포일이 구비되며, 상기 베어링 하우징부에 상기 모터실로 흡입되는 가스가 그 베어링 하우징부내로 유동하도록 다수개의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 터보 압축기의 축 베어링 방열구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the first and second shaft support members are coupled to both sides of the casing, respectively, to form a motor chamber together with the casing, and the first and second shaft support members to both sides of the first and second shaft support members. 2 Compression chamber covers are combined to form first and second compression chambers, and the driving force of the driving motor mounted on the motor chamber is transmitted to the first and second impellers located in the first and second compression chambers through a drive shaft. In a turbo compressor in which the gas sucked into the motor chamber while the 1,2 impeller is rotated passes through the first and second compression chambers sequentially and is compressed and discharged in two stages, extending to the motor chamber side to the first and second shaft support members. Each of the protruding bearing housings is provided, and a plurality of foils are formed on the inner circumferential surface of the shaft insertion hole through which the driving shaft is inserted to support the driving shaft. The shaft bearing heat dissipation structure of a turbo compressor according to claim, characterized in that a plurality of through holes are formed a gas suction chamber motor group to flow to the portion that the bearing housing is provided.

이하, 본 발명의 터보 압축기 축 베어링 방열구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the turbo compressor shaft bearing heat dissipation structure of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 터보 압축기 축 베어링 방열구조의 일예가 구비된 터보 압축기를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 터보 압축기는 소정의 내부공간을 갖도록 형성된 케이싱(10)의 양측에 제1 축 지지부재(20) 및 제2 축 지지부재(30)가 각각 복개 결합되어 그 케이싱(10)과 함께 모터실(M)이 형성되고 상기 케이싱(10)의 내부 공간, 즉 모터실(M)에 회전력을 발생시키는 구동모터(40)가 장착된다.3 is a view illustrating a turbo compressor equipped with an example of the turbo compressor shaft bearing heat dissipation structure according to the present invention. First, the turbo compressor may have a first internal space on both sides of a casing 10 formed to have a predetermined internal space. The shaft support member 20 and the second shaft support member 30 are respectively coupled to each other to form a motor chamber M together with the casing 10, and the inner space of the casing 10, that is, the motor chamber M. The drive motor 40 for generating a rotational force is mounted on.

상기 제1,2 축 지지부재(20)(30)는 소정의 두께와 면적을 갖는 복개면부(21)(31)의 일측에 상기 모터실(M)측으로 연장 돌출된 베어링 하우징부(22)(32)가 형성되고 그 베어링 하우징부(22)(32)의 가운데에 관통 형성되어 축이 삽입되는 축 삽입구멍(23)(33)이 구비되어 이루어진다. 그리고 상기 제1,2 축 지지부재(20)(30)와 함께 그 축 삽입구멍(23)(33)에 삽입되는 구동축(50)을 반경방향으로 지지하는 포일 베어링이 구비된다.The first and second shaft support members 20 and 30 are bearing housing parts 22 which protrude toward the motor chamber M on one side of the cover surface parts 21 and 31 having a predetermined thickness and area. 32 is formed, and through the center of the bearing housing portions 22 and 32, shaft insertion holes 23 and 33 are formed. A foil bearing for radially supporting the drive shaft 50 inserted into the shaft insertion holes 23 and 33 together with the first and second shaft supporting members 20 and 30 is provided.

상기 포일 베어링은, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1,2 축 지지부재(20)(30)의 축 삽입구멍(23)(33) 내주면에 일정 폭과 깊이를 갖도록 길이 방향으로 형성된 다수개의 장착홈(24)(34)이 형성되고 그 다수개의 장착홈(24)(34)에 소정의 형상을 갖는 포일(110)이 각각 삽입 고정된다. 상기 포일(110)은 소정의 곡면을 갖도록 형성되어 상기 구동축(50)측에 위치하는 지지면부(111)와 그 지지면부(111)에 연장 절곡되어 상기 장착홈(24)(34)에 삽입되는 고정부(112)가 구비되어 이루어진다. 상기 포일(110)은 표면에 마모를 줄이기 위해 코팅 처리된다.As shown in FIG. 4, the foil bearing includes a plurality of foil bearings formed in the longitudinal direction to have a predetermined width and depth in the inner circumferential surfaces of the shaft insertion holes 23 and 33 of the first and second shaft support members 20 and 30. The mounting grooves 24 and 34 are formed, and the foils 110 having a predetermined shape are inserted into and fixed to the plurality of mounting grooves 24 and 34, respectively. The foil 110 is formed to have a predetermined curved surface and is bent to the support surface portion 111 and its support surface portion 111 positioned on the drive shaft 50 side and inserted into the mounting grooves 24 and 34. The fixing part 112 is provided. The foil 110 is coated to reduce wear on the surface.

그리고 상기 제1,2 축 지지부재의 베어링 하우징부(22)(32)에 상기 모터실(M)로 흡입되는 가스가 그 베어링 하우징부(22)(32)내로 유동하도록 다수개의 통공(25)(35)이 형성된다. 상기 통공(25)(35)들은 상기 포일(110)들이 고정되는장착홈(24)(34)과 장착홈(24)(34)사이에 위치하도록 상기 베어링 하우징부(22)(32)에 관통 형성됨이 바람직하다.A plurality of through holes 25 flows gas into the bearing housing portions 22 and 32 of the first and second shaft supporting members into the bearing housing portions 22 and 32. 35 is formed. The through holes 25 and 35 penetrate the bearing housing portions 22 and 32 so as to be positioned between the mounting grooves 24 and 34 to which the foils 110 are fixed and the mounting grooves 24 and 34. Preferably formed.

그리고 상기 제1 축 지지부재(20) 외측에 고정 결합되어 그 제1 축 지지부재(20)와 함께 그 내부에 제1 압축실(A)을 형성하는 제1 압축실 커버(60)와 상기 제2 축 지지부재(30) 외측에 고정 결합되어 그 제2 축 지지부재(30)와 함께 제2 압축실(B)을 형성하는 제2 압축실 커버(70)가 구비된다.And a first compression chamber cover 60 and the first fixing chamber which are fixedly coupled to the outside of the first shaft support member 20 to form a first compression chamber A therein together with the first shaft support member 20. A second compression chamber cover 70 is fixedly coupled to the outer side of the biaxial support member 30 to form a second compression chamber B together with the second shaft support member 30.

상기 구동모터(40)에 구동축(50)이 결합됨과 아울러 그 구동축(50)의 양단부가 상기 제1,2 축 지지부재(20)(30)에 관통 삽입되어 상기 제1,2 압축실(A)(B)에 각각 위치하게 되고 상기 제1,2 압축실(A)(B)에 각각 회전 가능하게 위치하도록 상기 구동축(50)의 양단부에 제1,2 임펠러(80)(90)가 각각 고정 결합된다.The driving shaft 50 is coupled to the driving motor 40, and both ends of the driving shaft 50 are inserted into the first and second shaft supporting members 20 and 30 to penetrate the first and second compression chambers A. The first and second impellers 80 and 90 are respectively positioned at both ends of the driving shaft 50 so as to be respectively positioned at (B) and rotatably positioned at the first and second compression chambers (A) and (B), respectively. Fixedly coupled.

그리고 상기 제1 축 지지부재(20)와 함께 베어링 챔버(C)를 형성하도록 소정의 형상을 갖는 실링부재(100)가 상기 제1 축 지지부재(20)에 결합되고 상기 베어링 챔버(C)내에 상기 구동축(50)을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링(T)이 장착된다.A sealing member 100 having a predetermined shape is formed in the bearing chamber C to form a bearing chamber C together with the first shaft supporting member 20. A thrust bearing T for supporting the drive shaft 50 in the axial direction is mounted.

그리고 상기 케이싱(10)의 일측에 냉동사이클을 구성하는 증발기를 거친 냉매 가스가 유입되는 흡입구(11)가 형성되고 상기 케이싱(10)의 타측에 그 케이싱(10)으로 유입된 냉매 가스가 상기 제1 압축실(A)로 유입되도록 상기 제1 압축실(A)과 연결되는 제1 유로(미도시)가 구비된다. 그리고 상기 제1 압축실(A)에서 1단 압축된 냉매 가스가 상기 제2 압축실(B)로 유입되도록 상기 제1 압축실(A)과 제2 압축실(B)을 연결하는 제2 유로(미도시)가 구비되고 상기 제2 압축실(B)의 일측에 그 제2 압축실(B)에서 2단 압축된 냉매 가스가 토출되는 토출구(미도시)가 구비된다.In addition, a suction port 11 through which the refrigerant gas passing through the evaporator constituting the refrigerating cycle is formed on one side of the casing 10, and the refrigerant gas introduced into the casing 10 on the other side of the casing 10 is formed in the first case. A first flow path (not shown) connected to the first compression chamber A is provided to enter the first compression chamber A. And a second flow path connecting the first compression chamber A and the second compression chamber B so that the refrigerant gas compressed in the first stage in the first compression chamber A flows into the second compression chamber B. (Not shown), a discharge port (not shown) is provided at one side of the second compression chamber (B) for discharging the refrigerant gas compressed in two stages from the second compression chamber (B).

미설명 부호 120은 제2 압축실(B)과 모터실(M)사이를 실링하는 실링부재이고, 130은 디퓨져이다.Reference numeral 120 is a sealing member for sealing between the second compression chamber (B) and the motor chamber (M), 130 is a diffuser.

이하, 본 발명의 터보 압축기의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the turbo compressor of the present invention will be described.

먼저, 전원이 인가되어 상기 구동모터(40)가 작동하게 되면 그 구동모터(40)의 회전력이 상기 구동축(50)을 통해 상기 제1,2 임펠러(80)(90)에 전달되어 제1,2 임펠러(80)(90)가 제1,2 압축실(A)(B)에서 각각 회전하게 된다.First, when power is applied and the driving motor 40 is operated, the rotational force of the driving motor 40 is transmitted to the first and second impellers 80 and 90 through the driving shaft 50. The two impellers 80 and 90 rotate in the first and second compression chambers A and B, respectively.

상기 제1,2 임펠러(80)(90)가 회전하게 되면 증발기를 거친 저온 상태의 냉매 가스가 상기 케이싱(10)의 흡입구(11)를 통해 그 케이싱(10)의 모터실(M)로 흡입되고 그 모터실(M)로 흡입된 냉매 가스가 상기 구동모터(40)를 냉각시킨 다음 제1 유로를 통해 제1 압축실(A)로 유입된다. 상기 제1 압축실(A)로 유입된 냉매 가스는 상기 제1 임펠러(80)의 운동에너지를 전달받아 정압으로 변환되면서 그 제1 압축실(A)에서 1단 압축된 다음 상기 제2 유로를 통해 제2 압축실(B)로 유입되며 그 제2 압축실(B)로 유입된 냉매 가스는 상기 제2 임펠러의 운동에너지를 전달받아 정압으로 변환되면서 그 제2 압축실(B)에서 2단 압축되어 토출구를 통해 토출된다.When the first and second impellers 80 and 90 rotate, the refrigerant gas in a low temperature state passing through the evaporator is sucked into the motor chamber M of the casing 10 through the inlet 11 of the casing 10. The refrigerant gas sucked into the motor chamber (M) cools the driving motor (40) and then flows into the first compression chamber (A) through a first flow path. The refrigerant gas introduced into the first compression chamber (A) is converted into a constant pressure by receiving the kinetic energy of the first impeller (80) and is compressed in the first compression chamber (A) by one stage, and then the second flow path is opened. The refrigerant gas introduced into the second compression chamber (B) through the second compression chamber (B) is converted into a constant pressure by receiving the kinetic energy of the second impeller and is converted into a constant pressure in the second compression chamber (B). It is compressed and discharged through the discharge port.

상기 과정에서 제1 압축실(A)의 압력이 제2 압축실(B)과 모터실(M)보다 작게 되므로 구동축(50)에 축 방향 힘이 작용하게 되며 이와 같은 축 방향 힘은 상기 스러스트 베어링(T)에 의해 지지되고, 상기 구동축(50)의 반경방향으로 작용하는 힘은 포일 베어링에 의해 지지된다.In this process, since the pressure in the first compression chamber (A) is smaller than the second compression chamber (B) and the motor chamber (M), the axial force acts on the drive shaft (50), and this axial force is the thrust bearing. Supported by (T), the force acting in the radial direction of the drive shaft 50 is supported by the foil bearing.

상기 포일 베어링이 구동축(50)을 지지하는 과정을 보다 상세하게 설명하면, 먼저 구동축(50)의 초기 구동시, 즉 저속 구동시 상기 포일(110)의 지지면부(111)에 접촉된 상태로 지지되어 회전되며 점차 속도가 가속되어 고속 회전시 그 구동축(50)과 포일의 지지면부(111)사이에 형성되는 가스 동압에 의한 가스 경계층에 의해 지지된다.When the foil bearing supports the drive shaft 50 in more detail, first, the drive shaft 50 is supported in a state of being in contact with the support surface 111 of the foil 110 during initial driving, that is, at low speed. It is rotated and is gradually accelerated to be supported by the gas boundary layer due to the gas dynamic pressure formed between the drive shaft 50 and the support surface portion 111 of the foil during high speed rotation.

그리고 상기 구동축(50)의 저속 회전시 그 구동축(50)을 지지하는 포일 베어링과 구동축(50)사이에서 마찰열이 발생하게 될 뿐만 아니라 상기 구동축(50)을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링(T)에서 열이 발생되며 또한 제1 압축실(A)측에서 열이 발생된다. 이와 같이 발생되는 열은 상기 포일 베어링측으로 전달되며 그 포일 베어링측으로 전달되는 열은 상기 모터실(M)로 흡입되는 저온 상태의 냉매 가스가 상기 베어링 하우징부(22)(32)에 관통 형성된 통공(25)(35)을 통해 베어링 하우징부(22)(32)의 내부를 유동하면서 방열된다. 이로 인하여 상기 제1,2 축 지지부재(20)(30) 및 포일 베어링이 과열되지 않고 적정 온도 상태를 유지하게 되어 포일(110)의 코팅막의 손상을 방지하게 될 뿐만 아니라 그 코팅막의 손상 방지로 구동축(50)의 저속 회전시 마찰 및 마모를 줄이게 된다.When the drive shaft 50 rotates at low speed, friction heat is generated between the foil bearing supporting the drive shaft 50 and the drive shaft 50, and the thrust bearing T supporting the drive shaft 50 in the axial direction. Heat is generated in the first compression chamber (A). The heat generated in this way is transferred to the foil bearing side, and the heat transmitted to the foil bearing side is a through hole formed by passing through the bearing housing portions 22 and 32 refrigerant gas in a low temperature state sucked into the motor chamber M. Heat dissipates while flowing through the inside of the bearing housing parts 22 and 32 through the 25 and 35. As a result, the first and second shaft supporting members 20 and 30 and the foil bearing are maintained at an appropriate temperature state without being overheated, thereby preventing damage to the coating film of the foil 110 and preventing damage to the coating film. Friction and wear are reduced during low speed rotation of the drive shaft 50.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 터보 압축기의 축 베어링 방열구조는 운전시 구동축을 지지하는 베어링의 파손을 방지하게 될 뿐만 아니라 마찰 및 마모를 최소화시키게 됨으로써 부품의 수명을 연장시키고 마찰 손실을 줄여 신뢰성을 높일 뿐만 아니라 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the axial bearing heat dissipation structure of the turbocompressor according to the present invention not only prevents damage of the bearing supporting the drive shaft during operation, but also minimizes friction and wear, thereby extending component life and reducing frictional losses. In addition to increasing the reliability, there is an effect that can increase the efficiency.

Claims (2)

케이싱의 양측에 제1,2 축 지지부재가 각각 결합되어 상기 케이싱과 함께 모터실이 형성되고 그 제1,2 축 지지부재의 양측에 제1,2 압축실 커버가 각각 결합되어 제1,2 압축실이 형성되고 상기 모터실에 장착된 구동모터의 구동력이 구동축을 통해 상기 제1,2 압축실에 위치한 제1,2 임펠러에 전달되어 그 제1,2 임펠러가 회전하면서 상기 모터실로 흡입된 가스가 제1,2 압축실을 순차적으로 거치면서 2단 압축되어 토출되는 터보 압축기에 있어서, 상기 제1,2 축 지지부재에 상기 모터실측으로 연장 돌출된 베어링 하우징부가 각각 구비되고, 그 베어링 하우징부에 관통 형성되어 상기 구동축이 삽입되는 축 삽입구멍의 내주면에 상기 구동축을 지지하는 다수개의 포일이 구비되며, 상기 베어링 하우징부에 상기 모터실로 흡입되는 가스가 그 베어링 하우징부내로 유동하도록 다수개의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 터보 압축기의 축 베어링 방열구조.First and second shaft support members are coupled to both sides of the casing, respectively, to form a motor chamber together with the casing, and first and second compression chamber covers are coupled to both sides of the first and second shaft support members, respectively. A compression chamber is formed and the driving force of the driving motor mounted to the motor chamber is transmitted to the first and second impellers located in the first and second compression chambers through the drive shaft, and the first and second impellers rotate and are sucked into the motor chamber. In a turbo compressor in which gas is compressed and discharged in two stages while sequentially passing through the first and second compression chambers, each of the first and second shaft support members is provided with a bearing housing portion extending and protruding toward the motor chamber. In the inner peripheral surface of the shaft insertion hole through which the drive shaft is inserted, the drive shaft is provided with a plurality of foils for supporting the drive shaft, and the gas drawn into the bearing housing part into the motor chamber is provided in the bearing housing part. Axial bearing heat dissipation structure of a turbo compressor according to claim, it characterized in that a plurality of through holes are formed to flow. 제1항에 있어서, 상기 통공들은 포일들이 고정되는 장착홈과 장착홈사이에 위치하도록 상기 베어링 하우징부에 관통 형성된 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 축 베어링 방열구조.The axial bearing heat dissipation structure of claim 1, wherein the through holes are formed through the bearing housing part so as to be positioned between the mounting groove and the mounting groove to which the foils are fixed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150369294A1 (en) * 2013-02-06 2015-12-24 Liebherr-Aerospace Toulouse Sas Ventilated aerodynamic foil bearing
KR20200122498A (en) 2019-04-18 2020-10-28 한화파워시스템 주식회사 Radial Force Support Apparatus
CN113396286A (en) * 2019-02-07 2021-09-14 艾默生环境优化技术有限公司 Foil bearing assembly

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63239384A (en) * 1987-03-26 1988-10-05 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd Cooling device for compressor
JPH1113696A (en) * 1997-06-26 1999-01-19 Daikin Ind Ltd Turbomachinery
KR19990053038A (en) * 1997-12-23 1999-07-15 유무성 Compressor with improved bearing housing cooling
KR20000004182A (en) * 1998-06-30 2000-01-25 전주범 Semi low-pressure typed rotary compressor
KR20000004169A (en) * 1998-06-30 2000-01-25 전주범 Semi-low pressure typed lateral rotary compressor
JP2000240596A (en) * 1998-12-25 2000-09-05 Daikin Ind Ltd Turbo compressor
KR20010001174A (en) * 1999-06-02 2001-01-05 구자홍 Structure for cooling gasbearing of turbo compressor
KR20010064027A (en) * 1999-12-24 2001-07-09 구자홍 Cooling system of turbo compressor
KR20020024903A (en) * 2000-09-27 2002-04-03 구자홍 Turbo compressor

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63239384A (en) * 1987-03-26 1988-10-05 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd Cooling device for compressor
JPH1113696A (en) * 1997-06-26 1999-01-19 Daikin Ind Ltd Turbomachinery
KR19990053038A (en) * 1997-12-23 1999-07-15 유무성 Compressor with improved bearing housing cooling
KR20000004182A (en) * 1998-06-30 2000-01-25 전주범 Semi low-pressure typed rotary compressor
KR20000004169A (en) * 1998-06-30 2000-01-25 전주범 Semi-low pressure typed lateral rotary compressor
JP2000240596A (en) * 1998-12-25 2000-09-05 Daikin Ind Ltd Turbo compressor
KR20010001174A (en) * 1999-06-02 2001-01-05 구자홍 Structure for cooling gasbearing of turbo compressor
KR20010064027A (en) * 1999-12-24 2001-07-09 구자홍 Cooling system of turbo compressor
KR20020024903A (en) * 2000-09-27 2002-04-03 구자홍 Turbo compressor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150369294A1 (en) * 2013-02-06 2015-12-24 Liebherr-Aerospace Toulouse Sas Ventilated aerodynamic foil bearing
US9394946B2 (en) * 2013-02-06 2016-07-19 Liebherr-Aerospace Toulouse Sas Ventilated aerodynamic foil bearing
CN113396286A (en) * 2019-02-07 2021-09-14 艾默生环境优化技术有限公司 Foil bearing assembly
CN113396286B (en) * 2019-02-07 2023-12-12 谷轮有限合伙公司 foil bearing assembly
KR20200122498A (en) 2019-04-18 2020-10-28 한화파워시스템 주식회사 Radial Force Support Apparatus
US11035403B2 (en) 2019-04-18 2021-06-15 Hanwha Powersystems Co., Ltd Radial force support apparatus

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