KR200481205Y1

KR200481205Y1 - 히트 펌프 압축기

Info

Publication number: KR200481205Y1
Application number: KR2020150001120U
Authority: KR
Inventors: 요시유키 츠루가
Original assignee: 닛본 세이고 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2016-08-29
Also published as: KR20150003238U; JP2015151998A; CN204610356U

Abstract

(과제)
간단한 구성이면서, 베어링의 조기 박리 손상을 방지하는 것이 가능한 히트 펌프 압축기를 제공한다.
(해결 수단)
회전축 (5) 을 지지하는 복수의 베어링 (10) 은, 증속 기구 (7) 를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성된 고정측 베어링 (11) 및 자유측 베어링 (13) 을 갖는다. 고정측 베어링 (11) 은, 서로 내륜 간좌 (19a, 19b) 및 외륜 간좌 (20a, 20b) 를 개재하여 이웃하는 3 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b, 11c) 을 갖고, 3 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b, 11c) 중, 증속 기구 (7) 측에 이웃하는 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 은 병렬 조합이고, 타방측에 이웃하는 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11b, 11c) 은 배면 조합이다. 병렬 조합의 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 사이에 있어서, 외륜 간좌 (20a) 의 축 방향 폭 (L) 은, 내륜 간좌 (19a) 의 축 방향 폭 (M) 보다 작다.

Description

히트 펌프 압축기{HEAT PUMP COMPRESSOR}

본 발명은 히트 펌프 압축기에 관한 것이다.

예를 들어 빌딩이나 공장 등에는, 비교적 대용량의 열교환 시스템이 구축되어 있고, 이러한 열교환 시스템에는, 각종 히트 펌프 압축기가 장착되어 있다. 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같은 히트 펌프 압축기 (1) 에 있어서, 날개차 (임펠러) (3) 가 장착된 회전축 (5) 은 복수의 베어링 (10) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다.

회전축 (5) 은 증속 기구 (7) 를 개재하여, 도시가 생략된 모터의 출력축에 연결되어 있다. 증속 기구 (7) 는 회전축 (5) 에 형성된 기어 (7a) 와 모터의 출력축에 형성되고, 상기 기어 (7a) 와 서로 맞물리는 기어 (도시 생략) 로 이루어진다. 또한, 회전축 (5) 의 기어 (7a) 는 모터의 출력축의 기어보다 직경이 작다.

복수의 베어링 (10) 은, 증속 기구 (7) 를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성된 고정측 베어링 (11) 및 자유측 베어링 (13) 을 갖는다. 여기서, 고정측 베어링 (11) 은, 래디얼 하중과 함께 액시얼 하중도 부하 (지지) 할 수 있도록 구성된 베어링을 가리키고, 예를 들어 회전축 (5) 을 액시얼 방향으로 위치 결정 고정시키기 위해서 사용된다. 또, 자유측 베어링 (13) 은, 래디얼 하중만을 부하 (지지) 하도록 구성된 베어링을 가리키고, 예를 들어 온도 변화에 의한 회전축 (5) 의 팽창·수축을 없게 하거나, 회전축 (5) 의 액시얼 방향의 고정 위치를 조정하기 위해서 사용된다.

고정측 베어링 (11) 은, 3 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b, 11c) 을 갖고 있고, 그 중의 증속 기구 (7) 측에 이웃하는 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 을 병렬 조합 (DT) 으로 하고, 타방측 (날개차 (3) 측) 에 이웃하는 2 의 앵귤러 볼 베어링 (11b, 11c) 을 배면 조합 (DB) 으로 하여 배치하고 있다. 또, 자유측 베어링 (13) 은, 증속 기구 (7) 측에서 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (13a, 13b) 을 갖고 있고, 이들을 배면 조합 (DB) 으로 하여 배치하고 있다.

이들 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b, 11c, 13a, 13b) 은, 각각, 내륜 (15) 과 외륜 (16) 과 내륜 (15) 및 외륜 (16) 사이에 배치된 복수의 볼 (17) 과 복수의 볼 (17) 을 자유롭게 전동할 수 있도록 유지하는 유지기 (18) 를 갖는다.

또, 고정측 베어링 (11) 을 구성하는 3 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b, 11c) 은, 서로 내륜 간좌 (間座) (19a, 19b) 및 외륜 간좌 (20a, 20b) 를 개재하여 이웃하고, 자유측 베어링 (13) 을 구성하는 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (13a, 13b) 은, 서로 내륜 간좌 (19c) 및 외륜 간좌 (20c) 를 개재하여 이웃한다. 외륜 간좌 (20a, 20b, 20c) 에는, 그 외주면과 외륜 간좌 (20a, 20b, 20c) 와 내륜 간좌 (19a, 19b, 19c) 사이의 공간을 연통하여, 윤활유를 공급할 수 있는 윤활유 구멍 (21) 이 형성된다.

이와 같은 히트 펌프 압축기 (1) 를 장착한 열교환 시스템에 의하면, 모터의 회전 운동이 출력축으로부터 증속 기구 (7) 를 통하여 회전축 (5) 에 전달되면, 회전축 (5) 과 함께 날개차 (3) 가 증속 회전하여 냉매를 압축한다. 이 때, 압축되어 고온·고압 상태가 된 냉매를 응축기 (열교환기) 를 통하여 물과 열교환시킴으로써, 따뜻해진 물이 난방용으로서 사용된다. 또, 열교환된 냉매는 응축기를 거친 후, 팽창기에 의해 팽창된다. 이 때, 팽창되어 저온·저압 상태가 된 냉매를 증발기 (열교환기) 를 통하여 물과 열교환시킴으로써, 차가워진 물이 냉방용으로서 사용된다. 그리고, 증발기를 거친 냉매는, 다시 날개차 (3) 에 의해 압축된다는 사이클이 반복된다.

또, 고정측 베어링 (11) 을 구성하는 3 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b, 11c) 중, 증속 기구 (7) 로부터 날개차 (3) 를 향하는 방향 (도 중 A 방향) 의 하중은, 증속 기구 (7) 측의 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 에 의해 부하되고, 날개차 (3) 로부터 증속 기구 (7) 를 향하는 방향 (도 중 B 방향) 의 하중은, 타방측 (날개차 (3) 측) 의 1 개의 앵귤러 볼 베어링 (11c) 에 의해 부하된다.

여기서, 증속 기구 (7) 측의 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 이 균등하게 하중을 받기 위해, 내륜 (15, 15) 과 내륜 간좌 (19) 사이의 축 방향 간극, 및 외륜 (16, 16) 과 외륜 간좌 (20) 사이의 축 방향 간극은, 통상 제로가 되도록 설정된다. 즉, 이들 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 사이에 있어서, 내륜 간좌 (19) 및 외륜 간좌 (20) 의 축 방향 폭이 동일해지도록 설정된다.

그러나, 이와 같은 히트 펌프 압축기 (1) 에서는, 증속 기구 (7) 의 기어 (7a) 로부터의 입열에 의해, 당해 기어 (7a) 에 가장 가까운 앵귤러 볼 베어링 (11a) 의 내륜 (15) 의 온도가 상승하여, 내륜 (15) 과 외륜 (16) 의 온도차가 증대된다. 이 경우, 앵귤러 볼 베어링 (11a) 의 내부 간극이 극단적으로 작아지고 내부 하중이 증대되어, 조기 박리 손상을 일으킬 우려가 있다.

또한, 특허문헌 1 에는, 병렬 조합 베어링에 있어서, 하중 부하의 치우침을 방지하기 위한 기술로서, 외륜 간좌가 열전도율이 작은 제 1 외륜 간좌와, 열전도율이 큰 제 2 외륜 간좌를 축선 방향으로 나란히 설치하여 구성되는 것이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 소60-241519호

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 병렬 조합 베어링 구조에서는, 외륜 간좌가 2 종류의 재료로 이루어지기 때문에, 그 조합에 필요로 하는 시간이나 비용이 증가될 우려가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성이면서, 베어링의 조기 박리 손상을 방지하는 것이 가능한 히트 펌프 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 하기의 구성에 의해 달성된다.

(1) 복수의 베어링에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된 회전축을 증속 기구로 증속 회전시키고, 상기 회전축에 장착된 날개차를 증속 회전시키는 히트 펌프 압축기로서,

복수의 상기 베어링은, 상기 증속 기구를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성된 고정측 베어링 및 자유측 베어링을 갖고,

상기 고정측 베어링은, 서로 내륜 간좌 및 외륜 간좌를 개재하여 이웃하는 3 개의 앵귤러 볼 베어링을 갖고,

3 개의 상기 앵귤러 볼 베어링 중, 상기 증속 기구측에 이웃하는 2 개는 병렬 조합이고, 타방측에 이웃하는 2 개는 배면 조합이며,

병렬 조합의 2 개의 상기 앵귤러 볼 베어링 사이에 있어서, 상기 외륜 간좌의 축 방향 폭은, 상기 내륜 간좌의 축 방향 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 히트 펌프 압축기.

본 발명의 히트 펌프 압축기에 의하면, 고정측 베어링을 구성하는 3 개의 앵귤러 볼 베어링 중, 증속 기구측에 이웃하는 2 개는 병렬 조합이고, 타방측에 이웃하는 2 개는 배면 조합이며, 병렬 조합의 2 개의 앵귤러 볼 베어링 사이에 있어서, 외륜 간좌의 축 방향 폭은 내륜 간좌의 축 방향 폭보다 작게 설정된다. 즉, 외륜 간좌와 외륜 사이에는 간극이 형성된다. 여기서, 운전 초기에 있어서는, 병렬 조합의 2 개의 앵귤러 볼 베어링 중, 증속 기구측의 앵귤러 볼 베어링의 내부 간극이 커지기 때문에, 타방의 (3 개 중 중앙의) 앵귤러 볼 베어링이 축 방향 하중을 부하한다. 그리고, 증속 기구로부터의 입열에 의해, 증속 기구측의 앵귤러 볼 베어링의 내륜 및 외륜의 온도차가 커짐에 따라, 외륜 간좌와 외륜 사이의 간극이 작아져, 중앙의 앵귤러 볼 베어링으로부터 증속 기구측의 앵귤러 볼 베어링에 대한 부하 하중의 이행이 진행되어, 밸런스가 잡힌 하중 분담이 된다. 이와 같이, 간단한 구성이면서, 베어링 내의 내부 하중의 증대를 억제하여, 조기 박리 손상을 방지할 수 있다.

도 1 은 실시형태에 관련된 히트 펌프 압축기의 요부 단면도이다.
도 2 는 종래의 히트 펌프 압축기의 단면도이다

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 히트 펌프 압축기에 대해, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 히트 펌프 압축기는, 도 2 에 나타낸 종래의 히트 펌프 압축기와 기본적 구성이 동일하므로, 동일 부분에는 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략 또는 간략화하고, 상위 부분에 대해 상세히 서술한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 히트 펌프 압축기 (1) 에서는, 병렬 조합의 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 사이에 있어서, 외륜 간좌 (20a) 의 축 방향 폭 (L) 을, 내륜 간좌 (19a) 의 축 방향 폭 (M) 보다 작게 설정하고 있다 (L ＜ M). 이로써, 내륜 (15, 15) 과 내륜 간좌 (19a) 는 서로 맞닿는 것에 반해, 외륜 (16, 16) 과 외륜 간좌 (20a) 사이에는 축 방향 간극이 형성된다. 본 실시형태에서는, 증속 기구 (7) 측의 앵귤러 볼 베어링 (11a) 의 외륜 (16) 과 외륜 간좌 (20a) 사이에, 축 방향 간극 (S) 이 형성된다.

여기서, 운전 초기에 있어서는, 병렬 조합의 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (11a, 11b) 중, 증속 기구 (7) 측의 앵귤러 볼 베어링 (11a) 의 내부 간극이 커지기 때문에, 타방 (3 개 중 중앙) 의 앵귤러 볼 베어링 (11b) 이, 증속 기구 (7) 로부터 날개차 (3) 를 향하는 방향 (도 2 중 A 방향) 의 축 방향 하중을 부하한다. 그리고, 증속 기구 (7) 의 기어 (7a) 로부터의 입열에 의해, 증속 기구 (7) 측의 앵귤러 볼 베어링 (11a) 의 내륜 (15) 및 외륜 (16) 의 온도차가 커짐에 따라, 외륜 간좌 (20a) 와 외륜 (16) 사이의 축 방향 간극 (S) 이 작아지고, 중앙의 앵귤러 볼 베어링 (11b) 으로부터 증속 기구 (7) 측의 앵귤러 볼 베어링 (11a) 으로의 부하 하중의 이행이 진행되어, 밸런스가 잡힌 하중 분담이 된다. 이와 같이, 베어링내의 내부 하중의 증대를 억제하여, 조기 박리 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 적절히 변경, 개량 등이 가능하다.

1 : 히트 펌프 압축기
3 : 날개차
5 : 회전축
7 : 증속 기구
7a : 기어
10 : 베어링
11 : 고정측 베어링
11a, 11b, 11c : 앵귤러 볼 베어링
13 : 자유측 베어링
13a, 13b : 앵귤러 볼 베어링
15 : 내륜
16 : 외륜
17 : 볼
18 : 유지기
19 : 내륜 간좌
20 : 외륜 간좌
21 : 윤활유 구멍
L : 축 방향 폭
M : 축 방향 폭

Claims

복수의 베어링에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된 회전축을 증속 기구로 증속 회전시키고, 상기 회전축에 장착된 날개차를 증속 회전시키는 히트 펌프 압축기로서,
복수의 상기 베어링은, 상기 증속 기구를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성된 고정측 베어링 및 자유측 베어링을 갖고,
상기 고정측 베어링은, 서로 내륜 간좌 및 외륜 간좌를 개재하여 이웃하는 3 개의 앵귤러 볼 베어링을 갖고,
3 개의 상기 앵귤러 볼 베어링 중, 상기 증속 기구측에 이웃하는 2 개는 병렬 조합이고, 타방측에 이웃하는 2 개는 배면 조합이며,
병렬 조합의 2 개의 상기 앵귤러 볼 베어링 사이에 있어서, 상기 외륜 간좌의 축 방향 폭은, 상기 내륜 간좌의 축 방향 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 히트 펌프 압축기.