KR20090013999A - 응답 특성이 향상되는 로우터 조립체 및 이를 구비한 터보압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 응답 특성이 향상된 로우터 조립체 및 이를 구비하는 터보 압축기가 개시된다. 상기 로우터 조립체는, 일 방향으로 연장되는 타이 샤프트와, 타이 샤프트의 중심축을 향해 단차진 면 상에 조립되는 마그네틱 로우터와, 마그네틱 로우터를 둘러싸서 구속하는 슬리브 부재를 포함한다.

본 발명에 의하면, 응답 특성이 향상되고 소비 전력이 절감되도록 회전 관성이 최소화되면서도, 회전 안정성이 유지되는 로우터 조립체 및 터보 압축기가 제공된다.

Description

응답 특성이 향상되는 로우터 조립체 및 이를 구비한 터보 압축기{Rotor assembly with improved response property, and turbo compressor having the same}

본 발명은 로우터 조립체 및 이를 구비하는 터보 압축기에 관한 것으로, 상세하게는, 응답 특성이 향상되고 소비 전력이 절감되도록 회전 관성이 최소화되는 로우터 조립체 등에 관한 것이다.

본 발명에 관계되는 터보 압축기는 임펠러를 고속 회전시켜 일정한 압력과 유량을 발생시킴으로써 연료 전지 등에 압축된 유체를 공급하는 유체 기계로서, 고속 회전되는 임펠러를 이용하기 때문에, 소형 경량화가 가능하여 공기 압축기, 가스 압축기, 냉매 압축기, 터보 블로워, 및 연료 전지용 공기 공급 장치 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다.

일반적인 터보 압축기는 유체의 압축 작용을 하는 임펠러와, 임펠러에 회전력을 제공하는 구동 모터를 포함하며, 상기 임펠러와 구동 모터의 회전자를 동축으로 연결하며, 이들과 함께 일체적으로 회전하는 로우터 조립체를 구비한다. 상기 로우터 조립체는 하우징에 장착되어 있는 저널 베어링에 의해 그 회전 운동이 지지 된다. 도 1에는 로우터 조립체(50)의 일 형태에 관한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 로우터 조립체(50)는 저널 베어링(미도시)에 의해 지지되는 양단의 제1,제2 베어링부(51)와, 상기 제1, 제2 베어링부(51) 사이에 마련된 회전자로서의 마그네틱 로우터(53)를 구비하며, 상기 마그네틱 로우터(53)의 외주를 둘러싸도록 상기 로우터(53) 상에 끼워 조립되는 슬리브 부재(55)를 구비한다.

한편, 도 2에는 미국 특허공보 US 7,042,118에 개시되어 있는 로우터 어셈블리(50)의 수직 단면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하여 개시된 로우터 조립체(50)의 제작 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. 먼저, 준비된 가이드 로드(60) 상에 디스크 형상의 영구자석들을 차례로 끼워서 마그네틱 로우터(53)를 조립하고, 가이드 로드(60)의 양단부에 제1, 제2 베어링부(51)를 나사 결합한 다음, 마그네틱 로우터(53)의 외주면을 통해 준비된 슬리브 부재(55)를 조립하게 된다.

상기와 같이 제작되는 로우터 조립체(50)는 그 제작 공정상 상의 한계 때문에, 마그네틱 로우터(53)를 포함하는 중앙부의 단면 직경(D2)이 베어링부(51)의 직경(D1) 보다 커질 수밖에 없는 바, 직경과 밀접한 관계가 있는 회전 관성이 증가하게 된다. 특히, 급가속이 필요한 차량용 터보 압축기 등에 적용하기 위해서는 그 응답 성능을 개선할 필요가 있으며, 차량용 소형 배터리의 축전 용량을 고려하여 소모 전력을 최소화할 것이 요구되는바, 구동시 회전 저항으로 작용하게 되는 로우터 조립체(50)의 회전 관성을 감소시킬 수 있는 방안이 요구된다. 그러나, 수만 rpm 이상으로 고속 회전되는 로우터 조립체(50)의 회전 안정성 측면에서 볼 때, 상기 베어링부(51)의 직경(D1)은 저널 베어링과의 관계에서 베어링 간극에 직접 관여 하여 베어링의 전반적인 동적 특성에 영향을 주게 되므로, 관성을 줄이기 위해 로우터 조립체(50)의 단면 치수를 단순히 감소시킬 경우, 로우터 조립체(50)의 회전 진동이 증가되는 문제가 발생된다.

본 발명의 목적은 응답 특성이 향상되고 소비 전력이 절감되도록 회전 관성이 최소화되는 로우터 조립체 및 이를 구비하는 터보 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하면서도 기계적인 회전 안정성이 유지되는 로우터 조립체 및 이를 구비하는 터보 압축기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 로우터 조립체는, 일 방향으로 연장되는 타이 샤프트와, 상기 타이 샤프트의 중심축을 향해 단차진 면 상에 조립되는 마그네틱 로우터와, 상기 마그네틱 로우터를 둘러싸서 구속하는 슬리브 부재를 포함한다.

상기 타이 샤프트 상에서, 상기 마그네틱 로우터의 조립 면은 인접한 다른 표면과 단차를 형성하면서 축소된 단면 직경상에 위치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 타이 샤프트 상에 조립된 마그네틱 로우터의 인접 부분은 저널 베어링에 의해 지지되는 베어링부를 형성할 수 있고, 이때, 상기 마그네틱 로우터의 조립 면은 상기 베어링부 표면 보다 축소된 단면 직경상에 위치되는 것이 바람직하다.

상기 마그네틱 로우터는 축 방향을 따라 분할된 적어도 두 개의 영구자석 부재들이 타이 샤프트 상에서 조립됨에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 타이 샤프트 상의 길이방향을 따라 적어도 일 개소에는 트러스트 베어링에 의해 양측 면이 지지되는 트러스트 디스크가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 터보 압축기는, 하우징과, 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되어 있는 로우터 조립체와, 상기 로우터 조립체를 둘러싸도록 상기 하우징에 설치되어 있는 코일 권선부와, 상기 로우터 조립체의 일단에 고정되어 일체로 회전되면서 흡입 유체를 압축시키는 임펠러와, 상기 임펠러에 의해 압축된 유체를 수용하는 압축기 스크롤을 구비하며,

상기 로우터 조립체는,

일 방향으로 연장되는 타이 샤프트;

상기 타이 샤프트의 중심축을 향해 단차진 면 상에 조립되는 마그네틱 로우터; 및

상기 마그네틱 로우터를 둘러싸서 구속하는 슬리브 부재;를 포함한다.

상기 타이 샤프트 상에서, 상기 마그네틱 로우터의 조립 면은 인접한 다른 표면과 단차를 형성하면서 축소된 단면 직경상에 위치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 타이 샤프트 상에 조립된 상기 마그네틱 로우터의 인접 부분은 저널 베어링에 의해 지지되는 베어링부를 형성할 수 있는데, 이때, 상기 타이 샤프트 상에 차례로 조립된 상기 마그네틱 로우터 및 슬리브 부재의 외표면은 상기 베어링부의 외표면과 실질적으로 동일한 외주 상에 위치되는 것이 바람직하다.

상기 마그네틱 로우터는 축 방향을 따라 분할된 적어도 두 개의 영구자석 부재들이 상기 타이 샤프트 상에 조립됨에 의해 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 응답 성능 및 소비 전력과 직결되는 회전 관성이 최소화되면서도 그 제작이 용이한 로우터 조립체 구조를 개시함으로써, 특히 차량용 연료 전지에 압축 공기를 송급하는 터보 압축기에 관련하여 본 발명의 기술적 원리가 적용될 때, 운전 조작에 민감하게 반응하여 필요 유량의 압축 공기를 신속히 제공할 수 있도록 터보 압축기의 응답 성능이 향상되는바, 차량의 급가속이 가능하게 된다.

본 발명에서는 수만 rpm 이상으로 고속 회전되는 로우터 조립체의 회전 안정성도 함께 고려하므로, 회전 관성이 최소화되면서도 진동 감쇄능을 포함하는 전반적인 베어링의 동적 성능이 일정 수준으로 유지되도록 함으로써, 특히 차량용으로 제공되는 경우에 규정된 진동 규격을 만족함은 물론, 차량의 승차감이 향상되도록 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여, 상세히 설명하기로 한다. 도 3에는 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에 관한 터보 압축기의 수직 단면도가 도시되어 있다. 도시된 터보 압축기(100)는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 일 단에 체결되어 하우징(110)과 함께 압축기(100)의 외관을 구성하는 압축기 스크롤(120)과, 상기 하우징(110) 및 압축기 스크롤(120)을 통하여 연장되어 회전 가능하게 지지되는 로우터 조립체(150)를 포함한다. 상기 하우 징(110) 및 압축기 스크롤(120)은 중앙축(C)에 대해 대략 대칭적인 형상을 취하는 것이 일반적이다. 상기 하우징(110)의 일단에는 압축기 스크롤(120)과의 나사체결을 위해 외주방향으로 돌출된 플렌지(115)가 형성되어 있다.

상기 압축기 스크롤(120)의 내부에는 작동 유체의 압축 작용을 위해 고속 회전되는 임펠러(125)가 배치되어 있다. 상기 임펠러(125)에 의해 압축된 공기는 압축기 스크롤(120)의 안내 작용을 받아 그 내벽을 따라 선회하다가 스크롤(120) 일 측에 형성되어 있는 배기관(미도시)을 통해 배출된 후, 연료전지(미도시) 등 소정의 사용처로 공급된다. 상기 임펠러(125)의 고속 회전은 중앙축(C)을 따라 연장되어 있는 로우터 조립체(150)에 의해 지지된다. 상기 로우터 조립체(150)는 골격을 구성하는 타이 샤프트(151)와, 상기 타이 샤프트(151) 상이면서 상기 하우징(110) 내부에 조립되어 있는 마그네틱 로우터(153)와, 상기 마그네틱 로우터(153)를 둘러싸는 슬리브 부재(155)를 포함한다. 그리고, 상기 타이 샤프트(151) 상이면서 상기 하우징(110)과 압축기 스크롤(120)의 경계 근방에는 외주방향으로 돌출되게 트러스트 디스크(152)가 일체로 형성되어 있다.

상기 로우터 조립체(150)에 회전 동력을 제공하는 구동 모터는 로우터 조립체(150) 상에 조립된 마그네틱 로우터(153)와, 상기 마그네틱 로우터(153)와 자기력이 미치는 간극을 사이에 두고 하우징(110)에 고정되어 있는 코일 권선부(113)를 주된 구성으로 갖는다. 상기 코일 권선부(113)는 자성체로 된 요크 부재(111)와 상기 요크 부재(111)에 권취되어 있는 구동 코일(112)을 포함한다. 가동 신호로서 코일 권선부(113)에 입력된 구동 전류와 영구자석으로 마련된 마그네틱 로우터(153) 간의 전자기적인 상호 작용에 의해 로우터 조립체(150) 및 이와 동축으로 연결된 임펠러(125)는 입력 전류에 따라 정해진 회전속도로 구동된다.

상기 로우터 조립체(150)는 상기 구동 모터에 의해 대략 30,000 rpm 이상의 고속으로 회전된다. 이러한 로우터 조립체(150)의 고속 회전은 로우터 조립체(150)를 수용하는 하우징(110)의 양단부에 설치되어 있는 저널 베어링(171)과, 상기 하우징(110)의 일단부에 인접하게 설치되어 있는 트러스트 베어링(173)에 의해 지지된다. 상기 저널 베어링(171) 및 트러스트 베어링(173)은 압축된 공기막에 의해 회전체를 지지하는 에어 포일 베어링(air foil bearing)으로 마련될 수 있다. 이때, 상기 저널 베어링(171)은 상기 로우터 조립체(150)와의 사이에 소정의 베어링 간극을 유지하면서 로우터 조립체(150)의 반경 방향 하중을 지지한다. 그리고, 상기 트러스트 베어링(173)은 외주 방향으로 돌출된 트러스트 디스크(152)를 양측에서 균형있게 지지함에 의해 임펠러(125)의 축 방향 하중을 흡수하게 된다.

상기 베어링 요소들(171,173), 특히 상기 저널 베어링(171)은 로우터 조립체(150)의 진동을 억제하기 위해 적정 수준 이상의 규격(직경)으로 마련되는 것이 바람직하다. 고속 회전되는 로우터 조립체(150)의 동적 진동은 특히, 차량에 장착되는 경우에 규제될 필요가 있다. 이는 차량에 적용되는 진동 허용기준은 물론, 승차감도 고려해야 하기 때문이다. 저널 베어링(171)과 그 지지를 받는 타이 샤프트(151)상의 대응 부분은 상호 대응되는 규격(직경)으로 마련되는 것이 적정한 베어링 간극을 유지한다는 측면에서 바람직하다. 진동 감쇄를 비롯한 베어링의 전반적인 동적 특성과 밀접한 관련을 갖는 베어링 간극이 최적화될 수 있도록, 타이 샤 프트(151) 상의 대응 부분을 저널 베어링(171)의 규격에 따라 어느 이상의 직경으로 설계한다. 한편, 상기 트러스트 디스크(173)는 그 주된 면을 통하여 예상되는 축 방향 하중에 대항할 수 있는 유체 압력을 제공받도록 충분한 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 임펠러(125)에 의해 압축된 공기는 예를 들어, 압축기 스크롤(120)과 연결된 유로를 통하여 연료 전지(미도시)로 전달되어 연료 전지의 화학 반응에 이용될 수 있다. 즉, 상기 연료 전지에서는 공급된 고압의 공기와 수소를 화학 반응시켜서 소정의 전력을 생산하게 되고 생산된 전력은 도시되지 않은 배터리에 충전된 후, 차량의 동력원이나 압축기(100) 모터의 구동원으로 활용될 수 있다. 한편, 임펠러(125)에 의해 압축된 공기 중 일부 또는 임펠러(125)의 회전에 의해 외부로부터 흡입된 저온 공기 중 일부는 압축기(100) 내부에 마련된 냉각 유로(미도시)를 따라 임펠러(125), 구동 모터, 베어링 요소(171,173) 등을 경유하면서 이들의 과열을 방지하는 냉각 매체로 활용될 수 있으며, 일련의 냉각 유로를 거치면서 고온으로 전환된 공기는 그대로 배출되거나, 또는 다시 임펠러(125) 측으로 되돌려져서 다른 공기들과 함께 압축되는 과정을 반복할 수 있다.

상기 로우터 조립체(150)의 상세한 단면 구조는 도 4에 도시되어 있는 바와 같다. 도시된 로우터 조립체(150)는 단차를 갖는 타이 샤프트(151) 상에 마그네틱 로우터(153)와 슬리브 부재(155)가 서로 중첩되게 조립됨에 의해 구성된다. 길이 방향을 따라 단면 직경(또는 외부 직경)이 변화되는 타이 샤프트(151)의 단차 구조 는 본 발명의 일 특징을 구성한다. 상기 타이 샤프트(151)의 각 부분은 그 기능에 따라 서로 다른 단면 직경을 갖도록 마련되는데, 일단의 임펠러 조립부(151a)와, 중앙의 로우터 조립부(151c), 상기 로우터 조립부(151c)와 양측으로 인접한 베어링부(151b)로 크게 구분될 수 있다. 그리고, 상기 임펠러 조립부(151a)와 인접하여서는 트러스트 디스크(152)가 외주 방향으로 돌출되게 형성되어 있다.

상기 임펠러 조립부(151a)는 임펠러(125)의 허브가 끼워질 수 있도록 타이 샤프트(150)의 소 직경부를 구성한다. 대 직경부 양단의 베어링부(151b)는 이를 둘러싸는 저널 베어링(171)에 의해 전체 로우터 조립체(150)의 고속 회전을 지지하게 된다. 상기 베어링부(151b)는 베어링 간극이 커지지 않도록 저널 베이링(171)과의 관계에서 충분한 직경(Db)을 갖는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에서는 터보 압축기(100)의 응답 특성 및 구동 전력과 직결되는 전체 로우터 조립체(150)의 회전 관성도 고려하므로, 베어링부(151b)의 단면 직경(Db)이 필요 이상으로 커지지 않도록 최적화되는 것이 바람직하다.

상기 로우터 조립부(151c)는 이웃한 베어링부(151b)와 단차를 형성하며 베어링부(151b)의 단면 직경(Db)에 비하여 감소된 단면 직경(Dc)을 갖는다. 이렇게 상기 로우터 조립부(151c)가 단차지게 형성되는 것과 동시에, 상기 로우터 조립부(151c)를 둘러싸도록 마그네틱 로우터(153)와 슬리브 부재(155)가 연속 조립되는 것에 의해, 로우터 조립체(150, 대 직경부)의 외형 사이즈가 전반적으로 균등하게 유지할 수 있다(즉, Ds≒Db). 상기 제시된 구조는 중앙축(C)에 대해 회전되는 각 부재의 질량 분포를 되도록 중앙축(C)에 근접하게 배치함에 의해 관성 모멘트를 감 소시키기 위한 것이다.

종래기술로 제시된 도 2의 구조와 비교할 때, 슬리브 부재(155)가 배치되어 있는 중앙부분의 단면 직경(Ds)이 종전에 비해 상당히 감소되었음을 쉽게 확인할 수 있다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 베어링의 진동 특성을 감안하여 베어링부(151b)가 동일한 치수로 설계되는 것을 가정할 때, 종래기술에는 중앙부분의 단면 직경(D2)이 베어링부 직경(D1)과 비교하여 상당히 증가되는 형상을 취하지만(즉, D2>D1), 도 4에 의해 제시된 구조에서는, 중앙부분의 단면 직경(Ds)이 베어링부 직경(Db)와 동등한 수준으로 설계되어 있다(즉, Ds≒Db).

주지하듯이, 회전체의 관성 모멘트는 시동/정지시 또는 가속/감속시에, 모터 구동력을 상쇄하는 회전 저항으로 작용하기 때문에, 로우터 조립체(150)의 관성 모멘트를 최소화함에 의해, 터보 압축기(100)의 반응속도를 개선하여 신속한 압축 공기의 공급을 가능하게 한다. 이를 차량에 이용되는 연료전지와 관련하여 설명하면, 본 발명의 기술적 원리가 적용된 터보 압축기(100)에서는 가동 또는 가속 신호에 응답하여 요구되는 유량의 압축 공기를 신속히 연료전지 측으로 공급할 수 있으므로, 운전자의 조작에 민감하게 반응하여 차량의 급발진 내지 급가속을 가능하게 한다. 회전체의 관성은 시스템의 응답 특성과 관련됨은 물론, 구동 모터의 소비 전력과도 밀접한 관련이 있다. 이것은 로우터 조립체(150)의 회전 관성이 속도 가변시 일종의 회전 저항으로 작용하기 때문이다. 본 발명의 원리가 적용된 로우터 조립체(150)는 회전 관성이 최소화됨에 따라 구동 모터의 소비 전력을 절감하는데 기여하고, 특히 소형 베터리를 이용하는 차량용에서 매우 유리하다.

한편, 상기 마그네틱 로우터(153)는 하우징(110) 내에 마련된 코일 권선부(113)와의 전자기적인 상호 작용을 통해, 입력된 전기적 에너지로부터 소정의 회전력을 발생시킨다. 상기 마그네틱 로우터(153)는 적어도 두 개로 분할된 영구자석 부재들이 조합됨에 의해 구성될 수 있다. 즉, 단차진 구조의 타이 샤프트(151) 상에, 종래와 같이 일 단부를 통해 끼워지는 단순 조립은 불가능할 것인바, 분할된 구조의 마그네틱 로우터(153)를 채용하여 타이 샤프트(151)의 외주면 상에 바로 조립되도록 한다. 상기 분할 구조의 마그네틱 로우터(153)에 관해서는 후에 상술하기로 한다.

상기 마그네틱 로우터(153)의 외주를 소정 압력으로 둘러싸고 있는 슬리브 부재(155)는 고속 회전에 따른 원심력에 의해 마그네틱 로우터(153)가 회전 축 상에서 이탈되지 않도록 구속하는 기능을 한다. 슬리브 부재(155)가 조립되는 과정에서 베어링부(151b)의 단차부는 슬리브 부재(155)의 조립위치를 결정하기 위한 스톱퍼 (stopper)의 기능을 수행할 수 있다. 이것은 슬리브 부재(155)와 마그네틱 로우터(153) 사이의 정확한 위치 정렬을 담보하기 위한 것이다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 터보 압축기(100) 및 이에 채용되는 로우터 조립체(150)의 구조에 대해 설명하였다. 이하에서는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 상기 로우터 조립체(150)의 조립 공정에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 단차 구조를 갖는 타이 샤프트(151)를 준비한다. 상기 타이 샤프트(151)는 예를 들어, 절삭 가공이나 다이 캐스팅 방식 등 으로 제공될 수 있다. 다음에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 타이 샤프트(151)의 외주면 상에 사전에 준비된 마그네틱 로우터(153)를 조립한다. 상기 마그네틱 로우터(153)는 축 방향을 따라 분할된 두 개의 하프 타입(half-type) 영구자석 부재로 마련될 수 있으며, 이들이 각기 타이 샤프트(151) 상의 반대편에서 타이 샤프트(151)의 외주 면을 덮도록 조립됨으로써, 전체적으로 중공 실린더 형상의 마그네틱 로우터(153)로 조합될 수 있다. 도 6에는 하프 타입(half-type) 영구자석 부재(153`)의 정면도와 수직 단면도가 함께 도시되어 있다.

다음에, 도 5c에서 볼 수 있듯이, 상기 마그네틱 로우터(153)의 외주 면 상에 슬리브 부재(155)를 억지끼움 방식으로 결합하는데, 이른바 열박음 조립이 이용될 수 있다. 구체적으로, 상기 슬리브 부재(155)를 고온으로 가열하여 타이 샤프트(151)가 충분히 끼워질 수 있을 정도까지 팽창시킨 다음, 슬리브 부재(155)를 타이 샤프트(151) 상의 단차부까지 밀어 마그네틱 로우터(153)를 덮도록 조립한다. 이어서, 슬리브 부재(155)를 냉각시킴으로써 슬리브 부재(155)가 마그네틱 로우터(153)의 외주에 대해 소정의 압력으로 밀착되도록 한다. 이렇게 억지끼움된 슬리브 부재(155)는 고온의 작동환경에서도 마그네틱 로우터(153)에 대한 밀착 상태를 유지하게 된다.

한편, 본 발명에 관계되는 터보 압축기(100)는 공기의 흡입/압축 작용을 통해 소정 유량의 유체 흐름을 발생시킬 수 있는바, 본 발명의 기술적 원리는 그 명칭을 달리하는 송풍기(blower)에 있어서도 사실상 동일하게 적용될 수 있음은 자명한 것이다. 또한, 본 발명의 터보 압축기(100)는 그 적용 분야에 따라 앞서 예시된 공기를 포함하여 다른 작동 유체에 대해서도 동일하게 작동될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1은 로우터 조립체의 일 형태를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 2는 미국 특허공보 US 7,042,118에 개시되어 있는 로우터 조립체의 수직 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 터보 압축기의 수직 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시되어 있는 로우터 조립체의 상세 단면도이다.

도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시되어 있는 로우터 조립체의 제작 공정을 단계별로 도시한 단면도들이다.

도 6은 도 4에 도시된 마그네틱 로우터를 구성하는 하프 타입 영구자석 부재의 정면 및 측면 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 터보 압축기 110 : 하우징

111 : 요크 부재 112 : 구동 코일

113 : 코일 권선부 115 : 플렌지

120 : 압축기 스크롤 125 : 임펠러

150 : 로우터 조립체 151 : 타이 샤프트

151a : 임펠러 조립부 151b : 베어링부

151c : 로우터 조립부 152 : 트러스트 디스크

153 : 마그네틱 로우터 153`: 하프 타입 영구자석 부재

155 : 슬리브 부재 171 : 저널 베어링

173 : 트러스트 베어링

Claims (11)

1. 일 방향으로 연장되는 타이 샤프트;

   상기 타이 샤프트의 중심축을 향해 단차진 면 상에 조립되는 마그네틱 로우터; 및

   상기 마그네틱 로우터를 둘러싸서 구속하는 슬리브 부재;를 포함하는 로우터 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 타이 샤프트 상에서, 상기 마그네틱 로우터의 조립 면은 인접한 다른 표면과 단차를 형성하면서 축소된 단면 직경 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 로우터 조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 타이 샤프트 상에 조립된 마그네틱 로우터의 인접 부분은 저널 베어링에 의해 지지되는 베어링부를 형성하는 것을 특징으로 하는 로우터 조립체.
4. 제3항에 있어서,

   상기 마그네틱 로우터의 조립 면은 상기 베어링부 표면 보다 작은 단면 직경상에 위치되는 것을 특징으로 하는 로우터 조립체.
5. 제1항에 있어서,

   상기 마그네틱 로우터는 축 방향을 따라 분할된 적어도 두 개의 영구자석 부재들이 타이 샤프트 상에서 조립됨에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 로우터 조립체.
6. 제1항에 있어서,

   상기 타이 샤프트 상의 길이방향을 따라 적어도 일 개소에는 트러스트 베어링에 의해 양측 면이 지지되는 트러스트 디스크가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로우터 조립체.
7. 하우징;

   상기 하우징에 회전 가능하게 지지되어 있는 로우터 조립체;

   상기 로우터 조립체를 둘러싸도록 상기 하우징에 설치되어 있는 코일 권선부;

   상기 로우터 조립체의 일단에 고정되어 일체로 회전되면서 흡입 유체를 압축시키는 임펠러; 및

   상기 임펠러에 의해 압축된 유체를 수용하는 압축기 스크롤;을 구비하며,

   상기 로우터 조립체는,

   일 방향으로 연장되는 타이 샤프트;

   상기 타이 샤프트의 중심축을 향해 단차진 면 상에 조립되는 마그네틱 로우터; 및

   상기 마그네틱 로우터를 둘러싸서 구속하는 슬리브 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 타이 샤프트 상에서, 상기 마그네틱 로우터의 조립 면은 인접한 다른 표면과 단차를 형성하면서 축소된 단면 직경상에 위치되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
9. 제7항에 있어서,

   상기 타이 샤프트 상에 조립된 상기 마그네틱 로우터의 인접 부분은 저널 베어링에 의해 지지되는 베어링부를 형성하는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
10. 제9항에 있어서,

    상기 타이 샤프트 상에 차례로 조립된 상기 마그네틱 로우터 및 슬리브 부재의 외표면은 상기 베어링부의 외표면과 실질적으로 동일한 외주 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
11. 제7항에 있어서,

    상기 마그네틱 로우터는 축 방향을 따라 분할된 적어도 두 개의 영구자석 부재들이 상기 타이 샤프트 상에 조립됨에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.

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