KR20150047566A - 밸런스 수정용 지승장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 밸런스 수정용 지승장치는, 다각형의 단면 형상으로 형성된 부분(26)을 단측에 갖는 피회전체(1)의 지지구멍(22)이 장착되는 맨드릴(11)의 외주면 중, 지지구멍의 다각형의 단면 형상부분(26a)에 임하는 지점에, 피회전체의 회전에 따라 다각형의 단면 형상부분과 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내에서 변동하는 압력을 외부로 내보내는 배출구멍(38)을 마련했다.

Description

밸런스 수정용 지승장치{SUPPORT DEVICE FOR BALANCE CORRECTION}

본 발명은 터보 압축기의 로터 등 고속으로 회전하는 피회전체의 밸런스 수정을 수행하기 위해, 당해 피회전체를, 정압기체 베어링을 장비(裝備)한 종형(縱形)의 맨드릴(mandrel)을 이용하여 회전 자재(自在)하게 지승(支承)시키는 밸런스 수정용 지승장치에 관한 것이다.

고속으로 회전하는 터보 압축기의 로터(본원의 피회전체에 해당)에서는 제작 시의 부품 공차가 가져오는 언밸런스(동적 불균형)의 해소를 위해, 통상 밸런스 수정장치를 이용하여 언밸런스량을 계측한 다음, 이 언밸런스를 수정하는 것이 행하여진다.

밸런스 수정장치에서는 언밸런스량의 계측이 고정밀도(高精度)로 행하여지도록, 정압기체 베어링을 장비한 맨드릴을 이용하여, 로터를 단체(單體)로 회전 자재하게 지승하는 지승장치(밸런스 수정용 지승장치)가 이용된다. 대부분은 특허문헌 1의 도 5에 개시되어 있는 바와 같이, 맨드릴로서는 로터의 회전 중심부에 있는 단면(斷面) 원형의 지지구멍이 꼭 끼이는 원주형상(cylindrical)의 맨드릴부재를 이용하고, 이 맨드릴부재의 외주면에 정압기체 레이디얼(radial) 베어링(분출구멍을 가진 레이디얼 베어링면으로 구성)을 마련하며, 맨드릴부재의 기단(基端)측에 정압기체 스러스트(thrust) 베어링(분출구멍을 가진 스러스트 베어링면으로 구성)을 마련한 구조가 이용된다.

동 구조에 의해, 로터의 지지구멍을 맨드릴에 끼우면 로터 전체가 맨드릴에 장착된다. 그 후, 정압기체 레이디얼 베어링의 분출구멍으로부터 지지구멍의 내면으로 압축성 유체(공기; 정압기체 베어링용)를 분출시켜, 정압기체 스러스트 베어링의 분출구멍으로부터 지지구멍의 하단의 개구 주위(로터의 단면)로 압축성 유체(공기; 정압기체 베어링용)를 분출시킴으로써, 로터가 맨드릴 주위에서 부상(浮上)되면서 회전 자재하게 지승된다.

언밸런스량(동적 불균형량)의 계측은, 이 부상 상태의 로터에 외부에서 회전력을 부여하고, 예를 들면 로터면을 향해 구동용의 공기(구동 유체)를 분사시켜 로터를 고속으로 회전시킴으로써, 밸런스 수정장치에 마련되어 있는 각종 센서로 회전하는 로터의 거동을 계측함으로써 행하여진다.

일본 특개2005-172538호공보(도 5)

통상, 로터의 지지구멍으로는 인용문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 단면 원형인 통(筒)형 형상, 즉 축방향 전체가 원형의 단면 형상인 구멍이 이용된다. 이것은 동 지지구멍에 로터와 짝이 되는 샤프트의 끝을 감삽(嵌揷)시켜, 볼트 고정 등으로 로터에 샤프트를 연결시키기 위한 것이다.

그런데 터보 압축기의 로터에는 터보 압축기가 이용되는 각종의 시스템 분야에서, 강고하게 샤프트와 연결하고, 높은 정밀도로 로터 축심과 샤프트 축심을 맞추는 등 많은 요망이 나오고 있다.

그래서 최근 터보 압축기의 로터에서는 이에 부응하기 위해, 단면 원형의 구멍에 의한 연결 뿐 아니라, 다각 형상부를 혼합하여 로터와 샤프트를 감삽시켜 연결하려는 연결 방식의 구조가 제안되기 시작하고 있다. 그 연결 방식의 실현을 위하여, 로터의 지지구멍의 단측(端側)에, 샤프트에 형성된 다각 형상부와 맞물리는 다각형의 단면 형상의 내강부(內腔部)를 형성하는 것이 검토되기 시작하고 있다.

그런데 다각 형상의 내강부를 갖는 지지구멍을 채용하면, 로터의 언밸런스량의 계측이 만족스럽게 행하여지지 않을 우려가 있다.

즉, 통상 로터의 언밸런스량을 측정할 때, 로터를 정압기체로 지지하고 있는 부분인 맨드릴의 외주면과 지지구멍의 내면 사이에는 정압기체 베어링의 분출구멍으로부터 분출되는 압축성 유체가 충만(充滿)된다.

이 때, 지지구멍이 맨드릴의 외주 형상과 동일한 단면 원형(완전한 원)이면, 로터가 회전하여도 압력 변동을 일으키지 않기 때문에 높은 계측 정밀도가 확보된다. 그러나 지지구멍에 다각형의 내강부가 있으면, 단면 원형(완전한 원)의 경우와는 달리, 다각 형상이 있는 부분에서 로터의 회전(변위)에 따라 맨드릴의 외주면과의 사이에서 스퀴즈(squeeze)가 생긴다. 이 때의 스퀴즈 효과에 의해 동 사이 내에서는 압력 상승, 하강을 반복하게 된다.

맨드릴로 지승된 로터는 이 압력 변동에 의해 헌팅 진동(hunting vibration)이 생긴다. 이 때문에, 로터의 언밸런스량을 계측하는 정밀도가 손상되기 쉽다. 또한, 로터가 맨드릴과 접촉하기 쉬워지는 문제도 있어, 소기(所期)의 언밸런스량의 계측이 만족스럽게 행하여지지 않는 일이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 높은 정밀도로, 지지구멍의 일부를 다각 형상으로 한 피회전체의 언밸런스량의 계측을 행할 수 있는 밸런스 수정용 지승장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에서는, 다각형의 단면 형상으로 형성된 부분을 단측에 갖는 피회전체의 지지구멍이 장착되는 종형의 맨드릴의 외주면 중, 지지구멍의 다각형의 단면 형상부분에 임하는 외주면 부분에, 피회전체의 회전에 따라 다각형의 단면 형상부분과 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내에서 변동하는 압력을 외부로 내보내는 배출구멍(vent hole)을 마련했다(청구항 1).

동 구성에 의해, 지지구멍의 일부를 다각형의 단면 형상으로 하여도, 언밸런스량(동적 불균형량)을 계측할 때, 지지구멍의 다각형의 단면 부분과 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내에서 생기는 압력의 변동은 배출구멍을 통해 외부로 내보내진다. 이 때문에, 스퀴즈를 요인으로 한 지지구멍의 다각 형상의 단면 부분과 맨드릴의 외주면 사이의 압력 변동은 억제되고, 높은 정밀도로 피회전체의 언밸런스량의 계측이 행하여진다.

바람직하게는, 상기 목적 이외에도 추가로, 변동된 압력을 균일하게 내보내도록 배출구멍은 맨드릴의 외주면에 주방향(周方向)을 따라 다수, 등간격으로 마련되는 것으로 하였다(청구항 2).

바람직하게는, 상기 목적 이외에도 추가로, 변동된 압력을 내보내기 쉽도록 배출구멍은 맨드릴 중 다각형의 단면 형상부분과 맨드릴의 외주면 사이 공간의 최하위 근방에 입구를 가지고, 정압기체 스러스트 베어링면의 근방의 외부에 임하는 지점에 출구를 가져, 최단 경로로 형성되는 통로를 이용하는 것으로 하였다(청구항 3).

본 발명에 의하면, 피회전체의 언밸런스량을 계측할 때, 지지구멍의 다각형의 단면 부분과 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내에서 생기는 압력의 변동은 배출구멍을 통해 외부로 내보내진다. 이에 의해, 스퀴즈를 요인으로 한, 지지구멍의 다각 형상의 단면 부분과 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내에 있어서 압력 변동을 억제할 수 있다.

그 결과, 지지구멍의 일부를 다각 형상으로 한 피회전체는 높은 정밀도로 언밸런스량의 계측을 행할 수 있다. 게다가, 맨드릴에 피회전체가 접촉되는 우려도 회피할 수 있다. 또한, 간단한 구조로 해결된다(청구항 1).

상기 효과 이외에도, 추가로 복수의 배출구멍을 통해, 다각 형상의 단면 부분과 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내로부터, 변동된 압력을 균일하게 내보낼 수 있으며, 한층 더 높은 효과를 가져온다(청구항 2).

상기 효과 이외에도, 추가로 배출구멍은 최단 경로로 형성되어 있으므로, 한층 더 압력을 외부로 내보내기 쉬워지고, 한층 더 높은 효과를 가져온다(청구항 3).

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 밸런스 수정용 지승장치를, 동 장치를 적용한 밸런스 수정장치와 함께 나타낸 사시도.
도 2는 동 밸런스 수정용 지승장치의 각부의 구조를, 맨드릴에 로터(피회전체)를 장착한 상태와 함께 나타낸 단면도.
도 3은 도 2에서의 A-A선에 따른 단면도.
도 4는 도 2에서의 B-B선에 따른 단면도.
도 5는 로터가 회전할 때의, 지지구멍의 다각형의 단면 부분과 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내 거동을 설명하기 위한 단면도.
도 6은 언밸런스량의 계측을 행하는 터보 압축기의 로터(피회전체)를 설명하는 사시도.
도 7은 동 로터의 다각 형상부를 이용한 연결 구조를 설명하는 사시도.

이하, 본 발명을 도 1~도 7에 나타낸 일 실시형태에 기초하여 설명한다.

도 1은 피회전체, 예를 들면 터보 압축기의 로터(1)(여기에서는 예를 들면 컴프레서 로터)의 언밸런스량(동적 불균형량)을 계측하는 밸런스 수정장치의 개략 구성을 나타내고 있으며, 예를 들면 도면 중 부호 2는 동 장치의 기판, 부호 3은 동 기판(2)의 상면에 입설(立設)된 프레임체, 부호 4는 프레임체(3)의 전방에 배치된 진동 브릿지체를 나타내고 있다.

진동 브릿지체(4)의 각부는, 프레임체(3)의 전면으로부터 돌출된 복수의 지지 스프링부재(5a) 및 기판(2)의 상면으로부터 돌출된 지지 스프링부재(5b)(일부밖에 도시하지 않음)에 연결되어, 진동 브릿지체(4)의 전체를 좌우방향으로 변위 가능하게 지지하고 있다. 이 진동 브릿지체(4)의 전부(前部)로부터는, 지지암체(6)가 띠형으로 연장되어 있다. 이 띠형의 지지암체(6)의 선단부에는, 상기 터보 압축기의 로터(1)를 지승하기 위해 지승장치(10)(본원의 밸런스 수정용 지승장치에 해당)가 마운트(mount)되어 있다.

덧붙여서, 진동 브릿지체(4)의 측방에는, 진동 브릿지체(4)에 전해지는 진동을 검출하는 각종 센서(8)가 설치되어 있고, 지승장치(10)의 주위에는 로터(1)를 회전시키는 압축 공기를 분출시키는 한 쌍의 분출헤드부(9)(회전력 부여부)가 설치되어 있다. 도 1 중 부호 8a는 각종 센서(8)를 기판(2) 위에 마운트하는 마운트부재를 나타내고, 부호 9a는 분출헤드부(9)를 기판(2) 위에 마운트하는 마운트부재를 나타내고 있다.

상기 지승장치(10)에는, 종형의 맨드릴(11)을 이용하여, 정압기체 베어링에 의해 로터(1)(단체)를 회전 자재하게 지승하는 구조가 이용되고 있다. 동 지승장치(10)의 구조가 도 2에 나타나 있다.

여기에서, 지승장치(10)의 구조를 설명하기 전에 계측대상의 부품이 되는 로터(1)를 설명하면, 로터(1)는 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이 다수개의 블레이드(blade)(1a)가 원판형상의 베이스면부(20a) 위에 형성된 로터 본체(20)를 가진다. 로터 본체(20)는 베이스면부(20a)의 중심부에 형성되어 있는 통형의 보스(boss)부(21)를 포함한다. 이 로터 본체(20)의 회전축심부 및 베이스면부(20a)의 보스부(21)는 이들 부분을 직선형상으로 관통한 단면 원형인 지지구멍(22)을 가지고 있다. 이 지지구멍(22) 내에 로터(1)와 짝이 되는 단면 원형인 샤프트(23)가 맞붙는다. 구체적으로는 동 샤프트(23)의 단부(端部)가 지지구멍(22) 내에 삽입되고, 삽입단을 고정부재, 예를 들면 너트부재(미도시)에 의해 고정함으로써, 로터(1)는 보스부(21)의 끝을 수용하는 수부(受部)(23a)와의 사이에서 체결되고, 이에 의해 로터(1)가 맞붙여진 모듈, 즉 로터 모듈이 형성된다.

여기에서, 이 로터(1)와 샤프트(23)의 연결에는 샤프트(23) 및 지지구멍(22)에, 일부, 다각 형상을 채용한 구조가 이용되고 있다(예를 들면 강고한 연결, 높은 정밀도로 축심 맞춤 등을 위해).

즉, 통상은 로터(1)의 일단으로부터 타단까지의 전체를 단면 원형의 내강부로 한 지지구멍(22) 및 동 지지구멍(22)에 맞는 단면 원형인 샤프트(23)를 이용하고 있지만, 여기에서는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 예를 들면 지지구멍(22)의 일부가 되는 끝, 구체적으로는 지지구멍(22)의 기단이 되는 보스부(21) 내의 내면에, 다른 단면 원형의 내강보다 큰 다각형의 단면 형상, 여기에서는 예를 들면 삼각 형상의 내면(26a)을 가지고, 내면(26a)의 내측을 삼각형의 내강부(26)로 하고 있다. 샤프트(23)는 동 삼각 형상의 내강부(26)와 맞물리는 예를 들면 삼각 형상의 플랜지부(27)를 가지고 있다. 즉, 삼각 형상의 내강부(26)와 플랜지부(27)가 맞물리는 구조를 병용하여, 로터(1)와 샤프트(23)를 연결시키고 있다.

도 1 및 도 2의 지승장치(10)에는 이 지지구멍(22)의 일부를 다각형으로 한 로터(1)를 안정하게 지승시키는 구조가 이용되고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 이 지승장치(10)의 각부를 설명하면, 부호 11은 상술한 맨드릴이다. 맨드릴(11)은 원주형상의 맨드릴부재로 구성된다. 동 맨드릴부재가 지지암체(6)의 선단부의 상면에 입설되고, 로터(1)가 맨드릴(11)의 상방으로부터 장착되도록 되어 있다.

즉, 맨드릴(11)은 하단으로부터 순서대로, 지지암체(6) 위에 고정된 설치좌(30), 로터(1)의 하단(보스부(21) 끝)을 수용하는 원반형상부(31), 로터(1)와 감삽 가능한 원주형상부(32)를 가지며, 소정량 지지암체(6)로부터 연직(鉛直)방향으로 연장되어 있다. 구체적으로는, 원주형상부(32) 중 선단측의 로터 본체(20)가 배치되는 부분(보스부(21)를 제외)은 당해 로터 본체(20)의 지지구멍(22)의 대부분을 차지하는 소경(小徑)인 구멍부분(22d)의 형상에 맞춘 단면 원형의 기둥부분(32a)으로 형성되어 있다. 기단측의 보스부(21)가 배치되는 부분은, 도 3에 나타낸 바와 같이 지지구멍(22)의 단부부(段付部)(22a)의 형상에 맞게 기둥부분(32a)보다 대경(大徑)의 기둥부분(32b)으로 되어 있다. 특히 삼각 형상의 내강부(26)(내면(26a))와 대응하는 부분은, 도 4에 나타낸 바와 같이 기둥부분(32b)보다 소경의 기둥부분(32c)(내면(26a)보다 소경)으로 되어 있고, 도 2에 나타낸 바와 같이 로터(1)를 지지구멍(22)의 끝(기단)으로부터 맨드릴(11)에 삽입하는 것만으로, 삼각형의 내강부(26)의 유무에 영향을 받지 않고, 맨드릴(11)의 주위에 장착 가능하다.

또한 맨드릴(11)의 기둥부분(32a, 32b)의 외주면에는 각각 다수의 분출구멍(34a)을 갖는 정압기체 레이디얼 베어링면(34b)이 마련되어, 지지구멍(22)의 내면을 수용하는 정압기체 레이디얼 베어링(34)을 형성하고 있다. 원반형상부(31)의 상면에는 보스부(21) 끝의 위치에 맞게, 축심 주위에 다수의 분출구멍(35a)을 갖는 정압기체 스러스트 베어링면(35b)이 마련되어, 동 부분에 로터(1)의 하단인 보스부(21)의 단면(지지구멍(22)의 개구 주위)을 수용하는 정압기체 스러스트 베어링(35)을 형성하고 있다.

이 중 분출구멍(34a)은, 도 2에 나타낸 바와 같이 맨드릴(11)의 축심부를 따라 형성된 각종 공경(孔徑)의 통로(36a), 지지암체(6)의 내부에 형성된 중계통로(36b)를 통해 외부의 정압 베어링용 기체공급장치(37)에 접속된다. 또한 분출구멍(35a)은 원반형상부(31)에 형성된 통로(38a), 지지암체(6)의 내부에 형성된 중계통로(38b)를 통해, 상기 정압 베어링용 기체공급장치(37)에 접속된다. 이에 의해, 정압 베어링용 기체공급장치(37)로부터 공급되는 압축성 유체, 예를 들면 공기를 각 분출구멍(34a, 35a)으로부터 분출시킴으로써, 정압기체 베어링(34, 35)에서 로터(1)를 레이디얼 방향, 스러스트 방향으로부터 수용하여(지지), 로터(1) 전체를 맨드릴(11)의 주위에서 소정량만큼 부상시키면서 회전 자재하게 지승시키는 것이 가능하다.

이 부상 상태의 로터(1)에 대하여, 한 쌍의 분출헤드부(9)에서 공기를 분출하면 로터(1)가 고속으로 회전되고, 이 때의 거동(진동 상태(具合))이 지지암체(6), 진동 브릿지체(4)를 거쳐, 각종 센서(8)에서 검출되어 로터(1)의 언밸런스량이 계측된다.

게다가 도 1, 도 2 및 도 4(도 2 중 B-B 단면)에 나타낸 바와 같이 맨드릴(11)의 외주면 중, 로터(1)의 삼각 형상의 내강부(26)(본원의 다각형의 단면 형상부분에 해당)에 임하는 기둥부분(32c)의 외주면에는 배출구멍(38)이 마련되어 있다. 배출구멍(38)은 맨드릴(11)의 주방향을 따라 등간격으로 다수, 여기에서는 9개 마련되어 있다.

어느 쪽의 배출구멍(38)도, 도 2에 나타낸 바와 같이 입구(39a)가 기둥부분(32c)과 내면(26a) 사이에 형성되는 공간에 개구되고, 출구(39b)가 동 공간 밖으로 개구되는 소경인 J형의 통로(39)로 형성되어 있다. 예를 들면 통로(39)의 입구(39a)는 기둥부분(32c)과 내면(26a) 사이 공간의 최하위 근방이 되는 기둥부분(32c)의 외주면 부분에 개구되고, 출구(39b)는 정압기체 스러스트 베어링면(35b)의 근방에서 외부로 임하는 지점, 예를 들면 원반형상부(31)의 끝면(端面)의 베어링면(35b) 근처의 지점에 개구되고, 통로(39)를 최단 경로로 형성하고 있다. 이 최단 경로로 형성된 통로(39)에서 로터(1)가 회전될 때, 삼각 형상의 내면(26a)과 단면 원형의 기둥부분(32c)의 외주면 사이의 공간에 생기는 압력 변동, 특히 상승하는 압력을 외부로 내보내는 구조로 되어 있다.

다음으로, 이 압력 변동을 내보내는 점에 대하여 설명한다.

우선, 로터(1)의 언밸런스량을 계측할 때는, 도 2에 나타낸 바와 같이 로터(1)의 지지구멍(22)을 연직방향으로 기립하는 맨드릴(11)에 끼워 로터(1)를 맨드릴(11)에 장착한다. 이것으로, 맨드릴(11)의 단면 원형의 기둥부분(32a)(포함; 상단(上段)의 정압기체 레이디얼 베어링(34))에는 로터(1)의 구멍부분(22d)이 배치되고, 기둥부분(32b)(포함; 하단(下段)의 정압기체 레이디얼 베어링(34))에는 로터(1)의 단부부(22a)가 배치되며, 기둥부분(32c)에는 로터(1)의 삼각 형상의 내강부(26)가 배치된다. 또한 정압식기체 스러스트 베어링면(35b) 위에는 로터(1)의 보스부(21) 끝이 배치된다.

이 후, 정압 베어링용 기체공급장치(37)로부터의 압축 공기(압축성 유체)를, 각 분출구멍(34a, 35a)으로부터 소정량 분출시킨다. 그러면, 도 2 중 화살표로 나타낸 바와 같이 분출구멍(34a)으로부터 분출된 공기는, 정압기체 레이디얼 베어링면(34b)과 구멍부분(22d)의 내면 또는 단부부(22a)의 내면 사이로 흘러들어, 동 사이에 흘러드는 공기 흐름으로, 로터(1)를 맨드릴(11)의 주위로 회전 자재하게 지지한다. 동시에 도 2 중 화살표로 나타낸 바와 같이 분출구멍(35a)으로부터 분출된 공기는 보스부(21)를 밀어올리면서, 정압기체 스러스트 베어링면(35b)과 보스부(21)의 끝면 사이에 흘러들어, 로터(1) 전체를 소정량만큼 부상시킨다. 즉, 로터(1)는 맨드릴(11)에 의해 소정량만큼 부상되면서 회전 자재하게 지승된다.

이 후, 한 쌍의 분출헤드부(9)의 분출구멍(9b)(도 1에 일부만 도시)으로부터, 부상되어 있는 로터(1)의 블레이드(1a)로 공기를 분출하면, 로터(1)가 맨드릴(11)의 주위를 고속으로 회전한다. 이 때 로터(1)의 거동(진동 상태)이 지지암체(6), 진동 브릿지체(4)를 거쳐 각종 센서(8)에 전해져, 동 센서(8)에서의 검출로, 로터(1)의 언밸런스량이 계측된다.

이 때, 로터(1)에 있어서 삼각 형상의 내면(26a)과 맨드릴(11)의 기둥 부분(32c) 사이의 공간(내강부(26))은 정압기체 베어링(34, 35)의 분출구멍(34a, 35a)으로부터 분출되는 공기로 충만해 있다.

여기에서, 지금까지의 로터는 맨드릴과 원형끼리 짝이 되기 때문에 문제는 아니지만, 상기 로터(1)의 지지구멍(22)의 끝은 다각형, 여기에서는 삼각 형상으로 정하고 있으므로, 로터(1)의 회전에 따라 삼각 형상의 내강부(26)가 있는 보스부(21)와 단면 원형의 기둥부분(32c) 사이에서는 스퀴즈가 생긴다. 이 때문에, 삼각 형상의 내면(26a)과 단면 원형의 기둥부분(32c) 사이의 공간에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이 변위하는 삼각 형상의 내면(26a)의 회전방향 전측(前側)에서 압력이 상승, 회전방향 후측(後側)에서 압력이 하강하는 스퀴즈 효과에 의한 압력 상승, 하강이 공간 내에서 반복된다.

로터(1)에는 이 압력 변동에 의해 헌팅 진동이 생긴다. 이대로라면 로터(1)는 헌팅 진동의 영향을 받아, 로터(1)의 언밸런스량의 계측의 정밀도가 손상되어 버린다. 그러나 맨드릴(11)에는 이 삼각 형상의 내면(26a)과 단면 원형의 기둥부분(32c) 사이의 공간에서 변동하는 압력을 외부로 내보내는 배출구멍(38)을 마련하고 있기 때문에, 도 2 및 도 5에 화살표로 나타낸 바와 같이 동 공간 내에서 생기는 압력 변동, 즉 상승하는 압력은 배출구멍(38)을 통해 공간 밖(외부)으로 내보내진다. 하강하는 압력은 정압식 기체 베어링(34, 35)의 공기에 의해 보충된다.

이에 의해, 정밀도를 손상시키는 요인이 되는, 지지구멍(22)의 다각 형상의 단면부분(삼각형의 내강부(26))과 맨드릴(11)의 단면 원형인 외주면 사이에 있어서 압력 변동은 억제된다.

그러므로 높은 정밀도로 로터(1)(피회전체)의 언밸런스량의 계측을 수행할 수 있다. 게다가, 맨드릴(11)의 외주면 중, 지지구멍(22)의 다각형의 단면 형상부분에 임하는 지점에 배출구멍(38)을 형성하는 것만으로 계측 정밀도가 개선되기 때문에, 간단한 구조로 해결된다. 더구나, 맨드릴(11)에 로터(1)가 접촉할 우려와 걱정도 회피할 수 있다.

특히 배출구멍(38)은 맨드릴(11)의 주방향을 따라 다수, 등간격으로 배치되어 있기 때문에, 변동된 압력을 균일하게 외부로 내보낼 수 있고, 한층 효과적으로 압력 변동을 억제할 수 있다.

게다가, 배출구멍(38)이 최단 경로로 형성되어 있으면, 변동된 압력을 외부로 내보내기 쉬워지므로, 보다 효과적으로 압력 변동을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 일 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 주지(主旨)를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 가변해서 실시하여도 상관 없다. 예를 들면 상술한 일 실시형태에서는, 지지구멍의 다각형 부분을 삼각 형상의 내강부로 한 예를 들었지만, 이에 한정되지 않고, 다른 다각 형상의 내강부로 하여도 좋다. 또한 상술한 일 실시형태에서는 9개의 배출구멍을 마련한 예를 들었지만, 이에 한정되지 않고, 9개 이상으로도 9개 이하로도 압력 변동의 억제 효과를 충분히 확보할 수 있으면 좋고, 수량에 구애되는 것은 아니다. 물론, 상술한 일 실시형태에서는 터보 압축기의 로터를 이용한 예를 들었지만, 이에 한정되지 않고, 언밸런스량의 계측을 필요로 하는 피회전체라면 본 발명을 적용할 수 있다.

1: 로터(피회전체)
10: 지승장치(밸런스 수정용 지승장치)
11: 맨드릴
22: 지지구멍
26: 삼각 형상의 내강부(다각형의 단면 형상의 부위)
26a: 삼각형상의 내면(다각형의 내면)
34: 정압기체 레이디얼 베어링
35: 정압기체 스러스트 베어링
38: 배출구멍
39a: 입구
39b: 출구

Claims (3)

1. 회전 중심부에 단면 원형의 지지구멍을 가지며, 동시에 당해 지지구멍의 단측(端側)이 다각형의 단면(斷面) 형상으로 형성된 피회전체와, 상기 지지구멍과의 삽입에 의해 상기 피회전체가 연직방향으로부터 장착되는 종형(縱形)의 맨드릴(mandrel)을 구비하고,
   상기 맨드릴의 외주면에는 상기 지지구멍의 단면 원형의 내면을 회전 자재(自在)하게 수용하는 정압기체 레이디얼(radial) 베어링을 가지고, 기단(基端)측에는 상기 지지구멍의 하단의 개구 주위를 회전 자재하게 수용하는 정압기체 스러스트(thrust) 베어링을 가지며, 상기 정압기체 레이디얼 베어링, 상기 정압기체 스러스트 베어링으로부터 정압기체 베어링용의 압축성 유체를 분출시켜, 상기 피회전체를 상기 맨드릴의 주위에서 부상(浮上)시키면서 회전 자재하게 지승(支承)시키는 구조로 구성되고, 부상 상태의 피회전체에 회전력을 가함으로써 언밸런스량의 계측을 가능하게 한 밸런스 수정용 지승장치에 있어서,
   상기 맨드릴의 외주면 중, 상기 지지구멍의 다각형의 단면 형상부분에 임하는 외주면 부분에는, 상기 피회전체의 회전에 따라 상기 다각형의 단면 형상부분과 상기 맨드릴의 외주면 사이의 공간 내에서 변동하는 압력을 외부로 내보내는 배출구멍이 마련되는 것을 특징으로 하는 밸런스 수정용 지승장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출구멍은, 상기 맨드릴의 외주면에 주방향(周方向)을 따라 다수, 등간격으로 마련되는 것을 특징으로 하는 밸런스 수정용 지승장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 배출구멍은, 상기 맨드릴 중 상기 다각형의 단면 형상부분과 상기 맨드릴의 외주면 사이 공간의 최하위 근방에 입구를 가지고, 상기 정압기체 스러스트 베어링면의 근방의 외부에 임하는 지점에 출구를 갖는 최단 경로로 형성되는 통공(通孔)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸런스 수정용 지승장치.

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