KR20160008411A

KR20160008411A - 원심 압축기의 베어링 냉각장치

Info

Publication number: KR20160008411A
Application number: KR1020140088586A
Authority: KR
Inventors: 박치용; 권대복; 양현섭; 임차유; 정현석; 박건웅
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2016-01-22

Abstract

압축기의 내부에서 전동기의 스테이터와 로터 사이를 경유하지 않고 후방 베어링을 향해 직접적으로 냉각 상태의 압축공기를 공급할 수 있는 우회경로를 마련함으로써 후방 베어링에 대한 냉각 성능을 향상시키고 이를 통해 베어링의 내구 성능의 저하를 방지할 수 있는 원심 압축기의 베어링 냉각장치를 개시한다.
전술한 원심 압축기의 베어링 냉각장치는 케이스(100)의 내부에서 임펠러(300)의 회전을 위해 설치되는 회전축(200), 상기 회전축(200)에 구동력을 제공하도록 설치되는 전동기(400), 상기 전동기(400)를 중심으로 상기 임펠러(300)와 인접한 위치에서 상기 회전축(200)을 축 지지하는 전방 베어링(210), 상기 전동기(400)를 중심으로 상기 전방 베어링(210)과 대향하는 위치에서 상기 회전축(200)을 축 지지하는 후방 베어링(220), 및 상기 임펠러(300)의 출구 영역에서 상기 전동기(400)를 우회하여 상기 후방 베어링(220)에 이르도록 형성되는 부가 유로(140)를 구비한다.

Description

원심 압축기의 베어링 냉각장치{Device for cooling bearing in centrifugal compressor}

본 발명은 원심 압축기의 베어링 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 내부에서 전동기의 스테이터와 로터 사이를 경유하지 않고 후방 베어링에 직접적으로 도달하는 냉각공기의 우회경로를 마련하여 온도 상승에 따른 베어링의 내구 성능의 저하를 방지할 수 있는 원심 압축기의 베어링 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 작동유체를 고압으로 압축시켜 출력할 수 있는 기계장치로서, 실린더 내에서 피스톤을 왕복 운동시키는 왕복동식과, 적어도 두 개의 나란한 치형을 가지는 로터의 회전을 통한 체적변화를 통해 작동유체를 압축시키는 스크류식, 3차원 형상의 인볼루트 곡선을 가지는 한 쌍의 랩(Warp)형 압축매체(고정 스크롤과 회전 스크롤)를 이용한 스크롤식, 및 고속으로 회전하는 임펠러를 이용한 원심 압축기 등과 같이 다양한 종류로 구분될 수 있다.

이와 같은 압축기 중에서 원심 압축기는 케이스 내에서 고속으로 회전하는 임펠러를 매개로 작동유체를 방사상으로 유동시켜 압축하는 것이다. 이 경우, 임펠러는 작동유체를 내부로 흡입한 다음 속도 에너지의 일부를 압력 에너지로 변환함으로써 작동유체에 높은 압력과 속도를 부여하여 외부로 토출하는 기능을 수행한다. 특히, 원심 압축기는 여러 단의 임펠러를 적용하여 작동유체를 다단으로 압축할 수 있기 때문에 우수한 압축 효율을 얻을 수 있으므로 널리 사용되고 있는 실정이다.

도 1은 종래 원심 압축기의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1을 참조로 하면, 종래 원심 압축기는 케이스(100), 회전축(200), 임펠러(300), 및 전동기(400) 등을 포함하여 구성된다.

상기 케이스(100)는 복수로 분할되어 결합되는 형태로서, 내부에 작동유체의 압축을 위한 공간을 형성하고 일측에 외기의 유입을 위한 공기 유입부(110)를 형성한다.

상기 회전축(200)은 케이스(100)의 내부에서 전동기(400)에 의해 회전 가능하게 설치된다. 또한, 상기 회전축(200)의 양단부는 케이스(100)의 내부에서 전방 베어링(210)과 후방 베어링(220)에 의해 각각 축 지지된다. 이 경우, 상기 전방 베어링(210)은 케이스(100)의 내부에서 임펠러(300)의 설치 위치를 기준으로 상기 임펠러(300)와 인접한 회전축(200)의 일단부에 설치된 것으로, 원심 압축기의 작동시 상기 회전축(200)의 축방향을 따라 임펠러(300)를 향해 작용하는 축 하중을 지지하는 베어링에 해당한다. 또한, 상기 후방 베어링(220)은 케이스(100)의 내부에서 임펠러(300)의 설치 위치를 기준으로 상기 임펠러(300)로부터 멀리 이격된 위치에 해당하는 회전축(200)의 타단부에 설치된 것으로, 회전축(200)의 축방향으로 작용하는 예압축의 정도를 자유롭게 조절할 수 있도록 예압 스프링에 의해 지지된다.

상기 임펠러(300)는 공기 유입부(110) 내에서 회전축(200)에 의해 회전 가능하게 설치되어 상기 전동기(400)의 작동시 고속으로 회전하여 공기 유입부(110)를 통해 유입된 작동유체를 고압의 상태로 압축시키는 역할을 수행한다. 또한, 디퓨져(310)는 상기 임펠러(300)와 인접한 위치에서 임펠러(300)에 의해 고압으로 압축된 작동유체를 확산시켜 동압을 정압으로 변환하는 기능을 수행한다. 토출구(320)는 상기 디퓨져(310)를 통과하여 고압으로 압축된 작동유체를 외부로 출력하는 나선형상의 통로에 해당한다.

상기 전동기(400)는 회전축(200)의 외주면에 설치되는 원통형상의 로터(410)와, 상기 로터(410)와 동심축 상으로 소정의 간극을 두고 외부에 설치되는 원통형상의 스테이터(420)로 구성된다.

그런데, 상기와 같은 구성의 종래 원심 압축기는 전동기(400)의 고속 구동에 따른 로터(410)의 고속 회전에 의해 많은 열을 발생하게 되는데, 이러한 열의 발생은 원심 압축기의 가동 시간이 장시간 지속될수록 내부 온도의 상승으로 귀결되어 압축기의 고장 발생의 원인으로 작용하게 된다.

이에 따라, 종래에는 상기 임펠러(300)의 출구 영역에서 케이스(100)를 관통하여 내부 공간으로 압축공기를 유입할 수 있는 별도의 냉각 유로(120)를 적용함으로써 압축공기를 활용한 냉각 효과를 제공하는 새로운 대책이 강구되었다. 한편, 도면 중 미설명 부호 130은 상기 냉각 유로(120)를 통해 압축기의 내부로 유입된 공기에 대한 외부로의 배출을 위한 배출구에 해당한다.

그러나 상기와 같이 냉각 유로(120)를 통해 내부의 공간으로 유입된 냉각된 압축공기는, 전동기(400)를 비롯한 전방 베어링(210)에 대한 냉각에는 효과적이었으나, 내부로 유입된 압축공기 중 일부가 상기 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이의 간극을 통한 경로를 거쳐 후방 베어링(220)에 제공될 수밖에 없으므로 후방 베어링(220)에 대한 냉각 성능에는 그다지 효과적이지 못한 문제를 수반하게 된다.

즉, 상기 냉각 유로(120)를 통해 유입된 냉각된 압축공기 중 상기 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이의 간극을 거쳐 후방 베어링(220)에 제공되는 일부의 압축공기는 전동기(400)의 가동 중 발생하는 열에 의해 전열되어 후방 베어링(220)의 온도를 낮추기 보다는 오히려 상승시키는 결과를 야기하게 되므로 후방 베어링(220)의 내구 성능에 치명적인 문제를 초래하는 또 다른 문제로 귀결된다. 이는 도 1에 도시된 공기의 유동 경로를 살펴보면 명확하게 이해할 수 있다. 즉, 도 1에서 실선으로 표시된 화살표는 냉각 유로(120)를 통해 압축기의 내부로 유입된 공기에 대한 유동 경로를 도시한 것이고, 점선으로 표시된 화살표는 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이의 간극을 통해 후방 베어링(220)으로 제공되는 가열된 공기의 유동 경로를 도시한 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 압축기의 내부에서 전동기의 스테이터와 로터 사이를 경유하지 않고 후방 베어링을 향해 직접적으로 냉각 상태의 압축공기를 공급할 수 있는 우회경로를 마련함으로써 후방 베어링에 대한 냉각 성능을 향상시키고 이를 통해 베어링의 내구 성능의 저하를 방지할 수 있도록 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 케이스의 내부에서 임펠러의 회전을 위해 설치되는 회전축; 상기 회전축에 구동력을 제공하도록 설치되는 전동기; 상기 전동기를 중심으로 상기 임펠러와 인접한 위치에서 상기 회전축을 축 지지하는 전방 베어링; 상기 전동기를 중심으로 상기 전방 베어링과 대향하는 위치에서 상기 회전축을 축 지지하는 후방 베어링; 및 상기 임펠러의 출구 영역에서 상기 전동기를 우회하여 상기 후방 베어링에 이르도록 형성되는 부가 유로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 부가 유로는 상기 후방 베어링의 둘레부위를 향한 출구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 부가 유로는 상기 후방 베어링을 향해 다수로 분기되는 분지 유로를 구비하고, 상기 출구는 상기 분지 유로의 종단부에 개별적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 부가 유로는 상기 후방 베어링을 감싸는 고리형 유로를 구비하고, 상기 출구는 상기 고리형 유로의 전 부위에 걸쳐 이격된 위치로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 부가 유로는 상기 케이스의 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 케이스의 내부에 저온의 냉각수를 저류하는 체임버를 더 포함하고, 상기 부가 유로는 상기 체임버에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 임펠러의 출구 영역에서 상기 케이스를 관통하여 상기 전방 베어링과 상기 전동기를 향해 형성되는 냉각 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원심 압축기의 베어링 냉각장치는 압축공기의 토출측에서 전동기의 스테이터와 로터 사이를 경유하지 않고 후방 베어링에 인접한 부위를 향해 냉각 상태의 압축공기를 직접적으로 공급하는 우회경로의 형성을 통해 후방 베어링을 보다 효과적으로 냉각할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 후방 베어링에 이르는 우회경로를 압축기 케이스의 내부에서 냉각수를 저류하는 체임버와 인접한 위치로 설정함으로써, 후방 베어링을 향해 제공되는 공기의 온도를 더욱 낮출 수 있으므로 베어링에 대한 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이 경우, 후방 베어링에 직접적으로 제공되는 압축공기는 전동기의 스테이터와 로터 사이를 경유하여 후방 베어링의 설치부위에 이르는 예열된 압축공기에 비해 압력은 높고 온도는 낮은 상태이므로, 예열된 압축공기가 후방 베어링에 이르지 못하게 하는 일종의 공기 차단막을 형성할 수 있게 된다.

이 결과, 압축기 내부의 후방 베어링은 전동기를 경유하지 않고 직접 제공되는 냉각된 압축공기에 의해 보다 효과적으로 냉각될 수 있게 되고, 이를 통해 베어링의 내구 성능은 더욱 향상될 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 우회경로를 통해 후방 베어링으로 제공되는 냉각된 압축공기의 분사경로를 후방 베어링의 전 둘레부위를 비롯한 베어링의 냉각에 보다 유리한 최적의 위치로 설정할 수 있으므로, 냉각 효과의 극대화를 통한 압축기 전체의 내구 성능의 향상에 더욱 기여할 수 있게 된다.

도 1은 종래 원심 압축기의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원심 압축기의 베어링 냉각장치를 도시한 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 압축공기의 우회경로에 대한 출구부위를 정면에서 도시한 일 실시예에 대한 것으로, 후방 베어링에 향한 압축공기의 분사경로를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 압축공기의 우회경로에 대한 출구부위를 정면에서 도시한 다른 실시예에 대한 것으로, 후방 베어링에 향한 압축공기의 분사경로를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원심 압축기의 베어링 냉각장치를 도시한 단면도이다.

도 2를 참조로 하면, 본 발명이 적용되는 원심 압축기는 압축기의 외형을 형성하는 케이스(100), 상기 케이스(100)의 내부에서 고속으로 회전 가능하게 설치되는 회전축(200), 상기 회전축(200)에 설치되어 일체로 회전하는 임펠러(300), 및 상기 회전축(200)에 대해 고속의 회전력을 제공하는 전동기(400)를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(100)는 압축기의 조립과 분해에 대한 용이성을 제공하기 위해 복수로 분할되어 상호 결합 가능한 형태로 이루어진다. 이때, 상기 케이스(100)는 내부에 작동유체의 압축을 위한 공간을 형성하고 일측에 외기의 유입을 위한 공기 유입부(110)를 형성한다.

상기 회전축(200)은 케이스(100)의 내부에서 상기 전동기(400)로부터 제공되는 구동력에 의해 회전이 가능하도록 설치된다. 이를 위해, 상기 회전축(200)의 양단부는 케이스(100)의 내부에서 전방 베어링(210)과 후방 베어링(220)에 의해 각각 축 지지된다. 이 경우, 상기 전방 베어링(210)은 케이스(100)의 내부에서 상기 임펠러(300)의 설치 위치를 기준으로 임펠러(300)와 인접한 회전축(200)의 일단부에 설치된 것으로, 원심 압축기의 작동시 상기 회전축(200)의 축방향으로 임펠러(300)를 향해 작용하는 축 하중을 지지하는 베어링에 해당한다. 또한, 상기 후방 베어링(220)은 케이스(100)의 내부에서 임펠러(300)의 설치 위치를 기준으로 임펠러(300)로 멀리 이격된 회전축(200)의 타단부에 설치된 것으로, 상기 회전축(200)의 축방향으로 예압축을 조절할 수 있도록 예압 스프링에 의해 지지된다.

한편, 본 발명은 원심 압축기의 후방 베어링(220)에 대한 냉각장치로서 다음과 같은 구성을 더 포함하여 구성된다. 즉, 상기 케이스(100)는 일측에 임펠러(300)의 출구 영역에서 압축기의 내부 공간으로 압축공기를 별도로 유입할 수 있는 냉각 유로(120)를 형성한다. 또한, 상기 케이스(100)는 냉각 유로(120)의 형성부위를 기준으로 타측에 상기 냉각 유로(120)를 통해 압축기의 내부로 유입된 공기를 외부로 배출하기 위해 배출구(130)를 형성한다. 이 경우, 상기 냉각 유로(120)는 케이스(100)의 내부 공간 중에서 상기 전방 베어링(210)과 상기 전동기(400)를 향해 냉각된 압축공기를 동시에 제공할 수 있는 경로에 걸쳐 마련된다.

아울러, 상기 케이스(100)는 냉각 유로(120)와는 별도로 냉각된 압축공기를 상기 전동기(400)를 경유하지 않고 상기 후방 베어링(220)이 위치하는 부위와 인접한 위치로 직접적으로 공급할 수 있는 별도의 우회경로에 해당하는 부가 유로(140)를 형성한다. 이 경우, 상기 부가 유로(140)는 냉각 유로(120)로부터 분지되어 상기 후방 베어링(220)의 인접부위를 향해 연장되어 형성될 수 있고, 상기 냉각 유로(120)와는 별도로 케이스(100)를 직접적으로 관통하여 상기 후방 베어링(220)과 인접한 부위로 길게 연장되어 형성될 수도 있다. 상기의 경우, 부가 유로(140)의 출구(150)는 케이스(100)의 내부에서 상기 후방 베어링(220)의 인접한 부위 또는 베어링의 전 둘레부위를 비롯한 베어링의 냉각에 보다 유리한 최적의 설계로 구현될 수 있다.

일례로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 부가 유로(140)는 상기 케이스(100)의 마감벽부(102)에서 후방 베어링(220)의 인접부위를 향해 다수로 분기되는 분지 유로(160)를 구비하고, 상기 출구(150)는 상기 분지 유로(160)의 종단부에 각각 개별적으로 형성된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 부가 유로(140)는 상기 케이스(100)의 마감벽부(102)에서 후방 베어링(220)의 인접부위 전체를 감싸는 형태의 고리형 유로(170)를 구비하고, 상기 출구(150)는 상기 고리형 유로(170)의 전 부위에 걸쳐 적정의 간격을 두고 서로 이격된 위치로 형성된다.

이와 같은 경우에 있어, 상기 출구(150)의 형성 방향은 부가 유로(140)를 통해 공급되는 냉각된 압축공기를 상기 후방 베어링(220)의 전방부위를 향해 분사할 수 있도록 설정된다. 이에 따라, 상기 부가 유로(140)로부터 분지 유로(160)를 거쳐 출구(150)로 제공되는 압축공기, 또는 상기 부가 유로(140)로부터 고리형 유로(170)를 거쳐 출구(150)로 제공되는 압축공기는 상기 냉각 유로(120)를 통해 케이스(100)의 내부로 유입된 다음, 상기 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이의 간극을 경유하여 온도가 상승된 상태에서 상기 후방 베어링(220)을 향하는 공기의 유동을 차단할 수 있는 일종의 공기 차단막을 조성할 수 있으므로, 상기 후방 베어링(220)에 대한 냉각 성능을 보장하게 된다.

이와 같은 냉각 성능의 구현은, 상기 냉각 유로(120)를 통해 케이스(100)의 내부로 제공된 공기가 전방 베어링(210)과 전동기(400)를 거치면서 압력이 떨어지고 온도가 상승한 반면에, 상기 부가 유로(140)를 통해 케이스(100)의 내부에서 후방 베어링(220)을 향해 직접적으로 제공된 압축공기의 압력이 상대적으로 높고 온도도 더 낮기 때문에 가능한 것이다.

또한, 상기와 같이 구현되는 후방 베어링(220)에 대한 냉각 성능은 상기 분지 유로(160)의 출구(150) 또는 상기 고리형 유로(170)의 출구(150)에 각각 노즐(미도시)을 설치하고 우회경로에 해당하는 부가 유로(140)를 통해 제공되는 압축공기의 노즐에 의한 분사각도를 상기 후방 베어링(220)의 전방부위를 향해 보다 정확하게 조정함에 따라 더욱 향상될 수 있다. 즉, 상기 각각의 출구(150)에는 우회경로에 해당하는 부가 유로(140)를 통해 제공되는 압축공기에 대한 분사각도를 상기 후방 베어링(220)의 전방부위를 향해 더욱 정확하게 조절할 수 있는 별도의 노즐(미도시)이 설치될 수 있다.

한편, 상기와 같이 후방 베어링(220)을 향한 별도의 우회경로를 설정하여 냉각된 압축공기를 직접적으로 제공할 수 있게 하는 부가 유로(140)는 상기 케이스(100)의 내부에서 저온의 냉각수를 유동할 수 있는 체임버(180)의 형성을 통해 냉각 효과를 더욱 촉진할 수 있는 바, 이를 위해 상기 케이스(100)는 저온의 냉각수를 저류시켜 유동할 수 있는 체임버(180)의 형성과 함께 상기 체임버(180)에 의한 저온 냉각수의 저류 공간과 인접한 부위를 경유하도록 상기 부가 유로(140)의 경로를 설정하면 된다. 이 경우, 상기 체임버(180)의 내부를 유동하는 냉각수의 공급과 냉각은 별도의 펌프 및 배관류의 순환설비와 열교환기류와 같은 냉각설비의 구축을 통해 달성될 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 원심 압축기의 베어링 냉각장치는 상기 케이스(100)의 내부로 압축공기를 제공할 수 있는 냉각 유로(120)의 형성과 함께 압축공기의 토출측에서 상기 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이의 간극을 경유하지 않고 직접적으로 상기 후방 베어링(220)에 인접한 부위를 향해 냉각된 압축공기를 공급할 수 있는 우회경로인 부가 유로(140)의 형성을 매개로 후방 베어링(220)을 보다 효과적으로 냉각할 수 있는 효과를 제공하게 된다. 이는 도 2에서 부가 유로(140)를 통해 후방 베어링(220)의 전방부위로 제공되는 냉각된 압축공기의 유동(실선으로 표시된 화살표)을 살펴보면 명확하게 이해할 수 있다.

이 경우, 상기 부가 유로(140)는 후방 베어링(220)에 인접부위를 향한 분지 유로(160) 또는 고리형 유로(170)의 형성을 통해 상기 후방 베어링(220)의 전방부위로 냉각된 압축공기를 더 효과적으로 제공할 수 있고, 특히 상기 분지 유로(160) 또는 상기 고리형 유로(170)에 형성되는 다수의 출구(150)에 대한 최적의 분사각도 설정을 통해 후방 베어링(220)을 보다 효과적으로 냉각할 수 있게 된다.

즉, 상기와 같은 경로를 거쳐 공급되는 압축공기는 상기 냉각 유로(120)를 통해 케이스(100)의 내부에서 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이를 경유하여 온도의 상승이 이루어진 공기가 후방 베어링(220)에 직접적으로 제공되는 것을 차단할 수 있는 공기 막을 조성하게 되므로 후방 베어링(220)에 대한 보다 안정적인 냉각 성능을 보장할 수 있고, 이를 통해 베어링의 내구 성능을 더욱 향상될 수 있다.

또한, 상기 부가 유로(140)에 의한 냉각된 압축공기의 공급은 상기 케이스(100)의 내부에서 저온의 냉각수를 저류하여 유동할 수 있는 체임버(180)의 형성과 함께, 상기 체임버(180)의 위치와 인접한 부위로 부가 유로(140)의 배치 경로를 설정함에 따라 보다 낮은 온도의 냉각된 상태의 압축공기를 상기 후방 베어링(220)에 제공할 수 있으므로 압축기 전체의 내구 성능을 향상시키는 데 크게 기여할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명의 효과는 도 2에 도시된 공기의 유동 경로를 살펴보면 더욱 명확하게 이해할 수 있다. 즉, 도 2에서 실선으로 표시된 화살표는 냉각 유로(120)와 부가 유로(140)를 통해 각각 압축기의 내부로 유입되는 냉각된 공기에 대한 유동 경로를 도시한 것이고, 점선으로 표시된 화살표는 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이의 간극을 통해 후방 베어링(220)으로 제공되는 가열된 공기의 유동 경로를 도시한 것이며, 굵은 점선으로 표시된 화살표는 전동기(400)의 로터(410)와 스테이터(420) 사이를 거쳐 가열된 공기와 부가 유로(140)를 통해 후방 베어링(220)의 전방에 직접적으로 제공되는 냉각된 공기 사이의 합류로 인해 온도가 다소 상승한 상태에서 배출구(130)를 통해 외부로 방출되는 혼합공기의 유동을 도시한 것이다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100-케이스 110-공기 유입부
120-냉각 유로 130-배출구
140-부가 유로 150-출구
160-분지 유로 170-고리형 유로
180-체임버 200-회전축
210-전방 베어링 220-후방 베어링
300-임펠러 310-디퓨져
320-토출구 400-전동기
410-로터 420-스테이터

Claims

케이스(100)의 내부에서 임펠러(300)의 회전을 위해 설치되는 회전축(200);
상기 회전축(200)에 구동력을 제공하도록 설치되는 전동기(400);
상기 전동기(400)를 중심으로 상기 임펠러(300)와 인접한 위치에서 상기 회전축(200)을 축 지지하는 전방 베어링(210);
상기 전동기(400)를 중심으로 상기 전방 베어링(210)과 대향하는 위치에서 상기 회전축(200)을 축 지지하는 후방 베어링(220); 및
상기 임펠러(300)의 출구 영역에서 상기 전동기(400)를 우회하여 상기 후방 베어링(220)에 이르도록 형성되는 부가 유로(140)를 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부가 유로(140)는 상기 후방 베어링(220)의 둘레부위를 향한 출구(150)를 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치.
청구항 2에 있어서,
상기 부가 유로(140)는 상기 후방 베어링(220)을 향해 다수로 분기되는 분지 유로(160)를 구비하고, 상기 출구(150)는 상기 분지 유로(160)의 종단부에 개별적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치.
청구항 2에 있어서,
상기 부가 유로(140)는 상기 후방 베어링(220)을 감싸는 고리형 유로(170)를 구비하고, 상기 출구(150)는 상기 고리형 유로(170)의 전 부위에 걸쳐 이격된 위치로 형성되는 것을 특징으로 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부가 유로(140)는 상기 케이스(100)의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치.
청구항 5에 있어서,
상기 케이스(100)의 내부에 저온의 냉각수를 저류하는 체임버(180)를 더 포함하고, 상기 부가 유로(140)는 상기 체임버(180)에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임펠러(300)의 출구 영역에서 상기 케이스(100)를 관통하여 상기 전방 베어링(210)과 상기 전동기(400)를 향해 형성되는 냉각 유로(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 압축기의 베어링 냉각장치.