KR20160087299A

KR20160087299A - 터보압축기 및 그를 갖는 냉동기

Info

Publication number: KR20160087299A
Application number: KR1020150006446A
Authority: KR
Inventors: 박정민; 김진성; 김원준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-21
Also published as: CN105782075A; KR102268282B1; CN105782075B

Abstract

본 발명은 모터 하우징과; 모터 하우징 내부에 배치된 스테이터와; 스테이터 내측에 회전되게 배치된 로터와; 로터가 설치된 샤프트와; 샤프트에 설치된 임펠러와; 모터 하우징에 결합된 베어링 하우징과; 샤프트에 설치된 트러스트 칼라와; 트러스트 칼라 일면과 베어링 하우징 사이에 위치된 제1에어 포일 베어링과; 베어링 하우징에 설치된 시일부재와; 트러스트 칼라의 타면과 시일부재 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링과; 베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서를 포함하여, 베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서가 에어 포일 베어링의 이상시 발생되는 베어링 하우징의 과진동을 효율적으로 감지할 수 있는 이점이 있다.

Description

터보압축기 및 그를 갖는 냉동기{Turbo compressor and Refrigerating device having the same}

본 발명은 터보압축기 및 그를 갖는 냉동기에 관한 것으로서, 특히 에어 포일 베어링이 설치된 터보압축기 및 그를 갖는 냉동기에 관한 것이다.

일반적으로 냉동기는 흡수식 냉동기와 증기 압축식 냉동기로 구별될 수 있다.

증기 압축식 냉동기는 압축기를 이용하여 냉매를 압축할 수 있고, 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기와, 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와, 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기를 포함할 수 있다.

증기 압축식 냉동기의 압축기는 원심 압축기 중 터보압축기가 이용될 수 있고, 이 경우 증발기에서 증발된 냉매는 터보압축기로 유입되어 압축될 수 있고, 터보압축기에서 압축된 냉매는 응축기로 유동되어 증발될 수 있다.

터보압축기는 동력을 발생시키는 모터부와, 모터부에서 전달된 구동력에 의해 냉매를 흡입하여 압축하는 압축기구부(이하, 압축부라 칭함)로 구성될 수 있고, 모터부에서 발생되는 운동에너지를 정압으로 변환시키면서 냉매를 고압 상태로 토출시킬 수 있다.

터보압축기는 모터부의 샤프트를 반경방향으로 지지하는 레이디얼 베어링과, 샤프트를 축방향으로 지지하는 트러스트 베어링을 포함할 수 있다.

US 2004/0179947 A1 (09.16,2004)

종래 기술에 따른 압축기는 압축기 내부에 설치된 엔코더 디스크가 회전 어셈블리의 속도를 감지하고, 엔코더 디스크와 통신하는 컨트롤러가 엔코더 디스크에 의해 감지된 데이터에 기초하여 회전 어셈블리의 회전수를 제어하나, 엔코더 디스크가 회전 어셈블리의 속도 감지를 통해 트러스트 베어링의 이상 여부를 감지하기 용이하지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 모터 하우징과; 상기 모터 하우징 내부에 배치된 스테이터와; 상기 스테이터 내측에 회전되게 배치된 로터와; 상기 로터가 설치된 샤프트와; 상기 모터 하우징에 일측에 결합된 제1베어링 하우징과; 상기 제1베어링 하우징에 설치된 제1압축부와; 상기 제1압축부 내부에 위치되게 상기 샤프트에 설치된 제1임펠러와; 상기 모터 하우징의 타측에 결합된 제2베어링 하우징과; 상기 제2베어링 하우징에 설치된 제2압축부와; 상기 제2베어링 하우징에 설치된 제2시일부재와; 상기 제2압축부 내부에 위치되게 상기 샤프트에 설치된 제2임펠러와; 상기 제1압축부와 제2압축부를 연결하는 연결튜브와; 상기 샤프트에 설치된 트러스트 칼라와; 상기 트러스트 칼라 일면과 상기 제2베어링 하우징 사이에 위치된 제1에어 포일 베어링과; 상기 제2베어링 하우징에 설치된 제2시일부재와; 상기 트러스트 칼라의 타면과 상기 제2시일부재 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링과; 상기 제2베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서를 포함한다.

가속도 센서는 상기 제2베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라의 반경 방향 외측에 설치될 수 있다.

상기 가속도 센서는 상기 제2베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라에서 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치될 수 있다.

본 발명은 모터 하우징과; 상기 모터 하우징 내부에 배치된 스테이터와; 상기 스테이터 내측에 회전되게 배치된 로터와; 상기 로터가 설치된 샤프트와; 상기 샤프트에 설치된 임펠러와; 상기 모터 하우징에 결합된 베어링 하우징과; 상기 샤프트에 설치된 트러스트 칼라와; 상기 트러스트 칼라 일면과 상기 베어링 하우징 사이에 위치된 제1에어 포일 베어링과; 상기 베어링 하우징에 설치된 시일부재와; 상기 트러스트 칼라의 타면과 상기 시일부재 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링과; 상기 베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서를 포함한다.

본 발명은 냉매를 압축하는 터보압축기와; 상기 터보압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와; 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기와; 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 터보압축기는 모터 하우징과; 상기 모터 하우징 내부에 배치된 스테이터와; 상기 스테이터 내측에 회전되게 배치된 로터와; 상기 로터가 설치된 샤프트와; 상기 샤프트에 설치된 임펠러와; 상기 모터 하우징에 결합된 베어링 하우징과; 상기 샤프트에 설치된 트러스트 칼라와; 상기 트러스트 칼라 일면과 상기 베어링 하우징 사이에 위치된 제1에어 포일 베어링과; 상기 베어링 하우징에 설치된 시일부재와; 상기 트러스트 칼라의 타면과 상기 시일부재 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링과; 상기 베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서를 포함한다.

상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라의 반경 방향 외측에 설치될 수 있다.

상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라에서 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치될 수 있다.

상기 베어링 하우징은 일면에 상기 트러스트 칼라가 회전 가능하게 수용되는 수용홈이 형성될 수 있고, 상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 수용홈에서 상기 베어링 하우징의 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치될 수 있다.

상기 베어링 하우징은 상기 모터 하우징에 결합되는 플레이트와, 상기 플레이트에 돌출되게 배치되어 상기 샤프트의 일부를 둘러싸고 원통부를 포함할 수 있고, 상기 원통부에는 상기 샤프트를 지지하는 제3에어 포일 베어링이 설치될 수 있으며, 상기 가속도 센서는 상기 플레이트의 외둘레에 설치될 수 있다.

상기 제어부는 상기 가속도 센서의 감지값이 정상범위 보다 높은 이상범위이면, 상기 압축기를 정지할 수 있다.

상기 제어부는 상기 가속도 센서의 감지값이 정상범위 보다 높은 이상범위이면, 알림기구로 상기 압축기의 이상을 알릴 수 있다.

본 발명은 베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서가 에어 포일 베어링의 이상시 발생되는 베어링 하우징의 과진동을 효율적으로 감지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 가속도 센서가 베어링 하우징의 외둘레에 설치되어 가속도 센서의 설치 및 서비스가 용이한 이점이 있다.

또한, 가속도 센서가 모터 하우징 내부의 고온에 영향 받지 않고, 베어링 하우징의 진동값을 보다 정확하게 감지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터보압축기를 갖는 냉동기 일실시예의 구성이 도시된 도,
도 2는 본 발명에 따른 터보압축기 일실시예가 도시된 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 A 부 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 터보압축기를 갖는 냉동기 일실시예의 구성이 도시된 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 터보압축기 일실시예가 도시된 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 A 부 확대 단면도이다.

터보압축기를 갖는 냉동기는 냉매를 압축하는 터보압축기(1)와; 터보압축기(1)와 냉매라인으로 연결되어 터보압축기(1)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(2)와; 응축기(2)와 냉매라인으로 연결되어 응축기(2)에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구(3)와; 팽창기구(3)와 냉매라인으로 연결되어 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기(4)와, 터보압축기(1)를 제어하는 제어부(5)를 포함한다.

응축기(2)는 냉각탑 등에 의해 냉각된 냉각수가 응축기(2)로 유입되는 냉각수유입라인(2A)와, 응축기(2)에서 냉매와 열교환된 냉각수가 냉각탑 등으로 이동되는 냉각수유출라인(2B)이 연결될 수 있다.

팽창기구(3)는 캐필러리 튜브나 개도가 가변될 수 있는 전자팽창밸브로 구성될 수 있다. 팽창기구(3)가 전자팽창밸브로 구성될 경우, 팽창기구(3)는 제어부(5)에 의해 개도 조절될 수 있다.

증발기(4)에는 증발기(4)에 의해 냉각될 냉수가 증발기(4)로 유입되는 냉수유입라인(4A)과, 증발기(4)에서 냉매와 열교환되면서 차가워진 냉수가 건물에 설치된 냉방배관이나 공조유닛 등의 냉수 수요처로 이동되는 냉수출수라인(4B)이 연결될 수 있다.

제어부(5)는 터보압축기(1)에 장착되는 것이 가능하다. 제어부(5)는 터보압축기(1)에 설치된 후술하는 가속도센서(78)와 신호선(79)으로 연결될 수 있다.

제어부(5)는 가속도센서(78)에서 감지된 감지값에 따라, 터보압축기(1)의 이상(異常) 여부를 감지할 수 있고, 터보압축기(1)가 이상인 것으로 판단되면, 터보압축기(1)를 정지하는 것이 가능하다. 제어부(5)는 가속도 센서(78)의 감지값이 정상범위 보다 높은 이상범위이면, 압축기(1)를 정지할 수 있다.

제어부(5)는 가속도센서(78)에서 감지된 감지값에 따라, 터보압축기(1)의 이상 여부를 감지할 수 있고, 터보압축기(1)가 이상인 것으로 판단되면, 터보압축기(1)의 이상을 알림기구(6)를 통해 알릴 수 있다. 여기서, 알림기구(6)는 냉동기의 정보를 표시하는 디스플레이로 구성되거나, 냉동기의 정보를 외부로 알릴 수 있는 부져 등으로 구성될 수 있다.

제어부(5)는 가속도 센서(78)의 감지값이 정상범위 보다 높은 이상범위이면, 알림기구(6)로 터보압축기(1)의 이상을 알릴 수 있다.

이하, 터보압축기(1)에 대해 설명하면 다음과 같다.

터보압축기(1)는 모터부(M)가 압축부(C)를 작동시킬 수 있다. 터보압축기(1)는 하나의 모터부(M)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 작동시킬 수 있고, 이 경우, 터보압축기(1)는 모터부(M)의 일측에 설치된 제1압축부(C1)와, 모터부(M)의 타측에 설치된 제2압축부(C2)를 포함할 수 있다. 터보압축기가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 2개의 압축부(C1)(C2)는 모터부(M)를 사이에 두고 대칭되게 배치될 수 있다. 터보압축기를 갖는 냉동기의 냉매는 증발기(4)에서 증발된 후 2개의 압축부(C1)(C2)에서 압축되고, 이후 응축기(2)로 유동될 수 있다.

2개의 압축부(C1)(C2)는 제1압축부(C1)에서 압축된 가스냉매가 제2압축부(C2)에서 압축되게 구성될 수 있다. 제1압축부(C1)와 제2압축부(C2)는 냉매 파이프 등의 냉매튜브로 연결될 수 있다. 2개의 압축부(C1)(C2) 중 제1압축부(C1)에서 1차적으로 압축된 냉매는 2개의 압축부(C1)(C2) 중 제2압축부(C2)로 유입되어 2차 압축되는 것이 가능하며, 2개의 압축부(C1)(C2)에 의해 다단 압축된 냉매는 응축기(2)로 유동될 수 있다. 2개의 압축부(C1)(C2)는 병렬 연결되는 것도 가능함은 물론이다.

터보압축기(1)는 모터 하우징(10)과; 모터 하우징(10) 내부에 배치된 스테이터(20)와; 스테이터(10) 내측에 회전되게 배치된 로터(30)와; 로터(20)가 설치된 샤프트(40) 및 샤프트(40)에 설치된 임펠러(90)를 포함한다.

터보압축기(1)는 모터 하우징(2)에 결합된 베어링 하우징(50)과; 샤프트(30)에 설치된 트러스트 칼라(70)와; 트러스트 칼라(70)의 일면과 베어링 하우징(50) 사이에 위치된 제1 에어 포일 베어링(72)과; 베어링 하우징(50)에 설치된 시일부재(74)와; 트러스트 칼라(70)의 타면과 시일부재(74) 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링(76)과; 베어링 하우징(50)의 외둘레에 설치된 가속도 센서(78)를 포함한다.

모터 하우징(10)과, 스테이터(20)와, 로터(30)와, 샤프트(40)와, 베어링 하우징(50)과, 트러스트 칼라(70)와, 제1 에어 포일 베어링(72)과, 시일부재(74)와, 제2에어 포일 베어링(76)과, 베어링 하우징(50)의 외둘레에 설치된 가속도 센서(78)는 모터부(M)를 구성할 수 있다.

모터 하우징(10)은 모터부(M)의 외관을 형성하는 모터 아우터 케이스일 수 있다. 모터 하우징(10)은 중공 통체(13)에 플랜지(14)가 형성될 수 있다.

중공 통체(13)의 내부에는 스테이터(20)와 로터(30)가 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 중공 통체(13)에는 전선 등이 통과할 수 있는 통공이 형성된 분기부(15)가 돌출 형성될 수 있다. 모터 하우징(12)에는 분기부(15)를 덮는 커버(16)가 결합될 수 있다. 커버(16)에는 전원 단자대(17)가 설치되는 설치공(18)이 형성될 수 있다.

플랜지(14)는 중공 통체(13) 보다 크게 형성될 수 있다. 플랜지(14)는 중공 원판체 형상으로 형성될 수 있고, 베어링 하우징(50)이 밀착되고 결합되는 베어링 하우징 설치판일 수 있다.

터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 터보압축기(1)는 2개의 베어링 하우징(50A)(50B)를 포함할 수 있다. 2개의 베어링 하우징(50A)(50B) 중 제1베어링 하우징(50A)은 모터 하우징(12)의 일측에 결합될 수 있고, 2개의 베어링 하우징(50A)(50B) 중 제2베어링 하우징(50B)은 모터 하우징(12)의 타측에 결합될 수 있다.

플랜지(14)는 중공 통체(13)의 일단과 타단에 각각 형성될 수 있다. 모터 하우징(12)은 중공 통체(13)의 일단에 형성된 제1플랜지(14A)와, 중공 통체(13)의 타단에 형성된 제2플랜지(14B)를 포함할 수 있다. 제1플랜지(14A)에는 제1베어링 하우징(50A)이 결합될 수 있고, 제2플랜지(14B)에는 제2베어링 하우징(50B)이 결합될 수 있다.

스테이터(20)는 모터 하우징(10)의 내둘레 위치되게 설치될 수 있다. 스테이터(20)는 중공 원통 형상으로 형성될 수 있다. 스테이터(20)는 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성할 수 있다. 스테이터(20)는 철심에 코일이 권선될 수 있다. 스테이터(20)는 전원 단자대(17)와 전선으로 연결되어 전원 단자대(17)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

로터(30)는 샤프트(40)의 외둘레에 설치될 수 있고, 샤프트(40)의 외둘레 중 스테이터(20)를 마주보는 위치에 설치될 수 있다. 로터(30)는 스테이터(20)와 유도된 자기장에 의해 고속으로 회전될 수 있다. 터보압축기는 모터부(M)가 BLDC 모터일 수 있고, 로터(30)는 스테이터(20)에 유도된 유도 자기장에 의해 회전될 수 있다. 로터(30)는 샤프트(40) 보다 길이가 짧을 수 있은 마그네트와, 마그네트를 샤프트(30)에 고정하는 마그네트 홀더를 포함할 수 있다.

샤프트(40)는 로터(30)의 회전시 로터(30)와 함께 회전될 수 다. 샤프트(40)는 로터(30) 보다 더 길게 형성될 수 있다. 샤프트(40)는 모터 하우징(10) 보다 더 길게 형성될 수 있다. 샤프트(40)는 일단(41)과 타단(42) 각각이 모터 하우징(10) 외부에 위치될 수 있다. 터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(40)의 일단(41)은 2개의 압축부(C1)(C2) 중 제1압축부(C1)의 내부로 연장될 수 있고, 샤프트(40)의 타단(42)은 2개의 압축부(C1)(C2) 중 제2압축부(C2)의 내부로 연장될 수 있다.

터보압축기(1)는 샤프트(30)를 지지하는 적어도 하나의 베어링을 포함할 수 있고, 베어링 하우징(50)은 이러한 베어링을 지지 및 보호할 수 있다.

터보압축기(1)가 2개 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 베어링 하우징(50)은 2개가 모터 하우징(10)에 설치될 수 있다. 베어링 하우징(50)은 제1플랜지(14A)와 결합된 제1베어링 하우징(50A)과, 제2플랜지(14B)와 결합된 제2베어링 하우징(50B)을 포함할 수 있다. 이하, 제1베어링 하우징(50A)과 제2베어링 하우징(50B)의 공통된 구성에 대해서는 베어링 하우징(50)으로 칭하여 설명하고, 구분하여 설명할 경우에는 제1베어링 하우징(50A)과 제2베어링 하우징(50B)로 칭하여 설명한다.

베어링 하우징(50)은 모터 하우징(50)에 결합되는 플레이트(52)와, 플레이트(52)에 돌출되게 배치되어 샤프트(40)의 일부를 둘러싸는 원통부(54)를 포함할 수 있다.

원통부(54)는 플레이트(52)와 일체로 형성되는 것이 가능하다. 원통부(54)는 플레이트(52)와 별도로 형성된 중공 원통 형상의 베어링 부시로 구성되어, 플레이트(52)와 체결되는 것도 가능함은 물론이다. 원통부(54)는 플레이트(52)에서 로터(30)를 향하는 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.

원통부(54)에는 샤프트(40)를 지지하는 제3에어 포일 베어링(60)이 설치될 수 있다. 제3에어 포일 베어링(60)은 샤프트(40)와 원통부(54) 사이에서 샤프트(40)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 터보압축기는 제3에어 포일 베어링(60)의 복수개가 샤프트(30)를 지지할 수 있다. 제3에어 포일 베어링(60)은 제1베어링 하우징(50A)의 원통부(54)와, 제2베어링 하우징(50B)의 원통부(54)에 각각 설치될 수 있다.

제3에어 포일 베어링(60)은 박판 형상의 다수개 포일을 포함할 수 있고, 샤프트(40)는 회전시 다수개 포일과 샤프트(30) 사이의 작동가스 또는 공기층에 의해 지지될 수 있다. 다수개 포일 각각은 원통부(54)의 내둘레에 형성된 끼움홈에 끼움되어 고정되는 끼움부와, 끼움부에서 연장되고 곡면을 갖는 지지부를 포함할 수 있다.

임펠러(90)는 샤프트(30)의 단부에 설치되어 샤프트(30)의 회전시 샤프트(40)와 함께 회전될 수 있다. 임펠러(90)는 터보압축기에 복수개 설치될 수 있다.

터보압축기(1)는 임펠러(90)의 복수개가 냉매를 다단 압축하는 2단 터보압축기로 구성될 수 있다. 터보압축기(1)는 샤프트(40)의 일단(41)과 타단(42) 각각에 임펠러(90)가 설치될 수 있다. 터보압축기(1)는 샤프트(40)의 일단에 설치된 제1임펠러(90A)와, 샤프트(40)의 타단에 설치된 제2임펠러(90B)를 포함할 수 있다. 제1임펠러(90A)는 제1압축부(C1) 내부에 위치되게 샤프트(40)에 설치될 수 있다. 그리고, 제2임펠러(90B)는 제2압축부(C2) 내부에 위치되게 샤프트(40)에 설치될 수 있다.

터보압축기(1)는 임펠러(90)로 가스냉매를 안내하는 인렛 가이드(100)와, 임펠러(90)의 회전에 의해 유동된 냉매가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는 디퓨져(110)와, 임펠러(90)에 의해 유동된 공기가 모이는 볼류트 채널(118)이 형성된 볼류트 하우징(120)을 포함할 수 있다.

터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 각각의 압축부(C1)(C2)는 인렛 가이드(100)와 디퓨져(110) 및 볼류트 하우징(120)를 포함할 수 있다.

제1압축부(C1)는 제1임펠러(90A)로 가스냉매를 안내하는 제1인렛 가이드(100A)와, 제1임펠러(90A)에 의해 유동된 냉매가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는 제1디퓨져(110A)와, 제1임펠러(90A)에 의해 유동된 공기가 모이는 제1볼류트 채널(118A)이 형성된 제1볼류트 하우징(120A)을 포함할 수 있다.

그리고, 제2압축부(C2)는 제2임펠러(90B)로 가스냉매를 안내하는 제2인렛 가이드(100B)와, 제2임펠러(90B)에 의해 유동된 냉매가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는 제2디퓨져(110B)와, 제2임펠러(90B)에 의해 유동된 공기가 모이는 제2볼류트 채널(118B)이 형성된 제2볼류트 하우징(120B)을 포함할 수 있다.

베어링 하우징(50)은 일면에 트러스트 칼라(70)가 회전 가능하게 수용되는 수용홈(58)이 형성될 수 있다. 수용홈(58)은 플레이터(52)의 일면에 형성될 수 있다. 수용홈(58)은 플레이터(52) 중 모터 하우징(10) 내부를 마주보는 면(52A)의 반대면(52B)에 함몰된 형상으로 형성될 수 있다. 수용홈(58)은 트러스트 칼라(70) 보다 크게 형성될 수 있다.

터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 수용홈(58)은 2개의 베어링 하우징(50A)(50B) 중 하나에만 형성될 수 있다. 수용홈(58)은 제1압축부(C1)와 근접한 베어링 하우징(50A)에 형성되지 않고, 제2압축부(C2)와 근접한 베어링 하우징(50B)에 형성될 수 있다.

트러스트 칼라(70)는 추력 지지면적을 확보하기 위해 샤프트(40)에 설치되고, 샤프트(40) 보다 크게 형성될 수 있다. 트러스트 칼라(70)는 디스크 형상으로 형성될 수 있다. 트러스트 칼라(70)는 샤프트(40)의 외둘레에 샤프트(40)의 길이 방향과 직교한 방향으로 돌출되게 설치될 수 있다. 트러스트 칼라(70)는 일면(70A)이 제1에어 포일 베어링(72)을 마주볼 수 있고, 타면(70B)이 제2에어 포일 베어링(74)를 마주볼 수 있다.

제1 에어 포일 베어링(72)은 제2에어 포일 베어링(76)과 이격된 위치에서 트러스트 칼라(70)를 축방향으로 지지할 수 있다.

제1에어 포일 베어링(72)은 플레이트(52)에 설치된 박판 형상의 다수개 포일을 포함할 수 있다. 트러스트 칼라(70)는 회전시 제1에어 포일 베어링(72)의 다수개 포일과 트러스트 칼라(70) 일면(70A) 사이의 작동가스 또는 공기층에 의해 지지될 수 있다. 제1에어 포일 베어링(72)은 플레이트(52)의 수용홈(58)으로 삽입되어 플레이트(52)에 체결될 수 있다.

시일부재(74)는 베어링 하우징(50)의 플레이트(52)에 설치될 수 있다. 시일부재(74)는 플레이트(52)의 양면 중 모터 하우징(10) 내부를 마주보는 면(52A)의 반대면(52B)에 설치된 리브린스 실(Labyrinth Seal)로 구성될 수 있다. 터보압축기(1)가 복수개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 시일부재(74)는 압축부(C) 별로 각각 구비될 수 있고, 복수개 중 어느 하나는 모터부(M)와 제1압축부(C1) 사이를 밀폐하고, 복수개 중 다른 하나는 모터부(M)와 제2압축부(C2) 사이를 밀폐할 수 있다. 터보압축기(1)는 제1베어링 하우징(50A)에 설치된 제1시일부재(74A))와; 제2베어링 하우징(50B)에 설치된 제2시일부재(74B))를 포함할 수 있다.

제2에어 포일 베어링(76)은 제1에어 포일 베어링(72)과 축 방향으로 이격될 수 있다. 제2에어 포일 베어링(76)은 트러스트 칼라(130)를 사이에 두고 제1에어 포일 베어링(72)과 서로 이격될 수 있다.

제2에어 포일 베어링(76)은 시일부재(74)에 설치된 박판 형상의 다수개 포일을 포함할 수 있다. 터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 제2에어 포일 베어링(86)은 트러스트 칼라(130)의 타면과 제2시일부재(74B) 사이에 위치될 수 있다. 제2에어 포일 베어링(86)은 제2시일부재(74B)에 설치될 수 있다. 제2에어 포일 베어링(76)이 설치되는 시일부재(74B)에는 다수개의 포일이 수용되어 장착되는 수용홈(75)이 형성될 수 있다. 트러스트 칼라(70)는 회전시 제2에어 포일 베어링(76)의 다수개 포일과 트러스트 칼라(70) 타면(70B) 사이의 작동가스 또는 공기층에 의해 지지될 수 있다.

로터(30)와, 샤프트(40)와, 트러스트 칼라(70)는 터보압축기(1)의 구동시, 회전되는 회전 조립체일 수 있다.

제1에어 포일 베어링(72), 제2에어 포일 베어링(74) 중 적어도 하나의 베어링 이상시, 회전 조립체은 고속으로 회전하는 도중에 에어 포일 베어링의 박판과 마찰되면서 접촉하고, 이때, 원주 방향의 진동이 발생된다. 이러한 진동은 베어링 하우징(50)으로 전달될 수 있고, 가속도 센서(78)에 의해 측정될 수 있다. 터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 원주 방향의 진동은 제2베어링 하우징(50B)로 전달될 수 있고, 이러한 진동은 제2베어링 하우징(50B)에 설치된 가속도 센서(78)에 의해 측정될 수 있다.

가속도 센서(78)는 베어링 하우징(50)의 외둘레(53) 중 트러스트 칼라(70)의 반경 방향 외측에 설치될 수 있다. 터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 가속도 센서(78)는 제1베어링 하우징(50A)에 설치되지 않고, 제2베어링 하우징(50B)에 설치될 수 있다.

가속도 센서(78)는 베어링 하우징(50)에 장착되어 베어링 하우징(50)의 진동시, 베어링 하우징(50)의 가속도나 충격의 세기를 측정할 수 있고, 관성식, 자이로식, 실리콘 반도체식 등의 다양한 종류의 것이 사용될 수 있다. 가속도 센서(78)는 터보압축기(1)의 외부로 노출될 수 있고, 그 설치나 서비스가 용이할 수 있다.

가속도 센서(78)는 베어링 하우징(50)의 외둘레(53) 중 트러스트 칼라(70)에서 반경 방향으로 연장된 연장선(P1)이 교차하는 위치에 설치될 수 있다. 터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 가속도 센서(78)는 제2베어링 하우징(50)의 외둘레(53) 중 트러스트 칼라(70)에서 반경 방향으로 연장된 연장선(P1)이 교차하는 위치에 설치될 수 있다.

가속도 센서(78)는 베어링 하우징(50)의 외둘레(53) 중 수용홈(58)에서 베어링 하우징(50)의 반경 방향으로 연장된 연장선(P2)이 교차하는 위치에 설치될 수 있다. 터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 가속도 센서(78)는 제2베어링 하우징(50)의 외둘레(53) 중 수용홈(58)에서 베어링 하우징(50)의 반경 방향으로 연장된 연장선(P2)이 교차하는 위치에 설치될 수 있다.

트러스트 칼라(70)에서 반경 방향으로 연장된 연장선(P1)과 수용홈(58)에서 베어링 하우징(50)의 반경 방향으로 연장된 연장선(P2)은 일치되는 것이 가능하고, 작은 간격을 두고 평행한 것도 가능함은 물론이다.

트러스트 칼라(70)에서 반경 방향으로 연장된 연장선(P1)과 수용홈(58)에서 베어링 하우징(50)의 반경 방향으로 연장된 연장선(P2)은 모두, 베어링 하우징(50)의 플레이트(52)에 위치할 수 있다.

가속도 센서(78)는 플레이트(52)의 외둘레에 설치될 수 있다. 터보압축기(1)가 2개의 압축부(C1)(C2)를 포함할 경우, 가속도 센서(78)는 제2베어링 하우징(50)의 플레이트(52) 외둘레(53)에 설치될 수 있다. 플레이트(52)의 외둘레(53)는 트러스트 칼라(70)에 수직한 면일 수 있고, 플레이트(52)의 외둘레(53)에 설치된 가속도 센서(78)는 에어 포일 베어링 이상에 따른 진동을 감지할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 터보압축기(1)는 기동될 수 있고, 터보압축기(1)의 기동시 모터부(M)는 구동되어 로터(30)와 샤프트(40) 및 트러스트 칼라(70)의 회전 조립체를 회전시킬 수 있다.

회전 조립체는 회전 속도가 점차 증가될 수 있고, 회전 조립체의 고속 회전시, 트러스트 칼라(70)는 제1에어 포일 베어링(72)과 사이의 작동유체 또는 공기층에 의해 제1에어 포일 베어링(72)의 다수개 박판과 이격될 수 있으며, 제2에어 포일 베어링(76)와 사이의 작동유체 또는 공기층에 의해 제2에어 포일 베어링(76)의 다수개 박판과 이격될 수 있다.

제1에어 포일 베어링(72)과 제2에어 포일 베어링(74)이 정상인 경우, 트러스트 칼라(70)는 제1에어 포일 베어링(72) 및 제2에어 포일 베어링(76)과 이격된 상태에서 고속 회전될 수 있고, 이때, 베어링 하우징(50)의 진동은 정상범위일 수 있다.

한편, 제1에어 포일 베어링(72)과 제2에어 포일 베어링(74) 중 적어도 하나가 이상일 경우, 트러스트 칼라(70)는 제1에어 포일 베어링(72)과 제2에어 포일 베어링(74) 중 적어도 하나와 원주 방향으로 마찰되고, 이때, 베어링 하우징(50)에는 정상범위 이상의 진동이 전달될 수 있다.

가속도 센서(78)는 터보압축기(1)가 기동되면, 베어링 하우징(50)의 진동값을 주기적으로 감지하여 제어부(5)로 출력할 수 있다.

제어부(5)는 터보압축기(1)가 기동된 후 설정시간이 경과되거나, 샤프트(40)의 회전속도가 설정속도 이상일 때, 가속도 센서(78)에서 감지된 진동값이 이상범위인지 판단한다.

제어부(5)는 가속도 센서(78)에서 감지된 진동값이 이상범위이면, 터보압축기(1)를 정지시키거나, 알림기구(6)로 터보압축기(1)의 이상을 알릴 수 있다.

한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 이 발명이 속하는 기술적범주 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

1: 터보압축기 2: 응축기
3: 팽창기구 4: 증발기
5: 제어부 6: 알림기구
10: 모터 하우징 20: 스테이터
30: 로터 40: 샤프트
50: 베어링 하우징 52: 플레이트
54: 원통부 70: 트러스트 칼라
72: 제1 에어 포일 베어링 74: 시일부재
76: 제2 에어 포일 베어링 78: 가속도 센서

Claims

모터 하우징과;
상기 모터 하우징 내부에 배치된 스테이터와;
상기 스테이터 내측에 회전되게 배치된 로터와;
상기 로터가 설치된 샤프트와;
상기 모터 하우징에 일측에 결합된 제1베어링 하우징과;
상기 제1베어링 하우징에 설치된 제1시일부재와;
상기 제1베어링 하우징에 설치된 제1압축부와;
상기 제1압축부 내부에 위치되게 상기 샤프트에 설치된 제1임펠러와;
상기 모터 하우징의 타측에 결합된 제2베어링 하우징과;
상기 제2베어링 하우징에 설치된 제2시일부재와;
상기 제2베어링 하우징에 설치된 제2압축부와;
상기 제2압축부 내부에 위치되게 상기 샤프트에 설치된 제2임펠러와;
상기 제1압축부와 제2압축부를 연결하는 연결튜브와;
상기 샤프트에 설치된 트러스트 칼라와;
상기 트러스트 칼라 일면과 상기 제2베어링 하우징 사이에 위치된 제1에어 포일 베어링과;
상기 트러스트 칼라의 타면과 상기 제2시일부재 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링과;
상기 제2베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서를 포함하는 터보압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 가속도 센서는 상기 제2베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라의 반경 방향 외측에 설치된 터보압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 가속도 센서는 상기 제2베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라에서 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치된 터보압축기.
모터 하우징과;
상기 모터 하우징 내부에 배치된 스테이터와;
상기 스테이터 내측에 회전되게 배치된 로터와;
상기 로터가 설치된 샤프트와;
상기 샤프트에 설치된 임펠러와;
상기 모터 하우징에 결합된 베어링 하우징과;
상기 샤프트에 설치된 트러스트 칼라와;
상기 트러스트 칼라 일면과 상기 베어링 하우징 사이에 위치된 제1에어 포일 베어링과;
상기 베어링 하우징에 설치된 시일부재와,
상기 트러스트 칼라의 타면과 상기 시일부재 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링과;
상기 베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서를 포함하는 터보압축기.
제 4 항에 있어서,
상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라의 반경 방향 외측에 설치된 터보압축기.
제 4 항에 있어서,
상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라에서 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치된 터보압축기.
제 4 항에 있어서,
상기 베어링 하우징은 일면에 상기 트러스트 칼라가 회전 가능하게 수용되는 수용홈이 형성되고,
상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 수용홈에서 상기 베어링 하우징의 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치된 터보압축기.
제 4 항에 있어서,
상기 베어링 하우징은 상기 모터 하우징에 결합되는 플레이트와, 상기 플레이트에 돌출되게 배치되어 상기 샤프트의 일부를 둘러싸고 원통부를 포함하고,
상기 원통부에는 상기 샤프트를 지지하는 제3에어 포일 베어링이 설치되며,
상기 가속도 센서는 상기 플레이트의 외둘레에 설치된 터보압축기.
냉매를 압축하는 터보압축기와;
상기 터보압축기에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기와;
상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와;
상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기와;
상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 터보압축기는
모터 하우징과;
상기 모터 하우징 내부에 배치된 스테이터와;
상기 스테이터 내측에 회전되게 배치된 로터와;
상기 로터가 설치된 샤프트와;
상기 샤프트에 설치된 임펠러와;
상기 모터 하우징에 결합된 베어링 하우징과;
상기 샤프트에 설치된 트러스트 칼라와;
상기 트러스트 칼라 일면과 상기 베어링 하우징 사이에 위치된 제1에어 포일 베어링과;
상기 베어링 하우징에 설치된 시일부재와;
상기 트러스트 칼라의 타면과 상기 시일부재 사이에 위치된 제2에어 포일 베어링과;
상기 베어링 하우징의 외둘레에 설치된 가속도 센서를 포함하는 터보압축기를 갖는 냉동기.
제 9 항에 있어서,
상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라의 반경 방향 외측에 설치된 터보압축기를 갖는 냉동기.
제 9 항에 있어서,
상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 트러스트 칼라에서 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치된 터보압축기를 갖는 냉동기.
제 9 항에 있어서,
상기 베어링 하우징은 일면에 상기 트러스트 칼라가 회전 가능하게 수용되는 수용홈이 형성되고,
상기 가속도 센서는 상기 베어링 하우징의 외둘레 중 상기 수용홈에서 상기 베어링 하우징의 반경 방향으로 연장된 연장선이 교차하는 위치에 설치된 터보압축기를 갖는 냉동기.
제 9 항에 있어서,
상기 베어링 하우징은 상기 모터 하우징에 결합되는 플레이트와, 상기 플레이트에 돌출되게 배치되어 상기 샤프트의 일부를 둘러싸고 원통부를 포함하고,
상기 원통부에는 상기 샤프트를 지지하는 제3에어 포일 베어링이 설치되며,
상기 가속도 센서는 상기 플레이트의 외둘레에 설치된 터보압축기를 갖는 냉동기.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 가속도 센서의 감지값이 정상범위 보다 높은 이상범위이면, 상기 압축기를 정지하는 터보압축기를 갖는 냉동기.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 가속도 센서의 감지값이 정상범위 보다 높은 이상범위이면, 알림기구로 상기 압축기의 이상을 알리는 터보압축기를 갖는 냉동기.