KR20230145022A

KR20230145022A - Fluid Bearing

Info

Publication number: KR20230145022A
Application number: KR1020230134551A
Authority: KR
Inventors: 류근; 정현성
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2023-10-10
Publication date: 2023-10-17
Also published as: KR20210094470A

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링은, 반경방향 중심 방향의 내면에, 회전 축을 지지하는 축 수용구가 마련되는 하우징; 및 상기 하우징의 내면 가장자리 일 단 및 상기 일 단으로부터 소정거리 이격된 가장자리 타 단에 마련되되, 상기 축 방향으로의 베어링 유체의 유출 흐름을 저하시키는 압력 유지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링은, 일면에, 회전하는 축을 지지하는 베어링 면을 가지는 하우징; 및 상기 하우징의 일면 가장자리 일 단 및 상기 일 단에 대응하는 가장자리 타 단에 마련되되, 상기 축 반경방향으로의 베어링 유체의 유출 흐름을 저하시키는 압력 유지부를 포함할 수 있다.A fluid bearing according to an embodiment of the present invention includes a housing provided with a shaft receiving hole for supporting a rotating shaft on an inner surface in a radial center direction; and a pressure holding part provided at one end of the inner edge of the housing and the other end of the edge spaced a predetermined distance away from the one end, and which reduces the outflow of the bearing fluid in the axial direction.
A fluid bearing according to an embodiment of the present invention includes a housing having a bearing surface on one surface that supports a rotating shaft; and a pressure holding portion provided at one edge of one surface of the housing and the other end of an edge corresponding to the one edge, which reduces the outflow flow of the bearing fluid in the axial radial direction.

Description

Fluid Bearing

본 발명은 유체 베어링에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 동압의 손실을 최소화하는 유체 베어링에 관련된 것이다.The present invention relates to fluid bearings, and more specifically, to fluid bearings that minimize dynamic pressure loss.

최근 에너지 및 추진, 동력과 관련된 산업 분야에서 극한 작동 환경에서 운용될 수 있는 초고속 회전 기계에 대한 수요가 늘어나면서 고성능, 고효율 유체 베어링 기술이 크게 주목받고 있다. 이는, 고속 및 고효율 터빈, 압축기, 펌프 시스템을 개발하고 운용하는데 있어서 베어링이 차지하는 비중이 매우 크기 때문이다. 특히, 작동 유체를 윤활제로 사용하는 외부 가압 베어링과 포일 베어링은 현재 유체 베어링 기술 분야에서 매우 큰 관심을 받고 있으며, 이를 적용한 제품 개발에 많은 글로벌 기업들이 투자를 지속적으로 하고 있다.Recently, as the demand for ultra-high-speed rotating machines that can be operated in extreme operating environments increases in industries related to energy, propulsion, and power, high-performance and high-efficiency fluid bearing technology has received great attention. This is because bearings play a very large role in the development and operation of high-speed and high-efficiency turbine, compressor, and pump systems. In particular, externally pressurized bearings and foil bearings that use working fluid as a lubricant are currently receiving great attention in the field of fluid bearing technology, and many global companies are continuing to invest in the development of products using them.

이들 베어링은 슬리브와 축이 윤활 유체를 사이에 두고 계면하는 형태로 구성된다. 예를 들어, 외부 가압 유체 베어링은 외부에서 고압의 유체를 베어링의 윤활 표면으로 공급하도록 구성된다.These bearings are composed of a sleeve and a shaft that interface with lubricating fluid in between. For example, an externally pressurized fluid bearing is configured to externally supply high-pressure fluid to the lubricating surfaces of the bearing.

기존의 베어링은, 공급되는 윤활 유체가 거의 그대로 빠져나가기 때문에 손실이 많으며, 베어링 가장자리 부분에서 윤활 유체의 손실이 발생하기 때문에 하중 지지력, 강성 계수 및 감쇠 계수의 상승을 저해한다는 점에서 한계를 가지고 있었다.Existing bearings have limitations in that they cause a lot of loss because the supplied lubricating fluid escapes almost as is, and loss of lubricating fluid occurs at the edges of the bearing, impeding the increase in load-bearing capacity, stiffness coefficient, and damping coefficient. .

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 윤활 유체의 손실을 최소화하는 유체 베어링을 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a fluid bearing that minimizes the loss of lubricating fluid.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 윤활 시스템 구동에 필요한 동력 손실을 최소화하는 유체 베어링을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a fluid bearing that minimizes power loss required to drive a lubrication system.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 높은 하중 지지력, 강성 계수, 감쇠 계수를 가지는 유체 베어링을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a fluid bearing with high load bearing capacity, stiffness coefficient, and damping coefficient.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 회전 기계의 시스템 효율을 향상시킬 수 있는 유체 베어링을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a fluid bearing that can improve the system efficiency of a rotating machine.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 제조가 간단한 유체 베어링을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a fluid bearing that is simple to manufacture.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 축 하중 방향에 관계 없이 적용 가능한 유체 베어링을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a fluid bearing that can be applied regardless of the axial load direction.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 저널 베어링과 스러스트 베어링이 하나의 슬리브에 가공된 일체형 유체 베어링을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an integrated fluid bearing in which a journal bearing and a thrust bearing are machined into one sleeve.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problems to be solved by the present invention are not limited to those described above.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링은, 반경방향 중심 방향의 내면에, 회전 축을 지지하는 축 수용구가 마련되는 하우징; 및 상기 하우징의 내면 가장자리 일 단 및 상기 일 단으로부터 소정거리 이격된 가장자리 타 단에 마련되되, 상기 축 방향으로의 베어링 유체의 유출 흐름을 저하시키는 압력 유지부를 포함할 수 있다.A fluid bearing according to an embodiment of the present invention includes a housing provided with a shaft receiving hole for supporting a rotating shaft on an inner surface in a radial center direction; and a pressure holding part provided at one end of the inner edge of the housing and the other end of the edge spaced a predetermined distance away from the one end, and which reduces the outflow of the bearing fluid in the axial direction.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링은, 일면에, 회전하는 축을 지지하는 베어링 면을 가지는 하우징; 및 상기 하우징의 일면 가장자리 일 단 및 상기 일 단에 대응하는 가장자리 타 단에 마련되되, 상기 축 반경방향으로의 베어링 유체의 유출 흐름을 저하시키는 압력 유지부를 포함할 수 있다.A fluid bearing according to an embodiment of the present invention includes a housing having a bearing surface on one surface that supports a rotating shaft; and a pressure holding portion provided at one edge of one surface of the housing and the other end of an edge corresponding to the one edge, which reduces the outflow flow of the bearing fluid in the axial radial direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 동압 유지브는, 그루브(groove)로 이루어질 수 있다.According to one embodiment, the dynamic pressure holding probe may be made of a groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 스파이럴 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a spiral groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 헤링본 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a herringbone groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, T자 형태의 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a T-shaped groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 뾰족한 단부를 가지는 T자 형태의 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure holding part may have a T-shaped groove having a sharp end.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 스텝 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a step groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 테이퍼 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a tapered groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 포켓 댐 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a pocket dam groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 양방향 스파이럴 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a bidirectional spiral groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부는, 반원 그루브를 가질 수 있다.According to one embodiment, the pressure maintaining part may have a semicircular groove.

일 실시 예에 따르면, 상기 하우징의 일면에, 회전하는 축을 지지하는 베어링 면이 형성되며, 상기 일면 가장자리 일 단 및 상기 일 단에 대응하는 가장자리 타 단에 마련되되, 상기 축 방향으로의 베어링 유체의 흐름을 저하시키는 다른 압력 유지부를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, a bearing surface supporting a rotating shaft is formed on one surface of the housing, and is provided on one edge of the one surface and another end of an edge corresponding to the one end, wherein the bearing fluid in the axial direction is provided. It may further include another pressure maintaining part that reduces flow.

일 실시 예에 따르면, 상기 압력 유지부들은 상기 하우징 하나에 일체형으로 가공될 수 있다.According to one embodiment, the pressure holding parts may be processed integrally with one housing.

본 발명의 일 실시 예들에 따르면, 압력 유지부가 외부 가압 유체가 축의 표면에 머무르도록 가두는 댐 역할을 수행하므로, 윤활 유체의 손실을 최소화할 수 있다. 이에 따라 윤활 시스템 구동에 필요한 동력이 최소화될 수 있고, 높은 하중 지지력, 높은 강성 계수, 높은 감쇠 계수를 제공할 수 있으므로, 회전 기계의 시스템 효율이 향상될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the pressure holding portion functions as a dam to confine the external pressurized fluid to remain on the surface of the shaft, thereby minimizing the loss of lubricating fluid. Accordingly, the power required to drive the lubrication system can be minimized, and high load carrying capacity, high stiffness coefficient, and high damping coefficient can be provided, thereby improving the system efficiency of the rotating machine.

나아가, 일 실시 예들은, 저널 베어링과 스러스트 베어링이 하나의 슬리브에 일체형으로 가공될 수 있으므로 제조가 편리하고 사용 환경에 우수한 적응성을 제공할 수 있다.Furthermore, in some embodiments, the journal bearing and the thrust bearing can be processed as one piece in one sleeve, making manufacturing convenient and providing excellent adaptability to the usage environment.

도 1은 종래 기술의 유체 베어링을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 에에 따른 유체 베어링을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 20은 본 발명의 변형 예들에 따른 유체 베어링을 설명하기 위한 도면이다.1 is a conceptual diagram for explaining a fluid bearing of the prior art.
Figure 2 is a conceptual diagram for explaining a fluid bearing according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining a fluid bearing according to an embodiment of the present invention.
5 to 20 are diagrams for explaining fluid bearings according to modified examples of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상, 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the shape and thickness are exaggerated for effective explanation of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Additionally, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. Additionally, in this specification, “connection” is used to mean both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Additionally, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 명세서에서 베어링 유체는 외부 가압 유체를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 또한 본 명세서에서 하우징은 슬리브를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.In this specification, bearing fluid may be understood as a concept including external pressurized fluid. Additionally, in this specification, the housing may be understood as a concept including a sleeve.

일 실시 예에 따른 유체 베어링은 외부 가압 유체 및 동압을 혼용하여 사용하므로 하이브리드 유체 베어링으로도 호칭될 수 있다.The fluid bearing according to one embodiment uses a mixture of external pressurized fluid and dynamic pressure, so it may also be called a hybrid fluid bearing.

도 1은 종래 기술의 유체 베어링을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a fluid bearing of the prior art.

도 1의 상단을 참조하면, 종래 기술에 따른 유체 베어링은 슬리브(hybrid bearing으로 도시)의 유입구로 외부 가압 유체(pressurized fluid)가 유입되고, 유입된 유체는 포켓을 지나, 축(jounal or thrust disk로 도시)의 전면으로 유동하게 된다. 이에 따라, 축은 외부 가압 유체에 의하여 부드럽게 회전할 수 있다. Referring to the top of FIG. 1, in a fluid bearing according to the prior art, an external pressurized fluid flows into the inlet of the sleeve (shown as a hybrid bearing), and the inflow fluid passes through the pocket and passes through the axis (jounal or thrust disk). flows to the front of the city. Accordingly, the shaft can rotate smoothly by external pressurized fluid.

그런데 종래 기술에 따르면, 외부 가압 유체는 축의 표면에 일시적으로 제공될 뿐, 그대로 외부로 빠져나가게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이 외부 가압 유체의 좌측 단부 방향 및 우측 단부 방향으로 유실되는 것이다. However, according to the prior art, the external pressurized fluid is only temporarily provided to the surface of the shaft and is discharged to the outside as is. As shown in Figure 1, the external pressurized fluid is lost toward the left and right ends.

보다 정량적으로 살펴보면, 도 1의 하단에 도시된 바와 같이, 외부 가압 유체에 의한 압력이 유입구에서 유출구 방향으로 갈수록 감소하되, 유출구의 시작 시점부터 지속적으로 압력이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 외부 가압 유체가 어떠한 저항을 받지 않고 그대로 유출되는 것을 의미한다. Looking at it more quantitatively, as shown at the bottom of FIG. 1, it can be seen that the pressure caused by the external pressurized fluid decreases from the inlet to the outlet, but the pressure continues to decrease from the start of the outlet. This means that the externally pressurized fluid flows out without any resistance.

따라서, 종래 기술에 따른 유체 베어링은 윤활 유체의 손실이 많았고, 윤활 시스템 구동에 필요한 동력이 많이 소요되었다. 또한 압력 손실이 발생하기 때문에 높은 하중 지지력, 강성 계수, 감쇠 계수을 제공하는 데 한계가 있었던 것이다.Therefore, the fluid bearing according to the prior art suffered a lot of loss of lubricating fluid and required a lot of power to drive the lubrication system. Additionally, because pressure loss occurs, there are limitations in providing high load bearing capacity, stiffness coefficient, and damping coefficient.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링을 설명하기 위한 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram for explaining a fluid bearing according to an embodiment of the present invention.

도 2의 상단을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링은, 외부 가압 유체가 유체 베어링 내부로 유입된 후 유출되는 경로 사이에 압력 유지부 예를 들어, 그루브(groove)가 마련될 수 있다. 그루브는 예를 들어, 양 가장자리, 즉 외부 가압 유체의 유출단에 마련될 수 있다. 이에 따라 일 실시 예에 따른 유체 베어링은 축 회전 시, 그루브에서 발생하는 동압에 의해 베어링 양 가장자리로 유실되는 유체의 흐름을 저하시킬 수 있는 것이다.Referring to the top of FIG. 2, the fluid bearing according to an embodiment of the present invention has a pressure retaining portion, for example, a groove, provided between the path through which external pressurized fluid flows into the fluid bearing and then flows out. You can. Grooves can be provided, for example, at both edges, i.e. at the outlet end of the externally pressurized fluid. Accordingly, the fluid bearing according to one embodiment can reduce the flow of fluid lost to both edges of the bearing due to dynamic pressure generated in the groove when the shaft rotates.

도 2의 하단을 참고하면, 그루브가 발생시키는 동압에 의해 외부 가압 유체의 손실이 최소화되는 바, 하중 지지를 위한 압력 프로파일의 범위가 종래 기술에 비해 넓어지는 것을 확인할 수 있다.Referring to the bottom of FIG. 2, it can be seen that the loss of external pressurized fluid is minimized by the dynamic pressure generated by the groove, and the range of the pressure profile for load support is expanded compared to the prior art.

즉, 일 실시 예에 따르면, 저널 베어링 및 스러스트 베어링의 가장자리에 압력 유지부인 그루브가 추가될 수 있다. 상기 그루브는 저널 및 스러스트 디스크가 회전을 할 때 유체 동압(hydrodynamic pressure)을 효율적으로 발생시킬 수 있다. 생성된 동압은 베어링 표면에서 가장자리로 유출되려는 유체에 대해 댐의 역할을 수행하여 손실되는 윤활 유체의 양을 줄이고 그루브에 형성된 유체 동압으로 베어링 내부에 생성되는 전체적인 압력분포를 크게 하는 효과를 제공할 수 있는 것이다.That is, according to one embodiment, grooves that are pressure retainers may be added to the edges of the journal bearing and the thrust bearing. The groove can efficiently generate hydrodynamic pressure when the journal and thrust disk rotate. The generated dynamic pressure acts as a dam for the fluid that tries to flow out from the bearing surface to the edge, reducing the amount of lubricating fluid lost and providing the effect of increasing the overall pressure distribution generated inside the bearing by the fluid dynamic pressure formed in the groove. There is.

따라서 압력 유지부인 그루브의 적용은 베어링의 하중 지지력 및 강성, 감쇠 모두 증가시키는 효과를 제공하며, 또한 베어링 표면에 공급되어 소모되는 윤활 유체의 유량이 감소하여 윤활 시스템 구동에 필요한 동력 손실이 줄어드는 효과를 제공할 수 있다.Therefore, the application of the groove, which is a pressure retaining part, has the effect of increasing the load bearing capacity, rigidity, and damping of the bearing, and also reduces the flow rate of lubricating fluid supplied to the bearing surface and consumed, thereby reducing the power loss required to drive the lubrication system. can be provided.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4, a fluid bearing according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 에에 따른 유체 베어링을 설명하기 위한 도면이다. 3 and 4 are diagrams for explaining a fluid bearing according to an embodiment of the present invention.

일 실시 예에 따른 유체 베어링은 축 선 방향으로 하중을 지지하는 스러스트 베어링 및 축의 중심선에 직각으로 하중을 지지하는 저널 베어링 중 적어도 어느 하나에 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 일 실시 예에 따른 유체 베어링이 저널 베어링과 스러스트 베어링이 일체형으로 마련된 경우를 상정하여 설명하기로 한다.The fluid bearing according to one embodiment may be applied to at least one of a thrust bearing that supports a load in an axial direction and a journal bearing that supports a load at a right angle to the center line of the axis. For convenience of explanation, hereinafter, the fluid bearing according to one embodiment will be described assuming that the journal bearing and the thrust bearing are provided as one body.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 베어링은 내부에 축 수용구(114)가 마련된 하우징(110)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a fluid bearing according to an embodiment of the present invention may include a housing 110 provided with a shaft receiving hole 114 therein.

상기 하우징(110)의 일면(111)은 스러스트 베어링으로 기능하기 위한 면일 수 있다. 즉 상기 일면(111)은 베어링 스러스트 면으로 기능할 수 있다.One surface 111 of the housing 110 may be a surface that functions as a thrust bearing. That is, the one surface 111 may function as a bearing thrust surface.

상기 하우징(110)의 일면(111)에는, 가장자리 양 단에 압력 유지부가 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(110)의 일면(111)에는, 반경방향 내측에 제1-1 압력 유지부(122) 및 반경방향 외축에 제1-2 압력 유지부(124)가 형성될 수 있다. 일 예에 따르면, 제1-1 압력 유지부(122) 및 제1-2 압력 유지부(124)는 그루브(groove) 보다 구체적으로는 스파이럴 그루브로 마련될 수 있다. On one side 111 of the housing 110, pressure holding portions may be provided at both ends of the edges. For example, on one surface 111 of the housing 110, a 1-1 pressure holding portion 122 may be formed on the radial inner side and a 1-2 pressure holding portion 124 may be formed on the radial outer axis. . According to one example, the 1-1st pressure maintaining portion 122 and the 1-2 pressure maintaining portion 124 may be provided with a groove, or more specifically, a spiral groove.

상기 제1-1 압력 유지부(122) 및 제1-2 압력 유지부(124)는 원형의 띠 형상을 가질 수 있으며, 축 반경방향으로 서로 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 상기 제1-1 압력 유지부(122) 및 제1-2 압력 유지부(124)의 이격 간격 사이의 베어링 유체 동압이 상기 제1-1 압력 유지부(122) 및 제1-2 압력 유지부(124)을 통하여 베어링 유체가 유출되는 중에도, 유지될 수 있도록 구성되는 것이다.The 1-1st pressure holding part 122 and the 1-2nd pressure maintaining part 124 may have a circular strip shape and may be positioned at a predetermined distance from each other in the axial radial direction. That is, the bearing fluid dynamic pressure between the separation distance between the 1-1 pressure maintenance unit 122 and the 1-2 pressure maintenance unit 124 is the 1-1 pressure maintenance unit 122 and the 1-2 pressure maintenance unit 124. It is configured to be maintained even while the bearing fluid is flowing out through the holding portion 124.

상기 하우징(110)의 일면(111)에는 제1 베어링 유체 제공구(112)가 마련될 수 있다. 상기 제1 베어링 유체 제공구(112)에서는, 외부 가압 유체가 회전하는 축을 향하여 제공될 수 있다.A first bearing fluid supply port 112 may be provided on one surface 111 of the housing 110. In the first bearing fluid supply port 112, external pressurized fluid may be provided toward the rotating shaft.

이로써, 상기 하우징(110)의 일면(111)의 제1 베어링 유체 제공구(112)를 통하여 외부 가압 유체가 공급되는 경우, 공급된 외부 가압 유체가 제1-1 압력 유지부(122)를 거쳐서 최종 유출되는데 있어서, 요구되는 베어링 지지 압력이 유지될 수 있다. 또한, 공급된 외부 가압 유체가 제1-2 압력 유지부(124)를 거쳐서 최종 유출되는데 있어서, 요구되는 베어링 지지 압력이 유지될 수 있다. 이로써, 축 선 방향으로의 하중이 지지될 수 있으며, 베어링 가장자리에서 하중 지지력이 향상될 수 있다.Accordingly, when the external pressurized fluid is supplied through the first bearing fluid supply port 112 of the one surface 111 of the housing 110, the supplied external pressurized fluid passes through the 1-1 pressure holding unit 122. Upon final discharge, the required bearing support pressure can be maintained. In addition, when the supplied external pressurized fluid finally flows out through the first-second pressure maintaining unit 124, the required bearing support pressure can be maintained. Thereby, the load in the axial direction can be supported and the load carrying capacity at the bearing edge can be improved.

한편 도 4를 참조하면, 상기 하우징(110)의 내면(131)은 저널 베어링으로 기능하기 위한 면일 수 있다. 즉, 상기 내면(131)은 저널 면으로 기능할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4, the inner surface 131 of the housing 110 may be a surface for functioning as a journal bearing. That is, the inner surface 131 may function as a journal surface.

상기 하우징(110)의 내면(131)에는, 가장자리 양 단에 압력 유지부가 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(110)의 내면(131)에는, 축 길이방향 상단에 제2-1 압력 유지부(142) 및 축 길이방향 하단에 제2-2 압력 유지부(144)가 형성될 수 있다. . 일 예에 따르면, 제2-1 압력 유지부(142) 및 제2-2 압력 유지부(144)는 그루브(groove) 보다 구체적으로는 스파이럴 그루브로 마련될 수 있다. On the inner surface 131 of the housing 110, pressure holding portions may be provided at both ends of the edges. For example, on the inner surface 131 of the housing 110, a 2-1 pressure holding part 142 is formed at the upper end in the longitudinal direction of the axis and a 2-2 pressure holding part 144 is formed at the lower end in the longitudinal direction of the axis. You can. . According to one example, the 2-1st pressure maintaining portion 142 and the 2-2 pressure maintaining portion 144 may be provided with a groove, or more specifically, a spiral groove.

상기 제2-1 압력 유지부(142) 및 제2-2 압력 유지부(144)는 원형의 띠 형상을 가질 수 있으며, 축 길이방향으로 서로 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 상기 제2-1 압력 유지부(142) 및 제2-2 압력 유지부(144)의 이격 간격 사이의 베어링 유체 동압이 상기 제2-1 압력 유지부(142) 및 제2-2 압력 유지부(144)을 통하여 베어링 유체가 유출되는 중에도, 유지될 수 있도록 구성되는 것이다.The 2-1st pressure holding part 142 and the 2-2nd pressure maintaining part 144 may have a circular strip shape and may be positioned at a predetermined distance from each other in the longitudinal direction of the axis. That is, the bearing fluid dynamic pressure between the separation distance between the 2-1 pressure maintenance unit 142 and the 2-2 pressure maintenance unit 144 is the 2-1 pressure maintenance unit 142 and the 2-2 pressure maintenance unit 144. It is configured to be maintained even while the bearing fluid is flowing out through the holding portion 144.

상기 하우징(110)의 일면(131)에는 제2 베어링 유체 제공구(132)가 마련될 수 있다. 상기 제2 베어링 유체 제공구(132)에서는, 외부 가압 유체가 회전하는 축을 향하여 제공될 수 있다. 이로써, 축 반경방향으로의 하중이 지지될 수 있다.A second bearing fluid supply port 132 may be provided on one surface 131 of the housing 110. In the second bearing fluid supply port 132, external pressurized fluid may be provided toward the rotating shaft. Thereby, a load in the axial radial direction can be supported.

이로써, 상기 하우징(110)의 내면(131)의 제2 베어링 유체 제공구(132)를 통하여 외부 가압 유체가 공급되는 경우, 공급된 외부 가압 유체가 제2-1 압력 유지부(142)를 거쳐서 최종 유출되는데 있어서, 요구되는 베어링 지지 압력이 유지될 수 있다. 또한, 공급된 외부 가압 유체가 제2-2 압력 유지부(144)를 거쳐서 최종 유출되는데 있어서, 요구되는 베어링 지지 압력이 유지될 수 있다. 이로써, 베어링 가장자리에서 하중 지지력이 향상될 수 있다.Accordingly, when the external pressurized fluid is supplied through the second bearing fluid supply port 132 of the inner surface 131 of the housing 110, the supplied external pressurized fluid passes through the 2-1 pressure holding unit 142. Upon final discharge, the required bearing support pressure can be maintained. Additionally, when the supplied external pressurized fluid finally flows out through the 2-2 pressure maintaining unit 144, the required bearing support pressure can be maintained. This can improve the load carrying capacity at the bearing edge.

일 실시 예에 따르면, 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142) 및 제2-2 압력 유지부(144)는 상기 하우징(110)에 일체로 한 번에 가공될 수 있다. 이로써, 가공 편의성을 확보할 수 있음은 물론, 별도의 저널 또는 스러스트 베어링을 준비할 필요 없이, 회전 시스템의 환경에 따라서, 저널 또는 스러스트 베어링으로 기능하는 유체 베어링이 제공될 수 있다.According to one embodiment, the 1-1 pressure maintenance unit 122, the 1-2 pressure maintenance unit 124, the 2-1 pressure maintenance unit 142, and the 2-2 pressure maintenance unit 144. It can be processed integrally with the housing 110 at once. As a result, processing convenience can be secured, and a fluid bearing that functions as a journal or thrust bearing can be provided depending on the environment of the rotation system without the need to prepare a separate journal or thrust bearing.

이 때, 제1-1 압력 유지부(122)와 제2-1 압력 유지부(142)의 경계 또는, 제1-1 압력 유지부(122)와 제2-2 압력 유지부(144)의 경계의 그루브는 서로 비 연속적이도록 구비될 수 있다. 이로써, 경계선 상에서의 동압 유지 특성이 보다 향상될 수 있다.At this time, the boundary between the 1-1 pressure maintenance unit 122 and the 2-1 pressure maintenance unit 142, or the boundary between the 1-1 pressure maintenance unit 122 and the 2-2 pressure maintenance unit 144. The border grooves may be provided to be non-continuous with each other. As a result, the dynamic pressure maintenance characteristics on the boundary line can be further improved.

이하 본 발명의 변형 예들에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 변형 예들은 상술한 일 실시 예를 기준으로, 압력 유지부에서만 차이가 있는 바, 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, modified examples of the present invention will be described. Modified examples of the present invention differ only in the pressure maintaining portion based on the above-described embodiment, so description of overlapping portions will be omitted.

도 5 내지 도 20은 본 발명의 변형 예들에 따른 유체 베어링을 설명하기 위한 도면이다.5 to 20 are diagrams for explaining fluid bearings according to modified examples of the present invention.

도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 변형 예에 따른 유체 베어링(100a)을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are diagrams for explaining a fluid bearing 100a according to a first modified example of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 헤링본 그루브로 이루어질 수 있다.Referring to Figures 5 and 6, the 1-1 pressure maintaining unit 122, the 1-2 pressure maintaining unit 124, the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142 of the first modified example. 2 The pressure maintaining portion 144 may be made of a herringbone groove.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 변형 예에 따른 유체 베어링(100b)을 설명하기 위한 도면이다.7 and 8 are diagrams for explaining a fluid bearing 100b according to a second modified example of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 T 형 그루브로 이루어질 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the 1-1 pressure maintaining unit 122, the 1-2 pressure maintaining unit 124, the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142 of the second modified example. 2 The pressure maintaining portion 144 may be made of a T-shaped groove.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 유체 베어링(100c)을 설명하기 위한 도면이다.9 and 10 are diagrams for explaining a fluid bearing 100c according to a third modified example of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제3 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 양 쪽 가장자리에 끝이 뾰족한 T 형그루브로 이루어질 수 있다.Referring to Figures 9 and 10, the 1-1 pressure maintaining unit 122, the 1-2 pressure maintaining unit 124, the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1st pressure maintaining unit 142 of the third modified example. 2 The pressure holding portion 144 may be formed of a T-shaped groove with sharp ends on both edges.

도 11 및 도 12는 본 발명의 제4 변형 예에 따른 유체 베어링(100d)을 설명하기 위한 도면이다.11 and 12 are diagrams for explaining a fluid bearing 100d according to a fourth modified example of the present invention.

도 11 및 도 12를 참조하면, 제4 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 스텝 그루브로 이루어질 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 12, the 1-1 pressure maintaining unit 122, the 1-2 pressure maintaining unit 124, the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142 of the fourth modified example. 2 The pressure maintaining portion 144 may be made of a step groove.

도 13 및 도 14는 본 발명의 제5 변형 예에 따른 유체 베어링(100e)을 설명하기 위한 도면이다.13 and 14 are diagrams for explaining a fluid bearing 100e according to a fifth modification of the present invention.

도 13 및 도 14를 참조하면, 제5 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 테이퍼 그루브로 이루어질 수 있다.Referring to Figures 13 and 14, the 1-1 pressure maintaining unit 122, the 1-2 pressure maintaining unit 124, the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1 pressure maintaining unit 142 of the fifth modification example. 2 The pressure holding portion 144 may be made of a tapered groove.

도 15 및 도 16은 본 발명의 제6 변형 예에 따른 유체 베어링(100f)을 설명하기 위한 도면이다.15 and 16 are diagrams for explaining a fluid bearing 100f according to a sixth modified example of the present invention.

도 15 및 도 16을 참조하면, 제6 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 포켓 댐 그루브로 이루어질 수 있다.Referring to Figures 15 and 16, the 1-1 pressure maintaining unit 122, the 1-2 pressure maintaining unit 124, the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1st pressure maintaining unit 122, and the 2-1 pressure maintaining unit 142 of the sixth modification example. 2 The pressure maintaining portion 144 may be made of a pocket dam groove.

도 17 및 도 18은 본 발명의 제7 변형 예에 따른 유체 베어링(100g)을 설명하기 위한 도면이다.17 and 18 are diagrams for explaining a fluid bearing 100g according to a seventh modification of the present invention.

도 17 및 도 18을 참조하면, 제7 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 양방향 스파이럴 그루브로 이루어질 수 있다.Referring to FIGS. 17 and 18, the 1-1 pressure maintaining unit 122, the 1-2 pressure maintaining unit 124, the 2-1 pressure maintaining unit 142, and the 2-1st pressure maintaining unit 122, and the 2-1 pressure maintaining unit 142 of the seventh modification example. 2 The pressure maintaining portion 144 may be made of a bidirectional spiral groove.

도 19 및 도 20은 본 발명의 제8 변형 예에 따른 유체 베어링(100h)을 설명하기 위한 도면이다.19 and 20 are diagrams for explaining a fluid bearing 100h according to an eighth modification of the present invention.

도 19 및 도 20을 참조하면, 제8 변형 예의 제1-1 압력 유지부(122), 제1-2 압력 유지부(124), 제2-1 압력 유지부(142), 및 제2-2 압력 유지부(144)가 반원 그루브로 이루어질 수 있다.19 and 20, the 1-1st pressure maintenance unit 122, the 1-2 pressure maintenance unit 124, the 2-1 pressure maintenance unit 142, and the 2-1st pressure maintenance unit 142, and the 2-1st pressure maintenance unit 142 of the eighth modification example. 2 The pressure maintaining portion 144 may be formed as a semicircular groove.

상술한 본 발명의 일 실시 예 및 그 변형 예들은, 저널 베어링과 스러스트 베어링이 일체형인 외부가압 하이브리드 베어링 슬리브로서, 각 베어링의 양쪽 가장자리 부분에 적용된 그루브로 인해, 하중 지지력이 증가하고, 강성 및 감쇠가 증가하는 효과를 제공할 수 있다. 또한 베어링 표면에 공급되어 소모되는 윤활 유체의 유량이 감소하여 윤활 시스템 구동에 필요한 동력 손실을 감소시키는 효과를 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention and its modifications described above are an externally pressurized hybrid bearing sleeve in which a journal bearing and a thrust bearing are integrated. Due to the grooves applied to both edges of each bearing, the load bearing capacity is increased, and the rigidity and damping are increased. can provide an increasing effect. In addition, the flow rate of lubricating fluid supplied to and consumed on the bearing surface is reduced, which can provide the effect of reducing power loss required to drive the lubrication system.

일 실시 예 및 그 변형 예들을 설명 함에 있어서, 저널 베어링과 스러스트 베어링이 일체형으로 구성된 것을 상정하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은, 저널 베어링에만 적용될 수도 있고, 스러스트 베어링에만 적용될 수 있음은 물론이다.In explaining one embodiment and its modifications, it is assumed that the journal bearing and the thrust bearing are integrated, but the technical idea of the present invention can be applied only to the journal bearing or to the thrust bearing. .

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments and should be interpreted in accordance with the appended claims. Additionally, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h : 유체 베어링
114: 축 수용구
112, 132: 베어링 유체 제공구
122, 124, 142, 144: 압력 유지부100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h: fluid bearings
114: shaft receptor
112, 132: Bearing fluid supply port
122, 124, 142, 144: pressure maintenance unit

Claims

A housing provided on an inner surface in the radial center direction, with a shaft receiving port supporting a rotating shaft, and having a bearing surface supporting the rotating shaft on one axial surface provided in the circumferential direction of the shaft receiving port;
a first bearing fluid supply port provided on the bearing surface and allowing external pressurized fluid to be provided toward the rotating shaft;
a first pressure maintaining portion provided on the bearing surface to reduce the flow of external pressurized fluid supplied through the first bearing fluid supply port inward and outward in the radial direction of the shaft;
a second bearing fluid supply port provided on the inner surface of the housing and allowing external pressurized fluid to be provided toward the rotating shaft; and
A second pressure holding portion provided on the inner surface of the housing, which reduces the flow of external pressurized fluid supplied through the second bearing fluid supply port to both sides in the longitudinal direction of the axis,
The first pressure holding unit,
A 1-1 pressure holding portion provided on an inner diameter side edge of the bearing surface; and
and a 1-2 pressure maintaining portion provided at an outer diameter side edge of the bearing surface and spaced apart from the 1-1 pressure retaining portion by a predetermined distance in the axial radial direction,
The second pressure holding unit,
A 2-1 pressure holding portion provided at one end of the inner edge of the housing; and
It includes a 2-2 pressure maintaining portion provided at the other end of the inner edge of the housing and spaced apart from the 2-1 pressure retaining portion by a predetermined distance in the axial longitudinal direction,
The first bearing fluid supply port is located between the 1-1 pressure holding part and the 1-2 pressure maintaining part, and is provided in plural numbers in the circumferential direction,
The second bearing fluid supply port is located between the 2-1 pressure maintaining part and the 2-2 pressure maintaining part, and is provided in plural numbers in the circumferential direction,
The 1-1 pressure maintenance unit, the 1-2 pressure maintenance unit, the 2-1 pressure maintenance unit, and the 2-2 pressure maintenance unit are provided with grooves,
Grooves on both sides abut in a vertical direction at the boundary between the 1-1 pressure maintenance unit and the 2-1 pressure maintenance unit, or in a vertical direction at the boundary between the 1-1 pressure maintenance unit and the 2-2 pressure maintenance unit. A fluid bearing in which the grooves on both sides are discontinuous with each other.

According to claim 1,
The first pressure maintaining portion and the second pressure maintaining portion are integrally processed into one housing.