KR20230161097A - 에어 포일 저널베어링 - Google Patents

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KR20230161097A
KR20230161097A KR1020220060679A KR20220060679A KR20230161097A KR 20230161097 A KR20230161097 A KR 20230161097A KR 1020220060679 A KR1020220060679 A KR 1020220060679A KR 20220060679 A KR20220060679 A KR 20220060679A KR 20230161097 A KR20230161097 A KR 20230161097A
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foil
top foil
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circumferential
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KR1020220060679A
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박준혁
박치용
이종성
최규성
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명의 에어 포일 저널베어링은 범프 포일 및 탑 포일을 포함하고, 상기 탑 포일의 원주방향 일단과 타단은 반경방향으로 서로 단차가 있게 배치되되, 상기 탑 포일이 일단에서부터 타단까지 연장 형성되는 방향과 상기 탑 포일의 내측에 배치되어 회전되는 로터의 회전방향이 같다고 하였을 때, 상기 탑 포일의 일단이 상기 탑 포일의 타단보다 반경방향으로 내측에 배치되어, 베어링의 내부에 추가적인 유체 동압을 발생시켜 소음에 영향을 주는 고속 구동 시의 비동기 진동성분을 억제하여 구동 안정성을 향상시킬 수 있는 에어 포일 저널베어링에 관한 것이다.

Description

에어 포일 저널베어링 {Air foil journal bearing}
본 발명은 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성되는 에어 포일 저널베어링에 관한 것이다.
에어 포일 베어링은 로터(또는 회전축)의 고속 회전에 따라 로터 또는 베어링 디스크와 접하는 포일 사이에 점성을 가지는 유체인 공기가 유입되어 압력을 형성함으로써 하중을 지지하는 베어링이다.
그리고 에어 포일 베어링 중 에어 포일 저널베어링은 로터에 수직인 방향인 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성되는 베어링이다.
일반적인 에어 포일 저널베어링은 도 1과 같이 베어링 하우징(10)의 중공(11)의 내주면(12)을 따라 범프 포일(20)이 설치되며, 범프 포일(20)의 내측에 탑 포일(30)이 배치되도록 구성되며, 탑 포일(30)의 내측에 로터(40, 또는 회전축)가 배치되어 탑 포일(30)의 내주면과 로터(40)의 외주면이 이격된 상태로 로터가 회전될 수 있도록 구성된다. 그리고 범프 포일(20) 및 탑 포일(30)은 원주방향 일단이 반경방향 외측으로 절곡된 형태의 키(21, 31)가 형성되고 키(21, 31)는 베어링 하우징(10)에 형성된 키홈(13)에 삽입되어 고정된다. 그리하여 로터가 회전되면서 기동되면 될 때 로터의 하측과 탑 포일 사이에서 공기의 압력이 증가하면서 로터가 탑 포일의 내주면 하측으로부터 부상하여 회전하게 된다.
그런데 일반적인 에어 포일 저널베어링의 탑 포일은 원주방향 일단이 베어링 하우징의 키홈에 삽입되어 고정되어 있으며 타단은 자유단으로 형성되어 자유단이 일단과 이격되어있다. 이에 따라 외부의 진동이나 충격에 의해 베어링의 자유단 측이 축방향으로 움직이면서 탑 포일이 베어링 하우징에서 외부로 돌출되어 회전하는 축, 러너, 임펠러 후면 등에 접촉하게 되어 베어링이 파손되고, 이는 에어 포일 저널베어링이 장착된 공기압축기의 파손으로 직결 될 수 있다.
따라서 외부 가진이 많은 구동 환경에 에어 포일 저널베어링을 적용하기 위해서는 에어 포일 저널베어링의 원주방향 양단을 모두 구속해야 하는데, 도 2와 같이 에어 포일 저널베어링에서 범프 포일(20) 및 탑 포일(30)의 원주방향 양단에서 각각 반경방향 외측으로 절곡된 형태로 키(21, 31)를 각각 형성하고 이를 베어링 하우징의 키홈(12)에 삽입하여 범프 포일(20) 및 탑 포일(30)의 원주방향 양단이 고정되도록 구성될 수 있다. 그러나 이러한 베어링의 단단한 고정은 회전체의 동역학적 진동에 대한 내구성을 향상 시키지만 반대로 고속 구동 시의 회전체 동역학적 성능 저하 및 구동 안정성 저하를 야기시킨다.
KR 10-1629714 A (2016.06.07.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에어 포일 저널베어링의 포일들을 베어링 하우징에 견고하게 고정하여 진동에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으며, 아울러 베어링의 내부에 추가적인 유체 동압을 발생시켜 고속 구동 시의 회전체 동역학적 성능 및 구동 안정성을 향상시킬 수 있는 에어 포일 저널베어링을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 포일 저널베어링은, 베어링 하우징의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되며, 상기 베어링 하우징에 결합된 범프 포일; 및 상기 범프 포일의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되고, 원주방향 일단과 타단이 서로 인접하게 배치되며, 원주방향 양단에서 반경방향 외측으로 각각 탑 포일 키가 연장 형성되어 상기 탑 포일 키들이 베어링 하우징의 키홈에 삽입되는 탑 포일; 을 포함하고, 상기 탑 포일의 원주방향 일단과 타단은 반경방향으로 서로 단차가 있게 배치되되, 상기 탑 포일이 일단에서부터 타단까지 연장 형성되는 방향과 상기 탑 포일의 내측에 배치되어 회전되는 로터의 회전방향이 같다고 하였을 때, 상기 탑 포일의 일단이 상기 탑 포일의 타단보다 반경방향으로 내측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 탑 포일의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 원주방향 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2탑 포일 키의 반경방향 외측단에서 제1탑 포일 키와 마주보는 폭방향으로 상기 제1탑 포일 키쪽을 향해 탑 포일 키 절곡부가 연장 형성되고, 상기 제1탑 포일 키의 반경방향 외측단은 반경방향으로 상기 탑 포일 키 절곡부의 내측면에 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 축방향으로 중공이 형성되고, 상기 중공의 내측에 범프 포일 및 탑 포일이 배치되며, 상기 중공과 연결된 키홈이 형성되어 상기 키홈에 상기 탑 포일의 제1탑 포일 키 및 제2탑 포일 키가 삽입되어 결합된 베어링 하우징을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베어링 하우징의 키홈의 폭을 E라 하였을 때, 상기 탑 포일 키 절곡부의 폭(Lc)은 아래의 수식 1을 만족하도록 형성될 수 있다.
Lc = (E/2)×1.2 (수식 1)
또한, 상기 범프 포일과 탑 포일 사이에 개재되어 원주방향을 따라 형성되고, 원주방향 양단에서 반경방향 외측으로 각각 미드 포일 키가 연장 형성되어 상기 미드 포일 키들이 베어링 하우징의 키홈에 삽입되는 미드 포일을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 탑 포일의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)보다 길게 형성되고, 상기 미드 포일은 원주방향 일단에서 제1미드 포일 키가 연장 형성되고 원주방향 타단에서 제2미드 포일 키가 연장 형성되며, 상기 제1미드 포일 키와 제2미드 포일 키는 각각 인접한 상기 제1탑 포일 키와 제2탑 포일 키의 길이에 대응되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2탑 포일 키의 반경방향 외측단에서 제1탑 포일 키와 마주보는 폭방향으로 상기 제1탑 포일 키쪽을 향해 탑 포일 키 절곡부가 연장 형성되고, 상기 제1탑 포일 키의 반경방향 외측단은 반경방향으로 상기 탑 포일 키 절곡부의 내측면에 인접하게 배치되며, 상기 제1미드 포일 키의 반경방향 외측단에서 상기 탑 포일 키 절곡부에 대응되게 미드 포일 키 절곡부가 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 미드 포일의 제1미드 포일 키를 기준으로 상기 미드 포일 키 절곡부의 폭이 상기 탑 포일 키 절곡부의 폭보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 탑 포일의 원주방향 일단에 연결된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 원주방향 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)와 동일하게 형성되고, 상기 탑 포일의 원주방향 일단은 제1탑 포일 키와 이격되게 배치되며, 경사부에 의해 상기 탑 포일의 원주방향 일단과 제1탑 포일 키의 반경방향 내측단이 연결될 수 있다.
또한, 상기 탑 포일의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 원주방향 타단에 연결된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)보다 길게 형성되고, 상기 탑 포일의 원주방향 타단에서 로터의 회전 반대방향쪽으로 가면서 반경방향 내측으로 단차지게 단차부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 단차부의 반경방향 내측단은 상기 탑 포일의 일단과 동일한 원주선상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 탑 포일의 탑 포일 키들은 중력방향으로 로터의 상부측에 배치될 수 있다.
본 발명은 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성된 에어 포일 저널베어링에서, 탑 포일의 원주방향 양단이 베어링 하우징의 키홈에 견고하게 고정되어 진동에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으며, 아울러 베어링의 내부에 추가적인 유체 동압을 발생시켜 소음에 영향을 주는 고속 구동 시의 비동기 진동성분을 억제하여 구동 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 에어 포일 저널베어링을 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 단면도 및 부분 확대도이다.
도 6 및 도 7은 탑 포일의 일단과 타단의 단차가 없는 종래의 에어 포일 저널베어링의 구동 안정성을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9는 탑 포일의 일단과 타단의 단차가 있는 본 발명의 에어 포일 저널베어링의 구동 안정성을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 부분 단면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 단면도 및 부분 확대도이다.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 에어 포일 저널베어링을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 단면도 및 부분 확대도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널베어링은 크게 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)을 포함할 수 있으며, 베어링 하우징(100)을 더 포함할 수 있다. 이하에서는 베어링 하우징(100), 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)을 모두 포함한 실시예에 대해 설명한다.
베어링 하우징(100)은 내측에 중심축 방향으로 양면을 관통하는 중공(110)이 형성될 수 있다. 그리고 중공(110)과 연통되도록 베어링 하우징(100)의 상부측 내주면에서 반경방향 외측으로 오목하게 키홈(120)이 형성될 수 있으며, 키홈(120)은 중심축 방향을 따라 연속된 형태로 형성될 수 있다.
범프 포일(200)은 베어링 하우징(100)의 중공(110) 내측에 배치되며, 범프 포일(200)은 원주방향을 따라 연장된 형태로 형성될 수 있다. 그리고 범프 포일(200)은 다양한 형태로 베어링 하우징(100)에 결합되어 고정될 수 있으며, 도시되지는 않았으나 일례로 범프 포일(200)은 원주방향 일단 또는 양단에서 반경방향 외측으로 절곡된 형태의 범프 포일 키가 형성되고 범프 포일 키가 베어링 하우징(100)의 키홈(120)에 삽입되어 결합될 수 있다. 또한, 범프 포일(200)은 베어링 하우징(100)의 내주면에 밀착되어 원주방향을 따라 배치될 수 있으며, 범프 포일(200)은 두께가 얇은 판형으로 형성되되 말린 내측으로 볼록하게 돌출된 다수개의 탄성 범프(210)들이 원주방향을 따라 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 범프 포일(200)은 한 겹으로 형성될 수도 있고 두 겹 또는 그 이상으로 형성될 수도 있다.
탑 포일(300)은 범프 포일(200)의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성될 수 있다. 그리고 탑 포일(300)은 원주방향 일단에서부터 타단까지 시계방향으로 1바퀴에 약간 모자란 연장된 형태로 형성되어, 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 타단이 서로 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 탑 포일(300)은 원주방향 양단에서 반경방향 외측으로 연장된 형태로 절곡된 탑 포일 키들이 각각 형성될 수 있으며, 탑 포일의 원주방향 일단에 연결된 제1탑 포일 키(310)와 타단에 연결된 제2탑 포일 키(320)는 베어링 하우징(100)의 키홈(120)에 삽입될 수 있다. 여기에서 탑 포일(300)의 제1탑 포일 키(310)와 제2탑 포일 키(320)는 중력방향으로 로터(500)의 상부측에 배치될 수 있다. 그리고 탑 포일(300)의 원주방향 일단(301)에서부터 타단(302)까지 연장 형성되는 방향과 탑 포일(300)의 내측에 배치되어 회전되는 로터(500)의 회전방향이 같다고 하였을 때, 탑 포일(300)의 일단(301)이 타단(302)보다 반경방향으로 내측에 배치되어 단차(d)가 형성될 수 있다.
그리하여 로터(500)가 회전회면 로터(500)와 탑 포일(300) 사이를 따라 유동되는 공기가 탑 포일(300)의 일단(301)과 타단(302)이 배치된 부근을 지나가면서 추가적인 압력 구배가 형성된다. 그 결과 소음에 영향을 주는 고속 구동 시의 비동기 진동성분을 억제하여 구동 안정성이 향상될 수 있다. 즉, 로터(500)가 고속으로 회전회면 중력방향으로 로터(500)의 하부측과 탑 포일(300) 사이를 따라 유동되는 공기에 의해 형성된 압력장에 의해 로터(500)가 탑 포일(300)에서 부상될 수 있다. 이때, 공기는 탑 포일(300)의 일단(301)과 타단(302)이 배치된 부근을 지나가면서 추가적인 압력 구배가 형성된다. 그 결과 소음에 영향을 주는 고속 구동 시의 비동기 진동성분을 억제하여 구동 안정성이 향상될 수 있다.
도 6 및 도 7은 탑 포일의 일단과 타단의 단차가 없는 종래의 에어 포일 저널베어링의 구동 안정성을 평가한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 8 및 도 9는 탑 포일의 일단과 타단의 단차가 있는 본 발명의 에어 포일 저널베어링의 구동 안정성을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6 및 도 7을 참조하면 종래의 탑 포일의 단차가 없는 에어 포일 저널베어링에서는 로터의 회전에 따른 진동수(Hz)의 0.1x에 해당되는 비동기 성분의 변위가 상대적으로 매우 크게 측정되었다. 반면, 도 8 및 도 9를 참조하면 본 발명의 단차가 적용된 에어 포일 저널베어링에서는 비동기 성분이 현저하게 줄어든 것을 알 수 있다.
또한, 탑 포일(300)의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키(310)의 길이(La)가 탑 포일(300)의 원주방향 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키(320)의 길이(Lb)보다 길게 형성되어, 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 타단이 반경방향으로 단차(d)가 있게 배치될 수 있다. 그리하여 공기의 압력에 의해 탑 포일(300)이 반경방향 바깥쪽으로 밀리더라도 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 타단의 단차(d)가 유지될 수 있다.
또한, 탑 포일(300)의 제2탑 포일 키(320)의 반경방향 외측단에서 제1탑 포일 키(310)와 마주보는 폭방향으로 제1탑 포일 키(310)쪽을 향해 탑 포일 키 절곡부(321)가 연장 형성되고, 제1탑 포일 키(310)의 반경방향 외측단은 반경방향으로 탑 포일 키 절곡부(321)의 내측면에 인접하게 배치될 수 있다. 그리하여 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 타단의 단차(d)를 유지하기 용이하고, 아울러 탑 포일 키 절곡부(321)가 키홈(120)의 내벽에 받쳐져 탑 포일(300)이 로터(500)에 말려 이탈되거나 손상되는 것이 방지될 수 있다. 여기에서 단차(d)는 제1탑 포일 키(310)의 길이(La)에서 제2탑 포일 키(320)의 길이(Lb)를 뺀 값이 될 수 있으며, 도면상에서는 제1탑 포일 키(310)의 상단이 탑 포일 키 절곡부(321)로부터 약간 이격되어 있는 상태로 도시되어 있지만, 제1탑 포일 키(310)의 상단이 탑 포일 키 절곡부(321)에 닿아있는 상태에서도 단차(d)가 형성될 수 있도록 제1탑 포일 키(310)의 길이(La)와 제2탑 포일 키(320)의 길이(Lb)가 형성될 수 있다.
또한, 베어링 하우징(100)의 키홈(120)의 폭이 E 일 때, 탑 포일 키 절곡부(321)의 폭(Lc)은 아래의 수식 1을 만족하도록 형성될 수 있다.
Lc = (E/2)×1.2 (수식 1)
그리하여 탑 포일(300)의 제1탑 포일 키(310), 제2탑 포일 키(320) 및 탑 포일 키 절곡부(321)를 키홈(120)에 원활하게 삽입할 수 있고, 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 타단의 단차(d)를 유지하기 용이할 수 있다.
또한, 본 발명의 에어 포일 저널베어링은 미드 포일(400)을 더 포함할 수 있으며, 미드 포일(400)은 범프 포일(200)과 탑 포일(300)의 사이에 개재되어 원주방향을 따라 형성될 수 있다. 그리고 미드 포일(400)은 원주방향 일단에서 반경방향 외측으로 제1미드 포일 키(410)가 연장 형성되고, 미드 포일(400)은 원주방향 타단에서 반경방향 외측으로 제2미드 포일 키(420)가 연장 형성되어, 제1미드 포일 키(410)와 제2미드 포일 키(420)가 키홈(120)에 삽입될 수 있다. 또한, 제1미드 포일 키(410)와 제2미드 포일 키(420)는 각각 인접한 제1탑 포일 키(310)와 제2탑 포일 키(320)의 길이에 대응되게 형성될 수 있다. 여기에서 제1미드 포일 키(410)의 반경방향 외측단은 반경방향으로 탑 포일 키 절곡부(321)의 내측면에 인접하게 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 부분 단면도이다.
도시된 바와 같이 제1미드 포일 키(410)의 반경방향 외측단에서 탑 포일 키 절곡부(321)에 대응되게 미드 포일 키 절곡부(411)가 형성될 수 있다. 여기에서 미드 포일(400)의 제1미드 포일 키(410)를 기준으로 미드 포일 키 절곡부(411)의 폭은 탑 포일 키 절곡부(321)의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 미드 포일 키 절곡부(411)는 탑 포일 키 절곡부(321)와 동일한 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 키홈(120)의 폭 방향으로 미드 포일 키 절곡부(411)의 자유단이 탑 포일 키 절곡부(321)의 자유단보다 약간 짧은 형태가 될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 부분 단면도이며, 도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 부분 단면도이다.
도시된 바와 같이 탑 포일(300)의 원주방향 일단에 연결된 제1탑 포일 키(310)의 길이(La)가 탑 포일(300)의 원주방향 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키(320)의 길이(Lb)와 동일하게 형성되고, 탑 포일(300)의 원주방향 일단은 제1탑 포일 키(310)와 이격되게 배치되며, 경사부(350)에 의해 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 제1탑 포일 키(310)의 반경방향 내측단이 연결될 수 있다. 그리하여 탑 포일(300)의 일단(301)이 타단(302)보다 반경방향으로 내측에 배치되어 단차가 형성될 수 있다. 여기에서 미드 포일(400)은 탑 포일(300)의 경사부(350)에 대응되는 형태로 형성될 수 있으며, 제1미드 포일 키(410)의 반경방향 외측단에서 미드 포일 키 절곡부(411)가 형성될 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 에어 포일 저널베어링을 나타낸 단면도 및 부분 확대도이다.
도시된 바와 같이 탑 포일(300)의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키(310)의 길이(La)가 탑 포일(300)의 원주방향 타단에 연결된 제2탑 포일 키(320)의 길이(Lb)보다 길게 형성되고, 탑 포일(300)의 원주방향 타단에서 로터(500)의 회전 반대방향쪽으로 가면서 반경방향 내측으로 단차지게 단차부(360)가 형성될 수 있다. 여기에서 단차부(360)의 반경방향 내측단은 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 동일한 원주선상에 배치될 수 있다. 그리하여 단차부(360)에 의해 탑 포일(300)의 원주방향 일단과 타단이 반경방향으로 단차가 형성될 수 있으며, 이에 따라 추가적인 압력구배가 형성되어 동적 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 베어링 하우징
110 : 중공 120 : 키홈
200 : 범프 포일 210 : 탄성 범프
300 : 탑 포일 301 : 일단
302 : 타단 310 : 제1탑 포일 키
320 : 제2탑 포일 키 321 : 탑 포일 키 절곡부
350 : 경사부 360 : 단차부
400 : 미드 포일 410 : 제1미드 포일 키
420 : 제2미드 포일 키 421 : 미드 포일 키 절곡부
500 : 로터

Claims (13)

  1. 베어링 하우징의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되며, 상기 베어링 하우징에 결합된 범프 포일; 및
    상기 범프 포일의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되고, 원주방향 일단과 타단이 서로 인접하게 배치되며, 원주방향 양단에서 반경방향 외측으로 각각 탑 포일 키가 연장 형성되어 상기 탑 포일 키들이 베어링 하우징의 키홈에 삽입되는 탑 포일; 을 포함하고,
    상기 탑 포일의 원주방향 일단과 타단은 반경방향으로 서로 단차가 있게 배치되되, 상기 탑 포일이 일단에서부터 타단까지 연장 형성되는 방향과 상기 탑 포일의 내측에 배치되어 회전되는 로터의 회전방향이 같다고 하였을 때, 상기 탑 포일의 일단이 상기 탑 포일의 타단보다 반경방향으로 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탑 포일의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 원주방향 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2탑 포일 키의 반경방향 외측단에서 제1탑 포일 키와 마주보는 폭방향으로 상기 제1탑 포일 키쪽을 향해 탑 포일 키 절곡부가 연장 형성되고,
    상기 제1탑 포일 키의 반경방향 외측단은 반경방향으로 상기 탑 포일 키 절곡부의 내측면에 인접하게 배치된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  4. 제3항에 있어서,
    축방향으로 중공이 형성되고, 상기 중공의 내측에 범프 포일 및 탑 포일이 배치되며, 상기 중공과 연결된 키홈이 형성되어 상기 키홈에 상기 탑 포일의 제1탑 포일 키 및 제2탑 포일 키가 삽입되어 결합된 베어링 하우징을 더 포함하는 에어 포일 저널베어링.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베어링 하우징의 키홈의 폭을 E라 하였을 때,
    상기 탑 포일 키 절곡부의 폭(Lc)은 아래의 수식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
    Lc = (E/2)×1.2 (수식 1)
  6. 제1항에 있어서,
    상기 범프 포일과 탑 포일 사이에 개재되어 원주방향을 따라 형성되고, 원주방향 양단에서 반경방향 외측으로 각각 미드 포일 키가 연장 형성되어 상기 미드 포일 키들이 베어링 하우징의 키홈에 삽입되는 미드 포일을 더 포함하는 에어 포일 저널베어링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탑 포일의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)보다 길게 형성되고,
    상기 미드 포일은 원주방향 일단에서 제1미드 포일 키가 연장 형성되고 원주방향 타단에서 제2미드 포일 키가 연장 형성되며, 상기 제1미드 포일 키와 제2미드 포일 키는 각각 인접한 상기 제1탑 포일 키와 제2탑 포일 키의 길이에 대응되게 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2탑 포일 키의 반경방향 외측단에서 제1탑 포일 키와 마주보는 폭방향으로 상기 제1탑 포일 키쪽을 향해 탑 포일 키 절곡부가 연장 형성되고,
    상기 제1탑 포일 키의 반경방향 외측단은 반경방향으로 상기 탑 포일 키 절곡부의 내측면에 인접하게 배치되며,
    상기 제1미드 포일 키의 반경방향 외측단에서 상기 탑 포일 키 절곡부에 대응되게 미드 포일 키 절곡부가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 미드 포일의 제1미드 포일 키를 기준으로 상기 미드 포일 키 절곡부의 폭이 상기 탑 포일 키 절곡부의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탑 포일의 원주방향 일단에 연결된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 원주방향 타단에서 연장 형성된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)와 동일하게 형성되고,
    상기 탑 포일의 원주방향 일단은 제1탑 포일 키와 이격되게 배치되며, 경사부에 의해 상기 탑 포일의 원주방향 일단과 제1탑 포일 키의 반경방향 내측단이 연결된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탑 포일의 원주방향 일단에서 연장 형성된 제1탑 포일 키의 길이(La)가 상기 탑 포일의 원주방향 타단에 연결된 제2탑 포일 키의 길이(Lb)보다 길게 형성되고,
    상기 탑 포일의 원주방향 타단에서 로터의 회전 반대방향쪽으로 가면서 반경방향 내측으로 단차지게 단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단차부의 반경방향 내측단은 상기 탑 포일의 일단과 동일한 원주선상에 배치된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 탑 포일의 탑 포일 키들은 중력방향으로 로터의 상부측에 배치된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널베어링.
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