WO2018043797A1 - 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템 - Google Patents

압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템 Download PDF

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magnetic bearing
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thrust
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이기욱
장성민
정진희
박찬명
류솔지
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Definitions

  • the present invention relates to a compressor and a chiller system including the same.
  • a compressor capable of reducing production length by reducing the length of a rotating shaft provided in the compressor and securing a safety factor by increasing the resonance frequency of the rotating shaft includes the same. Relates to a chiller system.
  • a chiller system is a cooling device or a freezing device that supplies cold water to a cold water demand source such as an air conditioner or a freezer, and is configured to circulate refrigerant through a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator.
  • the evaporator of the chiller system is a water-refrigerant heat exchanger, and is formed to heat the cold water exchanged in the heat exchanger of the refrigerant and the air conditioner or the freezer passing through the evaporator to cool the cold water.
  • the condenser of the chiller system is a water-refrigerant heat exchanger is formed to heat the refrigerant passing through the condenser and the cooling water heat-exchanged in the water cooling device to cool the refrigerant.
  • the compressor provided in the chiller system is configured to compress the refrigerant and provide it to the condenser.
  • the compressor may include an impeller for compressing a refrigerant, a rotating shaft connected to the impeller, and a motor for rotating the rotating shaft.
  • the compressor may be provided with a thrust bearing to prevent the axial movement of the rotating shaft.
  • Figure 1 shows such a conventional compressor. Specifically, Figure 1 shows a thrust bearing provided in a compressor configured to drive a conventional chiller system.
  • a conventional compressor 1 includes a rotating shaft 2 formed to transmit a driving force of a motor to an impeller and a thrust bearing 3 formed to support an axial (or longitudinal) movement of the rotating shaft 2. It includes.
  • the thrust bearing 3 may comprise a magnetic bearing 3 ′ and a mechanical backup bearing 3 ′′.
  • the collar 4 is coupled to the rotary shaft 2 so as to protrude radially outward of the rotary shaft 2.
  • the magnetic bearing 3 ′ may be formed to receive power from the outside, and when a power is supplied to the magnetic bearing 3 ′, a magnetic field may be generated in the magnetic bearing 3 ′.
  • the magnetic force generated in the magnetic bearing 3 ' By the magnetic force generated in the magnetic bearing 3 ', the movement of the collar 4 along the longitudinal direction of the rotating shaft 2 can be prevented. That is, the longitudinal flow of the rotating shaft 2 can be prevented by the magnetic force generated in the magnetic bearing 3 '.
  • the mechanical backup bearing 3 "corresponds to a configuration for protecting the magnetic bearing 3 'when a disturbance such as a power failure occurs.
  • the collar 4 may collide with the magnetic bearing 3 'and the magnetic bearing 3' may be damaged.
  • the magnetic bearing 3 'and the backup bearing 3 are arranged to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the rotating shaft 2.
  • the magnetic bearing 3 ') And the length of the rotating shaft 2 by the length of the backup bearing (3 ") has a problem that must be secured.
  • the resonance frequency of the rotary shaft 2 is relatively low. It is safe for the rotating shaft 2 to rotate below the resonance frequency. Lowering the resonant frequency of the rotary shaft 2 may mean that it is difficult to rotate the rotary shaft 2 at high speed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a compressor capable of reducing the length of a rotating shaft through an optimum arrangement of a magnetic bearing and a mechanical backup bearing and a chiller system including the same.
  • an object of the present invention is to provide a compressor and a chiller system including the same that can reduce the length of the rotating shaft of the compressor, thereby reducing the material cost required for the rotating shaft.
  • an object of the present invention is to provide a compressor and a chiller system including the same that can reduce the length of the rotary shaft of the compressor, increase the resonant frequency of the rotary shaft and improve the driving safety of the compressor.
  • the present invention is to achieve the above object, one or more impeller to suck the refrigerant in the axial direction to compress in the centrifugal direction;
  • a rotating shaft configured to rotate the impeller;
  • a collar coupled to the rotary shaft to extend radially outward of the rotary shaft;
  • a thrust magnetic bearing configured to support the collar by a magnetic field to prevent axial movement of the rotation shaft;
  • a mechanical backup bearing configured to prevent axial movement of the rotary shaft, wherein the backup bearing is arranged to overlap a portion of the thrust magnetic bearing in the radial direction of the rotary shaft.
  • the rotating shaft may include first and second stepped portions formed at one end of the rotating shaft, the collar may be coupled to a first stepped portion, and the backup bearing may be disposed at the second stepped portion.
  • the second step part may be disposed behind the first step part.
  • the first stepped portion and the second stepped portion are continuously formed toward the rear end of the rotating shaft.
  • the first stepped portion may be formed to be stepped radially inward from the outer circumferential surface of the rotating shaft, and the second stepped portion may be formed to be stepped radially inwardly of the rotary shaft from the first stepped portion.
  • the first stepped portion includes a first horizontal plane extending in the axial direction and a first vertical plane extending in the radial direction of the rotation axis, and the second stepped portion extending in the radial direction of the second horizontal plane extending in the axial direction and the rotation axis It can have two vertical surfaces.
  • a rear end of the first horizontal plane and an upper end of the second vertical plane may contact each other.
  • the first gap between the front face of the collar and the opposing face of the thrust magnetic bearing facing it is greater than the second gap between the front face of the backup bearing and the second vertical face facing it.
  • the thrust magnetic bearing may include a first magnetic bearing disposed at the front of the collar and a second magnetic bearing disposed at the rear of the collar.
  • the first gap may be a distance between a front surface of the collar and an opposing surface of the first magnetic bearing facing the collar.
  • the backup bearing may be disposed at a position overlapping with the second magnetic bearing in the radial direction of the rotation shaft.
  • the length along the axial direction of the backup bearing may be smaller than the length along the axial direction of the second magnetic bearing.
  • the backup bearing may be spaced apart from the second magnetic bearing in a direction toward the radially inner side of the rotation shaft.
  • the compressor according to the present invention may further include a radial bearing formed to support the rotary shaft against the radial movement of the rotary shaft.
  • the present invention is provided with one or more impeller to suck the refrigerant in the axial direction and compress in the centrifugal direction, a rotating shaft formed to rotate the impeller, and a thrust bearing formed to support the rotating shaft against the longitudinal movement of the rotating shaft
  • a compressor A condenser condensing the refrigerant by heat-exchanging the refrigerant compressed by the compressor with the cooling water;
  • An expansion valve to expand the refrigerant condensed in the condenser;
  • an evaporator configured to evaporate the refrigerant by cooling the cold water and the cold water expanded by the expansion valve, and to cool the cold water.
  • a mechanical backup bearing configured to prevent axial movement of the rotary shaft, wherein the backup bearing is arranged to overlap a portion of the thrust magnetic bearing in the radial direction of the rotary shaft.
  • the rotating shaft may include first and second stepped portions formed at one end of the rotating shaft, the collar may be coupled to a first stepped portion, and the backup bearing may be disposed at the second stepped portion.
  • the second step part may be disposed behind the first step part, and the first step part and the second step part may be continuously formed toward the rear end of the rotation shaft.
  • the first stepped portion may be formed to be stepped radially inward from the outer circumferential surface of the rotating shaft, and the second stepped portion may be formed to be stepped radially inwardly of the rotary shaft from the first stepped portion.
  • the first stepped portion includes a first horizontal plane extending in the axial direction and a first vertical plane extending in the radial direction of the rotation axis, and the second stepped portion extending in the radial direction of the second horizontal plane extending in the axial direction and the rotation axis It can have two vertical surfaces.
  • a rear end of the first horizontal plane and an upper end of the second vertical plane may contact each other.
  • the first gap between the front face of the collar and the opposing face of the thrust magnetic bearing facing it is greater than the second gap between the front face of the backup bearing and the second vertical face facing it.
  • the thrust magnetic bearing includes a first magnetic bearing disposed at the front of the collar and a second magnetic bearing disposed at the rear of the collar, and the backup bearing overlaps the second magnetic bearing in the radial direction of the rotation axis. Can be arranged.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional compressor.
  • FIG. 2 shows a chiller system according to the invention.
  • FIG. 3 is a view schematically illustrating a compressor provided in the chiller system of FIG. 2.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a thrust bearing provided in the compressor of FIG. 3.
  • 5 (a) and 5 (b) are enlarged views showing the arrangement of the magnetic bearing and the mechanical backup bearing shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a chiller system according to the invention.
  • the chiller system 10 is configured to condense a refrigerant by heat-exchanging a compressor 100 and a refrigerant compressed in the compressor 100 and a coolant.
  • the expansion valve 300 formed to expand the refrigerant condensed in the condenser 200, and the refrigerant expanded in the expansion valve 300 and cold water to evaporate the refrigerant to cool the cold water. It may include the evaporator 400 formed.
  • the chiller system 10 is an air conditioning unit 50 for cooling the air in the air conditioning space by heat-exchanging the cold water cooled in the evaporator 400 and air in the air conditioning space, the condenser (
  • the cooling unit 60 may further include a cooling unit 60 formed to cool the cooling water heat-exchanged with the refrigerant at 200.
  • the condenser 200 may be configured to discharge heat of the refrigerant compressed by the compressor 100 toward the cooling water to condense the refrigerant. That is, the condenser 200 may be formed to heat exchange the coolant supplied from the cooling unit 60 and the coolant supplied through the compressor 100 to condense the coolant.
  • the condenser 200 may be configured as a shell-tube type heat exchanger.
  • a condensation space 210 may be formed in the shell of the condenser 200 to condense refrigerant, and a coolant tube 220 through which cooling water passes may be disposed in the condensation space 210.
  • the coolant tube 220 may be connected to the coolant inlet tube 610 and the coolant outlet tube 620 of the cooling unit 60 to allow the coolant to flow.
  • the cooling unit 60 is formed to cool the cooling water absorbing heat from the refrigerant of the condenser 200.
  • the cooling unit 60 includes a coolant inlet pipe 610 through which the coolant flows and a coolant outlet pipe 620 through which the coolant flows.
  • the cooling unit 60 may be configured as a cooling tower to air-cool the cooling water absorbing heat from the refrigerant of the condenser 200.
  • the cooling unit 60 is provided with a main body portion 630 having an air discharge port 631 formed on the upper side and an air suction port 632 formed on the side, and the air discharge port 631 is installed in the outside air to the main body Blowing fan (not shown) for forcibly discharging the outside air after the forced intake into the unit 630 and the cooling water installed in the upper portion in the main body portion 630 and heat-exchanged in the condenser 200
  • It may include a cooling water inlet pipe (not shown) for injecting toward the lower portion in the main body portion 630, and the cooling water collection unit is collected by cooling the cooling water injected from the cooling water inlet tube by heat exchange with the outside air.
  • the evaporator 400 may be formed to evaporate the refrigerant by supplying heat to the refrigerant expanded in the expansion valve (300). That is, the evaporator 400 may be formed to exchange heat between the cold water and the refrigerant supplied from the air conditioning unit 50 to evaporate the refrigerant.
  • the evaporator 400 may be composed of a shell-tube type heat exchanger.
  • an evaporation space 410 may be formed in the shell of the evaporator 400 through which the refrigerant may be evaporated.
  • a cold water tube 420 through which cold water passes may be disposed in the evaporation space 410.
  • the cold water tube 420 may be connected to the cold water inlet pipe 510 and the cold water outlet pipe 520 connected from the air conditioning unit 50 to allow the cold water to flow.
  • the refrigerant evaporated in the evaporator 400 may be sucked into the inlet pipe 70 of the compressor 100 and compressed by the compressor 100.
  • the air conditioning unit 50 is a heat exchanger (not shown) for supplying heat to the refrigerant of the evaporator 400 to heat exchange the cooled cold water and the air in the notification space, and the air conditioning unit 50 from the evaporator 400.
  • Cold water inlet pipe 510 through which cold water is introduced into the cold water outlet pipe 520 through which the cold water flows from the air conditioning unit 50 to the evaporator 400.
  • the compressor 100 may be configured to compress the refrigerant evaporated in the evaporator 400.
  • the compressor 100 may include a rotating shaft 120 and an impeller 110 provided at the front end of the rotating shaft 120.
  • the impeller 110 may be rotated in conjunction with the rotation of the rotary shaft 120. Therefore, when the rotary shaft 120 is driven to rotate, the impeller 110 may be rotated to compress the refrigerant flowing into the compressor 100.
  • FIG. 3 is a view schematically illustrating a compressor provided in the chiller system of FIG. 2. That is, FIG. 3 is a conceptual diagram of the compressor provided in the chiller system.
  • the compressor 100 included in the chiller system 10 includes at least one impeller 110, a rotating shaft 120 transmitting rotational power to the impeller 110, and a circumference of the rotating shaft 120.
  • a rotor 135 coupled to the stator 130 may be provided around the rotor 135.
  • the rotating shaft 120, the rotor 135 and the stator 130 constitute a motor
  • the compressor 100 is formed in the form of the Ipeller 110 is provided in front of the motor. Can be.
  • the Ippell 110 may be formed to suck the refrigerant in the axial direction to compress in the centrifugal direction.
  • the refrigerant compressed by the impeller 110 is supplied to the condenser 20.
  • the rotor 135 is disposed around the rotation shaft 120 and may be rotated by a magnetic field generated by the stator 130. When the rotor 135 is rotated, the rotating shaft 120 may be rotated together with the rotor 135.
  • the stator 130 is a configuration for making a magnetic field, it may be made of an electromagnet or a permanent magnet.
  • stator 130 and the rotor 135 may be formed to provide a driving force for rotating the impeller 110 to the rotation shaft 120.
  • the rotation shaft 120 may be formed to rotate the impeller 110. That is, the impeller 110 is provided at the front end of the rotary shaft 120, the impeller 110 may be rotated together with the rotary shaft 120.
  • the compressor 100 may include one or more radial bearings 141 and 142 formed to support radial movement of the rotation shaft 120.
  • the radial bearings 141 and 142 may be disposed to surround a portion of the rotation shaft 120.
  • the radial bearings 141 and 142 may be formed as magnetic bearings or ball bearings. When the radial bearings 141 and 142 are formed as magnetic bearings, the radial movement of the rotary shaft 120 may be controlled through a current applied to the radial bearings 141 and 142.
  • the radial bearings 141 and 142 may be formed to surround the rotation shaft 120 at the front and the rear of the stator 130.
  • the compressor 100 may further include thrust bearings 150 and 160 formed to support axial movement (ie, longitudinal movement) of the rotation shaft 120.
  • the aforementioned radial bearings 141 and 142 and the thrust bearings 150 and 160 may be provided in the bearing housing 140. That is, the radial bearings 141 and 142 and the thrust bearings 150 and 160 may be installed in the bearing housing 140 disposed to surround the rotation shaft 120.
  • thrust toward the impeller 110 may be generated on the rotation shaft 120.
  • the impeller 110 may be disposed at the front end of the rotation shaft 120, when the impeller 110 is rotated, a forward thrust may be generated on the rotation shaft 120.
  • the thrust bearings 150 and 160 may be formed to prevent axial movement of the rotation shaft 120.
  • the thrust bearings 150 and 160 may include a thrust magnetic bearing 150 and a mechanical backup bearing 160.
  • the thrust magnetic bearing 150 may be formed to control the axial movement of the rotation shaft 120 through a magnetic field. For example, by controlling the current applied to the thrust magnetic bearing 150, the axial movement of the rotary shaft 120 can be controlled.
  • wires 152 and 153 are wound around the thrust magnetic bearing 150, and axial movement of the rotation shaft 120 may be controlled by controlling current flowing through the wires 152 and 153.
  • a collar 151 may be coupled to the rotation shaft 120 at a position corresponding to the thrust magnetic bearing 150.
  • the collar 151 may be coupled to the rotation shaft 120 to extend radially outward of the rotation shaft 120.
  • the collar 151 may be formed of a magnetic material.
  • the thrust magnetic bearing 150 may be formed to support the collar 151 by a magnetic field. That is, the thrust magnetic bearing 150 may control the movement of the collar 151 by the magnetic field, thereby controlling the axial movement of the rotation shaft 120.
  • the mechanical backup bearing 160 may be formed to limit the axial movement of the rotation shaft 120 through a gap between the backup bearing installation unit and the backup bearing 160 which will be described later.
  • the backup bearing 160 may be disposed to overlap a part of the thrust magnetic bearing 150 in the radial direction of the rotation shaft 120.
  • the length of the rotary shaft 120 since it is unnecessary to secure the length of the rotary shaft 120 for the installation of the backup bearing 160, the length of the rotary shaft 120 provided in the compressor 100 of the present invention compared to the conventional compressor Can be reduced.
  • Figure 4 is an enlarged view of a thrust bearing provided in the compressor of FIG. 3. That is, Figure 4 shows the thrust bearing provided in the compressor according to the present invention in more detail.
  • the rotation shaft 120 may include first and second stepped portions 121 and 125 formed at one end of the rotation shaft 120.
  • the above-described collar 151 may be coupled to the first stepped part 121, and the aforementioned backup bearing 160 may be disposed on the second stepped part 125.
  • first step part 121 to which the collar 151 is coupled and the second step part 125 to which the backup bearing 160 is disposed may be formed on the rotation shaft 120.
  • the aforementioned impeller 110 is provided at the front end of the rotation shaft 120, and the first step part 121 and the second step part 125 may be formed at the rear end of the rotation shaft 120. have.
  • the stepped parts are provided in the middle portion in the longitudinal direction except for the rear end part and the front end part of the rotary shaft 120, and the stress is concentrated on the part where the stepped parts are formed so that the rotary shaft 120 may be damaged.
  • the second step part 125 may be disposed behind the first step part 121.
  • the thrust magnetic bearing 150 is disposed in front and rear of the collar 151 coupled to the first step part 121 and the backup bearing 160 is disposed in the second step part 125, the thrust magnetic bearing is disposed.
  • a portion of the 150 and the backup bearing 160 may be disposed to overlap each other in the radial direction of the rotation shaft 120.
  • the first step part 121 and the second step part 125 may be continuously formed toward the rear end of the rotation shaft 120. That is, the first step part 121 and the second step part 125 may be sequentially formed toward the rear end of the rotation shaft 120.
  • the second stepped part 125 may be formed to be stepped in the radially inward direction of the rotation shaft 120 as compared with the first stepped part 121. That is, the diameter of the first step part 121 may be smaller than the diameter of the rotation shaft 120, and the diameter of the second step part 125 may be smaller than the diameter of the first step part 121. have.
  • both the first stepped part 121 and the second stepped part 125 are formed at the rear end of the rotation shaft 120, and the second stepped part 125 is compared with the first stepped part 121. It is preferable that the rear end of the rotating shaft 120 is disposed.
  • the first stepped part 121 is formed to be stepped radially inwardly of the rotary shaft 120 from an outer circumferential surface of the rotary shaft 120, and the second stepped part 125 is formed from the first stepped part 121. It may be formed to be stepped in the radially inward direction of the rotary shaft 120.
  • the diameter of the second step part 125 may be smaller than the diameter of the first step part 121.
  • the first step portion 121 may include a first horizontal surface 122 extending in the axial direction and a first vertical surface 123 extending in the radial direction of the rotation shaft 120.
  • the first vertical surface 123 may extend in the radial direction of the rotation shaft 120 at the front end of the first horizontal surface 122.
  • the axial direction may be a longitudinal direction of the rotation shaft 120.
  • the second step part 125 may include a second horizontal surface 126 extending in the axial direction and a second vertical surface 127 extending in the radial direction of the rotation shaft 120. At the front end of the second horizontal surface 126, the second vertical surface 127 may extend in the radial direction of the rotation shaft 120.
  • a rear end of the first horizontal surface 122 and an upper end of the second vertical surface 127 may be disposed to contact each other. That is, the rear end of the first horizontal surface 122 and the upper end of the second vertical surface 127 may meet each other.
  • the second stepped part 125 may be continuously disposed behind the first stepped part 121.
  • the thrust magnetic bearing 150 may include a first magnetic bearing 155 disposed at the front of the collar 151 and a second magnetic bearing 156 disposed at the rear of the collar 151. .
  • a first wire 152 may be wound around the first magnetic bearing 155, and a second wire may be wound around the second magnetic bearing 156.
  • the position of the collar 151 between the first magnetic bearing 155 and the second magnetic bearing 156 by controlling the current flowing through the first electric wire 152 and the second electric wire 153. Can be controlled.
  • the backup bearing 160 may be provided to overlap the second magnetic bearing 156 in the radial direction of the rotation shaft 120. That is, the backup bearing 160 may be disposed at a position overlapping with the second magnetic bearing 156 in the radial direction of the rotation shaft 120.
  • the length L1 along the axial direction of the backup bearing 160 may be shorter than the length L2 along the axial direction of the second magnetic bearing 156.
  • the backup bearing 160 may be disposed to completely overlap with the second magnetic bearing 156 in the radial direction of the rotation shaft 120. That is, the backup bearing 160 may be disposed such that the entire length L1 of the backup bearing 160 overlaps the second magnetic bearing 156 in the radial direction of the rotation shaft 120.
  • the length of the rotation shaft 120 may be reduced by at least the length of the backup bearing 160, and the fundus conductivity of the compressor 100 may be improved as the resonance frequency of the rotation shaft 120 increases.
  • the backup bearing 160 is spaced apart from the second magnetic bearing 156 in the radially inward direction of the rotation shaft 120 by the first step part 121 and the second step part 125. Can be.
  • the backup bearing 160 and the second magnetic bearing 156 may not interfere with each other.
  • the first gap formed at the front end and the rear end of the collar 151 may be larger than the second gap formed at the front end and the rear end of the backup bearing 160. This is to prevent collision and damage of the thrust magnetic bearing 150 by the collar 151 when there is an axial movement of the rotation shaft 120.
  • FIG. 5A and 5 (b) are enlarged views showing the arrangement of the thrust magnetic bearing and the mechanical backup bearing shown in FIG. Specifically, FIG. 5A shows a first gap formed at the front end of the collar, and (b) shows a second gap formed at the front end of the backup bearing.
  • the upper end of the collar 151 may be disposed between the first magnetic bearing 155 and the second magnetic bearing 156.
  • the upper end of the collar 151 may be disposed in the center portion between the first magnetic bearing 155 and the second magnetic bearing 156.
  • a first gap D1 may be formed between the collar 151 and the first magnetic bearing 155, and between the collar 151 and the second magnetic bearing 155, respectively.
  • the first gap D1 is disposed between the front end of the collar 151 and the rear end of the first magnetic bearing 155, and the rear end of the collar 151 and the front end of the second magnetic bearing 155. These may each be formed.
  • the backup bearing 160 may be disposed in the above-described second step part 125. That is, the second step part 125 may be a backup bearing installation part for installing the backup bearing 160.
  • the rear end of the rotating shaft 120 may be coupled to the fixing portion 170 for supporting the rear end of the backup bearing 160.
  • a second gap D2 is formed between the backup bearing 160 and the second vertical surface 127 of the second step part 125, and between the backup bearing 160 and the front end of the fixing part 170, respectively. Can be formed.
  • a second gap between the front end of the backup bearing 160 and the second vertical surface 127, and between the rear end of the backup bearing 160 and the front support surface 171 of the fixing part 170, respectively. (D2) can be formed.
  • the second gap D2 may be smaller than the first gap D1. That is, for the sake of clarity, the second gap D2 is preferably smaller than the first gap D1.
  • the impeller 110 when the impeller 110 is rotated as described above, thrust is generated, and the thrust acts on the rotation shaft 120 toward the front of the rotation shaft 120. That is, the rotation shaft 120 receives the force toward the impeller 110 by the rotation of the impeller 110.
  • the thrust applied to the rotating shaft 120 by the impeller 110 may be offset by the thrust magnetic bearing 150.
  • a current may be applied to the thrust magnetic bearing 150 so that the force toward the rear is applied to the collar 151.
  • the strength of the current flowing through the second wire 153 wound on the second magnetic bearing 156 may be controlled.
  • a current may be applied to the thrust magnetic bearing 150 so that the force toward the rear is applied to the collar 151.
  • the strength of the current flowing through the first wire 152 wound on the first magnetic bearing 155 may be controlled.
  • the first gap D1 may be formed between the front surface and the rear surface of the collar 151 and the inner surface of the thrust magnetic bearing 150, the forward and backward movement of the rotation shaft 120 may be performed by the thrust magnetic force.
  • the bearing 150 may be limited by the first gap D1 to the front and the rear, respectively.
  • the backup bearing 160 may mechanically function as a bearing. That is, the backup bearing 160 may be formed to limit the axial movement of the rotation shaft 120 through the physical collision between the both sides of the backup bearing 160 and the surface opposite to both sides.
  • the movement toward the front of the rotation shaft 120 may be limited by the front end of the backup bearing 160 and the collision of the second vertical surface 127. .
  • a second gap D2 between the front end of the backup bearing 160 and the second vertical surface 127, and between the rear end of the backup bearing 160 and the front support surface 171 of the fixing part 170, respectively. ) May be formed.
  • the forward and backward movement of the rotation shaft 120 may be limited to the second gap D2 forward and rearward by the backup bearing 160, respectively.
  • the first gap D1 between the front face 151 ′ of the collar 151 and the opposing face 155 ′ of the thrust magnetic bearing 150 facing it is defined as the backup bearing 160. It is preferably greater than the second gap D2 between the front surface 160 'of the second surface and the second vertical surface 127 facing it.
  • the opposing surface 155 ′ of the thrust magnetic bearing 150 may be an opposing surface 155 ′ of the first magnetic bearing 155. That is, the first interval D1 may be a distance between the front surface 151 ′ of the collar 151 and the opposing surface 155 ′ of the first magnetic bearing 155 facing it.
  • the first interval D1 is larger than the second interval D2
  • the collision between the collar 151 and the thrust magnetic bearing 150 and damage to the thrust magnetic bearing 150 are caused. This can be prevented.
  • both the collar 151 and the backup bearing 160 are disposed at the rear end of the rotation shaft 120.
  • the backup bearing 160 may be disposed closer to the rear end of the rotation shaft 120 than the collar 151. That is, the collar 151 and the backup bearing 160 may be sequentially disposed toward the rear end of the rotation shaft 120.
  • the bearing 150 may be assembled first.
  • the rotation shaft 120 may move forward and backward by the first gap D1.
  • the second gap D2 is smaller than the first gap D1, when the backup bearing 160 is installed on the rotation shaft 120, the first gap D1 is fixed even if the first gap D1 is fixed.
  • the two gaps D2 can be easily measured.
  • the rotation shaft 120 In order to measure the first gap D1 and to arrange the thrust magnetic bearing 150, the rotation shaft 120 must be moved in the front-rear direction.
  • the backup bearing 160 is disposed closer to the longitudinal rear end of the rotation shaft 120 than the collar 151.

Abstract

본 발명은 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축; 상기 회전축의 반경방향 외측으로 연장되도록 상기 회전축에 결합되는 칼라; 자기장에 의해 상기 칼라를 지지하여, 상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 스러스트 자기 베어링; 및 상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 기계식 백업 베어링을 포함하고, 상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 스러스트 자기 베어링의 일부와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 하는 압축기 및 상기 압축기를 포함하는 칠러 시스템에 관한 것이다.

Description

압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템
본 발명은 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로, 압축기에 구비되는 회전축의 길이를 줄여서 생산비용을 절감하고, 회전축의 공진주파수를 높여서 안전률을 확보할 수 있는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 칠러 시스템은 냉수를 공조기나 냉동기 등의 냉수 수요처로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치로서, 압축기와, 응축기와, 팽창밸브와, 증발기를 통하여 냉매가 순환되도록 형성된다.
상기 칠러 시스템의 증발기는 수-냉매 열교환기로서, 상기 증발기를 통과하는 냉매와 공조기 또는 냉동기의 열교환기에서 열교환된 냉수를 열교환시켜 냉수를 냉각하도록 형성된다.
또한, 상기 칠러 시스템의 응축기는 수-냉매 열교환기로서 상기 응축기를 통과하는 냉매와 수 냉각장치에서 열교환된 냉각수를 열교환시켜 냉매를 냉각하도록 형성된다.
상기 칠러 시스템에 구비된 압축기는 냉매를 압축하여 응축기로 제공하도록 형성된다. 상기 압축기는 냉매를 압축하는 임펠러와, 상기 임펠러에 연결된 회전축 및 회전축을 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
상기 압축기에는 회전축의 축방향 움직임을 방지하기 위하여, 스러스트 베어링이 구비될 수 있다.
도 1은 이러한 종래의 압축기를 나타낸다. 구체적으로, 도 1은 종래의 칠러 시스템을 구동하도록 형성된 압축기에 구비된 스러스트 베어링을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 종래의 압축기(1)는 모터의 구동력을 임펠러에 전달하도록 형성된 회전축(2) 및 상기 회전축(2)의 축방향(또는 길이방향) 움직임을 지지하도록 형성된 스러스트 베어링(3)을 포함한다.
상기 스러스트 베어링(3)은 자기 베어링(3') 및 기계식 백업 베어링(3")을 포함할 수 있다.
회전축(2)에는 상기 회전축(2)의 반경방향 외측으로 돌출되도록 칼라(4)가 결합된다.
상기 자기 베어링(3')은 외부로부터 전원을 공급받도록 형성될 수 있으며, 상기 자기 베어링(3')에 전원이 공급되면 상기 자기 베어링(3')에 자기장이 발생될 수 있다.
상기 자기 베어링(3')에서 발생되는 자기력에 의해, 상기 회전축(2)의 길이방향을 따르는 상기 칼라(4)의 움직임이 방지될 수 있다. 즉, 상기 자기 베어링(3')에서 발생된 자기력에 의해 상기 회전축(2)의 길이방향 유동이 방지될 수 있다.
상기 기계식 백업 베어링(3")은 정전과 같은 외란이 발생될 때, 상기 자기 베어링(3')을 보호하기 위한 구성에 해당한다.
즉, 정전과 같은 외란이 발생되면, 상기 자기 베어링(3')에서는 자기력이 발생되지 않는다. 이 경우, 상기 칼라(4)가 상기 자기 베어링(3')에 충돌하여 자기 베어링(3')이 손상될 수 있다.
그러나, 정전과 같은 외란이 발생될 경우, 상기 백업 베어링(3")에 의해 칼라(4)와 자기 베어링(3')의 충돌 및 그에 따른 자기 베어링(3')의 손상이 방지될 수 있다.
한편, 종래의 압축기(1)에 따르면, 상기 자기 베어링(3')과 상기 백업 베어링(3")은 회전축(2)의 길이방향을 따라서 서로 이격되도록 배치된다. 이 경우, 상기 자기 베어링(3')과 상기 백업 베어링(3")의 길이만큼 상기 회전축(2)의 길이가 확보되어야 하는 문제점이 있다.
또한, 회전축(2)의 길이가 길어지면, 재료비가 증가될 뿐만 아니라, 회전축(2)의 공진주파수가 상대적으로 낮아지게 되는 문제점이 있다. 회전축(2)은 공진주파수 미만으로 회전되는 것이 안전하다. 회전축(2)의 공진주파수가 낮아진다는 것은 회전축(2)을 고속으로 회전시키기 어렵다는 것을 의미할 수 있다.
즉, 회전축(2)의 길이가 길어지면, 회전축(2)의 공진주파수가 낮아지게 되어, 압축기(1)의 안전도가 상대적으로 낮아지는 문제점이 생긴다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자기 베어링과 기계식 백업 베어링의 최적 배치를 통해 회전축의 길이를 감소시킬 수 있는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축기의 회전축의 길이를 감소시켜서, 회전축에 소요되는 재료비를 절감할 수 있는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축기의 회전축의 길이를 감소시켜서, 회전축의 공진주파수를 높임과 동시에 압축기의 구동 안전도를 향상시킬 수 있는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축; 상기 회전축의 반경방향 외측으로 연장되도록 상기 회전축에 결합되는 칼라; 자기장에 의해 상기 칼라를 지지하여, 상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 스러스트 자기 베어링; 및 상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 기계식 백업 베어링을 포함하고, 상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 스러스트 자기 베어링의 일부와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.
상기 회전축은 상기 회전축의 일 단부에 형성된 제1 및 제2 단차부를 구비하고, 제1단차부에 상기 칼라가 결합되고, 상기 제2단차부에 상기 백업 베어링이 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1단차부의 후방에 상기 제2단차부가 배치될 수 있다.
상기 제1단차부와 상기 제2단차부는 상기 회전축의 후단을 향하여 연속적으로 형성된 것이 바람직하다.
상기 제1단차부는 상기 회전축의 외주면으로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성되고, 상기 제2단차부는 상기 제1단차부로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성될 수 있다.
상기 제1단차부는 축방향으로 연장되는 제1수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제1수직면을 구비하고, 상기 제2단차부는 축방향으로 연장되는 제2수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제2수직면을 구비할 수 있다.
이때, 상기 제1수평면의 후단과 상기 제2수직면의 상단은 서로 접할 수 있다.
상기 칼라의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 스러스트 자기 베어링의 대향면 사이의 제1간극은, 상기 백업 베어링의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 제2수직면 사이의 제2간극보다 큰 것이 바람직하다.
상기 스러스트 자기 베어링은 상기 칼라의 전방에 배치되는 제1 자기 베어링 및 상기 칼라의 후방에 배치되는 제2 자기 베어링을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1간극은 상기 칼라의 전방면과 그것에 마주하는 상기 제1 자기 베어링의 대향면 사이의 거리일 수 있다.
상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 백업 베어링의 축방향을 따르는 길이는 상기 제2 자기 베어링의 축방향을 따르는 길이에 비해 작을 수 있다.
상기 백업 베어링은 상기 제2 자기 베어링으로부터 회전축의 반경방향 내측을 향하는 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 압축기는 상기 회전축의 반경방향 움직임에 대하여 상기 회전축을 지지하도록 형성된 레디얼 베어링을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러와, 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축과, 상기 회전축의 길이방향 움직임에 대하여 상기 회전축을 지지하도록 형성된 스러스트 베어링을 구비하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하는 증발기를 포함하고, 상기 스러스트 베어링은 상기 회전축으로부터 반경방향 외측으로 연장된 칼라를 자기장에 의해 지지하는 스러스트 자기 베어링, 및 상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 기계식 백업 베어링을 포함하고, 상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 스러스트 자기 베어링의 일부와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 하는 칠러 시스템을 제공한다.
상기 회전축은 상기 회전축의 일 단부에 형성된 제1 및 제2 단차부를 구비하고, 제1단차부에 상기 칼라가 결합되고, 상기 제2단차부에 상기 백업 베어링이 배치될 수 있다.
상기 제1단차부의 후방에 상기 제2단차부가 배치될 수 있으며, 상기 제1단차부와 상기 제2단차부는 상기 회전축의 후단을 향하여 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1단차부는 상기 회전축의 외주면으로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성되고, 상기 제2단차부는 상기 제1단차부로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성될 수 있다.
상기 제1단차부는 축방향으로 연장되는 제1수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제1수직면을 구비하고, 상기 제2단차부는 축방향으로 연장되는 제2수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제2수직면을 구비할 수 있다.
이때, 상기 제1수평면의 후단과 상기 제2수직면의 상단은 서로 접할 수 있다.
상기 칼라의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 스러스트 자기 베어링의 대향면 사이의 제1간극은, 상기 백업 베어링의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 제2수직면 사이의 제2간극보다 큰 것이 바람직하다.
상기 스러스트 자기 베어링은 상기 칼라의 전방에 배치되는 제1 자기 베어링 및 상기 칼라의 후방에 배치되는 제2 자기 베어링을 포함하고, 상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링과 중첩되도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 자기 베어링과 기계식 백업 베어링의 최적 배치를 통해 회전축의 길이를 감소시킬 수 있는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축기의 회전축의 길이를 감소시켜서, 회전축에 소요되는 재료비를 절감할 수 있는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축기의 회전축의 길이를 감소시켜서, 회전축의 공진주파수를 높임과 동시에 압축기의 구동 안전도를 향상시킬 수 있는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 압축기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 칠러 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 칠러 시스템에 구비되는 압축기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 압축기에 구비되는 스러스트 베어링을 확대한 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 도 4에 도시된 자기 베어링과 기계식 백업 베어링의 배치를 나타내는 확대도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 냉동기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.
도 2는 본 발명에 따른 칠러 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템(10)은 냉매를 압축하도록 형성된 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키도록 형성된 응축기(200)와, 상기 응축기(200)에서 응축된 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브(300)와, 상기 팽창밸브(300)에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하도록 형성된 증발기(400)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템(10)은 상기 증발기(400)에서 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 공조공간의 공기를 냉각하는 공기조화유닛(50)과, 상기 응축기(200)에서 냉매와 열교환된 냉각수를 냉각하도록 형성된 냉각유닛(60)을 더 포함할 수 있다.
상기 응축기(200)는 압축기(100)에서 압축된 냉매의 열을 냉각수를 향해 방출하여 냉매를 응축시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 응축기(200)는 냉매를 응축시키기 위하여, 냉각유닛(60)으로부터 공급되는 냉각수와 상기 압축기(100)를 통해 공급되는 냉매를 열교환시키도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 응축기(200)는 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 이때, 상기 응축기(200)의 쉘의 내부에 냉매가 응축될 수 있는 응축공간(210)이 형성되고, 상기 응축공간(210)에 냉각수가 통과하는 냉각수 튜브(220)가 배치될 수 있다. 상기 냉각수 튜브(220)는 냉각수가 유동할 수 있도록 냉각유닛(60)의 냉각수 유입관(610) 및 냉각수 유출관(620)에 연결될 수 있다.
상기 냉각유닛(60)은 응축기(200)의 냉매로부터 열을 흡수한 냉각수를 냉각시키도록 형성된다. 상기 냉각유닛(60)은 냉각수가 유입되는 냉각수 유입관(610) 및 냉각수가 유출되는 냉각수 유출관(620)을 포함한다.
예를 들어, 상기 냉각유닛(60)은 응축기(200)의 냉매로부터 열을 흡수한 냉각수를 공랭시키기 위하여 냉각탑(cooling tower)으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 냉각유닛(60)은 상부에 형성된 공기토출구(631)와 측면에 형성된 공기흡입구(632)를 구비하는 본체부(630)와, 상기 공기토출구(631)에 설치되어 외부공기를 상기 본체부(630) 내부로 강제 흡입한 후에 상기 공기토출구(631) 상기 외부공기를 강제 토출하는 송풍팬(미도시)과, 상기 본체부(630) 내의 상부에 설치되어 응축기(200)에서 열교환된 냉각수를 상기 본체부(630) 내의 하부를 향하여 분사하는 냉각수 유입관(미도시)과, 상기 냉각수 유입관에서 분사된 냉각수가 외부공기와의 열교환으로 냉각되어 수집되는 냉각수 수집부를 포함할 수 있다.
상기 증발기(400)는 팽창밸브(300)에서 팽창된 냉매에 열을 공급하여 냉매를 증발시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 증발기(400)는 냉매를 증발시키기 위하여 공기조화유닛(50)으로부터 공급된 냉수와 상기 냉매를 열교환시키도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 증발기(400)는 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 이때, 상기 증발기(400)의 쉘의 내부에 냉매가 증발될 수 있는 증발공간(410)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 증발공간(410) 내에는 냉수가 통과하는 냉수 튜브(420)가 배치될 수 있다. 상기 냉수 튜브(420)는 냉수가 유동할 수 있도록 공기조화유닛(50)으로부터 연결된 냉수 유입관(510) 및 냉수 유출관(520)에 연결될 수 있다.
상기 증발기(400)에서 증발된 냉매는 압축기(100)의 유입관(70)으로 흡입되어 압축기(100)에 의해 압축될 수 있다.
상기 공기조화유닛(50)은 증발기(400)의 냉매로 열을 공급하여 냉각된 냉수와 공고공간의 공기를 열교환시키는 열교환기(미도시)와, 상기 증발기(400)로부터 상기 공기조화유닛(50)으로 냉수가 유입되는 냉수 유입관(510) 및 상기 공기조화유닛(50)으로부터 상기 증발기(400)로 냉수가 유출되는 냉수 유출관(520)을 포함할 수 있다.
압축기(100)는 증발기(400)에서 증발된 냉매를 압축하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 압축기(100)는 회전축(120) 및 상기 회전축(120)의 전단에 구비되는 임펠러(110)를 포함할 수 있다.
상기 임펠러(110)는 상기 회전축(120)의 회전에 연동하여 회전될 수 있다. 따라서, 상기 회전축(120)이 회전 구동되면, 상기 임펠러(110)가 회전되어 상기 압축기(100) 내로 유입되는 냉매를 압축시킬 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 전술한 압축기(100)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2의 칠러 시스템에 구비되는 압축기를 개략적으로 나타내는 도면이다. 즉, 도 3은 칠러 시스템에 구비되는 압축기의 개념도이다.
도 3을 참조하면, 칠러 시스템(10)에 구비되는 압축기(100)는 적어도 하나의 임펠러(110)와 상기 임펠러(110)에 회전 동력을 전달하는 회전축(120)과, 상기 회전축(120) 둘레에 결합된 로터(135) 및 상기 로터(135) 둘레에 구비되는 스테이터(130)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 회전축(120)과, 상기 로터(135) 및 상기 스테이터(130)는 모터를 구성하고, 상기 압축기(100)는 상기 모터의 전단에 상기 입펠러(110)가 구비된 형태로 형성될 수 있다.
상기 입펠러(110)는 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하도록 형성될 수 있다. 임펠러(110)에 의해 압축된 냉매는 응축기(20)로 공급된다.
상기 로터(135)는 상기 회전축(120)의 둘레에 배치되며, 스테이터(130)에서 발생된 자기장에 의해 회전될 수 있다. 로터(135)가 회전되면 상기 회전축(120)이 로터(135)와 함께 회전될 수 있다.
상기 스테이터(130)는 자기장을 만들기 위한 구성으로서, 전자석 또는 영구자석으로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 스테이터(130) 및 상기 로터(135)는 상기 임펠러(110)를 회전시키기 위한 구동력을 회전축(120)에 제공하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 회전축(120)은 상기 임펠러(110)를 회전시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 회전축(120)의 전단에 상기 임펠러(110)가 구비되고, 상기 임펠러(110)는 상기 회전축(120)과 함께 회전될 수 있다.
상기 압축기(100)는 상기 회전축(120)의 반경방향 움직임을 지지하도록 형성된 하나 이상의 레디얼 베어링(141, 142)을 포함할 수 있다. 상기 레디얼 베어링(141, 142)은 상기 회전축(120)의 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 레디얼 베어링(141, 142)은 자기 베어링 또는 볼 베어링으로 형성될 수 있다. 상기 레디얼 베어링(141, 142)이 자기 베어링으로 형성된 경우, 상기 레디얼 베어링(141, 142)에 인가되는 전류를 통해 상기 회전축(120)의 반경방향 움직임이 제어될 수 있다.
또한, 상기 레디얼 베어링(141, 142)은 상기 스테이터(130)의 전방 및 후방에서 상기 회전축(120)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
상기 압축기(100)는 상기 회전축(120)의 축방향 움직임(즉, 길이방향 움직임)을 지지하도록 형성된 스러스트 베어링(150, 160)을 더 포함할 수 있다.
전술한 레디얼 베어링(141, 142) 및 상기 스러스트 베어링(150, 160)은 베어링 하우징(140)에 구비될 수 있다. 즉, 상기 레디얼 베어링(141, 142) 및 상기 스러스트 베어링(150, 160)은 회전축(120)을 둘러싸도록 배치되는 베어링 하우징(140)에 설치될 수 있다.
임펠러(110)가 회전되면, 회전축(120)에 임펠러(110)를 향하는 추력이 발생될 수 있다. 예를 들어, 임펠러(110)는 회전축(120)의 전단에 배치될 수 있으므로, 임펠러(110)가 회전되면, 회전축(120)에 전방을 향하는 추력이 발생될 수 있다.
이때, 상기 스러스트 베어링(150, 160)은 상기 회전축(120)의 축방향 움직임을 방지하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 스러스트 베어링(150, 160)은 스러스트 자기 베어링(150) 및 기계식 백업 베어링(160)을 포함할 수 있다.
상기 스러스트 자기 베어링(150)은 자기장을 통해 상기 회전축(120)의 축방향 움직임을 제어하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 스러스트 자기 베어링(150)에 인가되는 전류를 제어하여, 상기 회전축(120)의 축방향 움직임이 제어 될 수 있다.
구체적으로, 상기 스러스트 자기 베어링(150)에는 전선(152, 153)이 권선되며, 상기 전선(152, 153)에 흐르는 전류의 제어를 통하여 상기 회전축(120)의 축방향 움직임이 제어될 수 있다.
상기 회전축(120)에는 상기 스러스트 자기 베어링(150)에 대응하는 위치에 칼라(151, collar)가 결합될 수 있다. 상기 칼라(151)는 상기 회전축(120)의 반경방향 외측으로 연장되도록 상기 회전축(120)에 결합될 수 있다. 상기 칼라(151)는 자성체로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 자기 베어링(150)은 자기장에 의해 상기 칼라(151)를 지지하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 스러스트 자기 베어링(150)은 자기장에 의해 상기 칼라(151)의 움직임을 제어하여, 상기 회전축(120)의 축방향 움직임을 제어할 수 있다.
상기 기계식 백업 베어링(160)은 후술할 백업 베어링 설치부와 상기 백업 베어링(160) 사이의 간극을 통해 상기 회전축(120)의 축방향 움직임을 제한하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 백업 베어링(160)은 상기 회전축(120)의 반경방향으로 상기 스러스트 자기 베어링(150)의 일부와 중첩되도록 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 상기 백업 베어링(160)의 설치를 위한 상기 회전축(120)의 길이 확보가 불필요하므로, 종래의 압축기에 비해 본 발명의 압축기(100)에 구비되는 회전축(120)의 길이가 줄어들 수 있다.
이다, 다른 도면을 참조하여, 전술한 스러스트 자기 베어링 및 백업 베어링에 대하여 보다 구제적으로 설명한다.
도 4는 도 3의 압축기에 구비되는 스러스트 베어링을 확대한 도면이다. 즉, 도 4는 본 발명에 따른 압축기에 구비되는 스러스트 베어링을 보다 구체적으로 나타낸다.
도 4를 참조하면, 회전축(120)은 상기 회전축(120)의 일 단부에 형성된 제1 및 제2 단차부(121, 125)를 구비할 수 있다.
이대, 상기 제1단차부(121)에 전술한 칼라(151)가 결합되고, 상기 제2단차부(125)에 전술한 백업 베어링(160)이 배치될 수 있다.
즉, 회전축(120)에는 칼라(151)가 결합되는 제1단차부(121) 및 백업 베어링(160)이 배치되는 제2단차부(125)가 형성될 수 있다.
이때, 회전축(120)의 전단부에는 전술한 임펠러(110)가 구비되고, 상기 제1단차부(121) 및 상기 제2단차부(125)는 상기 회전축(120)의 후단부에 형성될 수 있다. 이는, 회전축(120)의 후단부와 전단부를 제외한 길이방향 중간부에 상기 단차부들이 구비되며, 상기 단차부들이 형성된 부분에 응력이 집중되어 회전축(120)이 파손될 수 있기 때문이다.
구체적으로, 상기 제1단차부(121)의 후방에 상기 제2단차부(125)가 배치될 수 있다.
상기 제1단차부(121)에 결합되는 칼라(151)의 전후방에 상기 스러스트 자기 베어링(150)이 배치되고 상기 제2단차부(125)에 백업 베어링(160)이 배치되므로, 상기 스러스트 자기 베어링(150)의 일부와 상기 백업 베어링(160)은 회전축(120)의 반경방향으로 서로 중첩되도록 배치될 수 있다.
상기 제1단차부(121)와 상기 제2단차부(125)는 상기 회전축(120)의 후단을 향하여 연속적으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1단차부(121)와 상기 제2단차부(125)는 상기 회전축(120)의 후단을 향하여 순차적으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2단차부(125)는 상기 제1단차부(121)에 비해 회전축(120)의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1단차부(121)의 직경은 상기 회전축(120)의 직경보다 작을 수 있고, 상기 제2단차부(125)의 직경은 상기 제1단차부(121)의 직경보다 더 작을 수 있다.
이러한 제1단차부(121) 및 제2단차부(125)의 형상과 배치를 통해, 상기 스러스트 자기 베어링(150)의 일부와 상기 백업 베어링(160)의 회전축(120)의 반경방향으로의 중첩된 배치가 가능해진다.
또한, 상기 제1단차부(121)보다 직경이 작은 상기 제2단차부(125)가 상기 제1단차부(121)의 전방에 배치될 경우, 상기 제2단차부(125)에 응력이 집중되어 회전축(120)에서 상기 제2단차부(125)가 형성된 부분이 파손되기 쉽다.
따라서, 상기 제1단차부(121)와 상기 제2단차부(125)가 모두 회전축(120)의 후단부에 형성되되, 상기 제1단차부(121)에 비해 상기 제2단차부(125)가 상기 회전축(120)의 더 후단에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제1단차부(121)는 상기 회전축(120)의 외주면으로부터 상기 회전축(120)의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성되고, 상기 제2단차부(125)는 상기 제1단차부(121)로부터 상기 회전축(120)의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제1단차부(121)의 직경에 비해 상기 제2단차부(125)의 직경이 작을 수 있다.
상기 제1단차부(121)는 축방향으로 연장되는 제1수평면(122) 및 및 상기 회전축(120)의 반경방향으로 연장되는 제1수직면(123)을 구비할 수 있다. 상기 제1수평면(122)의 전단에서 상기 제1수직면(123)이 상기 회전축(120)의 반경방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 축방향은 상기 회전축(120)의 길이방향이 될 수 있다.
상기 제2단차부(125)는 축방향으로 연장되는 제2수평면(126) 및 상기 회전축(120)의 반경방향으로 연장되는 제2수직면(127)을 구비할 수 있다. 상기 제2수평면(126)의 전단에서 상기 제2수직면(127)이 상기 회전축(120)의 반경방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 제1수평면(122)의 후단과 상기 제2수직면(127)의 상단을 서로 접하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1수평면(122)의 후단과 상기 제2수직면(127)의 상단은 서로 만날 수 있다.
이와 같이, 상기 제1단차부(121)의 후방에 상기 제2단차부(125)가 연속으로 배치될 수 있다.
한편, 상기 스러스트 자기 베어링(150)은 상기 칼라(151)의 전방에 배치되는 제1 자기 베어링(155) 및 상기 칼라(151)의 후방에 배치되는 제2 자기 베어링(156)을 포함할 수 있다.
상기 제1 자기 베어링(155) 및 상기 제2 자기 베어링(156)에 인가되는 전류에 기초하여, 상기 제1 자기 베어링(155) 및 상기 제2 자기 베어링(156) 사이에 배치된 상기 칼라(151)의 축방향 위치가 제어될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 자기 베어링(155)에는 제1 전선(152)이 권선되고, 상기 제2 자기 베어링(156)에는 제2 전선이 권선될 수 있다. 이때, 상기 제1 전선(152) 및 상기 제2 전선(153)에 흐르는 전류를 제어하여, 상기 제1 자기 베어링(155)과 상기 제2 자기 베어링(156) 사이에서 상기 칼라(151)의 위치가 제어될 수 있다.
상기 백업 베어링(160)은 상기 회전축(120)의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링(156)과 중첩되도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 백업 베어링(160)은 상기 회전축(120)의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링(156)과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 백업 베어링(160)의 축방향을 따르는 길이(L1)는 상기 제2 자기 베어링(156)의 축방향을 따르는 길이(L2)보다 짧을 수 있다. 이때, 상기 백업 베어링(160)은 상기 회전축(120)의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링(156)과 완전히 중첩되도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 백업 베어링(160)은 상기 백업 베어링(160)의 길이(L1) 전체가 상기회전축(120)의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링(156)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
따라서, 적어도 상기 백업 베어링(160)의 길이만큼 회전축(120)의 길이가 감소될 수 있으며, 회전축(120)의 공진주파수가 높아짐에 따라서 압축기(100)의 안저전도가 향상될 수 있다.
상기 제1단차부(121) 및 상기 제2단차부(125)에 의해 상기 백업 베어링(160)은 상기 제2 자기 베어링(156)으로부터 회전축(120)의 반경방향 내측을 향하는 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
따라서, 상기 백업 베어링(160)과 상기 제2 자기 베어링(156)은 서로 간섭하지 않을 수 있다.
한편, 상기 칼라(151)의 전단과 후단에 형성되는 제1간극은 상기 백업 베어링(160)의 전단과 후단에 형성되는 제2간극보다 큰 것이 바람직하다. 이는, 회전축(120)의 축방향 움직임이 있을 때, 칼라(151)에 의한 스러스트 자기 베어링(150)의 충돌 및 손상을 방지하기 위함이다.
이하, 다른 도면을 더 참조하여, 상기 제1간극 및 상기 제2간극에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5의 (a) 및 (b)는 도 4에 도시된 스러스트 자기 베어링과 기계식 백업 베어링의 배치를 나타내는 확대도이다. 구체적으로, 도 5의 (a)는 칼라의 전단에 형성된 제1간극을 나타내고, (b)는 백업 베어링의 전단에 형성된 제2간극을 나타낸다.
도 4 및 5를 함께 참조하면, 상기 칼라(151)의 상단부는 제1 자기 베어링(155) 및 제2 자기 베어링(156) 사이에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 칼라(151)의 상단부는 상기 제1 자기 베어링(155) 및 제2 자기 베어링(156) 사이의 중앙부에 배치될 수 있다.
따라서, 상기 칼라(151)와 상기 제1 자기 베어링(155) 사이, 그리고 상기 칼라(151)와 상기 제2 자기 베어링(155) 사이에는 각각 제1간극(D1)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 칼라(151)의 전단과 상기 제1 자기 베어링(155)의 후단 사이, 그리고 상기 칼라(151)의 후단과 상기 제2 자기 베어링(155)의 전단 사이에 상기 제1간극(D1)이 각각 형성될 수 있다.
상기 백업 베어링(160)은 전술한 제2단차부(125)에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2단차부(125)는 상기 백업 베어링(160)을 설치하기 위한 백업 베어링 설치부가 될 수 있다.
그리고, 회전축(120)의 후단에는 상기 백업 베어링(160)의 후단을 지지하기 위한 고정부(170)가 결합될 수 있다.
상기 백업 베어링(160)과 상기 제2단차부(125)의 제2수직면(127) 사이, 그리고 상기 백업 베어링(160)과 상기 고정부(170)의 전단 사이에는 각각 제2간극(D2)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 백업 베어링(160)의 전단과 상기 제2수직면(127) 사이, 그리고, 상기 백업 베어링(160)의 후단과 상기 고정부(170)의 전방 지지면(171) 사이에는 각각 제2간극(D2)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2간극(D2)은 상기 제1간극(D1)보다 작을 수 있다. 즉, 하기 위하여, 상기 제2간극(D2)은 상기 제1간극(D1)보다 작은 것이 바람직하다.
예를 들어, 전술한 임펠러(110)가 회전하면 추력이 발생하고, 상기 추력은 상기 회전축(120)의 전방을 향하여 상기 회전축(120)에 작용한다. 즉, 상기 임펠러(110)의 회전에 의해 상기 회전축(120)은 임펠러(110)를 향하는 힘을 받게 된다.
임펠러(110)에 의한 상기 회전축(120)의 축방향(또는 길이방향) 움직임은 상기 스러스트 베어링(150)에 의해 방지될 수 있다.
구체적으로, 임펠러(110)에 의한 상기 회전축(120)에 가해지는 추력은 상기 스러스트 자기 베어링(150)에 의해 상쇄될 수 있다.
즉, 회전축(120)이 전방을 향하는 힘을 받을 때, 상기 칼라(151)에 후방을 향하는 힘이 가해지도록 상기 스러스트 자기 베어링(150)에 전류가 인가될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 자기 베어링(156)에 권선된 제2 전선(153)을 흐르는 전류의 세기가 제어될 수 있다.
이와 달리, 상기 회전축(120)이 후방을 향하는 힘을 받을 때, 상기 칼라(151)에 후방을 향하는 힘이 가해지도록 상기 스러스트 자기 베어링(150)에 전류가 인가될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 자기 베어링(155)에 권선된 제1 전선(152)을 흐르는 전류의 세기가 제어될 수 있다.
상기 칼라(151)의 전방면 및 후방면과 상기 스러스트 자기 베어링(150)의 내측면 사이에는 각각 제1간극(D1)이 형성될 수 있으므로, 상기 회전축(120)의 전후방향 움직임은 상기 스러스트 자기 베어링(150)에 의해 전방 및 후방으로 각각 제1간극(D1)만큼으로 제한될 수 있다.
상기 백업 베어링(160)은 기계식으로 베어링의 기능을 할 수 있다. 즉, 상기 백업 베어링(160)은 상기 백업 베어링(160)의 양 측면과 상기 양 측면에 대향하는 면의 물리적 충돌을 통해 상기 회전축(120)의 축방향 움직임을 제한하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 회전축(120)이 전방을 향하여 힘을 받으면, 상기 백업 베어링(160)의 전단과 상기 제2수직면(127)의 충돌에 의해 상기 회전축(120)의 전방을 향한 움직임이 제한될 수 있다.
이와 달리, 상기 회전축(120)이 후방을 향하여 힘을 받으면, 상기 백업 베어링(160)의 후단과 상기 고정부(170)의 전방 지지면(171)의 충돌에 의해 상기 회전축(120)의 후방을 향한 움직임이 제한될 수 있다.
상기 백업 베어링(160)의 전단과 상기 제2수직면(127) 사이, 그리고, 상기 백업 베어링(160)의 후단과 상기 고정부(170)의 전방 지지면(171) 사이에는 각각 제2간극(D2)이 형성될 수 있다.
따라서, 상기 회전축(120)의 전후방향 움직임은 상기 백업 베어링(160)에 의해 전방 및 후방으로 각각 제2간극(D2)만큼으로 제한될 수 있다.
도시된 실시예에서, 상기 칼라(151)의 전방면(151')과 그것에 마주하는 스러스트 자기 베어링(150)의 대향면(155') 사이의 제1간격(D1)은 상기 백업 베어링(160)의 전방면(160') 및 그것에 마주하는 상기 제2수직면(127) 사이의 제2간극(D2)보다 큰 것이 바람직하다. 여기서, 상기 스러스트 자기 베어링(150)의 대향면(155')은 상기 제1 자기 베어링(155)의 대향면(155')이 될 수 있다. 즉, 상기 제1간격(D1)은 상기 칼라(151)의 전방면(151')과 그것에 마주하는 상기 제1 자기 베어링(155)의 대향면(155') 사이의 거리가 될 수 있다.
이는, 정전 및 외부 충격과 같은 외란의 발생 시에, 상기 칼라(151)가 상기 대향면(155')에 충돌하기 전에 상기 백업 베어링(160)의 전방면(160')이 상기 제2수직면(127)에 충돌하도록 하기 위함이다.
즉, 상기 제1간격(D1)이 상기 제2간격(D2)보다 크기 때문에, 외란이 발생하더라도, 상기 칼라(151)와 상기 스러스트 자기 베어링(150)의 충돌 및 스러스트 자기 베어링(150)의 손상이 방지될 수 있다.
한편, 상기 칼라(151) 및 상기 백업 베어링(160)은 모두 회전축(120)의 후단부에 배치된다. 이때, 상기 칼라(151)에 비해 상기 백업 베어링(160)이 상기 회전축(120)의 후단에 더 가까이 배치될 수 있다. 즉, 상기 칼라(151) 및 상기 백업 베어링(160)은 상기 회전축(120)의 후단을 향하여 순차적으로 배치될 수 있다.
이는, 상기 제1간극(D1)에 기초하여 상기 칼라(151) 및 상기 스러스트 자기 베어링(150)을 설치한 후에, 상기 제2간극(D2)에 기초하여 상기 백업 베어링(160)을 설치하기 위함이다.
즉, 상기 칼라(151)에 비해 상기 백업 베어링(160)이 회전축(120)의 길이방향 후단에 더 가까이 배치되기 때문에, 압축기(100)의 조립 시에 상기 백업 베어링(160)에 비해 상기 스러스트 자기 베어링(150)이 먼저 조립될 수 있다.
상기 회전축(120) 둘레에 상기 스러스트 자기 베어링(150)을 설치한 상태에서, 상기 회전축(120)은 전술한 제1간극(D1)만큼 전후방향으로 움직일 수 있다.
그리고, 상기 제2간극(D2)은 상기 제1간극(D1)보다 작기 때문에, 상기 회전축(120)에 상기 백업 베어링(160)을 설치할 때, 상기 제1간극(D1)이 고정되어 있더라도 상기 제2간극(D2)을 용이하게 측정할 수 있다.
반면에, 상기 칼라(151)가 상기 백업 베어링(160)에 비해 회전축(120)의 후단에 가까이 설치되면, 상기 제2간극(D2)이 고정된 상태로 상기 제1간극(D1)을 측정하기는 용이하지 않다. 즉, 이 경우, 사익 백업 베어링(160)이 먼저 조립된 상태에서 상기 스러스트 자기 베어링(150)이 조립되어야 한다.
이때, 상기 제1간극(D1)의 측정 및 스러스트 자기 베어링(150)의 배치를 위해 회전축(120)을 전후방향으로 움직여야 한다.
그러나, 상기 백업 베어링(160)이 먼저 설치된 상태에서는 상기 회전축(120)의 전후방향 움직임이 상기 제2간극(D2)만큼으로 제한되어 상기 제1간극(D1)의 측정 및 스러스트 자기 베어링(150)의 위치 선정의 정확도가 떨어지게 된다.
따라서, 상기 칼라(151)에 비해 상기 백업 베어링(160)이 회전축(120)의 길이방향 후단에 더 가까이 배치되는 것이 바람직하다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 명세서의 내용 중에 포함되어 있음.

Claims (20)

  1. 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러;
    상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축;
    상기 회전축의 반경방향 외측으로 연장되도록 상기 회전축에 결합되는 칼라;
    자기장에 의해 상기 칼라를 지지하여, 상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 스러스트 자기 베어링; 및
    상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 기계식 백업 베어링을 포함하고,
    상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 스러스트 자기 베어링의 일부와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 회전축의 일 단부에 형성된 제1 및 제2 단차부를 구비하고,
    제1단차부에 상기 칼라가 결합되고, 상기 제2단차부에 상기 백업 베어링이 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1단차부의 후방에 상기 제2단차부가 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1단차부와 상기 제2단차부는 상기 회전축의 후단을 향하여 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1단차부는 상기 회전축의 외주면으로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성되고,
    상기 제2단차부는 상기 제1단차부로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1단차부는 축방향으로 연장되는 제1수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제1수직면을 구비하고,
    상기 제2단차부는 축방향으로 연장되는 제2수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제2수직면을 구비하며,
    상기 제1수평면의 후단과 상기 제2수직면의 상단은 서로 접하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 칼라의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 스러스트 자기 베어링의 대향면 사이의 제1간극은, 상기 백업 베어링의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 제2수직면 사이의 제2간극보다 큰 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스러스트 자기 베어링은 상기 칼라의 전방에 배치되는 제1 자기 베어링 및 상기 칼라의 후방에 배치되는 제2 자기 베어링을 포함하고,
    상기 제1간극은 상기 칼라의 전방면과 그것에 마주하는 상기 제1 자기 베어링의 대향면 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스러스트 자기 베어링은 상기 칼라의 전방에 배치되는 제1 자기 베어링 및 상기 칼라의 후방에 배치되는 제2 자기 베어링을 포함하고,
    상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링과 중첩되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 백업 베어링의 축방향을 따르는 길이는 상기 제2 자기 베어링의 축방향을 따르는 길이에 비해 작은 것을 특징으로 하는 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 백업 베어링은 상기 제2 자기 베어링으로부터 회전축의 반경방향 내측을 향하는 방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회전축의 반경방향 움직임에 대하여 상기 회전축을 지지하도록 형성된 레디얼 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  13. 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러와, 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축과, 상기 회전축의 길이방향 움직임에 대하여 상기 회전축을 지지하도록 형성된 스러스트 베어링을 구비하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창밸브; 및
    상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하는 증발기를 포함하고,
    상기 스러스트 베어링은 상기 회전축으로부터 반경방향 외측으로 연장된 칼라를 자기장에 의해 지지하는 스러스트 자기 베어링, 및 상기 회전축의 축방향 움직임을 방지하도록 형성된 기계식 백업 베어링을 포함하고,
    상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 스러스트 자기 베어링의 일부와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 회전축의 일 단부에 형성된 제1 및 제2 단차부를 구비하고,
    제1단차부에 상기 칼라가 결합되고, 상기 제2단차부에 상기 백업 베어링이 배치되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1단차부의 후방에 상기 제2단차부가 배치되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1단차부와 상기 제2단차부는 상기 회전축의 후단을 향하여 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1단차부는 상기 회전축의 외주면으로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성되고,
    상기 제2단차부는 상기 제1단차부로부터 상기 회전축의 반경방향 내측으로 단차지도록 형성된 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1단차부는 축방향으로 연장되는 제1수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제1수직면을 구비하고,
    상기 제2단차부는 축방향으로 연장되는 제2수평면 및 회전축의 반경방향으로 연장되는 제2수직면을 구비하며,
    상기 제1수평면의 후단과 상기 제2수직면의 상단은 서로 접하는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 칼라의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 스러스트 자기 베어링의 대향면 사이의 제1간극은, 상기 백업 베어링의 전방면 및 그것에 마주하는 상기 제2수직면 사이의 제2간극보다 큰 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  20. 제13항에
    상기 스러스트 자기 베어링은 상기 칼라의 전방에 배치되는 제1 자기 베어링 및 상기 칼라의 후방에 배치되는 제2 자기 베어링을 포함하고,
    상기 백업 베어링은 상기 회전축의 반경방향으로 상기 제2 자기 베어링과 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
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