KR102061042B1

KR102061042B1 - Turbo compressor with improves fixing force with rotating shaft

Info

Publication number: KR102061042B1
Application number: KR1020180055675A
Authority: KR
Inventors: 오준철; 김경민; 최세헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2019-12-31
Also published as: KR20190130935A

Abstract

본 발명은 회전자를 포함하는 회전축; 상기 회전축의 일측에 결합되는 제1 임펠러; 상기 제1 임펠러와 상기 회전축의 사이에 결합되는 스러스트 베어링 러너; 상기 제1 임펠러와 상기 스러스트 베어링 러너 사이에 압착되어 결합되는 임펠러 슬리브; 상기 회전축의 타측에 결합되는 제2 임펠러; 및 상기 제1 임펠러와 상기 스러스트 베어링을 관통하여 상기 회전축에 체결되는 타이 로드;를 포함하는 터보 압축기를 제공한다.The present invention includes a rotating shaft including a rotor; A first impeller coupled to one side of the rotation shaft; A thrust bearing runner coupled between the first impeller and the rotary shaft; An impeller sleeve compressed and coupled between the first impeller and the thrust bearing runner; A second impeller coupled to the other side of the rotating shaft; And a tie rod penetrating the first impeller and the thrust bearing to the rotating shaft.

Description

회전축과의 결합력을 향상한 터보 압축기{TURBO COMPRESSOR WITH IMPROVES FIXING FORCE WITH ROTATING SHAFT}TURBO COMPRESSOR WITH IMPROVES FIXING FORCE WITH ROTATING SHAFT}

본 발명은 회전축의 강성을 향상시키고, 회전축과 임펠러 사이의 결합력을 향상시킨 터보 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a turbo compressor which improves the rigidity of the rotating shaft and improves the coupling force between the rotating shaft and the impeller.

압축기는 왕복동식, 스크류식, 터보식으로 크게 분류된다.Compressors are broadly classified into reciprocating, screw and turbo.

왕복동식 압축기는 실린더 내 피스톤의 왕복 운동으로 가스를 압축하는 압축기이고, 스크류식 압축기는 암수 한 쌍의 비틀림 나사산을 가진 두 축의 스크루 로터의 회전에 의해 가스를 압축하는 압축기이다.A reciprocating compressor is a compressor that compresses gas in a reciprocating motion of a piston in a cylinder, and a screw compressor is a compressor that compresses gas by rotation of a two-axis screw rotor having a male and female torsional thread.

터보 압축기는 원심 압축기의 일종으로, 케이싱 내에 후곡 날개의 날개 바퀴를 회전해서 그 원심력으로 기체의 압축을 실행하는 것이다. 터보 압축기는 왕복동식, 스크류식 보다 대용량, 저소음, 낮은 유지 보수 등의 장점을 가진다. 뿐만 아니라 오일이 함유되지 않은 깨끗한 압축기체를 생산할 수 있다.A turbocompressor is a kind of centrifugal compressor that rotates the vane wheels of the curved blades in the casing and compresses the gas by the centrifugal force. Turbo compressors have the advantages of reciprocating, screw-capacity, low noise, low maintenance. In addition, it is possible to produce a clean compact without oil.

원심형 터보 압축기에서 기체를 압축하는 구성요소로는 기체를 가속시키는 임펠러(Impeller)와 가속된 기체흐름을 감속시켜 압력으로 전환시키는 디퓨져(Diffuser)로 구성되어 있다. In the centrifugal turbo compressor, gas compression components include an impeller for accelerating the gas and a diffuser for reducing the accelerated gas flow to pressure.

모터가 임펠러를 고속 회전시키면 외부 기체가 임펠러의 축방향을 따라 흡입되고 흡입된 기체는 임펠러의 원심방향으로 토출된다.When the motor rotates the impeller at high speed, external gas is sucked along the axial direction of the impeller and the sucked gas is discharged in the centrifugal direction of the impeller.

터보 압축기의 설계에 있어서 가장 중요한 인자는 회전축의 1차 벤딩 모드이다. 보다 자세하게는 회전축이 1차 벤딩 모드에 도달하는 위험 속도를 피하기 위해서는 회전축의 강성을 확보할 수 있는 설계가 중요하다.The most important factor in the design of a turbo compressor is the primary bending mode of the rotary shaft. More specifically, it is important to design a design that can ensure the rigidity of the rotating shaft to avoid the dangerous speed of reaching the primary bending mode.

도 1은 종래의 터보 압축기의 단면의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 터보 압축기의 회전축의 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure of the cross section of a conventional turbo compressor, Figure 2 is a view showing the structure of a rotating shaft of a conventional turbo compressor.

도시된 바와 같이, 터보 압축기는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 구비되는 고정자(12)와, 상기 고정자의 내부에서 회전하는 회전자(22)를 포함하는 회전축(20)을 포함한다. 상기 회전축의 양단에 임펠러(미도시)가 체결된다.As shown, the turbo compressor includes a casing 10, a stator 12 provided inside the casing 10, and a rotating shaft 20 including a rotor 22 rotating inside the stator. do. Impellers (not shown) are fastened to both ends of the rotation shaft.

회전축(20)에는 축방향의 하중을 지탱하기 위한 스러스트 베어링 러너(thrust bearing runner)(25)가 구비된다.The rotating shaft 20 is provided with a thrust bearing runner 25 for supporting an axial load.

회전축(20)의 외경은 스러스트 베어링의 한계수를 고려하여 일정 수준 이하가 되도록 설계 되어야 하며, 운전시에 겪게되는 고온 환경에서 운전을 하기 위해서는 모든 부품이 견고하고 큰 힘으로 체결되어야 한다.The outer diameter of the rotating shaft 20 should be designed to be below a certain level in consideration of the limit number of the thrust bearings, and all parts should be firmly fastened with a strong force in order to operate in a high temperature environment experienced during operation.

고온 환경 하에서 회전축이 열에 의하여 팽창하게 되는데, 이러한 팽창으로 인하여 임펠러와 회전축 사이의 결합이 느슨해질 경우, 임펠러가 회전축과 함께 회전하지 못하며 슬립이 발생할 수 있고, 이러한 문제는 터보 압축기의 내구성과 신뢰성을 크게 저하시키게 된다.Under high temperature conditions, the shaft is expanded by heat. If the coupling between the impeller and the shaft is loosened due to this expansion, the impeller may not rotate with the shaft and slip may occur. This problem may cause the durability and reliability of the turbo compressor. It is greatly reduced.

이러한 문제를 해결하기 위하여 US 공개특허 2004-0005228호 (공개일자 2004년 1월 8일)는 타이 볼트를 이용하여 결합력을 확보하는 구조를 제시하였다.In order to solve this problem, US Patent Publication No. 2004-0005228 (published on January 8, 2004) has proposed a structure for securing a bonding force using a tie bolt.

도 3은 선행특허의 터보 압축기 구조를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a turbo compressor structure of the prior patent.

도시한 바와 같이, 선행특허의 터보 압축기는 타이 로드(48)가 회전축의 축 중심을 관통하며, 회전축의 부품들을 체결하는 구조를 가지고 있었다.As shown, the turbo compressor of the prior patent had a structure in which the tie rod 48 penetrates the shaft center of the rotating shaft and fastens the components of the rotating shaft.

회전자의 영구자석(52)은 양단이 엔드 캡(56,58)에 가압되며, 영구자석(54)의 외주면은 가압 슬리브(54)에 끼워지고, 엔드 캡(56,58)의 측에 제1저널베어링 샤프트(40)과 제2저널베어링 샤프트(44)가 배치되고, 그 양측에 임펠러(20)와 스러스트 디스크(46)가 배치되며, 타이 로드가 이들을 관통하며 체결되는 구조를 가지고 있었다.Both ends of the permanent magnet 52 of the rotor are pressed to the end caps 56 and 58, and the outer circumferential surface of the permanent magnet 54 is fitted to the pressure sleeve 54, and the end caps 56 and 58 are formed on the end caps 56 and 58. The first journal bearing shaft 40 and the second journal bearing shaft 44 were disposed, and the impeller 20 and the thrust disc 46 were disposed on both sides thereof, and the tie rods had a structure in which they were fastened through them.

이러한 구조는 타이 로드(48)에 인장력이 걸리도록 체결하면 축 방향 결합 부품들의 결합력을 강화할 수 있는 장점을 가지나, 너무 많은 수의 부품으로 분할되어 있고, 이들이 그 중앙을 관통하는 타이 로드(48)에 의해서 체결되고 있어서, 회전축의 중심에 대하여 각 부품이 편심을 가지는 상태로 결합될 우려가 있다.This structure has the advantage of tightening the tie rods 48 to increase the bonding force of the axial mating components, but is divided into too many parts and they tie through the center thereof. It is fastened by so that there exists a possibility that each component may be combined in the state which has eccentricity with respect to the center of a rotating shaft.

타이 로드(48)가 각 부품을 관통하여 결합되는 구조는 각 부품에 타이 로드(48)의 관통을 위한 관통공이 구비하고, 관통공에 타이 로드(48)가 조립되어야 한다. 타이 로드(48) 의 조립을 위해서는 타이 로드(48)의 외경과 관통공의 내경 사이에 유격이 존재해야 하는데, 이러한 유격으로 인하여 타이 로드(48)로 결합되는 부품들이 회전축의 중심에 정확하게 정렬되지 못하고 편심된 상태로 결합될 수 있다.The structure in which the tie rod 48 is coupled through each component is provided with a through hole for penetrating the tie rod 48 in each component, and the tie rod 48 must be assembled in the through hole. The assembly of the tie rod 48 requires a play between the outer diameter of the tie rod 48 and the inside diameter of the through hole. This play prevents the parts coupled to the tie rod 48 from being precisely aligned with the center of the rotation axis. Can be combined in an eccentric state.

편심이 발생할 경우 회전 관성모멘트가 증가하여 압축기의 효율이 감소하게 되는 문제점을 가지고 있었다. When eccentricity occurred, the rotational moment of inertia increased, which caused a decrease in the efficiency of the compressor.

US 공개특허 2004-0005228호 (공개일자 2004년 1월 8일)US Patent Publication 2004-0005228 (published January 8, 2004)

본 발명의 목적은, 터보 압축기의 회전축의 강성을 확보하여 고속 회전시에도 회전축의 1차 벤딩 모드를 회피할 수 있는 구조를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a structure that can ensure the rigidity of the rotary shaft of the turbo compressor to avoid the first bending mode of the rotary shaft even at high speed rotation.

본 발명의 다른 목적은 회전축에 결합되는 부품들이 회전축의 축 중심에 보다 정확하게 정렬될 수 있는 터보 압축기 구조를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a turbo compressor structure in which parts coupled to a rotating shaft can be more accurately aligned with the axis center of the rotating shaft.

본 발명의 다른 목적은 터보 압축기가 고속 운전시 발생하는 고온 환경에서도 임펠러 등의 구성요소가 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있는 터보 압축기 구조를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a turbocompressor structure in which components such as an impeller can be firmly fixed even in a high temperature environment in which the turbocompressor is generated at high speed.

본 발명의 다른 목적은 소형화에 적합한 터보 압축기의 구조를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a structure of a turbo compressor suitable for miniaturization.

본 발명은 2개의 임펠러가 배면을 마주하는 백 투 백 타입의 2 단 터보 압축기에 있어서, 2개의 임펠러가 예하중이 인가된 상태로 체결될 수 있는 구조를 제공한다.The present invention provides a structure in which two impellers can be fastened with a preload applied to a two-stage turbo compressor of a back-to-back type in which two impellers face the back.

본 발명에 따른 터보 압축기는 상대적으로 큰 직경을 가지는 제1 임펠러의 배면에 스러스트 베어링 러너를 배치하되, 상기 제1 임펠러와 스러스트 베어링 러너를 타이 로드를 통하여 회전축에 체결하되, 상기 타이 로드에 예하중을 부여함으로써 체결력을 확보할 수 있는 구조를 제공한다.The turbo compressor according to the present invention is disposed on the rear of the first impeller having a relatively large diameter, but the thrust bearing runner, the first impeller and the thrust bearing runner is fastened to the rotating shaft through a tie rod, but preloaded on the tie rod By providing a structure to secure the tightening force.

그리고, 본 발명에 따른 터보 압축기는 제1 임펠러와 스러스트 베어링 러너 사이에 배치되는 임펠러 슬리브에, 제1 임펠러와 스러스트 베어링 러너의 결합축이 삽입되는 구조를 제공함으로써, 임펠러 슬리브와 결합축의 억지 끼움에 의하여 제1 임펠러와 스러스트 베어링 러너의 결합력을 부여하는 효과를 가져온다.In addition, the turbo compressor according to the present invention provides an impeller sleeve disposed between the first impeller and the thrust bearing runner, and provides a structure in which a coupling shaft of the first impeller and the thrust bearing runner is inserted, thereby forcing the impeller sleeve and the coupling shaft into tight fit. As a result, the coupling force between the first impeller and the thrust bearing runner is obtained.

또한, 본 발명에 따른 터보 압축기는 제2 임펠러가 체결되는 회전축의 단부의 직경이 다단으로 축소되는 구조를 제공함으로써, 제 2 임펠러와 회전축 사이에 체결력이 작용하는 접촉 면적을 확대할 수 있는 구조를 제공한다.In addition, the turbo compressor according to the present invention provides a structure in which the diameter of the end of the rotary shaft to which the second impeller is fastened is reduced in multiple stages, thereby increasing the contact area between the second impeller and the rotary shaft to which the fastening force acts. to provide.

본 발명은 터보 압축기의 크기를 축소하며 고속 회전이 가능한 구조를 제공하기 위하여, 제1 임펠러와 스러스트 베어링 러너는 타이 로드를 이용하여 예하중을 부여하여 체결되도록 하고, 제 2임펠러는 다단의 회전축 형상을 통하여 회전축의 소경부에 예하중을 인가하여 체결되도록 함으로써, 고속 회전의 터보 압축기의 회전 부품들 사이에 요구되는 결합력을 확보할 수 있는 효과를 가져온다.The present invention is to reduce the size of the turbo compressor and to provide a structure capable of high-speed rotation, the first impeller and the thrust bearing runner is fastened by applying a preload using a tie rod, the second impeller is a multi-stage rotating shaft shape By applying a preload to the small diameter portion of the rotary shaft through the through, thereby bringing the effect of securing the coupling force required between the rotating parts of the turbo compressor of the high speed rotation.

본 발명에 따른 터보 압축기는 회전축의 강성 확보가 용이하여 상대적으로 더 높은 운전 주파수를 확보할 수 있는 효과를 가져온다.Turbo compressor according to the present invention is easy to ensure the rigidity of the rotating shaft has the effect of ensuring a relatively higher operating frequency.

본 발명에 따른 터보 압축기는 타이 볼트를 적용하여 임펠러의 체결력을 부족 문제를 해소할 수 있는 효과를 가져온다.Turbo compressor according to the present invention has the effect that can solve the problem of lack of fastening force of the impeller by applying a tie bolt.

도 1은 종래의 터보 압축기의 단면의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 터보 압축기의 회전축의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 타이 볼트를 이용한 회전축의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 회전축의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 회전축과 스러스트 베어링 러너의 결합부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 회전축과 제2 임펠러의 결합부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2의 회전축을 이용한 20만 rpm 회전시의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 도 4의 회전축을 이용한 20만 rpm 회전시의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 SUS 304 재질의 변형량에 따른 응력을 나타낸 그래프이다.
도 10은 타이 볼트의 변형량과 결합력의 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a view showing a cross-sectional structure of a conventional turbo compressor.
2 is a view showing the structure of a rotating shaft of a conventional turbo compressor.
3 is a cross-sectional view showing the structure of a rotating shaft using a tie bolt.
4 is a view showing the structure of a rotating shaft of a turbo compressor according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of a coupling part of a rotary shaft and a thrust bearing runner of a turbo compressor according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of a coupling part of a rotary shaft and a second impeller of a turbo compressor according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates simulation results at 200,000 rpm rotation using the rotating shaft of FIG. 2.
FIG. 8 illustrates simulation results at 200,000 rpm rotation using the rotation shaft of FIG. 4.
9 is a graph showing the stress according to the deformation amount of the SUS 304 material.
10 is a graph showing the relationship between the deformation amount of the tie bolt and the coupling force.

이하, 본 발명에 대해, 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the embodiments disclosed herein, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The accompanying drawings are only for easily understanding the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and technical scope of the present invention are included. It should be understood to include water or substitutes.

일반적으로 터보 압축기는 원심 압축기의 일종으로, 케이싱 내에 임펠러를 회전해서 그 원심력으로 유체를 압축하는 것이다.In general, a turbo compressor is a type of centrifugal compressor that rotates an impeller in a casing to compress a fluid by the centrifugal force.

터보 압축기는 임펠러의 회전력을 이용하여 기체를 축방향으로 흡입하였다가 원심방향으로 토출시키면서 압축하는 것으로 통상 2단 압축식 터보 압축기가 상용화 되었다.In the turbo compressor, a two-stage compression type turbo compressor has been commercialized by sucking the gas in the axial direction and discharging it in the centrifugal direction by using the rotating force of the impeller.

터보 압축기는 임펠러의 개수에 따라 단수가 구분되며, 임펠러의 배열형태에 따라서 백 투 백 타입 또는 페이스 투 페이스 타입으로 구분될 수 있다.Turbo compressors are divided into stages according to the number of impellers, and may be classified into a back to back type or a face to face type according to the arrangement of the impeller.

백 두 백(back to back) 타입은 임펠러의 배면이 서로 마주보도록 배열되는 것이고, 페이스 투 페이스(face to face) 타입은 임펠러의 흡입단이 서로 마주보도록 배열되는 것이다.The back to back type is arranged so that the back of the impeller faces each other, and the face to face type is arranged so that the suction ends of the impeller face each other.

이하에서 살펴보는 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기는 두 개의 임펠러를 구비하고 임펠러의 배면이 서로 마주보도록 배열된 2단 백 두 백 타입 터보 압축기이다.Turbo compressor according to an embodiment of the present invention to be described below is a two-pack two-bag type turbo compressor having two impellers and the rear surface of the impeller is arranged to face each other.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 회전축의 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 회전축과 스러스트 베어링 러너의 결합부분을 확대하여 나타낸 도면이다.4 is a view showing the structure of the rotary shaft of the turbo compressor according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an enlarged view showing a coupling portion of the rotary shaft and the thrust bearing runner of the turbo compressor according to the embodiment of the present invention.

터보 압축기를 소형화하기 위하여 가장 중요한 인자는 회전축의 1차 벤딩 모드이다. 왜냐하면 회전축은 고속으로 회전하며 고압의 조건에서 운전되기 때문에 운전속도 범위 내에서 회전축이 1차 벤딩 모드에 도달하게 되면 운전의 신뢰성을 확보할 수 없기 때문이다.In order to miniaturize the turbo compressor, the most important factor is the primary bending mode of the rotating shaft. Because the rotating shaft rotates at high speed and is operated under high pressure conditions, when the rotating shaft reaches the first bending mode within the operating speed range, the reliability of the operation cannot be secured.

회전축이 고속 운전에 적합하기 위해서는 축의 강성이 확보될 수 있도록 회전축의 길이는 짧고 직경은 커지는 것이 바람직하다. 그런데, 축의 직경에 있어서는 또한 베어링의 설계 한계 DN number를 고려해야 하므로, 축의 직경을 크게 하는 것에도 한계가 있다.In order for the rotating shaft to be suitable for high speed operation, the length of the rotating shaft is preferably shorter and larger in diameter so that the rigidity of the shaft can be secured. By the way, since the bearing design limit DN number should also be considered in the diameter of a shaft, there exists a limit in making a diameter of a shaft larger.

본 발명은 터보 압축기의 구조에 있어서, 회전축을 중심으로 한 두 개의 임펠러와 스러스트 베어링 러너의 체결력을 확보할 수 있는 구조를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a structure that can secure the fastening force of the two impeller and the thrust bearing runner around the rotating shaft in the structure of the turbo compressor.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기는 회전자(105)를 포함하는 회전축(100)과, 상기 회전축(100)의 일측에 배치되는 스러스트 베어링 러너(120)와, 상기 스러스트 베어링 러너(120)의 외측에 배치되는 제1 임펠러(140)와, 상기 제1 임펠러(140)와 상기 스러스트 베어링 러너(120)를 상기 회전축에 예하중을 인가하여 체결하는 타이 로드(tie rod)(160)와, 상기 회전축(100)의 타측에 체결되는 제2 임펠러(180)를 포함한다.As shown, the turbo compressor according to an embodiment of the present invention is a rotary shaft 100 including a rotor 105, a thrust bearing runner 120 disposed on one side of the rotary shaft 100, and the thrust bearing A tie rod for fastening the first impeller 140 and the first impeller 140 and the thrust bearing runner 120 by applying a preload to the rotating shaft (not shown). 160 and a second impeller 180 fastened to the other side of the rotation shaft 100.

상기 제2 임펠러(180)는 상기 제1 임펠러(140)에 비하여 상대적으로 작은 외경을 가지는 것이 바람직하다. 다시말해 상대적으로 큰 직경을 가지는 임펠러에 근접하여 스러스트 베어링 러너(120)를 배치하는 것이 바람직하다. 임펠러의 직경이 커질수록 임펠러의 배면에 인가되는 축 방향 하중이 커지므로, 상대적으로 큰 직경을 가지는 임펠러의 배면에 스러스트 베어링 러너(120)를 배치하여, 임펠러의 회전에 의하여 발생하는 효과적으로 지지할 수 있도록 하기 위한 것이다.The second impeller 180 preferably has a relatively smaller outer diameter than the first impeller 140. In other words, it is preferable to place the thrust bearing runner 120 in proximity to an impeller having a relatively large diameter. As the diameter of the impeller increases, the axial load applied to the back of the impeller increases, so that the thrust bearing runner 120 is disposed on the back of the impeller having a relatively large diameter, so that it can be effectively supported by rotation of the impeller. It is to ensure that.

본 발명에 따른 터보 압축기는 회전자(105)가 회전축(110)의 다른 부분보다 돌출되는 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 회전자(105)는 영구자석을 포함하는데, 영구자석의 크기를 크게 할수록 고속 회전을 구현하기 용이하다. 따라서 회전자(105) 부분의 외경을 크게 하면 구동모터의 회전력을 확보할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이 회전축의 직경이 커지게 되면, 회전축을 지지하는 저널 베어링의 한계 DN number 의 측면에서는 불리하다. 한계 DN number 는 회전축의 직경과 회전수의 곱으로 산출되는 것으로, 회전축의 직경이 커질수록 DN number 가 커지게 된다.In the turbo compressor according to the present invention, the rotor 105 is preferably configured to protrude more than other portions of the rotary shaft 110. Rotor 105 includes a permanent magnet, the larger the size of the permanent magnet is easier to implement a high speed rotation. Therefore, when the outer diameter of the rotor 105 is increased, the rotational force of the driving motor can be secured. As discussed above, when the diameter of the rotating shaft increases, it is disadvantageous in terms of the limit DN number of the journal bearing supporting the rotating shaft. The limit DN number is calculated as the product of the diameter of the rotating shaft and the number of rotations. The larger the diameter of the rotating shaft, the larger the DN number becomes.

본 발명은 회전축(100)의 회전자(105) 양측의 구간을 회전자(105)의 직경보다 작게 형성함으로써, 보다 고속 회전에서의 안정성을 향상시키는 효과를 가져온다.The present invention forms the sections on both sides of the rotor 105 of the rotary shaft 100 smaller than the diameter of the rotor 105, thereby bringing an effect of improving the stability at higher rotation speed.

본 발명에 따른 터보 압축기는 스러스트 베어링 러너(120)와 제1 임펠러(140)를 하나의 타이 로드(160)를 이용하여 예하중(pre load)을 인가한 상태로 체결함으로써, 스러스트 베어링 러너(120)와 제1 임펠러(140)의 체결력을 확보할 수 있는 구조를 제공한다. 터보 압축기가 회전하게 되면 제1 임펠러(140)는 회전에 의하여 발생하는 압력차에 의하여 도면에서 좌측 방향으로 하중을 인가 받게 된다. 이를 상쇄하기 위하여 타이 로드(160)에 예하중을 인가하여 제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)를 회전축에 체결하는 것이다.In the turbo compressor according to the present invention, the thrust bearing runner 120 and the first impeller 140 are fastened by applying a preload using a single tie rod 160, thereby providing a thrust bearing runner 120. ) And a structure capable of securing the fastening force of the first impeller 140. When the turbo compressor rotates, the first impeller 140 receives a load in the left direction in the drawing due to the pressure difference generated by the rotation. In order to offset this, a preload is applied to the tie rod 160 to fasten the first impeller 140 and the thrust bearing runner 120 to the rotating shaft.

타이 로드(160)를 이용하여 예하중을 인가하기 위해서는 타이 로드(160)가 체결되는 회전축(100)에는 타이 로드(160)의 외경보다 큰 내경을 가지는 중공홈(102)이 구비되어야 한다. In order to apply the preload using the tie rod 160, the hollow shaft 102 having an inner diameter larger than the outer diameter of the tie rod 160 should be provided on the rotary shaft 100 to which the tie rod 160 is fastened.

타이 로드(160)의 일측 단부는 중공홈(102)에 체결되고, 타측에는 체결 너트(162)가 체결된다. 다시말해, 회전축의 좌측 단부와 체결 너트(162)의 사이에 스러스트 베어링 러너(120)와 임펠러(140)가 끼워진 상태에서 체결 너트(162)를 조이면, 타이 로드(160)는 인장되고 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)는 압축되며 체결된다. 따라서, 체결 너트(162)의 체결 정도를 조절하면 타이 로드(160)에 인가되는 예하중의 크기를 설정할 수 있다.One end of the tie rod 160 is fastened to the hollow groove 102, the fastening nut 162 is fastened to the other side. In other words, when the fastening nut 162 is tightened while the thrust bearing runner 120 and the impeller 140 are fitted between the left end of the rotating shaft and the fastening nut 162, the tie rod 160 is tensioned and the impeller 140 is tightened. ) And the thrust bearing runner 120 is compressed and fastened. Therefore, by adjusting the fastening degree of the fastening nut 162, it is possible to set the magnitude of the preload applied to the tie rod 160.

상기 중공홈(102)은 타이 로드(160)가 체결될 때 타이 로드(160)가 인장된 상태가 될 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 중공홈(102)의 내경은 상기 타이 로드(160)의 외경보다 크게 설정되는 것이 바람직하다. 타이 로드(160)와 중공홈(102) 사이에 마찰력이 발생하게 되면 타이 로드(160)에 인가되는 예하중의 일부가 타이 로드(160)와 중공홈(102)의 내벽 사이에 마찰력으로 상쇄되므로 타이 로드(160)를 이용하여 부여하고 싶은 만큼의 예하중이 체결력으로 작용되지 못할 수 있다.The hollow groove 102 is to allow the tie rod 160 to be in a tensioned state when the tie rod 160 is fastened, the inner diameter of the hollow groove 102 is the outer diameter of the tie rod 160 It is preferable to set larger. When friction force is generated between the tie rod 160 and the hollow groove 102, a part of the preload applied to the tie rod 160 is offset by the friction force between the tie rod 160 and the inner wall of the hollow groove 102. Preload as much as you want to apply using the tie rod 160 may not act as a fastening force.

제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)의 사이에는 제1 임펠러(140)의 씰링 성능을 확보하기 위한 임펠러 슬리브(150)가 구비될 수 있다. 임펠러 슬리브(150)는 제1 임펠러(140)와 임펠러 하우징(미도시) 사이에서 발생하는 유체의 누설을 방지하기 위하여 요철 형상을 구비할 수 있다. 예를 들면 라비린스(Labrith seal)로 형성될 수 있다.An impeller sleeve 150 may be provided between the first impeller 140 and the thrust bearing runner 120 to secure the sealing performance of the first impeller 140. The impeller sleeve 150 may have a concave-convex shape to prevent leakage of fluid generated between the first impeller 140 and the impeller housing (not shown). For example, it may be formed of a labyrinth seal.

본 발명에 따른 임펠러 슬리브(150)는 제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)의 사이에 배치되어, 제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)를 결속시키는 결합력을 부여할 수 있다.The impeller sleeve 150 according to the present invention may be disposed between the first impeller 140 and the thrust bearing runner 120 to impart a coupling force for binding the first impeller 140 and the thrust bearing runner 120. have.

도시한 바와 같이 임펠러 슬리브(150)와 제1 임펠러(140)의 단부가 임펠러 슬리브(150)의 내경에 끼워지도록 함으로써, 임펠러 슬리브(150)가 제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)의 연결부의 외주를 감싸며 이들을 결합시키도록 할 수 있다.As shown, the end of the impeller sleeve 150 and the first impeller 140 is fitted to the inner diameter of the impeller sleeve 150, so that the impeller sleeve 150 is the first impeller 140 and the thrust bearing runner 120 The outer periphery of the connecting portion of the can be combined to combine.

이를 위하여 제1 임펠러(140)의 내측과, 스러스트 베어링 러너(120)의 외측에는 임펠러 슬리브(150)의 내부로 삽입되는 결합축부(142,124)를 구비하는 것이 바람직하다. To this end, it is preferable to include coupling shafts 142 and 124 inserted into the impeller sleeve 150 inside the first impeller 140 and the outside of the thrust bearing runner 120.

이 때, 상기 결합축부(142,124)의 외경은 임펠러 슬리브(150)의 내경보다 크게 설정하여, 결합축부(142,124)가 임펠러 슬리브(150)에 억지 끼움으로 결합되도록 하면 임펠러 슬리브(150)에 의하여 제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120) 사이에 결합력을 부여할 수 있다.At this time, the outer diameter of the coupling shaft portion 142, 124 is set larger than the inner diameter of the impeller sleeve 150, when the coupling shaft portion 142, 124 is forcibly fitted to the impeller sleeve 150 by the impeller sleeve 150 A coupling force may be given between the impeller 140 and the thrust bearing runner 120.

이 때, 상기 결합축부(142,124)의 길이의 합은 임펠러 슬리브(150)의 길이 보다 작게 설정되는 것이 바람직하다. 이는 타이 로드(160)와 체결 볼트(162)에 의하여 부여되는 타이 로드(160)의 예하중에 의하여 임펠러 슬리브(150)가 제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)의 사이에서 압축되며 결합될 수 있도록 하기 위한 것이다.At this time, the sum of the lengths of the coupling shafts 142 and 124 is preferably set smaller than the length of the impeller sleeve 150. The impeller sleeve 150 is compressed between the first impeller 140 and the thrust bearing runner 120 by the preload of the tie rod 160 provided by the tie rod 160 and the fastening bolt 162. It is intended to be.

결합축부(142,124)의 길이의 합이 임펠러 슬리브(150)의 길이와 같거나 그보다 길게 설정되면, 결합축부(142,124)가 서로 맞닿게 되므로 임펠러 슬리브(150)가 제1 임펠러(140)와 스러스트 베어링 러너(120)에 의하여 압축되지 못하기 때문이다.When the sum of the lengths of the coupling shaft portions 142 and 124 is set to be equal to or longer than the length of the impeller sleeve 150, the coupling shaft portions 142 and 124 are brought into contact with each other, so that the impeller sleeve 150 is connected to the first impeller 140 and the thrust bearing. This is because it is not compressed by the runner 120.

또한, 제1 임펠러(140)와 회전축(100)의 사이에 체결되는 스러스트 베어링 러너(120)는 회전축(100)과도 억지끼움으로 결합될 수 있다.In addition, the thrust bearing runner 120 fastened between the first impeller 140 and the rotation shaft 100 may be coupled to the rotation shaft 100 by interference fit.

도시한 바와 같이, 회전축(100)의 중공홈(102)의 단부에 중공홈(102)의 내경보다 크게 설정된 결합홈(104)을 구비하고, 스러스트 베어링 러너(120)의 내측에 결합축(122)을 구비하여, 상기 결합축(122)이 결합홈(104)에 억지끼움으로 결합되도록 할 수 있다. 결합축(122)의 외경을 결합홈(104)의 내경에 비하여 크게 설정하여, 스러스트 베어링 러너(120)의 결합축(122)이 결합홈(104)에 억지끼움 되도록 하는 것이다.As shown, the coupling groove 104 is set at the end of the hollow groove 102 of the rotating shaft 100 larger than the inner diameter of the hollow groove 102, the coupling shaft 122 inside the thrust bearing runner 120 ), The coupling shaft 122 may be coupled to the coupling groove 104 by interference fit. The outer diameter of the coupling shaft 122 is set larger than the inner diameter of the coupling groove 104 so that the coupling shaft 122 of the thrust bearing runner 120 is fitted into the coupling groove 104.

이는 스러스트 제1 임펠러(140)와 회전축(100)의 사이에 끼워지는 스러스트 베어링 러너(120)와 회전축(100)의 접촉 면적을 확대함으로써, 스러스트 베어링 러너(120)와 회전축 사이의 결합력을 확보할 수 있도록 하기 위한 것이다.This enlarges the contact area between the thrust bearing runner 120 and the rotary shaft 100 that is inserted between the thrust first impeller 140 and the rotary shaft 100, thereby securing a coupling force between the thrust bearing runner 120 and the rotary shaft. It is to make it possible.

한편. 결함홈(104)에 끼워지는 스러스트 베어링 러너(120)의 길이는 결합홈(104)의 깊이 보다 짧게 설정되는 것이 바람직하다. 이는 타이 로드(160)에 인가되는 예하중에 의하여 스러스트 베어링 러너(120)와 회전축(100)의 좌측 단부 사이에 압축력이 인가될 수 있도록 하기 위한 것이다.Meanwhile. The length of the thrust bearing runner 120 fitted into the defect groove 104 is preferably set to be shorter than the depth of the coupling groove 104. This is to allow a compressive force to be applied between the thrust bearing runner 120 and the left end of the rotary shaft 100 by the preload applied to the tie rod 160.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 회전축과 제2 임펠러의 결합부분을 확대하여 나타낸 도면이다.6 is an enlarged view of a coupling part of a rotary shaft and a second impeller of a turbo compressor according to an exemplary embodiment of the present invention.

제2 임펠러(180)는 제1 임펠러(140)에 비하여 상대적으로 작은 직경을 가지는 것으로, 회전축(100)과의 결합력을 확보하기 위하여 다단으로 회전축과 결합되도록 하는 것이 바람직하다.The second impeller 180 has a relatively small diameter compared to the first impeller 140, and is preferably coupled to the rotating shaft in multiple stages to secure the coupling force with the rotating shaft 100.

제2 임펠러(180) 회전축에 직접 체결 볼트(164)를 이용하여 체결될 수 있다.The second impeller 180 may be fastened using a fastening bolt 164 directly to the rotation shaft.

제2 임펠러(180)가 체결되는 회전축의 단부는 2단으로 직경이 축소되는 다단의 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이하에서, 회전축의 직경이 가장 큰 부분을 대경부(100-1), 회전축의 직경이 가장 작은 부분을 소경부(100-3), 그 사이에서 소경부(100-3)와 대경부(100-1) 사이의 직경을 가지는 부분을 중경부(1002)로 칭한다.The end of the rotating shaft to which the second impeller 180 is fastened preferably has a multi-stage structure in which the diameter is reduced to two stages. Hereinafter, the large diameter portion 100-1 is the portion having the largest diameter of the rotating shaft, the small diameter portion 100-3 is the portion having the smallest diameter of the rotating shaft, and the small diameter portion 100-3 and the large diameter portion 100 therebetween. The portion having a diameter between -1) is referred to as the middle diameter portion 1002.

제2 임펠러(180)는 중경부(100-2)와 소경부(100-3)에 결합된다. 제2 임펠러(180)는 베이스 플레이트(182)와, 베이스 플레이트(182)에 배치된 임펠러 블레이드(184)를 포함한다.The second impeller 180 is coupled to the middle diameter portion 100-2 and the small diameter portion 100-3. The second impeller 180 includes a base plate 182 and an impeller blade 184 disposed on the base plate 182.

제2 임펠러(180)의 회전축 체결공은 베이스 플레이트(182)에는 중경부(100-2)에 대응하는 내경을 가지며, 임펠러 블레이드(184)측에는 소경부(100-3)에 대응하는 내경을 가진다. 이러한 구조는 임펠러 블레이드(184) 측의 내경을 작게 함으로써, 임펠러 블레이드(184)의 유효 면적을 확대할 수 있는 효과를 가진다.The rotating shaft fastening hole of the second impeller 180 has an inner diameter corresponding to the middle diameter portion 100-2 on the base plate 182, and has an inner diameter corresponding to the small diameter portion 100-3 on the impeller blade 184 side. . This structure has the effect of increasing the effective area of the impeller blade 184 by reducing the inner diameter of the impeller blade 184 side.

또한, 회전축(100)과 제2 임펠러(180)의 체결력을 보다 강하게 설정할 수 있다. 제2 임펠러(180)와 회전축(100)이 다단으로 결합되면, 회전축의 반지름 방향면이 제2 임펠러와 접촉하게 되므로, 접촉 면적이 확대된다. 따라서 제2 임펠러(180)와 회전축(100)의 체결력을 향상시킬 수 있는 것이다.In addition, the fastening force of the rotation shaft 100 and the second impeller 180 can be set stronger. When the second impeller 180 and the rotary shaft 100 are coupled in multiple stages, the radial surface of the rotary shaft comes into contact with the second impeller, thereby increasing the contact area. Therefore, the fastening force of the second impeller 180 and the rotation shaft 100 can be improved.

제2 임펠러(180)의 내측면은 회전축(100)의 대경부(100-1)와 중경부(100-2) 사이의 제1단차면(103)에 지지되고, 제2 임펠러(180)의 베이스 플레이트(182)의 내부에 형성되는 단차면은 회전축(100)의 중경부(100-2)와 소경부(100-3) 사이의 제2단차면에(105)에 지지된다. 이러한 구조는 제2 임펠러(180)를 회전축(100)에 억지끼움 또는 열박음으로 결합시켰을 때 마찰력이 작용하는 결합면적이 확대되도록 하는 효과를 가져온다.The inner surface of the second impeller 180 is supported by the first step surface 103 between the large diameter portion 100-1 and the middle diameter portion 100-2 of the rotation shaft 100, and the second impeller 180 The stepped surface formed inside the base plate 182 is supported by the second stepped surface 105 between the middle diameter portion 100-2 and the small diameter portion 100-3 of the rotation shaft 100. This structure has the effect of expanding the coupling area in which the friction force acts when the second impeller 180 is coupled to the rotary shaft 100 by interference fit or shrink fit.

또한, 체결너트(164)를 체결하게 되면, 체결볼트(164)에 의하여 제2임펠러(180)는 회전축의 제1단차면(103)과 체결너트(164)의 사이에 압축되며, 회전축(100)의 중경부(100-2)와 소경부(100-3)는 인장된다. 따라서 체결 너트(164)의 체결력을 조절하여 회전축(100)의 중경부(100-2)와 소경부(100-3)에 예하중을 인가할 수 있다.In addition, when the fastening nut 164 is fastened, the second impeller 180 is compressed by the fastening bolt 164 between the first step surface 103 and the fastening nut 164 of the rotating shaft, and the rotating shaft 100 ), The middle diameter portion 100-2 and the small diameter portion 100-3 are tensioned. Therefore, the preload may be applied to the middle diameter portion 100-2 and the small diameter portion 100-3 of the rotation shaft 100 by adjusting the tightening force of the fastening nut 164.

이러한 구조는 가장 큰 힘을 받는 제1 임펠러(140)와 제2 임펠러(180)가 전 후방으로 대칭이 되도록 함으로써, 전 후방 변형이 동일하게 이루어지도록 하는 효과를 가져온다.This structure has the effect that the first impeller 140 and the second impeller 180 which are subjected to the greatest force are symmetrical to the front and rear, so that the front rear deformation is made the same.

변형이 일측으로 편중될 경우, 고속 운전시의 변형에 의하여 터보 압축기의 신뢰성이 저하될 수 있다.When the deformation is biased to one side, the reliability of the turbo compressor may be lowered due to the deformation during high speed operation.

타이 로드(160)를 이용하여 체결하면, 체결 너트(162)의 조임력을 이용하여 타이 로드(160)에 인장하중이 걸린 상태로 체결이 가능하다. 다시말해, 타이 로드(160)에 프리 텐션을 부여하여 체결할 수 있게 되므로, 열팽창 등에 의하여 변형이 발생하더라도 프리 텐션이 인가되어 있으므로 열팽창에 의한 변형으로 발생하는 인장력의 저하를 타이 로드(160)에 인가된 예하중이 흡수할 수 있도록 함으로써 견고한 체결이 가능하도록 하는 것이다.When the tie rod 160 is fastened by using the fastening force of the fastening nut 162, the tie rod 160 may be fastened under a tensile load. In other words, since the pre-tension can be applied to the tie rod 160, the tension is applied to the tie rod 160 even if the deformation occurs due to thermal expansion. By allowing the applied preload to be absorbed it is possible to achieve a secure fastening.

본 발명은 터보 압축기의 크기를 축소하며 고속 회전이 가능한 구조를 제공하기 위하여, 제1 임펠러와 스러스트 베어링 러너는 타이 로드를 이용하여 예하중을 부여하여 체결되도록 하고, 제 2임펠러는 다단의 회전축 형상을 통하여 회전축의 소경부에 예하중을 인가하여 체결되도록 함으로써, 고속 회전의 터보 압축기의 회전 부품들 사이에 요구되는 결합력을 확보할 수 있는 효과를 가져온다.The present invention is to reduce the size of the turbo compressor and to provide a structure capable of high-speed rotation, the first impeller and the thrust bearing runner is fastened by applying a preload using a tie rod, the second impeller is a multi-stage rotary shaft shape By applying a preload to the small diameter portion of the rotary shaft through the through, thereby bringing the effect of securing the coupling force required between the rotating parts of the turbo compressor of the high speed rotation.

도 7은 도 2의 회전축을 이용한 20만 rpm 회전시의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates simulation results at 200,000 rpm rotation using the rotating shaft of FIG. 2.

도 2의 회전축의 길이는 177mm, 회전축의 외경은 125mm 로 실험하였다. The length of the rotating shaft of Figure 2 was 177mm, the outer diameter of the rotating shaft was tested to 125mm.

결과를 살펴보면, 1차 벤딩 주파수가 2,250.5 Hz, DN Number 가 2,500,000 mm-rpm 으로, 1차 벤딩 주파수가 운전속도 범위 내에 있어서 고속 운전에 부적합한 것으로 나타났다.The results showed that the primary bending frequency was 2,250.5 Hz, the DN number was 2,500,000 mm-rpm, and the primary bending frequency was in the operating speed range, which is not suitable for high speed operation.

도 8는 도 4의 회전축을 이용한 20만 rpm 회전시의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.FIG. 8 illustrates simulation results at 200,000 rpm rotation using the rotation shaft of FIG. 4.

도 4의 회전축의 길이는 135.5mm, 회전축의 외경은 14.5mm 로 실험하였다.The length of the rotating shaft of FIG. 4 was 135.5 mm, and the outer diameter of the rotating shaft was 14.5 mm.

결과를 살펴보면, 1차 벤딩 주파수가 5,1362.2 Hz, DN Number 가 2,900,000 mm-rpm 으로, 1차 벤딩 주파수가 운전속도 범위 밖에 있어서 고속 운전에 적합한 것으로 나타났다.The results showed that the primary bending frequency was 5,1362.2 Hz, the DN number was 2,900,000 mm-rpm, and the primary bending frequency was outside the operating speed range, making it suitable for high speed operation.

도 9는 SUS 304 재질의 변형량에 따른 응력을 나타낸 그래프이고, 도 10은 타이 로드의 변형량과 결합력의 관계를 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the stress according to the deformation amount of the SUS 304 material, Figure 10 is a graph showing the relationship between the deformation amount and the coupling force of the tie rod.

타이 로드의 재질로 SUS 304 재질을 적용하는 경우를 예로 들면, 도 7의 그래프와 같이, SUS 304 재질의 변형량과 응력 관계의 그래프에서, 안전계수를 3으로 적용할 경우 변형량을 25um 이내로 적용할 수 있음을 알 수 있다.For example, when the SUS 304 material is applied as the material of the tie rod, as shown in the graph of FIG. 7, when the safety factor is applied to 3 in the graph of the deformation and the stress relationship of the SUS 304 material, the deformation may be applied within 25 μm. It can be seen that.

이를 다시 도 10의 하중에 따른 변형량의 그래프를 통해서 역산하여, 타이 로드의 변형량을 7~25um 범위로 설정하면, 회전축의 예하중이 500~1800N 으로 설정할 수 있다.This is again inverted through the graph of the deformation amount according to the load of FIG. 10, and when the deformation amount of the tie rod is set in the range of 7 to 25 μm, the preload of the rotating shaft may be set to 500 to 1800 N. FIG.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.What has been described above is only embodiments for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with ordinary knowledge in the field of the present invention will have the technical idea of the present invention to the extent that various modifications can be made.

100 : 회전축
100-1 : 대경부
100-2 : 중경부
100-3 : 소경부
102 : 중공홈
104 : 결합홈
120 : 스러스트 베어링 러너
122, 124 : 결합축
140 : 제1 임펠러
142 : 결합축
150 : 임펠러 슬리브
160 : 타이 로드
180 : 제2 임펠러
182 : 베이스 플레이트
184 : 임펠러 블레이드100: rotation axis
100-1: Large neck
100-2: middle neck
100-3: Small diameter part
102: hollow groove
104: coupling groove
120: thrust bearing runner
122, 124: coupling shaft
140: first impeller
142: coupling shaft
150: impeller sleeve
160: tie rod
180: second impeller
182: base plate
184: Impeller Blade

Claims

회전자를 포함하며 일측에 중공홈을 구비하는 회전축;
상기 회전축의 중공홈이 배치된 측에 배치되며 배면이 내측을 향하도록 배치되는 제1 임펠러;
상기 제1 임펠러와 상기 회전축의 사이에 배치되는 스러스트 베어링 러너;
상기 제1 임펠러보다 상대적으로 작은 직경을 가지며, 상기 회전축의 타측에 배면이 내측을 향하도록 배치되는 제2 임펠러; 및
상기 중공홈의 내경보다 작은 외경을 가지며, 상기 제1 임펠러와 상기 스러스트 베어링 러너를 관통하여 상기 중공홈에 예하중이 인가된 상태로 체결되는 타이 로드;를 포함하는 터보 압축기.
A rotating shaft including a rotor and having a hollow groove on one side;
A first impeller disposed on a side at which the hollow groove of the rotation shaft is disposed, and having a rear surface facing inward;
A thrust bearing runner disposed between the first impeller and the rotary shaft;
A second impeller having a diameter relatively smaller than that of the first impeller, and having a rear surface facing inward on the other side of the rotating shaft; And
And a tie rod having an outer diameter smaller than the inner diameter of the hollow groove and fastened to the hollow groove while a preload is applied through the first impeller and the thrust bearing runner.

제 1 항에 있어서,
상기 제1 임펠러와, 상기 스러스트 베어링 러너 사이에 끼워지는 임펠러 슬리브를 더 포함하는 터보 압축기.
The method of claim 1,
And an impeller sleeve fitted between said first impeller and said thrust bearing runner.

제 2 항에 있어서,
상기 제1 임펠러와 상기 스러스트 베어링 러너는 상기 임펠러 슬리브에 삽입되는 결합축을 구비하는 터보 압축기.
The method of claim 2,
And the first impeller and the thrust bearing runner have coupling shafts inserted into the impeller sleeve.

제 3 항에 있어서,
상기 결합축은 상기 임펠러 슬리브에 억지 끼움으로 결합되는 터보 압축기.
The method of claim 3, wherein
The coupling shaft is coupled to the impeller sleeve by a turbo compressor.

제 4 항에 있어서,
상기 임펠러 슬리브에 삽입되는 결합축의 길이의 합은 상기 임펠러 슬리브의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
The method of claim 4, wherein
The sum of the length of the coupling shaft inserted into the impeller sleeve is smaller than the length of the impeller sleeve.

제 1 항에 있어서,
상기 회전축은 상기 제2 임펠러와 결합되는 단부의 직경이 2단으로 감소되는 중경부와 소경부를 구비하고,
상기 제2 임펠러의 베이스 플레이트의 내부에 중경부와 소경부의 단차면이 배치되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
The method of claim 1,
The rotating shaft includes a middle diameter portion and a small diameter portion, the diameter of the end coupled to the second impeller is reduced to two stages,
Turbo compressor, characterized in that the step surface of the middle diameter portion and the small diameter portion is disposed inside the base plate of the second impeller.

제 6 항에 있어서,
상기 제2 임펠러의 소경부에 체결너트를 체결하여, 상기 중경부와 상기 소경부에 예하중이 인가되도록 한 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
The method of claim 6,
And a fastening nut is fastened to a small diameter portion of the second impeller so that a preload is applied to the middle diameter portion and the small diameter portion.

제 1 항에 있어서,
상기 회전축의 중심에 구비되는 회전자는 상기 회전축에서 돌출된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
The method of claim 1,
The rotor provided at the center of the rotation shaft is characterized in that the turbo compressor is formed in a shape protruding from the rotation shaft.

제 1 항에 있어서,
상기 타이 로드는 SUS 304 재질을 이용하여, 변형량이 7~25um 범위가 되도록 체결된 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
The method of claim 1,
The tie rod is a turbo compressor, characterized in that the fastening using a SUS 304 material, so that the deformation amount in the range of 7 ~ 25um.

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