KR102366588B1 - 압축기 및 이를 포함하는 칠러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기 및 이를 포함하는 칠러에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는, 축의 길이 방향으로 연장된 회전축, 회전축의 외주면에 배치되고 제1 경사면과 제2 경사면이 형성되는 날개, 회전축의 일측에 배치되고, 날개의 일측과 평행하게 이격되는 제3 경사면을 포함하며, 회전축의 외주면을 감싸게 배치되는 제1 베어링 모듈 및 회전축의 타측에 배치되고, 날개의 타측과 평행하게 이격되는 제4 경사면을 포함하며, 회전축의 외주면을 감싸게 배치되는 제2 베어링 모듈을 포함하고, 제3 경사면은 제1 경사면과 대향되고, 제4 경사면은 제2 경사면과 대향되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 베어링의 제조 원가를 낮추고, 베어링 제어를 단순화할 수 있다.

Description

압축기 및 이를 포함하는 칠러 {Compressor and Chiller including the same}
본 발명은 압축기 및 이를 포함하는 칠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사프트의 축 방향과 경사지게 강자성체 날개를 배치하고, 날개에 대향하게 배치되는 베어링을 구비하여, 베어링의 제조 원가를 낮추고, 베어링 제어를 단순화할 수 있는 압축기 및 이를 포함하는 칠러에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하는 장치이다. 공기조화기는 실내 온도를 조절하고, 정화하도록 함으로써 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로, 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되 어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
한편, 공기조화기 중 칠러 시스템은 냉수를 냉수 수요처로 공급하는 것으로서, 냉동 시스템을 순환하는 냉매와, 냉수 수요처와 냉동 시스템의 사이를 순환하는 냉수간에 열교환이 이루어져 냉수를 냉각시키는 것을 특징으로 한다. 이러한 칠러 시스템은 대용량 설비로서, 규모가 큰 건물 등에 설치될 수 있다.
종래의 칠러 시스템의 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 칠러 시스템(1)의 주요 구성은, 압축기(10), 응축기(20), 팽창기구(30), 증발기(40) 및 제어기(50)로 이루어진다. 또한 종래의 칠러 시스템(10)은 냉매 유로(A)를 포함한다.
압축기(10)는, 공기나 냉매 가스 등의 기체를 압축하기 위한 기기로써, 냉매를 압축하여 응축기(20)로 제공하도록 형성된다. 압축기(10)는 냉매를 압축하는 임펠러(11), 임펠러에 연결된 회전축(13) 및 회전축(13)을 회전시키는 모터(12A, 12B)를 포함한다.
또한, 압축기(10)는, 회전축(13)에 수직 방향으로 형성되는 트러스트 날개(14), 트러스트 날개(14)를 축 방향으로 지지하는 트러스트 베어링(15), 회전축(13)을 지지하는 저널 베어링(16), 및 갭센서(17, 18) 등을 포함한다.
응축기(20)는, 압축기(10)로부터 토출되어 응축기(20)를 통과하는 고온 고압의 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 냉각하도록 형성된다.
팽창기구(30)는, 액상 냉매를 증발기(40)로 보내고, 고압의 냉매는 팽창 밸브를 통과하면서 저온 저압으로 변화하도록 형성된다.
증발기(40)는, 냉매가 증발하면서 냉수를 냉각시키도록 형성된다.
냉매 유로(A)는, 압축기(10)에서 압축된 냉매가 압축기(10)로부터 응축기(20)까지 유동하는 유로, 응축기(20)에서 응축된 냉매가 응축기(20)로부터 팽창기구(30)까지 유동하는 유로, 팽창기구(30)에서 팽창된 냉매가 팽창기구(30)로부터 증발기(40)까지 유동하는 유로 및 증발기(40)에서 증발된 냉매가 증발기(40)로부터 압축기(10)까지 유동하는 유로로 이루어진다.
압축기(10)의 갭센서(17, 18)는 회전축(13) 및 트러스트 날개(14)의 위치를 감지하는 센서이다. 갭센서(17, 18)가 측정한 위치 정보에 따라 제어기(50)는 트러스트 베어링(15)과 저널 베어링(16)의 전류를 제어하여 회전축(13)의 위치를 제어한다.
회전축(13)의 위치 제어를 위해 트러스트 베어링(15)은 일반적으로 1개 이상, 저널 베어링(16)은 일반적으로 2개 이상이 구비된다.
베어링은 제조 원가가 높을 뿐만 아니라, 베어링의 개수가 많을수록 제어기에서 제어해야 하는 제어 변수가 많아진다. 종래의 압축기(10)의 경우 적어도 3개 이상의 베어링을 적용하여야 하므로, 제조 원가가 높다는 문제점과 제어의 복잡성이 높다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 사프트의 축 방향과 경사지게 강자성체 날개를 배치하고, 날개에 대향하게 배치되는 베어링을 구비하여, 베어링의 제조 원가를 낮추는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 사프트의 축 방향과 경사지게 강자성체 날개를 배치하고, 날개에 대향하게 배치되는 베어링을 구비하여, 베어링 제어를 단순화하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는, 축의 길이 방향으로 연장된 회전축, 회전축의 외주면에 배치되고 제1 경사면과 제2 경사면이 형성되는 날개, 회전축의 일측에 배치되고, 날개의 일측과 평행하게 이격되는 제3 경사면을 포함하며, 회전축의 외주면을 감싸게 배치되는 제1 베어링 모듈 및 회전축의 타측에 배치되고, 날개의 타측과 평행하게 이격되는 제4 경사면을 포함하며, 회전축의 외주면을 감싸게 배치되는 제2 베어링 모듈을 포함하고, 제3 경사면은 제1 경사면과 대향되고, 제4 경사면은 제2 경사면과 대향될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 제1 경사면 및 제2 경사면이 회전축의 축 방향과 이루는 각도는 20 내지 60도일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 제1 경사면 및 제2 경사면이 회전축의 축 방향과 이루는 각도는 예각이며, 서로 동일할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 제1 경사면 및 제2 경사면이 회전축의 축 방향과 이루는 각도는 예각이며, 서로 상이할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 날개의 축 방향 단면은 사다리꼴일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 날개의 축 방향 단면은 삼각형일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 날개는 복수개의 중공형 플레이트가 적층되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 날개는 중공형 플레이트가 적층되어 형성되는 방향과 축 방향이 수직하도록 회전축의 외주면에 배치될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 날개는 강자성체로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 제1 베어링 모듈 및 제2 베어링 모듈은 내부에 서로 이격되어 배치되는 복수의 자성체 코어링을 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 제1 베어링 모듈 및 제2 베어링 모듈은 내부에 복수의 갭센서를 포함하며, 갭센서는 제1 경사면과 제1 베어링 모듈의 제3 경사면의 거리 및 제2 경사면과 제2 베어링 모듈의 제4 경사면의 거리를 측정할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 갭센서는 제1 베어링 모듈 및 제2 베어링 모듈의 내부에 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는, 제1 베어링 모듈 및 제2 베어링 모듈을 제어하여, 회전축이 축 방향 또는 축의 수직 방향으로 진동하는 것을 제한하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서, 제어기는 제1 베어링 모듈 및 제2 베어링 모듈 내부의 갭센서로부터 거리 정보를 수신하여 회전축의 위치를 계산하고, 회전축의 위치가 정상 위치 범위를 벗어나는 경우, 제1 베어링 모듈 및 제2 베어링 모듈 내부의 복수의 자성체 코어링 중 적어도 하나 이상의 코어링의 전류를 제어할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 및 이를 포함하는 칠러는, 사프트의 축 방향과 경사지게 강자성체 날개를 배치하고, 날개에 대향하게 배치되는 베어링을 구비하여, 베어링의 제조 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 및 이를 포함하는 칠러는, 사프트의 축 방향과 경사지게 강자성체 날개를 배치하고, 날개에 대향하게 배치되는 베어링을 구비하여, 베어링 제어를 단순화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 일반적인 칠러 및 이에 포함되는 압축기의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 포함하는 칠러를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 압축기에 포함되는 베어링 모듈 및 날개의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 베어링 모듈에서 날개에 가해지는 자기력의 방향을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에 포함되는 날개의 적층 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 압축기에 포함되는 날개가 회전축과 결합된 형태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 내에서 갭센서의 위치를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 압축기의 베어링 모듈에 포함되는 코어링의 형태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기 내에서 갭센서의 위치를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어기를 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
또한, 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. 또한, 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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제 크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)를 포함하는 칠러(2)를 도시한 도면이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)는 칠러의 일부로써 기능할 뿐만 아니라 공기조화기에도 포함될 수 있으며 기체 상태의 물질을 압축하는 기기라면 어디에든 포함될 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러(2)는, 냉매를 압축하도록 형성된 압축기(100), 압축기(100)에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기(200), 응축기(200)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기(300), 팽창기(300)에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매의 증발과 함께 냉수를 냉각하도록 형성된 증발기(400)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러(2)는, 응축기(200)에서 냉매와 열교환된 냉각수를 냉각하도록 형성되는 냉각수 유닛(600), 증발기(400)에서 냉각된 냉수와 공조 공간의 공기를 열교환 시켜 공조 공간의 공기를 냉각하는 공기조화 유닛(500) 및 압축기(100)의 동작을 제어하는 제어기(700)를 더 포함할 수 있다.
응축기(200)는 압축기(100)에서 압축된 고압의 냉매를 냉각수 유닛(600)에서 유입되는 냉각수와 열교환하는 장소를 제공할 수 있다. 압축된 고압의 냉매는 냉각수와의 열교환을 통해 응축된다.
응축기(200)는 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 구체적으로, 압축기(100)에서 압축된 고압의 냉매는 응축기 연결유로(160)를 통해 응축기(200) 내부 공간에 해당하는 응축공간(230)으로 유입된다. 또한, 응축공간(230) 내부에는 냉각수 유닛(600)으로부터 유입되는 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수 유로(210)를 포함할 수 있다.
냉각수 유로(210)는 냉각수 유닛(600)으로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입유로(211)와 냉각수 유닛(600)으로 냉각수가 배출되는 냉각수 토출유로(212)로 구성될 수 있다. 냉각수 유입유로(211)로 유입된 냉각수는 응축공간(230) 내부에서 냉매와 열교환을 한 후, 응축기(200) 내부 일단 또는 외부에 구비된 냉각수 연결유로(240)를 지나 냉각수 토출유로(212)로 유입된다.
냉각수 유닛(600)과 응축기(200)는 냉각수 튜브(220)를 매개로 하여 연결될 수 있다. 냉각수 튜브(220)는 냉각수 유닛(600)과 응축기(200) 사이에 냉각수가 흐르는 통로가 될 수 있다. 또한, 냉각수 튜브(220)는, 냉각수가 외부로 새어나가지 않도록 고무 등의 재질로 구성될 수 있다.
냉각수 튜브(220)는 냉각수 유입유로(211)와 연결되는 냉각수 유입튜브(221) 및 냉각수 토출유로(212)와 연결되는 냉각수 토출튜브(222)로 구성될 수 있다.
냉각수의 흐름을 전체적으로 살펴보면, 냉각수 유닛(600)에서 공기 또는 액체와 열교환을 마친 냉각수는 냉각수 유입튜브(221)를 통해 응축기(200) 내부로 유입된다. 응축기(200) 내부로 유입된 냉각수는 응축기(200) 내부에 구비된 냉각수 유입유로(211), 냉각수 연결유로(240), 냉각수 토출유로(212)를 차례로 지나면서 응축기(200) 내부로 유입된 냉매와 열교환을 한 후, 다시 냉각수 토출튜브(222)를 지나 냉각수 유닛(600)으로 유입된다.
한편, 냉각수 유닛(600)은, 응축기(200)에서 열교환을 통해 냉매의 열을 흡수한 냉각수를 공냉시킬 수 있다. 냉각수 유닛(600)은, 본체부(630), 냉각수 토출튜브(222)를 통해 열을 흡수한 냉각수가 유입되는 입구인 냉각수 유입관(610), 및 냉각수 유닛(600) 내부에서 냉각된 후 냉각수가 배출되는 출구인 냉각수 토출관(620)으로 구성될 수 있다.
냉각수 유닛(600)은 본체부(630) 내부로 유입된 냉각수를 냉각시키기 위해 공기를 이용할 수 있다. 구체적으로 본체부(630)는 공기의 흐름을 발생시키는 팬을 구비할 수 있고, 공기가 토출되는 공기 토출구(631)와 본체부(630) 내부로 공기를 유입되는 입구에 해당하는 공기 흡입구(632)를 포함할 수 있다.
열교환을 마치고 공기 토출구(631)에서 토출되는 공기는 난방에 이용될 수 있다. 응축기(200)에서 열교환을 마친 냉매는 응축되어 응축공간(230) 하부에 고이게 된다. 고인 냉매는 응축공간(230) 내부에 구비된 냉매박스(250)로 유입된 후 팽창기(300)로 흘러간다.
냉매박스(250)는 냉매 유입구(251)를 포함할 수 있다. 냉매 유입구(251)로 유입된 냉매는 팽창기구 연결유로(260)를 통해 토출된다. 팽창기구 연결유로(260)는 팽창기구 연결유로 유입구(261)를 포함할 수 있으며, 팽창기구 연결유로 유입구(261)는 냉매박스(250)의 하부에 위치할 수 있다.
증발기(400)는 팽창기(300)에서 팽창된 냉매와 냉수 사이에 열교환이 일어나는 증발공간(430)을 포함할 수 있다. 팽창기구 연결유로(260)에서 팽창기(300)를 통과한 냉매는 증발기 연결유로(360)를 통해 증발기(400) 내부에 구비된 냉매 분사장치(450)로 유동하며, 냉매 분사장치(450)에 구비된 냉매 분사홀(451)을 통해 증발기(400) 내부로 골고루 퍼지게 된다.
또한, 증발기(400) 내부에는 증발기(400) 내부로 냉수가 유입되는 냉수 유입유로(411)와 증발기(400) 외부로 냉수가 토출되는 냉수 토출유로(412)를 포함하는 냉수유로(410)가 구비될 수 있다.
냉수는 증발기(400) 외부에 구비된 공기조화 유닛(500)과 연통된 냉수튜브(420)를 통해 유입되거나 토출된다. 냉수튜브(420)는 공기조화 유닛(500) 내부의 냉수가 증발기(400)로 향하는 통로인 냉수 유입튜브(421)와 증발기(400)에서 열교환을 마친 냉수가 공기조화 유닛(500)으로 향하는 통로인 냉수 토출튜브(422)로 구성될 수 있다. 즉, 냉수 유입튜브(421)는 냉수 유입유로(411)와 연통되고 냉수 토출튜브(422)는 냉수 토출유로(412)와 연통된다.
냉수의 흐름을 살펴보면, 냉수는, 공기조화 유닛(500), 냉수 유입튜브(421), 냉수 유입유로(411)를 거쳐 증발기(400)의 내부 일단 또는 증발기(400)의 외부에 구비된 냉수 연결유로(440)를 통과한 후, 냉수 토출유로(412), 냉수 토출튜브(422)를 거쳐 공기조화 유닛(500)으로 다시 유입된다.
공기조화 유닛(500)은 증발기(400)에서 냉각된 냉수와 공조 공간의 공기를 열교환시킬 수 있다. 증발기(400)에서 냉각된 냉수는 공기조화 유닛(500) 내에서 공기의 열을 흡수하여 실내 냉방을 가능하게 한다. 공기조화 유닛(500)은 냉수 유입튜브(421)와 연통되는 냉수 토출관(520)과 냉수 토출튜브(422)와 연통되는 냉수 유입관(510)을 포함할 수 있다. 증발기(400)에서 열교환을 마친 냉매는 압축기 연결유로(460)를 통해 압축기(100)로 다시 유입된다.
냉매의 흐름을 살펴보면, 압축기 연결유로(460)를 통해 압축기(100) 내부로 유입된 냉매는, 임펠러(110, 120)의 작용으로 원주 방면으로 압축된 후, 응축기 연결유로(160)로 토출된다. 압축기 연결유로(460)는 임펠러(110, 120)의 회전 방향과 수직인 방향으로 냉매가 유입될 수 있도록 압축기(100)와 연결될 수 있다.
제어기(700)는 압축기(100)에 포함되는 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)을 제어하여 회전축(132)이 축 방향 또는 축의 수직 방향으로 진동하는 것을 제한할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)의 구조를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 압축기(100)는, 적어도 하나 이상의 임펠러(110, 120), 모터 하우징 내에 수용되어 회전하는 모터(131), 회전축(132), 회전축(132)의 외주면에 배치되는 날개(135), 제1 베어링 모듈(151) 및 제2 베어링 모듈(152)을 포함할 수 있다.
임펠러(110, 120)는 1단 또는 2단으로 이루어질 수 있고, 다수 개의 단으로 이루어질 수도 있다. 임펠러(110, 120)는 회전축(132)에 연결되어 회전축(132)에 의해 회전을 하며, 축 방향으로 유입된 냉매를 원심방향으로 회전에 의해 압축을 함으로써 냉매를 고압으로 만들 수 있다.
모터(131)는 스테이터(134) 및 로터(133)를 포함할 수 있고, 회전축(132)을 회전시킬 수 있다. 로터(133)는 회전축(132)의 외둘레에 배치될 수 있고, 회전축(132)과 함께 회전될 수 있다. 스테이터(134)는 로터(133)의 외둘레를 둘러싸도록 모터 하우징 내부에 배치될 수 있다. 모터(131)는 회전축(132)과 별도의 회전축을 가지고 벨트(미도시)에 의해 회전력을 회전축(132)으로 전달하는 구조를 가질 수도 있다.
회전축(132)은 모터(131)와 연결될 수 있다. 회전축(132)은 도 3의 좌우 방향으로 연장된다. 이하, 회전축(132)의 축 방향은 좌우 방향을 의미한다. 모터(131)가 회전하면, 회전축(132)이 회전하면서 임펠러(110, 120)를 회전시킬 수 있다.
회전축(132)의 외주면에는 날개(135)가 배치될 수 있다. 날개(135)는 축 방향에 수직한 면에서 회전축(132)의 단면적 보다 넓은 단면적을 가질 수 있다. 날개(135)는 회전축(132)의 회전 반경 방향(축 수직 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 축 방향에 수직한 면에서 날개(135)의 단면적은 날개(135)의 양 끝 쪽으로 갈수록 줄어드는 형태일 수 있다. 즉, 날개(135)의 양 끝 쪽에는 제1 경사면(135a)과 제2 경사면(135b)이 형성될 수 있다.
제1 베어링 모듈(151)은 회전축(132)의 일측에 배치되고, 회전축(132)의 외주면을 감싸게 배치되며, 날개(135)의 일측과 이격될 수 있다. 제1 베어링 모듈(151)은 날개(135)의 제1 경사면(135a)과 대향되게 배치될 수 있다.
제2 베어링 모듈(152)은 회전축(132)의 타측에 배치되고, 회전축(132)의 외주면을 감싸게 배치되며, 날개(135)의 타측과 이격될 수 있다. 제2 베어링 모듈(152)은 날개(135)의 제2 경사면(135b)과 대향되게 배치될 수 있다. 따라서, 날개(135)는 제1 베어링 모듈(151) 및 제2 베어링 모듈(152)에 의해 제1 경사면(135a) 및 제2 경사면(135b) 모두가 감싸지게 배치될 수 있다.
제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 자기 베어링을 포함할 수 있다. 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152) 내부에는 서로 이격되어 배치되는 복수의 자성체 코어링(141, 142)이 포함될 수 있다. 자성체 코어링(141, 142)에는 코일(미도시)이 권선될 수 있다. 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 권선된 코일에 흐르는 전류에 의해 자석과 같은 역할을 한다. 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 회전축(132)이 공중에 부양된 상태에서 마찰 없이 회전할 수 있도록 한다.
회전축(132)은 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)에서 발생하는 자기력에 의해 움직일 수 있도록 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 날개(135)는 강자성체로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 날개(135)는 강자성의 금속이거나 금속 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 회전축(132)이 축 방향의 진동으로 이동하는 것을 제한하고, 서지(surge) 발생시에 회전축(132)이 축 방향으로 이동하면서, 압축기(100)의 다른 구성들과 충돌하게 되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도 3의 압축기(100)에 포함되는 베어링 모듈(151, 152) 및 날개(135)의 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 베어링 모듈(151, 152)에서 날개(135)에 가해지는 자기력의 방향을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 단면이 사다리꼴의 형태이며, 도넛 형태로 회전축의 외주면을 감싸는 구조일 수 있다.
제1 베어링 모듈(151)의 일측면은 날개(135)의 제1 경사면(135a)과 이격되게 형성되고, 제1 경사면(135a)과 평행하게 이격되는 형태의 제3 경사면을 포함할 수 있다.
제1 베어링 모듈(151) 내부에는 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 자성체 코어링(141a, 141b)이 포함될 수 있다. 제1 자성체 코어링(141a, 141b)에서 발생하는 자기력은 날개(135)의 수직 방향과 수평 방향 모두에 작용할 수 있다.
제2 베어링 모듈(152)의 일측면은 날개(135)의 제2 경사면(135b)과 이격되게 형성되고, 제2 경사면(135b)과 평행하게 이격되는 형태의 제4 경사면을 포함할 수 있다.
제2 베어링 모듈(152) 내부에는 서로 이격되어 배치되는 복수의 제2 자성체 코어링(142a, 142b)이 포함될 수 있다. 제2 자성체 코어링(142a, 142b)에서 발생하는 자기력은 날개(135)의 수직 방향과 수평 방향 모두에 작용할 수 있다.
날개(135)의 제1 경사면(135a)과 제2 경사면(135b)이 회전축(132)의 축 방향과 이루는 각도(G1, G2)는 예각일 수 있다.
한편, 각도(G1, G2)는 특정 범위 내에 있을 수 있다. 구체적으로 제1 경사면(135a)이 회전축(132)의 축 방향과 이루는 제1 각도(G1)와 제2 경사면(135b)이 회전축(132)의 축 방향과 이루는 제2 각도(G2)는 20도 내지 60도일 수 있다. 바람직하게, 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)는 45도일 수 있다.
제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 90도이거나, 90도에 근접하는 각도일 경우에는, 날개(135)는 종래의 일반적인 압축기에 포함되는 트러스트 날개와 동일한 형상이 된다. 이 경우, 날개(135) 및 제1 및 제2 베어링 모듈(151, 152)은 회전축(132)의 축 방향 이동만 제어할 수 있고, 회전축(132)의 축 수직 방향 이동은 거의 제어할 수 없다.
마찬가지로, 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 0도 이거나 0도에 근접하는 각도일 경우에는, 날개(135) 및 제1 및 제2 베어링 모듈(151, 152)은 회전축(132)의 축 수직 방향 이동만 제어할 수 있고, 회전축(132)의 축 방향 이동은 거의 제어할 수 없다.
제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 20도 내지 60도 범위 내에 있는 경우, 날개(135) 및 제1 및 제2 베어링 모듈(151, 152)은 회전축(132)의 축 수직 방향 이동 및 축 방향 이동을 효과적으로 제어할 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 제1 베어링 모듈(151) 또는 제2 베어링 모듈(152)에 의해 발생하는 제1 자기력(F1)은 제1 경사면(135a) 또는 제2 경사면(135b)에 수직한 방향으로 작용할 수 있다. 제1 자기력(F1)은 회전축(132)의 축 방향 성분(F1x)과 회전축(132)의 수직 방향 성분(F1y)으로 이루어질 수 있다.
제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 45도 내지 60도 범위 내에 있는 경우, 제1 자기력(F1)의 축 방향 성분(F1x)의 크기가 축 수직 방향 성분(F1y)의 크기보다 더 크다. 따라서 이 경우, 날개(135) 및 제1 및 제2 베어링 모듈(151, 152)은 회전축(132)의 축 방향 이동을 더 효과적으로 억제할 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 제 제1 베어링 모듈(151) 또는 제2 베어링 모듈(152)에 의해 발생하는 제2 자기력(F2)은 제1 경사면(135a) 또는 제2 경사면(135b)에 수직한 방향으로 작용할 수 있다. 제2 자기력(F2)은 회전축(132)의 축 방향 성분(F2x)과 회전축(132)의 수직 방향 성분(F2y)으로 이루어질 수 있다.
제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 20도 내지 45도 범위 내에 있는 경우, 제2 자기력(F2)의 축 방향 성분(F2x)의 크기가 수직 방향 성분(F2y)의 크기보다 더 작다. 따라서 이 경우, 날개(135) 및 제1 및 제2 베어링 모듈(151, 152)은 회전축(132)의 축 수직 방향 이동을 더 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 45도인 경우, 제2 자기력(F2)의 축 방향 성분(F2x)의 크기와 수직 방향 성분(F2y)의 크기가 서로 같다. 따라서 이 경우, 날개(135) 및 제1 및 제2 베어링 모듈(151, 152)은 회전축(132)의 축 방향 이동과 축 수직 방향 이동을 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)는 서로 동일한 각도일 수 있다. 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 동일한 경우, 제1 베어링 모듈(135a)과 제2 베어링 모듈(135b)도 동일한 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 베어링 모듈(135a)과 제2 베어링 모듈(135b)에 의한 날개(135)의 제어가 단순화될 수 있다.
한편, 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)는 서로 상이한 각도일 수 있다. 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 상이한 경우, 제1 베어링 모듈(135a)과 제2 베어링 모듈(135b)도 상이한 형상을 가질 수 있다.
한편, 도 4의 (a)를 참조하면, 날개(135)의 축 방향 단면은 사다리꼴일 수 있다. 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 45도 내지 60도 범위 내에 있는 경우, 날개(135)의 축 방향 단면은 사다리꼴일 수 있다. 따라서 날개(135)의 축 방향 폭이 지나치게 얇아지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 4의 (b)를 참조하면, 날개(135)의 축 방향 단면은 삼각형일 수 있다. 제1 각도(G1)와 제2 각도(G2)가 20도 내지 45도 범위 내에 있는 경우, 날개(135)의 축 방향 단면은 삼각형일 수 있다. 따라서 날개(135)의 축 방향 폭이 지나치게 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)에 포함되는 날개(135)의 적층 구조를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 압축기(100)에 포함되는 날개(135)가 회전축(132)과 결합된 형태를 도시한 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 날개(135)는 복수개의 중공형의 원형 플레이트(1351, 1352, 1353)가 적층된 구조로 형성될 수 있다. 중공형의 원형 플레이트(1351, 1352, 1353)는 플레이트 가운데에 회전축(132)의 수직 단면의 직경과 동일한 직경을 갖는 원형의 중공이 형성될 수 있다. 중공형의 원형 플레이트(1351, 1352, 1353)는 강자성체로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 강자성의 금속이거나 금속 합금으로 이루어질 수 있다.
복수개의 원형 플레이트가 적층되되, 중심부에는 직경이 상대적으로 가장 큰 원형 플레이트(1352)가 복수개 적층되고, 날개(135)의 양 끝단으로 갈수록, 직경이 순차적으로 감소하도록 직경이 상대적으로 작은 원형 플레이트(1351, 1353)가 적층될 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 복수개의 중공형의 원형 플레이트(1351, 1352, 1353)가 적층되어, 제1 경사면(135a)과 제2 경사면(135b)이 형성될 수 있다. 적층되는 중공형의 원형 플레이트(1351, 1353)의 직경에 따라, 제1 경사면(135a)과 제2 경사면(135b)이 회전축(132)의 축 방향과 이루는 각도의 크기가 달라질 수 있다. 제1 경사면(135a)과 제2 경사면(135b)은 계단 형태의 형상을 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 복수개의 중공형의 원형 플레이트(1351, 1352, 1353)는 각각의 플레이트의 직경 방향(D1)과 회전축(132)의 축 방향(D2)이 서로 수직하도록 회전축(132)의 외주면에 배치될 수 있다. 회전축(132)과 서로 수직한 형태로 복수개의 중공형 원형 플레이트(1351, 1352, 1353)가 배치됨으로써, 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)에서 발생한 자기력이 날개(135)를 통해 효과적으로 회전축(132)에 전달될 수 있다.
한편, 날개(135)는 직경과 길이가 서로 다른 복수개의 중공형의 원통이 적층된 형태로 형성될 수도 있고, 일체형의 강자성의 금속 또는 금속 합금으로 이루어지도록 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100) 내에서 갭센서(171, 172)의 위치를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 압축기(100)의 베어링 모듈(151, 152)에 포함되는 코어링(141, 142)의 구조를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 베어링 모듈(151) 및 제2 베어링 모듈(152)은 내부에 복수의 갭센서(171, 172)를 포함할 수 있다. 제1 베어링 모듈(151) 내부에 복수의 제1 갭센서(171)가 포함될 수 있고, 제2 베어링 모듈(152) 내부에 복수의 제2 갭센서(172)가 포함될 수 있다.
제1 갭센서(171)는 제1 경사면(135a)과 제1 베어링 모듈(151)의 제3 경사면의 거리 또는 거리의 변화를 측정할 수 있고, 제2 갭센서(172)는 제2 경사면(135b)과 제2 베어링 모듈(152)의 제4 경사면의 거리 또는 거리의 변화를 측정할 수 있다. 이를 통해, 갭센서(171, 172)는 날개(135)의 정확한 위치 정보를 측정할 수 있고, 회전축(132)의 축 수직 방향 및 축 방향의 움직임 모두를 측정할 수 있다.
한편, 제1 갭센서(171a, 171b)는 복수개가 제1 베어링 모듈(151) 내부에 등간격으로 이격되어 배치될 수 있고, 제2 갭센서(172a, 172b)는 제2 베어링 모듈(152) 내부에 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
복수의 갭센서(171a, 171b, 172a, 172b)는 측정한 거리 또는 거리 변화 정보를 제어기(700)로 전송할 수 있고, 제어기(700)는 복수의 갭센서(171a, 171b, 172a, 172b)가 측정한 거리 또는 거리 변화 정보를 모두 고려하여, 날개(135)의 위치 정보를 파악할 수 있다. 이를 통해, 날개(135)의 위치 정보 측정의 정확도를 높일 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 자기 베어링을 포함할 수 있다. 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152) 내부에는 각각 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 자성체 코어링(141a, 141b)과 복수의 제2 자성체 코어링(142a, 142b)이 포함될 수 있다.
자성체 코어링(141a, 141b, 142a, 142b)에는 코일(미도시)이 권선될 수 있다. 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 권선된 코일에 흐르는 전류에 의해 자석과 같은 역할을 한다. 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)은 회전축(132)이 공중에 부양된 상태에서 마찰 없이 회전할 수 있도록 한다.
각 베어링 모듈에 포함되는 복수의 자성체 코어링의 개수는 각 베어링 모듈에 포함되는 복수의 갭센서의 개수와 동일할 수 있다. 또는, 각 베어링 모듈에 포함되는 복수의 자성체 코어링의 개수는 각 베어링 모듈에 포함되는 복수의 갭센서의 개수의 배수일 수 있다. 예를 들어, 제1 베어링 모듈(151) 및 제2 베어링 모듈(152)에는 각각 8개의 제1 자성체 코어링(141) 및 제2 자성체 코어링(142)이 이격되어 배치될 수 있고, 각각 4개의 제1 갭센서(171) 및 제2 갭센서(172)가 이격되어 배치될 수 있다.
복수의 제1 갭센서(171a, 171b) 및 제2 갭센서(172a, 172b)는 각각 복수의 제1 자성체 코어링(141a, 141b) 및 제2 자성체 코어링(142a, 142b)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 갭센서(171a, 171b)는, 제1 경사면(135a)과 대향하는 제1 베어링 모듈(151)의 제3 경사면에 인접하도록, 복수의 제1 자성체 코어링(141a, 141b)과 제3 경사면 사이에 배치될 수 있다. 복수의 제2 갭센서(172a, 172b)는, 제2 경사면(135b)과 대향하는 제2 베어링 모듈(152)의제4 경사면에 인접하도록, 복수의 제2 자성체 코어링(142a, 142b)과 제4 경사면 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 날개(135)의 위치 정보 측정의 정확도를 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기 내에서 갭센서(175, 176)의 위치를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 갭센서(175, 176)는 제3 갭센서(175)와 제4 갭센서(176)를포함할 수 있다. 제3 갭센서(175)는 복수개로 이루어질 수 있다.
제3 갭센서(175)는 제1 베어링 모듈(151)과 제2 베어링 모듈(152)이 회전축(132)과 대향하는 면에 인접하여 배치될 수 있다. 복수개의 제3 갭센서(175a, 175b, 175c, 175d)는 회전축(132)과의 거리 또는 거리 변화를 감지하고, 감지된 정보로부터 회전축(132)의 축 수직 방향 움직임을 측정할 수 있다.
제4 갭센서(176)는 회전축(132)의 일측 끝단에 인접하도록 배치될 수 있다. 제4 갭센서(176)는 회전축(132)과의 거리 또는 거리 변화를 감지하고, 감지된 정보로부터 회전축(132)의 축 방향 움직임을 측정할 수 있다.
제3 갭센서(175)와 제4 갭센서(176)는 측정한 거리 또는 거리 변화 정보를 제어기(700)로 전송할 수 있고, 제어기(700)는 복수의 갭센서(175. 176)가 측정한 거리 또는 거리 변화 정보를 모두 고려하여, 날개(135)의 위치 정보를 파악할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기(700)를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 제어기(700)는 프로세서(710), 저장부(720), A/D 컨버터(730) 및 인터페이스 보드(740)를 포함할 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 제어기(700)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 제어기(700)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
한편, 이하에서는 압축기(100)의 갭센서(171, 172)가 제1 경사면(135a)과 제2 경사면(135b)에 인접하여 배치되는 실시예를 중심으로 제어기(700)의 동작에 대하여 기술한다.
프로세서(710)는 압축기(100) 또는 압축기(100)를 포함하는 냉동기(2)의 작동을 제어하기 위해 제어 알고리즘을 실행할 수 있다. 제어 알고리즘은 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 프로세서(710)에 의해 실행될 수 있으며, 이는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 기술이다. 한편, 제어기(700)는 프로세서(710)와 별개 기능을 실행하는 컨트롤러(미도시)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(710)는 제어 알고리즘을 실행하여 모터(131)의 속도를 제어하거나, 순환 유로(미도시) 또는 팽창기(300)에 포함되는 벨브의 개도를 제어할 수 있다.
저장부(720)는 제어 알고리즘을 저장할 수 있다. 제어 알고리즘은 컴퓨터 프로그램이나 소프트웨어로 구성되어 저장부(720)에 저장될 수 있다. 저장부(720)는 회전축(132)의 정상 위치 정보 또는 정상 위치 범위 정보를 저장할 수 있다.
저장부(720)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
A/D 컨버터(730)는 갭센서(171, 172)를 포함하는 다양한 센서들로부터 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. A/D 컨버터(730)에서 변환된 디지털 신호는 프로세서(710)로 제공될 수 있다.
인터페이스 보드(740)는 압축기(100)의 동작과 관련하여 다양한 센서들과 구성요소들로부터 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 보드(740)는 증발기(400)에서 냉수 유입튜브(421)로 토출되는 냉수의 온도 정보, 증발기(400) 및 응축기(200)의 냉각 압력 정보, 압축기(100)의 배출 온도 센서 정보 또는 압축기(100)의 오일 온도 센서 정보 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다.
제어기(700)의 프로세서(710)는, 제어 알고리즘을 실행하여 제1 베어링 모듈(151) 및 제2 베어링 모듈(152)을 제어하여, 회전축(132)이 축 방향 또는 축의 수직 방향으로 진동하는 것을 제어할 수 있다. 프로세서(710)는 회전축(132)에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되면 알람을 출력하도록 디스플레이(미도시)를 제어할 수 있다.
프로세서(710)는 갭센서(171, 172)가 측정한 날개(135)의 거리 정보 또는 거리 변화 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 회전축(132)의 위치를 계산할 수 있다. 프로세서(710)는 계산된 회전축(132)의 위치 정보를 바탕으로 복수의 제1 자성체 코어링(141a, 141b)과 제2 자성체 코어링(142a, 142b) 중 적어도 하나 이상의 코어링에 인가되는 전류의 크기를 제어할 수 있다.
프로세서(710)는 갭센서(171, 172)가 측정한 거리 정보와 제1 각도(G1) 또는 제2 각도(G2) 정보를 이용하여, 측정한 거리 정보를 축 방향 거리 정보와 축 수직 방향 거리 정보로 분할할 수 있다. 프로세서(710)는 분할된 거리 정보를 바탕으로, 날개(135)의 축 방향 위치 정보와 축 수직 방향 위치 정보를 계산할 수 있다. 복수개의 갭센서(171, 172)가 측정한 거리 정보를 통해, 프로세서(710)는 날개(135) 또는 회전축(132)의 3차원 위치 정보를 정확하게 계산할 수 있다.
프로세서(710)는 계산된 날개(135)의 3차원 위치 정보 또는 회전축(132)의 3차원 위치 정보를 저장부(720)에 저장된 정상 위치 정보 또는 정상 위치 범위 정보와 비교하고, 제1 자성체 코어링(141a, 141b)과 제2 자성체 코어링(142a, 142b) 중 적어도 하나 이상의 코어링을 통해 날개(135)에 인가해야 할 축 방향 힘의 크기(F1x, F2x)와 축 수직 방향 힘의 크기(F1y, F2y)를 계산할 수 있다. 프로세서(710)는 계산된 힘의 크기에 따라 복수의 제1 자성체 코어링(141a, 141b)과 제2 자성체 코어링(142a, 142b) 중 적어도 하나 이상의 코어링에 인가되는 전류의 크기를 계산하고, 계산된 전류가 코어링에 인가되도록 압축기(100)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 프로세서(710)는 날개(135)와 연결된 회전축(132)의 위치가 정상 동작이 가능한 위치 또는 위치 범위 내에 존재하도록 회전축(132)을 제어할 수 있다. 프로세서(710)는 회전축(132)의 상하 방향 움직임, 좌우 방향 움직임, 전후 방향 움직임, 요잉(yawing), 피칭(pitching)을 모두 제어할 수 있다.
프로세서(710)는 회전축(132)의 위치를 저장부(720)에 저장된 정상 위치 정보 또는 정상 위치 범위 정보와 비교하고, 회전축(132)의 위치가 정상 위치 범위를 벗어나는 경우 회전축(132)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(710)는 압축기(100) 또는 냉동기(2)에 포함되는 디스플레이(미도시)에 주의 알람 정보를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(710)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 통신부를 통해 외부 장치로 주의 알람 정보를 전송하여, 외부 장치에 구비된 디스플레이를 통해 주의 알람 정보가 표시되도록 할 수 있다.
한편, 프로세서(710)는 회전축(132)의 위치가 정상 위치 범위를 벗어나는 경우 압축기(100) 또는 냉동기(2)의 동작을 정지시키고, 압축기(100)의 검사를 안내하는 정보를 디스플레이에 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 따라서, 냉동기(2)를 관리하는 관리자는 디스플레이에 표시된 검사 안내 정보를 확인하고, 압축기(100) 검사를 수행하여, 압축기(100)를 정비할 수 있다.
저장부(720)는 모터(131)의 동작 정보를 누적하여 저장할 수 있고, 갭센서(171, 172)에서 측정한 거리 정보를 누적하여 저장할 수 있다.
본 발명에 따른 압축기 및 이를 포함하는 칠러는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 축의 길이 방향으로 연장된 회전축;
    상기 회전축의 외주면에 배치되고, 제1 경사면과 제2 경사면이 형성되는 날개;
    상기 회전축의 일측에 배치되고, 상기 날개의 일측과 평행하게 이격되는 제3 경사면을 포함하며, 상기 회전축의 외주면을 감싸게 배치되는 제1 베어링 모듈; 및
    상기 회전축의 타측에 배치되고, 상기 날개의 타측과 평행하게 이격되는 제4 경사면을 포함하며, 상기 회전축의 외주면을 감싸게 배치되는 제2 베어링 모듈;을 포함하고,
    상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면은 상기 회전축의 축 방향에 대해 경사지게 형성되며, 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면이 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도는 예각이고,
    상기 제3 경사면은 상기 제1 경사면과 대향되고, 상기 제4 경사면은 상기 제2 경사면과 대향되는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면이 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도는 20 ~ 60도 인 압축기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 날개의 축 방향 단면은 사다리꼴인 압축기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 날개의 축 방향 단면은 삼각형인 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 날개는,
    복수개의 중공형 플레이트가 적층되어 형성되는 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 날개는,
    상기 중공형 플레이트가 적층되어 형성되는 방향과 상기 축 방향이 수직하도록 상기 회전축의 외주면에 배치되는 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 날개는 강자성체로 이루어지는 압축기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베어링 모듈 및 상기 제2 베어링 모듈은,
    내부에 서로 이격되어 배치되는 복수의 자성체 코어링을 포함하는 압축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베어링 모듈 및 상기 제2 베어링 모듈은,
    내부에 복수의 갭센서를 포함하며,
    상기 갭센서는,
    상기 제1 경사면과 상기 제1 베어링 모듈의 상기 제3 경사면의 거리 및 상기 제2 경사면과 상기 제2 베어링 모듈의 상기 제4 경사면의 거리를 측정하는 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 갭센서는,
    상기 제1 베어링 모듈 및 상기 제2 베어링 모듈의 내부에 등간격으로 이격되어 배치되는 압축기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베어링 모듈 및 상기 제2 베어링 모듈을 제어하여, 상기 회전축이 축 방향 또는 축의 수직 방향으로 진동하는 것을 제한하는 제어기를 더 포함하는 압축기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1 베어링 모듈 및 상기 제2 베어링 모듈 내부의 갭센서로부터 거리 정보를 수신하여 상기 회전축의 위치를 계산하고, 상기 제1 베어링 모듈 및 상기 제2 베어링 모듈 내부의 복수의 자성체 코어링 중 적어도 하나 이상의 코어링의 전류를 제어하는 압축기.
  15. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항의 압축기를 구비하는 칠러.




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