(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023024922
(43)【公開日】2023-02-21
(54)【発明の名称】ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段
(51)【国際特許分類】
F04D 29/051 20060101AFI20230214BHJP
F04D 29/056 20060101ALI20230214BHJP
【FI】
F04D29/051
F04D29/056 A
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021138342
(22)【出願日】2021-08-26
(31)【優先権主張番号】10-2021-0104863
(32)【優先日】2021-08-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】520206438
【氏名又は名称】ターボウィン カンパニー,リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】キム,ミン ス
【テーマコード(参考)】
3H130
【Fターム(参考)】
3H130AA13
3H130AB27
3H130AB47
3H130AC30
3H130BA24E
3H130BA74D
3H130CA13
3H130DA02Z
3H130DB02X
3H130DB03X
3H130DC12X
3H130DD01Z
(57)【要約】 (修正有)
【課題】ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段であり、空気圧縮部に発生及び作用されるベアリング摩耗要因の推力を低減及び補正させて、空気圧縮部の耐久性及び寿命を確保する。
【解決手段】空気圧縮手段は、ベアリング摩耗要因である推力の低減補正部が適用された空気圧縮手段1において、外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部100、前記空気圧縮部100の動作時に、空気圧縮部100の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力、及び前記空気圧縮部100の一側に形成され、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力が低減及び補正されるようにして、空気圧縮部100の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部200で構成されて、空気圧縮部100に発生及び作用されるベアリング摩耗要因の推力を低減及び補正する。
【選択図】
図3a
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段(1)であって、
外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部(100)、
前記空気圧縮部(100)の動作時に、空気圧縮部(100)の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)、及び、
前記空気圧縮部(100)の一側に形成され、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにして、空気圧縮部(100)の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)で構成され、
空気圧縮部(100)は、
外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ(120)、空気圧縮ローター(130)、空気圧縮シャフト(140)、及び空気圧縮インペラ(150)を保護する空気圧縮ハウジング(110)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ(120)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター(130)、
前記空気圧縮ローター(130)と結合されて回転される空気圧縮シャフト(140)、
前記空気圧縮シャフト(140)に結合され、空気圧縮シャフト(140)が回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ(150)、
前記空気圧縮シャフト(150)に挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング(160)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)と軸方向の荷重支持ベアリング(160)との間に位置し、空気圧縮ステータ(120)と空気圧縮ローター(130)との間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラ(150)の背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール(170)、で構成され、
外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにし、
前記ベアリング摩耗要因の推力(F)は、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーン(PZ1)に発生される第1のインペラ推力要素(F1)、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーン(PZ2)に発生される第2のインペラ推力要素(F2)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)の回転で空気圧縮インペラ(150)の前面方向に作用する第3のインペラ推力要素(F3)、で構成され、
前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)は、
前記空気漏れ防止シール(170)の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ(150)の背面に第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール(210)、
一端部は、前記推力低減ホールモジュール(210)と一致及び接続され、他端部は、外部と連通するように空気圧縮ステータ(120)の一側に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュール(210)に排出される一定の圧力を有する空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されるように誘導する推力の外部排出誘導管モジュール(220a)、及び、
前記推力低減ホールモジュール(210)と、前記推力の外部排出誘導管モジュール(220a)に接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ(150)の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されながら生成される圧力外部排出推力の低減パスモジュール(230a)、で構成され、
前記空気圧縮インペラ(150)の高速回転により、空気圧縮インペラ(150)の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、前記圧力外部排出推力の低減パスモジュール(230a)に沿って外部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーン(PZ2)の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力(F)を低減し、軸方向の荷重支持ベアリング(160)を保護して、空気圧縮部(100)の耐久性及び寿命を最大限にすることを特徴とするベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段。
【請求項2】
ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段(1)であって、
外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部(100)、
前記空気圧縮部(100)の動作時に、空気圧縮部(100)の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)、及び、
前記空気圧縮部(100)の一側に形成され、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにして、空気圧縮部(100)の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)、で構成され、
空気圧縮部(100)は、
外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ(120)、空気圧縮ローター(130)、空気圧縮シャフト(140)、及び、空気圧縮インペラ(150)を保護する空気圧縮ハウジング(110)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ(120)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター(130)、
前記空気圧縮ローター(130)と結合されて回転される空気圧縮シャフト(140)、
前記空気圧縮シャフト(140)に結合され、空気圧縮シャフト(140)が回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ(150)、
前記空気圧縮シャフト(150)に挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング(160)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)と軸方向の荷重支持ベアリング(160)との間に位置し、空気圧縮ステータ(120)と空気圧縮ローター(130)との間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラ(150)の背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール(170)、で構成され、
外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにし、
前記ベアリング摩耗要因の推力(F)は、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーン(PZ1)に発生される第1のインペラ推力要素(F1)、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーン(PZ2)に発生される第2のインペラ推力要素(F2)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)の回転で空気圧縮インペラ(150)の前面方向に作用する第3のインペラ推力要素(F3)、で構成され、
前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)は、
前記空気漏れ防止シール(170)の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ(150)の背面に第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール(210)、
前記推力低減ホールモジュール(210)と一直線上に一致するように、空気圧縮ステータ(120)の一側に水平方向に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュール(210)に排出される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部(100)の内部に流動されるように誘導する推力の内部排出誘導管モジュール(220b)、及び、
前記推力低減ホールモジュール(210)と、推力の内部排出誘導管モジュール(220b)に接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ(150)の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部(100)の内部に排出されながら生成された圧力内部排出推力の低減パスモジュール(230b)、で構成され、
前記空気圧縮インペラ(150)の高速回転により、空気圧縮インペラ(150)の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、圧力内部排出推力の低減パスモジュール(230b)に沿って空気圧縮部(100)の内部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーン(PZ2)の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力(F)を低減し、軸方向の荷重支持ベアリング(160)を保護して、空気圧縮部(100)の耐久性及び寿命を最大限にすることを特徴とするベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ベアリングの摩耗要因である推力の低減補正部が適用された空気圧縮手段に関するものであり、より詳細には、空気圧縮手段に形成された空気圧縮インペラの高速回転により発生する推力を低減及び補正して、空気圧縮手段の寿命及び耐久性が最大化されるようにするベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段に関するものである。
【背景技術】
【0002】
空気圧縮手段は、インペラの回転駆動により気体(空気)を圧縮する装置として、圧縮された気体(空気)の吐出圧力に応じて、送風機と圧縮機に分けられる。
【0003】
このような空気圧縮手段は、インペラの高速回転により、推力が発生する。
【0004】
前記推力は、回転体の前面と背面との圧力差に起因する、回転軸と回転体の軸方向に作用する外力として、空気圧縮手段を構成する機械要素の寿命及び耐久性と密接に直結されている力とすることができる。
【0005】
簡単に言えば、回転体を介して空気が吸入されて吐出される過程で圧力が上昇し、圧力が高くなった空気がローターとステータとの間の隙間を介してリークされて、回転体の背面に圧力を形成し、回転体の前面方向に発生する外力である。
【0006】
前記推力は、回転体の前面方向及び背面方向に発生することができるが、回転体の先端からの圧力が高まった空気が回転体の背面を埋めるため、一般的に、回転体の前面方向に発生される。
【0007】
この時、空気圧縮手段の構成要素中、軸の荷重を支持する機械要素であるベアリングは、一方向に偏る一定の基準値以上の推力を防止して、軸が円滑な回転を可能にする要素であるが、このベアリングと推力との密接な関係がすぐに、空気圧縮手段の寿命及び耐久性を決定する重要な要素となる。
【0008】
しかしながら、一定の基準値以上の推力を防止するためのベアリングが、空気圧縮手段に作用される一定の基準値以上の推力によりむしろ、インペラの背面の一側と接触及び摩擦されて、ベアリングの寿命が短縮される。
【0009】
したがって、本発明は、空気圧縮手段に作用する推力を低減及び補正させて、インペラとベアリングとの接触及び摩擦を最小限に抑えることによって、ベアリングの寿命を確保することができるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段を提供しようとする。
【0010】
そこで、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段に関する先行技術として、
図9aに示すように、韓国登録特許第10-1171469号公報「推力低減機能を有する圧縮機」(以下、「特許文献1」とする)は、インペラのバックパネル部で形成される高圧による推力を減少させるようにインペラの出口側端部と向き合うシール部(seal part)の内周面を新しい構造タイプに改善し、インペラの出口側端部で形成される圧力を降下するように誘導することによって、推力の減衰のためにバランスホールをインペラに形成する従来の構造型で発生したインペラ入口側の流動妨害、不安定な圧力変化、及びバランスホールを介してオイル漏れをすべて解決し、それに応じて圧縮機の圧縮効率及び性能を向上させるようにした推力の減少機能を持つ圧縮機に関するものである。
【0011】
別の先行技術として、
図9bに示すように、韓国公開特許第10-2017-0046433号公報「推力低減用圧縮機」(以下、「特許文献2」とする)は、インペラの軸系に推力低減部材を組み合わせた後、その推力低減部材の外側面に内径が拡大されている空気シールを組み合わせる構成であり、これにより、圧縮機の動作によりインペラの背面に高圧がかかり、その高圧により軸系には、推力が加えられるときに、推力を低減させて、圧縮機の動作の安全性を確保し、空気シールと軸系との間の摩擦損失を防止させながら圧縮機の圧縮効率を向上させ、圧縮機の二重構成時に、純推力(net thrust)が過度状態から方向転換されることを防止して圧縮機の全体的な動作性能を向上させることができる推力低減用コンプレッサーに関するものである。
【0012】
前述したように、前記特許文献1ないし特許文献2は、本発明と同一の技術分野であり、発明の基本的な構成要素と推力を低減するためという発明の目的において、類似及び同じ概念が存在するが、発明が解決しようとする課題及び効果、これを解決するための解決手段に違いがある。
【0013】
すなわち、発明が解決しようとする課題を解決し、その効果を発揮させるための発明の具体的な解決手段(構成要素)において技術的特徴に差がある。
【0014】
したがって、本発明は、前記特許文献1ないし特許文献2を含む従来の空気圧縮手段の推力を低減させるための技術とは異なる、本発明のみの発明の解決しようとする課題(発明の目的)、これを解決するための解決手段(構成要素)、及びそれを解決することに発揮される効果に基づいて、その技術的特徴を図りたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】韓国登録特許第10-1171469号公報
【特許文献2】韓国公開特許第10-2017-0046433号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
したがって、本発明は、前記のような問題点を解決するために提案された技術として、本発明の目的は、空気圧縮インペラの高速回転により、空気圧縮部の内部に形成される推力を低減及び補正して、寿命及び耐久性が最大化されるようにする、ベアリングの摩耗要因である推力の低減補正部が適用された空気圧縮手段の提供にある。
【0017】
すなわち、本発明の目的は、空気圧縮部の内部に発生する推力を生成させる一定の圧力の空気の一部を、外部または内部へ排出して、空気圧縮インペラの背面の一側に生成される圧力を減少させることによって、推力が低減及び補正されて、一定の基準値以上の推力により空気圧縮インペラの背面の一側に位置されたベアリングが、空気圧縮インペラの背面方向に移動して摩擦されることを最小化するか、または防止することができる空気圧縮手段の提供にある。
【0018】
すなわち、本発明の目的は、空気圧縮手段内で発生される一定の基準値以上の推力のために、空気圧縮インペラの背面方向にベアリングが移動して、摩擦を最小限に抑えるか、防止することによって、ベアリングの摩耗や摩擦抵抗、これによる亀裂、破損を最小限に抑えるか、防止して、ベアリングの寿命及び耐久性が最大化されることによって、空気圧縮手段の寿命及び耐久性も最大限になるようにする推力が低減される空気圧縮手段の提供にある。
【0019】
ベアリングの寿命及び耐久性がすぐに、ローターの寿命及び耐久性と直結され、これは、空気圧縮手段の全体の寿命及び耐久性にも直結されるので、一定の基準値以上の推力により発生されるベアリングの摩耗や摩擦抵抗を最小化することによって、空気圧縮手段の寿命及び耐久性が確保されるようにする。
【課題を解決するための手段】
【0020】
前記目的を達成するための本発明による空気圧縮手段は、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段において、外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部;前記空気圧縮部の動作時に、空気圧縮部の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力;及び前記空気圧縮部の一側に形成され、空気圧縮部に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにして、空気圧縮部の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部;で構成されるが、空気圧縮部は、外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ、空気圧縮ローター、空気圧縮シャフト、及び空気圧縮インペラを保護する空気圧縮ハウジング;前記空気圧縮ハウジングの内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ;前記空気圧縮ハウジングの内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター;前記空気圧縮ローターと結合されて回転される空気圧縮シャフト;前記空気圧縮シャフトに結合され、空気圧縮シャフトが回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ;前記空気圧縮シャフトに挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング;前記空気圧縮インペラと軸方向の荷重支持ベアリングとの間に位置し、空気圧縮ステータと空気圧縮ローターとの間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラの背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール;で構成されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにし、前記ベアリング摩耗要因の推力は、前記空気圧縮インペラの背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーンに発生される第1のインペラ推力要素;前記空気圧縮インペラの背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーンに発生される第2のインペラ推力要素;及び前記空気圧縮インペラの回転で空気圧縮インペラの前面方向に作用する第3のインペラ推力要素;で構成され、前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部は、前記空気漏れ防止シールの一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラの背面に第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部に発生するベアリング摩耗要因の推力が低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール;一端部は、前記推力低減ホールモジュールと一致及び接続され、他端部は、外部と連通するように空気圧縮ステータの一側に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュールに排出される一定の圧力を有する空気(第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されるように誘導する推力の外部排出誘導管モジュール;及び前記推力低減ホールモジュールと、前記推力の外部排出誘導管モジュールに接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラの背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されながら生成される圧力外部排出推力の低減パスモジュール;で構成されて、前記空気圧縮インペラの高速回転により、空気圧縮インペラの背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、前記圧力外部排出推力の低減パスモジュールに沿って外部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーンの圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力を低減し、軸方向の荷重支持ベアリングを保護して、空気圧縮部の耐久性及び寿命を最大限にすることを特徴とする。
【0021】
別の実施例として、本発明による空気圧縮手段は、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段において、外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部;前記空気圧縮部の動作時に、空気圧縮部の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力;及び前記空気圧縮部の一側に形成され、空気圧縮部に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにして、空気圧縮部の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部;で構成されるが、空気圧縮部は、外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ、空気圧縮ローター、空気圧縮シャフト、及び空気圧縮インペラを保護する空気圧縮ハウジング;前記空気圧縮ハウジングの内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ;前記空気圧縮ハウジングの内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター;前記空気圧縮ローターと結合されて回転される空気圧縮シャフト;前記空気圧縮シャフトに結合され、空気圧縮シャフトが回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ;前記空気圧縮シャフトに挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング;前記空気圧縮インペラと軸方向の荷重支持ベアリングとの間に位置し、空気圧縮ステータと空気圧縮ローターとの間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラの背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール;で構成されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにし、前記ベアリング摩耗要因の推力は、前記空気圧縮インペラの背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーンに発生される第1のインペラ推力要素;前記空気圧縮インペラの背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーンに発生される第2のインペラ推力要素;及び前記空気圧縮インペラの回転で空気圧縮インペラの前面方向に作用する第3のインペラ推力要素;で構成され、前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部は、前記空気漏れ防止シールの一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラの背面に第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部に発生するベアリング摩耗要因の推力が低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール;前記推力低減ホールモジュールと一直線上に一致するように、空気圧縮ステータの一側に水平方向に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュールに排出される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部の内部に流動されるように誘導する推力の内部排出誘導管モジュール;及び前記推力低減ホールモジュールと、推力の内部排出誘導管モジュールに接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラの背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部の内部に排出されながら生成された圧力内部排出推力の低減パスモジュール;で構成されて、前記空気圧縮インペラの高速回転により、空気圧縮インペラの背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、圧力内部排出推力の低減パスモジュールに沿って空気圧縮部の内部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーンの圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力を低減し、軸方向の荷重支持ベアリングを保護して、空気圧縮部の耐久性及び寿命を最大限にすることを特徴とする。
【0022】
一方、これに先立ち、本明細書は、特許登録請求の範囲に使用された用語や単語は通常的であるか、辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、彼自身の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができる原則に立脚して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解釈されるべきである。
【0023】
したがって、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例にすぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替することができる様々な均等物と変形例があることを理解しなければならない。
【発明の効果】
【0024】
以上の構成及び作用で、前記説明したように、本発明によれば、次のような効果がある。
【0025】
1.空気圧縮部の内部に発生する推力を低減及び補正して、空気圧縮部の寿命及び耐久性が最大限になるようにする。
【0026】
すなわち、空気圧縮部の内部に発生される推力の要因となる一定の圧力の空気の一部を、外部または内部に排出して、空気圧縮インペラの背面の一側に生成される圧力を減少させることによって、推力が低減及び補正されるようにして、一定の基準値以上の推力のために、空気圧縮インペラの背面の一側に位置されたベアリングが、空気圧縮インペラの背面方向に移動して、摩擦されることを最小限に抑えるか、防止することになる。
【0027】
すなわち、一定の基準値以上の推力によるベアリングの摩耗や摩擦抵抗、これによる亀裂及び破損を最小限に抑えるか、防止することによって、ベアリングを保護して、空気圧縮手段の寿命及び耐久性が最大限になるようにする。
【0028】
2.空気圧縮インペラの背面の圧力を降下する空気漏れ防止シールと共に、推力を低減及び補正して、ベアリングの寿命及び耐久性を確保することができるようにする。
【0029】
3.また、推力が低減及び補正されるようにすることによって、エネルギーの損失を低下させて、エネルギーの効率が向上されるようにする。
【0030】
すなわち、空気圧縮部に発生及び作用する推力を低減及び補正して、ベアリングの摩耗や摩擦抵抗を最小限に抑えて、ベアリングの寿命及び耐久性が確保されるようにする非常に効果的発明といえる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【
図1】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の構成図を示したものである。
【
図2a】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の第1の実施例の概念図を示したものである。
【
図2b】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の第2の実施例の概念図を示したものである。
【
図3a】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の第1の実施形態の断面図を簡単に示したものである。
【
図3b】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の第2の実施形態の断面図を簡単に示したものである。
【
図4a】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の第1の実施形態の断面図を利用して、空気の排出経路を簡単に示したものである。
【
図4b】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の第2の実施形態の断面図を利用して、空気の排出経路を簡単に示したものである。
【
図5】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段で発生及び作用するベアリング摩耗要因の推力の自由物体図(FBD、Free Body Diagram)を簡単に示したものである。
【
図6a】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の構成要素の中、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部の第1の実施例を概念図で簡単に示したものである。
【
図6b】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の構成要素の中、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部の第2の実施例を概念図で簡単に示したものである。
【
図7a】本出願人のベアリング摩耗要因の推力低減補正部200が適用されていない空気圧縮手段が一定の期間動作された後のベアリングの表面状態を示すものである。
【
図7b】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部200が適用された空気圧縮手段が一定の期間動作された後のベアリングの表面状態を示すものである。
【
図8】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の全体的なメカニズムを簡単にフローチャートで示したものである。
【
図9a】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の特許文献1の代表図を示す。
【
図9b】本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の特許文献2の代表図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、添付された図面を参照して本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段1の機能、構成、及び作用を詳細に説明することにする。
【0033】
図1は、本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の構成図を示したものであり、
図2a及び
図2bは、本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の概念図を、
図3aと
図3bは、本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の実施例の断面図を簡略に、
図4a及び
図4bは、本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の実施例の断面図を利用して、空気の排出経路を簡単に、
図5は、本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段で発生及び作用するベアリング摩耗要因の推力の自由物体図(FBD、Free Body Diagram)を簡略に、
図6a及び
図6bは、本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の構成要素中、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部の実施例を概念図で簡単に示したものである。
【0034】
図1ないし
図6bに示すように、本発明は、第1の実施例として、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段1において、外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部100;前記空気圧縮部100の動作時に、空気圧縮部100の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力F;及び前記空気圧縮部100の一側に形成され、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにして、空気圧縮部100の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部200で構成されるが、前記空気圧縮部100は、外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ120、空気圧縮ローター130、空気圧縮シャフト140、及び空気圧縮インペラ150を保護する空気圧縮ハウジング110;前記空気圧縮ハウジング110の内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ120;前記空気圧縮ハウジング110の内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター130;前記空気圧縮ローター130と結合されて回転される空気圧縮シャフト140;前記空気圧縮シャフト140に結合され、空気圧縮シャフト140が回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ150;前記空気圧縮シャフト150に挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング160;及び前記空気圧縮インペラ150と軸方向の荷重支持ベアリング160との間に位置し、空気圧縮ステータ120と空気圧縮ローター130との間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラ150の背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール170;で構成されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにする。
【0035】
前記ベアリングの摩耗要因である推力Fは、空気圧縮インペラ150の背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部100に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーンPZ1に発生される第1のインペラ推力要素F1;空気圧縮インペラ150の背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部100に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーンPZ2に発生される第2のインペラ推力要素F2;及び空気圧縮インペラ150の回転で空気圧縮インペラ150の前面方向に作用する第3のインペラ推力要素F3;で構成される。
【0036】
前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部200は、空気漏れ防止シール170の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ150の背面に第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール210;一端部は、前記推力低減ホールモジュール210と一致及び接続され、他端部は、外部と連通するように空気圧縮ステータ120の一側に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュール210に排出される一定の圧力を有する空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されるように誘導する推力の外部排出誘導管モジュール220a;及び前記推力低減ホールモジュール210と推力の外部排出誘導管モジュール220aに接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ150の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されながら生成される圧力外部排出推力の低減パスモジュール230a;で構成されて、空気圧縮インペラ150の高速回転により、空気圧縮インペラ150の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、圧力外部排出推力の低減パスモジュール230aに沿って外部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーンPZ2の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力Fを低減し、軸方向の荷重支持ベアリング160を保護して、空気圧縮部100の耐久性及び寿命を最大限にすることを特徴とする。
【0037】
第2の実施例として、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段1において、外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部100;前記空気圧縮部100の動作時に、空気圧縮部100の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力F;及び前記空気圧縮部100の一側に形成され、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにして、空気圧縮部100の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部200;で構成される。
【0038】
前記空気圧縮部100は、外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ120、空気圧縮ローター130、空気圧縮シャフト140、空気圧縮インペラ150を保護する空気圧縮ハウジング110;前記空気圧縮ハウジング110の内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ120;前記空気圧縮ハウジング110の内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター130;前記空気圧縮ローター130と結合されて回転される空気圧縮シャフト140;前記空気圧縮シャフト140に結合され、空気圧縮シャフト140が回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ150;前記空気圧縮シャフト150に挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング160;前記空気圧縮インペラ150と軸方向の荷重支持ベアリング160との間に位置し、空気圧縮ステータ120と空気圧縮ローター130との間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラ150の背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール170;で構成されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにする。
【0039】
前記ベアリング摩耗要因の推力Fは、空気圧縮インペラ150の背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部100に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーンPZ1に発生される第1のインペラ推力要素F1;空気圧縮インペラ150の背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部100に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーンPZ2に発生される第2のインペラ推力要素F2;及び空気圧縮インペラ150の回転で空気圧縮インペラ150の前面方向に作用する第3のインペラ推力要素F3;で構成される。
【0040】
前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部200は、空気漏れ防止シール170の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ150の背面に第2のインペラ推力要素が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール210;前記推力低減ホールモジュール210と一直線上に一致するように、空気圧縮ステータ120の一側に水平方向に貫通形成され、前記推力低減ホールモジュール210に排出される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部100の内部に流動されるように誘導する推力の内部排出誘導管モジュール220b;及び前記推力低減ホールモジュール210と推力の内部排出誘導管モジュール220bに接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ150の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部100の内部に排出されながら生成された圧力内部排出推力の低減パスモジュール230b;で構成されて、空気圧縮インペラ150の高速回転により、空気圧縮インペラ150の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、圧力内部排出推力の低減パスモジュール230bに沿って空気圧縮部100の内部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーンPZ2の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力Fを低減し、軸方向の荷重支持ベアリング160を保護して、空気圧縮部100の耐久性及び寿命を最大限にすることを特徴とする。
【0041】
すなわち、前記本発明の第1の実施例と第2の実施例は、空気圧縮インペラ150の高速回転により、空気圧縮インペラ150の背面に生成される、一定の圧力の空気(一定の基準値以上の推力が発生されるようにする空気)の一部を外部、または内部に排出させて、空気圧縮部100の内部に軸方向に発生及び作用するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにすることによって、軸方向の荷重支持ベアリング160が、一定の基準値以上の推力のために、空気圧縮インペラ150の背面方向に加圧されて、空気圧縮部100の内部一側との接触で、摩耗と摩擦抵抗を最小限に抑えて、ベアリングの寿命及び耐久性が確保されるようにするベアリング摩耗要因の推力低減補正部200が適用された空気圧縮手段の技術である。
【0042】
以下、それぞれの実施例をより具体的に説明することになる。
【0043】
第1の実施形態によるベアリング摩耗要因の推力低減補正部200は、上述したように、空気漏れ防止シール170の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ150の背面に第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール210;一端部は、前記推力低減ホールモジュール210と一致及び接続され、他端部は、外部と連通するように空気圧縮ステータ120の一側に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュール210に排出される一定の圧力を有する空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されるように誘導する推力の外部排出誘導管モジュール220a;前記推力低減ホールモジュール210と、推力の外部排出誘導管モジュール220aに接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ150の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されながら生成される圧力外部排出推力の低減パスモジュール230a;で構成されて、空気圧縮インペラ150の高速回転により、空気圧縮インペラ150の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、圧力外部排出推力の低減パスモジュール230aに沿って外部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーンPZ2の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力Fを低減し、軸方向の荷重支持ベアリング160を保護して、空気圧縮部100の耐久性及び寿命を最大限にする。
【0044】
例えば、前記推力低減ホールモジュール210を、台形状に形成し、第1の断面積A1と第2の断面積A2との相関関係(ベルヌーイの定理)により、第2の断面積A2での空気の流動がより積極的に活発に行われるようにすることによって、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が特定のパスに沿って、外部または内部に排出されるようにする(
図6bの拡大図参照)。
【0045】
すなわち、空気の流動性をよりスムーズにして、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された、第2のインペラ推力要素F2の要因となる一定の圧力の空気が外部に迅速に排出されるようにする。
【0046】
また、1つ以上の推力低減ホールモジュール210が形成されて、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が分散されて排出されるようにすることができる。
【0047】
すなわち、第1の推力低減ホールモジュール210a;第2の推力低減ホールモジュール210b;第3の推力低減ホールモジュール210cなどで形成されて、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が分散されて推力の外部排出誘導管モジュール220aに流入されるようにすることができる。
【0048】
また、推力の外部排出誘導管モジュール220aは、角が形成される内部の稜の一側には、円弧(arc)の形状に形成された排出空気の流れ円滑曲面要素220a-1;がさらに構成されて、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気の一部が外部によりスムーズに排出されるようにする。
【0049】
すなわち、コアンダ効果(coanda effect)のために、空気の流れの円滑性が極大化される。
【0050】
また、複数の推力低減ホールモジュール210が形成されることによって、圧力外部排出推力の低減パスモジュール230aが多方向の圧力外部排出推力の低減パスモジュール230a’に変更されることができる。
【0051】
第2の実施形態によるベアリング摩耗要因の推力低減補正部200は、上述したように、空気漏れ防止シール170の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ150の背面に第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fが低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール210;前記推力低減ホールモジュール210と一直線上に一致するように、空気圧縮ステータ120の一側に水平方向に貫通形成され、前記推力低減ホールモジュール210に排出される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部100の内部に流動されるように誘導する推力の内部排出誘導管モジュール220b;及び前記推力低減ホールモジュール210と推力の内部排出誘導管モジュール220bに接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ150の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部100の内部に排出されながら生成された圧力内部排出推力の低減パスモジュール230b;で構成されて、空気圧縮インペラ150の高速回転により、空気圧縮インペラ150の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素F2が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、圧力内部排出推力の低減パスモジュール230bに沿って空気圧縮部100の内部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーンPZ2の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力Fを低減し、軸方向の荷重支持ベアリング160を保護して、空気圧縮部100の耐久性及び寿命を最大限にする。
【0052】
例えば、前記推力低減ホールモジュール210を、第1の実施例と同様に、台形状に形成し、より積極的に、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が空気圧縮部100の内部に流動されるようにする。
【0053】
すなわち、空気の流動性をよりスムーズにして、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が空気圧縮部100の内部に早く流動されるようにする。
【0054】
また、ひとつ以上の推力低減ホールモジュール210を形成させて、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力を有する空気が分散されて、空気圧縮部100の内部に流動されるようにすることができる。
【0055】
すなわち、第1の推力低減ホールモジュール210a;第2の推力低減ホールモジュール210bなどで形成されて、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が分散されて推力の内部排出誘導管モジュール220bに流入されるようにすることができる。
【0056】
また、推力の内部排出誘導管モジュール220bは、複数の推力低減ホールモジュール210が形成されることによって、これに対応して、同じ個數で形成され、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が空気圧縮ハウジング110の内部の一側に分散されて流入されるようにすることによって、空気の流れの円滑性が最大化されるようにすることができる。
【0057】
すなわち、第1の推力低減ホールモジュール210a及び第2の推力低減ホールモジュール210bの形成に対応して、第1の推力の内部排出誘導管モジュール220b-1及び第2の推力の内部排出誘導管モジュール220b-2が形成されて、第2の圧力生成ゾーンPZ2に生成された一定の圧力の空気が複数のパスで空気圧縮ハウジング110の内部の一側に流動して排出されるようにする。
【0058】
また、複数の推力低減ホールモジュール210及び複数の推力の内部排出誘導管モジュール220bが形成されることによって、圧力内部排出推力の低減パスモジュール230bも、第1の圧力内部排出推力の低減パスモジュール230b-1;第2の圧力内部排出推力の低減パスモジュール230b-2;などで形成することができる。
【0059】
また、推力の内部排出誘導管モジュール220bがベンチュリ形状に形成され、ベンチュリ効果(venturi effect)により空気の流動性が最大化されるようにすることができる。
【0060】
一方、
図8は、本発明によるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段1の全体的なメカニズムを簡単にフローチャートで示したものである(第1の実施例のためのメカニズム)。
【0061】
図7a及び
図7bは、本発明によるベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段の構成要素中、軸方向荷重の支持ベアリングのコントラストを示したものである。
【0062】
図7aは、本出願人のベアリング摩耗要因の推力低減補正部200が適用されていない空気圧縮手段が一定の期間動作された後のベアリングの表面状態を示したものであり、
図7bは、本発明であるベアリング摩耗要因の推力低減補正部200が適用された空気圧縮手段1が、前記
図7aの空気圧縮手段と同じ期間の動作された後のベアリングの表面状態を示したものである。
【0063】
すなわち、本発明は、空気圧縮インペラ150の回転によって、空気圧縮部100の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力Fを低減及び補正させて、空気圧縮部100に形成された軸方向の荷重支持ベアリング160の寿命及び耐久性を確保するための技術である。
【0064】
特に、本発明は、ベアリング摩耗要因の推力を「F」、第1のインペラ推力要素を「F1」、第2のインペラ推力要素を「F2」、第3のインペラ推力要素を「F3」とするとき、下の数式1定義することができる。
【0065】
【0066】
このとき、本発明は、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部200により、「F2」、すなわち、第2のインペラ推力要素F2が低減及び補正されるようにすることによって、ベアリング摩耗要因の推力Fを低減し、空気圧縮インペラ150の背面方向に軸方向荷重の支持ベアリング160が摩擦される現象を著しく低下させて、軸方向の荷重支持ベアリング160の寿命及び耐久性が確保されるようにする。
【0067】
すなわち、本発明は、ベアリング摩耗要因の推力Fを構成する主要成分の力の一つである第2のインペラ推力要素F2を低減及び補正させて、軸方向の荷重支持ベアリング160の寿命及び耐久性、さらに、空気圧縮ローター130、さらに空気圧縮部100の寿命及び耐久性を最大化する空気圧縮手段を提供することである。
【0068】
本発明でのベアリング摩耗要因の推力Fは、空気圧縮部100に必要な力である。
【0069】
すなわち、空気圧縮部100にベアリング摩耗要因の推力Fが発生されることによって、軸方向の荷重支持ベアリング160が正常に役割をすることができるものである。
【0070】
しかしながら、ベアリング摩耗要因の推力Fが一定の基準値以上で過度に発生した場合に、軸方向荷重の支持ベアリング160に形成される油膜のバランスが崩れたり、不安定になって、空気圧縮インペラ150の背面方向に移動して摩擦が誘発される。
【0071】
このようなベアリング摩耗要因の推力Fに起因する、空気圧縮インペラ150の背面と軸方向の荷重支持ベアリング160との摩擦は、軸方向の荷重支持ベアリング160の摩耗や破損を誘発することになり、軸方向の荷重支持ベアリング160の寿命を大幅に短縮する。
【0072】
軸方向の荷重支持ベアリング160の寿命の短縮は、すぐに、空気圧縮ローター130の寿命を短縮させ、また、空気圧縮ローター130の寿命の短縮は、すぐに、空気圧縮部100の寿命を短縮させるので、軸方向の荷重支持ベアリング160の寿命及び耐久性を確保することが重要である。
【0073】
したがって、空気圧縮部100に、適切なベアリング摩耗要因の推力Fが発生されるように、ベアリング摩耗要因の推力Fを低減及び補正することが重要である。
【0074】
その理由は、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fの正確な予測が難しく、空気圧縮部100に必ず発生するベアリング摩耗要因の推力Fを低減及び補正することができるソリューションが必要である。
【0075】
したがって、本発明では、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部200を介して、空気圧縮部100に発生するベアリング摩耗要因の推力Fを低減及び補正して、軸方向の荷重支持ベアリング160の寿命及び耐久性を確保するようにする。
【0076】
以上のように、本発明は、記載された実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく様々な修正及び変形することができることは、この技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明である。
【0077】
したがって、技術的思想や主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができるので、本発明の実施例は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならず、さまざまな変形して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【0078】
本発明は、ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段に関するものであり、これを製作する第作業と販売は、特に、空気圧縮手段が活用されている全体的な産業現場など、送風機、圧縮機が利用される様々な産業分野の強化に貢献することに適用することができる。
【符号の説明】
【0079】
1 ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段
100 空気圧縮部
110 空気圧縮ハウジング
120 空気圧縮ステータ
130 空気圧縮ローター
140 空気圧縮シャフト
150 空気圧縮インペラ 1
160 軸方向荷重の支持ベアリング
170 空気漏れ防止シール
200 ベアリング摩耗要因の推力低減補正部
210 推力低減ホールモジュール
210a 第1の推力低減ホールモジュール
210b 第2の推力低減ホールモジュール
210c 第3の推力低減ホールモジュール
220a 推力の外部排出誘導管モジュール
220a-1 排出空気の流れ円滑曲面要素
220b 推力の内部排出誘導管モジュール
220b-1 第1の推力の内部排出誘導管モジュール
220b-2 第2の推力の内部排出誘導管モジュール
230a 圧力外部排出推力の低減パスモジュール
230a’ 多方向圧力外部排出推力の低減パスモジュール
230b 圧力内部排出推力の低減パスモジュール
230b-1 第1の圧力内部排出推力の低減パスモジュール
230b-2 第2の圧力内部排出推力の低減パスモジュール
F ベアリング摩耗要因の推力
F1 第1のインペラ推力要素
F2 第2のインペラ推力要素
F3 第3のインペラ推力要素
A1 第1の断面積
A2 第2の断面積
PZ1 第1の圧力生成ゾーン
PZ2 第2の圧力生成ゾーン
【手続補正書】
【提出日】2022-12-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段(1)であって、
外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部(100)、
前記空気圧縮部(100)の動作時に、空気圧縮部(100)の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)、及び、
前記空気圧縮部(100)の一側に形成され、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにして、空気圧縮部(100)の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)で構成され、
空気圧縮部(100)は、
外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ(120)、空気圧縮ローター(130)、空気圧縮シャフト(140)、及び空気圧縮インペラ(150)を保護する空気圧縮ハウジング(110)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ(120)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター(130)、
前記空気圧縮ローター(130)と結合されて回転される空気圧縮シャフト(140)、
前記空気圧縮シャフト(140)に結合され、空気圧縮シャフト(140)が回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ(150)、
前記空気圧縮シャフト(140)に挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング(160)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)と軸方向の荷重支持ベアリング(160)との間に位置し、空気圧縮ステータ(120)と空気圧縮ローター(130)との間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラ(150)の背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール(170)、で構成され、
外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにし、
前記ベアリング摩耗要因の推力(F)は、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーン(PZ1)に発生される第1のインペラ推力要素(F1)、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーン(PZ2)に発生される第2のインペラ推力要素(F2)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)の回転で空気圧縮インペラ(150)の前面方向に作用する第3のインペラ推力要素(F3)、で構成され、
前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)は、
前記空気漏れ防止シール(170)の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ(150)の背面に第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにする複数の推力低減ホールモジュール(210)、
一端部は、前記推力低減ホールモジュール(210)と一致及び接続され、他端部は、外部と連通するように空気圧縮ステータ(120)の一側に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュール(210)に排出される一定の圧力を有する空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されるように誘導する推力の外部排出誘導管モジュール(220a)、及び、
前記推力低減ホールモジュール(210)と、前記推力の外部排出誘導管モジュール(220a)に接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ(150)の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が外部に排出されながら生成される圧力外部排出推力の低減パスモジュール(230a)、で構成され、
前記空気圧縮インペラ(150)の高速回転により、空気圧縮インペラ(150)の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、前記圧力外部排出推力の低減パスモジュール(230a)に沿って外部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーン(PZ2)の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力(F)を低減し、軸方向の荷重支持ベアリング(160)を保護して、空気圧縮部(100)の耐久性及び寿命を最大限にし、
1つの前記推力の外部排出誘導管モジュール(220a)に対して、複数の前記推力低減ホールモジュール(210)が配置されていることを特徴とするベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段。
【請求項2】
ベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段(1)であって、
外部から空気を吸入し、吸入された空気を圧縮して吐出する空気圧縮部(100)、
前記空気圧縮部(100)の動作時に、空気圧縮部(100)の軸方向に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)、及び、
前記空気圧縮部(100)の一側に形成され、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにして、空気圧縮部(100)の耐久性を向上させるベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)、で構成され、
空気圧縮部(100)は、
外部の空気を吸入し、吸入された外気の流動及び吐出を案内したり、外部から内部に位置及び結合された空気圧縮ステータ(120)、空気圧縮ローター(130)、空気圧縮シャフト(140)、及び、空気圧縮インペラ(150)を保護する空気圧縮ハウジング(110)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている固定子である空気圧縮ステータ(120)、
前記空気圧縮ハウジング(110)の内部に位置されている回転子である空気圧縮ローター(130)、
前記空気圧縮ローター(130)と結合されて回転される空気圧縮シャフト(140)、
前記空気圧縮シャフト(140)に結合され、空気圧縮シャフト(140)が回転されることによって回転されて、外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出する空気圧縮インペラ(150)、
前記空気圧縮シャフト(140)に挿入及び結合されて、軸方向の荷重を支持する軸方向荷重の支持ベアリング(160)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)と軸方向の荷重支持ベアリング(160)との間に位置し、空気圧縮ステータ(120)と空気圧縮ローター(130)との間の隙間を通じた空気の漏れを防止するとともに、空気圧縮インペラ(150)の背面の圧力を降下する空気漏れ防止シール(170)、で構成され、
外部の空気を吸入、圧縮、及び吐出するための動力を発生し、外部の空気及び圧縮空気の吸入と吐出が行われるようにし、
前記ベアリング摩耗要因の推力(F)は、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面外側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて高圧が形成される第1の圧力生成ゾーン(PZ1)に発生される第1のインペラ推力要素(F1)、
前記空気圧縮インペラ(150)の背面内側の一定の区域に作用し、空気圧縮部(100)に吸入される空気の圧縮程度に応じて圧力が形成される第2の圧力生成ゾーン(PZ2)に発生される第2のインペラ推力要素(F2)、及び、
前記空気圧縮インペラ(150)の回転で空気圧縮インペラ(150)の前面方向に作用する第3のインペラ推力要素(F3)、で構成され、
前記ベアリング摩耗要因の推力低減補正部(200)は、
前記空気漏れ防止シール(170)の一側に一定のパターンで貫通形成され、空気圧縮インペラ(150)の背面に第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気の一部を排出し、空気圧縮部(100)に発生するベアリング摩耗要因の推力(F)が低減及び補正されるようにする推力低減ホールモジュール(210)、
前記推力低減ホールモジュール(210)と一直線上に一致するように、空気圧縮ステータ(120)の一側に水平方向に貫通形成されて、前記推力低減ホールモジュール(210)に排出される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部(100)の内部に流動されるように誘導する推力の内部排出誘導管モジュール(220b)、及び、
前記推力低減ホールモジュール(210)と、推力の内部排出誘導管モジュール(220b)に接続されているパスに沿って、空気圧縮インペラ(150)の背面に発生した一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が空気圧縮部(100)の内部に排出されながら生成された圧力内部排出推力の低減パスモジュール(230b)、で構成され、
前記空気圧縮インペラ(150)の高速回転により、空気圧縮インペラ(150)の背面に生成される一定の圧力の空気(第2のインペラ推力要素(F2)が生成されるようにする一定の圧力の空気)の一部が、圧力内部排出推力の低減パスモジュール(230b)に沿って空気圧縮部(100)の内部に排出されるように誘導することによって、第2の圧力生成ゾーン(PZ2)の圧力を減少させて、ベアリング摩耗要因の推力(F)を低減し、軸方向の荷重支持ベアリング(160)を保護して、空気圧縮部(100)の耐久性及び寿命を最大限にし、
前記推力低減ホールモジュール(210)と、前記推力の内部排出誘導管モジュール(220b)との間には、前記軸方向の荷重支持ベアリング(160)が収容される空間が存在し、前記圧力内部排出推力の低減パスモジュール(230b)から、前記空気圧縮ステータ(120)が配置されている前記空気圧縮部(100)の内部に前記空気が排出されることを特徴とするベアリング摩耗要因の推力低減補正部が適用された空気圧縮手段。