WO2018030657A1 - Vehicle air compressor - Google Patents
Vehicle air compressor Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018030657A1 WO2018030657A1 PCT/KR2017/007608 KR2017007608W WO2018030657A1 WO 2018030657 A1 WO2018030657 A1 WO 2018030657A1 KR 2017007608 W KR2017007608 W KR 2017007608W WO 2018030657 A1 WO2018030657 A1 WO 2018030657A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- air
- cooling
- housing
- impeller
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/5806—Cooling the drive system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C37/00—Cooling of bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/60—Shafts
- F05D2240/61—Hollow
Definitions
- the present invention relates to a vehicle air compressor, and more particularly, to a vehicle air compressor that can improve the cooling efficiency of the air compressor by simultaneously cooling both the journal bearing and the motor and the thrust bearing of the air compressor.
- gas bearings which support the rotating shaft of high-speed rotary devices such as compressors, turbines, turbochargers, etc., which use air or gaseous fluids as working fluids without lubricating oil, are classified into static pressure bearings and dynamic pressure bearings. Can be classified as
- a hydrostatic bearing is a type that obtains a load supporting capability by forcibly supplying air or gas pressurized by an external compressor between bearings, and can support the shaft even when the shaft does not rotate instead of requiring a pressure source (external pressurization device). Therefore, bearing damage due to solid friction can be avoided.
- dynamic bearings are a type that obtains a load capacity by drawing pressure by increasing ambient air or gas between bearings as the shaft rotates, and does not require a separate source of pressure. As a result of the solid friction occurs, the bearing life is shortened. In order to prevent this, a coating of a solid lubricant is required on the bearing surface.
- the foil bearings are formed by overlapping curved thin plates to form bearing surfaces, and are applied in the form of foil radial bearings supporting radial loads and foil thrust bearings supporting axial loads.
- the foil thrust bearing has a disc-shaped base pad having a through shaft for driving shaft passing through the center and fixed to the bearing housing, a bump foil that is radially attached to the upper surface of the base pad and is elastic to the axial force, A top foil is attached to the base pad while covering a plurality of bump foils and facing a thrust pad (also called a 'collar') of the drive shaft.
- the foil thrust bearing draws the surrounding air between the thrust pad and the top foil of the drive shaft by rotation of the drive shaft to form an air layer to support the axial load of the drive shaft.
- the pressure must be supplied by forcibly supplying pressurized air, so an external pressure source is required, but the drive shaft can be supported even at the initial start or when the drive shaft is not rotating, thereby avoiding bearing damage due to solid friction. have.
- foil thrust bearings which are dynamic bearings, do not require a separate source of pressure and are easy to apply.However, at the beginning or end of the drive shaft, the top foil and thrust pad inevitably generate solid friction, resulting in shortened bearing life. have. In addition, the production cost increases by applying a solid lubricant coating on the top foil and the thrust pad in order to reduce the damage caused by the solid friction, and even if the solid lubricant coating, the solid friction is still a problem.
- An object of the present invention is to provide a vehicle air compressor that can improve the cooling flow path to improve the durability and cooling efficiency of the bearing.
- a vehicle air compressor has an external appearance and includes a housing 100 having a coolant jacket 110 in which coolant is stored; A housing cover (200) coupled to one side of the housing (100) to support an impeller (400) for sucking outside air and positioned at a rear end of the impeller (400); The air inlet 310 located in the center of the housing 100 and the outside air is introduced therein, and the air sucked through the air inlet 310 by the impeller 400 is compressed by the impeller 400 before the outside.
- An impeller 300 including an air discharge port 330 discharged to the air; Is located inside the housing 100 A blower motor 600 which drives the impeller 400 to rotate and has a rotating shaft 650 in which a hollow is formed along an axial direction; A journal bearing 700 coupled to the rotation shaft 650 to rotatably support both ends of the rotation shaft 650; A thrust bearing (800) spaced apart from the journal bearing (700) and rotatably supporting one end of the rotating shaft (650); A cooling unit 900 provided to receive and cool the high temperature and high pressure air discharged from the air discharge port 330; The air outlet 330 and the cooling unit 900 and the housing cover 200 are connected to each other, and the cooling air cooled in the cooling unit 900 is provided to supply to the housing cover 200 Tube 1000; And cooling the journal bearing 700 and the thrust bearing 800 while the cooling air supplied to the housing cover 200 moves along the axial direction of the rotation shaft 650, and through the hollow of the rotation shaft 650. It includes an air cooling passage (P1) communicated to be moved.
- P1 air cooling
- One end of the tube 1000 is connected to the air outlet 330, and the other end of the tube 1000 is connected to the cooling unit 900.
- One end is connected to the cooling unit 900 and the other end includes a second tube 1020 extending toward the housing cover 200.
- the first and second tubes 1010 and 1020 are provided with an insulating member 1002 on the outside to minimize heat loss of the cooling air.
- the second tube 1020 is extended in a relatively short length compared to the first tube 1010.
- the cooling unit 900 is characterized in that an intercooler is used.
- the housing cover 200 includes a first passage 202 opened to supply cooling air supplied through the tube 1000 to the rotation shaft 650.
- the first passage 202 is characterized in that the spiral groove 202a is formed along the axial direction.
- a bearing housing 700a is provided to surround the outer side of the journal bearing 700 in the circumferential direction, and part of the cooling air supplied through the housing cover 200 is provided in the bearing housing 1110 in the blower motor 600.
- a journal bearing cooling passage 1112 formed to be supplied to the furnace;
- a motor cooling flow path 1114 opened adjacent to the journal bearing cooling flow path 1112 is provided to supply cooling air supplied from the housing cover 200 to the blower motor 600.
- a vehicle air compressor including: a housing 100 having a coolant jacket 110 forming an appearance and storing coolant; A housing cover (200) coupled to one side of the housing (100) to support an impeller (400) for sucking outside air and positioned at a rear end of the impeller (400); The air inlet 310 located in the center of the housing 100 and the outside air is introduced therein, and the air sucked through the air inlet 310 by the impeller 400 is compressed by the impeller 400 before the outside.
- An impeller 300 including an air discharge port 330 discharged to the air; Is located inside the housing 100
- a blower motor 600 which drives the impeller 400 to rotate and has a rotating shaft 650 in which a hollow is formed along an axial direction;
- a journal bearing 700 coupled to the rotation shaft 650 to rotatably support both ends of the rotation shaft 650;
- a thrust bearing (800) spaced apart from the journal bearing (700) and rotatably supporting one end of the rotating shaft (650);
- a cooling unit 900 provided to receive and cool the high temperature and high pressure air discharged from the air discharge port 330;
- a second passage (120) formed in the housing (100) such that the cooling air cooled by the cooling unit (900) is supplied to the blower motor (600) via the housing (100);
- a tube provided to connect the air discharge port 330, the cooling unit 900, and the housing 100 to each other, and to supply cooling air cooled by the cooling unit 900 to the housing 100.
- cooling air supplied to the housing 100 moves along the axial direction of the rotation shaft 650, and then cools the journal bearing 700 and the thrust bearing 800, and then moves through the hollow of the rotation shaft 650. It includes an air cooling passage (P1) communicated with each other.
- One end of the tube 1000 is connected to the air outlet 330, and the other end of the tube 1000 is connected to the cooling unit 900.
- One end is connected to the cooling unit 900 and the other end includes a second tube 1020 extending toward the housing 100.
- the cooling unit 900 is characterized in that an intercooler is used.
- the second passage 120 is opened at a front end position of the coil 630b constituting the blower motor 600 so that the cooling air moved through the second passage 120 is transferred to the journal bearing 700 and the coil. It is characterized in that it is supplied toward (630b).
- the cooling of the journal bearing or the blower motor and the cooling of the thrust bearing are performed simultaneously, thereby improving durability of the bearing. Cooling efficiency can be improved.
- the vehicle air compressor according to the present embodiment can prevent the high temperature and high pressure air generated at the outlet of the impeller flow into the blower motor and the journal bearing.
- FIG. 1 is a side cross-sectional view showing an air cooling flow path of a vehicle air compressor according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged view of the first passage shown in FIG. 1.
- FIG. 2 is an enlarged view of the first passage shown in FIG. 1.
- Figure 3 is a side cross-sectional view showing an air cooling passage according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a side sectional view showing an air cooling flow path of a vehicle air compressor according to a first embodiment of the present invention
- FIG. 2 is an enlarged view of the first passage shown in FIG.
- the vehicle air compressor 10 includes a housing 100 forming an appearance and an impeller 400 coupled to a front of the housing 100 to suck air.
- the impeller support 200 and the impeller housing 300 to support the rear cover 500 is coupled to the rear of the housing 100, and installed in the housing 100 to drive the impeller 400 to rotate It is configured to include a blower motor 600.
- the housing cover 200 is coupled to one side of the housing 100 to support the impeller 400 for sucking external air and is located at the rear end of the impeller 400.
- the housing cover 200 corresponds to a position where the impeller 300 is positioned adjacent to the left side on the basis of the drawing and the lowest temperature among the exothermic temperatures according to the position is maintained while the air compressor is operated.
- the housing cover 200 includes a first passage 202 opened to supply cooling air supplied through the tube 1000 to the rotation shaft 650.
- the first passage 202 opens the rotation shaft 650 vertically downward with respect to the drawing. In this case, the worker can easily process the first passage 202, thereby improving workability.
- the high temperature and high pressure air generated at the outlet of the impeller 400 may be blocked from being supplied to the blower motor 600 or the journal bearing 700, thereby improving cooling efficiency. Can be improved.
- the first passage 202 may have a spiral groove 202a formed along the opened axial direction, and the groove 202a may improve the moving speed of the cooling air. Therefore, cooling to the rotating shaft 650 or the journal bearing 700 or the thrust bearing 800 where the high temperature is maintained can be performed quickly.
- An air inlet 310 through which external air is introduced is formed at the front center of the impeller housing 300, and air outlets 330 are formed at both front sides.
- Impeller 400 is installed inside the impeller housing 300, the rotating shaft 650 of the blower motor 600 to be described later is coupled to the hollow penetrating the impeller 400. That is, the impeller 400 is supported by the rotation shaft 650. The air sucked through the air inlet 310 by the impeller 400 is compressed by the impeller 400 and discharged to the air outlet 330.
- the rear cover 500 is coupled to the rear of the housing 100 to block the rotation shaft 650 from being exposed to the outside, and supports the end of the rotation shaft 650.
- a housing cover 850 is provided inside the rear cover 500 to support the rear bearing casing 700a 'which will be described later.
- the blower motor 600 is installed adjacent to the inner circumferential surface of the housing 100 and has a hollow stator 630, a rotating shaft 650 installed through the hollow of the stator 630, and an outer circumferential surface of the rotating shaft 650. It consists of a rotor 610 to be coupled.
- the stator 630 is composed of a plate 630a and a coil 630b and fixed, the rotor 610 is integrally formed on the outer circumferential surface of the rotation shaft 650, the rotation shaft 650 is formed through the hollow along the longitudinal direction It is a hollow shaft.
- the rotating shaft 650 is rotatably supported by a journal bearing 700 installed at the rear of the impeller 400 in a state where one end is coupled to the hollow of the impeller 400, and the other end thereof is a thrust bearing 800. It is rotatably supported by the following (hereinafter, the end (left end) at which the impeller is located is defined to the front, and the end (right end) at which the thrust bearing is located to the rear is defined based on FIG. 1).
- the rotary shaft 650 rotates to drive the impeller 400 while the outside air flows through the air inlet 310 to pass through the impeller 400. While being compressed and discharged to the air outlet 330.
- the coolant jacket 110 is provided inside the housing 100 to cool the heat generated during the operation of the blower motor 600.
- Cooling water jacket 110 has a form surrounding the housing 100 in the housing 100, the cooling water is supplied and stored therein. Since the coolant jacket 110 is provided adjacent to the blower motor 600, the coolant jacket 110 serves to cool the blower motor 600 through heat exchange with the coolant.
- an air-cooled cooling method for cooling the blower motor 600 using air is mixed.
- the air cooling flow path P1 communicates with the main flow path communicating with the air inlet 310, the impeller 400, and the air discharge port 330.
- the air cooling flow path P1 is disposed between the front journal bearing 700 and the rotary shaft 650 from between the impeller 400 and the impeller support 200 and between the rear journal bearing 700 'and the rotary shaft 650. It is passed through the thrust bearing 800 to the rear cover 500.
- the air cooling flow path P1 communicates back to the air inlet 310 between the rear cover 500 and the rotation shaft 650 along the hollow passing through the center of the rotation shaft 650.
- the air cooling flow path P1 cools the journal bearing 700 and the thrust bearing 800 while the cooling air supplied to the housing cover 200 moves along the axial direction of the rotation shaft 650. 650 is communicated to be moved through the hollow.
- the above-described path is the air cooling flow path P1, and a part of the air compressed by the impeller 400 circulates along the air cooling flow path P1, cooling the front journal bearing 700 and cooling the blower motor 600. After cooling, the thrust bearing 800 is cooled and exhausted toward the air inlet 310 through the hollow.
- the air temperature received by the motor 600 is lower when the thrust bearing 800 is disposed rearward than when it is disposed forward, and the air temperature received by the front journal bearing 700 is lowered.
- the thrust bearing 800 is disposed at the rear, the thrust bearing 800 is located close to the coolant jacket 110, and thus the overall system temperature is lowered.
- the cooling unit 900 is provided for cooling by receiving the high temperature and high pressure air discharged from the air discharge port 330.
- an intercooler may be used, but the high temperature and high pressure air is used as the low temperature and low pressure air.
- Other components that undergo heat exchange can also be changed.
- the tube 1000 connects the air discharge port 330 and the cooling unit 900 and the housing cover 200 to each other, and the cooling air cooled by the cooling unit 900 is It is provided to supply to the housing cover 200.
- One end of the tube 1000 is connected to the air outlet 330, and the other end thereof is connected to the first tube 1010 connected to the cooling unit 900, and one end of the tube 1000 is connected to the other end thereof.
- a second tube 1020 extending toward the housing cover 200.
- the tube 1000 is a separate connection tube (not shown) or a connection tube (not shown) so that the connection portion connected to the air outlet 330 or the cooling unit 900 or the housing cover 200 is stably connected. ) May be provided. Since the connection tube or the connection tube is selectively applied to any one of the methods of being connected to or fixed to the tube 1000, the connection tube or the connection tube may be stably connected to the air outlet 330, the cooling unit 900, or the housing cover 200. Can be.
- the first and second tubes 1010 and 1020 are provided with an insulating member 1002 on the outside in order to minimize the heat loss of the cooling air.
- the heat insulation member 1002 is provided to minimize heat loss due to ambient temperature of the cooling air moving through the first and second tubes 1010 and 1020.
- the insulating member 1002 serves to protect the first and second tubes 1010 and 1020 from foreign matter or contamination.
- the second tube 1020 extends in a relatively short length compared to the first tube 1010.
- the second tube 1010 is a passage through which low-temperature cooling air moves, and thus the second tube 1020 is extended due to heat loss. There is a risk of temperature rise.
- the heat loss to the outside may be minimized through the heat insulating member 1002, but it is preferable to extend the length shorter than the first tube 1010 for the layout or the movement of the cooling air.
- the bearing housing 700a surrounding the outside in the circumferential direction of the journal bearing 700 according to the present embodiment is provided, and the bearing housing 700a includes a part of the cooling air supplied through the housing cover 200.
- the journal bearing cooling passage 1112 is formed to be supplied to the blower motor 600.
- the journal bearing flow path 1112 extends to a predetermined length in the axial direction of the rotation shaft 650 and the present embodiment extends to the place where the coil 630b is located.
- the journal bearing flow path 1112 is formed for cooling the journal bearing 700.
- the journal bearing 700 may maintain a high temperature of 110 degrees or more, but is supplied through the journal bearing flow path 1112. When cooling is performed stably by air, a temperature lower than the aforementioned temperature is maintained.
- the motor cooling channel 1114 has a kind of passage formed at a predetermined diameter toward the coil 630b so that cooling air is supplied as shown by an arrow in the drawing to perform cooling.
- the cooling air moved through the air cooling flow path P1 described above is provided with a rear cover 500 after cooling the thrust bearing 800 as shown by a dotted arrow along the rotation shaft 650. Is moved to. And it is moved toward the air inlet 310 along the hollow of the rotating shaft 650.
- the air compressor 10a has a housing 100 having a coolant jacket 110 having a coolant therein and having a coolant therein, and the housing 100 of the housing 100.
- a housing cover 200 coupled to one side to support the impeller 400 to suck outside air and positioned at the rear end of the impeller 400, and an air inlet port located at the center of the housing 100 and into which outside air is introduced.
- An impeller 300 including an air discharge port 330 which is discharged to the outside after the air sucked through the air inlet 310 by the impeller 400 is compressed by the impeller 400, and Is located inside the housing 100
- a blower motor 600 having a rotating shaft 650 having a hollow formed along an axial direction and driving the impeller 400, and coupled to the rotating shaft 650 to rotate both ends of the rotating shaft 650.
- the housing unit so that the cooling unit 900 and the cooling air cooled by the cooling unit 900 is supplied to the blower motor 600 via the housing 100 to receive and cool the air of high pressure.
- the second passage 120 formed at 100 and the air outlet 330 and the cooling unit 900 and the housing 100 are connected to each other, and the cooling air cooled by the cooling unit 900 is Tube 1000 provided to supply to the housing 100 ); And cooling air supplied to the housing 100 moves along the axial direction of the rotation shaft 650, and then cools the journal bearing 700 and the thrust bearing 800, and then moves through the hollow of the rotation shaft 650. It includes an air cooling passage (P1) communicated with each other.
- the cooling air is supplied to the blower motor 600 along the second passage 120 after the cooling air is not supplied to the housing cover 200 but to the housing 100, the blower motor Along with stable cooling for 600, the cooling efficiency for the journal bearing 700 and the thrust bearing 800 can be improved.
- One end of the tube 1000 according to the present embodiment is connected to the air outlet 330, and the other end thereof is connected to the first tube 1010 connected to the cooling unit 900 and one end to the cooling unit 900. And a second tube 1020 extending at the other end toward the housing 100.
- the first and second tubes 1010 and 1020 are provided with an insulating member 1002 (see FIG. 1) at the outside to minimize heat loss of the cooling air.
- the heat insulation member 1002 is provided to minimize heat loss due to ambient temperature of the cooling air moving through the first and second tubes 1010 and 1020.
- the insulating member 1002 serves to protect the first and second tubes 1010 and 1020 from foreign matter or contamination.
- the cooling unit 900 is provided for cooling by receiving the high temperature and high pressure air discharged from the air discharge port 330.
- an intercooler may be used, but the high temperature and high pressure air is used as the low temperature and low pressure air.
- Other components that undergo heat exchange can also be changed.
- the second passage 120 is opened at the front end position of the coil 630b constituting the blower motor 600 so that the cooling air moved through the second passage 120 is the journal bearing 700. ) And the coil 630b.
- the rotating shaft 650 When the rotating shaft 650 is continuously rotated, the components constituting the blower motor 600 is heated to a predetermined temperature due to heat generation or heat transfer, so it is important to supply cooling air to the components to maintain the stable temperature. can do.
- the second passage 120 may be formed to continuously supply cooling air, thereby simultaneously cooling the journal bearing 700 and cooling the blower motor 600.
- the cooling air moved through the air cooling flow path P1 moves to the position where the rear cover 500 is provided after cooling the thrust bearing 800 as shown by the dotted arrow along the rotation shaft 650. do. And it is moved toward the air inlet 310 along the hollow of the rotating shaft 650 it can be carried out a stable cooling.
- the present invention can be used in the field of a vehicle air compressor that can improve the cooling efficiency of the air compressor by simultaneously cooling both the journal bearing of the air compressor and the motor and the thrust bearing.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 차량용 공기 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기 압축기의 저널 베어링과 모터와 스러스트 베어링에 대한 냉각을 모두 동시에 실시하여 상기 공기 압축기의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 공기 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle air compressor, and more particularly, to a vehicle air compressor that can improve the cooling efficiency of the air compressor by simultaneously cooling both the journal bearing and the motor and the thrust bearing of the air compressor.
일반적으로 압축기, 터빈, 과급기 등과 같은 고속 회전기기의 회전축을 지지하는 베어링으로서 윤활유를 사용하지 않고 공기 또는 가스 상태의 유체를 작동 유체로서 사용하는 이른바 가스 베어링(gas bearing)은 크게 정압 베어링과 동압 베어링으로 분류할 수 있다.In general, so-called gas bearings, which support the rotating shaft of high-speed rotary devices such as compressors, turbines, turbochargers, etc., which use air or gaseous fluids as working fluids without lubricating oil, are classified into static pressure bearings and dynamic pressure bearings. Can be classified as
정압 베어링은 외부 압축기로 가압한 공기나 가스를 강제로 베어링 사이에 공급하여 부하 지지능력을 얻는 형태로서, 압력 원천(외부 가압장치)을 필요로 하는 대신에 축이 회전하지 않을 때에도 축을 부양할 수 있으므로 고체 마찰에 의한 베어링 손상을 피할 수 있다.A hydrostatic bearing is a type that obtains a load supporting capability by forcibly supplying air or gas pressurized by an external compressor between bearings, and can support the shaft even when the shaft does not rotate instead of requiring a pressure source (external pressurization device). Therefore, bearing damage due to solid friction can be avoided.
이에 비해, 동압 베어링은 축의 회전에 따라 주변의 공기나 가스를 베어링 사이로 끌어들여 압력을 상승시켜서 부하능력을 얻는 형태로서, 별도의 압력 원천을 필요로 하지 않는 대신에 회전체의 기동 및 정지 시 필연적으로 고체마찰이 발생하여 베어링 수명이 단축되므로, 이를 방지하기 위해 베어링 면에 고체 윤활제의 코팅이 필요하다.On the other hand, dynamic bearings are a type that obtains a load capacity by drawing pressure by increasing ambient air or gas between bearings as the shaft rotates, and does not require a separate source of pressure. As a result of the solid friction occurs, the bearing life is shortened. In order to prevent this, a coating of a solid lubricant is required on the bearing surface.
동압 베어링 중, 포일 베어링(foil bearing)은 굴곡형 박판을 겹쳐 베어링 면을 구현한 것으로서, 반경방향 하중을 지지하는 포일 래디얼 베어링 형태와 축방향 하중을 지지하는 포일 스러스트 베어링 형태로 적용되고 있다.Among the hydrodynamic bearings, the foil bearings are formed by overlapping curved thin plates to form bearing surfaces, and are applied in the form of foil radial bearings supporting radial loads and foil thrust bearings supporting axial loads.
이 중 축 방향 하중을 지지하도록 스러스트 베어링 형태로 구현한 포일 스러스트 베어링에 대한 다양한 예가, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0360240호, 등록특허공보 등록번호 제10-0590139호, 등록특허공보 등록번호 제10-0954066호 등에 개시되어 있다.Among these, various examples of the foil thrust bearing implemented in the form of a thrust bearing to support an axial load are disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-0360240, Patent Registration No. 10-0590139, Registered Patent Publication No. 10-0954066 and the like.
포일 스러스트 베어링은 중심에 구동축 통과용 관통공이 형성되어 있고 베어링 하우징에 고정되는 원판형의 베이스 패드와, 베이스 패드의 상면에 방사상으로 부착되고 축 방향 힘에 대해 탄력적인 범프 포일(bump foil)과, 복수의 범프 포일을 덮으면서 베이스 패드에 부착되어 구동축의 스러스트 패드(thrust pad)(또는 '칼라(collar)' 라고도 불린다)를 마주보는 탑 포일(top foil)로 이루어진다.The foil thrust bearing has a disc-shaped base pad having a through shaft for driving shaft passing through the center and fixed to the bearing housing, a bump foil that is radially attached to the upper surface of the base pad and is elastic to the axial force, A top foil is attached to the base pad while covering a plurality of bump foils and facing a thrust pad (also called a 'collar') of the drive shaft.
상기 포일 스러스트 베어링은 구동축의 회전에 의해 구동축의 스러스트 패드와 탑 포일 사이로 주변의 공기를 끌어들여 공기층을 형성하여 구동축의 축방향 하중을 지지하게 된다.The foil thrust bearing draws the surrounding air between the thrust pad and the top foil of the drive shaft by rotation of the drive shaft to form an air layer to support the axial load of the drive shaft.
정압 베어링에서는 앞에서 설명한 바와 같이 가압 공기를 강제로 공급하여 하중을 지지하여야 하므로 외부의 압력 원천이 필요하지만 기동 초기나 구동축이 회전하지 않을 때에도 구동축을 부양할 수 있으므로 고체 마찰에 의한 베어링 손상을 피할 수 있다.In the hydrostatic bearing, as described above, the pressure must be supplied by forcibly supplying pressurized air, so an external pressure source is required, but the drive shaft can be supported even at the initial start or when the drive shaft is not rotating, thereby avoiding bearing damage due to solid friction. have.
이에 비해 동압 베어링인 포일 스러스트 베어링은 별도의 압력 원천을 필요로 하지 않아 적용이 간단하나 구동축의 기동 초기나 정지 말기에는 탑 포일과 스러스트 패드가 필연적으로 고체마찰을 일으키기 때문에 베어링 수명이 단축되는 폐단이 있다. 또한, 고체 마찰에 의한 손상을 줄이기 위해 탑 포일과 스러스트 패드에 고체 윤활제 코팅을 행하여야 함으로써 제조원가가 증가하고, 고체 윤활제 코팅을 하더라도 고체 마찰은 그대로 계속되는 문제점이 발생되었다.On the other hand, foil thrust bearings, which are dynamic bearings, do not require a separate source of pressure and are easy to apply.However, at the beginning or end of the drive shaft, the top foil and thrust pad inevitably generate solid friction, resulting in shortened bearing life. have. In addition, the production cost increases by applying a solid lubricant coating on the top foil and the thrust pad in order to reduce the damage caused by the solid friction, and even if the solid lubricant coating, the solid friction is still a problem.
그런데 이러한 종래의 공기 압축기는 베어링 주변의 공간이 협소하여 냉각 공기가 좁은 틈을 통과해 베어링 및 모터 등을 냉각해야 하므로 냉각 성능이 좋지 않은 문제가 있다. 특히, 모터 및 공기 압축기의 후방에 위치한 저널 베어링의 온도가 급격히 상승하기 쉬워 베어링의 손상까지 일으키는 경우가 발생할 수 있다.However, such a conventional air compressor has a problem that the cooling performance is not good because the space around the bearing is narrow so that the cooling air passes through a narrow gap to cool the bearing and the motor. In particular, the temperature of the journal bearings located at the rear of the motor and the air compressor tends to rise sharply, causing damage to the bearings.
본 발명의 목적은 냉각 유로를 개선하여 베어링의 내구성 및 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 공기 압축기를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a vehicle air compressor that can improve the cooling flow path to improve the durability and cooling efficiency of the bearing.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 예에 의한 차량용 공기 압축기는 외관을 형성하며 냉각수가 저장된 냉각수 자켓(110)을 구비한 하우징(100); 상기 하우징(100)의 일측에 결합되어 외부 공기를 흡입하는 임펠러(400)를 지지하고 상기 임펠러(400)의 후단에 위치된 하우징 커버(200); 상기 하우징(100)의 중앙에 위치되고 외부 공기가 유입되는 공기 유입구(310)와, 상기 임펠러(400)에 의해 공기 유입구(310)를 통해 흡입된 공기가 임펠러(400)에 의해 압축된 후에 외부로 토출되는 공기 토출구(330)를 포함하는 임펠러 (300); 상기 하우징(100)의 내부에 위치되고 상기 임펠러(400)를 회전 구동시키며, 축 방향을 따라 중공이 형성된 회전축(650)이 구비된 블로어 모터(600); 상기 회전축(650)에 결합되어 상기 회전축(650)의 양단을 회전 가능하게 지지하는 저널 베어링(700); 상기 저널 베어링(700)과 이격되어 위치되고 상기 회전축(650)의 일단을 회전 가능하게 지지하는 스러스트 베어링(800); 상기 공기 토출구(330)에서 토출된 고온 고압의 공기를 공급받아 냉각하기 위해 구비된 냉각부(900); 상기 공기 토출구(330)와 상기 냉각부(900) 및 상기 하우징 커버(200) 사이를 서로 간에 연결하고, 상기 냉각부(900)에서 냉각된 냉각 공기가 상기 하우징 커버(200)로 공급도록 구비된 튜브(1000); 및 상기 하우징 커버(200)로 공급된 냉각 공기가 상기 회전축(650)의 축 방향을 따라 이동하면서 상기 저널 베어링(700)과 스러스트 베어링(800)을 냉각한 후에 상기 회전축(650)의 중공을 통해 이동되도록 연통된 공기 냉각유로(P1)를 포함한다.In order to achieve the above object, a vehicle air compressor according to a first embodiment of the present invention has an external appearance and includes a
상기 튜브(1000)는 일단이 상기 공기 토출구(330)에 연결되고, 타단은 상기 냉각부(900)와 연결된 제1 튜브(1010); 상기 냉각부(900)에 일단이 연결되고 타단이 상기 하우징 커버(200)를 향해 연장된 제2 튜브(1020)를 포함한다.One end of the
상기 제1,2 튜브(1010, 1020)는 냉각 공기의 열 손실을 최소화하기 위해 외측에 단열부재(1002)가 구비된다.The first and
상기 제2 튜브(1020)는 상기 제1 튜브(1010)에 비해 상대적으로 짧은 길이로 연장된 것을 특징으로 한다.The
상기 냉각부(900)는 인터쿨러가 사용되는 것을 특징으로 한다.The
상기 하우징 커버(200)는 상기 튜브(1000)를 통해 공급된 냉각 공기가 상기 회전축(650)으로 공급되도록 개구된 제1 통로(202)를 포함한다.The
상기 제1 통로(202)는 축 방향을 따라 나선형의 홈(202a)이 형성된 것을 특징으로 한다.The
상기 저널 베어링(700)의 원주 방향에서 외측을 감싸는 베어링 하우징(700a)이 구비되고, 상기 베어링 하우징(1110)에는 상기 하우징 커버(200)를 통해 공급된 냉각 공기 중의 일부가 상기 블로어 모터(600)로 공급되도록 형성된 저널 베어링 냉각 유로(1112); 상기 하우징 커버(200)에서 공급된 냉각 공기가 상기 블로어 모터(600)로 공급되도록 상기 저널 베어링 냉각 유로(1112)와 이웃하여 개구된 모터 냉각 유로(1114)가 구비된다.A
본 발명의 제2 실시 예에 의한 차량용 공기 압축기는 외관을 형성하며 냉각수가 저장된 냉각수 자켓(110)을 구비한 하우징(100); 상기 하우징(100)의 일측에 결합되어 외부 공기를 흡입하는 임펠러(400)를 지지하고 상기 임펠러(400)의 후단에 위치된 하우징 커버(200); 상기 하우징(100)의 중앙에 위치되고 외부 공기가 유입되는 공기 유입구(310)와, 상기 임펠러(400)에 의해 공기 유입구(310)를 통해 흡입된 공기가 임펠러(400)에 의해 압축된 후에 외부로 토출되는 공기 토출구(330)를 포함하는 임펠러(300); 상기 하우징(100)의 내부에 위치되고 상기 임펠러(400)를 회전 구동시키며, 축 방향을 따라 중공이 형성된 회전축(650)이 구비된 블로어 모터(600); 상기 회전축(650)에 결합되어 상기 회전축(650)의 양단을 회전 가능하게 지지하는 저널 베어링(700); 상기 저널 베어링(700)과 이격되어 위치되고 상기 회전축(650)의 일단을 회전 가능하게 지지하는 스러스트 베어링(800); 상기 공기 토출구(330)에서 토출된 고온 고압의 공기를 공급받아 냉각하기 위해 구비된 냉각부(900); 상기 냉각부(900)에서 냉각된 냉각 공기가 상기 하우징(100)을 경유하여 상기 블로어 모터(600)로 공급되도록 상기 하우징(100)에 형성된 제2 통로(120); 상기 공기 토출구(330)와 상기 냉각부(900) 및 상기 하우징(100) 사이를 서로 간에 연결하고, 상기 냉각부(900)에서 냉각된 냉각 공기가 상기 하우징(100)으로 공급도록 구비된 튜브(1000); 및 상기 하우징(100)으로 공급된 냉각 공기는 상기 회전축(650)의 축 방향을 따라 이동하면서 상기 저널 베어링(700)과 스러스트 베어링(800)을 냉각한 후에 상기 회전축(650)의 중공을 통해 이동되도록 연통된 공기 냉각유로(P1)를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle air compressor including: a
상기 튜브(1000)는 일단이 상기 공기 토출구(330)에 연결되고, 타단은 상기 냉각부(900)와 연결된 제1 튜브(1010); 상기 냉각부(900)에 일단이 연결되고 타단이 상기 하우징(100)을 향해 연장된 제2 튜브(1020)를 포함한다.One end of the
상기 냉각부(900)는 인터쿨러가 사용되는 것을 특징으로 한다.The
상기 제2 통로(120)는 상기 블로어 모터(600)를 구성하는 코일(630b)의 전단 위치에 개구되어 상기 제2 통로(120)를 통해 이동된 냉각 공기가 상기 저널 베어링(700)과 상기 코일(630b)를 향해 공급되는 것을 특징으로 한다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공기 압축기는 공기 토출구(330)에서 토출된 고온 고압의 공기를 냉각한 후에 저널 베어링 또는 블로어 모터에 대한 냉각과 스러스트 베어링에 대한 냉각을 동시에 실시하여 베어링의 내구성 및 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.In the vehicle air compressor according to an embodiment of the present invention, after cooling the air of the high temperature and high pressure discharged from the
본 실시 예에 의한 차량용 공기 압축기는 임펠러의 출구에서 발생하는 고온 고압의 공기가 블로어 모터와 저널 베어링으로 유입되는 현상을 예방할 수 있다.The vehicle air compressor according to the present embodiment can prevent the high temperature and high pressure air generated at the outlet of the impeller flow into the blower motor and the journal bearing.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공기 압축기의 공기 냉각유로를 도시한 측단면도.1 is a side cross-sectional view showing an air cooling flow path of a vehicle air compressor according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 제1 통로의 확대도.FIG. 2 is an enlarged view of the first passage shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 공기 냉각유로를 도시한 측단면도.Figure 3 is a side cross-sectional view showing an air cooling passage according to a second embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공기 압축기에 대해 상세히 설명하기로 한다. 참고로 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공기 압축기의 공기 냉각유로를 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 통로의 확대도 이다.Hereinafter, with reference to the drawings, a vehicle air compressor according to an embodiment of the present invention will be described in detail. For reference, FIG. 1 is a side sectional view showing an air cooling flow path of a vehicle air compressor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the first passage shown in FIG.
첨무된 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공기 압축기(10)는 외관을 형성하는 하우징(100)과, 하우징(100)의 전방에 결합되어 공기를 흡입하는 임펠러(400)를 지지하는 임펠러 지지부(200) 및 임펠러 하우징(300)과, 상기 하우징(100)의 후방에 결합되는 리어 커버(500)와, 하우징(100)의 내부에 설치되어 임펠러(400)를 회전 구동시키는 블로어 모터(600)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the
하우징 커버(200)는 상기 하우징(100)의 일측에 결합되어 외부 공기를 흡입하는 임펠러(400)를 지지하고 상기 임펠러(400)의 후단에 위치된다.The
상기 하우징 커버(200)는 임펠러(300)가 도면 기준으로 좌측에 인접하여 위치되고 공기 압축기가 작동되면서 위치에 따른 발열 온도 중 가장 낮은 온도가 유지되는 위치에 해당된다.The
본 실시 예에 의한 하우징 커버(200)는 상기 튜브(1000)를 통해 공급된 냉각 공기가 회전축(650)으로 공급되도록 개구된 제1 통로(202)를 포함한다. 상기 제1 통로(202)는 상기 회전축(650)을 도면을 기준으로 향해 수직 하향되게 개구된다. 이 경우 작업자가 상기 제1 통로(202)에 대한 가공을 손쉽게 실시할 수 있어 작업성이 향상된다.The
상기 제1 통로(202)로 냉각 공기가 공급될 경우 임펠러(400)의 출구에서 발생된 고온 고압의 공기가 블로어 모터(600) 또는 저널 베어링(700)으로 공급되는 것을 차단할 수 있어 냉각 효율을 보다 향상시킬 수 있다.When cooling air is supplied to the
상기 제1 통로(202)는 개구된 축 방향을 따라 나선형의 홈(202a)이 형성되고, 상기 홈(202a)은 냉각 공기의 이동 속도 향상을 도모할 수 있다. 따라서 고온의 온도가 유지되는 회전축(650) 또는 저널 베어링(700) 또는 스러스트 베어링(800)에 대한 냉각을 신속하게 실시할 수 있다.The
임펠러 하우징(300)의 전방 중앙에는 외부 공기가 유입되는 공기 유입구(310)가 형성되고, 전방 양측에는 공기 토출구(330)가 형성된다. 임펠러(400)는 임펠러 하우징(300)의 내부에 설치되며, 임펠러(400)를 관통하는 중공에 후술할 블로어 모터(600)의 회전축(650)이 결합된다. 즉, 임펠러(400)는 회전축(650)에 의해 지지된다. 임펠러(400)에 의해 공기 유입구(310)를 통해 흡입된 공기는 임펠러(400)에 의해 압축되어 공기 토출구(330)로 배출된다.An
리어 커버(500)는 하우징(100)의 후방에 결합되어 회전축(650)이 외부로 노출되지 않도록 차단하며, 회전축(650)의 단부를 지지한다. 리어 커버(500)의 내측으로 하우징 커버(850)가 구비되어 후술할 후방측 베어링 케이싱(700a')을 지지한다.The
블로어 모터(600)는 하우징(100)의 내주면에 인접하게 설치되며 중공을 갖는 스테이터(630)와, 스테이터(630)의 중공을 관통하여 설치되는 회전축(650)과, 회전축(650)의 외주면에 결합되는 로터(610)로 구성된다.The
스테이터(630)는 플레이트(630a) 및 코일(630b)로 구성되어 고정되고, 로터(610)는 회전축(650)의 외주면에 일체로 형성되며, 회전축(650)은 길이 방향을 따라 중공이 관통 형성된 중공축이다.The
회전축(650)은 일단이 임펠러(400)의 중공에 결합된 상태에서 임펠러(400)의 후방에 설치되는 저널 베어링(700)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 타단이 스러스트 베어링(thrust bearing, 800)에 의해 회전 가능하게 지지된다(이하에서는 도 1을 기준으로 임펠러가 위치된 단부(좌측단부)를 전방으로 정의하고, 상기 스러스트 베어링이 위치된 단부(우측 단부)를 후방으로 정의 함).The
외부로부터 전력을 공급받아 블로어 모터(600)가 작동되면, 회전축(650)이 회전하면서 임펠러(400)를 회전 구동시키고, 외부의 공기가 공기 유입구(310)를 통해 유입되어 임펠러(400)를 지나면서 압축된 후 공기 토출구(330)로 배출된다. When the
냉각수 자켓(110)은 상기 블로어 모터(600)가 작동 중 발생되는 열을 냉각하기 위해 하우징(100)의 내측에 구비된다.The
냉각수 자켓(110)은 하우징(100) 내부에서 하우징(100)을 감싸는 형태를 가지며, 그 내부에 냉각수가 공급되어 저장된다. 냉각수 자켓(110)은 블로어 모터(600)에 인접하여 구비되므로 냉각수와의 열교환을 통해 블로어 모터(600)를 냉각시키는 역할을 한다.Cooling
블로어 모터(600)의 냉각에 냉각수 자켓(110)을 이용하는 수냉식 냉각 외에도 공기를 이용해 블로어 모터(600)를 냉각하는 공랭식 냉각 방법이 혼용된다.In addition to water-cooled cooling using the
공기 냉각유로(P1)는 공기 유입구(310) 및 임펠러(400), 공기 토출구(330)로 연통되는 메인 유로에 연통된다. 공기 냉각유로(P1)는 임펠러(400)와 임펠러 지지부(200)의 사이에서부터 전방 저널 베어링(700)과 회전축(650)의 사이를 거쳐 후방 저널 베어링(700')과 회전축(650)의 사이를 지나 스러스트 베어링(800)의 사이를 따라 리어 커버(500)까지 연통된다. 또한, 공기 냉각유로(P1)는 리어 커버(500)와 회전축(650)의 사이에서 회전축(650)의 중앙을 관통하는 중공을 따라 다시 공기 유입구(310)까지 연통된다. The air cooling flow path P1 communicates with the main flow path communicating with the
공기 냉각유로(P1)는 상기 하우징 커버(200)로 공급된 냉각 공기가 상기 회전축(650)의 축 방향을 따라 이동하면서 상기 저널 베어링(700)과 스러스트 베어링(800)을 냉각한 후에 상기 회전축(650)의 중공을 통해 이동되도록 연통된다.The air cooling flow path P1 cools the journal bearing 700 and the
전술한 경로가 공기 냉각유로(P1)이며, 임펠러(400)에 의해 압축된 공기의 일부가 공기 냉각유로(P1)를 따라 순환하면서 전방 저널 베어링(700)을 냉각하고 블로어 모터(600)를 냉각시킨 후 스러스트 베어링(800)까지 냉각시키고 중공을 통해 공기 유입구(310) 쪽으로 배기된다. The above-described path is the air cooling flow path P1, and a part of the air compressed by the
스러스트 베어링(800)이 전방에 배치될 때보다 후방에 배치될 때 모터(600)가 받는 공기 온도가 낮아지고, 전방 저널 베어링(700)이 받는 공기 온도가 낮아진다. 또한, 스러스트 베어링(800)이 후방에 배치됨으로써 냉각수 자켓(110)과 근접한 위치가 되므로 전체적인 시스템 온도가 낮아지는 효과가 있다.The air temperature received by the
본 실시 예에 의한 냉각부(900)는 상기 공기 토출구(330)에서 토출된 고온 고압의 공기를 공급받아 냉각하기 위해 구비되는데, 일 예로 인터쿨러가 사용될 수 있으나 고온 고압의 공기를 저온 저압의 공기로 열 교환이 이루어지는 다른 구성품으로도 변경될 수 있다.The
본 실시 예에 의한 튜브(1000)는 상기 공기 토출구(330)와 상기 냉각부(900) 및 상기 하우징 커버(200) 사이를 서로 간에 연결하고, 상기 냉각부(900)에서 냉각된 냉각 공기가 상기 하우징 커버(200)로 공급시키기 위해 구비된다.The
상기 튜브(1000)는 일단이 상기 공기 토출구(330)에 연결되고, 타단은 상기 냉각부(900)와 연결된 제1 튜브(1010)와, 상기 냉각부(900)에 일단이 연결되고 타단이 상기 하우징 커버(200)를 향해 연장된 제2 튜브(1020)를 포함한다.One end of the
상기 튜브(1000)는 공기 토출구(330) 또는 냉각부(900) 또는 하우징 커버(200)와 연결되는 연결 부위가 안정적으로 연결된 상태가 유지되도록 별도의 연결 튜브(미도시) 또는 연결관(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 연결 튜브 또는 연결관은 상기 튜브(1000)에 연결되거나 고정되는 방법 중의 어느 하나의 방법이 선택적으로 적용되므로 상기 공기 토출구(330) 또는 냉각부(900) 또는 하우징 커버(200)에 안정적으로 연결될 수 있다.The
본 실시 예에 의한 제1,2 튜브(1010, 1020)는 냉각 공기의 열 손실을 최소화하기 위해 외측에 단열부재(1002)가 구비된다. 상기 단열부재(1002)는 제1,2 튜브(1010, 1020)을 통해 이동하는 냉각 공기가 주위의 온도로 인한 열 손실을 최소화 하기 위해 구비된다. 상기 단열 부재(1002)는 외부의 이물질 또는 오염으로부터 상기 제1,2 튜브(1010, 1020)를 보호하는 역할을 한다.The first and
상기 제2 튜브(1020)는 상기 제1 튜브(1010)에 비해 상대적으로 짧은 길이로 연장되는데, 상기 제2 튜브(1010)는 저온의 냉각 공기가 이동하는 통로 이므로 길게 연장될 경우 열 손실로 인한 온도 상승의 우려가 있다.The
다만 전술한 바와 같이 단열부재(1002)를 통해 외부로의 열 손실을 최소화 할 수 있으나, 레이아웃 또는 신속한 냉각 공기의 이동을 위해 상기 제1 튜브(1010)에 비해 짧은 길이로 연장되는 것이 바람직하다.However, as described above, the heat loss to the outside may be minimized through the
본 실시 예에 의한 상기 저널 베어링(700)의 원주 방향에서 외측을 감싸는 베어링 하우징(700a)이 구비되고, 상기 베어링 하우징(700a)에는 상기 하우징 커버(200)를 통해 공급된 냉각 공기 중의 일부가 상기 블로어 모터(600)로 공급되도록 저널 베어링 냉각 유로(1112)가 형성된다.The bearing
상기 저널 베어링 유로(1112)는 회전축(650)의 축 방향으로 소정의 길이로 연장되며 본 실시 예는 코일(630b)이 위치된 곳 까지 연장된다. 상기 저널 베어링 유로(1112)는 저널 베어링(700)에 대한 냉각을 위해 형성되는데 상기 저널 베어링(700)은 110도 이상의 고온의 온도가 유지될 수 있으나 상기 저널 베어링 유로(1112)를 통해 공급된 냉각 공기에 의해 안정적으로 냉각이 이루어질 경우 전술한 온도 보다 하향된 온도가 유지된다.The journal
상기 저널 베어링 유로(1112)와 별도로 상기 하우징 커버(200)에서 공급된 냉각 공기가 상기 블로어 모터(600)로 공급되도록 상기 저널 베어링 냉각 유로(1112)와 이웃하여 개구된 모터 냉각 유로(1114)가 구비된다.A motor
상기 모터 냉각 유로(1114)는 코일(630b)을 향해 소정의 직경으로 개구된 일종의 통로가 형성되어 있어 냉각 공기가 도면의 화살표로 도시된 바와 같이 공급되어 냉각이 이루어진다.The
전술한 공기 냉각유로(P1)를 통해 이동된 냉각 공기는 상기 회전축(650)을 따라 점선의 화살표로 도시된 바와 같이 스러스트 베어링(800)에 대한 냉각을 실시한 후에 리어 커버(500)가 구비된 위치까지 이동된다. 그리고 회전축(650)의 중공을 따라 공기 유입구(310)를 향해 이동된다.The cooling air moved through the air cooling flow path P1 described above is provided with a
본 발명의 제2 실시 예에 의한 공기 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다.An air compressor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 공기 압축기(10a)는 외관을 형성하며 냉각수가 저장된 냉각수 자켓(110)을 구비한 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 일측에 결합되어 외부 공기를 흡입하는 임펠러(400)를 지지하고 상기 임펠러(400)의 후단에 위치된 하우징 커버(200)와, 상기 하우징(100)의 중앙에 위치되고 외부 공기가 유입되는 공기 유입구(310)와, 상기 임펠러(400)에 의해 공기 유입구(310)를 통해 흡입된 공기가 임펠러(400)에 의해 압축된 후에 외부로 토출되는 공기 토출구(330)를 포함하는 임펠러(300)와, 상기 하우징(100)의 내부에 위치되고 상기 임펠러(400)를 회전 구동시키며, 축 방향을 따라 중공이 형성된 회전축(650)이 구비된 블로어 모터(600)와, 상기 회전축(650)에 결합되어 상기 회전축(650)의 양단을 회전 가능하게 지지하는 저널 베어링(700)과, 상기 저널 베어링(700)과 이격되어 위치되고 상기 회전축(650)의 일단을 회전 가능하게 지지하는 스러스트 베어링(800)과, 상기 공기 토출구(330)에서 토출된 고온 고압의 공기를 공급받아 냉각하기 위해 구비된 냉각부(900)와, 상기 냉각부(900)에서 냉각된 냉각 공기가 상기 하우징(100)을 경유하여 상기 블로어 모터(600)로 공급되도록 상기 하우징(100)에 형성된 제2 통로(120)와, 상기 공기 토출구(330)와 상기 냉각부(900) 및 상기 하우징(100) 사이를 서로 간에 연결하고, 상기 냉각부(900)에서 냉각된 냉각 공기가 상기 하우징(100)으로 공급도록 구비된 튜브(1000); 및 상기 하우징(100)으로 공급된 냉각 공기는 상기 회전축(650)의 축 방향을 따라 이동하면서 상기 저널 베어링(700)과 스러스트 베어링(800)을 냉각한 후에 상기 회전축(650)의 중공을 통해 이동되도록 연통된 공기 냉각유로(P1)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
본 실시 예는 전술한 실시 예와 다르게 냉각 공기가 하우징 커버(200)로 공급되지 않고 하우징(100)으로 공급된 후에 제2 통로(120)를 따라 블로어 모터(600)로 공급되므로, 상기 블로어 모터(600)에 대한 안정적인 냉각과 함께 저널 베어링(700)과 스러스트 베어링(800)에 대한 냉각 효율을 향상 시킬 수 있다.Unlike the above embodiment, since the cooling air is supplied to the
본 실시 예에 의한 튜브(1000)는 일단이 상기 공기 토출구(330)에 연결되고, 타단은 상기 냉각부(900)와 연결된 제1 튜브(1010)와, 상기 냉각부(900)에 일단이 연결되고 타단이 상기 하우징(100)을 향해 연장된 제2 튜브(1020)를 포함한다.One end of the
본 실시 예에 의한 제1,2 튜브(1010, 1020)는 냉각 공기의 열 손실을 최소화하기 위해 외측에 단열부재(1002)(도 1 참조)가 구비된다. 상기 단열부재(1002)는 제1,2 튜브(1010, 1020)을 통해 이동하는 냉각 공기가 주위의 온도로 인한 열 손실을 최소화 하기 위해 구비된다. 상기 단열 부재(1002)는 외부의 이물질 또는 오염으로부터 상기 제1,2 튜브(1010, 1020)를 보호하는 역할을 한다.The first and
본 실시 예에 의한 냉각부(900)는 상기 공기 토출구(330)에서 토출된 고온 고압의 공기를 공급받아 냉각하기 위해 구비되는데, 일 예로 인터쿨러가 사용될 수 있으나 고온 고압의 공기를 저온 저압의 공기로 열 교환이 이루어지는 다른 구성품으로도 변경될 수 있다.The
본 실시 예에 의한 제2 통로(120)는 상기 블로어 모터(600)를 구성하는 코일(630b)의 전단 위치에 개구되어 상기 제2 통로(120)를 통해 이동된 냉각 공기가 상기 저널 베어링(700)과 상기 코일(630b)를 향해 공급된다.The
회전축(650)이 지속적으로 회전될 경우 블로어 모터(600)를 구성하는 구성품들은 발열 또는 열전달로 인해 소정의 온도로 온도 상승이 이루어지므로 상기 구성품에 냉각 공기를 공급하여 안정 온도로 유지시키는 것은 상당히 중요할 수 있다.When the
본 발명은 이를 위해 제2 통로(120)를 형성하여 냉각 공기를 지속적으로 공급함으로써 저널 베어링(700)에 대한 냉각과 블로어 모터(600)에 대한 냉각을 동시에 실시할 수 있다.According to the present invention, the
공기 냉각유로(P1)를 통해 이동된 냉각 공기는 상기 회전축(650)을 따라 점선의 화살표로 도시된 바와 같이 스러스트 베어링(800)에 대한 냉각을 실시한 후에 리어 커버(500)가 구비된 위치까지 이동된다. 그리고 회전축(650)의 중공을 따라 공기 유입구(310)를 향해 이동되므로 안정적인 냉각을 실시할 수 있다.The cooling air moved through the air cooling flow path P1 moves to the position where the
본 발명은 공기 압축기의 저널 베어링과 모터와 스러스트 베어링에 대한 냉각을 모두 동시에 실시하여 상기 공기 압축기의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 공기 압축기 분야에 이용할 수 있다.The present invention can be used in the field of a vehicle air compressor that can improve the cooling efficiency of the air compressor by simultaneously cooling both the journal bearing of the air compressor and the motor and the thrust bearing.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201780027394.1A CN109072933A (en) | 2016-08-12 | 2017-07-14 | Vehicle air compressor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160103231A KR20180018180A (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | Air blower for vehicle |
| KR10-2016-0103231 | 2016-08-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018030657A1 true WO2018030657A1 (en) | 2018-02-15 |
Family
ID=61163009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2017/007608 Ceased WO2018030657A1 (en) | 2016-08-12 | 2017-07-14 | Vehicle air compressor |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180018180A (en) |
| CN (1) | CN109072933A (en) |
| WO (1) | WO2018030657A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110145479A (en) * | 2019-05-23 | 2019-08-20 | 大连海事大学 | An electric air compressor with a motor rotor cooling system |
| CN110388327A (en) * | 2018-04-20 | 2019-10-29 | 巴莱诺斯清洁能源控股公司 | Heat pump including fluid compressor |
| US10962050B2 (en) * | 2018-11-14 | 2021-03-30 | Hanon Systems | Air blower for vehicle |
| CN114017365A (en) * | 2021-11-12 | 2022-02-08 | 海南极锐浩瀚动力系统科技有限公司 | High-speed air suspension compressor for fuel cell with enclosed stator, fuel cell system and vehicle |
| EP4596886A1 (en) * | 2024-02-01 | 2025-08-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Reverse direction bearing cooling flow path for a cabin air compressor |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111486105B (en) * | 2019-01-29 | 2022-04-29 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | Centrifugal compressor and heat pump system |
| CN109751276B (en) * | 2019-03-18 | 2025-04-01 | 湖南省湘苓科技有限公司 | A high temperature bearing housing for fan transmission |
| KR102618764B1 (en) * | 2019-04-23 | 2024-01-02 | 한온시스템 주식회사 | Air blower for vehicle |
| KR20200140063A (en) | 2019-06-05 | 2020-12-15 | 한화파워시스템 주식회사 | Rotating device |
| CN110380569B (en) * | 2019-09-12 | 2019-12-20 | 山东天瑞重工有限公司 | Magnetic suspension motor and air blower |
| KR102712950B1 (en) * | 2019-10-10 | 2024-10-08 | 한온시스템 주식회사 | Air compressor for car |
| CN211231008U (en) * | 2019-12-11 | 2020-08-11 | 南京磁谷科技有限公司 | Radial magnetic bearing and stator independent air cooling structure of centrifugal compressor |
| KR102762724B1 (en) * | 2020-03-12 | 2025-02-07 | 한온시스템 주식회사 | Air compressor for car |
| CN111412151A (en) * | 2020-04-08 | 2020-07-14 | 江苏毅合捷汽车科技股份有限公司 | Single-stage supercharging direct-drive centrifugal air compressor of fuel cell engine |
| CN111503042B (en) * | 2020-04-15 | 2024-12-06 | 金通灵科技集团股份有限公司 | A centrifugal compressor for hydrogen fuel cells |
| KR102761650B1 (en) * | 2020-04-27 | 2025-02-03 | 한온시스템 주식회사 | Air compressor for car |
| KR102433580B1 (en) * | 2020-10-29 | 2022-08-19 | 주식회사 뉴로스 | Air compressor |
| KR102651421B1 (en) * | 2020-11-24 | 2024-03-26 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Rocket engine pump integrated with an electric motor |
| KR102603139B1 (en) * | 2023-04-06 | 2023-11-20 | 주식회사 성광이엔에프 | Mechanical Vapor Recompression System with heat pipe combined cooling module |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002064956A (en) * | 2000-08-14 | 2002-02-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | High speed rotating motor and its cooling method |
| US20080168796A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-17 | Honeywell International Inc. | Thermal and secondary flow management of electrically driven compressors |
| KR20100033857A (en) * | 2008-09-22 | 2010-03-31 | 삼성테크윈 주식회사 | Permanent magnetic motor and fluid charger comprising the same |
| JP2015183568A (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 株式会社豊田自動織機 | fluid machine |
| KR20160014376A (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-11 | 현대자동차주식회사 | Cooling unit of air compressure |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8395288B2 (en) * | 2005-09-21 | 2013-03-12 | Calnetix Technologies, L.L.C. | Electric machine with centrifugal impeller |
| CN103326512B (en) * | 2013-05-16 | 2015-04-15 | 西安交通大学 | Centrifugal air compressor cooling structure driven by ultra-high-speed permanent magnet motor |
-
2016
- 2016-08-12 KR KR1020160103231A patent/KR20180018180A/en not_active Ceased
-
2017
- 2017-07-14 WO PCT/KR2017/007608 patent/WO2018030657A1/en not_active Ceased
- 2017-07-14 CN CN201780027394.1A patent/CN109072933A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002064956A (en) * | 2000-08-14 | 2002-02-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | High speed rotating motor and its cooling method |
| US20080168796A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-17 | Honeywell International Inc. | Thermal and secondary flow management of electrically driven compressors |
| KR20100033857A (en) * | 2008-09-22 | 2010-03-31 | 삼성테크윈 주식회사 | Permanent magnetic motor and fluid charger comprising the same |
| JP2015183568A (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 株式会社豊田自動織機 | fluid machine |
| KR20160014376A (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-11 | 현대자동차주식회사 | Cooling unit of air compressure |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110388327A (en) * | 2018-04-20 | 2019-10-29 | 巴莱诺斯清洁能源控股公司 | Heat pump including fluid compressor |
| CN110388327B (en) * | 2018-04-20 | 2021-08-06 | 巴莱诺斯清洁能源控股公司 | Heat pump including fluid compressor |
| US10962050B2 (en) * | 2018-11-14 | 2021-03-30 | Hanon Systems | Air blower for vehicle |
| CN110145479A (en) * | 2019-05-23 | 2019-08-20 | 大连海事大学 | An electric air compressor with a motor rotor cooling system |
| CN114017365A (en) * | 2021-11-12 | 2022-02-08 | 海南极锐浩瀚动力系统科技有限公司 | High-speed air suspension compressor for fuel cell with enclosed stator, fuel cell system and vehicle |
| EP4596886A1 (en) * | 2024-02-01 | 2025-08-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Reverse direction bearing cooling flow path for a cabin air compressor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109072933A (en) | 2018-12-21 |
| KR20180018180A (en) | 2018-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018030657A1 (en) | Vehicle air compressor | |
| WO2018097511A1 (en) | Turbo compressor having intercooler | |
| WO2018088778A1 (en) | Turbo compressor having separate cooling air channel | |
| WO2020013466A1 (en) | Motor | |
| CN111295521B (en) | Centrifugal compressor | |
| WO2019004595A1 (en) | Air compressor | |
| WO2016195238A1 (en) | Direct drive-type turbo blower cooling structure | |
| WO2014061918A1 (en) | Turbo machine system | |
| US7160086B2 (en) | Rotary machine cooling system | |
| FI123660B (en) | Cooling system for an electric machine | |
| WO2022181997A1 (en) | Turbo compressor comprising bearing cooling channel | |
| CN108028566B (en) | Cooling of rotating electrical machines | |
| WO2017164586A1 (en) | Cooling device for compressor | |
| US20130129488A1 (en) | Foil bearing supported motor-driven blower | |
| US20100215526A1 (en) | Electric machine with air cooling system | |
| WO2011049279A1 (en) | Vertical turbo blower, and high-speed motor used for same | |
| CN109075652B (en) | System and method for air cooling electric machine components | |
| WO2013176532A1 (en) | Turbo compressor system having at least two driving motors | |
| WO2021221294A1 (en) | Air compressor for vehicle | |
| WO2020027436A1 (en) | Motor | |
| WO2020091357A1 (en) | Turbo-blower having complex cooling structure for fuel cell | |
| WO2014054830A1 (en) | Cooling system and cooling method for generator | |
| KR102526937B1 (en) | Air blower for vehicle | |
| WO2021261911A1 (en) | Motor | |
| WO2021071169A1 (en) | Air compressor for vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17839675 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17839675 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |