KR100483713B1 - rotordynamic system in Gas Heat Pump using refrigerant vapor turbine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체, 특히 회전체에 있어서 베어링에 관한 것으로, 냉매증기터빈과 압축기에 연결되어 상기 냉매증기터빈에서 발생하는 기계적 에너지에 의해 고속 회전하는 동축(30)의 반경방향 하중을 지지하도록 설치되는 가스 저널베어링(40)이 냉매가스에 의해 동수력 및 정수력을 발생시켜 압축기와 터빈, 동축(30)의 하중을 충분히 지지할 수 있도록 하는 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템을 제공한다.The present invention relates to a bearing in a rotating body of a GHP, in particular a rotating body using a refrigerant steam turbine, which is connected to the refrigerant steam turbine and a compressor and rotates at high speed by mechanical energy generated in the refrigerant steam turbine. GHP using a refrigerant steam turbine, which allows the gas journal bearing 40 installed to support the radial load to generate the hydrodynamic and hydrostatic forces by the refrigerant gas to sufficiently support the loads of the compressor, the turbine, and the coaxial 30. To provide a rotary system.
이를 위해 본 발명은 상기 가스 저널베어링(40)의 양단에 일정 간극을 유지하면서 실(seal ; 50)이 부착되어 구비되는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention is characterized in that the seal (50) is provided while maintaining a predetermined gap on both ends of the gas journal bearing (40).
Description
본 발명은 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체, 특히 회전체에 있어서 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매증기터빈과 압축기에 연결되어 상기 냉매증기터빈에서 발생하는 기계적 에너지에 의해 고속 회전하는 동축의 반경방향 하중을 지지하도록 설치되는 가스 저널베어링이 냉매가스에 의해 동수력 및 정수력을 발생시켜 압축기와 터빈, 동축의 하중을 충분히 지지할 수 있도록 하는 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a bearing in a rotating body, particularly a rotating body of a GHP using a refrigerant steam turbine, and more particularly, to a high speed rotating coaxial shaft connected to the refrigerant steam turbine and a compressor by mechanical energy generated in the refrigerant steam turbine. Gas journal bearings installed to support radial loads in the GHP rotating body system using refrigerant steam turbines that generate hydraulic and hydrostatic forces by the refrigerant gas to sufficiently support the loads of the compressor, turbine and coaxial. It is about.
최근 생활수준의 향상으로 쾌적한 생활공간을 추구하는 욕구가 증대하면서 여름철 냉방수요가 급격히 증가하고 있으며, 이러한 냉방수요의 증가는 여름철 전력수급의 불안정을 초래하고 있다.Recently, as demand for pursuing a comfortable living space has increased due to the improvement of living standards, the demand for summer cooling has been rapidly increasing, and this increase in cooling demand has caused unstable power supply in summer.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 여름철에 전기를 사용하지 않고도 냉방설비를 가동할 수 있는 방법을 찾으면 되는데, 이에 대한 해답이 바로 가스냉방이다.In order to solve this problem, it is necessary to find a way to operate the cooling equipment without using electricity in summer. The answer is gas cooling.
가스냉방이란 전기를 사용하지 않고 가스를 사용하여 냉방하는 방법으로 가스냉방 기술은 주로 흡수식과 GHP(Gas Heat Pump) 방식이 대부분을 차지하고 있다.Gas cooling is a method of cooling by using gas instead of electricity. Gas cooling technology is mainly absorbed and gas heat pump (GHP).
그 중 GHP방식은 가스터빈을 이용하는 방식과 엔진을 이용한 방식이 주류를 이루고 있는데, 상기 가스터빈이나 가스엔진의 구동력에 의해 압축기를 운전하여 난방(냉방)하는 방식으로, 일반 전기식히트펌프(EHP ; Electric Heat Pump)와 히트펌프시스템에 있어서의 큰 차이는 없으나 상기 EHP는 2차에너지인 전기로 운전되고, GHP는 1차에너지인 가스에 의해 구동된다는 점에 있어 큰 차이점이 있다.Among them, the GHP method uses a gas turbine and a method using an engine, and a method of heating (cooling) a compressor by driving power of the gas turbine or a gas engine is a general electric heat pump (EHP; There is no significant difference between the electric heat pump and the heat pump system, but the EHP is driven by electricity which is secondary energy, and the GHP is driven by gas which is primary energy.
그러므로, 상기 GHP는 1차에너지 연소시 나오는 배열을 난방에 활용할 수 있어 난방효율이 EHP에 비해 높다는 장점이 있으며, 여름철 냉방용 전력수요의 억제효과도 있어 국가에너지정책에도 부합되는 냉방방식이다.Therefore, the GHP has an advantage that the heating efficiency of the primary energy combustion can be utilized for heating, and thus the heating efficiency is higher than that of the EHP.
그러나, 종래 가스터빈을 이용한 GHP방식은 연소가스가 터빈으로 유입되고 냉매는 압축기로 유입되는 관계로 연소가스와 냉매가 혼합되는 것을 방지하기 위해 실(seal)이나 이것을 분리할 수 있는 특별한 장치를 필요로 하는 문제점이 있었다.However, the GHP method using a conventional gas turbine requires a seal or a special device that can separate the combustion gas and the refrigerant in order to prevent the combustion gas and the refrigerant from being mixed since the combustion gas is introduced into the turbine and the refrigerant is introduced into the compressor. There was a problem with.
한편, 가스엔진을 이용한 GHP방식은 엔진 자체의 무게로 인하여 유막 저널베어링(oil film journal bearing)을 사용해야 하고, 이에 따라 오일과 냉매를 분리하고 회수할 수 있는 별도의 장치를 필요로 하여 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 가격도 상승하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, the GHP method using a gas engine requires the use of an oil film journal bearing due to the weight of the engine itself, and thus requires a separate device for separating and recovering oil and refrigerant. Not only did the price rise but there was a problem.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 최근에는 냉매증기를 기계적 에너지원으로 하는 냉매증기터빈을 이용한 GHP방식이 새롭게 연구되고 있다.Recently, in order to solve these problems, a GHP method using a refrigerant steam turbine using refrigerant steam as a mechanical energy source has been newly studied.
상기 냉매증기터빈을 이용한 GHP방식은 터빈과 압축기 양쪽이 같은 냉매를 사용하게 됨으로써 연소가스와 냉매 혼합을 방지하기 위한 seal이나 이것을 분리할 수 있는 특별한 장치가 필요 없으며, 모터나 엔진과 같은 하중이 많은 장치가 쓰이지 않으므로 유막 저널베어링이 아닌 가스 저널베어링을 사용할 수 있어 오일과 냉매의 분리나 회수에 필요한 장치를 필요로 하지 않게 된다.In the GHP method using the refrigerant steam turbine, both the turbine and the compressor use the same refrigerant, and thus a seal for preventing the mixing of the combustion gas and the refrigerant or a special device that can separate it is not required. Since the device is not used, gas journal bearings can be used rather than oil film journal bearings, eliminating the need for devices for separating or recovering oil and refrigerant.
도 1은 일반적인 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템의 개략도이고, 도 2는 종래 일반적인 가스 저널베어링의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a schematic diagram of a rotating system of a GHP using a general refrigerant steam turbine, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional general gas journal bearing.
먼저, 도 1에 도시된 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템은 2단 압축기(2,4)와 2단 냉매증기터빈(6,8)으로 구성된 예를 보이고 있다.First, the rotating system of the GHP using the refrigerant steam turbine shown in FIG. 1 shows an example consisting of two-stage compressors (2, 4) and two-stage refrigerant steam (6, 8).
이와 같이 구성된 상태에서 1,2단 냉매증기터빈(6,9)에서 기계적 에너지를 얻은 다음, 터빈과 동축(10)에 연결된 압축기(2,4)로 냉매를 압축하여 냉동사이클을 가동함으로서 냉동능력을 얻게 된다.In this configuration, mechanical energy is obtained from the 1,2 stage refrigerant steam turbines 6 and 9, and the refrigerant is compressed by compressors 2 and 4 connected to the turbine and the coaxial 10 to operate the refrigeration cycle. You get
즉, 응축기(미도시)에서 나온 응축된 액체냉매의 일부를 팽창밸브를 통해 팽창시켜 저온을 얻은 다음, 증발기(미도시)로 보내고, 증발기에서 증발잠열을 통해 냉동능력을 얻은 다음 압축기(2,4)로 보내어 응축압력까지 압축시키고 다시 응축기로 보내어 액체냉매를 만들어 냉동사이클을 완성하게 된다.That is, a part of the condensed liquid refrigerant from the condenser (not shown) is expanded through an expansion valve to obtain a low temperature, and then sent to an evaporator (not shown), and a freezing capacity is obtained through latent heat of evaporation in the evaporator, and then the compressor (2, 4) to condense to condensation pressure and back to condenser to create liquid refrigerant to complete the refrigeration cycle.
이때, 상기 압축기(2,4)는 냉매증기터빈(6,8)에 냉매가 공급되어 팽창되는 과정에서 발생하는 기계적 에너지를 이용함으로써 작동되는데, 동축(10)에 의해 연결된 각 단의 압축기(2,4)와 냉매증기터빈(6,8) 사이에는 상기 동축(10)의 반경방향 하중을 지지하는 가스 저널베어링(12)이 구비된다.At this time, the compressor (2,4) is operated by using the mechanical energy generated in the process of expanding the refrigerant is supplied to the refrigerant steam turbine (6,8), compressor of each stage connected by the coaxial (10) Between the 4 and the refrigerant steam turbines 6 and 8, there is provided a gas journal bearing 12 for supporting the radial load of the coaxial 10.
상기 가스 저널베어링(12)은 오일이 아닌 냉매가스가 윤활제 역할을 하게 되며, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 동축(10)이 고속으로 회전하게 될 경우 이를 원활하게 지지하기 위하여 동축(10)의 외경과 가스 저널베어링(12)의 내경사이에 미소 공차를 유지하도록 하여 냉매가스의 유막을 형성하여 동축(10)을 지지하도록 이루어진다.The gas journal bearing 12 has a refrigerant gas, not oil, to serve as a lubricant, and as shown in FIG. 2, when the coaxial 10 rotates at a high speed, the gas journal bearing 12 smoothly supports the coaxial 10. By maintaining a small tolerance between the outer diameter and the inner diameter of the gas journal bearing 12 to form an oil film of the refrigerant gas is made to support the coaxial (10).
이때, 상기 가스 저널베어링(12)의 내경과 동축의 외경사이의 공차는 보통 0.05㎜ 정도이고 가스 저널베어링(12)에는 윤활제 역할을 하는 냉매가스가 투입될 수 있도록 가스공급유로(13)가 형성된다.At this time, the tolerance between the inner diameter of the gas journal bearing 12 and the outer diameter of the coaxial is usually about 0.05mm and the gas supply passage 13 is formed so that the refrigerant gas acting as a lubricant to the gas journal bearing 12 is introduced. do.
그러므로, 상기 동축(10)이 고속회전하는 상태에서 가스 저널베어링(12)의 가스공급유로(13)를 통해 냉매가스가 투입되면 동축(10)과 가스 저널베어링(12) 사이의 간극으로 스며들어 도면에 표시된 화살표 방향으로 동수력(hydrodynamic force)이 발생하여 동축(10)을 지지하게 되고, 윤활제로 사용된 냉매가스는 가스 저널베어링(12)의 양단으로 방출되게 된다.Therefore, when the refrigerant gas is introduced through the gas supply passage 13 of the gas journal bearing 12 while the coaxial 10 is rotating at a high speed, it penetrates into the gap between the coaxial 10 and the gas journal bearing 12. Hydrodynamic force is generated in the direction of the arrow shown in the drawing to support the coaxial 10, and the refrigerant gas used as the lubricant is discharged to both ends of the gas journal bearing 12.
그러나, 상기한 바와 같이 종래 가스 저널베어링(12)의 구조에 의하면, 동수력만으로는 동축(10)을 비롯한 압축기(2,4)와 터빈(6,8)의 하중을 받칠 수 없는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.However, according to the structure of the conventional gas journal bearing 12 as described above, the case where the hydraulic power alone cannot support the loads of the compressors 2 and 4 including the coaxial 10 and the turbines 6 and 8 may occur. There was a problem.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템에 있어서, 냉매증기터빈과 압축기에 연결되어 상기 냉매증기터빈에서 발생하는 기계적 에너지에 의해 고속 회전하는 동축의 반경방향 하중을 지지하도록 설치되는 가스 저널베어링의 구조를 개선하여 냉매가스에 의해 가스 저널베어링이 동수력 및 정수력을 발생시켜 압축기와 터빈, 동축의 하중을 충분히 지지할 수 있도록 하는 데 있다. Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is a rotary system of a GHP using a refrigerant steam turbine, the mechanical steam generated in the refrigerant steam turbine is connected to the refrigerant steam turbine and the compressor Improved structure of gas journal bearing installed to support high speed radially coaxial radial load by energy, and gas journal bearing generates hydraulic and hydrostatic forces by refrigerant gas to fully support compressor, turbine and coaxial load It's about making it happen.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매증기터빈과 압축기에 연결되어 설치된 동축과, 상기 동축의 회전시 반경 방향을 지지하는 가스 저널베어링과, 상기 가스 저널베어링의 양단에 부착된 실(seal)이 구비된 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템에 있어서, 상기 가스 저널베어링은, 진원형 1패드 저널베어링이 설치되고, 상기 실(seal)은, 상기 가스 저널베어링의 양단에 일정 간극을 유지하면서 부착되어 상기 가스 저널베어링과 동축 사이의 간극과 상기 가스 저널베어링의 양단과 실 사이의 간극은 서로 직교를 이루면서 연통되어 냉매가스의 유로를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템을 제공한다.The present invention for achieving the above object, the coaxial installed in connection with the refrigerant steam turbine and the compressor, a gas journal bearing for supporting the radial direction when the coaxial rotation, and the seals attached to both ends of the gas journal bearing ( In a rotary system of a GHP using a refrigerant steam turbine equipped with a seal, the gas journal bearing is provided with a round one pad journal bearing, and the seal has a predetermined gap between both ends of the gas journal bearing. The gap between the gas journal bearing and the coaxial and the gap between both ends of the gas journal bearing and the seal are connected to each other at right angles to communicate with each other to form a flow path of the refrigerant gas. Provides a rotating system of GHP.
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이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이때, 종래의 기술과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭을 부여하고 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.In this case, the same or similar names are assigned to the same or similar elements as the related art, and detailed description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명에 따른 가스 저널베어링이 설치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가스 저널베어링의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a perspective view showing a state in which a gas journal bearing according to the present invention is installed, and FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the structure of the gas journal bearing according to the present invention.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템에 의하면, 냉매증기터빈과 압축기를 연결하면서 이어지는 동축(30)이 고속회전할 때에 상기 동축(30)의 반경방향 하중을 지지하기 위한 가스 저널베어링(40)의 양단에 실(seal ; 50)이 부착되어 구비된다.As shown in Figure 3 and 4, according to the rotating system of the GHP using the refrigerant steam turbine according to the present invention, when the coaxial 30 is connected to the refrigerant steam turbine and the compressor to rotate at high speed, the coaxial 30 Seal 50 is attached to both ends of the gas journal bearing 40 for supporting the radial load of the).
상기 가스 저널베어링(40)은 동축(30)과 일정 간극을 유지하면서 설치되어 그 간극으로 유입되는 냉매가스가 윤활제 역할을 하면서 동축(30)의 반경방향 하중을 지지하도록 이루어지는데, 상기 실(50)은 가스 저널베어링(40)의 양단과 일정 간극을 유지하도록 설치된다.The gas journal bearing 40 is installed while maintaining a constant gap with the coaxial 30, and the refrigerant gas flowing into the gap serves as a lubricant to support the radial load of the coaxial 30, the seal 50 ) Is installed to maintain a gap between both ends of the gas journal bearing 40.
즉, 상기 가스 저널베어링(40)과 동축(30) 사이의 간극과 상기 가스 저널베어링(40)의 양단과 실(50) 사이의 간극은 서로 직교를 이루면서 연통되어 냉매가스의 유로를 형성하게 된다.That is, the gap between the gas journal bearing 40 and the coaxial 30 and the gap between both ends of the gas journal bearing 40 and the seal 50 communicate with each other at right angles to form a flow path of the refrigerant gas. .
이하, 본 발명이 작용 및 효과를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail the operation and effect.
상기한 바와 같이, 동축(30)의 반경방향 하중을 지지하는 가스 저널베어링 (40)의 양단에 일정 간극을 유지하면서 실(50)이 부착되어 구비된 상태에서, GHP가 작동하게 되면, 냉매에 의해 냉매증기터빈에서 기계적 에너지가 생성되어 상기 동축(30)이 고속 회전하게 되고, 상기 동축(30)의 회전을 이용하여 압축기에서는 냉매가스를 고온, 고압으로 압축하게 된다.As described above, when the GHP operates in a state in which the seal 50 is attached while maintaining a constant gap at both ends of the gas journal bearing 40 supporting the radial load of the coaxial 30, As a result, mechanical energy is generated in the refrigerant steam turbine so that the coaxial 30 rotates at high speed, and the compressor compresses the refrigerant gas at a high temperature and high pressure by using the rotation of the coaxial 30.
이때, 상기 동축(30)이 고속회전하는 과정에서 상기 가스 저널베어링(40)의 가스공급유로(42)를 통해 냉매가스가 유입되어 동축(30)의 외경과 가스 저널베어링 (40)의 내경 사이에서 윤활제 역할을 하여 동축(30)의 반경방향 하중을 지지하게 되는데, 동축(30)과 가스 저널베어링(40) 사이의 간극에서 윤활제로 사용된 냉매가스는 도 4에 도시된 바와 같이, 계속해서 가스 저널베어링(40)의 양단쪽으로 이동하여 가스 저널베어링(40)과 실(50) 사이의 간극으로 유입되어 유동한 다음 방출되게 된다.At this time, the refrigerant gas is introduced through the gas supply passage 42 of the gas journal bearing 40 in the process of the high speed rotation of the coaxial 30 between the outer diameter of the coaxial 30 and the inner diameter of the gas journal bearing 40. The lubricant acts as a lubricant to support the radial load of the coaxial 30, the refrigerant gas used as a lubricant in the gap between the coaxial 30 and the gas journal bearing 40, as shown in FIG. Movement toward both ends of the gas journal bearing 40 flows into the gap between the gas journal bearing 40 and the seal 50, flows, and then discharges.
이와 같이, 냉매가스가 가스 저널베어링(40)과 동축(30) 사이의 간극으로 유입되어 가스 저널베어링(40)의 양단으로 유동하다가 냉매가스가 양단에 구비된 실(50)에 막혀 다시 가스 저널베어링(40)과 실(50) 사이의 간극으로 유입되어 방출되므로, 압력이 가스 저널베어링(40)의 양단으로 쉽게 빠지는 것이 억제된다.As such, the refrigerant gas flows into the gap between the gas journal bearing 40 and the coaxial 30 and flows to both ends of the gas journal bearing 40, and the refrigerant gas is blocked in the chamber 50 provided at both ends, and the gas journal is again. Since it flows in and out of the gap between the bearing 40 and the seal 50, it is suppressed that the pressure is easily released to both ends of the gas journal bearing 40.
그러므로, 상기 가스 저널베어링(40)과 동축(30) 사이의 간극으로 유입된 냉매가스에 의해 동수력(hydrodynamic force) 뿐만 아니라 냉매가스의 압력에 의해 정수력(hydrostatic force)도 작용하게 된다.Therefore, not only hydrodynamic force but also hydrostatic force is acted on by the pressure of the refrigerant gas by the refrigerant gas introduced into the gap between the gas journal bearing 40 and the coaxial 30.
즉, 본 발명에 의한 GHP의 회전체 시스템에 의하면, 상기 가스 저널베어링 (40)은 동수력과 정수력을 동시에 이용하게 되므로 압축기와 터빈, 동축(30)의 하중을 충분히 지탱할 수 있는 힘을 생성할 수 있게 된다.That is, according to the rotating system of the GHP according to the present invention, the gas journal bearing 40 uses the hydrodynamic and hydrostatic forces at the same time to generate a force that can sufficiently support the load of the compressor, turbine, and coaxial 30 You can do it.
이때, 상기 가스 저널베어링(40)과 동축(30) 사이의 간극을 줄여 냉매가스에 의한 동수력을 높임으로써 더욱더 안정적인 시스템이 가능하게 되는데, 일반적인 가스 저널베어링(40)은 보통 0.05㎜의 간극을 유지하는데 보다 큰 동수력을 발생하고자 한다면 0.05㎜보다 적은 0.02㎜ 정도로 줄여주는 것이 보다 바람직하다.At this time, by reducing the gap between the gas journal bearing 40 and the coaxial 30 to increase the hydraulic power by the refrigerant gas, a more stable system is possible, the general gas journal bearing 40 usually has a gap of 0.05 mm If it is desired to generate greater hydraulic power to maintain, it is more desirable to reduce it to about 0.02 mm less than 0.05 mm.
한편, 상기 간극을 줄인다는 것은 그만큼 고속회전에서의 동축(30)의 변위가 작다는 전제 조건이 있어야 가능하나 본 발명에 따른 냉매증기터빈을 이용한 GHP는 윤활제로 냉매가스를 사용하기 때문에 오일 훨(oil whirl)과 같은 진동 변위 증폭작용이 없고 따라서 간극이 그리 크지 않아도 된다.On the other hand, it is possible to reduce the gap by the precondition that the displacement of the coaxial 30 in the high-speed rotation is small, but the GHP using the refrigerant steam turbine according to the present invention uses the refrigerant gas as a lubricant, so the oil circle ( There is no vibration displacement amplification, such as oil whirl, so the gap does not have to be large.
더 나아가 진동 변위를 줄일 수 잇는 방법으로 가스 저널베어링(40)의 개수를 압축기 사이와 터빈 사이에 놓는 방법과 압축기와 터빈 사이에 하나 더 놓는 방법을 생각할 수 있는데, 후자의 경우는 가스 저널베어링(40)에 작용하는 부하를 나눌 수 있을 뿐 아니라 진동 변위도 더 줄일 수 있다는 잇점이 있으며 이것의 결정은 부하량과 진동 변위에 따라 결정될 수 있다.Furthermore, as a way to reduce the vibration displacement, the number of gas journal bearings 40 can be considered between the compressor and the turbine and one more between the compressor and the turbine. In the latter case, the gas journal bearing ( In addition to dividing the load acting on 40), the vibration displacement can be further reduced, and its determination can be determined according to the load amount and the vibration displacement.
또한, 냉매를 윤활제로 한 가스 저널베어링(40)은 점성이 작으므로 온도 상승문제도 없게 된다.In addition, since the gas journal bearing 40 using the refrigerant as a lubricant has low viscosity, there is no problem of temperature rise.
이처럼 냉매가스를 윤활제로 한 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 가스 저널베어링(40)은 안정적인 동특성을 나타내며, 이로 인해 가스 저널베어링(40)도 틸딩 패드형이나 타원형을 사용할 필요가 없으며 가장 단순하고 저렴한 진원형 1패드형을 적용할 수 있다.As such, the gas journal bearing 40 of the GHP using the refrigerant steam turbine using the refrigerant gas as a lubricant exhibits stable dynamic characteristics, so that the gas journal bearing 40 does not need to use a tilding pad type or an elliptical shape. Round 1-pad type can be applied.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템에 의하면, 동축의 반경방향 하중을 지지하도록 설치되는 가스 저널베어링의 양단에 일정 간극이 형성되도록 한 쌍의 실이 설치됨으로써, 기존의 배기 유로와 수직을 이루는 배기 유로가 형성되어 가스 저널베어링의 내부 압력의 급강이 방지된 채 냉매가스를 배출할 수 있으므로 냉매가스에 의해 가스 저널베어링이 동수력 및 정수력을 발생시켜 압축기와 터빈, 동축의 하중을 충분히 지지할 수 있는 힘을 생성할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the rotating system of the GHP using the refrigerant steam turbine according to the present invention, a pair of seals are provided so that a predetermined gap is formed at both ends of the gas journal bearing installed to support the coaxial radial load. The exhaust passage is formed to be perpendicular to the existing exhaust passage so that the refrigerant gas can be discharged while the internal pressure of the gas journal bearing is prevented from dropping. Therefore, the gas journal bearing generates the hydraulic and hydrostatic forces by the refrigerant gas. There is an effect that can generate a force that can sufficiently support the turbine, coaxial load.
도 1은 일반적인 냉매증기터빈을 이용한 GHP의 회전체 시스템의 개략도,1 is a schematic diagram of a rotating system of a GHP using a common refrigerant steam turbine,
도 2는 종래 일반적인 가스 저널베어링의 구조를 설명하기 위한 단면도,2 is a cross-sectional view for explaining the structure of a conventional gas journal bearing according to the related art;
도 3은 본 발명에 따른 가스 저널베어링이 설치된 상태를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing a state in which a gas journal bearing is installed according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 가스 저널베어링의 구조를 설명하기 위한 단면도.4 is a cross-sectional view for explaining the structure of the gas journal bearing according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
30 : 동축 40 : 가스 저널베어링30: coaxial 40: gas journal bearing
42 : 가스공급유로 50 : 실(seal) 42: gas supply passage 50: seal
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2002
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6263217A (en) * | 1985-09-12 | 1987-03-19 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Static gas bearing |
| JPS6275125A (en) * | 1985-09-28 | 1987-04-07 | Omron Tateisi Electronics Co | Magnetic composite type static pressure air bearing |
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