KR20170001295A - 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로, 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러와, 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축과, 상기 회전축의 변위를 감지하도록 형성된 변위 센서를 포함하고, 상기 변위 센서는 플렉서블 회로기판 및 상기 플렉서블 회로기판의 양 측면 상에 배치된 코일을 포함하고, 상기 플렉서블 회로기판은 하나 이상의 열결부를 통해 연결되는 복수 개의 기판유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템에 관한 것이다.

Description

압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템{Compressor and Chiller system including it}

본 발명은 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로, 향상된 민감도를 구비하는 갭센서를 구비하는 압축기 및 그러한 압축기를 포함하는 칠러 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 칠러 시스템은 냉수를 공조기나 냉동기 등의 냉수 수요처로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치로서, 압축기와, 응축기와, 팽창밸브와, 증발기를 통하여 냉매가 순환되도록 형성된다.

상기 칠러 시스템의 증발기는 수-냉매 열교환기로서, 상기 증발기를 통과하는 냉매와 공조기 또는 냉동기의 열교환기에서 열교환된 냉수를 열교환시켜 냉수를 냉각하도록 형성된다.

또한, 상기 칠러 시스템의 응축기는 수-냉매 열교환기로서 상기 응축기를 통과하는 냉매와 수 냉각장치에서 열교환된 냉각수를 열교환시켜 냉매를 냉각하도록 형성된다.

또한, 상기 칠러 시스템의 압축기는 냉매를 압축하여 응축기로 제공하도록 형성된다. 상기 압축기는 냉매를 압축하는 임펠러와, 상기 임펠러에 연결된 회전축 및 회전축을 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 회전축은 베어링하우징의 내측에서 회전하도록 형성된다.

이때, 상기 회전축이 베어링하우징 내측의 기 설정된 위치(예를 들어, 베어링하우징 내측의 중심 위치)를 벗어나서 회전하게 되면, 소음의 발생 및 압축기 효율 저하 및 압축기 파손의 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 베어링하우징 상기 회전축의 위치를 제어하기 위하여, 상기 회전축의 위치를 감지하기 위한 변위 센서가 필요하다.

한편, 상기 변위 센서의 민감도에 따라 상기 회전축의 위치를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

이때, 변위 센서의 민감도를 증대시키기 위하여 코일의 턴수(즉, 코일의 감긴 횟수)를 증대시키는 방법을 고려해볼 수 있으나, 기 설정된 크기의 기판에 있어서 코일의 턴수를 증대시키는 데에는 한계가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압축기의 회전축 둘레에 구비되는 변위 센서의 민감도를 증폭시킬 수 있는 압축기 및 칠러 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 변위 센서에 플렉서블 회로기판을 사용하여, 공간 효율이 향상된 변위 센서를 구비하는 압축기 및 칠러 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 압축기의 회전축 둘레에 배치되는 변위 센서에서 감지되는 값의 차이에 기초하여, 상기 회전축의 위치를 보다 정밀하게 제어할 수 있는 압축기 및 칠러 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 회전축의 위치를 보다 정밀하게 제어하여, 압축기에서 발생되는 소음을 저감하고 압축기 효율을 증대시키며, 압축기 파손을 방지할 수 있는 압축기 및 칠러 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축; 상기 회전축의 변위를 감지하도록 형성된 변위 센서를 포함하고, 상기 변위 센서는 플렉서블 회로기판 및 상기 플렉서블 회로기판의 양 측면 상에 배치된 코일을 포함하고, 상기 플렉서블 회로기판은 하나 이상의 열결부를 통해 연결되는 복수 개의 기판유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.

또한, 상기 복수 개의 기판유닛은 상기 하나 이상의 연결부의 밴딩(bending)을 통해 지그재그 방향으로 적층될 수 있다.

또한, 상기 코일은 각각의 기판유닛의 양 측면 상에 스파이럴 형태로 배치되고, 각각의 기판유닛에는 코일의 반경방향 내측 단부에 대응하는 위치에 비아홀이 구비되며, 각각의 기판유닛의 일 측면 상에 배치되는 코일의 반경방향 내측 단부는 상기 비아홀을 통해 상기 각각의 기판유닛의 타 측면 상에 배치되는 코일의 반경방향 내측 단부에 연결될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 기판유닛이 적층된 상태에서, 최외각에 위치한 2개의 기판유닛은 하나의 연결부에 의해 이웃하는 기판유닛에 연결되고, 2개의 최외각 기판유닛 사이에 위치한 하나 이상의 기판유닛은 각각 두개의 연결부에 의해 이웃하는 기판유닛들에 연결될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 기판유닛이 적층된 상태에서, 각각의 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부는 상기 연결부 상에 배치되는 코일을 통하여 이웃하는 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부에 연결될 수 있다.

한편, 상기 연결부 상에 배치되는 코일은 그물망 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 연결부와 상기 복수 개의 기판유닛은 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 코일의 적어도 일부는 절연체로 코팅될 수 있다.

또한, 상기 변위 센서는 상기 복수 개의 기판유닛과 결합되는 페라이트 코어를 더 포함하고, 상기 복수 개의 기판유닛의 중앙부에는 체결홀이 각각 형성되며, 상기 페라이트 코어에는 상기 체결홀에 대응하는 체결돌기가 구비될 수 있다.

또한, 상기 변위 센서는 상기 회전축의 방사방향 변위를 감지하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전축 둘레에 상기 회전축으로부터 방사방향으로 이격되어 상기 변위 센서가 복수개 구비될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 변위 센서는, 상기 회전축의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 변위 센서 및 상기 한 쌍의 변위 센서를 연결하는 가상선에 수직한 방향으로 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 변위 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제1값를 통해 상기 회전축의 상하방향 위치가 판단되고, 상기 다른 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제2값을 통해상기 회전축의 좌우방향 위치가 판단될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 칠러 압축기는 상기 한 쌍의 변위 센서 및 다른 한 쌍의 변위 센서에 전기적으로 연결된 제어부를 더 포함하고, 상기 회전축을 둘러싸는 베어링 하우징에는 마그네틱 베어링이 배치되며, 상기 회전축을 기준으로 상기 마그네틱 베어링의 위치에 대응하는 방사방향 위치에 상기 한 쌍의 변위 센서 및 상기 다른 한 쌍의 변위 센서가 설치되며, 상기 제어부는 상기 제1값 및 상기 제2값에 기초하여, 상기 베어링 하우징 내의 상기 회전축이 상기 베어링 하우징 내의 기 설정된 위치에 위치되도록 상기 자기베어링을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러와, 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축과, 상기 회전축의 변위를 감지하도록 형성된 변위 센서를 구비하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하는 증발기를 포함하고, 상기 변위 센서는 플렉서블 회로기판 및 상기 플렉서블 회로기판의 양 측면 상에 배치된 코일을 포함하고, 상기 플렉서블 회로기판은 하나 이상의 열결부를 통해 연결되는 복수 개의 기판유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칠러 시스템을 제공한다.

이때, 상기 복수 개의 기판유닛은 상기 하나 이상의 연결부의 밴딩(bending)을 통해 지그재그 방향으로 적층될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 기판유닛이 적층된 상태에서, 각각의 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부는 상기 연결부 상에 배치되는 코일을 통하여 이웃하는 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부에 연결될 수 있다.

또한, 상기 변위 센서는 상기 회전축 둘레에 상기 회전축으로부터 방사방향으로 이격되어 복수개 구비되며, 상기 복수 개의 변위 센서는, 상기 회전축의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 변위 센서 및 상기 한 쌍의 변위 센서를 연결하는 가상선에 수직한 방향으로 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 변위 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제1값를 통해 상기 회전축의 상하방향 위치가 판단되고, 상기 다른 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제2값을 통해상기 회전축의 좌우방향 위치가 판단될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템은 상기 증발기에서 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 공조공간의 공기를 냉각하는 공기조화유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 압축기의 회전축 둘레에 구비되는 변위 센서의 민감도가 증대된 압축기 및 칠러 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 변위 센서에 플렉서블 회로기판을 사용하여, 공간 효율이 향상된 변위 센서를 구비하는 압축기 및 칠러 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 압축기의 회전축 둘레에 배치되는 변위 센서에서 감지되는 값의 차이에 기초하여, 상기 회전축의 위치를 보다 정밀하게 제어할 수 있는 압축기 및 칠러 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 회전축의 위치를 보다 정밀하게 제어하여, 압축기에서 발생되는 소음을 저감하고 압축기 효율을 증대시키며, 압축기 파손을 방지할 수 있는 압축기 및 칠러 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템에 대한 개략도이다.
도 2는 도 1의 칠러 시스템에 구비되는 압축기의 개념도이다.
도 3은 도 1의 칠러 시스템에 구비되는 변위 센서를 개략적으로 나타내는 도면이고.
도 4는 도 3에 도시된 변위 센서가 페라이트 코어에 결합된 상태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 변위 센서의 플렉서블 회로기판을 펼친 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 3의 변위 센서가 압축기의 베어링 하우징에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템의 주요 구성들의 연결관계를 나타내는 블럭도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 냉동기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템에 대한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템(1)은 냉매를 압축하도록 형성된 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키도록 형성된 응축기(20)와, 상기 응축기(20)에서 응축된 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브(30)와, 상기 팽창밸브(30)에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하도록 형성된 증발기(40)를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템(1)은 상기 증발기(40)에서 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 공조공간의 공기를 냉각하는 공기조화유닛(50)과, 상기 응축기(20)에서 냉매와 열교환된 냉각수를 냉각하도록 형성된 냉각유닛(60)을 더 포함할 수 있다.

상기 응축기(20)는 압축기(10)에서 압축된 냉매의 열을 냉각수를 향해 방출하여 냉매를 응축시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 응축기(20)는 냉매를 응축시키기 위하여, 냉각유닛(60)으로부터 공급되는 냉각수와 상기 압축기(10)를 통해 공급되는 냉매를 열교환시키도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 응축기(20)는 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 이때, 상기 응축기(20)의 쉘의 내부에 냉매가 응축될 수 있는 응축공간(210)이 형성되고, 상기 응축공간(210)에 냉각수가 통과하는 냉각수 튜브(220)가 배치될 수 있다. 상기 냉각수 튜브(220)는 냉각수가 유동할 수 있도록 냉각유닛(60)의 냉각수 유입관(610) 및 냉각수 유출관(620)에 연결될 수 있다.

상기 냉각유닛(60)은 응축기(20)의 냉매로부터 열을 흡수한 냉각수를 냉각시키도록 형성된다. 상기 냉각유닛(60)은 냉각수가 유입되는 냉각수 유입관(610) 및 냉각수가 유출되는 냉각수 유출관(620)을 포함한다.

예를 들어, 상기 냉각유닛(60)은 응축기(20)의 냉매로부터 열을 흡수한 냉각수를 공랭시키기 위하여 냉각탑(cooling tower)으로 구성될 수 있다.

이때, 상기 냉각유닛(60)은 상부에 형성된 공기토출구(631)와 측면에 형성된 공기흡입구(632)를 구비하는 본체부(630)와, 상기 공기토출구(631)에 설치되어 외부공기를 상기 본체부(630) 내부로 강제 흡입한 후에 상기 공기토출구(631) 상기 외부공기를 강제 토출하는 송풍팬(미도시)과, 상기 본체부(630) 내의 상부에 설치되어 응축기(20)에서 열교환된 냉각수를 상기 본체부(630) 내의 하부를 향하여 분사하는 냉각수 유입관(미도시)과, 상기 냉각수 유입관에서 분사된 냉각수가 외부공기와의 열교환으로 냉각되어 수집되는 냉각수 수집부를 포함한다.

상기 증발기(40)는 팽창밸브(30)에서 팽창된 냉매에 열을 공급하여 냉매를 증발시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 증발기(40)는 냉매를 증발시키기 위하여 공기조화유닛(50)으로부터 공급된 냉수와 상기 냉매를 열교환시키도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 증발기(40)는 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 이때, 상기 증발기(40)의 쉘의 내부에 냉매가 증발될 수 있는 증발공간(410)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 증발공간(410) 내에는 냉수가 통과하는 냉수 튜브(420)가 배치될 수 있다. 상기 냉수 튜브(420)는 냉수가 유동할 수 있도록 공기조화유닛(50)으로부터 연결된 냉수 유입관(510) 및 냉수 유출관(520)에 연결될 수 있다.

상기 증발기(40)에서 증발된 냉매는 압축기(10)의 유입관(70)으로 흡입되어 압축기(10)에 의해 압축될 수 있다.

상기 공기조화유닛(50)은 증발기(40)의 냉매로 열을 공급하여 냉각된 냉수와 공고공간의 공기를 열교환시키는 열교환기(미도시)와, 상기 증발기(40)로부터 상기 공기조화유닛(50)으로 냉수가 유입되는 냉수 유입관(510) 및 상기 공기조화유닛(50)으로부터 상기 증발기(40)로 냉수가 유출되는 냉수 유출관(520)을 포함할 수 있다.

압축기(10)는 증발기(40)에서 증발된 냉매를 압축하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 압축기(10)는 터보압축기로 형성될 수 있다. 또한, 상기 압축기(10)는 1단 압축기 또는 다단 압축기로 형성될 수 있다.

이러한 압축기(10)의 구성에 대해서는 이하 다른 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 도 1의 칠러 시스템에 구비되는 압축기(10)의 개념도이다.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(10)는 증발기(40)에서 증발된 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 적어도 하나의 임펠러(110)와, 상기 임펠러(110)에 회전 동력을 전달하도록 형성된 회전축(120)과, 상기 회전축(120)을 회전시키는 모터(130)와, 상기 회전축(120)을 지지하도록 형성된 베어링 하우징(140)을 포함한다.

상기 임펠러(110)는 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하도록 형성될 수 있다. 임펠러(110)에 의해 압축된 냉매는 응축기(20)로 공급된다.

상기 모터(130)는 상기 임펠러(110)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 모터(130)의 구동력은 상기 회전축(120)을 통해 상기 임펠러(110)에 전달될 수 있다.

상기 베어링 하우징(140)은 회전축(120)을 지지하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 베어링 하우징(130)은 상기 회전축(120)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.

상기 베어링 하우징(140)에는 하나 이상의 마그네틱 베어링(141, 142))이 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 마그네틱 베어링(141, 142)은 베어링 하우징(140)의 길이방향 양 단부에 각각 구비될 수 있다. 다시 말해서, 상기 마그네틱 베어링(141, 142)은 상기 모터(130)를 사이에 두고 상기 모터(130)의 전방 및 후방에서 상기 베어링 하우징(140)에 설치될 수 있다.

설명의 편의를 위하여, 상기 모터(130)를 기준으로 전방에 배치된 마그네틱 베어링을 전방 마그네틱 베어링(141)이라 하고, 상기 모터(130)를 기준으로 후방에 배치된 마그네틱 베어링을 후방 마그네틱 베어링(142)이라고 할 수 있다.

상기 전방 마그네틱 베어링(141) 및 상기 후방 마그네틱 베어링(142)은 각각 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 전방 마그네틱 베어링(141)은 상기 회전축(120)을 사이에 두고 열십자 형태로 마주하는 두 쌍의 마그네틱 베어링으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 후방 마그네틱 베어링(142) 역시 상기 회전축(120)을 사이에 두고 열십자 형태로 마주하는 두 쌍의 마그네틱 베어링으로 구비될 수 있다.

상기 마그네틱 베어링(141, 142)은 후술할 제어부에 의해 제어되도록 형성될 수 있다. 즉, 제어부는 상기 마그네틱 베어링(141, 142)을 제어하여, 상기 회전축(120)이 상기 베어링 하우징(140) 내측의 기 설정된 위치에 위치되도록 할 수 있다.

이러한 마그네틱 베어링(141, 142)에 공급되는 전류 또는 접압의 제어를 통한 회전축(120)의 위치 제어는 이미 다수 공지된 기술이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 상기 베어링 하우징(140)에는 하나 이상의 변위 센서(81, 82)가 설치될 수 있다.

상기 변위 센서(81, 82)는 상기 마그네틱 베어링(141, 142)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 변위 센서(81, 82)는 상기 마그네틱 베어링(141,142)의 전방 또는 후방에서 상기 베어링 하우징(140)에 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 변위 센서(80)는 상기 전방 마그네틱 베어링(141)의 전방 및 상기 후방 마그네틱 베어링(142)의 후방에 각각 설치될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 상기 전방 마그네틱 베어링(141)의 전방에 배치되는 변위 센서를 전방 변위 센서(81)라 하고, 상기 후방 마그네틱 베어링(142)의 후방에 배치되는 변위 센서를 후방 변위 센서(82)라고 할 수도 있다.

이때, 상기 변위 센서(81, 82)는 상기 마그네틱 베어링(141, 142)과 동일한 개수가 구비될 수 있다. 예를 들어, 전방 변위 센서(81)는 상기 회전축(120)을 사이에 두고 열십자 형태로 마주하는 두 쌍의 변위 센서로 구비될 수 있다. 상기 후방 변위 센서(82) 역시 상기 회전축(120)을 사이에 두고 열십자 형태로 마주하는 두 쌍의 변위 센서로 구비될 수 있다.

상기 변위 센서(81, 82)는 상기 회전축(120)의 변위를 감지하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 베어링 하우징(140) 내측에 배치되는 회전축(120)의 방사방향 변위를 감지하도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 변위 센서(81, 82)는 상기 외전축(120) 둘레에 상기 회전축(120)으로부터 방사방향으로 이격되어 복수개 구비될 수 있다.

따라서, 상기 변위 센서(81, 82)의 민감도가 높으면, 상기 회전축(120)의 위치 제어가 정밀하게 이루어질 수 있다.

상기 변위 센서(81, 82)의 민감도를 높이기 위해서는, 상기 변위 센서(81, 82)에 구비되는 코일의 턴수(즉, 코일의 감긴 횟수)를 증가시키는 방법을 고려해볼 수 있다.

그러나, 한정된 크기의 회로기판 배치되는 코일의 턴수를 증가시키는 것은 한계가 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 이러한 변위 센서(81, 82)의 민감도를 개선하기 위한 상기 변위 센서(81, 82)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

도 3은 도 1의 칠러 시스템에 구비되는 변위 센서를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 변위 센서가 페라이트 코어에 결합된 상태를 나타내는 개략적인 단면도이다

도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서(81, 82)는 회로기판(810), 상기 회로기판(810)의 양 측면 상에 배치되는 코일(820)을 포함할 수 있다.

상기 회로기판(810)은 플렉서블 회로기판으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(810)은 하나 이상의 연결부(830)를 통해 연결되는 복수 개의 기판유닛(811~815)으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 하나 이상의 연결부(830)와 상기 복수 개의 기판유닛(811, 815)은 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 하나 이상의 연결부(830)와 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)은 모두 플렉서블한 소재로 형성될 수 있다. 다시 말해서, 상기 하나 이상의 연결부(830)와 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)은 모두 플렉서블 회로기판으로서 기능할 수 있다.

상기 복수 개의 기판유닛(811~815)은 상기 하나 이상의 연결부(830)의 밴딩(bending)을 통해 지그재그 방향으로 적층될 수 있다.

또한, 상기 변위 센서(81, 82)는 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)과 결합되는 페라이트 코어(840)를 더 포함할 수 있다..

이때, 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)의 중앙부에는 체결홀(816)이 형성되고, 상기 페라이트 코어(840)에는 상기 체결홀(816)에 대응하는 체결돌기(846)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 페라이트 코어(840)에는 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)이 안착되도록 형성된 오목부(841)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)은 각각 원형 플레이트 형태로 형성될 수 있고, 상기 오목부(841)는 적층된 상태의 복수 개의 기판유닛(811~815)에 대응하는 형태를 구비할 수 있다.

상기 페라이트 코어(840)는 전체적으로 페라이트 소재로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 페라이트 코어(840)는 상기 체결돌기(846)만 페라이트 소재로 형성되는 것도 가능하다.

상기 페라이트 코어(840)에 의해 상기 코일(820)의 인덕턴스 값을 높일 수 있으며, 변위 센서(81, 82)의 정밀도를 증가시킬 수 있다.

한편, 복수 개의 기판유닛(811~815) 각각의 양 측면상에 코일(820)이 배치되기 때문에, 서로 이웃하는 기판유닛에 배치되는 코일이 접하여 쇼트가 발생될 우려가 있다.

따라서, 이웃하는 기판유닛에 배치되는 코일의 접촉에 의해 발생되는 쇼트를 방지하기 위하여, 상기 코일(820)의 적어도 일부는 절연체로 코팅될 수 있다.

예를 들어, 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)에 상기 코일(820)이 배치된 후에, 상기 복수 개의 기판유닛(811~815) 각각의 양 측면 전체가 절연체로 코팅될 수 있다.

상기 코일(820)은 각각의 기판유닛(811~815)의 양 측면 상에 스파이럴 형태로 배치될 수 있다.

여기서, 스파이럴 형태는 연속적으로 직경이 증가되거나, 또는 연속적으로 직경이 감소되는 곡선 형태로 정의될 수 있다.

또한 상기 코일(820)은 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)에 걸쳐서 연속적으로 연결되어 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 한정된 크기의 기판유닛(811~815) 상에서 상기 코일(820)의 턴수(코일의 감긴 횟수)를 증가시키기 위한 코일의 배치 구조에 대하여 설명한다.

도 5는 도 3에 도시된 변위 센서의 플렉서블 회로기판을 펼친 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

구체적으로, 도 5에서 상대적으로 위쪽에 도시된 것은 복수 개의 기판유닛(811~815) 각각의 윗면 패턴을 나타내고, 상대적으로 아래쪽에 도시된 것은 복수 개의 기판유닛(811~815)의 아랫면 패턴을 나타낸다.

이하 설명의 편의를 위하여, 복수개의 기판유닛(811~815)에서 최외각에 위치되는 두 개의 기판유닛들을 제1기판유닛(811) 및 제5기판유닛(815)으로 나타내고, 상기 제1기판유닛(811)과 상기 제5기판유닛(815) 사이에 배치되는 기판유닛들을 제2기판유닛(812), 제3기판유닛(813) 및 제4기판유닛(814)으로 나타낼 수 있다.

도 3 내지 5를 함께 참조하면, 전술한 바와 같이, 복수 개의 기판유닛(811~815)은 하나 이상의 연결부(830)의 밴딩(bending)을 통해 지그재그 방향으로 순차적으로 적층될 수 있다.

즉, 복수개의 기판유닛(811~815)이 적층될 때, 제1기판유닛(811)의 상면(811-1)은 위쪽을 향하고, 제1기판유닛(811)의 하면(811-2)은 아래쪽을 향한다. 또한, 제2기판유닛(812)의 하면(812-2)은 위쪽을 향하고 상면(812-1)은 아래쪽을 향한다. 또한, 제3기판유닛(813)의 상면(813-1)은 위쪽을 향하고 하면(813-2)은 아래쪽을 향한다. 또한, 제4기판유닛(814)의 상면(814-1)은 아래쪽을 향하고 하면(814-2)은 위쪽을 향한다. 또한, 제5기판유닛(815)의 상면(815-1)은 위쪽을 향하고 하면(815-2)은 아래쪽을 향한다.

따라서, 상기 제1기판유닛(811)의 하면(811-2)은 상기 제2기판유닛(812)의 하면(812-2)과 대향한다. 또한, 상기 제2기판유닛(812)의 상면(812-1)은 상기 제3기판유닛(813)의 상면(813-1)과 대향한다. 또한, 상기 제3기판유닛(813)의 하면(813-2)은 상기 제4기판유닛(814)의 하면(814-2)과 대향한다. 또한, 상기 제4기판유닛(814)의 상면(814-1)은 상기 제5기판유닛(815)의 상면(815-1)과 대향한다.

한편, 복수 개의 기판유닛(811~815) 각각의 일 측면에 배치된 코일(820)과 타 측면에 배치된 코일(820)의 연결을 위하여, 복수 개의 기판유닛(811~815) 각각에는 비아홀(H)이 형성될 수 있다.

즉, 복수 개의 기판유닛(811~815) 각각의 일 측면에 배치된 코일(820)의 일 단부는 상기 비아홀(H)을 통해 타 측면에 배치된 코일(820)의 일 단부에 연결될 수 있다.

구체적으로, 각각의 기판유닛(811~815)에는 코일(820)의 반경방향 내측 단부에 대응하는 위치에 상기 비아홀(H)이 구비될 수 있다.

그리고, 각각의 기판유닛(811~815)의 일 측면 상에 배치되는 코일(820)의 반경방향 내측 단부는 상기 비아홀(H)을 통해 각각의 기판유닛(811~815)의 타 측면 상에 배치되는 코일(820)의 반경방향 내측 단부에 연결될 수 있다.

예를 들어, 제1기판유닛(811)의 상면(811-1)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 내측 단부는 비아홀(H)을 통해 제1기판유닛(811)의 하면(811-2)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 내측 단부에 연결될 수 있다.

한편, 상기 복수 개의 기판유닛(811~815)이 적층된 상태에서, 최외각에 위치한 2 개의 기판유닛(811, 815)은 하나의 연결부(830)에 의해 이웃하는 기판유닛에 연결되고, 2개의 최외각 기판유닛(811, 815) 사이에 위치한 하나 이상의 기판유닛(812, 813, 814)은 각각 두 개의 연결부(830)에 의해 이웃하는 기판유닛들에 연결될 수 있다.

예를 들어, 도 5를 참조하면, 가장 상측에 위치하는 제1기판유닛(811)은 하나의 연결부(830)에 의해 제2기판유닛(812)에 연결된다. 또한, 가장 하측에 위치하는 제5기판유닛(815)은 하나의 연결부(830)에 의해 제4기판유닛(814)에 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1기판유닛(811)과 상기 제5기판유닛(815) 사이에 위치하는 제2기판유닛(812), 제3기판유닛(813) 및 제4기판유닛(814)은 각각 두 개의 연결부(820)에 의해 이웃하는 기판유닛들에 연결될 수 있다.

또한, 복수 개의 기판유닛(811~815)이 적층된 상태에서, 각각의 기판유닛(811~815)의 상면 및 하면에 배치되는 코일(820) 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부는 상기 연결부(830) 상에 배치되는 연결 코일(831)을 통하여 이웃하는 기판유닛(811~815)의 상면 및 하면에 배치되는 코일(820) 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부에 연결될 수 있다.

즉, 각각의 기판유닛(811~815)의 상면(811-1~815-1)에 배치되는 코일(820) 및 하면(811-2~815-2)에 배치되는 코일(820) 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부와, 이웃하는 기판유닛(811~815)의 상면(811-1~815-1)에 배치되는 코일(820) 및 하면(811-2~815-2)에 배치되는 코일(820) 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부는 상기 연결부(830) 상에 배치되는 연결 코일(831)을 통해 연결될 수 있다.

다시 말해서, 상기 연결 코일(831)은 서로 이웃하는 기판유닛(811~815)의 코일을 연결시키도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 5를 참조하면, 제1기판유닛(811)의 하면(811-2)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부는 연결부(830) 상에 배치되는 연결 코일(831)을 통하여 제2기판유닛(812)의 하면(812-2)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부에 연결될 수 있다.

또한, 제2기판유닛(812)의 상면(812-1)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부는 연결부(830) 상에 배치되는 연결 코일(831)을 통하여 제3기판유닛(813)의 상면(813-1)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부에 연결될 수 있다.

또한, 제3기판유닛(813)의 하면(813-2)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부는 연결부(830)를 상에 배치되는 연결 코일(831)을 통하여 제4기판유닛(814)의 하면(814-2)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부에 연결될 수 있다.

또한, 제4기판유닛(814)의 상면(814-1)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부는 연결부(830) 상에 배치되는 연결 코일(831)을 통하여 제5기판유닛(815)의 상면(815-1)에 배치되는 코일(820)의 반경방향 외측 단부에 연결될 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따르면, 서로 이웃하는 기판유닛(811~815) 사이의 코일(820)의 연결은 연결부(830)를 통해 이루어진다. 따라서, 적층되는 복수 개의 기판유닛(811~815) 사이의 코일(820)의 연결을 위한 별도의 비아홀은 필요 없게 된다.

즉, 각각의 기판유닛(811~815)에는 각각의 기판유닛(811~815)의 상면에 배치되는 코일 및 하면에 배치되는 코일의 연결을 위한 단 하나의 비아홀만 형성된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 비아홀이 복수 개인 경우에 비해, 각각의 기판유닛(811~815)에 배치되는 코일(820)의 턴수(코일의 감긴 횟수)가 증가될 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 코일(820)의 턴수 증가에 따라, 변위 센서(81, 82)의 민감도 및 정밀도가 향상될 수 있다.

또한, 상기 연결 코일(831)은 그물망 형태 또는 격자 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 연결부(830)의 밴딩 시에 상기 연결 코일(831)의 단선을 방지하도록, 상기 연결 코일(831)은 그물망 또는 격자 형태로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 연결부(830)의 밴딩 시에, 격자 형태로 형성된 연결 코일(831)의 일부가 파손되더라도, 상기 연결 코일(831)의 단선을 방지할 수 있으며 이웃하는 기판유닛(811~815)의 코일(820)을 서로 안정적으로 연결시킬 수 있다.

한편, 변위 센서(81, 82)에서 감지되는 신호에 기초하여, 압축기(10)에 구비되는 회전축(120)을 정밀하게 위치 제어하기 위해서는, 상기 변위 센서(81, 82)의 배치 및 상기 변위 센서(81, 82)에서 감지된 값에 기초한 마그네틱 베어링(141, 142)의 제어가 중요하다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 변위 센서(81, 82)의 바람직한 배치 및 상기 변위 센서(81, 82)에서 감지된 값을 이용한 마그네틱 베어링(141, 142)의 제어에 대하여 설명한다.

도 6은 도 3의 변위 센서가 압축기의 베어링 하우징에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 칠러 시스템의 주요 구성들의 연결관계를 나타내는 블럭도이다.

도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 변위 센서(81, 82) 및 마그네틱 베어링(141, 142)은 모터(130)를 기준으로 전방 및 후방에 각각 복수개가 마련될 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위하여, 모터(130)를 기준으로 전방에 배치된 변위 센서(81) 및 마그네틱 베어링(141)을 기준으로 설명한다. 그러나, 이하의 설명은 모터(130)를 기준으로 후방에 배치된 변위 센서(82) 및 마그네틱 베어링(142)에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.

도 6 및 7을 참조하면, 베어링 하우징(140)에는 복수 개의 변위 센서(81)가 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 변위 센서(81)는 압축기(10)에 구비되는 회전축(120)으로부터 방사방향으로 이격되어 상기 회전축(120)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 복수 개의 변위 센서(81)는 제1 변위 센서(81-1), 제2 변위 센서(81-2), 제3 변위 센서(81-3) 및 제4 변위 센서(81-4)를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 변위 센서(81)는 회전축(120)의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 변위 센서 및 상기 한 쌍의 변위 센서를 연결하는 가상선(I)에 수직한 방향으로(즉, 좌우방향으로) 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 변위 센서를 포함한다.

이때, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 변위 센서는 상기 회전축(120)의 상하방향 변위를 감지하도록 형성되고, 좌우방향으로 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 변위 센서는 상기 회전축(120)의 좌우방향 변위를 감지하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 6을 참조하면, 상기 복수 개의 변위 센서(81)는 회전축(120)의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 마주하도록 배치된 제1 및 제3 변위 센서(81-1, 81-3) 및 상기 제1 및 제3 변위 센서(81-1, 81-3)를 서로 연결하는 가상선(I)에 수직한 방향으로(즉, 좌우방향으로) 서로 마주하도록 배치된 제2 및 제4 변위 센서(81-2, 81-4)를 포함할 수 있다.

다시 말해서, 도 6에 도시된 X-Y 좌표를 참고하면, 상기 복수 개의 변위 센서(81)는 상기 회전축(120)을 사이에 두고 Y축 방향으로 대향하는 한 쌍의 제1 및 제3 변위 센서(81-1, 81-3) 및 상기 회전축(120)을 사이에 두고 X축 방향으로 대향하는 다른 한 쌍의 제2 및 제4 변위 센서(81-2, 81-4)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 및 제3 변위 센서(81-1, 81-3)는 회전축(120)의 상하방향 변위를 감지하도록 형성되고, 상기 제2 및 제4 변위 센서(81-2, 81-4)는 상기 회전축(120)의 좌우방향 변위를 감지하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 복수 개의 변위 센서(81)는 제어부(C)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 변위 센서(81-1), 제2 변위 센서(81-2), 제3 변위 센서(81-3) 및 제4 변위 센서(81-4)는 제어부(C)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 제1 변위 센서(81-1), 제2 변위 센서(81-2), 제3 변위 센서(81-3) 및 제4 변위 센서(81-4)에서 감지되는 센싱값은 제어부(C)로 전달된다.

이때, 상기 제어부(C)는 한 쌍의 변위 센서(81-1, 81-3)에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제1값을 통해 상기 회전축(120)의 상하방향 위치를 판단하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1값은 서로 대향하는 제1 변위 센서(81-1) 및 제3 변위 센서(81-3)에서 각각 감지된 센싱값의 차이를 나타낼 수 있다.

또한, 상기 제어부(C)는 다른 한 쌍의 변위 센서(81-2, 81-4)에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제2값을 통해 상기 회전축(120)의 좌우방향 위치를 판단하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2값은 서로 대향하는 제2 변위 센서(81-2) 및 제4 변위 센서(81-4)에서 각각 감지된 센싱값의 차이를 나타낼 수 있다.

각각의 변위 센서에서 감지된 센싱값 자체가 아닌 서로 대향하는 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이를 회전축(120)의 위치 제어에 이용하는 이유는, 열 또는 원심력 등에 의해 상기 회전축(120)의 직경이 변하는 경우에도 상기 회전축(120)의 정밀한 위치 제어를 수행하기 위함이다.

즉, 서로 대향하는 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이에 기초하여 회전축(120)의 위치를 제어하게 되면, 열 또는 원심력 등에 의해 상기 회전축(120)의 직경이 변하더라도 보다 정밀한 회전축(120)의 위치 제어가 가능하게 된다.

예를 들어, 서로 대향하는 변위 센서에가 각각 감지된 센싱값의 차가 0이 될 때, 상기 회전축(120)은 베어링 하우징(140) 내의 중심 위치에 있다고 볼 수 있다.

한편, 베어링 하우징(140)에는 복수 개의 마그네틱 베어링(141)이 설치될 수 있다. 상기 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 상기 회전축(120)으로부터 방사방향으로 이격되어 상기 회전축(120)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 제1 마그네틱 베어링(141-1), 제2 마그네틱 베어링(141-2), 제3 마그네틱 베어링(141-3) 및 제4 마그네틱 베어링(141-4)을 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 회전축(120)의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 마그네틱 베어링 및 상기 항 쌍의 마그네틱 베어링을 연결하는 가상선에 수직한 방향으로(즉, 좌우방향으로) 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 마그네틱 베어링을 포함한다.

즉, 상기 회전축(120)을 기준으로, 전술한 한 쌍의 변위 센서 및 다른 한 쌍의 변위 센서의 각각에 대응하는 방사방향 위치에 상기 복수 개의 마그네틱 베어링(141)이 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 대응하는 변위 센서(81)의 전방 또는 후방에서 상기 베어링 하우징(140)에 설치될 수 있다.

도 2에 도시된 실시예에서, 모터(130)의 전방에 배치되는 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 대응하는 전방 변위 센서(81)의 전방에 배치되고, 모터(130)의 후방에 배치되는 복수 개의 마그테닉 베어링(142)은 후방 변위 센서(82)의 후방에 배치된다.

그러나, 모터(130)의 전방에 배치되는 복수 개의 마그네틱 베어링(141)과 전방 변위 센서(81)의 전후관계 및 모터(130)의 후방에 배치되는 복수 개의 마그테닉 베어링(142)과 후방 변위 센서(82)의 전후관계는 이에 한정되지 않는다.

이때, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 마그네틱 베어링은 상기 회전축(120)의 상하방향 변위를 제어하도록 형성되고, 좌우방향으로 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 변위 센서는 상기 회전축(120)의 좌우방향 변위를 제어하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 6을 참조하면, 상기 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 회전축(120)의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 마주하도록 배치된 제1 및 제3 마그네틱 베어링(141-1, 141-3) 및 상기 제1 및 제3 마그네틱 베어링(141-1, 141-3)을 서로 연결하는 가상선에 수직한 방향으로 서로 마주하도록 배치된 제2 및 제4 마그네틱 베어링(141-2, 142-4)을 포함할 수 있다.

다시 말해서, 도 6에 도시된 X-Y 좌표를 참고하면, 상기 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 상기 회전축(120)을 사이에 두고 Y축 방향으로 대향하는 한 쌍의 제1 및 제3 마그네틱 베어링(141-1, 141-3) 및 상기 회전축(120)을 사이에 두고 X축 방향으로 대향하는 다른 한 쌍의 제2 및 제4 마그네틱 베어링(141-2, 142-4)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 한 쌍의 제1 및 제3 마그네틱 베어링(141-1, 141-3)은 회전축(120)의 상하방향 변위를 제어하도록 형성되고, 상기 다른 한 쌍의 제2 및 제4 마그네틱 베어링(141-2, 142-4)은 상기 회전축(120)의 좌우방향 변위를 제어하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 복수 개의 마그네틱 베어링(141)은 제어부(C)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 마그네틱 베어링(141-1), 제2 마그네틱 베어링(141-2), 제3 마그네틱 베어링(141-3) 및 제4 마그네틱 베어링(141-4)은 제어부(C)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고, 제어부(C)는 전술한 제1값 및 제2값에 기초하여, 상기 베어링 하우징(140) 내측에 배치된 상기 회전축(120)이 상기 베어링 하우징(140) 내의 기 설정된 위치에 위치되도록 상기 마그네틱 베어링(141)을 제어할 수 있다.

다시 말해서, 상기 제어부(C)는 복수 개의 변위 센서(81)로부터 신호를 전달 받아서, 전술한 제1값 및 제2값을 연산하여, 상기 마그네틱 베어링(141)을 통하여 상기 베어링 하우징(140) 내에서 상기 회전축(120)을 위치 제어할 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10 압축기 20 응축기
30 팽창밸브 40 증발기
50 공기조화유닛 60 냉각유닛
81 변위 센서 82 변위 센서
110 임펠러 120 회전축
130 모터 140 베어링 하우징
141 마그네틱 베어링 142 마그네틱 베어링

Claims (20)

1. 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러;
   상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축;
   상기 회전축의 변위를 감지하도록 형성된 변위 센서를 포함하고,
   상기 변위 센서는 플렉서블 회로기판 및 상기 플렉서블 회로기판의 양 측면 상에 배치된 코일을 포함하고,
   상기 플렉서블 회로기판은 하나 이상의 열결부를 통해 연결되는 복수 개의 기판유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 기판유닛은 상기 하나 이상의 연결부의 밴딩(bending)을 통해 지그재그 방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 코일은 각각의 기판유닛의 양 측면 상에 스파이럴 형태로 배치되고,
   각각의 기판유닛에는 코일의 반경방향 내측 단부에 대응하는 위치에 비아홀이 구비되며,
   각각의 기판유닛의 일 측면 상에 배치되는 코일의 반경방향 내측 단부는 상기 비아홀을 통해 상기 각각의 기판유닛의 타 측면 상에 배치되는 코일의 반경방향 내측 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수 개의 기판유닛이 적층된 상태에서,
   최외각에 위치한 2개의 기판유닛은 하나의 연결부에 의해 이웃하는 기판유닛에 연결되고,
   2개의 최외각 기판유닛 사이에 위치한 하나 이상의 기판유닛은 각각 두개의 연결부에 의해 이웃하는 기판유닛들에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 복수 개의 기판유닛이 적층된 상태에서,
   각각의 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부는 상기 연결부 상에 배치되는 코일을 통하여 이웃하는 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연결부 상에 배치되는 코일은 그물망 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 연결부와 상기 복수 개의 기판유닛은 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 코일의 적어도 일부는 절연체로 코팅된 것을 특징으로 하는 압축기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 변위 센서는 상기 복수 개의 기판유닛과 결합되는 페라이트 코어를 더 포함하고,
   상기 복수 개의 기판유닛의 중앙부에는 체결홀이 각각 형성되며, 상기 페라이트 코어에는 상기 체결홀에 대응하는 체결돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 압축기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 변위 센서는 상기 회전축의 방사방향 변위를 감지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 변위 센서는 상기 회전축 둘레에 상기 회전축으로부터 방사방향으로 이격되어 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 변위 센서는,
    상기 회전축의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 변위 센서 및 상기 한 쌍의 변위 센서를 연결하는 가상선에 수직한 방향으로 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 변위 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제1값를 통해 상기 회전축의 상하방향 위치가 판단되고,
    상기 다른 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제2값을 통해상기 회전축의 좌우방향 위치가 판단되는 것을 특징으로 하는 압축기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 변위 센서 및 다른 한 쌍의 변위 센서에 전기적으로 연결된 제어부를 더 포함하고,
    상기 회전축을 둘러싸는 베어링 하우징에는 마그네틱 베어링이 배치되며, 상기 회전축을 기준으로 상기 마그네틱 베어링의 위치에 대응하는 방사방향 위치에 상기 한 쌍의 변위 센서 및 상기 다른 한 쌍의 변위 센서가 설치되며,
    상기 제어부는 상기 제1값 및 상기 제2값에 기초하여, 상기 베어링 하우징 내의 상기 회전축이 상기 베어링 하우징 내의 기 설정된 위치에 위치되도록 상기 자기베어링을 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기.
15. 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러와, 상기 임펠러를 회전시키도록 형성된 회전축과, 상기 회전축의 변위를 감지하도록 형성된 변위 센서를 구비하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창밸브; 및
    상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매를 증발시키며 냉수를 냉각하는 증발기를 포함하고,
    상기 변위 센서는 플렉서블 회로기판 및 상기 플렉서블 회로기판의 양 측면 상에 배치된 코일을 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판은 하나 이상의 열결부를 통해 연결되는 복수 개의 기판유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
16. 제15항에 있어서,
    상기 복수 개의 기판유닛은 상기 하나 이상의 연결부의 밴딩(bending)을 통해 지그재그 방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
17. 제16항에 있어서,
    상기 복수 개의 기판유닛이 적층된 상태에서,
    각각의 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부는 상기 연결부 상에 배치되는 코일을 통하여 이웃하는 기판유닛의 상면 및 하면에 배치되는 코일 중 어느 하나의 반경방향 외측 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
18. 제15항에 있어서,
    상기 변위 센서는 상기 회전축 둘레에 상기 회전축으로부터 방사방향으로 이격되어 복수개 구비되며,
    상기 복수 개의 변위 센서는,
    상기 회전축의 횡단면을 기준으로, 상하방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 변위 센서 및 상기 한 쌍의 변위 센서를 연결하는 가상선에 수직한 방향으로 서로 대향하도록 배치된 다른 한 쌍의 변위 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
19. 제18항에 있어서,
    상기 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제1값를 통해 상기 회전축의 상하방향 위치가 판단되고,
    상기 다른 한 쌍의 변위 센서에서 각각 감지된 센싱값의 차이인 제2값을 통해상기 회전축의 좌우방향 위치가 판단되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
20. 제15항에 있어서,
    상기 증발기에서 냉각된 냉수와 공조공간의 공기를 열교환시켜 공조공간의 공기를 냉각하는 공기조화유닛을 더 포함하는 칠러 시스템.

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