KR20190124772A

KR20190124772A - 백투백 베어링 밀봉 시스템

Info

Publication number: KR20190124772A
Application number: KR1020197029310A
Authority: KR
Inventors: 폴 더블유. 스넬
Original assignee: 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-11-05
Also published as: CN110537041B; WO2018165455A1; TWI808962B; US20200224771A1; US11293554B2; TW201839283A; EP3593018A1; CN110537041A; KR102377227B1; EP3593018B1

Abstract

본 개시 내용의 실시예는, 모터의 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제1 밀봉 요소를 포함하는 모터용 밀봉 시스템에 관한 것이다. 밀봉 시스템은, 또한, 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제2 밀봉 요소를 포함한다. 제1 밀봉 요소의 밀봉 팁은, 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소 간에 지향되는 가압 유체에 응답하여 회전자 샤프트의 표면으로부터 상승하도록 구성된다. 또한, 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소는 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동하도록 구성된다.

Description

백투백 베어링 밀봉 시스템

본원은, "BACK TO BACK BEARING SEALS"라는 명칭으로 2017년 3월 9일에 출원된 미국 가특허출원번호 제62/469,422호에 대한 우선권을 주장하는 정규출원이며, 그 전문은 모든 면에서 본원에 참고로 원용된다.

본원은, 일반적으로 공조 및 냉방 응용분야에 통합된 증기 압축 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 압축기의 모터용 밀봉 시스템에 관한 것이다.

증기 압축 시스템은, 주거 환경, 상업 환경, 및 산업 환경에서 각 환경의 거주자를 위한 온도 및 습도와 같은 환경 속성을 제어하는 데 이용된다. 증기 압축 시스템은 전형적으로 냉매라고 칭하는 작동 유체를 순환시키며, 이러한 작동 유체는, 증기 압축 시스템의 동작에 연관된 상이한 온도 및 압력이 가해지는 것에 응답하여, 증기, 액체 및 이들의 조합 사이의 상을 변화시킨다. 예를 들어, 증기 압축 시스템은, 압축기를 이용하여, 냉매를, 냉매와 열 교환기를 통해 흐르는 다른 유체 간에 열을 전달할 수 있는 열 교환기로 순환시킨다. 압축기에 동력을 공급하는 모터는, 오일 또는 다른 적절한 윤활제에 의해 윤활될 수 있는 베어링에 의해 지지되는 회전 구성요소를 포함한다. 유감스럽게도, 오일은 시간이 지남에 따라 베어링으로부터 빠져나갈 수 있어서, 증기 압축 시스템의 다른 구성요소를 오일로 오염시키고 베어링의 윤활을 감소시킬 수 있다.

일 실시예에서, 모터용 밀봉 시스템은 모터의 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제1 밀봉 요소를 포함한다. 밀봉 시스템은, 또한, 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제2 밀봉 요소를 포함한다. 제1 밀봉 요소의 밀봉 팁은, 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소 간에 지향되는 가압 유체(pressurized fluid)에 응답하여 회전자 샤프트의 표면으로부터 상승하도록 구성된다. 또한, 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소는 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동(float)하도록 구성된다.

다른 일 실시예에서, 압축기의 모터용 밀봉 시스템은, 모터 하우징의 환형 챔버 내의 모터의 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제1 밀봉 요소를 포함한다. 밀봉 시스템은, 또한, 환형 챔버 내의 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제2 밀봉 요소를 포함한다. 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소는 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동하도록 구성된다. 또한, 밀봉 시스템은, 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소 간에 축방향으로 배치된 스프링 요소를 포함한다. 스프링 요소는, 제1 밀봉 요소를 환형 챔버의 제1 벽에 대하여 편향하여 환형 챔버 내의 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소의 축방향 위치를 조절하도록 구성된다.

또 다른 일 실시예에서, 압축기용 모터는 하우징 및 하우징 내에서 연장되는 회전자 샤프트를 포함한다. 모터는 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치된 제1 밀봉 요소를 포함한다. 또한, 모터는 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치된 제2 밀봉 요소를 포함한다. 제1 밀봉 요소의 밀봉 팁은, 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소 간에 지향되는 가압 유체에 응답하여 회전자 샤프트의 표면으로부터 상승하도록 구성된다. 또한, 제1 밀봉 요소와 제2 밀봉 요소는 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동하도록 구성된다.

본원의 다른 특징 및 장점은, 본원의 원리를 예로서 도시하는 첨부 도면과 함께 취한 다음에 따르는 실시예들의 더욱 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은, 본 개시 내용의 일 양태에 따라 상업적 설비에서 난방, 환기, 공조, 및 냉방(HVAC&R) 시스템을 이용할 수 있는 건물의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 개시 내용의 일 양태에 따른 증기 압축 시스템의 사시도이다.
도 3은 본 개시 내용의 일 양태에 따른 도 2의 증기 압축 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 4는 본 개시 내용의 일 양태에 따른 도 2의 증기 압축 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 5는, 본 개시 내용의 일 양태에 따라 백투백 립 밀봉부(back to back lip seal)를 갖는 도 2의 증기 압축 시스템의 모터용 밀봉 시스템의 일 실시예의 측단면도이다.
도 6은, 본 개시 내용의 일 양태에 따라 반경방향 부동이 있는 백투백 립 밀봉부를 갖는 도 2의 모터용 밀봉 시스템의 일 실시예의 측단면도이다.
도 7은 본 개시 내용의 일 양태에 따라 반경방향 부동이 있는 래버린스(labyrinth) 밀봉부와 백투백 립 밀봉부를 갖는 도 2의 모터용 밀봉 시스템의 일 실시예의 측단면도이다.
도 8은, 본 개시 내용의 일 양태에 따라 반경방향 부동을 안내하기 위한 래버린스 밀봉부와 함께 백투백 립 밀봉부를 갖는, 도 2의 모터용 밀봉 시스템의 일 실시예의 측단면도이다.

하나 이상의 특정 실시예를 이하 설명한다. 이들 실시예의 간결한 설명을 제공하기 위해, 실제 구현예의 모든 기능부를 명세서에 기술하는 것은 아니다. 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이 이러한 임의의 실제 구현예를 개발할 때, 구현예마다 다를 수 있는 시스템 관련 및 사업 관련 제약의 준수 등의 개발자의 특정 목표를 달성하기 위해 수많은 특정 구현 결정을 내려야 한다는 점을 이해해야 한다. 또한, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시 내용의 이점을 갖는 통상의 기술자에게는 설계, 제작, 및 제조의 정례적인 작업이라는 점을 이해해야 한다.

본 개시 내용의 실시예들은, 냉매 회로를 통해 냉매를 순환시키는 압축기를 구동하거나 압축기에 동력을 공급하는 모터를 사용하는 난방, 환기, 공조, 및 냉방(HVAC&R) 시스템에 관한 것이다. 모터는 모터 하우징 내의 베어링 조립체에 의해 지지되는 회전자 샤프트를 포함할 수 있다. 회전자 샤프트를 회전시킴으로써, 모터는, 회전자 샤프트에 결합된 압축기의 회전자가 냉매 회로 내에서 냉매를 회전 및 압축할 수 있게 한다. 압축기는, 냉매를 압축하여 냉매의 압력을 증가시키고 냉매를 냉매 회로를 따라 압축기의 하류에 응축기와 같은 열 교환기로 안내할 수 있다. 회전자 샤프트가 모터 하우징에 대해 회전할 수 있도록, 베어링 조립체는 회전자 샤프트의 길이방향 단부 둘레에 배치된다. 또한, 윤활유 또는 다른 적절한 윤활제를 베어링 조립체에 도포하거나 분사하여, 압축기의 회전 구성요소들 간의 마찰을 감소시킨다. 베어링 조립체 내에 오일을 유지하기 위해, 회전자 샤프트 둘레에 밀봉 시스템을 배치할 수 있다. 그러나, 회전자 샤프트가 소정의 유형의 밀봉요소에 대해 과도한 마찰을 발생시킬 수 있기 때문에, 기존의 소정의 밀봉 시스템이 조기에 마모될 수 있어서, 빈번하고 고가인 교체를 초래할 수 있다. 또한, 기존의 밀봉 시스템은, 구성요소들 또는 밀봉 시스템이, 공차를 벗어나 제조되거나 구성요소들 또는 밀봉 시스템이 공차를 벗어나게 하는 마모를 겪는다면, 모터의 구성요소들 간의 간섭을 야기하는 기계가공 공차가 작은 고정 장착 구성요소를 포함할 수 있다. 이에 따라, 이제는, 길이방향으로 조절가능한 구성요소뿐만 아니라 선택적으로 상승가능한 및/또는 반경방향으로 조절가능한 밀봉 요소를 갖는 밀봉 시스템을 포함함으로써, HVAC&R 시스템의 밀봉 용량, 작동 효율, 및 작동 수명을 개선할 수 있는 것으로 인식되고 있다.

이제, 도면을 참조하면, 도 1은, 전형적인 상업적 설비의 건물(12)에서의 HVAC&R 시스템(10)을 위한 환경의 일 실시예의 사시도이다. HVAC&R 시스템(10)은, 건물(12)의 냉방에 사용될 수 있는 냉수(chilled liquid)를 공급하는 증기 압축 시스템(14)을 포함할 수 있다. HVAC&R 시스템(10)은 건물(12)을 난방하기 위해 온수(warm liquid)를 공급하는 보일러(16) 및 건물(12)을 통해 공기를 순환시키는 공기 분배 시스템을 또한 포함할 수 있다. 또한, 공기 분배 시스템은 공기 귀환 덕트(18), 공기 공급 덕트(20), 및/또는 공기 핸들러(handler)(22)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 핸들러(22)는 도관(24)에 의해 보일러(16) 및 증기 압축 시스템(14)에 연결되는 열 교환기를 포함할 수 있다. 공기 핸들러(22) 내의 열 교환기는, HVAC&R 시스템(10)의 동작 모드에 따라, 보일러(16)로부터의 가온수를 또는 증기 압축 시스템(14)으로부터의 냉수를 수용할 수 있다. HVAC&R 시스템(10)은 건물(12)의 각 층에 별도의 공기 핸들러가 있는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는, HVAC&R 시스템(10)은 두 층 사이에 또는 여러 층 사이에 공유될 수 있는 공기 핸들러(22) 및/또는 기타 구성요소를 포함할 수 있다.

도 2와 도 3은 HVAC&R 시스템(10)에서 사용될 수 있는 증기 압축 시스템(14)의 실시예들이다. 증기 압축 시스템(14)은 압축기(32)로 시작하는 회로를 통해 냉매를 순환시킬 수 있다. 또한, 회로는 응축기(34), 팽창 밸브(들) 또는 장치(들)(36), 및 액체 칠러(chiller) 또는 증발기(38)를 포함할 수 있다. 증기 압축 시스템(14)은, 아날로그-디지털(A/D) 컨버터(42), 마이크로프로세서(44), 비휘발성 메모리(46), 및/또는 인터페이스 보드(48)를 갖는 제어 패널(40)을 추가로 포함할 수 있다.

증기 압축 시스템(14)에서 냉매로서 사용될 수 있는 유체의 몇 가지 예로는, 예를 들어 R-410A, R-407, R-134a와 같은 하이드로플루오로카본(HFC)계 냉매, 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 냉매, 암모니아(NH₃), R-717, 이산화탄소(CO₂), R-744와 같은 "자연"(natural) 냉매, 또는 하이드로카본계 냉매, 수증기, 또는 그 밖의 임의의 적절한 냉매가 있다. 일부 실시예에서, 증기 압축 시스템(14)은, R-134a와 같은 중간 압력 냉매에 비해, 저압 냉매라고도 인용되는, 1기압의 압력에서 약 섭씨 19도(화씨 66도)의 기준 비등점(normal boiling point)을 갖는 냉매를 효율적으로 이용하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "기준 비등점"은 1기압의 압력에서 측정한 비등점 온도를 의미할 수 있다.

일부 실시예에서, 증기 압축 시스템(14)은 변속 드라이브(VSD)(52), 모터(50), 압축기(32), 응축기(34), 팽창 밸브 또는 장치(36), 및/또는 증발기(38) 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 모터(50)는, 압축기(32)를 구동할 수 있으며, 변속 드라이브(VSD)(52)에 의해 전력을 공급받을 수 있다. VSD(52)는 AC 전원으로부터 특정한 고정 선로 전압과 고정 선로 주파수를 갖는 AC 전력을 수신하고, 가변 전압과 주파수를 갖는 전력을 모터(50)에 공급한다. 다른 실시예에서, 모터(50)는 AC 또는 DC 전원으로부터 직접 전력을 공급받을 수 있다. 모터(50)는 스위치드 릴럭턴스(switched reluctance) 모터, 인덕션(induction) 모터, 전자 정류식 영구 자석 모터, 또는 다른 적절한 모터와 같은, VSD에 의해 또는 AC 또는 DC 전원으로부터 직접 전력을 공급받을 수 있는 임의의 유형의 전기 모터를 포함할 수 있다.

압축기(32)는 냉매 증기를 압축하고 해당 증기를 배출 통로를 통해 응축기(34)에 전달한다. 일부 실시예에서, 압축기(32)는 원심 압축기일 수 있다. 압축기(32)에 의해 응축기(34)에 전달된 냉매 증기는 응축기(34) 내의 냉각 유체(예컨대, 물 또는 공기)에 열을 전달할 수 있다. 냉매 증기는 냉각 유체와의 열적 열전달의 결과로서 응축기(34) 내에서 냉매 액체로 응축될 수 있다. 응축기(34)로부터의 액체 냉매는 팽창 장치(36)를 통해 증발기(38)로 흐를 수 있다. 도 3의 예시적인 실시예에서, 응축기(34)는, 수냉식 응축기이며, 냉각 유체를 응축기에 공급하는 냉각 타워(56)에 연결되는 튜브 다발(54)을 포함한다.

증발기(38)에 전달되는 액체 냉매는 응축기(34)에서 사용되는 냉각 유체와 동일한 것일 수도 또는 그렇지 않을 수도 있는 다른 냉각 유체로부터 열을 흡수할 수 있다. 증발기(38) 내의 액체 냉매는 액체 냉매로부터 냉매 증기로의 상 변화를 겪을 수 있다. 도 3의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 증발기(38)는 냉방 부하(62)에 연결되는 공급 선로(60S)와 귀환 선로(60R)를 갖는 튜브 다발(58)을 포함할 수 있다. 증발기(38)의 냉각 유체(예컨대, 물, 에틸렌글리콜, 염화칼슘 염수, 염화나트륨 염수, 또는 다른 임의의 적절한 유체)는 귀환 선로(60R)를 통해 증발기(38)에 유입되고 공급 선로(60S)를 통해 증발기(38)로부터 유출된다. 증발기(38)는 냉매와의 열적 열전달을 통해 튜브 다발(58) 내의 냉각 유체의 온도를 저하시킬 수 있다. 증발기(38) 내의 튜브 다발(58)은 복수의 튜브 및/또는 복수의 튜브 다발을 포함할 수 있다. 어느 경우든, 증기 냉매는, 증발기(38)로부터 유출되고 흡입 선로에 의해 압축기(32)로 환류되어 사이클을 완성한다.

도 4는 중간 회로(64)가 응축기(34)와 팽창 장치(36) 사이에 통합되어 있는 증기 압축 시스템(14)의 개략도이다. 중간 회로(64)는 응축기(34)에 유체유동 가능하게 직접 연결되는 유입 선로(68)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서는, 유입 선로(68)가 응축기(34)에 유체유동 가능하게 간접적으로 결합될 수 있다. 도 4의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 유입 선로(68)는 중간 용기(70)의 상류에 위치하는 제1 팽창 장치(66)를 포함한다. 일부 실시예에서, 중간 용기(70)는 플래시 탱크(flash tank)(예컨대, 플래시 인터쿨러)일 수 있다. 다른 실시예에서는, 중간 용기(70)가 열 교환기 또는 "표면 이코노마이저"(surface economizer)로서 구성될 수 있다. 도 4의 예시적인 실시예에서, 중간 용기(70)는 플래시 탱크로서 사용되고, 제1 팽창 장치(66)는 응축기(34)로부터 공급받은 액체 냉매의 압력을 낮추도록(예컨대, 팽창시키도록) 구성된다. 팽창 과정 동안, 액체의 일부분이 증발할 수 있고, 그에 따라, 중간 용기(70)는 제1 팽창 장치(66)로부터 공급받은 액체에서 증기를 분리하는 데 사용될 수 있다. 또한, 중간 용기(70)는, 액체 냉매가 중간 용기(70)에 유입될 때 겪게 되는 압력 강하(예컨대, 중간 용기(70)에 유입될 때 겪는 급격한 용적 증가에 기인함) 때문에 액체 냉매의 추가적인 팽창을 제공할 수 있다. 중간 용기(70) 내의 증기는 압축기(32)의 흡입 선로(74)를 통해 압축기(32)에 의해 흡인될 수 있다. 다른 실시예에서, 중간 용기 내의 증기는 압축기(32)의 중간 스테이지(예컨대, 흡입 스테이지는 아님)로 흡인될 수 있다. 중간 용기(70) 내에 수집되는 액체는, 팽창 장치(66) 및/또는 중간 용기(70)에서의 팽창 때문에 응축기(34)로부터 유출되는 액체 냉매보다 엔탈피가 낮을 수 있다. 이후, 중간 용기(70)로부터의 액체는 선로(72)에서 제2 팽창 장치(36)를 통해 증발기(38)로 흐를 수 있다.

전술한 바와 같이, 압축기(32)용 모터(50)와 같이 회전 구성요소를 갖는 모터는, 회전 구성요소의 베어링 조립체로부터 오일 누출을 차단하거나 제거하도록 밀봉 시스템을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 5는 증기 압축 시스템(14)의 모터(50)용 밀봉 시스템(100)의 측단면도이다. 본 실시예에서, 모터(50)는 압축기(32)를 구동할 수 있는 회전자 샤프트(102)를 포함하지만, 임의의 적합한 구성요소를 위한 다른 임의의 적합한 모터 또는 샤프트가 본원에 개시된 밀봉 시스템(100)을 이용할 수 있다. 또한, 하나의 베어링 조립체(118)를 참조하여 설명하고 있지만, 밀봉 시스템(100)은, 압축기(32) 내에 포함된 각 회전자를 지지하는 베어링 조립체를 포함하여 증기 압축 시스템(14)의 각각의 적합한 베어링 조립체에 이용될 수 있음을 이해해야 한다.

도시된 바와 같이, 회전자 샤프트(102)는, 길이 방향 축(110)을 따라 연장되는 길이, 반경방향 축(112)을 따라 연장되는 반경, 및 원주방향 축(114)을 따라 연장되는 원주를 갖는 원통형 구성요소이다. 또한, 모터(50)의 베어링 조립체(118)는 회전자 샤프트(102) 둘레에 원주방향으로 배치된 볼 베어링(116)을 포함한다. 베어링 조립체(118)는, 회전자 샤프트(102)가 모터 하우징(120) 또는 고정자에 대해 길이방향 축(110)을 중심으로 회전하게 하여 냉매 또는 다른 적절한 작동 유체를 압축하는 것과 같은 작업을 수행할 수 있게 한다. 다른 실시예에서는, 슬리브 베어링, 롤러 베어링 등의 다른 임의의 적절한 베어링을 모터(50)의 베어링 조립체(118) 내에 사용할 수 있다. 모터(50)의 구성요소들 간의 회전을 윤활하기 위해, 오일 주입기(122) 또는 다른 임의의 적절한 윤활 시스템이 볼 베어링(116)에 오일 또는 윤활제를 공급할 수 있다.

본 실시예에서, 밀봉 시스템(100)은 모터 하우징(120)의 벽(134) 또는 하우징 내벽과 회전자 샤프트(102)의 외면(136) 사이에 형성된 환형 챔버(132) 내에 배치된 2개의 립 밀봉부(130) 또는 밀봉 요소를 포함한다. 각각의 립 밀봉부(130)는 스테인리스 스틸 또는 기계가공된 알루미늄과 같은 강성 재료로 형성된 L-형상 단면을 갖는 L-형상 리테이너 링(138)을 포함한다. 각 립 밀봉부(130)는, 또한, L-형상 리테이너 링들(138) 중 하나 내에 보유되거나 포획된 밀봉부(140) 또는 밀봉 부재를 포함한다. 또한, 각 밀봉부(140)는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 고무 등의 가요성 재료, 또는 각 밀봉부(140)가 회전자 샤프트(102)의 외면(136)에 대해 편향될 수 있게 하는 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 이와 같이, 회전자 샤프트(102)가 휴지 상태이거나 정지 상태일 때, 밀봉부(140)의 밀봉 팁(144)은, 회전자 샤프트(102)에 힘을 인가하여, 오일이 베어링 조립체(118)로부터 빠져나가는 것을 차단한다. 따라서, 소정의 예에서, 오일이 길이방향 축(110)을 따라 베어링 조립체(118)로부터 멀어지면서 이동할 수 있지만, 밀봉 시스템(100)은 오일을 모터 하우징(120)을 통해 환형 챔버(132)로부터 연장되는 오일 배출구(146)로 향하게 하고 다시 오일 저장소 또는 기타 적절한 위치로 향하게 한다. 또한, 밀봉 시스템(100)의 립 밀봉부들(130)은 각각의 후면(150)이 서로 대면하도록 배열되어, 립 밀봉부들(130)이 백투백 립 밀봉부들로서 배열된다.

또한, 밀봉 시스템(100)은, 립 밀봉부(130)의 후면들(150) 사이에 가압 유체(162)를 지향시킬 수 있는 가압 유체 공급원(160)을 포함한다. 가압 유체 공급원(160)은, 압축기(32)의 고압 또는 배출부, 캐니스터와 같은 외부 가압 유체 공급원, 또는 환형 챔버(132)의 압력에 대해 가압되는 다른 임의의 적절한 유체 공급원을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 가압 유체(162)는 모터 하우징(120) 내로 형성된 또는 기계가공된 주입 경로(164)를 통해 이동한다. 주입 경로(164)는 가압 유체 공급원(160)과 환형 챔버(132) 사이에서, 예컨대, 길이방향 축(110)을 따라 그리고 이어서 반경방향 축(112)을 따라 반경방향 내측으로 연장될 수 있다. 본 실시예에서, 하나 이상의 애퍼처(166) 또는 구멍은 갭 또는 공간(168)에 의해 서로 이격된 립 밀봉부들(130) 사이에 형성된다. 따라서, 가압 유체(162)는 립 밀봉부들(130) 사이의 공간(168)을 가압하기 위해 립 밀봉부들(130) 사이의 애퍼처(166)를 통과할 수 있고, 이때 립 밀봉부들(130) 중 하나 또는 모두를 상승시키는 충분한 압력이 립 밀봉부들(130)에 선택적으로 인가될 수 있다. 이와 같이, 밀봉 시스템(100)은 립 밀봉부들(130)을 회전자 샤프트(102)와의 접촉으로부터 선택적으로 상승시키도록, 가압 유체(162)를 립 밀봉부들(130)에 인가할 수 있다. 실제로, 립 밀봉부들(130)은 가압 유체(162)에 응답하여 회전자 샤프트(102)의 외면(136)으로부터 멀어지면서 상승할 수 있기 때문에, 각각의 립 밀봉부(130)는 가압 유체의 인가에 응답하여 회전자 샤프트에 대해 더욱 단단히 밀봉될 수 있는 종래의 립 밀봉부와는 달리, "역" 립 밀봉부라고 간주될 수 있다.

압축기(32)의 동작 동안, 회전자 샤프트(102)는 원주방향 축(114)을 따라 그리고 모터 하우징(120)에 대해 다양한 회전율 또는 속도로 회전하여 도 2의 압축기(32)의 회전자를 구동하거나 이러한 회전자에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 제어 패널(40) 또는 다른 적절한 제어 장치로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여, 모터(50)는, 회전자 샤프트(102)의 회전율을, 분당 회전수(RPM)에 대응하는 휴지 상태로부터 대략 500 RPM, 1000 RPM, 1500 RPM, 2000 RPM 등에 대응하는 활성화 상태로 증가시킬 수 있다. 임계 회전율을 초과하는 회전율 동안 밀봉 시스템(100)을 동작시키도록, 가압 유체(162)는 회전하는 회전자 샤프트(102)로부터 립 밀봉부들(130)을 떨어지게 상승시키도록 주입 경로(164)를 통해 선택적으로 지향될 수 있다. 립 밀봉부(130)를 상승시킨 후, 가압 유체(162)는 베어링 조립체(118)로부터의 오일에 길이방향 축(110)을 따라 힘을 제공하여 오일이 다시 베어링 조립체(118)를 향해 및/또는 오일 배출구(146)를 통해 진행되게 할 수 있다. 이에 따라, 밀봉 시스템(100)은 역 백투백 립 밀봉부(130)를 사용하여 휴지 상태, 오프라인 상태, 모터(50)의 저 회전율 동안 베어링 조립체(118)로부터의 오일 누출을 차단, 감소, 또는 제거할 수 있고, 밀봉 시스템(100)은 가압 유체(162)를 이용하여 모터(50)의 회전자 샤프트(102)의 고 회전율 동안 오일 누출을 차단, 감소, 또는 제거할 수 있다.

도 6은, 회전자 샤프트(102) 둘레의 환형 챔버(132) 내에서 반경방향으로 부동할 수 있는 밀봉 시스템(100)의 일 실시예의 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 도 6의 밀봉 시스템(100)은 2개의 부동 립 밀봉부(200)를 백투백 구성으로 포함한다. 부동 립 밀봉부(200)는 일반적으로 도 5의 립 밀봉부(130)에 대응하지만, 도시된 실시예에서의 각각의 부동 립 밀봉부(200)는 도 5의 L-형상 리테이너 링(138) 대신 부동 립 밀봉부(200)의 밀봉부(140)를 유지하기 위한 U-형상 리테니어 링(202) 또는 클립을 포함한다. 부동 립 밀봉부들(200)은, 또한, 역 백투백 립 밀봉부들로서 배열되며, 이때, 부동 립 밀봉부(200)의 각 밀봉 팁(144)은 서로 반대 방향으로 회전자 샤프트(102)의 외면(136)에 대해 편향된다. 본 실시예의 모터(50)의 베어링 조립체(118)는 모터 하우징(120)에 대한 회전자 샤프트(102)의 회전을 가능하게 하는 슬리브 베어링(206)을 포함한다. 그러나, 임의의 적절한 회전 요소에 대한 임의의 적절한 베어링이 밀봉 시스템(100)에 의해 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 모터(50)의 회전자 샤프트(102)는 도시된 슬리브 베어링(206) 대신 볼 베어링 또는 롤러 베어링에 의해, 지지될 수 있다.

도시한 바와 같이, 부동 립 밀봉부들(200)은 예컨대 각 부동 립 밀봉부(200)의 각 U-형상 리테이너 링(202)의 축방향 대향면들(212) 사이에 배치된 스프링(210) 또는 스프링 요소에 의해 간접적으로 서로 결합될 수 있다. 부동 립 밀봉부들(200) 사이의 구체화된 분리 거리에 대해, 스프링(210)은 부동 립 밀봉부들(200)을 서로 멀어지게 이동시켜 환형 챔버(132)의 길이방향 길이(214)을 채우게끔 양측 부동 립 밀봉부(200)에 힘 또는 편향력을 인가하도록 설계된다. 따라서, 각 부동 립 밀봉부(200)의 축방향 대향면(216)은 환형 챔버(132)의 벽들(134)과의 접촉을 유지할 수 있다. 따라서, 스프링(210)은 밀봉 시스템(100)이 각 부동 립 밀봉부(200)의 축방향 위치를 다양한 환형 챔버의 다양한 길이방향 길이에 맞출 수 있게 하여, 모터 하우징(120) 내에서 밀봉 시스템(100)의 구성요소들에 대한 요구 및 모터 하우징(120) 내에서 기계가공될 동일한 공차에 대한 요구를 감소시킬 수 있다. 또한, 부동 립 밀봉부들(200)의 서로에 대한 선회(pivot)를 차단하거나 제거하기 위해, 회전방지 핀(220)을 부동 립 밀봉부들(200) 사이에 배치하거나 결합할 수 있다. 이와 같이, 스프링(210) 또는 회전자 샤프트(102)에 의해 하나의 부동 립 밀봉부(200)에 인가되는 힘은, 그 하나의 부동 립 밀봉부가 제2 부동 립 밀봉부(200)에 대하여 회전 또는 선회하지 않게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 회전방지 핀(220)은, 부동 립 밀봉부들(200) 간의 회전 또는 선회를 더 차단하거나 제거하도록 부동 립 밀봉부들(200) 사이의 다양한 원주방향 위치에 배치된다.

또한, 각 부동 립 밀봉부(200)는 가이드 링(226)의 반경방향 내면(224)에 대향하도록 배치된 반경방향 외면(222)을 포함한다. 가이드 링(226)은 부동 립 밀봉부(200)가 회전자 샤프트(102)에 대해 반경방향 축(112)을 따라 부동 립 밀봉부의 반경방향 위치를 동적으로 조절할 수 있게 한다. 따라서, 부동 립 밀봉부(200)는 회전자 샤프트(102)와의 부드러운 접촉 또는 밀봉부(140)의 부품 수명을 개선할 수 있는 접촉을 유지할 수 있고, 이는 부동 립 밀봉부들(200)과 회전자 샤프트(102) 간의 마찰을 감소시키면서 베어링 조립체(118)로부터의 오일 누출을 차단한다. 예를 들어, 부동 립 밀봉부(200)의 유연한 특성으로 인해, 회전자 샤프트(102)는 부동 립 밀봉부(200)가 회전자 샤프트(102)에 인가하는 힘을 리턴할 수 있어서, 부동 립 밀봉부(200)를 가이드 링(226)에 대해 가압할 수 있다. 이어서, 가이드 링(226)은 회전자 샤프트(102)에 대한 부동 립 밀봉부(200)의 반경방향 위치를 조절하여 가이드 링(226)의 원주를 따라 힘을 더욱 균일하게 분배할 수 있다. 가이드 링(226)은 스테인리스 스틸 또는 기계가공된 알루미늄과 같은 임의의 적절한 강성 재료로 제조될 수 있어서, 회전자 샤프트(102)의 일측에서 반경방향 외측 방향으로 향하는 가이드 링(226)의 이동은, 가이드 링(226)의 대향 섹션을 반경방향 내측으로 이동시킨다.

가이드 링(226)은, 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이 가압 유체 공급원(160)이 가압 유체(162)를 부동 립 밀봉부들(200) 사이에 선택적으로 안내할 수 있도록 하는 애퍼처(230)를 포함한다. 이와 같이, 모터(50)의 오프 상태 또는 낮은 작동 속도에서, 부동 립 밀봉부(200)는 회전자 샤프트(102)의 외면(136)과의 접촉을 유지할 수 있다. 그 후, 더 빠른 작동 속도에서, 가압 유체(162)는, 주입 경로(164)를 통해 회전자 샤프트(102)로부터 부동 립 밀봉부(200)의 밀봉부(140)를 떨어지게 상승시키도록 지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 시스템(100)은 모터 하우징(120) 내에서 부품별로 조립되는 밀봉 시스템에 비해 모터(50)의 조립 공정을 용이하게 하거나 개선하도록, 부동 립 밀봉부(200), 스프링(210), 회전방지 핀(220), 및 가이드 링(226)을 갖는, 카트리지, 키트 또는 사전 조립된 시스템으로서 환형 챔버(132) 내에 삽입될 수 있다. 실제로, 도 6의 밀봉 시스템(100)은 조립 동안 스프링(210)에 의해 부여되는 회전자 샤프트(102)에 대한 길이방향 부동부를 포함할 수 있고, 밀봉 시스템(100)은 가이드 링(226)에 의해 부여되는 회전자 샤프트(102)에 대한 반경방향 부동부를 포함할 수 있다.

도 7은, 회전자 샤프트(102) 둘레에 반경방향으로 부동할 수 있는 혼합된 밀봉 요소들을 갖는 밀봉 시스템(100)의 일 실시예의 측단면도이다. 즉, 밀봉 시스템(100)은 모터 하우징(120)의 환형 챔버(132) 내에서 반경방향 축(112)을 따라 회전자 샤프트(102)에 대하여 조절가능한 제1 밀봉 요소(250)와 제2 밀봉 요소(252)를 포함한다. 본 실시예의 모터(50)는 도 6을 참조하여 전술한 슬리브 베어링(206)을 갖는 베어링 조립체(118)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 요소(250)는 부동 립 밀봉부(254)를 포함하고, 제2 밀봉 요소(252)는 래버린스 밀봉부(256)를 포함한다. 부동 립 밀봉부(254)는 밀봉부(140)를 내부에서 유지하는 U-형상 리테이너 링(202)을 갖는 전술한 부동 립 밀봉부들(200) 중 하나와 대략 유사할 수 있다. 즉, 부동 립 밀봉부(254)는 정상 상태 또는 휴지 상태의 부동 립 밀봉부(254)가 회전자 샤프트(102)의 외면(136)과 접촉하도록 회전자 샤프트(102)의 외면(136)에 대해 편향될 수 있다. 또한, 부동 립 밀봉부(254)는 래버린스 밀봉부(256)에 대면하는 축방향 대향면(212)을 포함할 수 있다.

본원에서 설명하는 바와 같이, 래버린스 밀봉부(256)는 베어링 조립체(118)로부터의 오일 누출을 차단 또는 제거하도록 치형 표면(262)이 있는 T-형상 단면을 갖는 밀봉 연장부(260)를 포함한다. 치형 표면(262)은 상승된 나선형 요소, 균등하게 상승된 리지 요소들, 또는 래버린스 밀봉부(256) 아래의 유체의 이동을 늦추거나 차단하는 구불구불한 경로를 제공하기 위한 다른 임의의 적절한 표면 기능부를 포함할 수 있다. 또한, 래버린스 밀봉부(256)는 밀봉 연장부(260)의 축방향 대향면(266)으로부터 돌출되는 축방향 연장부(264)를 포함한다. 밀봉 연장부(260), 축방향 연장부(264), 또는 이들 모두는, 스테인리스 스틸, 기계가공된 알루미늄, 또는 베어링 조립체(118)가 형성되는 재료와 같은 임의의 적절한 강성 재료로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 구멍 또는 애퍼처(270)는 축방향 연장부(264)의 중심부(272)를 통해 형성된다. 따라서, 밀봉 시스템(100)은, 주입 경로(164)를 따라 그리고 애퍼처(270)를 통해 가압 유체(162)를 지향시켜 부동 립 밀봉부(254)와 래버린스 밀봉부(256) 사이의 공간(280)을 가압할 수 있다. 일부 실시예에서, 추가 애퍼처들은 래버린스 밀봉부(256)의 축방향 연장부(264)의 원주를 따라 이격되며, 이에 따라, 하나의 애퍼처를 통해 지향되는 가압 유체(162)를 통해 부동 립 밀봉부(254)와 래버린스 밀봉부(256) 사이의 공간(280)을 가압하는 것에 의존하는 대신, 가압 유체(162)가 더 많은 원주 위치에서 래버린스 밀봉부(256)를 횡단할 수 있다. 또한, 본원에서는 래버린스 밀봉부(256)를 참조하여 설명하고 있지만, 다른 임의의 적절한 제로 접촉 또는 무시할 수 있는 접촉 밀봉부를 본 기술에 따른 밀봉 시스템(100) 내에 사용할 수 있음을 이해해야 한다.

본 실시예에서, 부동 립 밀봉부(254)는 축방향 연장부(264)의 반경방향 내면(284)과 회전자 샤프트(102)의 외면(136) 사이에 형성된 수용 공간(282) 내에 위치결정된다. 부동 립 밀봉부(254)는 래버린스 밀봉부(256)의 밀봉 연장부(260)의 축방향 대향면(266)과 부동 립 밀봉부(254)의 축방향 대향면(212) 사이에 배치된 스프링(210)에 의해 래버린스 밀봉부(256)에 간접적으로 결합될 수 있다. 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이, 스프링(210)은 부동 립 밀봉부(254)와 래버린스 밀봉부(256) 모두에 힘을 인가하여 부동 립 밀봉부(254)와 래버린스 밀봉부(256)를 서로 멀어지도록 편향시켜 환형 챔버(132)의 길이방향 길이(214)를 채울 수 있다. 래버린스 밀봉부(256)의 축방향 대향면(294)은 환형 챔버(132)의 하나의 벽(134)과의 접촉을 유지할 수 있는 반면, 부동 립 밀봉부(254)의 축방향 대향면(216)은 환형 챔버(132)의 대향 벽(134)과의 접촉을 유지할 수 있다. 밀봉 시스템(100)은, 또한, 부동 립 밀봉부와 래버린스 밀봉부 간의 회전을 차단하거나 제거하도록 부동 립 밀봉부(254)와 래버린스 밀봉부(256) 사이에 결합된 회전방지 핀(220)을 포함할 수 있다.

이와 같이, 모터(50)의 오프 기간 또는 휴지 상태 동안, 부동 립 밀봉부(254)는 회전자 샤프트(102)의 외면(136)과 접촉하여 베어링 조립체(118)로부터의 오일 누출을 차단한다. 일부 실시예에서, 래버린스 밀봉부(256)는, 오프 기간 동안 부동 립 밀봉부(254)와 축방향 연장부(264)의 휴지 높이(302)보다 작은 반경방향 길이(300)를 가질 수 있다. 이와 같이, 래버린스 밀봉부(256)는 회전자 샤프트(102)의 외면(136)으로부터 미세하게 분리될 수 있다. 모터(50)가 작동하고 회전자 샤프트(102)가 회전할 때, 가압 유체 공급원(160)은, 가압 유체(162)를, 주입 경로(164)를 통해 애퍼처(270) 내로 그리고 부동 립 밀봉부(254)와 래버린스 밀봉부 사이의 공간(280) 내로 지향시킬 수 있다. 이와 같이, 가압 유체(162)로부터의 힘은, 부동 립 밀봉부(254)의 밀봉 팁(144)을 회전자 샤프트(102)의 외면(136)으로부터 상승시킬 수 있다.

이러한 상황에서, 래버린스 밀봉부(256)는 가압 유체(162)의 일부도 수용할 수 있다. 예를 들어, 가압 유체(162)는 래버린스 밀봉부(256)의 밀봉 연장부(260)의 치형 표면(262) 사이에 장벽을 형성할 수 있다. 중요하게, 래버린스 밀봉부(256)는, 회전자 샤프트(102) 둘레에 배치된 밀봉 시스템(100)의 반경방향 부동을 안내할 수 있다. 예를 들어, 회전자 샤프트(102)가 모터 하우징(120)에 대해 진동하거나 이동하는 조건에서, 회전자 샤프트(102)의 일 단부 또는 측면은 대향 단부 또는 대향 측면보다 모터 하우징(120)으로 더 가깝게 이동할 수 있다. 또한, 회전자 샤프트(102)의 외면(136)이 불규칙하거나 불완전한 단면을 포함하는 조건에서, 회전자 샤프트(102)의 외면(136)의 제1 측면은, 제1 측면의 반대측인 외면(126)의 제2 측면보다 회전자 샤프트(102)의 길이방향 중심선(306)으로부터 더 돌출될 수 있다. 밀봉 시스템(100)의 반경방향 부동을 안내하기 위해, 밀봉 시스템(100)은, 회전자 샤프트(102)의 임의의 이동 및/또는 성형에 적응하도록 반경방향 축(112)을 따라 동적으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 치형 표면(262)은, 회전자 샤프트(102)로부터 원하는 분리 거리를 유지하도록 반경방향 축(112)을 따라 위 또는 아래로 이동할 수 있다. 원하는 분리 거리는, 특정 모터(50) 및 모터(50)와 밀봉 시스템(100) 내에서 사용되는 개별 구성요소들에 기초하여 밀봉 시스템(100)의 각 응용분야에 대해 다르게 구성될 수 있다.

도 8은, 백투백 부동 립 밀봉부(200)의 반경방향 부동을 안내하기 위해 래버린스 밀봉부(256)를 포함하는 밀봉 시스템(100)의 일 실시예의 측단면도이다. 예를 들어, 도 8의 밀봉 시스템(100)은, 도 6의 실시예의 소정의 기능을 도 7의 실시예의 소정의 기능과 결합할 수 있다. 예시된 바와 같이, 래버린스 밀봉부(256)는, T-형상 단면을 갖는 밀봉 연장부(260) 및 전술한 치형 표면(262)을 포함한다. 애퍼처(270)를 갖는 축방향 연장부(264)에 더하여, 도 8의 래버린스 밀봉부(256)는, 축방향 연장부(264)의 반대 방향으로 길이방향 축(110)을 따라 연장되는 추가 축방향 연장부(320)도 포함한다. 따라서, 각 부동 립 밀봉부(200)는 래버린스 밀봉부(256)의 축방향 연장부(264, 320)에 의해 지지되고 반경방향으로 안내될 수 있다. 일부 실시예에서, 추가 축방향 연장부(320)는 축방향 연장부(264)의 도시된 애퍼처(270)에 추가하여 또는 대안으로 가압 유체(162)를 수용하기 위한 애퍼처를 포함할 수 있다.

또한, 하나의 부동 립 밀봉부(200)는 제1 스프링(324)과 제1 회전방지 핀(326)에 의해 래버린스 밀봉부(256)의 밀봉 연장부(260)의 제1 축방향 표면(322)에 결합될 수 있는 한편, 다른 부동 립 밀봉부(200)는 제2 스프링(332)과 제2 회전방지 핀(334)에 의해 래버린스 밀봉부(256)의 밀봉 연장부(260)의 제2 축방향 표면(330)에 결합될 수 있다. 따라서, 밀봉 시스템(100)은 환형 챔버(132)의 벽(134)에 대해 밀봉되도록 팽창함으로써, 모터 하우징(120)의 환형 챔버(132) 내에 동적으로 끼워질 수 있다. 다른 실시예들에서, 밀봉 시스템(100)의 반경방향 위치를 안내하기 위한 래버린스 밀봉부(256)는 부동 립 밀봉부(200) 사이 대신 부동 립 밀봉부(200)의 측방향 단부에 위치결정될 수 있다. 또한, 제2 스프링(332)과 제2 회전방지 핀(334)은 래버린스 밀봉부(256)의 제2 축방향 표면(330)에 직접 연결된 제2 부동 립 밀봉부(200)를 갖는 일부 실시예에서 생략될 수 있다. 또한, 축방향 연장부(264, 320)를 갖는 래버린스 밀봉부(256)는, 본원에서 설명하는 립 밀봉부 이외의 다른 밀봉 부재를 지지하도록 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 개시 내용은, HVAC&R 시스템을 위한 회전 구성요소의 베어링 조립체를 밀봉하는 데 유용한 하나 이상의 기술적 효과를 제공할 수 있다. 본 개시 내용의 실시예들은, 가압 유체 공급원으로부터의 가압 유체에 응답하여 회전 구성요소의 회전자 샤프트로부터 선택적으로 상승될 수 있는 밀봉 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 밀봉 요소들은 회전 샤프트에 대해 반경방향으로 조절될 수 있으므로, 회전자 샤프트에 대한 밀봉 요소들의 연속적인 가변 조절이 가능하다. 이러한 방식으로, 베어링 조립체로부터 누출되거나 확산되는 오일은, 밀봉 요소 및/또는 가압 유체에 의해 베어링 조립체 또는 오일 배출구로 다시 향하게 된다. 본 명세서의 기술적 효과와 기술적 문제점은 예시이며 제한적이지 않다. 본 명세서에 기재된 실시예들은 다른 기술적 효과를 가질 수도 있고 다른 기술적 문제점을 해결할 수 있다는 점에 주목해야 한다.

소정의 특징과 실시예만이 예시되고 설명되었지만, 통상의 기술자에게는, 청구범위에서 인용되는 청구대상의 신규한 교시 및 장점으로부터 실질적으로 일탈함이 없이 다양한 수정 및 변경(예컨대, 다양한 요소의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율, 그리고 파라미터 값(예컨대, 온도, 압력 등), 장착 배치구조, 재료의 용도, 색상, 방위 등에 있어서의 변화)이 가능할 것이다. 임의의 공정 또는 방법 단계들의 순서 또는 시퀀스는 대안적인 실시형태에 따라 변경 또는 재배열될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 개시 내용의 진정한 사상 안에 있는 것으로서 이러한 모든 수정과 변경을 포함하고자 한 것임을 이해해야 한다. 또한, 예시적인 실시예들의 간결한 설명을 제공하고자, 실제 구현예의 모든 특징이 설명되지 않았을 수도 있다(즉, 본 개시 내용을 수행하기 위해 현재 고려되는 최선의 모드와 관련이 없는 것들, 또는 청구된 발명을 가능하게 하는 것과 관련이 없는 것들). 임의의 엔지니어링 프로젝트 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 임의의 이러한 실제 구현예의 개발에 있어서는, 다수의 특정 구현예 결정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고, 과도한 실험 없이, 본 개시 내용의 이점을 취하는 통상의 기술자에게는, 설계, 제작, 및 제조의 정례적인 작업일 것이다.

Claims

모터용 밀봉 시스템으로서,
모터의 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제1 밀봉 요소; 및
상기 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제2 밀봉 요소를 포함하고,
상기 제1 밀봉 요소의 밀봉 팁은, 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소 간에 지향되는 가압 유체에 응답하여 상기 회전자 샤프트의 표면으로부터 상승하도록 구성되고, 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소는 상기 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동하도록 구성된, 모터용 밀봉 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 밀봉 요소는 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소의 반경방향 부동을 안내하도록 구성된 래버린스(labyrinth) 밀봉부를 포함하는, 모터용 밀봉 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소 간에 축방향으로 결합된 스프링을 포함하고, 상기 스프링은 상기 제1 밀봉 요소를 상기 모터의 제1 하우징 내벽에 대하여 편향하고 상기 제2 밀봉 요소를 상기 모터의 상기 제1 하우징 내벽의 반대측인 제2 하우징 내벽에 대하여 편향하도록 구성된, 모터용 밀봉 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소의 반경방향 외면은 상기 래버린스 밀봉부의 축방향 연장부의 반경방향 내면과 접하는, 모터용 밀봉 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소 둘레에 원주방향으로 배치된 안내 링을 포함하고, 상기 제1 밀봉 요소는 제1 립(lip) 밀봉부를 포함하고, 상기 제2 밀봉 요소는 제2 립 밀봉부를 포함하는, 모터용 밀봉 시스템.
제5항에 있어서,
상기 안내 링은 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소가 상기 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동할 수 있게 하는, 모터용 밀봉 시스템.
제1항에 있어서,
상기 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치된 구성된 제3 밀봉 요소를 포함하고, 상기 제1 밀봉 요소는 제1 립 밀봉부를 포함하고, 상기 제2 밀봉 요소는 래버린스 밀봉부를 포함하고, 상기 제3 밀봉부는 제2 립 밀봉부를 포함하고, 상기 래버린스 밀봉부는, 상기 제1 밀봉 요소, 상기 제2 밀봉 요소, 및 상기 제3 밀봉 요소의 반경방향 부동을 안내하도록 구성된, 모터용 밀봉 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제2 밀봉 요소는 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제3 밀봉 요소 사이에 축방향으로 있는, 모터용 밀봉 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소는, 모터 하우징의 캐비티 내에 설치되도록 구성된 모듈형 조립체를 포함하는, 모터용 밀봉 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소의 서로에 대한 회전을 방지하도록 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소 간에 결합된 회전방지 핀을 포함하는, 모터용 밀봉 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소는 상기 모터의 베어링 조립체에 축방향으로 인접하는 상기 회전자 샤프트 둘레에 배치되도록 구성되고, 상기 밀봉 시스템은 상기 베어링 조립체 내에서 상기 베어링 조립체의 오일을 유지하도록 구성된, 모터용 밀봉 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 밀봉 요소는 압축기로부터의 상기 가압 유체를 수용하도록 상기 제2 밀봉 요소를 통해 반경방향으로 연장되는 애퍼처를 형성하는, 모터용 밀봉 시스템.
압축기의 모터용 밀봉 시스템으로서,
모터 하우징의 환형 챔버 내의 모터의 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제1 밀봉 요소;
상기 환형 챔버 내의 상기 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치되도록 구성된 제2 밀봉 요소로서, 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소는 상기 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동하도록 구성된, 제2 밀봉 요소; 및
상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소 간에 축방향으로 배치된 스프링 요소를 포함하고,
상기 스프링 요소는, 상기 제1 밀봉 요소를 상기 환형 챔버의 제1 벽에 대하여 편향하여 상기 환형 챔버 내의 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소의 축방향 위치를 조절하도록 구성된, 압축기의 모터용 밀봉 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소의 밀봉 팁은 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소 간에 지향되는 가압 유체에 응답하여 상기 회전자 샤프트의 표면으로부터 상승하도록 구성된, 압축기의 모터용 밀봉 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소는 립 밀봉부를 포함하고, 상기 제2 밀봉 요소는 래버린스 밀봉부를 포함하고, 상기 래버린스 밀봉부는 상기 회전자 샤프트에 대한 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소의 반경방향 부동을 안내하도록 구성된, 압축기의 모터용 밀봉 시스템.
제13항에 있어서,
상기 환형 챔버 내의 상기 회전자 샤프트 둘레에 원주 방향으로 배치되고 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소를 원주방향으로 둘러싸도록 구성된 안내 링을 포함하고,
상기 안내 링은 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소의 반경방향 부동을 안내하도록 구성되고, 상기 제1 밀봉 요소는 제1 립 밀봉부를 포함하고, 상기 제2 밀봉 요소는 제2 립 밀봉부를 포함하는, 압축기의 모터용 밀봉 시스템.
압축기용 모터로서,
하우징;
상기 하우징 내에서 연장되는 회전자 샤프트;
상기 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치된 제1 밀봉 요소; 및
상기 회전자 샤프트 둘레에 원주방향으로 배치된 제2 밀봉 요소를 포함하고,
상기 제1 밀봉 요소의 밀봉 팁은 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소 간에 지향되는 가압 유체에 응답하여 상기 회전자 샤프트의 표면으로부터 상승하도록 구성되고, 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소는 상기 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동하도록 구성된, 압축기용 모터.
제17항에 있어서,
상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소를 원주방향으로 둘러싸는 안내 링을 포함하고, 상기 안내 링은 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소가 상기 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동할 수 있도록 구성된, 압축기용 모터.
제17항에 있어서,
상기 제2 밀봉 요소는 래버린스 밀봉부를 포함하고, 상기 래버린스 밀봉부는 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소가 상기 회전자 샤프트 둘레에서 반경방향으로 부동할 수 있도록 구성된, 압축기용 모터.
제17항에 있어서,
상기 하우징의 내면과 상기 회전자 샤프트의 외면은 상기 하우징과 상기 회전자 샤프트 간의 환형 챔버를 적어도 부분적으로 형성하고, 상기 제1 밀봉 요소와 상기 제2 밀봉 요소는 상기 환형 챔버 내에 배치된, 압축기용 모터.