KR100353889B1 - 터보압축기 - Google Patents

Abstract

치차장치에 개재하여 구동 모터의 출력축에 평행하게 위치된 회전축; 상기 회전축의 한 단부에 연결되고 구동 모터의 측부에 위치하는 상기 회전축의 한 단부에 위치한 제 1 단 압축기와 상기 회전축의 다른 단부에 연결된 제 2 단 압축기; 및 상기 구동 모터의 측부에 평행하고 인접하게 위치한 제 1 단 압축기의 흡입관 및 흡입 필터; 로 이루어지는 구동 모터를 갖는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.

Description

터보 압축기

발명의 분야

본발명은, 공장의 동력원이나 프로세스용으로 이용되는 터보 압축기에 관한 것으로, 특히 구동 모터를 빼내지 않고 각 구성부품을 교환할 수 있고 부피를 감소시켜 콤팩트화한 터보 압축기에 관한 것이다.

발명의 배경

산업용 터보 압축기로서, 제 1 단 압축기로 압축한 유체를 다시 제 2 단 압축기로 압축한 후 배출하는 2단식 터보 압축기가 공지되어 있다. 이 터보 압축기는, 제 1 단 압축기의 임펠러와 제 2 단 압축기의 임펠러를 회전축으로 연결하여, 그 회전축을 치차장치를 개재하여 구동모터에 의해 회전시키도록 하고 있다, 상세하게는, 상기 회전축은, 구동 모터의 출력축과 평행하게 배치되어 있고, 그 중앙부에 치차장치의 치차가 치차맞춤되어 있고, 구동 모터측 단부에 제 2 단 압축기의 임펠러가 설치되어, 그것과 반대측 단부에 제 1 단 압축기의 임펠러가 설치되어 있다.

그러나, 이와 같이 제 1 단 압축기를 구동모터의 반대측에 위치시키면, 제 1 단 압축기에 접속되는 흡입관 및 흡입 필터가 구동모터의 반대측으로 돌출하기 때문에, 터보 압축기로서의 설치면적이 커지지 않을 수 없었다.

그러나, 이와 같이 구동 모터의 측부에 인접하여 제 2 단 압축기를 배치하면, 구동 모터의 출력축과 압축기의 회전축의 축간 거리를 좁혀서 콤팩트화를 도모한 경우, 구동 모터와 이에 인접하여 배치된 압축기가 간섭하게 되고, 구동 모터를 떼어내지 않으면 압축기를 떼어낼 수가 없었다.

또한, 치차장치를 유지할 경우, 구동 모터의 출력축과 치차장치의 입력축과의 접속부가 케이싱에 의해 덮이기 때문에 구동 모터를 떼어내지 않으면 치차장치를 케이싱으로부터 떼어낼 수 없었다. 여기서 구동모터는 850Kg 정도로 매우 무겁고, 그것을 떼어내거나 부착하는 것은 크레인 등을 필요로 하며 실제로는 극히 곤란하다.

발명의 요약

이상의 사정을 고려하여 창안된 본발명의 목적은, 각 구성요소의 배치를 고려함으로써 부피를 감소시켜 콤팩트화를 도모한 터보 압축기를 제공함에 있다.

이상의 사정을 고려하여 창안된 본발명의 목적은, 구동 모터를 떼어내지 않고 각 단의 압축기 및 치차장치를 교환할 수 있는 터보 압축기를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본발명은, 첫째로, 구동 모터의 출력축에 치차장치를 개재하여 회전축을 평행하게 배치하고, 상기 회전축의 양측에 제 1 단 압축기와 제 2 단 압축기를 연결한 터보 압축기에 있어서, 상기 구동 모터측에 제 1 단 압축기를 그 반대측에 제 2 단 압축기를 배치함과 동시에, 구동 모터측으로 제 1 단 압축기의 흡입관 및 흡입 필터를 평행하게 배치하여 구성되어 있다.

둘째로, 상기 제 1 단 압축기, 제 2 단 압축기 및 치차장치의 아래쪽에, 내부가 2개의 냉각실로 분할된 대략 직육면체 형상의 상자몸체를 설치하고, 그 한쪽 냉각실에, 제 1 단 압축기에서 토출된 유체를 냉각하여 제 2 단 압축기로 안내하는 인터 쿨러용 열교환기를 설치함과 동시에, 다른쪽 냉각실에, 제 2 단 압축기에서 토출된 유체를 냉각하여 배기하는 아우터 쿨러용 열교환기를 설치해도 된다.

셋째로, 상기 열교환기를 냉각실의 길이방향을 따라 가늘고 길게 형성하고, 그 열 교환기를 냉각실내의 중앙부에 배치하여 냉각실내를 입구실과 출구실로 나누며, 상기 입구실의 길이방향 일단부에, 상기 열교환기를 따라 가늘고 길게 형성된 도입구를 설치함과 동시에, 출구실의 길이방향 타단부에 배출구를 설치해도 된다.

넷째로, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 구동 모터의 출력축에 치차장치를 개재하여 회전축을 평행하게 배치하고, 상기 회전축의 구동 모터측 단부에 제 1 단 압축기를 설치하고 그 반대측 단부에 제 2 단 압축기를 설치하는 터보 압축기에 있어서, 상기 출력축과 회전축 간격을 좁혀서 구동 모터의 외주와 제 1 단 압축기의 외주를 서로 겹치도록 배치함과 동시에, 치차장치와 제 1 단 압축기의 케이싱을 일체로 형성하며, 또한 상기 케이싱 구동 모터 장착 플랜지와 구동 모터 자체에 제 1 단 압축기의 삽입 블럭을 축방향으로 떼어내기 위한 절결부를 형성하여 구성되어 있다.

다섯째로, 상기 치차장치를 수용하는 기어 케이싱부에 구동 모터의 출력축과 치차장치의 입력축과의 접속부를 노출시키는 윈도우를 설치해도 된다.

첫번째 구성에 따르면, 구동 모터측에 제 1 단 압축기를 배치하고, 그 반대측에 제 2 단 압축기를 배치하며, 구동 모터측으로 제 1 단 압축기의 흡입관 및 흡입 필터를 평행하게 배치했기 때문에, 흡입관 및 흡입 필터가 툭 튀어나오지 않고, 터보 압축기 전체의 설치면적이 대략 사각형상으로 되어 콤팩트하게 된다. 즉, 제 1 단 및 제 2 단 압축기, 치치장치, 구동 모터, 공기 도입 튜우브 및 제 1 단 압축기의 공기 도입 필터가 평면으로 보아 실질적으로 사각형 형태의 면적을 형성하는 배열은 전체 장치의 설치 면적을 감소시킨다.

두번째 구성에 따르면, 인터 쿨러용 열교환기와 아우터 쿨러용 열교환기를, 제 1 단 압축기, 제 2 단 압축기 및 치차장치의 아래쪽에 설치한 대략 직육면체 형상의 상자 몸체내에 수용했기 때문에, 냉각기구를 포함시킨 터보 압축기 전체로서의 구성이 콤팩트하게 된다. 즉, 냉각 기구가 상기 상자의 제 1 층 영역 내에 설치되고 상기 압축기구를 구동시키는 구동 기구와 압축기구가 제 2 층 영역내에 위치되는 2층구조는 터보 압축기의 전체적인 구조의 크기를 감소시킨다.

세번째 구성에 따르면, 입구실의 일단부에 열교환기를 따라 가늘고 길게 형성한 도입구를 설치하고, 출구실의 타단부에 배출구를 설치했기 때문에, 도입구에서 입구실로 흘러 들어온 유체는, 열교환기를 대략 균등하게 통과하여 출구실로 흐르고 배출구에서 배출된다. 따라서, 열교환율이 향상한다. 즉, 가늘고 길게 형성된 공기 도입구가 열교환기를 따라 입구실의 가로 단부에 형성되고 공기 출구가 출구실의 가로측 반대쪽에 형성되는 배열은 열교환기를 통하여 유체의 흐름을 실질적으로 균일하게 할수 있고, 그럼으로써 열교환을 개선시킬 수 있다.

바람직한 구체예에 대한 설명

이하, 본발명의 일실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.

제 1 도에 터보 압축기의 평면도를, 제 2 도에 측면도를, 제 3 도에 정면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 구동 모터(1)의 출력축(2)에 치차장치(3)를 개재하여 회전축(4)이 평행하게 배치되고, 그 회전축(4)의 구동 모터(1)측 단부에 제 1 단 압축기(5)가 설치되며, 그 반대측의 단부에 제 2 단 압축기(6)가 설치되어 있다. 그리고, 제 1단 압축기(5)의 흡입관(7) 및 흡입 필터(8)가 구동 모터(1)측으로 평행하게 배치되어 있다.

상기 구동 모터(1)는, 치차장치(3)의 기어 케이스(9)에 플랜지(10)를 개재하여 부착되는 소위 플랜지 모터로 되어 있으며, 그 출력축(2)이 제 4 도에 나타난 치차장치(3)의 치차축(11)에 계수부(12)를 개재하여 볼트 너트에 의해 접속되어 있다. 치차축(11)은 축수(13)를 개재하여 기어 케이스(9)에 회전이 자유롭게 지지되어 있으며, 그 중간부에 대경(大徑)치차(14)가 설치되어 있다. 대경치차(14)는 상기 회전축(4)에 설치된 소경(小徑)치차(15)와 이맞물림 되어 있다. 이 치차장치(3)에 의해 구동 모터(1)의 출력축(2)의 회전이 증속되어 회전축(4)으로 옮겨지게 된다.

상기 회전축(4)은 그 중앙부에 소경치차(15)가 설치되고, 구동 모터(1)측의 단부에 제 1 단 압축기(5)의 임펠러(16)가 설치되며, 그 반대측 단부에 제 2 단 압축기(6)의 임펠러(17)가 설치되어 있다. 그리고, 이들 임펠러(16, 17)와 소경치차(15)의 사이 부분이 축수(18)를 개재하여 기어 케이스(9)에 지지되어 있다. 제 1 단 압축기(5)의 임펠러(16)는, 기어 케이스(9) 측부에 형성된 원주상 도랑부(19)에 수용되고, 제 2 단 압축기(6)의 임펠러(17)는, 기어 케이스(9)의 반대측 측부에 형성된 원주상 도랑부(20)에 수용되어 있다. 이들 도랑부(19, 20)에는, 소용돌이실(21, 22) 및 흡기통로(23, 24)를 갖는 블럭(25, 26)이 각각 삽입되고, 블럭(25, 26)과 도랑부(19, 20) 사이에 각각 확산기(27, 28)가 형성된다.

제 1 단 압축기(5)의 임펠러(16)는 흡기통로(23)에서 공기를 흡입하고, 그것을 지름방향 바깥쪽으로 가속한다. 가속된 공기는 확산기(27) 및 소용돌이실(21)을 통과하여 감속되고 속도가 압력으로 변환되며, 제 5 도에 나타낸 인터 쿨러(29)로 유도된다. 인터 쿨러(29)에서 냉각된 공기는 제 2 단 압축기(6)로의 연락통로(30)에 유도된다. 연락통로(30)는 제 4 도에 나타낸 바와 같이 제 2 단 압축기(6)의 소용돌이실(22) 외측에 나선상으로 형성되어 있으며, 덮개(31)로 도랑부(20)를 덮음으로써 구획된다.

이와 같이 연락통로(30)를 소용돌이실(22)의 외측에 이중으로 배치함으로써, 연락 통로(30)가 덮개(31)의 외측으로 툭 튀어나오는 것을 방지하고 있다. 덮개(31)와 블럭(26) 사이에는 정류판(32)이 나선상으로 배치되어 있다. 따라서,연락통로(30) 내의 공기는 정류판(32) 및 흡기통로(24)를 통하여 제 2 단 압축기(6)의 임펠러(17)에 의해 지름방향의 바깥쪽으로 가속되고, 확산기(28) 및 소용돌이실(22)을 통과하여 속도가 압력으로 변환되어 제 5 도에 나타낸 아우터 쿨러(33)로 유도된다. 그리고, 아우터 쿨러(33)에서 냉각된 후에 최종적으로 배기된다.

상기 기어 케이스(9)는, 제 4 도에 나타낸 수평단면에서 상하로 덮개부(도시생략)와 케이스 본체로 분할 가능하게 되어 있다. 그리고, 분할되어 떨어진 덮개부는 볼트 구멍(34)에 볼트를 나사끼움함으로써 케이스 본체에 부착되도록 되어 있다. 따라서, 덮개를 떼어냄으로써, 치차축(11), 대경치차(14), 소경치차(15), 회전축(4) 및 임펠러(16, 17)의 점검이 가능하게 된다. 또한, 제 2 단 압축기(6)의 덮개(31) 및 블럭(26), 및 제 1 단 압축기(5)의 블럭(25)은 각각 볼트(35)를 느슨하게 함으로써 떼어낼 수 있다.

여기서, 제 1 단 압축기(5)의 블럭(25)을 떼어낼 때, 구동 모터(1)를 떼어내지 않고 블럭(25) 빼내기를 가능하게 하기 위해, 제 4 도에 나타난 바와 같이 기어 케이스(9)에 형성된 모터 장착 플랜지(36)의 일부가 초승달모양으로 베어져 나가고, 우묵한 곳(37)이 형성되어 있다. 또한, 구동 모터(1) 자체도 제 1 도에 나타난 바와 같이 블럭(25)의 빼낸 길이 만큼 우묵한 곳(38)이 형성되어 있다.

제 1 단 압축기(5)의 흡기통로(23)에는 제 1 도에 나타난 바와 같이 흡입관(7) 및 흡입 필터(8)가 접속된다. 이들 흡입관(7) 및 흡입 필터(8)는 구동 모터(1) 측으로 평행하게 배치되어 있다. 흡입관(7)은 상방에서 보아 S자 형상으로만곡되어 있으며, 플랜지(39)를 개재하여 흡입 필터(8)에 접속되어 있다. 흡입 필터(8)는 제 2 도에 나타난 바와 같이 측방에서 보아 역 L자 형상으로 형성된 케이싱(40)을 가지고 있으며, 흡입공기에서 분진등을 제거함과 동시에 흡기음을 소음하는 기능을 발휘한다. 그리고, 제 1 도중 (41)은 구동 모터(1)의 흡기구, (42)는 구동 모터(1)의 배기구이다.

제 1 단 압축기(5), 제 2 단 압축기(6) 및 치차장치(3)의 아래쪽에는 제 5 도에 나타낸 바와 같이 내부가 칸막이벽(43)에 의해 2개의 냉각실(44, 45)(인터 쿨러(29)측과 아우터 쿨러(33)측)로 분할된 대략 직육면체 형상의 상자몸체(46)가 상기 기어 케이스(9)와 일체적으로 주조되어 설치되어 있다. 한쪽 냉각실(44)에는, 제 1 단 압축기(5)에서 토출된 공기를 냉각하여 제 2 단 압축기(6)로 유도하는 인터 쿨러(29)용 열교환기(47)가 설치되어 있다. 다른 쪽 냉각실(45)에는 제 2 단 압축기(6)에서 토출된 공기를 냉각하여 배기하는 아우터 쿨러(33)용 열교환기(48)가 설치되어 있다.

이들 2개의 냉각실(44, 45)을 갖는 대략 직육면체 형상 상자몸체(46)는, 제 1 도 ∼ 제 3 도에 나타낸 바와 같이, 기어 케이스(9)와 일체적으로 주조되어 있으며, 제 1 단 압축기(5), 제 2 단 압축기(6), 치차장치(3), 구동 모터(1) 및 흡입 펄터(8)의 지지 기반을 겸하고 있다. 또한 상자몸체(46)는 상방에서 보아 대략 사각형상으로 되는 이들 압축기(5) 등의 투영면적과 일치하는 크기로 성형되어 있다.

상기 열교환기(47, 48)는, 제 5 도에 나타낸 바와 같이 각 냉각실(44, 45)의 길이 방향을 따라 가늘고 길게 형성되고, 냉각실(44, 45) 내의 중앙부에 배치되어냉각실(44, 45) 내를 각각 입구실(49)과 출구실(50)로 나누고 있다. 그 입구실(49)의 길이방향 일단부에는 상기 열교환기(47, 48)를 따라 가늘고 길게 구형상으로 형성된 도입구(51)가 설치되며, 출구실(50)의 길이방향의 타단부에는 배출구(52)가 설치되어 있다. 인터쿨러(29)측 냉각실(44)의 도입구(51)와 배출구(52)에는 각각 제 1 단 압축기(5)의 소용 돌이실(21)과 제 2 단 압축기(6)의 연락통로(30)가 접속된다. 한편, 아우터 쿨러(33)측 냉각실(45)의 도입구(51)와 배출구(52)에는 각각 제 2 단 압축기(6)의 소용돌이실(22)과 배출관(53)이 접속된다.

제 6 도에 아우터 쿨러(33)측 냉각실(45)의 평면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상방에서 보아 직육면체 형상의 냉각실(45)은 가늘고 길게 형성된 아우터 쿨러(33)용 열교환기(48)에 의해 입구실(49)과 출구실(50)로 나뉘어 있다. 입구실(49)의 길이방향의 일단부에는 상기 열교환기(48)를 따라 가늘고 길게 구형상으로 형성된 도입구(51)가 설치되어 있다. 도입구(51)는 제 5 도에 나타낸 바와 같이 서서히 통로단면적이 커지는 연락통로(55)를 개재하여, 제 2 단 압축기(6)의 소용돌이실(22)에 접속되어 있다. 한편, 출구실(50)의 길이방향의 타단부에는 배출구(52)가 설치되어 있다. 배출구(52)에는 상자몸체(46)의 측부에 일체적으로 주조된 배출관(53)이 접속되어 있다. 배출관(53)의 선단부에는, 배출구(56)가 형성되어 있다.

상기 열교환기(47, 48)는 그 길이방향과 직교하여 배치된 복수의 핀 플레이트(57)와, 이들 핀 플레이트(57)를 삽입 통과하여 설치된 복수의 수관(도시생략)과, 핀 플레이트(57)의 상하에 설치된 시일 배플(58)과, 시일 배플(58)에 설치된밀봉부재(59)를 구비하고 있다. 시일 배플(58)은 열교환기(47, 48)의 일측면에서 타측면으로 공기를 유도하는 것이며, 밀봉부재(59)는 시일 배플(58)과 냉각실(44, 45)의 내면 사이를 밀봉하고, 냉각실(44, 45)내를 각각 입구실(49)과 출구실(50)로 나누는 것이다.

냉각실(44, 45) 주변에는 제 5 도에 나타낸 바와 같이 상자몸체(46)와 일체적으로 주조된 오일 탱크(60)가 설치되어 있다. 오일 탱크(60)에는 치차장치(3)의 대경치차(14)나 소경치차(15), 임펠러(16, 17)가 설치된 회전축(4) 등을 윤활하기 위한 오일이 저장되어 있다. 오일 탱크(60) 내의 유면은 제 2 도에 나타난 유면계(61)에 표시되고, 유압은 마노미터(62)에 표시된다.

오일 탱크(60)내의 오일은 오일관(63)을 통하여 치차축(11)에 직접 연결된 주 오일펌프(64)에 의해 퍼올려지고, 오일관(65)을 통하여 오일 쿨러(66)로 유도된다. 그리고, 냉각된 후 오일관(67)을 통하여 회전축(4)의 축수(18) 등에 급유된다. 또한, 급유된 오일은 오일 탱크(60)에 회수되도록 되어 있다. 또한, 제 1 도 ∼ 제 3 도중, (68)은 부 오일펌프이다. 부 오일펌프(68)는 주 오일펌프(64)를 구동하는 구동 모터(1)의 기동에 앞서 전용 모터(69)에 의해 구동되며, 미리 회전축(4)의 축수(18) 등을 급유하는 것이다.

또한, (70)은 인터 쿨러(29)의 드레인 출구, (71)은 아우터 쿨러(33)의 드레인 출구, (72)는 오일 탱크(60)의 급유구, (73)은 오일 탱크(60)의 배유구, (74)는 인터 및 아우터 쿨러(29, 30)의 냉각수 입구, (75)는 인터 및 아우터 쿨러(29, 30)의 냉각수 출구, (76)은 오일 쿨러(66)의 냉각수 입구, (77)은 오일 쿨러(66)의 냉각수 출구, (78)은 제어판, (79)는 단자상자이다.

이상의 구성으로 되는 본실시예의 작용에 대하여 설명한다.

구동 모터(1)측에 제 1 단 압축기(5)를 배치하고, 그 반대측에 제 2 단 압축기(6)를 배치하며, 구동 모터(1)측으로 제 1 단 압축기(5)의 흡입관(7) 및 흡입 필터(8)를 평행하게 배치하였으므로, 종래와 같이 흡입관(7) 및 흡입 필터(8)가 툭 튀어나오지 않고, 터보 압축기 전체의 설치면적이 대략 사각형상으로 되어 콤팩트하게 된다. 이에 따라, 설치면적을 종래에 비해 약 25% 줄일 수 있다.

또, 인터 쿨러(29)용 열교환기(47)와 아우터 쿨러(22)용 열교환기(48)를, 제 1 단 압축기(5), 제 2 단 압축기(6) 및 치차장치(3)의 아래쪽에 설치한 대략 직육면체 형상의 상자몸체(46) 내에 수용하였기 때문에, 냉각기구를 포함시킨 터보 압축기 전체로서의 구성이 콤팩트하게 된다. 즉, 상기 상자몸체(46)는, 인터 쿨러(29) 등의 냉각기구의 수납상자임과 동시에 압축기(5) 등의 지지기반을 겸한다.

즉, 이 터보 압축기는 상자몸체(46)가 위치하는 1층 부분에 냉각기구로서의 열교환기(47, 48)가 설치되어 있으며, 그 상방의 2층 부분에 압축기구로서의 압축기(5, 6) 및 그 구동기구로서의 구동 모터(1)가 설치되어 있으므로, 이러한 2층 구조에 의해 터보 압축기 전체로서의 구성이 콤팩트하게 된다. 또한, 상기 상자몸체(46) 내에는 오일 탱크(60)이 설치되어 있으므로, 오일 저장기구도 포함시킨 전체의 구성을 콤팩트하게 할 수 있다.

또, 각 냉각실(44, 45)의 입구실(49) 일단부에 열교환기(47, 48)를 따라 가늘고 길게 구형상으로 형성한 도입구(51)를 설치하고, 출구실(50)의 타단부에 배출구(52)를 설치하였으므로, 도입구(51)에서 입구실(50)로 유입된 공기는 열교환기(47, 48)를 대략 균등하게 통과하여 출구실(50)로 흐르고 배출구(52)에서 배출된다. 따라서, 열교환율이 향상한다.

다음으로 본 발명에 따른 제 2 구체예에 대한 내용을 첨부된 도면 제 7 ∼ 13도를 참고로 하기에 상세히 설명한다.

제 7 도에 나타낸 바와 같이, 구동 모터(100)의 출력축(102)에 치차장치(103)를 개재하여 회전축(104)이 평행하게 배치되고, 그 회전축(104)의 구동 모터(100)측 단부에 제 1 단 압축기(105)가 설치되며, 그 반대측의 단부에 제 2 단 압축기(106)가 설치되어 있다. 그리고, 제 1 단 압축기(105)의 흡입관(107) 및 흡입 필터(108)가 구동 모터(100)측으로 평행하게 배치되어 있다.

상기 구동 모터(100)는 제 10 도 및 제 11 도에 나타낸 바와 같이, 그 일단부에 장착용 모터측 플랜지(109)(특허청구의 범위중 구동 모터 장착 플랜지에 해당함)를 갖고 있다. 이 모터측 플랜지(109)는 제 8 도 및 제 9 도에 나타낸 치차장치(103)를 수용하는 케이싱(110)에 형성된 케이스측 플랜지(111)에 볼트 너트에 의해 부착된다. 도면중 (112)는 볼트 구멍이다. 구동 모터(100)의 출력축(102)은 치차장치(103)의 입력축(114)에 계수부(115)를 개재하여 볼트 너트에 의해 접속되어 있다. 입력축(114)은 축수(116)를 개재하여 케이싱(110)에 회전이 자유롭게 지지되어 있으며, 그 중간부에 대경(大徑)치차(117)가 설치되어 있다. 대경치차(117)는 상기 회전축(104)에 설치된 소경(小徑)치차(118)와 이맞물림되어있다. 이 치차장치(103)에 의해 구동 모터(100)의 출력축(102)의 회전이 증속되어 회전축(104)으로 옮겨지게 된다.

여기서, 상기 소경치차(118)의 직경은 회전축(104)의 축지름과 대략 같게 되어 있으며 극한까지 지름이 작아지게 되어 있다. 이에 따라, 치차축(114)과 회전축(104)의 축간 거리를 극한까지 좁히고 콤팩트화를 도모하고 있다. 즉, 상기 차차장치(103)는 터보 압축기로서의 성능상 소정의 중속비가 요구되므로 대경치차(117)의 직경(톱니수)과 소경치차(118)의 직경(톱니수)에는 어떤 일정한 비가 요구된다, 이때문에, 소경치차(118)의 직경을 본실시예보다 크게 하면 대경치차(117)의 직경도 크게 하지 않으면 안되고, 이에 따라 치차축(114)과 회전축(104)의 축간 거리가 넓어지게 되고 장치가 대형화되는 것이다. 이때문에, 구동 모터(100)의 외주와 제 1 단 압축기(105)의 외주가 서로 겹치게 되어 있다.

상기 회전축(104)은 그 중앙부에 소경치차(118)가 설치되고, 구동 모터(100)측의 단부에 제 1 단 압축기(105)의 임펠러(119)가 설치되며, 그 반대측 단부에 제 2 단 압축기(106)의 임펠러(120)가 설치되어 있다. 그리고, 이들 임펠러(119, 120)와 소경치차(118)의 사이 부분이 축수(121)를 개재하여 케이싱(110)에 지지되어 있다. 제 1 단 압축기(105)의 임펠러(119)는 케이싱(110) 측부에 형성된 원주상 도랑부(122)에 수용되고, 제 2 단 압축기(106)의 임펠러(120)는, 케이싱(110)의 반대측 측부에 형성된 원주상 도랑부(123)에 수용되어 있다. 즉,상기 케이싱(110)은 치차장치(103) 뿐만 아니라 각단의 압축기(105, 106)의 케이싱도 겸하고 있다. 이들 도랑부(122, 123)에는 소용돌이실(124, 125) 및 흡기통로(126, 127)를 갖는 삽입 블럭(128, 129)이 각각 삽입되고, 삽입 블럭(128, 129)의 선단과 도랑부(122, 123)의 바닥 사이에 각각 확산기(130, 131)가 형성된다.

제 1 단 압축기(105)의 임펠러(119)는 흡기통로(126)에서 공기를 흡입하고, 그것을 지름방향 바깥쪽으로 가속한다. 가속된 공기는 확산기(130) 및 소용돌이실(124)을 통과하여 감속되고 속도가 압력으로 변환되며, 아래쪽에 배치된 상자 몸체(132)내에 수용된 인터 쿨러로 유도된다(제 7 도 참조). 상자 몸체(132)는 상기 케이싱(110)과 일체적으로 주조되어 있다. 상자 몸체(132) 내의 인터 쿨러에서 냉각된 공기는 제 2 단 압축기(106)로의 연락통로(133)에 유도된다. 제 9 도에 나타낸 바와 같이, 연락통로(133)는 제 2 단 압축기(106)의 소용돌이실(125) 외측에 나선상으로 형성되어 있으며 덮개(134)로 도랑부(123)를 덮음으로써 구획된다.

이와 같이 연락통로(133)를 소용돌이실(125)의 외측에 이중으로 배치함으로써, 연락통로(133)가 덮개(134)의 외측으로 툭 튀어나오는 것을 방지하고 있다. 덮개(134)와 삽입 블럭(129) 사이에는 정류판(135)이 나선상으로 배치되어 있다. 따라서, 연락 통로(133) 내의 공기는 정류판(135) 및 흡기통로(127)를 통하여 제 2 단 압축기(106)의 임펠러(120)에 의해 지름방향의 바깥쪽으로 가속되고, 확산기(131) 및 소용돌이실(125)을 통과하여 속도가 압력으로 변환되어 상기 상자 몸체(132)내에 수용된 아우터쿨러로 유도된다. 그리고, 아우터 쿨러에서 냉각된 후에 최종적으로 배기된다.

상기 케이싱(110)은, 제 9 도에 나타낸 수평단면에서 상하로 덮개(도시생략)와 케이스 본체로 분할 가능하게 되어 있다. 그리고, 분할되어 떨어진 덮개는 볼트구멍(136)에 볼트를 나사끼움함으로써 케이스 본체에 부착되도록 되어 있다. 따라서, 덮개를 떼어냄으로써 입력축(114), 대경치차(117), 소경치차(118), 회전축(104) 및 임펠러(119, 120)의 점검이 가능하게 된다. 또한, 제 2 단 압축기(106)의 덮개(134) 및 삽입 블럭(129), 및 제 1 단 압축기(105)의 삽입 블럭(128)은 각각 볼트(137)를 느슨하게 함으로써 떼어낼 수 있다.

여기서, 제 1 단 압축기(105)의 삽입 블럭(128)을 떼어낼 때, 구동 모터(100)를 떼어내지 않고 삽입 블럭(128) 빼내기를 가능하게 하기 위해, 제 12 도에 나타낸 바와 같이 케이싱(110)에 형성된 케이스측 플랜지(111)의 일부 및 구동 모터(100)에 형성된 모터측 플랜지(109)의 일부가 각각 초승달모양으로 베어져 나가고, 각각 절결부(138, 139)가 형성되어 있다. 또한, 구동 모터(100) 자체도 삽입 블럭(128)의 빼낸 길이 만큼 초승달모양으로 베어져 나가고, 거기에 절결부(140)가 형성되어 있다. 이 절결부(140)에는 제 10 도에 나타낸 바와 같이 초승달 원통형상의 커버(141)가 설치되어 있다. 커버(141)는 삽입 블럭(128)을 빼낼 때의 가이드가 된다.

절결부(140)가 설치된 구동 모터(100)의 전방 동체부분(100a)에는 모터 배기구(142)가 설치되어 있으며, 그 내부에는 실질적인 회전 구동기구(코일이나 전자석 등)는 수용되어 있지 않다. 즉, 실질적인 회전 구동기구는 구동 모터(100)의 중앙부에 설치된 플랜지(143)에 의해 후방 동체부분(100b) 내에 수용되어 있다. 이때문에, 전방 동체부분(100a)에 절결부(140)를 설치해도 구동 모터(100)의 기능에는 지장이 없는 것이다. 상기 모터 배기구(142)는 구동 모터(100)의 후방 동체부(100b)에 설치된 모터 흡기구(144)에서 흡입한 냉각공기를 배출하는 것이다.

케이싱(110)에 형성된 케이스측 플랜지(111)에는 제 8 도 및 제 12 도에 나타낸 바와 같이, 거기에 형성된 절결부(138)를 따라 원호상 보강 리브(145)가 형성된다. 보강 리브(145)는 절결부(138)를 설치함으로써 저하하는 결합강성을 보충하는 기능을 발휘한다. 또한, 제 11 도중 (146)은 구동 모터(100) 출력축(102)의 축수에 그리스(grease)를 주입하는 그리스 주입관, (147)은 핸들(148)을 좌측으로 당김으로써 그리스를 배출하는 그리스 배출장치이다.

또한, 케이싱(110)의 치차장치(103)를 수용하는 기어 케이싱부(110a)에는 제 7 도 및 제 13 도에 나타낸 바와 같이 구동 모터(100)의 출력축(102)과 치차장치(103)의 입력축(114)과의 접속부인 계수부(115)를 노출시키는 윈도우(149)가 설치되어 있다. 윈도우(149)는 기어 케이싱부(110a)의 케이스측 플랜지(111) 상면에 구형상으로 개구되어 있으며, 제 7 도에 나타낸 바와 같이 상방에서 치차장치(103)의 입력축(114)과 구동 모터(100)의 출력축(102)과의 계수부(115)가 노출되도록 되어 있다. 또, 윈도우(149)에는 방호용 망부재(150)가 착탈이 자유롭게 설치되어 있다.

이상의 구성으로 되는 본실시예의 작용에 대하여 설명한다.

제 7 도에 나타낸 바와 같이, 구동 모터(100)의 출력축(102)과 치차장치(103)의 입력축(114)을 접속하는 계수부(115)는 케이싱부(110a)에 설치된 윈도우(149)에서 노출된다. 따라서, 이 윈도우(149)에 설치된 망부재(150)를 떼어내고, 윈도우(149)를 통하여 상기 계수부(115)의 체결을 해제하며, 제 9 도에 나타낸 수평단면의 상부에 설치되는 덮개를 떼어냄으로써 구동 모터(100)를 케이싱(110)의 케이스측 플랜지(111)에 설치한 채, 치차장치(103)를 구성하는 각 구성부품(대경치차(117), 입력축(114) 등)을 계수부(115)마다 떼어내어 점검, 교환할 수 있다. 즉, 이때 무겁고(850Kg 정도) 떼어내기가 곤란한 구동 모터(100)는 모터측 플랜지(109)가 케이스측 플랜지(111)에 체결되어 케이싱(110)에 설치된 대로 괜찮다.

또한, 제 9 도중에 있어서, 제 1 단 압축기(105)의 삽입 블럭(128)을 축방향으로 이동시켜 떼어낼 때, 케이스측 플랜지(111)에 설치된 절결부(138), 모터측 플랜지에 설치된 절결부(139), 및 구동 모터(100)의 측부에 설치된 절결부(140)에 의해 해당 제 1단 압축기(105)의 삽입 블럭(128)과 구동 모터(100)와의 간섭을 피할 수 있다. 따라서, 구동 모터(100)를 케이싱(110)에 설치한 채, 제 1 단 압축기(105)의 삽입 블럭(128)을 떼어낼 수 있다. 또, 제 2 단 압축기(106)의 덮개(134) 및 삽입 블럭(129)도 떼어내면 구동 모터(100)를 케이싱(110)에 설치한 채로 제 1 단 압축기(105) 및 제 2 단 압축기(106)의 각 구성부품(임펠러(119, 120), 회전축(104) 등)을 떼어내어 점검, 교환할 수 있다.

제 1 도는 본 발명의 한 구체예를 나타낸 터보 압축기의 평면도이다.

제 2도는 제 1 도의 터보 압축기의 측면도이다.

제 3도는 제 1 도의 터보 압축기의 정면도이다.

제 4 도는 제 1 단 및 제 2 단 압축기 및 제 1 도의 치차장치를 나타낸 도면이다.

제 5도는 압축된 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.

제 6도는 냉각실내의 공기 흐름을 나타낸 도면이다.

제 7 도는 본 발명의 다른 구체예를 나타낸 터보 압축기의 평면도이다.

제 8도는 제 7도의 VIII - VIII선을 따라 절단한 단면도이다.

제 9 도는 제 1 단 및 제 2 단 압축기 및 제 7 도의 치차장치를 나타낸 도면이다.

제 10도는 구동 모터의 측면도이다.

제 11 도는 제 10도의 XI - XI선 방향에서 도시한 측면도이다.

제 12도는 절결부를 나타낸 사시도이다.

제 13도는 윈도우를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1, 100 :구동 모터 2, 102 : 출력축

3, 103 : 치차장치 4, 104 :회전축

5, 105 : 제 1 단 압축기 6, 106 : 제 2 단 압축기

8, 108 : 흡입 필터 44, 45 :냉각실

46, 132 : 상자 몸체 47, 48 : 열교환기

110 : 케이싱 111 : 케이스측 플랜지

114 : 입력축 128, 129 : 삽입 블럭

138, 139, 140 : 절결부 149 : 윈도우

Claims (4)

1. 치차장치에 개재하여 구동 모터의 출력축에 평행하게 위치된 회전축;

   상기 회전축의 한 단부에 연결되고 구동 모터의 측부에 위치하는 상기 회전축의 한 단부에 위치한 제 1 단 압축기와 상기 회전축의 다른 단부에 연결된 제 2단 압축기; 및

   상기 구동 모터와 측부에 평행하고 인접하게 위치한 제 1 단 압축기의 흡입관 및 흡입 필터;

   로 이루어지는 구동 모터를 갖는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1단 및 제2단 압축기, 치차장치 및 구동 모터 아래쪽에 설치되고, 내부가 두 개의 냉각실로 분리되며, 상기 제1단 및 제2단 압축기가 압축 기구로서의 역할을 하고, 상기 치차장치와 구동 모터가 상기 압축기구를 구동시키기 위한 구동 기구로서의 역할을 하는 실질적으로 4각형 형태의 평행 육면체 상자;

   상기 제1단 압축기로부터 방출된 유체를 냉각시키고 상기 유체를 상기 제2단 압축기 속으로 도입시키는 인터 쿨러용 제1 열교환기; 및

   상기 제2단 압축기로부터 방출된 유체를 냉각시키고 상기 유체를 폐기하고, 상기 인터 쿨러용 열교환기가 상기 하나의 냉각실내에 설치되며 아우터 쿨러용 열 교환기가 상기 다른 냉각실 내에 설치되는 아우터 쿨러용 제2 열교환기;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
3. 제1항 있어서, 유체가 상기 제1단 및 제2단 압축기로부터 각각 도입되고 실질적으로 4각형 형태의 평행 육면체인 적어도 하나의 냉각실;

   상기 각각의 냉각실내에 수용되고, 상기 각각의 열교환기가 가로로 연장된 형상을 갖도록 상기 냉각실을 따라 형성되고, 유체 흐름 방향에 따라 입구실과 출구실을 형성하도록 상기 냉각실 중간에 위치한 열교환기; 및

   상기 각각의 열교환기를 따라 상기 입구실의 가로의 한 단부에 형성되고, 길게 연장된 형상을 갖는 공기 흡입구와 상기 출구실의 대각선 반대쪽 단부에 형성된 공기 배출구;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 구동 모터의 주변과 상기 제1단 압축기의 주변이 부분적으로 서로 겹치도록 상기 출력축과 회전축의 거리가 단축되고, 상기 치차장치는 상기 제1단 압축기의 케이싱과 함께 일체적으로 형성되고, 그리고 제1단 압축기의 흡입블럭을 축 방향으로 제거하기에 편리하도록 상기 케이싱의 구동 모터 장착 플렌지와 상기 구동모터 상에 리세스가 형성되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.