KR100813145B1 - centrifugal compressor - Google Patents

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Abstract

개선된 성능을 갖는 원심압축기를 제공하기 위하여, 본 발명은 회전시 유체를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 임펠러; 일측 중앙부에 상기 임펠러의 일면과 대향되는 흡입구가 형성되고, 상기 유체의 이동을 가이드하도록 상기 임펠러의 전후방을 커버하는 쉬라우드; 상기 쉬라우드의 외곽에 원주방향을 따라서 구비되어 상기 임펠러에 의하여 토출된 유체를 토출구로 안내하는 볼류트실; 그리고 상기 임펠러의 타면측에 형성된 공간을 상기 흡입구와 연통시키는 압력조절관을 포함하여 이루어지는 원심압축기를 제공한다. In order to provide a centrifugal compressor having improved performance, the present invention provides an impeller that sucks fluid in an axial direction and discharges it in a radial direction during rotation; A shroud formed at one side central portion thereof with an inlet port facing one surface of the impeller, and covering front and rear sides of the impeller to guide movement of the fluid; A volute chamber provided along the circumferential direction of the shroud to guide the fluid discharged by the impeller to a discharge port; And it provides a centrifugal compressor comprising a pressure control tube for communicating the space formed on the other surface side of the impeller with the suction port.

원심압축기, 축추력, 압력조절관 Centrifugal Compressor, Shaft Thrust, Pressure Control Tube

Description

원심압축기{centrifugal compressor}Centrifugal Compressor

도 1은 종래의 원심압축기를 나타낸 측단면도.1 is a side cross-sectional view showing a conventional centrifugal compressor.

도 2는 종래의 원심압축기를 나타낸 정면도. Figure 2 is a front view showing a conventional centrifugal compressor.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심압축기의 측단면도.Figure 3 is a side cross-sectional view of the centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심압축기의 정면도. Figure 4 is a front view of the centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심압축기의 측단면도. Figure 5 is a side cross-sectional view of a centrifugal compressor according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심압축기의 평면도. 6 is a plan view of a centrifugal compressor according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110 : 흡입구 111 : 회전축110: suction port 111: rotation axis

120 : 임펠러 130 : 쉬라우드120: impeller 130: shroud

140 : 볼류트실 145 : 토출구140: volute chamber 145: discharge port

150,160,170,180,190 : 압력조절관150,160,170,180,190: Pressure regulator pipe

151,161,171,181,191 : 가이드부151,161,171,181,191: Guide part

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성능을 향상시키기 위하여 개량된 구조의 원심(遠心)압축기에 관한 것이다. The present invention relates to a compressor, and more particularly, to a centrifugal compressor having an improved structure in order to improve performance.

일반적으로 원심압축기는 회전되는 임펠러의 축방향으로 유체를 흡입하여 원주방향으로 토출함으로써 유체를 압축 및 펌핑하는 장치이다. In general, the centrifugal compressor is a device for compressing and pumping a fluid by sucking the fluid in the axial direction of the rotating impeller and discharging it in the circumferential direction.

도 1은 종래의 원심압축기의 구조를 나타낸 측단면도이고, 도 2는 종래의 원심압축기의 정면도이다. Figure 1 is a side cross-sectional view showing the structure of a conventional centrifugal compressor, Figure 2 is a front view of a conventional centrifugal compressor.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 종래의 원심압축기는 모터와 연결된 회전축(11), 상기 회전축(11)에 연결되어 회전됨에 따라서 흡입구(10)를 통하여 유체를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출하는 임펠러(20), 상기 임펠러(20)의 전후방측을 감싸도록 배치된 쉬라우드(30), 그리고 상기 토출된 유체가 수집되도록 원주방향을 따라서 배치된 볼류트실(40)을 포함하여 이루어진다. As shown in Figure 1 and 2, the conventional centrifugal compressor is rotated in connection with the rotating shaft 11, the rotating shaft 11 connected to the motor 11 in the radial direction by sucking the fluid in the axial direction through the inlet (10) It comprises an impeller 20 for discharging, a shroud 30 disposed to surround the front and rear sides of the impeller 20, and a volute chamber 40 disposed along the circumferential direction so that the discharged fluid is collected. .

여기서, 상기 임펠러(20)의 일면(21)은 회전됨에 따라서 유체를 흡입하도록 라운드진 형상의 단면을 가진 다수개의 블레이드(20a)를 포함하여 이루어지며, 상기 임펠러(20)가 도 2에 도시된 화살표 방향으로 회전됨에 따라서 상기 일면(21)에 접한 유체는 가속되면서 반경방향의 원심력으로 가압되어 토출된다. 이렇게 가속되는 유체는 쉬라우드(30)에 의하여 안내되어 반경방향을 따라서 토출되며, 상기 토출되는 유체는 상기 쉬라우드(30)의 원주방향 단부에 링 형상으로 구비된 볼류트실(40)로 수집된다. Here, one surface 21 of the impeller 20 includes a plurality of blades 20a having a rounded cross section so as to suck the fluid as it is rotated, and the impeller 20 is illustrated in FIG. 2. As it rotates in the direction of the arrow, the fluid in contact with the one surface 21 is accelerated and discharged by a radial centrifugal force. The accelerated fluid is guided by the shroud 30 and discharged along the radial direction, and the discharged fluid is collected in a volute chamber 40 provided in a ring shape at the circumferential end of the shroud 30. do.

상기 볼류트실(40)로 수집된 유체는 상기 임펠러(20)의 회전방향과 같은 방향으로 관성을 가지고 상기 볼류트실(40)을 따라서 이동되다가 토출구를 통하여 토출된다. 여기서, 상기 볼류트실(40)의 단면적은 이동되는 유체의 회전방향을 따라 서 증가되도록 형성된다. The fluid collected in the volute chamber 40 is moved along the volute chamber 40 with inertia in the same direction as the rotation direction of the impeller 20 and is discharged through the discharge port. Here, the cross-sectional area of the volute chamber 40 is formed to increase along the direction of rotation of the fluid to be moved.

이와 같이, 임펠러(20)가 회전됨에 따라서 유체를 흡입구(10)를 통하여 흡입하여 토출구(45)를 통하여 원심력에 의하여 가압되어 토출되도록 함으로써, 상기 원심압축기는 유체의 압축 및 펌핑작용을 지속적으로 수행할 수 있다. As such, as the impeller 20 is rotated, the fluid is sucked through the suction port 10 to be pressurized and discharged by the centrifugal force through the discharge port 45, so that the centrifugal compressor continuously performs the compression and pumping action of the fluid. can do.

한편, 상기 임펠러의 일면(21)측 유체가 원심력에 의하여 가속됨에 따라 압력이 하강되므로, 상기 임펠러의 일면(21)측 압력이 반대측 타면(22)의 압력보다 낮아진다. 이와 같이, 상기 임펠러의 일면측 압력이 타면측 압력보다 낮아지는 경우, 압력차이에 의하여 상기 임펠러(20)에 축추력이 가해진다. On the other hand, since the pressure decreases as the fluid on one side 21 of the impeller is accelerated by the centrifugal force, the pressure on one side 21 of the impeller is lower than the pressure on the other side 22 of the impeller. As such, when the pressure on one side of the impeller becomes lower than the pressure on the other side, the axial thrust is applied to the impeller 20 by the pressure difference.

이와 같은 종래의 원심압축기는 다음과 같은 문제점이 있었다. Such a conventional centrifugal compressor had the following problems.

첫째, 상기 축추력은 상기 임펠러의 회전속도가 커짐에 따라서 더욱 커지게 되므로, 이렇게 증가되는 축추력을 지탱하면서 상기 회전축을 지지하는 스러스트 베어링(thrust bearing)이 구비되어야 하는 문제점이 있었다. First, since the axial thrust force becomes larger as the rotational speed of the impeller becomes larger, there is a problem in that a thrust bearing supporting the rotating shaft is provided while supporting the increased axial thrust force.

둘째, 상기 축추력이 발생되는 경우에는 에너지 효율이 저하되고, 상기 임펠러의 회전축에 발생되는 마찰력을 증가시킴으로써 에너지 손실을 증대시키는 문제점이 있었다. Second, when the axial thrust is generated, the energy efficiency is lowered, and there is a problem of increasing the energy loss by increasing the friction force generated on the rotating shaft of the impeller.

셋째, 상기 임펠러가 일방향으로 지속적으로 회전되면 상기 흡입구측으로 유입되는 유체의 흐름이 상기 임펠러의 회전방향과 같이 소용돌이 치며 회전되게 되는데, 이렇게 흡입구측 유체가 일방향으로 회전되는 관성을 가지고 흡입되는 경우에는 임펠러의 접촉에 의한 유체의 회전속도를 가속시키는 것이 저하된다. 이러한 가속성능의 저하는 흡입능력의 저하를 발생시켜 압축기의 효율을 저하시키는 문제 점이 있었다. Third, when the impeller is continuously rotated in one direction, the flow of fluid flowing into the suction port is swirled and rotated in the same direction as the rotation direction of the impeller. Accelerating the rotational speed of the fluid by the contact of the is lowered. This reduction in acceleration performance has a problem of lowering the suction capacity and lowering the efficiency of the compressor.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 개선된 성능을 갖는 원심압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a centrifugal compressor having improved performance.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전시 유체를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 임펠러; 일측 중앙부에 상기 임펠러의 일면과 대향되는 흡입구가 형성되고, 상기 유체의 이동을 가이드하도록 상기 임펠러의 전후방을 커버하는 쉬라우드; 상기 쉬라우드의 외곽에 원주방향을 따라서 구비되어 상기 임펠러에 의하여 토출된 유체를 토출구로 안내하는 볼류트실; 그리고 상기 임펠러의 타면측에 형성된 공간을 상기 흡입구와 연통시키는 압력조절관을 포함하여 이루어지는 원심압축기를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is an impeller for sucking the fluid in the axial direction during rotation to discharge in a radial direction; A shroud formed at one side central portion thereof with an inlet port facing one surface of the impeller, and covering front and rear sides of the impeller to guide movement of the fluid; A volute chamber provided along the circumferential direction of the shroud to guide the fluid discharged by the impeller to a discharge port; And it provides a centrifugal compressor comprising a pressure control tube for communicating the space formed on the other surface side of the impeller with the suction port.

여기서, 상기 압력조절관은 상기 임펠러 타면측에 형성된 공간의 유체를 상기 흡입구 측으로 안내하도록 상기 볼류트실의 외측을 돌아서 배치되되, 상기 유체가 상기 흡입구측으로 배출되는 방향은 상기 임펠러의 회전접선 방향과 예각을 이루는 것이 바람직하다. 또한, 상기 압력조절관은 상기 임펠러의 타면측에 형성된 공간의 유체를 상기 임펠러의 회전방향과 반대되는 방향으로 소정각도 편향된 방향으로 안내하는 가이드부를 포함하여 이루어짐이 바람직하다. Here, the pressure control pipe is disposed around the outside of the volute chamber to guide the fluid in the space formed on the other side of the impeller to the suction port side, the direction in which the fluid is discharged to the suction port side and the rotational tangential direction of the impeller It is preferable to achieve an acute angle. In addition, the pressure control tube preferably comprises a guide for guiding the fluid in the space formed on the other surface side of the impeller in a direction deflected by a predetermined angle in a direction opposite to the rotation direction of the impeller.

더욱이, 상기 압력조절관은 상기 임펠러의 원주방향을 따라서 방사상으로 소정각도의 간격을 가지고 적어도 2개 이상 배치됨이 바람직하다. Further, it is preferable that at least two pressure regulating tubes are disposed at intervals of a predetermined angle radially along the circumferential direction of the impeller.

여기서, 상기 각 압력조절관에서 상기 유체가 상기 흡입구 측으로 배출되는 방향은 상기 임펠러의 회전접선 방향과 예각을 이루는 것이 바람직하다. Here, the direction in which the fluid is discharged to the suction port side in each of the pressure control pipe preferably forms an acute angle with the rotational tangential direction of the impeller.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심압축기를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the centrifugal compressor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심압축기의 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심압축기의 평면도이다. Figure 3 is a side cross-sectional view of the centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a plan view of the centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 원심압축기는 임펠러(120), 쉬라우드(130), 볼류트실(140), 그리고 압력조절관(150)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 원심압축기는 유체를 원심력에 의하여 가압하여 상승된 압력으로 토출시키는 장치로서, 원심펌프 또는 원심송풍기의 개념을 포함하여 정의되는 바이다. 3 and 4, the centrifugal compressor comprises an impeller 120, a shroud 130, a volute chamber 140, and a pressure control tube 150. Here, the centrifugal compressor is a device that pressurizes the fluid by centrifugal force and discharges it at an elevated pressure, and includes a concept of a centrifugal pump or a centrifugal blower.

상세히, 상기 임펠러(120)는 회전됨에 따라서 유체를 흡입하도록 라운드진 형상의 단면을 갖는 다수개의 블레이드(120a)를 포함하여 이루어지며, 전원이 공급되면 작동되는 모터와 회전축(111)을 통하여 연결된다. 상기 임펠러(120)는 회전시 유체를 축방향을 따라서 흡입하여 반경방향으로 토출한다. In detail, the impeller 120 includes a plurality of blades 120a having a rounded cross section so as to suck the fluid as it is rotated, and is connected through a rotating shaft 111 and a motor operated when power is supplied. . The impeller 120 sucks the fluid along the axial direction during rotation and discharges it in the radial direction.

그리고, 상기 쉬라우드(130)는 상기 임펠러(120)에 의하여 흡입된 유체의 이동을 안내하고 상기 임펠러(120)의 전후방을 커버하도록 구비된다. 상기 쉬라우드(130)의 전방측 중앙부에는 유체가 흡입되는 흡입구(110)가 형성되며, 상기 임펠러(120)의 일면은 상기 흡입구(110)와 대향되게 배치된다. In addition, the shroud 130 is provided to guide the movement of the fluid sucked by the impeller 120 and cover the front and rear of the impeller 120. An inlet 110 through which fluid is sucked is formed in the front center portion of the shroud 130, and one surface of the impeller 120 is disposed to face the inlet 110.

따라서, 상기 임펠러(120)가 도 4에 도시된 화살표 방향으로 회전됨에 따라서 상기 임펠러의 일면(121)에 접한 유체는 가속되면서 원심력에 의하여 가압되어 반경방향으로 토출된다. 이때, 상기 토출되는 유체는 상기 쉬라우드(130)에 의하여 안내되어 상기 쉬라우드(130)의 원주방향 단부에 링 형상으로 구비된 볼류트실(140)로 수집된다. Therefore, as the impeller 120 is rotated in the direction of the arrow shown in FIG. 4, the fluid in contact with the one surface 121 of the impeller is accelerated by the centrifugal force and discharged in the radial direction. At this time, the discharged fluid is guided by the shroud 130 and collected in a volute chamber 140 provided in a ring shape at the circumferential end of the shroud 130.

상기 볼류트실(140)은 상기 쉬라우드(130)의 외곽에 원주방향을 따라서 구비되어 상기 임펠러(120)를 지나서 반경방향으로 토출된 유체를 토출구로 안내하도록 한다. 따라서, 상기 볼류트실(140)로 수집된 유체는 상기 임펠러(120)의 회전방향과 같은 방향으로 관성을 가지고 상기 볼류트실(140)을 따라서 이동되다가 토출구(145)를 통하여 토출된다. 여기서, 상기 볼류트실(140)의 단면적은 이동되는 유체의 회전방향을 따라서 증가되도록 형성된다. The volute chamber 140 is provided along the circumferential direction on the outer side of the shroud 130 to guide the fluid discharged radially past the impeller 120 to the discharge port. Therefore, the fluid collected in the volute chamber 140 is moved along the volute chamber 140 with inertia in the same direction as the rotation direction of the impeller 120 and is discharged through the discharge port 145. Here, the cross-sectional area of the volute chamber 140 is formed to increase along the rotational direction of the fluid to be moved.

이와 같이, 임펠러(120)가 회전됨에 따라서 흡입구(110)를 통하여 흡입된 유체는 원심력에 의하여 가압된 상태로 볼류트실(140)을 따라서 흐르다가 토출구(145)를 통하여 토출되도록 함으로써, 상기 원심압축기는 유체의 압축 및 펌핑작용을 지속적으로 수행할 수 있다. As such, as the impeller 120 rotates, the fluid sucked through the suction port 110 flows along the volute chamber 140 while being pressurized by the centrifugal force and is discharged through the discharge port 145. The compressor can continuously perform the compression and pumping action of the fluid.

한편, 종래에는 원심압축기의 작동시 임펠러의 일면측 유체의 압력이 하강되므로, 상기 임펠러의 일면측 압력이 반대측 타면의 압력보다 낮아짐으로써 축추력이 발생되는 구조이었다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 원심압축기에서는 상기 임펠러의 일면(121)과 타면(122) 측의 압력차이에 의하여 발생되는 축추력을 최소화하기 위하여, 상기 임펠러 타면(122)측에 형성된 공간을 상기 흡입구(110)와 연통시키는 압력조절관(150)이 구비됨으로써 상기 임펠러 일면(121)측과 타면(122)측의 압력차이를 부분적으로 상쇄시키도록 한다. On the other hand, in the related art, since the pressure of the fluid on one side of the impeller drops during the operation of the centrifugal compressor, the axial thrust is generated because the pressure on one side of the impeller is lower than the pressure on the other side of the impeller. However, in the centrifugal compressor according to the embodiment of the present invention, in order to minimize the axial thrust generated by the pressure difference between the one surface 121 and the other surface 122 side of the impeller, the space formed on the other side of the impeller 122 By providing a pressure control tube 150 in communication with the suction port 110 to partially offset the pressure difference between the impeller one surface 121 side and the other surface 122 side.

여기서, 상기 압력조절관(150)은 상기 임펠러 타면(122)측에 형성된 공간의 유체를 상기 흡입구(110) 측으로 안내하도록 상기 볼류트실(140)의 외측을 돌아서 배치되는데, 이를 위하여 상기 압력조절관(150)은 'ㄷ'자 또는 'U'자 형으로 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 압력조절관(150)은 상기 볼류트실(140)의 외주면을 감싸는 형상으로 구비될 수도 있다. Here, the pressure control pipe 150 is disposed to turn the outside of the volute chamber 140 to guide the fluid in the space formed on the other side of the impeller 122 to the suction port 110 side, for this pressure control Tube 150 is preferably provided in the 'c' or 'u' shape. In addition, the pressure control tube 150 may be provided in a shape surrounding the outer circumferential surface of the volute chamber 140.

이때, 상기 압력조절관(150)은 직선형 관들을 조합하여 구성될 수도 있으나, 하나의 관을 밴딩하여 형성함이 바람직하다. At this time, the pressure control pipe 150 may be configured by combining a straight pipe, it is preferable to be formed by bending one pipe.

상세히, 상기 임펠러(120)의 구동시 상기 압력조절관(150)의 작용 및 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다. In detail, the operation of the pressure control tube 150 and the flow of fluid during the driving of the impeller 120 are as follows.

먼저, 상기 임펠러(120)가 구동되면 상기 원심압축기의 흡입구(110)를 통하여 유체가 흡입됨과 동시에, 이러한 흡입력에 의하여 상기 임펠러(120)의 타면(122)측에 형성된 공간의 유체도 상기 압력조절관(150)을 통하여 상기 흡입구(110)측으로 흡입되어 토출되므로, 상기 임펠러(120)의 일면(121) 및 타면(122)측 유체 간의 압력차이가 부분적으로 상쇄될 수 있다. First, when the impeller 120 is driven, the fluid is sucked through the suction port 110 of the centrifugal compressor, and at the same time, the fluid in the space formed on the other surface 122 side of the impeller 120 by the suction force is adjusted to the pressure. Since the suction and discharge through the pipe 150 toward the suction port 110 side, the pressure difference between the one surface 121 and the other surface 122 of the impeller 120 may be partially offset.

또한, 상기 임펠러(120)의 원주방향 끝단부와 상기 끝단부를 감싸는 쉬라우드(130)의 사이에는 미소한 간격이 형성되며, 상기 간격을 통하여 상기 임펠러(120)의 타면측에 형성된 공간의 유체가 상기 흡입구(110)로 토출되는 만큼의 유체가 상기 임펠러(120) 일면(121)측으로부터 타면(122)측에 형성된 공간으로 지속적으로 유입된다. 이는 상기 압력조절관(150)이 구비됨으로써 상기 임펠러(120)의 일면(121) 및 타면(122)측 간의 압력차이가 부분적으로 상쇄되기 때문에 가능한 것이며, 유체역학의 연속의 법칙상 용이하게 이해될 수 있을 것이다. In addition, a minute gap is formed between the circumferential end of the impeller 120 and the shroud 130 surrounding the end, and the fluid in the space formed on the other side of the impeller 120 through the gap is formed. As much as the fluid discharged to the suction port 110 is continuously introduced into the space formed on the other surface 122 side from the one surface 121 side of the impeller 120. This is possible because the pressure control tube 150 is partially offset by the pressure difference between the one surface 121 and the other surface 122 side of the impeller 120, and can be easily understood by the law of continuation of hydrodynamics. Could be.

상기 유체의 흐름을 종합하여 설명하면, 상기 임펠러(120)가 회전됨에 따라서 상기 원심압축기 흡입구(110)측 유체의 대부분은 상기 임펠러 일면(121)측으로 흡입된 후에 볼류트실(140)로 가압되어 유출되며, 상기 임펠러 일면(121)의 원주방향 가장자리 측으로 유입된 유체 중 일부는 상기 임펠러(120)의 끝단부 및 쉬라우드(130) 사이의 간격을 통하여 상기 임펠러 타면(122)측으로 계속하여 유입된 후 압력조절관을 따라서 다시 압축기 흡입구 측으로 배출된다. When the flow of the fluid is comprehensively explained, as the impeller 120 is rotated, most of the fluid of the centrifugal compressor inlet port 110 side is sucked to the impeller one surface 121 side and then pressurized into the volute chamber 140. Some of the fluid introduced to the circumferential edge side of the impeller one surface 121 is continuously introduced to the impeller other surface 122 through the gap between the end of the impeller 120 and the shroud 130. After the pressure control pipe is discharged back to the compressor inlet side.

이와 같이, 상기 임펠러(120) 후방에 위치된 타면(122)측 공간이 원심압축기의 흡입구(110)측과 연통되므로, 상기 임펠러 일면(121) 및 타면(122)측 영역 사이의 압력차이가 최소화되어 과도한 축추력의 발생이 방지되며, 스러스트 베어링 등을 별도로 구비시킬 필요가 없고 압축기의 작동효율이 현저히 개선될 수 있다. As such, since the space on the other surface 122 located behind the impeller 120 communicates with the suction port 110 side of the centrifugal compressor, the pressure difference between the region of the one surface 121 and the other surface 122 side of the impeller is minimized. Therefore, the occurrence of excessive axial thrust is prevented, and there is no need to separately provide a thrust bearing, etc., the operation efficiency of the compressor can be significantly improved.

한편, 상기 압력조절관(150)을 통하여 흡입구(110) 측으로 배출되는 유체의 방향은 상기 임펠러(120)의 회전접선 방향과 예각을 이루도록 함이 바람직하다. 상기 각도가 예각을 이루면, 상기 압력조절관(150)을 통하여 배출되는 유체의 방향과 상기 임펠러(120)의 회전방향에 대응하여 흡입구(110)측에서 소용돌이치는 유체의 방향이 실질적으로 반대가 된다. On the other hand, the direction of the fluid discharged to the suction port 110 through the pressure control tube 150 is preferably to form an acute angle with the rotational tangential direction of the impeller 120. When the angle is an acute angle, the direction of the fluid vortexed from the suction port 110 side substantially corresponding to the direction of the fluid discharged through the pressure control tube 150 and the rotation direction of the impeller 120 is substantially opposite. .

상세히, 상기 임펠러(120)의 회전접선과 상기 압력조절관(150)을 통하여 배출되는 유체의 방향 사이의 각도(α)는 90°미만으로 형성함으로써, 상기 임펠러(120)의 회전방향과 실질적으로 반대방향으로 상기 임펠러의 타면(122)측에 형성된 공간의 유체를 배출시킴으로써 상기 흡입구(110)측의 유체가 임펠러(120)의 회전방향으로 관성을 가지고 일방향으로 소용돌이치는 현상을 약화시킬 수 있다. In detail, the angle α between the rotational tangent of the impeller 120 and the direction of the fluid discharged through the pressure regulating tube 150 is formed to be less than 90 °, thereby substantially the direction of rotation of the impeller 120. By discharging the fluid in the space formed on the other surface 122 side of the impeller in the opposite direction, the fluid on the suction port 110 side may weaken the phenomenon of swirling in one direction with inertia in the rotation direction of the impeller 120.

상기 원심압축기는 유체를 임펠러(120)에 의하여 순간적으로 가속시킴으로써 압축력을 제공하므로, 이러한 가속량이 증가될수록 더욱 큰 압축력을 제공할 수 있다. 그러나, 상기 유체가 상기 원심압축기의 흡입단(110)에서부터 이미 소용돌이치게되면 그 소용돌이치는 속도만큼 상기 임펠러(120)에 의하여 가속되는 가속량이 감소하게 되고, 이로 인하여 압축력이 저하되는 원인이 된다. The centrifugal compressor provides a compressive force by instantaneously accelerating the fluid by the impeller 120, it is possible to provide a greater compressive force as this amount of acceleration is increased. However, if the fluid is already vortexed from the suction end 110 of the centrifugal compressor, the amount of acceleration accelerated by the impeller 120 is reduced by the vortexing speed, thereby causing a decrease in the compressive force.

따라서, 상기 임펠러 타면(122)측에 형성된 공간의 유체를 상기 압력조절관(150)을 통하여 상기 흡입구(110)측에서 소용돌이치는 유체와 실질적으로 반대방향에서 충돌되도록 토출함으로써 상기 흡입구(110)측에서의 유체의 소용돌이 현상을 약화시킴이 바람직하다. Accordingly, the fluid in the space formed on the other side of the impeller 122 is discharged so as to collide in a substantially opposite direction with the fluid swirling at the suction port 110 side through the pressure control tube 150 at the suction port 110 side. It is desirable to weaken the vortex of the fluid.

물론, 전술한 소용돌이 현상을 더욱 약화시키기 위해서는 상기 압력조절관(150)의 배출방향이 상기 임펠러(120)의 회전접선 방향과 정확히 반대가 되도록 배치됨이 더욱 바람직하다. Of course, in order to further weaken the above-mentioned vortex phenomenon, it is more preferable that the discharge direction of the pressure regulating tube 150 is disposed to be exactly opposite to the rotational tangential direction of the impeller 120.

이와 같이, 상기 압력조절관(150)을 통하여 배출되는 유체의 방향을 상기 임펠러(120)의 회전접선 방향과 예각을 이루도록 하기 위하여, 상기 압력조절관(150)의 배출구 부분에는 소정길이 연장되어 배출되는 유체를 안내하는 가이드부(151)가 구비됨이 바람직하다. In this way, in order to make the direction of the fluid discharged through the pressure control pipe 150 to form an acute angle with the rotational tangential direction of the impeller 120, a predetermined length is extended to the discharge port portion of the pressure control pipe 150 discharged. It is preferable that the guide portion 151 for guiding the fluid to be provided.

상기 가이드부(151)는 상기 볼류트실(140) 외측에서 상기 흡입구(110)의 중심을 향한 방향으로부터 상기 임펠러(120)의 회전방향과 반대되는 방향으로 소정각도 편향되게 배치되고, 상기 가이드부(151)에 의하여 안내되어 배출되는 유체의 방 향이 상기 임펠러(110)의 회전접선과 예각을 이루게 된다. 따라서, 상기 압력조절관(150)에서 토출되는 유체와 상기 임펠러 흡입구(110)측의 유체가 실질적으로 상호 반대방향에서 충돌된다. The guide part 151 is disposed to be deflected by a predetermined angle in a direction opposite to the rotation direction of the impeller 120 from a direction toward the center of the suction port 110 outside the volute chamber 140, and the guide part The direction of the fluid guided and discharged by the 151 forms an acute angle with the rotating tangent of the impeller 110. Therefore, the fluid discharged from the pressure control tube 150 and the fluid at the impeller inlet 110 side collide in substantially opposite directions.

이를 통하여, 상기 임펠러(120)가 일방향으로 지속적으로 회전되면 상기 흡입구(110)를 통하여 유입되는 유체의 흐름이 상기 임펠러(120)의 회전방향과 같이 일방향으로 관성을 가진 소용돌이 현상의 발생을 완화시킴으로써 상기 원심압축기로 흡입되는 유체를 가속시키는 성능이 저하되는 것을 개선시킬 수 있다. Through this, when the impeller 120 is continuously rotated in one direction, the flow of fluid flowing through the suction port 110 is reduced by the occurrence of the inertia vortex phenomenon in one direction, such as the rotation direction of the impeller 120 The performance of accelerating the fluid sucked into the centrifugal compressor can be improved.

따라서, 전체적으로 상기 원심압축기의 임펠러(120)에 의한 유체의 압축 및 펌핑 성능을 현저히 개선시킬 수 있다. Therefore, it is possible to significantly improve the compression and pumping performance of the fluid by the impeller 120 of the centrifugal compressor as a whole.

이와 같이, 상기 압력조절관(150)이 구비됨으로써 축추력의 발생을 최소화함은 물론이고, 상기 원심압축기의 흡입구(110) 측에서 발생되는 소용돌이 현상을 완화시킴으로써 전체적으로 상기 원심압축기의 압축 성능을 개선할 수 있다. As such, the pressure control tube 150 is provided to minimize the generation of axial thrust, and to reduce the vortex phenomenon generated at the suction port 110 side of the centrifugal compressor to improve the compression performance of the centrifugal compressor as a whole. can do.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심압축기의 측단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심압축기의 평면도이다. 본 실시예에서는 압력조절관이 다수개 배치되는 구조를 제외한 기본적인 구성 및 작용은 전술한 일실시예와 동일하므로 설명을 생략한다. On the other hand, Figure 5 is a side cross-sectional view of a centrifugal compressor according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a plan view of a centrifugal compressor according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the basic configuration and operation except for the structure in which a plurality of pressure control tubes are disposed are the same as in the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 압력조절관(160,170,180,190)은 상기 임펠러(120)의 원주방향을 따라서 방사상으로 소정각도의 간격을 가지고 적어도 2개 이상 배치됨이 바람직하다. 여기서, 상기 압력조절관(160,170,180,190)은 임펠러의 타면(122)측에 형성된 공간의 유체를 상기 원심압축기의 흡입구(110)측으로 안내함으로써, 상기 임펠러(120)의 일면(121) 및 반대측 타면(122)측 사이의 압력차이를 부분적으로 상쇄시켜 축추력의 발생을 최소화할 수 있다. As shown in Figure 5, it is preferable that at least two pressure control tubes (160, 170, 180, 190) are radially spaced at a predetermined angle along the circumferential direction of the impeller (120). Here, the pressure control pipe (160, 170, 180, 190) guides the fluid in the space formed on the other surface 122 side of the impeller to the suction port 110 side of the centrifugal compressor, one surface 121 and the other side surface 122 of the impeller 120 The pressure difference between the two sides can be partially offset to minimize the generation of axial thrust.

한편, 상기 압력조절관(160,170,180,190)은 상기 원심압축기의 원주방향을 따라서 소정각도의 간격을 가지고 다수개 배치되어 압력의 분포를 보다 균일화함으로써, 원주방향을 따라서 발생되는 압력차이로 인한 축추력이 발생을 더욱 최소화할 수 있다. On the other hand, the pressure control pipe (160, 170, 180, 190) is arranged in a plurality of intervals of a predetermined angle along the circumferential direction of the centrifugal compressor to more uniform pressure distribution, axial thrust due to the pressure difference generated along the circumferential direction Can be further minimized.

더욱이, 상기 각 압력조절관(160,170,180,190)에서 상기 유체가 상기 흡입구측으로 배출되는 방향과 상기 임펠러(120)의 회전접선 방향 사이의 각도(α)는 예각을 이루도록 한다. 이를 위하여, 상기 각각의 압력조절관(160,170,180,190)에는 상기 임펠러(120)의 회전방향과 반대되는 방향으로 소정각도 편향되어 배출되는 유체를 흡입구(110)측으로 안내하도록 소정길이 연장된 가이드부(161,171,181,191)가 구비된다. 여기서, 상기 가이드부(161,171,181,191)는 상기 볼류트실(140) 외측에서 상기 흡입구(110)의 중심을 향한 방향으로부터 상기 임펠러(120)의 회전방향과 실질적으로 반대되는 방향으로 소정각도 편향되게 배치된다. Furthermore, the angle α between the direction in which the fluid is discharged to the suction port side and the rotational tangential direction of the impeller 120 in each of the pressure regulating pipes 160, 170, 180, and 190 makes an acute angle. To this end, each of the pressure control pipe (160, 170, 180, 190) guide parts (161, 171, 181, 191) are elongated a predetermined length to guide the discharged fluid to the suction port 110 side by a predetermined angle in a direction opposite to the rotation direction of the impeller (120) Is provided. Here, the guide parts 161, 171, 181, 191 are arranged to be deflected by a predetermined angle in a direction substantially opposite to the rotation direction of the impeller 120 from a direction toward the center of the suction port 110 outside the volute chamber 140. .

즉, 상기 임펠러(120)의 회전방향과 상기 압력조절관(160,170,180,190)의 배출방향이 실질적으로 반대가 되므로, 상기 가이드부를 통하여 토출되는 유체가 상기 흡입구(110)측 유체와 상호 충돌되어 상기 임펠러(120)의 회전방향과 같은 방향으로 관성을 가진 소용돌이 현상의 발생을 개선할 수 있다. That is, since the rotational direction of the impeller 120 and the discharge direction of the pressure control tubes 160, 170, 180, and 190 are substantially opposite, the fluid discharged through the guide portion collides with the fluid of the inlet port 110 so that the impeller ( It is possible to improve the occurrence of the inertial vortex phenomenon in the same direction as the rotation direction of 120).

더욱이, 상기 압력조절관(160,170,180,190)이 상기 흡입구(110)의 원주방향을 따라서 균일한 각도의 간격을 가지고 방사상으로 배치되므로, 상기 흡입구(110) 의 원주방향을 따라서 국지적인 소용돌이 현상의 발생도 개선시킬 수 있으며, 이를 통하여, 전체적으로 원심압축기의 흡입능력 및 효율을 현저히 향상시킬 수 있다. Furthermore, since the pressure regulating pipes 160, 170, 180, and 190 are disposed radially with an evenly spaced interval along the circumferential direction of the suction port 110, the occurrence of local vortex phenomenon is improved along the circumferential direction of the suction port 110. Through this, it is possible to significantly improve the suction capacity and efficiency of the centrifugal compressor as a whole.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구성한 것으로서 단순히 전술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 전술한 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형을 포함한다. On the other hand, each embodiment of the present invention as described above is configured to help the understanding of the present invention is not limited only to the above-described embodiment, the present invention various modifications within the scope without departing from the technical spirit of the above-described embodiment It includes.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원심압축기는 다음과 같은 효과를 갖는다. As described above, the centrifugal compressor according to the present invention has the following effects.

첫째, 상기 압력조절관에 의하여 상기 임펠러의 일면 및 타면 측에 형성된 공간에 위치된 유체 간의 압력 차이를 상쇄시킬 수 있으므로, 상기 임펠러의 회전속도가 커지더라도 축추력이 발생되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 별도의 스러스트 베어링을 설치하지 않고도 안정적인 원심압축기의 작동을 보장할 수 있다. First, since the pressure difference can offset the pressure difference between the fluid located in the space formed on one side and the other side of the impeller, it is possible to minimize the generation of the axial thrust even if the rotational speed of the impeller increases. Therefore, it is possible to ensure stable operation of the centrifugal compressor without installing a separate thrust bearing.

둘째, 상기 임펠러의 타면측에 형성된 공간의 유체가 상기 압력조절관을 통하여 흡입구측으로 배출되도록 함으로써 축추력의 발생을 최소화할 수 있고, 이를 통하여 상기 축추력에 의하여 임펠러의 회전축에 과도한 마찰력이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 원심압축기의 효율을 현저히 향상시킬 수 있다. Second, it is possible to minimize the generation of axial thrust by allowing the fluid in the space formed on the other surface side of the impeller to be discharged to the suction port side through the pressure control tube, through which the excessive thrust force is generated on the rotating shaft of the impeller by the axial thrust In addition to preventing the damage, the efficiency of the centrifugal compressor can be significantly improved.

셋째, 상기 압력조절관을 통하여 배출되는 유체의 방향을 상기 임펠러의 회전방향과 실질적으로 반대가 되도록 예각을 이루도록 함으로써 상기 흡입구 측에서 유체의 흐름이 상기 임펠러의 회전방향과 같이 소용돌이치며 회전되는 현상을 완화 시킬 수 있다. 이를 통하여, 상기 임펠러에 의한 유체의 회전속도의 가속성능을 현저히 개선할 수 있으며, 상기 원심압축기의 압축성능 및 펌핑능력을 현저히 개선할 수 있다. Third, the direction of the fluid discharged through the pressure control tube to form an acute angle so as to be substantially opposite to the rotation direction of the impeller, the flow of the fluid in the inlet side swirls in the same way as the rotation direction of the impeller It can be mitigated. Through this, it is possible to remarkably improve the acceleration performance of the rotational speed of the fluid by the impeller, it is possible to significantly improve the compression performance and the pumping capacity of the centrifugal compressor.

Claims (5)

회전시 유체를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 임펠러; An impeller that sucks the fluid in the axial direction and discharges the fluid in the radial direction during rotation; 일측 중앙부에 상기 임펠러의 일면과 대향되는 흡입구가 형성되고, 상기 유체의 이동을 가이드하도록 상기 임펠러의 전후방을 커버하는 쉬라우드; A shroud formed at one side central portion thereof with an inlet port facing one surface of the impeller, and covering front and rear sides of the impeller to guide movement of the fluid; 상기 쉬라우드의 외곽에 원주방향을 따라서 구비되어 상기 임펠러에 의하여 토출된 유체를 토출구로 안내하는 볼류트실; 그리고 A volute chamber provided along the circumferential direction of the shroud to guide the fluid discharged by the impeller to a discharge port; And 상기 임펠러의 타면측에 형성된 공간을 상기 흡입구와 연통시키는 압력조절관을 포함하여 이루어지는 원심압축기. And a pressure control tube communicating the space formed on the other surface side of the impeller with the suction port. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 압력조절관은 상기 임펠러의 타면측에 형성된 공간의 유체를 상기 흡입구 측으로 안내하도록 상기 볼류트실의 외측을 돌아서 배치되되, 상기 유체가 상기 흡입구측으로 배출되는 방향은 상기 임펠러의 회전접선 방향과 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 원심압축기. The pressure control tube is disposed around the outside of the volute chamber to guide the fluid in the space formed on the other surface side of the impeller to the suction port side, the direction in which the fluid is discharged to the suction port side is acute angle with the rotational tangential direction of the impeller Centrifugal compressor, characterized in that to form. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 압력조절관은 상기 임펠러의 타면측에 형성된 공간의 유체를 상기 임펠러의 회전방향과 반대되는 방향으로 소정각도 편향된 방향으로 안내하는 가이드부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 원심압축기. The pressure control tube is a centrifugal compressor characterized in that it comprises a guide for guiding the fluid in the space formed on the other surface side of the impeller in a direction deflected by a predetermined angle in a direction opposite to the rotation direction of the impeller. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 압력조절관은 상기 임펠러의 원주방향을 따라서 방사상으로 소정각도의 간격을 가지고 적어도 2개 이상 배치됨을 특징으로 하는 원심압축기. The pressure control tube is a centrifugal compressor, characterized in that arranged at least two or more radially spaced along the circumferential direction of the impeller. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 각 압력조절관에서 상기 유체가 상기 흡입구 측으로 배출되는 방향은 상기 임펠러의 회전접선 방향과 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 원심압축기. Centrifugal compressors, characterized in that the direction in which the fluid is discharged to the suction port side in each pressure control tube forms an acute angle with the rotational tangential direction of the impeller.
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