KR100838424B1 - 배플판을 갖는 압축기 배출 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크루 압축기의 대향 측부들에 위치된 두 개의 압축 챔버(32)로부터의 압축 유체의 유동을 교번식으로 수용하는 배출 챔버(32)를 구비하는 스크루 압축기에 관한 것이다. 배출 챔버(33)에는 두 유동을 분리하는 중심 배플판(36)이 구비되어 있다. 배플판(36)은 시스템의 유체 진동수를 변화시켜, 유체 시스템이 전체 압축기의 고유 진동수와 비슷해진 진동수에서 작동되지 않게 하여, 바람직하지 않은 진동을 감소시킨다. 또한, 배플판은 요동 및 결과로서 발생된 소음의 크기를 감소시킨다.

압축기, 압축기 펌프 유닛, 압축 챔버, 압축 냉매, 배출 하우징, 배플판

Description

배플판을 갖는 압축기 배출 챔버 {COMPRESSOR DISCHARGE CHAMBER WITH BAFFLE PLATE}

본 발명은 복수의 주기적인 배출 유동부를 갖는 형식의 압축기에서 압축기 배출 챔버를 서브-챔버로 분리하는 배플판 사용에 관한 것이다.

많은 유형의 압축기가 다양한 유체를 압축하도록 사용된다. 통상적인 한 유형의 압축기에서, 압축 챔버로부터의 압축 유체의 유동은 복수의 압축 챔버로부터 주기적으로 발생된다. 예컨대, 세 개의 로터를 갖는 스크루 압축기에서, 하나의 중심 스크루와 두 개의 측부 스크루 중 각각의 하나 사이에 존재하는 두 개의 압축기 세트가 있다. 이러한 세트는 압축 냉매를 배출 포트를 통해 배출 챔버로 주기적으로 배출한다. 상기 포트들은 배출 챔버의 대향 측부들에 존재한다. 단일 배출 챔버가 이용되는 경우, 배출 챔버 내의 상태가 주기적으로 요동할 가능성이 존재한다. 이러한 압축 배출 구조체의 일례가 스크루 압축기용 하우징(Housing for Screw Compressor)이라는 발명의 명칭을 가지는 미국 특허 제6,488,480호에 개시되어 있다.

이러한 삼 스크루 압축기(three-screw compressor)에서, 주기적 배출은 압축기의 예상 작동 속도 범위 내에 있는 압축 속도에서 전체 압축기의 고유 기계 진동수(natural mechanical frequency)와 비슷해진 유체 진동수(fluid frequency)를 발생시킨다. 이러한 두 개의 진동수가 서로 비슷해질 때, 허용될 수 없는 진동이 발생된다. 또한, 요동 및 그 결과로서 발생된 소음의 크기가 이러한 종래의 압축기에서는 바람직하지 않게 높다.

본 발명의 개시된 실시예에서, 압축기는 압축 유체를 배출 챔버 중심선의 대향 측부들의 배출 포트로 이송한다. 배출 챔버는 두 개의 포트 사이에 분리 배플판을 구비하고 있다. 양호한 실시예에서, 압축기는 삼 스크루 압축기이고, 배플판은 본래 배출 챔버의 중심선을 따라 위치된다. 다른 특징으로, 배출 챔버는 어느 정도 절두 원추형이고, 상류 위치에서 하류 위치로 하방으로 좁혀지며, 중심판도 동일한 통상의 하방 좁혀짐(necking down) 형상을 갖는다.

본 발명의 이들 및 다른 특징은 이하의 명세서 및 도면의 간단한 설명으로부터 잘 이해될 것이다.

도1은 본 발명에 포함된 압축기의 도면이다.

도2는 유체 유동방향에서 역으로 관찰한 본 발명에 따른 배출 챔버의 도면이다.

도3은 배출판(28), 배출 챔버(33) 및 출구 파이프(40)의 개략적인 도면이다.

도4는 유체 유동방향으로 관찰한 본 발명에 따른 배출 챔버의 개략적인 도면이다.

중심 구동 스크루(22) 및 두 개의 대향 스크루(24, 26)들을 수용하는 하우징(21)을 갖는 압축기(20)가 도1에 도시되어 있다. 배출판(28)은 압축 챔버(32)로부터의 압축 냉매를 수용하여 상기 압축 냉매를 판(28)(도1에는 도시 안됨)의 배출 포트를 통해 출구 하우징(34)의 배출 챔버로 이송한다. 공지된 바와 같이, 냉매는 유입 포트(30)를 통해 이송되어 배출 포트(132)를 향해 스크루(22와 24, 22와 26) 사이에서 압축된다. 도시된 바와 같이, 배플판(36)은 통상 배출 챔버(33)의 중간부에 위치된다. 챔버(33)의 크기는 출구 하우징(34)의 내주연면(38)과 함께 하방으로 좁혀진다. 전술된 바와 같이, 배플판(36)이 없는 경우 때때로 압축기(20) 내에 바람직하지 않은 진동, 소음 및 요동이 발생된다. 배플판(36)은 전술된 진동이 압축기(20)의 정상 작동 범위 중에 발생되지 않도록 시스템의 유체 진동수를 변화시키는 기능을 한다. 또한, 요동 및 소음의 크기도 상당히 감소된다.

도2에 도시된 바와 같이, 배플판(36)은 배출 챔버(33)를 대체로 반으로 분할한다. 도시된 바와 같이, 전술된 바와 같이 배출판(28)을 통해 연장되고 압축 챔버(32)와 결합되는 배출 포트(132)가 존재한다.

도3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 배출 챔버(33)는 판(36)을 가지고, 상기 판(36)은 도면부호(38)로 개략적으로 도시된 바와 같이 "좁혀진(necked)" 형상 또는 어느 정도 절두 원추 형상을 갖는다. 도시된 바와 같이, 좁혀진 부분(38)의 상류단(41)은 배출판(28)에 부착되고, 하류단(42)은 출구 파이프(40)에 연결된다. 도3은 형상부(38)를 절두 원추형으로 간단하게 도시하였지만, 실제 형상은 도1에 잘 도시된 바와 같이 대체로 만곡될 수 있다. 서로에 대해 대체로 직교하는 도면인, 도1과 도3을 조합함으로써 알 수 있는 바와 같이, 챔버(33)의 "하방 좁혀짐"은 양쪽 면적(both dimensions)을 따라 발생되고, 두 개의 단면 중 하나에만 발생되지는 않는다.

도4는 배출 챔버(33)를 양분하는 배플판(36)을 도시한다. 이제, 배플판(36)을 사용함으로써, 유체 유동의 진동수는 압축기(20)의 임의의 예상 작동 범위 하에서 압축기 구조체의 고유 진동수와 비슷해지지 않는다. 이와 같이, 전술된 바람직하지 않은 진동은 발생되지 않는다. 또한, 요동의 크기도 감소된다.

본 발명은 스크루 압축기와 결합되어 가장 바람직하게 이용되지만, 압축기의 대향 측부들에 배출 포트의 세트를 갖는 다른 유형의 압축기도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 물론, 배플판을 사용함으로써 단일 배출 챔버를 분리하는 개념은 두 개 이상의 압축 챔버를 갖는 압축기에 확장될 수 있다. 또한, 유체 진동수를 더 양호하게 제어하도록 두 개의 압축 챔버가 존재할 때도 하나 이상의 배플판이 이용될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예가 기재되었지만, 당업자는 임의의 변경예가 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수 있음을 알 것이다. 이러한 이유 때문에, 이하의 청구의 범위가 본 발명의 정확한 범주 및 내용을 결정하도록 고찰되어야 한다.

Claims (7)

1. 압축될 유체를 수용하여 압축하고, 압축 냉매를 배출 하우징에 형성된 단일 배출 챔버로 이송하는 적어도 두 개의 압축 챔버를 갖는 압축기 펌프 유닛과,

   상기 배출 챔버 내에서 상기 두 개의 압축 챔버 사이에 위치되는 적어도 하나의 배플판을 포함하고,

   상기 배플판은 상기 두 개의 압축 챔버로부터의 유체 유동을 분리하는 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 배플판은 상기 배출 챔버를 양분하는 압축기.
3. 제2항에 있어서, 상기 압축기 펌프 유닛은 중심 구동 스크루 및 두 개의 측부 스크루를 갖는 스크루 압축기이고, 상기 두 개의 압축 챔버 중 하나는 상기 중심 구동 스크루와 각각의 상기 측부 스크루 사이에 형성되는 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 배출 챔버는 상기 압축 챔버에 인접한 상류단에서 하류단으로 단면적이 감소되는 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 압축 챔버는 압축 유체를 배출판의 배출 포트를 통해 상기 단일 배출 챔버로 이송하고, 상기 배출 포트는 상기 배플판의 대향 측부들에 위치되는 압축기.
6. 압축될 유체를 수용하여 압축하는 스크루 압축기로서, 두 개의 압축 챔버 각각이 중심 구동 스크루와 대향 측부 스크루들 중 하나의 사이에 형성되고, 배출 하우징에 형성된 단일 배출 챔버로 압축 냉매를 이송하고, 압축 유체를 관련 배출 포트를 갖는 배출판을 통해 상기 단일 배출 챔버로 이송하는 적어도 두 개의 압축 챔버를 갖는 스크루 압축기와,

   상기 배출 챔버 내에서 상기 두 개의 배출 포트 사이에 위치되고, 상기 배출 챔버를 양분하는 배플판을 포함하는 압축기.
7. 제6항에 있어서, 상기 배출 챔버는 상기 압축 챔버에 인접한 상류단에서 하류단으로 단면적이 감소되는 압축기.

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