KR101171469B1 - 추력 감소 기능을 가지는 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압으로 인한 추력을 감소시키고자 임펠러의 출구측 단부와 마주하게 되는 시일파트의 내주면을 새로운 구조 타입으로 개선하고 임펠러의 출구측 단부에서 형성되는 압력을 강하하도록 유도함으로써, 추력 감쇄를 위해 밸런스 홀을 임펠러에 형성하는 종래의 구조 타입에서 발생하였던 임펠러 입구측의 유동 교란과 불안정한 압력 변화 및 밸런스 홀을 통한 오일 누수를 모두 해결하고, 그에 따라 압축기의 압축효율과 성능을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

추력 감소 기능을 가지는 압축기{Compressor With Providing Thrust Reduction}

본 발명은 추력 감소 기능을 가지는 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압으로 인한 추력을 감소시키고자 임펠러의 출구측 단부와 마주하게 되는 시일파트의 내주면을 새로운 구조 타입으로 개선하고 임펠러의 출구측 단부에서 형성되는 압력을 강하하도록 유도함으로써, 압축기의 압축효율과 성능을 높일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 냉동장치나 공기조화장치 및 열펌프 등에서 사용되고 있는 원심식 압축기는, 통상 모터에 직결되거나 증속기어와 맞물린 회전축에 결합되는 임펠러가 고속회전을 하게 되고, 이러한 임펠러의 고속회전에 의해 임펠러의 입구측으로 유입되는 냉매를 압축시키게 되는 기능을 발휘하게 된다.

또한, 상기 임펠러의 고속회전으로 인해 입구측인 임펠러의 앞판부와 대응하는 임펠러의 뒷판부에는 고압이 형성되며, 이와 같이 형성되는 고압으로 인해 공기역학적 추력이 임펠러의 뒷판부에서 형성되게 된다. 이 같은 추력이 발생하게 되면 임펠러의 떨림 유동과 회전구동에 대한 저항이 발생하여 임펠러의 회전구동에 많은 손실이 발생하게 되고, 그로 인해 압축기의 압축능력과 성능이 저하된다.

따라서 위와 같은 문제를 해소하기 위하여 종래의 압축기에서는 임펠러의 뒷면과 앞면을 관통하는 밸런스 홀이 하나 이상 임펠러에 형성되어 임펠러의 뒷판부에 형성되는 압력을 임펠러의 앞판부 즉, 입구측으로 누설시킴으로써, 임펠러 뒷판부에 형성되는 압력을 낮추고, 그에 따른 추력을 감소시켜 왔다.

그런데, 종래와 같이 추력을 감소시키기 위한 밸런스 홀을 임펠러에 형성하여 임펠러 뒷판부에 형성되는 압력을 임펠러의 앞판부인 입구측으로 누설시킬 경우, 임펠러의 앞판부인 입구측으로 유입되려고 하는 냉매가 누설되는 분사압력에 의해 유동 교란을 일으키게 되어 냉매의 유입 흐름이 원활하지 못하게 되고, 또한 냉매의 유입 압력이 불안정하게 되며, 그와 함께 밸런스 홀을 통해 오일도 누수되면서 냉매와 섞이게 되어 결과적으로, 압축효율과 압축성능이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압으로 인한 추력을 감소시키고자 임펠러의 출구측 단부와 마주하게 되는 시일파트의 내주면을 새로운 구조로 개선하고, 임펠러의 출구측 단부에서 형성되는 압력을 강하하도록 유도함으로써, 추력 감쇄를 위해 밸런스 홀을 임펠러에 형성하는 종래의 구조 타입에서 발생하였던 임펠러 입구측의 유동 교란과 불안정한 압력 변화 및 밸런스 홀을 통한 오일 누수를 모두 해결하고, 그에 따라 압축기의 압축효율과 압축성능을 높일 수 있도록 한 추력 감소 기능을 가지는 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 오일탱크와 임펠러가 구비되는 케이싱의 내부에 임펠러와 결합되는 상태로 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 베어링과, 상기 임펠러와 베어링 사이에 배치되는 상태로 회전축에 결합되는 오일 슬링거로 이루어진 압축기에 있어서, 상기 베어링과 임펠러 사이에는 시일파트가 오일 슬링거의 외면을 감싸는 상태로 결합 되고, 상기 시일파트의 일측면에 형성되는 수용부에는 임펠러의 출구측 단부가 삽입되는 상태로 결합 되며, 상기 임펠러의 출구측 단부와 대응하는 수용부의 내주면에는 출구측 단부에서 형성되는 압력을 강하시키기 위한 압력강하부가 임펠러의 출구측 단부와 간극을 가지고 형성되고, 상기 압력강하부는, 오목하게 파진 요부와 볼록하게 돌출된 철부가 번갈아 복수 배열되는 구조로 이루어지는 추력 감소 기능을 가지는 압축기가 제공된다.

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또한, 상기 시일파트는, 래비린스 시일파트로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은 시일파트의 내부로 임펠러의 출구측 단부가 삽입되는 상태로 결합되고, 상기 임펠러의 출구측 단부와 마주하는 시일파트의 내주면에 임펠러의 출구측 단부에서 형성되는 압력을 강하하기 위한 압력강하부가 형성되는 구조가 제시됨으로써, 종래의 타입에서 발생하였던 임펠러 입구측의 유동 교란과 불안정한 압력 변화 및 밸런스 홀을 통한 오일 누수 등이 모두 해소되고, 그로 따라 압축기의 압축효율과 성능을 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 추력 감소 기능을 가지는 압축기를 나타낸 요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부를 나타낸 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1에서는 본 발명에 따른 추력 감소 기능을 가지는 압축기를 나타낸 요부 단면도가 도시되어 있고, 도 2에서는 도 1의 A부를 나타낸 확대도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이 압축기(10)의 케이싱(12) 내부에는 도시되지 아니한 구동원(예를 들면, 모터에 직결되거나 증속기어를 통해 연결되는 구조)의 구동력으로 회전을 하게 되는 회전축(14)이 회전 가능한 상태로 수평 배치되어 있으며, 이러한 회전축(14)의 일단에는 임펠러(16)가 연동하도록 결합되어 있다.

또한, 냉매가 유입되는 화살표방향과 대응하는 상기 임펠러(16)의 뒷판부에는 오일 슬링거(oil slinger)(18)가 회전축(14)을 감싸는 상태로 회전축(14)에 결합되어 있다.

또한, 압축기(10))의 케이싱(12) 내부에는 통상적으로 구비되는 증속기, 베어링(20) 등과 같은 회전기계류에 공급되어져 윤활 작용을 하게 되는 오일(윤활유)이 회수, 저장, 공급될 수 있도록 하기 위한 오일탱크(22)가 마련되어 있다.

위와 같이 구성되는 압축기(10)에서 있어, 본 발명은 회전축(14)에 결합되는 베어링(20)과 임펠러(16) 사이에 시일파트(24)가 오일 슬링거(18)의 외면을 감싸는 구조로 결합 배치되며, 아울러 시일파트(24)의 일측면에 형성되는 수용부(26)로 임펠러(16)의 출구측 단부(28)가 삽입 결합되어 있다. 이러한 시일파트(24)는 래비린스 시일파트로 이루어진다.

또한, 상기 임펠러(16)의 출구측 단부(28)와 마주하는 시일파트(24)의 수용부(26) 내주면에는 압력강하를 위한 압력강하부(30)가 형성되어 있다. 첨부된 도면에서는 압력강하부(30)가 톱니 형상구조로 형성되어 있으나 하나의 예일 뿐 이로 한정하거나 국한될 필요는 없다. 예컨대 오목하게 파진 요부(32)와 볼록하게 돌출된 철부(34)가 번갈아 복수 배열되는 요철 형상구조라면 그 어떤 형상 및 구조도 무방하다.

또한 상기 압력강하부(30)에서 철부(34)와 임펠러(16)의 출구측 단부(28) 간에는 간극(L)을 가지는데, 이러한 간극(L)은 0.05mm ~ 0.2mm을 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 간극(L)이 0.05mm이하인 경우 압력강하부(30)를 따라 흐름이 매우 원활하지 못하고, 간극(L)이 0.2mm이상이 경우 흐름이 너무 원활하여 압력강하를 위한 압력변화 및 유도작용이 제대로 이루어지지 않는다.

따라서, 본 발명에 따른 추력 감소 기능을 가지는 압축기를 사용하게 되면, 임펠러(16)의 고속회전으로 인해 임펠러(16)의 출구측 단부(28)에서 형성되는 압축공기는, 먼저 압력강하부(30)의 요철구조에 의해 유동이 산란되어 압력 상승을 저지하게 되고, 그와 동시에 압력강하부(30)를 따라 철부(34)와의 간극(L)과 요부(32)를 번갈아 소통하는 동안 요부(32)의 확장공간으로 인해 압력이 낮아지게 되는 압력강화 작용이 반복적으로 이루어지게 됨으로써, 임펠러(16)의 뒷판부에서 고압이 형성되지 못하게 되고, 그에 따라 추력이 감소되게 된다.

또한, 본 발명에 따른 추력 감소 기능을 가지는 압축기를 사용하게 되면, 임펠러(16)가 수용 결합되는 시일파트에 형성되는 압력강하부 만으로 임펠러(16)의 뒷판부에서 형성되는 추력을 감소시킬 수 있게 됨으로써, 종래의 구조 타입 즉, 임펠러에 밸런스 홀을 형성하는 구조에서 발생하였던 임펠러(16) 입구측(S)의 유동 교란과 불안정한 압력 변화 및 밸런스 홀을 통한 오일 누수를 해소 할 수 있게 된다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

10 : 압축기 12 : 케이싱
14 : 회전축 16 : 임펠러
18 : 오일 슬링거 20 : 베어링
22 : 오일탱크 24 : 시일파트
26 : 수용부 28 : 출구측 단부
30 : 압력강하부 32 : 요부
34 : 철부

Claims (4)

1. 오일탱크와 임펠러가 구비되는 케이싱의 내부에 임펠러와 결합되는 상태로 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 베어링과, 상기 임펠러와 베어링 사이에 배치되는 상태로 회전축에 결합되는 오일 슬링거로 이루어진 압축기에 있어서,
   상기 베어링과 임펠러 사이에는 시일파트가 오일 슬링거의 외면을 감싸는 상태로 결합되고,
   상기 시일파트의 일측면에 형성되는 수용부에는 임펠러의 출구측 단부가 삽입되는 상태로 결합되며,
   상기 임펠러의 출구측 단부와 대응하는 수용부의 내주면에는 출구측 단부에서 형성되는 압력을 강하시키기 위한 압력강하부가 임펠러의 출구측 단부와 간극을 가지고 형성되고,
   상기 압력강하부는, 오목하게 파진 요부와 볼록하게 돌출된 철부가 번갈아 복수 배열되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추력 감소 기능을 가지는 압축기.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 임펠러의 출구측 단부와 압력강하부의 철부 간에 간극은 0.05mm ~ 0.2mm인 것을 특징으로 하는 추력 감소 기능을 가지는 압축기.
   
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 시일파트는 래비린스 시일파트인 것을 특징으로 하는 추력 감소 기능을 가지는 압축기.

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