KR101501977B1 - 터보 압축기 - Google Patents

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Abstract

대기어축에 의해 증속 장치를 개재시켜 회전되는 제1단, 제2단, 제3단 압축 날개를 가지며, 상기 증속 장치를 수용하는 증속부 커버와, 각 압축 날개를 수용하는 압축부 커버와, 하부에 병설되어 측방으로부터 제1단, 제2단, 제3단 쿨러가 삽입되고 또한 각 압축부 커버에 유체 통로에 의해 연통된 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실(11a,12a,13a)이 주물 일체 케이싱(1)에 의해 형성된 터보 압축기로서, 주물 일체 케이싱(1)에, 병설된 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실(11a,12a,13a)의 쿨러 삽입 방향 안쪽을 따르도록 오일 탱크(21)를 일체로 형성한다.

Description

터보 압축기{Turbo compressor}
본 발명은 터보 압축기에 관한 것이다. 본원은 2010년 8월 31일 일본에 출원된 일본 특허출원 2010-193209호에 근거하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.
최근 압축 공기를 제조하여 플랜트 등의 수요처에 공급할 때 등에 이용되는 터보 압축기로서, 요구되는 압축 공기의 압력에 대응하여 2단식 터보 압축기 및 3단식 터보 압축기 등이 알려져 있다. 이 종류의 터보 압축기는, 대(大)기어축에 증속 장치를 개재시켜 연결된 피니언축에 의해 회전하는 복수의 압축 날개를 가지고 있다. 상기 터보 압축기에서는, 제1단 압축 날개로 압축한 유체를 쿨러로 냉각한 후 제2단 압축 날개로 유도하여 더 압축하고, 압축한 유체를 다른 쿨러로 유도하여 냉각하는 조작을 차례대로 행한다. 또한 상기 터보 압축기의 상기 대기어축, 증속 장치 및 피니언축에는 오일을 공급하여 윤활시키는 조작을 행하고, 윤활시킨 후의 오일은 오일 탱크로 회수하여 순환시킨다.
2단식 터보 압축기로서, 쿨러를 수용하는 상자체 측부에 오일 탱크를 일체로 조립한 구성이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조). 그러나 특허문헌 1에 개시된 터보 압축기와 같이, 상자체와 오일 탱크를 일체로 조립하도록 한 구성을 제작하기는 힘들다. 따라서 상기 2단식 터보 압축기는 그 생산성 및 그 생산비용면에서 불리해진다.
3단식 터보 압축기로서 상기 증속 장치를 수용하는 증속부 커버와, 압축 날개를 수용하는 복수의 압축부 커버와, 하부에 병설(竝設)되는 길쭉한 복수단의 쿨러를 개별적으로 수용하여 상기 압축부 커버와의 사이가 유체 통로에 의해 연통된 쿨러 수용실을 주물 일체 케이싱으로 형성한 구성이 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).
특허문헌 1: 일본특허 제3470410호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2004-308477호 공보
상기 특허문헌 2에 개시된 3단식 터보 압축기에서는, 쿨러 수용실을 주물 일체 케이싱에 내장한 구성을 채용하고 있기 때문에 쿨러 수용실을 별도로 설치한 구성과 비교하여 쿨러 수용실을 설치하기 위한 접속 배관 등을 생략 가능함과 동시에 장치의 부품수도 줄일 수 있다. 따라서 컴팩트한 3단식 터보 압축기를 얻을 수 있다.
그러나 특허문헌 2에 개시된 3단식 터보 압축기에서는 오일 탱크를 별도로 설치한 구성을 채용하였다. 따라서 윤활시킨 후의 오일을 오일 탱크에 회수하기 위한 긴 접속 배관이 터보 압축기에 필요함과 동시에 장치의 부품수도 증가한다. 그 결과 터보 압축기 전체의 구성이 커진다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 종래의 터보 압축기에 비해 단순한 구성을 가지며, 보다 컴팩트한 터보 압축기를 제공한다.
본 발명은, 대기어축에 증속 장치를 개재시켜 연결된 2개의 피니언축에 의해 회전하는 제1단, 제2단, 제3단 압축 날개를 가지며, 상기 증속 장치를 수용하는 증속부 커버와, 각 압축 날개를 수용하는 압축부 커버와, 길쭉한 형상의 제1단, 제2단, 제3단 쿨러를 병설한 상태로 개별적으로 수용하도록 하부에 배치되어 상기 각 압축부 커버에 유체 통로에 의해 연통된 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실이 주물 일체 케이싱에 의해 형성된 터보 압축기로서, 상기 주물 일체 케이싱에, 병설된 상기 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실의 길이 방향 안쪽을 따르도록 오일 탱크를 일체로 형성한 터보 압축기에 관한 것이다.
또, 상기 터보 압축기에 있어서, 상기 오일 탱크의 오일을 퍼올려 냉각한 후 상기 대기어축, 증속 장치 및 피니언축에 공급하기 위한 주(主)오일 펌프와 오일 쿨러가 상기 주물 일체 케이싱 상에 배치되어 있으면 좋다.
또, 상기 터보 압축기에 있어서, 병설된 상기 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실에서의 병설 방향 단부의 쿨러 수용실이 상기 오일 탱크를 피해 연장되어 있고, 상기 쿨러 수용실의 연장부에 유체 취출구와 드레인 취출구가 설치되어 있으면 좋다.
본 발명의 터보 압축기에 의하면, 주물 일체 케이싱에, 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실의 길이 방향 안쪽을 따르도록 오일 탱크를 일체로 형성했다. 따라서 컴팩트한 구성을 가지는 터보 압축기를 얻을 수 있다. 또, 터보 압축기의 오일 탱크의 용량을 충분히 확보할 수 있다.
또, 대기어축, 증속 장치 및 피니언축 등을 윤활시킨 후의 오일을 오일 탱크로 흘러내리게 하여 유도할 수 있기 때문에 오일 탱크가 별도로 설치된 경우와 같이, 윤활시킨 후의 오일을 오일 탱크로 유도하기 위한 배관 등을 생략할 수 있다.
또, 주오일 펌프 및 오일 쿨러를 주물 일체 케이싱 상에 배치함으로써, 배관의 길이를 짧게 함과 동시에 장치의 부품수를 줄일 수 있다. 따라서 더욱 컴팩트한 구성을 가진 터보 압축기를 얻을 수 있다.
또, 일부의 쿨러 수용실을 연장시키고 그 연장부에 유체 취출구와 드레인 취출구를 설치함으로써, 유체의 흐름에 따라 드레인이 이동하여 드레인 취출구로부터 양호하게 유출될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에서의 터보 압축기의 일례를 도시한 정면도이다.
도 2는, 도 1의 평면도이다.
도 3은, 도 1의 좌측면도이다.
도 4는, 도 1의 IV-IV방향의 단면도이다.
도 5는, 도 1의 V-V방향의 단면도이다.
도 6은, 도 1의 VI-VI방향의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도시예와 함께 설명하기로 한다.
도 1~도 6은 본 발명의 실시예인 터보 압축기의 일례를 나타내고 있다. 도 1은 터보 압축기의 정면도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 도 1의 좌측면도, 도 4는 도 1의 IV-IV방향의 단면도, 도 5는 도 1의 V-V방향의 단면도, 및 도 6은 도 1의 VI-VI방향의 단면도이다.
도 1~도 3에서, 부호 1은 터보 압축기 본체를 구성하는 주물 일체 케이싱을 나타내고, 부호 2는 압축기 본체의 구동장치를 구성하는 모터이다. 모터(2)는, 주물 일체 케이싱(1)에 조립된 모터 베드(3)상에 설치되어 있다. 모터(2)는 커플링(4a)을 통해 주물 일체 케이싱(1)의 증속 장치(5)의 대기어(4)에 접속되어 있다. 증속 장치(5)의 대기어의 외주에는 2개의 피니언축(6),(7)이 서로 맞물려 구비되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 한쪽의 피니언축(6)에는 제1단 압축 날개(8)와 제2단 압축 날개(9)가 장착되고, 또, 다른 쪽의 피니언축(7)에는 제3단 압축 날개(10)가 장착되어 있다.
주물 일체 케이싱(1)의 하부 안쪽에는, 도 1 및 도 2의 좌단에 도시한 바와 같이, 개구를 가진 제1단 쿨러 수용실(11a)과 제2단 쿨러 수용실(12a)과 제3단 쿨러 수용실(13a)이 구비되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1단 쿨러 수용실(11a)과 제2단 쿨러 수용실(12a)과 제3단 쿨러 수용실(13a)은 전후 방향으로 병설된 상태로 일체로 형성되어 있다. 도 3~도 5에 도시한 바와 같이, 각 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a)에는 제1단 쿨러(11)(인터 쿨러)와 제2단 쿨러(12)(인터 쿨러)와 제3단 쿨러(13)(애프터 쿨러)가 삽입되어 있다. 제1단 쿨러(11)와 제2단 쿨러(12)와 제3단 쿨러(13)는, 도 1 및 도 2의 좌측방으로부터 개구를 통해 각 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a)의 안쪽에 각각 삽입되어 있다. 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a)은 각 압축 날개(8),(9),(10)를 덮도록 형성된 압축부 커버(8a),(9a),(10a)에 유체 통로를 통해 접속되어 있다.
즉, 필터(F)로부터 받아들여 제1단 압축 날개(8)로 압축한 유체는, 도 3~도 6에 도시한 바와 같이 유체 통로(14)에 의해 제1단 쿨러 수용실(11a)의 삽입 전방으로 유도되어 제1단 쿨러(11)에 의해 냉각된 후, 안쪽 단에 구비한 유체 통로(15)에 의해 제1단 압축 날개(8)와 동축의 제2단 압축 날개(9)로 유도되어 압축된다. 여기에서 압축된 유체는 유체 통로(16)에 의해 제2단 쿨러 수용실(12a)의 안쪽 단으로 유도되어 제2단 쿨러(12)에 의해 냉각된 후 앞쪽에 구비한 유체 통로(17)에 의해 제3단 압축 날개(10)로 유도되어 압축된다. 여기에서 압축된 유체는 유체 통로(18)에 의해 제3단 쿨러 수용실(13a)의 앞쪽으로 유도되어 제3단 쿨러(13)에 의해 냉각된 후, 제3단 쿨러 수용실(13a)의 안쪽 단에 설치한 유체 취출구(19)로부터 상부로 취출된다. 또, 제1단 쿨러 수용실(11a)에서의 유체 통로(15)의 개구 하부에는 드레인 취출구(20)가 설치되어 있다. 유체 취출구(19)에는 방풍관(23)이 접속되어 있고, 방풍관(23)에 구비한 유량 조정 밸브(23a)에 의해 방풍량을 조절하여 소음기(24)로부터 방풍한다.
상기 주물 일체 케이싱(1)에서, 도 1 및 도 6에 도시한 바와 같이 수평 방향으로 병설된 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a)의 삽입 방향 안쪽에는 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a)의 병설 방향을 따르도록 오일 탱크(21)를 일체로 형성하였다.
수용실(11a),(12a),(13a)의 병설 방향 단부, 및 도 6의 지면(紙面) 상하 방향으로 병설된 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a) 최상부의 쿨러 수용실(11a)에서의 쿨러 삽입 방향 안쪽에는 연장부(22)가 형성되어 있다. 연장부(22)의 위쪽으로 개구되어 있는 유체 통로(15)의 유체 취출구의 하부에는 드레인 취출구(20)를 형성하였다. 따라서, 오일 탱크(21)는, 연장부(22)를 피해 형성되어 있음에도 불구하고, 병설된 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a)의 안쪽을 따라 설치되어 있기 때문에 충분한 용적을 구비할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시한 주물 일체 케이싱(1)의 상부에는 오일 탱크(21)의 오일을 흡인관(25)을 통해 퍼올리는 주오일 펌프(26)와, 주오일 펌프(26) 출구의 오일을 일단으로부터 도입하여 냉각을 행하는 오일 쿨러(27)가 구비되어 있다. 오일 쿨러(27)에 의해 냉각되어 타단으로부터 도출되는 오일은, 오일 필터(28)를 거친 후 급유관(29)에 의해 대기어축(4), 증속 장치(5) 및 피니언축(6),(7) 등의 윤활부에 공급되어 윤활시키도록 한 윤활 장치를 구성하고 있다. 그리고 윤활에 사용된 오일은 흘러내려 오일 탱크(21)로 되돌려진다.
다음으로 상기 실시예의 작동을 설명하기로 한다.
상기 본 발명의 터보 압축기에서는, 주물 일체 케이싱(1)에 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실(11a),(12a),(13a)의 길이 방향 안쪽을 따르도록 오일 탱크(21)를 일체로 형성하였기 때문에 오일 탱크(21)는 충분한 용량을 확보할 수 있다.
주물 일체 케이싱(1)의 상부에 설치한 주오일 펌프(26)가 구동되면 오일 탱크(21)의 오일이 흡인관(25)에 의해 흡인되고 오일 쿨러(27)에 공급되어 냉각된다. 오일 쿨러(27)에 의해 냉각된 오일은 오일 필터(28)를 거친 후 급유관(29)을 통해 대기어축(4), 증속 장치(5) 및 피니언축(6),(7) 등의 윤활부에 공급되어 윤활을 행한다. 그리고 윤활에 사용된 오일은 흘러내려 오일 탱크(21)로 되돌려진다.
상기와 같이 주물 일체 케이싱(1)에 오일 탱크(21)를 일체로 형성했기 때문에, 대기어축(4), 증속 장치(5) 및 피니언축(6),(7) 등을 윤활시킨 오일은 흘러내려 오일 탱크(21)로 되돌아올 수 있다. 따라서 오일 탱크가 별도로 설치된 경우와 같이, 윤활시킨 후의 오일을 오일 탱크로 유도하기 위한 배관 등을 생략할 수 있다.
또한 주오일 펌프(26) 및 오일 쿨러(27)를 주물 일체 케이싱(1) 상에 배치함으로써, 오일 순환을 위한 배관의 길이를 짧게 함과 동시에 장치의 부품수를 줄일 수 있다. 따라서 컴팩트한 터보 압축기를 얻을 수 있다.
또, 제1단 쿨러 수용실(11a)을 연장하고, 그 연장부(22)의 위쪽에 설치한 유체 통로(15)의 유체 취출구의 하부에 드레인 취출구(20)를 형성함으로써 제1단 쿨러 수용실(11a)내의 유체의 흐름에 따라 드레인이 같은 방향으로 이동한다. 따라서 드레인을 드레인 취출구(20)로부터 양호하게 유출시킬 수 있다.
본 발명의 터보 압축기는 상술한 실시예로만 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변경을 추가할 수 있는 것은 물론이다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명에 의하면, 컴팩트한 구성을 가지며, 충분한 용량을 가지는 오일 탱크를 구비한 터보 압축기를 얻을 수 있다.
1 주물 일체 케이싱 2 모터
3 모터 베드 4 대기어축
5 증속 장치 6, 7 피니언축
8 제1단 압축 날개 8a 압축부 커버
9 제2단 압축 날개 9a 압축부 커버
10 제3단 압축 날개 10a 압축부 커버
11 제1단 쿨러 11a 제1단 쿨러 수용실
12 제2단 쿨러 12a 제2단 쿨러 수용실
13 제3단 쿨러 13a 제3단 쿨러 수용실
14 유체 통로 15 유체 통로
16 유체 통로 17 유체 통로
18 유체 통로 19 유체 취출구
20 드레인 취출구 21 오일 탱크
22 연장부 26 주오일 펌프
27 오일 쿨러

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 대(大)기어축에 의해 증속 장치를 개재시켜 회전되는 제1단, 제2단, 제3단 압축 날개를 가지며, 상기 증속 장치를 수용하는 증속부 커버와, 각 압축 날개를 수용하는 압축부 커버와, 하부에 병설(竝設)되어 측방으로부터 제1단, 제2단, 제3단 쿨러가 삽입되고 또한 상기 각 압축부 커버에 유체 통로에 의해 연통된 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실이 주물 일체 케이싱에 의해 형성된 터보 압축기로서, 상기 주물 일체 케이싱에, 병설된 상기 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실의 쿨러 삽입 방향의 안쪽끝 측에서, 상기 각 쿨러 수용실들의 병설 방향을 따라 연장되도록 오일 탱크를 일체로 형성하고,
    상기 오일 탱크의 오일을 퍼올려 냉각한 후 상기 대기어축, 증속 장치 및 피니언축에 공급하기 위한 주오일 펌프와 오일 쿨러가 상기 주물 일체 케이싱의 상부에 배치되어 있는 터보 압축기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    병설된 상기 제1단, 제2단, 제3단 쿨러 수용실에서의 병설 방향 단부의 쿨러 수용실에, 상기 쿨러 삽입 방향을 따라 하류측으로 연장된 연장부가 마련되어 있고, 상기 쿨러 수용실의 연장부에 유체 취출구와 드레인 취출구가 설치되어 있는 터보 압축기.
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