KR101869166B1 - 작동영역 확장이 가능한 압축기 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기는 임펠러, 상기 임펠러를 감싸고 상부에 개구를 구비하는 케이스, 상기 케이스의 외측에서 상기 케이스를 둘러싸며 상기 케이스의 내측과 유체연통되는 스크롤, 및상기 스크롤 내부의 압력을 조절하는 압력조절부를 포함할 수 있고, 상기 개구에는 상기 유체가 상기 임펠러의 축 방향으로 유입되고, 상기 유체는 상기 임펠러의 회전에 의해 방사 방향으로 상기 스크롤로 전달될 수 있다.

Description

작동영역 확장이 가능한 압축기{COMPRESSOR WITH EXTENDABLE OPERATING RANGE }
작동영역 확장이 가능한 압축기가 개시된다. 보다 상세하게는, 스크롤 내부의 압력을 측정하고, 측정된 압력으로 작동영역 확장이 가능한 압축기의 작동 상태를 판단 한 후 판단된 작동 상태에 따라서 스크롤을 외부와 연통시키 내부의 압력을 제어하는 작동영역 확장이 가능한 압축기가 개시된다.
자동차에서 이용되는 압축기는 배기가스로 구동되는 엔진의 과급기, 즉 터보차저에 구비되며, 터보차저는 차량의 배기구를 통해 대기로 방출되는 배기 에너지를 배기구에 마련된 터빈의 회전력으로 변화시켜서 회수하는 장치이다.
터보차저는 왕복엔진의 배기가스를 이용하여 터빈을 구동하고 이로부터 발생된 회전력으로 압축기를 작동하여 엔진으로 유입되는 공기의 압력을 증가시키는 장치로, 엔진의 출력을 증가시키는 역할을 한다. 터보차저가 사용되는 차량이나 항공기는 넓은 운용범위에서 작동하므로 압축기의 운용범위 역시 넓어야 한다.
터보차저에 대한 상세한 설명은 1997년 3월 6일 출원된 대한민국 특허 공개번호 제10-1998-0072585호에 개시되어 있다.
일 실시예에 따른 목적은 배기가스를 이용하여 압축기를 구동하여 엔진으로 유입되는 공기의 압력을 증대시키고, 이에 따라 엔진의 출력을 증가시킬 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 다른 목적은 압축기에 서지와 초킹에서 유동 제어를 통해 압축기의 작동영역을 확장시킬 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 다른 목적은 압축기의 케이스 교체만으로 개선된 효과를 낼 수 있도록 간단화된 구조를 구비하는 작동영역 확장이 가능한 압축기를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 다른 목적은 다양한 용도의 엔진에서 사용되는 터보차저의 효율을 증대시킬 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 다른 목적은 압축기의 작동영역을 확장시켜서 압축기의 효율을 높이고, 본원의 압축기를 이용하는 엔진의 연료 효율을 증대시키는 작동영역 확장이 가능한 압축기를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 다른 목적은 압축기 내에서 발생하는 유동 박리현상 또는 데드존 발생을 억제할 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기는 임펠러, 상기 임펠러를 감싸고 상부에 개구를 구비하는 케이스, 상기 케이스의 외측에서 상기 케이스를 둘러싸며 상기 케이스의 내측과 유체연통되는 스크롤, 및 상기 스크롤 내부의 압력을 조절하는 압력조절부를 포함할 수 있고, 상기 개구에는 상기 유체가 상기 임펠러의 축 방향으로 유입되고, 상기 유체는 상기 임펠러의 회전에 의해 방사 방향으로 상기 스크롤로 전달되며, 상기 압력조절부는 서지 또는 초킹이 억제되도록 상기 스크롤 내부의 압력을 조절할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 상기 압력조절부는 상기 스크롤과 상기 임펠러가 유체연통 되도록 상기 케이스를 관통하는 슬롯을 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 상기 압력조절부는 상기 슬롯의 내부에 설치되어서 상기 슬롯을 개폐하는 개폐 요소를 더 포함할 수 있고, 상기 슬롯은 개폐 요소에 의해 개방되어서 상기 스크롤 내부의 압력을 제어할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기는 상기 개폐 요소의 개방 또는 폐쇄를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 상기 스크롤은 상기 스크롤 내부의 압력을 측정하는 센서를 포함할 수 있고, 상기 측정된 압력은 상기 제어부로 전달되어서, 상기 제어부는 상기 서지 상태 또는 상기 초킹 상태를 판단할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 상기 서지 상태 또는 상기 초킹 상태일 때 상기 슬롯을 개방할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 상기 슬롯은 상부 슬롯 및 하부 슬롯을 포함할 수 있고, 상기 상부 슬롯은 상기 스크롤과 상기 임펠러의 상부 영역을 연통하고, 상기 하부 슬롯은 상기 스크롤과 상기 임펠러의 하부 영역을 연통할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 상기 제어부는 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 서지 상태에 있을 때, 상기 상부 슬롯을 개방 할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 상기 제어부는 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 초킹 상태에 있을 때, 상기 하부 슬롯을 개방할 수 있다.
또한, 또한, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 상기 압력조절부는 상기 슬롯의 높이를 조절할 수 있는 높이조절부재를 더 포함할 수 있고, 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 서지 상태에 있을 때, 상기 높이조절부재는 상기 슬롯을 상기 임펠러 보다 높게 위치시킬 수 있으며, 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 초킹 상태에 있을 때, 상기 높이조절부재는 상기 슬롯을 상기 임펠러의 하부 높이에 위치시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기에 따르면, 배기가스를 이용하여 압축기를 구동하여 엔진으로 유입되는 공기의 압력을 증대시키고, 이에 따라 엔진의 출력을 증가시킬 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기에 따르면, 압축기에 서지와 초킹에서 유동 제어를 통해 압축기의 작동영역을 확장시킬 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기에 따르면, 압축기의 케이스 교체만으로 개선된 효과를 낼 수 있도록 간단화된 구조를 구비하는 작동영역 확장이 가능한 압축기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기에 따르면, 다양한 용도의 엔진에서 사용되는 터보차저의 효율을 증대시킬 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기에 따르면, 압축기의 작동영역을 확장시켜서 압축기의 효율을 높이고, 본원의 압축기를 이용하는 엔진의 연료 효율을 증대시키는 작동영역 확장이 가능한 압축기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기에 따르면, 압축기 내에서 발생하는 유동 박리현상 또는 데드존 발생을 억제할 수 있는 작동영역 확장이 가능한 압축기가 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기의 서지 상태와 초킹 상태를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 스크롤로 유입되는 유체의 흐름과 압력조절부에 의해 스크롤로부터 임펠러로 다시 방출되는 유체를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 상부 슬롯 및 하부 슬롯을 구비하고 상부 슬롯이 개방된 작동영역 확장이 가능한 압축기의 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 상부 슬롯 및 하부 슬롯을 구비하고 하부 슬롯이 개방된 작동영역 확장이 가능한 압축기의 단면도이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)는 임펠러(130), 케이스(120), 스크롤(110), 압력조절부(140), 제어부 및 센서를 포함할 수 있다.
작동영역 확장이 가능한 압축기(100)는 타보차저에 구비되는 원심압축기와 같은 압축기 종류일 수 있다.
임펠러(130)는 복수 개의 블레이드와 회전 축으로 구성될 수 있으며, 축 방향 단면이 유선형으로 형성될 수 있다. 즉, 임펠러(130)의 상부 직경은 임펠러(130)의 하부 직경보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 임펠러(130)의 상부에서 유체가 유입되면, 임펠러(130)는 회전되며, 상기 유체는 임펠러(130)의 유선형 표면을 따라서 방사 방향으로 분기될 수 있다.
예를 들어, 임펠러(130)의 상부에서 엔진의 구동에 따른 배기가스가 임펠러(130)의 축 방향으로 유입되면, 상기 배기가스의 유동은 임펠러(130)의 블레이드를 밀어서 회전 축을 회전시킬 수 있으며, 회전 축은 압축기의 외측으로 이어져서 외부에 회전력을 전달할 수 있다. 외부로 돌출되는 회전축의 일 단부에는 터빈이 형성되어서 회전력을 이용할 수 있다. 또한, 임펠러(130)는 상기 배기가스를 방사 방향으로 분사시킬 수 있다.
케이스(120)는 임펠러(130)를 감싸도록 형성될 수 있고 케이스(120)의 상부에는 임펠러(130)의 축 방향으로 유체가 유입될 수 있도록 개구가 형성될 수 있다. 즉, 케이스(120)는 관 형상일 수 있으며, 케이스의 관형상 내부를 따라서 임펠러(130)가 설치될 수 있다.
스크롤(110)은 케이스(120)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있고, 케이스(120) 내의 임펠러(130)와 유사한 평면에 있도록 배치될 수 있다. 케이스(120)와 스크롤(110)은 서로 연통될 수 있어서, 임펠러(130)가 생성하는 방사 방향 유체의 유동을 케이스(120)에서 스크롤(110)로 전달될 수 있다.
압력조절부(140)는 스크롤(110) 내부의 압력을 조절하기 위해 외부와 연통될 수 있다. 구체적으로 압력 조절부(140)는 스크롤(110)을 관통하도록 형성될 수 있으며, 스크롤(110) 내부의 유체를 외부로 방출시킬 수 있다.
구체적으로, 압력조절부(140)는 슬롯(142, 146)과 개폐 요소(144, 148)를 포함할 수 있고 이는 아래에서 더 자세하게 설명된다. 또는, 압력조절부(140)는 슬롯과 높이조절부재를 포함할 수도 있다.
슬롯은 스크롤(110)과 케이스(120)를 관통하여 스크롤(110)과, 케이스(120) 내측 임펠러(130)를 연통시킬 수 있고, 높이조절부재는 슬롯의 높이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 높이조절부재는 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)가 서지 상태에 있을 때, 슬롯을 임펠러 보다 높게 위치시킬 수 있고, 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)가 초킹 상태에 있을 때, 슬롯을 임펠러(130)의 하부 높이에 위치시킬 수 있다.
예를 들어, 높이조절부재는 원통형일 수 있으며, 케이스(120)와 스크롤(110) 사이에서 배치되고, 임펠러(130)의 축방향에 수직한 방향을 회전축으로 회전될 수 있다. 또한, 높이조절부재에는 케이스(120)와 스크롤(110)을 연통시키도록 관통하는 슬롯이 형성될 수 있으며, 슬롯은 높이조절부재의 중심 축에서 벗어나게 배치될 수 있다. 따라서, 높이조절부재가 회전되면 슬롯의 높이는 변화될 수 있다.
작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 초킹 상태와 서지 상태는 아래에서 도 3을 참조하여 자세하게 설명된다.
센서는 스크롤(110) 내부의 공간과 케이스(120)가 연통되는 통로에서 임펠러(130)에 의해 생성되는 유동의 유량을 측정하는 유량계일 수 있고, 또는 스크롤(110) 내부의 압력을 측정하는 압력센서일 수도 있다.
센서에 의해서 수집되는 정보는 제어부에 전달되어서, 제어부는 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)가 서지 상태 또는 초킹 상태에 있는 지 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 재원에 따라서 미리 설정되는 스크롤(110)의 압력과 수집되는 스크롤(110)의 압력을 비교하여 상태를 판단할 수 있고, 또는 미리 설정된 스크롤(110)과 케이스(120) 사이 통로의 유량과 측정되는 스크롤(110)과 케이스(120) 사이의 유량을 비교하여 상태를 판단할 수 있으며, 작동영역 확장이 가능한 압축기(100) 외부의 압력과 스크롤(110) 내부의 압력을 비교하여 상태를 판단하는 등의 다양한 방법으로 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 상태를 판단할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 서지 상태와 초킹 상태를 도시한다.
도 3을 참조하여 서지 상태는 저유량에서 발생되며, 초킹 상태는 고유량 영역에서 발생된다.
서지 상태는 일종의 유동 불안정 현상으로 임펠러(130)의 부근에서 유동 박리가 일어나 발생되며 압력과 유량이 반복적으로 변동되어서 진동 및 소음이 발생될 수 있다. 또한, 초킹 상태는 서지 상태와 마찬가지로 일종의 유동 불안정 현상으로 스크롤(110)과 케이스(120) 사이의 통로를 지나는 유체의 유량이 고유량일 때 발생하는 저속 구간에 의해 유로 면적이 감소하여 발생된다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 스크롤(110)로 유입되는 유체의 흐름과 압력조절부(140)에 의해 스크롤로부터 임펠러(130)로 다시 방출되는 유체를 도시한다.
구체적으로, 도 4a는 일 실시예에 따른 임펠러(130)의 회전에 의해 스크롤(110)로 유입되는 유체의 흐름과 서지 상태에서의 압력조절부(140)에 의해 스크롤(110)로부터 임펠러(130)로 다시 방출되는 유체를 도시한다.
또한, 도 4b는 일 실시예에 따른 임펠러(130)의 회전에 의해 스크롤(110)로 유입되는 유체의 흐름과 초킹 상태에서의 압력조절부(140)에 의해 스크롤(110)로부터 임펠러(130)로 다시 방출되는 유체를 도시한다.
도 4a를 참조하여, 임펠러(130)는 회전을 통해 케이스(120)의 상부로부터 유입되는 유체를 스크롤(110) 방향으로 전달할 수 있고, 유체를 전달하는 과정에서 서지 상태가 발생 될 수 있다. 구체적으로, 도 4a에서 도시된 바와 같이 임펠러(130)로부터 발생되는 유체의 유동이 저 유량 상태이며 스크롤(110) 내부 압력이 높을 때, 임펠러(130) 부근에서는 유동 박리가 발생되어서 유동은 서지 상태가 된다. 이 때, 스크롤(110)의 유체를 임펠러(130) 부근 유동 박리가 발생되는 부분으로 전달하면 유동 박리를 감소시켜 서지 발생을 억제시킬 수 있다.
또한, 도 4b를 참조하여, 임펠러(130)는 회전을 통해서 케이스(120)의 상부로부터 유입되는 유체를 스크롤(110) 방향으로 전달할 수 있으며, 유체를 전달하는 과정에서 초킹 상태가 발생 될 수 있다. 구체적으로, 도 4b에서 도시된 바와 같이 임펠러(130)로부터 발생되는 유체의 유동이 고 유량 상태일 때, 스크롤(110)과 임펠러(130) 사이의 통로를 흐르는 유동에는 저속구간(dead zone)이 발생될 수 있다. 이에 의해 통로에서 유동이 흐르는 면적이 줄어들 수 있으며, 이에 의해 초킹이 발생될 수 있다. 이 때 저속구간에 스크롤(110) 내부의 높은 압력의 유체를 공급하면 저속구간의 유체를 재순환 시켜서 유동을 정상화 시킬 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 상부 슬롯(142) 및 하부 슬롯(146)을 구비하고 상부 슬롯(142)이 개방된 작동영역 확장이 가능한 압축기(10)의 단면도이며, 도 6은 일 실시예에 따른 상부 슬롯(142) 및 하부 슬롯(146)을 구비하고 하부 슬롯(146)이 개방된 작동영역 확장이 가능한 압축기(10)의 단면도이다.
구체적으로, 도 5(a)는 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 종단면도를 도시하고, 도 5(b)는 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 횡단변도를 도시한다.
마찬가지로 도 6(a)는 일 실시예에 딸느 내부 압력 제어 압축기(100)의 종단면도를 도시하고, 도 6(b)는 일 실시예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)의 횡단면도를 도시한다.
도 5 내지 도 6을 참조하여, 압력조절부(140)는 상부 슬롯(142), 하부 슬롯(146), 상부 개폐 부재(144) 및 하부 개폐 부재(148)를 포함할 수 있다.
상부 슬롯(142)과 하부 슬롯(146)은 스크롤(110)과 임펠러(130)가 연통되도록 케이스(120)를 관통할 수 있다.
구체적으로, 상부 슬롯(142)은 스크롤(110)에서부터 임펠러(130)의 상부 부근으로 케이스(120)를 관통할 수 있고, 하부 슬롯(146)은 스크롤(110)에서부터 임펠러(130)의 하부 부근으로 케이스(120)를 관통하도록 형성될 수 있다.
상부 개폐 부재(144)와 하부 개폐 부재(148)는 동일한 구조일 수 있으며, 상부 슬롯(142)과 하부 슬롯(146)에 각각 설치되어서 상부 슬롯(142) 및 하부 슬롯(146)을 개폐할 수 있다.
구체적으로, 상부 개폐 부재(144)는 상부 슬롯(142)의 내부에 설치될 수 있으며, 상기 제어부의 명령에 따라서 상부 슬롯(142)을 개폐할 수 있고, 이에 의해 스크롤(110) 내부의 압력을 조절할 수 있다.
또한, 하부 개폐 부재(148)는 하부 슬롯(146)의 내부에 설치될 수 있으며, 상기 제어부의 명령에 따라서 하부 슬롯(142)을 개폐할 수 있고, 이에 의해 스크롤(110) 내부의 압력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 도 5(a) 내지 도 6(b)를 다시 참조하여, 도 5(a)에서는 하부 슬롯(146)이 하부 개폐 부재(148)에 의해 폐쇄된 상태가 도시되며, 도 5(b)에서는 유체가 스크롤(110)에서부터 상부 슬롯(142)을 통과하여 임펠러(130) 방향으로 방출되는, 실선 화살표로 표시되는 유체의 유동이 도시된다.
도 6(a)에서는 상부 슬롯(142)이 하부 개폐 부재(144)에 의해 폐쇄된 상태가 도시되며, 도 6(b)에서는 유체가 스크롤(110)에서부터 하부 슬롯(146)을 통과하여 임펠러(130) 방향으로 방출되는, 실선 화살표로 표시되는 유체의 유동이 도시된다.
따라서, 제어부는 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)가 서지 상태에 있을 때, 상부 슬롯(142)을 개방하여 임펠러(130)의 상부로 스크롤(110)로부터 제공되는 유체를 공급할 수 있고, 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)가 초킹 상태에 있을 때, 하부 슬롯(144)을 개방하여 임펠러(130)의 하부 높이로 스크롤(110)로부터 제공되는 유체를 공급할 수 있다.
이에 의해, 일 실싱예에 따른 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)는 배기가스를 이용하여 압축기를 구동하여 엔진으로 유입되는 공기의 압력을 증대시킴으로써 엔진의 출력을 증가시킬 수 있고, 압축기에 서지와 초킹에서 유동 제어를 통해 압축기의 작동영역을 확장시킬 수 있으며, 압축기의 케이스 교체만으로 개선된 효과를 낼 수 있도록 간단화된 구조를 구비하여서, 다양한 용도의 엔진에서 사용되는 터보차저의 효율을 증대시킬 수 있고, 구체적으로 압축기의 작동영역을 확장시켜서 압축기의 효율을 높이며, 본원의 압축기를 이용하는 엔진의 연료 효율을 증대시킬 수 있고, 압축기 내에서 발생하는 유동 박리현상 또는 데드존 발생을 억제할 수도 있다.
본원에서의 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)는 터보차저에 적용되는 압축기로써 설명되고 도시되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본원의 작동영역 확장이 가능한 압축기(100)는 원심분리기, 원심압축기, 발전기 냉각 시스템 등 방사방향으로 흐름을 만들어낼 필요가 있는 다양한 장치들에서 이용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 작동영역 확장이 가능한 압축기
110 : 스크롤
120 : 케이스
130 : 임펠러
140 : 압력조절부
142 : 상부 슬롯
144 : 상부 개폐 요소
146 : 하부 슬롯
148 : 하부 개폐 요소

Claims (9)

  1. 임펠러;
    상기 임펠러를 감싸고 상부에 개구를 구비하는 케이스;
    상기 케이스의 외측에서 상기 케이스를 둘러싸며 상기 케이스의 내측과 유체연통되는 스크롤; 및
    상기 스크롤 내부의 압력을 조절하는 압력조절부;
    를 포함하고,
    상기 개구에는 유체가 상기 임펠러의 축 방향으로 유입되고, 상기 유체는 상기 임펠러의 회전에 의해 방사 방향으로 상기 스크롤로 전달되고, 상기 압력조절부는 상기 스크롤과 상기 케이스를 관통하여서 상기 스크롤과 상기 케이스 내측 상기 임펠러 부분을 유체연통시켜 서지 또는 초킹이 억제되도록 상기 스크롤 내부의 압력을 조절하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압력조절부는 상기 스크롤과 상기 임펠러가 유체연통 되도록 상기 케이스를 관통하는 슬롯을 더 포함하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 압력조절부는 상기 슬롯의 내부에 설치되어서 상기 슬롯을 개폐하는 개폐 요소를 더 포함하고,
    상기 슬롯은 개폐 요소에 의해 개방되어서 상기 스크롤 내부의 압력을 제어하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 개폐 요소의 개방 또는 폐쇄를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 스크롤 내부의 압력을 측정하는 센서를 더 포함하며,
    상기 측정된 압력은 상기 제어부로 전달되어서, 상기 제어부는 상기 서지 상태 또는 상기 초킹 상태를 판단하고,
    상기 제어부는 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 상기 서지 상태 또는 상기 초킹 상태일 때 상기 슬롯을 개방하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 슬롯은 상부 슬롯 및 하부 슬롯을 포함하고,
    상기 상부 슬롯은 상기 스크롤과 상기 임펠러의 상부 영역을 연통하고,
    상기 하부 슬롯은 상기 스크롤과 상기 임펠러의 하부 영역을 연통하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 서지 상태에 있을 때, 상기 상부 슬롯을 개방하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 초킹 상태에 있을 때, 상기 하부 슬롯을 개방하는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 압력조절부는 상기 슬롯의 높이를 조절할 수 있는 높이조절부재를 더 포함하고,
    상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 서지 상태에 있을 때, 상기 높이조절부재는 상기 슬롯을 상기 임펠러 보다 높게 위치시키고,
    상기 작동영역 확장이 가능한 압축기가 초킹 상태에 있을 때, 상기 높이조절부재는 상기 슬롯을 상기 임펠러의 하부 높이에 위치시키는, 작동영역 확장이 가능한 압축기.

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