KR101891903B1

KR101891903B1 - 컴프레서

Info

Publication number: KR101891903B1
Application number: KR1020167010220A
Authority: KR
Inventors: 세이이치 이바라키; 후미토 히라타니
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2018-08-24
Also published as: JPWO2015098175A1; EP3073091A1; JP6234480B2; KR20160055929A; WO2015098175A1; EP3073091B1; EP3073091A4; CN105745416A; CN105745416B

Abstract

간이한 구조로 컴프레서의 컨테인먼트성을 개선할 수 있는 컴프레서를 제공하는 것을 목적으로 하고, 컴프레서 (10) 는, 흡입 유체를 압축하기 위한 임펠러 (14) 와, 임펠러 (14) 를 수용하여 흡입 유체를 안내하기 위한 안내 케이싱 (16) 과, 안내 케이싱 (16) 을 통과한 흡입 유체를 외부에 안내하기 위한 스크롤실 (18) 을 형성하는 스크롤실 프레임 (20) 을 구비한다. 안내 케이싱 (16) 보다 직경 방향 외측 또한 스크롤실 내측 형성부 (22) 보다 직경 방향 내측에는, 회전축 (S) 과 동 중심선을 갖는 원통 형상의 원통 지지부 (32) 가 형성되고, 스크롤실 내측 형성부 (22) 와 안내 케이싱 (16) 은, 원통 지지부 (32) 를 개재하여 접속된다.

Description

컴프레서{COMPRESSOR}

본 개시는 내연 기관에 사용되는 과급기의 컴프레서에 관한 것이다.

최근 과급기에 요구되는 고압력비화·고효율화·대용량화와 같은 요구에 의해, 컴프레서의 임펠러의 고주속화가 진행되고 있다. 이에 수반하여, 임펠러가 손상되어 버스트되었을 때, 임펠러를 둘러싸는 하우징의 외측에 파편이 날아 오지 않도록 보호하는 것 (이후에 있어서, "컨테인먼트성" 이라고 칭한다) 이 중요해지고 있다.

컴프레서의 임펠러가 고속 회전하면서 파단되면, 임펠러의 파편에는, 원심력에 의한 둘레 방향 (반경 방향) 의 힘과, 축 방향에 있어서의 압력차 등에서 기인하는 축 방향의 힘이 가해지기 때문에, 파편은 반경 방향과 축 방향 사이의 영역에 비산된다.

특히, 컴프레서 하우징을 스크롤실 프레임과 흡입 유체 도입부의 안내 케이싱으로 분할된 구조로 하는 경우 등, 하우징에 있어서 축 방향으로 운동 에너지가 전파되기 쉬운 구조인 경우에는, 축 방향에 있어서의 임펠러 파단시의 운동 에너지의 흡수 등의 대책도 중요하다.

특허문헌 1 에 기재된 과급기에 있어서는, 컴프레서·휠 (임펠러) 이 파열된 경우에, 컴프레서의 이너 하우징의 내측부가 변형 및 축 방향으로 이동함으로써 고속의 컴프레서·휠의 운동 에너지의 대부분을 흡수 가능해지도록, 이너 하우징의 일부 (유체 흡입부와의 접속부와 내측부 사이) 에 간극이 형성되어 있다 (예를 들어 0022 단락 참조).

일본 공개특허공보 2005-299664호

그러나, 상기 특허문헌 1 에 기재된 과급기와 같이, 이너 하우징이 스크롤실을 형성하는 구성에서는, 임펠러의 파단시에, 임펠러의 파편 등에 의해 이너 하우징이 충격 강도를 초과하는 충격을 받으면, 스크롤실을 형성하는 부분에도 큰 힘이 가해져, 스크롤부가 파괴되어 컨테인먼트성을 유지할 수 없을 가능성이 있다.

컴프레서의 임펠러의 고주속화가 진행되고 있는 현 상황에 있어서는, 손상된 임펠러가 갖는 운동 에너지는 종래보다 증가하기 때문에, 컴프레서의 컨테인먼트성을 개선하여, 과급기의 신뢰성을 보다 향상시킬 것이 요구되고 있다. 또, 컨테인먼트성의 개선에 있어서는, 구조의 복잡화에 의한 제조 비용 증대를 억제할 수 있을 것이 요구된다.

본 발명의 적어도 일 실시형태의 목적은, 간이한 구조로 컴프레서의 컨테인먼트성을 개선할 수 있는 컴프레서를 제공하는 것이다.

본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 컴프레서는,

흡입 유체를 압축하기 위한 임펠러를 수용하여 상기 흡입 유체를 안내하는 안내 케이싱과,

상기 안내 케이싱보다 직경 방향 외측에 형성되고, 상기 안내 케이싱을 통과한 상기 흡입 유체를 외부에 안내하는 스크롤실의 내주측 벽면을 형성하는 스크롤실 내측 형성부와,

상기 안내 케이싱보다 상기 임펠러의 회전축의 직경 방향 외측 또한 상기 스크롤실 내측 형성부보다 상기 직경 방향 내측에 형성된 원통 지지부를 구비하고,

상기 스크롤실 내측 형성부와 상기 안내 케이싱은, 상기 원통 지지부를 개재하여 접속된다.

원심 압축형의 컴프레서에 있어서 임펠러의 회전시에 임펠러가 파단되면, 임펠러의 파편에는, 원심력에 의한 둘레 방향 (반경 방향) 의 힘과, 축 방향에 있어서의 압력차 등에서 기인하는 축 방향의 힘이 가해지기 때문에, 파편이 반경 방향과 축 방향 사이의 영역에 비산되어, 안내 케이싱에 충돌할 가능성이 있다.

상기 컴프레서에 의하면, 임펠러의 회전축과 동 중심선을 갖는 원통 형상의 원통 지지부에 의해, 안내 케이싱과 스크롤실 내측 형성부가 접속되므로, 임펠러가 파단되어, 파편이 반경 방향과 축 방향 사이의 영역에 비산된 경우, 첫번째로 안내 케이싱에 충돌하여 운동 에너지의 일부가 흡수되고, 두번째로 원통 지지부에 충돌하여 다시 운동 에너지가 흡수된다. 이 때문에, 스크롤부에 파편이 도달할 때에는 충분히 에너지가 작아져, 컴프레서의 컨테인먼트성이 향상된다.

또, 상기 원통 지지부는 원통 형상을 갖고 있어 구조가 간이하다.

따라서, 상기 컴프레서에 의하면, 스크롤실 내측 형성부와 안내 케이싱이 원통 형상의 원통 지지부에 의해 접속된다는 간이한 구조로 컴프레서의 컨테인먼트성을 개선할 수 있다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 컴프레서는, 상기 원통 지지부의 상기 직경 방향 외측으로 연장되고, 상기 스크롤실 내측 형성부와 접속되는 제 1 리브를 구비한다.

이 경우, 제 1 리브에 의해 원통 지지부에 의한 스크롤실 내측 형성부와 안내 케이싱의 접속이 보강됨과 함께, 임펠러의 파단시에는, 첫번째로 안내 케이싱, 두번째로 원통 지지부가 파괴되고, 다음으로 원통 지지부의 파단에 의해 완전히 흡수되지 않는 파편의 운동 에너지의 일부를 제 1 리브가 파괴됨으로써 흡수할 수 있다. 이와 같이, 제 1 리브를 형성함으로써, 임펠러의 파단시에 2 단계로 파편의 운동 에너지를 흡수할 수 있으므로, 컴프레서의 컨테인먼트성을 보다 향상시킬 수 있다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 컴프레서는, 상기 안내 케이싱의 상기 직경 방향 외측을 따라 연장되고, 상기 원통 지지부로 둘러싸인 영역에 제 2 리브를 구비한다.

안내 케이싱은, 컴프레서의 반경 방향에 있어서, 임펠러로부터 가장 가까운 장소에 존재하는 부분으로, 임펠러가 파단된 경우, 임펠러의 파편의 비산의 충돌 에 의한 힘을 주로 받는 부분이다.

상기 실시형태에 관련된 컴프레서에서는, 임펠러로부터 가까운 장소에 존재하는 안내 케이싱과 원통 지지부로 둘러싸인 영역에 제 2 리브를 형성하였으므로, 안내 케이싱의 강성이 향상되어, 임펠러가 파단되었을 때, 스크롤실 내측 형성부와 안내 케이싱을 접속시키는 원통 지지부에 도달할 때의 파편의 운동 에너지를 저감시킬 수 있다. 따라서, 임펠러 파단시의 컴프레서의 컨테인먼트성이 보다 향상된다.

몇 개의 실시형태에서는, 상기 컴프레서는, 컴프레서가 구비하는 임펠러가 회전하여 흡입 유체의 흐름이 끊김으로써 발생하는 소음을 저감시키는 사일런서 본체부와, 상기 안내 케이싱에 접속되고, 상기 사일런서 본체부를 통과한 상기 흡입 유체를 상기 임펠러에 유도하는 벨 마우스부와, 상기 벨 마우스부의 상기 직경 방향 외측으로 연장되는 제 3 리브를 포함하는 사일런서를 구비한다.

상기와 같은 사일런서를 구비하는 컴프레서의 경우, 사일런서를 통과한 흡입 유체가 컴프레서에 도입되고 가압되므로, 컴프레서의 운전 중에는, 컴프레서측보다 사일런서측의 압력 쪽이 낮다. 따라서, 컴프레서의 임펠러가 파단되면, 컴프레서측으로부터 사일런서측으로도 임펠러의 파편이 비산된다. 그리고, 큰 운동 에너지를 갖는 파편이 안내 케이싱에 충돌하고, 안내 케이싱을 전파하여 사일런서에 축 방향의 큰 힘이 가해진다. 이 때, 축 방향의 힘을 흡수하는 것이 존재하지 않으면, 사일런서와 안내 케이싱의 접속부 (예를 들어 볼트에 의해 접속되어 있다) 가 파단되어, 사일런서가 컴프레서로부터 탈락될 가능성이 있다.

상기 실시형태에 관련된 컴프레서에서는, 벨 마우스부의 외주에, 직경 방향 외측으로 연장되는 제 3 리브가 형성되어 있으므로, 임펠러의 파단시에, 비산되는 파편의 축 방향 성분의 운동 에너지에서 기인하여 사일런서와 안내 케이싱의 접속부가 파단되는 것보다도 먼저, 제 3 리브가 파괴됨으로써 그 운동 에너지가 흡수된다. 이와 같이, 제 3 리브를 형성함으로써, 임펠러의 파단시에, 사일런서 본체부의 안내 케이싱으로부터의 탈락이 방지되어, 컴프레서의 축 방향의 컨테인먼트성이 향상된다.

본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 간이한 구조로 컨테인먼트성을 개선할 수 있다.

도 1 은 일 실시형태에 관련된 내연 기관 시스템의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2 는 일 실시형태에 관련된 컴프레서의 일부의 개략 단면도이다.
도 3 은 다른 실시형태에 관련된 컴프레서의 일부의 개략 단면도이다.
도 4 는 도 3 중의 B-B 선을 따른 개략적인 단면도의 일례이다.
도 5 는 도 3 중의 B-B 선을 따른 개략적인 단면도의 다른 예이다.
도 6 은 도 3 중의 A-A 선을 따른 개략적인 단면도의 일례이다.

이하, 첨부 도면에 따라 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 단, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지는 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

도 1 은, 일 실시형태에 관련된 내연 기관 시스템 (100) 의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.

도 1 에 나타내는 내연 기관 시스템 (100) 은, 내연 기관 (2) 과, 내연 기관 (2) 으로의 흡기를 가압하는 과급기 (4) 를 구비한다.

도 1 에 나타내는 과급기 (4) 는, 외기를 압축하여 내연 기관 (2) 에 연소용 유체를 보내는 원심 압축형의 컴프레서 (10) 와, 컴프레서 (10) 와 회전축 (12) 을 개재하여 연결되고 내연 기관 (2) 으로부터 배출되는 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 (6) 과, 컴프레서 (10) 가 구비되는 임펠러가 회전할 때 발생하는 소음을 저감시키기 위한 사일런서 (13) 를 구비한다.

도 1 에 나타내는 과급기 (4) 에서는, 이와 같이, 내연 기관 (2) 으로부터 배출되는 배기에 의해 구동되는 터빈 (6) 에 의해 컴프레서 (10) 를 구동시키는 배기 터빈식의 과급기 (터보 차저) 를 사용하고 있다.

다음으로, 컴프레서 (10) 의 구체적 구성예에 대해 도 2 및 도 3 을 사용하여 이하에 설명한다.

도 2 및 도 3 은, 각각, 일 실시형태에 관련된 컴프레서의 일부의 개략 단면도이다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 과급기 (4) 가 구비하는 원심 압축형의 컴프레서 (10) 는, 흡입 유체를 압축하기 위한 임펠러 (14) 와, 임펠러 (14) 를 수용하고 흡입 유체를 안내하기 위한 안내 케이싱 (16) 과, 안내 케이싱 (16) 을 통과한 흡입 유체를 외부에 안내하기 위한 스크롤실 (18) 을 형성하는 스크롤실 프레임 (20) 을 구비한다.

임펠러 (14) 는, 회전축 (19) 의 단부에 장착된 허브 (15) 와, 허브 (15) 의 그 표면에서 반경 방향 외측을 향하여 연장됨과 함께, 둘레 방향을 따라 형성된 복수의 날개 (17) 를 포함한다.

스크롤실 (18) 은, 안내 케이싱 (16) 보다, 임펠러 (14) 의 회전축 (S) 에 관해서 외주측 (즉 직경 방향 외측) 에 형성된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스크롤실 (18) 의 내주측 벽면은, 후술하는 스크롤실 내측 형성부 (22) 및 스크롤실 외측 형성부 (24) 에 의해 형성되어도 된다.

스크롤실 프레임 (20) 은, 스크롤실 (18) 의 내주측 벽면을 형성하는 스크롤실 내측 형성부 (22) 와, 스크롤실 (18) 의 외측 벽면을 형성하는 스크롤실 외측 형성부 (24) 를 포함한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스크롤실 내측 형성부 (22) 와, 스크롤실 외측 형성부 (24) 는, 플랜지부 (68) 에 있어서 볼트 (64) 에 의해 체결되어 있어도 된다.

안내 케이싱 (16) 보다 직경 방향 외측 또한 스크롤실 내측 형성부 (22) 보다 직경 방향 내측에는, 회전축 (S) 과 동 중심선을 갖는 원통 형상의 원통 지지부 (32) 가 형성된다. 그리고, 스크롤실 내측 형성부 (22) 와 안내 케이싱 (16) 은, 원통 지지부 (32) 를 개재하여 접속된다.

또한, 임펠러 (14) 의 출구에는, 디퓨저 (26) 가 형성되어 있어도 된다.

원심 압축형의 컴프레서 (10) 에 있어서 임펠러 (14) 의 회전시에 임펠러 (14) 가 파단되면, 임펠러 (14) 의 파편에는, 원심력에 의한 둘레 방향 (반경 방향) 의 힘과, 축 방향에 있어서의 압력차 등에서 기인하는 축 방향의 힘이 가해지기 때문에, 파편이 반경 방향과 축 방향 사이의 영역에 비산되어, 안내 케이싱 (16) 에 충돌할 가능성이 있다.

이와 같이, 임펠러 (14) 가 파단되어 임펠러 (14) 의 파편이 비산되고, 안내 케이싱 (16) 에 충돌한 경우, 스크롤 내측 형성부 (22) 보다 내주측에 위치하는, 임펠러 (14) 의 회전축 (S) 과 동 중심선을 갖는 원통 형상의 원통 지지부 (32) 가, 스크롤 내측 형성부 (22) 보다 먼저 임펠러 (14) 의 파편과 충돌, 파괴됨으로써 에너지가 흡수된다. 이 때문에, 스크롤 내측 형성부 (22) 에 도달한 임펠러 (14) 의 파편의 운동 에너지가 작아져, 컨테인먼트성이 향상된다.

또, 원통 지지부 (32) 는 원통 형상을 갖고 있어 구조가 간이하다.

따라서, 상기 컴프레서에 의하면, 스크롤실 내측 형성부 (22) 와 안내 케이싱 (16) 이 원통 형상의 원통 지지부 (32) 에 의해 접속된다는 간이한 구조로 컴프레서 (10) 의 컨테인먼트성을 개선할 수 있다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 실시형태에서는, 원통 지지부 (32) 는, 스크롤실 프레임 (20) 의 스크롤실 내측 형성부 (22) 와 일체적으로 형성된다. 이 경우, 일체적인 원통 지지부 (32) 와 스크롤실 내측 형성부 (22) 의 강도를 향상시킬 수 있다.

다른 실시형태에서는, 원통 지지부 (32) 는, 스크롤실 프레임 (20) 의 스크롤실 내측 형성부 (22) 와는 따로 따로 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 원통 지지부 (32) 및 스크롤실 내측 형성부 (22) 의 형상은, 일체적으로 형성하는 것 보다도 단순한 형상이 되므로, 제조하기 쉬워 제조 비용을 억제할 수 있다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 실시형태에서는, 컴프레서 (10) 는, 원통 지지부 (32) 의 직경 방향 외측으로 연장되고, 스크롤실 내측 형성부 (22) 와 접속되는 제 1 리브 (34) 를 추가로 갖는다.

여기서, 도 4 및 도 5 는, 각각, 도 3 중의 B-B 선을 따른 개략적인 단면도이다.

제 1 리브 (34) 의 형상이나 배치는 특별히 한정되지 않고, 임의의 형상 및 배치를 채용할 수 있다.

제 1 리브 (34) 는, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 회전축 (S) 을 중심으로 하여 방사상으로 (직경 방향으로) 연장되도록, 복수의 리브가 등간격으로 배치되어 있어도 된다. 또, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 복수의 리브는, 단일하지 않은 간격으로 배치되어 있어도 된다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 실시형태에서는, 컴프레서 (10) 는, 컴프레서 (10) 가 구비하는 임펠러가 회전할 때 발생하는 소음을 저감시키기 위한 사일런서 (13) 를 구비한다.

사일런서 (13) 는, 소음을 저감시키는 기능을 갖는 사일런서 본체부 (42) 와, 사일런서 본체부 (42) 를 통과한 흡입 유체를 임펠러 (14) 에 유도하기 위한 벨 마우스부 (44) 를 갖는다. 이 벨 마우스부 (44) 와 안내 케이싱 (16) 은, 일반적으로 매끄러운 유로 형상을 형성한다.

그리고, 사일런서 (13) 는, 벨 마우스부 (44) 의 직경 방향 외측으로 연장되는 제 3 리브 (36) 를 갖는다. 제 3 리브 (36) 는, 벨 마우스부 (44) 의 외주면과 사일런서 본체부 (42) 의 적어도 일부를 접속시키도록 형성된다.

컴프레서 (10) 의 임펠러 (14) 가 파단되면, 컴프레서 (10) 측으로부터 사일런서 (13) 측으로도 임펠러 (14) 의 파편이 비산된다. 그리고, 큰 운동 에너지를 갖는 파편이 안내 케이싱 (16) 에 충돌한다.

이 때, 예를 들어, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 안내 케이싱 (16) 이 볼트 (62) 에 의해 스크롤실 프레임 (20) (도 2 및 도 3 에 있어서는 원통 지지부 (32) 와 일체) 에 체결되어 있으면, 볼트 (62) 가 큰 힘을 받아 파단될 가능성이 있다. 이 경우에는, 안내 케이싱 (16) 이 축 방향으로 튀어 나오려고 한다. 이 안내 케이싱 (16) 의 튀어 나옴에 의해 사일런서 (13) 가 축 방향으로 밀린다.

또, 예를 들어, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 사일런서 (13) 와 스크롤실 프레임 (20) 이, 사일런서 (13) 의 플랜지부 (66) 와 스크롤실 프레임의 플랜지부 (68) 에 있어서 볼트 (64) 에 의해 체결되어 있으면, 동일하게 볼트 (64) 가 큰 힘을 받아 파단될 가능성이 있다.

이 때문에, 상기 서술한 바와 같이 하여 볼트 (62) 나 볼트 (64) 등의 접속부가 파단되기 전에, 사일런서 (13) 에 가해지는 축 방향의 힘을 흡수하는 것이 존재하지 않으면, 사일런서 (13) 가 컴프레서 (10) 로부터 탈락될 가능성이 있다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 과급기 (4) 에서는, 벨 마우스부 (44) 의 직경 방향 외측으로 연장되는 제 3 리브 (36) 가 형성되어 있으므로, 임펠러 (14) 의 파단시에, 비산되는 파편의 축 방향 성분의 운동 에너지에서 기인하여 사일런서 (13) 와 안내 케이싱 (16) 의 접속부가 파단되는 것 보다도 먼저, 제 3 리브 (36) 가 파괴됨으로써 그 운동 에너지가 흡수된다.

여기서, 도 6 은, 도 3 중의 A-A 선을 따른 개략적인 단면도의 일례이다.

제 3 리브 (36) 의 형상이나 배치는 특별히 한정되지 않고, 임의의 형상 및 배치를 채용할 수 있다.

제 3 리브 (36) 는, 예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 회전축 (S) 을 중심으로 하여 방사상으로 (직경 방향으로) 연장되도록, 복수의 리브가 등간격으로 배치되어 있어도 된다. 또, 도시되지 않지만, 복수의 리브는 단일하지 않은 간격으로 배치되어 있어도 된다.

벨 마우스부 (44) 의 형상은 특별히 한정되지 않는다.

몇 개의 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 벨 마우스부 (44) 의 내주면은, 컴프레서 (10) 의 축 방향의 단면이 유선형의 곡면을 갖는 형상이어도 된다. 이 경우, 단면이 직선상이 되는 내주면을 갖는 경우에 비해, 흡입 유체가 벨 마우스부 (44) 로부터 임펠러 (14) 를 향해 순조롭게 흐른다.

안내 케이싱 (16) 은, 컴프레서의 유체 흡입구 (52) 로부터 흡입된 흡입 유체가 임펠러 (14) 의 날개 (17) 사이를 지나 스크롤실 (18) 을 향하도록 유도할 수 있는 것이면, 형상은 특별히 한정되지 않는다.

안내 케이싱 (16) 에는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 임펠러 (14) 의 작동 범위 (흡입 유체 유량의 범위) 를 확대하기 위한 재순환 유로 (54) 가 형성되어 있어도 된다.

몇 개의 실시형태에서는, 안내 케이싱 (16) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 입구 슬릿 (56) 및 출구 슬릿 (58) 에 의해, 재순환 유로 (54) 가 형성된다. 이와 같은 안내 케이싱 (16) 을 제작하는 경우, 슬릿 미형성의 안내 케이싱을 제작한 후에 슬릿상의 구멍을 뚫으면 되므로, 형성이 용이하여 제조 비용을 억제할 수 있다.

몇 개의 실시형태에서는, 안내 케이싱 (16) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 안내 케이싱 (16) 과 원통 지지부 (32) 로 둘러싸인 영역에, 안내 케이싱 (16) 의 직경 방향 외측을 따라 연장되는 제 2 리브 (38) 를 가지고 있어도 된다.

이와 같이, 임펠러 (14) 로부터 가까운 장소에 존재하는 안내 케이싱 (16) 과 원통 지지부 (32) 로 둘러싸인 영역에 제 2 리브 (38) 를 형성하였으므로 안내 케이싱 (16) 의 강성이 향상되고, 임펠러 (14) 가 파단되었을 때, 스크롤실 프레임 (20) 과 안내 케이싱 (16) 을 접속시키는 원통 지지부 (32) 에 도달할 때의 임펠러의 파편의 운동 에너지를 저감시킬 수 있어, 임펠러 (14) 파단시의 컴프레서 (10) 의 컨테인먼트성이 보다 향상된다.

또, 도 3 에 나타내는 실시형태와 같이 스크롤실 내측 형성부 (22) 와 접속되는 제 1 리브 (34) 나 벨 마우스부 (44) 의 직경 방향 외측에 제 3 리브 (36) 가 형성되는 경우에는, 제 2 리브 (38) 를 갖는 안내 케이싱 (16) 은, 제 1 리브 (34) 를 갖는 원통 지지부 (32) 및 제 3 리브 (36) 를 갖는 벨 마우스부 (44) 보다 먼저 파괴되어 파편의 운동 에너지를 흡수한다. 따라서, 제 2 리브 (38) 를 형성함으로써, 임펠러 (14) 파단시의 컴프레서 (10) 의 컨테인먼트성이 더욱 향상된다.

제 2 리브 (38) 의 형상이나 배치는 특별히 한정되지 않고, 임의의 형상 및 배치를 채용할 수 있다.

제 2 리브 (38) 는, 예를 들어, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 회전축 (S) 을 중심으로 하여 방사상으로 (직경 방향으로) 연장되도록, 복수의 리브가 등간격으로 배치되어 있어도 된다. 또, 복수의 리브는 단일하지 않은 간격으로 배치되어 있어도 된다.

또한, 본 발명의 컴프레서 및 과급기는, 선박용 엔진, 발전용 엔진 등을 포함하는 여러 가지의 내연 기관에 적용 가능하다.

4 : 과급기
10 : 컴프레서
13 : 사일런서
14 : 임펠러
15 : 허브
16 : 안내 케이싱
17 : 날개
18 : 스크롤실
20 : 스크롤실 프레임
22 : 스크롤실 내측 형성부
24 : 스크롤실 외측 형성부
32 : 원통 지지부
34 : 제 1 리브
36 : 제 3 리브
38 : 제 2 리브
42 : 사일런서 본체부
44 : 벨 마우스부
52 : 유체 흡입구
54 : 재순환 유로
56 : 입구 슬릿
58 : 출구 슬릿
62 : 볼트
64 : 볼트
66 : 플랜지부
68 : 플랜지부

Claims

흡입 유체를 압축하기 위한 임펠러를 수용하여 상기 흡입 유체를 안내하는 안내 케이싱과,
상기 안내 케이싱보다 상기 임펠러의 회전축의 직경 방향 외측에 형성되고, 상기 안내 케이싱을 통과한 상기 흡입 유체를 외부에 안내하는 스크롤실의 내주측 벽면을 형성하는 스크롤실 내측 형성부와,
스크롤실의 외주측 벽면을 형성하는 스크롤실 외측 형성부와,
상기 안내 케이싱보다 상기 직경 방향 외측 또한 상기 스크롤실 내측 형성부보다 상기 직경 방향 내측에 형성된 원통 지지부를 구비하고,
상기 스크롤실 내측 형성부와 상기 안내 케이싱은, 상기 원통 지지부를 개재하여 접속되고, 상기 스크롤실 내측 형성부와 상기 스크롤실 외측 형성부는 볼트에 의해 체결되고, 그 체결 부분에 소음을 저감시키는 사일런서가 접속되고,
상기 원통 지지부는 회전축 (S) 과 동 중심선을 갖는, 일측은 상기 스크롤실 내측 형성부와 접속하고 타측은 상기 안내 케이싱의 유체 흡입구와 접속하는 단면적이 일정한 원통 형상의 지지부인 것을 특징으로 하는, 컴프레서.
제 1 항에 있어서,
상기 원통 지지부의 상기 직경 방향 외측으로 연장되고, 상기 스크롤실 내측 형성부와 접속되는 제 1 리브를 구비하는, 컴프레서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 안내 케이싱의 상기 직경 방향 외측을 따라 연장되고, 상기 원통 지지부로 둘러싸인 영역에 제 2 리브를 구비하는, 컴프레서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
소음을 저감시키는 사일런서 본체부와, 상기 안내 케이싱에 접속되고, 상기 사일런서 본체부를 통과한 상기 흡입 유체를 상기 임펠러에 유도하는 벨 마우스부와, 상기 벨 마우스부의 상기 직경 방향 외측으로 연장되는 제 3 리브를 포함하는 사일런서를 구비하는, 컴프레서.