KR102033355B1

KR102033355B1 - 소형 터보 압축기

Info

Publication number: KR102033355B1
Application number: KR1020180015323A
Authority: KR
Inventors: 오준철; 김경민; 최세헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2019-10-17
Also published as: KR20190095837A

Abstract

본 발명은 소형 터보 압축기에 관한 것으로서, 임펠러와 슈라우더 사이에서 발생하는 누설을 저감시킬 수 있는 소형 터보 압축기에 관한 것이다.
회전축과 함께 회전하는 임펠러 임펠러는 임펠러의 블레이드를 감싸는 하우징을 포함하고, 서로 대향하는 하우징 외측면과 임펠러케이싱 내측면 사이에 형성된 임펠러케이싱 유격부에서 임펠러케이싱 내측면으로 임펠러케이싱 요철부가 형성된 소형 터보 압축기를 제공한다.

Description

소형 터보 압축기{Small Size Turbo Compressor}

본 발명은 소형 터보 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 임펠러와 슈라우더 사이에서 발생하는 누설을 저감시킬 수 있는 소형 터보 압축기에 관한 것이다.

압축기는 왕복동식, 스크류식, 터보식으로 크게 분류된다.

왕복동식 압축기는 실린더 내 피스톤의 왕복 운동으로 가스를 압축하는 압축기이고, 스크류식 압축기는 암수 한 쌍의 비틀림 나사산을 가진 두 축의 스크루 로터의 회전에 의해 가스를 압축하는 압축기이다.

터보 압축기는 원심 압축기의 일종으로, 케이싱 내에 후곡 날개의 날개 바퀴를 회전해서 그 원심력으로 기체의 압축을 실행하는 것이다. 터보 압축기는 왕복동식, 스크류식 보다 대용량, 저소음, 낮은 유지 보수 등의 장점을 가진다. 뿐만 아니라 오일이 함유되지 않은 깨끗한 압축기체를 생산할 수 있다.

원심형 터보압축기에서 기체를 압축하는 구성요소로는 기체를 가속시키는 임펠러(IMPELLER)와 가속된 기체흐름을 감속시켜 압력으로 전환시키는 디퓨져(DIFFUSER)로 구성되어 있다. 모터 또는 터빈이 임펠러를 고속 회전시키면 외부기체가 임펠러의 축방향을 따라 흡입되고 흡입된 기체는 임펠러의 원심방향으로 토출될 수 있다.

도 1은 종래 터보 압축기(US2004005228)의 단면도이다. 도시된 바와 같이 임펠러(20)가 회전함에 따라 유입구(42) 내부에 음압이 발생하므로, 기체는 유입구(42)를 통하여 유입될 수 있다.

유입구(42)로 유입된 기체는 임펠러(20)의 축 방향을 따라 흡입되고, 임펠러(20)의 회전에 의한 원심력으로 임펠러(20)의 원심방향으로 토출된다. 그리고, 토출된 기체는 토출유로(40)를 타고 외부로 배출된다.

터보 압축기가 구동될 때 임펠러(20)에 체결되어 회전하는 축(100)의 거동에 의해 임펠러(20)와 슈라우드는 접촉할 수 있다(일반적으로 슈라우드는 임펠러(20)의 블레이드의 날개바퀴를 형성하는 측벽을 일컫는다. 도 1에서 슈라우드는 임펠러케이싱(40)에서 임펠러(20)와 대향하는 내측벽이 될 수 있다.

임펠러(20)와 슈라우드가 접촉하게 되면 고속으로 회전하는 임펠러(20)가 파손되거나 임펠러(20)와 슈라우드의 접촉부위에서 마모가 발생할 수 있다. 따라서, 임펠러(20)와 슈라우드가 접촉하지 않도록 임펠러(20)와 슈라우드 사이는 간극이 요구된다.

임펠러(20)에서 배출되는 기체는 가속된 기체흐름을 감속시켜 압력으로 전환시키는 디퓨저에 의해 고압을 이루므로 토출유로(40) 내부는 유입구(16)보다 고압으로 형성된다. 토출유로(40) 측에서 유입구(16)측으로 임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극을 통하여 기체가 누설될 수 있다.

임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극이 커질수록 임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극을 통하여 누설되는 압축기체의 양이 증가하게 되고, 임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극이 작을수록 임펠러(20)와 슈라우드의 접촉부위에서 마모 또는 파손이 발생할 확률이 증가하게 된다.

터보 압축기는 소형화되고 있는 추세이다. 작은 크기의 터보 압축기는 작은 임펠러(20)를 채용함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 터보 압축기에 사용되는 임펠러(20)를 작게 구성할수록 임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극을 조정하는 것은 쉽지 않다.

임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극은 소형 터보 압축기의 신뢰성과 효율성으로 도출되는 중요한 문제이다.

따라서, 임펠러(20)와 슈라우드가 접촉하지 않도록 임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극을 일정거리로 유지함으로써 신뢰성을 확보하면서도, 임펠러(20)와 슈라우드 사이의 간극으로 압축된 공기의 누설을 저감할 수 있는 방안이 요구된다.

본 발명의 목적은, 임펠러와 케이싱 사이에 비접촉 씰을 적용하여 소형 터보 압축기에서 발생하는 압축공기의 누설을 저감시키기 위함이다.

그리고, 비접촉 씰을 적용할 때 가공기술의 한계를 극복하고 용이하게 임펠러와 케이싱 사이의 간극을 조절하기 위함이다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 내부에 모터수용부를 형성하는 모터케이싱과, 상기 모터수용부에 장착되는 구동모터와, 상기 구동모터와 결합되어 회전력을 전달하는 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하는 임펠러 및 상기 모터케이싱의 단부에 체결되고 내부에 임펠러수용부를 형성하는 임펠러케이싱을 포함하고, 상기 임펠러는 상기 임펠러의 블레이드를 감싸는 하우징을 포함하고, 대향하는 상기 하우징 외측면과 상기 임펠러케이싱 내측면 사이에 형성된 임펠러케이싱 유격부에서 상기 임펠러케이싱 내측면으로 임펠러케이싱 요철부를 형성하여 라비린스 씰이 형성되도록 한 소형 터보 압축기를 제공한다.

그리고, 상기 임펠러케이싱 유격부에서 상기 하우징 외측면에 연질의 코팅부가 형성될 수 있다. 여기에 코팅부에서 발생하는 파티클의 유출을 방지하기 위한 브러시씰이 임펠러케이싱 유격부의 양 단부에 구비될 수 있다.

또한, 요부에 연질 코팅층을 형성하고, 요부에 홈을 배치하여 허니컴 씰 또는 홀 패턴 씰이 형성되도록 함으로써, 누설을 저감할 수도 있다.

본 발명에 따른 터보 압축기에 의하면, 임펠러와 케이싱 사이에 압축공기가 누설되는 것을 저감시킬 수 있다. 따라서, 소형 터보 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 비접촉 씰을 적용할 때 가공 기술의 한계를 극복하고 용이하게 임펠러와 케이싱 사이의 간극을 조절할 수 있다. 따라서, 비접촉 씰을 적용할 때 발생되는 노력과 비용을 저감시킬 수 있다.

도 1은 종래의 터보 압축기의 단면의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 1단으로 구성된 터보 압축기의 단면의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 터보 압축기의 임펠러와 슈라우드의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 4는 도 3의 임펠러의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 임펠러를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기에서 공기가 누설되는 상태를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유격부에 형성된 요철부를 나타낸 개념도이다.
도 8은 도 7의 양단에 브러시씰이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에서 코팅층이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에서 임펠러가 회전함에 따라 코팅층이 변형된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11 은 도 9에서 요부에 홈이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 대해, 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

일반적으로 터보 압축기는 원심 압축기의 일종으로, 케이싱 내에 후곡 날개의 날개 바퀴를 회전해서 그 원심력으로 기체의 압축을 실행하는 것이다.

터보 압축기는 임펠러의 회전력을 이용하여 기체를 축방향으로 흡입하였다가 원심방향으로 토출시키면서 압축하는 것으로 통상 2단 압축식 터보 압축기가 상용화 되었다.

터보 압축기는 왕복동식, 스크류식 보다 대용량, 저소음, 낮은 유지 보수 등의 장점을 가진다. 뿐만 아니라 오일이 함유되지 않은 깨끗한 압축기체를 생산할 수 있다는 장점 때문에 공기조화기나 냉동기 등 다양한 장치에 사용되고 있다.

최근에는 일반 가정용 장치에 사용되는 소형 터보 압축기가 개발되고 있는 실정이다.

터보 압축기는 임펠러의 개수에 따라 단수가 구분되며, 임펠러의 배열형태에 따라서 백 투 백 타입 또는 페이스 투 페이스 타입으로 구분될 수 있다.

백 두 팩 타입은 임펠러의 배면이 서로 마주보도록 배열되는 것이고, 페이스 투 페이스 타입은 임펠러의 흡입단이 서로 마주보도록 배열되는 것이다.

도 2는 터보 압축기의 단면의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 터보 압축기의 임펠러(20)와 슈라우드의 구조를 나타낸 개념도이며, 도 4는 도 3의 임펠러(20)의 사시도이다.

터보 압축기의 기본적인 구조와 구동원리를 살펴보기 위하여, 도 2에는 블레이드(26)가 한 개로 구성된 1단 터보 압축기가 도시되어 있다.

터보 압축기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터케이싱(80), 구동모터(90), 회전축(100), 임펠러(20) 및 임펠러케이싱(40)이 구비될 수 있다.

모터케이싱(80)은 터보 압축기의 외관을 형성하며 내부에는 구동모터(90)가 수용될 수 있는 모터수용부가 형성될 수 있다.

모터수용부에는 구동모터(90)가 수용되고, 구동모터(90)의 회전력을 전달하는 회전축(100)이 임펠러(20)와 연결될 수 있다. 회전축(100)은 구동모터(90)와 직접 연결되거나 임펠러(20)에 고속 회전을 전달하기 위하여 기어비를 달리하는 기어에 치합된 상태로 연결될 수 있다.

모터케이싱(80)의 일단은 회전축(100)이 관통될 수 있도록 홀이 형성된다. 모터케이싱(80)의 일단으로 관통된 회전축(100)은 임펠러(20)와 결합될 수 있다.

임펠러(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전축(100)이 결합되는 결합축(24), 블레이드(26) 및 베이스플레이트(22)를 포함할 수 있다.

블레이드(26)는 결합축(24)에서 방사상으로 형성되고, 블레이드(26) 일측에는 베이스플레이트(22)가 구비된다.

이때, 슈라우드의 역할은 임펠러케이싱(40)에서 임펠러(20)와 대향하는 내측벽이 할 수 있다.

따라서, 임펠러케이싱(40) 내측벽과 임펠러(20) 사이에 형성되는 공간을 통하여 공기는 유동될 수 있다.

한편, 임펠러(20)의 회전에 의하여 유입된 공기를 압축시킬 수 있도록 모터케이싱(80)의 일단에 임펠러케이싱(40)이 결합될 수 있다.

임펠러케이싱(40)은 내부에 임펠러(20)수용부가 형성되어 모터케이싱(80)의 단부에 결합된 상태에서 임펠러(20)가 수용될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

임펠러케이싱(40) 내부에는 임펠러(20)수용부와 연통되어 외부에서 유입된 기체를 축방향으로 안내하는 흡입유로(42)가 형성된다.

흡입유로(42)를 통해 축방향으로 유입된 기체는 임펠러(20)의 회전에 의해 원심방향으로 유동방향이 전환될 수 있다.

유동방향이 전환된 기체는 임펠러케이싱(40) 내부에 원심방향으로 형성된 유로챔버(44) 내부를 통하여 유로챔버(44)와 연통되는 토출유로를 따라 배출될 수 있다.

터보 압축기는 다음과 같이 구동될 수 있다.

구동모터(90)에 전원이 인가되면 구동모터(90)의 회전을 회전축(100)이 전달하게 된다. 회전축(100)은, 도면에는 도시되지 않았지만, 스러스트베어링에 지지되어 마찰이 최소화된 상태에서 회전할 수 있다.

회전축(100) 단부에 결합된 임펠러(20)는 구동모터(90)의 회전에 따라 회전하게 되는데, 임펠러(20)의 회전에 의하여 흡입유로(42) 내부에는 음압이 형성될 수 있다. 따라서, 임펠러케이싱(40) 외부의 기체는 흡입유로(42)를 따라 축방향으로 유동할 수 있다.

흡입유로(42)를 따라 축방향으로 유입되는 공기는 임펠러(20)의 회전에 의하여 원심방향으로 형성된 유로챔버(44)를 타고 유동하며 원심력에 의해 압축될 수 있다.

터보 압축기는 유로챔버(44) 내부의 압력이 유입유로 내부의 압력보다 높게 형성되게 된다.

회전축(100)의 정렬 및 고속회전 상태에 따라 회전축(100)의 정렬이 달라질 수 있기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 임펠러케이싱(40) 내부와 임펠러(20) 사이에는 임펠러케이싱 유격부(50)가 형성될 수 있다.

즉, 임펠러케이싱 유격부(50)는 터보 압축기가 이용되는 장치를 가공할 때, 가공기술의 한계로 인하여 발생하는 부분이다.

압축기의 효율은 실제소요동력에 대한 이론적소요동력에 대한 비율로서 일반적으로 터보 압축기는 압축효율이 0.9 정도를 이룰 수 있다.

여기서, 터보 압축기의 손실은 대부분 임펠러(20)와 케이싱 사이에 형성되는 유격부를 통하여 누설되는 기체에 의해 발생된다.

대형 터보 압축기와 소형 터보 압축기를 비교하면 임펠러(20)와 케이싱 사이에 형성되는 유격부의 간극은 크게 차이가 나지 않다.

임펠러(20)와 케이싱 사이에 형성되는 유격부는 가공기술의 한계에 의해 발생하기 때문이다.

따라서, 터보 압축기가 소형으로 구성될수록 임펠러(20)와 케이싱 사이에 형성되는 유격부를 통한 손실은 더욱 클 수 밖에 없다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 임펠러(20)를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기에서 공기가 누설되는 상태를 나타낸 개념도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유격부에 형성된 요철부를 나타낸 개념도이다.

본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기는, 도 5에 도시된 바와 같이, 결합축(24), 블레이드(26), 베이스플레이트(22) 및 하우징(28)으로 구비된 임펠러(20)가 포함될 수 있다.

결합축(24)은 회전축(100)의 단부에 결합되어 회전축(100)이 모터의 회전력을 전달할 때 회전할 수 있도록 할 수 있다.

임펠러(20)가 회전할 때 결합축(24)에서 방사상으로 형성된 블레이드(26)는 공기의 유동을 조절할 수 있고, 블레이드(26) 일측에는 베이스플레이트(22)가 마련되어 유동하는 공기의 방향을 전환시킬 수 있다.

하우징(28)은 블레이드(26)를 사이에 두고 베이스플레이트(22)와 대향하여 블레이드(26)를 감싸도록 형성될 수 있다.

하우징(28)은 중앙부는 관통되어 임펠러(20)가 회전할 때 축방향으로 공기가 유입되도록 할 수 있다. 하우징(28)과 베이스플레이트(22)는 이격되어 축방향으로 유입된 공기가 원심방향으로 배출되도록 할 수 있다.

하우징(28)은 블레이드(26)를 감싸도록 형성되어 임펠러(20)에서 슈라우드의 기능을 수행하도록 할 수 있다.

하우징(28)이 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기의 임펠러(20)는, 종래의 터보 압축기와는 달리, 블레이드(26)와 (슈라우드 역할을 하는)임펠러케이싱(40) 내측면 사이에서 발생하는 누설을 막을 수 있다.

다만, 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(28) 끝단과 임펠러케이싱(40) 내측면 사이에 임펠러케이싱 유격부(50)가 형성될 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 유로챔버(44) 측에서 흡입유로(42) 측으로 기체의 누설방향(L)을 따라 압축된 기체가 누설될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기는, 도 7에 도시된 바와 같이, 대향하는 하우징(28) 외측면과 임펠러케이싱(40) 내측면 사이에 형성된 임펠러케이싱 유격부(50)에서 임펠러케이싱(40) 내측면으로 임펠러케이싱 요철부(52,54)가 형성될 수 있다.

즉, 임펠러케이싱(40) 내측면에는 하우징(28)과 대향하는 부분에 오목하게 형성된 임펠러케이싱 요부(52)와 볼록하게 형성된 임펠러케이싱 철부(54)가 번갈아 가며 형성될 수 있다.

임펠러케이싱 요철부(52,54)는 임펠러케이싱(40) 내측면에 번갈아 가며 형성되어 임펠러케이싱 유격부(50)를 통하여 유동하는 기체에 난류를 발생시킬 수 있다.

유로챔버(44) 측의 기체가 임펠러케이싱(40) 내측면에 형성된 임펠러케이싱 요철부(52,54)를 지날 때마다 압력이 감소하므로 유로챔버(44) 측에서 흡입유로(42) 측으로 압축된 기체가 누설되는 것을 저감시킬 수 있다.

이때, 임펠러케이싱 유격부(50)에서 하우징(28) 외측면과 임펠러케이싱(40) 내측면 사이의 이격거리가 일정하게 형성될 수 있다.

유로챔버(44) 측은 흡입유로(42) 측보다 상대적으로 고압이 형성되는 부분으로 고압이 되는 유격부 흡입유로 측 간격(D1)과 유격부 유로챔버 측 간격(D2)을 일정하게 유지함으로써 모터가 구동될 때, 임펠러(20)의 거동을 최소화 되도록 하기 위함이다.

도 8은 도 7의 양단에 브러시씰(10)이 형성된 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8에서 코팅층(C)이 형성된 상태를 나타낸 도면이며, 도 10은 도 9에서 임펠러(20)가 회전함에 따라 코팅층(C)이 변형된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기는, 도 8에 도시된 바와 같이, 임펠러케이싱 유격부(50)의 양 단부에 브러시 씰(Brush seal)(10)이 구비될 수 있다.

임펠러케이싱 유격부(50) 양 단부에 미세한 와이어가 밀집된 브러시 씰(10)을 배치하여 유로챔버(44) 측에서 흡입유로(42) 측으로 기체가 누설되는 것을 저감시킬 수 있다.

그리고, 아래에서 설명할 연질의 코팅층(C)이 마도되며 발생하는 파티클이 임펠러케이싱 유격부(50)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 브러시 씰(10)은 소형 터보 압축기는 오일리스 압축기이기 때문에 연질의 코팅층(C)이 마모되며 발생하는 파티클이 임펠러케이싱 유격부(50)에서 이탈되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 임펠러케이싱 유격부(50)에서 하우징(28) 외측면에 연질의 코팅층(C)가 형성될 수 있다.

연질의 코팅층(C)는 임펠러케이싱(40)을 구성하고 있는 재료보다 강도가 약하고 마모성이 있는 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

임펠러케이싱 유격부(50)에서 임펠러케이싱(40) 내측면으로 형성된 임펠러케이싱 철부(54)와 하우징(28) 사이에는 간극이 형성된다. 이는 위에서도 설명하였지만 가공기술의 한계에서 발생하게 된다.

유로챔버(44) 측에서 흡입유로(42) 측으로 기체가 누설될 때, 임펠러케이싱 요철부(52,54)를 통과하게 된다. 요철부(52,54)는 공간을 복수개로 구획하여 구획된 각 공간 사이의 압력차를 감소시킴으로써, 기체의 누설을 저감하는 효과를 가져온다. 다시말해, 요철부(52,54)는 라비린스 씰(Labrinth seal)을 형성하게 된다.

이를 위하여, 하우징(28) 측에는 도 10에 도시된 바와 같이 임펠러케이싱 요철부(52,54)와 상보적인 형상의 구조가 형성되는 것이 바람직하다.

임펠러케이싱 유격부(50)에서 하우징(28) 외측면에 코팅층(C)를 형성함으로써 임펠러케이싱 요철부(52,54)와 상보적인 형상의 구조를 용이하게 형성할 수 있다.

가령, 도 9에 도시된 바와 같이, 임펠러케이싱 유격부(50)에서 하우징(28) 외측면에 연질의 코팅층(C)를 임펠러케이싱 철부(54)와 밀착되도록 마련할 수 있다.

그러면, 임펠러(20)가 회전하면서 임펠러케이싱 요철부(52,54)와 하우징(28) 외측면에 형성된 연질의 코팅층(C)가 서로 마찰하며, 하우징(28) 외측면에 형성된 연질의 코팅층(C)가 도 10에 도시된 바와 같이 임펠러케이싱 요철부(52,54)와 상보적인 형상으로 형성될 수 있다.

도 11은 도 9에서 임펠러케이싱 요부에 홈(H)이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.

임펠러케이싱 요부(52)에 형성된 홈은 그 내부에 기체를 가둠으로써 기체간의 점성에 의하여 또는 통과하는 기체에 난류가 발생하도록 함으로써 누설 유량을 저감하는 효과를 가져온다. 다시말해 홈(H)을 벌집 구조로 조밀하게 배치되어 허니 컴 씰(Honey comb seal)을 형성할 수 있으며, 일정한 패턴 형태로 배치하여 홀 패턴 씰(Hole pattern seal)을 형성할 수 있다.

다시말해, 요부(52)에 홀을 배치하여 허니 컴 씰 또는 홀 패턴 씰이 형성되도록 함으로써, 유로챔버(44) 측에서 흡입유로(42) 측으로 누설되는 기체를 저감시킬 수 있다.

한편, 대향하는 하우징(28) 외측면과 임펠러케이싱(40) 내측면 사이에 형성된 임펠러케이싱 유격부(50)와 마찬가지로, 대향하는 하우징(28) 외측면과 모터케이싱(80) 내측면 사이에는 모터케이싱 유격부(70)가 형성될 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 모터케이싱 유격부(70)에서 모터케이싱(80) 내측면으로 모터케이싱(80) 요철부가 형성될 수 있다.

이때, 모터케이싱 유격부(70)에서 하우징(28) 외측면과 모터케이싱(80) 내측면 사이의 이격거리가 일정하게 형성될 수 있다. 이는, 유로챔버(44) 측은 고압으로 유지되는 부분으로 모터케이싱 유격부(70)에서 고압부와 저압부의 간격을 일정하게 유지함으로써 모터가 구동될 때, 임펠러(20)의 거동을 최소화 되도록 하기 위함이다.

그리고, 모터케이싱 유격부(70)에서 하우징(28) 외측면에 연질의 코팅층(C)가 형성될 수 있다.

또한, 모터케이싱 유격부(70) 양 단부에 브러시씰(10)이 구비될 수 있으며, 모터케이싱 요부(72)에는 다수의 홈(H)이 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

10: 브러시씰 20: 임펠러
22: 베이스플레이트 24: 결합축
26: 블레이드 28: 하우징
40: 임펠러케이싱 42: 흡입유로
44: 유로챔버 46: 토출유로
50: 임펠러케이싱 유격부 52: 임펠러케이싱 요부
54: 임펠러케이싱 철부 70: 모터케이싱 유격부
72: 모터케이싱 요부 74: 모터케이싱 철부
80: 모터케이싱 90: 구동모터
100: 회전축 L: 기체의 누설방향
C: 코팅층
H: 요부에 형성된 홈
D1: 유격부 흡입유로 측 간격
D2: 유격부 유로챔버 측 간격

Claims

내부에 모터수용부를 형성하는 모터케이싱;
상기 모터수용부에 장착되는 구동모터;
상기 구동모터와 결합되어 회전력을 전달하는 회전축;
상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하는 임펠러; 및
상기 모터케이싱의 단부에 체결되고 내부에 임펠러수용부를 형성하며, 상기 임펠러수용부와 연통되어 외부에서 유입된 기체를 축방향으로 안내하는 흡입유로와, 상기 임펠러수용부와 연통되어 원심방향으로 형성되는 유로챔버 및 상기 유로챔버와 연통되는 토출유로로 구비되는 임펠러케이싱;을 포함하고,
상기 임펠러는 상기 임펠러의 블레이드를 감싸는 하우징을 포함하고,
대향하는 상기 하우징 외측면과 상기 임펠러케이싱 내측면 사이에 형성된 임펠러케이싱 유격부에서 상기 임펠러케이싱 내측면으로 임펠러케이싱 요철부가 형성되어, 상기 요철부 사이의 공간이 복수개로 구획되어 라비린스 씰(Labrinth seal)을 형성하며,
상기 임펠러케이싱 유격부에서 상기 하우징 외측면에 연질의 코팅부가 형성되고,
상기 코팅부의 파티클 유출을 방지하기 위하여 상기 임펠러케이싱 유격부의 양 단부에 브러시 씰(Brush seal)이 구비되며,
상기 임펠러케이싱 요부에는 다수의 홈이 형성되어 허니컴 씰(Honey comb seal) 또는 홀 패턴 씰(Hole pattern seal)을 형성하는 것을 특징으로 하는 소형 터보 압축기.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 임펠러케이싱 유격부에서 상기 하우징 외측면과 상기 임펠러케이싱 내측면 사이의 이격거리가 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 터보 압축기.
삭제
모터케이싱 내부에 형성되는 모터수용부에 장착되는 구동모터;
상기 구동모터와 결합되어 회전력을 전달하는 회전축;
상기 회전축에 결합되는 결합축, 상기 결합축에서 방사상으로 형성되는 블레이드, 상기 블레이드 일측에 형성되는 베이스플레이트 및 상기 블레이드를 감싸는 하우징을 포함하는 임펠러; 및
상기 모터케이싱의 단부에 체결되고 내부에 임펠러수용부를 형성하며, 상기 임펠러수용부와 연통되어 외부에서 유입된 기체를 축방향으로 안내하는 흡입유로와, 상기 임펠러수용부와 연통되어 원심방향으로 형성되는 유로챔버 및 상기 유로챔버와 외부를 연통시키는 토출유로로 구비되는 임펠러케이싱;을 포함하고,
대향하는 상기 하우징 외측면과 상기 임펠러케이싱 내측면 사이에 형성된 임펠러케이싱 유격부에서 상기 임펠러케이싱 내측면으로 임펠러케이싱 요철부가 형성되고,
대향하는 상기 하우징 외측면과 상기 모터케이싱 내측면 사이에 형성된 모터케이싱 유격부에서 상기 모터케이싱 내측면으로 모터케이싱 요철부가 형성되어, 상기 요철부 사이의 공간이 복수개로 구획되어 라비린스 씰(Labrinth seal)을 형성하며,
상기 임펠러케이싱 유격부에서 상기 하우징 외측면에 연질의 코팅부가 형성되고,
상기 모터케이싱 유격부에서 상기 하우징 외측면에 연질의 코팅부가 형성되며,
상기 각각의 코팅부의 파티클 유출을 방지하기 위하여 상기 임펠러케이싱 유격부 및 상기 모터케이싱 유격부 양 단부에 브러시 씰(Brush seal)이 구비되고,
상기 임펠러케이싱 요부 및 상기 모터케이싱 요부에는 다수의 홈이 형성되어 허니컴 씰(Honey comb seal) 또는 홀 패턴 씰(Hole pattern seal)을 형성하는 것을 특징으로 하는 소형 터보 압축기.
삭제
삭제
제 6 항에 있어서,
상기 임펠러케이싱 유격부에서 상기 하우징 외측면과 상기 임펠러케이싱 내측면 사이의 이격거리가 일정하게 형성되고,
상기 모터케이싱 유격부에서 상기 하우징 외측면과 상기 모터케이싱 내측면 사이의 이격거리가 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 터보 압축기.
삭제