KR102104415B1

KR102104415B1 - 압축기

Info

Publication number: KR102104415B1
Application number: KR1020150018133A
Authority: KR
Inventors: 조종재; 조연화; 신봉근; 임강수
Original assignee: 한화파워시스템 주식회사
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2020-04-24
Also published as: KR20160096452A; CN105864102A; US9970455B2; US20160230775A1; CN105864102B

Abstract

본 발명은 압축기를 개시한다. 본 발명은, 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 가능하도록 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러에서 토출된 유체가 안내되는 안내부와, 상기 안내부와 연결되며, 상기 안내부의 유체가 절곡되어 선회하는 스크롤부를 포함하고, 상기 스크롤부의 원형 공간으로 유체가 유입되는 입구의 폭은 상기 안내부의 높이의 1.5배 이상 내지 3.5배이하일 수 있다.

Description

압축기{Compressor}

본 발명은 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기에 관한 것이다.

압축기는 외부로부터 유입되는 유체를 압축하여 외부로 공급하거나 외부 장치로 공급할 수 있다. 이러한 압축기는 일반적으로 하우징, 하우징 내부에 회전 가능하게 설치되는 임펠러, 임펠러로부터 압축된 유체를 안내하는 스크롤부를 포함할 수 있다.

이때, 압축기는 임펠러로부터 압축되어 스크롤부에 공급될 때까지 압력손실이 발생할 수 있다. 이러한 압력손실은 압축기의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 형태의 압축기가 개발되거나 연구되고 있다. 특히 상기와 같은 압력손실을 줄이기 위하여 스크롤부의 형태, 하우징의 형태, 하우징으로부터 스크롤부로 유체가 이동하는 유로의 형태 등에 대해서 다양한 연구 및 제품 개발이 수행되고 있다.

이러한 압축기 등과 같이 유로의 최적화를 위한 기술은 한국등록특허 제0619790호(발명의 명칭 : 송풍용 원심팬의 유로 최적화 구조, 특허권자:엘지전자 주식회사)에 구체적으로 개시되어 있다.

한국등록특허 제0619790호

본 발명의 실시예들은 압축기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면은, 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 가능하도록 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러에서 토출된 유체가 안내되는 안내부와, 상기 안내부와 연결되며, 상기 안내부의 유체가 절곡되어 선회하는 스크롤부를 포함하고, 상기 스크롤부의 원형 공간으로 유체가 유입되는 입구의 폭은 상기 안내부의 높이의 1.5배 이상 내지 3.5배이하인 압축기를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 안내부에 회동 가능하도록 설치되는 디퓨저를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 임펠러의 회전 중심으로부터 상기 안내부의 절곡이 시작되는 지점까지의 제1 거리는 상기 임펠러의 회전 중심으로부터 상기 디퓨저의 트레일링에지(Trailing edge)까지의 제2 거리의 1.15배 이상 내지 1.3배 이하일 수 있다.

본 발명의 실시예들은 압축기의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압축기의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 3은 제2 거리의 크기에 따른 도 1에 도시된 압축기의 압력손실을 보여주는 그래프이다.
도 4는 스크롤부의 원형 공간의 입구 폭에 따른 도 1에 도시된 압축기의 압력손실을 보여주는 그래프이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 압축기(100)는 하우징(110), 임펠러(120), 디퓨저(130), 안내부(140) 및 스크롤부(150)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 원뿔형태로 형성될 수 있으며, 외부로부터 유체가 유입되는 제1 유입구(111)가 형성될 수 있다. 임펠러(120)는 하우징(110)의 내부에 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

안내부(140)는 하우징(110)과 연결될 수 있다. 이때, 안내부(140)는 하우징(110)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 또한, 안내부(140)는 임펠러(120)의 끝단으로부터 임펠러(120)의 원주방향으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 안내부(140)에는 디퓨저(130)가 배치될 수 있다. 이때, 디퓨저(130)는 안내부(140)에 일체로 형성될 수 있으며, 안내부(140)와 별도로 형성되어 조립되는 것도 가능하다.

디퓨저(130)는 안내부(140) 내부로 돌출되도록 형성되는 날개부(131)를 구비할 수 있다. 이때, 날개부(131)는 복수개 구비될 수 있으며, 각 날개부(131)는 익형으로 형성될 수 있다. 복수개의 날개부(131)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

임펠러(120)의 회전 중심(C)으로부터 안내부(140)의 절곡이 시작되는 지점(P1)까지의 제1 거리(L1)는 임펠러(120)의 회전 중심(C)으로부터 날개부(131)의 트레일링에지(Trailing Edge, T.E)까지의 제2 거리(L2)의 1.15배 이상 내지 1.3배 이하일 수 있다. 이때, 제1 거리(L1)가 제2 거리(L2)의 1.15배 미만인 경우 안내부(140)를 통과하는 유체의 압력손실이 커져 압축기(100)의 성능이 저하될 수 있다. 또한, 제1 거리(L1)가 제2 거리(L2)의 1.3배를 초과하는 경우 안내부(140)의 크기가 커짐으로써 압축기(100)의 크기가 너무 커져 장비의 설치 공간을 많이 차지하고 제작비용이 많이 발생하며 압축기(100)를 정밀하게 컨트롤하기 어려워질 수 있다.

한편, 안내부(140)는 하우징(110)과 연결되도록 형성될 수 있다. 이때, 안내부(140)는 하우징(110)의 끝단에 설치되어 임펠러(120)에 의하여 유동하는 유체를 임펠러(120)의 중심으로부터 임펠러(120)의 원주방향으로 안내할 수 있다.

안내부(140)는 적어도 일부분이 절곡되도록 형성될 수 있다. 이때, 안내부(140)는 임펠러(120)의 원주방향으로 유체를 안내하는 제1 안내부(141)와, 제1 안내부(141)로부터 절곡되되록 연결되는 제2 안내부(142)를 포함할 수 있다. 제1 안내부(141)와 제2 안내부(142)는 일정 각도를 형성할 수 있다. 특히 제1 안내부(141)는 제2 안내부(142)와 직각을 형성할 수 있다.

상기와 같은 안내부(140)를 통과하여 스크롤부(150)로 공급되는 유체는 압력손실이 발생할 수 있다. 이때, 스크롤부(150)의 원형 공간(S)으로 유입되는 유체가 유입되는 제2 유입구(151) 부분의 폭(W)에 따라서 상기와 같은 유체의 압력손실이 줄어들 수 있다. 예를 들면, 제2 유입구(151)의 폭(W)이 안내부(140)의 폭(또는 높이)(H)의 1.5배 이상 내지 3.5배 이하일 수 있다. 이때, 제2 유입구(151)의 폭(W)이 안내부(140)의 폭(H)의 1.5배 미만인 경우 유체의 압력손실이 커짐으로써 압축기(100)의 성능이 저하될 수 있다. 또한, 제2 유입구(151)의 폭(W)이 안내부(140)의 폭(H)의 3.5배를 초과하면 장비가 너무 커져서 공간을 많이 차지하고 제작 비용이 많이 발생할 수 있으며 장비의 정밀한 컨트롤이 불가능할 수 있다.

스크롤부(150)는 원형의 공간(S)을 포함할 수 있다. 이때, 안내부(140)를 통하여 유입된 유체는 스크롤부(150)의 원형의 공간(S)에 모여 외부로 배출될 수 있다.

한편, 상기와 같은 압축기(100)의 작동을 살펴보면, 임펠러(120)의 회전에 따라서 하우징(110)으로 유입된 유체는 압축되어 안내부(140)로 이동할 수 있다. 유체는 디퓨저(130)를 통과하여 제1 안내부(141)를 따라서 제2 안내부(142)로 이동할 수 있다. 이때, 유체는 제1 안내부(141)로부터 제2 안내부(142)로 이동할 때 절곡되어 스크롤부(150)로 공급될 수 있다.

스크롤부(150)로 유입된 유체는 스크롤부(150)에 모여 외부의 장치 또는 외부로 공급될 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 유체가 안내부(140)에서 스크롤부(150)로 이동하면서 압력손실이 발생할 수 있다. 이러한 압력손실은 유체의 속도를 저하시키고 유체의 에너지를 소진시킴으로써 압축기(100)의 성능을 저하시킬 수 있다. 그러나 상기와 같이 설계함으로써 유체의 이동시 발생하는 압력손실을 최소화할 수 있다.

따라서 압축기(100)는 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 최적의 크기 및 형상을 제공할 수 있다. 또한, 압축기(100)는 제작비용이 많이 소요되지 않으므로 생산비용을 절감할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100: 압축기
110: 하우징
120: 임펠러
130: 디퓨저
131: 날개부
140: 안내부
141: 제1 안내부
142: 제2 안내부
150: 스크롤부

Claims

하우징;
상기 하우징 내부에 회전 가능하도록 설치되는 임펠러;
상기 임펠러에서 토출된 유체가 안내되는 제1안내부;
상기 제1안내부와 직각을 형성하도록 상기 제1안내부와 연결된 제2안내부;
상기 제1안내부에 배치되는 디퓨저; 및
상기 제2안내부와 연결되며, 상기 제2안내부의 유체가 선회하는 스크롤부;를 포함하고,
상기 스크롤부의 원형 공간으로 유체가 유입되는 입구의 폭은 상기 제1안내부의 높이의 1.5배 이상 내지 3.5배이하이며,
상기 임펠러의 회전 중심으로부터 상기 제1안내부에서 상기 제2안내부로 절곡이 시작되는 지점까지의 제1 거리는 상기 임펠러의 회전 중심으로부터 상기 디퓨저의 트레일링에지(Trailing edge)까지의 제2 거리의 1.15배 이상 내지 1.3배 이하인 압축기.
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