KR102104416B1 - Centrifugal compressor - Google Patents

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KR102104416B1
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김승민
조수웅
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한화파워시스템 주식회사
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    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors

Abstract

본 발명의 일 실시예에 관한 원심 압축기는, 회전 운동으로 유체에 원심력을 부여하는 임펠러와, 임펠러를 회전 가능하도록 지지하는 스크롤과, 임펠러와 소정 간격 이격되도록 배치되어 스크롤과 결합되는 쉬라우드와, 스크롤과 쉬라우드의 사이에 형성되는 내부공간의 스크롤 측에 설치되어, 유체의 유동을 가이드하는 적어도 하나의 디퓨져 베인을 지지하는 디퓨저 플레이트와, 제1 두께를 갖도록 형성되어 스크롤과 쉬라우드의 결합면에 설치되는 제1 중간부재와, 제2 두께를 갖도록 형성되어 스크롤과 디퓨저 플레이트의 결합면에 배치되는 제2 중간부재를 포함한다.The centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention includes an impeller that imparts centrifugal force to a fluid through a rotational motion, a scroll that supports the impeller to be rotatable, a shroud arranged to be spaced apart from the impeller, and coupled to the scroll, It is installed on the scroll side of the inner space formed between the scroll and the shroud, and a diffuser plate supporting at least one diffuser vane to guide the flow of the fluid, and a combined surface of the scroll and the shroud formed to have a first thickness It includes a first intermediate member installed on the second intermediate member is formed to have a second thickness and disposed on the engagement surface of the scroll and the diffuser plate.

Description

원심 압축기{Centrifugal compressor}Centrifugal compressor

본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원심 압축기에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a device, and more particularly to a centrifugal compressor.

원심 압축기는 회전 운동을 하는 임펠러를 이용하여 유체에 원심력을 부여함으로써, 유체가 압축되도록 하는 장치이다.Centrifugal compressors are devices that compress fluid by applying centrifugal force to a fluid using an impeller that rotates.

원심 압축기는 일반적으로 구동력을 생산하는 구동부와, 구동부와 연결되는 기어 유닛과, 기어 유닛이 내부에 설치되는 기어박스와, 기어박스에 삽입되어 기어유닛과 연결되는 회전축와, 회전축에 연결되어 회전하는 임펠러와, 임펠러를 지지하는 스크롤과, 스크롤과 결합하여 유체가 유동하는 내부 공간을 형성하는 쉬라우드를 포함할 수 있다.Centrifugal compressors generally include a driving unit that produces a driving force, a gear unit connected to the driving unit, a gearbox in which the gear unit is installed, a rotating shaft inserted into the gearbox and connected to the gear unit, and an impeller connected to the rotating shaft to rotate. And, it may include a scroll for supporting the impeller, and a shroud combined with the scroll to form an inner space through which the fluid flows.

임펠러와 쉬라우드 사이에 형성되는 간극은 원심 압축기의 효율에 큰 영향을 미치는 요인으로, 필요 이상의 큰 간극을 갖도록 임펠러와 쉬라우드가 배치될 경우에는 유체의 압축 효율을 저하시킬 수 있으며, 반대로 필요보다 임펠러와 쉬라우드가 가깝게 배치될 경우에는 상호간의 마찰으로 인한 진동이 발생할 수 있으며, 더 나아가 부품이 파손되는 큰 위험을 초래할 수도 있다.The gap formed between the impeller and the shroud is a factor that greatly affects the efficiency of the centrifugal compressor. When the impeller and the shroud are arranged to have a larger gap than necessary, the compression efficiency of the fluid may be reduced, and conversely, When the impeller and the shroud are disposed close together, vibration due to friction between each other may occur, and further, a large risk of component damage may occur.

한편, 공개특허공보 2006-0084060호에서는 임펠러와 인접하는 쉬라우드의 표면을 저경도 재질로 코팅하는 압축기 기술이 개시되어 있다.On the other hand, Patent Publication No. 2006-0084060 discloses a compressor technology for coating a surface of a shroud adjacent to an impeller with a low hardness material.

한국 공개 특허 제2006-0084060호. (2006.7.21. 공개)Korean Patent Publication No. 2006-0084060. (Released on 21.200.200)

본 발명의 실시예들은 임펠러와 쉬라우드 사이의 간극을 조절할 수 있는 원심 압축기를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.The main object of the embodiments of the present invention is to provide a centrifugal compressor capable of adjusting the gap between the impeller and the shroud.

본 발명의 일 실시예에 관한 원심 압축기는, 회전 운동으로 유체에 원심력을 부여하는 임펠러와, 임펠러를 회전 가능하도록 지지하는 스크롤과, 임펠러와 소정 간격 이격되도록 배치되어 스크롤과 결합되는 쉬라우드와, 스크롤과 쉬라우드의 사이에 형성되는 내부공간의 스크롤 측에 설치되어, 유체의 유동을 가이드하는 적어도 하나의 디퓨져 베인을 지지하는 디퓨저 플레이트와, 제1 두께를 갖도록 형성되어 스크롤과 쉬라우드의 결합면에 설치되는 제1 중간부재와, 제2 두께를 갖도록 형성되어 스크롤과 디퓨저 플레이트의 결합면에 배치되는 제2 중간부재를 포함한다.The centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention includes an impeller that imparts centrifugal force to a fluid through a rotational motion, a scroll that supports the impeller to be rotatable, a shroud arranged to be spaced apart from the impeller, and coupled to the scroll, It is installed on the scroll side of the inner space formed between the scroll and the shroud, and a diffuser plate supporting at least one diffuser vane to guide the flow of the fluid, and a combined surface of the scroll and the shroud formed to have a first thickness It includes a first intermediate member installed on the second intermediate member is formed to have a second thickness and disposed on the engagement surface of the scroll and the diffuser plate.

여기서, 제1 두께 및 제2 두께는 가변적이며, 제1 두께 및 제2 두께를 조절함에 따라 임펠러와 쉬라우드 사이의 간격이 가변적인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the first thickness and the second thickness are variable, and the gap between the impeller and the shroud is variable as the first thickness and the second thickness are adjusted.

여기서, 제1 두께와 제2 두께는 실질적으로 대응하는 두께를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the first thickness and the second thickness may be characterized as having a substantially corresponding thickness.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 관한 원심 압축기에 의하면, 임펠러와 쉬라우드 사이의 간극을 조절함으로써 원심 압축기의 효율 및 성능을 향상시키는 동시에 진동 및 파손의 위험을 줄일 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the centrifugal compressor according to the embodiment of the present invention as described above, by adjusting the gap between the impeller and the shroud, it is possible to improve the efficiency and performance of the centrifugal compressor while reducing the risk of vibration and breakage. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 원심 압축기를 개략적으로 나타낸 일부 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 일부 단면도이다.
도 3은 도 1의 B 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 일부 단면도이다.
도 4는 도 1의 C 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 일부 단면도이다.
도 5는 도 1의 원심 압축기의 조립 과정 중 일부를 개략적으로 나타내는 일부 단면도이다.
1 is a partial cross-sectional view schematically showing a centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing an enlarged portion A of FIG. 1.
3 is a partial cross-sectional view schematically showing an enlarged portion B of FIG. 1.
4 is a partial cross-sectional view schematically showing an enlarged portion C of FIG. 1.
5 is a partial cross-sectional view schematically showing a part of the assembly process of the centrifugal compressor of FIG. 1.

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.The present invention will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims. Meanwhile, the terms used in the present specification are for explaining the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" refers to the components, steps, operations and / or elements mentioned above, the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or do not exclude additions. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by terms. The terms are used only to distinguish one component from other components.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 원심 압축기의 개략적인 일부 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 일부 단면도이며, 도 3은 도 1의 B 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 일부 단면도이고, 도 4는 도 1의 C 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 일부 단면도이다.1 is a schematic partial cross-sectional view of a centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged portion A of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged portion B of FIG. 1 It is a schematic partial cross-sectional view, and FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged portion C of FIG. 1.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 원심 압축기(100)는 임펠러(110)와, 스크롤(120)과, 쉬라우드(130)와, 디퓨져 플레이트(140)와, 제1 중간부재(150) 및 제2 중간부재(160)를 구비한다.1 to 4, the centrifugal compressor 100 according to the present embodiment includes an impeller 110, a scroll 120, a shroud 130, a diffuser plate 140, and a first intermediate member It has a 150 and the second intermediate member 160.

임펠러(110)는 원심 압축기(100)의 내부 공간에 제1 회전중심축(C1)을 중심으로 고속으로 회전 가능하도록 설치된다. 즉, 임펠러(110)는 제1 회전중심축(C1)을 따라 설치되는 회전축(110a)을 중심으로 회전 운동하여 원심 압축기(100)의 유입로(105)를 따라 흐르는 유체에 원심력을 부여할 수 있다. 이때, 임펠러(110)의 회전축(110a)은 후술할 스크롤(120)에 메카니컬 씰(미도시) 등에 의해 결합됨으로써, 스크롤(120)에 대해 회전 가능하면서도 그 결합부분으로 유체가 새지 않도록 할 수 있다.The impeller 110 is installed in the inner space of the centrifugal compressor 100 to be rotatable at a high speed around the first rotational central axis C1. That is, the impeller 110 may rotate to the center of the rotation shaft 110a installed along the first rotational center axis C1 to impart centrifugal force to the fluid flowing along the inlet passage 105 of the centrifugal compressor 100. have. At this time, the rotating shaft 110a of the impeller 110 is coupled to a scroll 120, which will be described later, by a mechanical seal (not shown) or the like, so that it is rotatable with respect to the scroll 120, but can prevent fluid from leaking to its engaging portion. .

또한, 임펠러(110)는 회전축(110a)을 중심으로 방사상으로 형성되는 복수개의 블레이드(111)를 구비할 수 있다. 이러한 블레이드(111)들은 임펠러(110)의 회전에 따라 함께 회전하며, 이를 통해 유입로(105)를 따라 유입되는 유체를 방사상으로 강제 이동시킬 수 있다.In addition, the impeller 110 may include a plurality of blades 111 formed radially around the rotation shaft 110a. The blades 111 rotate together with the rotation of the impeller 110, and through this, the fluid flowing along the inflow path 105 may be forcibly moved radially.

스크롤(120)은 임펠러(110)를 회전 가능하도록 지지하며, 내부에 임펠러(110)에 의해 증가된 유동 속도를 갖는 유체가 임펠러(110)의 회전 방향을 따라 유동할 수 있도록 형성되는 볼류트(121)를 구비한다. 여기서, 볼류트(121)는 스파이럴(spiral) 형태의 빈 공간으로써, 원주방향을 따라 변화하는 넓이의 단면을 가지며, 볼류트(121) 단면의 넓이가 변화함에 따라서 볼류트(121)의 폭도 함께 변화하게 된다.The scroll 120 supports the impeller 110 to be rotatable, and a volute formed to allow a fluid having an increased flow rate by the impeller 110 therein to flow along the rotational direction of the impeller 110 ( 121). Here, the volute 121 is a helical (spiral) empty space, having a cross section of a width that changes along the circumferential direction, the width of the volute 121 as the width of the cross section of the volute 121 changes Will change.

더 상세히 설명하면, 볼류트(121)의 내부에서 유동하는 유체는 일반적으로 점차적으로 넓어지는 단면을 통과함에 따라 동압(dynamic pressure)이 정압(static pressure)로 변화하는 과정을 거친다. 이러한 과정을 거치면서, 원심 압축기(100)의 압력 상승 효과가 증대되며, 이렇게 유동하는 유체가 모여 송출관(미도시) 쪽으로 인도되어 원심 압축기(100) 외부로 배출될 수 있다.In more detail, the fluid flowing inside the volute 121 generally undergoes a process in which dynamic pressure changes to static pressure as it passes through a gradually widening section. Through this process, the effect of increasing the pressure of the centrifugal compressor 100 is increased, and the fluids flowing in this way can be collected and guided toward a delivery pipe (not shown) to be discharged outside the centrifugal compressor 100.

쉬라우드(130)는 임펠러(110)와 소정 간격 이격되도록 배치되어 스크롤(120)과 결합할 수 있다. 전술한 스크롤(120)과 쉬라우드(130)는 상호 결합되어, 임펠러(110) 및 후술할 디퓨져 플레이트(140)를 수용할 수 있는 공간을 형성한다. 여기서, 스크롤(120)과 쉬라우드(130)는 서로 볼트(B)와 같은 체결 수단에 의해서 상호 결합될 수 있다.The shroud 130 may be arranged to be spaced apart from the impeller 110 at a predetermined distance to be combined with the scroll 120. The above-described scroll 120 and shroud 130 are mutually coupled to form a space for accommodating the impeller 110 and the diffuser plate 140 to be described later. Here, the scroll 120 and the shroud 130 may be mutually coupled to each other by fastening means such as bolts (B).

디퓨져 플레이트(140)는 스크롤(120)과 쉬라우드(130) 사이에 형성되는 전달유로(P)에서 스크롤(120) 측에 설치될 수 있으며, 임펠러(110)에서 배출되는 유체를 볼류트(121) 측으로 가이드하는 기능을 수행하는 복수개의 디퓨저 베인(141)을 구비할 수 있다.The diffuser plate 140 may be installed on the scroll 120 side in the transmission flow path P formed between the scroll 120 and the shroud 130, and the fluid discharged from the impeller 110 is volute 121 ) It may be provided with a plurality of diffuser vanes (141) to perform the function of guiding to the side.

복수개의 디퓨저 베인(141)은 임펠러(110)를 중심으로 그 둘레를 따라 원주를 그리도록 설치되며, 임펠러(110)로부터 멀어지는 방향으로 연장되도록 형성된다. 상세히, 디퓨저 베인(141)은 에어포일(airfoil) 형상의 단면을 가지나 이에 한정되지 않으며, 웨지(wedge) 형태와 같은 다른 형상의 단면으로 형성될 수도 있다. 이러한 디퓨저 베인(141)들은 가변 디퓨저 베인으로써, 제2 회전중심축(C2)을 중심으로 소정의 각도로 회동 가능하도록 설치될 수 있다.The plurality of diffuser vanes 141 are installed to draw a circumference along the circumference around the impeller 110, and are formed to extend in a direction away from the impeller 110. In detail, the diffuser vane 141 has a cross section of an airfoil shape, but is not limited thereto, and may be formed of a cross section of another shape such as a wedge shape. The diffuser vanes 141 may be installed to be rotatable at a predetermined angle around the second rotational center axis C2 as a variable diffuser vane.

한편, 디퓨저 플레이트(140)와 복수개의 디퓨저 베인(141)은 일체로 형성된 형태가 될 수 있으며, 또한 디퓨저 플레이트(140)에 디퓨저 베인(141)이 부착된 형태가 될 수 있다.Meanwhile, the diffuser plate 140 and the plurality of diffuser vanes 141 may be integrally formed, or may be in the form of a diffuser vane 141 attached to the diffuser plate 140.

도 2를 참조하면, 제1 중간부재(150)는 제1 두께(TA)를 갖도록 형성되어, 스크롤(120)과 쉬라우드(130)의 결합면에 설치될 수 있다. 이러한 제1 중간부재(150)의 존재로 인해, 쉬라우드(130)는 제1 중간부재(150)가 설치되지 않았을 경우보다 임펠러(110)로부터 더 멀어진 위치에서 스크롤(120)과 결합하게 된다. 이는, 제1 중간부재(150)의 제1 두께(TA)를 조절함으로써 임펠러(110)와 쉬라우드(130)의 사이의 간극(DI, DO)(도 4 참조)를 조절할 수 있음을 의미한다. 이러한 구성과 그 효과에 대해서는 더 상세하게 후술하기로 한다.Referring to FIG. 2, the first intermediate member 150 is formed to have a first thickness TA, and may be installed on a coupling surface of the scroll 120 and the shroud 130. Due to the presence of the first intermediate member 150, the shroud 130 is engaged with the scroll 120 at a position further away from the impeller 110 than when the first intermediate member 150 is not installed. This means that the gaps (DI, DO) between the impeller 110 and the shroud 130 can be adjusted by adjusting the first thickness TA of the first intermediate member 150. . This configuration and its effect will be described later in more detail.

도 3을 참조하면, 제2 중간부재(160)는 제2 두께(TB)를 갖도록 형성되어, 스크롤(120)과 디퓨저 플레이트(140)의 결합면에 설치될 수 있다. 상세히, 제2 중간부재(160)는 스크롤(120)의 내측면에 함몰되도록 형성되는 안착면(120a)에 설치될 수 있다. 안착면(120a)은 소정의 깊이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이러한 안착면(120a)에는 제2 중간부재(160)와 디퓨저 플레이트(140)가 쉬라우드(130)를 향하는 방향으로 차례대로 설치될 수 있다.Referring to FIG. 3, the second intermediate member 160 is formed to have a second thickness TB, and may be installed on a coupling surface of the scroll 120 and the diffuser plate 140. In detail, the second intermediate member 160 may be installed on the seating surface 120a formed to be recessed on the inner surface of the scroll 120. The seating surface 120a may be formed to have a predetermined depth, and the second intermediate member 160 and the diffuser plate 140 may be sequentially installed on the seating surface 120a in a direction toward the shroud 130. You can.

이때, 제2 중간부재(160)의 제2 두께(TB)와, 제2 중간부재(160) 상에 설치되는 디퓨저 플레이트(140)의 두께를 합한 두께는 안착면(120a)의 깊이에 대응되도록 결정된다. 그리고, 쉬라우드(130)와 디퓨저 플레이트(140) 사이에 형성되는 전달유로(P)에는 디퓨저 베인(141)이 설치될 수 있다.At this time, the thickness of the second intermediate member 160 combined with the second thickness TB and the thickness of the diffuser plate 140 installed on the second intermediate member 160 is to correspond to the depth of the seating surface 120a. Is decided. In addition, a diffuser vane 141 may be installed in a transmission flow path P formed between the shroud 130 and the diffuser plate 140.

이러한 제1 중간부재(150)와 제2 중간부재(160)는 스크롤(120)과 쉬라우드(130)의 결합면 및 스크롤(120)과 디퓨저 플레이트(140)의 사이에 설치되는 일체형의 링(Ring)형으로 제작될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 중간부재(150)와 제2 중간부재(160)는 링 형상으로 제작되어 복수 개로 분할되어 원심 압축기(100)에 설치될 수도 있다. 예를 들어, 제1 중간부재(150)와 제2 중간부재(160)는 반호 형상인 두 개의 부재로 제작될 수 있으며, 그러한 반호 형상의 부재가 또 다시 각각 두 개로 나뉘어 총 네 개의 부재로 구성될 수도 있다.The first intermediate member 150 and the second intermediate member 160 are an integral ring installed between the engagement surface of the scroll 120 and the shroud 130 and between the scroll 120 and the diffuser plate 140 ( Ring) type, but the present invention is not limited thereto. That is, the first intermediate member 150 and the second intermediate member 160 may be manufactured in a ring shape and divided into a plurality of pieces to be installed in the centrifugal compressor 100. For example, the first intermediate member 150 and the second intermediate member 160 may be made of two members having an arc shape, and such an arc-shaped member is further divided into two, each consisting of four members. It may be.

전술한 제1 두께(TA) 및 제2 두께(TB)는 가변적이며, 제1 두께(TA) 및 제2 두께(TB)를 조절함에 따라 임펠러(110)와 쉬라우드(130) 사이의 간격이 가변적인 것을 특징으로 할 수 있다. 다음으로, 도 4를 참조하여 제1 중간부재(150)의 제1 두께(TA) 및 제2 중간부재(160)의 제2 두께(TB)와, 임펠러(110)와 쉬라우드(130)의 사이의 간극(DI, DO) 사이의 관계에 대해 설명하기로 한다.The above-described first thickness TA and second thickness TB are variable, and the gap between the impeller 110 and the shroud 130 is adjusted by adjusting the first thickness TA and the second thickness TB. It can be characterized as variable. Next, referring to FIG. 4, the first thickness TA of the first intermediate member 150 and the second thickness TB of the second intermediate member 160, the impeller 110 and the shroud 130 The relationship between the gaps DI and DO will be described.

설명의 편의를 위해, 임펠러(110)와 쉬라우드(130)의 사이에 형성되는 간극 중 유입로(105)와 인접하는 곳의 간극을 유입 간극(DI)이라고 정의하고, 전달유로(P)와 인접하는 곳의 간극을 유출 간극(DO)라고 정의하기로 한다.For convenience of description, a gap formed between the impeller 110 and the shroud 130 and the inflow path 105 adjacent to the gap is defined as the inflow gap DI, and the transmission flow path P and The adjacent gap will be defined as the outflow gap (DO).

일반적으로, 임펠러(110)와 쉬라우드(130)의 사이에 형성되는 간극인 유입 간극(DI) 및 유출 간극(DO)은 원심 압축기(100)의 성능에 큰 영향을 미치는 설계 조건으로, 유입 간극(DI) 및 유출 간극(DO)이 지나치게 크게 형성되는 경우에는 원심 압축기(100)의 효율이 반감될 수 있다.In general, the gap formed between the impeller 110 and the shroud 130, the inflow gap DI and the outflow gap DO are design conditions that greatly affect the performance of the centrifugal compressor 100, the inflow gap When the (DI) and the outflow gap DO are formed too large, the efficiency of the centrifugal compressor 100 may be halved.

한편, 유입 간극(DI)과 유출 간극(DO)이 작게 형성되는 경우에는 원심 압축기(100)의 작동 시 임펠러(110)와 쉬라우드(130)의 마찰이 발생할 수 있으며, 이로 인해 원심 압축기(100)의 진동이 크게 증가할 수 있다. 이러한 원심 압축기(100)의 진동으로 인해, 원심 압축기(100)가 비상 정지되거나 더 심한 경우에는 원심 압축기(100) 내부가 파손될 수도 있다.On the other hand, when the inlet gap DI and the outlet gap DO are formed to be small, friction between the impeller 110 and the shroud 130 may occur when the centrifugal compressor 100 is operated, which causes the centrifugal compressor 100 ) Can greatly increase the vibration. Due to the vibration of the centrifugal compressor 100, when the centrifugal compressor 100 is emergency-stopped or more severe, the inside of the centrifugal compressor 100 may be damaged.

따라서, 이러한 위험 요인들을 회피하여 최적의 유입 간극(DI)과 유출 간극(DO)을 갖도록 임펠러(110)와 쉬라우드(130)를 결합할 필요성이 있으나, 일반적인 경우 유입 간극(DI) 및 유출 간극(DO)은 1mm 이하의 매우 작은 값을 가지므로, 제작 공차, 조립 공차 및 각 부품의 변형, 운용 상의 조건 변경 등의 요인들에 의해 임펠러(110)와 쉬라우드(130) 사이의 간극의 정확한 값을 조립 전에 예측하는데 한계가 있어왔다.Therefore, it is necessary to combine the impeller 110 and the shroud 130 to have the optimal inflow gap DI and outflow gap DO by avoiding these risk factors, but in general, the inflow gap DI and the outflow gap (DO) has a very small value of 1 mm or less, so the exact gap between the impeller 110 and the shroud 130 may be affected by factors such as manufacturing tolerances, assembly tolerances, deformation of each part, and changes in operating conditions. There have been limitations in predicting values prior to assembly.

전술한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 원심 압축기(100)는 제1 중간부재(150)와 제2 중간부재(160)를 각각 스크롤(120)과 쉬라우드(130)의 결합면과 스크롤(120)과 디퓨저 플레이트(140) 사이에 설치하여 임펠러(110)와 쉬라우드(130) 사이의 간극을 조정하는 것을 특징으로 한다.To solve the above-described problems, the centrifugal compressor 100 according to an embodiment of the present invention combines the first intermediate member 150 and the second intermediate member 160 with the scroll 120 and the shroud 130, respectively. It is characterized in that it is installed between the surface and the scroll 120 and the diffuser plate 140 to adjust the gap between the impeller 110 and the shroud 130.

다음으로 도 5를 참조하여, 제1 중간부재(150)와 제2 중간부재(160)의 두께를 결정하기 위한 원심 압축기(100)의 조립 공정에 대해 설명하기로 한다.Next, with reference to FIG. 5, the assembly process of the centrifugal compressor 100 for determining the thickness of the first intermediate member 150 and the second intermediate member 160 will be described.

도 5는 도 1의 원심 압축기의 조립 과정 중 일부를 개략적으로 나타내는 일부 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view schematically showing a part of the assembly process of the centrifugal compressor of FIG. 1.

도 5는 임펠러(110)와 인접하는 쉬라우드(130)의 내측면 중 전달유로(P) 측의 일부 내측면에 소정의 두께를 갖는 마모부(AB)가 부착된 모습을 나타낸다. 마모부(AB)는 유입 간극(DI) 또는 유출 간극(DO) 마모부(AB)는 유출 간극(DO)보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하며, 원심 압축기(100)를 수차례 시험 구동함에 따라 구동 중의 유출 간극(DO)에 해당하는 두께를 제외한 나머지 부분이 마모될 수 있다.5 shows a state in which a wear part AB having a predetermined thickness is attached to a part of the inner surface of the transmission passage P side among the inner surfaces of the shroud 130 adjacent to the impeller 110. The wear portion AB is preferably formed thicker than the inflow gap DI or the outflow gap DO and the wear gap AB is being driven as the centrifugal compressor 100 is tested and driven several times. Except for the thickness corresponding to the outflow gap DO, the remaining portion may be worn.

마모부(AB)의 재료로는 흑연이 사용될 수 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 마모부(AB)는 원심 압축기(100)의 내부와 같이 고온 고압의 환경에서도 물성이 변하지 않는 우수한 내열성을 지닌 재료나, 원심 압축기(100) 내부에서 유체와 함께 유동하면서도 원심 압축기(100)의 효율을 저하시키지 않는 재료라면 그 어떠한 재료로도 구성이 가능하다.Graphite may be used as a material of the wear part AB, but embodiments of the present invention are not limited thereto. That is, the wear part AB is a material having excellent heat resistance that does not change physical properties even in an environment of high temperature and high pressure, such as the inside of the centrifugal compressor 100, or the centrifugal compressor 100 while flowing with the fluid inside the centrifugal compressor 100 Any material that does not lower the efficiency of can be constructed with any material.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 마모부(AB)의 부착 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 마모부(AB)는 쉬라우드(130)의 내측면 중 유입로(105)(도 1 참조)에 인접하는 일부 내측면에 소정에 두께를 갖도록 부착될 수 있으며, 또한 쉬라우드(130)의 내측면 중 임펠러(110)와 소정의 간극으로 마주보도록 배치되는 내측면의 그 어떠한 위치에도 부착될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 마모부(AB)가 쉬라우드(130)의 내측면 중 전달유로(P) 측의 일부 내측면에 부착된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.Meanwhile, the attachment position of the wear part AB according to the embodiment of the present invention is not limited thereto. That is, the wear part AB may be attached to have a predetermined thickness on some inner surfaces adjacent to the inflow path 105 (see FIG. 1) among the inner surfaces of the shroud 130, and also the shroud 130 Of course, it can be attached to any position of the inner surface disposed to face the impeller 110 and a predetermined gap among the inner surfaces. Hereinafter, for convenience of description, the case where the wear part AB is attached to a part of the inner surface of the transmission passage P side of the inner surface of the shroud 130 will be mainly described.

전술한 바와 같이, 유출 간극(DO)은 제1 중간부재(150)의 제1 두께(TA)에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 원심 압축기(100)의 각 구성요소들을 조립할 때, 다양한 제1 두께(TA)를 갖는 제1 중간부재(150)를 스크롤(120)과 쉬라우드(130)의 결합면에 설치하여, 시험적으로 원심 압축기(100)를 구동한 이후 쉬라우드(130) 상에 잔류하는 마모부(AB)의 두께를 측정함으로써 유출 간극(DO)의 최소값을 측정할 수 있다.As described above, the outflow gap DO may be changed according to the first thickness TA of the first intermediate member 150. Therefore, when assembling each component of the centrifugal compressor 100, the first intermediate member 150 having various first thicknesses TA is installed on the combined surface of the scroll 120 and the shroud 130, and tested. The minimum value of the outflow gap DO can be measured by measuring the thickness of the wear part AB remaining on the shroud 130 after driving the centrifugal compressor 100.

따라서, 다양한 제1 두께(TA)를 갖는 여러 개의 제1 중간부재(150)를 스크롤(120)과 쉬라우드(130)의 결합면에 설치함으로써, 원심 압축기(100)의 효율을 저감시키거나 임펠러(110)와 쉬라우드(130)의 충돌로 인한 부품의 파손 등의 위험을 회피할 수 있도록, 최적의 유출 간극(DO)을 유지하며 임펠러(110)를 구동할 수 있는 원심 압축기(100)를 조립할 수 있다.Accordingly, by installing the plurality of first intermediate members 150 having various first thicknesses TA on the engagement surfaces of the scroll 120 and the shroud 130, the efficiency of the centrifugal compressor 100 is reduced or the impeller is installed. Centrifugal compressor (100) that can maintain the optimal outflow gap (DO) and drive the impeller (110) so as to avoid the risk of component damage due to collision between the (110) and the shroud (130) Can be assembled.

한편, 제2 중간부재(160)는 스크롤(120)과 디퓨저 플레이트(140) 사이에 설치되어, 제1 중간부재(150)로 인해 쉬라우드(130)와 디퓨저 베인(141) 사이에 형성될 수 있는 빈 공간의 너비에 실질적으로 대응하는 제2 두께(TB)를 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 디퓨저 베인(141)은 전달유로(P) 상에서 추가적인 간극을 발생시키지 않고 쉬라우드(130) 및 디퓨저 플레이트(140)와 안정적으로 결합할 수 있다.On the other hand, the second intermediate member 160 is installed between the scroll 120 and the diffuser plate 140, it can be formed between the shroud 130 and the diffuser vane 141 due to the first intermediate member 150 It may be formed to have a second thickness (TB) substantially corresponding to the width of the empty space. According to this configuration, the diffuser vane 141 can stably couple with the shroud 130 and the diffuser plate 140 without generating additional gaps on the transmission flow path P.

전술한 실시예들에 대한 구성 및 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Description of the configuration and effects for the above-described embodiments are only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

100: 원심 압축기 130: 쉬라우드
105: 유입로 140: 디퓨저 플레이트
110: 임펠러 141: 디퓨저 베인
110a: 회전축 150: 제1 중간부재
111: 블레이드 160: 제2 중간부재
120: 스크롤 DI: 유입 간극
120a: 안착면 DO: 유출 간극
100: centrifugal compressor 130: shroud
105: inlet 140: diffuser plate
110: impeller 141: diffuser vane
110a: rotating shaft 150: first intermediate member
111: blade 160: second intermediate member
120: scroll DI: inflow clearance
120a: Seating surface DO: Outflow clearance

Claims (3)

회전 운동으로 유체에 원심력을 부여하는 임펠러;
상기 임펠러를 회전 가능하도록 지지하는 스크롤;
상기 임펠러와 소정 간격 이격되도록 배치되어 상기 스크롤과 결합되는 쉬라우드;
상기 스크롤과 상기 쉬라우드의 사이에 형성되는 내부공간의 상기 스크롤 측에 설치되어, 상기 유체의 유동을 가이드하는 적어도 하나의 디퓨져 베인을 지지하는 디퓨저 플레이트;
제1 두께를 갖도록 형성되어 상기 스크롤과 상기 쉬라우드의 결합면에 설치되는 제1 중간부재; 및
제2 두께를 갖도록 형성되어 상기 스크롤과 상기 디퓨저 플레이트의 결합면에 배치되는 제2 중간부재;를 포함하는, 압축기.
An impeller that imparts centrifugal force to the fluid through rotational motion;
A scroll supporting the impeller to be rotatable;
A shroud arranged to be spaced apart from the impeller and coupled to the scroll;
A diffuser plate installed on the scroll side of the inner space formed between the scroll and the shroud to support at least one diffuser vane guiding the flow of the fluid;
A first intermediate member formed to have a first thickness and installed on a combination surface of the scroll and the shroud; And
It is formed to have a second thickness and the second intermediate member disposed on the engagement surface of the scroll and the diffuser plate; including, compressor.
제1 항에 있어서,
상기 제1 두께 및 상기 제2 두께는 가변적이며, 상기 제1 두께 및 상기 제2 두께를 조절함에 따라 상기 임펠러와 상기 쉬라우드 사이의 간격이 가변적인 것을 특징으로 하는, 압축기.
According to claim 1,
The first thickness and the second thickness are variable, characterized in that the gap between the impeller and the shroud is variable as the first and second thicknesses are adjusted.
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