KR102271259B1

KR102271259B1 - 공랭식 3단 터보 공기 압축기

Info

Publication number: KR102271259B1
Application number: KR1020190124648A
Authority: KR
Inventors: 이병학
Original assignee: 주식회사 남원터보원
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-06-30
Also published as: KR20210041881A

Abstract

본 발명은 3단 터보 공기 압축기에 관한 것으로, 공기를 흡입하여 압축하는 제1 임펠러(10); 상기 제1 임펠러(10)를 통해 압축된 공기를 냉각시키는 제1 공랭식 인터쿨러(70); 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시키는 제2 임펠러(20); 상기 제2 임펠러(20)를 통해 토출되는 공기가 흡입되어 냉각되는 제2 공랭식 인터쿨러(150); 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시키는 제 3 임펠러(170); 공기를 흡입하는 제1, 2 인터쿨러 냉각팬(30, 190); 공기를 흡입하는 제1, 2 모터 냉각팬(40, 180); 상기 제1 모터 냉각팬(40, 180)을 통해 흡입된 공기가 통과하는 제1 모터(95); 및 상기 제2 모터 냉각팬(180)을 통해 흡입된 공기가 통과하는 제2 모터(290);를 포함하고, 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입되어 압축된 공기를 냉각시키고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제2 임펠러(20)로부터 토출되는 공기를 냉각시킨다.

Description

공랭식 3단 터보 공기 압축기{AIR COOLING THREE STAGE TURBO AIR COMPRESSOR}

본 발명은 공랭식 3단 터보 공기 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 냉각 장치가 필요 없는 공랭식 3단 터보 공기 압축기에 관한 것이다.

종래의 일반적인 터보 공기 압축기는 2단 이상의 압축을 통해서 원하는 토출 압력을 얻으며, 1단에서 압축된 공기는 온도가 매우 높게 상승하기 때문에 이를 냉각하기 위하여 인터쿨러를 사용하고 있다.

그러나, 종래기술에 따른 터보공기 압축기는 수냉식 인터쿨러를 사용하게 될 경우 인터쿨러 냉각수의 냉각을 위한 별도의 팬 또는 냉각탑을 설치하여야 하고, 이로 인해 구성이 복잡해지고 설치 공간의 확보로 인해 전체 크기가 증가하는 단점이 있었다.

따라서, 단순한 구조로 효율적 냉각이 가능한 압축 방식의 공랭식 터보공기 압축기 구조가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 공랭식 인터쿨러를 적용하고 인터쿨러 냉각공기 공급용 냉각팬을 모터의 회전자에 직결하는 구조를 통해 별도의 냉각 장치가 필요 없도록 하고자 한다.

본 발명에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 별도의 냉각 장치가 필요 없도록 구성을 단순화 하여 원가를 절감하고 부피를 작게 차지하여 설치 공간의 제약을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 공기를 흡입하여 압축하는 제1 임펠러(10); 상기 제1 임펠러(10)를 통해 압축된 공기를 냉각시키는 제1 공랭식 인터쿨러(70); 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시키는 제2 임펠러(20); 상기 제2 임펠러(20)를 통해 토출되는 공기가 흡입되어 냉각되는 제2 공랭식 인터쿨러(150); 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시키는 제 3 임펠러(170); 공기를 흡입하는 제1, 2 인터쿨러 냉각팬(30, 190); 공기를 흡입하는 제1, 2 모터 냉각팬(40, 180); 상기 제1 모터 냉각팬(40)을 통해 흡입된 공기가 통과하는 제1 모터(95); 및 상기 제2 모터 냉각팬(180)을 통해 흡입된 공기가 통과하는 제2 모터(290);를 포함하고, 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입되어 압축된 공기를 냉각시키고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제2 임펠러(20)로부터 토출되는 공기를 냉각시킨다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 임펠러(10)는 상기 흡입되어 1차 압축된 공기를 제1 압축공기 토출구(60)를 통해 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 공급하고, 상기 제2 임펠러(20)는 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 흡입되어 냉각된 공기를 제1 압축공기 흡입구(80)를 통해 흡입하여 2차 압축하고 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 토출하고, 상기 제3 임펠러(170)는 상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 유입되는 공기를 제2 압축공기 흡입구(160)를 통해 흡입하여 3차 압축하고 제3 압축공기 토출구(260)를 통해 토출할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)은 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 공급하고, 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 상기 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기를 이용해, 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입된 압축 공기를 냉각시키고, 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)은 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기를 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)로 공급하고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 상기 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기를 이용해, 상기 제2 임펠러(20)로부터 토출된 압축 공기를 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 모터 냉각팬(40)은 제1 모터 냉각공기 흡입구(110)를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 모터(95)의 내부로 흡입시켜, 상기 제1 모터(95)의 내부의 모터 내부 유로(91)를 거쳐 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출시키고, 상기 제2 모터 냉각팬(180)은 제2 모터 냉각공기 흡입구(210)를 통해 흡입된 공기를 상기 제2 모터(290)의 내부로 흡입시켜, 상기 제2 모터(290)의 내부의 모터 내부 유로(291)를 거쳐 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출시킬 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 제1 하우징(100)의 외부의 일측에 배치되며, 상기 제1 임펠러(10)에 의해 흡입되어 압축된 공기가 상기 제1 압축공기 토출구(60)를 통해 공급되는 제1 인터쿨러 유로(71); 및 상기 제1 인터쿨러 유로(71) 내의 압축 공기를 냉각시키기 위하여, 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 상기 제1 인터쿨러 냉각 팬(30)에 의해 흡입된 공기가 공급되는 제2 인터쿨로 유로(72);를 포함하고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 제2 하우징(300)의 외부의 일측에 배치되며, 상기 제2 임펠러(20)에 의해 압축된 공기가 상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 공급되는 제3 인터쿨러 유로(151); 및 상기 제3 인터쿨러 유로(151) 내의 압축 공기를 냉각시키기 위하여, 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 상기 제2 인터쿨러 냉각 팬(190)에 의해 흡입된 공기가 공급되는 제4 인터쿨로 유로(152);를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1,2 임펠러(10, 20)는 상기 제1 하우징(100)의 내측의 양단에 배치되고, 상기 제1 모터(95)는 상기 제1 하우징(100)의 중앙에 배치되고, 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)은 상기 제1 임펠러(10)와 상기 제1 모터(95)의 사이에 배치되고, 상기 제1 모터 냉각팬(40)은 상기 제2 임펠러(20)와 상기 제1 모터(95)의 사이에 배치되고, 상기 제3 임펠러(170)는 상기 제2 하우징(300)의 내측의 일단에 배치되고, 상기 제2 모터(290)는 상기 제2 하우징(300)의 중앙에 배치되고, 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(30)은 상기 제2 하우징(300)의 내측의 타단에 배치되고, 상기 제2 모터 냉각팬(180)은 상기 제3 임펠러(30)와 상기 제2 모터(290)의 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입된 공기가 상기 제1 압축공기 토출구(60), 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70), 상기 제1 압축공기 흡입구(80)를 통해 이동하여, 상기 제2 임펠러(20)에 의해 상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 토출되고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150), 제2 압축공기 흡입구(160)를 통해 이동하여 제3 압축공기 토출구(260)를 통해 토출되는 제1 공기 유로; 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)에 의해 상기 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기가 제1 냉각공기 유로(31), 제1 인터쿨러 냉각공기 토출구(140), 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70), 상기 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출되는 제2 공기 유로; 상기 제1 모터 냉각 팬(40)에 의해 상기 제1 모터 냉각공기 흡입구(110)를 통해 흡입된 공기가 제1 모터 내부 유로(91), 상기 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출되는 제3 공기 유로; 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)에 의해 상기 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기가 제2 냉각공기 유로(191), 제2 인터쿨러 냉각공기 토출구(240), 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150), 상기 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출되는 제4 공기 유로; 및 상기 제2 모터 냉각 팬(180)에 의해 상기 제2 모터 냉각공기 흡입구(210)를 통해 흡입된 공기가 제2 모터 내부 유로(291), 상기 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출되는 제5 공기 유로;를 구성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 공랭식 인터쿨러를 적용하고 인터쿨러 냉각공기 공급용 냉각팬을 모터의 회전자에 직결하는 구조를 통해 별도의 냉각 장치가 필요 없는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 별도의 냉각 장치가 필요 없도록 구성을 단순화 하여 원가를 절감하고 부피를 작게 차지하여 설치 공간의 제약을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기의 공기 유로를 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기의 개념도이다.

이후부터는 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기를 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 제1 임펠러(10), 제2 임펠러(20), 제1 인터쿨러 냉각팬(30), 제1 모터 냉각팬(40), 제1 모터(95), 제1 공랭식 인터쿨러(70), 제2 공랭식 인터쿨러(150), 제3 임펠러(170), 제2 모터 냉각팬(180), 제2 인터쿨러 냉각팬(190) 및 제2 모터(290)를 포함하여 구성된다.

제1 임펠러(10)는 공기를 흡입하여 압축하고, 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 상기 제1 임펠러(10)로 흡입되어 압축된 공기를 냉각시킨다.

제2 임펠러(20)는 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시킨다.

이때, 제1 인터쿨러 냉각팬(30)은 공기를 흡입하고, 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입되어 압축된 공기를 냉각시킨다.

또한, 제1 모터 냉각팬(40)은 공기를 흡입하고, 제1 모터(95)에 상기 제1 모터 냉각팬(40)을 통해 흡입된 상기 공기가 통과하여 상기 제1 모터(95)를 냉각시킨 후 외부로 토출시킨다.

제2 공랭식 인터쿨러(150)는 상기 제2 임펠러(20)를 통해 토출되는 공기를 흡입하여 냉각시키고, 제3 임펠러(170)는 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시킨다.

마찬가지로, 이때 제2 인터쿨러 냉각팬(190)은 공기를 흡입하고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제2 임펠러(20)를 통해 흡입되어 압축된 공기를 냉각시킨다.

또한, 제2 모터 냉각팬(180)은 공기를 흡입하고, 제2 모터(290)에 상기 제1 모터 냉각팬(180)을 통해 흡입된 상기 공기가 통과하여 상기 제2 모터(290)를 냉각시킨 후 외부로 토출시킨다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기의 단면도이다.

이후부터는 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 제1 임펠러(10), 제2 임펠러(20), 제1 인터쿨러 냉각팬(30), 제1 모터 냉각팬(40), 제1 모터(95), 제1 공랭식 인터쿨러(70) 및 제3 임펠러(170), 제2 인터쿨러 냉각팬(190), 제2 모터 냉각팬(180), 제2 모터(290), 제2 공랭식 인터쿨러(150)를 포함하여 구성된다.

제1 임펠러(10), 제2 임펠러(20), 제1 인터쿨러 냉각팬(30), 제1 모터 냉각팬(40)은 단일 모터 회전자(50)에 직결 설치되어 동일한 회전수로 구동된다.

제1 임펠러(10)는 흡입되어 1차 압축된 공기를 제1 압축공기 토출구(60)를 통해 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 공급하고, 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 상기 제1 임펠러(10)로 흡입되어 압축된 공기를 냉각시킨다.

또한, 상기 제2 임펠러(20)는 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 흡입되어 냉각된 공기를 제1 압축공기 흡입구(80)를 통해 흡입하여 2차 압축하고 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 토출시킨다.

이때, 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)은 냉각을 위하여 공기를 흡입하고, 상기 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기를 제1 인터쿨러 냉각공기 토출구(140)를 경유하여 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 공급한다.

그에 따라, 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 상기 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기를 이용해, 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입된 압축 공기를 냉각시킬 수 있다.

이와 같이 제1 임펠러(10)를 통해 흡입된 압축 공기를 냉각시킨 공기는 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 외부로 토출된다.

또한, 제1 모터 냉각팬(40)은 제1 모터 냉각공기 흡입구(110)를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 모터(95)의 내부로 흡입시켜, 상기 제1 모터(95)의 내부의 제1 모터 내부 유로(91)를 거쳐 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출시킨다.

또한, 제3 임펠러(170)는 상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 유입되는 공기를 제2 압축공기 흡입구(160)를 통해 흡입하여 3차 압축하고 제3 압축공기 토출구(260)를 통해 토출시킨다.

이때, 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)은 냉각을 위하여 공기를 흡입하고, 상기 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기를 제2 인터쿨러 냉각공기 토출구(240)를 경유하여 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)로 공급한다.

그에 따라, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 상기 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기를 이용해, 상기 제2 임펠러(20)를 통해 흡입되어 압축된 공기를 냉각시킬 수 있다.

이와 같이 제2 임펠러(20)를 통해 흡입되어 압축된 공기를 냉각시킨 공기는 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 외부로 토출된다.

또한, 제2 모터 냉각팬(180)은 제2 모터 냉각공기 흡입구(210)를 통해 흡입된 공기를 상기 제2 모터(290)의 내부로 흡입시켜, 상기 제2 모터(290)의 내부의 제2 모터 내부 유로(291)를 거쳐 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출시킨다.

본 발명의 일실시예에 따른 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 제1 하우징(100)의 외부의 일측에 배치되며, 이때 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는 제1 인터쿨러 유로(71) 및 제2 인터쿨러 유로(72)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 인터쿨러 유로(71)에는 상기 제1 임펠러(10)에 의해 흡입되어 압축된 공기가 상기 제1 압축공기 토출구(60)를 통해 공급되고, 상기 제1 인터쿨러 유로(71) 내의 압축 공기를 냉각시키기 위하여 상기 제2 인터쿨러 유로(72)에는 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 상기 제1 인터쿨러 냉각 팬(30)에 의해 흡입된 공기가 공급된다.

이와 같은 공랭식 인터쿨러(70)의 내부에 제1 인터쿨러 유로(71) 및 제2 인터쿨러 유로(72)를 포함하는 구조를 통해 상기 제2 인터쿨러 유로(72)로 유입되는 공기(냉각 공기)가 제1 인터쿨러 유로(71)로 유입되는 공기(압축 공기)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

마찬가지로, 본 발명의 일실시예에 따른 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 제2 하우징(300)의 외부의 일측에 배치되며, 이때 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는 제3 인터쿨러 유로(151) 및 제4 인터쿨러 유로(152)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제3 인터쿨러 유로(151)에는 상기 제3 임펠러(170)에 의해 흡입되어 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 유입되는 공기가 공급되고, 상기 제3 인터쿨러 유로(151) 내의 압축 공기를 냉각시키기 위하여 상기 제4 인터쿨러 유로(152)에는 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 상기 제2 인터쿨러 냉각 팬(190)에 의해 흡입된 공기가 공급된다.

이와 같은 제2 공랭식 인터쿨러(150)의 내부에 제3 인터쿨러 유로(151) 및 제4 인터쿨러 유로(152)를 포함하는 구조를 통해 상기 제4 인터쿨러 유로(152)로 유입되는 공기(냉각 공기)가 제3 인터쿨러 유로(151)로 유입되는 공기(압축 공기)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기의 공기 유로를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 상기 제1,2 임펠러(10, 20)는 상기 제1 하우징(100)의 내측의 양단에 배치되고, 상기 제1 모터(95)는 상기 제1 하우징(100)의 중앙에 배치될 수 있으며, 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)은 상기 제1 임펠러(10)와 상기 제1 모터(95)의 사이에 배치되고, 상기 제1 모터 냉각팬(40)은 상기 제2 임펠러(20)와 상기 제1 모터(95)의 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제3 임펠러(170)는 상기 제2 하우징(300)의 내측의 일단에 배치되고, 상기 제2 모터(290)는 상기 제2 하우징(300)의 중앙에 배치될 수 있으며, 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(30)은 상기 제2 하우징(300)의 내측의 타단에 배치되고, 상기 제2 모터 냉각팬(180)은 상기 제3 임펠러(30)와 상기 제2 모터(290)의 사이에 배치될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입된 공기가 상기 제1 압축공기 토출구(60), 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70), 상기 제1 압축공기 흡입구(80)를 통해 이동하여, 상기 제2 임펠러(20)에 의해 상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 토출되고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150), 제2 압축공기 흡입구(160)를 통해 이동하여 제3 압축공기 토출구(260)를 통해 토출되는 제1 공기 유로(a)를 형성할 수 있으며, 상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)에 의해 상기 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기가 제1 냉각공기 유로(31), 제1 인터쿨러 냉각공기 토출구(140), 제1 상기 공랭식 인터쿨러(70), 상기 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출되는 제2 공기 유로(b)를 형성할 수 있으며, 상기 제1 모터 냉각 팬(40)에 의해 상기 제1 모터 냉각공기 흡입구(110)를 통해 흡입된 공기가 제1 모터 내부 유로(91), 상기 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출되는 제3 공기 유로(c)를 형성하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공랭식 3단 터보 공기 압축기는 상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)에 의해 상기 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기가 제2 냉각공기 유로(191), 제2 인터쿨러 냉각공기 토출구(240), 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150), 상기 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출되는 제4 공기 유로(d)를 형성하도록 구성될 수 있으며, 상기 제2 모터 냉각 팬(180)에 의해 상기 제2 모터 냉각공기 흡입구(210)를 통해 흡입된 공기가 제2 모터 내부 유로(291), 상기 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출되는 제5 공기 유로(e)를 형성하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 3단 터보 공기 압축기는 제1 공기 유로(a)통해 이동하는 압축 공기를 제2 공기 유로(b)와 제4 공기 유로(d)를 통해 유입되는 냉각 공기를 통해 냉각시키고, 제3 공기 공기 유로(c)와 제5 공기 유로(e)를 통해 유입되는 공기를 통해 각각 모터를 냉각시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 제1 모터 회전자에 설치되는 임펠러와 냉각팬을 통해 유입되는 냉각 공기를 이용해 1단 압축된 압축공기가 제1 인터쿨러 내에서 냉각되도록 하고, 제2 모터 회전자에 설치되는 임펠러와 냉각팬을 통해 유입되는 냉각 공기를 이용해 2단 압축된 압축공기가 제2 인터쿨러 내에서 냉각되도록 하여 별도의 냉각 장치가 필요 없는 3단 터보 공기 압축기를 구성할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

10: 제1 임펠러
20: 제2 임펠러
30: 제1 인터쿨러 냉각팬
31: 제1 냉각공기 유로
40: 제1 모터 냉각팬
70: 제1 공랭식 인터쿨러
71: 제1 인터쿨러 유로
72: 제2 인터쿨러 유로
91: 제1 모터 내부 유로
95: 제1 모터
100: 제1 하우징
110: 제1 모터 냉각공기 흡입구
120: 제1냉각공기 토출구
140: 제1 인터쿨러 냉각공기 토출구
150: 제2 공랭식 인터쿨러
151: 제3 인터쿨러 유로
152: 제4 인터쿨러 유로
160: 제2 압축공기 흡입구
170: 제3 임펠러
180: 제2 모터 냉각팬
190: 제2 인터쿨러 냉각팬
191: 제2 냉각공기 유로
220: 제2 냉각공기 토출구
210: 제2 모터 냉각공기 흡입구
230: 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구
240: 제2 인터쿨러 냉각공기 토출구
260: 제3 압축공기 토출구
290: 제2 모터
291: 제2 모터 내부 유로
300: 제2 하우징

Claims

공기를 흡입하여 압축하는 제1 임펠러(10);
상기 제1 임펠러(10)를 통해 압축된 공기를 냉각시키는 제1 공랭식 인터쿨러(70);
상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시키는 제2 임펠러(20);
상기 제2 임펠러(20)를 통해 토출되는 공기가 흡입되어 냉각되는 제2 공랭식 인터쿨러(150);
상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)를 통해 냉각된 공기를 압축하여 토출시키는 제 3 임펠러(170);
공기를 흡입하는 제1, 2 인터쿨러 냉각팬(30, 190);
공기를 흡입하는 제1, 2 모터 냉각팬(40, 180);
상기 제1 모터 냉각팬(40)을 통해 흡입된 공기가 통과하는 제1 모터(95); 및
상기 제2 모터 냉각팬(180)을 통해 흡입된 공기가 통과하는 제2 모터(290);를 포함하고,
상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는,
상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입되어 압축된 공기를 냉각시키고,
상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는,
상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)을 통해 흡입된 공기를 이용해 상기 제2 임펠러(20)로부터 토출되는 공기를 냉각시키는 공랭식 3단 터보 공기 압축기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 임펠러(10)는,
상기 흡입되어 1차 압축된 공기를 제1 압축공기 토출구(60)를 통해 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 공급하고,
상기 제2 임펠러(20)는,
상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 흡입되어 냉각된 공기를 제1 압축공기 흡입구(80)를 통해 흡입하여 2차 압축하고 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 토출하고,
상기 제3 임펠러(170)는,
상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 유입되는 공기를 제2 압축공기 흡입구(160)를 통해 흡입하여 3차 압축하고 제3 압축공기 토출구(260)를 통해 토출하는 공랭식 3단 터보 공기 압축기.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)은,
제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)로 공급하고,
상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는,
상기 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기를 이용해, 상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입된 압축 공기를 냉각시키고,
상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)은,
제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기를 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)로 공급하고,
상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는,
상기 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기를 이용해, 상기 제2 임펠러(20)로부터 토출되는 공기를 냉각시키는 공랭식 3단 터보 공기 압축기.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 모터 냉각팬(40)은,
제1 모터 냉각공기 흡입구(110)를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 모터(95)의 내부로 흡입시켜, 상기 제1 모터(95)의 내부의 모터 내부 유로(91)를 거쳐 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출시키고,
상기 제2 모터 냉각팬(180)은,
제2 모터 냉각공기 흡입구(210)를 통해 흡입된 공기를 상기 제2 모터(290)의 내부로 흡입시켜, 상기 제2 모터(290)의 내부의 모터 내부 유로(291)를 거쳐 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출시키는 공랭식 3단 터보 공기 압축기.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 공랭식 인터쿨러(70)는,
제1 하우징(100)의 외부의 일측에 배치되며,
상기 제1 임펠러(10)에 의해 흡입되어 압축된 공기가 상기 제1 압축공기 토출구(60)를 통해 공급되는 제1 인터쿨러 유로(71); 및
상기 제1 인터쿨러 유로(71) 내의 압축 공기를 냉각시키기 위하여, 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 상기 제1 인터쿨러 냉각 팬(30)에 의해 흡입된 공기가 공급되는 제2 인터쿨로 유로(72);를 포함하고,
상기 제2 공랭식 인터쿨러(150)는,
제2 하우징(300)의 외부의 일측에 배치되며,
상기 제2 임펠러(20)에 의해 압축된 공기가 상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 공급되는 제3 인터쿨러 유로(151); 및
상기 제3 인터쿨러 유로(151) 내의 압축 공기를 냉각시키기 위하여, 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 상기 제2 인터쿨러 냉각 팬(190)에 의해 흡입된 공기가 공급되는 제4 인터쿨로 유로(152);를 포함하는 공랭식 3단 터보 공기 압축기.
청구항 5에 있어서,
상기 제1,2 임펠러(10, 20)는 상기 제1 하우징(100)의 내측의 양단에 배치되고
상기 제1 모터(95)는 상기 제1 하우징(100)의 중앙에 배치되고,
상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)은 상기 제1 임펠러(10)와 상기 제1 모터(95)의 사이에 배치되고,
상기 제1 모터 냉각팬(40)은 상기 제2 임펠러(20)와 상기 제1 모터(95)의 사이에 배치되고,
상기 제3 임펠러(170)는 상기 제2 하우징(300)의 내측의 일단에 배치되고,
상기 제2 모터(290)는 상기 제2 하우징(300)의 중앙에 배치되고,
상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)은 상기 제2 하우징(300)의 내측의 타단에 배치되고,
상기 제2 모터 냉각팬(180)은 상기 제3 임펠러(170)와 상기 제2 모터(290)의 사이에 배치되는 공랭식 3단 터보 공기 압축기.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 임펠러(10)를 통해 흡입된 공기가 상기 제1 압축공기 토출구(60), 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70), 상기 제1 압축공기 흡입구(80)를 통해 이동하여, 상기 제2 임펠러(20)에 의해 상기 제2 압축공기 토출구(90)를 통해 토출되고, 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150), 제2 압축공기 흡입구(160)를 통해 이동하여 제3 압축공기 토출구(260)를 통해 토출되는 제1 공기 유로;
상기 제1 인터쿨러 냉각팬(30)에 의해 상기 제1 인터쿨러 냉각공기 흡입구(130)를 통해 흡입된 공기가 제1 냉각공기 유로(31), 제1 인터쿨러 냉각공기 토출구(140), 상기 제1 공랭식 인터쿨러(70), 상기 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출되는 제2 공기 유로;
상기 제1 모터 냉각 팬(40)에 의해 상기 제1 모터 냉각공기 흡입구(110)를 통해 흡입된 공기가 제1 모터 내부 유로(91), 상기 제1 냉각공기 토출구(120)를 통해 토출되는 제3 공기 유로;
상기 제2 인터쿨러 냉각팬(190)에 의해 상기 제2 인터쿨러 냉각공기 흡입구(230)를 통해 흡입된 공기가 제2 냉각공기 유로(191), 제2 인터쿨러 냉각공기 토출구(240), 상기 제2 공랭식 인터쿨러(150), 상기 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출되는 제4 공기 유로; 및
상기 제2 모터 냉각 팬(180)에 의해 상기 제2 모터 냉각공기 흡입구(210)를 통해 흡입된 공기가 제2 모터 내부 유로(291), 상기 제2 냉각공기 토출구(220)를 통해 토출되는 제5 공기 유로;
를 구성하는 공랭식 3단 터보 공기 압축기.