KR102500403B1

KR102500403B1 - 터보 압축기

Info

Publication number: KR102500403B1
Application number: KR1020210018824A
Authority: KR
Inventors: 오규일
Original assignee: (주)아이씨케이
Priority date: 2021-02-10
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2023-02-16
Also published as: KR20220115179A

Abstract

터보 압축기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기는, 유입단에 온/오프 밸브가 배치되며 제1임펠러와 제1인터쿨러를 포함하며, 최대 유량으로 가동되는 제1압축부; 상기 제1압축부에서 압축된 기체가 유입되며, 상기 제1임펠러와 함께 제1구동 회전축 상에 장착되는 제2임펠러와 제2인터쿨러를 포함하는 제2압축부; 상기 제2압축부에서 압축된 기체가 유입되며, 제2구동 회전축 상에 장착되는 제3임펠러와 제3인터쿨러를 포함하고, 에어 토출관부에 의해 저장 탱크와 연결되는 제3압축부; 선택적으로 가동되어 기체를 압축하는 보조 임펠러; 상기 제1 및 제2구동 회전축과 주 회전축 및 복수 개의 기어를 포함하는 기어박스; 및 상기 주 회전축과 결합되는 모터 샤프트를 포함하는 주 전동기;를 포함하며, 상기 보조 임펠러를 통과한 기체는 상기 제1인터쿨러의 유입단으로 공급되되, 상기 보조 임펠러는, 상기 제1압축부의 최대 유량을 초과하는 유량의 기체 압축이 요구될 때에만 기체가 유입된다. 본 발명에 일 실시예에 의하면, 1단 압축기를 복수 개로 마련하고 어느 하나의 1단 압축기를 항상 최대유량으로 가동하며, 다른 1단 압축기를 선택적으로 구동하여 유입되는 기체 유량을 조절하면서도 서징 현상과 관계없이 가동할 수 있다.

Description

터보 압축기{TURBO COMPRESSOR}

본 발명은 터보 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 1단 압축기를 복수 개로 마련하고, 어느 하나의 1단 압축기를 항상 최대유량으로 가동하며 다른 1단 압축기를 선택적으로 가동하여, 서징 현상이 발생되지 않으면서도 유입되는 기체 유량을 조절할 수 있는 터보 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

압축기는 기계적 에너지를 이용하여 유체를 가압하여 유체의 압축에너지로 변환 시키는 것으로, 그 종류는 일반적으로 왕복동식, 베인식, 원심식, 스크롤식으로 구분된다. 이 중, 원심식 압축기는 임펠러의 회전력을 이용하여 유체를 축 방향으로 흡입하여 원심방향으로 고속 토출 시키면서 유체를 압축하는 압축기로서, 통상적으로 터보 압축기로 호칭 된다. 터보 압축기는 일반적으로 복수의 임펠러를 각각의 단으로 구성하여 대용량의 기체를 압송하는 다단 터보 압축기가 사용된다.

터보 압축기는 저유량 영역에서 압축기 내부에 주기적인 유동이 역류가 발생하며 이를 서징(Surging)이라 한다.

서징이 발생하면 유동이 규칙적으로 역류함에 따라 압력과 유량의 미세한 변동이 발생한다. 서징이 발생하면 압축기로서 안정 운전이 불가능하게 되어, 수명이 단축되고, 최악의 경우 손상될 가능성도 있다.

즉, 터보 압축기의 생산 유량은 낮은 영역에서는 서징 현상에 의해 제한을 받는다.

이러한 서지현상을 회피하기 위해 유입 안내 베인(IGV: Inlet Guide Vane)이 설치되어, 터보압축기에서 임펠러가 기체를 가압하는 양을 조절하여 설정된 운전영역 내에서만 운전이 가능하도록 한다.

도 1은 터보 압축기의 성능곡선의 예시도이다.

일반적으로 서징이 발생하는 유량 이하로 유입 시 유입 안내 베인은 닫히며 기체가 유입되지 않는다. 그러나 유입되는 기체가 0인 경우에도 동력은 0이 아니다. 강제적으로 무부하운동을 하게 된다. 또한 유량이 낮아지는 경우 동력도 낮아지지만, 일정 비율로 낮아지지 않는다.

즉 터보 압축기 내로 유입되는 기체의 양이 적어지면 효율이 낮아지는 문제점이 있다.

일본 등록특허 6606280호(2019.10.25.등록) "유량 조절과 임펠러의 축방향 시프트에 의한 서지 억제를 실시하는 원심 압축기" 대한민국 공개특허 제10-2017-0102736호(2017.09.12.공개) "원심 압축기의 서지 방지 장치 및 방법"

본 발명에 따른 터보 압축기는, 서징 현상이 발생되지 않으면서도 유입되는 기체 유량을 조절할 수 있는 터보 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 터보 압축기는, 1단 압축기를 복수 개로 마련하여, 어느 하나의 1단 압축기를 항상 최대유량으로 가동하며 다른 1단 압축기를 선택적으로 가동하여 유입되어 압축되는 기체의 유량을 조절함으로써, 서징 현상과 관계없이 유량을 조절하면서 가동할 수 있는 터보 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기는, 유입단에 온/오프 밸브가 배치되며 제1임펠러와 제1인터쿨러를 포함하며, 최대 유량으로 가동되는 제1압축부; 상기 제1압축부에서 압축된 기체가 유입되며, 상기 제1임펠러와 함께 제1구동 회전축 상에 장착되는 제2임펠러와 제2인터쿨러를 포함하는 제2압축부; 상기 제2압축부에서 압축된 기체가 유입되며, 제2구동 회전축 상에 장착되는 제3임펠러와 제3인터쿨러를 포함하고, 에어 토출관부에 의해 저장 탱크와 연결되는 제3압축부; 선택적으로 가동되어 기체를 압축하는 보조 임펠러; 상기 제1 및 제2구동 회전축과 주 회전축 및 복수 개의 기어를 포함하는 기어박스; 및 상기 주 회전축과 결합되는 모터 샤프트를 포함하는 주 전동기;를 포함하며, 상기 보조 임펠러를 통과한 기체는 상기 제1인터쿨러의 유입단으로 공급되되, 상기 보조 임펠러는, 상기 제1압축부의 최대 유량을 초과하는 유량의 기체 압축이 요구될 때에만 기체가 유입된다.

삭제

여기서, 상기 보조 임펠러의 유입단에는 유입 안내 베인이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 기어박스에 윤활유를 공급하는 주 오일펌프; 상기 제1 내지 제3압축부가 정상부하운전될 때깨지 상기 기어박스에 윤활유를 공급하는 보조 오일펌프; 상기 보조 오일 펌프를 구동시키는 보조 모터; 상기 보조 모터 상에 상기 보조 오일펌프와 동축으로 연결되며, 상기 보조 오일 펌프와 동시에 구동되어 계장 에어를 공급하는 계장 에어 압축기;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 터보 압축기에 의하면, 유입되는 기체 유량을 조절하면서도 서징 현상이 발생하지 않는 터보 압축기가 제공된다.

구체적으로, 1단 압축기를 복수 개로 마련하고, 어느 하나의 1단 압축기를 항상 최대유량으로 가동하여 서징 현상이 발생하지 않도록하되, 보다 많은 유량이 요구되는 경우 다른 1단 압축기를 가동함으로써 서징 현상과 관계없이 유량을 조절할 수 있다.

또한, 항상 최대유량으로 가동하는 1단 압축기는 유입 안내 베인이 불필요하여 구조가 상대적으로 간단하다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 터보 압축기의 성능곡선의 예시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기의 장치도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기 장치도의 요부 확대도
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기 장치도의 작동 순서도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 이에 대해 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

설명에 앞서 상세한 설명에 기재된 용어에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기는, 1단 압축기를 복수 개로 마련하고, 어느 하나의 1단 압축기를 항상 최대유량으로 가동하며 다른 1단 압축기를 선택적으로 구동하여, 서징 현상이 발생되지 않으면서도 유입되는 기체 유량을 조절할 수 있는 터보 압축기에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기의 장치도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기 장치도의 요부 확대도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기 장치도의 작동 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기(1000)는, 다단 압축수단(100,200,300)인 제1압축부(100)와, 제2압축부(200)와, 제3압축부(300)와, 기어박스(400)와, 보조 임펠러(500)와, 주 전동기(600)와, 주 오일펌프(700)와, 보조 오일펌프(800) 및 제어부(900)를 포함한다.

본 실시예에서 터보 압축기(1000)는 다단으로 마련된 임펠러의 회전시 그 원심력으로 기체를 압축하는 것으로서, 제1압축부(100)와, 제2압축부(200)와, 제3압축부(300)를 포함한다.

제1압축부(100)는 제1임펠러(110)와 제1인터쿨러(120)와 온/오프 밸브(130)를 포함하며, 흡입 필터(140)를 더 포함할 수 있다. 제2압축부(200)는 제2임펠러(210)와 제2인터쿨러(220)를 포함하며, 제3압축부(300)는 제3임펠러(310)와 애프터쿨러(320)를 포함한다.

제1임펠러(110)와 제2임펠러(210) 및 제3임펠러(310)는 주 전동기(600)와 연결되어 구동된다. 그리고 제1임펠러(110)와 제1인터쿨러(120)는 제1토출관부에 연결되며, 제2임펠러(210)와 제2인터쿨러(220)는 제2토출관부에 연결되며, 제3임펠러(310) 및 애프터쿨러(320)는 제3토출관부에 의해 서로 연결된다.

한편, 애프터쿨러(320)에는 에어 토출관부가 연결된다. 에어 토출관부는 다단 압축수단(100,200,300)인 제1압축부(100)와, 제2압축부(200)와, 제3압축부(300)를 거친 압축된 기체를 저장 탱크(R)로 안내하며, 체크밸브 등의 구성이 설치된다.

상술한 바와 같이 본 실시예에서 제1압축부(100)는 유입단에 온/오프 밸브(130)를 포함한다. 일반적으로 터보 압축기(1000)에서 제1압축부(100)의 유입단에는 인렛 가이드 베인이 설치된다. 인렛 가이드 베인에 의해 유입 기체량과 기체류가 조절되는데, 본 실시예에서는 인렛 가이드 베인이 아닌 온/오프 밸브(130)가 설치된다. 이는 후술하는 보조 임펠러(500)에 의해 터보 압축기(1000)의 출력이 증가되므로, 즉 추가로 유입되는 기체 유량을 보조 임펠러(500)가 제어하고 제1압축부(100)는 항상 최대 유량으로 기체가 유입되기 때문이다. 즉, 제1압축부(100)는 항상 최대유량으로 가동되기 때문에 저유량으로 인한 서징 현상이 발생하지 않고, 유입되는 기체의 양을 제어할 필요가 없어 인렛 가이드 베인이 필요없으므로 온/오프 밸브(130)가 설치된다. 항상 최대유량으로 가동하는 제1압축부(100)에 의해 구조가 상대적으로 간단하면서도 효율이 매우 우수하다.

한편 제1압축부(100)는, 제3압축부(300)가 최대 생산유량보다 적은 유량의 압축기체를 토출하도록 상대적으로 적은 용량으로 마련된다. 다시 말해, 제3압축부(300)가 최대 생산유량을 갖도록 요구되는 유량보다 적은 용량이 제1압축부(100)의 최대용량이 되도록 마련된다.

예를 들어, 제1압축부(100), 제2압축부(200), 제3압축부(300) 순으로 기체가 유입되어 압축되는 경우, 제3압축부(300)가 제1압축부(100)에 100의 유량이 유입되었을 때 최대 생산유량을 갖는다고 가정하면, 본 실시예에서 제1압축부(100)는 100보다 적은 양의 유량이 최대유량이 되도록 마련된다.

기어박스(400)는 구동 회전축과 주 회전축 및 복수 개의 기어를 포함한다. 주 전동기(600)의 주 회전축에 연결된 불 기어와, 불 기어에 맞물려 동작하는 다수 개의 피니언 기어가 장착된 구동 회전축으로 동력이 전달된다. 본 실시예에서 제1구동 회전축에는 제1임펠러(110)와 제2임펠러(210)가 장착되며, 제2구동 회전축에는 제3임펠러(310)가 장착된다.

제1 내지 제3압축부(300)를 작동순서로 살펴보면, 온/오프 밸브(130)를 개방하여 흡입 필터(140)를 통과하여 제1임펠러(110)가 압축할 수 있는 최대 유량의 기체가 유입된다. 제1임펠러(110)에서 기체를 압축하여 제1인터쿨러(120)로 압송하고 제1인터쿨러(120)에 압송된 압축 기체는 제2임펠러(210)에서 제1임펠러(110)의 압력보다 고압으로 압축되어 제2인터쿨러(220)에 압송된다. 제2인터쿨러(220)에 압송된 고압의 기체는 다시 제3임펠러(310)에서 제2임펠러(210)의 압력보다 고압으로 압축되어 사용처로 토출된다.

한편, 인터쿨러(120, 220, 320)는 압력비가 큰 다단 압축수단(100,200,300)의 중 간단에 설치되어 기체의 압축에 수반하는 열을 제거시켜 비체적을 줄임으로써, 동일 압력비에 대해서 축동력을 경감할 수 있으며 다단 압축수단(100,200,300)의 직경 혹은 회전수를 작게하는 구성이다.

보조 임펠러(500)는 선택적으로 구동되어 제3압축부(300)에서의 생산유량을 증가시키기 위한 구성이다. 상술한 바와 같이, 제1압축부(100)는 항상 최대 유량으로 가동되기 때문에, 저유량으로 인한 서징 현상이 발생하지 않는다. 그리고, 제1압축부(100)는 제3압축부(300)가 최대 생산유량보다 적은 생산유량을 가질 수 있도록 상대적으로 적은 용량으로 마련되기 때문에, 제3압축부(300)는 더 많은 유량이 유입되더라도 기체를 압축할 수 있으며, 실제로 더 많은 양의 기체 압축이 요구될 수 있다.

보조 임펠러(500)는 제3압축부(300)가 갖는 최대 생산유량보다 적은 생산유량을 갖도록 상대적으로 적은 용량으로 마련된다. 상술한 예시와 같이 제3압축부(300)가 제1압축부(100)에 100의 유량이 유입되었을 경우 최대 용량으로 압축가능하다고 가정하고, 제1압축부(100)가 60의 유량이 최대유량인 경우 보조 임펠러(500)는 40의 유량이 최대 유량이 되도록 마련된다. 즉, 보조 임펠러(500)와 제1임펠러(110)에서 흡입되는 기체의 최대유량의 합이, 제3압축부(300)가 최대 생산유량을 갖도록 하는 유량이된다.

보조 임펠러(500)의 유입단에는 유입 안내 베인이 설치되어 유입되는 기체의 유량이 제어된다.

보조 임펠러(500)는 항상 가동되는 것이 아니며, 제1압축부(100)의 최대 유량을 초과하는 유량의 기체 압축이 요구될 때에만 유입 안내 베인을 거쳐 기체가 유입된다. 즉, 제어부(900)에서 설정한 생산유량이 제1압축부(100)의 최대 유량을 초과하는 유량의 기체 압축이 요구되는 경우에만 보조 임펠러(500)는 선택적으로 가동된다.

보조 임펠러(500)를 통과하여 압축된 기체는 제1인터쿨러(120)의 유입단으로 압송된다. 즉, 제1임펠러(110)를 통과하여 압축된 기체와 함께 제1인터쿨러(120)로 압송된다. 따라서 보조 임펠러(500)는 1단 압축기가 된다.

다시 말해, 본 실시예는 1단 압축기가 제1임펠러(110)와 보조 임펠러(500)로서 2개이다. 즉, 본 실시예는 일반적인 터보 압축기(1000)와 같이 유량 조절이 필요한 경우 최대 유량으로 작동되는 1단 압축기로 유입되는 기체의 양을 줄이는 것이 아니다. 이 경우 서징의 위험이 있다. 본 실시예는 1단 압축기 중 하나인 제1압축부(100)가 최대 유량으로 가동되는 중 유량 조절이 필요한 경우 추가로 보조 임펠러(500)를 가동하여 기체를 압축하고, 제1임펠러(110)에서 압축된 기체와 보조 임펠러(500)에서 압축된 기체를 함께 제1인터쿨러(120)로 압송한 뒤 제2압축부(200)와 제3압축부(300)를 순차적으로 거쳐 다단 압축되도록 한다. 따라서, 본 실시예에서는 서징의 위험이 없다.

주 오일펌프(700)는 다단 압축수단(100,200,300)인 제1 내지 제3압축부(300)와 보조 임펠러(500)가 정상부하운전시 기어박스(400)에 윤활유를 공급하기 위한 구성이다. 다단 압축수단(100,200,300)은 주 전동기(600)에 의해 불 기어와, 피니언 기어와, 주 회전축과 구동 회전축 등이 구동되고 이 구성들에 의해 임펠러가 구동된다. 주 오일펌프(700)는 오일 탱크로부터 오일(윤활유)를 흡상하여 오일 쿨러(C) 및 오일 필터(F)를 경유시켜 기어부가 수납된 기어박스(400) 내에 공급한다.

보조 오일펌프(800)는 터보 압축기(1000)의 초기 구동시 즉, 주 전동기(600)가 대기 상태에 있어 임펠러 및 주 오일펌프(700)가 정지하고 있는 상태에서 기어박스(400) 내부에 윤활유를 공급하기 위한 구성이다. 주 전동기(600)가 대기 상태인 경우 주 오일펌프(700)가 정지 중이므로 기어박스(400) 내 오일이 부족한 상태가 되어 장치에 영향을 미치게 되므로, 보조 오일펌프(800)는 미리 기어박스(400) 내에 오일을 공급하며, 주 전동기(600)가 구동되어 주 오일펌프(700)에 의해 기어박스(400) 내부에 오일이 충분히 공급이 되면 즉, 다단 압축수단(100,200,300)의 정상부하운전시 보조 오일펌프(800)는 정지된다.

블로우 오프 밸브(B)는 다단 압축수단(100,200,300)을 보호하기 위해서 개방된 상태로 다단 압축수단(100,200,300)에 장착된다. 이러한 블로우 오프 밸브(B)는 압축기체 생성 시 닫히며, 압축기체를 생성하지 않을 때에는 압력으로부터 다단 압축수단(100,200,300)을 보호할 수 있도록 개방된다.

블로우 오프 밸브(B)의 작동은 계장 에어 또는 기체공기에 의해 개방 및 폐쇄 작동을 하게 된다. 구체적으로, 다단 압축수단(100,200,300)을 거치면서 생산된 압축공기는 에어토출관부를 통해 저장 탱크(R)를 거쳐 공장 설비 등에 안내되고, 일부는 블로우 오프 밸브(B)를 개폐 작동시키는 계기용 압축공기로 사용된다.

이젝터(E)(Ejector)는 에어 브리져(A)(Air breather)와 함께 오일이 대기 중으로 유출되는 것을 방지하기 위한 구성이다. 이젝터(E)를 통해 고속으로 에어를 분사하면, 에어 속에 함유된 미스트 상태의 오일은 에어 브리져(A)에 포집되고 에어는 대기 중으로 분사됨으로써 오일의 유출이 방지된다.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기의 작동에 대해 설명한다.

먼저, 보조 모터(810)를 구동함으로써 보조 오일펌프(800)를 함께 구동한다. 보조 모터(810)의 구동에 의해 오일 탱크(T) 내부의 오일이 다단 압축수단(100,200,300)의 기어박스(400) 내부로 공급된다.

제어부(900)는 다단 압축수단(100,200,300)의 정상부하운전 상태인지 여부를 판단하며, 주 전동기(600)가 구동되어 주 오일펌프(700)로부터 오일이 공급되며 계장 에어를 압축 공기를 이용하는 정상부하운전이 되는 경우 보조 모터(810)의 구동을 정지시킨다.

한편, 주 전동기(600)의 구동으로 인해 불 기어가 회전하고, 불 기어와 맞물려 회전하는 피니언 기어가 회전함으로써 구동 회전축이 회전한다. 온/오프 밸브(130)가 개방되어 흡입 필터(140)를 통과한 기체가 최대 유량으로 유입된다. 제1임펠러(110)에서 기체가 압축되어 제1인터쿨러(120)로 압송되고, 제1인터쿨러(120)에 압송된 압축 기체는 제2임펠러(210)에서 제1임펠러(110)의 압력보다 고압으로 압축되어 제2인터쿨러(220)에 압송된다. 제2인터쿨러(220)에 압송된 고압의 기체는 다시 제3임펠러(310)에서 제2임펠러(210)의 압력보다 고압으로 압축된 후 에어 토출관부를 거쳐 저장 탱크 등으로 압송된다.

한편, 제3압축부(300)에서 압축되어 토출되는 생산유량보다 더 많은 유량이 필요한 경우, 사용자에 의해 해당 정보가 입력되면 제어부(900)에 의해 보조 임펠러(500)가 가동된다. 보조 임펠러(500)에 의해 추가로 기체가 유입되어 압축되며, 압축된 기체는 제1인터쿨러(120) 전단으로 압송되어 제1임펠러(110)에서 압축된 기체와 함께 제1인터쿨러(120)로 압송된다. 제2임펠러(210)와 제3임펠러(310)는 모두 제1임펠러(110)와 보조 임펠러(500)에서 압축되는 기체의 최대유량을 합하여도 압축 가능하다. 이는 제1압축부(100)와 보조 임펠러(500)가 제3압축부(300)를 통해 최종적으로 압축될 수 있는 성능의 일부만 달성될 수 있도록 상대적으로 적은 용량으로 마련되기 때문이다.

따라서 본 발명에 의하면, 1단 압축기를 복수 개로 마련하고 어느 하나의 1단 압축기를 항상 최대유량으로 가동하며, 다른 1단 압축기를 선택적으로 가동하여 유입되는 기체 유량을 조절하면서도 서징 현상과 관계없이 가동할 수 있다.

본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 터보 압축기
100 : 제1압축부 110 : 제1임펠러
120 : 제1인터쿨러 130 : 온/오프 밸브
140 : 흡입 필터 200 : 제2압축부
210 : 제2임펠러 220 : 제인터쿨러
300 : 제3압축부 310 : 제3임펠러
320 : 애프터쿨러 400 : 기어박스
500 : 보조 임펠러 600 : 주 전동기
700 : 주 오일펌프 800 : 보조 오일펌프
810 : 보조 모터 C : 오일 쿨러
B : 블로우 오프 밸브 E : 이젝터
A : 에어 브리져 R : 저장탱크
T : 오일 탱크

Claims

유입단에 온/오프 밸브가 배치되며 제1임펠러와 제1인터쿨러를 포함하며, 최대 유량으로 가동되는 제1압축부;
상기 제1압축부에서 압축된 기체가 유입되며, 상기 제1임펠러와 함께 제1구동 회전축 상에 장착되는 제2임펠러와 제2인터쿨러를 포함하는 제2압축부;
상기 제2압축부에서 압축된 기체가 유입되며, 제2구동 회전축 상에 장착되는 제3임펠러와 제3인터쿨러를 포함하고, 에어 토출관부에 의해 저장 탱크와 연결되는 제3압축부;
선택적으로 가동되어 기체를 압축하는 보조 임펠러;
상기 제1 및 제2구동 회전축과 주 회전축 및 복수 개의 기어를 포함하는 기어박스; 및
상기 주 회전축과 결합되는 모터 샤프트를 포함하는 주 전동기;를 포함하며,
상기 보조 임펠러를 통과한 기체는 상기 제1인터쿨러의 유입단으로 공급되되,
상기 보조 임펠러는, 상기 제1압축부의 최대 유량을 초과하는 유량의 기체 압축이 요구될 때에만 기체가 유입되는
터보 압축기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 보조 임펠러의 유입단에는 유입 안내 베인이 배치되는 터보 압축기.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 기어박스에 윤활유를 공급하는 주 오일펌프;
상기 제1 내지 제3압축부가 정상부하운전될 때깨지 상기 기어박스에 윤활유를 공급하는 보조 오일펌프;
상기 보조 오일 펌프를 구동시키는 보조 모터;
상기 보조 모터 상에 상기 보조 오일펌프와 동축으로 연결되며, 상기 보조 오일 펌프와 동시에 구동되어 계장 에어를 공급하는 계장 에어 압축기;를 더 포함하는 터보 압축기.