KR102609092B1 - 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기 - Google Patents

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Abstract

출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기에 관한 것으로, 일 압축기의 임펠러를 통해 압축된 압축기체가 후속 압축기의 임펠러에 의해 연속 압축되는 다단 원심압축기의 압축기의 출구 하류에 출구안내깃을 설치하여 일 압축기로부터 토출되어 중간냉각기 또는 후속 압축기로 유입되는 압축공기의 유동의 각도와 유속을 줄여서 다단 원심압축기의 전압력비, 등엔트로피 효율 및 정압력 회복계수를 증가시킬 수 있도록 한 기술 구성을 통하여, 압축기로부터 토출되어 중간냉각기 또는 후속 압축기로 유입되는 압축공기의 유동의 각도와 유속을 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 후속 압축기로 압축공기를 안정적으로 공급할 수 있게 되므로 다단 원심압축기의 전압력비, 등엔트로피 효율 및 정압력 회복계수를 증가시켜 압축기의 단효율을 크게 개선할 수 있게 되는 것이다.

Description

출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기{MULTI-STAGE CENTRIFUGAL COMPRESSOR WITH AN EXIT GUIDE VANE }
본 발명은 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기에 관한 것으로, 더 자세하게는 압축기의 출구 하류에 출구안내깃(Exit Guide Vane, EGV)을 설치하여 압축기로부터 토출되어 중간냉각기 또는 후속 압축기로 유입되는 압축공기의 유동의 각도와 유속을 줄여서 다단 원심압축기의 전압력비(total pressure ratio), 등엔트로피 효율(isentropic efficiency) 및 정압력 회복계수(coefficient of static pressure recovery)를 증가시켜 압축기의 단효율(stage efficiency)을 개선할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 원심압축기(Centrifugal Compressor)는 비교적 저압, 대용량의 기체를 공급하는데 적합하여 가스터빈, 터보차져, 냉동기, 석유화학이나 그밖의 여러 산업공정에 매우 다양하게 사용되고 있다.
원심압축기는 임펠러(impeller), 디퓨저(diffuser), 그리고 볼루트 케이싱(volute casing) 등으로 구성되고, 이들 구성부품은 원심압축기의 전체 성능에 큰 영향을 미치므로 지금까지 구성부품의 형상에 관한 많은 연구가 수행되고 있다.
최근 원심압축기를 다단형(multi-stage)으로 제작하여, 고압의 기체를 효과적으로 생성하는 데에도 수요가 증가하고 있으며, 이 경우 임펠러 상류에 입구안내깃(IGV, Inlet Guide Vane)을 설치하여 압력과 유량을 적절히 제어하도록 함으로써 전체 압축시스템을 효과적으로 운용할 수 있도록 하고 있다.
주어진 임펠러나 볼루트 케이싱에 대하여 원심압축기의 성능을 향상시키기 위해서는 디퓨저 베인(diffuser vane)의 형상을 최적화하여 압축유동을 효과적으로 확산(diffusion)하는 것이 필요하며, 이에 관한 많은 연구가 있어 왔다.
도 1은 본 발명이 관계하는 다단 원심압축기의 요부 종단면도이다.
도 1과 같이 본 발명이 관계하는 다단 원심압축기는 제1구동축 커버(20)와 제1디퓨저 케이스(40) 사이에 제1압축실이 마련되고, 제2구동축 커버(30)와 제2디퓨저 케이스(50) 사이에 제2압축실이 마련되고, 모터(10)의 구동축(11) 양단에 제1압축실에 배치되는 제1임펠러(60)와 제2압축실에 배치되는 제2임펠러(70)가 설치된 형태를 가진다.
상기 다단 원심압축기에서 모터(10)의 구동축(11)이 회전하게 되면 구동축(11) 양단에 설치된 제1임펠러(60)과 제2임펠러(70)가 회전하게 되고, 제1임펠러(60)의 회전과정에서 제1디퓨저 케이스(40)의 제1흡입구(41)로 흡입된 공기가 제1압축실로 유입되어 제1임펠러(60)에 의해 1차 압축된다.
상기 제1임펠러(60)에 의해 1차 압축된 공기는 제1디퓨저 케이스(40)의 제1토출구(42)를 통해 토출되어 냉각된 후 제2디퓨저 케이스(50)의 제2흡입구(51)을 통해 제2압축실로 공급되어 제2임펠러(70)에 의해 2차 압축되고, 제2임펠러(70)에 의해 2차 압축된 공기는 제2디퓨저 케이스(50)의 제2토출구(52)를 통해 외부로 토출된다.
다단 원심압축기의 압축단이 예를 들어 3단으로 된 경우 상기 제2임펠러(70)에 의해 2차 압축된 공기는 냉각된 후 제3임펠러(미도시)에 의해 3차 압축되고, 냉각된 후 압축공기가 필요한 곳으로 공급된다.
그러나 도 1에 도시한 바와 같은 다단 원심압축기의 경우, 1단 압축기의 디퓨저로부터 배출된 압축기체가 디퓨저의 유한한 사이즈로 인하여 충분히 확산하지 못하고 여전히 빠른 유속을 유지한 채 중간냉각기(inter-cooler) 또는 2단 압축기로 유입된다.
이 경우 압축기체의 유속을 감소시켜 정압을 증가시키면 압축효율 뿐만 아니라 중간냉각기와 2단 압축기의 성능도 향상시킬 수 있게 된다.
더욱이 1단 압축기의 디퓨저로부터 배출되는 압축기체는 디퓨저 베인을 통과하는 과정에서 와류유동(vortical flow)이 발생하게 되므로, 이러한 와류유동을 적절하게 완화시켜 줄 수 있는 기술적 방법을 적용하면 중간냉각기 및 2단압축의 성능에도 도움을 줄 수 잇게 된다.
하기의 특허문헌 1에는 냉각 시스템의 효율을 우수하게 유지함과 아울러 구성을 단순하고 컴펙트하게 구성할 수 있는 고속모터 직결구동 3단 터보압축기가 개시되어 있다.
특허문헌 1의 3단 터보압축기는 제1 임펠러와, 제2 임펠러 및 제3 임펠러를 구비하고, 제1,2,3 임펠러를 회전 구동시키는 2개 이상의 구동용 모터를 포함하여 압축을 수행하는 것이다.
하기의 특허문헌 2에는 압축기의 입구안내깃(IGV; Inlet Guide Vane)을 가지는 원심압축기가 개시되어 있다. ??
대한민국 등록특허공보 제10-1318800호 (2013년 10월 10일 등록) 일본 등록특허공보 제6763804호 (2020년 09월 14일 등록)
전술한 바와 같이 종래 기술에 따른 다단 원심압축기는 일 압축기의 디퓨저로부터 배출된 압축기체가 충분히 확산하지 못하고 여전히 빠른 유속을 유지한 채 배출되어 후속 압축기로 공급되므로 후속 압축기의 압축효율이 떨어지게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 종래 기술에 따른 다단 원심압축기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 압축기에서 압축되어 배출되는 압축기체의 유동의 속도 및 각도를 줄여서 압축기체가 안정적으로 확산 배출되도록 하고, 그에 따라 후속 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있도록 하는 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기는 일 압축기의 임펠러를 통해 압축된 압축기체가 후속 압축기의 임펠러에 의해 연속 압축되는 다단 원심압축기의 압축기의 출구 하류에 출구안내깃을 설치하되, 상기 출구안내깃은 제1 출구안내깃(300)과 제2 출구안내깃(100)으로 구성되며, 상기 제2 출구안내깃(100)은 회전체(400)의 원주면(410)에 형성되고, 상기 제1 출구안내깃(300)는 회전체(400)의 원주면(410)과 직교하는 회전체(400)의 일측면(420)에 형성되며, 상기 제1 출구안내깃(300)는 회전체(400)의 회전축(430) 중심에서 멀어질수록 소정의 설치각도(φ1)로 구비되고, 상기 제1 출구안내깃(300) 설치각도(φ1)는 회전체(400)의 회전축선(C1)과 직교하는 방향으로 연장되는 가상의 직교선(C2)을 기준으로 회전체(400)의 회전방향과 반대방향으로 기울어지도록 구비되며, 상기 제2 출구안내깃(100)은 회전체(400)의 원주면(410)에 소정의 설치각도(φ2)로 구비되고, 상기 제2 출구안내깃(100) 설치각도(φ2)는 압축기의 출구 측으로 갈수록 회전축선(C1)과 평행하는 가상의 평행선(C3)을 기준으로 회전체(400) 회전방향과 반대방향으로 기울어지도록 구비되며, 상기 제1 출구안내깃(300)의 설치각도(φ1) 대비 제2 출구안내깃(100)의 설치각도(φ2)가 크게 형성하여 일 압축기로부터 토출되어 중간냉각기 또는 후속 압축기로 유입되는 압축공기의 유동의 각도와 유속을 줄여서 다단 원심압축기의 전압력비, 등엔트로피 효율 및 정압력 회복계수를 증가시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제2 출구안내깃은 압축기의 출구 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제2 출구안내깃은 압축기의 외측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제2 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기는 제2 출구안내깃이 균일두께를 가지는 형태, 원형 아크의 형태, 익형 그리고 대칭 웨지형 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 제2 출구안내깃(100)은 익형으로 형성되어, 베인 입구부(110)와 베인 출구부(120)를 형성하고, 상기 베인 입구부(110) 두께의 중심을 잇는 제1 베인기준선(C4)은 회전체(400) 일측면과 평행하는 가상의 제1 측면기준선(C5)과 만나는 베인 입구각(αi, blade inlet angle)이 -50 ~ -56°이고, 상기 베인 출구부(120) 두께의 중심을 잇는 제2 베인기준선(C6)은 회전체(400)의 다른 일측면과 평행하는 가상의 제2 측면기준선(C7)과 만나는 베인 출구각(αo, blade outlet angle)이 25 ~ 31°이며, 상기 제2 출구안내깃(100)의 양단부를 잇는 가상의 스태거 기준선(C8)이 형성되고, 가상의 스태거 기준선(C8)은 가상의 제1 측면기준선(C5)과 만나는 웨지 입구각(θ, inlet wedge angle)이 5 ~ 11°이고, 상기 제1 베인기준선(C4)과 베인 입구부(110) 외주면 기준선(C9)이 이루는 스테거 각(ν, stagger angle)이 -37 ~ -43°인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기에 의하면, 압축기의 출구 하류에 설치된 제1, 2 출구안내깃을 통해 2단으로 압축기로부터 토출되어 중간냉각기 또는 후속 압축기로 유입되는 압축공기의 유동의 각도와 유속을 점진적으로 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 급격한 유속과 유동 각도의 변화에 따른 후속 압축기에 가해지는 충격을 방지할 있어 후속 압축기로 압축공기를 안정적으로 공급할 수 있게 되므로 다단 원심압축기의 전압력비, 등엔트로피 효율 및 정압력 회복계수를 증가시켜 압축기의 단효율을 크게 개선할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명이 관계하는 다단 원심압축기의 요부 종단면도,
도 2는 일반적인 원심압축기의 자오면상의 한 단면을 도시한 단면도,
도 3은 도 2에 도시한 원심압축기의 요부 형상을 3차원적으로 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 제1, 2 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기의 자오면상의 한 단면을 도시한 단면도,
도 5는 도 4에 도시한 제1, 2 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기의 요부 형상을 3차원적으로 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 제2 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기의 출구안내깃의 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 제2 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기의 익형의 출구안내깃의 적용 상태도,
도 8은 설계 유량에 대하여 도 7의 제2 출구안내깃을 설치하지 않은 경우와 설치한 경우의 전압력비를 비교한 그래프,
도 9는 설계 유량에 대하여 도 7의 제2 출구안내깃을 설치하지 않은 경우와 설치한 경우의 정압력 회복계수를 비교한 그래프,
도 10은 설계 유량에 대하여 도 7의 제2 출구안내깃을 설치하지 않은 경우와 설치한 경우의 등엔트로피 효율을 비교한 그래프,
이하 본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기는 압축기의 출구 하류에 출구안내깃(EGV; Exit Guide Vane)을 설치하여 1단 압축기로부터 토출되어 중간냉각기 또는 후속 압축기로 유입되는 압축공기의 유동의 각도와 유속을 줄여서 다단 원심압축기의 전압력비, 등엔트로피 효율 및 정압력 회복계수를 증가시켜 압축기의 단효율을 개선할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 출구안내깃은 제1, 2 출구안내깃으로 형성되어, 다단압축기에서 각 단별 압축기의 출구 하류에 각각 설치한다.
도 2는 일반적인 원심압축기의 자오면상의 한 단면을 도시한 것으로, 도 2에서 B-B'는 임펠러 출구, C-C'는 제1 출구안내깃 전단, D-D'는 제1 출구안내깃 후단를 나타내며, R2와 R3 사이는 임펠러와 제1 출구안내깃 사이의 공간, R3와 R4 사이는 제1 출구안내깃를 의미한다.
도 3은 도 2에 도시한 원심압축기의 요부 형상을 3차원적으로 도시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 종래 기술에 따른 다단 원심압축기의 경우, 전술한 바와 같이 압축기의 디퓨저로부터 배출된 압축기체가 충분히 확산하지 못하고 여전히 빠른 유속을 유지한 채 배출되어 후속 압축기로 공급되므로 후속 압축기의 압축효율이 떨어지게 되는 문제가 있었다.
도 4는 본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기의 자오면(meridional plane)상의 한 단면을 도시한 것으로, 도 4에서 B-B'는 임펠러 출구, C-C'는 제1 출구안내깃(300) 전단, D-D'는 제1 출구안내깃(300) 후단를 나타내고, E-E'는 제2 출구안내깃(EGV)(100)의 전단, F-F'는 제2 출구안내깃(100)의 후단, G-G'는 압축기의 출구를 나타내고, R2와 R3 사이는 임펠러(200)와 제1 출구안내깃(300) 사이의 공간을 의미하고, Rmax는 각단별 압축기의 최대반경을 의미한다.
도 5는 도 4에 도시한 본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기의 요부 형상을 3차원적으로 도시한 것이다.
본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기는 압축기의 출구 하류에 마련되는 제1, 2 출구안내깃(300, 100)이 임펠러(200) 출구로 배출되는 압축기체의 유동의 각도와 유속을 줄이면서 충분히 확산되도록 함으로써 압축기 출구로 배출되는 압축기체의 유동을 안정시켜 후속 압축기에 공급하며, 그에 따라 후속 압축기의 압축효율이 크게 향상된다.
도 6의 (a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 제2 출구안내깃(100)을 가지는 다단 원심압축기의 출구안내깃의 예시도이다.
도 6의 (a)의 제2 출구안내깃(100)은 균일두께를 가지는 형태이고, 도 6의 (b)의 제2 출구안내깃(100)은 원형 아크(circular arc)의 형태이고, 도 6의 (c)의 제2 출구안내깃(100)은 익형(airfoil)이고, 도 6의 (d)의 제2 출구안내깃(100)은 대칭 웨지형(symmetric wedge)이다.
본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기에서 제2 출구안내깃(100)은 도 6a 내지 도 6d에 도시된 형태에 국한되지 않고, 그 밖의 예측 가능한 다른 형태로 변형 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 출구안내깃은 제1 출구안내깃(300) 후단을 지난후, 압축기의 출구 측면에 제2 출구안내(100)깃을 형성시키고, 바람직하게는 제2 출구안내깃(100)은 압축기의 외측면에 형성시키되, 압축기의 측면 두께를 최대한 활용하기 위하여 소정의 간격으로 압축기의 외측면에 제2 출구안내깃(100)을 형성시켜 압축기의 제한된 공간을 최대한 활용하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 제2 출구안내깃(100)은 회전체(400)의 원주면(410)에 형성되고, 상기 제1 출구안내깃(300)은 회전체(400)의 원주면(410)과 직교하는 회전체(400) 일측면(420)에 형성된다.
상기 제1 출구안내깃(300)은 회전체(400)의 회전축(430) 중심에서 멀어질수록 소정의 설치각도(φ1)로 구비되고, 상기 제1 출구안내깃(300)의 설치각도(φ1)는 회전체(400)의 회전축선(C1)과 직교하는 방향으로 연장되는 가상의 직교선(C2)을 기준으로 회전체(400)의 회전방향과 반대방향으로 기울어지도록 구비된다.
그리고, 상기 제2 출구안내깃(100)은 회전체(400)의 원주면(410)에 소정의 설치각도(φ2)로 구비되고, 상기 제2 출구안내깃(100)의 설치각도(φ2)는 압축기의 출구 측으로 갈수록 회전축선(C1)과 평행하는 가상의 평행선(C3)을 기준으로 회전체(400)의 회전방향과 반대방향으로 기울어지도록 구비된다.
이때, 상기 제1 출구안내깃(300)의 설치각도(φ1) 대비 제2 출구안내깃(100)의 설치각도(φ2)가 크게 형성(φ1 < φ2 )되는 것이 바람직하다.
도 7은 도 6의 (c)와 같은 익형의 제2 출구안내깃(100)의 적용 상태도로, 상기 제2 출구안내깃(100)은 익형으로 형성되어, 베인 입구부(110)와 베인 출구부(120)를 형성한다.
이때, 상기 베인 입구부(110)의 두께의 중심을 잇는 제1 베인기준선(C4)은 회전체(400)의 일측면과 평행하는 가상의 제1 측면기준선(C5)과 만나는 베인 입구각(αi, blade inlet angle)이 -50 ~ -56°이고, 상기 베인 출구부(120)의 두께의 중심을 잇는 제2 베인기준선(C6)은 회전체(400)의 다른 일측면과 평행하는 가상의 제2 측면기준선(C7)과 만나는 베인 출구각(αo, blade outlet angle)이 25 ~ 31°이며, 상기 제2 출구안내깃(100)의 양단부를 잇는 가상의 스태거 기준선(C8)이 형성되고, 가상의 스태거 기준선(C8)은 가상의 제1 측면기준선(C5)과 만나는 웨지 입구각(θ, inlet wedge angle)이 5 ~ 11°이고, 또, 상기 제1 베인기준선(C4)과 베인 입구부(110) 외주면 기준선(C9)이 이루는 스테거 각(ν, stagger angle)이 -37 ~ -43°로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기의 효과를 평가하기 위하여 도 6에 도시된 출구안내깃에 대하여 엄밀한 전산수치해석(computational fluid dynamics analysis)를 수행하였다.
도 8은 어떤 주어진 설계 유량(design flow rate)에 대하여 도 6에 제시한 제2 출구안내깃(EGV)(100)을 설치하지 않은 경우와 설치한 경우의 전압력비를 비교한 그래프이다.
도 8에 나타낸 바와 같이 설계 유량범위 부근(4.5kg/s ~ 4.6kg/s)에 대하여 익형 또는 원형 아크로 설계한 제2 출구안내깃을 가지는 경우가 제2 출구안내깃을 가지지 않는 경우에 비해 전압력비가 15% 정도 향상됨을 알 수 있다.
도 9는 도 8과 같은 조건에 대한 정압력 회복계수를 나타낸 그래프이고, 도 10은 도 8과 같은 조건에 대한 등엔트로피 효율을 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이 설계 유량범위 부근(4.5kg/s ~ 4.6kg/s)에 대하여 익형 또는 원형 아크로 설계한 제2 출구안내깃(100)을 가지는 경우가 제2 출구안내깃(100)을 가지지 않는 경우에 비해 정압력 회복계수는 5~6%, 그리고 등엔트로피 효율은 6% 정도 향상되는 것을 알 수 있다.
위의 결과로부터 알 수 있듯이 다단 원심압축기의 출구에 익형 또는 원형 아크의 제2 출구안내깃(100)을 설치하게 되면 다단 원심압축기의 성능을 크게 향상시킬 수 있게 되며, 예를 들어 3단 원심압축기의 경우 정압력 회복계수는 15~18%, 그리고 등엔트로피 효율은 18% 정도 증가한다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
40, 50 : 디퓨저 케이스
60, 70 : 임펠러

Claims (6)

  1. 일 압축기의 임펠러를 통해 압축된 압축기체가 후속 압축기의 임펠러에 의해 연속 압축되는 다단 원심압축기의 압축기의 출구 하류에 출구안내깃을 형성하되,
    상기 출구안내깃은 제1 출구안내깃(300)과 제2 출구안내깃(100)으로 구성되며,
    상기 제2 출구안내깃(100)은 회전체(400)의 원주면(410)에 형성되고,
    상기 제1 출구안내깃(300)은 회전체(400)의 원주면(410)과 직교하는 회전체(400)의 일측면(420)에 형성되며,
    상기 제1 출구안내깃(300)은 회전체(400)의 회전축(430) 중심에서 멀어질수록 소정의 설치각도(φ1)로 구비되고, 상기 제1 출구안내깃(300)의 설치각도(φ1)는 회전체(400)의 회전축선(C1)과 직교하는 방향으로 연장되는 가상의 직교선(C2)을 기준으로 회전체(400)의 회전방향과 반대방향으로 기울어지도록 구비되며,
    상기 제2 출구안내깃(100)은 회전체(400)의 원주면(410)에 소정의 설치각도(φ2)로 구비되고, 상기 제2 출구안내깃(100)의 설치각도(φ2)는 압축기의 출구 측으로 갈수록 회전축선(C1)과 평행하는 가상의 평행선(C3)을 기준으로 회전체(400)의 회전방향과 반대방향으로 기울어지도록 구비되며,
    상기 제1 출구안내깃(300)의 설치각도(φ1) 대비 제2 출구안내깃(100)의 설치각도(φ2)가 크게 형성하여 일 압축기로부터 토출되어 중간냉각기 또는 후속 압축기로 유입되는 압축공기의 유동의 각도와 유속을 줄여서 다단 원심압축기의 전압력비, 등엔트로피 효율 및 정압력 회복계수를 증가시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 출구안내깃(100)은 압축기의 출구 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출구안내깃(100)은 압축기의 외측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출구안내깃(100)은 균일두께를 가지는 형태, 원형 아크의 형태, 익형 그리고 대칭 웨지형 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출구안내깃(100)은 익형으로 형성되어, 베인 입구부(110)와 베인 출구부(120)를 형성하고,
    상기 베인 입구부(110)의 두께의 중심을 잇는 제1 베인기준선(C4)은 회전체(400)의 일측면과 평행하는 가상의 제1 측면기준선(C5)과 만나는 베인 입구각(αi, blade inlet angle)이 -50 ~ -56°이고,
    상기 베인 출구부(120)의 두께의 중심을 잇는 제2 베인기준선(C6)은 회전체(400)의 다른 일측면과 평행하는 가상의 제2 측면기준선(C7)과 만나는 베인 출구각(αo, blade outlet angle)이 25 ~ 31°이며,
    상기 제2 출구안내깃(100)의 양단부를 잇는 가상의 스태거 기준선(C8)이 형성되고, 가상의 스태거 기준선(C8)은 가상의 제1 측면기준선(C5)과 만나는 웨지 입구각(θ, inlet wedge angle)이 5 ~ 11°이고,
    상기 제1 베인기준선(C4)과 베인 입구부(110)의 외주면 기준선(C9)이 이루는 스테거 각(ν, stagger angle)이 -37 ~ -43°인 것을 특징으로 하는 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기.
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