KR19990054843A - Turbo compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터보 압축기에 관한 것으로, 종래에는 증발기를 거친 저온 저압의 냉매 가스가 압축기로 유입되기 전 냉매 가스를 건조시키기 위하여 어큐뮬레이터를 설치하게 되어 전체 시스켐의 규모가 커지게 되고, 또한 1차 압축된 냉매 가스가 구동모터를 냉각하게 되어 구동모터를 충분히 냉각시키지 못해 구동모터의 효율을 저하시키는 문제점이 있었는바, 본 발명은 구동모터가 장착되는 모터케이스부에 증발기를 거친 저온 상태의 냉매 가스가 바로 유입되어 구동모터를 냉각하도록 하여 구동모터의 냉각을 양호하게 함으로써 구동모터의 효율을 상승시켜 압축기의 전체 효율을 상승시키고, 더불어 모터케이스부가 어큐뮬레이터의 역할을 동시에 하게 함으로써 부품의 감소로 인한 구조의 간소화를 이룰 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbo compressor. In the related art, an accumulator is installed to dry the refrigerant gas before the low temperature and low pressure refrigerant gas passing through the evaporator is introduced into the compressor. Since the refrigerant gas is cooled to the drive motor, the drive motor is not sufficiently cooled, thereby reducing the efficiency of the drive motor. By directly flowing to cool the drive motor to improve the cooling of the drive motor to increase the efficiency of the drive motor to increase the overall efficiency of the compressor, and also the motor case part to act as an accumulator at the same time to reduce the structure of the structure It is intended to be a simplification.
Description
본 발명은 터보 압축기에 관한 것으로, 특히 냉매 가스를 압축하기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터의 냉각 효율을 높여 구동모터의 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 구조를 간소화할 수 있도록 한 터보 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocompressor, and more particularly, to a turbocompressor capable of increasing the cooling efficiency of a drive motor generating a driving force for compressing refrigerant gas, thereby improving the efficiency of the drive motor and simplifying the structure.
일반적으로 압축기는 공기나 냉매가스등의 기체를 압축하는 기계이다. 상기 압축기는 냉동사이클을 구현한 냉동/공조사이클장치를 구성하는 중요한 요소로, 날개차나 로터의 회전운동 또는 피스톤의 왕복운동으로 기체를 압축하게 된다.Generally, a compressor is a machine that compresses gas such as air or refrigerant gas. The compressor is an important element constituting the refrigeration / air conditioning cycle device implementing the refrigeration cycle, and compresses the gas by the rotor wheel or the rotation of the rotor or the reciprocating motion of the piston.
도 1은 본 출원인이 특허 출원 P97-64567호로 선출원한 바 있는 터보 압축기(일명;원심 압축기)를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 터보 압축기는 흡입구(1)를 갖는 제 1압축실(10)과 토출구(21)를 갖는 제 2압축실(20)이 양측에 각각 형성되고 중앙에 모터실(30)이 형성되며 상기 제 1압축실(10)과 제 2압축실(20)을 연통시킴과 더불어 상기 모터실(30)과 연통되도록 형성된 가스유로(40)를 구비하여 이루어진 밀폐용기(100)와, 상기 모터실(30)에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동모터(120)와, 일측 단부가 상기 제 1압축실(10)에 삽입되고 타측 단부가 상기 제 2압축실(20)에 삽입되도록 상기 구동모터(120)에 결합되어 구동모터(120) 구동력을 전달하는 구동축(130)과, 상기 제 1압축실(10)에서 회전가능하도록 구동축(130)의 일측 단부에 결합되어 흡입구(1)로 유입되는 가스를 1차 압축하여 가스유로(40)를 통해 제 2압축실(20)로 유동시키는 제 1임펠러(140)와, 상기 제 2압축실(20)에서 회전가능하도록 구동축(130)의 타측 단부에 결합되어 1차 압축되어 제 2압축실(20)로 유입된 가스를 2차 압축하여 토출구(21)로 토출시키는 제 2임펠러(150)를 포함하여 구성된다.FIG. 1 shows a turbo compressor (aka centrifugal compressor) which has been filed by the applicant in patent application P97-64567. As shown therein, the turbo compressor has a first compression chamber 10 having a suction port 1. ) And a second compression chamber 20 having discharge ports 21 are formed on both sides, and a motor chamber 30 is formed in the center, and the first compression chamber 10 and the second compression chamber 20 are in communication with each other. In addition, the airtight container 100 formed with the gas passage 40 formed to communicate with the motor chamber 30, a drive motor 120 mounted to the motor chamber 30 to generate a driving force, and one end Is coupled to the drive motor 120 is inserted into the first compression chamber 10 and the other end is inserted into the second compression chamber 20 and the drive shaft 130 for transmitting a driving force to the drive motor 120, Coupled to one end of the drive shaft 130 so as to be rotatable in the first compression chamber 10 is introduced into the suction port (1) The first impeller 140 for firstly compressing the gas to flow into the second compression chamber 20 through the gas flow passage 40, and the other end of the driving shaft 130 to be rotatable in the second compression chamber 20. It is configured to include a second impeller 150 coupled to the first compression to discharge the gas introduced into the second compression chamber 20 to the discharge port 21.
상기 제 1압축실(10)은 흡입구(1)와 연통되어 흡입가스를 유도하는 인듀서부(2)와, 상기 인듀서부와 연통되며 상기 제 1임펠러(140)가 삽입되어 흡입되는 가스의 운동에너지를 증가시켜주는 제 1임펠러실(3)과, 상기 제 1임펠러실(3)과 가스유로(40)를 연통시키며 증가된 가스의 운동에너지를 정압으로 변화시켜 가스유로(40)로 유도하는 베인디퓨져부(4) 및 볼류트부(5)로 이루어진다. 상기 제 1임펠러실(3)은 가스가 유입되는 외측 직경이 가스가 압축되어 나가는 내측 직경보다 작게 소정의 내부 체적을 갖도록 원뿔형으로 형성되고, 상기 제 1임펠러실(3)에서 회전하는 제 1임펠러(140)는 상기 제 1임펠러실(3)과 상응하게 내측이 직경이 외측의 직경보다 큰 원뿔 형태로 형성되며, 상기 제 1임펠러(140)의 직경이 큰 쪽의 면이 상기 구동축(130)과 접촉되게 결합된다. 상기 베인디퓨져부(4)는 상기 제 1임펠러실(3)의 직경이 큰 쪽의 가장자리와 연통되도록 형성되며, 그 두께는 가스유로(40)의 직경과 제 1임펠러실(3)의 높이보다 작게 형성된다. 상기 볼류트부(5)는 상기 베인디퓨져부(4)의 가장자리와 연통되도록 환형으로 형성되며 그 직경이 유출되는 쪽으로 점점 크게 형성된다. 그리고 상기 흡입구(1)는 단면이 원형으로 형성되며, 냉동/공조 사이클을 구성하는 증발기(미도시)에서 유입되는 냉매가스를 건조시키는 어큐뮬레이터(160)와 연통된다.The first compression chamber 10 communicates with the intake port 1 to induce the intake gas 2, and the kinetic energy of the gas communicated with the inducer part and the first impeller 140 is inserted and sucked in. The first impeller chamber (3) to increase the, and the first impeller chamber (3) and the gas flow passage 40, the vane for inducing the gas flow 40 to change the kinetic energy of the increased gas to a constant pressure It consists of the diffuser part 4 and the volute part 5. The first impeller chamber 3 is formed in a conical shape so that the outer diameter into which the gas flows into has a predetermined internal volume smaller than the inner diameter through which the gas is compressed, and the first impeller rotating in the first impeller chamber 3. The 140 is formed in a conical shape in which an inner diameter is larger than an outer diameter in correspondence with the first impeller chamber 3, and a surface having a larger diameter of the first impeller 140 is in the driving shaft 130. In contact with the The vane diffuser portion 4 is formed so that the diameter of the first impeller chamber 3 communicates with the edge of the larger one, and the thickness thereof is greater than the diameter of the gas flow passage 40 and the height of the first impeller chamber 3. It is formed small. The volute part 5 is formed in an annular shape so as to communicate with the edge of the vane diffuser part 4 and is gradually formed to be larger in diameter toward the outflow. In addition, the inlet 1 has a circular cross section and communicates with the accumulator 160 for drying the refrigerant gas flowing from an evaporator (not shown) constituting a refrigeration / air conditioning cycle.
상기 제 2압축실(20)은 상기 가스유로(40)와 연통되어 1차 압축된 가스를 유도하는 인듀서부(22)와, 상기 인듀서부와 연통되며 상기 제 2임펠러(150)가 삽입되어 유입되는 가스의 운동에너지를 증가시켜주는 제 2임펠러실(23)과, 상기 제 2임펠러실(23)과 토출구(21)를 연통시키며 증가된 가스의 운동에너지를 정압으로 변환시켜 토출구(21(로 내보내는 베인디퓨져부(24) 및 볼류트부(25)로 이루어진다. 상기 제 2임펠러실(23)은 가스가 유입되는 외측 직경이 가스가 압축되어 나가는 내측 직경보다 크게 형성되고, 상기 제 2임펠러실(23)에서 회전하는 제2임펠러(1150)는 상기 제 2임펠러실에 상응하게 내측이 직경이 외측의 직경보다 큰 원뿔 형태로 형성되며, 상기 제 2임펠러(150)의 직경이 큰 쪽의 면이 상기 구동축(130)의 단부와 접촉되게 결합된다. 상기 베인디퓨져부(24)는 상기 제 2임펠러실(23)의 직경이 큰 쪽의 가장자리와 연통되도록 형성되며 그 두께는 가스유로(40)의 직경과 제 2임펠러실(23)의 높이보다 작게 형성된다. 상기 볼류트부(25)는 상기 베인디퓨져부(24)의 가장자리와 연통되도록 환형으로 형성되며 그 직경이 유출되는 쪽으로 점점 크게 형성되며, 그 단부는 토출구(21)와 연통된다.The second compression chamber 20 communicates with the gas flow passage 40 to induce the first compressed gas, and the inducer portion 22 communicates with the inducer portion and the second impeller 150 is inserted and introduced. The second impeller chamber 23, which increases the kinetic energy of the gas to be used, communicates with the second impeller chamber 23 and the discharge port 21, and converts the increased kinetic energy of the gas into a constant pressure to discharge the discharge port 21 (to And a vane diffuser portion 24 and a volute portion 25. The second impeller chamber 23 is formed such that an outer diameter into which gas is introduced is larger than an inner diameter from which gas is compressed, and the second impeller chamber is formed. The second impeller 1150 that rotates at 23 is formed in a conical shape whose inner diameter is larger than the outer diameter corresponding to the second impeller chamber, and the surface of the second impeller 150 having the larger diameter The vane diffuser unit is coupled to be in contact with an end of the drive shaft 130. 24 is formed so that the diameter of the second impeller chamber 23 communicates with the edge of the larger one, and the thickness thereof is smaller than the diameter of the gas flow passage 40 and the height of the second impeller chamber 23. The lute portion 25 is formed in an annular shape so as to communicate with the edge of the vane diffuser portion 24 and is gradually enlarged toward the outflow of the diameter thereof, and the end portion thereof communicates with the discharge port 21.
상기 모터실(30)은 소정의 직경과 길이를 갖는 원통형으로 형성됨이 바람직하고, 상기 모터실(30)의 양측에 제 1압축실(10)과 제 2압축실(20)이 각각 형성된다. 상기 가스유로(40)는 상기 모터실(30)의 측부에 걸쳐 형성되며, 가스유로와 모터실사이에는 상기 제 1압축실(10)에서 가스유로(40)로 유입된 가스중 일부를 모터실(30)내로 유입시키는 유입통공(50)과, 상기 유입통공을 통해 모터실로 유입된 가스가 구동모터(120)을 냉각시킨 다음 상기 가스유로(40)로 다시 유출시키는 유출통공(60)이 형성된다. 또한 상기 모터실(30)의 양측면에는 구동축(130)의 양단부가 각각 삽입되는 축삽입공(70)이 각각 형성되며, 이 축삽입공(70)은 제 1임펠러실(3)과 제 2임펠러실(23)에 각각 연통된다.The motor chamber 30 is preferably formed in a cylindrical shape having a predetermined diameter and length, and the first compression chamber 10 and the second compression chamber 20 are formed on both sides of the motor chamber 30, respectively. The gas passage 40 is formed over the side of the motor chamber 30, and a portion of the gas introduced into the gas passage 40 from the first compression chamber 10 is located between the gas passage and the motor chamber. The inlet through-hole 50 to be introduced into the 30, and the gas introduced into the motor chamber through the inlet to cool the drive motor 120, and then the outflow through hole 60 for exiting the gas flow path 40 is formed again do. In addition, both side surfaces of the motor chamber 30 are formed with shaft insertion holes 70 into which both ends of the drive shaft 130 are inserted, respectively, and the shaft insertion holes 70 have a first impeller chamber 3 and a second impeller. It communicates with the thread 23, respectively.
상기 구동축(130)에는 제 1압축실(10)과 제 2압축실(20)에서의 압력차에 의해 축방향으로 받게 되는 힘을 지지하기 위해 스러스트 베어링(170)이 결합되며, 이 스러스트 베어링(170)은 모터실(30)을 이루는 양측면에 접촉되도록 구동축(130)의 양측에 각각 결합되어 모터실(30)의 양측면과 베어링면을 이루게 된다. 또한, 상기 구동축(130)에는 구동축의 자체 하중 및 이에 결합되는 부품의 하중에 의해 반경방향으로 받는 힘을 지지하기 위한 레이디얼 베어링(180)이 결합되며, 상기 레이디얼 베어링(180)은 구동모터(120)의 양측에 위치하여 구동축(130)을 지지한다.A thrust bearing 170 is coupled to the drive shaft 130 to support a force received in the axial direction by the pressure difference between the first compression chamber 10 and the second compression chamber 20. 170 is coupled to both sides of the drive shaft 130 so as to contact both sides of the motor chamber 30 to form a bearing surface and both sides of the motor chamber 30. In addition, the drive shaft 130 is coupled to the radial bearing 180 for supporting the force received in the radial direction by the load of the drive shaft and its own components coupled thereto, the radial bearing 180 is a drive motor Located on both sides of the 120 to support the drive shaft (130).
상기한 바와 같은 종래 터보 압축기의 작동은 다음과 같다.The operation of the conventional turbo compressor as described above is as follows.
먼저, 구동모터(120)에 전류가 인가되면 구동모터(120)가 작동함과 더불어 구도모터ㅡ이 구동력이 구동축(130)에 전달되어 구동축이 회전하게 된다. 상기 구동축(130)의 회전에 의해 구동축(130)의 양단부에 결합된 제 1임펠러(140)와 제 2임펠러(150)가 각각 회전하게 된다. 상기 제 1임펠러(140)와 제 2임펠러(150)의 회전력에 의해 어큐뮬레이터(160)를 통과한 냉매 가스가 흡입구(1)를 통해 제 1압축실(10)로 유입되어 1차 압축되고, 이 1차 압축된 냉매 가스는 가스유로(40)를 통해 제 2압축실(20)로 유입되며, 이 제 2압축실로 유입된 1차 압축된 냉매 가스는 제 2압축실(20)에서 2차 압축되어 토출구(21)를 통해 토출된다.First, when a current is applied to the drive motor 120, the drive motor 120 is operated, and the composition motor-the driving force is transmitted to the drive shaft 130 to rotate the drive shaft. The first impeller 140 and the second impeller 150 coupled to both ends of the drive shaft 130 are rotated by the rotation of the drive shaft 130, respectively. The refrigerant gas passing through the accumulator 160 by the rotational force of the first impeller 140 and the second impeller 150 flows into the first compression chamber 10 through the suction port 1 and is first compressed. The first compressed refrigerant gas is introduced into the second compression chamber 20 through the gas flow passage 40, and the first compressed refrigerant gas introduced into the second compression chamber is second compressed in the second compression chamber 20. And is discharged through the discharge port 21.
상기 제 1압축실에서 냉매 가스가 1차 압축되는 과정은 먼저 흡입구(1)로 유입된 냉매 가스가 인듀서부(2)를 통해 제 1임펠러실(3)로 유입되며, 이 제 1임펠러실(3)로 유입된 냉매 가스는 제 1임펠러(140)의 회전력에 의해 운동에너지가 상승될 뿐만 아니라 정압도 상승하게 되고, 이 상태의 냉매 가스가 베인디퓨져부(4)와 볼류트부(5)를 지나면서 냉매 가스의 운동에너지가 정압으로 변환되어 압력이 상승하게 된다. 그리고 상기 제 2압축실(20)에서 1차 압축된 냉매 가스가 2차 압축되는 과정은 제 1압축실(10)에서 냉매 가스가 압축되는 과정과 같다.In the process of first compressing the refrigerant gas in the first compression chamber, first, the refrigerant gas introduced into the suction port 1 is introduced into the first impeller chamber 3 through the inducer unit 2, and the first impeller chamber ( The refrigerant gas introduced into 3) not only increases the kinetic energy but also the positive pressure due to the rotational force of the first impeller 140, and the refrigerant gas in this state causes the vane diffuser portion 4 and the volute portion 5 to rise. As it passes through the kinetic energy of the refrigerant gas is converted into a constant pressure, the pressure is increased. The process of secondarily compressing the refrigerant gas compressed in the second compression chamber 20 is the same as the process of compressing the refrigerant gas in the first compression chamber 10.
또한, 상기 구동축(130)을 구동시키는 구동모터(120)는 구동시 모터의 손실에 의해 필연적으로 열을 발생하게 되며, 이로 인하여 모터실(30) 내부에는 고온의 상태가 된다. 이는 상기 제 1압축실(10)을 거쳐 1차 압축된 냉매 가스가 가스유로(40)를 흐르는 과정에서 그 일부가 유입통공(50)을 통해 모터실(30)내로 유입되어 모터실(30)을 순환하여 구동모터를 냉각한 다음 유출통공(60)을 통해 다시 가스유로(40)로 흐르면서 구동모터(120) 및 모터실(30)을 냉각하게 된다.In addition, the drive motor 120 for driving the drive shaft 130 inevitably generates heat due to the loss of the motor during the drive, thereby causing a high temperature inside the motor chamber 30. This is a portion of the refrigerant gas first compressed through the first compression chamber 10 flows through the gas flow path 40 is introduced into the motor chamber 30 through the inlet hole 50, the motor chamber 30 Cooling the drive motor by circulating through and then flows back to the gas flow path 40 through the outflow hole 60 to cool the drive motor 120 and the motor chamber 30.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 터보 압축기는 증발기를 거친 저온 저압의 냉매가스가 오나전 건조된 상태가 아니라 액상과 기상이 혼재하는 상태이므로 이와 같은 상태의 냉매 가스가 압축되면 임펠러에 치명적인 영향을 미치게 되어 밀폐용기(100)내로 흡입하기 전 냉매 가스를 건조시키기 위한 어큐뮬레이터(160)가 설치되어야 한다. 상기 어큐뮬ㄹ이터(160)는 1단으로 냉매 가스를 완전한 건조 상태를 이루지 못하게 됨으로 2단 또는 3단으로 설치하여야 함으로 전체적인 공간을 너무 많이 차지하게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional turbo compressor as described above, the refrigerant gas of low temperature and low pressure passing through the evaporator is not in a dry state, but in a liquid phase and a gaseous state, and thus the refrigerant gas in such a state has a fatal effect on the impeller. Accumulators 160 for drying the refrigerant gas must be installed prior to suction into the vessel 100. The accumulator 160 has a problem in that it occupies too much of the entire space because it must be installed in two or three stages because the refrigerant gas cannot be completely dried in one stage.
또한, 구동모터(120)를 냉각함에 있어 1차 압축된 상태의 냉매 가스를 이용하여 구동모터(120)를 냉각하게 됨으로써 구동모터(120)를 효과적으로 냉각시키지 못하게 되어 구동모터의 효울을 저하시키게 되는 단점이 있었다.In addition, in cooling the driving motor 120, the driving motor 120 is cooled by using the refrigerant gas in the first compressed state, thereby preventing the driving motor 120 from being effectively cooled, thereby reducing the efficiency of the driving motor. There was a downside.
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 냉매 가스를 압축하기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터의 냉각효율을 높여 구동모터의 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 전체 구조를 간소화할 수 있도록 한 터보 압축기를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to increase the cooling efficiency of the drive motor generating a driving force for compressing the refrigerant gas to improve the efficiency of the drive motor as well as to simplify the overall structure In providing a compressor.
제 1도는 종래 터보 압축기의 일예를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional turbo compressor,
제 2도는 본 발명의 터보 압축기를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a turbo compressor of the present invention,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
200: 밀폐용기 210: 모터케이스부200: airtight container 210: motor case
211: 흡입구 212: 유출구211: inlet 212: outlet
220: 압축케이스부면 221: 토출구220: compressed case portion 221: discharge port
222: 베어링실 223: 가스유로222: bearing chamber 223: gas flow path
229: 유입통공 230: 구동모터229: inlet opening 230: drive motor
231: 유출통공 240: 연결축231: outflow hole 240: connecting shaft
250: 제1임펠러 260: 제2임펠러250: first impeller 260: second impeller
280: 레이디얼 베어링 290: 스러스트 베어링280: radial bearing 290: thrust bearing
C:제1압축실 C': 제2압축실C: first compression chamber C ': second compression chamber
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 일측에 흡입구가 형성되고 타측에 유출구가 형성되며 소정의 내부 체적을 갖는 모터케이스부와 상기 유출구와 연통되는 제 1압축실과 토출구를 갖는 제 2압축실이 양측에 각각 형성되고 중앙에 소정의 공간을 갖는 베어링실이 형성되며 상기 제 1압축실과 제 2압축실을 연통시키는 가스유로가 형성되어 상기 모터케이스부의 유출구와 연통되는 압축케이스부로 이루어진 밀폐용기와, 상기 모터케이스부에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동모터와, 일측은 상기 제 1압축실에 삽입되고 타측은 상기 제 2압축실에 삽입되는 연결축과, 일측은 상기 구동모터의 모터축에 결합되고 타측은 상기 연결축의 단부에 결합되어 사기 제 1압축실에 삽입되며 구동모터의 구동에 의해 회전하면서 흡입구로 흡입된 냉매 가스가 모터케이스부에서 구동모터를 냉각하고 유출구를 통해 제 1압축실로 유입된 냉매 가스를 1차 압축하여 가스유로를 통해 제 2압축실로 유동시키는 제 1임펠러와, 상기 제 2압축실(20)에서 회전가능하도록 연결축의 타측단부에 결합되어 1차 압축되어 제 2압축실(20)로 유입된 가스를 2차 압축하여 토출구로 토출시키는 제 2임펠러를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 터보 압축기가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a suction port is formed on one side, and an outlet is formed on the other side, and a second compression chamber having a motor case part having a predetermined internal volume, a first compression chamber communicating with the outlet, and a discharge port. A sealed chamber formed on both sides and having a bearing chamber having a predetermined space in the center thereof, and a gas flow path communicating with the first compression chamber and the second compression chamber is formed to communicate with the outlet of the motor case; A driving motor mounted to the motor case to generate a driving force, one side of which is inserted into the first compression chamber and the other side of which is connected to the second compression chamber, and one side of which is coupled to the motor shaft of the driving motor; The other side is coupled to the end of the connecting shaft is inserted into the first compression chamber and sucked into the suction port while rotating by the drive of the drive motor Each impeller cools the driving motor in the motor case part, and firstly compresses the refrigerant gas introduced into the first compression chamber through the outlet to flow to the second compression chamber through the gas flow passage, and the second compression chamber 20 Turbo compressor characterized in that it comprises a second impeller coupled to the other end of the connecting shaft so as to be rotatable in the first compression to discharge the gas introduced into the second compression chamber 20 by secondary compression to the discharge port Is provided.
상기 베어링실내에는 연결축을 반경방향으로 지지하는 레이디얼 베어링이 결합됨을 특징으로 하는 터보 압축기가 제공된다.In the bearing chamber is provided a turbo compressor characterized in that the radial bearing for supporting the connecting shaft in the radial direction is coupled.
상기 연결축의 양측에는 베어링실의 양측면과 베어링면을 이루며 연결축을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링이 각각 결합됨을 특징으로 하는 터보 압축기가 제공된다.Both sides of the connecting shaft is provided with a turbo compressor, characterized in that the thrust bearings axially supporting the connecting shaft in both the sides and the bearing surface of the bearing chamber are coupled to each other.
상기 베어링실의 일측에는 상기 가스유로를 흐르는 1차 압축된 가스의 일부가 베어링실로 유입되는 유입통공이 형성되고 그 측부에는 베어링실을 순호나한 가스가 가스유로로 유출되는 유출통공이 형성됨을 특징으로 하는 터보 압축기가 제공된다.One side of the bearing chamber is formed with an inlet through which a portion of the primary compressed gas flowing through the gas flow flows into the bearing chamber, and an outflow hole through which smooth gas through the bearing chamber flows into the gas flow passage is formed at the side. A turbo compressor is provided.
이하, 본 발명의 터보 압축기를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the turbo compressor of the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
본 발명의 터보 압축기는, 도 2에 도시한 바와 같이, 일측에 흡입구(211)가 형성되고 타측에 유출구(212)가 형성되며 소정의 내부 체적을 갖는 모터케이스부(210)와 상기 유출구(212)와 연통되는 제 1압축실(C)과 토출구(221를 갖는 제 2압축실(C')이 양측에 각각 형성되고 중앙에 소정의 공간을 갖는 베어링실(222)이 형성되며 상기 제 1압축실(C)과 제 2압축실(C')을 연통시키는 가스유로(223)가 형성되어 상기 모터케이스부의 유출구(212)와 연통되는 압축케이스부(220)로 이루어진 밀폐용기(200)와, 상기 모터케이스부(210)에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동모터(230)와, 일측은 상기 제 1압축실(C)에 삽입되고 타측은 상기 제 2압축실(C')에 삽입되는 연결축(240)과, 일측은 상기 구동모터(230)의 모터축에 결합되고 타측은 상기 연결축(240)의 단부에 결합되어 상기 제 1압축실(C)에 삽입되며 구동모터(230)의 구동에 의해 회전하면서 흡입구(211)로 흡입된 냉매 가스가 모터케이스부(210)에서 구동모터(230)를 냉각하고 유출구(212)를 통해 제 1압축실(C)로 유입된 냉매 가스를 1차 압축하여 가스유로(223)를 통해 제 2압축실(C')로 유동시키는 제 1임펠러(250)와, 상기 제 2압축실(C')에서 회전가능하도록 연결축(240)의 타측단부에 결합되어 1차 압축되어 제 2압축실(C')로 유입된 가스를 2차 압축하여 토출구(221)로 토출시키는 제 2임펠러(260)를 포함하여 구성된다.In the turbo compressor of the present invention, as shown in FIG. 2, the inlet 211 is formed at one side and the outlet 212 is formed at the other side, and the motor case 210 having a predetermined internal volume and the outlet 212. ) And a second compression chamber (C ') having a discharge port (221) communicating with the first compression chamber (C) is formed on both sides and a bearing chamber 222 having a predetermined space in the center is formed and the first compression A hermetically sealed container (200) formed of a gas passage (223) for communicating the seal (C) and the second compression chamber (C '), the compression case (220) communicating with the outlet (212) of the motor case; A driving motor 230 mounted to the motor case 210 to generate a driving force, and one side is inserted into the first compression chamber (C) and the other side is inserted into the second compression chamber (C '). 240 and one side is coupled to the motor shaft of the drive motor 230 and the other side is coupled to the end of the connection shaft 240 the first compression The refrigerant gas inserted into the chamber C and rotated by the driving of the driving motor 230 cools the driving motor 230 at the motor case 210 and is discharged through the outlet 212. A first impeller 250 which first compresses the refrigerant gas introduced into the first compression chamber C and flows it into the second compression chamber C 'through the gas flow passage 223, and the second compression chamber C' The second impeller 260 is coupled to the other end of the connecting shaft 240 so as to be rotatable in the first compression to discharge the gas introduced into the second compression chamber (C ') by secondary compression to the discharge port 221 It is configured to include.
상기 밀폐용기(200)는 모터케이스부(210)와 압축케이스부(220)로 이루어지며 상기 모터케이스부(210)의 유출구(212)와 압축케이스부(220)의 제 1압축실(C)이 서로 연통되도록 일체로 형성된다. 상기 모터케이스부(210)는 원통형으로 형성되며 일측면에 흡입구(211)가 관통되어 형성되며 상기 흡입구(211)로 증발기 (미도시)를 거친 냉매 가스가 유입된다.The airtight container 200 includes a motor case part 210 and a compression case part 220, and the first compression chamber C of the outlet 212 and the compression case part 220 of the motor case part 210. It is integrally formed to communicate with each other. The motor case part 210 is formed in a cylindrical shape and a suction port 211 penetrates through one side thereof, and the refrigerant gas passing through an evaporator (not shown) flows into the suction port 211.
상기 압축케이스부(220)내에 형성된 제 1압축실(C )은 모터케이스부(210)의 유출구(212)와 연통되어 흡입가스를 유도하는 인듀서부(224)와, 상기 인듀서부(224)와 연통되며 상기 제 1임펠러(250)가 삽입되어 흡입되는 가스의 운동에너지를 증가시켜주는 제 1임펠러실(225)과, 상기 제 1임펠러실(225)과 가스유로(223)를 연통시키며 증가된 가스의 운동에너지를 정압으로 변화시켜 가스유로(223)로 유도하는 베인디퓨져부(226) 및 볼류트부(227)로 이루어진다. 상기 제 1임펠러실(225)은 가스가 유입되는 외측 직경이 가스가 압축되어 나가는 내측 직경보다 작게 소정의 내부 체적을 갖도록 원뿔형으로 형성되고, 상기 제 1임펠러실(225)에서 회전하는 제 1임펠러(250)는 상기 제 1임펠러실(225)과 상응하게 내측이 직경이 외측의 직경보다 큰 원뿔 형태로 형성되며, 상기 제 1임펠러(250)의 직경이 큰 쪽의 면이 상기 연결축(240)과 접촉되게 결합되며 직경이 작은 쪽 면이 상기 모터축(270)의 단부와 결합된다. 상기 베인디퓨져부(226)는 상기 제 1임펠러실(225)의 직경이 큰 쪽의 가장자리와 연통되도록 형성되며, 그 두께는 가스유로(223)의 직경과 제 1임펠러실(225)의 높이보다 작게 형성된다. 상기 볼류트부(227)는 상기 베인디퓨져부(226)의 가장자리와 연통되도록 환형으로 형성되며 그 직경이 유출되는 쪽으로 점점 크게 형성된다. 상기 유출구(212)는 모터축(270)의 직경보다 크게 형성된다.The first compression chamber (C) formed in the compression case 220 is in communication with the outlet 212 of the motor case 210, the inducer 224 for inducing the intake gas, the inducer 224 and In communication with the first impeller chamber 225 to increase the kinetic energy of the gas is inserted into the first impeller 250 is inserted, the first impeller chamber 225 and the gas flow passage 223 is increased to communicate The vane diffuser part 226 and the volute part 227 which change the kinetic energy of the gas to a constant pressure, and guide it to the gas flow path 223. The first impeller chamber 225 is formed in a conical shape so that the outer diameter into which the gas is introduced has a predetermined internal volume smaller than the inner diameter through which the gas is compressed, and the first impeller rotating in the first impeller chamber 225. 250 is formed in a conical shape in which the inner diameter is larger than the diameter of the outer side corresponding to the first impeller chamber 225, and the surface of the larger diameter of the first impeller 250 is the connecting shaft 240. ) And a side having a smaller diameter are coupled to an end of the motor shaft 270. The vane diffuser portion 226 is formed such that the diameter of the first impeller chamber 225 communicates with the edge of the larger one, and the thickness thereof is greater than the diameter of the gas flow passage 223 and the height of the first impeller chamber 225. It is formed small. The volute portion 227 is formed in an annular shape so as to communicate with the edge of the vane diffuser portion 226 and is formed to gradually increase in diameter outflow. The outlet 212 is formed larger than the diameter of the motor shaft 270.
상기 제 2압축실(C')은 상기 가스유로(223)와 연통되어 1차 압축된 가스를 유도하는 인듀서부(224')와, 상기 인듀서부(224')와 연통되며 상기 제 2임펠러(150)가 삽입되어 유입되는 가스의 운동에너지를 증가시켜주는 제 2임펠러실(228)과, 상기 제 2임펠러실(228)과 토출구(221)를 연통시키며 증가된 가스의 운동에너지를 정압으로 변환시켜 토출구(221)로 내보내는 베인디퓨져부(226') 및 볼류트부(227')로 이루어진다. 상기 제 2임펠러실(228)은 가스가 유입되는 외측 직경이 가스가 압축되어 나가는 내측 직경보다 작게 형성되고, 상기 제 2임펠러실(228)에서 회전하는 제2임펠러(150)는 상기 제 2임펠러실에 상응하게 내측이 직경이 외측의 직경보다 큰 원뿔 형태로 형성되며, 상기 제 2임펠러(150)의 직경이 큰 쪽의 면이 상기 연결축(240)의 단부와 접촉되게 결합된다. 상기 베인디퓨져부(226')는 상기 제 2임펠러실(228)의 직경이 큰 쪽의 가장자리와 연통되도록 형성되며 그 두께는 가스유로(223)의 직경과 제 2임펠러실(228)의 높이보다 작게 형성된다. 상기 볼류트부(227')는 상기 베인디퓨져부(226')의 가장자리와 연통되도록 환형으로 형성되며 그 직경이 유출되는 쪽으로 점점 크게 형성되며, 그 단부는 토출구(221)와 연통된다.The second compression chamber (C ') is in communication with the gas flow path 223, the inducer portion 224' for inducing the first compressed gas, the inductor portion 224 'is in communication with the second impeller ( 150 is inserted into the second impeller chamber 228 to increase the kinetic energy of the introduced gas, the second impeller chamber 228 and the discharge port 221 is communicated to convert the increased kinetic energy of the constant pressure And a vane diffuser portion 226 'and a volute portion 227' which are discharged to the discharge port 221. The second impeller chamber 228 has an outer diameter into which the gas is introduced is smaller than the inner diameter through which the gas is compressed, and the second impeller 150 rotating in the second impeller chamber 228 is the second impeller. Corresponding to the seal, the inner side is formed in a conical shape with a diameter larger than the outer side, and the surface of the larger side of the second impeller 150 is coupled to be in contact with the end of the connecting shaft 240. The vane diffuser portion 226 ′ is formed so that the diameter of the second impeller chamber 228 communicates with the edge of the larger one, and the thickness thereof is greater than the diameter of the gas flow passage 223 and the height of the second impeller chamber 228. It is formed small. The volute portion 227 'is formed in an annular shape so as to communicate with the edge of the vane diffuser portion 226', the diameter is gradually increased toward the outflow, and the end portion thereof is in communication with the discharge port 221.
상기 모터케이스부(210)내에 장착되는 구동모터(230)는 레이디얼 타입의 비엘디시모터(Brushless DC MOTER)이다. 상기 구동모터(230)의 모터축(270)의 양측에는 모터축(270)을 반경방향으로 지지하는 레이디얼 베어링(280)이 각각 결합된다.The driving motor 230 mounted in the motor case unit 210 is a radial DC motor. Radial bearings 280 for radially supporting the motor shaft 270 are coupled to both sides of the motor shaft 270 of the driving motor 230, respectively.
상기 베어링실(222) 내에는 연결축(240)을 반경방향으로 지지하는 레이디얼 베어링(280)이 결합된다. 또한, 상기 연결축(240)의 양측에는 베어링실(222)의 양측면과 베어링면을 이루며 연결축(240)을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링(290)이 각각 결합된다. 상기 스러스트 베어링(290)은 제 1압축실(C)과 제 2압축실(C')에서의 압력차에 의해 연결축(240)에 작용하는 축방향 힘을 지지하게 된다.In the bearing chamber 222, a radial bearing 280 supporting the connecting shaft 240 in the radial direction is coupled. In addition, thrust bearings 290 constituting both side surfaces of the bearing chamber 222 and bearing surfaces and supporting the connecting shaft 240 in the axial direction are coupled to both sides of the connecting shaft 240, respectively. The thrust bearing 290 supports the axial force acting on the connecting shaft 240 by the pressure difference between the first compression chamber (C) and the second compression chamber (C ').
상기 베어링실(222)의 일측에는 상기 가스유로(223)를 흐르는 1차 압축된 가스의 일부가 베어링실(222)로 유입되는 유입통공(229)이 형성되고 그 측부에는 베어링실(222)을 순환한 가스가 가스유로(223)로 유출되는 유출통공(2310이 형성되어 베어링실(222)내를 냉각하게 된다.One side of the bearing chamber 222 is formed with an inlet through-hole 229 through which a portion of the primary compressed gas flowing through the gas passage 223 flows into the bearing chamber 222, and a bearing chamber 222 on the side thereof. An outflow hole 2310 through which the circulated gas flows into the gas flow passage 223 is formed to cool the inside of the bearing chamber 222.
이하, 본 발명의 터보 압축기의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the turbo compressor of the present invention will be described.
본 발명의 터보 압축기는 구동모터(230)에 전류가 인가되면 구동모터(230)의 작동에 의해 모터축(270)에 연결된 연결축(240)에 구동력이 전달되어 연결축(240)이 회전하게 된다. 상기 연결축(240)의 회전에 의해 연결축(240)의 양단부에 결합된 제 1임펠러(250)와 제 2임펠러(260)가 각각 회전하게 된다. 상기 제 1임펠러(250)와 제 2임펠러(260)의 회전력에 의해 증발기를 거친 냉매 가스가 흡입구(211)를 통해 모터케이스부(210)내를 거치면서 구동모터(230)를 냉각한 다음 유출구9212)를 통해 압축케이스부(220)의 제 1압축실(C)로 유입되어 1차 압축되고, 이 1차 압축된 냉매 가스는 가스유로(223)를 통해 제 2압축실(C')로 유입되며, 이 제 2압축실(C')로 유입된 1차 압축된 냉매 가스는 제 2압축실에서 2차 압축되어 토출구(221)를 통해 토출된다. 이 2차 압축되어 토출된 냉매 가스는 냉동/공조사이클을 구성하는 응축기(미도시)로 유출된다.In the turbo compressor of the present invention, when a current is applied to the driving motor 230, the driving force is transmitted to the connecting shaft 240 connected to the motor shaft 270 by the operation of the driving motor 230 so that the connecting shaft 240 rotates. do. By the rotation of the connecting shaft 240, the first impeller 250 and the second impeller 260 coupled to both ends of the connecting shaft 240 are rotated, respectively. The refrigerant gas passing through the evaporator by the rotational force of the first impeller 250 and the second impeller 260 cools the driving motor 230 while passing through the motor case part 210 through the suction port 211 and then exits the outlet port. The first compression is introduced into the first compression chamber (C) of the compression case unit 220 through 9212, and the first compressed refrigerant gas is transferred to the second compression chamber (C ') through the gas flow passage 223. The first compressed refrigerant gas introduced into the second compression chamber C 'is second compressed in the second compression chamber and discharged through the discharge port 221. The refrigerant gas discharged by the secondary compression flows out to a condenser (not shown) constituting a refrigeration / air conditioning cycle.
상기 제 1압축실(C)에서 냉매 가스가 1차 압축되는 과정은 먼저 유출구(212)를 통한 냉매 가스가 인듀서부(224)를 통해 제 1임펠러실(225)로 유입되며, 이 제 1임펠러실(225)로 유입된 냉매 가스는 제 1임펠러(250)의 회전력에 의해 운동에너지가 상승될 뿐만 아니라 정압도 상승하게 되고, 이 상태의 냉매 가스가 베인디퓨져부(226)와 볼류트부(227)를 지나면서 냉매 가스의 운동에너지가 정압으로 변환되어 압력이 상승하게 된다.In the process of first compressing the refrigerant gas in the first compression chamber (C), first, the refrigerant gas through the outlet 212 is introduced into the first impeller chamber 225 through the inducer unit 224, and the first impeller The refrigerant gas introduced into the chamber 225 not only increases the kinetic energy but also the positive pressure due to the rotational force of the first impeller 250, and the refrigerant gas in this state is the vane diffuser unit 226 and the volute unit ( As it passes through 227, the kinetic energy of the refrigerant gas is converted into a constant pressure, thereby increasing the pressure.
그리고 상기 제 2압축실(C')에서 1차 압축된 냉매 가스가 2차 압축되는 과정은 제 1압축실(C)에서 냉매 가스가 압축되는 과정과 같다. 이와 같이 1차 압축과 2차 압축 과정을 거친 냉매 가스는 고압의 상태가 되어 토출된다.In addition, the process of secondarily compressing the refrigerant gas compressed in the second compression chamber C ′ is the same as the process of compressing the refrigerant gas in the first compression chamber C. As such, the refrigerant gas, which has undergone the first compression and the second compression, is discharged under a high pressure.
상기 베어링실(222)에 설치된 스러스트 베어링(290)과 레이디얼 베어링(280)은 연결축(240)에 작용하는 축방향과 반경방향의 힘을 지지하여 연결축(240)이 안정적으로 회전하게 된다. 또한 베어링실(222)에서 발생되는 열은 상기 1차 압축되어 가스유로(223)를 흐르는 가스의 일부가 유입통공(229)을 통해 베어링실(222)로 유입되어 베어링실(222)을 순환한 다음 유출통공(231)을 통해 가스유로(223)로 다시 흐르면서 냉각시키게 된다.The thrust bearing 290 and the radial bearing 280 installed in the bearing chamber 222 support the axial and radial forces acting on the connecting shaft 240 so that the connecting shaft 240 rotates stably. . In addition, heat generated in the bearing chamber 222 is first compressed and a part of the gas flowing through the gas flow passage 223 flows into the bearing chamber 222 through the inflow through-hole 229 to circulate the bearing chamber 222. Next, while flowing back to the gas flow path 223 through the outflow hole 231, it is cooled.
상기 구동모터(230)는 작동시 필연적으로 발생되는 손실로 인하여 열을 발생하게 된다. 이 발생된 열은 증발기를 거친 저온 저압 상태의 냉매 가스가 흡입구(211)를 통해 모터케이스부(210)내로 유입되어 구동모터(230)를 냉각한 다음 유출구(212)를 통해 제 1압축실(C)로 유입되면서 구동모터(230)를 냉각하게 된다. 상기 구동모터(230)는 증발기를 거친 저온 저압 상태의 냉매 가스에 의해 바로 냉각됨으로 냉각 효과가 높게 된다. 또한 저온 저압 상태의 냉매가스가 고온 상태의 모터케이스부(210)내를 통과하면서 완전 건조상태가 되어 제 1압축실(C)내로 유입되어 압축됨으로 모터케이스부(210)가 종래 냉매 가스를 건조시키기 위해 설치되던 어큐뮬레이터(160)의 역할을 동시에 하게 됨으로써 별도의 어큐뮬레이터(160)사용이 배제되어 전체적인 구조가 간소화된다.The drive motor 230 generates heat due to a loss inevitably generated during operation. The generated heat flows into the motor case 210 through a suction port 211 to cool the driving motor 230 through a suction port 211 to cool the driving motor 230, and then through the outlet 212, the first compression chamber ( As it flows into C), the driving motor 230 is cooled. The driving motor 230 is directly cooled by the refrigerant gas in a low temperature low pressure state passing through the evaporator, the cooling effect is high. In addition, the low temperature low-pressure refrigerant gas passes through the inside of the motor case 210 of the high temperature state is completely dried and flows into the first compression chamber (C) to be compressed, so that the motor case 210 to dry the conventional refrigerant gas. By acting at the same time as the accumulator 160 that was installed to make the use of a separate accumulator 160 is excluded, the overall structure is simplified.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 터보 압축기는 구동모터가 장착되는 모터케이스부에 증발기를 거친 저온 상태의 냉매 가스가 바로 유입되어 구동모터를 냉각하게 되어 구동모터의 냉각이 양호하게 됨으로써 구동모터의 효율을 상승시켜 냉매 가스의 압축효율을 높이게 되고, 또한 모터케이스부가 어큐뮬레이터의 역할을 동시에 하게 됨으로써 부품의 감소로 인한 구조의 간소화로 전체 시스템 설치시 설치공간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 조립작업 및 취급을 수월하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the turbo compressor according to the present invention, the coolant gas in a low temperature state passing through the evaporator flows directly into the motor case in which the drive motor is mounted, thereby cooling the drive motor, thereby cooling the drive motor. By increasing the efficiency of the refrigerant gas, the compression efficiency of the refrigerant gas is increased, and the motor case part plays the role of the accumulator at the same time, thereby simplifying the structure due to the reduction of parts, thereby reducing the installation space when installing the entire system, as well as the assembly work and handling. There is an effect that can make it easier.
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| KR1019970074720A KR100273380B1 (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Turbo compressor |
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| KR (1) | KR100273380B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100779959B1 (en) * | 1999-07-16 | 2007-11-28 | 만 터보 악티엔게젤샤프트 | Turbocompressor |
| CN108869378A (en) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 | Compressor |
| CN118049395A (en) * | 2024-04-11 | 2024-05-17 | 大庆文迪石油设备有限公司 | Mechanical sealing device of double-suction centrifugal oil pump |
-
1997
- 1997-12-26 KR KR1019970074720A patent/KR100273380B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100779959B1 (en) * | 1999-07-16 | 2007-11-28 | 만 터보 악티엔게젤샤프트 | Turbocompressor |
| CN108869378A (en) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 | Compressor |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100273380B1 (en) | 2001-01-15 |
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