KR20020034389A - 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기에 관한 것으로서, 본 발명은 임펠러와 소정의 간격을 유지하면서 이격설치된 쉬라우드와 이러한 쉬라우드가 조립설치되는 볼류트 케이싱을 구비한 터보 압축기에 있어서, 볼류트 케이싱에 임펠러와 소정의 간격을 이루면서 만곡되게 연장되어 일체로 형성된 굴곡연장부에 의해 쉬라우드를 형성하도록 함으로써 볼류트 케이싱과 쉬라우드의 별도 제작에 따른 조립작업시 쉬라우드면과 임펠러 사이에 조립오차가 발생하는 것을 미연에 방지하고, 부품수 및 작업공수를 줄여 제작비용을 낮출 수 있도록 한 것이다.

Description

쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기{turbo compressor having volute casing formed shroud}

본 발명은 터보 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼류트 케이싱에 쉬라우드를 일체로 형성하여서 된 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 터보 압축기의 일예를 나타낸 종단면도로서, 도 1을 참조하여 종래 터보 압축기의 구조를 설명하면 다음과 같다.

종래의 터보 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 흡입구(11)와 연통되는 모터실(12)과, 상기 모터실(12)의 출구와 연통되는 제1압축실(13)과, 상기 제1압축실(13)의 출구와 연통되는 제2압축실(14), 그리고 상기 제2압축실(14)의 토출측에 연통되는 토출구(15)가 압축기의 본체 내측에 각각 형성된다.

그리고, 본체의 내측 중앙에는 모터(20)가 설치될 수 있도록 모터실(12)이 형성되고, 상기 제1,제2압축실(13,14) 및 모터실(12)은 제1,제2가스유로(미도시됨)에 의해 연통되며, 상기 모터(20)에 결합되어 회전가능하게 되는 구동축(70)의 양단은 각각 상기 제1,제2압축실(13,14)에 삽입되어 그 단부에는 각각 제1,제2압축실(13,14)에서 회전하면서 흡입되는 냉매가스를 2단으로 압축하기 위한 제1,제2임펠러(40,50)가 결합된다.

한편, 상기 제1,제2임펠러(40,50)의 외측에 인접설치된 볼류트 케이싱(10)의 내측에는 상기 제1,제2임펠러(40,50)와 소정간격 만큼 간격을 유지하도록 쉬라우드(30)가 조립되며, 디퓨져(13a,14a) 및 볼류트(13b,14b)가 구비된다.

그리고, 상기 구동축(70)의 양측에는 상기 구동축(70)의 외주면에 일정공극을 두고 결합되어 반경방향 및 축방향을 지지하는 제1,제2베어링부재(61,62)가 장착된다.

이러한 구성으로 이루어진 종래의 터보 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 전원에 의해 모터(20)에 유도자기가 발생되면 이 유도자기에 의해 구동축(70)이 고속회전함과 동시에 상기 구동축(70)의 양단에 고정된 제1,제2임펠러(40,50)가 회전을 하게 되고, 상기 제1,제2임펠러(40,50)의 원심력에 의해 각 디퓨져(13a,14a)를 거쳐 각 볼류트(13b,14b)로 유입되며, 이과정에서 냉매가스는 압력수두의 상승으로 압축되어 토출구(15)를 통해 응축기(미도시)로 토출된다.

한편, 이러한 터보 압축기의 성능 및 작동에 있어서 매우 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나가 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 쉬라우드면(32)과 제1,제2임펠러(40,50) 사이의 적정한 간격(d)으로서, 이러한 간격(d)이 과도하게 크게 되면 누설이 증가하여 압축성능이 저하되고, 간격(d)가 지나치게 작으면 운전중 쉬라우드와 임펠러간의 접촉이 발생하게 되는 문제점이 발생한다.

종래의 터보 압축기는 상기 간격(d)에 큰 영향을 미치는 볼류트 케이싱(10)의 제작시 볼류트 케이싱(10) 부분을 먼저 주물로 제작한 후 쉬라우드(30) 부분을 만들 재료를 상기 볼류트 케이싱(10) 측에 압입하고, 그런 후에 3차원 곡면인 쉬라우드면(32)을 후가공하여 제작하게 된다.

즉, 종래의 터보 압축기는 상기 볼류트 케이싱(10)과 쉬라우드(30)를 각각 별도로 제작하여 조립해야 함으로 인해, 쉬라우드면(32)과 임펠러(40,50) 사이에 적정 간격(d)을 유지하기 위한 정밀한 조립작업이 요구되며, 조립오차로 인한 간격(d) 불량 등이 발생할 경우 압축기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

또한, 볼류트 케이싱(10)과 쉬라우드(30)를 별도로 제작함으로 인해 부품수 및 제작비용이 증가하는 문제점과, 후가공으로 인해 작업공수가 증가하는 문제점도 발생하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 볼류트 케이싱과 쉬라우드의 별도 제작에 따른 조립작업시 쉬라우드면과 임펠러 사이에 조립오차가 발생하는 것을 미연에 방지하고, 부품수 및 작업공수를 줄여 제작비용을 낮출 수 있도록 한 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 터보 압축기의 일예를 나타낸 종단면도,

도 2는 도 1의 "가"부를 확대도시한 요부확대도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 구조를 나타낸 종단면도,

도 4는 도 3의 "나"부를 확대도시한 요부확대도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

13....제1압축실, 13a,14a....디퓨져,

13b,14b....볼류트, 40....제1임펠러,

100....볼류트 케이싱, 110....굴곡연장부,

112....쉬라우드, 113....쉬라우드면.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구동축의 회전에 의해 회전가능하도록 그 양단부에 설치되는 임펠러와 상기 임펠러와 소정의 간격을 유지하면서 이격설치된 쉬라우드와 디퓨져 및 볼류트를 구비하며 상기 쉬라우드와 조립되는 볼류트 케이싱을 포함하여 구성된 터보 압축기에 있어서, 상기 볼류트 케이싱은 상기 임펠러와 소정의 간격을 이루면서 만곡되게 연장되어 일체로 형성된 굴곡연장부에 의해 쉬라우드를 형성하는 것을 특징으로 하는 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기를 제공하는 것이다.

그리고, 상기 볼류트 케이싱은 프레스물 또는 주물로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 구조를 나타낸 종단면도이고, 도 4는 도 3의 "나"부를 확대도시한 요부확대도로서, 본 발명의 일실시예에 따른터보 압축기의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기는 종래와 마찬가지로, 흡입구(11)와 연통되는 모터실(12)과, 상기 모터실(12)의 출구와 연통되는 제1압축실(13)과, 상기 제1압축실(13)의 출구와 연통되는 제2압축실(14), 그리고 상기 제2압축실(14)의 토출측에 연통되는 토출구(15)가 볼류트 케이싱(100)의 양측에 각각 형성된다.

또한, 구동축(70)의 양단부에는 각각 제1,제2임펠러(40,50)가 설치된다.

본 발명의 가장 큰 특징은 상기 제1,제2임펠러(40,50)의 외측에 각각 인접설치되는 볼류트 케이싱(100)에 상기 제1,제2임펠러(40,50)와 소정의 간격(d)을 유지하면서 일체로 연장형성되는 굴곡연장부(110)에 의해 쉬라우드(112)가 형성되도록 한 것이다.

상기 내용을 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 볼류트 케이싱(100)은 그 단면의 형상이 볼류트 케이싱(100)의 외측으로부터 중심측을 향하여 종래와 대략 동일하게 볼류트(13b)를 형성할 수 있도록 굴곡되게 형성된다.

그리고, 상기 볼류트(13b)를 형성하는 굴곡부위의 끝단부로부터 상기 볼류트 케이싱(100)의 중심측을 향하여 재차 연장되는데, 이 때 그 연장되는 부위는 상기 제1임펠러(40)와 일정하게 소정 간격(d)을 유지하면서 재차 굴곡되어 굴곡연장부(110)를 형성한다.

즉, 상기 굴곡연장부(110)를 형성함에 의해 종래의 쉬라우드(30,도 2참조)와같은 기능을 수행할 수 있도록 상기 제1임펠러(40)와 일정하게 소정 간격(d)을 유지하는 쉬라우드면(113)을 갖는 쉬라우드(112)가 상기 볼류트 케이싱(100)에 일체로 형성되는 것이다.

이때, 상기 쉬라우드면(113)과 제1임펠러(40) 사이의 간격(d)은 공지된 바와 마찬가지로, 트러스트베어링의 축방향 클리어런스와 저널베어링의 반경방향 클리어런스를 고려하여 결정되는 것으로, 종래와 대략 동일하게 형성하여도 무방하다.

상기 쉬라우드(112)를 볼류트 케이싱(100)에 일체로 형성하는 이유는 도 2에서 도시된 종래기술과 같이 쉬라우드(30)와 볼류트 케이싱(10)을 별도로 제작 및 조립하여 설치함으로 인해 쉬라우드면과 임펠러 사이에 조립오차가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 볼류트 케이싱(100)은 그 제작방법에 있어서, 주물로서 볼류트 케이싱(100)과 쉬라우드(112)를 일체로 형성할 수 있다.

즉, 쉬라우드(112)가 일체로 형성된 볼류트 케이싱(100)을 주물로 형성한 후 표면의 상태가 불량할 경우에는 후가공을 실시하여 제작할 수 있는 것이다.

또한, 상기 볼류트 케이싱(100)은 한 번의 프레싱 작업으로 모든 작업을 완료할 수 있는 프레스물로 제작할 수 있는데, 이 경우 한 번에 모든 작업이 완료되므로 가공시간이 줄어들고 재료비도 절약할 수 있다.

특히, 프레스 재료의 표면특성이 좋을 경우에는 기타 후가공의 필요성이 없어 절삭 후가공 시간 및 비용의 대폭절감이 가능하다.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 볼류트 케이싱(100)이 설치된터보 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

인가된 전원에 의해 모터(20)에 유도자기가 발생되면 이 유도자기에 의해 구동축(70)이 고속회전함과 동시에 상기 구동축(70)의 양단에 고정된 제1,제2임펠러(40,50)가 회전을 하게 되고, 상기 제1,제2임펠러(40,50)의 원심력에 의해 제1압축실(13) 측으로 유입되는 냉매가스가 제1,제2임펠러(40,50)와 쉬라우드면(113)의 간격(d)을 통해 압축유입되면서 각 디퓨져(13a,14a)를 거쳐 각 볼류트(13b,14b)로 유입되면서 압축된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 볼류트 케이싱에 쉬라우드를 일체로 형성함으로써 볼류트 케이싱과 쉬라우드의 조립작업시 쉬라우드면과 임펠러 사이의 적정 간격에 조립오차가 발생하는 것을 미연에 방지하고, 부품수 및 작업공수를 줄여 제작비용을 낮출 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 구동축의 회전에 의해 회전가능하도록 그 양단부에 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러와 소정의 간격을 유지하면서 이격설치된 쉬라우드와, 디퓨져 및 볼류트를 구비하며 상기 쉬라우드와 조립되는 볼류트 케이싱을 포함하여 구성된 터보 압축기에 있어서,

   상기 볼류트 케이싱은 상기 임펠러와 소정의 간격을 이루면서 만곡되게 연장되어 일체로 형성된 굴곡연장부에 의해 쉬라우드를 형성하는 것을 특징으로 하는 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 볼류트 케이싱은 프레스물로 형성됨을 특징으로 하는 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 볼류트 케이싱은 주물로 형성됨을 특징으로 하는 쉬라우드가 일체로 형성된 볼류트 케이싱을 갖는 터보 압축기.