KR200306589Y1

KR200306589Y1 - 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보압축기

Info

Publication number: KR200306589Y1
Application number: KR20-2002-0037366U
Authority: KR
Inventors: 이병국; 윤장식
Original assignee: 송죽 테크놀로지(주)
Priority date: 2002-12-14
Filing date: 2002-12-14
Publication date: 2003-03-12

Abstract

본 고안은 자체 공기 탱크의 일부 압축공기를 이용하여 부상되는 정압 공기 저널 및 스러스트 베어링을 갖는 원심 터보 압축기 시스템에 관한 것이다.

원심 터보 압축기의 벌류트 하우징(16)에 토출관(18)으로 연결시킨 공기 탱크(20)와, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 다수의 공기 저널베어링(32)과, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기 스러스트 베어링(34)과, 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기 혹은 블로어를 제공한다.

자체 공기 탱크의 일부 압축 공기를 취하여 원심 터보 압축기의 에어베어링에 이용함으로서, 별도의 공기 압축기 및 공기탱크의 공기관을 셋팅시키는 복잡한 사전 작업 절차와, 별개의 시스템을 중복 운전하는 불편함과, 및 별도의 분리시스템 설치로 인한 중복 설비 투자를 해소시키는 효과가 있다.

Description

탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기{Staic air bearing type centrifugal turbocompressor utilizing tank pressure}

본 고안은 자체 공기 탱크 압력을 이용하여 부상되는 정압 공기 저널 및 스러스트 베어링을 갖는 원심 터보 압축기 시스템에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 상기 원심 터보 압축기에서 자체 생성된 공기를 상기 공기 탱크에 직접 저장하고 상기 원심 터보 압축기의 작동중 공기 탱크의 일부 압축공기를 직접 공기베어링에 이용하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기 시스템을 구성함으로서, 정압 공기 저널 베어링 및 정압 공기 스러스트 베어링를 부상시키어 임펠러를 고속 회전시키어, 압축공기를 생성시킨후 더욱디퓨저(diffuser) 및 벌류트(volute)로 고압의 압축공기를 유도하는 원심 터보 압축기에 관한 것이다.

종래의 기술에 있어서는 에어 베어링을 이용하는 각종 공기 압축기를 운전함에 있어서, 별도의 공기 압축기에서 생성된 압축공기를 저장한 공기 탱크의 압축공기를 원심 터보 압축기의 공기 베어링에 이용하였다. 따라서, 별도의 분리 시스템의 공기관을 셋팅시키는 복잡한 사전 작업 절차와, 별개의 시스템을 중복 운전하는 불편함과, 및 별도의 분리시스템설치에따른 중복 설비 투자 의 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 원심 터보 압축기의 벌류트 하우징(16)에 토출관(18)으로 연결시킨 공기 탱크(20)와, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 다수의 공기 저널베어링(32)과, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기 스러스트 베어링(34)과, 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기를 제공함에 그 목적이 있다.

더욱 원심 터보 압축기의 전동모터(30)의 운전을 전기선(42)를 통하여 조절하는 인버터 콘트롤러(40)에 전기선(44)으로 연결시키어 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기를 제공한다.

도 1은 본 고안에 따른 원심 터보 압축기 시스템의 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

12: 임펠러 16: 벌류트(volute) 하우징

20: 공기 탱크 25: 온오프 감압 밸브

32: 공기 저널 베어링 34: 공기 스러스트 베어링

상기의 목적을 달성하기 위하여, 원심 터보 압축기의 벌류트 하우징(16)에 토출관(18)으로 연결시킨 공기 탱크(20)와, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 다수의 공기 저널베어링(32)과, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기 스러스트 베어링(34)과, 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기를 구성한다.

더욱 원심 터보 압축기의 전동모터(30)의 운전을 전기선(42)를 통하여 조절하는 인버터 콘트롤러(40)에 전기선(44)으로 연결시키어 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기를 구성한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도면을 참고로하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 원심 터보 압축기 시스템의 구성도에서 도시한 바와 같이, 인버터 콘트롤러(40)을 조절하여 전동모터(30)이 회전이 되며, 이에 따라 회전축(38)은 다수의 공기 저널베어링(32)으로 반경 방향으로 지지되고 공기 스러스트 베어링으로 축방향으로 지지되는 무마찰 무저항 부양상태로서 고속으로 회전된다.

이 분야의 공지의 기술을 간단하게 설명하면 회전축(38)의 선단에 고정된 임펠러(12)가 회전하게 됨에 따라 외부 공기가 흡입구(10)를 통하여 흡입되고 압축되며, 이후 압축공기는 압축공기류의 안정된 층류 유동 현상을 유지하기 위하여 공기디퓨저(14)의 가이드를 따라서 원심 방향으로 선회하면서 나선형 구조의 확산 안내 통로인 벌류트 하우징(16)에서 확산되고 체크밸브(17)가 부설된 압축 공기관(18)을 통하여 공기 탱크(20)에 저장된다.

따라서 원심 터보 압축기의 벌류트 하우징(16)에 토출관(18)으로 연결시킨 공기 탱크(20)로 부터 일부의 공기를 취하여 원심 터보 압축기의 회전축상에 위치시킨 다수의 공기 저널베어링(32) 및 공기 스러스트 베어링(34)에 압축공기를 공급할 수 있다.

더욱 자세하게 설명하면 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기관을 통하여 압축공기를 다수의 공기 저널베어링(32)에 공급할 수 있으며, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기관을 통하여 압축공기를 공기 스러스트 베어링(34)에 공급할 수 있다.

원심 터보 압축기 운전하기전에 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 수동식으로 조절하여 상기 다수의 공기 저널베어링(32) 및 공기 스러스트 베어링(34)에 적절하게 감압된 압축공기를 공급함으로서 무저항 무마찰 초고속 회전(240,000rpm)이 가능하도록 하여 자체 탱크 공기 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기를 무리없이 운전할 수 있다.

더욱 원심 터보 압축기의 전동모터(30)의 구동을 전기선(42)을 통하여 조절하는 인버터 콘트롤러(40)에 전기선(44)으로 연결시키어 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 설치함으로서 상기 다수의 공기 저널베어링(32) 및 공기 스러스트 베어링(34)에 압축공기를 적절하게 감압한후 공급하여 자체 탱크 공기 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기를 무리없이 운전할 수 있다.

즉 상기 온오프 감압 밸브(25)가 닫힌 상태에서는 인버터 콘트롤러(40)가 오프상태를 유지하게되어 상기 원심 터보 압축기의 운전을 방지하여 기계적인 오작동 사고를 예방할 수 있다.

그리고 공기 정압 베어링을 보호되도록 원심 터보 압축기의 인버터 콘트롤러(40)의 전원이 공급되어 관성에 의한 타력에 의하여 계속 회전하는 동안에도 전기선(44)상에 설치된 타이밍 제어 밸브(29)를 이용함으로서 온오프 감압 밸브(25)는 온상태를 유지하여 공기 탱크(20)으로 부터 지속적으로 압축공기가 공급될 수 있다.

본 고안의 다른실시예로서, 상기와 같이 구성된 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기는 원심 터보 블로어( turbo blower)에도 적용이 가능하다. 여기서 압축기는 입구와 출구에서 작동 유체의 밀도 상승분이 7% 이상으로 정의되며, 블로어는 7% 미만으로 정의되며 작동 원리 및 시스템은 유사하다. 일반적으로 블로어에는 압축공기를 저장시키는 공기탱크가 없으나 본 고안에서는 블로어 시스템에 공기 베어링에 부양 공기력을 공급가능한 공기 탱크를 부가하여 구성한다.

따라서 원심 터보 블로어(blower)의 벌류트 하우징(16)에 토출관(18)으로 연결시킨공기 탱크(20)와, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 다수의 공기 저널베어링(32)과, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기 스러스트 베어링(34)과, 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 블로어, 및 원심 터보 압축기의 전동모터(30)의 운전을 전기선(42)를 통하여 조절하는 인버터 콘트롤러(40)에 전기선(44)으로 연결시키어 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 블로어를 구성하여 상기 원심 터보 압축기와 같은 방법으로 이용된다.

따라서 공기 정압 베어링을 보호되도록 원심 터보 압축기의 회전하는동안 온오프 감압 밸브(25)는 온상태를 유지될 수 있도록 전기선(44)상에 타이밍 제어 밸브(29)를 설치됨을 특징으로 하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 블로어를 구성하여 상기 원심 터보 압축기와 같은 방법으로 이용될 수 있다.

상기와 같이 중간냉각장치(미도시)를 포함한 부속장치를 통하여 적절한 성질 및 상태로 조절된 후 자체 원심 터보 압축기의 회전축상에 설치된 공기 베어링이외 산업용 공압기기에 이용되는 압축공기는 공급관(26)을 통하여 공급될 수 있다.

공기 탱크의 일부 압축 공기를 취하여 원심 터보 압축기의 에어베어링에 이용함으로서, 별도의 분리 시스템의 공기관을 셋팅시키는 복잡한 사전 작업 절차와,별개의 시스템을 중복 운전하는 불편함과, 및 별도의 분리 시스템 설치에 따른 중복 설비 투자를 해소하는 효과가 있다.

Claims

원심 터보 압축기의 벌류트 하우징(16)에 토출관(18)으로 연결시킨 공기 탱크(20)와, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 다수의 공기 저널베어링(32)과, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기 스러스트 베어링(34)과, 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기.
제 1 항에 있어서, 원심 터보 압축기의 전동모터(30)의 운전을 전기선(42)를 통하여 조절하는 인버터 콘트롤러(40)에 전기선(44)으로 연결시키어 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기.
제 2 항에 있어서, 공기 정압 베어링을 보호되도록 원심 터보 압축기의 회전하는동안 온오프 감압 밸브(25)는 온상태를 유지될 수 있도록 전기선(44)상에 타이밍 제어 밸브(29)를 설치됨을 특징으로 하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 압축기.
원심 터보 블로어(blower)의 벌류트 하우징(16)에 토출관(18)으로 연결시킨 공기탱크(20)와, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 다수의 공기 저널베어링(32)과, 상기 공기 탱크(20)의 주배출관(22)에서 분기된 주분기관(24)을 지나서 분기관(27)으로 연결시킨 공기 스러스트 베어링(34)과, 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 블로어.
제 4 항에 있어서, 원심 터보 압축기의 전동모터(30)의 운전을 전기선(42)를 통하여 조절하는 인버터 콘트롤러(40)에 전기선(44)으로 연결시키어 상기 주분기관(24)상에 설치시킨 온오프 감압 밸브(25)를 포함하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 블로어.
제 5 항에 있어서, 공기 정압 베어링을 보호되도록 원심 터보 압축기의 회전하는동안 온오프 감압 밸브(25)는 온상태를 유지될 수 있도록 전기선(44)상에 타이밍 제어 밸브(29)가 설치됨을 특징으로 하는 탱크 압력을 이용한 정압 공기 베어링형식의 원심 터보 블로어.