KR20060012167A - Centrifugal turbine casing - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원심식 터어빈 케이싱에 관한 것이다. 이는 그 일측에 외부로부터 공급된 가스를 상기 터어빈휠의 유입부 측으로 유도하여 가스가 상기 블레이드 사이를 통과하면서 터어빈휠을 회전시키게 하는 가스유입관이 마련되어 있는 원심식 터어빈 케이싱에 있어서, 상기 케이싱에는 상기 터어빈휠측으로 이동하는 가스의 일부를 그 내부로 통과시켜 가스가 터어빈휠의 본체 외주면을 향하여 분출되도록 함으로써 블레이드 사이를 통과하는 가스의 스트림라인이 블레이드 사이에 유지되도록 하는 다수의 분사노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a centrifugal turbine casing. In the centrifugal turbine casing is provided with a gas inlet pipe on the one side to guide the gas supplied from the outside to the inlet side of the turbine wheel to rotate the turbine wheel while passing the gas between the blades, the casing A plurality of injection nozzles are formed in which a part of the gas moving to the turbine wheel side is passed therein so that the gas is ejected toward the outer peripheral surface of the main body of the turbine wheel so that the streamline of the gas passing between the blades is maintained between the blades. It is done.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 원심식 터어빈 케이싱은, 케이싱 내부로 가스를 유도하는 가스유입관내에 케이싱 내부공간과 직접 통하는 다수의 노즐구멍을 별도로 형성하되 터어빈휠로 공급되는 가스의 일부가 상기 노즐구멍을 통해 터어빈휠의 본체 외주면을 향하여 분출되도록 함으로써 블레이드와 블레이드 사이를 통과하며 터어빈휠을 회전시키는 가스의 스트림라인을 안정시킬 수 있다. 따라서 유동가스의 운동에너지의 손실이 적어 터어빈의 효율이 높고 또한 블레이드 사이를 통과하는 가스의 밀도가 어느 정도 유지되므로 무게중심의 편중현상이 없어 블레이드 사이에 난류구역이 생성되지 않고 열전달계수를 줄일 수 있어 터어빈휠의 수명을 연장시킬 수 있다.In the centrifugal turbine casing of the present invention as described above, a plurality of nozzle holes are formed separately in the gas inlet pipe for directing the gas into the casing, and a part of the gas supplied to the turbine wheel is supplied to the nozzle holes. It is possible to stabilize the stream line of the gas passing through the blades and the blades to rotate the turbine wheel by being blown toward the outer peripheral surface of the main body of the turbine wheel through. Therefore, the loss of kinetic energy of the flowing gas is high, so the efficiency of the turbine is maintained and the density of gas passing between the blades is maintained to some extent, so that there is no center of gravity bias and no turbulence zone is created between the blades, which reduces the heat transfer coefficient. This can extend the life of the turbine wheel.

Description

원심식 터어빈 케이싱{Centrifugal turbine casing}Centrifugal turbine casing

도 1은 종래의 원심식 터어빈 케이싱이 적용된 예로서 터어보압축기를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a turbo compressor as an example to which a conventional centrifugal turbine casing is applied.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심식 터어빈 케이싱이 적용된 일 예로서 터어보 압축기를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a turbo compressor as an example to which a centrifugal turbine casing is applied according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터어빈 케이싱에서의 노즐구멍의 유무가 터어빈 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the effect of the presence or absence of the nozzle hole in the turbine casing according to an embodiment of the present invention on the turbine efficiency.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11,31:터어보압축기 13,33:압축기 15,23:모터11, 31: turbo compressor 13, 33: compressor 15, 23: motor

17,25:구동축 19,35:터어빈 19a,35a:터어빈케이싱17, 25: drive shaft 19, 35: turbine 19a, 35a: turbine casing

19b,35b:터어빈휠 19c:가스유입관 27,35d:블레이드 19b, 35b: Turbine wheel 19c: Gas inlet pipe 27, 35d: Blade

29,45:쉬라우드 35e:유입부 35f:노즐구멍29, 45: Shroud 35e: Inlet 35f: Nozzle hole

37:가스유입관 41:메인유동로 43:2차유동로 37: Gas inflow building 41: Main flow passage 43: Second flow passage

47:격벽 49:공간부47: partition 49: space part

본 발명은 원심식 터어빈 케이싱에 관한 것이다.The present invention relates to a centrifugal turbine casing.

여러 가지 타입의 터어빈 중 원심식 터어빈은, 내부공간을 제공하는 터어빈케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 회전 가능하게 설치되되 다수의 블레이드를 가지고 케이싱의 외부로부터 원주방향으로 유입하는 고속의 가스에 의해 밀려 회전하는 터어빈휠을 기본 구성요소로 삼는다. Centrifugal turbines of various types of turbines are pushed by a turbine casing providing an inner space and a high speed gas circumferentially flowing from the outside of the casing with a plurality of blades rotatably installed inside the casing. The rotating turbine wheel is the basic component.

또한 상기 터어빈휠은 그 외주면이 오목하게 형성된 대략 원추형태의 본체와 상기 본체의 외주면에 고정되며 그 사이로 가스가 통과하는 다수의 블레이드로 구성된다. 상기 블레이드의 형상 및 설치각도는 고속으로 통과하는 유동가스에 의해 운동에너지를 최대로 제공받을 수 있도록 설계된다.In addition, the turbine wheel is composed of a main body having a substantially conical shape in which the outer circumferential surface is concave, and a plurality of blades through which gas passes therebetween. The shape and installation angle of the blade is designed to receive the maximum kinetic energy by the flowing gas passing at high speed.

상기 터어빈 케이싱에 있어서 블레이드를 감싸는 케이싱의 내측벽에는 쉬라우드(shroud)(29)가 고정된다. 상기 쉬라우드(29)는 블레이드의 선단부에 최대한 근접하여 블레이드 사이를 통과하는 가스가 블레이드와 쉬라우드(29) 내벽면 사이의 공간으로 손실되는 것을 최대한 막는다. In the turbine casing, a shroud 29 is fixed to the inner wall of the casing surrounding the blade. The shroud 29 prevents the gas passing between the blades as close as possible to the tip of the blade from being lost to the space between the blade and the inner wall of the shroud 29.

그런데 상기와같이 블레이드(27)와 쉬라우드(29)를 최대한 근접시킨다 하더라도 블레이드(27)와 쉬라우드(29) 사이의 빈공간으로 유동가스가 빠져나가 손실되는 것을 완전히 막을 수 는 없다.However, even if the blade 27 and the shroud 29 as close as possible as described above, it is not possible to completely prevent the flow gas is lost to the empty space between the blade 27 and the shroud 29.

더욱이 케이싱과 블레이드의 열팽창율이 상호간에 다르므로 블레이드와 쉬라우드의 간격을 무조건 좁게 할 경우, 열변형에 따라 양자간의 간격이 좁아질 때 블레이드가 쉬라우드의 내벽면을 긁는 이른바 러빙(rubbing)현상이 발생할 수 있다. 따라서 블레이드와 쉬라우드 사이의 간격을 열변형을 감안하여 넓힐 수 밖에 없어 터어빈의 효율을 어느 정도 이상 높이기가 어려웠다.Moreover, since the thermal expansion coefficients of the casing and the blades are different from each other, if the gap between the blade and the shroud is narrowed unconditionally, the so-called rubbing phenomenon in which the blade scratches the inner wall surface of the shroud when the gap between the two narrows due to thermal deformation This can happen. Therefore, it was difficult to increase the efficiency of the turbine to some extent because the gap between the blade and the shroud had to be widened in consideration of thermal deformation.

도 1은 종래의 원심식 터어빈 케이싱이 적용된 예로서 터어보압축기를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a turbo compressor as an example to which a conventional centrifugal turbine casing is applied.

도 1에 도시한 터어보압축기(11)는, 회전력을 발생하는 모터(15)와, 상기 모터(15)의 구동축(17)에 고정되며 모터(15)의 구동시 작동하여 외부의 공기를 받아들여 압축하는 압축기(13)와, 상기 압축기(13)의 측부에 위치하고 외부로부터 공급된 가스를 통과시키며 회전력을 발생하고 회전토오크를 상기 압축기(13)에 전달하는 터어빈(19)을 갖는다.The turbo compressor 11 illustrated in FIG. 1 is fixed to a motor 15 generating a rotational force and a drive shaft 17 of the motor 15 to operate when the motor 15 is driven to receive external air. Compressor 13 for compression and compression, and a turbine 19 is located on the side of the compressor 13 and passes through the gas supplied from the outside to generate a rotational force and to transmit a rotational torque to the compressor (13).

또한 상기 터어빈(19)은, 내부공간을 제공하며 그 일측에 외부로부터 제공되는 가스를 내부로 유도하는 가스유입관(19c)이 구비된 터어빈케이싱(19a)과, 상기 터어빈케이싱(19a)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 터어빈휠(19b)로 이루어져 있다. 상기 가스유입관(19c)은 외부로부터 공급된 가스를 화살표 b방향으로 유도하며 가속하고 터어빈휠(19b)의 블레이드(27) 사이를 통과하도록 한다.In addition, the turbine 19, the turbine casing (19a) is provided with a gas inlet pipe (19c) for providing an internal space and guides the gas provided from the outside to the inside, the interior of the turbine casing (19a) It consists of a turbine wheel (19b) rotatably installed in. The gas inlet pipe 19c accelerates and guides the gas supplied from the outside in the direction of the arrow b and passes between the blades 27 of the turbine wheel 19b.

그러나 상기와 같이 종래 터어빈(19)의 경우, 블레이드(27)와 상기 블레이드(27)를 감싸는 쉬라우드(29)의 사이가 이격되어 있으므로, 블레이드(27)의 사이를 통과하는 가스의 일부가 유동 중 화살표 a방향을 따라 블레이드(27)와 쉬리우드(29) 사이의 공간으로 빠져나가게 된다. However, in the case of the conventional turbine 19 as described above, since the space between the blade 27 and the shroud 29 surrounding the blade 27 is spaced, a portion of the gas passing between the blade 27 flows Along with the direction of the arrow a of the exit to the space between the blade 27 and the shroud 29.

즉 블레이드(27)의 사이를 통과하며 블레이드에 운동에너지를 전달해야 할 가스의 일부가 블레이드(27)와 터어빈케이싱(19a)의 내벽면 사이의 공간으로 누출됨으로써 그만큼 터어빈휠(19b)의 운동에너지가 저하하는 것이다. 상기 화살표 a방 향으로 누출되는 가스는 쉬라우드(29)의 내벽면에 부딪힌 후 운동에너지를 거의 상실한 상태로 외부로 빠져나간다.That is, a portion of the gas that passes between the blades 27 and must transfer the kinetic energy to the blades leaks into the space between the blades 27 and the inner wall surface of the turbine casing 19a, so that the kinetic energy of the turbine wheel 19b is increased. Will be degraded. The gas leaking in the direction of the arrow a hits the inner wall of the shroud 29 and then exits to the outside with almost no kinetic energy.

상기와 같이 원심식 터어빈은, 터어빈케이싱과 블레이드의 사이간격을 어느 정도 주어야 하므로, 작동가스의 일부가 누출되어 버려지는 것을 막을 수 없어 장치의 운전 효율을 어느 정도 이상 높일 수 가 없었다. 또한 상기와 같이 블레이드 사이를 통과하는 가스가 블레이드의 사이공간으로부터 빠져나감에 따라 유동장내의 가스의 압력이 저하해 가스의 밀도가 균일하지 못하고 가스의 무게중심이 한쪽으로 몰려 반대측 부위에서 난류의 흐름이 생성된다. 이에 따라 난류구역에 접한 부분의 블레이드가 급격히 가열되어 블레이드의 수명이 저하하게 된다.As described above, the centrifugal turbine has to give a certain distance between the turbine casing and the blade, so that a part of the working gas cannot be prevented from leaking out and the operation efficiency of the apparatus cannot be increased to some extent. In addition, as the gas passing between the blades escapes from the space between the blades as described above, the pressure of the gas in the flow field decreases, so that the density of the gas is not uniform and the center of gravity of the gas is concentrated to one side so that the flow of turbulence flows from the opposite side. Is generated. As a result, the blade of the portion in contact with the turbulent zone is heated rapidly, thereby reducing the life of the blade.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 케이싱 내부로 가스를 유도하는 가스유입관내에 케이싱 내부공간과 직접 통하는 다수의 노즐구멍을 별도로 형성하되 터어빈휠로 공급되는 가스의 일부가 상기 노즐구멍을 통해 터어빈휠의 본체 외주면을 향하여 분출되도록 함으로써 블레이드와 블레이드 사이를 통과하며 터어빈휠을 회전시키는 가스의 스트림라인을 안정시킬 수 있어, 유동가스의 운동에너지의 손실이 적어 터어빈의 효율이 높고 또한 블레이드 사이를 통과하는 가스의 밀도가 어느 정도 유지되므로 무게중심의 편중현상이 없어 블레이드 사이에 난류구역이 생성되지 않고 열전달계수를 줄일 수 있어 터어빈휠의 수명을 연장시킬 수 있는 원심식 터어빈 케이싱을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and separately formed a plurality of nozzle holes directly communicating with the casing inner space in the gas inlet pipe for inducing gas into the casing, a part of the gas supplied to the turbine wheel is the nozzle hole It is possible to stabilize the streamline of the gas that passes between the blades and the blades and rotates the turbine wheels by ejecting them toward the outer circumferential surface of the turbine wheel through the turbine, resulting in high efficiency of the turbine and less loss of kinetic energy of the flowing gas. Since the density of the gas passing through is maintained to some extent, there is no center of gravity in the center of gravity, so there is no turbulence zone between the blades and the heat transfer coefficient can be reduced, thereby providing a centrifugal turbine casing that can extend the life of the turbine wheel. There is this.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외주면이 오목한 원추형 본체와, 상기 본체의 외주면에 고정되는 다수의 블레이드로 이루어진 원심식 터어빈휠을 회전 가능하게 수용하는 것으로서, 그 일측에는 외부로부터 공급된 가스를 상기 터어빈휠의 유입부 측으로 유도하여 가스가 상기 블레이드 사이를 통과하면서 터어빈휠을 회전시키게 하는 가스유입관이 마련되어 있는 원심식 터어빈 케이싱에 있어서, 상기 케이싱에는 상기 터어빈휠측으로 이동하는 가스의 일부를 그 내부로 통과시켜 가스가 터어빈휠의 본체 외주면을 향하여 분출되도록 함으로써 블레이드 사이를 통과하는 가스의 스트림라인이 블레이드 사이에 유지되도록 하는 다수의 분사노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the outer peripheral surface is concave concave body and a centrifugal turbine wheel consisting of a plurality of blades fixed to the outer peripheral surface of the main body rotatably accommodated, one side of the gas supplied from the outside In the centrifugal turbine casing is provided with a gas inlet pipe that is guided to the inlet side of the turbine wheel to rotate the turbine wheel while passing the gas between the blades, the casing is a part of the gas to move to the turbine wheel side. A plurality of injection nozzles are formed to allow the gas to be blown toward the outer circumferential surface of the turbine wheel so that the stream line of the gas passing between the blades is maintained between the blades.

또한, 상기 가스유입관은, 외부로부터 공급된 가스를 터어빈휠의 유입부측으로 유도하는 메인유동로와, 격벽에 의해 상기 메인유동로와 나누어지고 상기 분사구멍을 그 내부영역에 포함하는 2차유동로로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas inlet pipe, the main flow path for guiding the gas supplied from the outside to the inlet side of the turbine wheel, and the secondary flow that is divided into the main flow path by the partition wall and includes the injection hole in the inner region It is characterized by consisting of a furnace.

아울러, 상기 터어빈 케이싱의 내벽면에는, 상기 블레이드와 소정간격 이격된 상태로 블레이드를 감싸는 쉬라우드가 고정되고, 상기 분사구멍은 쉬라우드와 쉬라우드가 커버하고 있는 케이싱에 관통 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, a shroud surrounding the blade is fixed to the inner wall surface of the turbine casing at a predetermined distance from the blade, and the injection hole is formed through the casing covered by the shroud and the shroud.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심식 터어빈 케이싱의 구성을 설명하기 위하여 예를 들어 도시한 터어보압축기(31)의 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view of the turbo compressor 31 shown for example to explain the configuration of the centrifugal turbine casing according to an embodiment of the present invention.

도시한 바와같이, 상기 터어보압축기(31)는, 모터(23)와, 상기 모터(23)의 구동축(25)에 연결되는 압축기(33)와, 상기 압축기(33)의 측부에 위치하며 본 실시예에 따른 터어빈 케이싱(35a)을 포함하는 터어빈(35)으로 구성된다.As shown, the turbo compressor 31 is located on the side of the compressor 23 and the compressor 33 connected to the motor 23, the drive shaft 25 of the motor 23, It consists of a turbine 35 including a turbine casing 35a according to the embodiment.

상기 터어빈(35)은 모터(23)의 구동축(25)에 고정되는 터어빈휠(35b)과, 상기 터어빈휠(35b)을 그 내부에 회전 가능하게 수용하는 것으로서 메인유동로(41) 및 2차유동로(43)를 갖는 터어빈케이싱(35a)을 포함한다.The turbine 35 has a turbine wheel 35b fixed to the drive shaft 25 of the motor 23, and the turbine wheel 35b rotatably received therein, so that the main flow path 41 and the secondary It includes a turbine casing 35a having a flow path 43.

상기 터어빈휠(35b)은 그 외주면이 오목한 원추형 본체(35k)와, 상기 본체(35k)의 외주면에 고정되는 다수의 블레이드(35d)로 이루어진다. 또한 상기 메인유동로(41) 및 2차유동로(43)는 격벽(47)에 의해 구획된 독립된 통로로서 가스유입관(37)의 내부로 공급된 가스를 각자의 내부로 받아들여 통과시킨다.The turbine wheel 35b is composed of a conical main body 35k having an outer circumferential surface thereof and a plurality of blades 35d fixed to the outer circumferential surface of the main body 35k. In addition, the main flow passage 41 and the secondary flow passage 43 are independent passages partitioned by the partition wall 47 and receive the gas supplied into the gas inflow pipe 37 into their respective interiors.

상기 메인유동로(41)는 통상의 터어빈 케이싱에서의 가스유입관과 마찬가지로 가스를 원주방향으로 가속시키며 터어빈휠(35b) 블레이드(35d)의 유입부(35e)측으로 유도하는 통로이다.The main flow passage 41 is a passage that accelerates the gas in the circumferential direction and guides the inlet portion 35e of the blade 35d of the turbine wheel 35b in the same manner as the gas inflow pipe in a conventional turbine casing.

또한 상기 터어빈 케이싱(35a)의 블레이드(35d)에 대응하는 내벽면에는 쉬라우드(45)가 구비된다. 상기 쉬라우드(45)는 블레이드(35d)의 선단부로부터 일정 간극만큼 이격된 것으로서 그 기능은 통상적인 쉬라우드와 동일한 역할을 한다.In addition, a shroud 45 is provided on an inner wall surface corresponding to the blade 35d of the turbine casing 35a. The shroud 45 is spaced apart from the tip of the blade 35d by a predetermined gap, and its function plays the same role as a conventional shroud.

상기 2차유동로(43)는 그 내부에 다수의 노즐구멍(35f)을 갖는다. 상기 노즐구멍(35f)은 케이싱(35a)과 케이싱(35a)에 고정되어 있는 쉬라우드(45)를 동시에 관통하는 구멍이다. 상기 노즐구멍(35f)은 2차유동로(43)와 케이싱(35a)의 내부공간을 연통시켜 2차유동로(43) 내부로 유입된 가스를 터어빈휠(35b)의 본체(35k) 외주면을 향하여 화살표 z방향으로 분출한다. The secondary flow path 43 has a plurality of nozzle holes 35f therein. The nozzle hole 35f is a hole that simultaneously passes through the shroud 45 fixed to the casing 35a and the casing 35a. The nozzle hole 35f communicates the secondary flow path 43 with the inner space of the casing 35a to supply the gas introduced into the secondary flow path 43 to the outer circumferential surface of the main body 35k of the turbine wheel 35b. In the direction of arrow z.                     

상기와 같이 화살표 z방향으로 분출하는 가스는 블레이드(35d)의 사이를 화살표 s방향으로 통과하는 가스의 스트림라인을 본체(35k) 외주면측으로 눌러 가스가 블레이드(35d)와 쉬라우드(45) 사이의 공간부(49)로 올라와 누설되는 것을 최대한 막아 메인유동로(41)로 유입된 가스의 거의 대부분이 터어빈휠(35b)을 회전시키는데 참여하도록 한다.As described above, the gas ejected in the direction of the arrow z presses the stream line of the gas passing between the blades 35d in the direction of the arrow s toward the outer circumferential surface of the main body 35k, and the gas is discharged between the blade 35d and the shroud 45. The leakage to the space 49 is prevented as much as possible, so that most of the gas introduced into the main flow path 41 participates in the rotation of the turbine wheel 35b.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터어빈 케이싱에서의 노즐구멍의 유무가 터어빈 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the effect of the presence or absence of the nozzle hole in the turbine casing according to an embodiment of the present invention on the turbine efficiency.

도시한 바와같이, 블레이드와 쉬라우드의 간격(clearance)이 넓을수록 터어빈의 효율이 떨어지고, 또한 간격이 같을 경우 본 실시예에서의 노즐구멍(35f)이 없는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 효율이 떨어짐을 알 수 있다.As shown, the wider the clearance between the blade and the shroud, the lower the efficiency of the turbine, and the same spacing results in less efficiency than in the case where there is no nozzle hole 35f in this embodiment. It can be seen.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible for a person with ordinary knowledge within the scope of the technical idea of this invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 원심식 터어빈 케이싱은, 케이싱 내부로 가스를 유도하는 가스유입관내에 케이싱 내부공간과 직접 통하는 다수의 노즐구멍을 별도로 형성하되 터어빈휠로 공급되는 가스의 일부가 상기 노즐구멍을 통해 터어빈휠의 본체 외주면을 향하여 분출되도록 함으로써 블레이드와 블레이드 사이를 통과하며 터어빈휠을 회전시키는 가스의 스트림라인을 안정시킬 수 있다. 따라서 유동가스의 운동에너지의 손실이 적어 터어빈의 효율이 높고 또한 블레이드 사이를 통과하는 가스의 밀도가 어느 정도 유지되므로 무게중심의 편중현상이 없어 블레이드 사이에 난류구역이 생성되지 않고 열전달계수를 줄일 수 있어 터어빈휠의 수명을 연장시킬 수 있다.In the centrifugal turbine casing of the present invention as described above, a plurality of nozzle holes are formed separately in the gas inlet pipe for directing the gas into the casing, and a part of the gas supplied to the turbine wheel is supplied to the nozzle holes. It is possible to stabilize the stream line of the gas passing through the blades and the blades to rotate the turbine wheel by being blown toward the outer peripheral surface of the main body of the turbine wheel through. Therefore, the loss of kinetic energy of the flowing gas is high, so the efficiency of the turbine is maintained and the density of gas passing between the blades is maintained to some extent, so that there is no center of gravity of gravity, so there is no turbulence zone between the blades and the heat transfer coefficient can be reduced. This can extend the life of the turbine wheel.

Claims (3)

외주면이 오목한 원추형 본체와, 상기 본체의 외주면에 고정되는 다수의 블레이드로 이루어진 원심식 터어빈휠을 회전 가능하게 수용하는 것으로서, 그 일측에는 외부로부터 공급된 가스를 상기 터어빈휠의 유입부 측으로 유도하여 가스가 상기 블레이드 사이를 통과하면서 터어빈휠을 회전시키게 하는 가스유입관이 마련되어 있는 원심식 터어빈 케이싱에 있어서,A concave conical body having an outer circumferential surface and a plurality of blades fixed to the outer circumferential surface of the main body to rotatably receive a gas, and one side of which guides the gas supplied from the outside to the inlet side of the turbine wheel. In the centrifugal turbine casing is provided with a gas inlet pipe for rotating the turbine wheel while passing between the blades, 상기 케이싱에는 상기 터어빈휠측으로 이동하는 가스의 일부를 그 내부로 통과시켜 가스가 터어빈휠의 본체 외주면을 향하여 분출되도록 함으로써 블레이드 사이를 통과하는 가스의 스트림라인이 블레이드 사이에 유지되도록 하는 다수의 분사노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 원심식 터어빈 케이싱.The casing passes through a portion of the gas moving toward the turbine wheel, so that the gas is ejected toward the outer peripheral surface of the main body of the turbine wheel, a plurality of injection nozzles to maintain the stream line of gas passing between the blades between the blades Centrifugal turbine casing, characterized in that formed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스유입관은, 외부로부터 공급된 가스를 터어빈휠의 유입부측으로 유도하는 메인유동로와, 격벽에 의해 상기 메인유동로와 나누어지고 상기 분사구멍을 그 내부영역에 포함하는 2차유동로로 구성되는 것을 특징으로 하는 원심식 터어빈 케이싱.The gas inlet pipe is a main flow path for guiding gas supplied from the outside to the inlet side of the turbine wheel, and a secondary flow path which is divided into the main flow path by a partition wall and includes the injection hole in the inner region. Centrifugal turbine casing, characterized in that the configuration. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 터어빈 케이싱의 내벽면에는, 상기 블레이드와 소정간격 이격된 상태로 블레이드를 감싸는 쉬라우드가 고정되고, 상기 분사구멍은 쉬라우드와 쉬라우드가 커버하고 있는 케이싱에 관통 형성된 것을 특징으로 하는 원심식 터어빈 케이싱.The inner wall surface of the turbine casing, the shroud surrounding the blade in a state spaced apart from the blade is fixed, the centrifugal turbine characterized in that the injection hole is formed through the casing covered by the shroud and shroud Casing.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100814619B1 (en) * 2007-01-23 2008-03-18 엘에스전선 주식회사 Multi-stage centrifugal compressor provided with capacity control device using high pressure working fluid injection method
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001153096A (en) * 1999-11-30 2001-06-05 Maruyama Mfg Co Ltd Centrifugal blower and portable blower device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100814619B1 (en) * 2007-01-23 2008-03-18 엘에스전선 주식회사 Multi-stage centrifugal compressor provided with capacity control device using high pressure working fluid injection method
KR100833061B1 (en) * 2007-01-23 2008-05-27 엘에스전선 주식회사 Centrifugal compressor provided with capacity control device using high pressure working fluid injection method

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