KR20060012835A

KR20060012835A - 터보압축기

Info

Publication number: KR20060012835A
Application number: KR1020040061506A
Authority: KR
Inventors: 노수혁; 장필수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-02-09

Abstract

본 발명은 임펠러에 의한 원심력을 이용하는 터보압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러 부근의 냉각을 원활하게 하도록 한 터보압축기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터보압축기는, 압축실에 설치되는 임펠러; 상기 임펠러를 회전시켜 상기 압축실로 공급되는 기체를 압축시키는 구동부; 상기 압축실을 냉각시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터보압축기{TURBO COMPRESSOR}

도 1은 종래기술에 의한 터보압축기를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 터보압축기를 보인 단면도이다..

도 3은 본 발명에 의한 터보압축기의 냉각관로 배치구조를 보인 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 하우징, 11: 흡입관,

12: 배출관, 15: 연결관로,

50: 구동모터, 25: 회전축,

20a, 20b: 임펠러, 31: 냉각냉매흡입구,

33: 냉각냉매배출구, 40: 구동부실,

32: 냉각냉매흡입관로, 38: 냉각냉매배출관로,

36: 냉각관로.

본 발명은 임펠러에 의한 원심력을 이용하는 터보압축기에 관한 것으로, 더 욱 상세하게는 임펠러 부근의 냉각을 원활하게 하도록 한 터보압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 날개차나 로터의 회전운동 또는 피스톤의 왕복운동으로 공기나 냉매가스등의 기체를 압축하는 기계로서, 날개차나 로터 및 피스톤을 구동시키기 위한 구동부 및 그 구동부에서 전달된 구동력에 의해 기체를 흡입하여 압축하는 압축부로 구성된다.

이러한 압축기는 구동부와 압축부의 배치형태에 따라 밀폐형 또는 분리형으로 구분되는데, 그 중에서 밀폐형은 소정의 밀폐용기 내에 구동부 및 압축부가 함께 설치되는 형태이고, 분리형은 밀폐용기 외부에 구동부가 설치되어 그 구동부에서 발생되는 구동력이 밀폐용기 내의 압축부로 전달되는 형태이다.

상기 밀폐형 압축기는 기체를 압축하는 구조에 따라 회전식, 왕복동식, 리니어 그리고 스크롤 압축기등이 있는데, 최근 들어서는 모터의 구동력으로 임펠러를 회전시키고, 그 임펠러의 회전시 발생하는 원심력을 이용하여 기체를 흡입, 압축시키는 터보압축기가 새롭게 소개되고 있다.

이러한 종래기술에 의한 터보압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10) 내부에 구동부실(8)이 형성된다. 구동부실(8)에는 회전축(1)이 가로질러 설치된다. 회전축(1)의 중앙에는 회전자(5)가 설치된다. 회전자(5)의 외측으로 대응하는 위치에는 고정자(3)가 설치된다. 고정자(3)와 회전자(5)로 이루어지는 구동모터(7)는 외부로부터 전원이 인가되면 전자기적 상호작용에 의해 회전축(1)을 회전시킨다. 회전축(1)의 양단부에는 임펠러(4a, 4b)가 고정 설치된다. 임펠러(4a, 4b)는 흡입 측의 1단임펠러(4a)와 배출측의 2단임펠러(4b)로 구성된다.

1단임펠러(4a)와 2단임펠러(4b)의 주위에는 임펠러(4a, 4b)의 회전에 의해 냉매를 압축할 수 있도록 각각 제1압축실(2a)과 제2압축실(2b)이 형성된다. 그리고 하우징(10)에는 외부로부터 제1압축실(2a)로 냉매를 흡입할 수 있도록 연통되는 흡입관(6a)과 제2압축실(2b)에서 압축된 냉매를 토출할 수 있도록 외부와 연통되는 배출관(6c)이 형성된다. 제1압축실(2a)과 제2압축실(2b)은 연결관로(6b)에 의해 연통된다.

따라서, 구동모터(7)에 의해 회전축(1)이 회전하면 1단임펠러(4a)와 2단임펠러(4b)가 회전한다. 1단임펠러(4a)의 회전에 의해 흡입관(6a)을 통해 하우징(10) 내부로 빨려들어온 냉매는 제1압축실(2a)에서 1차로 압축되고, 연결관로(6b)를 통해 제2압축실(2b)로 공급된다. 제2압축실(2b)에서는 2단임펠러(4b)가 1차로 압축된 냉매를 재압축하여 배출관(6c)으로 배출한다.

그러나, 이러한 종래기술에 의한 터보압축기에 의하면, 구동모터(7)에 의해 임펠러(4a, 4b)가 회전하면 압축실을 이루는 하우징(10) 내벽과 임펠러(4a, 4b) 사이에서 냉매가 마찰을 받게되면서 압축되므로 압축실(2a, 2b) 주위의 온도가 상승하게 된다. 그리고, 이러한 온도 상승에 의해 소비동력이 증가함으로써 압축기의 효율이 저하될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압축실 내부의 온도 상승을 억제함으로써 효율 저하를 방지하도록 한 터보압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터보압축기는, 압축실에 설치되는 임펠러; 상기 임펠러를 회전시켜 상기 압축실로 공급되는 기체를 압축시키는 구동부; 상기 압축실을 냉각시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각부는 상기 압축실 주위에 형성되는 냉각관로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각관로는 상기 압축실을 형성하는 쉬라우드케이싱에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각관로는 상기 임펠러 주위에 환형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각관로는 길이방향을 따라 지그재그형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각관로는 냉매사이클을 흐르는 냉매의 일부가 흐르도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉매사이클을 흐르는 냉매의 일부는 상기 구동부가 설치되는 구동부실과 상기 냉각관로에 나누어 흐르도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 터보압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(30) 내부에 구동부실(40)이 형성된다. 구동부실(40)에는 회전축(25)이 가로질러 설치된다. 회전축(25)의 중앙에는 회전자(51)가 설치된다. 구동부실(40) 내벽의 회전자(51)의 외측으로 대응하는 위치에는 고정자(41)가 설치된다. 고정자(41)는 고정자코어(43)와 권선코일(45)로 구성된다. 고정자(41)와 회전자(51)로 이루어지는 구동모터(50)는 외부로부터 전원이 인가되면 전자기적 상호작용에 의해 회전축(25)을 회전시킨다. 그리고, 구동부실(40) 내부에는 회전축(25)을 지지하는 수개의 베어링(39)과 구동부실(40)을 밀폐하는 밀폐부재(35)가 설치된다.

한편, 회전축(25)의 양단부에는 임펠러(20a, 20b)가 고정 설치된다. 임펠러(20a, 20b)는 흡입측의 1단임펠러(20a)와 배출측의 2단임펠러(20b)로 구성된다. 1단임펠러(20a)와 2단임펠러(20b)의 주위에는 임펠러(20a, 20b)의 회전에 의해 냉매를 압축할 수 있도록 각각 제1압축실(22a)과 제2압축실(22b)이 형성된다. 그리고 하우징(30)에는 외부로부터 제1압축실(22a)로 냉매를 흡입할 수 있도록 연통되는 흡입관(11)과 제2압축실(22b)에서 압축된 냉매를 토출할 수 있도록 외부와 연통되는 배출관(12)이 형성된다. 제1압축실(22a)과 제2압축실(22b)은 연결관로(15)에 의해 연통된다.

따라서, 구동모터(50)에 의해 회전축(25)이 회전하면 1단임펠러(20a)와 2단임펠러(20b)가 회전한다. 1단임펠러(20a)의 회전에 의해 흡입관(11)을 통해 하우징(30) 내부로 빨려들어온 냉매는 제1압축실(22a)에서 1차로 압축되고, 연결관로(15)를 통해 제2압축실(22b)로 공급된다. 제2압축실(22b)에서는 2단임펠러(20b)가 1차로 압축된 냉매를 재압축하여 배출관(12)으로 배출한다.

한편, 구동 시 구동모터(50)에서 발생하는 열로 인해 터보압축기의 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 하우징(30)에는 구동부실(40)과 연통되는 냉각냉매흡입구(31)와 냉각냉매배출구(33)가 형성된다. 냉매사이클을 순환하는 냉매의 일부를 냉각냉매흡입구(31)를 통해 구동부실(40)에 유입시키고, 냉각냉매배출구(33)를 통해 다시 냉매사이클로 돌려보냄으로써 구동부실(40) 내부를 냉각시키는 것이다.

한편, 압축실(22a, 22b) 주위의 온도가 상승하여 압축기의 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 압축실(22a, 22b) 주위의 하우징(30) 벽 내측의 임펠러(20a, 20b)와 대응되는 부위, 즉 쉬라우드케이싱(23) 내측에는 냉각관로(36)가 형성된다. 이러한 냉각관로(36)는 제1압축실(22a) 측과 제2압축실(22b) 측 모두에 형성되거나 그 중 하나에 형성될 수 있다. 냉각관로(36)에 냉매사이클을 순환하는 냉매의 일부를 지나게 함으로써 제2압축실(22b) 주위에서 발생하는 열을 제거할 수 있게 된다.

이를 위해 일단은 냉각냉매흡입구(31)의 일측으로부터 연장되고 타단은 냉각관로(36)에 연통되는 냉각냉매흡입관로(32)와, 일단은 냉각냉매배출구(33)로부터 연장되고 타단은 냉각관로(36)에 연통되는 냉각냉매배출관로(38)가 하우징(30) 내에 형성된다.

따라서, 냉각냉매흡입구(31)를 통해 구동부실(40)로 유입되는 냉매의 일부를 냉각냉매흡입관로(32)를 통해 냉각관로(36)에 유입시키고, 냉각냉매배출관로(38)를 통해 냉각냉매배출구(33)로 보냄으로써 냉각관로(36) 주위의 제2압축실(22b)을 냉각시키는 것이다.

한편, 이러한 냉각관로(36)는 냉각면적을 넓히기 위해 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 2단임펠러(20b)의 외면 곡률과 비슷한 곡선상으로 배치되며, 유자형 또는 브이자형의 관로가 지그재그형으로 교대로 형성되는 환형으로 형성된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 터보압축기에 의하면, 압축실 부근에서 발생하는 열을 제거함으로써 터보압축기의 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

Claims

압축실에 설치되는 임펠러;

상기 임펠러를 회전시켜 상기 압축실로 공급되는 기체를 압축시키는 구동부;

상기 압축실을 냉각시키는 냉각부;를 포함하는 터보압축기.
제1항에 있어서,

상기 냉각부는 상기 압축실 주위에 형성되는 냉각관로를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보압축기.
제2항에 있어서,

상기 냉각관로는 상기 압축실을 형성하는 쉬라우드케이싱에 형성되는 것을 특징으로 하는 터보압축기.
제2항에 있어서,

상기 냉각관로는 상기 임펠러 주위에 환형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 터보압축기.
제4항에 있어서,

상기 냉각관로는 길이방향을 따라 지그재그형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터보압축기.
제2항에 있어서,

상기 냉각관로는 냉매사이클을 흐르는 냉매의 일부가 흐르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터보압축기.
제6항에 있어서,

상기 냉매사이클을 흐르는 냉매의 일부는 상기 구동부가 설치되는 구동부실과 상기 냉각관로에 나누어 흐르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터보압축기.