KR20110073921A - Shrouded type centrifugal impeller and manufacturing method, manufacturing tool for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 쉬라우드 타입의 원심 임펠러 및 그 제작방법, 제작 공구에 관한 것으로서, 임펠러부와 쉬라우드를 브레이징 접합시, 접합 면적을 넓혀서 접합 강도를 보장하며, 구조적으로 안정적일 뿐만 아니라, 그루부를 형성하여 임펠러부와 쉬라우드를 접합할 때 사용되는 필러메탈이 외부로 퍼져 나오지 않도록 필러메탈의 양을 조절할 수 있고, 또한, 임펠레부에 필렛에 발생할 수 있는 버(bur)를 용이하게 제거할 수 있는 쉬라우드 타입의 원심 임펠러 및 그 제작방법, 제작 공구에 관한 것이다.The present invention relates to a shroud-type centrifugal impeller, a method for manufacturing the same, and a fabrication tool thereof. When brazing the impeller part and the shroud, the joint area is increased to ensure joint strength, and structurally stable, and a groove is formed. It is possible to adjust the amount of filler metal so that the filler metal used when joining the impeller and the shroud does not spread to the outside, and it is possible to easily remove burs that may occur in the fillet in the impeller. It relates to a shroud-type centrifugal impeller and a method for manufacturing the same, a manufacturing tool.
원심 압축기는 기체를 고속으로 회전하는 바퀴 속으로 통과하게 하여 그 원심력을 이용하여 기체에 압력을 가하는 기계를 말한다. 원심 압축기는 고속으로 회전하는 임펠러(impeller)의 원심력을 이용하여 기체의 속도 에너지를 압력으로 바꾸는 장치이다. 일반적으로는 냉동 사이클의 한 구성요소로도 많이 쓰이나, 쓰임새가 이에 한정되는 것은 아니다.Centrifugal compressors are machines that allow gas to pass through a spinning wheel at high speed and pressurize the gas using its centrifugal force. Centrifugal compressors are devices that convert the velocity energy of a gas into pressure by using a centrifugal force of an impeller rotating at high speed. Generally used as a component of the refrigeration cycle, but its use is not limited thereto.
원심 압축기 중에서 쉬라우드(shrouded, 밀폐형) 형식의 원심 임펠러는 공력적으로 효율이 더 높다고 알려져 있다. 따라서, 일반적으로 진공 브레이징 혹은 딥 브레이징 등의 방법으로 쉬라우드 및 원심 임펠러를 접합하는 방식으로 가공되어 왔다. 보다 자세한 설명을 위하여, 종래의 쉬라우드 타입의 임펠러를 도 1에 도시한다. Among the centrifugal compressors, shrouded (closed) type centrifugal impellers are known to be aerodynamically more efficient. Therefore, in general, it has been processed by joining the shroud and centrifugal impeller by a method such as vacuum brazing or deep brazing. For a more detailed description, a conventional shroud type impeller is shown in FIG. 1.
도 1과 같이 전체적으로 I 형태로 형성되는데, 이는 쉬라우드 타입의 임펠러(10)는 T 형태의 임펠러(12)에, 쉬라우드(11)를 브레이징(brazing) 접합하여 사용하게 된다. 소재는 대개 SUS 를 사용하게 되는데, 이러한 경우에는 그 접합부위에 응력이 집중되어 운전 중 파손될 우려가 있다. 또한, 원심 임펠러의 크기가 커지면, 쉬라우드의 무게도 커지기 때문에, 회전 시 임펠러의 블레이드에 매우 큰 응력이 발생하므로 일반적인 브레이징 방법으로 가공 시 파손의 우려가 있게 된다.As shown in FIG. 1, it is generally formed in an I shape. The
또한, 임펠러의 크기가 커지면 작동 회전수에서 원심력의 영향으로 인해 국부적으로 매우 큰 응력이 발생하게 되어 임펠러가 쉽게 파괴될 수 있다. 따라서 기존의 브레이징 방법으로는 대형의 쉬라우드 타입 원심 임펠러를 제작할 수 없는 문제가 있다. 대용량 및 고속에서도 안전하고 신뢰성 있는 쉬라우드 타입의 임펠러 제작에 관한 연구가 시급한 실정이라 하겠다.In addition, as the size of the impeller increases, a very large stress is generated locally due to the influence of the centrifugal force at the operating speed, so that the impeller can be easily broken. Therefore, there is a problem that a conventional shroud type centrifugal impeller cannot be manufactured by the conventional brazing method. It is urgent to study the manufacture of safe and reliable shroud type impeller even at a large capacity and high speed.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 임펠러부와 쉬라우드를 브레이징 접합시, 접합 면적을 넓혀서 접합 강도를 보장하며, 구조적으로 안정적인 쉬라우드 타입의 원심 임펠러 및 그 제작방법, 제작 공구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, when brazing the impeller portion and shroud, widening the joint area to ensure the joint strength, structurally stable shroud type centrifugal impeller and its manufacturing method, manufacturing tool To provide that purpose.
또한, 임펠러부와 쉬라우드를 접합할 때 사용되는 필러메탈이 외부로 퍼져 나오지 않도록 필러메탈의 양을 조절할 수 있는 쉬라우드 타입의 원심 임펠러 및 그 제작방법, 제작 공구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a shroud type centrifugal impeller capable of adjusting the amount of filler metal so that the filler metal used to join the impeller part and the shroud does not spread to the outside, a method of manufacturing the same, and a manufacturing tool thereof. .
또한, 임펠레부에 필렛에 발생할 수 있는 버(bur)를 용이하게 제거할 수 있는 쉬라우드 타입의 원심 임펠러 및 그 제작방법, 제작 공구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a shroud-type centrifugal impeller capable of easily removing burrs that may occur in fillets in the impeller, a method of manufacturing the same, and a manufacturing tool.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 본 발명의 쉬라우드 타입의 원심 임펠러는 T자 형태인 임펠러부, 상기 임펠러부와 브레이징(brazing) 접합하여 I자 형태를 이루는 쉬라우드, 및 상기 임펠러부와 상기 쉬라우드가 접합되는 외측 부분에 라운드 지도록 형성된 필렛부(fillet portion)를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object of the present invention, the shroud-type centrifugal impeller of the present invention is a T-shaped impeller portion, brazing (impregnated) with the impeller portion I-shaped And a fillet portion formed to round the outer portion to which the impeller portion and the shroud are joined.
상기 필렛부는 상기 임펠러부와 상기 쉬라우드의 접합 후에 별도 가공으로 형성되며, 상기 임펠러부에는 상기 쉬라우드와 접촉되는 면에 그루브가 형성되며, 상기 그루브에는 상기 접합을 위하여 필러메탈이 삽입된다.The fillet part is formed by a separate process after joining the impeller portion and the shroud, a groove is formed on the surface of the impeller portion in contact with the shroud, the filler metal is inserted into the groove for the joining.
또한, 본 발명에 따른 쉬라우드(shrouded) 타입의 원심 임펠러의 제작방법은 T자 형태인 임펠러부를 제공하는 단계, 1 자 형태인 쉬라우드를 제공하는 단계, 상기 임펠러부와 상기 쉬라우드의 브레이징(brazing) 접합하여 I자 형태를 이루는 단계, 및 상기 임펠러부와 상기 쉬라우드가 접합되는 외측 부분에 라운드 지도록 형성된 필렛부(fillet portion)를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 임펠러부에는 상기 쉬라우드와 접촉되는 면에 그루브가 형성되며, 상기 그루브에는 상기 접합을 위하여 필러메탈이 삽입된다.In addition, the method of manufacturing a shrouded shrouded type centrifugal impeller according to the present invention includes the steps of providing an impeller portion having a T-shape, providing a shroud having a one-shape shape, brazing the impeller portion and the shroud ( forming a I-shape by brazing and forming a fillet portion rounded to an outer portion to which the impeller portion and the shroud are bonded. Grooves are formed in the impeller portion in contact with the shroud, and filler metal is inserted into the grooves for the joining.
상기 필렛부의 버(bur)를 제거하는 단계를 더 포함하며, 복수개의 블레이드(blade)를 구비한 공구를 이용하여 상기 필렛부에 상기 블레이드를 회전시켜 버를 제거한다. 상기 공구는 손잡이가 구비되고, 4개의 블레이드가 방사상으로 배치되며, 상기 손잡이와 상기 블레이드를 연결하는 연결봉이 형성된 것을 특징으로 한다.The burr may further include removing burrs of the fillet part, and the burrs may be removed by rotating the blades to the fillet part by using a tool having a plurality of blades. The tool is provided with a handle, four blades are disposed radially, characterized in that the connecting rod for connecting the handle and the blade is formed.
이와 같이 구성되어, 임펠러부와 쉬라우드를 브레이징 접합시, 접합 면적을 넓혀서 접합 강도를 보장하며, 구조적으로 안정적일 뿐만 아니라, 그루부를 형성하여 임펠러부와 쉬라우드를 접합할 때 사용되는 필러메탈이 외부로 퍼져 나오지 않도록 필러메탈의 양을 조절할 수 있고, 또한, 임펠레부에 필렛에 발생할 수 있는 버(bur)를 용이하게 제거할 수 있는 전용 공구를 제공한다.In this way, when brazing the impeller part and the shroud, the joint area is expanded to ensure the joint strength, and not only structurally stable, but also the filler metal used when the impeller part and the shroud are joined to form a groove. The amount of the filler metal can be adjusted so as not to spread to the outside, and an impeller is provided with a dedicated tool that can easily remove burs that may occur in the fillet.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 임펠러부와 쉬라우드를 브레이징 접합시, 접합 면적을 넓혀서 접합 강도를 보장하며, 구조적으로 안정적인 효과가 있다.As described above, according to the present invention, when brazing the impeller portion and the shroud, the bonding area is increased to ensure the bonding strength, and there is a structurally stable effect.
또한, 임펠러부와 쉬라우드를 접합할 때 사용되는 필러메탈이 외부로 퍼져 나오지 않도록 필러메탈의 양을 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can adjust the amount of the filler metal so that the filler metal used to join the impeller and the shroud does not spread to the outside.
또한, 임펠레부에 필렛에 발생할 수 있는 버(bur)를 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can easily remove the bur (bur) that may occur in the fillet to the impeller.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 수직처분 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니며, 다양하게 적용이 가능하다.Hereinafter, a preferred vertical disposal embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiment, and various applications are possible.
도 2는 본 발명에 따른 쉬라우드 타입의 원심 임펠러를 도시한 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쉬라우드 타입의 임펠러(100)는 T 형태의 임펠러부(120)에, 쉬라우드(110)를 브레이징(brazing) 접합하여 사용하게 된다. 이때, 임펠러부(120)에는 쉬라우드와 접하는 부위에 필렛부(fillet portion, 130)을 형성한다. 필렛부(130)는 임펠러부(120)에서 라운드 지도록 구성된 형상으로서, 임펠러부(120)와 동일 재질일 수도 있으나, 이종 재질도 가능하다. 즉, 필렛(fillet)을 별도 가공하여 접합 면적을 넓히며, 구조적으로 안정할 수 있도록 한다. 또한, 별도 가공 없이 임펠러부(120)의 형상이 쉬라우드(110)와 닿는 부분이 라운드 지도록 그 끝단이 일체로 형성될 수도 있다.Figure 2 illustrates a shroud type centrifugal impeller according to the present invention. As shown in the drawing, the
전술한 바와 같이, 쉬라우드 타입의 원심 임펠러(100)는 임펠러부(120)와 쉬라우드(110)를 각각 제작하여 접합하게 되는데, 접합 부분이 일반 브레이징보다 넓기 때문에, 접합을 위해 용가제(필러메탈, fillermetal)가 많이 도포되어야 한다. As described above, the shroud-type
이때, 평평한 브레이징 면에 도포하여 알려진 일반적 브레이징 방법으로 접합하면, 도 3과 같이 브레이징 면이 고르지 못한 문제가 발생한다. 즉, 호떡을 누르면, 누르는 판 사이로 호떡이 퍼져 나오는 것처럼, 필러메탈(140, fillermetal)이 임펠러부(120)와 쉬라우드(110) 사이로 빠져 나오게 된다.At this time, if the coating on the flat brazing surface and bonded by a known general brazing method, the problem of uneven brazing surface occurs as shown in FIG. That is, pressing the hotteok, filler metal (140, fillermetal) is discharged between the
이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 4a 및 도 4b 를 제시한다. 이에 제시된 바와 같이, 임펠러부(120)에는 쉬라우드(110)와 접촉되는 면에 그루브(121)를 형성하고, 상기 그루브(121)에 필러메탈(140)을 투입하게 된다. 상기 그루브(121)를 통해 임펠러부(120)와 쉬라우드(110)의 접촉면 사이로 필러메탈(140)이 침투하게 되며, 그 양을 제어할 수 있어서 접촉면 밖으로 빠져나가는 필러메탈(140)의 양이 줄어들게 된다. 도 4B는 접합이 수행된 후에 그루브(121)에 일부 진공 상태가 나타나게 되고, 필러메탈(140)이 임펠러부(120)와 쉬라우드(110) 사이로 침투되는 모습을 나타낸 것이다. 이러한 모습을 도 5에 나타내었다. 도 5를 도 3과 비교하면, 현격히 향상된 효과를 알 수 있다.To solve this problem, FIGS. 4A and 4B are presented. As shown in this, the
또한, 임펠러부에 필렛을 가공하다 보면, 끝단 얇은 부분에 버(bur)가 발생하기 쉬운데, 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 도 6과 같이 별도의 T 자 형태의 가공튤을 개발하였다.In addition, when processing the fillet in the impeller portion, the bur is easily generated in the thin end portion, in order to prevent this, in the present invention has developed a separate T-shaped processing tulle as shown in FIG.
도 6은 본 발명에 따른 가공튤을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 가공튤(200)은 전체적으로 T자 형태로서, 4개의 블레이드(210)가 구비되고, 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이(230)가 마련되며, 블레이드(210)와 손잡이(230)를 연결하는 연결봉(220)이 형성되어 있다. 사용자가 손잡이(220)를 잡고, 버(bur)가 없도록 필렛 부분의 가공이 가능하도록 한다. 블레이드(210)가 필렛부을 따라 회전하면서 버를 제거하게 된다. 본 실시예에서는 블레이드(210)가 4개인 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 임의의 개수로 형성될 수 있다. 이러한 가공 모습을 도 7에 도시하였다. 필렛부에 블레이드를 회전시키면서 버를 제거하게 된다.6 is a view showing a processing tulle according to the present invention. As shown therein, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
도 1은 종래에 따른 쉬라우드 타입의 원심 임펠러를 도시한 것이다.1 illustrates a conventional shroud type centrifugal impeller.
도 2는 본 발명에 따른 쉬라우드 타입의 원심 임펠러를 도시한 것이다.Figure 2 illustrates a shroud type centrifugal impeller according to the present invention.
도 3은 종래의 방법으로 종래의 브레이징 접합면을 도시한 것이다.3 shows a conventional brazing joint surface in a conventional manner.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 임펠러의 그루브 모습을 도시한 것이다.Figures 4a and 4b shows the groove shape of the impeller according to the present invention.
도 5는 본 발명의 방법으로 종래의 브레이징 접합면을 도시한 것이다.5 shows a conventional brazing joint surface with the method of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 가공튤을 나타낸 것이다.Figure 6 shows the processing tulle according to the present invention.
도 7은 가공튤을 이용한 가공 모습을 도시한 것이다.Figure 7 shows the processing state using the processing tulle.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 임펠러 110: 쉬라우드100: impeller 110: shroud
120: 임펠러부 121: 그루브120: impeller 121: groove
130: 필렛부 140: 필러메탈130: fillet portion 140: filler metal
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