KR20120084101A - 압축기의 기체 안내 베인장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기의 기체 안내 베인장치에 관한 것으로서, 기체가 유입되는 하우징의 내부에 샤프트를 통해 회전되도록 결합되어 기체 유입량을 조절하는 다수의 베인과, 상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 설치되어 기밀성을 유지하는 그랜드패킹과, 상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 설치된 상기 그랜드패킹을 고정하는 푸시구와, 외부에 노출되는 상기 푸시구의 플랜지를 관통하여 상기 하우징의 결합부에 고정시키는 푸시볼트로 이루어지는 푸시수단을 포함한다.

Description

압축기의 기체 안내 베인장치{INLET GUIDE VANE DEVICE OF COMPRESSER}
본 발명은 베인의 샤프트와 하우징 부시 및 푸시수단 간에 실링을 각각 개재하고, 상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 그랜드패킹을 설치하며, 상기 그랜드패킹을 고정하도록 푸쉬수단이 베인의 외측에 설치되는, 압축기의 기체 안내 베인장치에 관한 것이다.
일반적으로 터보 압축기는 전기모터를 이용하여 전기에너지가 가지는 힘을 회전에너지로 환원시켜 임펠러를 회동시키며, 임펠러가 회전되며 발생하는 힘은 임펠러 날개사이를 흘러가는 공기를 가압하여 기체를 압축시키는 기계이다.
터보압축기는 기체를 압축하는 구동원으로 사용되는 임펠러가 가지는 특성상, 설정된 운전영역을 이탈하여 동작시 압축기에 치명적인 충격을 일으키는 서지(Surge)현상을 초래 하게 된다.
이러한 서지현상을 회피하기 위해 설치되는 기체안내 베인장치는 서지현상을 제어하고자 터보압축기에서 임펠러가 기체를 가압하는 양을 조절하여 설정된 운전영역 내에서만 운전이 가능하도록 제어하는 장치로써 터보압축기에서 없어서는 안 될 중요한 장치다.
이 터보압축기의 조절부차에 흡입되는 기체의 양을 조절하도록 인렛 가이드가 유입구에 설치된다.
이러한 인렛 가이드는 유입구의 내측 방향으로 다수 관통 설치되어 상기 유입구를 개폐량을 조절한다.
상기 인렛 가이드가 결합된 유입구의 하우징과 베인에 연장 형성된 샤프트 간에 기체의 누출을 방지하는 실링부가 개재된다.
이처럼 상기 하우징과 샤프트 간에 개재된 실링부는 유입구를 통해 유입되는 기체로 인해 압력을 받게 되면, 상기 하우징과 샤프트 간 또는 상기 샤프트와 실링부 간에 틈새가 발생하여 기체가 상기 하우징의 외측으로 분출될 수 있다.
이러한 스팀 및 인체에 노출시 유해한 기체로 인해 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
그리고, 이러한 기체 누출로 인해 기기의 파손이 발생하거나, 스팀 및 인체에 유해한 기체가 사용되는 곳에 압축기를 설치할 때 서지현상이 발생할 수 있었다.
이러한 기기의 파손과 안전사고 및 서지현상을 회피하고자 터보압축기 전 공정에서 기체의 컨디션을 조절하여 공급해야만 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 베인의 샤프트와 하우징 부시 및 푸시수단 간에 실링을 각각 개재하고, 상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 그랜드패킹을 설치하며, 상기 그랜드패킹을 고정하도록 푸쉬수단이 베인의 외측에 설치되어 부시와 샤프트, 하우징 및 푸시수단 간을 각각 밀폐하는, 압축기의 기체 안내 베인장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치는, 기체가 유입되는 하우징의 내부에 샤프트를 통해 회전되도록 결합되어 기체 유입량을 조절하는 다수의 베인; 상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 설치되어 기밀성을 유지하는 그랜드패킹; 및 상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 설치되어 상기 그랜드패킹을 고정하는 푸시구와, 외부에 노출되는 상기 푸시구의 플랜지를 관통하여 상기 하우징에 고정시키는 푸시볼트로 이루어지는 푸시수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 푸시수단의 푸시구와 상기 샤프트 간에 부시가 더 설치된다.
상기 샤프트와 상기 부시 간에 기밀성을 유지하는 제1 실링이 더 설치된다.
상기 하우징의 결합부와 샤프트 간에 기밀성을 유지하는 제2 실링이 설치된다.
상기 하우징의 결합부와 상기 푸시수단의 푸시구 간에 기밀성을 유지하는 제3 실링이 설치된다.
외부에 노출되는 상기 베인의 샤프트 선단에 결합되어 상기 샤프트의 위치가 고정되도록 드롭볼트와 드롭너트를 통해 상기 하우징의 결합부에 고정되는 고정부와, 상기 샤프트의 선단에 형성된 연결부와 결합되어 상기 샤프트를 회동시키는 드롭암으로 이루어지는 드롭수단;을 더 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 압축기의 기체 안내 베인장치에 의하면, 베인의 샤프트와 푸시수단 간에 부시를 설치하여 베인의 회전을 용이하게 하며, 베인의 샤프트와 하우징, 부시 및 푸시수단 간에 실링을 각각 설치하고, 베인의 샤프트와 하우징 간에 그랜드패킹을 설치하여 기밀성을 유지시킴으로 하우징을 통해 유동되는 기체가 외부로 누설되지 않게 되므로 안전사고 및 파손을 방지하고, 스팀 및 인체에 노출시 유해한 기체가 사용되는 곳에 압축기 설치시 Surge현상을 회피하고자 터보압축기 전 공정에서 기체의 컨디션을 조절하여 공급해야만 번거로운 점을 경감시키는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 작동도이다.
도 3은 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 A 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 A 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 A 부분 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 작동도이고, 도 3은 본 발명에 따른 압축기의 기체 안내 베인장치의 A 부분 단면도이며, 도 4는 A 부분 사시도이고, 도 5는 A 부분 분해 사시도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 압축기의 기체 안내 베인장치는 기체가 유입되는 하우징(1)의 내부에 샤프트(12)를 통해 결합되어 기체 유입량을 조절하는 다수의 베인(10)과, 상기 베인(10)의 샤프트(12)와 하우징(1) 간에 설치되어 기밀성을 유지하는 그랜드패킹(40)과, 상기 베인(10)의 샤프트(12)와 하우징(1)의 결합부(4) 간에 설치되어 상기 그랜드패킹(40)을 누르며 상기 결합부(4)에 고정되는 푸시구(21)와, 상기 푸시구(21)의 플랜지를 상기 결합부(4)에 고정시키는 푸시볼트(22)로 이루어지는 푸시수단(20)을 포함하여 구성된다.
상기 하우징(1)은 상기 터보압축기의 입구측에 설치되어 통형상으로 형성된다.
이러한 상기 하우징(1)는 외측면에 결합부(4)가 다수 형성되어 상기 베인(10)이 관통 결합된다.
도 3내지 도 5에 도시된 바와같이 상기 베인(10)의 샤프트(12)는 상기 하우징(1)과 상기 푸시수단(20)을 관통하여 상기 하우징(1)에 다수 결합되며, 회동을 통해 상기 하우징(1) 내부로 유입되는 기체의 유입량을 조절한다.
이러한 상기 베인(10)은 상기 하우징(1)의 내부로 유입되는 기체의 양을 조절하는 조절부(11)와, 상기 조절부(11)에 연장 형성되어 상기 조절부(11)를 회전시키는 샤프트(12)와, 상기 샤프트(12)의 끝단에 형성되어 드롭수단(50)의 드롭암(52)과 연결되는 연결부(13)로 구성된다.
그리고, 상기 샤프트(12)에는 제1,2 실링(31,32)이 결합되는 홈이 형성된다.
상기 제1 실링(31)은 상기 샤프트(12)와 부시(60) 간의 기밀성을 유지시켜 기체가 누설되지 않도록 한다.
상기 제2 실링(32)은 상기 샤프트(12)와 하우징(1) 간의 기밀성을 유지시켜 기체가 누설되지 않도록 한다.
상기 푸시수단(20)은 상기 베인(10)이 관통 결합되며, 상기 베인(10)의 샤프트(12)와 상기 결합부(4) 간에 설치되는 그랜드패킹(40)을 상기 하우징(1)의 내부측으로 누르며 고정된다.
이때, 상기 그랜드패킹(40)은 다수로 이루어져 상기 베인(10)의 샤프트(12)와 상기 결합부(4) 간에 설치될 수 있다.
이러한 상기 푸시수단(20)은 푸시구(21)와 푸시볼트(22)로 구성된다.
상기 푸시구(21)는 상기 하우징(1)의 외주연에 돌출되어 형성된 결합부(4)에 삽입 고정되어 상기 그랜드패킹(40)을 밀어 결합부(4)에 고정시킨다.
이때, 상기 푸시구(21)와 상기 결합부(4) 간에는 제3 실링(33)이 설치되어 상기 푸시구(21)와 상기 결합부(4) 간의 기밀성을 유지하게 된다.
상기 푸시볼트(22)는 상기 푸시구(21)의 외측 플랜지에 결합되어 상기 푸시구(21) 내부에 삽입되는 푸시구(21)를 상기 하우징(1)의 결합부(4)에 고정시킨다.
그리고, 상기 샤프트(12)가 관통 결합되어 상기 샤프트(12)의 위치를 드롭수단(50)을 통해 고정시킨다.
상기 드롭수단(50)은 상기 샤프트(12)가 관통 결합되는 고정부(51)와, 상기 고정부(51)를 상기 결합부(4)에 고정시키는 드롭볼트(53)와, 상기 샤프트(12)의 끝단에 형성된 연결부(13)와 연결되는 드롭암(52)과, 상기 드롭볼트(53)와 결합되며, 상기 고정부(51)가 개재되어 고정되는 드롭너트(54)로 구성된다.
상기 고정부(51)는 상기 드롭볼트(53)와 드롭너트(54)를 통해 상기 결합부(4)에 고정결합되며, 상기 고정부(51)를 관통하여 결합되는 샤프트(12)의 위치를 고정시킨다.
그리고, 상기 드롭암(52)은 상기 하우징(1)의 외주연을 따라 회전하는 회전부(3)와 상기 베인(10)의 연결부(13) 간에 설치되어 상기 회전부(3)의 회전으로 상기 베인(10)을 회동시킨다.
이때, 상기 드롭암(52)과 샤프트(12)의 연결부(13)는 고정체로 고정 또는 접합을 통해 고정 결합된다.
상기 고정체의 경우 결합핀을 이용할 수 있다.
상기 회전부(3)는 상기 하우징(1)의 외주연을 감싸며 설치되어 상기 하우징(1)의 외주연을 따라 회전되고, 상측으로 다수 형성된 연결돌기를 통해 상기 드롭암(52)과 연결되어 상기 드롭암(52)을 회동시키게 된다.
이러한 상기 회전부(3)는 상기 하우징(1)의 외주연에 형성되는 가이드를 따라 회전하며, 상단에 상기 드롭암(52)과 연결되도록 연결돌기가 형성되어 상기 드롭암(52)이 상기 연결돌기를 통해 회동되도록 한다.
예를 들어 상기 드롭암(52)에 일측이 개방된 길이방향으로 연결홈이 형성되어 상기 연결돌기에 결합되면, 상기 회전부(3)가 구동부(60)의 구동을 통해 회전할 때 상기 회전돌기가 상기 드롭암(52)의 연결홈을 따라 이송되어 상기 드롭암(52)이 회동되도록 한다.
그리고, 상기 회전부(3)와 연결되는 구동부(60)는 실린더 형태로 형성되어 공압 또는 유압으로 구동되며, 상기 회전부(3)와 슬라이드 홈이 형성된 연결대(5)를 통해 연결된다.
상기 연결대(5) 중심이 상기 구동부(60)에 힌지로 결합되고, 상기 연결대(5)의 양단에 슬라이드 홈이 형성되어 상기 구동부(60)의 작동으로 상기 연결대(5)의 양단에 결합된 구동부(60)와 회전부(3)가 슬라이드되며 역방향으로 작동된다.
즉, 상기의 구성을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
기체가 유입되는 하우징(1)을 개폐하도록 내측으로 다수의 베인(10)의 샤프트(12)가 상기 하우징(1)과 결합부(4)를 관통하여 결합된다.
이러한 하우징(1)과 상기 베인(10)의 샤프트(12) 간에는 제2 실링(32)이 개재되는데 이러한 상기 제2 실링(32)이 삽입되도록 상기 샤프트(12)에 홈이 형성된다.
그리고, 상기 샤프트(12)가 관통 결합되는 상기 결합부(4)와 상기 샤프트(12) 간에는 그랜드패킹이 설치된다.
이때, 상기 그랜드패킹(40)은 다수로 이루어져 상기 베인(10)의 샤프트와 상기 결합부(4) 간에 설치될 수 있다.
그리고, 상기 결합부(4)와 상기 샤프트(12) 간에 결합되는 상기 그랜드패킹(40)은 상기 결합부(4)와 샤프트(12) 간에 설치되는 상기 푸시수단(20)의 푸시구(21)가 상기 그랜드패킹(40)을 누르며 고정된다.
이로 인해 상기 그랜드패킹(40)이 팽창되어 상기 샤프트(12)와 상기 결합부(4) 간을 밀폐하게 된다.
그리고, 상기 푸시구(21)와 상기 샤프트(12) 간에 부시(60)가 설치된다.
이러한 상기 부시(60)는 상기 샤프트(12)의 회동이 용이하도록 베어링 역할을 하게 된다.
상기 부시(60)와 상기 샤프트(12) 간에는 제1 실링(31)이 설치되어 기밀성을 유지시키며, 상기 제1 실링(31)이 삽입되는 홈이 상기 샤프트(12)에 형성된다.
이러한 상기 제1 실링(31)은 상기 샤프트(12)의 외주연에 다수 설치될 수 있다.
그리고, 상기 결합부(4)와 상기 푸시구(21) 간에는 제3 실링(33)이 설치되어 기밀성을 유지한다.
이때, 상기 제3 실링(33)이 삽입되는 홈이 상기 푸시구(21)의 외주연에 형성된다.
상기 제3 실링(33)은 상기 푸시구(21)의 외주연에 다수개 설치될 수 있다.
그리고 상기 샤프트(12)가 관통되어 위치가 고정되도록 하며, 상기 푸시구(21)를 고정하는 드롭수단(50)이 상기 푸시수단(20)과 간격 이격되어 설치된다.
이러한 상기 드롭수단(50)은 상기 샤프트(12)가 관통 결합되고, 상기 결합부(4)에 드롭볼트(53)와 드롭너트(54)로 고정되는 고정부(51)와, 상기 샤프트(12)의 끝단에 형성되는 연결부(13)와 연결되어 상기 샤프트(12)를 회전부(3)의 구동으로 회동시키는 드롭암(52)으로 이루어진다.
상기 드롭암(52)은 상기 하우징(1)의 외주연에 결합되어 상기 하우징(1)의 외주연을 따라 회전하는 회전부(40)의 회전돌기와 결합된다.
이로 인해 상기 회전부(3)의 회전으로 상기 드롭암(52)이 회동되며, 상기 드롭암(52)과 연결된 샤프트(12)가 상기 드롭암(23)의 회동으로 인해 회동된다.
이에 따라 상기 샤프트(12)에 형성된 조절부(11)가 회전하게 된다.
그리고, 상기 회전부(3)는 외부에 설치되는 구동부(2)를 통해 회전된다.
이러한 상기 구동부(2)는 유압 또는 공압으로 작동되는 장치이며, 상기 회전부(3)와 상기 구동부(2)는 양측에 슬라이드 홈이 형성된 연결대(5)로 연결된다.
이때, 상기 연결대(5)는 상기 하우징(1) 또는 구동부(2)에 중심이 힌지로 결합되어 시소 형태로 작동된다.
즉, 상기 구동부(2)가 동작되면 상기 회전부(3)는 구동부(2)의 동작 방향과 반대로 회전된다.
이와같이 구성된 본 발명은 베인의 샤프트와 푸시수단 간에 부시를 설치하여 베인의 회전을 용이하게 하며, 베인의 샤프트와 하우징, 부시 및 푸시수단 간에 실링을 각각 설치하고, 베인의 샤프트와 하우징 간에 그랜드패킹을 설치하여 기밀성을 유지시킴으로 하우징을 통해 유동되는 기체가 외부로 누설되지 않게 되므로 안전사고 및 파손을 방지하고, 스팀 및 인체에 노출시 유해한 기체가 사용되는 곳에 압축기 설치시 Surge현상을 회피하고자 터보압축기 전 공정에서 기체의 컨디션을 조절하여 공급해야만 번거로운 점을 경감시키는 이점이 있다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 비슷한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 하우징 2 : 구동부
3 : 회전부 4 : 결합부
5 : 연결대 10 : 베인
11 : 조절부 12 : 샤프트
13 : 연결부 20 : 푸시수단
21 : 푸시구 22 : 푸시볼트
31 : 제1 실링 32 : 제2 실링
33 : 제3 실링 40 : 그랜드패킹
50 : 드롭수단 51 : 고정부
52 : 드롭암 53 : 드롭볼트
54 : 드롭너트 60 : 부시

Claims (6)

  1. 기체가 유입되는 하우징의 내부에 샤프트를 통해 회전되도록 결합되어 기체 유입량을 조절하는 다수의 베인;
    상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 설치되어 기밀성을 유지하는 그랜드패킹; 및
    상기 베인의 샤프트와 하우징 간에 설치된 상기 그랜드패킹을 고정하는 푸시구와, 외부에 노출되는 상기 푸시구의 플랜지를 관통하여 상기 하우징의 결합부에 고정시키는 푸시볼트로 이루어지는 푸시수단;을 포함하는, 압축기의 기체 안내 베인장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 푸시수단의 푸시구와 상기 샤프트 간에 부시가 더 설치되는, 압축기의 기체 안내 베인장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 부시 간에 기밀성을 유지하는 제1 실링이 더 설치되는, 압축기의 기체 안내 베인장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 결합부와 샤프트 간에 기밀성을 유지하는 제2 실링이 설치되는, 압축기의 기체 안내 베인장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 결합부와 상기 푸시수단의 푸시구 간에 기밀성을 유지하는 제3 실링이 설치되는, 압축기의 기체 안내 베인장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    외부에 노출되는 상기 베인의 샤프트 선단에 결합되어 상기 샤프트의 위치가 고정되도록 드롭볼트와 드롭너트를 통해 상기 하우징의 결합부에 고정되는 고정부와, 상기 샤프트의 선단에 형성된 연결부와 결합되어 상기 샤프트를 회동시키는 드롭암으로 이루어지는 드롭수단;을 더 포함하는, 압축기의 기체 안내 베인장치.
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