KR20140004941A - Impeller for compressor and compressor having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압축기용 임펠러 및 이를 포함하는 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블레이드의 허브에서 팁까지의 형상이 곡면인 압축기용 임펠러 및 이를 포함하는 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor impeller and a compressor including the same, and more particularly, to a compressor impeller having a curved shape from a hub to a tip of a blade and a compressor including the same.
일반적으로 압축기는 유체를 흡입하여 압축하여 다른 장치에 유체를 공급하는 장치이다. 이때, 압축기는 종류에 따라 원심형 압축기 또는 사류형 압축기를 포함할 수 있다. 상기와 같은 원심형 압축기 또는 사류형 압축기는 유체를 유동시키는 방법, 내부의 구조 등의 차이에 의하여 서로 구분될 수 있다. Generally, a compressor is a device that sucks and compresses a fluid to supply fluid to another device. At this time, the compressor may include a centrifugal compressor or a four-flow compressor, depending on the type. The centrifugal compressor or the four-flow compressor as described above may be distinguished from each other by the difference in the method of flowing the fluid, the internal structure and the like.
한편, 상기와 같은 압축기의 내부에는 임펠러가 포함될 수 있다. 임펠러는 일반적으로 허브, 블레이드, 디스크 등을 포함하며, 블레이드는 허브와 디스크에 형성될 수 있다. 이때, 임펠러는 허브를 회전시킴으로써 블레이드를 회전시켜 유체를 흡입하여 외부로 토출시킬 수 있다. 허브와 블레이드의 형상에 의하여 압축기의 효율, 압력비 등이 결정되며, 압축기의 구동시 공력 소음 정도가 결정될 수 있다. 또한, 블레이드는 선단부(leading-edge)의 형상 뿐만 아니라 전체의 형상에 따라서 압축기의 효율, 압력비, 공력 소음 정도가 결정되므로 어떤 형상을 사용하느냐가 중요한 문제이다. 특히 블레이드의 선단부의 형상의 경우에 압축기의 효율, 압력비, 공력 소음 정도를 결정하는데 주요한 변수가 된다. 이때, 일반적인 블레이드 선단부의 형상은 한국공개특허 제2011-0109346(발명의 명칭: 원심 압축기의 임펠러, 출원인 : 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤)에 개시되어 있는 것과 같이 직선 형태로 형성된다. Meanwhile, an impeller may be included in the compressor as described above. Impellers generally include hubs, blades, disks, and the like, which blades may be formed in the hubs and disks. At this time, the impeller may rotate the blade to rotate the blade to suck the fluid to discharge to the outside. The efficiency and pressure ratio of the compressor may be determined by the shape of the hub and the blade, and the aerodynamic noise level may be determined when the compressor is driven. In addition, the blade is not only the shape of the leading edge (leading-edge), but also the shape of the compressor, the efficiency, pressure ratio, the degree of aerodynamic noise is determined according to the overall shape is an important problem. Especially in the case of the shape of the tip of the blade, it is a major variable in determining the efficiency, pressure ratio, and aerodynamic noise level of the compressor. At this time, the shape of the general blade front end is formed in a straight line shape as disclosed in Korean Patent Publication No. 2011-0109346 (name of the invention: impeller of centrifugal compressor, Applicant: Mitsubishi Jugyo Co., Ltd.).
본 발명의 실시예들은 압축기용 임펠러 내부 유동의 박리 감소 등 유동의 안정화를 꾀하여 손실을 감소시켜 효율 및 압력비를 증가시키는 압축기용 임펠러 및 이를 포함하는 압축기를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention are to provide a compressor impeller and a compressor comprising the same to reduce the loss to increase the efficiency and pressure ratio by stabilizing the flow, such as reducing the separation of the internal flow of the compressor impeller.
본 발명의 일 측면은, 회전축과 결합하여 회전하는 허브와, 상기 허브의 외면으로부터 돌출되어 형성되는 블레이드를 포함하고, 외부로부터 유입되는 공기의 유동방향에 형성되는 상기 블레이드의 선단부 형상은 상기 허브에서 연장되는 부분으로부터 상기 선단부의 최외측인 팁 부분까지 곡면으로 형성되는 압축기용 임펠러를 제공할 수 있다.One aspect of the present invention includes a hub which rotates in combination with a rotating shaft, and a blade protruding from the outer surface of the hub, the front end shape of the blade formed in the flow direction of the air flowing from the outside is formed in the hub It is possible to provide a compressor impeller that is curved from an extended portion to a tip portion that is the outermost portion of the tip portion.
또한, 상기 회전축이 결합하는 상기 허브로부터 연장되어 수직하게 형성되는 원형의 디스크를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotating shaft may further include a circular disk extending vertically from the hub to be coupled.
또한, 상기 곡면의 두께는 상이하게 형성될 수 있다.In addition, the thickness of the curved surface may be formed differently.
또한, 상기 곡면의 두께는 상기 허브와 연결된 부분이 상기 팁 부분보다 크게 형성될 수 있다.In addition, the curved surface may have a portion connected to the hub to be larger than the tip portion.
또한, 상기 곡면의 두께는 상기 허브와 연결된 부분으로부터 상기 팁 부분으로 갈수록 작아지게 형성될 수 있다.In addition, the thickness of the curved surface may be formed to become smaller toward the tip portion from the portion connected to the hub.
또한, 상기 블레이드는 선단부(leading-edge)로부터 상기 허브의 길이방향으로 소정 거리 부분까지 상기 허브의 외주방향으로 곡면을 형성할 수 있다.In addition, the blade may form a curved surface in the outer circumferential direction of the hub from a leading-edge to a predetermined distance portion in the longitudinal direction of the hub.
본 발명의 다른 측면은, 압축기용 임펠러를 포함하는 압축기를 제공할 수 있다.Another aspect of the present invention may provide a compressor including an impeller for a compressor.
본 발명의 실시예들은 압축기용 임펠러의 입구부에 형성되는 블레이드의 끝단 형상을 곡면 형태로 형성하여 압축기용 임펠러 내부로 유입되는 유체의 유동의 박리 감소 등 유동의 안정화를 꾀하여 손실을 감소시켜 효율 및 압력비를 증가시킬 수 있다. Embodiments of the present invention form the end shape of the blade formed in the inlet of the compressor impeller in a curved form to reduce the loss by stabilizing the flow, such as reducing the separation of the flow of fluid flowing into the compressor impeller efficiency and The pressure ratio can be increased.
또한, 본 발명의 실시예들은 유체의 유동 박리를 감소시킴으로써 유동의 불안전성으로 인한 공력소음을 감소시킬 수 있으며, 서지 마진을 증대시킬 수 있다. In addition, embodiments of the present invention can reduce aerodynamic noise due to flow instability by reducing the flow separation of the fluid, it is possible to increase the surge margin.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기용 임펠러를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A부분을 확대하여 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기용 임펠러를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 B부분을 확대하여 보여주는 사시도이다.1 is a plan view showing an impeller for a compressor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig.
3 is an enlarged perspective view of portion A shown in FIG. 1.
4 is a plan view showing an impeller for a compressor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 4.
FIG. 6 is an enlarged perspective view illustrating part B of FIG. 4.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명에 따른 일 실시예는 압축기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 압축기는 하우징(미도시) 내부에 배치되는 압축기용 임펠러(100)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 압축기는 종류에 따라 원심형 압축기 또는 사류형 압축기로 구분할 수 있다. One embodiment according to the present invention may include a compressor (not shown). The compressor may include a
상기 원심형 압축기 또는 사류(斜流)형 압축기는 일반적인 원심형 압축기 또는 사류형 압축기와 유사하고, 압축기용 임펠러(100)가 상이하므로 하기에서는 설명의 편의를 위하여 압축기용 임펠러(100)를 제외한 상기 압축기의 구성에 대해서는 상세히 설명하지 않기로 한다. 또한, 하기에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기용 임펠러(100)에 대해서 상세히 설명하기로 한다. The exception of the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기용 임펠러(100)보여주는 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 A부분을 확대하여 보여주는 사시도이다. 1 is a plan view showing an
도 1 내지 도 3을 참고하면, 압축기용 임펠러(100)는 회전축(S)과 결합하여 회전하는 허브(110)를 포함한다. 허브(110)는 원기둥 형태로 형성되어 내부에 회전축(S)이 삽입되도록 삽입홀(110a)이 형성될 수 있다. 1 to 3, the
압축기용 임펠러(100)는 허브(110)의 외면으로부터 방사성으로 돌출되도록 형성되는 블레이드(120)를 포함한다. 블레이드(120)는 허브(110)의 외면으로부터 연장되어 형성되며, 허브(110)가 회전할 때 유체에 힘을 가할 수 있다. The
이때, 블레이드(120)는 원심형 상기 압축기에 압축기용 임펠러(100)가 설치되는 경우 허브(110)의 외면으로부터 직각 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기와 같은 경우 허브(110)는 원 기둥 형태로 형성되어 외면이 균일하도록 형성될 수 있다. 또한, 허브(110)는 원뿔 형태로 형성되어 블레이드(120)가 외면에 형성될 수 있다. In this case, the
한편, 블레이드(120)는 복수개를 포함하며, 각 블레이드(120)는 허브(110)의 외면에 일정 간격 이격되도록 형성될 수 있다. 또한, 각 블레이드(120)는 회전축(S)이 삽입되는 허브(110)의 길이방향으로 만곡지게 형성될 수 있다. 이때, 각 블레이드(120)의 만곡진 형상은 일반적인 블레이드와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. On the other hand, the
각 블레이드(120)는 상기 압축기의 입구부(미표기) 측이 곡면으로 형성될 수 있다. 구체적으로 각 블레이드(120)는 회전축(미도시)의 반대 측 면이 허브(110)로부터 팁(122)까지 곡면으로 형성될 수 있다. 특히 각 블레이드(120)의 선단부(121, leading-edge)는 허브(110)로부터 연장되는 부분으로부터 팁(122) 부분까지 곡면으로 형성될 수 있다. Each
이때, 선단부(121)는 유체의 흐름방향에 대해서 일정 각도로 형성될 수 있다. 예를 들면, 선단부(121)는 유체의 흐름방향에 대해서 직각을 형성할 수 있다. 또한, 선단부(121)는 유체의 흐름방향에 대해서 예각 또는 둔각을 형성할 수 있다. 이때, 선단부(121)는 평평한 면 형태로 형성될 수 있다. At this time, the
상기 곡면은 허브(110)의 회전방향에 대해서 블록한 형태일 수 있다. 또한, 상기 곡면은 허브(110)의 회전방향에 대해서 오목한 형태일 수 있다. 구체적으로 상기 곡면은 블레이드(120)가 연결되는 허브(110) 부분에서 팁(122) 부분으로 익형을 형성할 수 있다. The curved surface may be shaped to block the rotation direction of the hub (110). In addition, the curved surface may have a concave shape with respect to the rotation direction of the
한편, 블레이드(120)의 끝단에 형성되는 상기 곡면은 두께가 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 곡면의 두께는 허브(110)와 연결된 부분이 팁(122) 부분보다 크게 형성될 수 있다. 특히 상기 곡면의 두께는 허브(110)와 연결되는 부분으로부터 팁(122) 부분으로 갈수록 작아지도록 형성될 수 있다. On the other hand, the curved surface formed at the end of the
압축기용 임펠러(100)는 허브(110)로부터 수직하게 연장되어 형성되는 디스크(130)를 포함할 수 있다. 디스크(130)는 원형의 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 회전축(S)이 결합하는 허브(110) 부분으로부터 연장되어 형성될 수 있다. 특히 디스크(130)는 블레이드(120)를 따라 유동하는 유체의 진행방향을 변경시켜 압축기용 임펠러(100)의 측 방향으로 상기 유체를 안내할 수 있다. The
또한, 디스크(130)의 경우 경우에 따라서는 설치되지 않을 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 압축기용 임펠러(100)가 디스크(130)을 포함하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다. In addition, in some cases, the
한편, 압축기용 임펠러(100)의 작동을 살펴보면, 상기 압축기가 작동하는 경우 회전축(S)이 회전하여 디스크(130) 및 허브(110)를 회전시킬 수 있다. 이때, 허브(110)는 블레이드(120)를 회전시키고, 블레이드(120)는 유체를 유동시킬 수 있다. On the other hand, looking at the operation of the
상기와 같이 블레이드(120)가 회전하는 경우, 블레이드(120)는 상기 유체를 압축기용 임펠러(100) 내부로 흡입하여 진행방향을 변경시킬 수 있다. 이때, 블레이드(120)는 상기 유체를 흡입하면서 선단부(121)의 반대편 부분으로 유동시키면서 유속은 감속시키고 유압은 증대시킬 수 있다. When the
특히 블레이드(120)는 선단부(121)가 상기에서 설명한 것과 같이 상기 곡면 형태로 형성되어 상기 유체의 흡입 시 발생하는 압축기용 임펠러(100) 내부로 유입되는 유체의 유동의 박리 감소 등 유동의 안정화를 꾀하여 손실을 감소시켜 효율 및 압력비를 증가시킬 수 있다. In particular, the
또한, 블레이드(120)는 유체의 유동 박리를 감소시킴으로써 유동의 불안전성으로 인한 공력소음을 감소시킬 수 있으며, 서지 마진을 증대시킬 수 있다. In addition, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기용 임펠러(200)를 보여주는 평면도이다. 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 B부분을 확대하여 보여주는 사시도이다.4 is a plan view showing an
도 4 내지 도 6을 참고하면, 압축기용 임펠러(200)는 허브(210), 블레이드(220)와 디스크(230)를 포함할 수 있다. 이때, 허브(210)는 선단부(221)와 팁(222)를 포함하며, 블레이드(220) 및 디스크(230)는 상기에서 설명한 바와 유사하게 형성되므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 특히 디스크(230)의 경우 경우에 따라서는 설치되지 않을 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 압축기용 임펠러(200)가 디스크(230)을 포함하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다. 4 to 6, the
블레이드(220)의 끝단부는 허브(210)의 외면에 대해서 일정 각도를 형성할 수 있다. 구체적으로 선단부(221)의 반대편 블레이드(220) 끝단부는 허브(210)의 외면에 대해서 일정 각도를 형성하여 유동하는 유체를 흡기덕트(미도시)의 외면에 대해서 일정 각도로 분사할 수 있다.(도 5의 C부분 참고)An end portion of the
한편, 압축기용 임펠러(200)가 작동하는 방법과 관련하여서는 상기에서 설명한 바와 유사하게 수행될 수 있다. 구체적으로 압축기용 임펠러(200)가 작동하면, 회전축(S)이 허브(210)를 회전시키면서 블레이드(220)를 회전시킬 수 있다. On the other hand, with respect to how the
이때, 블레이드(220)는 회전하면서 유체를 회전축(S) 방향으로 유동시킬 수 있다. 상기와 같이 유체가 유동하는 경우 블레이드(220)를 통과하는 유체가 압축되어 회전축(S) 쪽으로 이동할 수 있다. At this time, the
한편, 상기와 같이 유체가 이동하는 경우 블레이드(220)는 흡입되는 부분이 상기에서 설명한 것과 같이 상기 곡면 형태로 형성되어 상기 유체의 흡입 시 발생하는 압축기용 임펠러(200) 내부로 유입되는 유체의 유동의 박리 감소 등 유동의 안정화를 꾀하여 손실을 감소시켜 효율 및 압력비를 증가시킬 수 있다. On the other hand, when the fluid moves as described above, the
또한, 블레이드(220)는 유체의 유동 박리를 감소시킴으로써 유동의 불안전성으로 인한 공력소음을 감소시킬 수 있으며, 서지 마진을 증대시킬 수 있다. In addition, the
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.
100, 200 : 압축기용 임펠러
110, 210 : 허브
120, 220 : 블레이드
121, 221 : 선단부
122, 222 : 팁
130, 230 : 디스크100, 200: compressor impeller
110, 210: Hub
120, 220: blade
121, 221: distal end
122, 222 tips
130, 230: disk
Claims (7)
상기 허브의 외면으로부터 돌출되어 형성되는 블레이드;를 포함하고,
외부로부터 유입되는 공기의 유동방향에 형성되는 상기 블레이드의 선단부 형상은 상기 허브에서 연장되는 부분으로부터 상기 선단부의 최외측인 팁 부분까지 곡면으로 형성되는 압축기용 임펠러.A hub that rotates in combination with the rotating shaft; And
And a blade protruding from an outer surface of the hub.
The tip shape of the blade formed in the flow direction of the air flowing from the outside is a compressor impeller formed in a curved surface from the portion extending from the hub to the tip portion of the outermost portion of the tip.
상기 회전축이 결합하는 상기 허브로부터 연장되어 수직하게 형성되는 원형의 디스크;를 더 포함하는 압축기용 임펠러.The method of claim 1,
And a circular disk extending vertically from the hub to which the rotating shaft is coupled.
상기 곡면의 두께는 상이하게 형성되는 압축기용 임펠러.The method of claim 1,
Impeller for the compressor is formed to have a different thickness of the curved surface.
상기 곡면의 두께는 상기 허브와 연결된 부분이 상기 팁 부분보다 크게 형성되는 압축기용 임펠러.The method of claim 3, wherein
The thickness of the curved surface impeller for the compressor is connected to the hub is formed larger than the tip portion.
상기 곡면의 두께는 상기 허브와 연결된 부분으로부터 상기 팁 부분으로 갈수록 작아지게 형성되는 압축기용 임펠러.The method of claim 3, wherein
The thickness of the curved surface impeller for the compressor is formed to become smaller toward the tip portion from the portion connected to the hub.
상기 블레이드는 선단부(leading-edge)로부터 상기 허브의 길이방향으로 소정 거리 부분까지 상기 허브의 외주방향으로 곡면을 형성하는 압축기용 임펠러.The method of claim 1,
And the blades form a curved surface in the circumferential direction of the hub from a leading edge to a predetermined distance portion in the longitudinal direction of the hub.
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---|---|---|---|---|
KR102188930B1 (en) | 2019-09-17 | 2020-12-09 | 한국항공우주연구원 | Rotor body of turbomachine and its manufacturing method |
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2012
- 2012-07-03 KR KR1020120072403A patent/KR20140004941A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102188930B1 (en) | 2019-09-17 | 2020-12-09 | 한국항공우주연구원 | Rotor body of turbomachine and its manufacturing method |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
AMND | Amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal |