KR20160034109A - 원심형 터보블로워 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심형 터보블로워에 관한 것으로 서어징(공기역류) 발생시 역류된 고압의 공기를 완충하는 역할과 저유량으로 운전시 운전범위를 넓혀 서어징(공기역류)를 방지할 수 있는 장치에 관한 것으로, 흡입소음기(001)를 통하여 터보블로워 케이싱(002)의 흡입구(003)로 흡입된 공기를 구동장치와 결합되어 임펠러(009)가 회전하므로 공기유동을 발생하고, 이 유동공기는 케이싱의 디퓨져부(005) 구간을 거쳐 케이싱의 토출구(006)로 안내되어 확산되어지는 터보블로워에 있어서, 상기 케이싱의 흡입구(003)와 토출구(006) 사이에 공기 순환을 위한 틈새(007)와 그 틈새와 연통된 공기 챔버(008)를 케이싱 내부에 원주방향으로 구성하고, 터보송풍기의 저유량으로의 운전으로 여 이 틈새(007)와 챔버(008)로 나온 공기는 다시 흡입구 쪽 임펠러(009) 방향으로 유입되어 흡입이 될 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

원심형 터보블로워{Centrifugal Type Turbo Blower}

본 발명은 원심형 터보블로워의 서어징(공기역류) 발생시 역류된 고압의 공기를 완충하는 역할과 저유량으로 운전시 운전범위를 넓혀 서어징(공기역류)를 방지할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 흡입소음기(001)를 통하여 터보블로워 케이싱(002)의 흡입구(003)로 흡입된 공기를 구동장치와 결합되어 임펠러(009)가 회전하므로 공기유동을 발생하고, 이 유동공기는 케이싱의 디퓨져부(005) 구간을 거쳐 케이싱의 토출구(006)로 안내되어 확산되어지는 터보블로워에 있어서, 상기 케이싱의 흡입구(003)와 토출구(006) 사이에 공기 순환을 위한 틈새(007)와 공기 챔버(008)를 케이싱(002) 내부에 원주방향으로 구성하여 이 틈새(007)와 챔버(008)로 나온 공기는 다시 흡입구 쪽 임펠러(009) 방향으로 유입되어 흡입이 될 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 원심형 터보블로워에 관한 것으로 도면 5와 같이 흡입소음기(001)를 통해 공기를 흡입하는 임펠러(009)와 임펠러의 회전으로 압축된 공기를 토출구로 안내하는 케이싱을 구비한 원심형 터보블로워에 있어서 케이싱의 흡입구(001)와 토출구(006)사이 즉, 케이싱 쉬라우드부(004)에 원주방향으로 작은 틈새(007)와 챔버(008)를 구성하는 것을 특징으로 한다.

더욱 상세히 설명하면 일반적으로 공기를 흡입하는 임펠러(009)는 공기가 안내되는 케이싱(002)과 비접촉하여 회전하고, 도면 4와 같이 임펠러의 날개는 풀 블레이드(Full Blead)(010)와 스프릿트 블레이드(Split Blead)(011)로 구분한다.

종래의 터보블로워는 운전 중 운전영역이 저유량으로 이동할 때 도면 1과 같이 서어징 라인(Surge Line)을 벗어나면 운전불가 영역이 되는데, 이 때 임펠러의 회전으로 토출되는 공기는 압축성 기체로서 흡입되는 공기의 압력보다 높으므로 다시 케이싱 내로 역류하게 되어 임펠러의 날개(Blead)가 심하게 흔들리는 서어징 발생 현상이 발생하고, 이로서 임펠러의 파손과 함께 기계의 소음과 진동을 유발하여 터보블러워에 심각한 파손을 야기시킨다.

본 발명은 임펠러 스프릿트 블레이드(011)의 반경방향으로 대향하여 케이싱에 작은 틈새(007)와 공기 챔버(008)를 구성하는 것으로 임펠러의 역류되는 고압의 공기를 케이싱 쉬라우드부(004)의 작은 틈새(007)와 공기챔버(008)로 유도하여 다시 임펠러로 흡입하게 함으로서 서어징(Surge)을 방지하고, 서어징 라인(Surge Line)을 이동하는 역할을 할 수 있다.

종래의 특허인 「터보블로워장치, 등록번호 1013770570000」, 「응답특성이 향상되는 로우터 조립체 및 이를 구비한 터보압축기, 등록번호 1012579490000」, 「Turbo blower for lasers, 등록번호 05461636 미국」,「Turbo Machine, 출원번호 13157745 미국」등 모든 터보압축기, 터보블로워에 사용되는 케이싱은 도면 3과 같거나 유사 형상으로 흡입구로 공기를 흡입하는 임펠러(009)와 임펠러와 대향하는 케이싱에 본 발명과 같이 틈새(007)와 공기챔버(008)의 완충구간이 없음이 본 발명과 구별된다.

도면 2에서 종래 기술의 터보블로워의 성능맵과 본 발명을 적용한 터보블로워의 성능맵을 보면 서어징 라인(Surge Line)이 본 발명으로 인해 개선되어 이동되는 차이점을 확인할 수 있다.

그리고 본 발명에 있어 케이싱에 구비된 틈새(007)는 임펠러 후단에도 구비할 수가 있으나 임펠러의 스프릿트 블레이드(011)는 공기 압력을 제일 많이 받는 구간임으로 토출된 공기의 역류 시 소손의 우려가 가장 높으므로 도면 5에서와 같이 케이싱의 쉬라우드부(004)에 틈새를 위치하여 임펠러의 소손을 방지하고자 하였고, 스프릿트 블레이드와 대향하여 반경방향으로 틈새와 공기챔버를 구성하여, 역류된 공기가 다시 임펠러로 유입하도록 구성하였다.

본 발명의 원심형 터보블로워에 있어서 원심형 터보블로워의 풍량이 줄어들면 압력이 상승하는 특성을 가지는데 도면 1의 일반적인 종래기술의 터보블로워 성능맵과 같이 터보블로워의 운전풍량이 저풍량일 때는 서어징(Surge)이 발생하여 기계의 소음과 진동이 과대해 지면서 기계의 파손이 발생한다.

본 발명은 이러한 서어징(Surge)에 대한 완충역할과 운전영역을 넓힘으로서 기존 운전영역에서 서어징을 방지하여 임펠러의 파손과 기계의 파손을 방지할 수 잇는 방법을 제시한 것으로 종래의 터보블로워가 가진 문제점을 해결하기 위하여 도면 5와 같이 케이싱 쉬라우드부에 틈새와 공기챔버를 구성한 것이다.

본 발명은 원심형 터보블러워의 좁은 운전영역 내에서 서어징을 방지하고, 운전영역을 넓힐 수 있는 방법으로 종래의 서어징 영역을 개선되어 벗어나도록 하여 서어징에 대한 기계의 손상을 방지하고자 한다. 본 발명은 공기를 흡입하는 임펠러에 대향하여 원주방향으로 케이싱의 쉬라우드 부분에 작은 틈새를 두고 터보블로워의 저유량으로의 운전 시 토출구로부터 임펠러로 역류되는 압축공기의 일부가 본 발명에서의 작은 틈새로 들어가고, 공기를 완충을 할 수 있는 챔버를 거쳐 다시 임펠러의 흡입으로 유입되도록 케이싱을 구성하여 서어징 발생 영역을 보완하며 개선 되게 하였다.

원심형 터보블로워에 있어서 서어징(Surge)은 터보블로워에 치명적인 기계적 손상을 가져옴으로 서어징이 발생되는 않도록 하여야 한다. 하지만 인위적으로 풀양을 조절하거나 또는 외부 환경적으로 토출압력이 바뀌면서 풍량의 저하로 서어징이 발생할 수 있는데 이러한 서어징을 완충하거나 해소하기 위하여 본 발명을 적용하므로서 도면 2와 같이 터보블로워의 운전영역을 넓힐 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 흡입소음기(001)를 통하여 케이싱(002)의 흡입구(003)로 흡입된 공기를 구동장치와 결합되어 회전하는 임펠러(009)로 공기유동을 발생하게 하여 케이싱의 디퓨져부(005)로 공기를 확산시키고, 케이싱의 토출구(006)로 공기를 토출하는 터보블로워의 구조에 있어서, 임펠러의 스프릿트 블레이드(011)의 리딩엣지(Leading Edge)에 대향하여 케이싱 쉬라우드부(004)에 틈새를 구비하고 그 틈새(007)와 연통된 공기 챔버(008)를 구비하여 다시 임펠러 입구로 공기를 유도하고, 서어징 발생으로 역류된 고압의 공기를 틈새(007)를 통하여 공기챔버(008)가 압력을 해소하고, 다시 흡입구(003)로 유입될 수 있는 구조로 구성하였다.

이러한 틈새는 임펠러(009)의 끝단부인 임펠러 팁(Tip)과 대향하여 케이싱 토출부에 틈새를 구성할 수 있으나 틈새와 연통된 공기 챔버를 구성하여 역류된 공기를 흡입부의 임펠러로 유입하기에는 케이싱의 구조상 불합리하므로 역류된 고압 공기의 압력이 가장 크레 받는 부분이 임펠러의 스프릿트 블레이드(011) 리딩엣지(Leading Edge)임으로 그와 대향하여 틈새와 공기 챔버를 구성하였다.

일반적인 종래기술의 터보블로워 성능맵 종래의 터보블로워 성능맵과 본 발명을 적용한 터보블로워 성능맵 종래의 터보블로워 케이싱 구조 임펠러 풀 블레이드와 스프릿트 블레이드 구조 본 발명의 케이싱 쉬라우드부의 틈새와 공기챔버의 단면도 및 여 류된 공기 흐름도

본 발명은 케이싱(002)에 흡입구(003)와 쉬라우드부(004), 디퓨져부(005), 토출구(006)를 포함한 원심형 터보블로워에 있어서, 흡입소음기를 통하여 케이싱의 흡입구로 흡입된 공기를 구동장치와 결합되어 임펠러(009)가 회전하므로 공기유동을 발생하고, 이 유동공기는 케이싱 쉬라우드부(004)와 디퓨져부(005) 구간을 거쳐 케이싱의 토출구(006)로 안내되어 확산되어지는 터보블로워에 있어서, 상기 케이싱의 흡입구(003)와 토출구(006) 사이인 케이싱 쉬라우드부(004)에 공기 순환을 위한 틈새(007)와 이 틈새와 연통된 공기 챔버(008)를 케이싱 내부에 원부방향으로 구성하고 이 틈새와 챔버로 나온 공기는 다시 흡입구 쪽 임펠러로 흡입할 수 있도록 구성하였다. 더욱 상세하게는 도면 5와 같이 임펠러는 케이싱과 비접촉하여 회전하는데 이 임펠러의 스프릿트 블레이드(011) 리딩엣지(Leading Edge) 부분과 대향하여 원주방향으로 작은 틈새를 두고, 이 틈새와 연통된 공기챔버를 두어 터보블로워의 고유량에서 저유량으로의 운전시 역류되는 고압의 공기를 본 발명의 틈새를 통해 공기 챔버가 완화시켜 다시 흡입구 쪽 임펠러 방향으로 흡입되도록 구성하였다.

001 흡입소음기
002 케이싱
003 흡입구
004 케이싱 쉬라우드부
005 디퓨져부
006 토출구
007 틈새
008 공기 챔버
009 임펠러
010 풀 블레이드(Full Blead)
011 스프릿트 블레이드(Split Blead)

Claims (2)

1. 흡입소음기(001)를 통하여 케이싱(002)의 흡입구(003)로 흡입된 공기를 구동장치와 결합되어 임펠러(009)가 회전하므로 공기유동을 발생하고, 이 유동공기는 케이싱의 디퓨져부(005) 구간을 거쳐 케이싱의 토출구(006)로 안내되어 확산되어지는 터보블로워에 있어서, 상기 케이싱의 흡입구와 토출구 사이에 공기 순환을 위한 틈새(007)와 공기 챔버(008)를 케이싱 내부에 구성하고 다시 공기가 흡입구의 임펠러로 유입되도록 한 것을 특징으로 하는 터보블로워.
2. 제1항에 있어서 임펠러의 스프릿트 블레이드(Split Blead)의 리딩엣지(Leading Edge)와 대향하여 케이싱의 쉬라우드부의 원주방향으로 틈새를 구비하고, 그 틈새와 연통된 공기 챔버를 가지면서 케이싱의 디퓨져부를 거쳐 임펠러로 역류되는 공기가 다시 흡입구를 통하여 임펠러로 들어갈 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 터보블로워.

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