KR20160052628A - 다단 원심 압축기 - Google Patents

Abstract

다단 원심 압축기(1)를 개시한다. 이 압축기는 케이싱(3), 및 이 케이싱(3) 내에서 적어도 제1 및 제2 베어링(11; 13)에 의해 회전 가능하게 지지되는 샤프트(9)를 포함한다. 적어도 하나의 베어링 중간 임펠러(19A 내지 19D)가 제1 베어링(11)과 제2 베어링(13) 사이에서 샤프트(9) 상에 장착된다. 오버행 임펠러(15)가 샤프트(9)의 한쪽 단부에 장착된다. 추가로, 제1 다이어프램 구조체(25, 25X)가 케이싱(3) 내에 위치한다. 제1 다이어프램 구조체는, 오버행 임펠러의 출구 위치에서부터 베어링 중간 임펠러의 입구 위치로 압축가스를 다시 안내하는 복수의 복귀 베인을 형성하는 복수의 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)를 갖는 복귀 채널 조립체(23A)를 포함한다. 제1 다이어프램 구조체(25, 25X)는 제1 및 제2 베어링(11; 13) 중 하나를 수용한다.

Description

다단 원심 압축기{MULTISTAGE CENTRIFUGAL COMPRESSOR}

본 명세서에 개시하는 주제의 실시예는 일반적으로 다단 원심 압축기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에서 개시하는 실시예는 가동 입구 가이드 베인이 마련된 원심 압축기에 관한 것이다.

원심 압축기는 오늘날 수많은 산업에서 각종 폭넓은 용례에서 널리 이용되고 있다. 원심 압축기의 제조업자에 대한 원심 압축기의 사용자로부터의 일관된 요청은 기존 세대의 원심 압축기와 동일한 성능 특성을 갖는 크기가 보다 작고 저비용의 기계를 생산하는 것이다. 이러한 요청은 원심 압축기의 크기 감소가 그 기계의 성능을 감소시키지 않고 저비용의 기계를 가져오도록 압축기의 효율 개선의 필요성을 수반한다.

원심 압축기는 일반적으로 회전 임펠러를 각각 포함한 복수의 단(stage)과 복귀 채널을 포함하며, 이들 복귀 채널은, 압축가스를 그 기계를 통한 가스 유동 경로를 따라 하나의 단의 임펠러의 출구 위치에서 다음 단의 임펠러의 입구 위치로 다시 안내하고 또한 흐름의 접선 성분을 제거하도록 고정 베인을 형성하는 고정형 복귀 채널 블레이드를 포함한다.

몇몇 공지의 원심 압축기에서, 가변 입구 가이드 베인으로도 불리는 가동 입구 가이드 베인이 그 기계의 작동 조건에 따라 유입 가스 흐름의 유동 조건을 수정하도록 마련된다.

도 1은 전체적으로 도면 부호 100으로 나타내는 종래 기술의 다단 원심 압축기를 도시하고 있다. 압축기(100)는 입구 매니폴드(102) 및 출구 매니폴드(103)가 마련된 외부 케이싱(101)을 구비한다. 이 케이싱(101)의 내부에는 복수의 압축기 단을 획정하는 전체적으로 "압축기 번들(compressor bundle)"로서 지칭하는 다수의 구성 요소가 배치된다. 보다 구체적으로, 케이싱(1)의 내부에는 회전 샤프트(105)가 배치된다. 이 샤프트(105)는 2개의 단부 베어링(106, 107)에 의해 지지된다. 각 베어링은 사실상 하나 이상의 베어링 구성 요소로 이루어진 베어링 조립체일 수 있다. 2개의 베어링(106, 107) 사이에서 복수의 임펠러(109)가 샤프트(105) 상에 장착된다. 제1 임펠러(109)의 입구(109A)는 압축될 가스가 입구 매니폴드(102)를 통해 급송될 입구 플레넘(inlet plenum)(111)과 유체 연통한다. 가스 흐름은 반경방향으로 입구 플레넘(111)에 유입되어, 일련의 가동 입구 가이드 베인(113)을 통해 급송되어 실질적으로 축방향으로 제1 임펠러(109)로 들어간다.

마지막 임펠러(109)의 출구(109B)는 압축가스를 포집하여 출구 매니폴드(103)를 향해 급송하는 벌류트(volute)(115)와 유체 연통한다.

고정 다이어프램(117)들이 순차적으로 배치된 임펠러(109) 각 쌍의 사이에 배치된다. 다이어프램(117)들은 축방향으로 적층된 별개의 구성 요소로서 형성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 다이어프램(117)들은 2개의 실질적으로 대칭적 절반부로 형성될 수 있다. 각 다이어프램(117)은 해당 상류측 임펠러(109)의 반경방향 출구로부터 해당 하류측 임펠러(109)의 입구로 연장하여, 압축가스 흐름을 상류측 임펠러로부터 하류측 임펠러로 복귀시키는 복귀 채널(119)을 형성한다. 복귀 채널(119)에는 압축가스를 상류측에서 하류측의 임펠러로 다시 안내하면서 흐름의 접선방향 성분을 제거하는 고정 블레이드(121)가 마련된다.

케이싱에 수용되고 단부 베어링들에 의해 지지되는 회전 샤프트를 포함하는 다단 압축기가 제공된다. 하나 이상의 임펠러가 베어링 중간에, 즉 압축기 케이싱 내에 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 단부 베어링들 사이에서 샤프트 상에 지지된다. 추가적 임펠러가 오버행 자세(overhung position)로 장착, 즉 샤프트의 단부에 외팔보 형태로 지지된다. 구체적으로, 그러한 오버행 임펠러는 최상류측 임펠러, 즉 압축기의 입구 플레넘에 면하는 샤프트 단부에 배치된 임펠러이다. 오버행 임펠러와 이에 후속하는 베어링 중간 임펠러(in-between-bearings impeller)와의 사이에 복귀 채널이 마련된다. 따라서, 오버행 임펠러는 회전 축선을 따른 기계적 구성 요소가 없을 수 있는 입구 플레넘 내에 배치되며, 이 입구 플레넘은 케이싱 내에 통합된다. 압축기 입구로부터 제1의 오버행 임펠러의 축방향 입구로의 가스의 유동이 보다 용이해진다. 입구 가이드 베인이 입구 플레넘 외부에 있어서의 용이하게 도달할 수 있는 위치에, 즉 입구 매니폴드에 배치될 수 있다. 제1 샤프트 베어링이 제1 다이어프램 및 관련 고정형 복귀 채널 블레이드를 통해 압축기의 고정 구조체에 연결된다.

몇몇 실시예에 따르면, 이와 같이 케이싱과, 제1 베어링 및 제2 베어링에 의해 케이싱 내에 회전 가능하게 지지되는 샤프트를 포함하는 다단 원심 압축기가 제공된다. 이 압축기는 오버행 임펠러, 및 제1 베어링과 제2 베어링 사이에 장착되는 적어도 하나의 베어링 중간 임펠러를 더 포함하다. 오버행 임펠러 및 베어링 중간 임펠러는 샤프트 상에 회전하도록 장착된다. 제1 다이어프램 구조체가 케이싱 내에 배치되며, 이 다이어프램 구조체는 압축가스를 오버행 임펠러의 출구 위치에서부터 그에 인접한 베어링 중간 임펠러의 입구 위치로 다시 안내하는 복수의 복귀 베인을 획정하는 복수의 고정형 복귀 채널 블레이드를 갖는 복귀 채널 조립체를 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 고정형 복귀 채널 블레이드는 복수의 복귀 채널의 굴곡 정점(bend apex)에 근접한 영역까지 연장한다. 이러한 구성은 추가적 기계적 강성을 제공한다. 다이어프램 구조체는 제1 베어링과 제2 베어링 중 하나를 수용한다. 따라서, 오버행 임펠러로부터 베어링 중간 임펠러(들)를 향한 직접적인 흐름 연결이 전적으로 압축기 케이싱 내에 형성된다.

몇몇 실시예에 따르면, 복수의 베어링 중간 임펠러가 회전 샤프트 상에 지지될 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 압축기에는 가변 입구 가이드 베인의 구성이 마련될 수 있다. 바람직한 예시적인 실시예에서, 가변 입구 가이드 베인은 압축기 케이싱 외부에 위치한다. 예를 들면, 가동 입구 가이드 베인으로도 지칭되는 가변 입구 가이드 베인은 오버행 임펠러의 축방향 입구가 위치하는 입구 플레넘의 상류측의 입구 매니폴드에 반경방향으로 위치할 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 입구 매니폴드는 압축기 샤프트의 회전 축선에 대해 반경방향으로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 입구 매니폴드는 축방향 가스 입구 흐름을 생성하도록 오버행 임펠러에 대해 실질적으로 동축으로 배치될 수 있다.

특징 및 실시예가 여기 아래에 개시되고 또한 본 설명의 일체 부분을 구성하는 첨부된 청구범위에 기술된다. 위의 간략한 설명은 아래의 상세한 설명이 보다 양호하게 이해될 수 있도록 그리고 당업계에 대한 본 발명의 공헌이 더욱 잘 인식될 수 있도록 본 발명의 다양한 실시예의 특징을 기술한다. 물론, 이후에 설명되고 첨부된 청구범위에 기술되는 본 발명의 다른 특징이 존재한다. 이와 관련하여, 본 발명의 여러 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명의 여러 실시예는 그 용례가 아래의 설명에 기술되고 도면에 도시된 구성의 상세 및 구성요소들의 구조로 제한되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고 다양한 방식으로 실시 및 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 채용된 문구 및 용어는 설명을 위한 것으로서 제한으로 간주되어서는 않아야 한다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 당업자라면 본 개시가 기초로 하는 개념이 본 발명의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법, 및/또는 시스템을 설계하기 위한 기초로서 쉽게 이용될 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 한 청구범위가 그러한 균등한 구성을 포함하는 것으로 간주되는 것이 중요하다.

본 발명의 개시된 실시예 및 많은 부수적인 이점의 보다 완벽한 이해는 그들이 첨부 도면과 함께 고려하여 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 양호하게 이해될 수 있다는 점에서 용이하게 달성할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술의 다단 원심 압축기의 단면도를 도시하며,
도 2는 제1 실시예에서의 본 개시의 다단 원심 압축기의 단면도를 도시하고,
도 3은 도 2의 라인 III-III을 따라 취한 단면도를 도시하며,
도 4는 다른 실시예에 따른 본 개시의 다단 원심 압축기의 단면도를 도시하고,
도 5는 변형예에 있어서의 도 2와 유사한 단면도를 도시한다.

예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조한다. 여러 도면에서의 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 요소를 가리킨다. 게다가, 도면은 반드시 실척으로 도시되어 있지 않다. 또한, 이하의 상세한 설명은 본 발명을 제한하지 않는다. 대신에, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.

명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예" 또는 "몇몇 실시예"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특별한 특징, 구조 또는 특성이 개시된 주제의 적어도 하나의 실시예에 포함되어 있다는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 전반에 걸쳐 다양한 지점에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서" 또는 "몇몇 실시예에서"라는 문구의 출현은 반드시 동일한 실시예(들)를 나타내지 않는다. 또한, 특별한 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

도 2는 본 명세서에서 개시하는 주제에 따른 다단 원심 압축기를, 이 원심 압축기의 축선(A-A)을 포함하는 수직 평면을 따라 취한 단면으로 도시하고 있다. 압축기는 전체적으로 도면 부호 1로 나타내며, 입구 매니폴드(5)와 출구 매니폴드(7)을 갖는 케이싱(3)을 포함한다. 압축기(1)는 수직 분할형 또는 수평 분할형일 수 있다.

회전 샤프트(9)가 케이싱(3) 내에 배치된다. 몇몇 실시예에 따르면, 회전 샤프트(9)는 2개의 베어링(11, 13)에 의해 지지된다. 각 베어링(11, 13)은 압축기(1)의 설계에 따라 예를 들면 액시얼 베어링 및/또는 레디얼 베어링 요소 등의 하나 이상의 베어링 구성 요소로 이루어질 수 있다. 베어링(11, 13)은 설계의 선택에 따라 윤활유 베어링 또는 자기 베어링일 수 있다.

케이싱(3)은 압축기 번들을 형성하는 구성 요소, 보다 구체적으로, 복수의 임펠러, 복귀 채널을 각각 획정하는 복수의 다이어프램, 및 압축가스를 포집하고 그 압축가스를 급송해 출구 매니폴드(7)를 통과시키는 볼류트를 수용한다.

보다 구체적으로, 케이싱(30)은 회전 샤프트(9)의 제1 단부(9A)에 장착된 제1 임펠러(15)를 수용한다. 이 제1 임펠러(15)는 오버행 임펠러, 다시 말해 베어링(11)을 지나 연장하는 샤프트(9)의 단부에 의해 외팔보 형태로 지지된다. 따라서, 오버행 임펠러는 입구 매니폴드(5)와 유체 연통하는 입구 플레넘(17) 내에 돌출한다.

샤프트(9)를 따라, 제1 임펠러(15)의 하류측에 하나 이상의 추가적인 임펠러가 샤프트(9)와 함께 회전하도록 배치된다. 도 2에 도시한 예시적인 실시예에서, 4개의 추가적인 임펠러(19A, 19B, 19C, 19D)가 압축기의 저압측에서 고압측으로 가면서 순차적으로 배치된다. 최종 임펠러(19D)의 출구는 볼류트(21)와 유체 연통한다. 압축가스는 볼류트(21)에 의해 포집되어 출구 매니폴드(7)로 보내진다.

임펠러(19A 내지 19D)는 샤프트 단부에 배치된 오버행 임펠러(15)와는 달리 그 임펠러들이 2개의 베어링(11, 13) 사이에서 회전 샤프트(9) 상에 장착되기 때문에, 베어링 중간 임펠러로도 불린다.

복귀 채널 구조체들이 순차적으로 배치된 임펠러들 각 쌍의 사이에 마련된다. 보다 구체적으로, 제1 세트의 복귀 채널(23A)이 오버행 임펠러(15)의 반경방향 출구와 제1 베어링 중간 임펠러(19A)의 축방향 입구 사이에 배치된다. 그 복귀 채널 구조체(23A)는 오버행 임펠러(15)로부터 배출된 가스를 포집하여, 그 가스 흐름을 제1 베어링 중간 임펠러(19A)의 입구에 위치한 원심 압축기(1)의 축선(A-A)으로 돌려보낸다. 마찬가지로, 복귀 채널 구조체(23B, 23C, 23D)가 각 임펠러(19A 내지 19C)와 그 해당 하류측 임펠러 사이에 위치하며, 최종 복귀 채널 구조체(23D)는 임펠러(19C)의 출구와 최종 베어링 중간 임펠러(19D) 사이에 위치한다.

복귀 채널 구조체(23A, 23B, 23C, 23D)는 케이싱(3) 내에 배치되어 압축기 번들의 일부를 형성하는 전체적으로 도면 부호 25로 나타낸 소위 다이어프램에 의해 형성된다.

몇몇 실시예에 따르면, 그러한 복귀 채널 구조체(23A 내지 23D)는 도면 부호 27A 내지 27D로 각각 나타낸 복수의 고정형 복귀 채널 블레이드를 포함한다. 각 복귀 채널 블레이드는 전연(leading edge) 및 후연(trailing edge)을 포함한다. 제1 복귀 채널(23A)의 블레이드는 각각 전연(29A) 및 후연(31A)으로 이루어진다. 마찬가지로, 복귀 채널 블레이드(27B 내지 27D)의 전연 및 후연은 각각 도면 부호 29B 내지 29D 및 31B 내지 31D로 나타낸다.

각 복귀 채널 구조체는 임펠러(15) 및 임펠러(19A 내지 19C) 각각에 대해 도면 부호 33A 내지 33D로 나타낸 굴곡 정점(bend apex)을 포함한다. 오버행 임펠러(15)와 제1 베어링 중간 임펠러(19A) 사이에 위치한 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)는 적어도 굴곡 정점(33A)에 이르기까지 반경방향으로 연장한다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)는 굴곡 정점(33A)에 둘러지게 연장하여, 그 복귀 채널 블레이드(27A)의 전연(29A)이 굴곡 정점(33A)의 상류측(가스 유동 방향에 대해)에 위치하고 후연(31A)이 굴곡 정점(33A)의 하류측에 위치하도록 될 수 있다. 나머지 고정형 복귀 채널 블레이드(27B 내지 27D)는 그 전연(29B 내지 29D)이 굴곡 정점(33B 내지 33D)의 하류측에 배치되고 보다 짧게 연장할 수 있다.

복귀 채널 블레이드(27A)는 오버행 임펠러의 해당 다이어프램 혹은 다이어프램 구조체의 내측 부분 혹은 코어(25X)와 그 다이어프램 구조체의 외측 부분 간의, 이에 따라 외부 케이싱(3)과의 기계적 연결부를 형성한다.

오버행 임펠러(15)의 다이어프램(25)의 내측 부분(25X)은 제1 베어링(11)을 위한 하우징을 형성한다. 따라서, 후자는 오버행 임펠러(15)와 제1 베어링 중간 임펠러(29A) 사이에 복귀 채널을 형성하는 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)를 통해 압축기 번들의 외부와 케이싱(3)에 기계적으로 연결된다.

도 3은 도 2의 라인 III-III을 따라 취한 개략적 단면도를 도시한다. 도 3의 단면도는 회전 샤프트(9), 제1 베어링(11), 오버행 임펠러(15)의 다이어프램의 코어 혹은 내측 부분(25X), 그리고 다이어프램 코어(25X)와 압축기 번들의 외측 부분 간의 기계적 연결을 형성하는 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)를 도시하고 있다. 따라서, 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)에 의해 제공되는 기계적 연결은 압축기(1)에 있어서의 베어링(11)과 외부 케이싱(3) 간의 연결을 제공한다.

몇몇 예시적인 실시예에서, 베어링(11)은 오일 윤활을 필요로 할 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 제1 다이어프램(25)의 코어(25X) 및 하나 이상의 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)를 통과하는 하나 이상의 윤활유 덕트(12)가 그러한 용도로 마련될 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 고정형 복귀 채널 블레이드(27A) 중 일부에는 도 3에 개략적으로 도시한 바와 같이 보다 두꺼운 전연(29A)이 마련되어, 그 블레이드를 통과해 윤활유 덕트(12)를 용이하게 가공할 수 있도록 될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 베어링(11)은 전력 공급을 필요로 하는 자기 베어링일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전기 배선이 다이어프램의 코어(25X)와, 고정형 복귀 채널 블레이드(27A) 중 적어도 하나를 통과해 마련될 수 있으며, 그 배선은 실질적으로 도 3에 도시한 윤활유 덕트(12)에 상응하는 경로를 따라 연장할 수 있다. 배선이 통과하는 복귀 채널 블레이드(27A)는 보다 두꺼운 전연을 가질 수 있다.

전술한 구성으로, 동일 케이싱(3) 내에 오버행 임펠러(15) 및 하나 이상의 베어링 중간 임펠러(19A 내지 19D)가 수용된 다단 원심 압축기가 얻어진다. 따라서, 가스 유동 경로는 입구 매니폴드(5)에서부터 출구 매니폴드(7)에 이르기까지 전적으로 케이싱(3) 내에서 입구 플레넘(17)에서부터 볼류트(21)까지 전술한 바와 같은 임펠러 및 복귀 채널 구조체를 통과해 연장한다.

제1 임펠러를 오버행 구조로 배치함으로써, 입구 플레넘(17)에는 전적으로 기계적 부재, 특히 회전 샤프트(9)가 존재하지 않는다. 이는 압축기 축선(A-A)으로부터 떨어진 영역에 가변 또는 가동 입구 가이드 베인(41)을 배치할 수 있게 한다. 몇몇 실시예에서, 가변 입구 가이드 베인(41)은 입구 매니폴드(5) 내에 위치할 수 있고, 가변 입구 가이드 베인의 움직임을 제어하는 제어 수단(43)이 전적으로 케이싱(3) 외부에 배치될 수 있다. 이는 가변 입구 가이드 베인(41) 및 그 관련 기구와 이들의 운동 및 제어를 위한 액추에이터에 대해 유지 보수 또는 수리를 위해 용이하게 접근할 수 있게 한다.

케이싱(3) 및 입구 플레넘(17)의 외부에 가변 입구 가이드 베인(41)을 배치하게 되면, 그 반경방향 입구에서 가변 입구 가이드 베인에 의해 생성된 임의의 와류가 입구 플레넘(17)을 막는 기계적 부재들의 존재에 의해 과도하게 뒤틀리는 일 없이 오버행 임펠러(15)에 용이하게 도달할 수 있도록 입구 플레넘(17)으로부터 회전 샤프트(9)를 제거함으로써 가능하게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 압축기(1)의 저압측의 제1 베어링(11)은 완전히 "가스 내에" 위치하여, 건식 가스 시일을 필요로 하지 않는다. 그러한 건식 가스 시일은, 제2 베어링(13)이 배치되는 샤프트(9)에 있어서의 그 반대쪽의 고압측에서만 필요하다. 건식 가스 시일의 개수의 감소는 압축기의 신뢰성의 증가에 기여하고 그 전체 비용을 감소시키다.

도 4는 본 개시에 따른 다단 원심 압축기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 동일한 도면 부호는 도 2 및 도 3과 관련하여 개시한 동일 또는 상응하는 부품, 요소 또는 특징을 나타내는 데에 이용된다.

도 2와 도 4의 실시예들 간의 주요한 차이점은 입구 매니폴드의 배치와 관련이 있다. 도 4의 실시예에서, 가스 입구는 도면 부호 5로 역시 나타낸 입구 매니폴드를 축방향으로 관통한다. 압축기 번들의 구성, 구체적으로 오버행 임펠러(15), 베어링 중간 임펠러(19A 내지 19D) 및 복귀 채널과 관련 다이어프램의 구성은 도 2 및 도 3을 참조하여 앞서 개시한 바와 대체로 동일 또는 유사할 수 있다.

도 4의 압축기(1)의 레이아웃은 가동 또는 가변 입구 가이드 베인(41)의 구성에 관심이 있는 한 특히 유리하다. 가변 입구 가이드 베인(41) 및 그 작동 부재(43)는 또한 압축기(1)의 메인 케이싱(3) 외부의 입구 매니폴드에 배치되어, 케이싱(3)을 분해할 필요 없이 외부로부터 가변 입구 가이드 베인의 배열에 용이하게 접근할 수 있게 한다. 가변 입구 가이드 베인(41)은 일체형 기어식 압축기와 사실상 동일한 방식으로 축방향에 있어서 오버행 임펠러(15) 앞에 위치한 축방향 입구 플레넘 바로 앞에 배치되어, 그 압축기의 높은 효율이 얻어지게 할 수 있다.

도 5는 도 2의 실시예와 유사한 변형예의 단면도를 도시한다. 동일한 도면 부가 도 2에서와 동일 또는 상응하는 부품을 나타내는 데에 이용된다. 도 5의 실시예에서, 제1 압축기 스테이지의 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)는 보다 짧고, 그 전연(29A)은 다이어프램의 고정 내측 부분(25X)에 있어서 압축기의 압력단을 향하는 측에 위치한다. 다이어프램(25)의 내측 부분(25X)과 압축기 케이싱 간의 기계적 연결은 여전히 고정형 복귀 채널 블레이드에 의해 제공된다. 추가로, 복귀 채널에서 임펠러의 출구와 복귀 채널의 정점(33A) 사이에 스페이서(30)가 배치될 수 있다. 스페이서(30)는 추가적인 기계적 강성을 제공할 수 있다. 베어링(11)을 위한 윤활유 덕트 또는 배선은 고정형 복귀 채널 블레이드(27A) 및/또는 스페이서(30)를 통과해 연장할 수 있다.

본 명세서에 설명된 주제의 개시된 실시예는 도면에 도시되었고 여러 예시적인 실시예와 관련하여 특이성 및 상세가 충분히 설명되었지만, 당업자에게는 본 명세서에 기술된 신규한 교시, 원리 및 개념과, 첨부된 청구범위에 개시된 주제의 이점으로부터 크게 벗어남이 없이 많은 수정, 변화 및 생략이 가능하다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 개시된 혁신의 적절한 범위는 그러한 모든 수정, 변화 및 생략을 포함하도록 첨부된 청구범위의 가장 넓은 해석에 의해서만 결정되어야 한다. 게다가, 임의의 프로세스 또는 방법의 순서 또는 차례는 변형예에 따라 변경되거나 다시 순서가 정해질 수 있다.

Claims (14)

1. 다단 원심 압축기(1)로서:
   케이싱(3);
   상기 케이싱(3) 내에서 적어도 제1 및 제2 베어링(11; 13)에 의해 회전 가능하게 지지되는 샤프트(9);
   상기 제1 베어링(11)과 제2 베어링(13) 사이에서 상기 샤프트(9) 상에 장착되는 적어도 하나의 베어링 중간 임펠러(19A 내지 19D);
   상기 샤프트의 한쪽 단부에 장착되는 오버행 임펠러(overhung impeller)(15);
   상기 케이싱(3) 내에 위치하는 제1 다이어프램 구조체(25, 25X)로서, 상기 오버행 임펠러의 출구 위치에서부터 상기 베어링 중간 임펠러의 입구 위치로 압축가스를 다시 안내하는 복수의 복귀 베인을 형성하는 복수의 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)를 갖는 복귀 채널 조립체(23A)를 포함하는 제1 다이어프램 구조체(25, 25X); 및
   상기 케이싱(3) 내의 입구 플레넘(17)
   을 포함하며, 상기 제1 다이어프램 구조체(25, 25X)는 상기 제1 및 제2 베어링(11; 13) 중 하나를 수용하는 것인 다단 원심 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정형 복귀 채널 블레이드(27A)는 상기 복수의 복귀 채널(23A)의 굴곡 정점(bend apex)에 근접한 영역까지 연장하는 것인 다단 원심 압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오버행 임펠러(15), 상기 제1 다이어프램 구조체(25, 25X), 및 상기 적어도 하나의 베어링 중간 임펠러(19A 내지 19D)는 상기 케이싱(3) 내에 배치되는 것인 다단 원심 압축기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 베어링(11)과 제2 베어링(13) 사이에 배치된 적어도 제2 베어링 중간 임펠러(19A-19D)를 더 포함하는 것인 다단 원심 압축기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 입구 가이드 베인(41)의 배열을 더 포함하는 것인 다단 원심 압축기.
6. 제5항에 있어서, 상기 가변 입구 가이드 베인(41)은 상기 오버행 임펠러(15)와 유체 연통하는 입구 플레넘(17) 둘레에 반경방향으로 배치되는 것인 다단 원심 압축기.
7. 제5항에 있어서, 상기 가변 입구 가이드 베인(41)은 축방향 가스 입구 흐름을 생성하도록 축방향에 있어서 상기 오버행 임펠러(15) 앞에 배치되는 것인 다단 원심 압축기.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오버행 임펠러는 상기 샤프트(9)의 한쪽 단부에 지지되고 상기 입구 플레넘(17)에 면하는 것인 다단 원심 압축기.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 다이어프램 구조체(25, 25X)에 수용된 베어링을 위한 적어도 하나의 윤활유 덕트(12)가 상기 제1 다이어프램 구조체를 통과해 마련되는 것인 다단 원심 압축기.
10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윤활유 덕트(12)는 해당 고정형 복귀 채널 블레이드(27A) 중 하나를 통과해 연장하는 것인 다단 원심 압축기.
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 다이어프램 구조체(25, 25X)에 수용된 베어링을 위한 적어도 하나의 전기 배선이 상기 제1 다이어프램 구조체를 통과해 마련되는 것인 다단 원심 압축기.
12. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 배선은 해당 고정형 복귀 채널 블레이드 중 하나를 통과해 연장하는 것인 다단 원심 압축기.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 플레넘은 축방향 입구 플레넘인 것인 다단 원심 압축기.
14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 플레넘은 반경방향 입구 플레넘인 것인 다단 원심 압축기.

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