KR20160147916A

KR20160147916A - 래버린스 시일, 원심 압축기 및 과급기

Info

Publication number: KR20160147916A
Application number: KR1020167032861A
Authority: KR
Inventors: 유이치로 히라노
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2016-12-23
Also published as: CN108026938B; WO2016059866A1; JP2016079904A; CN108026938A; JP6225092B2; KR101855610B1

Abstract

원심 압축기에 사용되는 래버린스 시일은, 유체가 반경 방향으로 흐르는 날개차와, 상기 날개차의 배면측에 형성되는 정지 부재를 구비한다. 또, 상기 래버린스 시일은, 상기 날개차의 배면 상의 복수의 반경 방향 위치에 있어서 둘레 방향을 따라 각각 형성되는 복수의 제 1 볼록부와, 인접하는 상기 제 1 볼록부 간에 선단부가 침입하도록 상기 정지 부재에 둘레 방향을 따라 형성되는 복수의 제 2 볼록부를 구비한다. 상기 날개차의 상기 배면과 상기 정지 부재 사이에는, 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부 사이에 형성되는 복수의 최소 클리어런스부를 포함하는 래비린스상의 유로가 상기 반경 방향을 따라 형성되어 있다. 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부 사이에 형성되는 최소 클리어런스부를 통과하는 누출 흐름의 흐름 방향에 있어서, 상기 최소 클리어런스부의 상류측에 상기 정지 부재가 위치하고, 상기 최소 클리어런스부의 하류측에 상기 날개차의 상기 배면이 위치한다.

Description

래버린스 시일, 원심 압축기 및 과급기{LABYRINTH SEAL, CENTRIFUGAL COMPRESSOR, AND SUPERCHARGER}

본 개시는, 원심 압축기의 반경 방향으로 연장되는 래버린스 시일, 그리고 이것을 구비한 원심 압축기 및 과급기에 관한 것이다.

일반적으로, 과급기의 원심 압축기는, 원심 압축기에 유입되는 공기를 날개차에 의해 승압시키도록 구성되어 있다. 원심 압축기에서 승압된 공기는 엔진 실린더에 유도되어 연소되고, 연소에 의해 발생한 고온 고압의 연소 가스는, 과급기의 터빈을 통과함으로써 터빈에 접속된 축을 회전시켜, 축의 타단측에 형성된 원심 압축기를 구동하도록 되어 있다.

이와 같은 원심 압축기에 있어서는, 날개차를 포함하는 회전 부재와 베어링 케이싱을 포함하는 정지 (靜止) 부재 사이에 래버린스 시일이 형성되는 경우가 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 배기 터빈 과급기의 원심 압축기의 임펠러 배벽 (背壁) 에 배치된 래버린스 시일이 기재되어 있다. 이 구성에 있어서는, 임펠러를 통과할 때에 압축된 압축 유체의 임펠러의 배면측을 통한 누출 흐름을 억제하도록 되어 있다.

통상적으로 래버린스 시일은, 협애한 영역과 유체 팽창 영역이 교대로 형성된 구성을 갖는다. 이로써, 원심 압축기로부터의 유체의 누출량을 억제할 수 있다. 또, 래버린스 시일에서 누출되는 유체는 서서히 압력이 저하되기 때문에, 날개차 배면의 압력을 낮출 수 있다. 원심 압축기를 구비하는 과급기에 있어서는, 과급기의 터빈에 작용하는 유체력에 의해 터빈측에서 압축기측을 향하는 트러스트가 작용하는 경우가 있고, 이 경우, 날개차 배면의 압력을 낮추는 것은 트러스트 밸런스를 적절히 유지하는 관점에서 바람직하다.

일본 공개특허공보 평11-247618호

그러나, 상기한 바와 같은 래버린스 시일에 있어서는, 협애한 유로에 있어서의 유체 마찰에 의해 누출 흐름의 온도가 상승하여, 날개차로의 전열량이 증가한다. 날개차는 회전에 의해 높은 원심 응력이 작용하는 부품으로서, 전열량에 의해 온도가 상승하면, 크리프에 의해 파단될 가능성이 높아진다. 그 때문에, 시일성이 높고, 또한 날개차로의 전열력이 작은 래버린스 시일이 요구되고 있다.

이 점과 관련하여, 특허문헌 1 의 래버린스 시일에 있어서는, 스로틀 지점 (협애한 영역) 의 하류측에 소용돌이실을 형성하고, 스로틀 지점을 통과한 유체 중 일부를 소용돌이실 내에서 소용돌이 운동시키고 나서 나머지 유체에 합류시키도록 되어 있다. 이로써, 날개차측으로의 입열을 어느 정도 억제하도록 되어 있다.

그러나, 원심 압축기의 효율 향상의 관점에서 압력비가 높아지는 경향이 있기 때문에, 날개차측으로의 입열을 더욱 억제하는 것이 요망되고 있다.

상기 서술한 사정을 감안하여, 본 발명의 적어도 일 실시형태는, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 저감시킬 수 있는 래버린스 시일, 그리고 이것을 구비한 원심 압축기 및 과급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 래버린스 시일은,

유체가 반경 방향으로 흐르는 날개차와, 상기 날개차의 배면측에 형성되는 정지 부재를 구비하는 원심 압축기에 사용되는 래버린스 시일로서,

상기 날개차의 배면 상의 복수의 반경 방향 위치에 있어서 둘레 방향을 따라 각각 형성되는 복수의 제 1 볼록부와,

인접하는 상기 제 1 볼록부 간에 선단부가 침입하도록 상기 정지 부재에 둘레 방향을 따라 형성되는 복수의 제 2 볼록부를 구비하고,

상기 날개차의 상기 배면과 상기 정지 부재 사이에는, 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부 사이에 형성되는 복수의 최소 클리어런스부를 포함하는 래비린스상의 유로가 상기 반경 방향을 따라 형성되어 있고,

상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부 사이에 형성되는 최소 클리어런스부를 통과하는 누출 흐름의 흐름 방향에 있어서, 상기 최소 클리어런스부의 상류측에 상기 정지 부재가 위치하고, 상기 최소 클리어런스부의 하류측에 상기 날개차의 상기 배면이 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명자들이 예의 검토한 결과, 종래의 래버린스 시일에 있어서의 날개차로의 입열의 원인 중 하나가, 최소 클리어런스부를 통과한 유속이 높은 유체가 정지 부재측의 벽면에 충돌하여 이 벽면에 흐를 때, 날개차측에서 보아 상대 전온 (全溫) 이 높은 정지 부재의 벽면 근방의 유체를 수반하여 날개차측으로 이송하는 점에 있는 것을 알아냈다.

상기 (1) 의 구성은, 본 발명자들에 의한 이 지견에 기초하여 착상된 것으로서, 최소 클리어런스부를 통과하는 누출 흐름의 흐름 방향에 있어서, 최소 클리어런스부의 상류측에 정지 부재가 위치하고, 또한 최소 클리어런스부의 하류측에 날개차의 배면이 위치하도록 되어 있다. 이 때문에, 최소 클리어런스부를 통과할 때에 가속된 유체는, 정지 부재측이 아니라 날개차의 배면에 충돌한 후, 날개차의 배면을 따라 흐른다. 따라서, 날개차측에서 보아 상대 전온이 높은 정지 부재의 벽면 근방의 유체가, 최소 클리어런스부를 통과한 유속이 높은 유체에 수반되어 날개차측으로 이송되는 사태를 억제할 수 있다. 따라서, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 저감시켜, 날개차의 온도 상승을 억제할 수 있다.

(2) 몇 가지의 실시형태에서는, 상기 (1) 의 구성에 있어서, 상기 래버린스 시일은, 상기 날개차의 상기 배면과 상기 정지 부재 사이에서 반경 방향의 내측을 향하는 상기 누출 흐름을 시일하도록 구성되고, 상기 최소 클리어런스부는, 상기 제 1 볼록부의 선단 또는 상기 제 1 볼록부의 상기 반경 방향의 내측의 면과 상기 제 2 볼록부 사이에 형성된다.

상기 (2) 의 구성에 의하면, 반경 방향 내측을 향하는 누출 흐름을 시일하는 래버린스 시일에 있어서, 최소 클리어런스부의 하류측에 있어서 유체의 날개차 배면을 향하는 흐름을 실현할 수 있다. 이로써, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 저감시켜, 날개차의 온도 상승을 억제할 수 있다.

(3) 일 실시형태에서는, 상기 (2) 의 구성에 있어서, 상기 제 2 볼록부의 선단에는 시일 끝쪽이 형성되어 있고, 상기 최소 클리어런스부는, 상기 제 1 볼록부의 상기 반경 방향의 내측의 면과 상기 제 2 볼록부의 상기 시일 끝쪽 사이에 형성된다.

상기 (3) 의 구성에 의하면, 정지 부재측의 제 2 볼록부에 시일 끝쪽을 형성하였으므로, 최소 클리어런스부의 하류측에 있어서, 최소 클리어런스부를 통과한 유체의 흐름으로부터 정지 부재의 벽면 (제 2 볼록부의 벽면) 이 멀어져 있다. 이 때문에, 최소 클리어런스부를 통과한 유속이 높은 유체에 수반되어 날개차측으로 이송되는 사태를 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 효과적으로 저감시켜, 날개차의 온도 상승을 보다 더 억제할 수 있다.

(4) 일 실시형태에서는, 상기 (3) 의 구성에 있어서, 상기 제 1 볼록부의 상기 반경 방향의 내측의 면은, 상기 원심 압축기의 축 방향을 따라 연장되는 시일면을 형성하고 있고, 상기 제 2 볼록부는, 상기 날개차의 상기 배면측 또한 상기 반경 방향의 외측을 향하여 상기 정지 부재로부터 돌출되어 형성되어 있다.

상기 (4) 의 구성에 의하면, 최소 클리어런스부의 클리어런스 폭 방향이 반경 방향을 따르고 있기 때문에, 날개차가 축 방향으로 어긋나도, 최소 클리어런스부의 클리어런스 폭은 영향을 잘 받지 않는다. 따라서, 날개차의 축 방향 위치의 어긋남에 의한 시일 성능 저하를 억제할 수 있다.

(5) 다른 실시형태에서는, 상기 (2) 의 구성에 있어서, 상기 제 1 볼록부의 선단에는 시일 끝쪽이 형성되어 있고, 상기 최소 클리어런스부는, 상기 제 1 볼록부의 상기 시일 끝쪽과 상기 제 2 볼록부의 상기 반경 방향의 외측의 면 사이에 형성된다.

상기 (5) 의 구성에 의하면, 날개차측의 제 1 볼록부의 시일 끝쪽과 정지 부재의 제 2 볼록부의 직경 방향 외측의 면 사이에 형성되는 최소 클리어런스부를 통과한 유체를, 날개차 배면을 향하게 할 수 있다. 이로써, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 저감시켜, 날개차의 온도 상승을 억제할 수 있다.

(6) 일 실시형태에서는, 상기 (5) 의 구성에 있어서, 상기 제 1 볼록부의 선단에는 시일 끝쪽이 형성되어 있고, 상기 최소 클리어런스부는, 상기 제 1 볼록부의 상기 시일 끝쪽과 상기 제 2 볼록부의 상기 반경 방향의 외측의 면 사이에 형성된다.

상기 (6) 의 구성에 의하면, 최소 클리어런스부의 클리어런스 폭 방향이 반경 방향을 따르고 있기 때문에, 날개차가 축 방향으로 어긋나도, 최소 클리어런스부의 클리어런스 폭은 영향을 잘 받지 않는다. 따라서, 날개차의 축 방향 위치의 어긋남에 의한 시일 성능 저하를 억제할 수 있다.

(7) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 원심 압축기는,

유체가 반경 방향으로 흐르는 날개차와,

상기 날개차의 배면측에 형성되는 정지 부재와,

상기 날개차의 상기 배면과 상기 정지 부재 사이에 형성되는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나의 구성에 기재된 래버린스 시일을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 (7) 의 구성에 의하면, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 저감시켜, 날개차의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 날개차의 고온화에서 기인한 크리프 수명의 저하를 억제할 수 있고, 원심 압축기의 고압력비화를 실현하는 것이 가능해진다.

(8) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 과급기는,

상기 (7) 의 구성에 기재된 원심 압축기를 포함하여 구성되고, 내연 기관으로의 흡기를 압축하기 위한 압축기와,

내연 기관의 배기 가스에 의해 구동되어, 상기 압축기를 구동하도록 구성된 터빈을 구비한다.

상기 (8) 의 구성에 의하면, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 저감시킴으로써, 원심 압축기의 고압력비화가 실현 가능해지고, 과급기의 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 래버린스 시일을 통과하는 유체에서 날개차로의 입열량을 저감시켜, 날개차의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 날개차의 고온화에서 기인한 크리프 수명의 저하를 억제할 수 있다.

도 1 은 일 실시형태에 관련된 과급기의 전체 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2a 는 일 실시형태에 관련된 래버린스 시일을 나타내는 도면으로서, 날개차의 배면 주변의 종단면도이다.
도 2b 는 도 2a 에 나타내는 날개차를 배면 (A 방향) 으로부터 본 평면도이다.
도 3 은 일 실시형태에 관련된 래버린스 시일을 나타내는 도면으로서, 날개차 및 정지 부재의 개략 단면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 래버린스 시일의 확대 단면도이다.
도 5 는 다른 실시형태에 관련된 래버린스 시일의 확대 단면도이다.
도 6 은 래버린스 시일에 있어서의 유동 해석 결과 중 자오면 내 유속 분포를 나타내는 도면이다.
도 7 은 래버린스 시일에 있어서의 유동 해석 결과 중 상대 전온 분포를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지의 실시형태에 대해 설명한다. 단, 실시형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 불과하다.

처음에, 도 1 을 참조하여, 본 실시형태에 관련된 래버린스 시일 (10) 이 적용되는 과급기 (1) 에 대해 설명한다. 동 도면에 있어서, 구체적으로 래버린스 시일 (10) 은, 과급기 (1) 의 원심 압축기 (3) 에 적용되어 있다. 또한, 래버린스 시일 (10) 의 적용처는 도시되는 원심 압축기 (3) 에 한정되는 것이 아니라, 다른 형태의 원심 압축기에 사용되어도 된다.

도 1 은 일 실시형태에 관련된 과급기 (1) 의 전체 구성을 나타내는 단면도 (종단면도) 로서, 일례로서 선박용의 배기 터빈 과급기를 나타내고 있다.

동 도면에 나타내는 바와 같이, 일 실시형태에 관련된 과급기 (1) 는, 내연 기관 (예를 들어 선박용 디젤 기관) 으로부터의 배기 가스에 의해 구동되도록 구성된 축류 터빈 (이하, 터빈이라고 한다) (2) 과, 이 터빈 (2) 에 의해 구동되고, 내연 기관에 공급되는 흡기를 압축하도록 구성된 원심 압축기 (3) 를 구비한다.

구체적인 구성예로서, 터빈 (2) 과 원심 압축기 (3) 사이에는 베어링대 (4) 가 형성되어 있다. 터빈 (2) 의 터빈 케이싱 (21) 과 베어링대 (4) 와 원심 압축기 (3) 의 압축기 케이싱 (31) 은, 체결 부재 (예를 들어 볼트) 등의 연결 수단에 의해 일체적으로 구성된다. 베어링대 (4) 에는, 트러스트 베어링 (41) 과, 래디얼 베어링 (42, 43) 이 수용되어 있다. 이들 트러스트 베어링 (41) 및 래디얼 베어링 (42, 43) 에 의해, 로터 (5) 가 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 로터 (5) 의 일단측에는 터빈 (2) 의 동익 (動翼) (24) 이 연결되어 있고, 타단측에는 원심 압축기 (3) 의 날개차 (32) 가 연결되어 있다.

터빈 (2) 은, 내연 기관 (도시 생략) 의 배기 가스에 의해 구동되어, 원심 압축기 (3) 를 구동하도록 구성된다. 구체적으로, 터빈 (2) 은, 로터 (5) (실제로는 로터 (5) 의 일단측) 와, 로터 (5) 의 외주에 심어 형성된 복수의 동익 (24) 과, 로터 (5) 및 동익 (24) 의 외주측에 형성된 터빈 케이싱 (21) 을 포함한다. 터빈 케이싱 (21) 을 포함하는 정지계 부재에 의해, 배기 가스가 흐르는 입구 통로 (27) 와 축 방향 통로 (28) 와 출구 통로 (29) 가, 배기 가스의 흐름 방향에 있어서 순서대로 형성되어 있다. 축 방향 통로 (28) 는, 입구 통로 (27) 와 출구 통로 (29) 사이에 위치하고, 로터 (5) 의 회전축 (O) 을 따라 연장된다. 이 축 방향 통로에 동익 (24) 이 형성되어 있다. 또, 동익 (24) 의 입구측에는 터빈 노즐 (정익 (靜翼)) (25) 이 형성되어 있다.

이 터빈 (2) 에 있어서는, 내연 기관으로부터의 배기 가스가 입구 통로 (27) 로부터 도입되고, 축 방향 통로 (28) 를 흐르는 배기 가스에 의해 동익 (24) 에 연결된 로터 (5) 가 회전하도록 되어 있다. 동익 (24) 을 통과한 배기 가스는, 출구 통로 (29) 를 통과하여 배출된다.

원심 압축기 (3) 는, 내연 기관 (도시 생략) 으로의 흡기를 압축하도록 구성되고, 로터 (5) (실제로는 로터 (5) 의 타단측) 와, 로터 (5) 의 외주에 형성된 날개차 (32) 와, 로터 (5) 및 날개차 (32) 의 외주측에 형성된 압축기 케이싱 (31) 을 포함한다. 압축기 케이싱 (31) 을 포함하는 정지계 부재에 의해, 공기 입구 (37) 및 출구 스크롤 (38) 이 형성되어 있다. 공기 입구 (37) 와 출구 스크롤 (38) 사이에는, 공기의 흐름 방향 (원심 압축기 (3) 의 반경 방향) 에 있어서 순서대로 날개차 (32) 와 디퓨저 (36) 가 배치되어 있다. 날개차 (32) 는, 로터 (5) 의 외주에 고정된 원반상의 허브 (33) 와, 허브 (33) 에 고정되고, 그 허브 (33) 에 대하여 방사상으로 배열된 복수의 날개 (베인) (34) 를 갖는다. 이 날개차 (32) 에는, 유체 (여기서는 공기) 가 반경 방향으로 흐르도록 되어 있다. 또한, 도 1 에는 단단 (單段) 의 원심 압축기에 대해 예시하였지만, 다단의 원심 압축기여도 된다.

이 원심 압축기 (3) 에 있어서, 공기 입구 (37) 로부터 도입된 공기는, 날개차 (32), 디퓨저 (36) 및 출구 스크롤 (38) 을 통과할 때에 승압되도록 되어 있다. 원심 압축기 (3) 에서 압축된 공기의 대부분은, 내연 기관의 엔진 실린더에 유도되고, 연소·팽창 행정으로 피스톤을 압하하는 일을 실시한다. 여기서 발생한 고온 고압의 연소 가스는, 터빈 (2) 에 이송되고, 터빈 (2) 에 의해 동축 상의 원심 압축기 (3) 를 구동하도록 되어 있다.

베어링대 (4) 에는, 윤활유 공급 통로 (44) 가 형성되어 있다. 윤활유 공급 통로 (44) 의 일단측은 윤활유 공급부 (예를 들어 오일 탱크 및 오일 펌프) 에 접속되어 있다. 윤활유 공급 통로 (44) 의 타단측은 복수로 분기되어 있고, 분기 단부 (端部) 는 트러스트 베어링 (41) 및 래디얼 베어링 (42, 43) 에 각각 접속되어 있다. 그리고, 윤활유 공급 통로 (44) 를 통하여, 트러스트 베어링 (41) 및 래디얼 베어링 (42, 43) 에 각각 윤활유가 공급되도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 과급기 (1) 에 있어서, 원심 압축기 (3) 와 베어링대 (4) 사이에는, 래버린스 시일 (10) 이 형성되어 있다. 구체적으로는, 래버린스 시일 (10) 은, 날개차 (32) 와 날개차 (32) 에 대면하는 베어링대 (4) 의 정지 부재 (46) 사이를 시일하도록 구성되어 있다.

이 래버린스 시일 (10) 에 의해, 주로, 베어링대 (4) 의 내부의 윤활유를 포함하는 공기가 원심 압축기 (3) 의 압축 공기에 혼입되는 것을 방지하고 있다. 베어링대 (4) 의 내부 공간에는, 윤활유가 비산된 미스트가 가득 차 있는 경우가 있다. 이 미스트가 원심 압축기 (3) 의 압축 공기에 혼입되는 것을 방지하기 위해, 날개차 (32) 를 통과한 고압의 압축 공기의 일부를, 래버린스 시일 (10) 을 통하여 날개차 (32) 의 배면에 흐르게 함으로써, 원심 압축기 (3) 의 압축 공기의 유로와 베어링대 (4) 의 내부 공간 사이를 시일하고 있다.

또, 과급기 (1) 에 있어서, 날개차 (32) 로부터의 토출 공기의 일부는 배면으로 돌아 들어가, 베어링대 (4) 의 내부 공간으로 새어 들어가는 경우가 있다. 이 경우, 날개차 (32) 의 배면은 높은 압력이 되고, 로터 (5) 의 회전축 (O) 의 방향에 있어서 날개차 (32) 에는 배면측에서 날개차 (32) 의 입구측을 향하는 높은 트러스트력이 작용한다. 이 높은 트러스트력은, 트러스트 베어링 (41) 의 대형화나 높은 마찰 손실로 이어질 가능성이 있다. 그 때문에, 트러스트 밸런스의 관점에서도, 래버린스 시일 (10) 에 의해 날개차 (32) 의 배면의 압력을 낮추는 것이 바람직한 경우도 있다.

여기서, 도 2a 및 도 2b ∼ 도 5 를 참조하여, 본 실시형태에 관련된 래버린스 시일 (10) 에 대해, 상세하게 설명한다. 또한, 도 2a 는 일 실시형태에 관련된 래버린스 시일 (10) 을 나타내는 도면으로서, 날개차 (32) 의 배면 주변의 종단면도이다. 도 2b 는 도 2a 에 나타내는 날개차 (32) 를 배면 (A 방향) (35) 측에서 본 평면도이다. 도 3 은 일 실시형태에 관련된 래버린스 시일 (10) 을 나타내는 도면으로서, 날개차 (32) 및 정지 부재 (46) 의 개략 단면도이다. 도 4 및 도 5 는 각 실시형태에 있어서의 래버린스 시일 (10) 의 확대 단면도이다.

도 2a 및 도 2b ∼ 도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 래버린스 시일 (10) 은, 유체 (예를 들어 공기) 가 반경 방향으로 흐르는 날개차 (32) 와, 날개차 (32) 의 배면 (35) 측에 형성되는 정지 부재 (46) 를 구비하는 원심 압축기에 사용된다. 이 래버린스 시일 (10) 은, 날개차 (32) 의 배면 (35) 과 정지 부재 (46) 사이를, 원심 압축기의 반경 방향에 있어서 시일하도록 되어 있다.

몇 가지의 실시형태에 있어서, 래버린스 시일 (10) 은, 날개차 (32) 의 배면 (35) 에 형성된 복수의 제 1 볼록부 (11) 와, 정지 부재 (46) 에 형성된 복수의 제 2 볼록부 (12) 를 포함하고 있다. 제 1 볼록부 (11) 와 제 2 볼록부 (12) 사이에는, 래비린스상의 유로 (15) 가 반경 방향을 따라 형성되어 있다.

복수의 제 1 볼록부 (11) 는, 날개차 (32) 의 배면 (35) 상의 복수의 반경 방향 위치에 있어서 둘레 방향을 따라 각각 형성되어 있다. 예를 들어 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 1 볼록부 (11) 는, 로터 (5) 의 회전축 (O) 을 중심으로 하여 환상 (環狀) 으로 복수 형성되어 있다. 즉, 복수의 제 1 볼록부 (11) 가 동심원 상에 형성되어 있다.

복수의 제 2 볼록부 (12) 는, 인접하는 제 1 볼록부 (11) 간에 선단부가 침입하도록 정지 부재 (46) 에 둘레 방향을 따라 형성되어 있다. 예를 들어, 복수의 제 2 볼록부 (12) 는, 도 2b 에 나타내는 복수의 제 1 볼록부 (11) 에 대응하도록, 로터 (5) 의 회전축 (O) 을 중심으로 하여 환상으로 복수 형성되어 있다. 즉, 복수의 제 2 볼록부 (12) 가 동심원 상에 형성되어 있다.

도 2a 및 도 2b ∼ 도 5 에 있어서는, 반경 방향에 있어서 이웃하는 2 개의 제 1 볼록부 (11) 의 사이에 1 개의 제 2 볼록부 (12) 가 배치된 구성, 즉 반경 방향에 있어서 제 1 볼록부 (11) 와 제 2 볼록부 (12) 가 1 개씩 교대로 배치된 구성에 대해 예시하고 있다. 단, 이웃하는 2 개의 제 1 볼록부 (11) 의 사이에 적어도 1 개의 제 2 볼록부 (12) 가 배치되어 있으면 되며, 예를 들어, 반경 방향에 있어서 이웃하는 2 개의 제 1 볼록부 (11) 의 사이에 2 개의 제 2 볼록부 (12) 가 배치되어 있어도 된다.

또, 도 2a 및 도 2b ∼ 도 5 에 있어서는, 날개차 (32) 의 배면 (35) 이, 로터 (5) 의 회전축 (O) 에 직교하도록 형성되어 있다. 이 경우, 복수의 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향에 있어서의 배열 방향, 및 복수의 제 2 볼록부 (12) 의 반경 방향에 있어서의 배열 방향은, 모두 로터 (5) 의 회전축 (O) 에 직교하는 방향으로 되어 있다. 단, 복수의 제 1 볼록부 (11) 또는 복수의 제 2 볼록부 (12) 의 배열 방향은, 회전축 (O) 에 직교하는 면에 대하여 경사진 방향이어도 된다. 예를 들어, 복수의 제 1 볼록부 (11) 또는 복수의 제 2 볼록부는, 반경 방향 외측에서 내측을 향함에 따라, 축 방향에 있어서 날개차 (32) 의 입구측에서 멀어지도록 경사진 방향을 따라 배열되어 있어도 된다.

상기 구성을 구비하는 래버린스 시일 (10) 에 있어서, 유로 (15) 를 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 저감시키는 것을 목적으로 하여, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 이하의 지견이 얻어졌다.

본 발명자들은, 비교예로서 래버린스 시일 (50) 을 사용하여 유동 해석을 실시하고, 래버린스 시일 (50) 의 유로 (51) 내에 있어서의 유속 분포와 온도 분포를 산출하였다.

도 6 은 래버린스 시일 (50) 에 있어서의 유동 해석 결과 중 자오면 내 유속 분포를 나타내는 도면이다. 도 7 은 래버린스 시일 (50) 에 있어서의 유동 해석 결과 중 상대 전온 분포를 나타내는 도면이다. 또한, 비교예인 래버린스 시일 (50) 은, 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 날개차 (32) 의 배면측의 제 1 볼록부 (52) 와 정지 부재 (46) 의 제 2 볼록부 (53) 가 반경 방향으로 교대로 배치되어 있다. 또, 제 1 볼록부 (52) 와 제 2 볼록부 (53) 사이의 유로 (51) 는, 제 1 볼록부 (52) 의 반경 방향의 외측의 면과 제 2 볼록부 (53) 의 선단부 사이에 최소 클리어런스부 (54) 가 형성되어 있다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 유로 (51) 내의 유속 분포는, 최소 클리어런스부 (54) 에 있어서 유속이 가장 높아져 있다. 최소 클리어런스부 (54) 의 하류측에는, 이웃하는 제 2 볼록부 (53) 의 사이와 제 1 볼록부 (52) 의 선단부에 의해 형성되는 팽창 영역 (55) 이 위치한다. 일반적으로는, 최소 클리어런스부 (54) 에 있어서 고유속이 된 유체는, 팽창 영역 (55) 에 있어서 급감속된다. 이것을 반복함으로써, 유체의 압력이 서서히 저하되어 가는 것이 알려져 있다. 그러나, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 실제로는 최소 클리어런스부 (54) 를 통과한 유속이 높은 유체는 정지 부재 (46) 측의 벽면 (56) 에 충돌하여, 날개차 (32) 측으로 되돌아오는 일부의 유로에 있어서는 유속이 비교적 높은 채이다.

한편, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 유로 (51) 내에 있어서 상대 전온이 비교적 높은 영역은 정지 부재 (46) 측에 존재한다. 그 이유는, 정지 부재 (46) 부근의 유체는 절대계에 있어서의 유속이 작고, 날개차 (32) 와 함께 회전하는 회전 좌표계에 있어서의 유속이 큰 점에서, 정지 부재 (46) 부근의 유체는, 회전 벽면측 (날개차 (32) 의 배면측) 의 유체에 대하여 상대 전온이 높아지기 때문이다.

여기서, 도 6 으로 되돌아와, 비교예에 있어서의 래버린스 시일 (50) 에서는, 유로 (51) 내에 있어서, 최소 클리어런스부 (54) 를 통과한 유속이 높은 유체가 정지 부재 (46) 측의 벽면 (56) 에 충돌하여, 날개차 (32) 측으로 되돌아오는 비교적 고유속의 유로가 존재한다. 그 때문에, 최소 클리어런스부 (54) 를 통과한 유속이 높은 유체가 정지 부재 (46) 측의 벽면 (56) 에 충돌하여 이 벽면 (56) 에 흐를 때, 날개차 (32) 측에서 보아 상대 전온이 높은 정지 부재 (46) 의 벽면 (56) 근방의 유체를 수반하여 날개차 (32) 측으로 이송하는 것을 생각할 수 있다. 본 발명자들은, 이것이 래버린스 시일 (50) 에 있어서의 날개차 (32) 로의 입열 증대의 원인 중 하나임을 알아냈다.

도 4 및 도 5 를 참조하여, 본 실시형태에 관련된 래버린스 시일 (10) 은, 본 발명자들에 의한 상기 서술한 지견에 기초하여 착상된 것으로서, 이하의 구성을 추가로 구비한다.

몇 가지의 실시형태에 있어서, 날개차 (32) 의 배면 (35) 과 정지 부재 (46) 사이에는, 제 1 볼록부 (11) 와 제 2 볼록부 (12) 사이에 형성되는 복수의 최소 클리어런스부 (16) 를 포함하는 래비린스상의 유로 (15) 가 반경 방향을 따라 형성되어 있다.

또, 제 1 볼록부 (11) 와 제 2 볼록부 (12) 사이에 형성되는 최소 클리어런스부 (16) 를 통과하는 누출 흐름의 흐름 방향에 있어서, 최소 클리어런스부 (16) 의 상류측에 정지 부재 (46) 가 위치하고, 최소 클리어런스부 (16) 의 하류측에 날개차 (32) 의 배면 (35) 이 위치한다.

상기 실시형태에서는, 최소 클리어런스부 (16) 를 통과하는 누출 흐름의 흐름 방향에 있어서, 최소 클리어런스부 (16) 의 상류측에 정지 부재 (46) 가 위치하고, 또한 최소 클리어런스부 (16) 의 하류측에 날개차 (32) 의 배면 (35) 이 위치하도록 되어 있다. 이 때문에, 최소 클리어런스부 (16) 를 통과할 때에 가속된 유체는, 정지 부재 (46) 측이 아니라 날개차 (32) 의 배면 (35) 에 충돌한 후, 날개차 (32) 의 배면 (35) 을 따라 흐른다. 따라서, 날개차 (32) 측에서 보아 상대 전온이 높은 정지 부재 (46) 의 벽면 근방의 유체가, 최소 클리어런스부 (16) 를 통과한 유속이 높은 유체에 수반되어 날개차 (32) 측으로 이송되는 사태를 억제할 수 있다. 따라서, 래버린스 시일 (10) 을 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 저감시켜, 날개차 (32) 의 온도 상승을 억제할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 래버린스 시일 (10) 은, 날개차 (32) 의 배면 (35) 과 정지 부재 (46) 사이를 반경 방향의 내측을 향하는 누출 흐름을 시일하도록 구성되고, 최소 클리어런스부 (16) 는, 제 1 볼록부 (11) 의 선단 또는 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 내측의 면과 제 2 볼록부 (12) 사이에 형성되어도 된다.

상기 구성에 의하면, 반경 방향 내측을 향하는 누출 흐름을 시일하는 래버린스 시일 (10) 에 있어서, 최소 클리어런스부 (16) 의 하류측에 있어서 유체의 날개차 (32) 의 배면 (35) 을 향하는 흐름을 실현할 수 있다. 이로써, 래버린스 시일 (10) 을 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 저감시켜, 날개차 (32) 의 온도 상승을 억제할 수 있다.

구체적으로는, 도 4 및 도 5 에 도시되는 바와 같이, 유로 (15) 내를 유체가 반경 방향 외측에서 내측을 향하여 흐르는 경우, 제 1 볼록부 (11) 에 있어서의 반경 방향의 내측의 면 또는 이 면측의 선단 (끝쪽) 과, 제 2 볼록부 (12) 에 있어서의 반경 방향의 외측의 면 또는 이 면측의 선단 (끝쪽) 에 의해, 최소 클리어런스부 (16) 가 형성된다. 유체가 반경 방향 외측에서 내측을 향하여 흐르는 경우, 제 1 볼록부 (11) 에 있어서의 반경 방향의 내측의 면, 또는 제 2 볼록부 (12) 에 있어서의 반경 방향의 외측의 면을 따라 흐르는 유체는, 정지 부재 (46) 측에서 날개차 (32) 측을 향하여 흐른다. 그 때문에, 정지 부재 (46) 측에서 날개차 (32) 측을 향하여 흐르는 유로 상에 최소 클리어런스부 (16) 를 형성함으로써, 날개차 (32) 측에서 보아 상대 전온이 높은 정지 부재 (46) 의 벽면 근방의 유체가, 최소 클리어런스부 (16) 를 통과한 유속이 높은 유체에 수반되어 날개차 (32) 측으로 이송되는 사태를 억제할 수 있다.

또한, 래버린스 시일 (10) 은, 유로 (15) 내를 유체가 반경 방향 내측에서 외측을 향하여 흐르도록 구성되어도 된다. 그 경우, 제 1 볼록부 (11) 에 있어서의 반경 방향의 외측의 면 또는 이 면측의 선단 (끝쪽) 과, 제 2 볼록부 (12) 에 있어서의 반경 방향의 내측의 면 또는 이 면측의 선단 (끝쪽) 에 의해, 최소 클리어런스부 (16) 가 형성된다.

다음으로, 도 4 및 도 5 에 나타내는 각 실시형태의 구체적인 구성에 대해 각각 설명한다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 일 실시형태에 있어서, 래버린스 시일 (10) 의 제 2 볼록부 (12) 의 선단에는 시일 끝쪽 (12a) 이 형성되어 있다. 또, 최소 클리어런스부 (16) 는, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 내측의 면과 제 2 볼록부 (12) 의 시일 끝쪽 (12a) 사이에 형성된다.

구체적 구성예로서, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 내측의 면은, 축 방향을 따라 형성되어 있다. 또, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 외측의 면은, 축 방향에 대하여 경사져 형성되어 있다. 그 때, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 외측의 면은, 반경 방향 외측에서 내측을 향함에 따라, 축 방향에 있어서 날개차 (32) 의 입구측에서 멀어지는 방향으로 경사져 있어도 된다. 제 1 볼록부 (11) 는, 날개차 (32) 의 배면 (35) 측의 기부보다 정지 부재 (46) 측의 선단부 쪽이, 반경 방향에 있어서의 폭이 크게 되어 있다. 또, 제 1 볼록부 (11) 는, 반경 방향에 있어서의 모서리부에 R 이 부여되어 있어도 되고, 모서리부가 테이퍼상으로 모따기되어 있어도 된다. 이로써, 경량화의 관점에서 알루미늄 합금 등의 재료로 형성되는 경우, 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편, 제 2 볼록부 (12) 는, 반경 방향의 내측의 면 및 외측의 면이 모두 축 방향에 대하여 경사져 형성되어 있고, 이들 면이 서로 평행이다. 이 때, 제 2 볼록부 (12) 의 반경 방향의 내측의 면 및 외측의 면은, 반경 방향 외측에서 내측을 향함에 따라, 축 방향에 있어서 날개차 (32) 의 입구측에서 멀어지는 방향으로 경사져 있어도 된다. 또, 제 2 볼록부 (12) 도, 반경 방향에 있어서의 모서리부에 R 이 부여되어 있어도 되고, 모서리부가 테이퍼상으로 모따기되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 정지 부재 (46) 측의 제 2 볼록부 (12) 에 시일 끝쪽 (12a) 을 형성하였으므로, 최소 클리어런스부 (16) 의 하류측에 있어서, 최소 클리어런스부 (16) 를 통과한 유체의 흐름으로부터 정지 부재 (46) 의 벽면 (제 2 볼록부 (12) 의 벽면) 이 멀어져 있다. 이 때문에, 최소 클리어런스부 (16) 를 통과한 유속이 높은 유체에 수반되어 날개차 (32) 측으로 이송되는 사태를 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 래버린스 시일 (10) 을 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 효과적으로 저감시켜, 날개차 (32) 의 온도 상승을 보다 더 억제할 수 있다.

이 경우, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 내측의 면은, 원심 압축기의 축 방향 (예를 들어 도 1 에 나타내는 회전축 (O) 의 방향) 을 따라 연장되는 시일면을 형성하고 있다. 또, 제 2 볼록부 (12) 는, 날개차 (32) 의 배면 (35) 측 또한 반경 방향의 외측을 향하여 정지 부재 (46) 로부터 돌출되어 형성되어 있다.

상기 구성에 의하면, 최소 클리어런스부 (16) 의 클리어런스 폭 방향이 반경 방향을 따르고 있기 때문에, 날개차 (32) 가 축 방향으로 어긋나도, 최소 클리어런스부 (16) 의 클리어런스 폭은 영향을 잘 받지 않는다. 따라서, 날개차 (32) 의 축 방향 위치의 어긋남에 의한 시일 성능 저하를 억제할 수 있다.

도 7 에 나타내는 바와 같이, 다른 실시형태에 있어서, 래버린스 시일 (10) 의 제 1 볼록부 (11) 의 선단에는 시일 끝쪽 (11a) 이 형성되어 있다. 또, 최소 클리어런스부 (16) 는, 제 1 볼록부 (11) 의 시일 끝쪽 (11a) 과 제 2 볼록부 (12) 의 반경 방향의 외측의 면 사이에 형성되어 있다.

구체적 구성예로서, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 내측의 면, 및 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 외측의 면은, 축 방향에 대하여 경사져 형성되어 있다. 그 때, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 내측의 면, 및 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 외측의 면은, 반경 방향 외측에서 내측을 향함에 따라, 축 방향에 있어서 날개차 (32) 의 입구측에서 멀어지는 방향으로 경사져 있어도 된다. 또, 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 내측의 면과 제 1 볼록부 (11) 의 반경 방향의 외측의 면의 경사 각도는 상이해도 된다. 이 경우, 제 1 볼록부 (11) 는, 날개차 (32) 의 배면 (35) 측의 기부보다 정지 부재 (46) 측의 선단부 쪽이, 반경 방향에 있어서의 폭이 크게 되어 있다. 또, 제 1 볼록부 (11) 는, 반경 방향에 있어서의 모서리부에 R 가 부여되어 있어도 되고, 모서리부가 테이퍼상으로 모따기되어 있어도 된다. 이로써, 경량화의 관점에서 알루미늄 합금 등의 재료로 형성되는 경우, 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편, 제 2 볼록부 (12) 는, 반경 방향의 내측의 면 및 외측의 면이 모두 축 방향을 따라 형성되어 있고, 이들 면이 서로 평행이다. 또, 제 2 볼록부 (12) 도, 반경 방향에 있어서의 모서리부에 R 이 부여되어 있어도 되고, 모서리부가 테이퍼상으로 모따기되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 날개차 (32) 측의 제 1 볼록부 (11) 의 시일 끝쪽 (11a) 과 정지 부재 (46) 의 제 2 볼록부 (12) 의 직경 방향 외측의 면 사이에 형성되는 최소 클리어런스부 (16) 를 통과한 유체를, 날개차 (32) 의 배면 (35) 을 향하게 할 수 있다. 이로써, 래버린스 시일 (10) 을 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 저감시켜, 날개차 (32) 의 온도 상승을 억제할 수 있다.

이 경우, 제 1 볼록부 (11) 의 선단에는 시일 끝쪽 (11a) 이 형성되어 있고, 최소 클리어런스부 (16) 는, 제 1 볼록부 (11) 의 시일 끝쪽 (11a) 과 제 2 볼록부 (12) 의 반경 방향의 외측의 면 사이에 형성된다.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 래버린스 시일 (10) 에 의하면, 래버린스 시일 (10) 을 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 저감시켜, 날개차 (32) 의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 날개차 (32) 의 고온화에서 기인한 크리프 수명의 저하를 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 원심 압축기에 의하면, 래버린스 시일 (10) 을 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 저감시켜, 날개차 (32) 의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 날개차 (32) 의 고온화에서 기인한 크리프 수명의 저하를 억제할 수 있고, 원심 압축기의 고압력비화를 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 과급기 (1) 에 의하면, 래버린스 시일 (10) 을 통과하는 유체에서 날개차 (32) 로의 입열량을 저감시킴으로써, 원심 압축기의 고압력비화가 실현 가능해지고, 과급기 (1) 의 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지는 않으며, 상기 서술한 실시형태에 변형을 부가한 형태나, 이들 형태를 적절히 조합한 형태도 포함한다.

상기 실시형태에서는 일례로서, 래버린스 시일 (10) 이 과급기 (1) 에 있어서의 원심 압축기 (3) 에 적용된 경우에 대해 설명하였지만, 래버린스 시일 (10) 의 적용처는 과급기의 원심 압축기 (3) 에 한정되는 것이 아니며, 다른 원심 압축기에 사용되어도 된다.

또, 상기 실시형태에서는 일례로서, 원심 압축기의 적용처로서 과급기 (1) 에 대해 설명하였지만, 본 실시형태에 관련된 원심 압축기의 적용처는 이것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어,「반경 방향」,「어느 방향으로」,「어느 방향을 따라」,「평행」,「직교」,「중심」,「동심」혹은「동축」등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리로 상대적으로 변위된 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들어,「동일」,「동등한」및「균질」등의 사물이 동등한 상태임을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능이 얻어지는 정도의 차이가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.

한편, 일 구성 요소를「구비한다」,「포함한다」, 또는「갖는다」라는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.

1 : 과급기
2 : 터빈
3 : 원심 압축기
4 : 베어링대
5 : 로터
10 : 래버린스 시일
11 : 제 1 볼록부
11a, 12a : 시일 끝쪽
12 : 제 2 볼록부
15 : 유로
16 : 최소 클리어런스부
21 : 터빈 케이싱
24 : 동익
31 : 압축기 케이싱
32 : 날개차
33 : 허브
35 : 배면
41 : 트러스트 베어링
42 : 래디얼 베어링
43 : 래디얼 베어링
44 : 윤활유 공급 통로
46 : 정지 부재
50 : 래버린스 시일
51 : 유로
52 : 제 1 볼록부
53 : 제 2 볼록부
54 : 최소 클리어런스부
55 : 팽창 영역
56 : 벽면
O : 회전축

Claims

날개차와, 상기 날개차의 배면측에 형성되는 정지 부재를 구비하는 원심 압축기에 사용되는 래버린스 시일로서,
상기 날개차의 배면 상의 둘레 방향을 따라 각각 형성되는 복수의 제 1 볼록부와,
인접하는 상기 제 1 볼록부 간에 선단부가 침입하도록 상기 정지 부재에 둘레 방향을 따라 형성되는 복수의 제 2 볼록부를 구비하고,
상기 날개차의 배면과 상기 정지 부재 사이에는, 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부 사이에 형성되는 복수의 최소 클리어런스부를 포함하는 래비린스상의 유로가 형성되어 있고,
상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부 사이에 형성되는 최소 클리어런스부를 통과하는 흐름의 흐름 방향에 있어서, 상기 최소 클리어런스부의 상류측에 상기 정지 부재가 위치하고, 상기 최소 클리어런스부의 하류측에 상기 날개차의 상기 배면이 위치함과 함께,
상기 래버린스 시일은, 상기 날개차의 상기 배면과 상기 정지 부재 사이를 반경 방향의 내측을 향하는 상기 흐름을 시일하도록 구성되고,
상기 최소 클리어런스부는, 상기 제 1 볼록부의 선단과 상기 제 2 볼록부 사이, 또는 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부의 선단 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 래버린스 시일.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 볼록부의 선단에는 시일 끝쪽이 형성되어 있고,
상기 최소 클리어런스부는, 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부의 상기 시일 끝쪽 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 래버린스 시일.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 볼록부는, 상기 원심 압축기의 축 방향을 따라 연장되는 시일면을 형성하고 있고,
상기 제 2 볼록부는, 상기 날개차의 상기 배면측 또한 상기 반경 방향의 외측을 향하여 상기 정지 부재로부터 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 래버린스 시일.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 볼록부의 선단에는 시일 끝쪽이 형성되어 있고,
상기 최소 클리어런스부는, 상기 제 1 볼록부의 상기 시일 끝쪽과 상기 제 2 볼록부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 래버린스 시일.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 볼록부의 상기 반경 방향의 외측의 면은, 상기 원심 압축기의 축 방향을 따라 연장되는 시일면을 형성하고 있고,
상기 제 1 볼록부는, 상기 정지 부재측 또한 상기 반경 방향의 내측을 향하여 상기 날개차의 상기 배면으로부터 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 래버린스 시일.
유체가 반경 방향으로 흐르는 날개차와,
상기 날개차의 배면측에 형성되는 정지 부재와,
상기 날개차의 상기 배면과 상기 정지 부재 사이에 형성되는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 래버린스 시일을 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 압축기.
제 6 항에 기재된 원심 압축기와,
내연 기관의 배기 가스에 의해 구동되어, 상기 원심 압축기를 구동하도록 구성된 터빈을 구비하는 것을 특징으로 하는 과급기.