KR20180019738A - 컴프레서 휠 및 컴프레서 휠의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휠 전측(6), 휠 후측(11) 및 휠 허브(3)를 갖는, 폴리머 재료로 구성된 고속 컴프레서용 컴프레서 휠로서, 휠 전측(6)은 곡률을 가지며, 이에 의해 휠 전측(6)의 외주(15)를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 휠 전측(6)의 표면 사이의 거리가 외주(15)에서 휠 허브(3) 쪽으로 증가하고, 안내 날개(7)가 휠 전측(6)에 배치되는 것인 컴프레서 휠에 관한 것이다. 휠 허브(3)는 휠 후측(11)에서 축 방향으로 돌출하고, 보강 립(13)이 휠 허브(3)에서 외주(15) 쪽으로 연장되며, 휠 후측(11)의 외주(15)를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 보강 립(13)의 트레일링 가장자리(19) 사이의 거리가 휠 후측(11)의 외주(15)에서 휠 허브(3) 쪽으로 증가한다. 본 발명은 또한 컴프레서 휠의 용도에 관한 것이다.

Description

컴프레서 휠 및 컴프레서 휠의 용도
본 발명은 휠 전측, 휠 후측 및 휠 허브를 갖는, 폴리머 재료로 구성된 고속 컴프레서용 컴프레서 휠로서, 휠 전측이 곡률을 가지며, 이에 의해 휠 전측의 외주를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 휠 전측의 표면 사이의 거리가 외주에서 휠 허브 쪽으로 증가하고, 안내 날개가 휠 전측에 배치되는 것인 컴프레서 휠에 관한 것이다.
컴프레서 휠은 예를 들면, 내연 기관의 전동 컴프레서에서 또는 가전 기기, 예를 들어 백리스(bagless) 진공 청소기에서 사용된다. 특히 내연 기관용 컴프레서의 경우, 컴프레서 휠은 발생하는 고온 및 고속 회전으로 인해 현재 금속으로 제조된다. 그러나, 이들은 플라스틱에 비해 높은 밀도를 가지며 따라서 또한 비교적 높은 질량을 갖는다. 그러나, 이는 컴프레서 휠에 작용하는 높은 힘을 유도하며, 이와 관련하여, 컴프레서 휠에 대해 요구되는 높은 구동 토크를 야기한다.
모터 또는 엔진의 필요한 시동 전력을 줄이기 위해, 따라서 개별 구성 요소의 질량을 줄이는 것이 바람직하다. 플라스틱을 금속 재료 대신 사용하는 것이 이러한 목적에 적합한 것 같다. 특히 고속 컴프레서 휠의 경우, 그러나, 고성능 플라스틱을 사용하더라도 금속 재료의 내구성을 달성할 수 없다. 그 이유는 최대 250,000 rpm의 높은 회전 속도에서 발생하는 원심력으로 인한 전 구성 요소에서 매우 높은 굽힘 응력 때문이다.
전동 컴프레서가 내연 기관의 동력을 높이고 연료를 절약하는 추가 장비로서 점점 더 많이 사용되고 있기 때문에 저 질량의 컴프레서 휠에 대한 요구가 증가하고 있다. 이와 관련하여, 전동 컴프레서가 엔진과 함께 연속적으로 작동하지 않는다는 사실로 인해 고 내구성의 컴프레서 휠을 사용할 필요가 있다.
백리스 진공 청소기 부문에서, 폴리에테르에테르케톤(PEEK)의 컴프레서 휠이 사용될 수 있다는 것이 이미 알려져 있다. 이러한 종류의 컴프레서 휠은 예를 들어 문헌[Konstruktion & Engineering, ke 04/2005, page 86]에 기재되어 있다. 나아가, 문헌[Motortechnische Zeitschrift, September 2009, Volume 70, Issue 9, pages 652 to 656]은 PEEK로부터 컴프레서 휠의 제조 계획을 드러내고 있다. 그러나, 발생하는 온도 때문에 엔진을 제작할 때 상대적으로 높은 압축 터보차저의 영역에서는 사용할 수 없다는 점도 여기에서 설명하고 있다.
예를 들면 자동차에서, 내연 기관용 컴프레서 휠이 WO-A 2004/016952에 기재되어 있다. 컴프레서 휠은 플라스틱 재료로 컴프레서 휠을 제조할 수 있도록 하기 위해 후측에 립(rib)을 포함한다. WO-A 2004/016952에 도시된 배기-가스 터보차저의 형태로 인해, 컴프레서 휠은 하방으로 돌출된 후측 상의 부분이 없을 필요가 있다. 그러나, 특히 높은 회전 속도에서 이러한 설계는 작동 중에 컴프레서 휠과 하우징의 충돌이 발생할 수 있는 바람직하지 않은 변형을 초래한다는 것을 보여주었다.
따라서, 본 발명의 목적은 저 질량을 가지며, 특히 터보 컴프레서에서 발생하는 높은 회전 속도 및 온도에서 높은 내구성으로 작동될 수 있는 컴프레서 휠을 제공하는 것이다.
이 목적은 휠 전측, 휠 후측 및 휠 허브를 갖는, 폴리머 재료로 구성된 고속 컴프레서용 컴프레서 휠로서, 휠 전측이 곡률(curvature)을 가지며, 이에 의해 휠 전측의 외주를 통해 방사상으로(radially) 연장되는 평면과 휠 전측의 표면 사이의 거리가 외주에서 휠 허브 쪽으로 증가하고, 안내 날개가 휠 전측에 배치되며, 휠 허브가 휠 후측에서 축 방향으로 돌출하고, 보강 립이 휠 허브에서 외주 쪽으로 연장되며, 휠 후측의 외주를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 보강 립의 트레일링 가장자리 사이의 거리가 휠 후측의 외주에서 휠 허브 쪽으로 증가하는 것인 컴프레서 휠에 의해 달성된다.
휠 후측의 보강 립은 컴프레서 휠의 모든 부분이 실질적으로 동일한 벽 두께로 구현될 수 있다는 이점을 갖는다. 이에 따라, 특히 플라스틱으로 제조하는 경우에, 수축으로 인한 캐비티 형성 및 치수 불량을 초래할 수 있는, 허브를 향한 방향으로 큰 벽 두께를 갖는 컴프레서 휠을 구현하는 것을 피할 수 있다. 수축 및 이와 관련된 치수 부정확성은 컴프레서 휠 작동 중에 불균일한 작동 및 손상을 초래할 수 있다. 폴리머 내의 캐비티는 폴리머가 균일하게 힘을 흡수할 수 없기 때문에 불안정해진다.
본 발명과 관련하여 "휠 후측에서 축 방향으로 돌출하다"는 휠 허브의 축 방향 단부가 안내 날개로부터 먼 측에서 볼 수 있다는 것을 의미하며, 여기서 휠 후측은 안내 날개가 배치되지 않은 컴프레서 휠의 측이다. 이를 위해, 휠 허브의 하단부, 컴프레서 휠의 최대 외주부 및 휠 허브의 상단부가 축 방향으로 서로 추종한다.
휠 허브가 휠 후측에서 축 방향으로 돌출하고 보강 립이 휠 허브에서 외주 쪽으로 연장되며, 휠 후측의 외주를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 보강 립의 트레일링 가장자리 사이의 거리가 휠 후측의 외주에서 휠 허브 쪽으로 증가하는 그러한 방식의 구성을 통해, 선택된 플라스틱에 따라, 최대 200℃의 고온에서조차, 놀랍게도, 컴프레서 휠의 안정되고 내구성 있는 작동을 허용하는 안정성이 달성된다. 특히, 고속 회전으로 인해 발생하는 굽힘 응력을 흡수할 수 있고, 컴프레서 휠이 손상되지 않는다. 높은 회전 속도에서의 낮은 변형은 낮은 누설 유동만이 발생하는 추가의 긍정적 효과를 가지며 이에 따라 컴프레서의 효율이 거의 저하되지 않는다.
립을 사용한 구성은 컴프레서 휠의 각 섹션의 벽 두께가 100% 넘게 차이가 나지 않는 추가 이점을 갖는다. 이는 폴리머계 재료의 과도한 수축 및 이로 인한 컴프레서 휠의 원치않은 변형의 발생없이 폴리머계 재료로부터 컴프레서 휠의 제조를 가능하게 한다. 게다가, 가능한 얇은 벽 두께로 인해, 폴리머 재료의 냉각 동안 캐비티가 발생하지 않는다. 따라서, 생산 관련 약점이 없고 컴프레서 휠의 치수에서 단지 작은 공차를 갖는 안정한 컴프레서 휠이 얻어진다.
보강 립은 직선형 또는 곡선형의 트레일링 가장자리를 가질 수 있다. 트레일링 가장자리가 곡선형이면, 트레일링 가장자리는 외측에서 허브 쪽으로 오목하게 연장된다. 이러한 곡률은, 트레일링 가장자리가 외주를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 교차하지 않는 정도이면 특히 바람직하다. 대안으로는, 트레일링 가장자리를 외주에서 허브 쪽으로 선형으로, 다시 말해 곡률이 없도록 만들 수 있다. 그러나, 곡률을 갖는 트레일링 가장자리의 구성이 바람직하다. 이 경우에, 곡률은 원호, 타원, 파라볼릭 또는 하이퍼파라볼릭의 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에서, 휠 허브는 휠 후측에서 콘센트릭 링에 의해 둘러싸이고, 보강 립은 휠 허브와 콘센트릭 링 사이에서 그리고 콘센트릭 링에서 외주 쪽으로 연장된다. 휠 허브의 주위에 연장되는 휠 허브와 동심인 링은 컴프레서 휠의 추가의 보강을 가능하게 한다. 여기서, 콘센트릭 링은 휠 후측의 휠 허브와 같이 축 방향으로 최대한 멀리 돌출된다. 콘센트릭 링은, 외주로부터 콘센트릭 링까지 그리고 콘센트릭 링으로부터 휠 허브까지 연장되는 보강 립과 같은 높이로 끝나는 그러한 정도로 휠 후측에서 돌출하는 것이 특히 바람직하다. 콘센트릭 링과 휠 허브 사이의 보강 립은 컴프레서 휠의 축에 수직으로 방사상으로 연장되는 트레일링 가장자리를 갖는 것이 바람직하다.
특히 휠 허브의 직경이 작고 이에 대응하여 휠 허브의 외주가 작은 경우에, 휠 허브와 콘센트릭 링 사이의 보강 립의 수가 콘센트릭 링에서 외주 쪽으로 연장되는 보강 립의 수보다 작은 것이 바람직하다. 여기서, 보강 립의 수가 적을수록, 립 사이의 거리가 모든 립이 외주로부터 휠 허브까지 연장되는 경우보다 더 크게 될 수 있기 때문에 보다 단순한 제조를 위해 특히 바람직하다.
나아가, 콘센트릭 링은 추가의 콘센트릭 링이 없는 구성과 비교하여 립의 총 개수를 증가시키며 이에 따라 안정성을 더욱 개선한다. 이는 컴프레서 휠의 림에서 발생하는 진동을 줄이고 그에 따라 작동 동안 컴프레서 휠을 둘러싼 하우징과 컴프레서 휠이 충돌하는 것을 방지하기 위해 고속 회전 컴프레서 휠, 즉 50,000 min-1을 넘는 회전 속도로 작동되는 컴프레서 휠의 경우에 특히 필요하다.
보다 적은 수의 보강 립이 휠 허브와 콘센트릭 링 사이에 제공된다면, 휠 허브와 콘센트릭 링 사이의 보강 립의 수가 콘센트릭 링과 컴프레서 휠의 외주 사이의 보강 립의 수의 절반인 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 휠 허브와 콘센트릭 링 사이의 보강 립은 외주로부터 콘센트릭 링으로 연장되는 각각의 제2 보강 립의 연장부를 형성한다.
보강 립은 직선형 또는 곡선형으로 제조될 수 있고 방사(반경) 방향에 대해 0 내지 45°범위의 각으로 정렬된다. 립은 바람직하게는 0 내지 30°범위의 각으로 정렬되고, 특히 바람직하게는 0 내지 15°범위의 각으로 정렬된다. 립이 방사상으로, 다시 말해 방사 방향에 대해 0°의 각으로 정렬되는 것이 특히 바람직하다.
콘센트릭 링이 제공되면, 휠 허브와 콘센트릭 링 사이의 보강 립이 방사 방향으로 정렬되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 콘센트릭 링과 외주 사이의 보강 립은 0°와 다른 각으로 연장될 수 있다. 게다가, 보강 립은 직선형 또는 곡선형일 수 있다.
그러나, 모든 보강 립이 방사 방향으로 연장되는 것이 특히 바람직하며, 이 경우에도, 보강 립은 직선형 또는 곡선형일 수 있다.
보강 립의 곡선형 프로파일의 경우에, 예를 들면, 보강 립이 외주로부터 곡선형 또는 s자 형상으로 연장될 수 있다. 그러나, 제조상의 이유로 보강 립의 직선형 프로파일이 바람직하다.
금속, 세라믹 또는 폴리머가 컴프레서 휠을 위한 재료로서 사용될 수 있다. 낮은 중량으로 인해, 플라스틱이 재료로서 바람직하게 사용된다. 특히 컴프레서 휠이 자동차용 엔진에서 터보 컴프레서에 사용되는 경우, 재료가 충분히 온도 안정성, 바람직하게는 최대 200℃의 온도에서 안정성일 필요가 있다. 그럼에도 불구하고, 적용에 관계없이 컴프레서 휠을 위한 재료로서 동일한 폴리머가 바람직하게 사용된다. 이와 관련하여 온도 안정성 열가소성 재료와 온도 안정성 열경화성 재료를 모두 사용할 수 있다.
컴프레서 휠을 제조하는데 사용되는 적합한 폴리머 재료는 바람직하게는 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리설폰(PSU), 폴리페닐렌설폰(PPSU), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리아미드(PA), 폴리에테르설폰(PESU), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에폭시 수지(EP) 및 폴리에스테르로부터 선택된다.
적합한 폴리아릴에테르케톤은 예를 들면 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아크릴에테르케톤에테르케톤케톤(PEKEKK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK) 또는 폴리에테르에테르케톤케톤(PEEKK)이다.
폴리아미드가 폴리머로서 사용되면, 폴리아미드는 바람직하게는 PA 46, PA 6, PA 66, PA 6/6T, PA 610, PA 11 및 PA 12로부터 선택된다.
이와 관련하여, 폴리아릴에테르케톤 또는 폴리에테르설폰이 폴리머로서 특히 바람직하다.
폴리머 재료로 제조된 컴프레서 휠에 대한 충분한 안정성을 얻기 위해서는,폴리머 재료가 보강되는 것이 바람직하다. 파우더 형태의 충전제와 섬유 형태의 충전제 둘 모두가 여기서 사용될 수 있다. 섬유 형태의 충전제의 경우, 특히 장섬유 또는 단섬유가 사용된다. 이와 관련하여, 1.7 내지 10 mm 범위의 길이를 갖는 섬유는 장섬유로서 지칭되고 0.01 내지 1.7 mm 범위의 길이를 갖는 섬유는 단섬유로서 지칭된다. 단섬유가 사용되든 장섬유가 사용되든 상관없이, 섬유 직경은 바람직하게는 5 내지 20 ㎛ 범위이다. 유리 섬유가 사용되면, 섬유 직경이 바람직하게는 10 내지 20 ㎛ 범위이지만, 탄소 섬유의 경우, 섬유 직경은 바람직하게는 5 내지 10 ㎛ 범위이다.
파우더 형태의 충전제는 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다. 파우더 형태의 적합한 충전제는 예를 들면 탈크, 흑연, 탄산칼슘, 불화칼슘, 산화아연, 규회석, 산화마그네슘 및 카올린이다.
섬유 형태의 적합한 충전제는 유리 섬유, 탄소 섬유, 미네랄 섬유 또는 아라미드 섬유이다. 탄소 섬유 또는 유리 섬유가 이러한 관점에서 특히 바람직하다. 여기서, 탄소 섬유는 바람직하게는 5 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며, 밀링된 탄소 섬유가 사용되는 경우에는 50 내지 500 ㎛ 범위의 길이를 갖고 쵸핑된 탄소 섬유가 사용되는 경우에는 1 내지 5 mm 범위의 길이를 갖는다. 이와 관련하여, 상이한 섬유 길이의 임의의 원하는 혼합비의 혼합물, 예를 들어 50 내지 250 ㎛ 범위의 길이를 갖는 일부와 3 내지 5 mm 범위의 길이를 갖는 일부의 혼합물을 사용할 수도 있다.
유리 섬유가 사용된다면, 이들은 바람직하게는 10 내지 14 ㎛ 범위의 직경을 가지며 밀링된 유리 섬유를 사용하는 경우 50 내지 250 ㎛ 범위의 길이를 가지고 쵸핑된 유리 섬유를 사용하는 경우에는 3 내지 5 mm 범위의 길이를 갖는다. 여기서 또한, 상이한 섬유 길이의 임의의 원하는 혼합비의 혼합물, 예를 들어 50 내지 250 ㎛ 범위의 길이를 갖는 일부와 3 내지 5 mm 범위의 길이를 갖는 일부의 혼합물의 사용이 가능하다.
폴리머의 성질을 조절하기 위해, 섬유 또는 파우더 형태의 충전제 이외에 추가 첨가제를 첨가할 수 있다. 통상적으로 사용되는 첨가제는 예를 들면, 경화제, 가교제, 가소제, 촉매, 인성 개질제, 접착 촉진제, 충전제, 몰드 이형제, 다른 폴리머와의 블렌드, 안정화제 또는 이들 성분 중 2 이상의 혼합물이다. 폴리머의 성질을 조절하기 위해 사용될 수 있는 첨가제 또는 경우에 따라 또한 코모노머가 당업자에게 알려져 있다.
본 발명에 따른 컴프레서 휠은 예를 들면 배기 터보차저, 엔진용 전동 컴프레서, 진공 청소기, 송풍기, 컴프레서, 팬 또는 증기 추출 후드에서의 컴프레서 휠로서 적합하다.
본 발명의 실시양태가 도면에 도시되어 있으며, 하기의 상세한 설명에서 보다 상세하게 설명된다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 컴프레서 휠의 측면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 컴프레서 휠을 통한 단면을 도시하고,
도 3은 휠 허브와 휠 본체의 묘사를 도시하고,
도 4 내지 7은 휠 후측의 보강 립의 다양한 구성을 도시한다.
본 발명에 따른 컴프레서 휠은 도 1에서 측면도로 도시된다.
컴프레서 휠(1)은 휠 허브(3) 및 휠 본체(5)를 포함한다. 안내 날개(7)가 휠 후측(6)의 휠 본체(5)에 정렬된다. 안내 날개(7)는 컴프레서 휠의 작동 동안 압축되어질 가스가 컴프레서 휠(1)의 상단부(9)의 방향으로 가장 큰 직경을 갖는 측으로부터 수송되는 그러한 방식으로 형상을 이룬다. 이를 위해, 컴프레서 휠(1)은 보통 분당 수천 회전의 회전 속도로 일반적으로 회전한다. 이에 따라, 예를 들면, 자동차 엔진의 전동 컴프레서에서 사용하는 경우, 예를 들면 최대 100,000 rpm의 회전 속도에 도달할 수 있다. 여기서, 안내 날개(7)의 구성 및 형상은 상응하는 컴프레서 휠에 대해 일반적인 통상의 형상에 상응하며 당업자에게 알려져 있다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 안내 날개(7)는 스웹트, s자 형상 프로파일 및 변화 방향을 가지며, 여기서 안내 날개(7)는 상단부(9)의 영역에서, 가장 큰 원주의 영역에서 축 방향으로 및 타 단부에서 방사 방향으로 정렬된다.
본 발명에 따르면, 휠 후측(11)에는 안내 날개로부터 멀리 마주하는 보강 립(13)이 배치된다. 보강 립(13)은 외주(15)에서 휠 허브(3) 쪽으로 연장된다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 휠 허브(3)는 휠 후측(11)에서 축 방향으로 돌출하고, 보강 립(13)은 휠 허브(3)의 하단부(17)로 연장된다. 여기에 도시된 실시양태에서, 보강 립은 곡선형의 트레일링 가장자리(19)를 갖는다. 이 경우에, 프로파일은 외주(15)의 영역에서 최소 구배 및 휠 허브(3)의 영역에서 최대 구배를 갖는 오목 형상이다.
여기에 도시된 보강 립(13)의 트레일링 가장자리(19)의 오목형 프로파일 이외에, 예를 들면, 선형 프로파일이 또한 가능하다. 곡선형 프로파일은 원형 세그먼트, 파라볼릭, 타원 또는 하이퍼볼릭의 형태일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 원형 세그먼트 형태의 프로파일이 바람직하다.
도 1에 도시된 컴프레서 휠을 통한 단면이 도 2에 도시된다.
여기서, 휠 본체(5)가 외주(15)로부터 상단부(17) 방향으로 곡선을 이루는 것을 확인할 수 있다. 컴프레서 휠(1)가 폴리머 재료로 제조될 때 수축으로 인한 캐비티 및 왜곡을 야기할 수 있는 큰 벽 두께를 피하기 위해, 휠 본체는 실질적으로 일정한 두께를 갖는 곡선형 벽의 형태이다. 휠의 충분한 안정성을 얻기 위해, 보강 립(13)이 제공된다.
도 2에 도시된 실시양태에서는, 휠 허브가 휠 전측의 영역에서보다 휠 후측(11)의 영역에서 보다 작은 내부 직경(21)을 갖는다. 이 경우, 휠 허브의 내부 직경은 급격히 확장되면서 증가한다.
보강 립(13) 이외에, 컴프레서 휠(1)은 휠 허브(3)를 둘러싸는 콘센트릭 링(23)을 갖는다. 보강 립(13)은 초기에 외주(15)로부터 콘센트릭 링(23)까지 연장되고, 거기서부터, 휠 허브(3) 쪽으로 계속 연장된다. 이 경우, 외주(15)로부터 콘센트릭 링(23)까지의 보강 립(13)의 수는 콘센트릭 링(23)과 휠 허브(3) 사이의 보강 립의 수보다 더 클 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 갑작스런 확장을 수반하는 휠 허브(3)의 설계와 별도로, 일정한 직경을 갖는 휠 허브(3)를 또한 설계할 수 있다. 이는 도 3에서 예시적으로 확인할 수 있다. 여기서, 도 3은 보다 단순화시키기 위해 휠 허브(3)와 휠 본체(5)만을 도시한다. 휠 허브가 휠 후측에서 돌출하는 길이는 IRR로서 표시된다. 여기서 또한, 휠 본체(5)는 외주(15)로부터 휠 허브(3)의 상단부(9)로 오목한 곡률로 연장된다.
도 4 내지 7에서는, 휠 후측(11)의 보강 립(13)의 가능한 다양한 프로파일이 도시된다.
도 4는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 보강 립(13)의 프로파일을 도시한다. 여기서, 보강 립(13)은 방사 방향으로 선형으로 연장된다. 여기서 도시된 변형예로서, 휠 허브(3)는 콘센트릭 링(23)에 의해 둘러싸인다. 이 경우, 보강 립(13)은 외주(15)로부터 콘센트릭 링(23)으로 연장된다. 각각의 제2 보강립(13)이 콘센트릭 링(23)에서부터 휠 허브(3)로 추가로 연장된다. 콘센트릭 링(23)과 휠 허브(3) 사이의 감소된 수의 보강 립(13)으로 인해, 개개 보강 립(13) 간의 거리는 모든 보강 립(13)이 휠 허브(3)로 연장되는 경우보다 더 크다. 이는 특히 컴프레서 휠(1)의 제작에 도움이 된다.
도 5는 콘센트릭 링(23)과 휠 허브(3) 사이의 보강 립(25)이 방사 방향으로 선형으로 연장되고 외주(15)로부터 콘센트릭 링(23)까지 연장되는 보강 립이 곡선형인 보강 립의 배열을 도시한다. 여기에 도시된 실시양태에서, 보강 립은 약한 S자 형상을 갖는다.
도 6에 도시된 형상과 관련하여, 보강 립(13)은 원형 세그먼트의 형태로 연장되며, 도 7에 도시된 실시양태에서, 이들은 마찬가지로 s자 형상으로 연장된다.
도 6 및 7에 도시된 보강 립(13)의 형상과 관련하여, 콘센트릭 링(23)을 부가적으로 제공할 수도 있다.
도 1의 립의 방사 방향 경로에 대한 대안으로, 보강 립이 방사 방향에 대해 각을 갖도록 구현될 수도 있다. 이는 곡선형 프로파일에서도 가능하며, 여기서 각도는 양측 사이에 연속선을 그림으로써 결정되고, 각도는 연속선과 방사 방향 사이에서 정해진다.
본원에 도시된 형상 이외에, 보강 립은 또한 예를 들어 물결 형상 또는 지그재그 형상인 다른 프로파일을 취할 수 있으며,이 경우에도 실질적으로 방사 방향 경로 또는 방사 방향에 대한 각을 이룬 경로가 가능하다.
부재 번호 리스트
1 컴프레서 휠
3 방사형 허브
5 휠 본체
6 휠 전측
7 안내 날개
9 상단부
11 휠 후측
13 보강 립
15 외주
17 하단부
19 트레일링 가장자리
21 휠 후측의 영역에서 휠 허브의 내부 직경
23 콘센트릭 링
25 콘센트릭 링(23)과 휠 허브(3) 사이의 보강 립
lRR 휠 허브(3)가 휠 후측(11)에서 돌출하는 길이

Claims (10)

  1. 휠 전측(6), 휠 후측(11) 및 휠 허브(3)를 갖는, 폴리머 재료로 구성된 고속 컴프레서용 컴프레서 휠로서, 휠 전측(6)이 곡률을 가지며, 이에 의해 휠 전측(6)의 외주(15)를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 휠 전측(6)의 표면 사이의 거리가 외주(15)에서 휠 허브(3) 쪽으로 증가하고, 안내 날개(7)가 휠 전측(6)에 배치되며, 휠 허브(3)가 휠 후측(11)에서 축 방향으로 돌출하고, 보강 립(13)이 휠 허브(3)에서 외주(15) 쪽으로 연장되며, 휠 후측(11)의 외주(15)를 통해 방사상으로 연장되는 평면과 보강 립(13)의 트레일링 가장자리(19) 사이의 거리가 휠 후측(11)의 외주(15)에서 휠 허브(3) 쪽으로 증가하는 것인 컴프레서 휠.
  2. 제1항에 있어서, 보강 립(13)이 곡선형 트레일링 가장자리(19)를 갖는 것인 컴프레서 휠.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 휠 허브(3)가 휠 후측(11)에서 콘센트릭 링(23)에 의해 둘러싸이고, 보강 립(13)이 휠 허브(3)와 콘센트릭 링(23) 사이에서 그리고 콘센트릭 링(23)에서 외주(15) 쪽으로 연장되는 것인 컴프레서 휠.
  4. 제3항에 있어서, 휠 허브(3)와 콘센트릭 링(23) 사이의 보강 립(25)의 수가 콘센트릭 링(23)에서 외주(15) 쪽으로 연장되는 보강 립(13)의 수보다 적은 것인 컴프레서 휠.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 휠 허브(3)와 콘센트릭 링(23) 사이의 보강 립(25)이 방사 방향으로 정렬되는 것인 컴프레서 휠.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 보강 립(13, 25)이 방사 방향으로 연장되는 것인 컴프레서 휠.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 외주(15) 쪽으로 연장되는 보강 립(13)이 곡선형이거나 s자 형상인 컴프레서 휠.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 재료가 폴리아릴에테르케톤, 폴리설폰, 폴리페닐렌설폰, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 에폭시 수지 및 폴리에스테르로부터 선택되는 것인 컴프레서 휠.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 재료가 섬유 보강된 것인 컴프레서 휠.
  10. 배기 터보차저, 엔진용 전동 컴프레서, 진공 청소기, 송풍기, 컴프레서, 팬 또는 증기 추출 후드에서의 컴프레서 휠로서 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 컴프레서 휠의 용도.
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