KR20200113593A - 배관 직결형 터보압축기 - Google Patents

Abstract

개시되는 배관 직결형 터보압축기는, 고정자와 회전자가 지지되어 수용되는 모터 프레임; 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라 간격을 두고 배치되며, 상기 모터 프레임의 외면을 지나는 유체의 유동을 상기 회전자의 축방향으로 안내하는 축방향 베인; 상기 축방향 베인이 내면에 연결되어 구비되며, 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 감싸는 관체로 구비되는 가이드배관; 상기 유체의 유동방향으로 상기 모터 프레임의 전방에 배치되고 상기 회전자와 결합되어 상기 회전자의 회전에 의해 상기 유체의 흡입 및 압축을 수행하고, 상기 모터 프레임의 외면에 상기 회전자의 축방향으로의 상기 유체의 유동을 형성하는 압축부; 상기 모터 프레임의 외면으로서 상기 축방향 베인의 하류에 구비되며, 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라서 상기 유체의 유동 방향을 마주하도록 형성되고, 상기 모터 프레임의 내부와 연통하도록 구비되는 냉각용 흡입격벽; 및 상기 모터 프레임의 외면으로서 상기 냉각용 흡입격벽의 하류에 구비되며,상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라서 상기 유체의 유동 방향을 향하도록 형성되고, 상기 모터 프레임의 내부와 연통하도록 구비되어 이젝터 효과(Ejector)에 의해 상기 냉각용 흡입격벽을 통해 상기 모터 프레임의 내부에 유입된 유체를 배출시키는 냉각용 토출격벽;을 포함한다.

Description

배관 직결형 터보압축기{Turbo compressor installed in a line with piping}

본 발명(Disclosure)은, 터보압축기에 관한 것으로서, 구체적으로 배관에 직결할 수 있도록 냉각 및 압축 유로 구조를 개선하여 배관손실을 줄이고, 압축 효율을 올리며, 크기를 줄여서 제조원가 및 설치비용을 절감할 수 있는 배관 직결형 터보압축기에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

고압의 생성 또는 고압 유체의 수송에 사용되는 기계로 압축기, 송풍기 또는 팬 등이 사용된다.

이들 사이에 기본적인 구조의 차이는 없으나, 토출 압력, 압축비 및 토출량 등으로 대략적인 구별이 있으며 목적에 따라 선택 사용되고 있다.

일반적으로 압축비와 토출압력 게이지가 낮은 것부터 나열하면, 팬, 송풍기, 압축기 순이다.

터보 압축기('터보 블로워'와 혼용되기도 함)는, 모터의 회전력을 이용하여 임펠러(impeller)를 고속으로 회전하여 외부의 공기를 흡입하여 이를 압축하고 토출시키는 기계를 말하며, 분체 이송용이나 하수처리장 등에서 폭기(爆氣)용으로 사용되고 있다.

터보 압축기는, 임펠러를 회전시키는 모터에서 발생하는 열을 냉각할 필요가 있는데, 통상적으로 임펠러를 회전하는 모터 이외에 별도의 모터를 가져 그 회전력으로 팬 날개를 구동하는 팬(fan)을 설치하여 모터를 냉각하고 있다.

통상 터보 압축기는, 임펠러를 포함하는 원심 압축부와 모터를 포함하는 구동부로 구성되는데, 원심 압축부의 크기가 제어기보다 매우 크기 때문에 모든 구성품을 하나의 패키지(Package)에 담고 있으며, 냉각을 위한 복잡한 구성과 그에 따른 원가 상승이 시장 확장의 걸림돌이 되고 있다.

이와 달리, 축류형 터보팬(Axial Turbo Fan)은 배관에 바로 조립할 수 있는 배관 직결형이 있으나, 압축비와 토출압력 게이지가 낮은 팬(Fan)을 초과하는 압력을 제공하는 블로어(Blower)와 압축기(Compressor)의 경우는 모터의 표면적 대비 발생 열량이 많아 냉각문제를 해결할 수 없는 문제가 있다.

1. 한국등록특허공보 제10-1372320호

본 발명(Disclosure)은, 배관과 인라인(inline)으로 직결할 수 있는 크기로 감소시킨 구조를 가지는 터보 압축기의 제공을 일 목적으로 한다.

본 발명(Disclosure)은, 배관과 인라인(inline)으로 직결된 상태에서 모터의 내외부를 냉각할 수 있는 냉각구조를 가지는 터보 압축기의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기는, 고정자와 회전자가 지지되어 수용되는 모터 프레임; 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라 간격을 두고 배치되며, 상기 모터 프레임의 외면을 지나는 유체의 유동을 상기 회전자의 축방향으로 안내하는 축방향 베인; 상기 축방향 베인이 내면에 연결되어 구비되며, 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 감싸는 관체로 구비되는 가이드배관; 상기 유체의 유동방향으로 상기 모터 프레임의 전방에 배치되고 상기 회전자와 결합되어 상기 회전자의 회전에 의해 상기 유체의 흡입 및 압축을 수행하고, 상기 모터 프레임의 외면에 상기 회전자의 축방향으로의 상기 유체의 유동을 형성하는 압축부; 상기 모터 프레임의 외면으로서 상기 축방향 베인의 하류에 구비되며, 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라서 상기 유체의 유동 방향을 마주하도록 형성되고, 상기 모터 프레임의 내부와 연통하도록 구비되는 냉각용 흡입격벽; 및 상기 모터 프레임의 외면으로서 상기 냉각용 흡입격벽의 하류에 구비되며,상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라서 상기 유체의 유동 방향을 향하도록 형성되고, 상기 모터 프레임의 내부와 연통하도록 구비되어 이젝터 효과(Ejector)에 의해 상기 냉각용 흡입격벽을 통해 상기 모터 프레임의 내부에 유입된 유체를 배출시키는 냉각용 토출격벽;을 포함한다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기에서, 상기 압축부는, 상기 회전자에 결합되어 회전하면서 상기 회전자의 반경방향으로 상기 유체를 가속시키는 임펠러; 상기 임펠러를 지난 상기 유체의 속도를 낮추고 정압을 회복시키는 원심방향 디퓨져; 및 상기 원심방향 디퓨져를 지나는 상기 유체를 상기 회전자와 평행한 축방향으로 변경시키는 축방향 연결부;를 가진다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기에서, 상기 압축부는, 축류형으로 구비된다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기에서, 상기 냉각용 흡입격벽과 상기 냉각용 토출격벽은, 상기 모터 프레임의 외면으로부터 돌출되도록 배치되고, 상기 모터 프레임의 둘레를 따라 연속적으로 또는 간격을 가지며 배치된다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기에서, 상기 냉각용 흡입격벽과 상기 냉각용 토출격벽 중 적어도 하나는, 상기 모터 프레임의 내부에서 상기 고정자의 일측까지 연장되어 상기 모터 프레임의 내부 공간을 구획함으로써, 상기 냉각용 흡입격벽을 통해 유입된 상기 유체가 상기 고정자와 상기 회전자를 지난 후 상기 냉각용 토출격벽을 통해 배출되도록 한다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기에서, 상기 냉각용 흡입격벽은 상기 유체의 유동방향과 마주하는 흡입가이드 홈;과 상기 흡입가이드 홈을 경유하여 상기 모터 프레임의 내부로 흡입되는 흡입구를 가지며, 상기 냉각용 토출격벽은 상기 유체의 유동방향을 향하는 방향으로 배출가이드 홈;과 상기 모터 프레임의 내부와 연통되는 토출구를 가진다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기에서, 상기 유체의 유동방향으로 상기 모터 프레임의 후단에 구비되며, 꼭지점이 상기 유동방향으로 향하는 원뿔형상으로 배치되어 상기 모터 프레임을 지난 상기 유체의 정압을 회복시키는 출구 콘;를 가진다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 배관 직결형 터보압축기에서, 상기 가이드배관의 양단에 연결되어 구비되는 입구배관 및 출구배관;을 가진다.

본 발명에 따르면, 축방향으로 흡입하여 축방향으로 토출하는 축방향 유동의 특성으로 배관에 직접 설치가 가능하므로 설치공간 및 설치비용이 절감되는 이점을 가진다.

본 발명에 따르면, 효율의 측면에서 축방향으로 흡입하여 축방향으로 토출하는 축방향 유동의 특성으로 배관에 직접 설치가 가능하므로 공지의 터보 압축기에 있어서 통상적으로 10%에 달하는 배관 압력손실을 원천적으로 배제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 냉각의 측면에서 고속모터의 내부냉각용 냉각용 흡입격벽을 설치하여 유동의 차압을 발생시키고, 냉각용 토출격벽을 설치하여 이젝터 효과(Ejector)를 이용하여 고속모터의 내부를 냉각 후 배출되는 가스를 버리는 비효율이 없어 높은 효율을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기의 일 실시형태를 보인 도면.
도 2는 도 1의 수직단면도.
도 3은 도 1에서 압축부와 모터 프레임의 외부를 자세히 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기의 설치 예를 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기의 일 실시형태를 보인 도면, 도 2는 도 1의 수직단면도, 도 3은 도 1에서 압축부와 모터 프레임의 외부를 자세히 보인 도면, 도 4는 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기의 설치 예를 보인 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기(100)는, 기존 터보압축기의 크기를 줄여 도 4와 같이 유체의 이송을 위한 배관에 직접 설치(프렌지 또는 그루브조인트(groove joint) 결합)할 수 있도록 개선한 점을 하나의 특징으로 한다.

이를 위해, 기존 터보압축기의 스크롤 대신에 축방향 베인(120)(Axial vane)을 사용하여 유체의 유동방향을 축방향으로 함과 동시에 반경방향 및 회전방향 속도를 정압(Static pressure)으로 변환함으로써, 기존 터보압축기의 최적의 비속도(Specific Speed) 보다 높은 비속도를 사용하여 크기를 줄인 것이다.

구체적으로, 축류압축기 또는 축방향 베인을 적용한 고 비속도(High Specific Speed) 원심압축기를 구비하고, 압축된 유체가 모터 프레임(110)의 외부를 흐르게 하여 확산을 추가로 하고, 출구부에 출구 콘(170)을 설치하여 더욱 정압을 회복시킨 것이다.

한편, 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기의 다른 하나의 특징은, 배관직결의 경우 외부 냉각구조 도입이 불가능하므로, 그 자체에 도입되는 모터 냉각구조를 제안하는 것이다.

이를 위해, 모터 프레임의 외부 표면에 동압(Dynamic pressure)을 정압(Static pressure)로 변경하는 냉각용 흡입격벽(150)을 설치하여 모터 프레임(110) 내부로 유체가 흘러 들어 가게 하여 냉각을 수행하고, 냉각용 토출격벽(160)을 설치하여 이젝터 효과(Ejector)를 이용하여 정압을 더욱 낮추어 냉각 유동이 더욱 많이 발생하도록 돕는다.

이러한 특징에 의해, 터보압축기의 크기를 혁신적으로 줄이고, 유동의 방향을 배관의 방향에 일치되게 하여, 모터의 냉각 효율성은 높이면서도 냉각 구조를 단순하게 하고, 압축기를 위한 독립적인 패키지가 불필요하게 하며, 사용처에 바로 설치할 수 있도록 하여 10%에 달하는 배관손실을 줄여, 더욱 진보된 터보압축기를 구현할 수 있도록 한다.

예를 들어, 0.8기압을 제공하는 터보압축기에서 모터를 냉각하기 위하여 본 발명의 방식을 적용하는 경우, 축방향 베인을 지나는 속도는 30m/s라 하고 압력은 0.6기압이라고 했을 때, 충돌을 통해서 얻을 수 있는 동압(1/2*밀도*속도^2)은 0.0027 기압이며, 모터 냉각유체 출구 쪽에서 이젝터 효과(Ejector, 고속의 가스가 주변 가스를 끌고 지나가는 효과)를 주유동 속도의 절반 정도로 보면 총 0.0034 기압의 압력차를 가지고 냉각을 할 수 있게 된다.

주어진 모터 냉각유체 압력차에 대해서 모터의 내부구조에 의해서 결정되는 압력손실이 모터 냉각유체의 유량을 결정하므로, 더 많은 냉각이 필요하다면 더 높은 속도에서 모터 냉각유체를 추출하도록 유로를 설계해야 하며, 냉각을 줄이고자 한다면 더 속도가 낮은 곳에서 모터 냉각유체를 추출하도록 설계할 수 있다.

따라서, 본 발명은 (1) 유로 내에 냉각용 흡입격벽 및 냉각용 토출격벽으로 구비되는 냉각용 차압 배플(Baffle)을 구비하여 모터 냉각을 수행하며, (2) 축방향 흡입과 토출이 되는 배관 직결형 터보압축기(Turbo Compressor)를 제공한다.

이는 단순함과 회전방향 냉각의 균등함에서 월등할 뿐만 아니라, 냉각 후 압축된 가스를 버리지 않기 때문에 최대 효율을 제공할 수 있다는 점에서도 발명의 가치가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 배관 직결형 터보압축기(100)의 실시형태에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 배관 직결형 터보압축기(100)는, 모터 프레임(110), 축방향 베인(120), 가이드배관(130), 압축부(140), 냉각용 흡입격벽(150) 및 냉각용 토출격벽(160)을 포함한다.

모터 프레임(110)은, 철심과 권선으로 구비되는 고정자(111)와 회전축으로 기능하는 회전자(112)가 지지되어 수용되는 케이싱을 의미한다. 모터 프레임(110)은 그 외면과 가이드배관(130)의 내면 사이에서 유체의 확산을 위해 유체의 유동방향을 기준으로 하류로 갈수록 직경이 선형으로 작아지는 원뿔대(truncated cone) 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 유체는 공기에 한정되지 않으며, 그 외의 가스를 포함하는 의미이다. 또한 본 실시형태에 따른 배관 직결형 터보압축기(100)의 동작을 제어하는 제어부(C)가 구비됨은 물론이다.

축방향 베인(120)은, 모터 프레임(110)의 외면 둘레를 따라 간격을 두고 배치되며, 모터 프레임(110)의 외면을 지나는 유체의 유동을 회전자의 축방향으로 안내하는 구성이다.

축방향 베인(120)은 모터 프레임(110)의 외면 둘레방향으로 볼록 또는 오목하게 굽어진 형상을 가지는데, 이는 회전자를 기준으로 한 회전방향속도를 모두 정압으로 변경하고, 회전자를 기준으로 한 반경방향속도(이는 축방향 연결부를 지나면서 축방향 속도로 변경됨)만을 남기기 위한 것이다.

축방향 베인(120)은, 모터 프레임(110)의 외면으로부터 그 반경방향으로 세워져 구비되며, 그 말단은 가이드배관(130)의 내면에 연결된다.

가이드배관(130)은, 모터 프레임(110)의 외면 둘레를 감싸는 관체로 구비된다.

가이드배관(130)은 후술하는 입구배관(131) 및 출구배관(132)이 양측에 결합되는데, 이들을 일체로 구비하는 것이 제한되지 않는다.

압축부(140)는, 유체의 유동방향으로 모터 프레임(110)의 전방에 배치되며 회전자(112)와 결합되어 회전자(112)의 회전에 의해 유체의 흡입 및 압축을 수행한다.

또한, 본 실시형태에서 압축부(140)는, 모터 프레임(110)의 외면에 회전자(112)의 축방향으로의 유체의 유동을 형성하도록 구비된다.

따라서, 직관적으로 압축부(140)는 축류형으로 구비되는 것으로 한정될 수 있으나, 본 발명에서는 원심압축형으로 구비되는 것을 포함한다.

원심압축형의 경우, 압축부(140)는, 임펠러(141), 원심방향 디퓨져(142), 축방향 연결부(143)를 포함한다.

임펠러(141)는, 회전자(112)에 결합되어 회전하면서 회전자(112)의 반경방향으로 유체를 가속시키는 구성이다.

원심방향 디퓨져(142)는, 임펠러(141)를 지난 유체의 속도를 낮추고 정압을 회복시키는 구성이다. 본 실시형태에서 원심방향 디퓨져(142)는, 모터 프레임(110)의 일 측면으로 제공된다.

축방향 연결부(143)는, 원심방향 디퓨져(142)를 지나는 유체를 회전자(112)와 평행한 축방향으로 변경시키는 구성이다.

축방향 연결부(143)는 유동방향 변경에 의한 압력손실을 고려하여 적절한 곡율의 설계가 필요하다.

여기서, 흡입되는 유체가 임펠러(141)로 유입되도록 안내하며, 유체의 유동방향으로 말단이 축방향 연결부(143)의 연결되는 흡입관(180)이 구비된다.

또한, 흡입관(180)의 입구단에 벨마우스(181)를 설치하여 유량을 계측하여 서지(Surge)를 인식할 수 있도록 하고, 후술하는 출구배관(132)에 방풍밸브(Blow-Off Valve)를 설치하여 서지를 방지할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

냉각용 흡입격벽(150)은, 모터 프레임(110)의 외면으로서 축방향 베인(120)의 하류에 구비되며, 모터 프레임(110)의 외면 둘레를 따라서 유체의 유동 방향을 마주하도록 형성된다.

냉각용 흡입격벽(150)은, 모터 프레임(110)의 외면으로부터 돌출되도록 배치되고, 모터 프레임(110)의 둘레를 따라 연속적으로 또는 간격을 가지며 배치될 수 있다.

또한, 유체가 냉각용 흡입격벽(150)을 경유하여 모터 프레임(110)의 내부로 흡입되도록 모터 프레임(110)의 내부와 연통하도록 구비된다.

이를 위해, 냉각용 흡입격벽(150)은 유체의 유동방향과 마주하는 흡입가이드 홈(151)을 가지며, 유체가 흡입가이드 홈(151)을 경유하여 모터 프레임(110)의 내부로 흡입되는 흡입구(152)를 가지는 것이 바람직하다.

냉각용 토출격벽(160)은, 모터 프레임(110)의 내부를 냉각한 유체가 배출될 수 있도록 가이드하는 구성으로서, 모터 프레임(110)의 외면으로서 냉각용 흡입격벽(150)의 하류에 구비되며, 모터 프레임(110)의 외면 둘레를 따라서 유체의 유동 방향을 향하도록 형성된다.

냉각용 토출격벽(160)은, 모터 프레임(110)의 내부와 연통하도록 구비되어 이젝터 효과(Ejector)(모터 프레임(110)의 외부를 흐르는 고압의 주유동에 의해 모터 프레임(110) 내부의 유체를 배출시키는 효과)에 의해 냉각용 흡입격벽(150)을 통해 모터 프레임(110)의 내부에 유입된 유체를 배출시키게 된다.

냉각용 토출격벽(160)은, 냉각용 흡입격벽(150)과 같이, 모터 프레임(110)의 외면으로부터 돌출되도록 배치되고, 모터 프레임(110)의 둘레를 따라 연속적으로 또는 간격을 가지며 배치될 수 있다.

또한, 냉각용 토출격벽(160)은 유체의 유동방향을 향하는 방향으로 배출가이드 홈(161)을 가지며, 모터 프레임(110)의 내부와 연통되는 토출구(162)를 가지는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서, 냉각 요구 조건을 만족시킬 수 있는 속도를 제공하는 곳에 냉각용 유체를 추출할 곳을 선정하여 냉각용 흡입격벽(150)과 냉각용 토출격벽(160)을 설치하고, 냉각요구 정도에 따라 면적을 설계해야 한다.

또한, 냉각용 흡입격벽(150)과 냉각용 토출격벽(160)을 하나의 부품으로 만들면 더욱 높은 효율을 얻을 수 있다.

냉각용 유체의 실질적 활용, 즉 냉각 유로의 구성은 구체적인 모터의 설계에 따라 다양하게 응용이 가능하며, 필요한 차압을 최소화하여 냉각 효율을 최적화하는 것은 설계자의 영역이며, 본 발명에서 제한되지 않는다.

한편, 본 실시형태에서, 냉각용 흡입격벽(150)과 냉각용 토출격벽(160) 중 적어도 하나는, 모터 프레임(110)의 내부에서 고정자(111)의 일측까지 연장되어 모터 프레임(110)의 내부 공간을 구획하도록 구비된다.

이에 의해, 냉각용 흡입격벽(150)을 통해 유입된 유체가 고정자(111)와 회전자(112)를 지난 후 냉각용 토출격벽(160)을 통해 배출되도록 한다.

따라서, '구획'의 의미는 모터 프레임(110)의 내부 공간이 서로 완전히 차단된 2개의 공간으로 나누는 것이 아닌 특정의 위치에서 유체의 유동이 가능한 정도의 연통이 되는 공간의 구분을 의미한다.

한편, 본 실시형태에서, 유체의 유동방향으로 모터 프레임(110)의 후단에 구비되며, 꼭지점이 유동방향으로 향하는 원뿔형상으로 배치되는 출구 콘(170)이 구비되는 것이 바람직하다.

출구 콘(170)은. 모터 프레임(110)을 지난 유체의 정압을 회복시키는 기능을 한다.

출구 콘(170)은, 모터 프레임(110)을 지난 후 급격한 면적(또는 부피)의 확대로 인해 유체의 유동이 적절히 확산되지 못하는 문제를 개선하기 위한 구성이다.

따라서, 출구 콘(170)이 모터 프레임(110)을 지난 유체가 적절하게 확산될 수 있도록 면적(또는 부피)의 확대율을 적절히 설계하는 것이 필요하다.

한편, 출구 콘(170)의 둘레에서 연장되어 가이드배관(130)과 연결되는 스트럿(strut)이 구비되는데, 이는 출구 콘(170)의 지지를 위한 구조물이다.

한편, 본 실시형태에 따른 배관 직결형 터보압축기(100)는, 가이드배관(130)의 양단에 연결되어 구비되는 입구배관(131) 및 출구배관(132)을 가진다.

입구배관(131)과 출구배관(132)은, 본 실시형태에 따른 터보압축기(100)를 유체가 이송되는 배관에 인라인으로 직결하여 설치하기 위한 구성이다.

이를 위해, 입구배관(131)과 출구배관(132)은 표준 규격을 가지도록 구비되는 것이 바람직하며, 유체가 이송되는 배관과의 결합방식은 프렌지 결합, 그루브조인트 결합 등이 채용될 수 있다.

Claims (8)

1. 고정자와 회전자가 지지되어 수용되는 모터 프레임;
   상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라 간격을 두고 배치되며, 상기 모터 프레임의 외면을 지나는 유체의 유동을 상기 회전자의 축방향으로 안내하는 축방향 베인;
   상기 축방향 베인이 내면에 연결되어 구비되며, 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 감싸는 관체로 구비되는 가이드배관;
   상기 유체의 유동방향으로 상기 모터 프레임의 전방에 배치되고 상기 회전자와 결합되어 상기 회전자의 회전에 의해 상기 유체의 흡입 및 압축을 수행하고, 상기 모터 프레임의 외면에 상기 회전자의 축방향으로의 상기 유체의 유동을 형성하는 압축부;
   상기 모터 프레임의 외면으로서 상기 축방향 베인의 하류에 구비되며, 상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라서 상기 유체의 유동 방향을 마주하도록 형성되고, 상기 모터 프레임의 내부와 연통하도록 구비되는 냉각용 흡입격벽; 및
   상기 모터 프레임의 외면으로서 상기 냉각용 흡입격벽의 하류에 구비되며,상기 모터 프레임의 외면 둘레를 따라서 상기 유체의 유동 방향을 향하도록 형성되고, 상기 모터 프레임의 내부와 연통하도록 구비되어 이젝터 효과(Ejector)에 의해 상기 냉각용 흡입격벽을 통해 상기 모터 프레임의 내부에 유입된 유체를 배출시키는 냉각용 토출격벽;을 포함하는 배관 직결형 터보압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 압축부는,
   상기 회전자에 결합되어 회전하면서 상기 회전자의 반경방향으로 상기 유체를 가속시키는 임펠러;
   상기 임펠러를 지난 상기 유체의 속도를 낮추고 정압을 회복시키는 원심방향 디퓨져; 및
   상기 원심방향 디퓨져를 지나는 상기 유체를 상기 회전자와 평행한 축방향으로 변경시키는 축방향 연결부;를 가지는 배관 직결형 터보압축기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 압축부는, 축류형으로 구비되는 배관 직결형 터보압축기.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 냉각용 흡입격벽과 상기 냉각용 토출격벽은, 상기 모터 프레임의 외면으로부터 돌출되도록 배치되고, 상기 모터 프레임의 둘레를 따라 연속적으로 또는 간격을 가지며 배치되는 배관 직결형 터보압축기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 냉각용 흡입격벽과 상기 냉각용 토출격벽 중 적어도 하나는, 상기 모터 프레임의 내부에서 상기 고정자의 일측까지 연장되어 상기 모터 프레임의 내부 공간을 구획함으로써, 상기 냉각용 흡입격벽을 통해 유입된 상기 유체가 상기 고정자와 상기 회전자를 지난 후 상기 냉각용 토출격벽을 통해 배출되도록 하는 배관 직결형 터보압축기.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 냉각용 흡입격벽은 상기 유체의 유동방향과 마주하는 흡입가이드 홈;과 상기 흡입가이드 홈을 경유하여 상기 모터 프레임의 내부로 흡입되는 흡입구를 가지며,
   상기 냉각용 토출격벽은 상기 유체의 유동방향을 향하는 방향으로 배출가이드 홈;과 상기 모터 프레임의 내부와 연통되는 토출구를 가지는 배관 직결형 터보압축기.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 유체의 유동방향으로 상기 모터 프레임의 후단에 구비되며, 꼭지점이 상기 유동방향으로 향하는 원뿔형상으로 배치되어 상기 모터 프레임을 지난 상기 유체의 정압을 회복시키는 출구 콘;를 가지는 배관 직결형 터보압축기.
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 가이드배관의 양단에 연결되어 구비되는 입구배관 및 출구배관;을 가지는 배관 직결형 터보압축기.
   
   
   
   
   
   

Images