KR20220014946A - 원심식 터보 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 모터하우징; 상기 모터하우징에 수용되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축; 상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러; 및 상기 모터하우징의 상측에 배치되며, 상기 임펠러가 내부에 수용되고, 외부로부터 공기가 유입되는 흡입유로가 형성된 프런트하우징;을 포함하되, 상기 흡입유로는, 외부로부터 공기가 흡입되는 입구영역과, 상기 입구영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 감소영역과, 상기 감소영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 증가영역을 포함하는 원심식 터보 압축기를 제공한다.

Description

원심식 터보 압축기{Centrifugal turbo compressor}

본 발명은 원심식 터보 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외부로부터 공기를 흡입하여 압축한 후 이를 토출하는 원심식 터보 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 원심식 터보 압축기란, 임펠러의 회전을 이용하여 외부로부터 공기를 흡입 및 압축한 후, 압축된 공기를 외부로 토출하는 장치를 의미한다. 원심식 터보 압축기는, 스테이터 및 스테이터 내측에서 회전하는 회전축의 회전을 통해 임펠러를 회전시키고, 이를 통해 공기를 흡입, 압축 및 토출하게 된다.

도 1을 참조하면, 원심식 터보 압축기(10)는, 스테이터(12)를 수용하는 모터하우징(11)과, 모터하우징(11)의 상측에 배치되며 상기 임펠러(14)가 내부에 수용되고 외부로부터 공기가 유입되는 흡입유로가 형성된 프런트하우징(15)을 포함한다. 이때, 종래의 원심식 터보 압축기는, 프런트하우징(15)의 흡입유로가 상하로 일정한 직경으로 형성되어, 장치의 효율이 다소 낮게 나타나는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 한계점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 흡입유로의 직경을 상하로 변하도록 설계하여 장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 원심식 터보 압축기를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 모터하우징; 상기 모터하우징에 수용되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축; 상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러; 및 상기 모터하우징의 상측에 배치되며, 상기 임펠러가 내부에 수용되고, 외부로부터 공기가 유입되는 흡입유로가 형성된 프런트하우징;을 포함하되, 상기 흡입유로는, 외부로부터 공기가 흡입되는 입구영역과, 상기 입구영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 감소영역과, 상기 감소영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 증가영역을 포함하는 원심식 터보 압축기를 제공한다.

상기 입구영역은, 상하로 직경이 일정하게 유지될 수 있다.

상기 감소영역과 증가영역의 연결부위의 직경은, 상기 임펠러의 최소 직경보다 같거나 클 수 있다.

상기 입구영역은, 하측으로 갈수록 직경이 점점 감소할 수 있다.

상기 흡입유로는, 상기 입구영역과 감소영역의 사이에서 상하로 직경이 일정하게 유지되는 중간영역을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 원심식 터보 압축기에 의하면, 흡입유로가 외부로부터 공기가 흡입되는 입구영역과, 상기 입구영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 감소영역과, 상기 감소영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 증가영역을 포함하도록 설계됨으로써, 흡입유로를 따라 흡입되는 공기의 유속이 감소영역을 통과하여 증가되도록 할 수 있으며, 이를 통해 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 원심식 터보 압축기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원심식 터보 압축기의 프런트하우징을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심식 터보 압축기의 프런트하우징을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 원심식 터보 압축기의 프런트하우징을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로, 원심식 터보 압축기(10)는, 모터하우징(11), 스테이터(12), 회전축(13), 임펠러(14) 및 프런트하우징(15)을 포함한다. 상기 스테이터(12)는 상기 모터하우징(11)의 내부에 수용된다. 상기 회전축(13)은, 상기 스테이터(12)의 내부에서 회전한다. 상기 임펠러(14)는, 상기 회전축(13)의 상단에 결합되어 회전한다. 상기 프런트하우징(15)은, 상기 모터하우징(11)의 상측에 설치되며, 내부에 상기 임펠러(14)를 수용하고, 외부로부터 공기가 흡입된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명은 종래의 원심식 터보 압축기에서 프런트하우징의 형상이 개선된 것을 특징으로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 원심식 터보 압축기의 프런트하우징(100)은, 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입유로(110)가 형성된다. 상기 흡입유로(110)는, 입구영역(111), 감소영역(112) 및 증가영역(113)을 포함한다.

상기 입구영역(111)은, 외부로부터 공기가 처음으로 유입되는 것으로써, 상하로 직경이 일정하게 유지되는 형상으로 형성된다.

상기 감소영역(112)은, 상기 입구영역(111)의 하측에 연결되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 감소하는 형상으로 형성된다. 이때, 상기 감소영역(112)의 내벽은, 내측으로 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 증가영역(113)은, 상기 감소영역(112)의 하측에 연결되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 형상으로 형성된다. 이때, 상기 증가영역(113)의 내벽은, 내측으로 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 감소영역(112)과 증가영역(113)의 연결 부위에서의 직경은, 상기 임펠러(14)의 최소 직경보다 같거나 크게 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 원심식 터보 압축기에 의하면, 흡입유로(110)가 외부로부터 공기가 흡입되는 입구영역(111)과, 상기 입구영역(111)의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 감소영역(112)과, 상기 감소영역(112)의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 증가영역(113)을 포함하도록 설계됨으로써, 흡입유로(110)를 따라 흡입되는 공기의 유속이 감소영역(112)을 통과하여 증가되도록 할 수 있으며, 이를 통해 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 원심식 터보 압축기의 프런트하우징(200)은, 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입유로(210)가 형성된다. 상기 흡입유로(210)는, 입구영역(211), 감소영역(212) 및 증가영역(213)을 포함한다.

상기 입구영역(211)은, 외부로부터 공기가 처음으로 유입되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 감소하는 형상으로 형성된다.

상기 감소영역(212)은, 상기 입구영역(211)의 하측에 연결되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 감소하는 형상으로 형성된다. 이때, 상기 입구영역(211)과 감소영역(212)은, 각각 일정한 비율로, 그리고 서로 동일한 비율로 직경이 감소하도록 설계될 수 있다.

상기 증가영역(213)은, 상기 감소영역(212)의 하측에 연결되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 형상으로 형성된다. 이때, 상기 증가영역(213)의 내벽은, 내측으로 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 감소영역(212)과 증가영역(213)의 연결 부위에서의 직경은, 상기 임펠러(14)의 최소 직경보다 같거나 크게 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심식 터보 압축기에 의하면, 흡입유로(210)가 외부로부터 공기가 흡입되는 입구영역(211)과, 상기 입구영역(211)의 하측에 하측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 감소영역(212)과, 상기 감소영역(212)의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 증가영역(213)을 포함하도록 설계됨으로써, 흡입유로(210)를 따라 흡입되는 공기의 유속이 감소영역(212)을 통과하여 증가되도록 할 수 있으며, 이를 통해 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 원심식 터보 압축기의 프런트하우징(300)은, 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입유로(310)가 형성된다. 상기 흡입유로(310)는, 입구영역(311), 감소영역(312), 증가영역(313) 및 중간영역(314)을 포함한다.

상기 입구영역(311)은, 외부로부터 공기가 처음으로 유입되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 감소하는 형상으로 형성된다.

상기 감소영역(312)은, 상기 입구영역(311)의 하측에 배치되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 감소하는 형상으로 형성된다.

상기 증가영역(313)은, 상기 감소영역(312)의 하측에 연결되는 것으로써, 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 형상으로 형성된다. 이때, 상기 증가영역(313)의 내벽은, 내측으로 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 감소영역(312)과 증가영역(313)의 연결 부위에서의 직경은, 상기 임펠러(14)의 최소 직경보다 같거나 크게 형성될 수 있다.

상기 중간영역(314)은, 상기 입구영역(311)과 감소영역(312)의 사이에 배치되는 것으로써, 상측으로 상기 입구영역(311)과 연결되며, 하측으로 상기 감소영역(312)과 연결된다. 그리고 상기 중간영역(314)은, 상하로 직경이 일정하게 유지된다.

이와 같은 본 발명의 제3실시예에 따른 원심식 터보 압축기에 의하면, 흡입유로(310)가 외부로부터 공기가 흡입되는 입구영역(311)과, 상기 입구영역(311)의 하측에 하측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 감소영역(312)과, 상기 감소영역(312)의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 증가영역(313)을 포함하도록 설계됨으로써, 흡입유로(310)를 따라 흡입되는 공기의 유속이 감소영역(312)을 통과하여 증가되도록 할 수 있으며, 이를 통해 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

100,200,300 : 프런트하우징 110,210,310 : 흡입유로
111,211,311 : 입구영역 112,212,312 : 감소영역
113,213,313 : 증가영역 314 : 중간영역

Claims (5)

1. 모터하우징;
   상기 모터하우징에 수용되는 스테이터;
   상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축;
   상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러; 및
   상기 모터하우징의 상측에 배치되며, 상기 임펠러가 내부에 수용되고, 외부로부터 공기가 유입되는 흡입유로가 형성된 프런트하우징;을 포함하되,
   상기 흡입유로는,
   외부로부터 공기가 흡입되는 입구영역과,
   상기 입구영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 감소영역과,
   상기 감소영역의 하측에서 하측으로 갈수록 직경이 점점 증가하는 증가영역을 포함하는 원심식 터보 압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 입구영역은, 상하로 직경이 일정하게 유지되는 원심식 터보 압축기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 감소영역과 증가영역의 연결부위의 직경은, 상기 임펠러의 최소 직경보다 같거나 큰 원심식 터보 압축기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 입구영역은, 하측으로 갈수록 직경이 점점 감소하는 원심식 터보 압축기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡입유로는,
   상기 입구영역과 감소영역의 사이에서 상하로 직경이 일정하게 유지되는 중간영역을 더 포함하는 원심식 터보 압축기.

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