KR20220023846A - 원심식 터보 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 모터하우징; 상기 모터하우징에 수용되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축; 상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러; 상기 모터하우징의 상측에 배치되며, 상기 임펠러가 내부에 수용되는 프런트하우징; 상기 프런트하우징과 모터하우징의 사이에 배치되며, 상기 임펠러의 하측에 배치되는 디퓨저블럭; 및 상기 임펠러와 회전축의 사이에 설치되는 위치보정부재를 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.

원심식 터보 압축기에서, 임펠러의 반경방향 외측에는, 상기 임펠러에 의해 극대화된 속도를 감소시켜 감소되는 공기의 속도를 압력으로 변환시키는 디퓨저가 형성된다. 이때, 종래의 원심식 터보 압축기에 의하면, 상기 디퓨저의 하단면에 대한 상기 임펠러의 허브면 끝단의 조립 위치를 조절하는 것이 다소 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 상기 디퓨저의 하단면에 대한 상기 임펠러의 허브면 끝단의 조립 위치를 보다 용이하게 조절할 수 있는 원심식 터보 압축기를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 모터하우징; 상기 모터하우징에 수용되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축; 상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러; 상기 모터하우징의 상측에 배치되며, 상기 임펠러가 내부에 수용되는 프런트하우징; 상기 프런트하우징과 모터하우징의 사이에 배치되며, 상기 임펠러의 하측에 배치되는 디퓨저블럭; 및 상기 임펠러와 회전축의 사이에 설치되는 위치보정부재를 포함하는 원심식 터보 압축기를 제공한다.

상기 회전축은, 상단이 상기 임펠러의 내부로 관통되며, 상기 위치보정부재는, 상기 임펠러의 내부에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 원심식 터보 압축기는, 상기 위치보정부재는 상기 회전축의 외주면에 설치되며, 상기 회전축의 상측 중심부에 배치되는 블록을 더 포함하며, 상기 위치보정부재는, 상기 블록의 상면에 안착되는 원심식 터보 압축기.

상기 임펠러의 내부에는, 상기 회전축의 상단이 삽입되는 제1공간과, 상기 제1공간의 하측에 배치되며, 상기 제1공간보다 폭이 더 크고, 상기 블록이 삽입되는 제2공간이 형성되며, 상기 위치보정부재는, 상면이 상기 제2공간의 상측 내벽에 접하도록 배치될 수 있다.

상기 디퓨저블럭의 상면은, 상기 임펠러의 하면과 대향하는 제1프런트면과, 상기 제1프런트면의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 제1프런트면보다 상측으로 돌출된 제2프런트면을 포함하며, 상기 위치보정부재의 상하 두께는, 상기 임펠러의 허브면 끝단으로부터 상기 제2공간의 상측 내벽까지의 상하 길이(D)에서, 상기 제2프런트면으로부터 상기 블록의 상면까지의 상하 길이(E)를 뺀 것으로 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 원심식 터보 압축기에 의하면, 임펠러와 회전축의 사이에 위치보정부재가 설치됨으로써, 임펠러와 디퓨저의 위치를 원하는 치수로 보정할 수 있으며, 임펠러의 허브면 끝단(135)과 디퓨저의 하단면(152)을 일치시킬 수 있고, 이에 따라 장치에서의 성능의 손실(Loss)를 보완할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 위치보정부재를 적용함으로써, 장치의 성능을 위해 타이트(Tight)하게 지켜야 했던 각 부품별 공차를 완화할 수 있고, 따라서 제품의 양산성 향상에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원심식 터보 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 원심식 터보 압축기의 분해사시도이다.

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 1 내지 도 3을 참조하면, 원심식 터보 압축기(100)는, 모터하우징(110), 스테이터(111), 회전축(120), 블록(121), 임펠러(130), 프런트하우징(140), 디퓨저블럭(150) 및 위치보정부재(160)를 포함한다.

상기 스테이터(111)는, 상기 모터하우징(110)의 내부에 수용된다. 상기 회전축(120)은, 상기 스테이터(111)의 내측에서 회전하며, 상단이 상기 모터하우징(110)의 상측으로 돌출되도록 배치된다.

상기 임펠러(130)는, 상기 회전축(120)의 상단에 결합되며, 상기 회전축(120)과 함께 회전한다. 상기 프런트하우징(140)은, 상기 모터하우징(110)의 상측에 배치되며, 상기 임펠러(130)가 내부에 수용된다. 그리고 상기 프런트하우징(140)은, 외부로부터 공기가 유입되는 유입구(141)와, 상기 임펠러(130)에 의해 압축된 공기가 외부로 토출되는 볼류트부(142)가 형성된다. 그리고 상기 임펠러(130)의 상면에는, 복수개의 블레이드(134)가 상기 임펠러(130)의 원주방향을 따라 서로 이격되도록 배치된다.

상기 디퓨저블럭(150)은, 상기 프런트하우징(140)과 모터하우징(110)의 사이에 배치되며, 상기 임펠러(130)의 하측에 배치된다. 그리고 도 2를 참조하면, 상기 프런트하우징(140)의 볼류트부(142)와 상기 디퓨저블럭(150)의 사이에는, 상기 임펠러(130)에 의해 극대화된 속도를 감소시켜 감소되는 공기의 속도를 압력으로 변환시키는 디퓨저(143)가 형성된다.

도 3을 참조하면, 상기 위치보정부재(160)는, 상기 임펠러(130)와 회전축(120)의 사이에 설치된다. 더욱 상세하게는, 상기 회전축(120)은, 상단이 상기 임펠러(130)의 내부로 관통되며, 상기 위치보정부재(160)는, 상기 임펠러(130)의 내부에 배치된다. 도 3에서는 상기 위치보정부재(160)가 사각판 형상인 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 상기 위치보정부재(160)는 직육면체가 아닌 다른 형상으로 형성될 수 있음은 물론이라 할 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 블록(121)은, 상기 회전축(120)의 외주면에 설치되며, 상기 디퓨저블럭(150)의 상측 중심부에 배치된다. 더욱 상세하게는, 상기 디퓨저블럭(150)의 상면은, 제1프런트면(151)과 제2프런트면(152)을 포함한다. 상기 제1프런트면(151)은, 상기 임펠러(130)가 배치되는 것으로서, 상기 임펠러(130)의 하면과 대향하도록 배치된다. 상기 제2프런트면(152)은, 상기 제1프런트면(151)의 반경방향 외측에서 상기 제1프런트면(151)을 감싸도록 배치되며, 상기 제1프런트면(151)보다 상측으로 돌출 형성된다. 그리고 상기 블록(121)은, 상기 회전축(120)에 조립형 또는 일체형으로 설계되며, 상기 제1프런트면(151)의 상측 중심부에 설치된다. 한편, 도 3에서는 상기 블록(121)이 직육면체 형상인 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 상기 블록(121)은 직육면체가 아닌 다른 형상으로 형성될 수 있음은 물론이라 할 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 임펠러(130)는, 내부에 제1공간(131)과 제2공간(132)이 형성된다. 상기 제1공간(131)은, 상기 회전축(120)의 상단이 삽입된다. 상기 제2공간(132)은, 상기 제1공간(131)의 하측에 배치되며, 상기 제1공간(131)보다 수평방향의 폭이 더 크게 형성된다. 그리고 상기 제2공간(132)은, 상기 블록(121)이 삽입된다.

상기 위치보정부재(160)는, 상기 블록(121)의 상면에 안착된다. 더욱 상세하게는, 상기 위치보정부재(160)는, 하면이 상기 블록(121)의 상면에 접하도록 배치되며, 상면이 상기 제2공간(132)의 상측 내벽에 접하도록 배치된다.

상기 위치보정부재(160)의 상하 두께를 결정하는 과정에 대해 설명하면, 우선 상기 모터하우징(110)은, 위치보정 지그(미도시) 상에 배치된다.

다음으로, 상기 임펠러(130)의 반경방향 외측 허브면(133) 끝단(135)에서, 상기 제2공간(132)의 상측 내벽까지의 상하 길이(D)가 측정된다. 이때, 상기 임펠러(130)는, 상하가 뒤집혀진 상태에서, 반경방향 외측 허브면(133) 끝단이 측정지그(미도시)에 안착된 후, 상술한 상하 길이(D)가 측정될 수 있다.

그 후, 상기 제2프런트면(152)으로부터 상기 블록(121)의 상면까지의 상하 길이(E)가 측정된다.

마지막으로, 상기 상하길이(D)에서 상기 상하길이(E)를 뺀 값이, 상기 위치보정부재(160)의 상하 두께로 결정된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 원심식 터보 압축기(100)에 의하면, 임펠러(130)와 회전축(120)의 사이에 위치보정부재(160)가 설치됨으로써, 임펠러(130)와 디퓨저(143)의 위치를 원하는 치수로 보정할 수 있으며, 임펠러의 허브면 끝단(135)과 디퓨저의 하단면(152)을 일치시킬 수 있고, 이에 따라 장치에서의 성능의 손실(Loss)를 보완할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 위치보정부재(160)를 적용함으로써, 장치의 성능을 위해 타이트(Tight)하게 지켜야 했던 각 부품별 공차를 완화할 수 있고, 따라서 제품의 양산성 향상에 기여할 수 있다.

100 : 원심식 터보 압축기 110 : 모터하우징
111 : 스테이터 120 : 회전축(로터)
121 : 블록 130 : 임펠러
140 : 프런트하우징 150 : 디퓨저블럭
160 : 위치보정부재

Claims (5)

1. 모터하우징;
   상기 모터하우징에 수용되는 스테이터;
   상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축;
   상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러;
   상기 모터하우징의 상측에 배치되며, 상기 임펠러가 내부에 수용되는 프런트하우징;
   상기 프런트하우징과 모터하우징의 사이에 배치되며, 상기 임펠러의 하측에 배치되는 디퓨저블럭; 및
   상기 임펠러와 회전축의 사이에 설치되는 위치보정부재를 포함하는 원심식 터보 압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전축은, 상단이 상기 임펠러의 내부로 관통되며,
   상기 위치보정부재는, 상기 임펠러의 내부에 배치되는 원심식 터보 압축기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전축의 외주면에 설치되며, 상기 회전축의 상측 중심부에 배치되는 블록을 더 포함하며,
   상기 위치보정부재는, 상기 블록의 상면에 안착되는 원심식 터보 압축기.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 임펠러의 내부에는,
   상기 회전축의 상단이 삽입되는 제1공간과,
   상기 제1공간의 하측에 배치되며, 상기 제1공간보다 폭이 더 크고, 상기 블록이 삽입되는 제2공간이 형성되며,
   상기 위치보정부재는, 상면이 상기 제2공간의 상측 내벽에 접하도록 배치되는 원심식 터보 압축기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 디퓨저블럭의 상면은,
   상기 임펠러의 하면과 대향하는 제1프런트면과,
   상기 제1프런트면의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 제1프런트면보다 상측으로 돌출된 제2프런트면을 포함하며,
   상기 위치보정부재의 상하 두께는, 상기 임펠러의 허브면 끝단으로부터 상기 제2공간의 상측 내벽까지의 상하 길이(D)에서, 상기 제2프런트면으로부터 상기 블록의 상면까지의 상하 길이(E)를 뺀 것으로 결정되는 원심식 터보 압축기.

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