KR20220023847A

KR20220023847A - 원심식 터보 압축기

Info

Publication number: KR20220023847A
Application number: KR1020200104552A
Authority: KR
Inventors: 이태진; 배인표
Original assignee: 두원중공업(주); 주식회사 두원전자; 학교법인 두원학원
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2022-03-03

Abstract

본 발명은, 내부에 스테이터가 수용되는 모터하우징; 상기 모터하우징의 하부에 설치되는 리어커버; 상기 모터하우징과 리어커버의 사이에 개재되는 엔드플레이트; 및 상기 리어커버와 엔드플레이트의 사이에 배치되는 로터위치보정부재를 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 스테이터의 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. 이러한 원심식 터보 압축기에 있어서, 임펠러와 디퓨저의 위치는 장치의 성능에 영향을 주는 요소이며, 임펠러에 연결되어 구동하는 로터의 위치는 임펠러와 디퓨저의 위치에 영향을 주는 요소라 할 수 있다.

이러한 종래의 원심식 터보 압축기에 의하면, 장치의 각 부품별 가공 공차를 일일이 관리하여 조립해야 하므로, 로터의 조립 위치를 조절하는 것이 다소 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 로터의 조립 위치를 용이하게 조절할 수 있는 원심식 터보 압축기를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 리어커버는, 제1커버부와, 상기 제1커버부의 상측에 배치되며, 상기 제1커버부보다 폭이 작은 제2커버부를 포함하며, 상기 로터위치보정부재는, 상기 제1커버부와 엔드플레이트의 사이에 배치될 수 있다.

상기 로터위치보정부재는, 상기 제2커버부를 감싸도록 배치될 수 있다.

상기 엔드플레이트는, 상기 제1커버부가 삽입되는 제1내부공간과, 상기 제1내부공간의 상측에 형성되며, 상기 제1내부공간보다 폭이 작고, 상기 제2커버부가 삽입되는 제2내부공간이 형성되며, 상기 로터위치보정부재는, 하면이 상기 제1커버부의 상면에 접하도록 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 원심식 터보 압축기는, 상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 하단에 설치되며, 상기 제2내부공간에 배치되는 로터디스크와, 상기 로터디스크의 상하로 각각 배치되며, 상기 제2커버부에 의해 각각 압착되는 한 쌍의 스러스트 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 제2내부공간의 상하 두께를 A라 하고, 상기 로터디스크의 상하 두께를 B라 하며, 상기 제2커버부의 상하 두께를 C라 하며, 상기 스러스트 베어링이 압착된 상태에서의 상하 두께를 D라 하였을 때, 상기 로터위치보정부재의 상하 두께는, 다음의 두께 계산식에 의해 결정될 수 있다.

[두께 계산식]

로터위치보정부재 두께 =

본 발명에 따른 원심식 터보 압축기에 의하면, 리어커버와 엔드플레이트 사이에 로터위치보정부재를 적용함으로써, 로터디스크의 위치를 원하는 치수로 보정할 수 있고, 따라서 임펠러와 디퓨저의 위치를 보정하여 장치의 성능 손실(Loss)을 보완할 수 있다.

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

그리고 본 발명에 의하면, 로터디스크의 스러스트 안착면과 스러스트 베어링의 눌림량을 일정하게 유지할 수 있어, 장치의 내구성을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원심식 터보 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 X 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 원심식 터보 압축기의 분해 사시도이다.

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, 본 발명에 따른 원심식 터보 압축기(100)는, 모터하우징(110), 프런트하우징(120), 회전축(130), 리어커버(140), 엔드플레이트(150), 로터위치보정부재(160) 및 스러스트 베어링(170)을 포함한다.

상기 모터하우징(110)은, 내부에 스테이터(111)가 수용된다.

상기 프런트하우징(120)은, 상기 모터하우징(110)의 상측에 설치되며, 내부에 임펠러(121)가 수용된다. 그리고 상기 프런트하우징(120)은, 외부로부터 내부로 공기가 유입되는 유입구(122)와, 상기 임펠러(121)에 의해 압축된 공기가 외부로 토출되는 토출구(123)와, 상기 임펠러(121)와 토출구(123) 사이에 상기 임펠러(121)에 의해 극대화된 속도를 감소시켜 감소되는 공기의 속도를 압력으로 변환시키는 디퓨저(124)가 형성된다.

상기 회전축(130)은, 상기 임펠러(121)에 결합된다. 그리고 상기 회전축(130)은, 상기 스테이터(111)에 의해 회전함에 따라, 상기 임펠러(121)를 회전시킨다. 상기 회전축(131)의 하단에는, 원판 형상의 로터디스크(131)가 설치된다.

상기 리어커버(140)는, 상기 모터하우징(110)의 하부에 설치되며, 제1커버부(141)와 제2커버부(142)를 포함한다. 상기 제1커버부(141)는, 원판 형상으로 형성된다. 상기 제2커버부(141)는, 상기 제1커버부(141)의 상면으로부터 상측으로 연장되며, 원판 형상으로 형성되고, 수평방향의 폭(즉, 직경)이 상기 제1커버부(141)보다 작게 형성된다.

상기 엔드플레이트(150)는, 상기 모터하우징(110)과 리어커버(140)의 사이에 개재되며, 제1내부공간(151)과 제2내부공간(152)이 형성된다. 상기 제1내부공간(151)은, 상기 제1커버부(141)가 삽입된다. 상기 제2내부공간(152)은, 상기 제1내부공간(151)의 상측에 형성되며, 상기 제1내부공간(151)보다 직경이 작고, 상기 제2커버부(142)가 삽입된다. 그리고 상기 로터디스크(131)는, 상기 제2내부공간(152)에 배치되며, 상기 제2커버부(142)의 상측에 배치된다.

상기 로터위치보정부재(160)는, 상기 리어커버(140)와 엔드플레이트(150)의 사이에 배치된다. 더욱 상세하게는, 상기 로터위치보정부재(160)는, 상기 제1커버부(141)와 엔드플레이트(150)의 사이에서 상기 제2커버부(142)를 감싸도록 배치된다. 그리고 상기 로터위치보정부재(160)는, 하면이 상기 제1커버부(141)의 상면에 접하도록 배치된다. 이와 같인 로터위치보정부재(160)는, 랭크(Rank) 별로 두께를 가지고 있어, 압축기(100) 설계 및 조립 시 필요한 치수의 두께로 조립될 수 있다.

상기 스러스트 베어링(170)은, 한 쌍으로 구비되며, 각각 상기 제2내부공간(152)에서 상기 로터디스크(131)의 상하로 배치된다. 그리고 상기 스러스트 베어링(170)은, 상기 제2커버부(142)에 의해 각각 상하방향으로 압착된다.

도 2를 참조하면, 상기 제2내부공간(152)의 상하 두께를 A라 하고, 상기 로터디스크(131)의 상하 두께를 B라 하며, 상기 제2커버부(142)의 상하 두께를 C라 하며, 상기 스러스트 베어링(170)이 압착된 상태에서의 상하 두께를 D라 하였을 때, 상기 로터위치보정부재(160)의 상하 두께는, 다음의 두께 계산식에 의해 결정된다.

[두께 계산식]

로터위치보정부재 두께 =

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 원심식 터보 압축기(100)에 의하면, 리어커버(140)와 엔드플레이트(150) 사이에 로터위치보정부재(160)를 적용함으로써, 로터디스크(131)의 위치를 원하는 치수로 보정할 수 있고, 따라서 임펠러(121)와 디퓨저(124)의 위치를 보정하여 장치의 성능 손실(Loss)을 보완할 수 있다.

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

그리고 본 발명에 의하면, 로터디스크(131)의 스러스트 안착면과 스러스트 베어링(170)의 눌림량을 일정하게 유지할 수 있어, 장치의 내구성을 개선할 수 있다.

100 : 원심식 터보 압축기 110 : 모터하우징
120 : 프런트하우징 130 : 회전축(로터)
131 : 로터디스크 140 : 리어커버
150 : 엔드플레이트 160 : 로터위치보정부재
170 : 스러스트 베어링

Claims

내부에 스테이터가 수용되는 모터하우징;
상기 모터하우징의 하부에 설치되는 리어커버;
상기 모터하우징과 리어커버의 사이에 개재되는 엔드플레이트; 및
상기 리어커버와 엔드플레이트의 사이에 배치되는 로터위치보정부재를 포함하는 원심식 터보 압축기.
청구항 1에 있어서,
상기 리어커버는,
제1커버부와,
상기 제1커버부의 상측에 배치되며, 상기 제1커버부보다 폭이 작은 제2커버부를 포함하며,
상기 로터위치보정부재는, 상기 제1커버부와 엔드플레이트의 사이에 배치되는 원심식 터보 압축기.
청구항 2에 있어서,
상기 로터위치보정부재는, 상기 제2커버부를 감싸도록 배치되는 원심식 터보 압축기.
청구항 2에 있어서,
상기 엔드플레이트는,
상기 제1커버부가 삽입되는 제1내부공간과,
상기 제1내부공간의 상측에 형성되며, 상기 제1내부공간보다 폭이 작고, 상기 제2커버부가 삽입되는 제2내부공간이 형성되며,
상기 로터위치보정부재는, 하면이 상기 제1커버부의 상면에 접하도록 배치되는 원심식 터보 압축기.
청구항 4에 있어서,
상기 스테이터의 내측에서 회전하는 회전축과,
상기 회전축의 하단에 설치되며, 상기 제2내부공간에 배치되는 로터디스크와,
상기 로터디스크의 상하로 각각 배치되며, 상기 제2커버부에 의해 각각 압착되는 한 쌍의 스러스트 베어링을 더 포함하는 원심식 터보 압축기.
청구항 5에 있어서,
상기 제2내부공간의 상하 두께를 A라 하고, 상기 로터디스크의 상하 두께를 B라 하며, 상기 제2커버부의 상하 두께를 C라 하며, 상기 스러스트 베어링이 압착된 상태에서의 상하 두께를 D라 하였을 때,
상기 로터위치보정부재의 상하 두께는, 다음의 두께 계산식에 의해 결정되는 원심식 터보 압축기.
[두께 계산식]
로터위치보정부재 두께 =