WO2018009005A1

WO2018009005A1 - 압축 장치

Info

Publication number: WO2018009005A1
Application number: PCT/KR2017/007247
Authority: WO
Inventors: 김길영
Original assignee: 한화테크윈주식회사
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2018-01-11
Also published as: KR102527305B1; KR20180005928A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 메인 구동축과, 상기 메인 구동축에 연결된 불 기어와, 각각 상기 불 기어에 치합하는 제1 피니언 기어와 제2 피니언 기어와, 상기 불 기어, 상기 제1 피니언 기어, 상기 제2 피니언 기어를 수용하는 기어 하우징과, 상기 제1 피니언 기어에 연결되는 제1 임펠러 구동축과, 상기 제2 피니언 기어에 연결되는 제2 임펠러 구동축과, 상기 제1 임펠러 구동축에 연결되는 제1 임펠러와, 상기 제2 임펠러 구동축에 연결되는 제2 임펠러와, 상기 제1 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성되는 제1 스크롤 하우징과, 상기 제2 임펠러를 수용하고, 상기 제1 스크롤 하우징에 이웃하도록 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제2 스크롤 하우징을 포함하는 압축 장치를 제공한다.

Description

압축 장치

본 발명은 압축 장치에 관한 것이다.

공기, 가스, 스팀 등의 유체를 압축하는 압축기는 다양한 분야에서 사용되고 있고, 그 종류도 여러 종류가 있다.

일반적으로 압축기는 용적형과 터보형으로 구분할 수 있는데, 구체적으로는 왕복동 압축기, 로터리 스크류 압축기, 터보 압축기, 다이어프램 압축기, 로터리 슬라이딩 베인 압축기 등으로 분류할 수 있다.

그러한 압축기는 단독으로 사용될 수 있지만, 설계자의 필요에 따라 여러 개의 압축기가 배치되어 다단의 시스템을 구성할 수 있으며, 다단의 시스템을 구성할 경우 더 큰 압축비를 구현할 수 있다.

한편, 공개특허공보 1997-0021766호에서는 기어 박스와 스크롤들을 별개로 제조한 후, 기어 박스에는 기어열을 수용하고 스크롤에는 임펠러를 수용하는 터보 압축기 기술이 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 효율을 향상시킬 수 있는 압축 장치를 구현하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 메인 구동축;과, 상기 메인 구동축에 연결된 불 기어;와, 각각 상기 불 기어에 치합하는 제1 피니언 기어와 제2 피니언 기어;와, 상기 불 기어, 상기 제1 피니언 기어, 상기 제2 피니언 기어를 수용하는 기어 하우징;과, 상기 제1 피니언 기어에 연결되는 제1 임펠러 구동축;과, 상기 제2 피니언 기어에 연결되는 제2 임펠러 구동축;과, 상기 제1 임펠러 구동축에 연결되는 제1 임펠러;와, 상기 제2 임펠러 구동축에 연결되는 제2 임펠러;와, 상기 제1 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성되는 제1 스크롤 하우징;과, 상기 제2 임펠러를 수용하고, 상기 제1 스크롤 하우징에 이웃하도록 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제2 스크롤 하우징;을 포함하는 압축 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 메인 구동축;과, 상기 메인 구동축에 연결된 불 기어;와, 각각 상기 불 기어에 치합하는 제1 피니언 기어와 제2 피니언 기어;와, 상기 불 기어, 상기 제1 피니언 기어, 상기 제2 피니언 기어를 수용하는 기어 하우징;과, 상기 제1 피니언 기어에 연결되는 제1 임펠러 구동축;과, 상기 제2 피니언 기어에 연결되는 제2 임펠러 구동축;과, 상기 제1 임펠러 구동축에 연결되는 제1 임펠러;와, 상기 제2 임펠러 구동축에 연결되는 제2 임펠러;와, 상기 제2 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성되는 제2 스크롤 하우징;과, 상기 제1 임펠러를 수용하고, 상기 제2 스크롤 하우징에 이웃하도록 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제1 스크롤 하우징;을 포함하는 압축 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 적어도 두개의 임펠러;와, 상기 각각의 임펠러를 구동하는 임펠러 구동축들;과, 상기 임펠러 구동축들로 동력을 전달하는 기어열;과, 상기 기어열을 구동하는 메인 구동축;과, 상기 기어열을 수용하는 기어 하우징;과, 상기 각각의 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치된 스크롤 하우징;을 포함하고, 상기 스크롤 하우징은, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성된 제1 스크롤 하우징;과, 상기 제1 스크롤 하우징에 이웃하도록 설치되며 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제2 스크롤 하우징을 포함하는 압축 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 적어도 두개의 임펠러;와, 상기 각각의 임펠러를 구동하는 임펠러 구동축들;과, 상기 임펠러 구동축들로 동력을 전달하는 기어열;과, 상기 기어열을 구동하는 메인 구동축;과, 상기 기어열을 수용하는 기어 하우징;과, 상기 각각의 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치된 스크롤 하우징;을 포함하고, 상기 스크롤 하우징은, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성된 제2 스크롤 하우징;과, 상기 제2 스크롤 하우징에 이웃하도록 설치되며 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제1 스크롤 하우징을 포함하는 압축 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 압축 장치의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 압축 장치의 외형을 도시한 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 압축 장치를 선 Ⅱ-Ⅱ을 따라 잘라 도시한 개략적인 단면도이다.

도 3은 비교예로서, 일반적인 압축 장치의 외형을 도시한 개략적인 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 압축 장치를 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 잘라 도시한 개략적인 단면도이다.

여기서, 상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리보다 더 클 수 있다.

여기서, 상기 기어 하우징은 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 돌출된 스크롤 설치부를 포함하고, 상기 스크롤 설치부에는 상기 제1 스크롤 하우징이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징은, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 볼 때, 서로 일부가 겹치도록 설치될 수 있다.

여기서, 상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징 중 적어도 하나는, 오버헝(Overhung) 형식 또는 폴디드(Folded) 형식의 스크롤 하우징일 수 있다.

여기서, 상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리보다 더 클 수 있다.

여기서, 상기 기어 하우징은 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 돌출된 스크롤 설치부를 포함하고, 상기 스크롤 설치부에는 상기 제2 스크롤 하우징이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징 중 적어도 하나는, 오버헝 형식 또는 폴디드 형식의 스크롤 하우징일 수 있다.

여기서, 상기 기어열은, 상기 메인 구동축에 연결된 불 기어와, 각각 상기 불 기어에 치합하는 복수개의 피니언 기어를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 임펠러는, 상기 제1 스크롤 하우징에 수용된 제1 임펠러와, 상기 제2 스크롤 하우징에 수용된 제2 임펠러를 포함하고, 상기 임펠러 구동축들은, 상기 제1 임펠러에 연결된 제1 임펠러 구동축과, 상기 제2 임펠러에 연결된 제2 임펠러 구동축을 포함하고, 상기 기어열은, 상기 제1 임펠러 구동축에 연결된 제1 피니언 기어와, 상기 제2 임펠러 구동축에 연결된 제2 피니언 기어를 포함하고, 상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리보다 더 클 수 있다.

여기서, 상기 임펠러는, 상기 제1 스크롤 하우징에 수용된 제1 임펠러와, 상기 제2 스크롤 하우징에 수용된 제2 임펠러를 포함하고, 상기 임펠러 구동축들은, 상기 제1 임펠러에 연결된 제1 임펠러 구동축과, 상기 제2 임펠러에 연결된 제2 임펠러 구동축을 포함하고, 상기 기어열은, 상기 제1 임펠러 구동축에 연결된 제1 피니언 기어와, 상기 제2 임펠러 구동축에 연결된 제2 피니언 기어를 포함하고, 상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리보다 더 클 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 압축 장치의 외형을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 압축 장치를 선 Ⅱ-Ⅱ을 따라 잘라 도시한 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 압축 장치(100)는, 메인 구동축(110), 기어열(120), 기어 하우징(130), 임펠러 구동축(140), 임펠러(150), 스크롤 하우징(160)을 포함한다.

메인 구동축(110)은 기어열(120)을 구동하는 기능을 수행하는데, 터빈 장치(미도시), 모터(미도시)의 축, 감속기(미도시)의 축 등에 연결되어 동력을 전달받을 수 있다.

메인 구동축(110)은 기어 하우징(130)에 제1 베어링(111)으로 지지된다.

기어열(120)은, 불(bull) 기어(121)와, 불 기어(121)에 치합하여 동력을 전달받는 제1 피니언 기어(122), 제2 피니언 기어(123)를 포함한다.

불 기어(121)는 메인 구동축(110)에 연결되어, 메인 구동축(110)으로부터 동력을 전달받아 제1 피니언 기어(122)와 제2 피니언 기어(123)로 동력을 전달한다.

제1 피니언 기어(122)와 제2 피니언 기어(123)는 불 기어(121)로부터 동력을 전달받아 임펠러 구동축(140)으로 동력을 전달한다.

본 실시예에 따른 기어열(120)은 1개의 불 기어(121)와 2개의 피니언 기어(122)(123)를 포함하여 구성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 기어열(120)의 구성은 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 기어열은, 2개의 불기어와 4개의 피니언 기어를 포함하도록 구성할 수도 있다.

한편, 기어 하우징(130)은 기어열(120)과 임펠러 구동축(140)을 수용하도록 구성되며, 상부 기어 하우징(131)과 하부 기어 하우징(132)을 포함한다.

기어 하우징(130)의 일측에는 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 돌출된 스크롤 설치부(130a)가 형성되어 있는데, 스크롤 설치부(130a)에는 제1 스크롤 하우징(161)이 설치된다.

한편, 임펠러 구동축(140)은 기어열(120)로부터 동력을 전달받아 임펠러(150)를 구동시킨다.

임펠러 구동축(140)은 제1 임펠러 구동축(141)과 제2 임펠러 구동축(142)을 포함한다. 제1 임펠러 구동축(141)과 제2 임펠러 구동축(142)의 연장 방향은, 메인 구동축(110)의 연장 방향에 평행하도록 배치된다.

제1 임펠러 구동축(141)은 제1 피니언 기어(122)에 연결되어, 제1 피니언 기어(122)로부터 동력을 전달받아 제1 임펠러(151)와 제3 임펠러(153)를 회전시킨다.

제1 임펠러 구동축(141)은 기어 하우징(130)에 제2 베어링(141a)으로 지지된다.

제2 임펠러 구동축(142)은 제2 피니언 기어(123)에 연결되어, 제2 피니언 기어(122)로부터 동력을 전달받아 제2 임펠러(152)를 회전시킨다.

제2 임펠러 구동축(142)은 기어 하우징(130)에 제3 베어링(142a)으로 지지된다.

제1 임펠러 구동축(141)의 축 방향(Y축 방향에 평행한 방향)을 따라 측정한 제1 임펠러(151)와 제1 피니언 기어(122) 사이의 거리(D1)는, 제2 임펠러 구동축(142)의 축 방향(Y축 방향에 평행한 방향)을 따라 측정한 제2 임펠러(152)와 제2 피니언 기어(123) 사이의 거리(D2)보다 더 크다.

한편, 임펠러(150)는 제1 임펠러(151), 제2 임펠러(152), 제3 임펠러(153)를 포함하는데, 제1 임펠러(151), 제2 임펠러(152), 제3 임펠러(153)는 다단 압축을 수행한다.

여기서, 제1 임펠러(151), 제3 임펠러(153), 제2 임펠러(152)는 그 순서대로 압축 압력이 증가한다. 즉, 제1 임펠러(151)는 제일 저압단이고, 제2 임펠러(152)는 제일 고압단이다. 즉, 제1 임펠러(151)에서 배출된 압축 가스는 제3 임펠러(153)로 이동하고, 제3 임펠러(153)에서 배출된 압축 가스는 제2 임펠러(152)로 이동함으로써 다단 압축이 수행된다. 이를 위해, 제1 임펠러(151)의 출구와 제3 임펠러(153)의 입구가 서로 연통되도록 기어 하우징(130) 외부로 제1 연통관(미도시)이 설치되며, 제3 임펠러(153)의 출구와 제2 임펠러(152)의 입구가 서로 연통되도록 기어 하우징(130) 외부로 제2 연통관(미도시)이 설치되어 있다.

본 실시예의 임펠러(150)로는, 제1 임펠러(151), 제2 임펠러(152), 제3 임펠러(153)의 3개의 임펠러가 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 압축 장치(100)에 설치되는 임펠러의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 압축 장치(100)에 설치되는 임펠러의 개수로 2개, 4개, 5개, 6개가 될 수 있다.

임펠러(150)의 종류로는 원심형 임펠러가 사용되는데, 제1, 2, 3 임펠러(151)(152)(153)는 각각, 베이스 플레이트(151a)(152a)(153a), 베이스 플레이트(151a)(152a)(153a)에 각각 설치되는 복수개의 블레이드(151b)(152b)(153b), 베이스 플레이트(151a)(152a)(153a)에 각각 연결된 회전축(151c)(152c)(153c)을 구비하고 있다.

회전축(151c)(153c)은 제1 임펠러 구동축(141)에 연결되고, 회전축(152c)은 제2 임펠러 구동축(142)에 연결되어 동력을 전달받는다.

본 실시예에 따른 임펠러(150)는 원심형 임펠러가 사용되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 적용되는 임펠러의 종류는 원심형에 한정하지 않고, 축류형, 사류형 등의 다른 종류의 임펠러가 적용될 수도 있다.

한편, 스크롤 하우징(160)은 기어 하우징(130)에 설치되며, 제1 스크롤 하우징(161), 제2 스크롤 하우징(162), 제3 스크롤 하우징(163)을 포함한다.

본 실시예의 스크롤 하우징(160)은, 제1 스크롤 하우징(161), 제2 스크롤 하우징(162), 제3 스크롤 하우징(163)의 3개의 스크롤 하우징이 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 압축 장치(100)에 설치되는 스크롤 하우징의 개수는 설치되는 임펠러의 개수에 따른 것이다. 예를 들면, 압축 장치(100)에 설치되는 임펠러의 개수가 2개, 4개, 5개, 6개라면, 각각의 경우 스크롤 하우징의 개수도 2개, 4개, 5개, 6개가 된다.

제1 스크롤 하우징(161), 제2 스크롤 하우징(162), 제3 스크롤 하우징(163)은 각각 그 내부에 제1 임펠러(151), 제2 임펠러(152), 제3 임펠러(153)를 수용한다.

본 실시예에 따른 스크롤 하우징(160)은 오버헝(Overhung) 형식의 스크롤 하우징이고, 각각 유체 인입구(161a)(162a)(163a)와 유체 배출구(161b)(162b)(163b)를 가지고 있다.

본 실시예에 따른 스크롤 하우징(160)은 오버헝 형식의 스크롤 하우징이지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 스크롤 하우징의 적어도 하나는 폴디드(Folded) 형식의 스크롤 하우징일 수 있다.

한편, 제1 스크롤 하우징(161)은 기어 하우징(130)의 스크롤 설치부(130a)에 설치되며, 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 기어 하우징(130)과의 사이에 제1 공간(S1)이 형성된다.

제2 스크롤 하우징(162)은 X축의 방향으로 제1 스크롤 하우징(161)에 이웃하도록 기어 하우징(130)에 설치되며, 그 일부(p)가 제1 공간(S1)에 위치한다. 그러한 구조를 가지게 되면, 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 볼 때, 제1 스크롤 하우징(161)과 제2 스크롤 하우징(162)의 일부가 서로 겹치도록 설치된다.

제3 스크롤 하우징(163)은 기어 하우징(130)에 설치되며, 기어 하우징(130)을 사이에 두고 제1 스크롤 하우징(161)과 마주보도록 설치된다.

본 실시예에서는, 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 제1 스크롤 하우징(161)과 기어 하우징(130) 사이에 제1 공간(S1)이 형성되고, 제1 공간(S1)에 제2 스크롤 하우징(162)의 일부가 위치하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다.

즉, 본 발명에 따르면, 이웃하는 스크롤 하우징들 중 적어도 하나와 기어 하우징(130) 사이에 적어도 하나의 제1 공간이 형성되고, 형성된 제1 공간에 나머지 스크롤 하우징의 일부가 위치하기만 하면 된다. 예를 들면, 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 제2 스크롤 하우징(162)과 기어 하우징(130)의 사이에 제1 공간(S1)이 형성되고, 제1 공간(S1)에 제1 스크롤 하우징(161)의 일부가 위치할 수도 있다. 그 경우에 기어 하우징(130)의 일측에 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 돌출되도록 형성된 스크롤 설치부(130a)에 제2 스크롤 하우징(162)이 설치되고, 제2 임펠러 구동축(142)의 축 방향(Y축 방향에 평행한 방향)을 따라 측정한 제2 임펠러(152)와 제2 피니언 기어(123) 사이의 거리(D2)는, 제1 임펠러 구동축(141)의 축 방향(Y축 방향에 평행한 방향)을 따라 측정한 제1 임펠러(151)와 제1 피니언 기어(122) 사이의 거리(D1)보다 더 크게 된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 관한 압축 장치(100)의 조립 방법에 관해 설명한다.

먼저, 제조자는 각각 메인 구동축(110), 기어열(120), 기어 하우징(130), 임펠러 구동축(140), 임펠러(150), 스크롤 하우징(160)의 부품들을 미리 준비한다.

이어, 제조자는 기어열(120)과 임펠러 구동축(140)을 기어 하우징(130)의 각 수용 공간에 설치한다.

또한 제조자는, 제1 임펠러 구동축(141)에는 제1 임펠러(151)의 회전축(151c)과 제3 임펠러(153)의 회전축(153c)을 연결하여 설치하고, 제2 임펠러 구동축(142)에는 제2 임펠러(152)의 회전축(152c)을 연결하여 설치한다.

이어, 제조자는 제1 스크롤 하우징(161), 제2 스크롤 하우징(162), 제3 스크롤 하우징(163)을 기어 하우징(130)에 설치한다. 이 때, 제2 스크롤 하우징(162)을 먼저 기어 하우징(130)에 설치한 후, 제1 스크롤 하우징(161)을 스크롤 설치부(130a)에 설치하는 것이 더 용이하다. 조립이 완료되면, 제1 공간(S1)에 제2 스크롤 하우징(162)의 일부(p)가 위치하게 된다. 그렇게 되면, 제1 공간(S1)의 존재로 인하여 제1 스크롤 하우징(161)과 제2 스크롤 하우징(162)은 서로 나란히 설치되되, 제1 공간(S1)이 없는 경우보다 각각 더 큰 크기를 가질 수 있게 된다.

일반적으로 스크롤 하우징의 크기가 클수록 스크롤의 효율을 증가시킬 수 있는데, 본 실시예의 경우에는 제1 공간(S1)의 존재로 인해 크기가 큰 오버헝(Overhung) 형식의 스크롤 하우징을 적용하기가 용이하므로, 압축 장치(100)의 효율을 증가시킬 수 있게 된다. 아울러 본 실시예의 경우 스크롤 하우징의 크기를 증가시켜도, 제1 임펠러 구동축(141)과 제2 임펠러 구동축(142) 사이의 거리(D3)를 유지할 수 있으므로, 기어열(120)을 이루는 기어 크기, 기어 개수 등을 증가시키지 않아도 된다. 그렇게 되면 기어열(120)을 이루는 기어의 관성 모멘트, 기어 마찰 손실 등에 의한 회전 손실도 최소화할 수 있으므로, 압축 장치(100)의 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 관한 압축 장치(100)의 작동 모습에 관해 설명한다.

사용자가 압축 장치(100)를 구동하기 시작하면, 메인 구동축(110)이 회전하게 된다. 메인 구동축(110)이 회전하면 불 기어(121)가 회전하고, 불 기어(121)에 치합된 제1 피니언 기어(122)와 제2 피니언 기어(123)도 회전하게 된다.

제1 피니언 기어(122)와 제2 피니언 기어(123)가 회전하게 되면, 제1 임펠러 구동축(141)과 제2 임펠러 구동축(142)이 회전하게 되고, 임펠러(150)도 회전하여 압축 작용이 수행된다.

구체적으로 제1 스크롤 하우징(161)의 유체 인입구(161a)로 유입된 유체는, 제1 임펠러(151), 제3 임펠러(153), 제2 임펠러(152)를 순서대로 경유하면서 다단으로 압축되고, 제2 임펠러(152)를 거친 유체는 최종적으로 제2 스크롤 하우징(162)의 유체 배출구(162b)를 통하여 배출되게 된다.

이상과 같이 설명한 본 실시예의 작용 및 효과를 좀 더 명확히 알기 위해, 이하 본 실시예에 따른 스크롤 하우징의 구성과 대비되는 일반적인 압축 장치의 스크롤 하우징의 구성을 비교 예로서 설명하기로 한다.

도 3은 비교예로서, 일반적인 압축 장치의 외형을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 압축 장치를 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 잘라 도시한 개략적인 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일반적인 압축 장치(200)는, 메인 구동축(210), 기어열(220), 기어 하우징(230), 임펠러 구동축(240), 임펠러(250), 스크롤 하우징(260)을 포함한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 임펠러(250)는 제1 임펠러(251), 제2 임펠러(252), 제3 임펠러(253)를 포함하는데, 제1 임펠러(251), 제2 임펠러(252), 제3 임펠러(253)는 다단 압축을 수행한다.

도 3 및 도 4에 도시된 압축 장치(200)의 스크롤 하우징(260) 중 제2 스크롤 하우징(262) 및 제3 스크롤 하우징(263)의 크기는, 각각 본 실시예의 제2 스크롤 하우징(162) 및 제3 스크롤 하우징(163)의 크기와 동일하다.

그러나 도 3 및 도 4에 도시된 압축 장치(200)의 스크롤 하우징(260) 중 제1 스크롤 하우징(261)의 크기는, 본 실시예의 제1 스크롤 하우징(161)의 크기보다 작다. 이는 비교예의 경우에는, 제1 스크롤 하우징(261)과 기어 하우징(230)과의 사이에 제2 스크롤 하우징(262)의 일부가 위치할 수 있는 제1 공간(S1)이 존재하지 않아 제1 스크롤 하우징(261)과 제2 스크롤 하우징(262)은 서로 겹치게 배치될 수가 없으므로, 제1 스크롤 하우징(261)의 크기는 그 만큼 작게 형성해야 하기 때문이다. 따라서 압축 장치(200)의 제1 스크롤 하우징(261)은 본 실시예의 제1 스크롤 하우징(161)보다 작기 때문에 스크롤 효율이 떨어지게 된다.

만약 도 3 및 도 4에 도시된 압축 장치(200)의 제1 스크롤 하우징(261)의 크기를 본 실시예의 제1 스크롤 하우징(161)의 크기와 동일하게 하려면, 제1 스크롤 하우징(261)의 크기가 증가되어야 하므로, 그에 따라 제1 임펠러 구동축(241)과 제2 임펠러 구동축(242) 사이의 거리(D4)도 더 크게 해야 한다.

그렇게 되면 기어열(220)을 구성하고 있는 불 기어(221), 제1 피니언 기어(222), 제2 피니언 기어(223) 중 적어도 하나의 크기를 크게 하거나 기어의 개수를 증가시켜야 하므로, 기어열(220)을 이루는 기어의 관성 모멘트, 기어 마찰 손실 등에 의한 회전 손실도 증가하게 되어 압축 장치(200)의 효율이 저하되게 된다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 압축 장치(100)는, 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 제1 스크롤 하우징(161)과 기어 하우징(130) 사이에 제1 공간(S1)이 형성되고 제2 스크롤 하우징(162)의 일부가 제1 공간(S1)에 위치하도록 설치되므로, 서로 이웃하여 나란히 설치되는 제1 스크롤 하우징(161)과 제2 스크롤 하우징(162)은 그 크기를 크게 할 수 있으며, 그렇게 되면 압축 장치(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 압축 장치(100)는, 제1 공간(S1)에 의해 메인 구동축(110)의 축 방향(Y축 방향)에 평행한 방향으로 제1 스크롤 하우징(161)과 제2 스크롤 하우징(162)을 서로 겹치게 배치할 수 있으므로, 제1 임펠러 구동축(141)과 제2 임펠러 구동축(142) 사이의 거리를 줄일 수 있다. 그렇게 되면, 기어열(120)을 구성하는 기어의 크기를 줄여 기어열(120)의 회전 손실을 줄일 수 있으므로 압축 장치(100)의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 압축 장치를 제조하거나 이용하는 산업에 적용될 수 있다.

Claims

메인 구동축;

상기 메인 구동축에 연결된 불 기어;

각각 상기 불 기어에 치합하는 제1 피니언 기어와 제2 피니언 기어;

상기 불 기어, 상기 제1 피니언 기어, 상기 제2 피니언 기어를 수용하는 기어 하우징;

상기 제1 피니언 기어에 연결되는 제1 임펠러 구동축;

상기 제2 피니언 기어에 연결되는 제2 임펠러 구동축;

상기 제1 임펠러 구동축에 연결되는 제1 임펠러;

상기 제2 임펠러 구동축에 연결되는 제2 임펠러;

상기 제1 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성되는 제1 스크롤 하우징; 및

상기 제2 임펠러를 수용하고, 상기 제1 스크롤 하우징에 이웃하도록 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제2 스크롤 하우징;을 포함하는 압축 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리보다 더 큰 압축 장치.
제1항에 있어서,

상기 기어 하우징은 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 돌출된 스크롤 설치부를 포함하고,

상기 스크롤 설치부에는 상기 제1 스크롤 하우징이 설치된 압축 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징은, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 볼 때, 서로 일부가 겹치도록 설치되는 압축 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징 중 적어도 하나는, 오버헝 형식 또는 폴디드 형식의 스크롤 하우징인 압축 장치.
메인 구동축;

상기 메인 구동축에 연결된 불 기어;

각각 상기 불 기어에 치합하는 제1 피니언 기어와 제2 피니언 기어;

상기 불 기어, 상기 제1 피니언 기어, 상기 제2 피니언 기어를 수용하는 기어 하우징;

상기 제1 피니언 기어에 연결되는 제1 임펠러 구동축;

상기 제2 피니언 기어에 연결되는 제2 임펠러 구동축;

상기 제1 임펠러 구동축에 연결되는 제1 임펠러;

상기 제2 임펠러 구동축에 연결되는 제2 임펠러;

상기 제2 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성되는 제2 스크롤 하우징; 및

상기 제1 임펠러를 수용하고, 상기 제2 스크롤 하우징에 이웃하도록 상기 기어 하우징에 설치되며, 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제1 스크롤 하우징;을 포함하는 압축 장치.
제6항에 있어서,

상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리보다 더 큰 압축 장치.
제6항에 있어서,

상기 기어 하우징은 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 돌출된 스크롤 설치부를 포함하고,

상기 스크롤 설치부에는 상기 제2 스크롤 하우징이 설치된 압축 장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징은, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 볼 때, 서로 일부가 겹치도록 설치되는 압축 장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징 중 적어도 하나는, 오버헝 형식 또는 폴디드 형식의 스크롤 하우징인 압축 장치.
적어도 두개의 임펠러;

상기 각각의 임펠러를 구동하는 임펠러 구동축들;

상기 임펠러 구동축들로 동력을 전달하는 기어열;

상기 기어열을 구동하는 메인 구동축;

상기 기어열을 수용하는 기어 하우징; 및

상기 각각의 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치된 스크롤 하우징;을 포함하고,

상기 스크롤 하우징은,

상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성된 제1 스크롤 하우징; 및

상기 제1 스크롤 하우징에 이웃하도록 설치되며 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제2 스크롤 하우징을 포함하는 압축 장치.
제11항에 있어서,

상기 기어열은,

상기 메인 구동축에 연결된 불 기어;

각각 상기 불 기어에 치합하는 복수개의 피니언 기어를 포함하는 압축 장치.
제11항에 있어서,

상기 임펠러는, 상기 제1 스크롤 하우징에 수용된 제1 임펠러와, 상기 제2 스크롤 하우징에 수용된 제2 임펠러를 포함하고,

상기 임펠러 구동축들은, 상기 제1 임펠러에 연결된 제1 임펠러 구동축과, 상기 제2 임펠러에 연결된 제2 임펠러 구동축을 포함하고,

상기 기어열은, 상기 제1 임펠러 구동축에 연결된 제1 피니언 기어와, 상기 제2 임펠러 구동축에 연결된 제2 피니언 기어를 포함하고,

상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리보다 더 큰 압축 장치.
제11항에 있어서,

상기 기어 하우징은 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 돌출된 스크롤 설치부를 포함하고,

상기 스크롤 설치부에는 상기 제1 스크롤 하우징이 설치된 압축 장치.
제11항에 있어서,

상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징은, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 볼 때, 서로 일부가 겹치도록 설치되는 압축 장치.
적어도 두개의 임펠러;

상기 각각의 임펠러를 구동하는 임펠러 구동축들;

상기 임펠러 구동축들로 동력을 전달하는 기어열;

상기 기어열을 구동하는 메인 구동축;

상기 기어열을 수용하는 기어 하우징; 및

상기 각각의 임펠러를 수용하며, 상기 기어 하우징에 설치된 스크롤 하우징;을 포함하고,

상기 스크롤 하우징은,

상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 기어 하우징과의 사이에 제1 공간이 형성된 제2 스크롤 하우징; 및

상기 제2 스크롤 하우징에 이웃하도록 설치되며 상기 제1 공간에 일부가 위치하는 제1 스크롤 하우징을 포함하는 압축 장치.
제16항에 있어서,

상기 기어열은,

상기 메인 구동축에 연결된 불 기어;

각각 상기 불 기어에 치합하는 복수개의 피니언 기어를 포함하는 압축 장치.
제16항에 있어서,

상기 임펠러는, 상기 제1 스크롤 하우징에 수용된 제1 임펠러와, 상기 제2 스크롤 하우징에 수용된 제2 임펠러를 포함하고,

상기 임펠러 구동축들은, 상기 제1 임펠러에 연결된 제1 임펠러 구동축과, 상기 제2 임펠러에 연결된 제2 임펠러 구동축을 포함하고,

상기 기어열은, 상기 제1 임펠러 구동축에 연결된 제1 피니언 기어와, 상기 제2 임펠러 구동축에 연결된 제2 피니언 기어를 포함하고,

상기 제2 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제2 임펠러와 상기 제2 피니언 기어 사이의 거리는, 상기 제1 임펠러 구동축의 축 방향을 따라 상기 제1 임펠러와 상기 제1 피니언 기어 사이의 거리보다 더 큰 압축 장치.
제16항에 있어서,

상기 기어 하우징은 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 돌출된 스크롤 설치부를 포함하고,

상기 스크롤 설치부에는 상기 제2 스크롤 하우징이 설치된 압축 장치.
제16항에 있어서,

상기 제1 스크롤 하우징과 상기 제2 스크롤 하우징은, 상기 메인 구동축의 축 방향에 평행한 방향으로 볼 때, 서로 일부가 겹치도록 설치되는 압축 장치.