KR100405984B1 - 터보 압축기의 디퓨저 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보 압축기의 디퓨저 장착구조에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터보 압축기의 디퓨저 장착구조는 표면에 다수개의 블레이드(321)(341)가 돌출형성된 구조로서, 직경이 큰 외측 베이스(34)와, 상기 외측 베이스(34) 안쪽에 배치되는 내측 베이스(32)가 조합된 2단식으로 구성되며; 상기 내측 베이스(32)와 상기 외측 베이스(34)가 조합되는 경계부위의 일정위치에는 양 베이스(32)(34)에 공유되는 핀홀(32b)이 형성되고, 상기 핀홀(32b)에 끼워지는 고정핀(36)에 의해 각 베이스(32)(34)의 상대적인 위치가 변경되지 않는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 터보 압축기의 디퓨저 장착구조에 의하면, 내 외측 베이스의 정렬작업이 간단하게 이루어지고, 유체의 압력에 의해 내 외측 베이스의 상대적인 위치가 달라지지 않기 때문에 박리현상 방지작용이 안정적으로 수행되므로, 압축기의 생산성 및 작동 안정성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.

Description

터보 압축기의 디퓨저 장착구조{Diffuser mounting structure of Turbo compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터보 압축기의 디퓨저에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적인 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 공기 조화기 등에서 사용되며 왕복동식, 스크롤식, 터보식(원심식), 베인식(회전식) 등으로 구분된다.

터보 압축기는 임펠러의 회전력을 이용하여 유체를 축방향으로 흡입한 다음, 원심방향으로 토출시키면서 압축하는 것으로, 임펠러 및 압축실의 개수에 따라 1단 내지는 2단식으로 구분되며, 임펠러의 배열 형태에 따라 백 투 백(back to back) 타입 및 페이스 투 페이스(face to face) 타입으로 구분된다.

이와 같은 압축기 중에서 2단식 터보 압축기는 도 1에 나타난 것과 같이 모터 하우징(1)과, 상기 모터 하우징(1)의 양측에 구비되는 제1베어링 플레이트(2A) 및 제2베어링 플레이트(2B)와, 상기 제1베어링 플레이트(2A)의 외측면에 장착되는 슈라우드 플레이트(3)와, 상기 슈라우드 플레이트(3)의 외측면에 장착되는 제1디퓨저 케이싱(4A)과, 상기 제2베어링 플레이트(2B)의 외측면에 장착되는 베어링 커버(5)와, 상기 베어링 커버(5)를 감싸는 볼류트 케이싱(6)과, 상기 볼류트 케이싱(6)의 외면에 장착되는 제2디퓨저 케이싱(4B)과, 모터 하우징(1)의 내부에 장착된 모터(M)를 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 모터 하우징(1)의 일측에는 흡입관(SP)이 구성되어 있으며, 볼류트 케이싱(6)의 일측에는 토출관(DP)이 구성되어 있다.

상기 슈라우드 플레이트(3)와 제1디퓨저 케이싱(4A)은 제1압축실(Sc1)을 구성하고, 볼류트 케이싱(6)과 제2디퓨저 케이싱(4B)은 제2압축실(Sc2)을 구성하게 된다.

모터(M)는 스테이터(MS)와, 상기 스테이터(MS) 내에 장착된 로터(MR) 및 로터(MR)에 압입된 회전축(7)으로 이루어져 있는데, 상기 모터(M)의 회전축(7)은 양선단이 각각 제1베어링 플레이트(2A) 및 제2베어링 플레이트(2B)를 관통하는 구조로서, 상기 각 플레이트(2A)(2B) 안쪽의 레이디얼 포일 베어링(radial foil bearing)(9A)(9B)에 의해 지지된다.

모터(M)의 회전축(7) 양선단에는 각각 제1압축실(Sc1)에 배치되는 1단 임펠러(8A)와 제2압축실(Sc2)에 배치되는 2단 임펠러(8B)가 부착되어 있으며, 제2베어링 플레이트(2B)의 일측면에는 회전축(7)의 선단을 지지하는 트러스트 포일 베어링(thrust foil bearing(10)이 부착되어 있다.

그리고, 각 디퓨저 케이싱(4A)(4B)의 내측에는 유체의 운동에너지를 압력에너지로 바꾸기 위한 디퓨저(30)가 장착되어 있는데, 상기 디퓨저(30)는 원반링 형태의 내 외측 베이스(32)(34)와 상기 내 외측 베이스(32)(34)의 표면에 돌출형성된 다수개의 블레이드(321)(341)로 구성된 이른바 2단식으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 내측 베이스(32)는 외측 베이스(34)에 비해 직경이 작으며, 외측 베이스(34)의 안쪽에 동심(同心)구조로 조합되어 있다.

이와 같은 일반적인 압축기에 의하면, 모터(M)의 구동으로 회전축(7)과 이에 부착된 양 임펠러(8A)(8B)가 회전함으로써 유체가 흡입관(SP)으로 흡입되고, 흡입된 유체는 제1가스통로(11) 및 제1흡입공간(Ss1)을 통해 제1압축실(Sc1)로 유입되어 1단 임펠러(8A)에 의해 1단 압축된다. 그리고, 1단 압축된 이른바 가압축 유체가 제2가스통로(12) 및 제2흡입공간(Ss2)을 통해 제2압축실(Sc2)로 흡입되어 2단 임펠러(8B)에 의해 2단 압축됨으로써 효율적인 압축작용이 이루어진다. 2단 압축된 유체는 볼류트 케이싱(6)에 의해 모아져 토출관(DP)을 통해 토출된다.

상기 디퓨저(30)에 의하면 유로의 단면적이 확대되는 것과 같은 효과를 통해 유체의 유동속도가 감소되면서 압력이 증대된다.

한편, 상기 디퓨저(30)를 2단식으로 구성하는 것은 내 외측 블레이드(321)(341)의 중심선이 정확히 정렬되지 않고 경계면에서 약간 어긋나는 이른바 비정렬상태로 배치되도록 함으로써 박리현상을 방지하기 위한 것이다.

이러한 비정렬 배치방식에 의하면 내측 블레이드(321)의 트레일링 에지(trailing edge)가 외측 블레이드(341)의 리딩 에지(leading edge)와 일정간격을 두고 이격됨으로써 중심부에서 내측 블레이드(321)를 따라 바깥쪽으로 유동하는 유체가 경계면에서 외측 블레이드(341)의 위치차이에 의해 분산됨으로써 박리현상이 방지된다.

종래기술에서는 디퓨저(30)의 비정렬 배치상태를 정확히 하기 위해 도 3에 나타난 것과 같이 각 베이스(32)(34)에 핀홀(32a)(34a)을 구성하고, 상기 각 핀홀(32a)(34a)에 고정핀(36)을 박아서 각 베이스(32)(34)의 위치를 고정하는 방법을 사용하게 되는데, 이러한 방법에 의하면 각 베이스(32)(34)의 상대적인 위치를 정확히 설정하기 어려우며, 임펠러(8A)(8B) 출구에서 고속토출되는 유체의 압력에 의해 각 베이스(32)(34)가 개별 회전됨으로써 상대적인 위치가 달라질 수 있다.

따라서, 이와 같은 종래의 디퓨저 장착구조에 의하면 디퓨저를 구성하는 베이스(32)(34)의 위치 설정이 까다롭고, 장착상태가 견고하게 유지되지 않기 때문에 압축기의 생산성 및 작동 안정성이 저하된다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 내 외측 베이스의 위치정렬이 용이하고, 유체의 압력에 의해서도 상기 내 외측 베이스의 상대적인 위치가 달라지기 않는 터보 압축기의 디퓨저 장착구조 제공을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 터보 압축기의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 종래기술에 따른 디퓨저를 나타낸 사시도이다.

도 3은 종래기술에 따른 디퓨저의 장착구조를 나타낸 평면도이다.

도 4는 종래기술에 따른 디퓨저의 장착구조를 나타낸 도 1의 부분 상세도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디퓨저의 장착구조를 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디퓨저의 장착구조를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 모터 하우징 2A: 제1베어링 플레이트

2B: 제2베어링 플레이트 3: 슈라우드 플레이트

4A: 제1디퓨저 케이싱 4B: 제2디퓨저 케이싱

5: 베어링 커버 6: 볼류트 케이싱

7: 회전축 8A: 1단 임펠러

8B: 2단 임펠러 9A, 9B: 레이디얼 포일 베어링

10: 트러스트 포일 베어링 11: 제1가스통로

12: 제2가스통로 30: 디퓨저

32: 내측 베이스 34: 외측 베이스

321: 내측 블레이드 341: 외측 블레이드

32b: 핀홀 36: 고정핀

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 터보 압축기의 디퓨저 장착구조는 다수개의 블레이드가 돌출형성된 구조로서, 직경이 큰 외측 베이스와, 상기 외측 베이스 안쪽에 배치되는 내측 베이스가 조합된 2단식으로 구성되며; 상기 내측 베이스와 상기 외측 베이스가 조합되는 경계부위의 일정위치에 양 베이스에 공유되는 핀홀이 형성되고, 상기 핀홀에 끼워지는 고정핀에 의해 각 베이스의 상대적인 위치가 변경되지 않는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 5와 도 6을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 터보 압축기의 디퓨저 장착구조는 각 도면에 나타난 것과 같이 상기 내측 베이스(32)와 상기 외측 베이스(34)가 조합되는 경계부위의 일정위치에 공유되는 핀홀(32b)이 형성되고, 상기 핀홀(32b)에 고정핀(36)이 끼워지는 방식으로 이루어진다.

여기서, 상기 핀홀(32b)은 내 외측 블레이드(321)(341)가 일정한 간격을 유지하도록 양 베이스(32)(34)가 정확히 정렬 배치된 상태에서 드릴링 작업 등에 의해 형성된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 내 외측 베이스(32)(34)가 하나의 핀홀(32b) 및 고정핀(36)에 의해 공통 고정되기 때문에 디퓨저의 장착 시, 각 베이스(32)(34)의 위치를 정렬하기 위해 주의를 기울일 필요 없이, 내 외측 베이스(32)(34)의 경계면에 형성된 상기 핀홀(32b)에 고정핀(36)을 끼우기만 하면 된다.

또한, 본 실시예에 의하면, 내 외측 베이스(32)(34)가 하나의 고정핀(36)에 의해 걸린상태이기 때문에 유체의 압력에 의해 회전된다 하더라도 내 외측 베이스(32)(34)의 상대적인 위치가 변하지 않고, 함께 회전됨으로써 내측 블레이드(321)의 트레일링 에지와 외측 블레이드(341)의 리딩 에지가 이루는 간격 차이가 일정하게 유지된다. 따라서, 박리현상 방지작용이 안정적으로 수행된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 터보 압축기의 디퓨저 장착구조에 의하면 첫째, 내 외측 베이스의 정렬작업이 간단하게 이루어지기 때문에 압축기의 생산성 향상에 도움이 되고, 둘째, 유체의 압력에 의해 내 외측 베이스의 상대적인 위치가 달라지지 않기 때문에 박리현상 방지작용이 안정적으로 수행되므로 압축기의 작동 안정성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 표면에 다수개의 블레이드가 돌출형성된 구조로서, 직경이 큰 외측 베이스와, 상기 외측 베이스 안쪽에 배치되는 내측 베이스가 조합된 2단식으로 구성되는 터보 압축기의 디퓨저 장착구조에 있어서;

   상기 내측 베이스와 상기 외측 베이스가 조합되는 경계부위의 일정위치에는 양 베이스에 공유되는 핀홀이 형성되고, 상기 핀홀에 끼워지는 고정핀에 의해 각 베이스의 상대적인 위치가 변경되지 않는 것을 특징으로 하는 터보 압축기의 디퓨저 장착구조.