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KR101858647B1 - Centrifugal compressor - Google Patents

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KR101858647B1 KR1020120125703A KR20120125703A KR101858647B1 KR 101858647 B1 KR101858647 B1 KR 101858647B1 KR 1020120125703 A KR1020120125703 A KR 1020120125703A KR 20120125703 A KR20120125703 A KR 20120125703A KR 101858647 B1 KR101858647 B1 KR 101858647B1
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Abstract

본 발명은 원심 압축기에 관련된 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 압축기는, 임펠러와, 임펠러의 둘레에 배치되는 복수의 디퓨져 베인을 구비하며, 상기 디퓨져 베인은 유체의 유동 방향으로 연장되게 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 선단부로부터 이격되게 형성되어 상기 본체부와의 사이에 슬릿을 형성하는 보조부를 구비하며, 상기 디퓨져 베인의 압력면으로 입사되는 유체의 일부는 상기 슬릿을 통하여 상기 디퓨져 베인의 흡입면으로 유출되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a centrifugal compressor. A centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention includes an impeller and a plurality of diffuser vanes disposed around the impeller, wherein the diffuser vane has a body portion formed to extend in the flow direction of the fluid, Wherein a part of the fluid entering the pressure surface of the diffuser vane flows out to the suction surface of the diffuser vane through the slit, do.

Description

원심 압축기 { Centrifugal compressor }Centrifugal compressor

본 발명은 원심 압축기에 관한 것이다. The present invention relates to a centrifugal compressor.

공기 등의 유체를 압축하기 위한 장치로서 압축기가 널리 사용되고 있다. 이러한 압축기로는 임펠러(impeller)의 회전에 의하여 유체를 원심 가속시킴으로써 유체를 압축시키는 원심 압축기가 있다. 2. Description of the Related Art As compressors for compressing fluids such as air, compressors are widely used. Such compressors include centrifugal compressors that compress fluid by centrifugal acceleration of the fluid by rotation of the impeller.

도 1은 이러한 원심 압축기의 일부의 개략적인 평면도로서, 원심 압축기의 쉬라우드(shroud) 내부에 위치하는 임펠러와 디퓨져(diffuser) 만을 개략적으로 도시한 것이다. 1 is a schematic plan view of a portion of such a centrifugal compressor, schematically showing only an impeller and a diffuser located inside a shroud of a centrifugal compressor.

도 1에 도시된 바와 같이 원심 압축기(1)는 쉬라우드(미도시)의 내부에 임펠러(10)와 디퓨져(20)를 구비한다. As shown in FIG. 1, the centrifugal compressor 1 includes an impeller 10 and a diffuser 20 in a shroud (not shown).

임펠러(10)는 복수의 날개(11)를 구비하며, 회전하면서 유체를 원심 방향으로 가속시킨다. 도 1에서는 임펠러(10)의 날개(11)를 간략화하여 도시하였으나, 임펠러(10)의 날개는 여러 가지 형태의 곡선형으로 형성될 수 있음은 통상의 기술자에게 널리 알려져 있다.The impeller 10 has a plurality of blades 11, and accelerates the fluid in the centrifugal direction while rotating. 1, the wings 11 of the impeller 10 are shown in a simplified form, but it is widely known to those skilled in the art that the wings of the impeller 10 can be formed in various curved shapes.

디퓨져(20)는 임펠러(10)의 둘레에 배치되는 복수의 디퓨져 베인(21)을 구비하며, 임펠러(10)에 의해서 가속된 유체를 감속시킨다. 이 과정에서 유체의 운동 에너지는 압력으로 변환되며, 유체의 압력이 증가된다. The diffuser 20 has a plurality of diffuser vanes 21 disposed around the impeller 10 and decelerates the fluid accelerated by the impeller 10. In this process, the kinetic energy of the fluid is converted into pressure and the pressure of the fluid is increased.

한편, 원심 압축기(1)를 운용하는 과정에서 유량의 변화함에 따라서, 유체의 입사 속도, 압력, 디퓨져 베인(21)에 대한 유체의 유동 입사각(angle of attack) 등이 변화되기도 하는데, 경우에 따라서는 디퓨져 베인(22)의 흡입면에서 유동 박리가 발생하기도 한다. As the flow rate changes during the operation of the centrifugal compressor 1, the flow rate of the fluid, the pressure, the angle of attack of the fluid with respect to the diffuser vane 21, and the like may be changed. The flow separation may occur at the suction surface of the diffuser vane 22.

도 2a 내지 도 2c는 원심 압축기(1)의 운영 조건을 달리하며 수치해석을 수행한 결과를 도시한 것으로, 유체의 마하 수 등고선도(mach number contour diagram)를 개략적으로 도시한 도면이다. 더욱 구체적으로, 도 2a는 유량이 설계 유량보다 적을 때의 수치해석 결과이며, 도 2b는 설계 유량에서의 수치해석의 결과이며, 도 2c는 유량이 설계 유량을 초과하는 경우의 수치 해석의 결과이다. FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams showing a mach number contour diagram of a fluid, which is a result of performing a numerical analysis with different operating conditions of the centrifugal compressor 1. FIG. More specifically, FIG. 2A is a numerical analysis result when the flow rate is less than the design flow rate, FIG. 2B is a numerical analysis result at the design flow rate, and FIG. 2C is a numerical analysis result when the flow rate exceeds the design flow rate .

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 원심 압축기(1)가 설계 유량을 벗어나는 경우에 디퓨져 베인(21)의 흡입면에서 유동 박리 현상이 발생함을 알 수 있다. 특히, 도 2c와 같이 유량이 설계 유량을 초과하는 경우에 유동 박리 현상이 더욱 크게 나타남을 알 수 있다.Referring to FIGS. 2A to 2C, it can be seen that when the centrifugal compressor 1 is out of the design flow rate, a flow separation phenomenon occurs on the suction surface of the diffuser vane 21. Particularly, as shown in FIG. 2C, when the flow rate exceeds the designed flow rate, the flow separation phenomenon becomes more significant.

도 3a는 유체의 유동 입사각이 적을 때의 디퓨져 베인(21) 주변의 유선을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3b는 디퓨져 베인(21)의 흡입면에서 유동 박리 현상이 발생할 때의 유선을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이 유동 입사각이 작은 때는 디퓨져 베인(21)의 주변에서 유동 박리 현상이 일어나지 않으나, 도 3b에서와 같이 유체의 유동 입사각이 증가함에 따라서 디퓨져 베인(21)의 흡입면에서 트레일링 에지(trailing edge) 측으로부터 유동 박리(flow separation)(FS) 현상이 발생하게 됨을 알 수 있다.3A schematically shows the stream line around the diffuser vane 21 when the flow angle of the fluid is small. FIG. 3B schematically shows the stream line when the flow separation phenomenon occurs on the suction surface of the diffuser vane 21 Fig. As shown in FIG. 3A, when the flow angle of incidence is small, the flow separation phenomenon does not occur at the periphery of the diffuser vane 21. However, as the fluid flow angle of incidence increases as shown in FIG. 3B, It can be seen that flow separation (FS) phenomenon occurs from the trailing edge side.

이러한 유동 박리 현상은 전압력의 손실을 증가시키고, 압축기의 효율 감소키는 등 압축기의 성능의 저하를 야기하는 문제가 있다.Such a flow separation phenomenon increases the loss of the voltage, and the reduction of the efficiency of the compressor causes a problem of deterioration of the performance of the compressor.

본 발명의 일 측면은 원심 압축기의 운용 과정에서 유량이 변화되더라도, 원심 압축기의 디퓨져 베인 주변에서의 유동 박리 현상을 감소시킴으로써 압축의 효율의 저하를 효과적으로 억제할 수 있는 원심 압축기를 제공함을 일부 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a centrifugal compressor capable of effectively suppressing deterioration of compression efficiency by reducing the flow separation phenomenon in the vicinity of a diffuser vane of a centrifugal compressor even if the flow rate changes during operation of the centrifugal compressor. do.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 압축기는, 임펠러와 임펠러의 둘레에 배치되는 복수의 디퓨져 베인을 구비하며, 상기 디퓨져 베인은 유체의 유동 방향으로 연장되게 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 선단부로부터 이격되게 형성되어 상기 본체부와의 사이에 슬릿을 형성하는 보조부를 구비하며, 상기 디퓨져 베인의 압력면으로 입사되는 유체의 일부는 상기 슬릿을 통하여 상기 디퓨져 베인의 흡입면으로 유출되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a centrifugal compressor including a plurality of diffuser vanes disposed around an impeller and an impeller, wherein the diffuser vane includes a main body portion extending in a fluid flow direction, And a auxiliary part spaced from the front end of the main body part and forming a slit between the main body part and the main body part, wherein a part of the fluid, which is incident on the pressure surface of the diffuser vane, .

또한 상기 슬릿은 상기 디퓨져 베인의 압력면에 형성되는 유입구와 상기 디퓨져 베인의 흡입면에 형성되는 유출구를 구비하며, 상기 슬릿의 유출구는 상기 슬릿의 유입구에 비해서 상기 디퓨져 베인의 하류측 단부 방향으로 후퇴되게 위치될 수 있다. The slit has an inlet formed on a pressure surface of the diffuser vane and an outlet formed on a suction surface of the diffuser vane. The outlet of the slit is retracted toward the downstream end of the diffuser vane, .

또한 상기 슬릿은 상기 유출구가 유입구에 비해서 작게 형성될 수 있다.Further, the slit may be formed such that the outlet is smaller than the inlet.

본 발명의 일 실시예에 따른 원심 압축기에 의하면, 압축기의 운용 과정에서 유량이 변화되더라도, 디퓨져 베인 주변에서의 유동 박리 현상을 억제함으로써 압축기의 효율 저하를 효과적으로 감소시킬 수 있다.According to the centrifugal compressor according to the embodiment of the present invention, it is possible to effectively reduce the efficiency reduction of the compressor by suppressing the flow separation phenomenon in the vicinity of the diffuser vane even if the flow rate changes during the operation of the compressor.

도 1은 일반적인 원심 압축기의 임펠러와 디퓨져를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 원심 압축기 내의 유량에 따른 마하 수의 분포를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 유체의 유동 입사각이 작을 때의 디퓨져 베인 주변의 유선을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3b는 유체의 유동 입사각이 클 때의 디퓨져 베인 주변의 유선을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 압축기의 임펠러와 디퓨져를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 5의 원심 압축기의 디퓨져 베인을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 디퓨져 베인의 VI-VI선을 따라 취한 단면도이다.
도 7은 도 6의 디퓨져 베인의 주변에서의 공기의 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a plan view schematically showing an impeller and a diffuser of a general centrifugal compressor.
FIGS. 2A to 2C are views schematically showing the distribution of Mach number according to the flow rate in the centrifugal compressor of FIG. 1. FIG.
FIG. 3A schematically shows a stream line around the diffuser vane when the flow angle of the fluid is small, and FIG. 3B schematically shows a stream line around the diffuser vane when the fluid flow angle is large.
4 is a plan view schematically illustrating an impeller and a diffuser of a centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a diffuser vane of the centrifugal compressor of FIG. 5. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of the diffuser vane of FIG.
FIG. 7 is a view schematically showing the flow of air around the diffuser vane of FIG. 6; FIG.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 압축기에 대해서 설명한다. A centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 압축기의 임펠러(10)와 디퓨져를 개략적으로 도시한 도면이다. 4 is a schematic view of an impeller 10 and a diffuser of a centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면 본 실시예의 원심 압축기(2)도 임펠러(10)와, 디퓨져(20)를 구비한다. Referring to FIG. 4, the centrifugal compressor 2 of the present embodiment also includes an impeller 10 and a diffuser 20.

임펠러(10)는 쉬라우드(미도시)의 내부에서 회전 가능하게 배치되며, 복수의 날개(11)를 가져 회전함에 따라서 유입된 유체를 원심 방향으로 가속한다. The impeller 10 is rotatably disposed inside a shroud (not shown), and has a plurality of vanes 11 to accelerate the inflow fluid in the centrifugal direction as it rotates.

디퓨져(20)는 임펠러(10)와 함께 쉬라우드의 내부에 배치되며, 임펠러(10)의 둘레에 고정적으로 배치된다. 임펠러(10)는 원심 가속된 유체를 감속시키면서 압력을 증가시키는 역할을 한다. 디퓨져(20)는 임펠러(10)의 둘레를 일주하도록 배치되는 플레이트와, 그 플레이트 상에 배치되며 임펠러(10)의 회전 방향으로 따라서 배열되는 복수의 디퓨져 베인(210)을 구비한다. 본 실시예의 원심 압축기(2)의 디퓨져 베인(210)은 도 4에 확대하여 도시된 바와 같이, 본체부(212)와, 보조부(214)를 구비한다. 또한 플레이트 및 디퓨져 베인은 일체로 제작될 수 있다.The diffuser 20 is disposed inside the shroud with the impeller 10 and fixedly disposed around the impeller 10. The impeller 10 serves to increase the pressure while decelerating the centrifugally accelerated fluid. The diffuser 20 has a plate arranged to circulate the periphery of the impeller 10 and a plurality of diffuser vanes 210 arranged on the plate and arranged along the rotational direction of the impeller 10. The diffuser vane 210 of the centrifugal compressor 2 of the present embodiment includes a main body 212 and a support portion 214 as shown in FIG. Also, the plate and the diffuser vane can be integrally manufactured.

본체부(212)는 상류측에서 하류측으로 연장되게 형성되며, 임펠러(10)를 바라보는 측의 압력면(210A)과 압력면(210A)의 반대편에 배치되는 흡입면(210B)을 구비한다. 흡입면(210B)은 압력면(210A)에 비해서 면적이 넓은 곡면으로 이루어진다. The main body portion 212 is formed to extend from the upstream side to the downstream side and has a pressure surface 210A on the side facing the impeller 10 and a suction surface 210B disposed on the opposite side of the pressure surface 210A. The suction surface 210B has a curved surface having a larger area than the pressure surface 210A.

보조부(214)는 본체부(212)의 상류측 전단(leading edge)에 배치되며, 본체부(212)로부터 이격되게 배치된다. 이와 같이 보조부(214)가 본체부(212)에 이격되게 배치되므로 보조부(214)와 본체부(212) 사이에는 슬릿(213)이 형성되므로, 보조부(214)와 본체부(212) 사이로 유입된 유체는 슬릿(213)을 통하여 디퓨져 베인(210)의 상류측 전단의 압력면(210A)에서 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)으로 유동할 수 있다.The auxiliary portion 214 is disposed on the leading edge of the upstream side of the main body portion 212 and is disposed apart from the main body portion 212. Since the auxiliary portion 214 is disposed so as to be spaced apart from the main body portion 212, the slit 213 is formed between the auxiliary portion 214 and the main body portion 212, The fluid can flow through the slit 213 from the pressure surface 210A at the upstream side of the upstream side of the diffuser vane 210 to the suction surface 210B of the diffuser vane 210. [

도 5는 디퓨져 베인(210)만을 도시한 개략적인 사시도이며, 도 6은 도 5의 디퓨져 베인(210)의 VI-VI선을 따라 취한 개략적인 단면도이다. 5 is a schematic perspective view showing only the diffuser vane 210, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line VI-VI of the diffuser vane 210 of FIG.

도 5 및 도 6을 참조하면, 보조부(214)와 본체부(212) 사이에 형성된 슬릿(213)은 디퓨져 베인(210)의 압력면(210A) 측의 유입구(213A)가 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B) 측의 유출구(213B)에 비해서 넓게 형성되어 있다. 따라서 디퓨져 베인(210)의 압력면(210A) 측의 슬릿(213) 유입구(213A)로 유입된 유체는 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B) 측의 슬릿(213) 유출구(213B)로 유동되면서 가속된다. 이처럼 유체는 슬릿(213)을 통과하면서 가속되므로, 슬릿(213)을 통과한 유체와 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)을 따라 유동하던 유체 간의 속도 차가 효과적으로 감소될 수 있다. 5 and 6, the slit 213 formed between the auxiliary portion 214 and the main body portion 212 is formed so that the inlet 213A on the pressure surface 210A side of the diffuser vane 210 is connected to the diffuser vane 210, And is formed wider than the outlet 213B on the suction surface 210B side. The fluid introduced into the inlet 213A of the slit 213 on the pressure surface 210A side of the diffuser vane 210 flows to the outlet 213B of the slit 213 on the suction surface 210B side of the diffuser vane 210 . Since the fluid is accelerated as it passes through the slit 213, the speed difference between the fluid passing through the slit 213 and the fluid flowing along the suction surface 210B of the diffuser vane 210 can be effectively reduced.

또한 슬릿(213)은 유체가 용이하게 유입될 수 있도록 디퓨져 베인(210)의 길이 방향에 대해서 예각을 이루는 각도로 형성된다. 즉 슬릿(213)의 유출구(213B)는 유입구(213A)에 비해서 디퓨져 베인(210)의 하류측 단부(트레일링 에지) 방향으로 후퇴되게 위치된다. 따라서 슬릿(213)의 유입구(213A)로 유입된 유체는 슬릿(213)의 유출구(213B)를 통과한 후, 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)을 타고 디퓨져 베인(210)의 하류측 단부로 이동되도록 유도되므로, 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)을 흐르던 유체와의 혼합이나 2차 유동의 발생이 효과적으로 억제될 수 있다.The slit 213 is formed at an acute angle with respect to the longitudinal direction of the diffuser vane 210 so that the fluid can be easily introduced. The outlet 213B of the slit 213 is positioned to be retracted in the direction of the downstream end (trailing edge) of the diffuser vane 210 as compared to the inlet 213A. The fluid flowing into the inlet 213A of the slit 213 passes through the outlet 213B of the slit 213 and then flows along the suction surface 210B of the diffuser vane 210 to the downstream side of the diffuser vane 210 The mixing with the fluid flowing through the suction surface 210B of the diffuser vane 210 and the generation of the secondary flow can be effectively suppressed.

도 6에서 디퓨져 베인(210)의 슬릿(213)의 주변을 부분적으로 확대하여 도시하는 바와 같이, 보조부(214)의 유입구(213A) 측의 폭은 유출구(213B)측의 폭(G)보다 크며, 보조부(214)는 본체부(212)의 익현선(LW)에 대하여 예각으로 경사지게 배치된다. 6, the width of the auxiliary portion 214 on the side of the inlet 213A is larger than the width G on the side of the outlet 213B, as shown partially enlargedly around the slit 213 of the diffuser vane 210 The auxiliary portion 214 is disposed at an acute angle with respect to the chord line LW of the main body 212.

바람직하게는 보조부(214)의 상류측 단부에서 본체부(212)의 상류측 단부까지의 길이(W)는 디퓨져 베인(210)의 전체 길이(CM)에 대하여 5 내지 18 % 정도이며, 슬릿(213)의 유출구(213B) 측의 폭(G)은 디퓨져 베인(210) 전체 길에 대하여 1.5 내지 4 % 정도이며, 보조부(214)의 본체부(212) 압력면(210A)의 익현선(LW)에 대한 경사 각도(θ)는 대략 20 내지 70도 정도로 이루어질 수 있다. 또한 보조부(214)의 길이(CA)는 디퓨져 베인(210)의 길이(CM)의 약 5 내지 25 %인 것이 바람직하다. The length W from the upstream end of the auxiliary portion 214 to the upstream end of the body portion 212 is about 5 to 18% of the total length CM of the diffuser vane 210, The width G on the side of the outlet 213B of the diffuser vane 210 is about 1.5 to 4% with respect to the entire length of the diffuser vane 210, ) May be about 20 to 70 degrees. The length CA of the auxiliary portion 214 is preferably about 5 to 25% of the length CM of the diffuser vane 210.

보조부(214)의 길이(CA), 슬릿(213)의 형상 및 보조부(214)의 경사 각도가 상기의 범위 내에 있을 경우에 유체가 효과적으로 슬릿(213)으로 유입될 수 있다. 만일 보조부(214)의 길이(CA), 슬릿(213)의 형상 및 보조부(214)의 경사 각도가 상기의 범위를 벗어나는 경우에는 유체가 원활하게 슬릿(213)로 유입되기 어려움은 물론, 슬릿(213)을 통과한 유체가 흡입면(210B)으로 유출되는 과정에서 유동 박리를 심화시킬 수 있으며, 주변 유체와 혼합되면서 2차 유동 등이 발생하여 그로 인한 유체 에너지의 손실이 발생할 수도 있다. The fluid can effectively flow into the slit 213 when the length CA of the auxiliary portion 214, the shape of the slit 213 and the inclination angle of the auxiliary portion 214 fall within the above range. If the length CA of the auxiliary part 214, the shape of the slit 213, and the inclination angle of the auxiliary part 214 are out of the above ranges, fluid will not flow smoothly into the slit 213, 213 may be exacerbated in the process of flowing out to the suction surface 210B, and secondary flow may be generated while mixing with the surrounding fluid, resulting in loss of fluid energy.

또한 슬릿(213)의 유입구(213A) 측이 유출구(213B)에 비해서 크게 형성되므로 슬릿(213)으로 유입된 유체는 가속되어 유출구(213B)로 유출됨은 앞서 설명한 바와 같다. 따라서 슬릿(213)을 통과하는 유체와 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)을 유동하는 유체 간의 유속 차가 감소하여 원활한 유체의 흐름이 형성될 수 있다. Since the inlet 213A of the slit 213 is formed larger than the outlet 213B, the fluid introduced into the slit 213 is accelerated and flows out to the outlet 213B as described above. Accordingly, the flow velocity difference between the fluid passing through the slit 213 and the fluid flowing through the suction surface 210B of the diffuser vane 210 is reduced, and a smooth fluid flow can be formed.

또한, 디퓨져 베인(210)의 보조부(214)는 디퓨져 베인(210) 본체부(212)의 압력면(210A)의 익현선(LW)을 부분적으로 넘거나 익현선(LW)에 미치지 않도록 형성될 수도 있다. 바람직하게는 보조부(214)의 본체부(212)의 압력면(210A)에 대한 깊이(D)는 본체부(212)의 길이에 대하여 대략 -3% 내지 5% 정도로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 보조부(214)의 본체부(212) 압력면(210A)에 대한 깊이는 도 6에 도시된 바와 같이 보조부(214)가 본체부(212) 압력면(210A)의 익현선(LW)을 넘을 때를 음의 방향으로 한다. 상기와 보조부(214)의 본체부(212)의 익현선(LW)에 대한 깊이(D)가 상기의 범위를 벗어나는 경우에는 디퓨져 베인(210)의 상류측 선단부(리딩 에지)에서 유체의 흐름을 저해하여 오히려 유동 박리 현상이 증가될 수도 있다.The auxiliary part 214 of the diffuser vane 210 is formed so as not to exceed the chord line LW of the pressure surface 210A of the main body part 212 of the diffuser vane 210 or to reach the chord line LW It is possible. It is preferable that the depth D of the auxiliary portion 214 with respect to the pressure surface 210A of the main body portion 212 is approximately -3% to 5% with respect to the length of the main body portion 212. [ At this time, the depth of the auxiliary portion 214 with respect to the pressure surface 210A of the main body portion 212 is set such that the auxiliary portion 214 passes over the chord line LW of the pressure surface 210A of the main body 212 Time is in the negative direction. When the depth D of the main body portion 212 of the auxiliary portion 214 with respect to the chord line LW is out of the above range, the flow of the fluid at the upstream end (leading edge) of the diffuser vane 210 The flow separation phenomenon may be increased.

한편, 보조부(214)의 일부가 본체부(212)의 압력면(210A)의 익현선(LW)을 넘도록 배치되는 경우, 슬릿(213)의 입구부를 도 6에 표시된 음의 방향으로 기울여줄 수 있으므로 유체의 유동 입사각이 커지는 경우에도 유체가 효과적으로 슬릿(213)으로 유입될 수 있도록 할 수 있다.On the other hand, when a part of the auxiliary portion 214 is arranged so as to cross the chord line LW of the pressure surface 210A of the main body 212, the inlet portion of the slit 213 can be inclined in the negative direction shown in Fig. The fluid can be effectively introduced into the slit 213 even when the flow incident angle of the fluid is increased.

도 7은 본 실시예의 디퓨져 베인(210)의 주변으로 유체가 흐르는 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 7 is a view schematically showing the flow of fluid to the periphery of the diffuser vane 210 of the present embodiment.

도 7을 참조하면, 본 실시예의 디퓨져 베인(210)의 경우에는 디퓨져 베인(210)의 상류측 단부로 접근하는 유체의 유동 입사각이 큰 경우에도 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)에서 유동 박리 현상이 발생하지 않음을 알 수 있다. 이는 슬릿(213)을 통하여 유체가 디퓨져 베인(210)의 압력면(210A)에서 흡입면(210B)으로 유동되면서 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)에 보충되기 때문이다. 7, in the case of the diffuser vane 210 of the present embodiment, even when the flow angle of the fluid approaching the upstream end of the diffuser vane 210 is large, the flow of the fluid in the suction surface 210B of the diffuser vane 210 It can be seen that the peeling phenomenon does not occur. This is because the fluid flows through the slit 213 from the pressure surface 210A of the diffuser vane 210 to the suction surface 210B and replenished to the suction surface 210B of the diffuser vane 210. [

이와 같이 본 실시예의 디퓨져 베인(210)은 유동 입사각이 커지는 경우에도 효과적으로 디퓨져 베인(210)의 흡입면(210B)에서의 유동 박리 현상을 억제할 수 있다. 따라서 원심 압축기(2)의 유량이 증가함에 따라 디퓨져 베인(210)으로의 유동 입사각이 증가하더라도, 디퓨져 베인(210)에서의 유동 박리 현상이 억제되어 압축기(2)의 효율의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 즉 본 실시예의 원심 압축기(2)는 도 1의 디퓨져 베인(210)을 구비하는 원심 압축기(2)에 비해서 고효율이 유지되는 유량의 범위가 넓게 이루어질 수 있다.As described above, the diffuser vane 210 of the present embodiment can effectively suppress the flow separation phenomenon on the suction surface 210B of the diffuser vane 210 even when the flow incidence angle increases. Therefore, even when the flow angle of the refrigerant to the diffuser vane 210 is increased as the flow rate of the centrifugal compressor 2 increases, the flow separation phenomenon in the diffuser vane 210 is suppressed to effectively suppress the deterioration of the efficiency of the compressor 2 . In other words, the centrifugal compressor 2 of the present embodiment can have a wider range of flow rate, which is higher in efficiency than the centrifugal compressor 2 having the diffuser vane 210 of FIG.

특히, 보조부(214)의 유입구(213A) 측의 폭은 디퓨져 베인(210)의 전체 길이에 대하여 5 내지 18 % 정도로 하고, 보조부(214)의 유출구(213B)의 폭을 디퓨져 베인(210) 전체 길에 대하여 1.5 내지 4 % 정도로 하며, 보조부(214)의 본체부(212) 압력면(210A)의 익현선에 대한 경사각도는 대략 20 내지 70도 정도로 형성하고, 보조부(214)의 본체부(212)의 압력면(210A)에 대한 깊이를 본체부(212)의 길이에 대하여 대략 -3% 내지 5% 정도로 하고, 보조부(214)의 길이(CA)를 디퓨져 베인(210)의 길이(CM)의 약 5 내지 25 %로 설계할 경우에는 유동 입사각의 증가에 따른 유동 박리 현상을 억제할 수 있음은 물론, 불규칙한 와류나 2차 유동을 효과적으로 억제할 수 있으므로 원심 압축기(2)에서의 손실을 효과적으로 억제할 수 있다. Particularly, the width of the auxiliary portion 214 on the side of the inlet 213A is set to about 5 to 18% of the total length of the diffuser vane 210 and the width of the outlet 213B of the auxiliary portion 214 is set to the entire length of the diffuser vane 210 The inclination angle of the pressure surface 210A of the main body 212 of the auxiliary part 214 with respect to the chord line is approximately 20 to 70 degrees and the main part of the auxiliary part 214 212 of the diffuser vane 210 is about -3% to 5% with respect to the length of the main body 212 and the length CA of the auxiliary part 214 is equal to the length CM of the diffuser vane 210 , It is possible to suppress the flow separation phenomenon due to the increase of the flow angle of incidence and to effectively suppress the irregular eddy current or the secondary flow. Therefore, the loss in the centrifugal compressor (2) It can be suppressed effectively.

이상 본 발명의 일부 실시예에 따른 원심 압축기(2)에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다양한 형태로 구체화될 수 있는 것으로 해석되어야 한다. While the centrifugal compressor (2) according to some embodiments of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto and can be embodied in various forms.

1,2 ... 원심 압축기
10 ... 임펠러
20 ... 디퓨져
21, 210 ...디퓨져 베인
212 ... 본체부
214 ... 보조부
213 ... 슬릿1,2 ... Centrifugal compressor
10 ... impeller
20 ... diffuser
21, 210 ... diffuser vane
212:
214 ... auxiliary part
213 ... slit

Claims (3)

임펠러와, 상기 임펠러의 둘레에 배치되는 복수의 디퓨져 베인을 구비하는 원심 압축기에 있어서,
상기 디퓨져 베인은,
유체의 유동 방향으로 연장되게 형성되는 본체부와,
상기 본체부의 선단부로부터 이격되게 형성되어, 상기 본체부와의 사이에 슬릿을 형성하는 보조부를 구비하며,
상기 디퓨져 베인의 압력면으로 입사되는 유체의 일부는 상기 슬릿을 통하여, 상기 디퓨져 베인의 흡입면으로 유출되며,
상기 슬릿은,
상기 디퓨져 베인의 압력면에 형성되는 유입구와,
상기 디퓨져 베인의 흡입면에 형성되며 상기 유입구보다 작게 형성된 유출구를 구비하며,
상기 슬릿이 상기 디퓨져 베인의 길이 방향에 대해서 예각을 이루는 각도로 형성되도록, 상기 슬릿의 유출구는 상기 슬릿의 유입구에 비해서 상기 디퓨져 베인의 하류측 단부 방향으로 후퇴되게 위치하는 원심 압축기.A centrifugal compressor comprising an impeller and a plurality of diffuser vanes disposed around the impeller,
The diffuser vane,
A body portion formed to extend in a flow direction of the fluid,
And a subsidiary portion formed to be spaced apart from a distal end portion of the main body portion and forming a slit between the main body portion and the main body portion,
A portion of the fluid entering the pressure face of the diffuser vane flows out through the slit to the suction face of the diffuser vane,
The slit
An inlet formed on the pressure surface of the diffuser vane,
And an outlet formed on the suction surface of the diffuser vane and smaller than the inlet,
Wherein the outlet of the slit is positioned to be retracted toward the downstream end of the diffuser vane relative to the inlet of the slit so that the slit is formed at an acute angle with respect to the longitudinal direction of the diffuser vane. 제1항에 있어서,
상기 보조부는 상기 본체부의 압력면의 익현선에 대하여 예각으로 경사지게 배치되는 원심 압축기.The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary portion is disposed obliquely at an acute angle with respect to the chord line of the pressure surface of the main body portion. 삭제delete
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