KR101176312B1

KR101176312B1 - 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조

Info

Publication number: KR101176312B1
Application number: KR1020100124123A
Authority: KR
Inventors: 김진성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-08-23
Also published as: KR20120063089A

Abstract

본 발명은 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조에 관한 것이다. 임펠러(30)에 대향하여 작동가스를 유도하는 유로(GP)를 형성하면서 작동가스의 속도에너지를 압력에너지로 변환하여 케이싱(40)의 볼류트 챔버(42)로 보내는 디퓨저로서, 임펠러(30)에 대향하여 상기 유로(GP)의 일부분을 형성하면서 작동가스를 1차적으로 유도하는 제1 디퓨저(50)와, 상기 제1 디퓨저(50)의 외측 둘레의 케이싱(40)에 형성되는 수납 홈(44)과, 상기 수납 홈(44)의 내경부에 형성되는 암나사부(62)와, 상기 수납 홈(44)의 암나사부(62)에 수나사부(72)를 통해 나사결합되어 유로의 폭 방향으로 이동하여 개도를 조절하며 유로의 반대측에 내접 기어(74)가 형성되어 있는 가변 디퓨저 링(70)과, 상기 가변 디퓨저 링(70)의 내접 기어(74)에 내접하여 가변 디퓨저 링(70)을 회전 구동하는 피니언 기어(80)와, 구동원에 의해 상기 피니언 기어(80)를 구동하는 구동축(90)을 포함한다. 이러한 본 발명은, 임펠러와 볼류트 챔버 사이에서 유로를 형성하는 디퓨저를 고정 형태의 제1 디퓨저와 가변 디퓨저 링으로 구성하고, 가변 디퓨저 링을 케이싱에 대한 나사결합과 구동원에 대한 내접기어 및 피니언 기어 결합으로 간단하게 구성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 가변 디퓨저는 소형 원심 압축기에 쉽고 간단하고 적은 비용으로 적용할 수 있다.

Description

원심 압축기용 가변 디퓨저 구조{VARIABLE DIFFUSER STRUCTURE FOR CENTRIFUGAL COMPRESSOR}

본 발명은 원심 압축기용 가변 디퓨저에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조가 간단하여 소형 원심 압축기에도 쉽게 적용할 수 있는 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조에 관한 것이다.

냉동 시스템, 공조 시스템, 터빈, 과급기 등에 사용하는 원심 압축기는, 하우징 내부에 설치되어 구동축에 의해 회전하여 작동가스를 압축하는 임펠러와, 임펠러에 대향하여 작동가스를 유도하는 유로를 형성함과 더불어 작동가스의 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 디퓨저와, 디퓨저를 나오는 작동가스를 받아들여 압력에너지를 높이는 볼류트 챔버(volute chamber)를 구비하는 볼류트 케이싱을 포함한다.

가변 디퓨저는 유로의 개도를 조절하여 임펠러로부터 나오는 작동가스의 통과 유량을 제어하기 위한 것이다. 이러한 디퓨저는 링크나 캠 등으로 기구로 이루어져 있기 때문에 구조가 매우 복잡하며, 그에 따라 임펠러의 지름이 100mm ~ 200mm 정도 이하 크기의 소형 압축기에서는 구현하기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조에 의해 유로의 폭을 조절할 수 있으며, 소형 원심 압축기에도 쉽게 적용할 수 있는 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조는, 임펠러에 대향하여 작동가스를 유도하는 유로를 형성하면서 작동가스의 속도 에너지를 압력 에너지로 변환하여 케이싱의 볼류트 챔버로 보내는 디퓨저로서, 임펠러에 대향하여 상기 유로의 일부분을 형성하면서 작동가스를 1차적으로 유도하는 제1 디퓨저와, 상기 제1 디퓨저의 외측 둘레의 케이싱에 형성되는 수납 홈과, 상기 수납 홈의 내경부에 형성되는 암나사부와, 상기 수납 홈의 암나사부에 수나사부를 통해 나사결합되어 유로의 폭 방향으로 이동하여 개도를 조절하며 유로의 반대측에 내접기어가 형성되어 있는 가변 디퓨저 링과, 상기 가변 디퓨저 링의 내접기어에 내접하여 가변 디퓨저 링을 회전 구동하는 피니언 기어와, 구동원에 의해 상기 피니언 기어를 구동하는 구동축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수납 홈의 내경부에는 외측 링이 삽입 고정되고, 상기 암나사부는 외측 링의 내경부에 갖추어진다.

상기 구동원은, 상기 케이싱에 장착되는 모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 원심 압축기용 가변 디퓨저는, 임펠러와 볼류트 챔버 사이에서 유로를 형성하는 디퓨저를 고정 형태의 제1 디퓨저와, 가변 디퓨저 링으로 구성하고, 가변 디퓨저 링을 케이싱에 대한 나사결합과 구동원에 대한 내접기어 및 피니언 기어 결합으로 간단하게 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 가변 디퓨저는 소형 원심 압축기에 쉽고 간단하고 적은 비용으로 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원심 압축기의 가변 디퓨저 구조를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가변 디퓨저의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가변 디퓨저를 사용하여 유로의 폭을 줄인 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 원심 압축기의 가변 디퓨저 구조가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 원심 압축기는, 하우징(10)의 내부에 주축(20)에 의해 회전하여 작동가스를 압축하는 임펠러(30)와, 임펠러로부터 토출되는 작동가스를 유도하는 유로(GP : GAS PASSAGE)를 형성하면서 작동가스의 속도에너지를 압력에너지로 변환하고 볼류트 챔버(42)에서 모으는 케이싱(40)과, 임펠러(30)에 대향하여 유로(GP)의 일부분을 형성하면서 작동가스를 1차적으로 유도하는 제1 디퓨저(50)와, 제1 디퓨저(50)의 외측 둘레의 케이싱(40)에 형성되는 수납 홈(44)과, 수납 홈(44)의 내경부에 형성되는 암나사부(62)와, 수납 홈(44)의 암나사부(62)에 수나사부(72)를 통해 나사결합되어 유로(GP)의 폭 방향으로 이동하여 개도를 조절하며 유로(GP)의 반대측에 내접 기어(74)가 형성되어 있는 가변 디퓨저 링(70)과, 가변 디퓨저 링(70)의 내접 기어(74)에 내접하여 가변 디퓨저 링(70)을 회전 구동하는 피니언 기어(80)와, 구동원에 의해 상기 피니언 기어(80)를 구동하는 구동축(90)을 포함한다.

제1 디퓨저(50)는 가변 되지 않는 고정형으로 이루어져서 작동가스를 1차적으로 유도하는 역할을 한다.

가변 디퓨저 링(70)은 수납 홈(44)의 내경부에 형성되는 암나사부(62)에 나사 결합되어 있기 때문에, 피니언 기어(80)에 의해 가변 디퓨저 링(70)이 회전되면, 암나사부(62)에 의해 유로(GP)의 폭 방향으로 움직이면서 유로(GP)의 개도를 조절하게 된다. 가변 디퓨저 링(70)이 회전과 동시에 유로(GP)의 폭 방향(즉, 가변 디퓨저 링(70)의 축방향)으로 미끄럼 이동할 수 있도록 하기 위해, 피니언 기어(80)와 가변 디퓨저 링(70)은 평기어(SPUR GEAR)로 구성하는 것이 바람직하다.

암나사부(62)는 케이싱(40)의 수납 홈(44)이 이루는 내경부에 직접 형성할 수도 있으나, 도면에 도시된 실시예와 같이 내경부에 암나사부(62)를 형성한 별도의 외측 링(60)을 수납 홈(44)에 삽입하여 고정하는 구조로서, 외측 링(60)이라고 하는 별도의 매개요소를 통해 암나사부(60)를 형성한 형태를 채용하고 있다.

그리고 구동원은 모터(100)로 구성하는 것이 바람직하며, 이 경우 모터(100)는 케이싱(40)에 장착하는 것이 좋다. 모터(100)에는 감속기(102)를 갖출 수 있으며, 감속기(102)의 출력축을 상기 구동축(90)과 연결한다.

구동축(90)은 케이싱(40)에 베어링(92)의 지지에 의해 회전가능하게 설치된다.

이러한 본 발명은, 임펠러(30)와 볼류트 챔버(42) 사이에서 유로(GP)를 형성하는 디퓨저를 고정 형태의 제1 디퓨저(50)와, 나사결합과 기어결합의 간단하고 효과적인 작동 요소들에 의해 유로(GP)의 폭 방향으로 이동하는 가변 디퓨저 링(70)을 구비한 형태이다.

유로(GP)의 폭을 조절하기 위해 모터(100)를 구동하면 구동축(90)이 피니언 기어(80)를 회전시킨다. 피니언 기어(80)는 그것에 맞물린 내접 기어(74)를 회전시켜 가변 디퓨저 링(70)을 회전시키게 된다.

내접 기어(74)에 의해 가변 디퓨저 링(70)이 회전하면, 가변 디퓨저 링(70)의 수나사부(72)가 외측 링(60)의 암나사부(62)에 나사결합되어 있으므로, 이의 나사결합에 의한 안내를 받아 가변 디퓨저 링(70)이 유로(GP)의 폭 방향으로 이동하여 개도를 조절하게 된다.

이상에서는 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 당연히 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.

10 : 하우징 20 : 주축
30 : 임펠러 40 : 케이싱
42 : 볼류트 챔버 44 : 수납 홈
50 : 제1 디퓨저 60 : 외측 링
62 : 암나사부 70 : 가변 디퓨저 링
72 : 수나사부 74 : 내접 기어
80 : 피니언 기어 90 : 구동축
92 : 베어링 100 : 모터(구동원)
110 : 감속기

Claims

임펠러에 대향하여 작동가스를 유도하는 유로를 형성하면서 작동가스의 속도에너지를 압력에너지로 변환하여 케이싱의 볼류트 챔버로 보내는 디퓨저로서,
임펠러에 대향하여 상기 유로의 일부분을 형성하면서 작동가스를 1차적으로 유도하는 제1 디퓨저와,
상기 제1 디퓨저의 외측 둘레의 케이싱에 형성되는 수납 홈과,
상기 수납 홈의 내경부에 형성되는 암나사부와,
상기 수납 홈의 암나사부에 수나사부를 통해 나사결합되어 유로의 폭 방향으로 이동하여 개도를 조절하며 유로의 반대측에 내접기어가 형성되어 있는 가변 디퓨저 링과,
상기 가변 디퓨저 링의 내접기어에 내접하여 가변 디퓨저 링을 회전 구동하는 피니언 기어와,
구동원에 의해 상기 피니언 기어를 구동하는 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조.
제1항에 있어서,
상기 수납 홈의 내경부에는 외측 링이 삽입 고정되고, 상기 암나사부는 외측 링의 내경부에 갖추어지는 것을 특징으로 하는 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조.
제1항에 있어서,
상기 구동원은, 상기 케이싱에 장착되는 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조.