KR101828539B1

KR101828539B1 - A rotary machine

Info

Publication number: KR101828539B1
Application number: KR1020130058549A
Authority: KR
Inventors: 조종재; 신봉근; 이승훈
Original assignee: 한화파워시스템 주식회사
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2018-02-12
Also published as: KR20140137712A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체에 에너지를 전달하는 블레이드를 구비하고, 적어도 하나의 유동 관로부가 형성된 임펠러와, 상기 유동 관로부에 설치된 체크 밸브와, 상기 임펠러의 회전 운동을 지지하도록 상기 임펠러의 후부에 고정되는 회전축을 포함하고, 상기 유동 관로부의 입구는 유체가 유입되는 방향으로 형성되고, 상기 유동 관로부의 출구는 상기 임펠러의 후부 쪽에 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an impeller comprising: an impeller having a blade for transmitting energy to a fluid and having at least one flow conduit portion; a check valve provided in the flow conduit portion; And an inlet of the flow conduit portion is formed in a direction in which fluid flows, and an outlet of the flow conduit portion may be formed in a rear portion of the impeller.

Description

회전 기계{A rotary machine}A rotary machine

본 발명은 회전 기계에 관한 것이다.The present invention relates to a rotating machine.

유체 등을 압축하는 압축기 장치 등에는 회전 기계가 많이 사용되고 있는데, 일반적으로 회전식 압축기에는 회전 운동을 하는 임펠러(impeller)가 설치되어 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Rotating machines are widely used in compressors for compressing fluids and the like. In general, rotary compressors are provided with impellers for rotational movement.

임펠러는 회전 운동에너지를 유체에 전달시켜 유체의 압력을 상승시키도록 구성되는데, 이를 위해 임펠러에는 유체의 이동을 돕고 에너지를 유체에 전달하는 다수개의 블레이드(blade)가 배치되어 있다.The impeller is configured to transmit rotational kinetic energy to the fluid to raise the pressure of the fluid. To this end, the impeller is provided with a plurality of blades that assist in fluid movement and transfer energy to the fluid.

한편, 부스터 압축기 시스템(booster compressor system)과 같이 복수개의 압축기를 연동시켜 작동시키는 경우에, 승압용 부스터 압축기에는 초기 시동시 고압의 작동 유체가 임펠러로 갑자기 유입되어 임펠러의 전면과 후면에 큰 압력차가 발생하게 되고, 그 경우 과도한 축방향 추력으로 고가의 베어링 등이 손상되는 경우가 있었다.On the other hand, when a plurality of compressors are operated in conjunction with each other, such as a booster compressor system, a high pressure working fluid suddenly flows into the impeller at the start of the booster compressor, and a large pressure difference In such a case, an expensive bearing may be damaged due to an excessive axial thrust.

공개특허공보 1996-0023824호에는 유입구의 일측에 수관과 연결된 수관공을 설치하여, 임펠러 앞뒤의 압력차를 없애 임펠러에 가해지는 트러스트를 제거하는 기술이 개시되어 있다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1996-0023824 discloses a technique of providing a water hole connected to a water pipe at one side of an inlet to eliminate the pressure difference between the front and back of the impeller to remove the thrust exerted on the impeller.

본 발명의 일 측면에 따르면, 고압의 유입 유체에 의해 임펠러에 가해지는 과도한 축방향 추력을 제거할 수 있는 회전 기계를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a rotary machine capable of removing an excessive axial thrust applied to an impeller by a high-pressure inflow fluid.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체에 에너지를 전달하는 블레이드를 구비하고, 적어도 하나의 유동 관로부가 형성된 임펠러;와, 상기 유동 관로부에 설치된 체크 밸브;와, 상기 임펠러의 회전 운동을 지지하도록 상기 임펠러의 후부에 고정되는 회전축;을 포함하고, 상기 유동 관로부의 입구는 유체가 유입되는 방향으로 형성되고, 상기 유동 관로부의 출구는 상기 임펠러의 후부 쪽에 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an impeller comprising: an impeller having a blade for transmitting energy to a fluid and having at least one flow conduit part; a check valve installed in the flow conduit part; And an inlet of the flow conduit portion is formed in a direction in which fluid flows, and an outlet of the flow conduit portion may be formed in a rear portion of the impeller.

여기서, 상기 회전축에는 상기 유동 관로부와 연통되는 연통 공간과, 상기 연통 공간과 상기 회전축의 외부를 연통하는 적어도 하나의 배출 구멍이 형성될 수 있다.Here, the rotary shaft may be formed with a communication space communicating with the flow channel portion and at least one discharge hole communicating with the communication space and the outside of the rotary shaft.

여기서, 상기 회전축은 상기 임펠러의 후부에 고정되는 플랜지부를 구비할 수 있다.Here, the rotation shaft may have a flange portion fixed to a rear portion of the impeller.

여기서, 상기 임펠러의 후부에는 외주에 나사가 형성된 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부와 나사 결합되는 연결부가 상기 회전축에 형성될 수 있다.Here, a protrusion formed with a screw is formed on the outer periphery of the rear portion of the impeller, and a connection portion that is screwed with the protrusion may be formed on the rotation shaft.

본 발명의 일 측면에 따르면, 고압의 유입 유체에 의해 임펠러에 가해지는 과도한 축방향 추력을 제거할 수 있는 효과가 있다. According to an aspect of the present invention, an excessive axial thrust applied to the impeller by the high-pressure inflow fluid can be removed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회전 기계의 개략적인 모습을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 임펠러의 유동 관로에 체크 밸브가 설치된 모습을 도시한 개략적인 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 회전축의 플랜지부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 관한 회전 기계의 개략적인 모습을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 관한 임펠러의 돌출부와 회전축의 연결부를 분리하여 도시한 개략적인 사시도이다.1 is a sectional view showing a schematic view of a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a state in which a check valve is installed in a flow channel of an impeller according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic perspective view showing a flange portion of a rotary shaft according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a schematic view of a rotating machine according to one modification of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a connecting portion between a protrusion and a rotating shaft of an impeller according to a modification of the embodiment of the present invention.

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. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, the same reference numerals are used for constituent elements having substantially the same configuration, and redundant description is omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회전 기계의 개략적인 모습을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 임펠러의 유동 관로에 체크 밸브가 설치된 모습을 도시한 개략적인 확대 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 회전축의 플랜지부를 도시한 개략적인 사시도이다. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic view of a rotating machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic enlarged view showing a state in which a check valve is installed in a flow channel of an impeller according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic perspective view showing a flange portion of a rotary shaft according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 회전 기계(100)는 부스터 압축기 시스템(booster compressor system)의 압축기 장치로서, 회전 기계(100)는 부스터 압축기 시스템을 이루는 압축기 장치 중 최초의 압축을 행하는 압축기 장치를 제외한 나머지 압축기 장치들 중의 하나에 해당된다. 1 to 3, the rotating machine 100 according to the present embodiment is a compressor device of a booster compressor system, and the rotating machine 100 is a compressor device of a booster compressor system. Of the compressor apparatuses other than the compressor apparatuses for compressing the refrigerant.

회전 기계(100)는, 임펠러(110), 체크 밸브(120), 회전축(130), 하우징(140)을 포함한다. The rotary machine 100 includes an impeller 110, a check valve 120, a rotary shaft 130, and a housing 140.

본 실시예에 따른 회전 기계(100)는, 설명의 편의를 위해 압축기 장치로 구성하나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 회전 기계는 임펠러(110)의 회전운동에 의해 유체의 압력과 속도를 변화시킬 수 있는 장치이면 되고 그 외의 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 본 발명에 따른 회전 기계는 펌프 장치, 송풍기 장치 등이 될 수도 있다.The rotating machine 100 according to the present embodiment is configured as a compressor device for convenience of explanation, but the present invention is not limited thereto. That is, the rotating machine according to the present invention may be any device that can change the pressure and speed of the fluid by the rotational motion of the impeller 110, and there is no particular limitation. For example, the rotating machine according to the present invention may be a pump device, a blower device, or the like.

한편, 임펠러(110)는 전체적으로 원추 형상을 가지고 있으며, 헤드부(111), 본체부(112), 블레이드(113)를 포함한다. The impeller 110 has a generally conical shape and includes a head portion 111, a main body portion 112, and a blade 113.

도 2에 도시된 바와 같이, 헤드부(111)는 본체부(112)에 나사 결합으로 고정되어 있으며, 이를 위해 헤드부(111)는 외주에 나사가 형성된 제1결합부(111a)를 구비하고 있고, 본체부(112)에는 내주에 나사가 형성된 제2결합부(112a)가 형성되어 있다. 2, the head part 111 is fixed to the main body part 112 by screwing. For this purpose, the head part 111 is provided with a first engaging part 111a having a screw on the outer periphery thereof, And the body portion 112 is formed with a second engaging portion 112a having an inner circumferential screw.

본 실시예에 따르면 헤드부(111)는 본체부(112)와 나사 결합으로 고정되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 헤드부(111)와 본체부(112)의 고정 방법에는 특별한 제한이 없다. 즉, 헤드부(111)와 본체부(112)의 고정 방법의 예로서, 용접, 납땜, 접착제 도포 등의 다양한 고정 방법이 사용될 수 있다.According to the present embodiment, the head portion 111 is fixed to the main body portion 112 by screwing, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, there is no particular limitation on the fixing method of the head portion 111 and the main body portion 112. That is, various fixing methods such as welding, brazing, adhesive application, etc. can be used as an example of the fixing method of the head part 111 and the main part 112.

한편, 헤드부(111)에는 내경 d1을 가진 제1 유동 관로(111b)가 형성되어 있다. On the other hand, a first flow conduit 111b having an inner diameter d1 is formed in the head portion 111. [

제1 유동 관로(111b)의 입구(111b_1)는 유체가 유입되는 방향으로 형성되는데, 헤드부(111)의 선단에 형성되어 있다. 여기서, 내경 d1은 체크 밸브(120)의 볼(121)의 직경(L1)보다 작게 형성되는데, 그러한 구조에 의해 볼(121)이 제1 유동 관로(111b)의 내부로 들어가지 않게 된다.The inlet 111b_1 of the first flow conduit 111b is formed in the direction in which the fluid flows, and is formed at the tip of the head portion 111. [ Here, the inner diameter d1 is formed to be smaller than the diameter L1 of the ball 121 of the check valve 120, so that the ball 121 does not enter the first flow conduit 111b.

한편, 본체부(112)는 헤드부(111)와 결합하며, 그 표면(112b)에는 블레이드(113)가 설치되어 있는데, 그 표면(112b)은 경사진 곡면을 이루도록 형성되어 있어 유체 통로의 바닥면을 형성하여 유체 유동을 부드럽게 할 뿐만 아니라, 유체로의 에너지 전달을 최대로 할 수 있도록 설계되어 있다.The main body 112 is coupled to the head 111 and the surface 112b of the main body 112 is provided with a blade 113. The surface 112b is formed to be a sloped curved surface, It is designed to not only smooth the fluid flow by forming the surface but also maximize the energy transfer to the fluid.

본체부(112)에는 내경 d2를 가진 제2 유동 관로(112c)와, 내경 d3를 가진 제3 유동 관로(112d)가 형성되어 있다.A second flow conduit 112c having an inside diameter d2 and a third flow conduit 112d having an inside diameter d3 are formed in the main body portion 112. [

제2 유동 관로(112c)는 체크 밸브(120)의 볼(121)과 스프링(122)이 수용되는 곳으로, 제1 유동 관로(111b)와 연통되도록 배치된다.The second flow conduit 112c is disposed to communicate with the first flow conduit 111b where the ball 121 of the check valve 120 and the spring 122 are received.

제2 유동 관로(112c)의 내경 d2는 체크 밸브(120)의 볼(121)의 직경(L1) 및 스프링(122)의 외경(L2)보다 크게 형성되는데, 그러한 구조는 체크 밸브(120)의 볼(121)의 움직임을 가능하게 하고, 스프링(122)의 압축 및 신장 작용도 가능하게 한다.The inner diameter d2 of the second flow conduit 112c is formed to be larger than the diameter L1 of the ball 121 of the check valve 120 and the outer diameter L2 of the spring 122, Enabling the movement of the ball 121 and also the compression and extension of the spring 122.

제3 유동 관로(112d)는 제2 유동 관로(112c)와 연통되도록 형성되며, 그 출구(112d_1)는 본체부(112)의 후부(112e)(임펠러(110)의 후부 쪽)에 형성된다. 제3 유동 관로(112d)의 내경 d3은 체크 밸브(120)의 스프링(122)의 외경(L2)보다 작게 형성되는데, 그러한 구조에 의해 스프링(122)이 제3 유동 관로(112d)의 내부로 들어가지 않게 된다. The third flow conduit 112d is formed to communicate with the second flow conduit 112c and the outlet 112d_1 is formed in the rear portion 112e of the body portion 112 (the rear side of the impeller 110). The inner diameter d3 of the third flow conduit 112d is formed to be smaller than the outer diameter L2 of the spring 122 of the check valve 120 such that the spring 122 is connected to the inside of the third flow conduit 112d I will not enter.

본 실시예에서 제1 유동 관로(111b), 제2 유동 관로(112c) 및 제3 유동 관로(112d)는 서로 연통되도록 형성되어 임펠러(110)의 유동 관로부(FP)를 형성한다. 즉, 임펠러(110)의 유동 관로부(FP)는 제1 유동 관로(111b), 제2 유동 관로(112c) 및 제3 유동 관로(112d)로 이루어져 있다.In this embodiment, the first flow conduit 111b, the second flow conduit 112c, and the third flow conduit 112d are formed to communicate with each other to form a flow conduit portion FP of the impeller 110. That is, the flow path portion FP of the impeller 110 includes a first flow conduit 111b, a second flow conduit 112c, and a third flow conduit 112d.

한편, 블레이드(113)는 본체부(112)의 상부 표면(112b)에 복수개 설치되어 있는데, 블레이드(113)는 유체의 이동을 가이드하는 기능을 수행하면서, 임펠러(110)의 운동에너지를 유체에 전달하는 기능을 수행한다. A plurality of blades 113 are provided on the upper surface 112b of the main body 112. The blades 113 guide the movement of the fluid while the kinetic energy of the impeller 110 is applied to the fluid .

체크 밸브(120)는 유동 관로부(FP)에 설치되는데, 유동 관로부(FP)를 통과하는 유체가 후방으로만 흐르도록 하는 역류 방지 구성을 가지고 있다.The check valve 120 is installed in the flow conduit section FP and has a backflow preventing structure for allowing the fluid passing through the flow conduit section FP to flow only rearward.

체크 밸브(120)는, 유동 제한 부재로서 볼(121)과, 볼(121)을 탄성적으로 지지하는 탄성 부재로서 스프링(122)을 구비한다.The check valve 120 includes a ball 121 as a flow restricting member and a spring 122 as an elastic member for elastically supporting the ball 121. [

전술한 바와 같이, 볼(121)은 제1 유동 관로(111b)의 내부로 들어가지 않도록 그 직경(L1)의 크기가 제1 유동 관로(111b)의 내경 d1보다 크도록 형성되어 있다. As described above, the ball 121 is formed such that the diameter L1 of the ball 121 is larger than the inner diameter d1 of the first flow conduit 111b so as not to enter the first flow conduit 111b.

본 실시예에 따른 체크 밸브(120)는, 유동 제한 부재로서 볼(121)을 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 체크 밸브(120)는, 유동 제한 부재로서 다른 형상의 부품이 사용될 수 있다. 예를 들어, 원추 형상, 다면체 형상 등의 다양한 형상의 유동 제한 부재가 사용될 수 있다. The check valve 120 according to the present embodiment has the ball 121 as the flow restricting member, but the present invention is not limited thereto. That is, in the check valve 120 according to the present invention, other shaped parts may be used as the flow restricting member. For example, a flow restricting member of various shapes such as a conical shape, a polyhedral shape and the like can be used.

한편, 스프링(122)은 압축 코일 스프링의 형식을 가지고 있으며, 제2 유동 관로(112c)내에 설치된다. 스프링(122)의 일단은 볼(121)을 탄성적으로 지지하고 있으며, 타단은 제3 유동 관로(112d)의 입구 부분에 설치된다.On the other hand, the spring 122 has the form of a compression coil spring and is installed in the second flow conduit 112c. One end of the spring 122 resiliently supports the ball 121 and the other end is installed at the inlet of the third flow conduit 112d.

전술한 바와 같이, 스프링(122)의 외경(L2)은 제2 유동 관로(112c)의 내경 d2보다 작도록 형성되어 스프링(122)의 압축 및 신장이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 스프링(122)의 외경(L2)은 제3 유동 관로(112d)의 내경 d3보다 크도록 형성되어 스프링(122)이 제3 유동 관로(112d)의 내부로 들어가지 않게 된다. As described above, the outer diameter L2 of the spring 122 is formed to be smaller than the inner diameter d2 of the second flow pipe 112c, so that the spring 122 can be compressed and extended. The outer diameter L2 of the spring 122 is formed to be larger than the inner diameter d3 of the third flow conduit 112d so that the spring 122 does not enter the third flow conduit 112d.

스프링(122)이 제2 유동 관로(112c)에 설치될 때에는 압축된 상태로 설치되는데, 유입되는 유체가 볼(121)에 작용하는 힘이 소정의 크기를 초과하지 않으면, 스프링(122)은 볼(121)을 밀어 제1 유동 관로(111b)의 출구를 막게 된다.When the spring 122 is installed in the second flow conduit 112c, the spring 122 is installed in a compressed state. If the force applied to the ball 121 by the inflow fluid does not exceed a predetermined size, (121) to block the outlet of the first flow conduit (111b).

설계자는 무부하 상태의 스프링(122)의 높이, 권취 회수, 스프링(122)의 재질, 탄성 계수 등을 고려하여 스프링(122)을 설계한다. 스프링(122)은, 볼(121)에 작용하는 힘이 소정의 크기를 넘는 경우에 비로서 압축되고, 그렇게 되면 볼(121)이 제1 유동 관로(111b)의 출구와 이격되어 유동 관로부(FP)가 개방되게 된다. The designer designs the spring 122 in consideration of the height of the spring 122 in a no-load state, the number of times of winding, the material of the spring 122, the elastic modulus, and the like. The spring 122 is compressed as compared to when the force acting on the ball 121 exceeds a predetermined size so that the ball 121 is spaced apart from the outlet of the first flow conduit 111b, FP) is opened.

구체적으로, 제1 유동 관로(111b)로 인입되는 유체가 소정의 「기준 압력」을 초과하기 전까지는 스프링(122)의 탄성력에 의해 볼(121)이 제1 유동 관로(111b)의 일단을 막게 되며, 제1 유동 관로(111b)로 인입되는 유체가 소정의 기준 압력을 초과하게 되면, 스프링(122)이 수축되면서 볼(121)이 후방으로 이동하게 됨으로써, 제1 유동 관로(111b)로 인입되는 유체는 순차적으로 제2 유동 관로(112c), 제3 유동 관로(112d)를 지나게 된다. Concretely, until the fluid introduced into the first flow conduit 111b exceeds a predetermined " reference pressure ", the ball 121 blocks the one end of the first flow conduit 111b by the elastic force of the spring 122 When the fluid flowing into the first flow conduit 111b exceeds a predetermined reference pressure, the spring 122 is retracted and the ball 121 is moved backward, so that the fluid flows into the first flow conduit 111b Flows sequentially through the second flow conduit 112c and the third flow conduit 112d.

여기서, 설계자가 스프링(122)을 설계하기 위해 이용하는 소정의 「기준 압력」이란, 회전 기계(100)의 종류 및 형식에 따라 다르게 되며, 일반적으로 회전 기계(100)에 설치되는 베어링들에 무리가 가지 않을 정도의 축방향 추력을 일으키는 압력의 값 중 최대 값에 안전마진을 둔 압력이다.Here, the predetermined " reference pressure " used by the designer for designing the spring 122 varies depending on the type and type of the rotating machine 100, and generally, bearings installed on the rotating machine 100 It is the pressure which has the safety margin at the maximum value of the pressure causing the axial thrust not to go.

본 실시예에 따른 체크 밸브(120)는, 탄성부재로서 압축 코일 스프링 형식을 가지는 스프링(122)을 포함하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 체크 밸브는, 탄성 부재로서 다른 형태의 부품이 사용될 수 있다. 예를 들어, 인장 코일 스프링, 탄성력을 가지는 고무줄, 기체를 이용한 가스 스프링, 유압을 이용한 유압 스프링 등의 다양한 형식의 탄성 부재가 사용될 수 있다. The check valve 120 according to the present embodiment includes the spring 122 having a compression coil spring type as the elastic member, but the present invention is not limited thereto. That is, in the check valve according to the present invention, another type of component may be used as the elastic member. For example, various types of elastic members such as a tension coil spring, a rubber spring having an elastic force, a gas spring using a gas, and a hydraulic spring using oil pressure may be used.

한편, 회전축(130)은 기어 장치(미도시)(또는 모터(미도시)의 축)로부터 동력을 전달받아 임펠러(110)를 회전시키는 부품으로서, 임펠러(110)의 회전 운동을 지지하도록 임펠러의 후부에 고정된다.The rotating shaft 130 is a component that receives power from a gear unit (not shown) (or a shaft of a motor (not shown)) and rotates the impeller 110. The rotating shaft 130 rotates the impeller 110 And is fixed to the rear portion.

회전축(130)은 하우징(140)에 베어링(BR)으로 회전 가능하도록 지지되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 일단에는 임펠러(110)와의 고정을 위해 플랜지부(131)를 포함하고 있다.The rotary shaft 130 is rotatably supported on the housing 140 by a bearing BR and includes a flange 131 for fixing the impeller 110 to the impeller 110 as shown in FIG.

플랜지부(131)에는 장착 구멍(131a)이 형성되어 있고, 본체부(112)의 하면에는 장착 구멍(131a)에 대응하는 설치 구멍(112f)이 형성되어 있다. 설치 구멍(112f)의 내주에는 나사가 형성되어 있으므로, 조립자는 볼트(BT)를 이용하여 플랜지부(131)를 본체부(112)의 하면(임펠러(110)의 후부)에 고정시킬 수 있게 된다. A mounting hole 131a is formed in the flange portion 131 and a mounting hole 112f corresponding to the mounting hole 131a is formed in the bottom surface of the body portion 112. [ The flange portion 131 can be fixed to the lower surface of the main body portion 112 (the rear portion of the impeller 110) using the bolts BT since the screw is formed on the inner periphery of the mounting hole 112f .

한편, 회전축(130)의 일단에는 연통 공간(S1)이 형성되어 있는데, 연통 공간(S1)은 제3 유동 관로(112d)와 연통되어 있다. 또한, 회전축(130)의 일단에는 복수개의 배출 구멍(132)이 형성되어 있는데, 배출 구멍(132)은 연통 공간(S1)과 회전축(130)의 외부를 연통하게 된다.On the other hand, a communication space S1 is formed at one end of the rotary shaft 130, and the communication space S1 is communicated with the third flow conduit 112d. A plurality of discharge holes 132 are formed at one end of the rotary shaft 130 so that the discharge hole 132 communicates the communication space S1 with the outside of the rotary shaft 130. [

본 실시예에 따른 배출 구멍(132)은 회전축(130)의 일단에 복수개로 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 배출 구멍(132)은 단일의 개수로 형성될 수도 있다.Although a plurality of the discharge holes 132 according to the present embodiment are formed at one end of the rotary shaft 130, the present invention is not limited thereto. That is, the discharge holes 132 according to the present invention may be formed in a single number.

한편, 하우징(140)은 임펠러(110)를 둘러싸고 있는 구조체 및 조립체를 총칭한다. Meanwhile, the housing 140 is collectively referred to as a structure and an assembly surrounding the impeller 110.

하우징(140)은, 메인부(141), 스크롤 케이싱부(142), 기어 박스부(143), 디퓨져부(144) 등을 포함한다.The housing 140 includes a main portion 141, a scroll casing portion 142, a gear box portion 143, a diffuser portion 144, and the like.

메인부(141)의 전방 부분은 회전 기계(100)의 유입구(100a)의 기능을 수행하고, 메인부(141)의 부분 중 블레이드(113)와 마주보는 슈라우드(shroud)의 기능을 수행한다. The front portion of the main portion 141 functions as an inlet port 100a of the rotating machine 100 and performs a function of a shroud facing the blade 113 among the portions of the main portion 141. [

스크롤 케이싱부(142)는 임펠러(110)에서 배출된 유체가 가이드되는 곳으로서, 디퓨져부(144)의 외곽에 설치된다.The scroll casing portion 142 is provided at the outer periphery of the diffuser portion 144 where the fluid discharged from the impeller 110 is guided.

기어 박스부(143)는 회전축(130)으로 동력을 전달하는 기어 장치(미도시)가 설치되는 곳이다. The gear box portion 143 is a portion where a gear device (not shown) for transmitting power to the rotating shaft 130 is installed.

또한, 기어 박스부(143)는 회전축(130)을 회전 가능하도록 지지하는데, 이를 위해 기어 박스부(143)에는 회전축 수용부(143a)가 설치되어 있고, 회전축(130)을 지지하는 베어링(BR)이 설치되어 있다. 또한, 회전축 수용부(143a)의 부분 중 임펠러(110)에 가까운 부분에는 축 시일(143a_1)이 형성되어 있다.The gear box portion 143 rotatably supports the rotary shaft 130. The gear box portion 143 is provided with a rotary shaft receiving portion 143a and a bearing BR ) Is installed. A shaft seal 143a_1 is formed at a portion near the impeller 110 in the portion of the rotation shaft receiving portion 143a.

한편, 디퓨져부(144)는 임펠러(110)에서 배출된 유체의 속도를 줄이고 압력을 증가시키는 곳으로서 디퓨져 베인(144a)이 설치된다.Meanwhile, the diffuser portion 144 is provided with a diffuser vane 144a as a place for reducing the speed of the fluid discharged from the impeller 110 and increasing the pressure.

이하, 본 실시예에 따른 회전 기계(100)가 작동하는 과정을 살펴본다.Hereinafter, the operation of the rotating machine 100 according to the present embodiment will be described.

본 실시예에 따른 회전 기계(100)는 부스터 압축기 시스템의 압축기 장치이고, 그 작동 상태는 초기 시동의 경우와 정상 작동의 경우가 서로 상이하다. 따라서, 이하, 초기 시동의 경우와 정상 작동의 경우로 나누어 설명한다.The rotating machine 100 according to the present embodiment is a compressor device of a booster compressor system, and its operating state is different between an initial startup and a normal operation. Therefore, the case of initial startup and the case of normal operation will be described below.

먼저, 초기 시동의 경우를 설명한다. First, the case of initial startup will be described.

회전 기계(100)의 초기 시동을 시작할 때에는, 전단계에서 압축된 고압의 유체가 회전 기계(100)의 유입구(100a)로 갑자기 유입되게 된다. 이 때, 유입되는 고압의 유체의 일부는 제1 유동 관로(111b)로 유입되고, 볼(121)을 후방으로 밀어 스프링(122)을 압축시키면서 유동 관로부(FP)를 전체적으로 개방시킨다. When the initial start of the rotating machine 100 is started, the high-pressure fluid compressed in the previous stage suddenly flows into the inlet port 100a of the rotating machine 100. [ At this time, a part of the inflowing high-pressure fluid flows into the first flow conduit 111b, and the ball 121 is pushed backward to compress the spring 122 to open the flow path portion FP as a whole.

제1 유동 관로(111b)로 유입된 고압의 유체는 순차적으로 제2 유동 관로(112c), 제3 유동 관로(112d)를 거쳐 회전축(130)의 연통 공간(S1)으로 이동하게 된다. 이어, 유체는 연통 공간(S1)에서 배출 구멍(132)으로 빠져나와 임펠러(110)의 후부와 기어 박스부(143) 사이의 공간으로 이동한 후 디퓨져부(144)로 이동하게 된다.The high pressure fluid flowing into the first flow conduit 111b is sequentially moved to the communication space S1 of the rotary shaft 130 via the second flow conduit 112c and the third flow conduit 112d. The fluid then exits from the communication space S1 to the discharge hole 132 and moves to the space between the rear portion of the impeller 110 and the gear box portion 143 and then moves to the diffuser portion 144. [

이상과 같은 작동을 통해, 초기 시동 시 전단계에서 압축된 고압의 유체의 유입에 의해 발생되는 임펠러(110)의 전면부과 후부의 압력차이를 줄일 수 있게 된다. 그렇게 되면, 임펠러(110)에 작동하는 축방향 추력(axial thrust)을 줄일 수 있어, 회전축(130)을 지지하기 위해 회전 기계(100)에 사용되는 베어링(레이디얼 베어링, 트러스트 베어링)의 고장을 방지하고 수명을 증대시킬 수 있게 된다. Through the above operation, it is possible to reduce the pressure difference between the front portion and the rear portion of the impeller 110 generated by the inflow of the high-pressure fluid compressed in the previous stage at the time of the initial start. The axial thrust acting on the impeller 110 can be reduced and the failure of the bearings (radial bearings, thrust bearings) used in the rotary machine 100 to support the rotary shaft 130 can be prevented And the lifetime can be increased.

다음으로, 정상 작동의 경우를 설명한다.Next, the case of normal operation will be described.

회전 기계(100)가 초기 시동을 거쳐 소정의 시간이 지나면, 구동이 안정화되면서 정상 작동이 진행되게 된다. 그 경우 회전 기계(100)의 유입구(100a)로 유입되는 유체는, 블레이드(113)에 의해 임펠러(110)의 회전 운동 에너지를 전달받아 고속 및 고압의 상태로 디퓨져부(143)로 배출되게 된다. 이 때, 회전 기계(100)의 유입구(100a)로 유입되는 유체는 초기 시동에 비하여 저압의 유체가 유입되는데, 저압의 유체가 제1 유동 관로(111b)로 유입되더라도, 유입된 저압의 유체는 볼(121)을 움직여 유동 관로부(FP)를 개방시킬 정도의 힘을 볼(121)에 작용시키지 못한다. 따라서, 유동 관로부(FP)는 여전히 폐쇄되고, 유체는 본체부(112)의 표면(112b)과 블레이드(113)를 따라서만 이동하게 된다. After a predetermined period of time has elapsed from the initial start of the rotary machine 100, the operation is stabilized and normal operation proceeds. The fluid flowing into the inlet port 100a of the rotary machine 100 is transferred to the diffuser section 143 at a high speed and a high pressure by receiving rotational kinetic energy of the impeller 110 by the blade 113 . At this time, the fluid flowing into the inlet port 100a of the rotating machine 100 flows in a lower pressure fluid than the initial startup. Even if the low-pressure fluid flows into the first flow channel 111b, the introduced low- It does not act on the ball 121 enough to move the ball 121 to open the flow path portion FP. Thus, the flow conduit portion FP is still closed and the fluid only moves along the surface 112b of the body portion 112 and the blade 113. [

디퓨져부(144)로 배출된 유체는 디퓨져부(144)를 통과하여 속도를 줄이면서 원하는 정도까지 압력을 상승시키게 되고, 이어 스크롤 케이싱부(142)를 거쳐 최종 토출부(미도시)로 토출됨으로써 정상적인 압축 과정이 진행되게 된다.The fluid discharged to the diffuser portion 144 passes through the diffuser portion 144 to reduce the speed and increase the pressure to a desired degree. The fluid is then discharged through the scroll casing portion 142 to the final discharge portion (not shown) The normal compression process proceeds.

한편, 정상 작동의 경우라도, 때때로 시스템 이상으로 전단계의 유체 압력 크기의 제어 실패로 회전 기계(100)가 비정상으로 작동되는 경우가 있다. 특히, 전단계에서 유입되는 압축 유체의 압력이 과도하게 크게 되는 경우에, 전술한 초기 시동의 경우와 마찬가지로, 제1 유동 관로(111b)로 유입되는 고압의 유체가 볼(121)을 후방으로 밀어 스프링(122)을 압축시키면서 유동 관로부(FP)를 전체적으로 개방시킨다. 제1 유동 관로(111b)로 유입된 고압의 유체는 순차적으로 제2 유동 관로(112c), 제3 유동 관로(112d)를 거쳐 회전축(130)의 연통 공간(S1)으로 이동하게 되고, 이어, 연통 공간(S1)에서 배출 구멍(132)으로 빠져나와 임펠러(110)의 후부와 기어 박스부(143) 사이의 공간으로 이동한 후 디퓨져부(144)로 이동하게 된다. 이상과 같은 작동을 통해, 비정상 작동 시 전단계에서 압축된 고압의 유체의 유입에 의해 발생되는 임펠러(110)의 전면부과 후부의 압력차이를 줄일 수 있게 된다. 그렇게 되면, 임펠러(110)에 작동하는 축방향 추력을 줄일 수 있어, 회전축(130)을 지지하기 위해 회전 기계(100)에 사용되는 베어링(레이디얼 베어링, 트러스트 베어링)의 고장을 방지하고 수명을 증대시킬 수 있게 된다. On the other hand, even in the case of normal operation, there are cases where the rotating machine 100 is abnormally operated due to the failure of control of the fluid pressure magnitude of the previous stage due to the system abnormality from time to time. In particular, when the pressure of the pressurized fluid flowing in the previous stage becomes excessively large, the high-pressure fluid flowing into the first flow conduit 111b pushes the ball 121 backward, as in the case of the above- Thereby opening the flow path portion FP as a whole while compressing the flow path portion 122. The high pressure fluid flowing into the first flow conduit 111b is sequentially moved to the communication space S1 of the rotary shaft 130 via the second flow conduit 112c and the third flow conduit 112d, And then moves to the space between the rear portion of the impeller 110 and the gear box portion 143 and then to the diffuser portion 144. [ Through the above-described operation, it is possible to reduce the pressure difference between the front and rear portions of the impeller 110 generated by the inflow of the high-pressure fluid compressed in the previous stage during the abnormal operation. In this case, the axial thrust acting on the impeller 110 can be reduced, so that the bearings (radial bearings, thrust bearings) used in the rotary machine 100 are prevented from failing to support the rotary shaft 130, .

이상과 같이, 본 실시예에 따른 회전 기계(100)에 의하면, 회전 기계(100)의 초기 시동 시 또는 비정상 작동의 경우에 고압의 유체가 회전 기계(100)의 유입구(100a)로 갑자기 유입되더라도, 유입되는 고압의 유체의 일부가 유동 관로부(FP)를 통해 임펠러(110)의 후부쪽으로 이동함으로써, 임펠러(110)에 작동하는 과도한 축방향 추력(axial thrust)을 줄일 수 있어, 회전 기계(100)의 고장을 방지하고 수명을 증대시킬 수 있게 된다.
As described above, according to the rotary machine 100 according to the present embodiment, even if a high-pressure fluid suddenly flows into the inlet 100a of the rotary machine 100 at the time of initial startup or abnormal operation of the rotary machine 100 , A part of the inflowing high-pressure fluid is moved to the rear side of the impeller 110 through the flow path portion FP to reduce an excessive axial thrust acting on the impeller 110, 100 can be prevented from failing and the lifetime can be increased.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 회전 기계(200)에 관하여 설명하되, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 회전 기계(100)와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다.4 and 5, a description will be given of a rotary machine 200 according to a modification of the embodiment of the present invention, .

도 4는 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 관한 회전 기계의 개략적인 모습을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 관한 임펠러의 돌출부와 회전축의 연결부를 분리하여 도시한 개략적인 사시도이다. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic view of a rotary machine according to a modification of the embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of a rotary shaft of the impeller according to an embodiment of the present invention, Fig.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 회전 기계(200)의 임펠러(210)의 헤드부(211)와 블레이드(213), 체크 밸브(220)의 볼(221) 및 스프링(222), 하우징(240)의 메인부(241), 스크롤 케이싱부(242), 기어 박스부(243), 디퓨져부(244)의 부분은, 각각 전술한 회전 기계(100)의 임펠러(110)의 헤드부(111)와 블레이드(113), 체크 밸브(120)의 볼(121) 및 스프링(122), 하우징(140)의 메인부(141), 스크롤 케이싱부(142), 기어 박스부(143), 디퓨져부(144)와 동일하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.4, the head portion 211 of the impeller 210 of the rotating machine 200 according to the modification of the embodiment of the present invention is connected to the ball 213 of the blade 213, the ball 221 of the check valve 220, And the spring 222, the main portion 241 of the housing 240, the scroll casing portion 242, the gearbox portion 243, and the diffuser portion 244 are respectively connected to the impeller The ball 121 and the spring 122 of the check valve 120, the main portion 141 of the housing 140, the scroll casing portion 142, the gear 113 of the check valve 120, The box portion 143 and the diffuser portion 144, detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 임펠러(210)의 헤드부(211)의 제1 유동 관로(211b), 본체부(212)의 제2 유동 관로(212c) 및 3 유동 관로(212d)는, 각각 전술한 임펠러(110)의 헤드부(111)의 제1 유동 관로(111b), 본체부(112)의 제2 유동 관로(112c) 및 3 유동 관로(112d)와 동일하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다. The first flow conduit 211b of the head portion 211 of the impeller 210 according to one modification of the embodiment of the present invention, the second flow conduit 212c of the body portion 212 and the three flow conduits 212d Is the same as the first flow conduit 111b of the head portion 111 of the impeller 110 described above and the second flow conduit 112c and the three flow conduits 112d of the body portion 112, A detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 회전축(230)의 연통 공간(S2)과 배출 구멍(232), 회전축 수용부(243a) 및 축 시일(243a_1), 디퓨져 베인(244a)은, 각각 전술한 회전축(130)의 연통 공간(S1)과 배출 구멍(132), 회전축 수용부(143a) 및 축 시일(143a_1), 디퓨져 베인(144a)과 동일하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.The communication space S2 and the discharge hole 232 of the rotary shaft 230 according to the modification of the embodiment of the present invention and the rotary shaft receiving portion 243a and the shaft seal 243a_1 and the diffuser vane 244a are The communicating space S1 and the discharge hole 132 of the rotating shaft 130, the rotating shaft receiving portion 143a and the shaft seal 143a_1 and the diffuser vane 144a are the same as those of the rotating shaft 130 and will not be described in detail here.

한편, 본 발명의 실시예의 일 변형예와 전술한 실시예를 서로 비교하면, 임펠러(210)와 회전축(230)의 연결 구조가, 임펠러(110)와 회전축(130)의 연결 구조와 상이하다. The connection structure between the impeller 210 and the rotary shaft 230 is different from the connection structure between the impeller 110 and the rotary shaft 130 by comparing the embodiments of the present invention with those of the previous embodiment.

즉, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 임펠러(210)의 후부(본체부(212)의 후부)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 외주에 나사(212g_1)가 형성된 돌출부(212g)가 형성되어 있고, 회전축(230)에는 돌출부(212g)와 나사 결합하도록 내주에 나사가 형성된 연결부(231)가 형성되어 있다. 그러한 구조는 임펠러(210)와 회전축(230)의 연결과 분리가 용이하므로, 보다 간편하게 회전 기계(200)를 조립하고 분해할 수 있어 설치 비용 및 유지 보수 비용을 줄일 수 있게 된다.5, a protruding portion 212g having a screw 212g_1 formed on the outer periphery thereof is provided at the rear portion (rear portion of the main body portion 212) of the impeller 210 according to the modification of the embodiment of the present invention And the rotary shaft 230 is formed with a connecting portion 231 having an inner circumferential screw to be screwed with the protruding portion 212g. Such a structure facilitates connection and separation of the impeller 210 and the rotary shaft 230, so that the rotary machine 200 can be assembled and disassembled more easily, thereby reducing the installation cost and the maintenance cost.

이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 외의 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 회전 기계(200)의 구성, 작용 및 효과는, 상기 본 발명의 실시예에 따른 회전 기계(100)의 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.The configuration, operation, and effect of the rotary machine 200 according to one modification of the embodiment of the present invention other than the configurations, operations, and effects as described above are similar to those of the rotary machine 100 according to the embodiment of the present invention, And therefore, will not be described in this description.

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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, You will understand the point. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

본 발명은 회전 기계의 제조 및 적용에 사용될 수 있다. The present invention can be used in the manufacture and application of rotating machines.

100, 200: 회전 기계 110, 210: 임펠러
120, 220: 체크 밸브 130, 230: 회전축
140, 240: 하우징100, 200: rotating machine 110, 210: impeller
120, 220: Check valve 130, 230:
140, 240: housing

Claims

유체에 에너지를 전달하는 블레이드를 구비하고, 적어도 하나의 유동 관로부가 형성된 임펠러;
상기 유동 관로부에 설치된 체크 밸브; 및
상기 임펠러의 회전 운동을 지지하도록 상기 임펠러의 후부에 고정되는 회전축;을 포함하고,
상기 유동 관로부의 입구는 유체가 유입되는 방향으로 형성되고, 상기 유동 관로부의 출구는 상기 임펠러의 후부 쪽에 형성되며,
상기 회전축에는 상기 유동 관로부와 연통되는 연통 공간과, 상기 연통 공간과 상기 회전축의 외부를 연통하는 적어도 하나의 배출 구멍이 형성되는 회전 기계.An impeller having a blade for transmitting energy to the fluid and having at least one flow conduit portion;
A check valve provided in the flow conduit portion; And
And a rotating shaft fixed to a rear portion of the impeller to support rotational motion of the impeller,
Wherein an inlet of the flow conduit portion is formed in a direction in which a fluid flows, an outlet of the flow conduit portion is formed in a rear portion of the impeller,
Wherein the rotary shaft has a communication space communicating with the flow conduit portion and at least one discharge hole communicating with the communication space and the outside of the rotary shaft.

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제1항에 있어서,
상기 회전축은 상기 임펠러의 후부에 고정되는 플랜지부를 구비하는 회전 기계.The method according to claim 1,
Wherein the rotary shaft has a flange portion fixed to a rear portion of the impeller.

제1항에 있어서,
상기 임펠러의 후부에는 외주에 나사가 형성된 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부와 나사 결합되는 연결부가 상기 회전축에 형성된 회전 기계.The method according to claim 1,
Wherein a rear portion of the impeller is provided with a protrusion formed with a screw on an outer periphery thereof and a connecting portion to be screwed with the protrusion is formed on the rotating shaft.