KR20180072526A - 래이디얼 압축기 및 터보차저 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 래이디얼 압축기(radial compressor)(10)는 가동 블레이드를 지닌 압축기 로터와, 인서트 부재(12)와 디퓨저(13)를 수용하는 압축기 하우징(11)을 포함하고, 인서트 부재(12)는 로터의 가동 블레이드로 통하는 흐름 도관을 한정하며, 디퓨저(13)는 적어도 몇몇 섹션에서 로터의 가동 블레이드로부터 멀어지는 방향으로 통하는 흐름 도관을 한정하며, 디퓨저(13)는 블레이드리스(bladeless) 디퓨저로서 그리고 인서트 부재(12)의 일체부로서 구성된다.

Description

래이디얼 압축기 및 터보차저{RADIAL COMPRESSOR AND TURBOCHARGER}
본 발명은 래이디얼 압축기(radial compressor)와 터보차저에 관한 것이다.
터보차저에는 압축기와 터빈이 장착된다. 터보차저의 터빈에서는, 제1 매체가 팽창되고, 이 프로세스에서 추출된 에너지는 제2 매체를 압축하기 위해 터보차저의 압축기에서 활용된다. 여기에서 제시하는 본 발명은 터보차저의 래이디얼 압축기와, 래이디얼 압축기를 갖는 터보차저에 관한 것이다.
터보차저의 래이디얼 압축기는 압축기 하우징과 압축기 로터를 갖는다. 래이디얼 압축기의 압축기 로터는 축방향 유입류와 반경방향 유출류가 흐르고, 압축기 로터는 가동 블레이드를 지탱한다. 압축기 하우징은 인서트 부재와 디퓨저를 수용하며, 인서트 부재는 적어도 부분적으로 로터의 가동 블레이드로 통하는 흐름 도관과, 적어도 몇몇 섹션에서 로터의 가동 블레이드로부터 멀어지는 흐름 도관을 한정한다.
EP 1 340 920 B1로부터, 디퓨저를 지닌 래이디얼 압축기가 알려져 있으며, 상기 특허에 개시된 래이디얼 압축기의 디퓨저는 안내 블레이드를 포함한다.
이것으로부터 시작하여, 본 발명은, 신규한 타입의 래이디얼 압축기와, 이러한 래이디얼 압축기를 구비하는 터보차저를 형성하는 목적을 기초로 한다.
이 목적은 청구항 1에 따른 래이디얼 압축기를 통해 해결된다.
본 발명에 따르면, 압축기는 블레이드리스(bladeless) 디퓨저로서 그리고 인서트 부재의 일체부로서 구성된다.
본 발명에 따른 래이디얼 압축기의 경우, 디퓨저는 블레이드리스 디퓨저로서 구성된다. 이 블레이드리스 디퓨저는 인서트 부재의 일체부이다. 블레이드리스 디퓨저에 의해, 편차가 있는 유리한 압축기 특성맵이 블레이드형 디퓨저에 비해 조정될 수 있다. 그러한 블레이드리스 디퓨저를 인서트 부재의 일체부로서 구현하는 것에 의해, 압축기 하우징에 별도로 디퓨저를 부착할 필요가 없고, 디퓨저와 인서트 부재로 이루어진 일체형 유닛이 용이하고 신뢰성 있게 압축기 하우징에 장착될 수 있다. 기존의 인서트 부재와 디퓨저 사이의 간극이 제거될 수 있고, 그 결과 흐름 제어가 긍정적으로 영향을 받을 수 있다.
다른 유리한 양태에 따르면, 디퓨저와 인서트 부재로 이루어진 일체형 유닛이 압축기 하우징에 부착된다. 바람직하게는, 디퓨저와 인서트 부재로 이루어진 일체형 유닛이 리테이닝 링을 통해 압축기 하우징에 나사 결합된다. 리테이닝 링을 통해 압축기 하우징에 나사 결합되는, 디퓨저와 인서트 부재로 이루어진 일체형 유닛의 부착은 구성이 간단하고 신뢰성이 있기 때문에 매우 바람직하다.
본 발명에 따른 터보차저는 청구항 7에 규정되어 있다.
본 발명의 바람직한 다른 양태는 종속항 및 아래의 설명에서 얻어진다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도면에 의해 보다 상세히 설명되지만, 도면으로 제한되지 않는다.
도 1은 래이디얼 압축기를 관통하는 축방향 단면도.
본 발명은 래이디얼 압축기와, 래이디얼 압축기를 갖는 터보차저에 관한 것이다.
여기에서 설명하는 기술분야의 숙련자라면 터보차저의 기본적인 구성과 친숙하다. 여기에서는, 터보차저가 압축기와 터빈을 포함하는 것이 주목된다. 터보차저의 터빈에서는, 제1 매체, 구체적으로 배기 가스가 팽창되고, 이 프로세스에서 에너지가 추출된다. 터빈의 제1 매체의 팽창 중에 추출되는 에너지는, 제2 매체, 구체적으로는 급기를 압축하기 위해 터보차저의 압축기에서 활용된다.
여기에서 제시되는 본 발명은 그러한 터보차저와, 이 터보차저를 위한 래이디얼 압축기에 관한 것으로, 래이디얼 압축기는 압축 대상 축방향 유입류가 흐르고, 압축 매체의 반경방향 유출류가 흐른다.
터보차저의 터빈은 터빈 로터와 터빈 하우징을 포함한다. 압축기, 주로 래이디얼 압축기(10)는 압축기 하우징(11)과, 샤프트를 통해 터빈 로터에 커플링되는 압축기 로터를 갖는다. 샤프트는, 한편에서는 터빈의 터빈 하우징에 연결되고, 다른 한편에서는 래이디얼 압축기(10)의 압축기 하우징(11)에 연결되는 지지 하우징(22)에 장착된다.
도 1은 래이디얼 압축기(1)의 스테이터측 조립체를 관통하는 개략적인 단면도이며, 특히 도 1은 래이디얼 압축기(10)의 압축기 하우징(11)과, 래이디얼 압축기(10)의 압축기 하우징(11)에 수용된 조립체, 예컨대 인서트 부재(12), 디퓨저(13) 및 실링 리드(14)를 보여준다. 가동 블레이드를 지닌 압축기 로터는 도 1에 도시되어 있지 않다.
인서트 부재(12)는 도시하지 않은 로터의 가동 블레이드로 통하는 흐름 도관을 한정하고, 디퓨저(13)는 적어도 몇몇 섹션 각각에서 도시하지 않은 로터의 가동 블레이드로부터 멀어지는 방향으로 통하는 흐름 도관을 한정한다.
본 발명에 따른 래이디얼 압축기(10)의 경우, 디퓨저(13)가 블레이드리스 디퓨저로서 구성되고, 인서트 부재(12)의 일체부로서 구현된다. 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)는 이에 따라 모놀리식 원피스 조립체(monolithic, one-piece assembly)를 형성한다.
디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛 또는 모놀리식 조립체는 압축기 하우징(11)에 부착되고, 특히 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛 또는 모놀리식 조립체는 바람직하게는 리테이닝 링(15)을 통해 압축기 하우징(11)에 나사 결합된다.
인서트 부재(12)와 디퓨저(13)로 이루어진 모놀리식 유닛 또는 원피스 조립체를 압축기 하우징(11)에 나사 결합하는 것은, 리테이닝 링(15)이 제1 스크루(16)를 통해 압축기 하우징(11)에, 즉 압축기 하우징의 플랜지(18)에 그리고 제2 스크루(17)를 통해 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛에, 즉 이 일체형 유닛의 플랜지(19)에 개별적으로 나사 결합되도록 하는 방식으로 실시된다.
도 1로부터, 리테이닝 링(15)이 압축기 하우징이나, 인서트 부재(12)와 디퓨저(13)로 이루어진 일체형 유닛의 흐름 유입측 섹션 상에 위치 설정되므로, 플랜지(19) - 이 플랜지를 통해 리테이닝 링(15)이 스크루(17)에 의해 일체형 유닛에 부착됨 - 는 인서트 부재(12)에 할당되어야만 한다.
도 1에 따르면, 정지부(20)가 디퓨저(13) 영역에 형성되며, 정지부는 압축기 하우징(11)의 대응하는 정지부(21)에 맞닿게 놓이게 되며, 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 또는 모놀리식 유닛을 압축기 하우징(11) 내에서 센터링하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 래이디얼 압축기(10)의 경우, 디퓨저(13)는 이에 따라 블레이드리스형이고, 인서트 부재(12)의 일체부이다. 디퓨저(13)가 블레이드리스형으로 구현된다는 사실로 인해, 디퓨저는 지지 하우징(22)과 접촉하지 않고, 이에 따라 지지 하우징(22) 상에 클램핑되거나 장착되지 않을 수 있다. 디퓨저(13)를 압축기 하우징(11)에 개별적으로 나사 결합시키는 것을 생략하기 위해, 블레이드리스 디퓨저(13)는 인서트 부재(12)의 일체부이다. 블레이드리스 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)를 결합함으로써, 압축기 하우징(11) 내에 블레이드리스 디퓨저(13)를 별도로 고정할 필요가 없다. 디퓨저(13)는 인서트 부재(12)와 함께 압축기 하우징(11)에 장착, 즉 나사 결합된다. 관행에 따라 존재하는, 인서트 부재(12)와 디퓨저(13) 사이의 전이 영역에서의 불리한 간극 및 단차부가 제거되며, 그 결과 압축기(10)의 흐름 제어가 향상되고, 그 결과 궁극적으로 흐름이 안정화될 수 있고, 래이디얼 압축기(10)의 효율이 증가한다.
10 : 래이디얼 압축기
11 : 스테이터
12 : 인서트 부재
13 : 디퓨저
14 : 실링 리드
15 : 리테이닝 링
16 : 체결 스크루
17 : 체결 스크루
18 : 플랜지
19 : 플랜지
20 : 정지부
21 : 정지부
22 : 지지 하우징

Claims (7)

  1. 래이디얼 압축기(radial compressor)(10)로서,
    가동 블레이드를 포함하는 압축기 로터; 및
    인서트 부재(12)와 디퓨저(13)를 수용하는 압축기 하우징(11)
    을 포함하고, 인서트 부재(12)는 로터의 가동 블레이드로 통하는 흐름 도관을 한정하며, 디퓨저(13)는 적어도 몇몇 섹션에서 로터의 가동 블레이드로부터 멀어지는 방향으로 통하는 흐름 도관을 한정하는 것인 래이디얼 압축기에 있어서,
    디퓨저(13)는 블레이드리스(bladeless) 디퓨저로서 그리고 인서트 부재(12)의 일체부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 래이디얼 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛이 압축기 하우징(10)에 부착되는 것을 특징으로 하는 래이디얼 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛이 리테이닝 링(15)을 통해 압축기 하우징(11)에 부착되는 것을 특징으로 하는 래이디얼 압축기.
  4. 제3항에 있어서, 흐름 유입측 상의 리테이닝 링(15)은 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛의 플랜지(19)와 압축기 하우징(11)의 플랜지(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는 래이디얼 압축기.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 리테이닝 링(15)은 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛과 압축기 하우징(11)에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 래이디얼 압축기.
  6. 제5항에 있어서, 리테이닝 링(15)은 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛에 나사 결합되고, 제1 스크루(16)를 통해 디퓨저(13)와 인서트 부재(12)로 이루어진 일체형 유닛에 그리고 제2 스크루(17)를 통해 압축 하우징(11)에 각각 개별적으로 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 래이디얼 압축기.
  7. 터보차저로서,
    제1 매체를 팽창시키는 터빈,
    제1 매체의 팽창 중에 터빈에서 추출되는 에너지를 활용하여 제2 매체를 압축하는 래이디얼 압축기(10)로서 구성되는 압축기, 및
    터빈 로터를 갖는 터빈 하우징
    을 포함하며, 래이디얼 압축기(10)는 압축기 하우징(11)과, 샤프트를 통해 터빈 로터에 커플링되는 압축기 로터를 갖고,
    터빈 하우징과 압축기 하우징(11)은 각각 이들 사이에 배치되고 샤프트가 장착되는 지지 하우징(22)에 연결되는 것인 터보차저에 있어서,
    래이디얼 압축기(10)는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저.
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