KR101981847B1 - 오일-주입 압축기의 오일 내의 응축물을 방지하는 방법과 이러한 방법이 적용되는 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 오일-주입 압축기(1)의 오일 내의 응축물을 방지하는 방법은, 오일-주입 압축기 요소(2)가 정지되기 전에, 소비자망(16)에서의 설정 최대 압력(pmax)에 도달하였을 때, 상기 압축기 요소는, 오일 또는 압축 가스의 온도(T)가 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도(Tmin)보다 낮을 때까지는 계속 구동되는데, 이 설정 최저 온도보다 높은 상황에서는, 오일에 응축물이 없거나 최소한으로 존재한다.

Description

오일-주입 압축기의 오일 내의 응축물을 방지하는 방법과 이러한 방법이 적용되는 압축기{METHOD FOR PREVENTING CONDENSATE IN THE OIL OF AN OIL-INJECTED COMPRESSOR AND COMPRESSOR IN WHICH SUCH A METHOD IS APPLIED}

본 발명은 오일-주입 압축기의 오일 내의 응축물을 방지하는 방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 가변 속도를 갖는 오일-주입 압축기를 대상으로 한다.

이러한 압축기는, 예를 들어 하우징 내에서 베어링 상에 장착되어 있고, 부하에 따라 달라질 수 있는 속도로 구동부에 의해 구동되는 것인 맞물려 있는 2개의 로터 스크류를 구비하는 스크류 압축기 요소의 형태인, 압축기 요소를 포함한다.

이러한 압축기에는 또한, 상기 로터 스크류를 윤활 및 냉각하고 로터 스크류들끼리의 그리고 로터와 하우징 사이의 간극을 밀봉하기 위해 오일을 압축기 요소에 주입하도록 마련된 오일 회로가 구비되어 있다.

주입된 오일은 압축 가스 내의 유적(油滴)의 미스트로서 압축기 요소에서 나오는데, 이 압축 가스를 소비자망에 공급하기 전에, 오일 분리기를 통과하게 안내하여, 오일을 분리 및 수용하고, 선택적으로는 냉각한 후에, 압축기 요소에 다시 오일을 주입한다.

이러한 타입의 공지의 압축기는, 하류측 소비자망에서 요구되는 유량 및 압력에 따라 속도를 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 소비자망에서의 압력이 설정값에 도달한 경우, 상기 컨트롤러는, 압축기 요소가 특정 정지 프로그램에 따라 정지되어, 압축기 요소의 속도가 설정 최저 속도로 감소되고, 이 최저 속도에 도달하였을 때, 압축기 요소의 구동부가 꺼지는 것을 보장한다.

압축기 요소에서 나와 오일 분리기를 통과하게 유도되는 압축 가스는 또한, 유적 이외에도 다량의 수증기를 함유한다.

예를 들어 낮은 부하로 인해, 압축기 요소의 출구에서 압축 가스의 온도가 충분히 높지 않은 경우, 그리고 압축기 요소가 정지되어 있는 경우, 압축 가스 내의 수증기가 응축되어 오일에 들어가게 될 것이고, 그 결과 압축기 요소가 다시 시작될 때 손상이 야기될 수 있다고 하는 위험이 존재한다는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 단점과 그 밖의 단점들에 대한 해결책을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 발명은 오일-주입 압축기의 오일 내의 응축물을 방지하는 방법으로서, 상기 오일-주입 압축기는, 제어식 입구 밸브에 의해 폐쇄 가능한 입구와 출구를 갖는 오일-주입 압축기 요소; 오일-주입 압축기 요소용 구동부; 오일-주입 압축기 요소의 출구에 연결되어 있는 입력부와, 압축 가스용 소비자망이 연결될 수 있는 출력부를 갖는 오일 분리기를 포함하는 오일 회로로서, 상기 오일 분리기는, 압축 가스로부터 분리된 오일이 수집되는 압력 용기를 구비하며, 이 압력 용기로부터의 오일은 오일-주입 압축기 요소에 주입될 수 있는 것인 오일 회로; 소비자망에서의 압력이 설정 최대 압력에 도달하였을 때, 오일-주입 압축기 요소의 구동부가 설정 정지 프로그램에 따라 정지되도록 하는 오일-주입 압축기 요소의 구동부용 컨트롤러를 포함하는 오일-주입 압축기이고, 상기 방법은, 소비자망에서의 설정 최대 압력에 도달하였을 때, 오일-주입 압축기 요소의 구동부를 정지시키기 이전에,

- 압축 가스 또는 오일의 온도를 측정하는 단계;

- 상기 온도가 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도보다 높을 때에는, 오일 내의 응축물을 최대한 방지하도록, 설정 정지 프로그램에 따라 오일-주입 압축기 요소의 구동부를 정지시키는 단계;

- 상기 온도가 상기 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도보다 낮을 때에는, 구동부는 바로 정지되는 것이 아니라, 가스를 계속 압축하기 위해, 컨트롤러에서의 재순환 프로그램에 따라 입구 밸브를 개방한 상태로 계속해서 구동되어, 상기 설정 최저 온도에 도달하기까지 온도를 상승시키기 위해, 상기 압축된 가스를 오일 분리기로부터 재순환 파이프를 경유하여 오일-주입 압축기 요소의 입구에까지 계속해서 재순환시키며, 가능하다면 설정 최소 기간 이후에 구동부를 정지시키거나, 및/또는 설정 최대 기간 이후에 설정 최저 온도에 도달하지 않은 경우에는, 설정 정지 프로그램에 따라 또는 설정 최대 기간의 만료 이후에, 임의의 정지 지연을 갖고서 구동부를 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 방법 때문에, 오일-주입 압축기 요소는, 일반적인 경우와 마찬가지로, 소비자망에서의 설정 작동 압력에 도달하였을 때, 바로 정지되는 것이 아니라, 압력 용기 내의 오일의 온도가 오일 내에 응축물을 갖지 않게 하기에 충분한지의 여부를 먼저 확인하고, 이 온도가 불충분한 경우에는 재순환 프로그램을 먼저 완수하는데, 이 재순환 프로그램 동안에는 가스를 계속 압축하기 위해 오일-주입 압축기 요소가 최저 속도로 계속 작동되고, 압축 이후에 가스는 압력 용기로부터 오일-주입 압축기 요소의 입구로 안내되어 그곳에서부터 다시 압축된다.

따라서, 재순환 프로그램 동안에는, 동일한 가스가 언제나 다시 압축되고, 압력 용기를 지나 회로에서 돌아다니게 유도되며, 그 결과 압축된 가스는 가열되고 이와 더불어 압력 용기 내의 오일도 또한 가열된다.

오일 내의 모든 수분이 증발될 수 있을 정도로 오일이 충분하게 가열된 경우에는, 일반적인 방식으로, 필요하다면 재순환에서 오일을 고르게 가열하는 것을 보장하도록 압축기 요소가 계속 작동되는 소정의 지연을 갖고서, 압축기를 정지시키기 위해 정지 프로그램이 완수된다.

오일이 충분하게 가열되었다는 점은, 실제로는 오일-주입 압축기 요소의 출구에서 측정된 압축 가스의 온도에 근거하여 가장 용이하게 평가되는데, 이 온도는 압력 용기 내의 오일의 온도에 대한 우수한 지표를 형성한다.

설정 최저 온도는, 이 온도보다 높은 상황에서 오일에 응축물이 있을 위험이 더 이상 존재하지 않는 온도로서, 주로 응축 온도에 좌우된다. 설정 최저 온도가 높을수록, 오일에 응축물이 존재할 위험이 낮아진다.

설정 최저 온도의 값은 모든 면에서, 열동식 밸브에 설정한 온도보다 낮은 고정된 혹은 산출된 값으로 설정되는데, 이 열동식 밸브는 일반적으로 있는 것으로서, 오일이 차가울 때, 예를 들어 시동 시에, 오일이 압축기 요소에 바로 주입되고, 오일이 따뜻할 때, 오일이 우선 압력 용기로부터 오일 쿨러를 따라 돌아가게 안내되는 것을 보장하는 것이다.

실제로 이는, 적어도 서모스탯이 존재하는 한, 열동식 밸브의 온도보다는 낮지만 가능한 한 높게 설정 최저 온도가 설정된다는 것을 의미하는데, 실제로 이 온도는 60℃ 내지 90℃이고, 예를 들어 대략 70℃이다.

이 설정 최저 온도는 또한 응축 온도에 의거하여 실시간으로 결정될 수 있는데, 이 응축 온도는 예를 들어 측정된 주변 온도 및 상대 습도에 기초하여 실시간으로 산출될 수 있는 것이다.

재순환 프로그램에 들어가 있는 보호는, 소기의 설정 최저 온도에 도달할 수 없는 경우에, 압축기가 그럼에도 불구하고 설정 최소 기간 이후에 정지될 것이라는 것을 보장한다.

다른 보호 설비는, 재순환 프로그램 동안에 오일이 너무 빠르게 가열된 경우에, 설정 최고 온도에 도달하는 즉시 구동부가 정지되는 것을 보장한다.

바람직하게는, 재순환 프로그램 동안에, 압력 용기의 최저 압력 밸브에 설정한 압력보다 낮은 압력을 압력 용기 내에서 확보하기 위해, 한편으로는 이 단계에서 소비자망에 압축 공기가 공급되는 것을 방지하기 위해, 압축 공기는 조정 스로틀을 지나가게 재순환되며, 그리하여 다른 한편으로 압축기 요소에의 오일 주입 동안 최저 내부 압력이 보장된다.

재순환 프로그램의 완료 이후에, 재순환 파이프는 다시 폐쇄되고, 설정 정지 지연 이후에, 구동부는 정지되는데, 이 설정 정지 지연은, 흔히 그렇듯이, 입구 밸브의 제어를 위해 요구되는 충분한 압력이 압력 용기에 형성되는 것을 보장한다.

본 발명은 또한, 본 발명의 방법을 실시할 수 있도록 배치 구성된 압축기로서, 제어식 입구 밸브에 의해 폐쇄 가능한 입구와 출구를 갖는 오일-주입 압축기 요소; 오일-주입 압축기 요소용 구동부; 오일-주입 압축기 요소의 출구에 연결되어 있는 입력부와, 압축 가스용 소비자망이 연결될 수 있는 출력부를 갖는 오일 분리기를 포함하는 오일 회로로서, 상기 오일 분리기는, 압축 가스로부터 분리된 오일이 수집되는 압력 용기를 구비하며, 이 압력 용기로부터의 오일은 주입 파이프를 경유하여 오일-주입 압축기 요소에 주입될 수 있는 것인 오일 회로; 소비자망에서의 압력을 측정하는 압력 센서; 및 소비자망에서의 압력이 설정 최대 압력에 도달하였을 때, 오일-주입 압축기 요소의 구동부가 설정 정지 프로그램에 따라 정지되도록 하는 오일-주입 압축기 요소의 구동부용 컨트롤러를 포함하는 오일-주입 압축기로서, 오일-주입 압축기에는, 압축 가스 또는 오일의 온도를 측정하기 위한 온도 프로브와, 오일 분리기를 오일-주입 압축기 요소의 입구에 연결하는 재순환 파이프가 마련되어 있으며, 상기 재순환 파이프에는 조정 스로틀과 평상시 폐쇄되어 있는 제어식 밀폐 재순환 밸브가 포함되어 있고, 상기 재순환 밸브는 상기 컨트롤러에 연결되어 있으며, 상기 컨트롤러는, 소비자망에서의 설정 최대 압력에 도달하였을 때 오일-주입 압축기 요소의 구동부가 정지되기 전에는, 온도 프로브에 의해 측정되는 온도가 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도보다 낮을 때, 상기 재순환 밸브가 개방되게 하고, 온도가 설정 최저 온도에 도달할 때까지 또는 설정 최대 기간이 경과되기까지, 구동부가 계속 구동되게 하며, 그 후에 지연을 갖고서 구동부를 정지시키는 것을 특징으로 하는 오일-주입 압축기에 관한 것이다.

본 발명의 특징을 보다 잘 보여주려는 의도로, 오일-주입 압축기의 오일 내의 응축물을 방지하기 위한 본 발명에 따른 방법과, 이러한 방법이 적용되는 압축기의 바람직한 용례를, 이하에 첨부 도면을 참조로 하여 제한의 속성은 전혀 없는 예로서 기술하는데, 첨부 도면에서:
도 1은 폐쇄시의 본 발명에 따른 오일-주입 압축기를 개략적으로 보여주고;
도 2는 종래의 오일-주입 압축기의 정지 프로그램을 보여주며;
도 3은 본 발명에 따른 압축기를 제외하고는, 도 2의 것과 유사한 프로그램을 보여주고;
도 4는 이용 상태에 있는 동안의 도 1의 압축기를 보여주며;
도 5는 도 3의 다이어그램의 변형례를 보여준다.

도 1에 도시된 설비는, 알려진 스크류 타입의 압축기 요소(2)를 포함하고, 하우징(3)을 구비하며, 이 하우징 내에서, 맞물려 있는 2개의 나선형 로터(4)가 구동부(5)에 의해 구동되는 것인 본 발명에 따른 오일-주입 스크류 압축기(1)에 관한 것이다.

압축기 요소(2)에는, 제어식 입구 밸브(7)에 의해 폐쇄될 수 있는 입구(6)가 마련되어 있고, 상기 입구(6)는 가스를, 이 경우에는 공기를, 주변 환경으로부터 빨아드리도록, 흡입 파이프(8)에 의해 입구 필터(9)에 연결되어 있다.

또한, 압축기 요소(2)에는 출구(10)와 이 출구에 연결된 압력 파이프(11)가 마련되어 있고, 이 압력 파이프는 오일 분리기(13)의 압력 용기(12)를 경유하고 도시 생략된 여러 공압식 툴 또는 유사한 툴에의 공급을 위한 압력 파이프(14) 및 쿨러(15)를 경유하여 하류측 소비자망(16)에 연결되어 있다.

압력 용기(12)의 출력부에서는, 압력 용기(12) 내의 압력이 설정 최저 압력값(pmin)에 도달한 때에만 개방되는 최저 압력 밸브(17)가 압력 파이프(14)에 부착되어 있다.

입구(6)의 위치에서 갈라져 있는 릴리스 브랜치(18)로서, 평상시에 스프링에 의해 폐쇄된 채로 유지되는 스프링-부하식의 제어 가능한 전기 밸브의 형태인 릴리스 밸브(19)에 의해 폐쇄될 수 있는 릴리스 브랜치가, 압력 용기(12)에 마련되어 있다.

로터(4)들끼리의 그리고 로터(4)와 하우징(3)의 사이의 윤활 및/또는 냉각 및/또는 밀봉을 위해, 압력 용기(12) 내의 압력의 영향을 받아 압력 용기(12)에서부터 압력 용기(12) 내의 리프팅 파이프(22)와 주입 파이프(23)를 경유하여 압축기 요소(2)에 오일(21)을 주입하는 오일 회로(20)가 스크류 압축기(1)에 마련되어 있다.

압력 용기(12)에서부터 주입 파이프(23)로 유도된 오일(21)은, 오일 필터(24) 및 열동식 밸브(25)를 경유하고 분기관(26)을 경유하여, 압력 용기(12)로부터의 오일(21)을 냉각하는 오일 쿨러(27)를 통과하게 안내될 수 있다.

도시된 예에서는, 꼭 필요한 것은 아니지만, 냉각된 오일이 압축기 요소(2)에 주입되기 전에, 구동부(5)를 냉각하기 위해 구동부(5)를 지나게 안내된다.

이러한 경우에, 구동부(5)는 소비자망(16)의 부하에 따라, 보다 구체적으로는 소비자망(16)이 취하는 가스의 압력 및 유량에 따라, 제어되는 가변 속도(n)를 갖는 구동부이다.

구동부(5)는 소비자망(16)의 상기 압력에 따라 전기식 또는 전자식 컨트롤러(28)에 의해 알려진 방식으로 제어되는데, 상기 압력은 예를 들어 압력 센서(29) 또는 유사한 센서에 의해 측정되는 것이다.

컨트롤러(28)는 또한 릴리스 밸브(19)의 개방 및 폐쇄의 제어를 보장한다.

본 발명은, 압력 용기(12)를 압축기 요소(2)의 입구에 연결하는 재순환 파이프(30)로서, 이 경우에는 평상시에 폐쇄되어 있는 스프링-부하식의 제어 전기 밸브의 형태인 재순환 밸브(31)에 의해 폐쇄될 수 있는 것인 재순환 파이프(30)가 또한 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

재순환 파이프(30)에는, 재순환 밸브(31)가 개방되었을 때, 최저 압력 밸브(17)에 설정한 최저 압력값(pmin)보다 낮은 압력을 압력 용기(12)에서 갖도록 적합하게 되는 조정 스로틀(32)이 있다.

이 재순환 밸브(31)는, 주로 상기 압력 센서(29)에 의해 측정된 압력(p)에 따라, 그리고 압축기 요소(2)의 출구(10)에서의 또는 출구(10) 내에서의 압축 가스의 온도(T)에 따라, 재순환 밸브(31)를 제어하는 컨트롤러(28)에 연결되어 있는데, 상기 온도(T)는 예를 들어 그 신호가 컨트롤러(28)에 피드백되는 온도 센서(33)를 이용하여 측정되는 것이다.

본 발명에 따른 방법을 이하와 같이 설명할 수 있다.

구동부(5)의 시동 시에 압축기(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 시작 상황인데, 이 상황에서 입구 밸브(7)는 개방되어 있고, 릴리스 파이프(18)와 재순환 파이프(30)를 차단하기 위해, 릴리스 밸브(19)와 재순환 밸브(31)는 양자 모두 폐쇄된 상태에 있다. 그 후에, 압력 용기(12)에 오일이 부분적으로 채워진다.

작동 중에, 수증기가 그 안에 존재하는 공기가, 입구(6)를 통해 주변 환경으로부터 흡입되어 압축기 요소(2)에서 압축된다.

그 후에, 압력 용기(12) 내의 압력은 상승하기 시작하여, 오일(21)이 압력 용기(12)로부터 주입 파이프(23)를 경유하여 압축기 요소(2)에 주입되는 것을 보장하는데, 상기 오일은, 오일의 온도 및 열동식 밸브(25)의 위치에 따라, 오일 쿨러(27)를 경유하게 분기되도록, 주입 파이프(23)로 바로 보내어진다. 예를 들어 열동식 밸브(25)는 70℃의 온도(T25)로 설정한다.

압축 공기 내에 존재하는 오일은 오일 분리기(13)에서 분리되어 압력 용기(12)에 수집된다.

압력 용기(12)가 전술한 최저 압력값 또는 소비자망(16) 내의 역압을 극복하기에 충분한 압력에 도달하자마자, 최저 압력 밸브(17)가 개방되고 압축 공기는 쿨러(15)에서 사전 냉각한 후에 소비자망에 공급된다.

소비자망에서의 압력(p)은 압력 센서(29)로 측정되며, 이 압력 센서로부터의 신호는 컨트롤러(28)에 통신된다.

소비자망에서의 압력(p)이 설정 최대 압력(pmax)에 도달하자마자, 컨트롤러(28)는 특정 정지 프로그램(34)에 따라 구동부를 정지시키는 신호를 보낸다.

이러한 경우에 재순환이 없는 종래의 압축기의 경우, 구동부의 속도(n)가 최저 설정 속도(nmin)로 늦춰지고, 이 최저 설정 속도(nmin)에 도달하자마자 구동부는 완전히 정지되는데, 이 최저 설정 속도는 예를 들어 0 rpm 초과 10,000 rpm 이하이고, 예를 들어 2,100 rpm이다.

이는 도 2에 개략적으로 도시되어 있는데, 먼저 단계 A에서는 도 1의 상황에서부터 시동한 이후에, 단계 B에서 소비자망의 압력(p)을 반복적으로 또는 연속적으로 측정하고 설정 최대 압력(pmax)과 비교하며, 그 후에는 압력(p)이 pmax보다 커지자마자, 단계 C에서 정지 프로그램이 시작된다.

본 발명의 경우에는, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 단계 B와 단계 C 사이에서 추가적인 재순환 프로그램(35)이 작동된다. 따라서, 이러한 재순환 프로그램(35)은 압력(p)이 pmax와 동일해지자마자 시작된다.

이러한 재순환 프로그램(35) 동안에, 단계 D에서는 온도(T)를 연속적으로 또는 반복적으로 측정하고 설정 최저 온도(Tmin)와 비교하는데, 이 설정 최저 온도보다 높은 상황에서는, 오일에 응축물이 있을 위험이 없다.

온도(T)가 Tmin보다 낮을 때, 도 3의 다이어그램에서의 단계 E에 도시된 바와 같이, 구동부(5)의 속도는 설정 최저 속도(nmin)로 감소되고 재순환 밸브(31)는 개방된다.

이러한 상황이 도 4에 도시되어 있다.

이에 따라, 압축기 요소(2)는 최저 속도로 공기를 계속 압축하고, 이렇게 압축된 공기는 압력 용기(12)에서부터 재순환 파이프(18) 및 조정 스로틀(32)을 경유하여 입구(6)에 피드백되며, 이 입구에서 다시 흡입되고 압축기 요소(2)에 의해 압축된다.

조정 스로틀은, 이 시기에 최저 압력 밸브에 설정한 최저 압력값(pmin)보다 낮은 압력이 압력 용기(12) 내에 구현되도록 적합하게 되고, 그 결과 압축 공기는 소비자망으로 빠져나가지 못하게 된다.

이에 따라, 동일한 공기가 도 4에서 화살표 Q로 도시되어 있는 바와 같이 회로에서 돌아다니게 유도되고, 다시 흡입되어 압축되며, 그 결과 이 공기의 온도는 상승하게 되고, 또한 압력 용기(12) 내의 오일(21)의 온도도 또한 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하기까지 상승하게 된다.

설정 최저 온도(Tmin)에 도달하면, 재순환이 없는 종래의 압축기와 마찬가지로, 정지 프로그램(34)을 시작하도록, 단계 D에서 단계 C로 진행된다.

정지 프로그램 동안에, 구동부는 꺼지고 재순환 밸브(31)는 다시 폐쇄되어 시동 위치로 되돌아간다.

재순환 프로그램에 사용되는 온도(T)는, 오일-주입 압축기 요소의 출구에서 측정된 압축 가스의 온도인 것이 바람직하다.

이 출구에서의 온도는, 이 온도보다 높은 상황에서 오일에 응축물이 있을 위험이 없거나 또는 아주 적은 온도로서, 응축 온도에 좌우되는 것이며, 이 응축 온도는 압축기(1)가 작동되고 있는 환경의 변수에 좌우되는 것이다.

설정 최저 온도(Tmin)가 높을수록, 오일에 응축물이 있을 위험이 줄어든다. 적어도 열동식 밸브(25)가 존재하는 한, 모든 경우에, Tmin은 열동식 밸브(25)에 설정한 온도(T25)보다 낮아야만 하며, 그 결과 재순환 단계 동안에는, 오일을 데우도록, 오일이 오일 쿨러(27)를 지나게 유도되는 일이 없다.

이때 설정 최저 온도(Tmin)는 열동식 밸브(25)에 설정한 상기 온도(T25)보다 낮고 바람직하게는 상기 온도(T25)에 가능한 한 가깝게 설정되며, 예를 들어 대략 70℃ 바로 아래로 설정된다.

실제로 상기 온도는 60℃ 내지 90℃이다.

열동식 밸브(25) 대신에, 압축기에는 또는 전자 제어식 믹서 탭이 또한 구비될 수 있고, 이 경우에는 열동식 밸브(25)에 설정하는 온도를 고려할 필요가 없다.

다른 곳에서, 예를 들어 압력 용기 내의 오일(21) 등에서, 온도를 측정하고 해당 Tmin을 설정하는 것은 배제되지 않는다.

도 5는 이하에 설명되는 바와 같이 추가적인 보호가 있는 것을 제외하고는, 도 3의 것과 같은 다이어그램을 보여준다.

재순환 프로그램을 우한 최대 기간(tmax)이 컨트롤러(28)에 설정되어 있다. 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하지 않는 한, 방법 단계 F 동안에는 재순환 프로그램(35)을 시작한 이후의 재순환 프로그램(35)의 지속 기간이 설정 최대 기간을 넘어서지 않았는가의 여부를 확인한다.

상기 최대 기간(tmax) 내에 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하지 않았다면, 이는 주변 온도가 너무 낮아 소기의 설정 최저 온도(Tmin)에 도달할 수 없었다는 것을 또는 압축기(1)의 냉각 용량이 너무 크다는 것을 나타낼 수 있다.

이러한 경우에, 최대 기간(tmax)에 도달한 이후에, 재순환 프로그램은 정지되고, 정지 프로그램을 시작하기 위해 단계 C로 즉시 옮겨가며, 에러 카운터(f)가 1 증가되고, 이를 통해 이 에러 카운터는 이러한 상황이 몇번 일어났는가를 보여준다.

전술한 최대 기간(tmax)은 예를 들어 0분 초과 40분 이하로, 바람직하게는 약 600초로 설정된다.

재순환 프로그램 동안에 온도(T)가 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하면, 이때 Tmin에 도달한 이후의 시간(t')을 기록하는 타이머가 시작되고, 그리고 이 타이머는, 압력 용기(12) 내의 오일(21)을 균일하게 가열하는 것을 보장하기 위해, 단계 C에서 구동부(5)를 정지시키기 전에, 단계 G에서 재순환 프로그램이 설정 최소 기간(t'min) 동안 지속되게 한다.

전술한 최소 기간(t'min)은 예를 들어 0초 초과 60초 이하로, 바람직하게는 약 10초로 설정된다.

설정 최소 기간(t'min) 동안에는 온도(T)도 또한 모니터링되며, 온도(T)가 너무 빠르게 상승하여 압축기가 제시간에 정지될 수 없을 경우에는, Tmin보다 높은 설정 최고 온도(Tmax)에 도달하거나 넘어설 때, 구동부(5)가 바로 정지된다. 이는 도 5에서 단계 H에 의해 도시되어 있다.

설정 최고 온도(Tmax)는 예를 들어 전술한 설정 최저 온도(Tmin)보다 5℃ 내지 20℃ 높은 값으로, 바람직하게는 상기한 설정 최저 온도(Tmin)보다 10℃ 높은 값으로, 그리고 이렇게 하여 예를 들어 80℃로 설정된다.

재순환 프로그램(35)의 말기에, 재순환 밸브(31)는 정지 프로그램(34)을 개시하기 전에 폐쇄된다.

정지 프로그램(34) 동안에는, 본 발명의 특정 양태에 따라, 구동부(5)는 재순환 밸브(31)의 폐쇄 이후에 어느 정도의 정지 지연(At)을 갖고서만 꺼질 수 있다. 이때, 이러한 정지 지연(At) 동안에, 구동부(5)는 최저 속도(nmin)로 계속 작동되고, 이로써 상기한 정지 지연은 0초 초과 40초 이하, 바람직하게는 약 2초이다.

이러한 정지 지연(At)의 의도는, 입구 밸브(7)를 평상시와 같이 폐쇄할 수 있게 하기 위하여, 압력 용기(12) 내에 제어 압력으로서 작용 가능한 충분한 압력이 형성되는 것을 보장하는 것이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 재순환 밸브(31)를 폐쇄한 후에 그리고 구동부(5)가 꺼지기 전에, 컨트롤러(28)가 우선 온도(T)가 설정 최저 온도(Tmin)보다 높은지의 여부를 확인하며, 그렇지 않다면 릴리스 밸브(19)를 개방하여 압축기로(1)로부터 증발된 응축물을 제거한다.

예를 들어 재순환 밸브(31)가 차단될 때 일어날 수 있는 경우인, 소비자망(16) 내의 압력(p)이 전술한 값(pmax)보다 높게 설정된 설정값(pstop)을 넘어서는 경우에, 추가적인 보호는 압축기를 바로 정지시키는 것으로 이루어질 수 있는데, 이러한 경우에 공기는 재순환될 수 없을 것이고, 이에 따라 최저 압력 밸브(17)를 통하여 소비자망으로 빠져나갈 수 있으며, 그 결과 소비자망(16) 내의 압력(p)은 의도치 않게 pmax를 넘어 상승할 수 있다.

앞서 설명한 예들은 모두 가변 속도를 갖는 구동부(5)를 구비하는 압축기 요소(2)에 관한 것이지만, 본 발명은 또한 고정 속도를 갖는 압축기 요소(2)에도 사용될 수 있다.

본 발명은 예로서 기술되어 있고 도면에 도시되어 있는 실시형태에 결코 제한되지 않으며, 오히려 본 발명에 따른 방법 및 압축기는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않은 모든 종류의 변형례로 구현될 수 있다.

Claims (17)

1. 오일-주입 압축기(1)의 오일 내의 응축물을 방지하는 방법으로서, 상기 오일-주입 압축기는, 제어식 입구 밸브(7)에 의해 폐쇄 가능한 입구(6)와 출구(10)를 갖는 오일-주입 압축기 요소(2); 오일-주입 압축기 요소(2)용 구동부(5); 오일-주입 압축기 요소(2)의 출구(10)에 연결되어 있는 입력부와, 압축 가스용 소비자망(16)이 연결될 수 있는 출력부를 갖는 오일 분리기(13)를 포함하는 오일 회로(20)로서, 상기 오일 분리기(13)는, 압축 가스로부터 분리된 오일(21)이 수용되는 압력 용기(12)를 구비하며, 이 압력 용기로부터의 오일은 오일-주입 압축기 요소(2)에 주입될 수 있는 것인 오일 회로(20); 소비자망(16)에서의 압력(p)이 설정 최대 압력(pmax)에 도달하였을 때, 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)가 설정 정지 프로그램(34)에 따라 정지되도록 하는 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부용 컨트롤러(28)를 포함하고, 상기 방법은, 소비자망(16)에서의 설정 최대 압력(pmax)에 도달하였을 때, 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)를 정지시키기 이전에,
   - 압축 가스 또는 오일의 온도(T)를 측정하는 단계;
   - 상기 온도(T)가 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도(Tmin)보다 높을 때에는, 오일 내의 응축물을 최대한 방지하도록, 설정 정지 프로그램(34)에 따라 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)를 정지시키는 단계;
   - 상기 온도(T)가 상기 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도(Tmin)보다 낮을 때에는, 구동부(5)는 바로 정지되는 것이 아니라, 가스를 계속 압축하기 위해, 컨트롤러(28)에서의 재순환 프로그램(35)에 따라 입구 밸브(7)를 개방한 상태로 계속해서 구동되어, 상기 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하기까지 온도(T)를 상승시키기 위해, 상기 압축된 가스를 오일 분리기(13)로부터 재순환 파이프(30)를 통하여 오일-주입 압축기 요소(2)의 입구(6)에까지 계속해서 재순환시키며, 설정 최대 기간(tmax) 이후에 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하지 않은 경우에는, 설정 정지 프로그램(34)에 따라 또는 설정 최대 기간(tmax)의 만료 이후에, 구동부(5)를 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 방법.
2. 제1항에 있어서, 재순환 프로그램(35)이 실행되는 동안에, 상기 설정 최대 기간(tmax) 이후에, 압축 가스 또는 오일의 온도(T)가 소기의 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하지 않은 경우, 정지 프로그램(34)이 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 재순환 프로그램(35)이 실행되는 동안에, 상기 설정 최대 기간(tmax) 이후에, 압축 가스 또는 오일의 온도(T)가 소기의 설정 최저 온도(Tmin)에 도달하지 않은 경우, 정지 프로그램(34)이 실행되며, 이러한 상황이 몇번 일어났는가를 보여주는 에러 카운터(f)가 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 재순환 프로그램 동안에 상기 온도(T)가 설정값(Tmin)에 도달하면, 정지 프로그램(34)이 실행되기 전에 상기 재순환 프로그램을 유지하기 위한 설정 최소 기간(t'min)이 0초 초과 60초 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 설정 최대 기간(tmax)은 0분 초과 40분 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 최저 압력값(pmin)으로 설정된 최저 압력 밸브(17)가, 오일 분리기(13)에 마련되어 있는 것과, 재순환 프로그램(35) 동안에, 압력 용기 내의 압력은, 최저 압력 밸브(17)에 설정한 최저 압력값(pmin)보다 낮은 값으로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 최저 압력 밸브(17)의 설정 최저 압력값(pmin)보다 낮게 오일 분리기(13)의 압력을 제어하는 것은, 상기 압축 가스가 오일 분리기(13)로부터 조정 스로틀(32)을 거쳐 오일-주입 압축기 요소(2)의 입구(6)에까지 재순환할 수 있게 함으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 재순환 프로그램(35)이 실행되는 동안에, 온도(T)가 상기 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도(Tmin)보다 높은 설정 최고 온도(Tmax)보다 높을 때, 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)가 바로 정지되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측정된 주변 온도 및 상대 습도에 기초하여 산출되는 응축 온도에 의거하여, 설정 최저 온도(Tmin)가 주기적으로 또는 실시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 재순환 프로그램(35)에 사용되는 온도(T)는, 오일-주입 압축기 요소(2)의 출구(10)에서 측정된 압축 가스의 온도인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 열동식 밸브(25)에 설정한 온도(T25)보다 오일의 온도가 높은 경우, 오일은 오일 회로(20)의 열동식 밸브(25)에 의해 오일 쿨러(27)를 경유하여 돌아가게 안내되는 것과, 상기 설정 최저 온도(Tmin)는 열동식 밸브(25)에 설정한 상기 온도(T25)보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제8항에 있어서, 설정 최고 온도(Tmax)는 상기 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도(Tmin)보다 5℃ 내지 20℃ 높은 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)는 가변 속도(n)를 갖는 구동부이고, 재순환 프로그램(35) 동안에, 상기 가변 속도(n)는 0 rpm 초과 10,000 rpm 이하인 설정 최저 속도(nmin)로 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 재순환 프로그램(35)의 실행 이후에, 재순환 파이프(30)는 폐쇄되고, 구동부(5)는 소정의 정지 지연(At)을 갖고서 꺼지며, 상기 정지 지연(At)은 0초 초과 40초 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 압축 가스를 오일 분리기(13)로부터 주변 환경으로 방출하는 폐쇄 가능한 릴리스 브랜치(18)가 오일-주입 압축기(1)에 마련되어 있는 것과, 구동부(5)를 정지시키기 전에, 다음 단계에서, 압축 가스 또는 오일의 온도(T)가 설정 최저 온도(Tmin)보다 높은지의 여부를 확인하고, 그렇지 않으면 릴리스 브랜치(18)를 개방하여 가스를 방출하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 정지 프로그램(34)은, 소비자망에서의 압력이 설정 최대 압력에 도달하였을 때, 오일-주입 압축기 요소(2)의 속도(n)를 설정 최저 속도(nmin)로 감소시키고, 그 후에 압축 가스 또는 오일의 온도(T)가 상기 고정된 혹은 산출된 설정 최저 온도(Tmin)보다 높은 범위에서는, 구동부(5)를 끄는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 오일-주입 압축기로서, 제어식 입구 밸브(7)에 의해 폐쇄 가능한 입구(6)와 출구(10)를 갖는 오일-주입 압축기 요소(2); 오일-주입 압축기 요소(2)용 구동부(5); 오일-주입 압축기 요소(2)의 출구(10)에 연결되어 있는 입력부와, 압축 가스용 소비자망(16)이 연결될 수 있는 출력부를 갖는 오일 분리기(13)를 포함하는 오일 회로(20)로서, 상기 오일 분리기(13)는, 압축 가스로부터 분리된 오일(21)이 수용되는 압력 용기(12)를 구비하며, 이 압력 용기로부터의 오일은 주입 파이프(23)를 통하여 오일-주입 압축기 요소(2)에 주입될 수 있는 것인 오일 회로(20); 소비자망(16)에서의 압력(p)을 측정하는 압력 센서(29); 및 소비자망(16)에서의 압력(p)이 설정 최대 압력(pmax)에 도달하였을 때, 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)가 설정 정지 프로그램(34)에 따라 정지되도록 하는 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)용 컨트롤러(28)를 포함하는 오일-주입 압축기로서,
    오일-주입 압축기(1)에는, 압축 가스 또는 오일의 온도(T)를 측정하기 위한 온도 프로브(33)와, 오일 분리기(31)를 오일-주입 압축기 요소(2)의 입구(6)에 연결하는 재순환 파이프(30)가 마련되어 있으며, 상기 재순환 파이프에는 조정 스로틀(32)과 평상시 폐쇄되어 있는 제어식 밀폐 재순환 밸브(31)가 포함되어 있고, 상기 재순환 밸브는 상기 컨트롤러(28)에 연결되어 있으며, 상기 컨트롤러는, 소비자망(16)에서의 설정 최대 압력(pmax)에 도달하였을 때 오일-주입 압축기 요소(2)의 구동부(5)가 정지되기 전에는, 온도 프로브(33)에 의해 측정되는 온도(T)가 설정 최저 온도(Tmin)보다 낮을 때, 상기 재순환 밸브(31)가 개방되게 하고, 온도(T)가 설정 최저 온도(Tmin)에 도달할 때까지 또는 설정 최대 기간(tmax)이 경과되기까지, 구동부(5)가 계속 구동되게 하며, 그 후에 지연(t'min)을 갖고서 구동부(5)를 정지시키는 것을 특징으로 하는 오일-주입 압축기.

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