KR102157980B1 - 반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기 그리고 압축 시스템 - Google Patents

Abstract

실시예는, 하우징; 상기 하우징의 내부에서 중심부의 수평방향의 위치한 구동축; 상기 구동축에 설치되어 상기 수평방향의 회전축을 기준으로 회전 가능한 싱글 스크류 로터; 상기 싱글 스크류 로터의 좌우 양측에 맞물리게 구비되어 상기 싱글 스크류 로터가 회전함에 따라 각각 수직방향으로 회전하는 제1 및 제2 샤프트; 상기 제1 및 제2 샤프트 각각에 설치되어 회전 가능한 제1 및 제2 게이트 로터; 및 상기 제1 및 제2 샤프트 각각의 일측 및 타측 각각에 설치된 베어링 시스템;을 포함하고, 상기 하우징의 상부 영역 중 상기 구동축의 일측에 대응하는 영역에 외부로부터 공기를 유입하는 유입구가 형성되고, 상기 하우징의 상부 영역 중 상기 구동축의 타측에 대응하는 영역에 압축된 공기를 배출하는 토출구가 형성된 반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

Description

반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기 그리고 압축 시스템{Single screw compressors and compression systems to prevent leakage of lubricants through half-loaded compressed air exhaust}

본 발명은 싱글 스크류 압축기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 부하측에 흡입 밸브가 설치되고 반부하측에 토출구가 설치됨에 따라 압력의 영향에 의한 윤활제의 누설이 방지되는 싱글 스크류 압축기 및 이를 포함하는 압축 시스템에 관한 것이다.

싱글 스크류 압축기는 화공, 제약, 식품, 전자, 정밀 스프레이, 포장, 항공 등 압축 공기를 필요로 하는 산업에 널리 사용되고 있다. 트윈 스크류 압축기에 비해 구조가 간단하고 작동 신뢰성이 높으며, 소음이 적고 소비 전력이 적다는 등의 장점을 가지고 있다. 최근에는 오일 프리 압축기에 대한 관심이 높다. 오일 프리는 압축 공기에 오일 성분이 함유되지 않는 점 때문에 식음료 공정 등 압축 공기의 품질을 중요하게 생각하는 기술 분야에 많이 적용되고 있다. 그러나 종래의 오일 프리 압축기의 경우 슬라이딩 베어링의 적용에 따는 마찰 계수 증가로 장치가 쉽게 마모되고 이물질의 유입에 따른 베어링의 손상 문제, 그리고 게이트 로터 상에 수분 유입에 따른 게이트 로터의 손상 문제가 꾸준히 제기되고 있다. 또한, 종래의 싱글 스크류 압축기의 경우 모터측인 부하측에 압축 공기가 배출되는 토출구가 마련됨에 따라 압력이 가중되어 윤활제가 누수되는 문제가 빈번하게 발생하였다.

대한민국등록특허공보 제10-1842434호

본 발명은 종래의 기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 목적을 살펴보면, 종래의 기술은 에어엔드가 반부하측에 흡입밸브가 설치됨에 따라 앤드가 왼쪽으로 회전하면 흡입밸브 쪽에서 유입된 공기가 압축되면서 부하축으로 이동하여 압축될 때, 압축된 공기는 부하측에 설치한 토출구를 통해 배출됨에 따라 압축된 공기의 힘을 받아 부하측 사이로의 윤활제의 누설이 되는 문제점을 방지할 수 있는 싱글 스크류 압축기를 제공하는데 일 목적이 있다.

또한, 압축기의 구동 시간이 지남에 따른 간극의 발생으로 압축 공기의 생산량이 저하되는 문제, 박리 현상으로 솔레노이드 밸브의 막힘 현상을 방지할 수 있는 싱글 스크류 압축기를 제공하는데 일 목적이 있다.

실시예는, 하우징; 상기 하우징의 내부에서 중심부의 수평방향의 위치한 구동축; 상기 구동축에 설치되어 상기 수평방향의 회전축을 기준으로 회전 가능한 싱글 스크류 로터; 상기 싱글 스크류 로터의 좌우 양측에 맞물리게 구비되어 상기 싱글 스크류 로터가 회전함에 따라 각각 수직방향으로 회전하는 제1 및 제2 샤프트; 상기 제1 및 제2 샤프트 각각에 설치되어 회전 가능한 제1 및 제2 게이트 로터; 및 상기 제1 및 제2 샤프트 각각의 일측 및 타측 각각에 설치된 베어링 시스템;을 포함하고, 상기 하우징의 상부 영역 중 상기 구동축의 일측에 대응하는 영역에 외부로부터 공기를 유입하는 유입구가 형성되고, 상기 하우징의 상부 영역 중 상기 구동축의 타측에 대응하는 영역에 압축된 공기를 배출하는 토출구가 형성된 반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제1 및 제2 게이트 로터는 서로 반대 방향으로 회전하는 반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 구동축의 일측에는 모터가 연결되어 상기 모터로부터의 구동력에 의해 상기 구동축은 회전하는 반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 구동축의 일측에서 상기 구동축의 타측 방향으로 공기가 이동하면서 압축되고 상기 압축된 공기는 상기 토출구를 통해 배출되는 반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제1 게이트 로터의 복수의 날개 중 제1 날개의 상부면 일 영역에서부터 측면의 일 영역까지 연통되는 수분 공급 홀이 형성되고, 상기 복수의 날개 중 제2 날개의 상부면에 설치되어 상부면으로 빔을 출력하는 위치빔장치, 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 위치빔장치로부터의 빔을 감지하는 빔디텍팅기를 더 포함하고, 상기 빔디텍팅기가 상기 빔의 감지하는 초당 횟수에 기초하여 상기 수분 공급 홀을 통해 윤활유 냉각수가 상기 제1 날개와 상기 싱글 스크류 로터와의 정합지점으로 배출하는 것이 제어되는 압축기를 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제1 및 제2 샤프트 각각의 일측 및 타측 각각에 설치되어 라비린스(labyrinth) 실링을 위한 고정 부재;를 포함하고, 반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 싱글 스크류 압축기; 상기 압축기로부터 토출구로부터 배출된 유체를 압축공기와 수분으로 분리하고 분리된 수분의 일부를 상기 압축기로 제공하는 세퍼레이터부; 및 상기 윤활수 교환 장치;를 포함하고, 상기 윤활수 교환 장치는, 상기 세퍼레이터부 내에 보관된 윤활수의 수위에 기초하여 상기 압축기로의 순수 윤활수 공급을 제어함으로써 윤활수를 교환하는 압축 시스템을 제공할 수도 있다.

본 발명에 따른 실시예는, 부하측에 흡입 밸브가 설치되고 반부하측에 토출구가 설치됨에 따라 압력의 영향에 의한 윤활제의 누설이 방지되는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 싱글 스크류 로터가 1회전할 때마다 12번의 압축이 진행되며, 에어엔드 내부에 분사된 물은 스크류 로터의 나선형 홈에 수막을 형성시켜 씰링과 윤활은 물론, 에어엔드의 온도(max. 55℃)까지 낮춰주는 냉각 역할을 동시에 수행하는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 싱글스크류 압축방식은 축부하(Shaft Load)와 방사형부하(Radial Load)가 대칭적으로 균형을 이루기 때문에 베어링이 받는 하중이 작을 뿐만 아니라, 진동 및 소음도 작은 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 직결형 모터의 회전수가 3,600rpm 이내의 저속에서 동작하기 때문에, 회전수가 최소 10,000rpm 이상인 고속의 트윈 스크류 방식보다 베어링에서 발생하는 열이 상대적으로 적고, 연결되는 주변기기의 수명도 훨씬 길어지는 장점을 가진 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 안정적이고 수명이 긴 롤링 베어링의 일종인 볼 베어링을 게이트 회전축에 적용할 수 있는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 게이트 회전축에 라비린스 실링 구조를 적용하고, 물 오버플로우 홀을 통해 외부와 챔버를 연통함으로써 베어링에 수분 침투에 따른 베어링 손상 문제를 방지할 수 있다.

또한, 좌우 게이트 로터가 서로 비대칭 구조를 가지도록 하여 이들 하측 각각에 방수커버를 설치함으로써 게이트 로터 내부의 수분 유입에 따른 게이트 로터의 손상 문제를 방지한다.

또한, 게이트 로터의 회전 속도의 증가에 따른 압축 공기의 냉각 효과를 높이기 위하여 윤활제가 압축되는 공기에 효율적으로 전달될 수 있도록 하는 오일프리 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 싱글 스크류 압축기와 세퍼레이터부 그리고 이들의 배관에 존재하는 윤활수를 순수 윤활수로 교환할 수 있도록 하여 압축 공기 불순물을 줄임음로써 압축 공기의 품질을 높이고, 윤활수의 희석 및 교체 그리고 압축기 내부의 세척을 통해 미세 금속 물질 등의 오염원에 따른 압축 시스템의 마모를 최소화하고 압축 시스템 내의 각종 장치의 손상을 줄인다.

또한, 압축기의 구동 시간이 지남에 따른 간극의 발생으로 압축 공기의 생산량이 저하되는 문제, 박리 현상으로 솔레노이드 밸브의 막힘 현상을 방지할 수 있는 싱글 스크류 압축기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기에 대한 사시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 싱글 스크류 압축기의 공기 압축에 따른 윤활제의 누수 방지를 설명하기 위한 것이다.
도 3은 싱글 스크류 로터와 게이트 로터에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기로써 도 1의 A-B를 전달한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 로터와 게이트 로터에 대한 사시도이다.
도 6a는 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기로써 도 1의 A-B를 전달한 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 로터와 게이트 로터에 대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압축 시스템에 대한 사시도이다.
도 8은 압축 시스템에 대한 상부면도이다.
도 9는 압축 시스템에 대한 전체적인 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축 시스템에 대한 전체적인 개략도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기에 대한 사시도이고, 도 2a 내지 도 2d는 싱글 스크류 압축기의 공기 압축에 따른 윤활제의 누수 방지를 설명하기 위한 것이다. 그리고, 도 3은 싱글 스크류 로터와 게이트 로터에 대한 사시도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기(10)는 각종 배기 시스템, 화학 플랜트, 유체 이송 또는 순환 시스템, 부산물 제거시스템, 탱크 청소 시스템 등에 폭넓게 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기(10)는 외관을 형성하도록 구성된 하우징(11), 하우징(11)의 내부에서 중심부의 수평방향의 회전축인 구동축(166)을 기준으로 회전 가능하게 구성된 싱글 스크류 로터(160)와 하우징(11)의 내부에서 싱글 스크류 로터(160)의 좌우 양측에 맞물리게 구비되어 싱글 스크류 로터(160)가 회전함에 따라 각각 싱글 스크류 로터(160)와는 수직한 방향의 회전축을 기준으로 상호 반대 방향으로 회전 가능하게 구성된 한 쌍의 게이트 로터(130, 140)를 포함할 수 있다.

하우징(11)의 외관은 전체적으로 십자 형상이 될 수 있다. 하우징(11)의 일측에는 모터의 결합을 위한 모터엔드브라켓(12)이 연결되고, 하우징(11)의 내부에는 윤활제로써 오일 또는 물이 공급될 수 있다. 모터엔드브라켓(12)은 하우징(11) 내에 있는 수평 방향의 구동축(167)이 모터와 연결되는 부분이다.

싱글 스크류 로터(160)는 원통형 열의 형태를 가질 수 있고, 금속 부재이다. 싱글 스크류 로터(160)는 하우징(11)에서 회전식으로 피팅될 수 있고, 그 바깥 둘레 표면은 하우징(11)의 내부 주변 표면을 가지며 슬라이딩 접촉된다.

구동축(166)은 싱글 스크류 로터(160)에 동축으로 연결된다.

한 쌍의 게이트 로터(130, 140)는 하우징(11)의 내부를 상하로, 구동축(166)에 수직한 방향으로 가로질러 구동축(166)의 양 쪽에 각각 위치하여 회전 가능하도록 설치되고 한 쌍의 게이트 로터(130, 140)에는 한 쌍의 샤프트(158)가 구비될 수 있다.

한 쌍의 게이트 로터(130, 140)는 판 형상으로 형성된 게이트(131, 141)를 구비하고, 이들은 싱글 스크류 로터(160)에 맞물려 서로 반대 방향으로 회전하면서 싱글 스크류 로터(160)와 게이트 로터(130, 140)가 서로 맞물리며 공기와 같은 기체가 압축되는 공간이 점점 넓어지게 되도록 하여 공기를 팽창함으로써 하우징(11) 내부의 압력이 대기압보다 떨어지도록 한다. 그 결과 유체가 하우징(11)의 내부로 흡입 및 투출되며 원활히 순환되도록 한다.

하우징(11)의 중심부에 싱글 스크류 로터(160)가 설치될 수 있도록 관통 형성된 챔버와 챔버의 와주 양측에 연통되도록 형성된 한 쌍의 게이트 로터(130, 140)가 각각 설치되는 한 쌍의 챔버를 포함할 수 있다.

도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 하우징(11)의 싱글 스크류 로터(160)가 위치하는 챔버의 상부 영역 중 싱글 스크류 로터(160)의 일단에 대응하는 영역에는 흡입구(11a)가 형성되고, 하우징(11)의 챔버 상의 상부 영역 중 싱글 스크류 로터(160)의 타단에 대응하는 영역에는 토출구(11b)가 형성될 수 있다. 흡입구(11a)와 토출구(11b)는 밸브 개폐에 의해 하우징(11)의 밀폐가 제어되며 본 발명에 따른 싱글 스크류 압축기(10)를 통한 유체의 흡입과 토출이 제어되도록 할 수 있다.

보다 상세하게는, 흡입구(11a)가 모터엔드브라켓(12)과 가까운 영역에 위치하도록 하고 토출구(11b)가 공기의 압축이 강해지는 즉, 모터엔드브라켓(12)으로부터 소정의 거리 이상 이격된 영역에 고압단이 위치하도록 함으로써 강한 압력에 따른 토출구(11b) 측의 하우징(11)에서의 윤활제의 누수 현상을 방지한다. 보다 상세하게는, 흡입구(11a)에는 흡입 밸브가 설치되고 외부로부터 공기의 유입을 조절하게 된다. 그리고, 토출구(11b)에는 압축된 공기를 저장하는 저장탱크와의 연결을 위한 배관이 설치된다. 따라서, 모터에 의해 부하가 형성되는 흡입구(11a) 측에 부하측에 되고, 토출구(11b) 측이 반부하측이 된다. 이는 모터가 위치하는 즉, 싱글 스크류 로터(160)의 회전에 따른 고압의 압력이 발생하는 흡입구(11a)로 유입된 공기가 반부하측인 토출구(11b)로 이동하면서 압축되고 공기 압축에 따른 고압의 토출구(11b)를 통해 배출됨으로써 고압단이 모터 측이나 또는 공기가 압축되는 영역에 집중되는 것이 아닌 모터 측과 공기의 압축 지점으로 서로 분리된다. 따라서, 어느 한쪽에서의 압력의 가중에 따른 윤활제의 누설을 방지할 수 있다. 이는 종래의 부하측에 토출구가 마련됨에 따라 부하측에서의 압축된 공기의 압력이 부가되어 윤활제가 누설되는 문제를 해결할 수 있도록 한 것이다.

다시 도 3을 참조하여, 싱글 스크류 로터(160)와 게이트 로터(130, 140)에 대해서 구체적으로 설명한다.

싱글 스크류 로터(160) 상의 다수의 나선형 요홈(161)은 싱글 스크류 로터(160)의 바깥 둘레를 따라 형성된다. 나선형 요홈(161)들 각각은 나선형으로 싱글 스크류 로터(160)의 일 종단으로부터 연장되는 오목한 홈이다. 싱글 스크류 로터(160)의 나선형 요홈(161)들 각각은 저압측인 모터엔드브라켓(12)에서 고압측인 하우징(11)의 상단 중앙 영역으로 이어지며 배치된다.

싱글 스크류 로터(160)의 바깥 둘레 표면의 나선형 요홈(161)들 각각은 서로 대향하여 위치한 일측 바닥 벽면(164)과 측벽 표면에 의해 구분된다. 싱글 스크류 로터(160)의 회전방향으로 전면 위의 나선형 요홈(161)들의 측벽 표면의 하나의 쌍은 전방 측벽 표면(162)이고, 싱글 스크류 로터(160)의 회전의 방향의 후면 위의 다른 측벽 표면은 후방 측벽 표면(163)이다.

각각의 게이트 회전자 조립체(150)는 제1 게이트 로터(130), 제2 게이트 로터(140)와 회전자 지지체 부재(155)를 포함한다. 게이트 회전자(130, 140)의 각각은 광선의 스타일로 배열된 다수의 게이트(131, 141)를 가지는 판 형상체이다. 각각의 게이트 회전자(130, 140)는 금속 수지로 제조될 수 있고, 제1 및 제2 게이트 로터(130, 140)는 금속으로 구성된 회전자 지지체 부재(155)에 부착된다.

제1 및 제2 게이트 로터(130, 140)의 게이트(131, 141) 각각은 게이트 회전자 조립체(150), 게이트 회전자 조립체(150)의 회전 방향의 후면상에 위치한 후방 측면(135, 145)와 끝단 표면(136, 146)의 회전 방향의 전면상에 위치한 전방 측면(134, 144)를 게이트 회전자(130, 140)의 바깥 둘레에 위치할 수 있다.

게이트 회전자(130, 140)의 전면(132, 142)와 하면(133, 143)에 상응하는 게이트 회전자(130, 140)의 중심축에 실질적으로 직각으로 평면한 표면이될 수 있다.

게이트 회전자 조립체(150)는 하우징(11) 내의 챔에서 하우징된다.

게이트 회전자 조립체(150)는 게이트 회전자(130, 140)의 게이트(131, 141)가 싱글 스크류 로터(160)의 나선형 요홈(161)에 들어가도록 싱글 스크류 로터(160)와 맞물린다.

압축 메커니즘(165)에서 싱글 스크류 로터(160)의 나선형 요홈(161)와 게이트 회전자(130, 140)의 게이트(131, 141)의 내부 주변 표면에 의해 둘러 쌓인 스페이스는 압축 챔버(167)의 역할을 할 수 있다. 싱글 스크류 로터(160)가 회전할 때, 게이트 회전자(130, 140)의 게이트(131, 141)는 상대적으로 나선형 요홈(161)의 연합된 것에 의해 터널 종단에서 시작 단부로부터 이동하며 압축 챔버(167)에서 공기를 압축하기 위해 압축 챔버(167)의 부피를 변화시킬 수 있다.

각각의 게이트 회전자 조립체(150)는 제1 게이트 로터(130), 제2 게이트 로터(140)와 회전자 지지체 부재(155)를 포함할 수 있다. 게이트 회전자 조립체(150)의 구성은 아래 상세히 기술될 것이다.

게이트 회전자(130, 140) 각각은 디스크 형태로 일반적으로 수지 부재이다. 게이트 회전자(130, 140) 각각은 게이트 회전자의 중심축을 가진 동축 홀을 통해 중심 구멍(59)을 가지는 원형판 및 다수의 게이트(131, 141)을 포함할 수 있다. 각각의 게이트 회전자(130, 140)의 게이트(131, 141)는 베이스의 바깥 둘레로부터 방사상 외향으로 연장되고, 베이스의 원주 방향에서 등각 간격으로 배열될 수 있다. 제1 게이트 로터(130)의 게이트(131)와 제2 게이트 로터(140)의 게이트(141)의 형상을 다를 수 있다.

회전자 지지체 부재(155)는 디스크부(156), 게이트 지지체(157), 샤프트(158)와 중심 돌기(159)를 포함할 수 있다. 디스크부(156)는 다소 두꺼운 디스크의 형태로 구성될 수 있다. 게이트 지지체(157)는 게이트 회전자(130, 140)의 게이트(131, 141)로써 단지 동일한 개수로 제공될 수 있고, 디스크부(156)의 바깥 둘레로부터 방사항 외향으로 연장될 수 있다. 게이트 지지체(157)는 디스크부(156)의 원주 방향에서 등각 간격에 배열될 수 있다. 샤프트(158)는 원형 봉 형태를 가지고, 스탠드는 디스크부(156)를 계속하여 직립시킬 수 있다. 샤프트(158)는 디스크부(156)의 중심축과 일치하는 중심축을 가질 수 있다. 중심 돌기(159)가 디스크부(156)의 표면에 제공될 수 있다. 샤프트(156)에 대한 정반대에서의 중심 돌기(159)는 짧은 원통형 열의 형태를 가지고, 디스크부(156)를 가지고 배열된 동축 형상이 될 수 있다. 중심 돌기(159)의 외경은 게이트 회전자(130, 140)의 중심 구멍(59)의 내부면 직경에 실질적으로 동일할 수 있다.

제1 게이트 로터(130)와 제2 게이트 로터(140)는 회전자 지지체 부재(155)에 접촉한다. 게이트 회전자 조립체(150)에서 제2 게이트 로터(140)가 게이트 지지체(157)를 향하여 배치하고, 제1 게이트 로터(130)가 제2 게이트 로터(140)의 측면에 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기로써 도 1의 A-B를 전달한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 제1 게이트 로터(130)의 제1 샤프트(158a)의 일측에는 제1-1 베어링 시스템(31)을 구성하는 제1 스프링 시트(211)(spring seat), 제1 스타 휠 앵귤러 베어링 내압 플레이트(411)(star wheel angular contact bearing internal pressure plate), 제1 스타 휠 앵귤러 베어링 외압 플레이트(412)(star wheel angular contact bearing external pressure plate), 제1-1 베어링 페더스탈(511)(upper bearing pedestal), 제1-1 앵귤러 볼 베어링(611)이 설치되고, 라비린스(labyrinth) 실링 구조를 형성하는 제1-1 상측 고정 부재(311), 제1-1 상측 고정 부재(312)가 설치된다.

제1 스프링 시트(211)는 제1-1 베어링 페더스탈(511)에 고정 설치되고 제1 샤프트(158a)의 일측 선단을 감싸는 형태로 구성된다.

제1-1 베어링 페더스탈(511)의 내측은 제1 샤프트(158a)의 일측 선단을 감싸는 형태로 제1 스타 휠 앵귤러 베어링 내압 플레이트(411)가 설치되고, 제1 스타 휠 앵귤러 베어링 내압 플레이트(411)를 둘러싸는 제2 스타 휠 앵귤러 베어링 외압 플레이트(422)가 설치된다.

제1 스타 휠 앵귤러 베어링 내압 플레이트(411)는 제1-1 앵귤러 볼 베어링(611)의 내륜을 고정 및 지지하고, 제1 스타 휠 앵귤러 베어링 외압 플레이트(412)는 제1-1 앵귤러 볼 베어링(611)의 외륜을 고정 및 지지한다.

제1-1 베어링 페더스탈(511)의 내측 영역 중 제1-1 베어링 페더스탈(511)과 제1 샤프트(158a) 사이에는 제1-1 상측 고정 부재(311)가 설치되고 이는 제1 샤프트(158a)의 일단을 지지한다.

또한, 제1-1 상측 고정 부재(312)는 제1 샤프트(158a)를 둘러싸며 위치하고 제1 샤프트(158a)를 지지한다. 그리고, 제1-1 상측 고정 부재(311)의 내측 하단 영역은 제1-1 상측 고정 부재(312)의 외측 하단을 둘러싸며 제1 샤프트(158a)를 지지한다. 제1-1 상측 고정 부재(311)의 하측 영역은 제1-1 베어링 페더스탈(511)과 제1-1 상측 고정 부재(312)의 상측 영역 사이에 위치한다.

제1-1 물 오버플로우 홀(a)은 제1-1 베어링 페더스탈(511)의 하측 일 영역에 형성된다. 그리고 제1-1 상측 고정 부재(312)와 제1-1 베어링 페더스탈(511) 사이의 챔버는 제1-1 물 오버플로우 홀(a)에 의해 외부와 연통한다. 따라서, 오버플로우 밸브 고장과 같은 극단적인 상황에서 제1-1 물 오버플로우 홀(a)에 의해 챔버가 외부와 연통하여 압력이 빠져나가기 때문에 비정상적으로 흘러 넘친 윤활 냉각수 베어링에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

제1 샤프트(158a)의 타측에는 제1-2 베어링 시스템(32)을 구성하는 제1-2 베어링 페더스탈(531)(lower bearing pedestal), 제1 스타 휠 앵귤러 베어링 압축 링(711)(star wheel angular contact bearing compression ring), 제1 베어링 태블렛(810)(bearing tablet), 제1-2 앵귤러 볼 베어링(631), 제1 스타 휠 조정 너트(922)(star wheel adjust nut) 및 제1 외측 너트(911)이 설치되고, 라비린스 실링을 위한 제1-1 하측 고정 부재(331) 및 제1-2 하측 고정 부재(332)가 설치된다.

제1-2 베어링 페더스탈(531)은 제1 샤프트(158a)의 타측 선단을 둘러싸며 설치되고, 제1-2 하측 고정 부재(332)는 제1-2 베어링 페더스탈(531)과 제1 샤프트(158a)의 타측을 둘러싸며 제1 샤프트(158a)를 지지하도록 설치된다. 그리고, 제1-1 하측 고정 부재(331)는 제1-2 하측 고정 부재(332)와 제1 샤프트(158a)의 타측을 둘러싸며 제1 샤프트(158a)를 지지하도록 설치된다. 그리고, 제1 스타 휠 앵귤러 베어링 압축 링(711)은 제1-2 하측 고정 부재(332) 사이에 설치된다.

제1-2 물 오버플로우 홀(b)은 제1-2 베어링 페더스탈(531)의 하측 일영역에 형성되어, 제1-2 하측 고정 부재(332)와 제1-2 베어링 페더스탈(531) 사이의 챔버는 제1-2 물 오버플로우 홀(b)에 의해 외부와 연통한다. 따라서, 오버플로우된 물이나 가스가 흐를 때 베어링에 영향을 미치는 것을 최소화한다.

제1-1 하측 고정 부재(331)의 제1 샤프트(158a)를 감싸는 영역은 제1 샤프트(158a)의 중심 영역까지 연장되고, 제1 스타 휠 랙(112)은 연장된 영역을 둘러싸며 위치한다.

또한, 제1 샤프트(158a)의 일측 및 타측 각각에는 앵귤러 볼 베어링이 설치된 구조를 가진다. 특히, 제1 샤프트(158a)의 타측에는 조합 앵귤러 볼 베어링 구조를 가질 수 있다.

제1 베어링 태블렛(810)은 제1 샤프트(158a)의 하부면에 설치되고, 제1 스타 휠 조정 너트(922)가 제1 베어링 태블렛(810)을 감싸는 형태로 설치되며, 제1 외측 너트(911)가 제1 스타 휠 조정 너트(922)를 감싸는 형태로 설치되어 하우징(11)의 외관을 형성한다. 그리고, 제1 스타 휠 조정 너트(922)에 의해 제1 샤프트(158a)의 상하 높이가 조절될 수 있고, 제1 외측 너트(911)를 이용하여 라비린스 공간의 압력을 조절할 수 있다.

제1 샤프트(158a)에는 제1 스타 휠 랙(112)이 스크류를 통해 제1 스타 휠 블레이드(111)에 밀착되어 제1 샤프트(158a)에 체결된다. 그리고, 제1 샤프트(158a)의 일단은 제1-1 상측 고정 부재(311)와 제1-1 상측 고정 부재(312)에 의해 라비린스 실링을 구성한다. 그리고, 제1 샤프트(158a)의 타단은 제1-1 하측 고정 부재(331)와 제1-2 하측 고정 부재(332)에 의해 라비린스 실링을 구성한다.

본 발명의 제1-1 및 제1-2 상측과 하측 고정 부재(311, 312, 331, 332)의 라비린스 실링 구조를 통해 베어링에 물이 튀는 것을 방지한다.

전술한 바와 같이 본 발명의 게이트 로터(130, 140)에는 롤링 방식, 구체적으로 볼 방식의 베어링이 설치된다. 따라서, 마찰 계수가 슬라이딩 방식의 베어링 대비 낮아 마모에 강하고 이물질에 따른 베어링 파괴 문제가 해결된다. 즉, 안정적이고 수명이 긴 베어링이 적용됨에 따라 장비의 고장율이 낮고 수명이 연장된다.

또한, 제1 샤프트(158a)에 설치된 고정 부재는 라비린스(Labyrinth) 구조를 가짐으로써 물이 베어링 속으로 들어가지 않도록 한다. 따라서, 베어링에 이물질이 들어 감에 따른 베어링 손상이나 파괴 문제를 방지한다.

하우징(11)의 우측의 제2 게이트 로터(140)의 제2 샤프트(158b)의 일측에는 제2-1 베어링 시스템(41)을 구성하는 제2 외측 너트(921), 제2 스타 휠 조정 너트(922), 제2 베어링 태블렛, 제2-1 베어링 페더스탈(521), 제2-1 앵귤러 볼 베어링(621) 및 제2 스타 휠 앵귤러 베어링 압축 링(721)이 설치되고, 라비린스 실링을 위한 제2-1 상측 고정 부재(321) 및 제2-2 상측 고정 부재(322)가 설치된다.

제2 베어링 태블렛은 제2 샤프트(158b)의 선단에 설치되고, 제2 스타 휠 조정 너트(922)는 제2 베어링 태블렛을 감싸는 형태로 제2 샤프트(158b)의 일측에 설치되며, 제2 외측 너트(921)는 제2 베어링 태블렛을 둘러싸는 형태로 설치된다.

제2 샤프트(158b)의 일측을 둘러싸는 형태로 제2-1 앵귤러 볼 베어링(621)이 구비되고, 제2-1 상측 고정 부재(321) 및 제2-2 상측 고정 부재(322)가 제2 샤프트(158b)의 일측 외주면을 따라 제2 샤프트(158b)를 둘러싸는 형태로 설치된다.

제2 스타 휠 앵귤러 베어링 압축 링(721)은 제2-1 상측 고정 부재(321)를 둘러싸는 형태로 설치된다.

제2-1 앵귤러 볼 베어링(621)과 제2 외측 너트(921) 사이에는 제2 샤프트(158b)를 둘러싸는 형태로 제2-1 베어링 페더스탈(521)이 설치되고, 제2-1 베어링 페더스탈(521)의 일측에는 제2-1 물 오버플로우 홀(c)이 형성된다. 제2-1 물 오버플로우 홀(c)은 제2-1 베어링 페더스탈(521)의 하측 일영역에 형성되어, 제2-2 상측 고정 부재(322)와 제2-1 베어링 페더스탈(521) 사이의 챔버는 제2-1 물 오버플로우 홀(c)에 의해 외부와 연통한다. 따라서, 오버플로우된 물이나 가스가 흐를 때 베어링에 영향을 미치는 것을 최소화한다.

하우징(11)의 우측의 제2 샤프트(158b)의 타측에는 제2-2 베어링 시스템(42)을 구성하는 제2 스프링 시트(221), 제2 스타 휠 앵귤러 베어링 내압 플레이트(422), 제2 스타 휠 앵귤러 베어링 외압 플레이트(422), 제2-2 베어링 페더스탈(541) 및 제2-2 앵귤러 볼 베어링(641)이 설치되고, 라비린스 실링을 위한 제2-1 하측 고정 부재(341) 및 제2-2 하측 고정 부재(342)가 설치된다.

제2-2 앵귤러 볼 베어링(641)은 제2 샤프트(158b)의 타측의 외주면을 따라 위치하고, 제2-2 앵귤러 볼 베어링(641)은 제2-2 베어링 페더스탈(541)에 의해 고정 지지된다. 그리고, 제2-2 하측 고정 부재(342)는 제2-2 베어링 페더스탈(541)의 상부 일 영역과 제2 샤프트(158b)의 선단을 둘러싸며 이들을 지지하고, 제2-1 하측 고정 부재(341)는 제2-2 하측 고정 부재(342), 제2-2 베어링 페더스탈(541) 그리고, 제2 샤프트(158b)를 둘러싸며 이들을 지지한다.

제2-1 하측 고정 부재(341)와 제2-2 하측 고정 부재(342)는 라비린스 실링 구조를 통해 베어링에 물이 튀는 것을 방지한다. 제2 스타 휠 앵귤러 베어링 내압 플레이트(422)는 제2-2 앵귤러 볼 베어링(641)의 내륜을 제2 스타 휠 앵귤러 베어링 외압 플레이트(422)는 제2-2 앵귤러 볼 베어링(641)의 외륜을 지지한다.

제2 샤프트(158b)의 타측의 하부면을 커버하는 제2 스프링 시트(221)가 설치된다.

제2-2 베어링 페더스탈(541)의 일측에는 제2-2 물 오버플로우 홀(d)이 형성되어 챔버와 외부를 연결하고 제2-1 하측 고정 부재(341)와 제2-2 하측 고정 부재(342) 사이에서 오버플로우된 물이나 가스를 배출한다.

종래 구조의 슬라이딩 베어링이 쉽게 파손되고 윤활 냉각수를 극복하고자, 본 발명의 실시예에 따른 게이트 로터(130, 140)의 상하 베어링은 모두 볼 베어링 구조를 가진다. 그리고, 윤활제인 냉각수로 인하여 볼 베어링의 파손을 방지하기 위해서 라비린스 밀봉 구조를 가진다. 본 발명에 따른 싱글 스크류 압축기(10)는 좌우 양측의 게이트 로터(130, 140)의 구조가 동일하지 않을 수 있다. 특히, 제1 및 제2 샤프트(150a, 150b) 각각에는 방수 커버(71, 72)가 설치되고, 이들은 모두 게이트 로터(130, 140)의 하측에 위치한다. 이는 윤활제인 냉각수가 주로 제 게이트 로터(130, 140) 하방에 위치하기 때문이다. 전통적인 좌우 양측의 게이트 회전축인 샤프트(158a, 158b)가 서로 반대방향으로 대칭적으로 설치된 구조인 경우, 우측의 방수커버가 제2 게이트 로터(140)의 상방에 위치하여 방수성능이 열위해지는 문제점을 고려한 것이다.

또한, 좌우측 모두 라비린스 실링 구조를 가지만, 물 오버플로우 홀(a, b, c, d)에 의해 고정 부재와 베어링 페더스탈 사이의 구멍을 통해 챔버는 외부와 연통하게 되므로 오버플로우된 물이나 가스에 의한 베어링의 손상을 방지한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 로터와 게이트 로터에 대한 사시도이고, 도 6a는 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기로써 도 1의 A-B를 전달한 단면도이다. 그리고 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 싱글 스크류 로터와 게이트 로터에 대한 사시도이다.

도 5 및 도 6a를 참조하면, 제1 게이트 로터(130a)의 제1 스타 휠 블레이드(111)는 상부의 일 영역에서부터 측면의 일 영역까지 연통된 수분 공급 홀(900)이 형성될 수 있다. 제1 스타 휠 블레이드(111)의 상부 측에 존재하는 윤활제인 냉각수는 수분 공급 홀(900)에 공급될 수 있다. 공급된 윤활유 냉각수는 수분 공급 홀(900)를 통해 싱글 스크류 로터(160)와 제1 게이트 로터(130)가 맞물리는 지점에서 배출될 수 있다. 다른 측면에서, 연통된 수분 공급 홀(900) 내부에는 복수의 가이드부(910)가 더 설치될 수 있다. 복수의 가이드부(910)의 일 측은 수분 공급 홀(900) 내부의 상측에 연결되고, 타 측으로 갈수록 싱글 스크류 로터(160)와 가까워지도록 경사지게 설치된다. 수분 공급 홀(900) 내부의 하측에 복수의 가이드부(910) 수분 공급 홀(900) 내부를 폐쇄하거나 개방할 수 있다. 그리고, 복수의 가이드부(910)와 수분 공급홀(900)의 연결 지점을 기준으로 소정의 각도 범위 내에서 회전할 수 있고, 그에 따라 복수의 가이드부(910)의 타측은 상승하면서 수분 공급 홀(900)을 개방시킨다. 제1 게이트 로터(130)의 회전 속도가 기 설정된 기준치 이상일 때 복수의 가이드부(910)는 소정의 각도 범위 내에서 회전하여 수분 공급 홀(900)이 연통되도록 할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 게이트 로터(130)의 회전 속도에 비례하여 복수의 가이드부(910)의 회전 각도가 커질 수 있다. 제1 게이트 로터(130)의 회전 속도가 올라가는 경우 공기의 팽창 압력 및 속도는 올라갈 수 있고, 그에 따라 압축되는 공기의 온도는 증가할 수 있다. 이 때, 복수의 가이드부(910)의 회전에 따라 수분 공급 홀(900)이 연통하여 제1 게이트 로터(130)의 상부측에 존재하는 윤활유 냉각수가 수분 공급 홀(900)을 통해 제1 게이트 로터(130)의 날개와 싱글 스크류 로터(160)가 정합하는 지점에 직접적으로 전달됨으로써 팽창하는 유체의 온도를 빠르게 낮출 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예에 따른 싱글 스크류 압축기(10)는 도 4에서 설명한 제1 스타 휠 블레이드(111) 상에 수분 공급 홀(900) 및 복수의 가이드부(910)가 설치될 수 있다. 수분 공급 홀(900)은 싱글 스크류 로터(21)의 나선형 홈에 맞물리는 제1 스타 휠 블레이드(111)의 복수의 날개 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 또한, 제1 스타 휠 블레이드(111)의 복수의 날개 중 어느 하나의 상부면에는 위치빔장치(920)가 설치될 수 있다. 수분 공급 홀(900)이 제1 날개에 설치된다고 가정하면 위치빔장치(920)는 제2 날개에 설치되고, 제1 및 제2 날개는 제1 스타 휠 블레이드(111)의 상부면에 평행한 가상의 일직선 상에 위치할 수 있다.

또한, 하우징(11) 내부의 상부면에는 빔디텍팅기(930)가 설치될 수 있다. 제1 샤프트(158a)의 길이 방향과 평행한 가상의 일직선 상에 빔디텍팅기(930) 및 위치빔장치(920)가 위치하게 된다. 위치빔장치(920)는 상부 방향으로 빔을 출력한다. 그리고, 빔디텍팅기(930)는 위치빔장치(920)로부터 출력된 빔을 수신한다. 제1 게이트 로터(130)가 회전할 때, 빔디텍팅기(930)가 위치빔장치(920)와 가상의 동일한 일직선 상에 위치할 때마다 빔디텍팅기(930)는 위치빔장치(920)로부터의 빔을 수신함으로써 제1 날개가 싱글 스크류 로터(160)와 맞물린상태 또는 맞물린상태가 곧 발생할 것임을 감지할 수 있다. 만약, 제1 날개가 싱글 스크류 로터(160)와 맞물린상태에서의 위치빔장치(920)의 상부면에 빔디텍팅기(930)가 설치된 경우라면, 빔디텍팅기(930)는 위치빔장치(920)로부터의 빔을 수신하는 시점이 제1 날개와 싱글 스크류 로터(160)가 서로 맞물린 상태일 것이나, 빔디텍팅기(930)가 그 외 다른 위치에 설치된 경우라면 제1 날개와 싱글 스크류 로터(160)가 서로 맞물리지 않은 시점에서 빔디텍팅기(930)는 위치빔장치(920)로부터의 빔을 수신할 수 있다. 빔디텍팅기(930)의 위치는 하우징(11)의 크기와 내부의 형상 그리고 빔디텍팅기(930)가 빔을 수신하여 후술하는 가이드부(920)를 제어하는데 걸리는 시간을 고려하여 결정될 수 있다.

제1 게이트 로터(130)의 회전 속도가 증가할수록 같은 동안 빔디텍팅기(930)가 빔을 감지하는 횟수도 많아진다. 빔디텍팅기(930)는 초당 위치빔장치(920)로부터의 빔의 수신 횟수에 기초하여 초당 빔 수신 횟수가 기 설정치 이상이 되면, 가이드부(910)를 소정의 각도로 회전시킴으로써 수분 공급 홀(900)에 유입된 물이 수분 공급 홀(900)을 따라 제1 게이트 로터(130)의 제1 날개와 싱글 스크류 로터(160)가 정합하는 지점에 직접적으로 전달되도록 할 수 있다. 본 실시예는 제1 게이트 로터(130)의 날개 중 어느 하나의 날개에만 수분 공급 홀(900)이 형성되도록 함으로써 제1 게이트 로터(130)의 제조의 복잡도를 낮출 수 있다. 그리고, 예시적으로 제1 날개와 싱글 스크류 로터(160)가 정합하는 시점과 같이 원하는 시점에 정확히 윤활수를 제1 날개와 싱글 스크류 로터(160)가 정합 지점에 공급할 수 있다.

다른 측면에서, 도 6b를 참조하면, 도 3에 따른 실시예에서 설명한 제1 게이트(131)의 상부면, 도 4에 따른 실시예에서 설명한 제1 스타 휠 블레이드(111)의 상부면의 중앙 영역에는 제1 샤프트(158a)를 둘러싼 체결부(158c)가 위치하고, 체결부의 상부면을 관통하는 체결홀(158d)를 통해 나사가 결합함으로써 제1 게이트(131)(도 4에 따르면 제1 스타 휠 블레이드(111))는 제1 샤프트(158a)에 고정 결합될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 제2 게이트(141)에도 동일한 구성이 적용될 수 있다.

전술한 체결홀(158d)는 총 6개로 구비될 수 있다. 이는 종래에 체결홀 하나만을 통한 결합에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 실시예는 복수의 체결홀(158d)을 통해 안정적으로 게이트와 샤프트의 고정 결합이 가능하도록 하여 반복된 압축기의 구동 시간이 지남에 따른 간극의 발생으로 압축 공기의 생산량이 저하되는 문제, 박리 현상으로 솔레노이드 밸브의 막힘 현상을 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압축 시스템에 대한 사시도이다. 그리고, 도 8은 압축 시스템에 대한 상부면도이고, 도 9는 압축 시스템에 대한 전체적인 개략도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 윤활수 자동 교환장치를 구비한 압축 시스템(1)은 싱글 스크류 압축기(10), 세퍼레이터부(200), 윤활수 자동 교환장치(300)를 포함한다.

실시예에 따른 싱글 스크류 압축기(10)는 오일프리 타입의 압축기가 될 수 있다. 오일프리 타입의 압축기는 물을 윤활제로 이용한다.

싱글 스크류 압축기(10)는 필터링된 외부 공기를 공기 유입관(706, 점선으로 표시)을 통해 흡입구(11a)로 유입하고 모터(101)의 구동력에 의해 회전하는 스크류의 구동에 의해 공기를 압축하며 압축 공기를 토출구(11b)를 통해 배출하여 배출관(705, 점선으로 표시)을 통해 세퍼레이트(200)로 배출한다. 싱글 스크류 압축기(10)는 외부 공기를 필터링하기 위하여 필터링 장치(505)를 구비할 수 있다. 또한, 싱글 스크류 압축기(10)에는 세퍼레이터부(200)로부터 및/또는 자동 교환장치(300)로부터 윤활수가 공급되고 이를 이용하여 공기를 압축한다. 추가적으로 싱글 스크류 압축기(10)에는 윤활수 보충을 위한 윤활수 보충 장치가 추가로 구비될 수도 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 싱글 스크류 압축기(10)에는 오버플로우된 물이나 가스가 배출될 수 있는 오버플로우용 배관 설비가 추가로 구비될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 도시된 바에 따르면 싱글 스크류 압축기(10)는 1단 압축 과정을 통해 공기를 압축하는 것으로 되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니고 다단 압축 구조를 가질 수도 있다.

또한, 싱글 스크류 압축기(10)에는 압축기 내부의 압력을 조절하기 위한 릴리프 장치가 추가로 구비될 수 있다. 예시적으로, 솔레노이드 밸브와 싱글 스크류 압축기(10)에 연결된 배관 설비가 구비됨으로써 솔레이노이드 밸브의 해제에 따라 싱글 스크류 압축기(10)의 내부 압력을 낮출 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다.

또한, 싱글 스크류 압축기(10)의 토출구(11b)에는 압축공기의 압력에 따라 선택적으로 개폐 동작하는 체크밸브가 추가로 구비될 수 있다. 체크밸브는 압축공기가 미리 설정된 압력에 도달하면 압축공기를 세퍼레이터부(200)로 전달하도록 개방동작을 할 수 있다.

세퍼레이터부(200)는 싱글 스크류 압축기(10)의 압축 공기의 토출구(11b)에 연결되어 상기 싱글 스크류 압축기(10)로부터 압축 공기를 공급받는다. 그리고, 세퍼레이터부(200)는 압축 공기 내의 수분을 분리, 즉 압축 공기와 윤활수를 분리하고 압축 공기로부터 분리된 윤활수의 적어도 일부를 보관한다. 세퍼레이터부(200)는 압축공기와 수분을 중량에 의해 분리할 수 있다. 압축공기로부터 분리된 수분은 세퍼레이터부(200)의 하부에 저장되고 압축공기는 윤활수보다 중량이 가볍기 때문에 물의 상부에 저장될 수 있다. 그리고, 세퍼레이터부(200)는 보관하고 있는 윤활수 중 적어도 일부를 싱글 스크류 압축기(10)로 공급하거나 배수한다.

실시예에서 세퍼레이터부(200)로부터 배출된 윤활수는 피드백 배관(506)을 통해 싱글 스크류 압축기(10)로 공급될 때 윤활수 내의 불순물을 제거하거나 윤활수의 온도를 낮추기 위하여 각종 필터 장치 및/또는 냉각 장치(504)가 추가로 구비될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 피드백 배관(506)은 제1 및 제2 피드백 배관(506a, 506b)로 구성될 수 있고, 제2 피드백 배관(506b)은 세퍼레이터부(200)와 각종 필터 장치 및/또는 냉각 장치(504) 사이에 연결되고 제1 피드백 배관(506a)는 각종 필터 장치 및/또는 냉각 장치(504)와 싱글 스크류 압축기(10) 사이에 연결되어 세퍼레이터부(200)에서 압축기(10)로 피드백되는 윤활수의 경로를 제공한다.

또한, 세퍼레이터부(200)에서 윤활수가 분리된 압축 공기는 압축 공기 저장 탱크 또는 공압을 이용하는 공압 장비(501)로 전달될 수 있다. 실시예에서, 세퍼레이터부(200)로부터 배출된 압축 공기가 압축 공기 저장 탱크로 전달될 때 압축 공기의 온도를 낮추거나 분순물 제거를 위한 각종 필터 장치 및/또는 냉각 장치(503)가 추가로 구비될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 세퍼레이터부(200)에는 내부의 압력을 조절하기 위하여 내부의 압축 공기의 적어도 일부의 배출을 위한 탈기 장치(502)가 추가로 구비될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 세퍼레이터부(200)는 내부의 압력을 감지하고 감지된 압력에 따른 센싱 정보를 생성할 수 있는 센서가 추가로 구비될 수 있으며, 센서의 센싱 정보에 기초하여 탈기 장치가 제어될 수 있다.

또한, 세퍼레이터부(200)에는 수위 센서(201)가 설치될 수 있다. 수위 센서(201)는 센싱된 수위 정보를 윤활수 교환 장치(300)로 전달할 수 있다. 여기서의 수위 센서(201)는 세퍼레이터부(200)의 내부에 보관된 윤활수의 수위 정보를 센싱하는 장치이다.

수위 센서(201)는 세퍼레이터부(200)의 수위에 대응하여 수위가 변화하는 레벨게이지, 레벨게이지 내부의 수면을 따라 부유하는 레벨러 및 레벨게이지의 상하에 설치되어 레벨러를 감지하는 제1 및 제2 근접센서로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 근접센서는 제1 기준치에 대응하는 세퍼레이터부(200)의 위치에 설치되고, 제2 근접센서는 제2 기준치에 대응하는 세퍼레이터부(200)의 위치에 설치될 수 있다. 여기서의 제1 및 제2 기준치는 미리 설정된 세퍼레이터부(200)의 수위이다.

세퍼레이터부(200)는 윤활수 교환 장치(300)의 제어 하에 보관하고 있는 윤활수의 적어도 일부를 배수할 수 있다. 보다 상세하게는 세퍼레이터부(200)는 보관하고 있는 윤활수의 적어도 일부의 배수를 위한 배수관(210)에 연결되고, 세퍼레이터부(200)로부터의 윤활수의 배수를 제어하기 위한 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)가 세퍼레이터부(200)와 배수관(210) 사이에 설치될 수 있다. 그리고, 윤활수 교환 장치(300)는 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 제어함으로써 세퍼레이터부(200) 내의 윤활수의 배수를 제어할 수 있다.

윤활수 교환 장치(300)는 세퍼레이터부(200) 내에 보관된 윤활수의 수위 정보에 기초하여 싱글 스크류 압축기(10)로의 순수 윤활수 공급을 제어함으로써 윤활수를 교환할 수 있다. 보다 상세하게는, 윤활수 교환 장치(300)는 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수의 일부를 배수하고 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수가 미리 설정된 제1 기준치 이하가 되면 세퍼레이터부(200)의 윤활수 배수를 중단하고 싱글 스크류 압축기(10)로 순수 윤활수를 공급하며 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수가 미리 설정된 제2 기준치 이상이 되면 순수 윤활수 공급을 중단함으로써 압축기(200)의 구동 중에도 윤활수를 교환할 수 있다. 여기서의 제2 기준치는 제1 기준치보다 높은 수위이다.

윤활수 교환 장치(300)는 순수 윤활수를 보관하는 윤활수 보관부(310), 윤활수 보관부(310)로부터 공급된 순수 윤활수를 압축기(10)로 공급하기 위한 윤활수 펌프(320), 순수 윤활수의 공급 및 세퍼레이터부(200)의 배수를 제어하는 윤활수 교환 제어부(330)를 포함할 수 있다.

윤활수 보관부(310)는 제1 윤활수 공급 배관(701)을 통해 윤활수배관인터페이스(390)를 거쳐 윤활수 펌프(320)에 연결된다.

윤활수 펌프(320)는 제2 윤활수 공급 배관(702)을 통해 싱글 스크류 압축기(10)와 연결된다. 그리고, 제2 윤활수 공급배관(702)과 압축기(10) 사이에는 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)가 설치된다.

윤활수 교환 제어부(330)는 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 해제하고 윤활수 펌프(320)를 구동개시함으로써 윤활수 보관부(310)내에 보관된 순수 윤활수가 싱글 스크류 압축기(10)로 공급되도록 한다.

윤활수 교환 제어부(330)는 예시적으로, 미리 설정된 시간 또는 주기적으로 싱글 스크류 압축기(10)와 세퍼레이터부(200) 내의 윤활수를 교환하기 위한 윤활수 교환 동작을 수행한다. 여기서의 싱글 스크류 압축기(10)와 세퍼레이터부(200) 내의 윤활수의 교환에 국한된 것은 아니고, 싱글 스크류 압축기(10)와 세퍼레이터부(200)에 연결된 각종 배관 등에 존재하는 윤활수 등의 전체적인 교환에 대한 의미를 포함하는 것임을 유의해야 한다.

윤활수 교환 제어부(300)는 먼저 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 해제하여 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수가 배수관(210)을 통해 배수되도록 한다. 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)의 해제에 따라 세퍼레이터부(200)의 내압에 의해 보관된 윤활수는 자동적으로 배수관(210)을 통해 배출된다. 그리고, 윤활수 교환 제어부(300)는 수위 센서(201)로부터의 수위 센싱 정보에 기초하여 세퍼레이터부(200)의 윤활수 수위가 미리 설정된 제1 기준치 이하가 되면 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 잠금으로써 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수의 배수를 중단한다. 여기서의 제1 기준치는 윤활수 보관부(310)에 보관된 소정의 수량의 윤활수가 압축기(10)로 공급되는데 걸리는 시간 동안 세퍼레이터부(200)에서 배수되지 않고 보관된 윤활수를 이용하여 싱글 스크류 압축기(10)에 공급함으로써 싱글 스크류 압축기(10)의 정상적인 동작 유지를 할 수 있을 정도를 고려하여 결정된다.

윤활수 교환 제어부(330)는 전술한 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 잠그는 동작과 동시에 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 해제하고 윤활수 펌프(320)의 구동을 개시한다. 윤활수 펌프(320)의 구동에 따라 윤활수 보관부(310)에 보관된 순수 윤활수는 제1 및 제2 윤활수 공급 배관(701, 702)을 거쳐 싱글 스크류 압축기(10)로 공급된다. 이렇게 싱글 스크류 압축기(10)로 공급된 순수 윤활수는 흡입공기와 함께 압축 과정을 거친 후 세퍼레이터부(200)로 공급된다. 소정의 시간이 흐르면서, 세퍼레이터부(200)에는 윤활수의 수위가 제2 기준치에 도달하게 된다. 윤활수 교환 제어부(300)는 수위 센서(201)로부터 윤활수의 수위가 제2 기준치에 도달하였다는 정보를 수신하면 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 잠그고 윤활수 펌프(320)의 가동을 중지한다.

윤활수 교환 제어부(330)는 전술한 과정을 반복함으로써 싱글 스크류 압축기(10)와 세퍼레이터부(200) 내의 오염된 윤활수를 희석 및/또는 교환할 수 있다.

다른 측면에서, 세퍼레이터부(200)의 수위가 제2 기준치를 초과하면 세퍼레이터부(200)에 보관된 압축 공기가 함유한 수분 함량이 기준치를 초과하게 된다. 따라서, 윤활수 교환 시점이 아닌 경우에 있어서, 윤활수 교환 제어부(330)는 수위 센서(201)로부터의 센싱 정보에 기초하여 세퍼레이터부(200)의 수위가 제2 기준치를 초과한다고 판단하면 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 해제하여 세퍼레이터부(200)에 저장된 윤활수를 배수할 수 있다. 반면, 세퍼레이터부(200)의 수위가 제1 기준치 미만이 되면 싱글 스크류 압축기(10)에 공급되는 윤활수의 양이 감소됨에 따라 싱글 스크류 압축기(10)의 윤활, 냉각, 기밀 및 압축작용이 원활히 이루어질 수 없어 공기와 물의 압축 동작이 정상적으로 수행되지 못하고 싱글 스크류 압축기(10)의 과열에 따른 손상을 비롯한 각종 안전사고가 발생할 수 있다. 따라서, 윤활수 교환 제어부(330)는 수위 센서(201)로부터의 센싱 정보에 기초하여 세퍼레이터부(200)의 수위가 제1 기준치 미만임을 판단하면 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 해제하고 윤활수 펌프(320)의 구동을 개시함으로써 압축기(10)에 공급되는 윤활수의 양을 증가시킬 수 있고, 그에 따라 세퍼레이터부(200)의 수위를 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서는, 윤활수 교환 제어부(330)는 윤활수 보충 장치를 구동하여 압축기(10)에 윤활수를 보충할 수도 있다. 일부 실시예에서는 세퍼레이터부(200)에 추가로 마련된 윤활수 보충 장치를 구동하여 세퍼레이터부(200)에 윤활수를 보충할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축 시스템에 대한 전체적인 개략도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축 시스템(1)은 윤활수 흐름 교환장치(410), 제1 교환 배관(420) 및 제2 교환 배관(430)을 더 포함할 수 있다.

제1 피드백 배관(506a)은 서로 연결된 제1-1 피드백 배관(506aa) 및 제1-2 피드백 배관(506ab)로 구성될 수 있다.

윤활수 흐름 교환장치(410)는 제1-1 피드백 배관(506aa) 및 제1-2 피드백 배관(506ab)의 연결 지점에 설치될 수 있다. 그리고, 제1 교환 배관(420)은 윤활수 흐름 교환장치(410) 및 윤활수 펌프(320) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제2 교환 배관(430)은 윤활수 흐름 교환장치(410) 및 배수관(210) 사이에 연결될 수 있다.

윤활수 흐름 교환장치(410)는 윤활수 교환 제어부(330)의 제어 하에 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되는 윤활수가 흐르는 경로를 변경할 수 있다. 상세하게는, 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수는 제2 교환 배관(430)을 통해 배수관(210)으로 흐를 수 있다. 그리고, 제1 윤활수 공급 배관(701)을 지나는 순수 윤활수는 윤활수 펌프(320)를 통해 제1 교환 배관(420)으로 유입되어 윤활수 흐름 교환장치(410) 그리고 제1-2 피드백 배관(506ab)를 거쳐 압축기(10)로 제공될 수 있다.

즉, 윤활수 흐름 교환장치(410)는 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 거쳐 싱글 스크류 압축기(10)로 공급되도록 하거나(윤활수 미교환 평시 구동), 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제2 교환 배관(430)을 통해 배수관(210)으로 공급되도록 할 수 있다(윤활수 교환 과정시).

또한, 윤활수 흐름 교환장치(410)는 제1 교환 배관(420)을 통해 공급되는 순수 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 통해 압축기(10)로 공급되도록 할 수 있다(윤활수 교환 과정시).

윤활수 교환 제어부(330)는 미리 설정된 시간 또는 주기적으로 싱글 스크류 압축기(10)와 세퍼레이터부(200) 내의 윤활수에 대한 고비율 교환 동작을 수행한다.

윤활수 교환 제어부(300)는 먼저 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 해제하여 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수가 배수관(210)을 통해 배수되도록 한다. 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)의 해제에 따라 세퍼레이터부(200)의 내압에 의해 보관된 윤활수는 자동적으로 배수관(210)을 통해 배출된다. 그리고, 윤활수 교환 제어부(300)는 수위 센서(201)로부터의 수위 센싱 정보에 기초하여 세퍼레이터부(200)의 윤활수 수위가 미리 설정된 제1 기준치 이하가 되면 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 잠금으로써 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수의 배수를 중단한다.

윤활수 교환 제어부(330)는 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 잠그는 동작과 동시에 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 해제하고 윤활수 펌프(320)의 구동을 개시한다. 윤활수 펌프(320)의 구동에 따라 윤활수 보관부(310)에 보관된 순수 윤활수는 제1 및 제2 윤활수 공급 배관(701, 702)을 거쳐 싱글 스크류 압축기(10)로 공급된다. 또한, 윤활수 교환 제어부(330)는 윤활수 펌프(320)의 구동을 개시한 후, 윤활수 흐름 교환장치(410)를 구동한다.

윤활수 흐름 교환장치(410)가 구동되면 윤활수 펌프(320)의 구동력에 의해 제1 교환 배관(420)을 통해 공급되는 순수 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 통해 싱글 스크류 압축기(10)로 공급될 수 있고, 그와 동시에 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제2 교환 배관(430)을 통해 배수관(210)으로 배수될 수 있다.

이렇게 싱글 스크류 압축기(10)로 공급된 순수 윤활수는 흡입공기와 함께 압축 과정을 거친 후 세퍼레이터부(200)로 공급된다. 소정의 시간이 흐르면서, 세퍼레이터부(200)에는 윤활수의 수위가 제2 기준치에 도달하게 된다.

윤활수 교환 제어부(300)는 수위 센서(201)로부터 윤활수의 수위가 제2 기준치에 도달하였다는 정보를 수신하면 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 잠그고 윤활수 펌프(320)의 가동을 중지하고, 윤활수 흐름 교환장치(410)를 제어하여 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 거쳐 압축기(10)로 공급되도록 한다.

윤활수 교환 제어부(330)는 전술한 과정을 반복함으로써 싱글 스크류 압축기(10)와 세퍼레이터부(200) 내의 오염된 윤활수를 희석 및/또는 교환할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 도 9에서 설명한 실시예 보다 고비율로 윤활수 희석화를 수행할 수 있다. 따라서, 교환 과정의 반복의 횟수를 줄일 수 있으므로 빠른 시간 내에 윤활수의 교환이 가능하다.

다른 측면에서, 또 다른 실시예에 따른 압축 시스템(1)은 윤활수 흐름 교환장치(410), 제1 교환 배관(420), 제2 교환 배관(430), 제3 교환 배관(440) 및 윤활수 임시보관부(450)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 윤활수 흐름 교환장치(410)는 제1 윤활수 흐름 교환장치(703) 및 제2 윤활수 흐름 교환장치(704)를 더 포함할 수 있다.

제1 피드백 배관(506a)은 서로 연결된 제1-1 피드백 배관(506aa) 및 제1-2 피드백 배관(506ab)로 구성될 수 있다. 그리고, 제2 피드백 배관(506b)는 서로 연결된 제2-1 피드백 배관(506ba) 및 제2-2 피드백 배관(506bb)로 구성될 수 있다.

윤활수 임시보관부(450)는 세퍼레이터부(200) 내부에 설치될 수 있고, 압축기(10)로부터 공급되는 압축공기 내의 윤활수를 일시적으로 보관할 수 있고, 윤활수 교환 제어부(330)의 제어 하에 보관한 윤활수를 배출할 수 있다.

제1 윤활수 흐름 교환장치(703)는 제1-1 피드백 배관(506aa) 및 제1-2 피드백 배관(506ab)의 연결 지점에 설치될 수 있다. 그리고, 제1 교환 배관(420)은 제1 윤활수 흐름 교환장치(703) 및 윤활수 펌프(320) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제2 교환 배관(430)은 제1 윤활수 흐름 교환장치(703) 및 배수관(210) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제2 윤활수 흐름 교환장치(704)는 제2-1 피드백 배관(506ba) 및 제2-2 피드백 배관(506bb)의 연결 지점에 설치될 수 있다.

제2-1 피드백 배관(506ba)은 세퍼레이터부(200)와 제2 윤활수 흐름 교환장치(704) 사이에 연결되고, 제2-2 피드백 배관(506bb)은 제2 윤활수 흐름 교환장치(704)와 각종 필터 장치 및/또는 냉각 장치(504) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제3 교환 배관(440)은 제2 윤활수 흐름 교환장치(704)와 배수관(210) 사이에 연결될 수 있다.

제1 윤활수 흐름 교환장치(703)는 윤활수 교환 제어부(330)의 제어 하에 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되는 윤활수의 피드백 경로를 변경할 수 있다.

또한, 제2 윤활수 흐름 교환장치(704)는 윤활수 교환 제어부(330)의 제어 하에 세퍼레이터부(200)로부터 배수되는 윤활수의 배수 경로를 변경할 수 있다.

상세하게는, 제1 윤활수 흐름 교환장치(703)는 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 거쳐 싱글 스크류 압축기(10)로 공급되도록 하거나, 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제2 교환 배관(430)을 통해 배수관(210)으로 공급되도록 할 수 있다. 그리고, 제1 윤활수 흐름 교환장치(703)는 제1 교환 배관(420)을 통해 공급되는 순수 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 통해 싱글 스크류 압축기(10)로 공급되도록 할 수 있다.

또한, 제2 윤활수 흐름 교환장치(704)는 세퍼레이터부(200)로부터 공급된 윤활수가 제2-1 피드백 배관(506ba) 및 제2-2 피드백 배관(506bb)을 통해 피드백되도록 하거나(윤활수 미교환 평시 구동), 세퍼레이터부(200)로부터 배수된 윤활수가 제3 교환 배관(440) 및 제2-2 피드백 배관(506bb)를 통해 각종 필터 장치 및/또는 냉각 장치(504)로 피드백되도록 할 수 있다(윤활수 교환 과정시).

윤활수 교환 제어부(330)는 미리 설정된 시간 또는 주기적으로 싱글 스크류 압축기(10)와 세퍼레이터부(200) 내의 윤활수를 전면 교환하기 위한 윤활수 전면 교환 동작을 수행한다.

윤활수 교환 제어부(300)는 먼저 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 해제하여 세퍼레이터부(200)에 보관된 윤활수가 배수관(210)을 통해 배수되도록 한다.

윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)의 해제에 따라 세퍼레이터부(200)의 내압에 의해 보관된 윤활수는 자동적으로 배수관(210)을 통해 배출된다. 그리고, 윤활수 교환 제어부(300)는 수위 센서(201)로부터의 수위 센싱 정보에 기초하여 세퍼레이터부(200)의 윤활수 수위가 미리 설정된 제1 기준치 이하가 되면 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 해제하고 윤활수 펌프(320)의 구동을 개시한다.

윤활수 펌프(320)의 구동에 따라 윤활수 보관부(310)에 보관된 순수 윤활수는 제1 및 제2 윤활수 공급 배관(701, 702)을 거쳐 싱글 스크류 압축기(10)로 공급된다.

또한, 윤활수 교환 제어부(330)는 윤활수 펌프(320)의 구동을 개시한 후, 제1 및 제2 윤활수 흐름 교환장치(703, 704)를 구동한다.

제1 윤활수 흐름 교환장치(703)가 구동되면 윤활수 펌프(320)의 구동력에 의해 제1 교환 배관(420)을 통해 공급되는 순수 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 통해 싱글 스크류 압축기(10)로 공급될 수 있고, 그와 동시에 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제2 교환 배관(430)을 통해 배수관(210)으로 배수될 수 있다.

또한, 제2 윤활수 흐름 교환장치(704)가 구동되면 세퍼레이터부(200)로부터의 윤활수가 제2-1 및 제2-2 피드백 배관(506ba, 506bb)을 통해 피드백되는 동작은 중단되고, 배수관(210)을 통해 배수되는 윤활수는 제3 교환 배관(440), 제2-2 피드백 배관(506bb) 그리고 제2 교환 배관(430)을 거쳐 배수된다.

한편, 윤활수 교환 과정 중에 싱글 스크류 압축기(10)로부터 세퍼레이터부(200)로 공급되는 압축공기는 일차적으로 윤활수 임시보관부(450)에 보관될 수 있다.

평상시 압축 시스템(1)의 운행 중에는 윤활수 임시보관부(450)의 바닥면이 개방되어 세퍼레이터부(200) 내부에서 압축 공기와 윤활수는 서로 분리될 수 있다. 그리고, 윤활수 전면 교환 과정 중에는 윤활수 임시보관부(450)의 바닥면이 폐쇄됨에 따라 압축 공기와 윤활수로 서로 분리되어 압축 공기는 세퍼레이터부(200)의 상부 영역으로 윤활수는 윤활수 임시보관부(450) 내에서 보관된다.

또한, 윤활수 교환 제어부(300)는 세퍼레이터부(200) 내의 잔존 윤활수의 양이 미리 설정된 수량(예를 들어 90% 이상의 배수가 완료된 시점에 세퍼레이터부에 잔존하는 윤활수의 양)이 되면 윤활수 배수 솔레노이드 밸브(220)를 잠근다. 그리고, 이와 동시에 윤활수 교환 제어부(300)는 윤활수 임시보관부(450)내의 바닥면을 개방함으로써 윤활수가 세퍼레이터부(200) 하부 영역으로 이동하도록 한다. 그리고, 제1 및 제2 윤활수 흐름 교환장치(703, 704)를 제어함으로써 세퍼레이터부(200)로부터 공급된 윤활수가 제2-1 피드백 배관(506ba) 및 제2-2 피드백 배관(506bb)을 통해 압축기(10)로 피드백되도록 하고, 세퍼레이터부(200)로부터 피드백되어 제1-1 피드백 배관(506aa)을 통해 흐르는 윤활수가 제1-2 피드백 배관(506ab)를 거쳐 압축기(10)로 공급되도록 한다. 그리고, 소정의 시간이 흐르면서, 세퍼레이터부(200)에는 윤활수의 수위가 제2 기준치에 도달하게 된다.

윤활수 교환 제어부(300)는 수위 센서(201)로부터 윤활수의 수위가 제2 기준치에 도달하였다는 정보를 수신하면 윤활수 공급 솔레노이드 밸브(707)를 잠그고 윤활수 펌프(320)의 가동을 중지한다.

도 9에서 설명한 실시예에 따르면, 압축기로 공급되는 윤활수는 윤활수 보관부(310)로부터의 순수 윤활수와 세퍼레이터부(200)에 잔존하는 윤활수이다. 따라서. 싱글 스크류 압축기(10) 및 세퍼레이터부(200) 내의 윤활수의 희석화 과정을 통해 윤활수가 교환된다.

이와 달리, 도 10에서 설명한 실시예에 따르면, 싱글 스크류 압축기로 공급되고 피드백되는 모든 윤활수는 윤활수 보관부(310)로부터의 순수 윤활수에 해당하므로 압축기(10) 및 세퍼레이터부(200) 내의 기존 윤활수가 순수 윤활수로 희석화 정도가 높다. 따라서, 교환 과정의 반복 횟수를 줄일 수 있어 빠르게 윤활수 교환이 가능하다.

또 다른 실시예에 따른 실시예의 경우 1회의 윤활수 교환 과정을 통해서 거의 전면적인 윤활수 교환이 가능하다. 또한, 다양한 실시예들은 압축 시스템(1)의 구동의 일시 중단 없이도 윤활수의 희석화 및/또는 교환이 가능하다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예를 구동 및 제어를 위한 다양한 프로그램이 적용될 수 있다. 그리고, 이러한 프로그램이나 구동 및 제어를 위한 방법적인 알고리즘은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (7)

1. 하우징;
   상기 하우징의 내부에서 중심부의 수평방향에 위치하고 모터에 연결된 구동축;
   상기 구동축에 설치되어 상기 수평방향의 회전축을 기준으로 회전 가능한 싱글 스크류 로터;
   상기 싱글 스크류 로터의 좌우 양측에 맞물리게 구비되어 상기 싱글 스크류 로터가 회전함에 따라 각각 수직방향으로 회전하는 제1 및 제2 샤프트;
   상기 제1 및 제2 샤프트 각각에 설치되어 회전 가능한 제1 및 제2 게이트 로터; 및
   상기 제1 및 제2 샤프트 각각의 일측 및 타측 각각에 설치된 베어링 시스템;을 포함하고,
   상기 하우징의 상부 영역 중 상기 구동축의 일측에 대응하는 영역 및 상기 모터에 의해 부하가 형성되는 부하측 영역에 형성된 유입구는 외부로부터 공기를 유입하고,
   상기 하우징의 상부 영역 중 상기 구동축의 타측에 대응하는 영역 및 반부하측 영역에 형성된 토출구는 압축된 공기를 배출하고,
   상기 제1 게이트 로터의 복수의 날개 중 제1 날개의 상부면 일 영역에서부터 측면의 일 영역까지 연통되는 수분 공급 홀이 형성되고,
   상기 복수의 날개 중 제2 날개의 상부면에 설치되어 상부면으로 빔을 출력하는 위치빔장치, 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 위치빔장치로부터의 빔을 감지하는 빔디텍팅기를 더 포함하고,
   상기 빔디텍팅기는 상기 빔을 감지하여 상기 제1 날개와 상기 싱글 스크류 로터의 맞물린 상태를 감지하고,
   상기 빔디텍팅기가 상기 빔을 감지하는 초당 횟수에 기초하여 상기 수분 공급 홀을 통해 윤활유 냉각수가 상기 제1 날개와 상기 싱글 스크류 로터와의 정합지점으로 배출하는 것이 제어되는
   반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 게이트 로터는 서로 반대 방향으로 회전하는
   반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기.
3. 삭제
4. 제2 항에 있어서,
   상기 구동축의 일측에서 상기 구동축의 타측 방향으로 공기가 이동하면서 압축되고 상기 압축된 공기는 상기 토출구를 통해 배출되는
   반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 샤프트 각각의 일측 및 타측 각각에 설치되어 라비린스(labyrinth) 실링을 위한 고정 부재;를 포함하고,
   반부하측의 압축 공기 배출을 통해 윤활제의 누설을 방지하는 싱글 스크류 압축기.
7. 제1 항, 제2항, 제4항 및 제6 항 중 어느 하나의 싱글 스크류 압축기;
   상기 압축기로부터 토출구로 배출된 유체를 압축공기와 수분으로 분리하고 분리된 수분의 일부를 상기 압축기로 제공하는 세퍼레이터부; 및
   윤활수 교환 장치;를 포함하고,
   상기 윤활수 교환 장치는,
   상기 세퍼레이터부 내에 보관된 윤활수의 수위에 기초하여 상기 압축기로의 순수 윤활수 공급을 제어함으로써 윤활수를 교환하는
   압축 시스템.

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