KR102452345B1 - 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드 - Google Patents

메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 싱글 스크류형 공기압축기용 에어 앤드의 실린더 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링에 유입되지 않도록 스크류 로터와 게이트 로터에 각각 설치된 메커니컬 씰을 스크류 로터와 게이트 로터의 회전 시 냉각시킬 수 있어, 메커니컬 씰이 스크류 로터와 게이트 로터의 회전에 따라 반복되는 가열과 냉각으로 열화 파손되지 않도록 하여 메커니컬 씰의 사용 수명을 연장하는 효과를 제공하는 발명으로, 에어 앤드 실린더(100), 스크류 로터(200), 스크류 로터 메커니컬 씰(250), 게이트 로터(300), 게이트 로터 메커니컬 씰(350), 씰 냉각 수단(400)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드{An air end for air compressor that is having mechanical seal cooling function}
본 발명은 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드에 관한 것으로, 상세하게는 싱글 스크류형 공기압축기용 에어 앤드의 실린더 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링에 유입되지 않도록 스크류 로터와 게이트 로터에 메커니컬 씰을 각각 설치하고, 스크류 로터와 게이트 로터의 회전에 따라 가열과 냉각을 반복하는 메커니컬 씰이 반복되는 가열과 냉각으로 열화 파손되지 않도록, 스크류 로터와 게이트 로터의 회전 시, 회전 마찰열이 발생하는 메커니컬 씰을 냉각시키는 기술에 관한 것이다.
최근 기술 발달에 따라 산업 현장에서는 많은 에너지와 동력을 사용하고 있으며, 대표적으로 사용되는 동력 중 하나가 압축공기이다.
압축공기를 생성하는 장치인 공기압축기(air compressors)는 유입된 외부의 공기를 일정 압력 이상으로 압축하여 압축공기를 생성하는 설비로서, 공기압축기가 생성한 압축공기는 각종 기계, 설비, 공구, 기구를 동작시키기 위해 사용되고 있다.
한편, 공기압축기의 종류로는 압축대상인 유체의 종류나 압축 방식에 따라서 용적형과 터보형으로 크게 구분되고, 용적형은 다시 회전식과 왕복동식으로 구분되고, 회전식은 오일을 사용하지 않는 오일프리식과 오일을 사용하는 급유식으로 구분되며, 오일을 사용하지 않는 오일프리식은 압축 시 물을 사용하는 물윤활 오일프리식과 물을 사용하지 않는 드라이 오일프리식으로 구분된다.
또한, 압축 시 물을 사용하는 물윤활 오일프리식은 하나의 스크류를 사용하는 싱글 스크류형과 두 개의 스크류를 사용하는 트윈 스크류형으로 구분된다.
싱글 스크류 방식의 공기압축기의 특징은 동일 용량의 타 구조 공기압축기에 비해 스크류 로터가 저속으로 구동됨에 따라 소음과 발열이 적고, 내부압력이 밸런스를 이루어 압력변동(맥동)이 작아 유지보수가 용이한 장점이 있다.
도 1을 참조하면, 싱글 스크류 방식의 공기압축기의 핵심 부품은 에어 엔드로, 에어 엔드의 실린더 내부 중앙에 스크류 로터가 위치하고, 스크류 로터 양측에 게이트 로터가 배치되어, 중앙의 스크류 로터가 회전하면 스크류 로터의 회전에 따라 스크류 로터에 치합되어 있는 블레이드가 형성된 게이트 로터가 회전하게 된다.
스크류 로터와 게이트 로터가 회전하게 되면, 스크류 로터의 벌어진 홈(도 1의 그루브 홈)의 공간으로 외부 공기가 흡입되고, 벌어진 홈(도 1의 그루브 홈)의 공간에 흡입되어 갇힌 공기가 용적이 축소되어 압축되면서 압축공기가 생산된다.
한편, 에어 엔드의 실린더 내부 중앙에 위치한 스크류 로터가 회전하면 스크류 로터 양측에 배치된 게이트 로터도 회전하는데, 스크류 로터와 게이트 로터가 회전할 수 있도록 스크류 로터와 게이트 로터 양단에 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링이 각각 설치된다.
싱글 스크류 방식의 공기압축기는 물 윤활 오일프리식 이어서 에어 앤드의 실린더 내부 공간에 물이 존재하게 되고, 물이 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링에 유입되지 않도록 스크류 로터와 게이트 로터에 메커니컬 씰이 각각 설치된다.
베어링으로의 물 유입을 방지하기 위해, 스크류 로터와 게이트 로터에 설치된 메커니컬 씰은 스크류 로터와 게이트 로터의 회전 시 회전 마찰열에 의해 가열되고, 스크류 로터와 게이트 로터가 회전을 멈추면 냉각되는데, 이러한 가열과 냉각 과정의 반복으로 메커니컬 씰이 부스러지는 열화 파손 현상이 발생하여 메커니컬 씰의 사용 수명이 감소하는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하도록, 싱글 스크류형 공기압축기용 에어 앤드의 실린더 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링에 유입되지 않도록 스크류 로터와 게이트 로터에 메커니컬 씰을 각각 설치하고, 스크류 로터와 게이트 로터의 회전에 따라 가열과 냉각을 반복하는 메커니컬 씰이 반복되는 가열과 냉각으로 열화 파손되지 않도록, 스크류 로터와 게이트 로터의 회전 시, 회전 마찰열이 발생하는 메커니컬 씰을 냉각시키는 기술을 제안하고자 한다. 다음은 이와 관련한 종래의 선행기술들이다.
1. 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0132613호 싱글 스크류 공기압축기 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1970668호 급유식 스크류 압축기의 실링장치 3. 대한민국 등록실용신안공보 제20-0491101호 수윤활 압축기 게이트로터 및 이를 포함하는 수윤활 싱글 스크류 압축기
본 발명은 싱글 스크류형 공기압축기용 에어 앤드의 실린더 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링에 유입되지 않도록 스크류 로터와 게이트 로터에 메커니컬 씰을 각각 설치하고, 스크류 로터와 게이트 로터의 회전에 따라 가열과 냉각을 반복하는 메커니컬 씰이 반복되는 가열과 냉각으로 열화 파손되지 않도록, 스크류 로터와 게이트 로터의 회전 시, 회전 마찰열이 발생하는 메커니컬 씰을 냉각시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 위한 본 발명인 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드는,
압축공기 생성을 위해 스크류 로터(200)와 게이트 로터(300)가 내부에 설치되고, 물과 공기가 내부로 투입되는 에어 앤드 실린더(100) 에어 앤드 실린더(100)와;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 외부 회전 구동력에 의해 회전하는 스크류 로터(200)와;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링(210) 측으로 유입되지 않도록 스크류 로터 축(220)에 설치되는 스크류 로터 메커니컬 씰(250)과;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 스크류 로터(200)의 회전에 따라 회전하도록 스크류 로터(200) 양측에 설치되는 2개의 게이트 로터(300)와;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 게이트 로터 베어링(310) 측으로 유입되지 않도록 2개의 게이트 로터 축(320)마다 한 쌍이 설치되는 게이트 로터 메커니컬 씰(350)과;
2개의 게이트 로터 축(320)마다 설치되는 한 쌍의 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 냉각 대상 메커니컬 씰을 냉각시키는 씰 냉각 수단(400)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 싱글 스크류형 공기압축기용 에어 앤드의 실린더 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링에 유입되지 않도록 스크류 로터와 게이트 로터에 각각 설치된 메커니컬 씰을 스크류 로터와 게이트 로터의 회전 시 냉각시킬 수 있어, 메커니컬 씰이 스크류 로터와 게이트 로터의 회전에 따라 반복되는 가열과 냉각으로 열화 파손되지 않도록 하여 메커니컬 씰의 사용 수명을 연장하는 효과를 제공한다.
도 1은 싱글 스크류 공기압축기의 에어 앤드 예시도
도 2는 본 발명의 전체 구성도 1
도 3은 본 발명의 전체 구성도 2
도 4는 본 발명의 에어 앤드 실린더 세부 구성도
도 5는 본 발명의 냉각 수단 세부 구성도 1
도 6은 본 발명의 냉각 수단 세부 구성도 2
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명인 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드(이하 본 발명)는 싱글 스크류형 공기압축기용 에어 앤드의 실린더 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링과 게이트 로터 베어링에 유입되지 않도록 스크류 로터와 게이트 로터에 각각 설치된 메커니컬 씰을 스크류 로터와 게이트 로터의 회전 시 냉각시킬 수 있어, 메커니컬 씰이 스크류 로터와 게이트 로터의 회전에 따라 반복되는 가열과 냉각으로 열화 파손되지 않도록 하여 메커니컬 씰의 사용 수명을 연장하는 효과를 제공하는 발명으로, 에어 앤드 실린더(100), 스크류 로터(200), 스크류 로터 메커니컬 씰(250), 게이트 로터(300), 게이트 로터 메커니컬 씰(350), 씰 냉각 수단(400)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명인 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드는, 도 2, 3에 도시된 바와 같이,
압축공기 생성을 위해 스크류 로터(200)와 게이트 로터(300)가 내부에 설치되고, 물과 공기가 내부로 투입되는 에어 앤드 실린더(100)와;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 외부 회전 구동력에 의해 회전하는 스크류 로터(200)와;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링(210) 측으로 유입되지 않도록 스크류 로터 축(220)에 설치되는 스크류 로터 메커니컬 씰(250)과;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 스크류 로터(200)의 회전에 따라 회전하도록 스크류 로터(200) 양측에 설치되는 2개의 게이트 로터(300)와;
에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 게이트 로터 베어링(310) 측으로 유입되지 않도록 2개의 게이트 로터 축(320)마다 한 쌍이 설치되는 게이트 로터 메커니컬 씰(350)과;
2개의 게이트 로터 축(320)마다 설치되는 한 쌍의 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 냉각 대상 메커니컬 씰을 냉각시키는 씰 냉각 수단(400)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 앤드 실린더(100)는 압축공기 생성을 위해, 내부에 스크류 로터(200)와 게이트 로터(300)가 설치되고, 물과 공기가 내부로 투입되는 구성이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 에어 엔드 실린더(100) 내부의 중앙에 스크류 로터(200)가 위치하고, 스크류 로터(200) 양측에 게이트 로터(300)가 배치된다.
스크류 로터가 회전하면, 스크류 로터에 블레이드가 치합되어 있는 게이트 로터가 회전하게 되고, 스크류 로터의 벌어진 홈(도 3의 그루브 홈)의 공간으로 외부 공기가 흡입되고, 벌어진 홈(도 3의 그루브 홈)의 공간에 흡입되어 갇힌 공기가 용적이 축소되어 압축되면서 압축공기가 생산된다.
구체적으로, 상기 에어 앤드 실린더(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이,
스크류 로터(200)가 설치되는 제1 내부 공간(110)과 2개의 게이트 로터(300)가 각각 설치되도록 제1 내부 공간(110) 양측에 형성되는 제2 내부 공간(120)이 내부에 형성되고, 스크류 로터 베어링(210)과 게이트 로터 베어링(310)이 설치되는 복수의 베어링 설치 함체(130)와 압축용 공기가 투입되는 공기 투입구(140)와 압축용 물이 투입되는 물 투입구(150)와 씰 냉각용 물이 투입되는 냉각수 투입구(420)가 외측 표면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 내부 공간(110)은 스크류 로터(200)가 설치되는 에어 앤드 실린더(100)의 내부 중앙 공간이고, 상기 제2 내부 공간(120)은 2개의 게이트 로터(300)가 각각 설치되는 제1 내부 공간(110) 양측에 형성되는 에어 앤드 실린더(100)의 내부 양 사이드 공간으로, 제1 내부 공간(110)과 제2 내부 공간(120)에는 압축공기 생성을 위해 외부에서 공급된 공기와 물이 존재한다.
상기 베어링 설치 함체(130)는 스크류 로터 베어링(210)과 게이트 로터 베어링(310)이 설치되는 공간이 형성된 구성으로, 스크류 로터 베어링용 설치 함체 2개와 게이트 로터 베어링용 설치 함체 4개를 포함하여 총 6개로 구성된다.
베어링 설치 함체(130) 내부에는 베어링이 설치되어 있어, 베어링 설치 함체(130) 내부로 제1 내부 공간(110)과 제2 내부 공간(120)에 존재하는 물이 유입되면, 베어링이 녹이 슬어 파손될 우려가 있다.
따라서 베어링 설치 함체(130) 내부로 제1 내부 공간(110)과 제2 내부 공간(120)에 존재하는 물이 유입되지 않도록, 스크류 로터(200)에는 스크류 로터 메커니컬 씰(250)이 형성되고, 게이트 로터(300)에는 게이트 로터 메커니컬 씰(350)이 형성된다.
상기 공기 투입구(140)는 압축용 공기가 투입되는 구성으로, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 공기 투입구(140)에 압축용 공기 투입관이 연결되어 외부의 압축용 공기가 공기 투입구(140)를 통해 에어 앤드 실린더(100) 내부인 제1 내부 공간(110)과 제2 내부 공간(120)으로 투입된다.
상기 물 투입구(150)는 압축용 물이 투입되는 구성으로, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 물 투입구(150)에 압축용 물 투입관이 연결되어 외부의 압축용 물(세퍼레이션 탱크에서 유출되어 워터 필터를 거친 물)이 물 투입구(150)를 통해 에어 앤드 실린더(100) 내부인 제1 내부 공간(110)과 제2 내부 공간(120)으로 투입된다.
상기 냉각수 투입구(420)는 메커니컬 씰 냉각용 물이 투입되는 구성으로, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 냉각수 투입구(420)에 냉각수 공급관(410)이 연결되어 메커니컬 씰 냉각용 물(세퍼레이션 탱크에서 유출되어 워터 필터를 거친 물)이 냉각수 투입구(420) 통해 냉각수 분사 노즐(430)로 이송된다.
상기 스크류 로터(200)는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 외부 회전 구동력에 의해 회전하는 구성으로, 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 스크류 로터(200)는 에어 앤드 실린더(100)의 내부 중앙에 형성된 제1 내부 공간(110)에 설치된다.
상기 스크류 로터(200)는 압축공기 생성을 위해 스크류 로터 축(220)에 축 결합된 모터(미도시)의 회전 구동력에 의해 회전하고, 스크류 로터가 회전하면, 스크류 로터에 블레이드가 치합되어 있는 게이트 로터(300)가 회전하게 되고, 스크류 로터의 벌어진 홈(도 1, 3의 그루브 홈)의 공간으로 제1 내부 공간(110)에 있는 공기가 흡입되고, 벌어진 홈(도 1, 3의 그루브 홈)의 공간에 흡입되어 갇힌 공기가 용적이 축소되어 압축되면서 압축공기가 생산된다.
상기 스크류 로터 메커니컬 씰(250)은 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링(210) 측으로 유입되지 않도록 도 3에 도시된 바와 같이, 스크류 로터 축(220)에 설치되는 구성이다.
스크류 로터 축(220) 양측 끝단에는, 도 3과 같이, 스크류 로터 베어링(210)이 설치되고, 스크류 로터 베어링(210)은 스크류 로터 베어링용 설치 함체(130) 내부에 위치하게 되는데, 스크류 로터 베어링용 설치 함체(130) 내부로 제1 내부 공간(110)에 존재하는 물이 유입되면, 스크류 로터 베어링(210)이 녹이 슬어 파손될 우려가 있다.
따라서 스크류 로터 베어링용 설치 함체(130) 내부로 제1 내부 공간(110)에 존재하는 물이 유입되지 않도록, 스크류 로터 축(220)에는 스크류 로터 메커니컬 씰(250)이 설치된다.
상기 게이트 로터(300)는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 스크류 로터(200)의 회전에 따라 회전하도록 스크류 로터(200) 양측에 설치되는 구성으로, 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 게이트 로터(300)는 에어 앤드 실린더(100)의 내부 양 사이드에 형성된 2개의 제2 내부 공간(120)에 각각 설치된다.
상기 게이트 로터 메커니컬 씰(350)은 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 게이트 로터 베어링(310) 측으로 유입되지 않도록 2개의 게이트 로터 축(320)마다 한 쌍이 설치되는 구성이다.
게이트 로터 축(320) 양측 끝단에는, 도 2와 같이, 게이트 로터 베어링(310)이 설치되고, 게이트 로터 베어링(310)은 게이트 로터 베어링용 설치 함체(130) 내부에 위치하게 되는데, 게이트 로터 베어링용 설치 함체(130) 내부로 제2 내부 공간(120)에 존재하는 물이 유입되면, 게이트 로터 베어링(310)이 녹이 슬어 파손될 우려가 있다.
따라서 게이트 로터 베어링용 설치 함체(130) 내부로 제2 내부 공간(120)에 존재하는 물이 유입되지 않도록, 게이트 로터 축(320)에는 게이트 로터 메커니컬 씰(350)이 설치된다.
구체적으로, 2개의 게이트 로터 축(320)마다 설치되는 한 쌍의 게이트 로터 메커니컬 씰(350)은, 도 5의 B와 도 6에 도시된 바와 같이, 수직 상태로 설치된 게이트 로터 축(320)의 상측에 설치되는 상측 메커니컬 씰(350-1)과 게이트 로터 축(320)의 하측에 설치되는 하측 메커니컬 씰(350-2)로 구성된다.
게이트 로터 메커니컬 씰(350)은 게이트 로터(300)의 회전 시 회전 마찰열에 의해 가열되고, 게이트 로터(300)가 회전을 멈추면 냉각되는데, 이러한 가열과 냉각 과정의 반복으로 게이트 로터 메커니컬 씰(350)이 부스러지는 열화 파손 현상이 발생하여 메커니컬 씰의 사용 수명이 감소하는 문제가 발생한다.
사용 수명 감소를 유발하는 열화 파손 현상이 발생하지 않도록, 게이트 로터 메커니컬 씰(350)은 게이트 로터(300)의 회전 시, 회전 마찰열이 발생하지 않도록 인위적으로 냉각시켜야 한다.
이때, 게이트 로터 메커니컬 씰(350)을 구성하는 상측 메커니컬 씰(350-1)과 하측 메커니컬 씰(350-2) 중, 인위적으로 냉각시키지 않아도 자연스럽게 냉각이 되는 메커니컬 씰이 있는데, 바로 하측 메커니컬 씰(350-2)이다.
상기 하측 메커니컬 씰(350-2)은 게이트 로터(300)의 회전 시, 게이트 로터(300)가 설치된 제2 내부 공간(120)에 존재하는 물에, 도 5의 B와 도 6과 같이, 잠겨 있어, 인위적인 별도의 냉각이 없어도 게이트 로터(300)의 회전 시 회전 마찰열이 발생하지 않게 된다.
따라서 후술하는 씰 냉각 수단(400)의 냉각 대상은, 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 로터 축(320) 양측 끝단에 설치된 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 상측 메커니컬 씰(350-1)이다.
상기 씰 냉각 수단(400)은 2개의 게이트 로터 축(320)마다 설치되는 한 쌍의 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 냉각 대상 메커니컬 씰을 냉각시키는 구성이다.
즉, 상기 씰 냉각 수단(400)은 2개의 게이트 로터 축(320)마다 설치되는 한 쌍의 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 냉각 대상 메커니컬 씰을 냉각시킬 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개로 구성된다.
2개의 씰 냉각 수단(400) 각각은 도 5, 6에 도시된 바와 같이,
외부의 워터 필터에서 제공되는 일정 압력을 갖는 물이 냉각수 투입구(420)로 공급되도록, 외부에서 냉각수 투입구(420)에 연결되는 냉각수 공급관(410)과,
게이트 로터(300)가 설치되는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간 위치에 대응된 에어 앤드 실린더(100) 표면에 형성되는 냉각수 투입구(420)와,
냉각수 분사 방향이 냉각 대상 메커니컬 씰 측으로 향하도록, 게이트 로터(300)가 설치되는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 냉각수 투입구(420)에 연결되는 냉각수 분사 노즐(430)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 씰 냉각 수단(400)을 통해 냉각되는 냉각 대상은 상술한 바와 같이, 게이트 로터 축(320) 양측 끝단에 설치된 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 상측 메커니컬 씰(350-1)인 것을 특징으로 한다.
게이트 로터 축(320) 양측 끝단에 설치된 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 하측 메커니컬 씰(350-2)은 게이트 로터(300)의 회전 시, 도 5의 B와 도 6과 같이, 게이트 로터(300)가 설치된 제2 내부 공간(120)에 존재하는 물에 잠겨 있어, 인위적인 별도의 냉각이 없어도 게이트 로터(300)의 회전 시, 회전 마찰열이 발생하지 않게 되기 때문이다.
상기 냉각수 공급관(410)은 외부의 워터 필터에서 제공되는 일정 압력을 갖는 물이 냉각수 투입구(420)로 공급되도록, 냉각수 투입구(420)에 연결되는 일종의 관로로, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 일측은 외부의 워터 필터에, 타측은 냉각수 투입구(420)에 각각 연결된다.
상기 냉각수 투입구(420)는, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 게이트 로터(300)가 설치되는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간인 제2 내부 공간(120)의 위치에 대응된 에어 앤드 실린더(100) 표면에 형성되는 구성이다.
도 5의 A에 도시된 바와 같이, 냉각수 투입구(420)에 냉각수 공급관(410)이 연결되어 메커니컬 씰 냉각용 물(세퍼레이션 탱크에서 유출되어 워터 필터를 거친 물)이 냉각수 투입구(420) 통해 냉각수 분사 노즐(430)로 이송되어 냉각 대상인 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 상측 메커니컬 씰(350-1)에 분사된다.
상기 냉각수 분사 노즐(430)은 냉각수 분사 방향이 냉각 대상 메커니컬 씰 측으로 향하도록, 게이트 로터(300)가 설치되는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 냉각수 투입구(420)에 연결되는 구성이다.
구체적으로, 상기 냉각수 분사 노즐(430)은, 도 6에 도시된 바와 같이,
냉각수 투입구(420)에 연결되는 직선형 파이프(431)와,
연결 부재(433)에 의해 직선형 파이프(431)에 연결되고, 냉각 대상 메커니컬 씰로 냉각수를 분사하는 분사관(432)과,
분사관(432)을 직선형 파이프(431)에 연결할 수 있도록 하는 연결 부재(433)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직선형 파이프(431)는 냉각수 투입구(420)에 연결되는 일종의 관로로, 직선형 파이프(431)는, 도 5의 B에 도시된 바와 같이, 게이트 로터(300)가 설치된 에어 앤드 실린더(100)의 제2 내부 공간(120)에서 냉각수 투입구(420)에 연결되도록 설치되어 냉각수 투입구(420)를 통해 외부에서 공급된 냉각수가 분사관(432)으로 이송되도록 한다.
상기 분사관(432)은 연결 부재(433)에 의해 직선형 파이프(431)에 연결되고, 냉각 대상 메커니컬 씰로 냉각수를 분사하는 구성이다.
특히, 분사관(432)은 냉각 대상 메커니컬 씰(게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 상측 메커니컬 씰(350-1))에 360도 전방위로 냉각수가 분사되도록 하여 냉각 대상 메커니컬 씰의 냉각 효과를 높일 수 있도록, 냉각 대상 메커니컬 씰로부터 일정 거리 떨어진 상태로 냉각 대상 메커니컬 씰 둘레 주변을 감싸고, 냉각 대상 메커니컬 씰의 대향면에 분사구가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 분사관(432)의 형태를 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각 대상 메커니컬 씰(게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 상측 메커니컬 씰(350-1))로부터 일정 거리 떨어진 상태로 냉각 대상 메커니컬 씰 둘레 주변을 감싸도록 하고, 냉각 대상 메커니컬 씰의 대향면에 분사구가 형성되도록 하면, 냉각 대상 메커니컬 씰에 360도 전방위로 냉각수가 분사될 수 있어 냉각 대상 메커니컬 씰의 냉각 효과를 높일 수 있게 된다.
상기 연결 부재(433)는 분사관(432)을 직선형 파이프(431)에 연결할 수 있도록 하는 구성으로, 상기 연결 부재(433)는 직선형 파이프(431)와 분사관(432)을 기계적으로 연결하는 일종의 배관용 피팅으로 기능한다.
이상에서 본 발명의 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 권리 범위는 실시예에 국한되지 않고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범주 내에서 변형한 것까지 포함함은 자명하다 할 것이다.
10 : 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드
100 : 에어 앤드 실린더
200 : 스크류 로터
250 : 스크류 로터 메커니컬 씰
300 : 게이트 로터
350 : 게이트 로터 메커니컬 씰
400 : 씰 냉각 수단

Claims (6)

  1. 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드에 있어서,
    압축공기 생성을 위해 스크류 로터(200)와 게이트 로터(300)가 내부에 설치되고, 물과 공기가 내부로 투입되는 에어 앤드 실린더(100)와;
    에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 외부 회전 구동력에 의해 회전하는 스크류 로터(200)와;
    에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 스크류 로터 베어링(210) 측으로 유입되지 않도록 스크류 로터 축(220)에 설치되는 스크류 로터 메커니컬 씰(250)과;
    에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 스크류 로터(200)의 회전에 따라 회전하도록 스크류 로터(200) 양측에 설치되는 2개의 게이트 로터(300)와;
    에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 존재하는 물이 게이트 로터 베어링(310) 측으로 유입되지 않도록 2개의 게이트 로터 축(320)마다 한 쌍이 설치되는 게이트 로터 메커니컬 씰(350)과;
    2개의 게이트 로터 축(320)마다 설치되는 한 쌍의 게이트 로터 메커니컬 씰(350) 중, 냉각 대상 메커니컬 씰(1)을 냉각시키는 씰 냉각 수단(400)을 포함하되,

    상기 씰 냉각 수단(400)은 2개로 구성되고,
    2개의 씰 냉각 수단(400) 각각은,
    외부의 워터 필터에서 제공되는 일정 압력을 갖는 물이 냉각수 투입구(420)로 공급되도록, 외부에서 냉각수 투입구(420)에 연결되는 냉각수 공급관(410)과,
    게이트 로터(300)가 설치되는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간 위치에 대응된 에어 앤드 실린더(100) 표면에 형성되는 냉각수 투입구(420)와,
    냉각수 분사 방향이 냉각 대상 메커니컬 씰 측으로 향하도록, 게이트 로터(300)가 설치되는 에어 앤드 실린더(100) 내부 공간에 설치되어 냉각수 투입구(420)에 연결되는 냉각수 분사 노즐(430)을 포함하고,
    상기 냉각 대상 메커니컬 씰은 수직 상태로 설치된 게이트 로터 축(320)의 상측에 설치된 상측 메커니컬 씰(350-1)인 것을 특징으로 하는 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어 앤드 실린더(100)는,
    스크류 로터(200)가 설치되는 제1 내부 공간(110)과 2개의 게이트 로터(300)가 각각 설치되도록 제1 내부 공간(110) 양측에 형성되는 제2 내부 공간(120)이 내부에 형성되고,
    스크류 로터 베어링(210)과 게이트 로터 베어링(310)들이 설치되는 복수의 베어링 설치 함체(130)와 압축용 공기가 투입되는 공기 투입구(140)와 압축용 물이 투입되는 물 투입구(150)와 씰 냉각용 물이 투입되는 냉각수 투입구(420)가 외측 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍의 게이트 로터 메커니컬 씰(350)은,
    수직 상태로 설치된 게이트 로터 축(320)의 상측에 설치되는 상측 메커니컬 씰(350-1)과 게이트 로터 축(320)의 하측에 설치되는 하측 메커니컬 씰(350-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 분사 노즐(430)은,
    냉각수 투입구(420)에 연결되는 직선형 파이프(431)와,
    연결 부재(433)에 의해 직선형 파이프(431)에 연결되고, 냉각 대상 메커니컬 씰로 냉각수를 분사하는 분사관(432)과,
    분사관(432)을 직선형 파이프(431)에 연결할 수 있도록 하는 연결 부재(433)를 포함하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 분사관(432)은,
    냉각 대상 메커니컬 씰에 360도 전방위로 냉각수가 분사되도록 하여 냉각 대상 메커니컬 씰의 냉각 효과를 높일 수 있도록, 냉각 대상 메커니컬 씰로부터 일정 거리 떨어진 상태로 냉각 대상 메커니컬 씰 둘레 주변을 감싸고, 냉각 대상 메커니컬 씰의 대향면에 분사구가 형성된 것을 특징으로 하는 메커니컬 씰 냉각 기능을 갖는 공기압축기용 에어 앤드.
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