KR20010108082A - 스크루 압축기 - Google Patents
스크루 압축기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010108082A KR20010108082A KR1020017008687A KR20017008687A KR20010108082A KR 20010108082 A KR20010108082 A KR 20010108082A KR 1020017008687 A KR1020017008687 A KR 1020017008687A KR 20017008687 A KR20017008687 A KR 20017008687A KR 20010108082 A KR20010108082 A KR 20010108082A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bearing
- chamber
- pressure
- buffer gas
- bearing chamber
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 20
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 15
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 110
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 70
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C2/16—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/008—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
- F04C27/009—Shaft sealings specially adapted for pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2240/00—Components
- F04C2240/50—Bearings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S418/00—Rotary expansible chamber devices
- Y10S418/01—Non-working fluid separation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
본 발명은 각각의 작업 챔버(28) 내에 저압 및 고압의 적어도 90%와 동등한 저압 및 고압으로 유지된 제1 베어링 챔버(44) 및 제2 베어링 챔버(46, 48) 내의 샤프트에 의해 각각 지지된 수형 로터(24) 및 암형 로터(26)를 갖는 작업 챔버(28) 내의 처리 유체를 가압시키기 위한 스크루 압축기 장치(20) 및 방법에 대한 것이다. 압축기는 제1 베어링 챔버(44)에 연결된 제1 가압된 윤활 저장실(144)과, 제2 베어링 챔버(46, 48)에 연결된 제2 가압된 윤활 저장실을 갖는다. 부식성일 수 있는 작업 챔버(28) 내의 유체는 로터 샤프트 상의 미로형 시일(74, 76)에 의해 베어링 및 기어 챔버 내의 유체와 차단되고, 미로형 시일은 가압된 완충 가스 시스템과 연통하는 홈(100)을 갖는다. 완충 가스의 누출은 시일로부터 베어링 챔버와 저장실로 들어가고, 베어링 챔버의 압력을 제어하기 위한 유량으로 그로부터 해제된다.
Description
회전식 압축기의 종래 기술로 하나의 로터가 구동되고 차례로 기어 시스템을 통하거나 또는 기어 없이 직접 다른 로터를 구동하는 것이 개시되어 있다. 로터는 서로 또는 하우징과 접촉하지 않지만 로브의 팁들과 로터의 정합 표면들과 그리고 하우징의 내부 표면 사이에 작은 틈새를 갖는다. 하우징은 일 단부에 유입 포트를 구비하고 대향 단부에서 방출 포트를 구비하며, 방출 포트는 가스가 유출되기 전에 압축기 내에 가스의 압력을 상승시키도록 조절된다. 압축기는 작업 챔버를 갖는데, 처리 가스가 가압되고 어떤 경우에는 상호 맞물리는 로터를 윤활하고 로터와 케이싱 사이의 틈새를 밀폐하고 가압된 가스를 냉각하기 위해서 오일과 같은 액체가 챔버 내로 주입된다. 하나의 로터가 다른 로터를 직접 구동하는 경우, 주입된 액체는 하나의 로터에서 다른 로터로 구동력을 전달한다. 압축기의 하류 측에서, 이러한 오일은 오일이 가스 상태의 유체로부터 분리시키기 위한 분리기를 통과함으로써 회복될 수 있다. 밀폐 및 냉각 그리고 대부분의 경우 힘전달을 위한 로터용윤활 시스템을 이용하는 이러한 압축기는 분출식 스크루 압축기라고 한다. 이는 작업 챔버 내의 밀폐 윤활제를 제거하고 (제어된 누출을) 밀폐하기 위해 운동부들 사이의 매우 정밀한 맞물림을 유지하도록 정밀한 기어와 로터의 정밀한 정합에 의존하는 소위 건식 압축기보다 높은 압축비를 얻을 수 있다. 이는 로터를 지지하는 베어링과 기어가 시일에 의해 작업 챔버로부터 분리된 복수의 베어링 및 기어 챔버로의 개별 오일 공급부로 또한 윤활되는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
다음의 설명은 본 발명의 다양한 태양과 관련있을 수 있고, 간단히 요약하면 다음과 같다.
베일리(Bailey)에게 허여된 미국 특허 제3,073,513호는 작업 챔버용 오일을 제공하기 위하여 개별 가압된 오일 공급 탱크 및 펌프를 이용하는 분출식 스크루 압축기에 대해 설명한다. 일정한 점성 오일은 주어진 틈새와, 오일 및 가스의 체적율과 작동 속도로 원하는 밀폐를 얻는 데 요구된다. 압축기에서의 방출구는 오일이 분리되고 가압된 탱크로 재순환되는 분리기를 포함한다. 베어링과 기어는 환기 탱크와 베어링으로부터 환기 탱크로 재배수되는 오일을 베어링으로 공급하는 펌프를 포함하는 분리 오일 공급부에 의해 윤활된다. 두 개의 오일 시스템들 사이의 로터의 양 단부에 사용될 수 있는 미로형 시일이 제안된다.
그러나, 처리 유체로부터 하나의 오일 시스템을 분리하거나 또는 두 개의 오일 시스템을 분리하는 시일들은 누출 방지 시일을 제공하도록 유지하고 제조하는데 고가인 문제, 또는 이들이 저가이고 유지가 간단하지만 작업 챔버와 기어들과 베어링들 사이의 누출을 허용하는 문제가 존재한다. 누출이 발생하는 후자의 경우에,오일과 접촉할 때 작업 챔버 내의 처리 유체가 부식성이거나 부식 혼합물을 형성할 때가 문제이다. 작업 챔버로부터 베어링과 기어 내로의 처리 유체와, 만일 있다면, 오일의 누출은 베어링과 기어의 조기 파단 및 부식을 가속시킨다. 베일리에 의해 제안된 미로형 시일은 어떤 틈새를 갖고 통상 작동하여, 그러므로 어느 정도의 누출이 예상된다. 이러한 경우, 특히 고압 단부에서, 처리 유체 및 작업 챔버 윤활제의 어떤 누출은 베어링 내로의 누출이 예상되고 모든 베어링과 기어로 재순환될 것이다. 처리 가스가 상당한 부식성을 가질 때, 이러한 누출의 작은 양조차도 베어링에 해로울 수 있고, 베어링의 수명을 상당히 단축시킬 수 있다. 베어링의 마모가 압축기에 심한 손상을 야기하는 로터들 사이의 틈새의 과도한 변동을 발생시키기 전에 처리가 중단되어야하고 베어링을 교체해야하기 때문에 문제가 발생한다. 빈번한 처리의 중단은 높은 비용을 발생시키고 생산성을 감소시킨다.
본 발명은 로터리 압축기에 대한 것으로, 특히 하우징 내에 배치되고, 베어링에 의해 지지되고, 상호 결합하는 나선형 로브와 홈이 형성된 두 개 이상의 로터 또는 스크루를 포함하는 용적형 회전식 압축기에 대한 것이다.
본 발명의 다른 특징들은 다음의 상세한 설명과 도면을 참고하여 명백해질 것이다.
도1a 및 도1b는 스크루 압축기의 측면도 및 단부도이다.
도1c는 로터의 상호 결합 로브를 도시한 도1a의 압축기의 선 1C-1C를 따라 취해진 부분 단면도이다.
도2는 베어링 시일 윤활제 및 완충 가스용 통로와 로터 샤프트 상의 미로형 시일을 도시한 도1b의 압축기의 로터 축의 선 2-2를 따라 취한 단면도이다.
도3은 도2의 미로형 시일 중 하나의 확대도이다.
도4는 작업 챔버, 베어링 챔버 및 시일에 제공되는 유체에 대한 유체 개략도이다.
본 발명이 양호한 실시예에 따라 설명되더라도, 이러한 실시예에 본 발명이 제한되지 않는다는 것을 알게 될 것이다. 이와 반대로, 첨부된 청구의 범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 기술 사상과 범위 내에 포함될 수 있는 모든 변경, 변형 및 그에 상응하는 것들이 가능하다.
간단히 본 발명의 제1 태양에 따라, 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합된 베어링과 기어를 윤활 및 밀폐하고, 베어링과 기어용 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 방법으로서, 스크루 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 방법은
작업 챔버의 저압 입구 단부에서의 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 낮은베어링 챔버 압력을 작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버에 제공하는 단계와,
작업 챔버의 고압 출구 단부에서의 평균 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 높은 베어링 챔버 압력을 작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버에 제공하는 단계와,
가압 하에 복수의 베어링 챔버 내의 베어링으로 오일을 펌핑하는 단계와,
각 로터 샤프트 둘레에 보어를 갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체를 갖고 단부들 중간의 보어 내에서 완충 가스 공급원에 연결된 내부 홈을 갖는 시일들에 의해 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하는 단계와,
낮은 베어링 챔버 압력보다 큰 상기 홈에 인접한 낮은 압력을 갖고, 일부가 제1 베어링 챔버로 들어가는 완충 가스를 제1 베어링 챔버에 인접한 시일로 제공하는 단계와,
높은 베어링 챔버 압력보다 큰 상기 홈에 인접한 높은 압력을 갖고, 일부가 제2 베어링 챔버로 들어가는 완충 가스를 제2 베어링 챔버에 인접한 시일로 제공하는 단계와,
낮은 베어링 챔버 압력을 유지하기 위해 제1 베어링 챔버로부터의 저압 완충 가스의 일부와 제1 베어링 챔버 내의 오일을 방출하는 단계와,
높은 베어링 챔버 압력을 유지하기 위해 제2 베어링 챔버로부터의 고압 완충 가스의 일부와 제2 베어링 챔버 내의 오일을 방출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에 따라 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합한 베어링과 기어를 윤활 및 밀폐하고, 베어링과 기어용 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 방법으로서, 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 방법은
작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버를 제공하는 단계와, 작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버를 제공하는 단계와, 가압 하에 복수의 베어링 챔버 내의 베어링으로 오일을 펌핑하는 단계와, 각 로터 샤프트 둘레에 보어를 갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체를 갖고 단부들 중간의 보어 내에서 완충 가스 공급원에 연결된 내부 홈을 갖는 시일들에 의해 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하는 단계와,
제1 부분이 제1 베어링 챔버 내로 들어가는 저압 완충 가스를 소정의 제1 유량으로 제1 베어링 챔버에 인접한 시일에 제공하는 단계와,
제1 부분이 제2 베어링 챔버 내로 들어가는 고압 완충 가스를 소정의 제2 유량으로 제2 베어링 챔버에 인접한 시일에 제공하는 단계와,
제1 베어링 챔버 내의 오일과 제1 베어링 챔버로부터의 저압 완충 가스의 제1 부분을 방출하는 단계와, 제1 베어링 챔버 내의 낮은 압력을 발전시키고 저압 완충 가스의 제2 부분이 작업 챔버로 들어가도록 강제하기 위해 소정의 제1 비율보다 낮은 비율로 방출된 저압 완충 가스의 유동을 제한하는 단계와,
제2 베어링 챔버 내의 오일과 제2 베어링 챔버로부터의 고압 완충 가스의 제1 부분을 방출하는 단계와, 제2 베어링 챔버 내의 높은 압력을 발전시키고 고압 완충 가스의 제2 부분이 작업 챔버로 들어가도록 강제하기 위해 소정의 제2 비율보다 낮은 비율로 방출된 고압 완충 가스의 유동을 제한하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따라, 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합한 베어링과 기어를 윤활하고 밀폐하며, 베어링과 기어용 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 장치로서, 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 장치는
작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버와, 작업 챔버의 저압 입구 단부에서의 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 낮은 베어링 챔버 압력을 제1 베어링 챔버에 제공하는 수단과, 작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버와,
작업 챔버의 고압 출구 단부에서의 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 높은 베어링 챔버 압력을 제2 베어링 챔버에 제공하는 수단과,
작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위해 각각의 로터 샤프트에 그리고 각각의 베어링 챔버에 인접하고, 각각의 로터 샤프트 둘레에 보어를갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체와, 단부들 중간의 보어 내의 내부 홈을 포함하는 시일들과,
각 시일의 내부 홈에 연결된 가압된 완충 가스 공급원과,
낮은 베어링 챔버 압력보다 큰 낮은 완충 가스 압력을 저압 완충 가스의 일부분이 제1 베어링 챔버 내로 지나가는 제1 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하기 위해 제1 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제1 압력 제어 수단과,
높은 베어링 챔버 압력보다 큰 높은 완충 가스 압력을 고압 완충 가스의 일부분이 제2 베어링 챔버 내로 지나가는 제2 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하기 위해 제2 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제2 압력 제어 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따라, 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합한 베어링과 기어를 윤활 및 밀폐하고, 베어링과 기어 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 장치로서, 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 장치는
작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버와, 작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버와,
작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위해 각각의 로터 샤프트에 그리고 각각의 베어링 챔버에 인접하고, 각각의 로터 샤프트 둘레에 보어를 갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체와, 단부들 중간의 보어 내의 내부 홈을 포함하는 시일들과,
각 시일의 내부 홈에 연결된 가압된 완충 가스 공급원과,
저압 완충 가스의 소정의 유동을 저압 완충 가스의 일부분이 제1 베어링 챔버 내로 지나가는 제1 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하는, 제1 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제1 유동 제어 수단과,
고압 완충 가스의 소정의 유동을 고압 완충 가스의 일부분이 제2 베어링 챔버 내로 지나가는 제2 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하는 제2 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제2 유동 제어 수단과,
저압 완충 가스의 소정의 유동보다 낮은 비율로 제1 베어링 챔버로부터 저압 완충 가스의 유동을 제공하는 제3 유동 제어 수단과,
고압 완충 가스의 예정 유동보다 낮은 비율로 제2 베어링 챔버로부터 고압 완충 가스의 유동을 제공하는 제4 유동 제어 수단을 포함한다.
이제 도면이 참조되는데, 도면에 도시된 것들은 본 발명의 양호한 실시예를 설명하기 위한 목적으로 사용되었으며 이에 제한되지 않는다.
도1a, 도1b 및 도1c는 (도1a로부터 1C-1C 선을 따라 취해진 부분 단면도인 도1c에 도시된) 작업 챔버(28) 내의 적어도 하나의 수형 로터(24)와 적어도 하나의 암형 로터(26)를 포함하는 하우징(22)과, 압축성 처리 유체 입구(30) 및 가압된 처리 유체 출구(32)를 포함한 로터리 압축기(20)를 도시한다. 수형 로터는 전기, 증기 동력, 수력 또는 내연 기관 등과 같은 (도시되지 않은) 회전 운동의 공급원에 부착되는 구동 샤프트(34)를 통해 구동된다. 처리 유체 입구(30)는, 비록 로터의 측부에 위치되어 도시되더라도, 도1a에 도시된 바와 같이 로터의 좌측 단부로 처리 유체를 안내하는 하우징 내의 통로와 유체 연통한다. 처리 유체는 좌측에서 우측으로 로터의 길이를 따라 지나가고, 출구(32)로 안내되어 이를 통해 방출되기 전에 로터와 작업 챔버의 우측 단부에 대항하여 로터들 사이에 가압된다. 이러한 압축기는 당 업계에 공지된 바이며, 이들의 가압 작동의 더 이상의 설명은 필요없을 것이다.
도2는 도1b로부터 2-2를 따라 취한 단면도이고 로터리 압축기의 다른 태양을 도시한다. 구동 샤프트 단부에서의 하우징의 일부는 명확하게 하기 위해 잘려져 있다. 통로(36, 38)는 입구(30)를 암형 로터(26)의 입구 단부(40)와 수형 로터(24)의 입구 단부(42)에 각각 연결한다. 작업 챔버(28)에 더하여 하우징(22)은 베어링 및 기어 챔버(44), 베어링 챔버(46) 그리고 베어링 챔버(48)과 같은 복수의 베어링 챔버를 더 포함한다. 베어링 및 기어 챔버(44) 내에는 구동 샤프트(34)와 이에 부착된 구동 기어(54)를 지지하는 볼 베어링(50)과 롤러 베어링(52)이 있다. 구동 기어(54)는 수형 로터(24)의 로터 샤프트(58) 상의 피니온 기어(56)와 맞물린다. 롤러 베어링(60)은 로터 샤프트(58)의 기어 단부를 지지한다. 암형 로터(26)의 로터 샤프트(62)는 롤러 베어링(64)에 의해 지지된다. 롤러 베어링(60, 64)은 또한 베어링 및 기어 챔버(44) 내에 있다.
수형 로터(24)의 출구 단부에서, 로터 샤프트(58)는 베어링 챔버(46) 내에 위치된 한 쌍의 경사진 롤러 베어링(66a, 66b)에 의해 지지된다. 암형 로터(26)의 출구 단부에서, 로터 샤프트(62)는 베어링 챔버(48) 내에 위치된 한 쌍의 경사진 롤러 베어링(68a, 68b)에 의해 지지된다. 경사진 롤러 베어링은 반경 방향 하중을 지지하는데 더하여 각각의 샤프트 상의 모든 축방향 하중을 수용하여 하우징 내의 로터를 축방향으로 정확하게 위치시킨다. 모든 전술한 베어링은 종래의 수단에 의해 샤프트에 보유되고, 하우징(22)에 의해 지지 및 위치되고, 종래 수단에 의해 하우징 내의 제 위치에 보유된다. 작업 챔버(28)의 출구 단부(70)에서는 작업 챔버의 측벽에 적어도 부분적으로, (도1a 및 도1b에 도시된) 출구(32)와 유체 연통하는, 삼각형 개구(72)가 도시될 수 있다.
베어링 및 기어 챔버(44) 내의 베어링(60)과 작업 챔버(28)의 사이에는 하우징(22) 내에 장착되고 수형 로터 샤프트(58)를 둘러싼 미로형 시일(74)이 있다. 베어링 및 기어 챔버(44) 내의 베어링(64)과 작업 챔버(28)의 사이에는 하우징(22) 내에 장착되고 암형 로터 샤프트(62)를 둘러싼 미로형 시일(76)이 있다. 베어링 및 기어 챔버(46) 내의 베어링(66a)과 작업 챔버(28)의 사이에는 하우징(22) 내에 장착되고 수형 로터 샤프트(58)를 둘러싼 미로형 시일(78)이 있다. 베어링 및 기어 챔버(48) 내의 베어링(68a)과 작업 챔버(28)의 사이에는 하우징(22) 내에 장착되고 암형 로터 샤프트(62)를 둘러싼 미로형 시일(80)이 있다. 미로형 시일(74, 76)은 베어링 및 기어 챔버(44)로부터 작업 챔버(28) 내로의 윤활 유체의 유동을 억제하고, 작업 챔버(28)로부터 베어링 및 기어 챔버(44) 내로의 어떤 로터의 윤활 및 밀폐 유체와 처리 유체의 유동을 억제하도록 의도된다. 미로형 시일(78)은 베어링 챔버(46)로부터 작업 챔버(28)로의 윤활 유체의 유동을 억제하고, 작업 챔버(28)로부터 베어링 챔버(46) 내로의 어떤 로터의 윤활 및 밀폐 유체와 처리 유체의 유동을 억제하도록 의도된다. 미로형 시일(80)은 베어링 챔버(48)로부터 작업 챔버(28)로의 윤활 유체의 유동을 억제하고, 작업 챔버(28)로부터 베어링 챔버(48) 내로의 어떤 로터의 윤활 및 밀폐 유체와 처리 유체의 유동을 억제하도록 의도된다.
도3은 다른 미로형 시일의 전형인 샤프트(48) 둘레의 미로형 시일(78)의 확대도를 도시한다. 이는 중공 원통형 본체(82)와 내부 보어(86)를 형성하는 복수의 원형 리브(84)를 포함한다. 리브는 수형 로터(24)가 존재하는 작업 챔버(28) 쪽으로 경사져 있다. 리브(84)는 시일(78)의 베어링 챔버 단부(88)로부터 시일의 작업 챔버 단부(90)로 균등하게 분포된다. 단부(88, 90)의 중간에는 리브의 하나가 제거된 원주 방향 홈(92)이 있다. 홈(92)으로부터 본체(82)를 통해 연장되는 구멍(94, 96)과 같은 복수의 반경 방향으로 배향된 구멍이 있다. 본체(82)의 외부 원통형 표면 상에는 하우징(22) 내의 통로(100)에 축방향으로 정렬된 원주 방향의 홈(98)이 있다. 구멍(94)에 연결된 슬롯(102)과 구멍(96)에 연결된 슬롯(104)과 같은 축방향으로 배향된 슬롯이 홈(98)으로부터 구멍(94, 96)과 같은 복수의 구멍의 각각으로 연장한다. 또한 본체(82)의 외부 원통형 표면 상에는 단부(88)에 인접한 홈(106)과 단부(90)에 인접한 홈(108)인 두 개의 O-링 홈이 있다. 이들은 작업 챔버(28)와 베어링 챔버(46)로부터 홈(98)을 밀폐시키기 위해 하우징(22)과 함께 작동하는 O-링(110)과 같은 O-링을 보유하도록 설계된다. 리브가 없는 정밀 맞물림 직선 보어 시일과 같은 다른 타입의 시일은, 비록 미로형 시일이 양호하더라도, 본 발명에 사용될 수도 있다. 로터 샤프트를 따라 시일을 통해 오일의 누유를 방지하는 데 미로형 시일이 우수하다고 생각되는데, 이는 샤프트를 따라 유동하는 완충 가스 속도가 시일의 각 리브를 지나감에 따라 증가하기 때문이다. 큰 속도는 샤프트를 따른 오일의 전진을 정지시킨다.
도2를 참고하면, 오일을 베어링과 기어로, 완충 가스를 시일로 안내하는 하우징(22) 내의 복수의 유체 통로가 있다. 통로(112)는 챔버(44) 내의 베어링(50, 60)과 기어(54, 56)로 깨끗하게 정화된 오일을 안내한다. 통로(114)는 챔버(44) 내의 베어링(52, 64)으로 깨끗하게 정화된 오일을 안내한다. 통로(116)는 챔버(46) 내의 베어링(66a, 66b)으로 깨끗하게 정화된 오일을 안내한다. 통로(118)는 챔버(48) 내의 베어링(68a, 68b)으로 깨끗하게 정화된 오일을 안내한다. 통로(120)는 완충 가스를 시일(74)로 안내하고 통로(122)는 완충 가스를 시일(76)으로 안내한다. 시일(74, 76)로부터의 완충 가스의 일부는 작업 챔버(28)로 누출되고 그 일부는 챔버(44)로 누출된다. 통로(100)는 완충 가스를 시일(78)로 안내하고, 통로(124)는 완충 가스를 시일(80)로 안내한다. 완충 가스의 일부는 시일(78)에서 작업 챔버(28)로 누출되고 그 일부는 챔버(46)로 누출된다. 완충 가스의 일부는 시일(80)에서 작업 챔버(28)로 누출되고 그 일부는 챔버(48)로 누출된다. 통로(126)는 시일(78)과 베어링(66a) 사이의 챔버(40)의 일부로부터 하우징(22)의 외부 위치로 완충 가스의 대부분을 안내한다. 이는 완충 가스가 흘러나오게 하는 목적을 가져서 챔버(46)로부터 제거될 수 있기 전에 베어링(66a, 66b)를 통해 지나가지 않아도 된다. 유사하게, 통로(128)는 시일(80)과 베어링(68a) 사이의 챔버(48)의 일부로부터 하우징(22)의 외측 위치로 완충 가스의 대부분을 안내한다. 통로(130)는 오일과 다소의 완충 가스를 챔버(46)로부터 하우징(22)의 외측 위치로 안내한다. 통로(132)는 오일과 다소의 완충 가스를 챔버(48)로부터 하우징(22)의 외측 위치로 안내한다. 통로(134)는 오일과 완충 가스를 챔버(44)로부터 하우징(22)의 외측 위치로 안내한다.
이제 오일 및 완충 가스 시스템을 설명하기 위하여 도4가 참고된다. 시스템 작동 원리의 이해를 쉽게하기 위해 다소의 통상 압력과 유동이 도면에 도시되지만, 이러한 값들은 본 발명에 제한되지 않으며 다른 응용예에 대해서는 상이할 것이다. 처리 가스가 처리 가스 공급원(136)으로부터 입구 라인(137)을 통해 대략 2 내지 3psi의 압력으로 입구(30)를 통해 작업 챔버로 들어가는 것이 도시된다. 처리 가스는 작업 챔버(28) 내에서 대략 100psi의 압력으로 가압되고 출구(32)를 통해 방출된다. 이러한 최대 압력은 챔버(28) 측부의 (도2의) 삼각형 개구(72)를 지나가는 수형 및 암형 로터 상의 로브의 단부에서 달성된다. 그 순간의 다른 로브에서의 압력은 다소 낮아서 각각의 로터 샤프트 둘레의 평균 압력은 다소 낮을 것이다. 분출식 스크루 압축기의 경우에, 윤활제는 라인(135)을 통해 입구(30)로 주입될 것이고 [또는 작업 챔버(28)로 직접 주입될 수 있고], 처리 가스와 윤활제는 또한 오일 저장실로서 역할을 하는 오일 분리기(138)를 통과할 것이다. 분리기로부터의 오일은 저장실(140) 내에 수집될 수 있고 펌프 유닛(142)에 의해 입구로 재사용되도록 펌핑된다. 펌프 유닛(142)은 필터, 냉각기, 압력 조절기 등의 부속품을 포함할 수 있다.
압축기의 저압 입구측과 고압 출구측 모두에서 베어링에 오일을 제공하기 위해서, 저장실(140)로부터 분리된 제1 오일 저장실(144)에는 압력 조절기(150)를 포함하는 펌프 유닛(146)이 제공된다. 제1 오일 저장실은 오일 및 가스가 공급될 때 오일/가스 분리기로서도 기능을 한다. 펌프 유닛(146)은 필터, 냉각기 등과 같은 부속품을 포함할 수 있다. 주 가압 오일 라인(152)의 시작부는 고압측으로의 분기라인(154, 156)과 저압측으로의 분기 라인(158, 160)이다. (통로를 도시한) 도2 및 도4를 참고하여, 분기 라인(154)은 하우징(22)의 통로(116)에(도2), 라인(156)은 통로(118)에, 라인(158)은 통로(114)에, 라인(160)은 통로(112)에 연결될 것이다. 라인(154)과 같은 각 분기 라인은 주 라인의 고압과 라인(154)용 챔버(46), 라인(156)용 챔버(48), 라인(158, 160)용 챔버(44)의 관련 베어링 챔버의 압력 사이의 유동을 제어하기 위해 밸브(162)와 같은 니들 밸브와 표시기(164)와 같은 유량 표시기를 포함한다. 압축기의 저압측에서, 베어링 및 기어 챔버(44)의 압력은 작업 챔버(28)의 입구 압력과 대략 동일하게 또는 대략 3psi로 제어된다. 양호한 실시예에서, 베어링 및 기어 챔버(44)의 압력은 작업 챔버(28)의 입구 압력의 적어도 90%로 제어된다. 이는 베어링 챔버(44)와 유체 연통하는 게이지(161)에 의해 모니터될 수 있다. 압축기의 고압측에서, 베어링 챔버(46, 48) 내의 압력은 작업 챔버의 출구 단부(70)에서의 로터 샤프트 둘레의 평균 압력과 대략 동일하거나 또는 100psi의 최대 출구 압력에 대한 대략 65psi의 압력으로 제어된다. 이는 베어링 챔버(46)와 유체 연통하는 게이지(157)에 의해 또는 베어링 챔버(48)와 유체 연통하는 게이지(159)에 의해 모니터된다. 베어링으로의 분기 라인 내의 오일에 대한 유량은 대략 0.8gpm일 것이다. 베어링 챔버 내의 오일의 압력을 작업 챔버의 각각의 단부에서의 처리 유체의 압력과 대략 동일한 수준으로 유지함으로써 베어링 오일과 처리 유체의 (그리고 작업 챔버 내의 다소의 윤활제의) 혼합을 촉진하도록 구동력이 거의 없거나 전혀 없다.
압축기의 저압측과 고압측의 각각을 위한 시일 모두를 위해 완충 가스를 제공하기 위해서, 두 개의 완충 가스 주 공급 라인은 공기 또는 질소 등과 같은 완충 가스의 단일 공급원(163)으로부터 제공된다. 저압의 주 공급 라인(165)에는 두 개의 분기 라인(168, 170)에 공급하는 분당 7 표준 입방 피트(scfm)에서 대략 100 psi의 압력을 제공하는 저압 조절기(166)가 제공된다. 고압의 주 공급 라인(172)에는 두 개의 분기 라인(168, 170)에 공급하는 10 scfm에서 대략 105 psi의 압력을 제공하는 고압 조절기(174)가 제공된다. 라인(168)과 같은 각각의 분기 라인은 관련 주 라인의 압력과 라인(168, 170)용 챔버(44), 라인(176)용 챔버(46), 라인(178)용 챔버(48)의 관련 베어링 챔버의 압력 사이의 유동을 제어하기 위해 니들 밸브와 유동 표시기를 포함하는 회전계(180)와 같은 회전계를 갖는다. 각각의 시일 내에서 발전된 완충 가스의 압력은 각각의 시일의 단부에 인접한 베어링 챔버와 작업 챔버의 단부 모두의 압력보다 조금 더 높아야 한다. 이상적으로, "시일 압력"은 (도3의) 홈(92) 내의 압력이다. 그러나, 실제적으로, 이러한 시일 압력은 도2에서 통로(100)가 하우징(22)으로 들어가는 입구(101)와 같이 완충 가스를 시일에 공급하는 통로의 시작부에서의 압력과 대략 동일하다. 이제 도4를 참고하면, 게이지(179)와 같은 게이지는 시일 압력을 모니터하기 위해 여기에 편의상 설치된다. (도3의) 홈(92)으로부터 작업 챔버 또는 베어링 챔버로의 시일 내의 축방향 압력 강하는 가스의 유량, 리브의 수, 로터 샤프트에 대한 리브의 적합성, 시일과 샤프트의 직경 및 다른 인자로서 이러한 공지된 인자에 종속하여 통상 3 내지 10 psi일 것이다. (도2의) 통로(100) 내의 유량은 충분히 상승된 압력의 우수한 표시기이고, 양호한 시스템의 적절한 작동을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 만일 압력이 너무 낮으면 회전계를 통하는 유동이 없을 것이고, 만일 압력이 너무 높으면 완충 가스가 낭비되는 초과 유동이 존재할 것이다. 시일 내로 3 내지 5 scfm의 유동은 시일의 적절한 작동을 위해 충분하다. 오일 시스템에 대해 전술한 바와 같이, 압축기의 저압측 상에서, 베어링 및 기어 챔버(44)의 압력은 작업 챔버(28)의 입구 압력과 대략 동일하거나 또는 3 psi의 압력으로 제어될 것이다. 양호한 실시예에서, 베어링 및 기어 챔버의 압력은 작업 챔버의 입구 압력의 적어도 90%로 제어된다. 각각의 시일(74, 76)로의 유량은 작업 챔버 입구 압력보다 대략 5 psi 높은 또는 약 8 psi로 생각되는 시일 압력에서 대략 2 내지 3 scfm일 것이다. 압축기의 고압측에서, 베어링 챔버(46, 48)의 압력은 작업 챔버의 (도2의) 출구 단부(70)에서 로터 샤프트 둘레의 평균 압력과 대략 동일하거나 또는 예컨대 100 psi의 최대 출구 압력에 대해 대략 65 psi일 것이다. 양호한 실시예에서, 베어링 챔버의 압력은 작업 챔버의 출구 단부에서의 평균 압력의 적어도 90%로 제어될 것이다. 각각의 시일(78, 80)로의 유량은 작업 챔버 평균 출구 압력보다 대략 7 psi 높은 또는 약 72 psi로 생각되는 시일 압력에서 대략 4 내지 5 scfm일 것이다. (통로를 도시한) 도2 및 도4를 참고하여, 분기 라인(168)은 (도2의) 하우징(22)의 통로(120)에, 라인(170)은 통로(122)에, 라인(176)은 통로(100)에, 라인(178)은 통로(124)에 연결된다.
시일이 (비록 본 발명에서 다른 시일이 사용될 수 있지만) 미로 타입이기 때문에, 완충 가스의 다소의 누출이 있을 것이다. 도3을 참고하면, 전형적인 시일(78)용 완충 가스는 통로(100)를 통하여 홈(98)으로, 슬롯(102)을 따라구멍(94, 96)으로, 시일 본체(82)의 단부에 개재된 주변의 홈(92)으로 안내된다. 그에 의해, 완충 가스가 시일 본체(82)의 단부의 중간에 도입되기 때문에, 시일 각각으로의 유동의 제1 부분은 관련 베어링 챔버 쪽으로 갈 것이고, 나머지 제2 부분은 작업 챔버 쪽으로 갈 것이다. 도3에서, 도시된 시일은 작업 챔버측에 3개의 리브를 갖고 베어링 챔버측에 11개의 리브를 갖는 중심에서 벗어난 통로(92)를 갖는다. 이는 부식성 처리 유체가 시일로 들어가고 베어링과 접촉하는 것을 막기 위해 균형잡힌 유동보다 잘 작동할 작업 챔버쪽으로의 완충 가스의 높은 유동을 제공할 것이라고 여겨진다. 베어링 챔버(44)에서, 복귀 라인(182)은 챔버(44)로부터 제1 저장실(144)로 오일과 완충 가스를 복귀시킨다. 라인(182)은 중력 복귀 라인이고 제1 저장실로 하향 경사져있어야 하는데, 이는 챔버(44)와 제1 저장실(144)의 압력이 대략 동일하기 때문이다. 베어링 챔버(46)에서, 복귀 라인(184)은 라인(176)에 의해 도입된 완충 가스의 대부분을 (도2의) 하우징(22)의 외부로 운반하고, 복귀 라인(186)은 라인(154)에 의해 도입된 오일과 라인(176)에 의해 도입된 다소의 완충 가스를 운반한다. 베어링 챔버(48)에서, 복귀 라인(188)은 라인(156)에 의해 도입된 오일과 라인(178)에 의해 도입된 다소의 완충 가스를 (도2의) 하우징(22) 외부로 운반하고, 복귀 라인(190)은 라인(178)에 의해 도입된 대부분의 완충 가스를 하우징 외부로 운반한다. 하우징(22)의 외부에서, 복귀 라인(184, 186, 188 및 190)은 함께 다기관으로 집배되고 오일과 다소의 완충 가스를 [베어링 챔버(46, 48)와 대략 동일한 압력으로 유지되는 오일/가스 분리기로도 기능을 하는] 제2 저장실(194)로 운반하는 주 복귀 라인(192)과 합쳐진다. 복귀 라인(192)은 중력 복귀 라인이고 제2 저장실(194)로 하향 경사져있어야 한다. 제2 저장실에서, 완충 가스 및 오일은, 오일 압력을 감소시키고 제2 저장실의 오일 수준을 일정한 수준으로 유지하는 플로트 밸브(198)를 통하여 라인(196)을 거쳐 제1 저장실(144)로 복귀된다. 완충 가스는 제2 저장실로부터 라인(200)을 통해 제거되고, 가스가 폐기물 처리 시스템으로 안내되거나 라인(137)에서 압축기의 입구측으로 복귀되어 처리가스와 혼합되기 전에 압력은 회전계(202)를 통해 (전술된 밀폐 상태에 대해서) 대략 5 scfm의 비율로 감소된다. 그 대신, 제2 저장실로부터 제거된 완충 가스는 제1 저장실로 들어가고 배관에 비용 절감을 가져올 수 있는 점선(203)을 따라 제1 저장실의 상부 공간(haed-space)으로 들어간다. 회전계(202)의 일부인 니들 밸브는 베어링 챔버(46, 48) 내의 압력을 제어하는 제2 저장실(194) 내의 후방 압력을 제어하는 주된 요소이다. 고압 하에서 오일 내의 용액에 가해진 어떤 완충 가스는 제1 저장실(144) 내의 저압 하에서 "증발(boil-off)"할 수 있다. 완충 가스는 제1 저장실(144)로부터 (전술된 밀폐 상태에 대해서) 대략 3 scfm의 비율로 회전계(206)에 의해 제어되는 방출 라인(204)을 거쳐 제거된다. 회전계(206)의 일부인 니들 밸브는 베어링 챔버(44) 내의 압력을 제어하는 제1 저장실(144) 내의 후방 압력을 제어하는 주된 요소이다. 라인(204)을 통해 방출된 완충 가스는 폐기물 처리 시스템으로 안내되거나 또는 도시된 경우에서와 같이, 라인(137)에서 압축기의 입구측에 복귀되고 처리 가스와 혼합된다. 완충 가스를 재사용하지 않고 이를 완충 가스 공급원으로 재도입하는 것이 유리한데, 이는 완충 가스 공급원용 압축기가 멀리 위치될 수 있고 그로 저압 가스를 복귀시키는 비용이 비용 절감의 가치가 없기 때문이다.
양호한 작동 압력을 결정하는 것은 압력의 견지에서 시스템을 작동시키는 데 중요하다. 저압측에서, 작업 챔버의 입구에서 (도4의) 게이지(208)를 위치시킴으로써 압축기의 저압 입구 단부에서의 압력 수준을 결정하는 것은 단순하다. 시일(74, 76)의 (도3의) 단부(90)에서의 로터 샤프트 둘레의 압력이 이러한 압력과 대략 동일하다고 가정한다. 각각의 저압 시일(74, 76)로의 완충 가스용 회전계(180, 180')는 시일들로 가스의 낮은 유동으로 설정될 수 있고, 회전계(206)는 작업 챔버(28)의 입구 단부에서 측정된 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 압력을 제1 베어링 챔버(44)로 제공하도록 조절된다. 양호한 실시예에서, 이러한 낮은 베어링 챔버의 압력은 입구 단부에서의 작업 챔버의 압력과 대략 동일하거나 또는 그 압력보다 30% 정도 더 클 수 있다. 만일 베어링 챔버 압력이 너무 크면, 초과된 완충 가스 유동이 베어링 오일을 작업 챔버 내로 강제하는 것을 방지하도록 요구될 것이다. 높은 완충 가스의 유동으로, 오일의 분무 작용이 일어날 수 있고 베어링 오일이 라인(204) 내의 폐완충 가스 흐름으로 될 수 있다고 여겨진다. 이는 일정하게 남아있는 저장실(144) 내의 오일 수준을 모니터함으로써 판단될 수 있다. 시일 압력은 시일 외부에 베어링 챔버 오일을 유지하기 위해 베어링 챔버 내로 완충 가스의 정상 유동을 보장하도록 베어링 챔버 압력보다 항상 크다. 시일 압력은 단지 선택된 베어링 챔버 압력에서 원하는 정상 시일 유동을 제공하도록 요구되는 압력이며, 시일 유동은 시일 압력 상한을 결정하는데 중요한 변수이다.
작업 챔버의 고압측에서, 로터 샤프트와 시일 둘레의 평균 고압은 측정하기어렵기 때문에, 작업 챔버 내의 직접 측정 외의 수단이 작동을 시작하기 위해 초기 압력을 결정하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 완충 가스 공급원으로부터의 라인(172)은 잠금 밸브(210)로 차단될 수 있고, 라인(192)은 잠금 밸브(212)로 차단될 수 있고, 라인(154, 156)은 밸브(162, 162')에서 차단될 수 있다. 압축기는 시일을 통하는 어떤 적절한 유동 없이 (각각) 시일(78, 80)을 통해 베어링 챔버(46, 48)로 작업 챔버 압력을 "회송(dead-head)"시키는 것을 허용하도록 일시적으로 작동될 수 있다. 게이지(157, 159) 상에서 알 수 있는 바와 같이 베어링 챔버(46, 48)의 압력은 각각 높은 작업 챔버 압력의 평균과 동일할 것이다. 이러한 압력치는 제2 저장실(194) 내의 압력을 설정하는데 사용된다. 이러한 높은 베어링 챔버 압력과 제2 저장실 압력이 양호하게는 고압 출구 단부에서 평균 작업 챔버 압력과 대략 동일하거나 또는 30% 이상 그 압력보다 클 것이다. 저압에 대해서 설명된 바와 같이, 과도하게 높은 베어링 챔버 압력에서의 작동은 저장실 내의 오일의 손실로 될 수 있다. 작동 상태를 평가하는 데 몇몇 중요한 고려 사항은 다음과 같다.
1) 제1 저장실(144) 내의 오일 수준은 시간에 따라 필수적으로 일정해야 하고, 만일 분출식 스크루 압축기가 사용된다면 저장실(140) 내의 오일 수준도 시간에 따라 일정해야 할 것이다.
2) 시일(74, 76, 78 및 80)로의 유량은 폐완충 가스를 오염시키지 않고 제1 저장실(144)로부터의 오일 손실을 일으키는 오일의 초과 분무가 일어나는 조건을 만들지 않는 허용 가능한 낮은 제한치로 유지될 수 있다.
3) 베어링 오일의 오염물질의 생성이 나타나는 부식성 처리 유체의 베어링 오일 시스템으로의 어떤 적절한 이동이 없다.
시스템의 작동은 시스템을 설정 및 제어하기 위한 압력에 관해 설명되었다. 유량과 압력이 관련되기 때문에, 유량의 사용은 본 발명과 시스템의 작동을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 시스템 내의 압력이 얼마인지 정확하게 모르더라도 시스템은 유량을 이용해서 설정되고 성공적으로 작동될 수 있다. 예컨대, 압축기가 작동하여, 시일(74, 76)로의 완충 가스의 유동은 (총 6 scfm에 대한) 회전계(180, 180')에 의해 각각 3 scfm으로 설정될 수 있다. 베어링 챔버(44)와 제1 저장실(144) 외부로의 유동은 회전계(206)에 의해 3 scfm으로 설정될 수 있다. 작업 챔버(28)의 저압 입구 단부 내로 이동하도록 (총 3 scfm인) 시일의 각각으로부터 완충 가스에 1.5 scfm을 강제할 베어링 챔버(44) 내의 압력 상승을 야기할 것이다. 이는 처리 유체와 베어링 오일의 혼합을 막기 위해 저압 베어링 챔버(44) 내의 양호한 압력과 시일(74, 76) 외부로의 완충 가스 유동의 적절한 균형을 제공할 것이다. 압축기의 고압단에서, 시일(78, 70)로의 완충 가스의 유동은 (총 10 scfm에 대해) 회전계(180", 180"')에 의해 각각 5 scfm으로 설정될 수 있다. 제2 저장실(194)과 베어링 챔버(46, 48) 외부로의 유동은 회전계(206)에 의해 5 scfm으로 설정된다. 이는 작업 챔버(28)의 고압 출구 단부 내로 가도록 (총 5 scfm인) 각각의 시일로부터의 완충 가스의 2.5 scfm을 강제할 베어링 챔버(44) 내의 압력 상승을 일으킬 것이다. 이는 처리 유체와 베어링 오일의 혼합을 막기 위해 베어링 챔버(46, 48) 내의 적절한 압력과 시일(78, 80) 외부로의 완충 가스 유동의 적절한균형을 제공할 것이다. 유량에 의한 시스템 제어의 이러한 설명에서, 시일 각각으로의 유동은 베어링 챔버로 가는 제1 부분과 작업 챔버로 가는 제2 부분인 두 부분으로 분할된다. 베어링 챔버 내의 적절한 상태를 유지하기 위해, 베어링 챔버를 떠나는 완충 가스는 베어링 챔버용 시일 내로 들어가는 전체 완충 가스보다 적도록 제어된다. 이는 베어링 챔버용 시일 내의 완충 가스의 일부를 강제하여 작업 챔버로 가도록 한다.
시스템 내의 압력과 유동은 시스템의 초기 작동에서 수동으로 설정되고 시스템은 안정적인 작동을 유지할 것이라고 예상된다. 압력과 유동의 변동은 가능할 것으로 알려지면, 압력과 유동의 제어를 자동화하는 것이 바람직할 것이다. 이는 저압용 제1 저장실(144) 또는 베어링 챔버(44) 내의 압력의 자동 모니터링과, 고압용 제2 저장실(194) 또는 베어링 챔버(46, 48) 내의 압력의 모니터링과 이들을 원하는 값들과 비교함으로써 달성될 수 있다. 만일 모니터링 압력이 벗어날 때 조정이 요구되면, 회전계(202)의 자동 제어는 고압을 제어할 수 있고 회전계(206)의 자동 제어는 저압을 제어할 수 있다. 이와 달리, 시일로의 완충 가스 유동의 자동 모니터링과 회전계(180)와 같은 시일 회전계의 제어는 바라는 바일 수 있고, 제1 및 제2 저장실(144, 194)로부터의 완충 가스의 자동 모니터링과 회전계(202, 206)의 제어는 공정의 변동 중에 특정 유동값을 유지하도록 요구된다. 공지된 산업용 컴퓨터 제어 시스템은 이러한 자동 피드백 제어에 적용될 수 있다.
전술한 시스템은 스크루 압축기의 복수의 로터와 관련된 베어링과 기어를 밀폐 및 윤활하고, 베어링과 기어에 대해 부식성이 있는 처리 유체와의 접촉을 피하기 위해 베어링과 기어 윤활제로부터 가압된 처리 유체를 분리하기 위한 처리 및 장치를 제공한다. 작업 챔버 내의 오일이 완충 가스 유동을 주어진 시일 압력에 대해 낮은 수준으로 유지하는 것을 돕는 시일의 작업 챔버 단부(90) 내에 어느 정도까지 존재하기 때문에, 본 시스템을 분출식 스크루 타입 압축기에 적용하는 것이 양호하다. 이는 완충 가스의 동일한 유동을 사용하는 건식 스크루 타입 압축기에 요구되는 것보다 더 짧은 시일의 사용을 허용한다. 더 짧은 시일은 저가의 압축기에 기여하는 작은 직경의 로터 샤프트를 허용하는 더 짧은 로터 샤프트를 허용한다. 비록 본 시스템이 두 개의 로터만을 갖는 스크루 압축기에 대해 설명하지만, 본 발명의 내용은 당 업계에 공지된 바와 같이 두 개 이상의 로터를 갖는 압축기에도 적용될 수 있다. 비록 도시된 시스템이 한 개가 저압이고 두 개가 고압인 세 개의 베어링 챔버를 갖지만, 도시된 압축기는 만일 (한 개가 저압이고 한 개가 고압인) 두 개의 베어링 챔버 만이 있거나 (두 개가 저압이고 두 개가 고압인) 네 개의 베어링 챔버가 있더라도 잘 작동한다. 만일 두 개 이상의 로터가 존재한다면 네 개 이상의 베어링 챔버가 존재할 수 있다. 모든 경우에, 적어도 하나의 (제1 챔버인) 저압 베어링 챔버를 갖고 적어도 하나의 (제2 챔버인) 고압 베어링 챔버를 갖는 복수의 베어링 챔버가 존재할 것이다.
그러므로, 전술한 목적과 장점을 완전히 만족시키는 작업 챔버 내의 처리 유체를 압축하는 방법 및 스크루 압축기 장치가 본 발명에 따라 제공되는 것이 명확하다. 본 발명이 특정 실시예를 참고하여 설명되더라도, 많은 변경, 변형 및 변동이 당업자에 의해 가능하다는 것이 명백하다. 따라서 이는 첨부된 청구의 범위의기술적 사상과 범위 내에서 이러한 모든 변경, 변형 및 변동이 가능하다.
Claims (23)
- 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합된 베어링과 기어를 윤활 및 밀폐하고, 베어링과 기어용 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 방법으로서, 스크루 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 방법은작업 챔버의 저압 입구 단부에서의 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 낮은 베어링 챔버 압력을 작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버에 제공하는 단계와,작업 챔버의 고압 출구 단부에서의 평균 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 높은 베어링 챔버 압력을 작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버에 제공하는 단계와,가압 하에 복수의 베어링 챔버 내의 베어링으로 오일을 펌핑하는 단계와,각 로터 샤프트 둘레에 보어를 갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체를 갖고 단부들 중간의 보어 내에서 완충 가스 공급원에 연결된 내부 홈을 갖는 시일들에 의해 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하는 단계와,낮은 베어링 챔버 압력보다 큰 상기 홈에 인접한 낮은 압력을 갖고, 일부가제1 베어링 챔버로 들어가는 완충 가스를 제1 베어링 챔버에 인접한 시일로 제공하는 단계와,높은 베어링 챔버 압력보다 큰 상기 홈에 인접한 높은 압력을 갖고, 일부가 제2 베어링 챔버로 들어가는 완충 가스를 제2 베어링 챔버에 인접한 시일로 제공하는 단계와,낮은 베어링 챔버 압력을 유지하기 위해 제1 베어링 챔버로부터의 저압 완충 가스의 일부와 제1 베어링 챔버 내의 오일을 방출하는 단계와,높은 베어링 챔버 압력을 유지하기 위해 제2 베어링 챔버로부터의 고압 완충 가스의 일부와 제2 베어링 챔버 내의 오일을 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 낮은 베어링 챔버 압력을 제1 베어링 챔버에 제공하는 상기 단계는 낮은 베어링 챔버 압력에서 둘러싸여 가압된 제1 오일 저장실에 제1 챔버를 연결하는 단계를 포함하고, 높은 베어링 챔버 압력을 제2 베어링 챔버에 제공하는 상기 단계는 높은 베어링 챔버 압력에서 둘러싸여 가압된 제2 오일 저장실에 제2 챔버를 연결하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 제1 베어링 챔버 내의 오일과 저압 완충 가스의 일부를 방출하는 상기 단계는 오일로부터 완충 가스의 분리를 위해 제1 저장실로 저압 완충 가스의 일부와 오일을 복귀시키는 단계를 포함하고, 제2 베어링 챔버 내의 오일과고압 완충 가스의 일부를 방출하는 상기 단계는 높은 베어링 챔버 압력에서 오일로부터 완충 가스의 분리를 위해 제2 저장실로 고압 완충 가스의 일부와 오일을 복귀시키고 낮은 베어링 챔버 압력에서 제1 저장실로 오일을 더 복귀시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 제1 저장실로부터 완충 가스의 방출을 제어함으로써 제1 저장실 내의 낮은 베어링 챔버 압력을 제어하는 단계와, 제2 저장실로부터 완충 가스의 방출을 제어함으로써 제2 저장실 내의 높은 베어링 챔버 압력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 제2 저장실 내의 오일의 일정 수준을 유지하는 단계와, 펌핑을 이용함으로써 제1 저장실로 복귀된 오일을 재순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 작업 챔버 내로 오일을 도입하는 단계를 더 포함하여, 시일의 제1 단부가 도입된 오일에 노출되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위한 시일은 보어의 로터 샤프트 각각의 둘레에 위치된 미로형 리브를 갖는 미로형 시일을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합한 베어링과 기어를 윤활 및 밀폐하고, 베어링과 기어용 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 방법으로서, 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 방법은작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버를 제공하는 단계와,작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버를 제공하는 단계와,가압 하에 복수의 베어링 챔버 내의 베어링으로 오일을 펌핑하는 단계와,각 로터 샤프트 둘레에 보어를 갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체를 갖고 단부들 중간의 보어 내에서 완충 가스 공급원에 연결된 내부 홈을 갖는 시일들에 의해 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하는 단계와,제1 부분이 제1 베어링 챔버 내로 들어가는 저압 완충 가스를 소정의 제1 유량으로 제1 베어링 챔버에 인접한 시일에 제공하는 단계와,제1 부분이 제2 베어링 챔버 내로 들어가는 고압 완충 가스를 소정의 제2 유량으로 제2 베어링 챔버에 인접한 시일에 제공하는 단계와,제1 베어링 챔버 내의 오일과 제1 베어링 챔버로부터의 저압 완충 가스의 제1 부분을 방출하는 단계와, 제1 베어링 챔버 내의 낮은 압력을 발전시키고 저압완충 가스의 제2 부분이 작업 챔버로 들어가도록 강제하기 위해 소정의 제1 비율보다 낮은 비율로 방출된 저압 완충 가스의 유동을 제한하는 단계와,제2 베어링 챔버 내의 오일과 제2 베어링 챔버로부터의 고압 완충 가스의 제1 부분을 방출하는 단계와, 제2 베어링 챔버 내의 높은 압력을 발전시키고 고압 완충 가스의 제2 부분이 작업 챔버로 들어가도록 강제하기 위해 소정의 제2 비율보다 낮은 비율로 방출된 고압 완충 가스의 유동을 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항에 있어서, 제1 베어링 챔버 내의 오일과 저압 완충 가스의 제1 부분을 방출하는 상기 단계는 오일로부터 완충 가스의 분리를 위해 낮은 베어링 챔버 압력에서 제1 저장실로 저압 완충 가스의 제1 부분과 제1 베어링 챔버로부터의 오일을 지나가게 하는 단계를 포함하고, 제2 베어링 챔버 내의 오일과 고압 완충 가스의 제1 부분을 방출하는 상기 단계와, 높은 베어링 챔버 압력에서 오일로부터 완충 가스의 분리를 위해 제2 저장실로 고압 완충 가스의 제1 부분과 제2 베어링 챔버로부터의 오일을 지나가게 하는 단계를 포함하여, 낮은 베어링 챔버 압력에서 제1 저장실로 오일을 지나가게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 방출된 저압 완충 가스의 유동을 제한하는 상기 단계는 제1 저장실로부터 방출된 저압 완충 가스의 유동을 제어하는 단계를 포함하고, 방출된 고압 완충 가스의 유동을 제한하는 상기 단계는 제2 저장실로부터 방출된 고압 완충 가스의 유동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항에 있어서, 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위한 시일은 보어의 로터 샤프트 각각의 둘레에 위치된 미로형 리브를 갖는 미로형 시일을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합한 베어링과 기어를 윤활하고 밀폐하며, 베어링과 기어용 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 장치로서, 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 장치는작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버와,작업 챔버의 저압 입구 단부에서의 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 낮은 베어링 챔버 압력을 제1 베어링 챔버에 제공하는 수단과,작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버와,작업 챔버의 고압 출구 단부에서의 압력의 대략 90%와 적어도 동일한 높은 베어링 챔버 압력을 제2 베어링 챔버에 제공하는 수단과,작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위해 각각의 로터 샤프트에 그리고 각각의 베어링 챔버에 인접하고, 각각의 로터 샤프트 둘레에 보어를갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체와, 단부들 중간의 보어 내의 내부 홈을 포함하는 시일들과,각 시일의 내부 홈에 연결된 가압된 완충 가스 공급원과,낮은 베어링 챔버 압력보다 큰 낮은 완충 가스 압력을 저압 완충 가스의 일부분이 제1 베어링 챔버 내로 지나가는 제1 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하기 위해 제1 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제1 압력 제어 수단과,높은 베어링 챔버 압력보다 큰 높은 완충 가스 압력을 고압 완충 가스의 일부분이 제2 베어링 챔버 내로 지나가는 제2 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하기 위해 제2 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제2 압력 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제12항에 있어서, 제1 베어링 챔버에 연결된 제1 저장실과, 제2 베어링 챔버로 연결된 제2 저장실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제13항에 있어서, 제3 유동 제어 수단은 저압 완충 가스의 유동을 제어하기 위해 제1 저장실로부터 완충 가스를 방출하도록 제1 저장실에 연결된 밸브를 포함하고, 제4 유동 제어 수단은 고압 완충 가스의 유동을 제어하기 위해 제2 저장실로부터 완충 가스를 방출하도록 제2 저장실에 연결된 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제14항에 있어서, 제2 저장실 내에 일정한 오일 수준을 유지하고 제1 저장실로 오일을 지나가도록 하기 위해 제2 저장실에 연결된 플로트 밸브와, 가압 하에서 복수의 베어링 챔버 내의 베어링에 오일을 펌핑하도록 제1 저장실에 연결된 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제12항에 있어서, 작업 챔버 내로 오일을 도입하기 위한 수단을 더 포함하여 시일의 제1 단부가 도입된 오일에 노출되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제12항에 있어서, 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위한 시일은 보어의 로터 샤프트 각각의 둘레에 위치된 미로형 리브를 갖는 미로형 시일을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 스크루 압축기의 복수의 로터와 결합한 베어링과 기어를 윤활 및 밀폐하고, 베어링과 기어 윤활제로부터 가압되는 처리 유체를 분리시키는 장치로서, 압축기는 작업 챔버 내의 로터들과 처리 유체를 갖고, 로터는 베어링에 의해 지지되는 샤프트를 갖고, 베어링은 복수의 베어링 챔버 내에 포함되고, 샤프트는 작업 챔버로부터 베어링 챔버 내의 베어링까지 지나가고, 작업 챔버는 압축성 유체를 위해 저압 입구 단부와 고압 출구 단부를 갖는데, 이 장치는작업 챔버의 저압 입구 단부에 인접한 제1 베어링 챔버와,작업 챔버의 고압 출구 단부에 인접한 제2 베어링 챔버와,작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위해 각각의 로터 샤프트에 그리고 각각의 베어링 챔버에 인접하고, 각각의 로터 샤프트 둘레에 보어를 갖고, 작업 챔버에 인접한 제1 단부와 베어링 챔버에 인접한 제2 단부를 갖는 본체와, 단부들 중간의 보어 내의 내부 홈을 포함하는 시일들과,각 시일의 내부 홈에 연결된 가압된 완충 가스 공급원과,저압 완충 가스의 소정의 유동을 저압 완충 가스의 일부분이 제1 베어링 챔버 내로 지나가는 제1 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하는, 제1 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제1 유동 제어 수단과,고압 완충 가스의 소정의 유동을 고압 완충 가스의 일부분이 제2 베어링 챔버 내로 지나가는 제2 베어링 챔버 내의 시일의 홈에 제공하는 제2 베어링 챔버의 시일과 공급원 사이의 제2 유동 제어 수단과,저압 완충 가스의 소정의 유동보다 낮은 비율로 제1 베어링 챔버로부터 저압 완충 가스의 유동을 제공하는 제3 유동 제어 수단과,고압 완충 가스의 예정 유동보다 낮은 비율로 제2 베어링 챔버로부터 고압 완충 가스의 유동을 제공하는 제4 유동 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제18항에 있어서, 제1 베어링 챔버에 연결된 제1 저장실과, 제2 베어링 챔버에 연결된 제2 저장실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제19항에 있어서, 제1 베어링 챔버로 낮은 베어링 압력을 제공하는 수단은 그 압력을 제어하기 위해 제1 저장실로부터 완충 가스를 방출하도록 제1 저장실에 연결된 밸브를 포함하고, 제2 베어링 챔버로 높은 베어링 압력을 제공하는 수단은 그 압력을 제어하기 위해 제2 저장실로부터 완충 가스를 방출하도록 제2 저장실에 연결된 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제20항에 있어서, 제2 저장실 내에 일정한 오일 수준을 유지하고 제1 저장실로 오일을 지나가게 하기 위해 제2 저장실에 연결된 플로트 밸브와, 가압하에서 복수의 베어링 챔버 내의 베어링으로 오일을 펌핑하기 위해 제1 저장실에 연결된 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제21항에 있어서, 작업 챔버 내로 오일을 도입하기 위한 수단을 더 포함하여 시일의 제1 단부가 도입된 오일에 노출되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제18항에 있어서, 작업 챔버로부터 제1 및 제2 베어링 챔버를 밀폐하기 위한 시일은 보어의 로터 샤프트 각각의 둘레에 위치된 미로형 리브를 갖는 미로형 시일을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11537199P | 1999-01-11 | 1999-01-11 | |
| US60/115,371 | 1999-01-11 | ||
| PCT/US2000/000659 WO2000042322A1 (en) | 1999-01-11 | 2000-01-11 | Screw compressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010108082A true KR20010108082A (ko) | 2001-12-07 |
Family
ID=22360959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020017008687A KR20010108082A (ko) | 1999-01-11 | 2000-01-11 | 스크루 압축기 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6612820B1 (ko) |
| EP (1) | EP1141552B1 (ko) |
| JP (1) | JP2002535539A (ko) |
| KR (1) | KR20010108082A (ko) |
| CN (1) | CN1114044C (ko) |
| AT (1) | ATE282772T1 (ko) |
| BR (1) | BR0008357A (ko) |
| CA (1) | CA2352742A1 (ko) |
| DE (1) | DE60015924T2 (ko) |
| HK (1) | HK1043171A1 (ko) |
| WO (1) | WO2000042322A1 (ko) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10040020A1 (de) * | 2000-08-16 | 2002-03-07 | Bitzer Kuehlmaschinenbau Gmbh | Schraubenverdichter |
| US7008201B2 (en) * | 2001-10-19 | 2006-03-07 | Imperial Research Llc | Gapless screw rotor device |
| JP3906806B2 (ja) * | 2003-01-15 | 2007-04-18 | 株式会社日立プラントテクノロジー | スクリュウ圧縮機およびそのロータの製造方法と製造装置 |
| US6969242B2 (en) * | 2003-02-28 | 2005-11-29 | Carrier Corpoation | Compressor |
| JP4186784B2 (ja) * | 2003-10-17 | 2008-11-26 | 株式会社デンソー | 気体圧縮装置 |
| CN100360804C (zh) * | 2005-11-04 | 2008-01-09 | 浙江工业大学 | 一种外环流活塞泵 |
| SE531038C2 (sv) * | 2007-04-02 | 2008-11-25 | Svenska Rotor Maskiner Ab | Skruvrotormaskin, energiomvandlingssystem och förfarande för energiomvandling |
| US20090129956A1 (en) * | 2007-11-21 | 2009-05-21 | Jean-Louis Picouet | Compressor System and Method of Lubricating the Compressor System |
| JP4431184B2 (ja) * | 2008-06-13 | 2010-03-10 | 株式会社神戸製鋼所 | スクリュ圧縮装置 |
| DE102008063133A1 (de) * | 2008-12-24 | 2010-07-01 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe |
| WO2010108236A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Sprintex Australasia Pty Ltd | A compressor |
| CN101956570B (zh) * | 2009-07-13 | 2013-09-18 | 郭建国 | 一种容积式变容机械 |
| US8539936B2 (en) * | 2009-10-20 | 2013-09-24 | James E. Bell | Supercharger rotor shaft seal pressure equalization |
| GB0922564D0 (en) | 2009-12-24 | 2010-02-10 | Edwards Ltd | Pump |
| JP5652816B2 (ja) * | 2010-06-11 | 2015-01-14 | 株式会社日立産機システム | 無給油式スクリュー圧縮機 |
| DE102010055798A1 (de) * | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Vacuubrand Gmbh + Co Kg | Vakuumpumpe |
| JP2012122450A (ja) | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Kobe Steel Ltd | スクリュ圧縮機 |
| WO2012129475A2 (en) | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Dresser-Rand Company | Interlocking hole pattern seal |
| JP5777379B2 (ja) * | 2011-04-05 | 2015-09-09 | 株式会社日立産機システム | 空気圧縮機 |
| US9022760B2 (en) * | 2011-11-02 | 2015-05-05 | Trane International Inc. | High pressure seal vent |
| US9482230B2 (en) * | 2012-10-17 | 2016-11-01 | Johnson Controls Technology Company | Screw compressor |
| CN103821713A (zh) * | 2012-11-19 | 2014-05-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 螺杆压缩机和油路循环系统及空调机组 |
| CN103047142A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-17 | 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 | 一种干气密封螺杆真空泵 |
| JP5860435B2 (ja) | 2013-05-31 | 2016-02-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 発電装置 |
| JP5736440B2 (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-17 | 株式会社神戸製鋼所 | スクリュ圧縮機 |
| US10288069B2 (en) | 2013-12-18 | 2019-05-14 | Carrier Corporation | Refrigerant compressor lubricant viscosity enhancement |
| WO2015094465A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | Carrier Corporation | Method of improving compressor bearing reliability |
| CN105317680A (zh) * | 2014-06-11 | 2016-02-10 | 上海汉钟精机股份有限公司 | 螺杆压缩机排气端轴颈孔密封结构 |
| CN105485006B (zh) * | 2015-11-27 | 2018-08-21 | 上海格什特螺杆科技有限公司 | 一种螺杆压缩机 |
| PL3387258T3 (pl) * | 2015-12-11 | 2020-07-13 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Sposób regulacji wtrysku cieczy w sprężarce, sprężarka z wtryskiem cieczy i element sprężarkowy z wtryskiem cieczy |
| JP6710072B2 (ja) * | 2016-03-25 | 2020-06-17 | 株式会社神戸製鋼所 | オイルフリースクリュ圧縮機 |
| US10036325B2 (en) * | 2016-03-30 | 2018-07-31 | General Electric Company | Variable flow compressor of a gas turbine |
| DE202016003924U1 (de) * | 2016-06-24 | 2017-09-27 | Vacuubrand Gmbh + Co Kg | Vakuumpumpe mit Sperrgaszufuhr |
| BE1025222B1 (nl) * | 2017-05-04 | 2018-12-13 | Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap | Overbrenging en compressor of vacuümpomp voorzien van dergelijke overbrenging |
| US10514036B2 (en) * | 2017-07-25 | 2019-12-24 | GM Global Technology Operations LLC | Rotor for a positive displacement compressor |
| BE1026195B1 (nl) * | 2018-04-11 | 2019-11-12 | Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap | Vloeistof geïnjecteerde compressorinrichting |
| CN108757450B (zh) * | 2018-05-14 | 2020-04-28 | 西安交通大学 | 一种采用滑动轴承的螺杆压缩机 |
| AU2019377910A1 (en) * | 2018-11-08 | 2021-05-27 | Elgi Equipment Ltd | Oil-free water-injected screw air compressor |
| US11867180B2 (en) | 2019-03-22 | 2024-01-09 | Copeland Industrial Lp | Seal assembly for high pressure single screw compressor |
| DE102021116925A1 (de) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Kaeser Kompressoren Se | Trockenverdichtender Verdichter und Verfahren zur Ölabscheidung für einen trockenverdichtenden Verdichter |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE733959C (de) | 1937-10-09 | 1943-04-06 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Vorrichtung zum Abdichten von rotierenden Wellen fuer Verdichter, insbesondere fuer Drehkolbenverdichter der Vielzellenbauart |
| US3073513A (en) | 1960-04-26 | 1963-01-15 | Svenska Rotor Maskiner Ab | Rotary compressor |
| GB1484994A (en) | 1973-09-03 | 1977-09-08 | Svenska Rotor Maskiner Ab | Shaft seal system for screw compressors |
| FR2569780B1 (fr) * | 1984-08-30 | 1989-03-31 | Worthington Turbodyne | Procede et dispositif d'etancheite et de pressurisation pour sorties d'arbres de compresseur d'air exempt d'huile |
| JPS62261689A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-13 | Kobe Steel Ltd | スクリユ式真空ポンプ |
| JPS6429690A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-31 | Hitachi Ltd | Shaft sealing device for screw vacuum pump |
| SE462232B (sv) * | 1988-11-16 | 1990-05-21 | Svenska Rotor Maskiner Ab | Skruvkompressor med oljedraenering |
| JPH06346822A (ja) | 1993-06-04 | 1994-12-20 | Kubota Corp | ディーゼルエンジンの燃料噴射時期調節装置 |
| JPH06346882A (ja) * | 1993-06-07 | 1994-12-20 | Hitachi Ltd | ドライ真空ポンプの軸封用パージガス量制御装置 |
| JP3493850B2 (ja) | 1995-11-22 | 2004-02-03 | 石川島播磨重工業株式会社 | 機械駆動式過給機のシール構造 |
| BE1010915A3 (nl) * | 1997-02-12 | 1999-03-02 | Atlas Copco Airpower Nv | Inrichting voor het afdichten van een rotoras en schroefcompressor voorzien van dergelijke inrichting. |
-
2000
- 2000-01-11 AT AT00904292T patent/ATE282772T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-01-11 JP JP2000593864A patent/JP2002535539A/ja active Pending
- 2000-01-11 DE DE60015924T patent/DE60015924T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-11 EP EP00904292A patent/EP1141552B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 BR BR0008357-7A patent/BR0008357A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-01-11 US US09/869,442 patent/US6612820B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-11 WO PCT/US2000/000659 patent/WO2000042322A1/en active IP Right Grant
- 2000-01-11 KR KR1020017008687A patent/KR20010108082A/ko active IP Right Grant
- 2000-01-11 CA CA002352742A patent/CA2352742A1/en not_active Abandoned
- 2000-01-11 CN CN00802670A patent/CN1114044C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-06-19 HK HK02104571.7A patent/HK1043171A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE282772T1 (de) | 2004-12-15 |
| EP1141552B1 (en) | 2004-11-17 |
| CN1336986A (zh) | 2002-02-20 |
| WO2000042322A1 (en) | 2000-07-20 |
| CA2352742A1 (en) | 2000-07-20 |
| EP1141552A1 (en) | 2001-10-10 |
| HK1043171A1 (zh) | 2002-09-06 |
| CN1114044C (zh) | 2003-07-09 |
| US6612820B1 (en) | 2003-09-02 |
| JP2002535539A (ja) | 2002-10-22 |
| BR0008357A (pt) | 2001-11-27 |
| DE60015924D1 (de) | 2004-12-23 |
| DE60015924T2 (de) | 2005-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20010108082A (ko) | 스크루 압축기 | |
| US6210103B1 (en) | Rotary seal and/or bearing | |
| EP2631489B1 (en) | Compressor | |
| KR100606994B1 (ko) | 물 주입식 나사 압축기 | |
| EP2314874B1 (en) | Oil-free screw compressor | |
| KR100525621B1 (ko) | 무오일형 스크루 로터 장치 | |
| EP1063430A1 (en) | Centrifugal compressor and shaft seal | |
| US7044217B2 (en) | Stuffing box for progressing cavity pump drive | |
| KR20070100794A (ko) | 베인 펌프 | |
| CA2629278C (en) | Stuffing box for progressing cavity pump drive | |
| RU2689237C2 (ru) | Винтовой компрессор | |
| US5180297A (en) | Fluid transfer pump with shaft seal structure | |
| US7014419B2 (en) | Passive improved air turbine starter lubrication system | |
| EP0376373A1 (en) | Screw compressor | |
| US4493623A (en) | Oil lubricated main drive shaft for fuel pump | |
| US4108569A (en) | Lubricated mechanical seals for pumps | |
| US9303529B2 (en) | Lube spacer bearing with pressure loading channel | |
| KR100186875B1 (ko) | 회전베인형 유체압기기 | |
| JPH094570A (ja) | ポンプ装置 | |
| JP3016118U (ja) | 油ポンプ | |
| CN113446214B (zh) | 一种重油浆用齿轮泵 | |
| CN113738633A (zh) | 一种限压阀装置结构、调压柱塞以及液压泵 | |
| JPS63227983A (ja) | スクリユ−圧縮機 | |
| JP2000249293A (ja) | 液供給装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| NORF | Unpaid initial registration fee |