KR20020005379A

KR20020005379A - 스크루 압축기

Info

Publication number: KR20020005379A
Application number: KR1020010010197A
Authority: KR
Inventors: 다카하시가즈키; 츠루세이지; 다니야마미노루; 미우라하루오
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-01-17
Also published as: US6679689B2; JP2002021759A; CN1232733C; US20020001531A1; KR100427431B1; BE1014079A5; US20020081213A1; US6572350B2; CN1332322A; JP4003378B2

Abstract

패키지형 스크루 압축기는 저압단 압축기와 고압단 압축기를 포함한다. 원동력은 전동기로부터 두 개의 압축기로 증속기를 통해 전달된다. 저압단 압축기에 의해 고압단으로 압축되고 고온으로 가열되는 배출 가스는 인터 쿨러에 의해 냉각된다. 고압단 압축기에 의해 압축되고 고온으로 가열되는 배출 가스는 애프터 쿨러에 의해 냉각된다. 인터 쿨러의 케이싱과 애프터 쿨러의 케이싱은 증속기 케이싱과 일체형으로 형성되어 구성 부품의 개수를 감소시킨다. 상기 인터 쿨러와 애프터 쿨러에 의해 형성된 쿨러 부분은 증속기 케이싱으로부터 이격되어 압축 공기에 의해 발생된 열이 증속기 케이싱으로 전달되는 것을 방지한다.

Description

스크루 압축기{SCREW COMPRESSOR}

본 발명은 스크루 압축기에 관한 것이고, 특히, 두 개의 압축기, 즉, 고압 단의 압축기와 저압단의 압축기를 포함하는 스크루 압축기에 관한 것이다.

종래의 패키지형 스크루 압축기중 하나가 JP-A-6-101669 에 기재되어 있다. 상기 공보에 기재된 패키지형 스크루 압축기에서, 압축기, 증속 기어 및 주전동기는 점검과 보전 작업을 용이하게 하고 또한 최소한의 보전 공간을 포함하여 설치 공간을 줄이기 위해 베이스상에 장착되어 있다. 인터 쿨러, 애프터 쿨러, 오일 쿨러 및 냉각제 쿨러는 전동기의 축선에 수직인 방향으로 배치되어 공기 쿨러의 관속이 동일한 방향으로 이어질 수 있다. 보전 표시를 갖는 조작반(operation panel)은 방음 커버의 전방의 패널 표면에 설치되고 도어 패널은 양쪽 열림 형태이다. 상기 구성으로, 일상 점검은 전방 패널면과 그것의 인접측 패널을 통하여 집중 방식으로 수행될 수 있다.

상술된 종래의 스크루 압축기에서, 상기 스크루 압축기의 일상 점검은 쉽게 이루어질 수 있지만, 스크루 압축기를 이루는 다양한 설비들은 보전을 용이하게 하도록 구성되는 분리 유닛으로 제공되어야 하므로, 그 결과 구성 부품수의 증가는 불가피하게 된다. 특히, 인터 쿨러와 애프터 쿨러가 분리 유닛으로서 제공되고, 고압단과 저압단을 형성하는 압축기들과 각각의 쿨러와의 연결용 파이프가 필요하기 때문에 구성 부품의 개수는 자연적으로 증가한다.

또한, 상기 공보에 개시된 패키지형 스크루 압축기에서, 압축기 본체내에서 압축된 공기는 각각의 쿨러들의 냉각 관 내부로 도입되고 냉각 관의 외부는 냉각수에 의해 냉각된다. 그 결과, 압축된 공기의 성능은 향상되지만, 쿨러들의 크기는증가한다. 따라서, 각각의 쿨러들이 현재 이용가능한 수준에서 냉각 성능을 유지하면서 패키지형 스크루 압축기를 소형으로 만들 필요가 있다.

본 발명은 상술된 종래의 스크루 압축기에 대한 문제점을 고려하여 이루어졌고, 본 발명의 목적은 구성 부품의 개수가 감소되어 조립 능력이 강화된 스크루 압축기를 실현시키는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 구성 부품의 개수를 감소시킴으로써 소형이고 경제적인 스크루 압축기를 실현시키는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 스크루 압축기의 보전 능력을 개선시키는 것이다.

본 발명은 이러한 목적중 하나 이상을 얻고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스크루 압축기의 정면도,

도 2는 스크루 압축기의 평면도,

도 3은 스크루 압축기의 측면도,

도 4 및 도 5는 도 1의 스크루 압축기의 작용을 설명하는 도,

도 6 내지 도 10은 도 1의 스크루 압축기에서 사용하는 증속기 케이싱을나타내며 도 6은 정면도이고, 도 7은 도 6의 A-A 라인을 따라 얻어진 단면도, 도 8은 도 6의 B-B 라인을 따라 얻어진 단면도, 도 9는 평면도이고, 도 10은 도 6의 C-C 라인을 따라 얻어진 단면도이다.

도 11 내지 도 14는 도 1에 나타난 스크루 압축기의 여러 부분의 세부 사항을 나타내며, 도 11은 용량 제어 밸브의 수직 단면도이고, 도 12는 공기 쿨러의 수직 단면도이고, 도 13은 공기 쿨러의 3차원 구조체의 설명도이고, 도 14는 증속기와 전동기를 나타내는 단면도이다.

도 15는 스크루 압축기의 사시도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 형태는, 축끝단위에 불 기어(bull gear)가 장착된 전동기, 상기 불 기어와 맞물리는 피니언을 각각의 축끝단에 장착한 수컷 회전자를 갖는 제 1단 압축기 및 제 2단 압축기, 상기 불 기어와 피니언을 수용하는 증속기 케이싱, 제 1단 압축기에 의해 압축된 공기를 냉각하는 인터 쿨러 및 제 2단 압축기에 의해 압축된 공기를 냉각하는 애프터 쿨러를 포함하여 이루어지고, 상기 인터 쿨러의 케이싱, 상기 애프터 쿨러의 케이싱 및 상기 증속기의 케이싱들은 서로 일체로 형성되는 스크루 압축기이다.

바람직하게는, 상기 일체형 케이싱은 캐스팅 및 몰딩으로 이루어져 있고 인터 쿨러와 애프터 쿨러는 쿨러 네스트(cooler nest)를 포함하고, 압축된 공기가 관의 외부로 흐르는 반면 냉각수는 상기 쿨러 네스트의 관 내부를 흐른다. 상기 일체형 케이싱은 일반적으로 L자 형상의 단면을 포함하고, 상기 인터 쿨러와 애프터 쿨러는 서로 인접하게 배치되고 두 쿨러들과 증속기 케이싱을 분리시키는 공간이 형성된다. 제 1 및 제 2단 압축기를 상기 인터 쿨러와 애프터 쿨러에 연결시키는 유로는 일체형 케이싱 내부에 형성된다. 상기 쿨러 네스트는 일체형 케이싱위에 착탈 가능하게 장착되고 상기 쿨러 네스트는 전동기의 회전 축선에 실질적으로 수직인 방향으로 제거될 수 있다.

바람직하게는, 피니언과 불 기어용 윤활유를 수집하는 오일 탱크부는 증속기 케이싱의 하부에 형성되고, 오일 탱크부에 모인 윤활유를 그것을 냉각시키는 오일 쿨러 뿐만 아니라 피니언과 불 기어로 공급시키는 오일 펌프가 증속기 케이싱상에 장착된다. 증속기 케이싱의 내부로부터 가스를 도입하는 흡입 장치가 설치되고, 오일 분리 필터가 상기 증속기 케이싱과 흡입 장치 사이에 제공된다. 증속기 케이싱의 내부로부터 가스를 도입하기 위해 이젝터가 제공된다. 상기 스크루 압축기의 동작시, 증속기 케이싱의 내부는 대기 압력보다 낮은 압력으로 유지된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 형태는, 제 1단 압축기, 상기 제 1단 압축기에 의해 압축된 작동 공기를 냉각시키는 인터 쿨러, 상기 인터 쿨러에 의해 냉각된 작동 공기를 압축하는 제 2단 압축기, 및 상기 제 2단 압축기에 의해 압축된 상기 압축 공기를 냉각시키는 애프터 쿨러를 포함하고, 전동기의 동력이 증속기 기어를 통해 제 1단 및 제 2단 압축기로 전달되는 스크루 압축기에 있어서, 상기 제 1 및 제 2단 압축기와 함께, 제 1단 압축기로 도입되는 작동 가스가 애프터 쿨러로부터 흘러나가는 모든 작동 가스 유로를 포함하는 일체형 케이싱이 제공된다.

바람직하게는, 일체형 케이싱은 증속 기어를 수납하는 증속기 케이싱을 포함한다. 상기 일체형 케이싱은 인터 쿨러의 케이싱과 애프터 쿨러의 케이싱을 포함하고, 상기 인터 쿨러와 상기 애프터 쿨러는 쿨러 네스트를 갖고, 상기 쿨러 네스트에서 냉각수가 관내로 흐르는 반면 작동 공기는 쿨러 네스트의 관 외부로 흐른다. 상기 일체형 케이싱은 제 1단 압축기를 인터 쿨러에 연결시키는 제 1단 배출 통로, 상기 인터 쿨러를 제 2단 압축기에 연결시키는 제 2단 흡입 통로 및 상기 제 2단 압축기를 상기 애프터 쿨러에 연결시키는 제 2단 배출 통로를 포함한다. 작동 공기를 제 1단 압축기로 공급시키는 흡입 포트와 애프터 쿨러에 의해 냉각된 작동 공기를 소비처에 공급시키기 위한 배출 포트가 일체형 케이싱 내부에 형성된다. 상기 인터 쿨러와 애프터 쿨러는 서로 인접하게 배치되고 상기 두 쿨러들은 증속기 케이싱으로부터 이격된다.

상술된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3형태는 일단 이상의 압축기, 제 1단 압축기의 상류에 제공된 용량 제어 밸브, 최종단 압축기의 하류에 제공되는 체크 밸브, 상기 최종단 압축기와 상기 체크 밸브 사이의 위치로부터 주변 대기로 상기 최종단 압축기로부터 배출된 배출 공기를 방출할 수 있는 분출 밸브, 및 상기 최종단 압축기로부터 배출된 배출 공기를 냉각시키는 애프터 쿨러를 포함하는 스크루 압축기에 있어서, 상기 분출 밸브의 2차측은 상기 용량 제어 밸브의 1차측에 연결되고 제 1 및 제 2단 압축기와 함께 상기 제 1단 압축기 내부로 흡입된 작동 가스가 애프터 쿨러로부터 흘러나가는 모든 작동 가스 유로를 포함하는 일체형 케이싱이 제공된다. 바람직하게는, 분출 밸브는 애프터 쿨러와 체크 밸브 사이에 배치된다. 상기 분출 밸브와 상기 체크 밸브는 용량 제어 밸브내에 일체로 포함된다.

(실시예)

본 발명에 따른 패키지형 스크루 압축기의 실시예가 도면을 참조로 설명될 것이다. 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 스크루 압축기의 형태를 나타내고, 도 1은 정면도, 도 2는 평면도, 도 3은 우측면도이다. 도 4 및 도 5 는 도 1의 스크루 압축기에 있어서의 작동 공기의 흐름을 설명하는 도면이다. 도 15는 방음 커버가 제거ehls 도 1의 패키지형 스크루 압축기의 사시도이다.

본 실시예의 스크루 압축기(1)는 저압단(제 1단) 압축기(2)와 고압단(제 2단)압축기(3)를 포함하는 2단 압축기이고, 상기 스크루 압축기(1)는 스크루 회전자의 맞물림부에 적극적으로는 윤활되지 않는 소위 건식 스크루 압축기이다. 상기 스크루 압축기에 의해 처리될 가스는 공기이다. 이 스크루 압축기(1)의 배출 압력(제 2단 압축기의 배출 압력)은 대략 0.7 - 1.0 MPa (게이지 압력)이고, 저압단의 배출 압력은 대략 0.2 - 0.35 MPa 이다. 상기 압축 공기는 주로 플랜트와 공장에서 필요로하고 소비되며 일반 산업의 플랜트등에서는 공기원으로 주로 사용된다.

저압단 압축기(2)와 고압단 압축기(3)는 증속기의 측면위에 형성된 압축기 장착 플랜지에서 증속기 케이싱(5)에 볼트로 체결된다. 증속기 케이싱(5)의 네 개의 다리들은 방진 고무(19)를 통해 베이스(6)에 고정된다. 두 개의 압축기(2 및 3)각각에서, 암수 한쌍의 맞춤 스크루 회전자들은 압축기 케이싱에 포함된다. 각각의회전자의 회전축은 전동기(4)의 회전축과 동일한 레벨 또는 높이에 배치되고 이들 회전축은 수평형으로 배치된다. 불 기어는 전동기(4)축의 끝단에 설비되고 저압 및 고압단 압축기(2 및 3)의 수컷 회전자축의 일끝단위에 각각 장착된 피니언 기어가 상기 불 기어와 맞물려 있다. 두 개의 압축기(2 및 3)의 암컷 회전자들은 두 개의 압축기(2 및 3)의 수컷 회전자축의 다른 끝단위에 장착된 각각의 타이밍 기어와 맞물려 두 개의 압축기(2 및 3) 각각의 암수 한쌍의 회전자들은 동기가 되어 회전한다. 따라서, 전동기(4)상에 장착된 불 기어와 각각의 단 압축기의 수컷 회전자들상에 장착된 피니언 기어는 증속기 케이싱(5)내부에 수납된다. 증속기 케이싱(5)의 하부는 L자 형상의 단면으로 형성되고, 오일 탱크로 사용된다.

전동기(4)는 두 개의 압축기(2 및 3)로부터 떨어진 마주보는 증속기 케이싱 (5)의 반대쪽에 배치된다. 도 1 및 도 2에서, 전동기(4)내부에 냉각 공기를 도입하는 전동기 흡입 덕트(70)가 전동기(4)의 좌측위에 설치되고 패키지형 스크루 압축기(1)를 작동시키는 기동 장치 패널(9)이 상기 전동기 흡입 덕트(70)의 좌측상에 설치된다. 다음에 상세히 설명될 제어 패널(8)은 기동 장치 패널(9)의 전방 표면상에 설치된다. 필요하다면, 기동 장치 패널과 제어 페널은 별개의 유닛으로 설치될 수 있다.

두 개의 압축기(2 및 3)와 전동기(4)는 베이스(6)로부터 소정의 높이 또는 레벨에 배치된다. 즉, 다른 부분들이 배치될 수 있는 공간은 두 개의 압축기(2 및 3)와 전동기(4)아래에 제공된다. 상기 실시예에서, 두 개의 압축기(2 및 3)에 의해 압력과 온도가 증가된 압축 공기를 냉각시키기 위한 인터 쿨러와 애프터 쿨러가 전동기(4)아래의 공간에 설치되고 상기 두 개의 압축기(2 및 3)아래의 공간은 상술한 바와 같이 오일 탱크(32b) 부분을 형성한다.

도 1에서, 오일 탱크(32b)와 연통된 오일 쿨러(16)는 오일 탱크(32b)의 우측 하부에 설치되고, 오일 탱크(32b)와 연통되는 오일 펌프(15)는 오일 탱크(32b)의 우측 중간부에 설치되며, 이들의 길이 방향 축들은 압축기의 회전자축에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 배향된다. 압축기(2 및 3)의 여러 부분에 공급될 윤활유는 증속기 케이싱(5)의 하부에 설치된 오일 탱크로부터 1차 여과기를 통해 오일 펌프(15)로 공급된다. 그 후, 윤활유는 오일 쿨러(16)에 의해 냉각되고, 냉각후, 윤활유의 일부분은 증속기 케이싱(5)에 제공된 분기부를 통해 릴리프 밸브 및 솔레노이드 밸브에 공급된다. 윤활유의 잔류량은 오리피스(71)에 의하여 압력이 조절되고 오일 필터(17)를 통해 매니폴드(18)에 공급된다. 그 후, 윤활유는 상기 매니폴드 (18)로부터 압축기(2 및 3)의 여러 부분으로 분배된다.

인터 쿨러와 애프터 쿨러는 서로 근접하게 배치되고, 그것들에 대한 케이싱 (20)이 일체형 구조로 되어있다. 또한, 쿨러 케이싱(20)은 완전히 증속기 케이싱 (5)으로 형성되고 이 일체형 케이싱은 주조 또는 몰딩으로 만들어져 있다. 열전달관은 쿨러 케이싱(20)내부에 제공된다. 열전달관은 냉각 케이싱(20)내부에 제공된다. 압축기(2 및 3)에 의해 압축된 작동 공기는 이 열전달관 주위를 흐른다. 압축기(2 및 3)를 오일 쿨러로 연결시키는 유로는 일체형으로 주조된 케이싱내에 형성된다. 따라서, 증속기 케이싱(5)의 내부는 격벽으로 분리되어 있다. 압축 공기를 냉각시키는 냉각수는 쿨러 케이싱(20)의 열전달관으로 공급된다. 따라서, 워터 공급 파이프(21)와 워터 배출 파이프(22)는 쿨러 케이싱(20)의 뚜껑으로 사용되는 플랜지판(20b)에 스크루에 의해 체결된다.

전동기(4)는 전폐되고 팬 냉각형인 유도 전동기이고, 이 전동기(4)는 캔틸레버 방식으로 그 위에 지지될 플랜지를 통해 증속기 케이싱(5)에 연결된다. 상기 플랜지 연결부는 스피것(spigot) 형상으로 형성되어 기어 전달부가 소정의 정밀도로 쉽게 조립될 수 있다. 또한, 전동기(4)는 하나 또는 두 개의 서포트(69)에 의해 캔틸레버 끝단에 지지되어 스피것부상의 부담을 감소시킨다. 방진 고무(19)가 서포트(69)와 베이스(6)사이에 개재되어 전동기(4)의 진동이 패키지의 내부에 전달되지 않도록 한다.

용량 제어 밸브(10)는 증속기 케이싱(5)위에 그리고 저압단 압축기(2)에 근접하게 설치된다. 흡입 필터(11a)를 포함하는 흡입 덕트(11)가 용량 제어 밸브(10)위에 장착된다. 도 4에 나타난 바와 같이, 흡입 스로틀 밸브(48), 분출 밸브(49), 및 체크 밸브(50)는 용량 제어 밸브(10)내부에 장치된다. 상기 흡입 스로틀 밸브 (48)와 분출 밸브(49)는 피스톤(51)의 말단 끝단상에 장착된 흡입 스로틀 밸브 부재(48a)가 축선 방향으로 이동될 때 개폐된다.

애프터 쿨러(34)는 강철로된 배출 파이프(12)를 통해 용량 제어 밸브(10)의 체크 밸브(50)의 상류쪽에 연결된다. 또한 강철 파이프를 포함하는 배출 파이프 (13)는 체크 밸브(50)의 2차측에 연결된다. 이 배출 파이프(13)의 말단부는 압축기 방음 커버(7)를 통해 패키지의 외부로 이어지고 소비처의 파이프에 연결된다. 안전 밸브(14)는 배출 파이프(12)의 중간 부분에 설치된다. 이 안전 밸브(14)는 체크 밸브의 하류에 배치될 수 있다. 배출 소음기(25)는 증속기 케이싱(5)위쪽 및 고압단 압축기(3) 근처에 배치된다. 고압단 압축기(3)에 의해 고압으로 압축된 배출 공기는 배출 소음기(25)내부로 도입된다.

스크루 압축기(1)의 여러 요소가 베이스(6)와 일체형 구성의 케이 싱(20)상에 장착된 후, 그것들은 내부 표면에 부착된 흡음 재료(예를 들어, 글라스 울)을 포함하는 방음 커버(7)로 덮혀지고 그 결과, 직각 평행 6면체 형상의 패키지형 스크루 압축기가 형성된다. 상판으로서 사용되는 방음 커버(7)를 통해 전동기(4)를 냉각시키는 냉각 공기 흡입구가 형성된다. 전동기(4)의 축끝단상에 외부팬이 장착되고 이 팬이 회전될 때 냉각 공기는 냉각 공기 흡입 개구를 통해 흡입되고 전동기 흡입 덕트(70)를 통해 전동기(4)에 공급된다. 또한, 배기구는 방음 커버(7)의 상판을 통해 형성되고 이 배기구는 전동기가 증속기 케이싱(5)상에 장착되는 위치에 대향한다.

이 실시예에서, 제어반(8)의 조작반이 배치되는 패키지형 스크루 압축 기(1)의 면은 정면이다. 다양한 설비가 배치되어 흡입 필터(11a)의 제거, 오일 필터(17)의 오일 엘러멘트의 교환, 인터 쿨러와 애프터 쿨러를 형성하는 열전달관의 세정, 윤활유의 보급과 오일 레벨의 확인등의 일상 점검과 보전은 정면으로부터만 수행될 수 있다. 패키지 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 주관(23), 패키지 외부로 냉각수를 배출하는 냉각수 주관(24), 및 고압단 압축기로부터 배출된 작동 공기를 소비처에 공급하는 파이프(13)는 패키지의 후면에서 플랜지 연결될 수 있다.

이렇게 구성된 패키지형 스크루 압축기의 작동 가스의 흐름은 도 4 및 도 5를 참조로 설명될 것이다. 정상 온-로드 동작시, 대기(F4in)는 스크루 압축기의 작동 공기로, 흡입 덕트(11)의 흡입 필터(11a) 내부로 흡입된다. 먼지와 오물이 흡입 필터(11a)에 의해 공기로부터 제거된 후, 용량 제어 밸브(10)를 통해 저압단 압축기(2)에 그 공기가 공급된다. 저압단 압축기(2)에서 대략 0.25 MPa(게이지 압력)의 압력으로 공기가 압축되는 반면, 온도는 대략 150℃로 상승한다. 그 후, 공기는 인터 쿨러(33)에 의해 대략 40℃로 냉각되고, 고압단 압축기(3)로 공급된다.

고압단 압축기(3)로부터 배출된 작동 공기는 압력이 대략 0.7 - 1.0 MPa(게이지 압력)로 상승된다. 그 때의 배출 온도는 대략 150 - 200℃이다. 고압단 압축기(3)에 의해 압축된 작동 공기는 배출 소음기(25)를 통과하는 동안 소음이 감소된다. 그 후, 애프터 쿨러(34)에 의해 작동 공기가 대략 30 -40℃로 냉각된다. 이렇게 냉각된 고압의 작동 가스는 용량 제어 밸브(10)에 제공된 체크 밸브를 통해 소비처의 플랜트 설비에 공급된다.

도 5에 나타난 바와 같이 스크루 압축기가 언로드 동작(unload operation)으로 전환될 때, 용량 제어 밸브(10)의 피스톤(51)은 흡입 스로틀 밸브(48)를 스로틀하기 위해 이동된다. 동시에, 분출 밸브(49)가 개방되고 고압단 압축기(3)의 가압 공기는 흡입 덕트(11)를 통해 되흐르고, 압축된 공기는 대기(F5out)로 방출된다. 언로드 동작시, 스로틀 밸브(48)가 스로틀될 때, 저압단 압축기(2)의 흡입 압력은 대략 0.01 MPa의 진공에서 유지된다. 상기 고압단 압축기의 배출 압력은 대기 압력 보다 약간 더 높은 대략 0.1 MPa이다.

그 후, 상술한 실시예에서 사용되는 증속기 케이싱(5)의 세부 사항은 도 6내지 도 10을 참조로 설명될 것이다. 도 6은 증속기 케이싱(5)의 정면도이고, 도 7은 도 6의 A-A선을 따른 단면도이고, 도 8은 도 6의 B-B 선을 따른 단면도이다. 도 9는 도 6의 화살표(D)의 방향으로 본 증속기 케이싱의 도면이고, 도 10은 도 6의 C-C선을 따른 단면도이다.

저압단 압축기(2)를 장착하기 위한 압축기 장착 플랜지(26)와 고압단 압축 기(3)를 장착하기 위한 압축기 장착 플랜지(27)는 증속기 케이싱(5)의 정면위에 형성된다. 압축기(2 및 3)내부의 공기 통로를 연결하기 위한 포트가 상기 압축기(2 및 3)의 장착을 위해 플랜지(26,27)의 표면에 형성된다. 두 개의 압축기(2 및 3)와 연통하는 공기 통로는 증속기 케이싱(5)내부에 형성된다.

더욱 상세히 말하자면, 도 9에서, 용량 제어 밸브 장착 플랜지(29)에 장착된 용량 제어 밸브(도시 안됨)를 통해 도입된 제 1단 흡입 공기는 제 1단 흡입 통로 (35)를 통해 제 1단 압축기(2)에 공급된다. 제 1단 압축기(2)로부터의 배출 공기는 제 1단 배출 통로(36)를 통해 인터 쿨러(33)에 도입된다. 유사하게, 인터 쿨러(33)에 의해 냉각된 공기는 제 2단 흡입 통로(37)를 통해 제 2단 압축기에 공급된다. 제 2단 압축기(3)로부터의 배출 공기는 제 2단 배출 통로(38a)를 통해 배출 소음 기(25)(도시 안됨)에 도입된다. 상기 배출 소음기(25)로부터의 압축 공기는 제 2단 배출 통로(38)를 통해 애프터 쿨러(34)(도시 안됨)에 도입된다. 상기 압축 공기는 애프터 쿨러(34)에 의해 냉각된 후, 애프터 쿨러 배출 통로(39)와 용량 제어 밸브의 체크 밸브를 통해 소비처에 공급된다. 따라서, 증속기 케이싱(5)과 이 케이싱에 연결된 오일 프리 스크루 압축기의 구성 요소 사이에 흐르는 작동 공기가 흐르는통로가 증속기 케이싱(5)에 형성된다.

도 6에 나타난 바와 같이, 제 1단 흡입 통로(35)와 연통되는 제 1단 흡입 포트(35a)와 제 1단 배출 통로(36)와 연통되는 제 1단 배출 포트(36a)는 제 1단 압축기 장착 플랜지(26)에 형성된다. 유사하게, 제 2단 흡입 통로(37)와 연결되는 제 2단 흡입 포트(37a) 및 제 2단 배출 통로(38b 및 38c)와 연통되는 제 2단 배출 포트(38a)는 제 2단 압축기 장착 플랜지(27)에 형성된다. 도 7 및 도 8에 나타난 바와 같이, 증속기 케이싱(5)의 상부(32a)는 전동기(4)축의 끝단상에 장착된 불 기어와 두 개의 압축기(2 및 3)의 수컷 회전자축의 끝단상에 각각 장착된 피니언 기어를 수용하도록 작용된다. 상술한 바와 같이, 오일 탱크(32b)는 이 증속기 케이싱(5)의 하부에 형성된다. 물론, 쿨러(33 및 34)를 통하여 흐르는 공기는 오일 쿨러(32b)로 유도되지 않는다.

인터 쿨러(33)와 애프터 쿨러(34)는 쿨러 케이싱부를 제공하기 위해 그 사이에 공간(46)이 형성되어 서로 일체로 형성되고, 이 쿨러 케이싱부는 L자 형상의 증속기 케이싱(5)의 측면위에 전동기가 장착될 때 오일 탱크(32b) 옆에 배치된다. 격벽(33b)은 두 개의 쿨러들(33 및 34)사이에 형성된다. 이들 쿨러(33 및 34)는 제 1단 배출 통로(36), 제 2단 흡입 통로(37), 제 2단 배출 통로(38) 및 리브(68)에 의해 오일 탱크(32b)에 연결되고 두 개의 쿨러들이 증속기 케이싱(5)과 결합되어 일체형 케이싱이 형성된다.

도 13에 상세히 나타난 바와 같이 열교환기의 쿨러 네스트는 인터 쿨러(33)와 애프터 쿨러(34)에 각각 삽입된다. 각각의 압축기(2 및 3)로부터 배출된 공기는상부로부터 쿨러(33,34)내부로 흐르고 쿨러(33 및 34)의 쿨러 네스트를 공기가 통과하는 동안 사각형 단면의 통로를 통과하는 냉각수와 열교환을 실시한다. 더욱 상세히 말하자면, 인터 쿨러(33)의 경우에, 저압단 압축기(2)로부터 대략 150℃의 배출 온도로 방출된 압축 공기가 대략 40℃로 냉각되고 고압단 압축기(3)로 공급된다.

인터 쿨러(33)와 애프터 쿨러(34)에 의해 상기 압축 공기가 냉각될 때, 증기가 응축되어 드레인이 발생한다. 인터 쿨러(33)에 의해 발생된 드레인은 쿨러(33)의 하부로 떨어진다. 그 후, 이 드레인은 제 2단 스테이지 흡입 통로(37)의 저부를 통해 외부에 배출된다. 제 2단 스테이지 흡입 통로(37)의 단면 면적이 공기의 유속을 충분히 감소시키도록 증가된다면, 그 흐름에 포함되어 고압단 압축기(3)내부로 도입되는 드레인 미스트의 양은 감소될 수 있다.

오일 펌프(15)와 오일 쿨러(16)의 장착을 위한 장착 시트(41, 42)는 증속기 케이싱(5)의 오일 탱크(32b)의 외부 표면위에 형성된다. 이것은 증속기 케이 싱(5)위에 직접 보조 설비를 장착하기 위함이 된다. 매니폴드(43)는 윤활될 부분에 윤활유를 공급하는 통로, 또한 솔레노이드 밸브, 릴리프 밸브등에 윤활유를 분배 및 공급하는 오일 탱브부상에 형성된다. 매니폴드(43)가 증속기 케이싱(5)상에 형성되기 때문에, 오일 공급 파이프, 오일 필터등(도시 안됨)은 쉽게 고정될 수 있다. 상기 매니폴드(43)가 윤활유 레벨보다 더 높은 레벨에 위치되어 오일 필터(17)의 오일 엘러멘트가 교환될 때 윤활유가 오일 탱크(32a)로부터 흘러나오지 않을 것이다.

이 실시예의 인터 쿨러(33)와 애프터 쿨러(34)에서, 냉각수가 열전달관 내에서 흐르는 반면 압축 공기는 열전달관 외부로 흐른다. 그 이유는 냉각수의 유로부상에 침전되기 쉬운 오물이 쉽게 제거될 수 있기 때문이다. 종래의 구성에서, 쉘 및 관형(shell-and-tube type) 열교환기는 인터 쿨러와 애프터 쿨러등의 쿨러 부분에 사용될 수 있어 관내로 공기가 흐르고 관 외부로 냉각수가 흐르기에 적합하다. 이러한 경우에, 열교환 성능과 보전 성능을 증가시키기 위해서는 대형 사이즈의 열교환기가 필요하고, 또한 열교환기를 세정할 때, 열교환기 전체가 제거되어야 한다.

이 실시예가 종래의 구성에 대한 단점등을 극복할 수 있는 이점을 갖고 있지만, 냉각수가 관 내부로 흐르는 반면 공기가 관 외부로 흐르기 때문에, 압축 공기에 의해 쿨러 케이싱이 가열된다는 또다른 문제에 직면하게 된다. 이 실시예에서, 이러한 문제를 해결하기 위해 다음의 조치가 취해진다.

쿨러부의 케이싱 내부 표면은 스크루 압축기의 작동 공기와 접한다. 인터 쿨러(33)와 애프터 쿨러(34)내의 쿨러 네스트를 통과하는 공기는 각각의 쿨러(33 및 34)의 상부로부터 하부를 향하여 수직으로 흐른다. 따라서 각각의 쿨러(33 및 34)의 하부 온도는 낮은 반면 상부 온도는 높아진다. 저압단 압축기 (2)로부터 대략 150℃ 의 온도로 배출되는 배출 공기는 인터 쿨러(33)내부로 흐른다. 그 결과, 인터 쿨러(33)의 케이싱의 상부는 배출 공기의 온도보다 약간 낮은 표면 온도로 상승한다. 애프터 쿨러(34)의 케이싱의 상부는 고압단 압축기(3)로부터 방출된 배출 공기의 온도와 동일한 온도인 대략 200 ℃로 가열된다.

상기 케이싱은 저압단 압축기(2)와 고압단 압축기(3) 각각으로부터 방출된배출 공기에 의해 가열된다. 이 때, 상기 케이싱은 열팽창 계수( 주철:11 x 10⁶[1/℃]), 길이(mm), 및 온도 변화(℃)의 곱만큼의 열팽창이 발생한다. 그 결과, 상당한 열팽창이 쿨러 네스트의 삽입 방향인 그것의 길이 방향으로 쿨러 케이싱에 나타난다. 따라서, 이 실시예에서, 각각의 쿨러 네스트는 스크루 압축기의 정면에 형성된 플랜지부위에 캔틸레버 방식으로 지지된다. 이러한 구조로, 쿨러 케이싱이 길이 방향으로 열변형될 때 조차도, 플랜지부만이 변위되고, 따라서, 쿨러 네스트상에 열응력이 작용하지 않아 쿨러 네스트의 신뢰도를 개선시킬 수 있다.

따라서, 쿨러 네스트의 신뢰도가 개선될 수 있다. 그러나, 쿨러 케이싱이 열변형될 때, 이 열변형은 스크루 압축기의 여러 부분에 영향을 미친다. 상기 스크루 압축기에서, 쿨러(33 및 34)는 공기 통로를 통해 압축기(2 및 3)의 배출 포트 또는 흡입 포트에 연결되고, 이러한 공기 통로는 쿨러 케이싱의 열팽창을 막는다. 이 때, 공기 통로는 열변형된다. 종래의 구성에서, 관 내부 공기(관 외부 물)형태의 쿨러들이 사용되고 있었으므로, 각 단에 배치된 압축기들이 파이프에 의해 쿨러들에 연결되고 플랜지부가 이 끝단에 사용되었을 때에도, 쿨러 케이싱의 온도 상승은 작고 그것의 열팽창이 작아서, 열변형에 의한 누출 가능성이 없다.

그러나, 관 내부 물(관 외부 공기)형태의 쿨러들을 사용하면, 상술한 이유로 인해 플랜지면으로부터 공기가 누출될 가능성이 있다. 따라서, 본 발명에서는 두 개의 압축기(2 및 3)의 흡입 공기 통로와 배출 공기 통로는 쿨러 케이싱에서 일체로 형성된다. 이러한 구성으로, 상기 쿨러들이 열변형 되었을 때에도, 플랜 지면으로부터 공기가 누출되지 않을 것이다.

상기 케이싱은 구성 부품의 개수를 감소시킬 수 있도록 주조에 의해 소형, 일체 구조로 형성된다. 이와 관련하여 기어 케이싱을 이러한 일체형 쿨러 케이싱과 일체화시키는 것이 바람직하다. 그러나, 쿨러 케이싱이 기어 케이싱과 일체로 형성되고, 쿨러 케이싱의 열변형에 의해 기어 케이싱이 변형되고 일체형 케이싱의 여러 위치에 형성된 개구부 주위의 이러한 부분들위에 과도한 열응력이 작용할 가능성이 있다.

쿨러 케이싱에 나타나는 열변형의 양은 쿨러부분의 길이 및 온도 변화에 의존한다. 따라서, 상기 쿨러 길이는 예상되는 열변형 양을 줄여 쿨러에 실제로 요구되는 값으로 제한한다. 또한, 쿨러 케이싱과 기어 케이싱 사이의 연결 강성이 낮아져 쿨러 케이싱의 열변형이 기어 케이싱에 전달되지 않도록 한다. 그 때문에, 쿨러 케이싱은 기어 케이싱 내에 또는 상기 기어 케이싱의 측면상에 직접 장착되지 않고 공기 통로를 통해 연결된다. 이러한 구성으로, 쿨러 케이싱과 기어 케이싱은 서로 이격되고, 쿨러 케이싱의 열변형에 대한 역효과가 기어 케이싱으로 직접 전달되는 것을 방지한다. 쿨러 케이싱과 기어 케이싱 사이의 거리는 기어 케이싱, 공기 통로 및 쿨러 케이싱의 강성에 의존한다. 이 실시예에서, 150mm 의 거리가 유지되어, 기어 케이싱은 쿨러부분의 열변형에 의한 역효과로부터 방지된다.

고압단 압축기(3)가 저압단 압축기(2)보다 배출 온도가 더 높기 때문에, 애프터 쿨러(34)의 열변형은 인터 쿨러(33)의 열변형보다 더 크다. 따라서, 이 실시예에서, 기어 케이싱상의 쿨러(33 및 34)의 열변형의 효과를 최소로 감소시키기 위해서, 기어 케이싱으로부터 애프터 쿨러가 더 멀리 위치되는 반면, 인터 쿨러는 기어 케이싱에 더 가깝게 배치된다.

상술한 바와 같이, 관 외부 공기 형태의 쿨러들의 사용은 종래의 구성과 비교하여 쿨러 부분의 온도가 더 높아지도록 하고 스크루 압축기의 여러 부분들이 열변형에 영향을 받는다. 그러나, 본 발명에 따르면, 쿨러 부분과 기어 박스부는 서로 이격되고, 공기 통로를 통해 서로 일체로 연결되어 증가된 열응력과 파이프 연결부에서의 공기 누출등과 같은 열변형에 의한 손실이 방지될 수 있다.

도 1의 스크루 압축기에 사용된 용량 제어 밸브의 일예시가 도 11에서 수직 단면도로 나타난다. 도 11에 나타난 용량 제어 밸브(10)는 도 4에 개략적으로 나타난 바와 같이 흡입 필터(11a)와 저압단 압축기(2)사이에 제공된다. 흡입 공기(F 11out)가 저압단 압축기(2)내부로 흐르도록 압축기 연결 플랜지(45)는 용량 제어 밸브(10)의 하부에 형성된다. 이 플랜지(45)는 증속기 케이싱(5)에 형성된 제 1단 흡입 통로(35)의 용량 제어 밸브 장착 플랜지(29)(도 9 참조)에 플랜지 연결된다. 용량 제어 밸브(10)내부에 주변 공기(F11in)를 도입하는 흡입 덕트 장착 플랜 지(44)는 용량 제어 밸브(10)의 상부위에 형성된다. 상기 플랜지(44)는 흡입 필 터(11a)를 포함하는 흡입 덕트(11)에 플랜지 연결된다. 플랜지(47)는 용량 제어 밸브의 우측에 형성되고, 플랜지(46)는 용량 제어 밸브(10)의 정면위에 형성된다. 애프터 쿨러의 하류에 제공된 제 2단 배출 파이프가 플랜지(46)에 연결되고, 스크루 압축기의 최종 배출 파이프는 플랜지(47)에 연결된다.

흡입 스로틀 밸브(48), 분출 밸브(49) 및 체크 밸브(50)는 용량 제어밸브(10)의 수납(10b)에 수납된다. 흡입 스로틀 밸브(48)의 밸브 부재(48a)와 분출 밸브(49)의 밸브 부재(49a)는 축(72)의 말단부상에 고정적으로 장착된다. 상기 축(72)은 수납(10b)위에 장착된 베어링(52)에 의해 슬라이딩 가능하게 지지된다. 밸브 부재(48a 및 49a)로부터 멀리 떨어진 축(72)의 끝단위에 피스톤(51)이 장착되고 상기 피스톤(51)에 유압이 공급된다.

흡입 스로틀 밸브(48)와 분출 밸브(49)는 연동 방식으로 작동된다. 스크루 압축기가 언로드 동작으로부터 온로드 동작으로 전환될 때, 분출 밸브(49)가 닫히는 반면 흡입 스로틀 밸브(48)는 열리게 된다. 대조적으로, 스크루 압축기가 온로드 동작으로부터 언로드 동작으로 전환될 때, 분출 밸브(49)가 열리는 반면 흡입 스로틀 밸브(48)는 닫히게 된다.

애프터 쿨러(34)로부터 방출되어 상온으로 냉각된 제 2단 배출 공기는 분출 밸브(49)의 1차측으로 유도된다. 분출 밸브(49)가 언로드 동작에서 열리게 될 때, 애프터 쿨러(34)와 제 2단 배출 파이프부의 용량에 대응하는 양에 해당하는 가압된 공기가 분출 밸브(49)의 2차측과 흡입 스로틀 밸브(48)의 1차측 사이의 공간으로 방출된다. 그 후, 공기는 흡입 필터(11a)를 통하여 되흐르고 흡입 덕트(11)를 통해 스크루 압축기의 외부로 분출된다. 분출 공기가 스크루 압축기의 흡입부로 되돌아오고 흡입 덕트(11)가 흡입 소음기(silencer)로 사용되기 때문에, 분출 소음기를 제공할 필요가 없다. 또한, 분출 공기가 흡입 필터(11a)를 통하여 되흐르기 때문에, 흡입 필터(11a)상에 쌓인 먼지, 오물등이 분출되는 효과가 얻어진다.

애프터 쿨러(34)로부터 방출되어 상온으로 냉각된 제 2단 배출 공기는 또한체크 밸브(50)의 1차측에 공급된다. 상온으로 냉각된 제 2단 배출 공기는 고압단 압축기로부터 방출될 때의 온도로 유지되면서 제 2단 배출 공기가 공급되는 경우와 비교하여 체적 유량이 감소된다. 따라서, 체크 밸브의 사이즈가 감소될 수 있다.

다음, 도 1의 스크루 압축기에서 사용된 인터 쿨러와 애프터 쿨러는 도 12 및 13를 참조로 설명될 것이다. 인터 쿨러(33)와 애프터 쿨러(34)는 유사한 구조를 갖는다. 이 쿨러(33 및 34)에서, 쿨러 네스트와 플랜지 부분은 집합적으로 "공기 쿨러" 로 언급될 것이다. 도 12는 공기 쿨러의 수직 단면도이고, 도 13은 도 12의 공기 쿨러 부분의 사시도이다.

공기 쿨러(53)는 워터 챔버 케이싱(20), 내압 관 플레이트(73), 쿨러 네스트(54), 리턴 헤더(74)등을 포함한다. 공기 쿨러(53)는 조립 상태로 증속기 케이싱 (5)의 쿨러 케이싱부 내부로 삽입되어 인터 쿨러와 애프터 쿨러를 형성한다. 상기 인터 쿨러(33)와 애프터 쿨러(34)가 서로 근접하여 배치되므로, 두 개의 쿨러(33 및 34)에 대한 물의 공급 및 방출을 워터 챔버 케이싱(20)에 한데 모은다. (공업 용수가 흐르는)냉각수 주관으로의 연결은 한 지점에서 이루어지고 또한 배출 파이프로의 연결이 한 지점에서 이루어진다.

쿨러 네스트(54)에 있어서 냉각수 통로는 도 12의 좌우 방향으로 연장되는 직사각형 파형상의 내부 핀(56)으로 형성된다. 상기 통로는 4경로 구성으로 이루어져 있다. 공기 통로는 도 12의 상하류 방향으로 연장되는 아코디언형상 파형핀(55)으로 형성된다. 공기 통로는 상부쪽으로부터 하부쪽으로 연장되는 하나의 일경로만을 갖는다. 전체 쿨러 네스트(54)에서, 냉각수 통로를 형성하는 내부 핀(56)은 4개의 층으로 배치되며, 공기 통로를 형성하는 파형핀(55)은 3개의 층으로 배치되며 이것들은 교대로 쌓여 있다. 핀들은 납땜으로 결합되어 있다. 이러한 핀 층들의 개수는 상술된 개수로 제한되지 않고 이용가능한 공간이 있는 한 증가될 수 있다.

상기 공기 쿨러(53)는 소위 파형핀 관형이고, 냉각수 통로쪽은 밀폐되어 있고 공기 통로측은 개방되어 있다. 열 전달 효율을 높이기 위해서, 케이싱에 삽입된 네스트 주위의 공간을 고온쪽과 저온쪽으로 분리할 필요가 있다. 이 실시예에서는 밀봉 플레이트(도시 안됨)가 케이싱의 측면에 밀어 붙여 네스트의 상부의 고온쪽과 네스트의 하부의 저온쪽으로 분리시킨다.

도 14는 단면에서 도 1의 스크루 압축기의 전동기 부분의 세부 사항을 나타낸다. 전동기(4)는 전폐 팬 냉각형이고, 플랜지 장착형으로 구성되어 있다. 상기 전동기(4)의 축(62)은 베어링(58a 및 58b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 팬(77)은 축(62)의 일끝단위에 직접 끼워 마추어져 있고 압축기를 구동하는 불 기어(61)는 베어링(58a)위에 걸쳐진 축(62)의 다른 끝단위에 직접 마추어져 있다.

상기 저압단 압축기(2)와 고압단 압축기(3)의 각각의 스크루 회전자의 축끝단은 탄소링 밀봉과 나사 밀봉을 포함하는 비접촉 밀봉으로 밀봉되어 있다. 그 결과, 공기(F1)는 각각의 압축기(2 및 3)로부터 증속기 케이싱(5)내부로 약간 누출된다. 이 누출 공기가 증속기 케이싱으로부터 충분히 방출되지 않는다면, 케이싱 내부의 압력은 증가할 것이고, 윤활유가 전동기(4)내부로 누출되어 전동기의 베어링 (58a 및 58b)으로부터 그리스가 흘러나올 가능성을 초래한다. 이러한 단점을 제거하기 위해서, 증속기 케이싱(5)의 내부 압력 증가를 방지하기 위하여 증속기 케이싱(5)위에 충분히 큰 직경의 통기관(vent pipe)을 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 구성을 가지고, 큰 압력 손실을 갖는 필터가 사용될 수 없다. 그 결과, 케이싱 내부의 유연의 일부가 외부로 방출될 가능성이 있다.

따라서, 이 실시예에서, 공기는 증속기 케이싱(5)의 내부로부터 강하게 흡입되고 오일 탱크의 내부 압력을 부압으로 유지시키도록 주변 대기로 방출된다 (Fout). 더욱 상세히 말하자면, 이젝터(64)는 증속기 케이싱(5)에 연결된다. 이 이젝터(64)는 체크 밸브(50)의 하류의 제 2단 배출 파이프부로부터 도입된 공기(Fin)에 의해 구동된다. 유연 분리 필터(63)는 증속기 케이싱(5)과 이젝터(64) 사이에 제공된다. 이러한 구성으로, 유연은 외부로 방출되지 않을 것이고, 오일 탱크의 내부 압력은 대기압력보다 수 밀리미터(수주) 더 낮은 레벨로 유지될 수 있다.

유연 분리 필터(63)에 의해 분리된 드레인은 이 분리 필터(63)에 연결된 파이프(66)를 통해 이 탱크(32b)에 들어있는 오일 탱크(32b)의 오일 표면보다 낮은 부분으로 되돌아온다. 체브 밸브(50)의 하류로부터 배출 공기는 이젝터(64)를 드라이브하는데 사용된다. 이것은 증속기 케이싱(5)의 내부 압력이 압축기(1)의 언로드 동작에서도 부압으로 유지될 수 있기 때문이다. 이 때문에, 이젝터를 구동시키기 위해 필요한 공기 압력은 체크 밸브(50)의 하류쪽의 공기 압력에 의해 제공된다. 이 구동 공기 압력은 온 로드 동작에서 제 2단 배출 압력 만큼 높을 필요가 없고, 따라서, 고압단 압축기(3)로부터의 배출 공기를 조정기(65)에 의해 감압하여 사용한다.

증속기 케이싱(5)의 내부 압력이 부압으로 감소되면, 공기가 전동기(4)의 베어링(58a 및 58b)을 통해 증속기 케이싱(5)의 내부로 흐르거나 누출되어 이들 베어링위에 그리스가 흘러나오는 것이 우려된다. 따라서, 이 실시예에서, 축밀봉(59)이 전동기의 로드쪽 베어링(58a)과 불 기어(61)사이에 제공된다. 또한, 로드쪽 베어 링(58a)과 축밀봉(59)사이의 공간을 주변 대기로 개방하는 대기 구멍(60)이 형성된다. 이 대기 구멍(60)은 증속기 케이싱(5)의 내부 압력이 부압으로 감소될 때, 대기 구멍(60)과 축밀봉(59)을 통해 증속기 케이싱(5)내부로 소량의 공기를 누출시킨다. 그러나, 이 누출 공기의 양은 이젝터에 의해 흡입된 공기의 양과 비교하여 상당히 작아서, 이젝터의 작용에 악영향을 끼치지 않을 것이다. 전동기(4)에 제공된 축밀봉(59)은 오일 제거 래버린스와 나사 밀봉을 조합하여 구성한다. 체크 밸브의 하류 압력이 압축기(1)의 동작을 개시할 때와 같이 충분히 증가하지 않을 때, 전동기의 축은 나사 밀봉(59)의 나사 밀봉의 펌프 작용에 의해 밀봉된다.

이 실시예는 다음의 이점을 얻는다.

(1)인터 쿨러와 애프터 쿨러의 케이싱은 증속기 케이싱과 일체로 형성되고 구성 부품의 개수를 감소시켜 경제성을 향상시킨다.

(2)각각의 스테이지 압축기로 가스를 공급하는 흡입 통로와 각각의 스테이지 압축기로부터 가스를 방출하는 배출 통로가 증속기 케이싱에 형성된다. 각각의 단의 압축기들은 증속기 케이싱상에 직접 장착될 수 있다. 각각의 단의 압축기로부터 및 압축기로 가스를 도입하는 흡입 포트와 배출 포트는 증속기 케이싱의 압축기가 장착된 표면에 형성된다. 따라서, 구성 부품의 개수가 감소되어 경제성을 향상시킨다.

(3) 분출 밸브의 2차측은 용량 제어 밸브의 1차측에 연결되어 구성 부품의 개수가 감소된다. 또한, 체크 밸브는 애프터 쿨러의 하류에 배치되어 크기가 감소되고 경제성을 향상시킨다.

(4) 일체형 구조의 쿨러는 인터 쿨러와 애프터 쿨러를 포함하고 냉각수가 관 내부로 흐르는 반면 압축된 공기는 냉각수가 관 내부로 흐를 때 각각의 쿨러의 관 외부로 흐른다. 따라서, 각각의 쿨러의 열전달 효율을 저하시키지 않고 보전 성능이 향상될 수 있다. 또한, 쿨러 부분과 증속기 케이싱 사이에 공간이 생겨, 쿨러 부분의 열변형이 증속기 케이싱에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

(5)증속기 케이싱의 하부는 오일 탱크로서 사용되고 쿨러 부분은 전동기 아래에 놓여진다. 따라서, 각각의 단의 압축기들 아래의 영역은 오일 펌프와 오일 쿨러를 장착하도록 사용될 수 있고, 윤활유 파이프와 냉각수 파이프의 길이가 감소될 수 있다.

(6)이젝터 장치는 증속기 케이싱의 내부로부터 공기를 유도하도록 제공되고, 오일 분리 필터는 증속기 케이싱과 이젝터 사이에 제공된다. 따라서, 오일은 비교적 저렴하게 회수될 수 있다.

(7)래버린스 밀봉과 나사 밀봉을 포함하는 비접촉 축밀봉 장치는 증속기 케이싱의 내부를 전동기의 내부 공간으로부터 분리시키기 위해 전동기의 증속기쪽 베어링과 불 기어 사이에 제공되고, 상기 전동기를 향하는 축밀봉 장치쪽의 공간은 주변 대기쪽으로 개방된다. 따라서, 복잡한 축밀봉 구조는 불필요하다.

비록 상술된 실시예는 예시로서 2단 압축기를 포함하는 스크루 압축기를 설명하였지만, 유사한 효과들은 1단 압축기만을 포함하는 일단 스크루 압축기에 대하여 얻어질 수 있고, 이 경우에 인터 쿨러는 당연히 불필요하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 스크루 압축기에서, 증속기 케이싱은 냉각 케이싱과 일체로 형성되어 구성 부품의 개수가 감소되고 소형 디자인을 가능하게 한다. 또한, 스크루 압축기의 인터 쿨러와 애프터 쿨러는 냉각수가 관의 내부로 흐르는 반면 압축 공기가 관 외부로 흐르고 그 보전이 용이하게 실시되는 구성을 포함할 수 있다.

Claims

축끝단위에 불 기어가 장착된 전동기와,

상기 전동기의 상기 불 기어와 맞물리는 피니언을 축의 끝단에 장착한 수컷 회전자를 각각 포함하는 제 1단 압축기 및 제 2단 압축기와,

상기 불 기어와 상기 피니언을 수용하는 증속기 케이싱과,

상기 제 1단 압축기에 의해 압축된 공기를 냉각시키는 인터 쿨러,

상기 제 2단 압축기에 의해 압축된 공기를 냉각시키는 애프터 쿨러를 포함하는 스쿠루 압축기에 있어서,

상기 인터 쿨러의 케이싱, 상기 애프터 쿨러의 케이싱 및 상기 증속기 케이싱을 서로 일체로 형성하여 일체형 케이싱을 형성하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 일체형 케이싱이 주물로 제작되고 상기 인터 쿨러와 상기 애프터 쿨러 각각이 쿨러 네스트를 가지고, 냉각수가 상기 쿨러 네스트의 관 내부로 흐르는 반면 상기 압축 공기가 상기 관의 외부로 흐르는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 일체형 케이싱의 단면이 일반적으로 L자 형상을 갖고, 상기 인터 쿨러와 상기 애프터 쿨러가 서로 근접하고, 상기 증속기 케이싱으로부터 상기 두 개의 쿨러들을 이격시키도록 상기 두 개의 쿨러들과 상기 증속기 케이싱 사이에 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 일체형 케이싱에 상기 인터 쿨러와 상기 애프터 쿨러에 각각의 단의 압축기들을 연결하는 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 2항에 있어서,

상기 쿨러 네스트는 상기 일체형 케이싱상에 제거 가능하게 장착되고, 상기 쿨러 네스트는 상기 전동기의 회전 축선에 실질적으로 수직인 방향으로 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1단 압축기,

상기 제 1단 압축기에 의해 압축되는 작동 공기를 냉각시키는 인터 쿨러,

상기 인터 쿨러에 의해 냉각된 작동 공기를 압축하는 제 2단 압축기,

상기 제 2단 압축기에 의해 압축되는 작동 공기를 냉각시키는 애프터 쿨러,

각 단의 압축기들에 전동기의 원동력을 전달시키는 증속 기어, 및

상기 제 1 및 제 2단 압축기들을 수용하는 일체형 케이싱을 포함하고,

상기 일체형 케이싱은, 상기 제 1단 압축기 내부로 흡입된 작동 가스가 상기애프터 쿨러로부터 흘러 나오는 작동 가스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 6항에 있어서,

상기 일체형 케이싱이 상기 증속 기어를 수용하는 증속기 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 6항에 있어서,

상기 일체형 케이싱은 상기 인터 쿨러의 케이싱과 상기 애프터 쿨러의 케이싱을 포함하고, 상기 인터 쿨러와 상기 애프터 쿨러는 각각 쿨러 네스트를 포함하여 상기 작동 공기가 상기 쿨러 네스트의 관의 외부로 흐르는 반면 냉각수가 상기 관 내부로 흐르는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 6항에 있어서,

상기 일체형 케이싱은 상기 인터 쿨러에 상기 제 1단 압축기를 연결하는 제 1단 배출 통로, 상기 제 2단 압축기에 상기 인터 쿨러를 연결하는 제 2단 흡입 통로, 및 상기 애프터 쿨러에 상기 제 2단 압축기를 연결하는 제 2단 배출 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 6항에 있어서,

상기 작동 공기를 상기 제 1단 압축기로 공급하는 흡입 포트와 상기 애프터 쿨러에 의해 냉각된 작동 공기를 상기 작동 공기의 소비처에 도입시키기 위한 배출 포트가 상기 일체형 케이싱내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 7항에 있어서,

상기 인터 쿨러와 상기 애프터 쿨러가 서로 근접하게 위치되고, 상기 쿨러들은 상기 증속기 케이싱으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
1단 이상의 압축기,

초단 압축기의 상류에 제공되는 용량 제어 밸브,

최종단 압축기의 하류에 제공되는 체크 밸브,

상기 최종단 압축기와 체크 밸브사이의 위치로부터 주변 대기로 최종단 압축기로부터 배출된 공기를 배출할 수 있고, 그 2차측이 상기 용량 제어 밸브의 1차측에 연결된 분출 밸브,

상기 최종단 압축기로부터 배출된 공기를 냉각시키는 애프터 쿨러, 및

상기 제 1 및 제 2단 압축기들을 수용하는 일체형 케이싱을 포함하고,

상기 일체형 케이싱은 상기 제 1단 압축기 내부로 흡입된 작동 가스가 상기 애프터 쿨러로부터 흘러 나오는 작동 가스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 12항에 있어서,

상기 분출 밸브(blow - off valve)는 상기 애프터 쿨러와 상기 체크 밸브 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 12항에 있어서,

상기 분출 밸브와 상기 체크 밸브가 상기 용량 제어 밸브에 일체로 포함되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 증속기 케이싱의 하부에 형성되어 상기 피니언과 상기 불 기어를 윤활 하기 위한 윤활유를 갖고 있는 오일 탱크부, 상기 피니언과 상기 불 기어에 상기 오일 탱크부에 수집된 윤활유를 공급하는 오일 펌프, 및 윤활유를 냉각시키는 오일 쿨러를 더욱 포함하고, 상기 오일 펌프와 오일 쿨러는 상기 증속기 케이싱상에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 증속기 케이싱의 내부로부터 가스를 도입하는 흡입 장치 및 상기 증속기 케이싱과 상기 흡입 장치 사이에 제공된 오일 분리 필터를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 증속기 케이싱의 내부로부터 가스를 도입하는 이젝터를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 스크루 압축기의 동작시 상기 증속기 케이싱의 내부가 대기 압력보다 낮은 압력으로 유지되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.