KR20030087533A - 다중 로터 스크류 압축기를 위한 비대칭 포팅 - Google Patents

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Abstract

다중 로터 스크류 압축기는 각각 로터를 내장하는 3개 이상의 평행한 로터 하우징 섹션을 형성하고, 인접하는 로터가 두 개 이상의 압축기 쌍을 형성하고 압축기 쌍의 각각에 대한 흡입 및 배출 포트를 포함하고 제1 폐쇄 로브 포트, 최종 폐쇄 로브 포트 및 균압 포트로 구성된 그룹으로부터 선택된 두 개 이상의 보조 포트를 더 포함하는 압축기 하우징을 포함하고, 보조 포트 중 하나 이상은 두 개 이상의 쌍 중 제1 쌍과 연통하고, 나머지 보조 포트는 두 개 이상의 쌍 중 제2 쌍과 연통함으로써 보조 포트 사이의 간섭은 감소된다. 본 발명의 다른 태양에 따르면, 제1 압축기 쌍은 균압 포트와 연통하고 제1 배출 포트를 가지고, 제2 압축기 쌍은 균압 포트와 연통하지 않고 제2 배출 포트를 가지며, 제1 배출 포트 및 제2 배출 포트는 제1 배출 포트에 제2 배출 포트보다 낮은 체적 지수비(Vi)를 제공하도록 선택적으로 치수가 정해진다. 본 발명의 다른 태양에 따르면, 제1 압축기 쌍은 균압 포트와 연통하고 제1 배출 포트를 가지고, 제2 압축기 쌍은 균압 포트와 연통하지 않고 제2 배출 포트를 가지며, 제1 배출 포트 및 제2 배출 포트는 제1 배출 포트에 제2 배출 포트보다 낮은 체적 지수비(Vi)를 제공하도록 선택적으로 치수가 정해진다.

Description

다중 로터 스크류 압축기를 위한 비대칭 포팅 {ASYMMETRIC PORTING FOR MULTI-ROTOR SCREW COMPRESSOR}
본 발명은 다중 로터 스크류 압축기에 관한 것으로, 더 구체적으로는 이러한 압축기를 위한 개선된 포팅(porting) 구성에 관한 것이다.
쌍로터 스크류 압축기가 알려져 있고, 대개 두 개의 로터를 위한 회전하는 챔버를 형성하는 하우징을 가지는 압축기에 관한 것이며, 이러한 압축기는 대개 다수의 다양한 포트를 가진다. 주요 포트로는 흡입 및 배출 포트가 있고, 대개 스크류 압축기에서 사용되는 보조 포트로는 제1 밀폐 로브(FCL) 포트, 최종 밀폐 로브(LCL) 포트, 균압(economizer) 포트 및 다른 압력 균형 포트가 있다. 이들 포트 각각은 압축기 작동과 관련하여 다른 시스템 기능을 수행한다.
다중 로터 스크류 압축기가 알려져 있고, 두 개 이상의 평행 쌍을 형성하는 3개 이상의 로터와 함께 두 개 이상의 로터 챔버를 형성하는 하우징을 가지며, 그 각각은 독립된 압축기 쌍으로서 작동할 수 있다. 이러한 압축기를 위해 전술된 다양한 포트를 제공하는 것은 압축기 구조상의 세부 사항 및 시스템 작동 조건에 따라 다양한 포트가 서로 상호 작용 할 수 있기 때문에 문제점을 야기할 수 있다. 이러한 상호 작용은 실질적으로 압축기의 효율적인 작동을 방해할 수 있다.
전술된 내용에 기초할 때, 다중 로터 스크류 압축기를 위한 개선된 하우징 및 포팅 구조에 대한 필요성이 여전히 남는다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 압축기가 더 효율적으로 작동할 수 있도록 이러한 압축기를 위한 개선된 하우징 및 포팅 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 작동 소음을 감소시키는 다중 로터 스크류 압축기를위한 포팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 이하에서 나타날 것이다.
도1은 수형 베타 각도 함수로서의 다중 로터 스크류 압축기의 상부 암나사에 대한 흡입, 배출 및 균압 포트 영역과 함께 트랩된 체적을 도시한 도면.
도2는 수형 베타 각도 함수로서의 다중 로터 스크류 압축기의 하부 암나사에 대한 흡입 포트 영역, LCL 포트 영역, FCL 영역 포트 및 배출 포트 영역과 함께 트랩된 체적을 도시한 도면.
도3은 다중 로터 스크류 압축기의 하우징 부분 및 그 위의 균압 및 배출 포트의 위치 설정을 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 하우징
12, 14, 16 : 하우징 섹션
18 : 균압 포트
20, 22 : 배출 포트
본 발명에 따르면, 앞선 목적 및 장점이 용이하게 달성된다.
본 발명에 따르면, 각각 로터를 내장하는 3개 이상의 평행한 로터 하우징 섹션을 형성하고, 인접하는 로터가 두 개 이상의 압축기 쌍을 형성하고, 압축기 쌍의 각각에 대한 흡입 포트 및 배출 포트를 포함하고 제1 폐쇄 로브 포트, 최종 폐쇄 로브 포트 및 균압 포트로 구성된 그룹으로부터 선택된 두 개 이상의 보조 포트를 더 포함하는 압축기 하우징을 포함하고, 보조 포트 중 하나 이상은 두 개 이상의 쌍 중 제1 쌍과 연통하고, 나머지 보조 포트는 두 개 이상의 쌍 중 제2 쌍과 연통함으로써 보조 포트 사이의 간섭이 감소되는 다중 로터 스크류 압축기가 제공된다.
또한 본 발명에 따르면, 스크류 압축기의 다중 쌍 중 단일 쌍에만 균압 포트가 제공되고, 다중 쌍을 위한 배출 포트는 균압된 쌍에 균압되지 않은 쌍보다 낮은 체적 지수비를 제공하도록 선택적으로 치수가 결정된다. 이는 효율적인 압축기의 작동을 제공하고 또한 압력 맥동 등에 기인한 소음을 감소시키는데 일조한다.
본 발명에 따른 포트의 비대칭 분배는 전체적인 성능을 향상시키도록 포트 사이의 간섭을 피하면서 다중 로터 스크류 압축기의 효율적인 작동을 제공하는데 바람직하게 이용될 수 있다.
첨부된 도면을 참조한 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명이 이어진다.
본 발명은 다중 로터 스크류 압축기에 관한 것으로, 더 구체적으로는 작동효율을 향상시키고 압축기의 작동 소음을 감소시키기 위한 다중 로터 스크류 압축기를 위한 하우징 및 포팅 구조의 구성에 관한 것이다.
전술된 바와 같이, 스크류 압축기는 대개 유체를 유입 및 유출시키기 위한 흡입 및 배출 포트를 구비하고, 균압 포트, 최종 밀폐 로브(LCL) 포트, 제1 밀폐 로브(FCL) 포트 및 압력 균형 포트 등을 포함하는 다양한 형태의 보조 포트를 더 구비한다. 종래의 쌍로터 압축기에 있어서, 이들 포트는 압축기의 작동을 향상시키기 위해 나사 쌍과 연통하는 다양한 위치에 위치 설정되었다.
다중 로터 스크류 압축기, 즉, 두 개 이상의 로터를 구비하는 스크류 압축기에 있어서, 다중 쌍의 인접하고 평행한 로터 사이에서 비대칭 형태로 보조 포트를 위치 설정하고, 그리고/또는 포트 구조를 구성함으로써 향상된 작동이 제공될 수 있고, 이러한 포팅 위치 설정 및 그 구성이 포트 사이의 바람직하지 못한 연통을 피하도록 구성될 수 있음을 알게 되었다. 또한 이러한 구조는 압축기의 효율을 향상시키고, 소음을 줄이고 전체적으로 신뢰성 있는 장치를 제공하도록 각각의 쌍및 쌍에 따른 수형 및 암형 압축기 포켓에 대한 체적 지수비(Vi)를 최적화시키도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각각의 쌍이 흡입 포트 및 배출 포트를 가져야 하지만, 나머지 포트는 서로에 대한 간섭 없이 원하는 결과를 제공하도록 효율적으로 작동하는 위치에 이들 포트를 바람직하게 위치 설정하기 위해 다중 로터 스크류 압축기의 쌍 사이에서 바람직하게 분리될 수 있다.
도1 및 도2는 도3에 부분적으로 개략 도시된 것과 같은 다중 로터 스크류 압축기의 암형 압축기에 대한 포트 영역 및 트랩된 체적을 도식적으로 도시한다.
따라서 도1은 제1 암형 로터 및 수형 로터에 의해 형성된 제1 쌍의 구성에 대응하고, 도2는 제2 암형 로터 및 수형 로터에 의해 형성된 제2 쌍에 대응한다.
도1은 제1 쌍이 흡입 포트 및 배출 포트를 포함하고, 그에 대한 포트 영역을 도시하며, 또한 그 사이에 위치 설정되고 수형 베타 또는 크랭크 각도를 따른 위치에서 이들 쌍과 연통하는 균압 포트를 포함하는 것을 도시한다.
도2는 제2 쌍을 도시하고, 이들 쌍은 도2의 대응하는 흡입 포트 및 배출 포트 영역으로 도시된 바와 같은 흡입 포트 및 배출 포트를 구비하고, 개략적으로 도시된 바와 같이 최종 밀폐 로브(LCL) 포트 및 제1 밀폐 로브(FCL) 포트를 더 구비한다. 이러한 쌍은 제1 쌍의 균일 포트와 직접 연통하지는 않는다. 따라서, 도1 및 도2는 제1 쌍에는 흡입 및 배출 포트가 제공되고, 제2 쌍에도 역시 흡입 및 배출 포트가 제공되며, 균압 포트, 최종 밀폐 로브 포트 및 제1 밀폐 로브 포트를 포함하는 보조 포트가 두 개의 쌍 사이에서 비대칭 형태로 분배되는 3 로터 스크류 압축기에 대한 포트 영역 또는 트랩된 체적을 도시한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따라 원하는 대로, 균압 포트가 제2 쌍의 최종 밀폐 로브 및 제1 밀폐 로브 포트와의 간섭 혹은 연통없이 제1 쌍의 향상된 작동을 위해 제공될 수 있다.
또한 도1 및 도2는 제1 및 제2 쌍에 대한 배출 포트 영역의 비대칭 구성을 개략적으로 도시한다. 도1은 도2보다 더 큰 배출 포트 영역 및 도2의 것보다 빨리 개방하는 배출 포트를 도시한다. 이는 도2의 쌍보다 더 낮은 도1의 쌍에 대한 체적 지수비를 야기하고, 본 발명에 따르면, 도1이 균압 포트를 포함하는 쌍이므로, 이는 바람직하다.
또한 도3은 본 발명의 이러한 태양을 도시하고, 각기 로터(도시 생략)를 내장하는 3개의 평행 로터 하우징 섹션(12, 14, 16)을 형성하는 다중 로터 스크류 압축기의 하우징(10)을 도시한다. 대개, 하우징 섹션(12, 16)은 각각 음형 로터를 회전 가능하게 수용하고, 하우징 섹션(14)은 수형 로터를 수용한다. 인접하는 로터들은 서로 기능적으로 결합하여 압축기 쌍을 형성한다. 따라서, 도3의 실시예에 있어서, 하우징 섹션(12, 14) 내의 로터는 제1 압축기 쌍을 형성하고, 하우징 섹션(14, 16) 내의 로터는 제2 압축기 쌍을 형성한다. 도3은 압축 사이클에 반대로 중간 범위 압력에서 유체를 주입하도록 기능하는 균압 포트(18)를 가지는 제1 쌍을 도시한다. 또한 도3은 압축기 각각의 쌍과 합체되는 배출 포트(20, 22)를 도시한다. 도1 및 도2에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 로터 스크류 압축기는 균압 포트(18)를 포함하는 쌍에서 더 큰 배출 포트(22)를 가지고, 균압 포트(18)를 포함하지 않는 쌍에서 배출 포트(22)와 비교하여 더 작은 배출 포트(20)를 가진다. 전술된 바와 같이, 이는 균압화된 쌍의 과압축을 제거하도록 바람직하게 기능함으로써, 그렇지 않으면 발생할 수도 있는 배출 소음 및 압력 맥동을 감소시킨다. 이러한 방식으로, 각각의 쌍은 동일한 작업 조건으로 독립적으로 최적화될 수 있고, 각각은 압축기의 원하는 출력을 만족시키도록 선택될 수 있다.
전술된 다중 로터 압축기의 하우징 및 포팅 구조의 구성의 각각의 형태는 스크류 압축기의 작동 효율, 압축기의 다양한 위치에서의 균형(Vi) 조건을 최적화시키고 다양한 포트 사이의 간섭 또는 연통을 피하도록 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 최종 결과는 더 조용히 작동하고 압축기 훼손이 일어날 수 있는 조건 하에서 작동할 가능성이 적은 더 효율적인 압축기이다.
본 명세서는 두 개의 암형 로터와 단일의 수형 로터의 경우에 대한 3 로터 압축기에 대해 기술되었지만, 다른 다중 로터 구성이 가능하며, 본 발명의 내용은 동일물에 대해 용이하게 적용될 수도 있다.
본 발명은 여기서 도시되고 설명된 내용에 제한되지 않고, 단순히 발명을 실행시키는 최적 모드의 단순한 일예로서 여겨질 뿐이고, 부품의 형태, 치수, 배열 그리고 작동의 세부 사항의 변형이 가능하다. 본 발명은 청구 범위에 의해 정의되는 정신 및 범위 내에서의 이러한 모든 변형을 포함한다.
본 발명에 의하면 압축기를 위한 개선된 하우징 및 포팅 구조를 제공함으로써, 압축기가 더 효율적으로 작동할 수 있는 다중 로터 스크류 압축기가 제공된다.

Claims (5)

  1. 각각 로터를 내장하는 3개 이상의 평행한 로터 하우징 섹션을 형성하고, 인접하는 로터가 두 개 이상의 압축기 쌍을 형성하고, 상기 압축기 쌍의 각각에 대하여 흡입 및 배출 포트를 포함하고, 제1 폐쇄 로브 포트, 최종 폐쇄 로브 포트 및 균압 포트로 구성된 그룹으로부터 선택된 두 개 이상의 보조 포트를 더 포함하는 압축기 하우징을 포함하고, 상기 보조 포트 중 하나 이상은 상기 두 개 이상의 쌍 중 제1 쌍과 연통하고, 나머지 상기 보조 포트는 상기 두 개 이상의 쌍 중 제2 쌍과 연통함으로써 상기 보조 포트 사이의 간섭이 감소되는 것을 특징으로 하는 다중 로터 스크류 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍은 상기 균압 포트와 연통하고 제1 배출 포트를가지고, 상기 제2 쌍은 상기 균압 포트와 연통하지 않고 제2 배출 포트를 가지며, 상기 제1 배출 포트 및 상기 제2 배출 포트는 상기 제1 배출 포트에 상기 제2 배출 포트보다 낮은 체적 지수비(Vi)를 제공하도록 선택적으로 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 다중 로터 스크류 압축기.
  3. 각각 로터를 내장하는 3개 이상의 평행한 로터 하우징 섹션을 형성하고, 인접하는 로터가 두 개 이상의 압축기 쌍을 형성하고, 상기 압축기 쌍의 각각에 대하여 흡입 및 배출 포트를 포함하고, 제1 폐쇄 로브 포트, 최종 폐쇄 로브 포트 및 균압 포트로 구성된 그룹으로부터 선택된 두 개 이상의 보조 포트를 더 포함하는 압축기 하우징을 포함하고, 2개 이상의 상기 보조 포트는 상기 압축기 쌍 사이에서 비대칭으로 분배되는 것을 특징으로 하는 다중 로터 스크류 압축기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 압축기 쌍 중 제1 쌍은 상기 균압 포트와 연통하고 제1 배출 포트를 가지고, 상기 압축기 쌍 중 제2 쌍은 상기 균압 포트와 연통하지 않고 제2 배출 포트를 가지며, 상기 제1 배출 포트 및 상기 제2 배출 포트는 상기 제1 배출 포트에 상기 제2 배출 포트보다 낮은 체적 지수비(Vi)를 제공하도록 선택적으로 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 다중 로터 스크류 압축기.
  5. 각각 로터를 내장하는 3개 이상의 평행한 로터 하우징 섹션을 형성하고, 인접하는 로터가 두 개 이상의 압축기 쌍을 형성하는 압축기 하우징을 포함하고, 두 개 이상의 상기 압축기 쌍 중 제1 쌍은 균압 포트와 연통하고, 제1 배출 포트를 가지고, 상기 압축기 쌍 중 제2 쌍은 상기 균압 포트와 연통하지 않고 제2 배출 포트를 가지며, 상기 제1 배출 포트 및 상기 제2 배출 포트는 상기 제1 배출 포트에 상기 제2 배출 포트보다 낮은 체적 지수비(Vi)를 제공하도록 선택적으로 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 다중 로터 스크류 압축기.
KR10-2003-0025892A 2002-05-08 2003-04-24 다중 로터 스크류 압축기를 위한 비대칭 포팅 KR100537712B1 (ko)

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