KR20140135175A

KR20140135175A - 압축기 장치 및 그런 압축기 장치의 용도

Info

Publication number: KR20140135175A
Application number: KR1020147024332A
Authority: KR
Inventors: 안드리스 얀 에프 데시론
Original assignee: 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2014-11-25
Also published as: LT2960512T; TR201903911T4; NZ627526A; LT2820306T; BR112014020054A2; JP2017020516A; CN105952639A; CN203067284U; RU2014138929A; AU2012371538B2; UA113299C2; CN105952639B; HUE052027T2; JP6339158B2; MX2014009883A; WO2013126969A1; CN104220757B; BE1020312A3; PL2820306T3; EP2960512B1

Abstract

본 발명은 압축기 장치에 관한 것으로서, 압축 하우징(4)에 의해서 형성되는 압축 챔버(3)를 가지는 스크류 압축기(2), 모터 하우징(11)에 의해서 형성된 모터 챔버(12)를 가지는 구동 모터(10), 및 배출구 파이프(31)를 통해서 압력 용기(32)로 연결되는 압축 공기의 배출을 위한 배출구(26)를 적어도 포함하고, 상기 압축 하우징(4) 및 상기 모터 하우징(11)이 서로 직접적으로 연결되어 압축기 하우징(48)을 형성하고, 그에 의해서 상기 모터 챔버(12) 및 압축 챔버(3)가 서로로부터 밀봉되지 않고, 그리고 그에 의해서 압력 용기(32)와 스크류 압축기(2) 사이의 배출구 파이프(31)가 폐쇄 수단을 가지지 않는다.

Description

압축기 장치 및 그런 압축기 장치의 용도{COMPRESSOR DEVICE，AS WELL AS THE USE OF SUCH A COMPRESSOR DEVICE}

본원 발명은 압축기 장치에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본원 발명은, 적어도, 맞물린 압축기 회전자들의 쌍이 내부에 장착되는 압축기 하우징에 의해서 형성된 압축 챔버를 가지는 스크류 압축기, 전술한 2개의 압축기 회전자들 중 적어도 하나를 구동하는 모터 샤프트가 회전 가능하게 장착되는 모터 하우징에 의해서 형성된 모터 챔버를 가지는 구동 모터, 공기를 공급하기 위한 스크류 압축기에 대한 유입구, 압축 공기의 방출을 위한 것으로서 배출구 파이프를 통해서 압력 용기로 연결되는 스크류 압축기로부터의 배출구, 압력 용기로부터 소비재로 압축 공기를 공급하기 위한 압력 용기로부터의 공기 배출구, 및 공압식 조립체 내에서 하나 이상의 액체 또는 가스 유동들을 제어하기 위한 제어 시스템을 구비하는 압축기 장치에 관한 것이고, 상기 제어 시스템은 스크류 압축기의 유입구에서의 유입구 밸브 및 압력 용기의 공기 배출구를 폐쇄 및 개방하기 위한 탭(tap) 및 밸브를 구비한다.

그러한 압축기 장치들이 이미 공지되어 있으나, 그러한 압축기 장치들은 많은 수의 단점들을 가지거나 개선의 여지가 있다.

사실상, 대부분의 그러한 주지의 압축기 장치들에서, 스크류 압축기는, 공급 네트워크로부터 직접적으로 공급되는 분리된 구동 모터에 의해서, 일정한 회전 속도로 구동된다.

스크류 압축기를 통한 공기유동을 조정할 수 있도록 하기 위해서, 유입구 밸브가 그러한 공지된 스크류 압축기들의 유입구에 제공된다.

이러한 유입구 밸브는 또한 스크류 압축기를 시동할 때 구동 모터에 의해서 전달되어야 하는 필요 토크를 제한하는 작용을 하고, 그에 의해서 필요한 시동 토크를 제한하기 위해서 유입구 밸브가 시동 중에 폐쇄된다.

다른 한편으로, 그러한 공지된 압축기 장치들에서, 스크류 압축기를 재시동할 때 시동 토크를 가능한 한 많이 제한하기 위한 의도로서, 스크류 압축기가 정지된 후에, 스크류 압축기에 의해서 압력 용기 내로 펌핑된 압축 공기가 단순하게 해제된다(released).

스크류 압축기의 압축 챔버가 압력 하에 있을 때 시동하는 것은 일정한 속도로 구동되는 그러한 압축기 장치들에서 구동 모터로부터의 매우 큰 토크를 필요로 할 것이다.

만약 전술한 수단들이 취해지지 않는다면, 구동 모터가 시동 중에 충분한 토크를 생성할 수 없을 것이고, 또는 공급 네트워크가 큰 시동 토크를 생성하기 위해서 필요한 시동 전류를 공급할 수 없을 것이다.

이러한 공지된 압축기 장치들의 상당한 단점은, 압력 용기 내에 이미 저장된 압축 공기를 통해서 많은 에너지가 손실된다는 것 그리고 스크류 압축기가 정지된 후에 스크류 압축기가 많은 에너지를 잃는다는 것이다.

다른 공지된 개선된 타입의 압축기 장치에서, 전술한 단점들에 대한 해결책이, 가변 속도 구동되는 스크류 압축기를 구비함으로써 부분적으로 제공되었다.

이러한 공지된 타입의 압축기 장치에서, 스크류 압축기를 통한 공기유동이 구동 모터의 회전 속도를 변경하는 것에 의해서 조정되고, 그에 따라 이러한 목적을 위한 유입구 밸브가 필요하지 않게 된다.

또한, 그러한 공지된 압축기 장치에서 스크류 압축기를 시동할 때, 보다 높은 시동 토크를 실현하기 위해서 또는 공급 네트워크로부터 인출되는 시동 전류를 제한하기 위해서, 전자적 제어기가 사용될 수 있다.

그러한 전자적 제어기를 적용하는 것에 따른 부가적인 장점은, 압력 용기 내의 압축 공기가, 스크류 압축기가 정지되었을 때, 반드시 해제될 필요가 없다는 것인데, 이는 시동시에 압력 용기 내의 압력을 극복하기 위한 충분한 토크가 생성될 수 있기 때문이다.

이러한 방식에서, 스크류 압축기가 정지될 때, 일정 속도 구동부를 가지는 공지된 압축기 장치들 보다 에너지 손실이 적도록 보장될 수 있다.

그러나, 이러한 것을 실현할 수 있도록 하기 위해서, 조립체 내에서, 압력 용기와 스크류 압축기의 압축 챔버 또는 주변 압력 사이의 압력차의 영향 하에서, 스크류 압축기가 정지된 후에 압력 용기 내에 존재하는 압축 공기가 배출구 파이프를 통해서 팽창되거나 빠져나가는 것을 방지하기 위해서, 역류방지 밸브가 먼저 그리고 첫 번째로 스크류 압축기의 배출구와 압력 용기 사이의 배출구 파이프 내에 제공되어야 한다.

또한, 오일-주입형 스크류 압축기들에서, 오일 분리기가 일반적으로 압력 용기 내에 제공되고, 상기 오일은 스크류 압축기로부터 기원하는 압축 공기 유동으로부터 분리되고 압력 용기와 스크류 압축기 사이에 부착된 오일 복귀 파이프를 통해서 스크류 압축기로 다시 안내된다.

그러한 경우에, 스크류 압축기가 정지될 때, 압력 용기 내의 분리된 오일이 스크류 압축기로 다시 유동되는 것이 반드시 방지되어야 하는데, 이는 그러한 방지가 이루어지지 않는 경우에 스크류 압축기 내의 과다 오일이 유발될 수 있고 그리고 또한 스크류 압축기의 재시동이 방해될 수 있기 때문이다.

그에 따라, 전술한 타입의 공지된 압축기 장치들에서, 오일 복귀 파이프 내에 역류방지 밸브가 항상 구비되어야 한다.

전술한 역류방지 밸브들의 단점은, 그러한 밸브들이 큰 마찰 손실들을 발생시킨다는 것이다.

또한, 스크류 압축기가 정지될 때, 스크류 압축기 자체 내의 압축 공기의 부피가 항상 손실되는데, 이는 이러한 압축 공기가 스크류 압축기의 유입구를 통해서 빠져나가기 때문이다.

정지될 때 스크류 압축기를 압력하에서 유지하기 위한 의도로서 유입구 밸브에 의해서 유입구를 밀폐식으로 밀봉하는 것은 여기에서 도움이 되지 않는다.

압축기 회전자들을 구동할 수 있도록 하기 위해서, 공지된 압축기 장치들에서, 일반적으로 구동 모터의 모터 샤프트가 압축기 회전자들 중 하나의 회전자 샤프트에 직접적으로 또는, 예를 들어 구동 벨트 또는 기어 휘일 동력전달장치를 통해서, 간접적으로 커플링된다.

여기에서 연관된 압축기의 회전자 샤프트는 적절하게 밀봉되어야 하는데, 이는 용이하지 않다.

사실상, 스크류 압축기에 의해서 공급되는 특정 압력은 압축 하우징 내에서 지배적이고(prevail), 그러한 압력은 그 압력하에 있지 않은 압축기 섹션들로부터 또는 대기압으로부터 차단되어야 한다.

그러한 적용예들을 위해서, "접촉 밀봉부"가 종종 이용된다.

그에 따라, 스크류 압축기가 정지된 후의 밀봉된 유입구 밸브를 적용하는 것은 회전자 샤프트 밀봉부에서의 높은 누설 발생 위험을 수반할 수 있을 것이다.

또한, 스크류 압축기의 재시동은, 스크류 압축기가 압력하에 있을 때, 큰 마찰 손실들과 관련될 것이고, 그에 따라 밀봉이 용이하게 손상될 수 있다.

공지된 압축기 장치들의 다른 단점은 스크류 압축기 밀봉부 자체와 관련된다.

연관된 압축기 회전자의 회전자 샤프트가 매우 빠른 속도들로 회전하고, 그에 따라 그러한 타입의 밀봉부가 스크류 압축기의 작동 중에 상당한 파워(power) 손실들을 초래하고, 결과적으로 스크류 압축기의 효율 감소를 초래한다.

또한, 그러한 "접촉 밀봉부"는 마모에 노출되고, 그리고 주의 깊게 설치되지 않는 경우에, 그러한 "접촉 밀봉부"는 누설 발생에 대해서 매우 민감하게 된다.

개선의 여지가 있는 전술한 타입의 공지된 압축기 장치들의 다른 양태는, 구동 모터 및 스크류 압축기 모두가 윤활 및 냉각을 구비하여야 한다는 것이고, 그러한 윤활 및 냉각은 일반적으로 분리된 시스템들로 이루어지고 그에 따라 서로 동조(attune)되지 않고, 많은 수의 상이한 타입들의 윤활제들 및/또는 냉각제들을 필요로 하고, 그에 의해서 복잡하고 고가이다.

또한, 구동 모터 및 압축기 회전자들을 위한 분리된 냉각 시스템들을 가지는 그러한 공지된 압축기 장치들에서, 냉각제들 내에 저장된 손실 열을 최적의 방식으로 회수할 수 있는 가능성들이 완전히 이용되지 않는다.

그에 따라, 본원 발명의 목적은 전술한 단점들 및 임의의 다른 단점들 중 하나 이상에 대한 해결책을 제공하는 것이다.

보다 구체적으로, 본원 발명의 목적은 압축기 장치를 제공하는 것이고, 그에 의해서 에너지 손실들이 최소화되고 특히, 스크류 압축기가 정지될 때, 압축 공기의 손실이 가능한 한 제한된다.

또한, 본원 발명의 목적은, 강건하고 단순한 압축기 장치를 제공하는 것으로서, 그에 의해서 마모 및 누설 위험이 최소로 유지될 수 있고, 그에 의해서 베어링들의 윤활 및 구성요소들의 냉각이 매우 단순한 수단에 의해서 실현되고, 그에 의해서 발생 열 손실들의 개선된 회수가 달성될 수 있는 스크류 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위해서, 본원 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 압축기 장치에 관한 것으로서, 압축 하우징 및 모터 하우징이 서로 직접적으로 연결되어 압축기 하우징을 형성하고, 그에 의해서 모터 챔버 및 압축 챔버가 서로로부터 밀봉되지 않고, 그리고 그에 의해서 압력 용기와 스크류 압축기 사이의 배출구 파이프가, 배출구 파이프를 통해서 양방향들로 유동될 수 있게 하기 위해서, 폐쇄 수단을 가지지 않는다.

그에 의해서, 마찰 손실들을 포함하지 않고, 배출구 파이프를 통한 유동이 가능한 한 많이 방해받지 않고 이루어질 수 있도록 의도되고, 그에 의해서 역류방지 밸브(non-return valve) 또는 배출구 파이프를 통해서 일방향으로만 유동될 수 있게 하는 유사물들이 존재하지 않는다.

본원 발명에 따른 그러한 스크류 압축기의 제 1의 큰 장점은, 압축기 하우징이, 함께 직접적으로 연결된 압축 하우징 및 모터 하우징으로 이루어진 완전체(whole)를 형성한다는 것이고, 그에 따라 구동 모터 형태의, 압축기 회전자들의 구동 수단이 스크류 압축기 내로 직접적으로 통합된다는 것이다.

여기에서, 압축 챔버 및 모터 챔버가 서로로부터 밀봉될 필요가 없다는 것을 주목하여야 하는데, 이는 모터 하우징 및 압축 하우징을 함께 직접적으로 설치하기 때문이고, 상기 모터 샤프트 및 상기 압축기 회전자들 중 하나는, 공지된 스크류 압축기들에서 일반적인 경우와 같이 상이한 압력의 섹션을 통과할 필요가 없이, 압축기 하우징의 윤곽들(contours) 내에 완전히 커플링될 수 있고, 그에 의해서 상기 모터 샤프트가 압축기 회전자에 커플링되고, 그에 의해서 상기 커플링의 섹션이 주변 압력에 노출된다.

압축 챔버와 모터 챔버 사이의 그러한 밀봉부가 필수적이지 않다는 특성은, 본원 발명에 따른 압축기 장치의 상당한 장점을 구성하는데, 이는 공지된 압축기 장치들 보다 더 높은 스크류 압축기의 에너지 효율이 얻어지기 때문이고, 그러한 밀봉부의 마모가 발생할 가능성이 없고 그리고 그러한 밀봉부의 잘못된 설치로 인한 누설을 피할 수 있기 때문이다.

본원 발명에 따른 스크류 압축기의 다른 매우 중요한 양태는, 모터 챔버와 압축 챔버 사이의 밀봉부의 부재로 인해서, 폐쇄된 완전체(whole)가 얻어진다는 것이고, 그러한 폐쇄된 완전체는, 공지된 압축기 장치들의 경우에서와 같은 압축기 회전자의 회전자 샤프트의 밀봉부에서 발생할 수 있는 누설이 없이, 오랜 기간 동안 높은 압력들의 인가에 대해서 저항할 수 있다.

결과적으로, 스크류 압축기의 작동 중에 압축 챔버 및 모터 챔버 내에 축적된 압력은, 스크류 압축기가 정지된 후에도 유지되는데, 이는 그러한 압력이 더 이상 유해하지 않기 때문이고, 이는, 본원 발명에 따라서, 바람직하게 역류방지 밸브 형태의, 비제어형(non-controlled) 또는 자가조절(self-regulating) 유입구 밸브를 이용하는 것에 의해서, 바람직하게 단순한 방식으로 실현된다.

또한, 압력 하의 전술한 상태로부터 스크류 압축기의 재시동은, 공지된 압축기 장치들의 경우와 같이 더 이상 문제가 되지는 않는데, 이는 밀봉부가 더 이상 적용되지 않기 때문에 회전자 샤프트 상의 밀봉부 내에서 마찰 손실이 발생하지 않기 때문이다.

그에 따라, 큰 에너지 절감이 달성되는데, 이는 스크류 압축기의 정지가 압축 공기의 상당한 손실과 더 이상 결합되지 않기 때문이다.

또한, 이는, 예를 들어 압축 공기가 일시적으로 필요하지 않을 때, 스크류 압축기를 정지시키기 위한 결정이 보다 신속하게 이루어질 수 있게 하는데, 이는 압력 용기 및 압축 챔버 내에 이미 존재하는 압력으로 인해서 공지된 압축기 장치들 보다 재시동이 더 신속하게 이루어질 수 있기 때문이고 적은 에너지 손실을 요구하기 때문인 한편, 유사한 상황들에서 공지된 압축기 장치들의 경우에는 스크류 압축기가 중립 상태에서(in neutral) 작동되도록 종종 결정하게 될 것이다.

이는 다시 큰 에너지 절감을 의미한다.

본원 발명에 따른 압축기 장치에서, 구동 모터가 압축기 압력을 견딜 수 있는 타입이어야 하고, 그에 따라 특별하게 맞춰진 구동 모터가 사용되어야 한다.

본원 발명에 따른 전술한 장점들을 실현할 수 있도록 하기 위해서, 구동 모터가 충분히 큰 시동 토크를 생성할 수 있고 그에 따라 압축 챔버가 압축기 압력 하에 있을 때 스크류 압축기를 시동할 수 있는 타입인 경우가 최적이다.

요약하면, 본원 발명의 가능성들은 양호한 구동 모터의 선택에 의해서 넓은 범위를 가질 수 있다.

본원 발명에 따른 압축기 장치의 다른 장점은 배출구 파이프가 폐쇄 수단을 가지지 않는다는 것이고, 그에 의해서 역류방지 밸브들 및 유사물들 내의 마찰 손실들이 방지된다.

배출구 파이프 내의 폐쇄 수단이 없이 압축기 장치를 구축하는 것이 가능하고 유용한데, 이는 자가조절 유입구 밸브를 이용하여 그 유입구 상에서 스크류 압축기를 폐쇄하는 것 및 그 공기 배출구 및 오일 배출구에서 압력 용기를 폐쇄하는 것에 의해서, 배출구 파이프를 통해서 압축 챔버 및 모터 챔버에 연결된 압력 용기로 이루어진, 배출구 파이프를 통해서 밀폐적으로 밀봉된 완전체가 얻어지기 때문이고, 그에 의해서 이러한 밀봉된 완전체가 다소 균일한 압력하에 있게 된다.

전술한 밀폐식으로 밀봉된 완전체 내의 압력이 모든 곳에서 동일함에 따라, 압력 용기 내의 압축 공기 및 오일을 압력 용기로부터 스크류 압축기로 역으로 유동시키는 구동력이 존재하지 않게 되고 그에 따라 배출구 파이프 내의 역류방지 밸브들이 생략될 수 있고, 상기 구동력은 공지된 압축기 장치들의 경우에 존재한다.

요약하면, 스크류 압축기 내의 구동 모터와 회전자 샤프트 상의 밀봉부의 비-이용의 통합은, 압축기 장치의 제어 시스템의 상당한 단순화를 가능하게 하고, 그에 따라, 압축 공기를 해제할 필요가 없다는 것 및 배출구 파이프 또는 오일 복귀 파이프 내의 역류방지 밸브들 내에서 에너지 손실이 발생하지 않는다는 것에 의해서, 큰 에너지 장점들이 또한 얻어진다.

본원 발명에 따른 압축기 장치의 다른 유리한 양태는, 구동 모터 및 압축기 회전자들 모두에 대해서 동일한 윤활제들 및 냉각제들이 매우 단순한 방식으로 이용될 수 있다는 것인데, 이는 모터 챔버와 압축 챔버가 밀봉부에 의해서 서로로부터 분리되지 않기 때문이다.

본원 발명에 따른 압축기 장치의 바람직한 실시예에 따라서, 스크류 압축기가 바람직하게 유체, 예를 들어 오일을 구비하고, 그러한 유체를 이용하여 구동 모터 및 스크류 압축기 모두가 냉각 및/또는 윤활된다.

그에 따라, 본원 발명에 따른 압축기 장치의 디자인이 매우 단순화되고, 보다 적은 상이한 냉각제들 및/또는 상이한 윤활제들이 요구되고, 그리고 상기 완전체가 그에 따라 보다 저렴하게 구성될 수 있다.

또한, 압축기 장치를 냉각시키기 위한 구동 모터 및 압축기 요소들 모두를 따른 단일 사이클의 유체 순환을 가지는 것에 의해서, 이러한 유체는, 구동 모터 및 압축기 회전자들을 위해서 분리된 냉각 시스템들이 이용되는 경우 보다, 더 큰 온도 변화를 거치게 된다.

사실상, 이러한 유체는, 2개의 구성요소들 중 단지 하나로부터 열을 흡수하는 대신에, 구동 모터 및 압축기 요소들 모두로부터 열을 흡수할 것이다.

이러한 것의 결과는, 유체가 작은 온도 변화만을 거치게 되는 경우 보다, 유체 내에 저장된 열이 보다 용이하게 회수될 수 있다는 것이다.

그러나, 구동 모터 또는 압축기 회전자들을 위해서 상이한 작동 온도가 선택되어야 한다는 사실을 반드시 고려하여야 한다.

본원 발명은 또한 전술한 압축기 장치의 용도에 관한 것이고, 그에 의해서 그러한 용도는, 스크류 압축기를 시동할 때, 그에 의해서 압력 용기 내에 압력이 축적되지 않았을 때, 스크류 압축기의 작동으로 인해서 유입구 밸브가 자동적으로 개방되고 압축 압력이 압력 밸브 내에서 축적되고, 그리고 그에 의해서 또한, 스크류 압축기가 정지될 때, 압력 용기 상의 역류방지 밸브가 압력 용기의 배출구를 자동적으로 폐쇄하고, 그에 의해서 유입구 밸브가 또한 유입구 파이프를 자동적으로 밀폐식으로 밀봉하며, 그에 따라, 스크류 압축기가 정지된 후에, 압력 용기 및 스크류 압축기의 압축 챔버 및 모터 챔버 모두가 압축 압력 하에서 유지된다.

바람직하게, 본원 발명에 따른 압축기 장치의 용도에 따라서, 스크류 압축기를 재시동할 때, 압축 압력이 압력 용기 내에 여전히 존재하며, 유입구 밸브가 처음에 폐쇄된 상태로 유지되고, 후속하여 압축기 회전자의 회전에 의해 생성된 흡입 효과(suction effect) 하에서 유입구 밸브가 자동으로 개방된다.

본원 발명의 특성들을 보다 잘 설명하기 위해서, 이하에서, 어떠한 제한적인 의미 없이, 예로서, 첨부 도면들을 참조하여 본원 발명에 따른 압축기 장치의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본원 발명에 따른 압축기 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 F2에 의해서 표시된 압축기 장치의 스크류 압축기의, 보다 구체적인, 횡단면도를 도시한다.

도 1에 도시된 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)가 먼저 그리고 첫 번째로, 도 2에 보다 구체적으로 도시된, 스크류 압축기(2)를 포함하고, 그에 의해서 이러한 스크류 압축기(2)는 압축 하우징(4)에 의해서 형성된 압축 챔버(3)를 포함한다.

압축 챔버(3) 내에서, 맞물린 압축기 회전자들의 쌍이, 보다 구체적으로 제 1 압축기 회전자(5) 및 제 2 압축기 회전자(6)가 회전가능하게 장착된다.

이러한 압축기 회전자들(5 및 6)은, 연관된 압축기 회전자(5 및 6)의 회전자 샤프트, 즉 회전자 샤프트(8) 및 회전자 샤프트(9) 각각의 주위에 고정되는 나선형 프로파일(7)을 가진다.

그에 의해서, 회전자 샤프트(8)가 제 1 축방향(AA')을 따라서 연장되는 한편, 회전자 샤프트(9)는 제 2 축방향(BB')을 따라서 연장한다.

또한, 제 1 축방향(AA') 및 제 2 축방향(BB')이 서로 평행하다.

또한, 스크류 압축기가 구동 모터(10)를 구비한다.

이러한 구동 모터(10)는 모터 하우징(11)을 구비하고, 상기 모터 하우징은 압축 하우징(4) 위에 밀접하게 고정되고 상기 모터 하우징의 내부 벽들이 모터 챔버(12)를 둘러싼다.

모터 챔버(12) 내에서, 구동 모터(10)의 모터 샤프트(13)가 회전가능하게 장착되고, 도시된 실시예에서, 이러한 모터 샤프트(13)가 제 1 압축기 회전자(5)를 구동하기 위해서 제 1 압축기 회전자에 직접적으로 커플링되나, 이는 필수적으로 요구되는 것이 아니다.

모터 샤프트(13)가 제 3 축방향(CC')을 따라서 연장되고, 이 경우에 상기 제 3 축방향은 회전자 샤프트(8)의 축방향(AA')과 일치하고, 그에 따라 모터 샤프트(13)가 관련된 압축기 회전자(5)와 일치된다.

모터 샤프트(13)를 압축기 회전자(5)에 커플링시키기 위해서, 모터 샤프트(13)의 하나의 단부(14)가 원통형 리세스(15)를 구비하고, 상기 원통형 리세스 내에 회전자 샤프트(8)의 단부(16)가 적절하게 삽입될 수 있고, 상기 단부(16)는 압축기 회전자(5)의 저압 단부(17)에 근접하여 위치된다.

또한, 모터 샤프트(13)가 통로(18)를 구비하고, 상기 통로 내에는 볼트(19)가 고정되고, 상기 볼트는 회전자 샤프트(8)의 전술한 단부(16) 내에 제공된 내부 스크류 나사산 내로 나사체결(screw)된다.

물론, 모터 샤프트(13)를 회전자 샤프트(8)에 커플링시키는 많은 다른 방법들이 존재하고, 그러한 방법들이 본원 발명으로부터 배제되는 것은 아니다.

대안적으로, 모터 샤프트(13)와 회전자 샤프트(8)를 커플링시키기 위한 커플링 수단이 필요하지 않도록 모터 샤프트(13) 및 회전자 샤프트(8)를 단일 피스로서 구성함으로써, 모터 샤프트(13)가 또한 압축기 회전자들(5) 중 하나의 회전자 샤프트(8)를 형성하도록, 본원 발명에 따른 스크류 압축기(2)를 구성하는 것이 사실상 배제되지 않는다.

또한, 도 1 및 2에 도시된 예에서, 구동 모터(10)가 모터 회전자(20) 및 모터 고정자(21)를 가지는 전기 모터(10)이고, 그에 의해서 보다 구체적으로 도시된 예에서, 전기 모터(10)의 모터 회전자(20)가 회전자 필드(field)를 생성하기 위한 영구 자석들(22)을 구비하는 한편, 모터 고정자(21)는 고정자 필드를 생성하기 위한 전기 권선들(23)을 구비하고, 상기 고정자 필드는 스위칭되고 그리고 공지된 방식으로 회전자 필드에 작용하여 모터 회전자(20)의 회전을 발생시키나, 다른 타입들의 구동 모터들(10)이 본원 발명에 따라서 배제되는 것은 아니다.

또한, 공기, 예를 들어 주변부(25)로부터의 또는 이전의 압축기 스테이지로부터 기원하는 공기를 인입하기 위해서, 압축 하우징(4)의 벽들을 통해서 압축 챔버(3)까지 유입구(24)가 존재하고, 그리고, 예를 들어 압축 공기 소비재(consumer) 또는 후속 압축기 스테이지로 압축 공기를 제거하기 위한 배출구(26)가 또한 존재한다.

공지된 바와 같은, 스크류 압축기(2)의 압축 챔버(3)가 압축 하우징(4)의 내부 벽들에 의해서 형성되고, 상기 압축 하우징은, 유입구(24)를 통해서 인입되는 공기를, 압축기 회전자들(5 및 6)의 회전 동안, 배출구(26)의 방향을 따라서 압축 하우징(4)의 내부 벽들과 나선형 프로파일(8) 사이에서 구동하기 위해서 압축기 회전자들(5 및 6)의 쌍의 외부 윤곽과 밀접하게 피팅되는(closely fit) 형태를 가지고, 그에 따라 공기를 압축하고, 그리고 압축 챔버(3) 내에서 압력을 축적한다.

압축기 회전자들(5 및 6)의 회전 방향은 구동 방향을 결정하고 그에 따라 또한 통로들(24 및 26) 중 어느 것이 유입구(24) 또는 배출구(26)로서 작용할 것인지를 결정한다.

그에 의해서, 유입구(24)가 압축기 회전자들(5 및 6)의 저압 단부(17)에 위치되는 한편, 배출구(26)가 압축기 회전자들(5 및 6)의 고압 단부(27)에 인접하여 위치된다.

그에 의해서 유입구 파이프(28)가, 유입구 밸브(29)가 위치되는 스크류 압축기(1)의 유입구(24)에 연결되고, 이는 스크류 압축기(2)에 대한 공기 공급의 유입유동이 제어될 수 있게 한다.

이러한 유입구 밸브(29)는 압축기 장치(1) 내의 액체 및 가스 유동들을 제어하기 위한 제어 시스템(30)의 일부를 형성한다.

배출구 파이프(31)는, 오일 분리기(33)를 구비하는 압력 용기(32)로 연장되는 배출구(26)에 연결된다.

압력 용기(32)는 압력 용기(32)로부터의 압축 공기를 소비재에게 공급하기 위한 공기 배출구(34)를 가진다.

이러한 목적을 위해서, 탭 또는 밸브(36)에 의해서 폐쇄될 수 있는 소비재 파이프(35)가 압력 용기(32)의 공기 배출구(34)로 연결된다.

이러한 탭 또는 이러한 밸브(36)는 또한 압축기 장치(1) 내의 액체 및 가스 유동들을 제어하기 위한 전술한 제어 시스템(30)의 일부를 형성한다.

압력 용기(32)의 공기 배출구(34)는 또한 역류방지 밸브(37)를 구비한다.

또한, 소비재 파이프(35)의 섹션(38)이 라디에이터(38)로서 구성되고, 상기 라디에이터는, 물론 압축 공기의 냉각을 위해서, 팬(39)으로부터의 주변 공기(25)의 강제 공기유동(forced airflow)에 의해 냉각된다.

또한, 압력 용기(32) 상의 오일 배출구(40)가 존재하고, 상기 오일 배출구(40) 상에는 스크류 압축기(2)의 구동 모터(10)의 모터 하우징(11)으로 연결되는 오일 복귀 파이프(41)가 부착된다.

오일 복귀 파이프(41)의 섹션(42)이 또한 라디에이터(42)로서 구성되고, 상기 라디에이터는 팬(43)에 의해서 냉각된다.

또한, 라디에이터(42)를 가지는 오일 복귀 파이프(41)의 섹션에 걸쳐서 병렬로 부착되는 바이패스 파이프(44)가 오일 복귀 파이프(41) 내에 제공되나, 이는 반드시 필수적인 것은 아니다.

하나 이상의 제어형 밸브들(45)을 경유하여, 예를 들어 스크류 압축기(2)의 정상 작동 중에, 오일(46)을 냉각시키기 위해서, 오일 복귀 파이프(41)의 섹션(42)을 통해서, 또는 예를 들어 스크류 압축기(2)의 시동 중에, 오일(46)을 냉각시키지 않기 위해서 바이패스 파이프(44)를 통해서, 오일(46)이 전송될 수 있다.

스크류 압축기(2)의 작동 중에, 바람직하게 스크류 압축기(2)를 위한 윤활제 및 냉각제로서 작용하는, 오일(46)과 혼합된, 압축 공기가 배출구(26)를 통해서 스크류 압축기(2)를 빠져나가고, 그에 의해서 이러한 혼합물이 압력 용기(32) 내에서 오일 분리기(33)에 의해서 2개의 유동들로 분리되고, 다시 말해서 한편으로 압력 용기(32) 위의 공기 배출구(34)를 통해서 압축 공기의 배출유동으로 그리고 다른 한편으로 압력 용기(32) 하부의 오일 배출구(40)를 통해서 유체 또는 오일(46)의 유출유동으로 분리된다.

제어된 밸브들(45) 및 심지어 그 자체 내의 오일 분리기(33)가 또한, 압축기 장치(1) 내의 액체 및 가스 유동들을 제어하기 위한 전술한 제어 시스템(30)의 구성요소로서 간주될 수 있다.

이러한 경우에, 볼트들(47)에 의해서 압축 하우징(3) 및 모터 하우징(15)이 함께 직접적으로 연결되어 스크류 압축기(2)의 압축기 하우징(48)을 형성하고, 그에 의해서 보다 구체적으로 모터 챔버(12) 및 압축 챔버(3)가 서로로부터 밀봉되지 않는다는 것이 본원 발명의 주요 특성이다.

도시된 예에서, 압축 하우징(4) 및 모터 하우징(15)은, 구동 모터(10) 및 압축기 회전자들(5 및 6)을 각각 포함하는 스크류 압축기(2)의 부분들에 다소 상응하는, 압축기 하우징(48)의 분리된 부분들로서 실제로 구성된다.

그러나, 여기에서, 모터 하우징(11) 및 압축 하우징(4)이 그러한 분리된 부분들로서 반드시 구성될 필요가 없고, 단지 단일 완전체로서 또한 구성될 수 있다는 사실을 주목하여야 한다.

대안으로서, 압축기 하우징(48)이, 압축기 회전자들(5 및 6) 또는 구동 모터(10)를 또는 이들 모든 구성요소들을 함께 전체적으로 또는 부분적으로 포함하는, 보다 많은 또는 보다 적은 부분들로 구성되는 것이 배제되지 않는다.

본원 발명에서, 공지된 압축기 장치들의 경우와 대조적으로, 모터 챔버(12)와 압축 챔버(3)를 서로로부터 분리하는 밀봉부가 이용되지 않는다는 것이 본질적이고, 도입부에서 설명된 바와 같이, 이러한 이유만으로도, 낮은 에너지 손실들, 적은 마모 및 낮은 누설 위험으로 인해서, 본원 발명에 따른 스크류 압축기(2)의 상당한 장점이 된다.

모터 챔버(12) 및 압축 챔버(3)가 폐쇄된 완전체로서 구성되기 때문에, 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)의 다른 구성요소들은, 공지된 압축기 장치들의 경우 보다 더 단순하게 구성될 수 있다.

본원 발명에 따른 압축기 장치(1)의 중요한 특성은, 압력 용기(32)와 스크류 압축기(2) 사이의 배출구 파이프(31)가 폐쇄 수단을 가지지 않고 그에 따라 배출구 파이프(31)를 통한 양방향들을 따른 유동을 가능하게 한다는 것이고, 그에 따라 이러한 유동이 바람직하게 가능한 한 방해 받지 않고 이루어지고 그에 따라 마찰 손실들이 가능한 한 제한된다.

본원 발명에 따른 그러한 압축기 장치(1)의 큰 장점은, 압축기 장치(1) 내의 가스 및 액체 유동들을 제어하기 위한 제어 시스템(30)이, 공지된 압축기 장치들(1) 보다 훨씬 더 단순하다는 것이다.

보다 구체적으로, 스크류 압축기(2)의 정확한 작동을 획득하기 위해서, 유입구 밸브(29)만이 요구된다.

또한, 보다 에너지-효율적인 작동이 이러한 하나의 밸브(29)로도 달성될 수 있다.

사실상, 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)에서, 구동 모터(10)가 압축기 하우징(48)으로 통합되고, 그에 의해서 모터 챔버(12) 및 압축 챔버(3)가 서로로부터 밀봉되지 않고, 그에 따라 스크류 압축기(2)가 정지된 후에, 압력 용기(32) 내의 압력 및 압력 챔버(3) 및 모터 챔버(12) 내의 압력이 실질적으로 동일하다.

결과적으로, 스크류 압축기(2)가 정지될 때, 구동 모터 내의 압력이 일반적으로 대기압이 되게 하는 사실상 공지된 스크류 압축기들의 경우에서와 같이, 압력 용기(32) 내에 존재하는 오일(46)이 스크류 압축기(2)로, 보다 구체적으로 구동 모터(10)로 역으로 유동되는 경향을 가지지는 않을 것이다.

공지된 스크류 압축기들에서, 역류방지 밸브가 오일 복귀 파이프(41) 내에 항상 제공되어야 하는데, 이는 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)에는 해당되지 않는다.

유사하게, 공지된 압축기 장치들에서, 스크류 압축기가 정지되었을 때 압력 용기 내의 압축 공기가 스크류 압축기 및 유입구를 통해서 빠져나가는 것을 방지하기 위해서, 역류방지 밸브가 배출구 파이프(50) 내에 제공된다.

본원 발명에 따른 압축기 장치(1)에서, 스크류 압축기(2)가 중단되었을 때, 스크류 압축기(2)에 대한 유입구(24)를 밀폐적으로 폐쇄하는 것으로 그리고 압력 용기(32)로부터의 공기 배출구(34)를 폐쇄하는 것으로 충분하고, 그에 따라, 압축기 장치(1)가 정지된 후에도, 압력 용기(32) 및 압축 챔버(3) 및 모터 챔버(12) 모두가 압축 압력하에서 유지된다.

바람직하게, 본원 발명에 따른 유입구 밸브(29)가 자가조절 역류방지 밸브(29)이고, 자가조절 역류방지 밸브는 압력 용기(32)로부터의 공기 배출구(34) 상에 제공되고, 그에 따라, 압축기 장치(1)가 정지되었을 때, 유입구(24) 및 공기 배출구(34)의 폐쇄는 조작자 또는 제어 시스템에 의한 어떠한 개입도 없이 자동적으로 이루어진다.

이러한 것은 공지된 압축기 장치들에서 가능하지 않은데, 이는 공지된 스크류 압축기들이, 회전하는 회전자 샤프트 상의 밀봉부에 의해서 일반적으로 실현되는, 모터 챔버 및 압축 챔버를 서로로부터 분리하는 밀봉부를 항상 구비하기 때문이다.

공지된 압축기 장치들을 이용하여 압축 챔버를 압력하에서 유지하는 것은, 이러한 밀봉부의 손상을 유발할 수 있을 것이다.

이와 직접적으로 관련되는 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)의 장점은, 스크류 압축기(2)가 정지될 때, 어떠한 압축 공기의 손실도 없거나 그러한 손실이 거의 발생하지 않는다는 것이다.

이러한 것이 중요한 에너지 절감을 구성한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

다른 양태는, 공지된 압축기 장치들에서 오일 복귀 파이프 내의 그리고 배출구 파이프 내의 전술한 여분의 역류방지 밸브들이 작동 중에 반드시 개방되도록 푸싱되어야(pushed) 한다는 것이고, 그에 따라 큰 에너지 손실들이 발생하고, 그러한 에너지 손실은 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)에서는 발생하지 않는다.

또한, 모터 챔버(12) 및 압축 챔버(3)가 서로로부터 밀봉되지 않는다는 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)의 특성은 또한, 본원 발명에 따른 압축 장치(1)의 다른 바람직한 특성, 보다 구체적으로 스크류 압축기(2)가 수직 스크류 압축기(2)라는 특성과 조합될 때 매우 유리하고, 이는, 이하에서 설명되는 바와 같이, 다른 중요한 기술적 장점들을 제공한다.

여기에서, 수직 스크류 압축기(2)는, 압축기 회전자들(5 및 6)의 회전자 샤프트들(8 및 9)뿐만 아니라 구동 모터(10)의 모터 샤프트(13)가, 스크류 압축기(1)의 정상 작동 중에, 축방향들(AA', BB', CC')을 따라서 연장되고, 상기 축방향들은 수직이거나 적어도 수평 평면으로부터 크게 벗어난다.

본원 발명에 따른 압축기 장치(1)의 보다 더 바람직한 실시예에 따라서, 압축 하우징(4)이 스크류 압축기(2)의 전체 압축기 하우징(48)의 베이스(49) 또는 하부 부분을 형성하는 한편, 모터 하우징(11)은 압축기 하우징(48)의 헤드(50) 또는 상부 부분을 형성한다.

또한, 압축기 회전자들(5 및 6)의 저압 단부들(17)이 바람직하게 압축기 하우징(48)의 헤드(50)에 가장 근접한 단부들(17)이고, 그리고 압축기 회전자들(5 및 6)의 고압 단부들(27)이 압축기 하우징(48)의 베이스(49)에 가장 근접한 단부들(27)이고, 그에 따라 압축 공기 제거를 위해서, 공기 인입을 위한 유입구(24) 및 스크류 압축기(2)의 저압 측부가 배출구(26) 보다 더 높다.

이러한 구성은 구동 모터(10) 및 압축기 회전자들(5 및 6)의 단순한 냉각 및 일차적인 윤활을 달성하는데 있어서 특히 유용하다.

확실하게 윤활 및 냉각되어야 하는 스크류 압축기(2)의 구성요소들이 물론 회전하는 구성요소들이고, 보다 구체적으로 압축기 회전자들(5 및 6), 모터 샤프트(13), 및 압축기 하우징(48) 내에서 이러한 구성요소들을 지지하는 베어링들이다.

유용한 베어링 배열체가 또한 도 2에 도시되어 있는데, 이는 그러한 베어링 배열체가 모터 샤프트(13) 및 회전자 샤프트(8) 및/또는 회전자 샤프트(9)가 제한된 횡단면으로 구성될 수 있게 하거나, 적어도, 유사한 타입의 공지된 스크류 압축기들의 경우에 일반적인 것 보다 작은 횡단면으로 구성될 수 있게 하기 때문이다.

이러한 경우에, 그에 의해서, 회전자 샤프트들(8 및 9)이 베어링에 의해서 양 단부들(12 및 13)에서 지지되는 한편, 모터 샤프트(13)가 또한 압축기 하우징(48)의 헤드 측부 상에서 그 단부(51)에서 베어링들에 의해서 지지된다.

보다 구체적으로, 압축기 회전자들(5 및 6)이, 많은 수의 배출구 베어링들(52 및 53)에 의한, 이러한 경우에 깊은 홈 볼 베어링(53)과 조합된 원통형 베어링 또는 니들 베어링(52) 각각에 의한, 그들의 고압 단부(27)에서의 베어링들에 의해서, 압축기 하우징(48) 내에서 축방향 및 방사상으로 지지된다.

다른 한편으로, 압축기 회전자들(5 및 6)의 저압 단부(17)에서, 압축기 회전자들(5 및 6)이, 유입구 베어링(54)에 의한, 이러한 경우에 또한 원통형 베어링 또는 니들 베어링(54)에 의한, 베어링들에 의해서, 압축기 하우징(48) 내에서 방사상으로만 지지된다.

마지막으로, 구동되는 압축기 회전자(5)에 대향하는 단부(50)에서, 모터 샤프트(13)가, 모터 베어링(55)에 의한, 이러한 경우에 깊은 홈 볼 베어링(55)에 의한, 베어링들에 의해서, 압축기 하우징(48) 내에서 축방향 및 방사상으로 지지된다.

그에 의해서, 텐셔닝(tensioning) 수단들(56)이, 이러한 경우에 스프링 요소(56)의 형태로 그리고 보다 구체적으로 컵형상의 스프링 와셔(56)로, 단부(51)에서 제공되고, 상기 스프링 요소는 상기 모터 베어링(55)과 상기 모터 하우징의 커버(57) 사이에 고정된다.

이러한 텐셔닝 수단들(56)이 모터 베어링(55) 상으로 축방향 예비하중을 인가하도록 의도되고, 그리고 이러한 예비하중은 맞물린 나선형 압축기 회전자들(5 및 6)에 의해서 생성된 힘에 대항하는 방향으로 모터 샤프트(13)의 축방향(CC')을 따라서 배향되고, 그에 따라 압축기 회전자들(5 및 6)의 고압 단부에서의 축방향 베어링(53)이 어느 정도 완화된다(relieved).

물론, 모든 종류들의 상이한 베어링들로 완화된, 회전자 샤프트들(8 및 9) 및 모터 샤프트(13)를 지지하기 위한 많은 다른 베어링 배열체들이 본원 발명으로부터 배제되는 것은 아니다.

스크류 압축기(2)의 냉각 및 윤활을 위해서, 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)에 바람직하게 유체(46), 예를 들어 오일이 제공되나, 다른 유체가 배제되는 것은 아니고, 상기 유체를 이용하여 구동 모터(10) 및 압축기 회전자들(5 및 6) 모두가 냉각되거나 윤활되고, 그리고 바람직하게 냉각 기능 및 윤활 기능 모두가 동일한 유체(46)에 의해서 충족된다.

또한, 본원 발명에 따른 압축기 장치는, 스크류 압축기(2)의 베이스(49) 내의 배출구(26)로부터 유체(46)를 제거하기 위해서 그리고 제거된 유체(46)를 압축기 하우징(48)의 헤드(50)로 복귀시키기 위해서, 복귀 회로(58)를 구비한다.

도 1 및 2에 도시된 예에서, 전술한 복귀 회로(58)가 배출구 파이프(31), 압력 용기(32), 및 오일 복귀 파이프(41)로 이루어진 세트에 의해서 형성된다.

압축기 장치(1)의 작동 중에, 압축기 장치(1) 자체에 의해서 생성된 압축기 압력의 결과로서, 유체(46)가 복귀 회로(58)를 통해서 베이스(49)로부터 압축기 하우징(48)의 헤드(50)로 구동된다.

또한, 배출구 파이프(31)가 압축기 하우징(48)의 베이스(49)에 연결되고, 오일 복귀 파이프(41)가 압축기 하우징(48)의 헤드(50)로 연결된다.

먼저 그리고 첫 번째로, 구동 모터(10) 및 스크류 압축기(2) 모두를 냉각시키기 위해서, 냉각 회로(59)가 전술한 복귀 회로(58)에 연결된다.

유체(46)가 이러한 냉각 회로(59)를 통해서 압축기 하우징(48)의 헤드(50)로부터 압축기 하우징(48)의 베이스(49)까지 유동될 수 있다.

보다 구체적으로, 냉각 회로(59)는, 모터 하우징(11) 내에 제공된 냉각 채널들(60) 및 압축기 챔버(3) 자체로 이루어지고, 그에 의해서 냉각 채널들(60)이 오일 복귀 파이프(41)로부터 압축기 챔버(3)까지 연장한다.

이하에서 설명하는 바와 같이, 윤활을 위한 적은 부분을 제외하고, 상기 복귀 회로(58)를 통해서 복귀되는 상기 유체의 유동의 대부분이 상기 냉각 회로(59)를 통해서 유동한다.

본원 발명에 따른 바람직한 실시예에 따라서, 모터 하우징(11) 내의 냉각 채널들(60)을 통한 유체(46)의 충분한 유량을 얻기 위해서, 압축기 장치(1)의 압축기 압력에 의해서 생성되는 특정 구동력의 이용이 이루어진다.

또한, 사실상, 이는 도 1 및 2의 실시예의 경우에도 해당되는데, 이는 복귀 회로(58)가 압축기 하우징(48)의 베이스(49)에서 압력 챔버(3)의 측부로부터 시작하기 때문이고, 그리고 압축기 챔버(3)의 이러한 측부가 압축기 회전자들(5 및 6)의 고압 단부(27)에 위치되기 때문이다.

스크류 압축기(2)의 작동 중에 유체(46)가 통과하여 유동되는 모터 하우징(11) 내의 냉각 채널들(60)은 또한, 유체(46)가 모터 회전자(20)와 모터 고정자(21) 사이의 공기 갭 내로 진입하지 않도록 보장하고, 유체가 공기 갭 내로 진입하는 경우에 에너지 손실 등을 유발할 수 있을 것이다.

또한, 복귀 회로(58)가, 유입구 베어링들(54)뿐만 아니라, 모터 베어링(55) 또는 모터 베어링들(55)을 윤활하기 위한 윤활 회로(61)에 연결된다.

이러한 윤활 회로(61)는 모터 베어링(55) 또는 모터 베어링들(55)로 유체(46)를 공급하기 위한 모터 하우징(11) 내의 냉각 채널들(60)에 대한 하나 이상의 브랜치(62)로, 그리고 상기 모터 베어링(55) 또는 상기 모터 베어링들(55)로부터 상기 유입구 베어링들(54)까지 유체(46)를 제거하기 위한 배출구 채널들(63)로 이루어지고, 상기 유입구 베어링들(54)로부터 상기 유체(46)가 압축 챔버(3) 내에서 유동될 수 있다.

여기에서, 상기 윤활 회로(61) 내의 유체(46)의 유동이 냉각 회로(59) 내에서 보다 실질적으로 적고, 그리고 상기 윤활 회로(61) 내의 유체(46)의 유동이 주로 중력의 영향 하에서 발생된다.

다른 유리한 특성은, 모터 베어링(55) 아래에, 유체(46)를 수용하기 위한 전장용기(64)가 위치되고, 유체(46)를 모터 베어링(55)으로 그리고 유입구 베어링들(54)로 각각 안내하기 위해서 모터 하우징(11) 내에 부착되는, 하나 이상의 브랜치(62) 및 배출구 채널들(63)이 그러한 저장용기로 연결된다.

또한, 저장용기(64)가 바람직하게 미로형 밀봉부(65)에 의해서 모터 샤프트(13)로부터 밀봉된다.

도시된 예에서, 냉각 채널들(60)이 주로 축방향으로 배향되고, 그리고 일부 부분들이 또한 방사상으로 배향되나, 이러한 냉각 채널들(60) 내에서 부여된 압축 압력들의 영향하에서 유체(46)의 양호한 유동이 보장되기 때문에, 이러한 냉각 채널들(60)의 방향은 큰 역할을 하지 않는다.

또한, 윤활 회로(66)가 배출구 베어링들(52 및 53)을 윤활하기 위해서 베이스(49) 내에 제공된다.

이러한 윤활 회로(66)는 압축 챔버(3)로부터 배출구 베어링들(52 및 53)로 유체(46)를 공급하기 위한 하나 이상의 공급 채널들(67)뿐만 아니라, 상기 배출구 베어링들(52 및 53)로부터 압축 챔버(3)로의 유체(46)의 복귀를 위한 하나 이상의 배출구 채널들(68)로 이루어진다.

그에 의해서, 윤활 회로(66)를 통한 유체의 원활한 유동을 위한 필요 압력차를 획득하기 위해서, 공급 채널들(67)의 입구 위의 압축 챔버(3)까지 배출구 채널들(68)이 연장되는 것이 유리하다.

본원 발명에 따라서, 여러 베어링들(51 내지 54)을 윤활하기 위한 그리고 구동 모터(10) 및 압축기 회전자들(5 및 6)을 냉각시키기 위한, 매우 단순하고 효과적인 시스템이 실현된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본원 발명에 따른 압축기 장치의 본원 발명에 따른 용도가 또한 매우 유리하다.

그에 의해서, 스크류 압축기(2)가 시동될 때, 그에 의해서 압축 용기(32) 내에 압력이 축적되지 않았을 때, 역류방지 밸브(29)로서 구성된 자가조절 유입구 밸브(24)가 스크류 압축기(2)의 작용을 통해서 자동적으로 개방되고 압축 압력이 압력 용기(32) 내에서 축적되도록 의도된다.

이어서, 스크류 압축기(2)가 정지될 때, 압력 용기(32) 상의 역류방지 밸브(37)가 압력 용기(32)의 배출구(34)를 자동적으로 폐쇄하고, 그리고 유입구 밸브(29)가 또한 자동적으로 유입구 파이프(28)를 밀폐식으로 폐쇄하고, 그에 따라, 스크류 압축기(2)가 정지된 후에, 스크류 압축기(2)의 압력 용기(32) 및 압축 챔버(3) 및 모터 챔버(12) 모두가 압축 압력 하에서 유지된다.

그에 따라 압축 공기가 손실되지 않거나 거의 손실되지 않는다.

또한, 재시동될 때, 압력이 훨씬 더 신속하게 축적될 수 있고, 이는 스크류 압축기의 보다 탄력적인 이용을 가능하게 하고 그리고 또한 에너지의 보다 효율적인 이용에 기여한다.

스크류 압축기(2)의 재시동시에, 그에 의해서 압력 용기(32) 내에 압축 압력이 여전히 존재할 때, 압축기 회전자들(5 및 6)이 충분한 속도에 도달할 때까지 유입구 밸브(29)가 먼저 자동적으로 폐쇄되고, 그 후에 압축기 회전자들(5 및 6)의 회전에 의해 생성된 흡입 효과 하에서 자가조절 유입구 밸브(29)가 자동으로 개방된다.

본원 발명은 예로서 개시되고 도면들에 도시된 바와 같은 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)의 실시예들로 결코 제한되지 않고, 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)는, 본원 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 모든 종류의 변형예들로 그리고 다양한 방식들로 실현될 수 있다.

또한, 본 명세서에 개지된 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)의 용도로 결코 제한되지 않고, 본원 발명에 따른 압축기 장치(1)는, 본원 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 방식들로 실현될 수 있다.

1 : 압축기 장치 2 : 스크류 압축기 압축기
3 : 압축 챔버 4 : 압축 하우징
10 : 구동 모터 12 : 모터 챔버
13 : 모터 샤프트 24 : 유입구
26 : 배출구 29 : 유입구 밸브
30 : 제어 시스템 31 : 배출구 파이프
34 : 공기 배출구 47 : 압축기 하우징
51 : 압력 용기

Claims

압축기 장치로서,
- 압축 하우징(4)에 의해 형성되는 압축 챔버(3)를 갖는 스크류 압축기(2)로서, 스크류 형태의 한 쌍의 맞물린 압축기 회전자(5, 6)가 내부에 회전가능하게 장착되는 스크류 압축기 압축기(2)와,
- 상기 2개의 압축기 회전자(5, 6) 중 적어도 하나를 구동시키는 모터 샤프트(13)가 회전가능하게 내부에 장착되는 모터 하우징(11)에 의해 형성되는 모터 챔버(12)를 갖는 구동 모터(10)와,
- 공기를 공급하기 위한 스크류 압축기(2)에 대한 유입구(24)와,
- 압축 공기를 방출시키기 위한 배출구(26)로서, 배출구 파이프(31)를 통해 압력 용기(32)에 연결되는 스크류 압축기(2)에 대한 배출구(26)와,
- 상기 압력 용기(51)로부터 소비재로 압축 공기를 공급하기 위한 압력 용기(32)의 공기 배출구(34)와,
- 상기 압축기 장치(1) 내에서 하나 이상의 액체 또는 가스 유동을 제어하기 위한 제어 시스템(30)으로서,
· 상기 스크류 압축기(2)의 유입구(24)에 대한 유입구 밸브(29), 및
· 상기 압력 용기(32)의 공기 배출구를 폐쇄 및 개방시키기 위한 탭 또는 밸브(36)를 갖는 제어 시스템을
적어도 포함하는 압축기 장치에 있어서,
상기 압축 하우징(4)과 모터 하우징(11)은 서로 직접 연결되어 압축기 하우징(47)을 형성하고,
상기 모터 챔버(12)와 압축 챔버(3)는 서로로부터 밀봉되지 않으며,
상기 압력 용기(32)와 스크류 압축기(2) 사이의 배출구 파이프(31)는 배출구 파이프(31)를 통한 양방향으로의 유동이 가능하도록 폐쇄 수단을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유입구 밸브(29)는 비제어형 또는 자가조절 밸브(29)인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 유입구 밸브(29)는 역류방지 밸브(29)인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류 압축기(2)는 유체(46)를 포함하며, 상기 구동 모터(10)와 압축기 회전자(5, 6) 양자 모두는 상기 유체에 의해 냉각되고 윤활되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 스크류 압축기(2)의 작동 중에 또는 공기가 배출구 파이프(31) 내의 소비재에 의해 압력 용기(32)로부터 인출될 때, 공기와 상기 유체(46)의 혼합물이 유동되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 유체(46)는 오일이고,
상기 압력 용기(32)는 오일 분리기(33)를 가지며,
상기 오일 분리기는, 상기 혼합물이 유동될 때, 상기 혼합물을 2개의 유동, 즉 압력 용기(32)의 공기 배출구(34)를 통한 압축 공기의 유동 및 압력 용기(32)의 분리된 오일 배출구(39)를 통한 오일(46)의 유동으로 분리하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 6 항에 있어서, 오일 복귀 파이프(41)가 압력 용기(32)의 오일 배출구(39)에 제공되며, 상기 오일 복귀 파이프는 오일(45)의 재주입을 위해 스크류 압축기(2)에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 오일 복귀 파이프(41)는 자가조절 역류방지 밸브를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 오일 복귀 파이프(40)의 부분(41)이 라디에이터(42)로서 구성되며, 상기 라디에이터는 팬(43)으로부터의 주변 공기의 강제 공기유동에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 라디에이터(42)를 갖춘 오일 복귀 파이프(40)의 부분(41)에 걸쳐 병렬로 부착되는 바이패스 파이프(43)가 오일 복귀 파이프(40) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제어 시스템(30)은 오일 복귀 파이프(41) 내에 제공되는 하나 이상의 제어형 밸브(44)를 포함하며, 오일(46)을 냉각시키도록 라디에이터(42)를 통해 또는 오일(46)을 냉각시키지 않도록 바이패스 파이프(43)를 통해 오일(46)을 구동시키기 위해 오일 유동을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탭 또는 밸브(36)에 의해 폐쇄될 수 있는 압력 용기(32)의 공기 배출구(34)에 소비재 파이프(35)가 연결되며, 상기 소비재 파이프(35)의 섹션(37)은 팬(38)으로부터의 주위 공기의 강제 공기유동에 의해 냉각되는 라디에이터(37)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 용기(32)의 공기 배출구(34)는 또한 역류방지 밸브(37)를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류 압축기(2)는 수직 스크류 압축기(2)이고,
2개의 압축기 회전자(5, 6)는 제 1 축방향(AA') 및 제 2 축방향(BB')을 따라 연장되는 회전자 샤프트(8, 9)를 가지며, 상기 모터 샤프트(13)는 제 3 축방향(CC')을 따라 연장되고,
상기 스크류 압축기(2)의 정상 작동 중에 압축기 회전자(5, 6) 및 모터 샤프트(13)의 상기 축방향들(AA', BB', CC')은 수직인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 모터 샤프트(13)는 압축기 회전자(5, 6)의 회전자 샤프트(8) 중 하나에 직접 커플링되고, 관련된 압축기 회전자(5)의 회전자 샤프트(8)의 축방향(AA')과 일치되는 축방향(CC')을 따라 연장되거나, 또한 압축기 회전자(5) 중 하나의 회전자의 회전자 샤프트(8)를 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 압축기 하우징(4)은 압축기 하우징(48)의 베이스(49) 또는 하부 섹션을 형성하며, 상기 모터 하우징(11)은 압축기 하우징(48)의 헤드(50) 또는 상부 섹션을 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 4 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 스크류 압축기(2)의 베이스(49) 내의 배출구(26)로부터 유체(46)를 제거하기 위해 그리고 제거된 유체(46)를 압축기 하우징(48)의 헤드(50)로 복귀시키기 위해 복귀 회로(58)가 제공되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 복귀 회로(58)는 배출구 파이프(31), 압력 용기(32) 및 오일 복귀 파이프(41)로 이루어진 세트에 의해 형성되며,
상기 압축기 장치(1)의 작동 중에, 상기 유체(46)는 압축기 장치(1)에 의해 생성된 압축기 압력으로 인해 복귀 회로(58)를 통해 베이스(49)에서 압축기 하우징(48)의 헤드(50)로 구동되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 배출구 파이프(31)는 압축기 하우징(48)의 베이스(49)에 연결되며, 상기 오일 복귀 파이프(41)는 압축기 하우징(48)의 헤드(50)에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복귀 회로(58)는 구동 모터(10)와 스크류 압축기(2) 양자 모두를 냉각시키기 위해 냉각 회로(59)에 연결되며, 상기 냉각 회로를 통해 상기 유체(46)가 압축기 하우징(48)의 헤드(50)에서 압축기 하우징(48)의 베이스(49)로 유동될 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 20 항에 있어서, 상기 냉각 회로(59)는 모터 하우징(11) 내에 제공되는 냉각 채널(60) 및 압축기 챔버(3) 자체로 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 복귀 회로(58)를 통해 복귀되는 유체(46)의 유동의 대부분은 냉각 회로(59)를 통해 유동되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 16 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 챔버(3)는 압축기 회전자(5)의 저압 단부(17)에 인접해 있는 공기를 인입하기 위한 유입구(24)와, 압축기 회전자(6)의 고압 단부(27)에 인접해 있는 압축 공기를 제거하기 위한 배출구(26)를 가지며,
상기 저압 단부(17)는 압축기 하우징(48)의 헤드(50)에 가장 근접한 압축기 회전자(5, 6)의 단부(17)이고,
상기 고압 단부(27)는 압축기 하우징(48)의 베이스(49)에 가장 근접한 압축기 회전자(5, 6)의 단부(27)인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 회전자(5, 6)는 하나 이상의 배출구 베어링(52, 53)을 이용하는 베어링에 의해 압축기 하우징(48) 내에서 축방향 및 방사상으로 지지되는 고압 단부(27)를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 회전자(5, 6)는 하나 이상의 유입구 베어링(54)을 이용하는 베어링에 의해 압축기 하우징(48) 내에서 방사상으로만 지지되는 저압 단부(17)를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동되는 압축기 회전자(5)에 대향하는 단부(51)에서, 모터 샤프트(13)는 하나 이상의 모터 베어링(55)에 의해 압축기 하우징(48) 내에서 축방향 및 방사상으로 지지되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 26 항에 있어서, 상기 모터 샤프트(13)는 깊은 홈 볼 베어링(55)인 모터 베어링(55)을 이용하는 베어링에 의해 상기 구동되는 압축기 회전자(5)에 대향하는 단부(51)에서 압축기 하우징(47) 내에 지지되고, 또한 깊은 홈 볼 베어링(55)에 축방향 예비하중을 인가하기 위한 텐셔닝 수단(56)을 가지며,
상기 예비하중은 모터 샤프트(13)의 축방향(CC')을 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 17 항, 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 복귀 회로(58)는 모터 베어링(55) 또는 모터 베어링들(55), 및 유입구 베어링들(54)을 윤활시키기 위한 윤활 회로(61)에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 28 항에 있어서, 상기 윤활 회로(61)는 유체(46)를 모터 베어링(55) 또는 모터 베어링들(55)에 공급하기 위한 모터 하우징(11) 내의 냉각 채널들(60)의 하나 이상의 브랜치(62)와, 상기 모터 베어링(55) 또는 모터 베어링들(55)로부터 유입구 베어링(54)까지 유체(46)를 제거하기 위한 배출구 채널(63)로 구성되며,
상기 유입구 베어링(54)으로부터 유체(46)가 압축 챔버(3) 내에서 유동될 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 29 항에 있어서, 상기 윤활 회로(61) 내에서의 유체(46)의 유동은 주로 중력의 영향하에서 야기되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 모터 베어링(55) 또는 모터 베어링들(55)에서, 미로형 밀봉부(65)에 의해 모터 샤프트(13)로부터 밀봉되는 유체(46)를 수용하기 위해 저장용기(64)가 제공되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 16 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 배출구 베어링(52, 53)을 윤활시키기 위해 윤활 회로(66)가 베이스(49) 내에 제공되며,
상기 윤활 회로(66)는 압축 챔버(3)로부터 배출구 베어링(52, 53)으로 유체(46)를 공급하기 위한 하나 이상의 공급 채널(67)과, 상기 배출구 베어링(52, 53)으로부터 압축 챔버(3)로 유체(46)를 복귀시키기 위한 하나 이상의 배출구 채널(68)로 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 모터(10)는 압축기 압력을 견딜 수 있는 타입인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 모터(10)는, 압축 챔버(3)가 압축기 압력하에 있을 때, 스크류 압축기(2)를 시동하기 위한 충분히 큰 시동 토크를 생성할 수 있는 타입인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 따른 압축기 장치의 용도로서,
상기 스크류 압축기(2)를 시동할 때, 압력 용기(32) 내에는 압력이 아직 축적되지 않으며, 유입구 밸브(29)가 스크류 압축기(2)의 작용으로 인해 자동으로 개방되어 압축 압력이 압축기 용기(32) 내에 축적되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치의 용도.
제 35 항에 있어서, 상기 스크류 압축기(2)가 정지될 때, 압력 용기(32)의 역류방지 밸브가 압력 용기(32)의 공기 배출구를 자동으로 폐쇄시키고 그리고 유입구 밸브(29)가 또한 자동으로 유입구 파이프(28)를 밀폐식으로 폐쇄시킴으로써, 스크류 압축기(2)가 정지된 후에, 압축 챔버(3)의 압력 용기(32)와 스크류 압축기(2)의 모터 챔버(12) 양자 모두가 압축 압력하에서 유지되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치의 용도.
제 36 항에 있어서, 상기 스크류 압축기(2)를 재시동할 때, 압축 압력이 압력 용기(32) 내에 여전히 존재하며, 압축기 회전자(5, 6)가 충분히 높은 속도에 도달될 때까지 유입구 밸브(29)는 처음에 자동으로 폐쇄된 상태로 유지되고, 후속하여 압축기 회전자(5, 6)의 회전에 의해 생성된 흡입 효과 하에서 유입구 밸브(29)가 자동으로 개방되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치의 용도.