KR20150132613A - 싱글 스크류 공기압축기 - Google Patents

Abstract

제목 : 싱글 스크류 공기압축기
본 발명은 외부로부터 주입된 공기를 통해 생성된 압축공기에 오일이 혼입되어 유막을 형성, 밀봉되면서 공기가 압축되는 오일 인젝션( Oil Injection) 싱글 스크류 공기압축기에 관한 것으로 본 발명은 에어앤드 하우징(1) 중앙부에 있는 메인 스크류 로터(5)와 좌우측부에 대칭으로 위치한 2개의 게이트 로터(16)로 구분되며 외측에 외부로부터 공기를 받아들이는 흡기부(13)와 생성된 압축공기를 배출하는 배기부(14)가 있으며 하우징(1) 외부로부터 회전동력을 전달받는 하우징(1)의 외부로 돌출된 구동축(4), 구동축(4)과 연동하여 하우징(1)내에서 회전되는 메인 스크류 로터(5)와 일체로 결합되어 회전력을 전달받아 맞물려 공기 압축을 하는 좌우대칭 게이트로터(16)로 구성된다.

Description

싱글 스크류 공기압축기{SINGLE SCREW COMPRESSOR}

본 발명은 싱글 스크류 공기압축기에 관한 것으로 좀 더 구체적으로는 메인스크류로터(5) 및 좌우대칭 게이트로터(16)의 구성요소를 구동하기 위한 영역에 오일을 투입하여 대기의 공기가 흡입되면 하우징(1)내주벽과 메인스크류로터(5)사이에 유막을 형성함으로써 흡입된 공기에 대한 압축공기 생성효율을 현저히 높일 수 있으며 또한 하우징(1)내에서 연동하는 게이트로터(16)를 비접촉식으로 배치하여 마모에 대한 내수성을 현저히 높인 싱글 스크류 공기 압축기에 관한 것이다.

압축공기를 생성하기 위해서는 대기로부터 공기를 흡입한 후에 그 흡입한 공기를 단열 또는 등온상태에서 부피를 작게 압착하여 압력을 높인다. 이렇게 제안된 공기량에 대해 이 공기가 차지하는 공간(부피)를 줄임으로써 압력이 높아진 상태의 공기를 압축공기라 한다. 다시말해 압축공기는 단위 부피당 공기량이 증가된 상태이다.

이처럼 대기중의 공기를 흡입하여 이 공기가 차지하는 부피를 줄이기 위해서는 공기압축기가 필요하다. 본 발명의 공기 압축기의 내부구성에 대해 설명하면 대기중의 공기를 흡입하는 흡기부(13)와 그 압축된 공기가 배출되는 배기부(14)로 이루어진 하우징(1)이 구비되고 이 하우징(1)내에 하나의 회전하는 메인스크류로터(5)와 좌우게이트로터(16)가 배치된다.

흡기부(13)를 통해 흡입된 공기는 메인 스크류로터(5)와 좌우대칭게이트로터(16)사이를 통과하는 과정에서 일정한 공기량이 차지하는 부피가 작아짐으로써 압축되고 이렇게 압축된 공기가 배기부(14)를 통해 배출됨으로써 압축공기를 얻는 구조이다. 이 과정에서 소음과 진동은 필연적으로 감소된다.

그런데 하우징(1)내에서 메인 스크류로터(5)와 좌우게이트로터(16)를 원활하게 회전시키기 위해서는 스크류의 유막형성등을 위해 오일이 투입되는데 이렇게 투입된 오일은 공기를 압축하는 과정에서 압축된 공기에 혼입되는 단점이 있다.

압축공기에 오일등이 혼입된 것은 반도체나 정밀기계공정에서는 사용하기에 적합하지 않다.

따라서 공기 압축기를 통해 생성된 압축공기를 새로운 공정단계로 옮겨 오일을 필터링하는 유분리장치(세퍼레이터) 통과하여 완전 분리되어 사용된다.

본 발명의 목적은 기존의 일반 공기압축기에는 하우징내에서 병립하여 연동하는 구동축과 비구동축의 2개의 스크류 로터에서 발생하는 소음과 진동을 하나의 구동축(4), 메인 스크류 로터(5)와 좌우대칭게이트로터(16)를 비접촉식으로 배치하여 일반 공기압축기의 문제점인 소음과 진동을 보다 현저히 감소시켜 높은 압축공기를 생성함과 동시에 내구성을 향상시키는 공기압축기를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부로부터 주입된 공기를 통해 압축공기를 생성하는 공기압축기에 관한 것으로 외측 벽에 외부로부터 공기를 받아들이는 흡기부(13)와 생성된 압축공기를 배출하는 배기부(14)가 형성된 하우징(1); 메인스크류로터(5)와 좌우대칭게이트로터(16)가 접촉하여 회전가능하게 배치되며, 하우징(1)외부로 돌출된 구동축(4); 구동축(4)과 나란히 연동하여 하우징(1)내에서 회전되는 메인 스크류 로터(5)와 좌우게이트 로터(16)는 소음과 진동을 감소시켜주는 일체형으로 탈착이 가능하게 결합된 상태로 메인 스크류 로터(5)와 맞물려 회전됨으로써 구동축(4)의 회전력을 게이트로터(16)에 전달하는 것으로 구분된다.

본 발명은 구동축(4)에 메인스크류로터(5)가 구동축(4)과 일체로 형성되고 메인스크류로터(5)와 비접촉식으로 연동하는 좌우게이트로터(16)로 형성되며, 흡기부(13)를 통해 인입된 공기가 메인스크류로터(5)와 좌우게이트로터(16)의 연동으로 압축되어 배기부(14)를 통해 배출된다.

본 발명에서 메인스크류로터(15)의 스크류홈과 좌우게이트로터(16)의 스크류는 상호대칭되어 배치된 상태에서 비접촉식으로 연동하도록 구성되어 있다.

본 발명에서 구동축(4)에 일체로 결합된 메인 스크류 로터(5)와 탈착이 가능하게 결합된 좌우 게이트 로터(16)를 상호 맞물려 회전 시키는 경우 메인 스크류 로터(5)와 좌우 게이트 로터(16)가 상호 비접촉으로 연동할 때 게이트로터(16)의 베아링케이스(7)는 각가 대칭된 일체형으로 결합된다.

본 발명에서 하우징(1)의 외측 벽에는 외부로부터 하우징(1)의 내측으로 오일을 공급하는 오일 주입구(17)가 형성되며 이 오일 주입구(17)로 주입된 오일에 의해 메인스크류로터(5)의 스크류홈과 하우징(1)의 내 주벽 사이 좌우 게이크로터(16)의 스크류와 하우징(1)의 내주벽사이에 유막이 형성이 된다.

본 발명에서 하우징(1)에는 메인스크류로터(5)와 일체의 구동축(4)에 오일실(2)이 결합되어 있어 오일이 하우징(1)의 외부로 역류됨을 차단한다.

본 발명의 메인스크류로터(5)와 오일실(2)은 구동축(4)과 일체로 회전되면서 하우징(1)의 내부로부터 외부로 오일 역류를 차단하고 각각의 베아링케이스(7) 및 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)의 원활한 윤활작용을 하게 된다.

본 발명에 따른 싱글스크류 공기 압축기는 하우징(1)을 하나의 메인스크류로터(5)와 좌우대칭 게이트로터(16)로 구획함으로써 소음과 진동이 현저히 감소된 압축공기를 생성 할 수 있게 되는 장점이 있다.

또한 본 발명은 하우징(1)내에서 회전하는 메인스크류로터(5)와 좌우게이트로터(16)를 비접촉식으로 배치하여 마모에 대한 내구성을 한층 더 높일수 있게 된다.

그리고 본 발명은 메인스크류로터(5)의 하우징(1) 내 주벽과 좌우게이트로터(16) 스크류사이에 유막을 형성, 밀봉함으로써 흡입된 공기에 대한 압축공기의 생성효율을 현저하게 향상시키며 소음과 진동을 줄이게 된다.

(도1)은 본 발명인 싱글 스크류 공기압축기의 외관사시도
(도2)는 본 발명인 싱글 스크류 공기압축기의 다른 외관사시도
(도3) 은 본 발명인 싱글 스크류 공기압축기의 또 다른 외관 사시도
(도4) 는 본 발명인 싱글 스크류 공기압축기의 분해도
(도5)는 본 발명인 메인 스크류로터와 게이트로터의 결합된 측 단면도.
(도6)은 본 발명인 메인 스크류 로터와 게이트로터의 결합된 평면도
(도7)은 본 발명인 메인 스크류 로터와 게이트로터를 도시한 사시도
(도8)(도 9)(도 10)은 본 발명품인 싱글 스크류 공기압축기에서 공기가 압축되는 과정을 순차적으로 도시한 상태도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

(도1)은 본 발명인 싱글 스크류 공기압축기의 외관사시도이고, (도2)는 본 발명인 싱글 스크류 공기압축기의 다른 외관 사시도이며, (도3)도 본 발명인 싱글 스크류 공기압축기의 또 다른 외관사시도이다. (도4)는 본 발명인 싱글스크류 공기압축기의 분해도이다.

(도1)내지 (도4)를 참조하면 본 발명은 외부로부터 주입된 공기를 통해 압축공기를 생성하는 싱글 스크류 공기압축기에 관한 것으로 하우징(1), 구동축(4), 메인스크류로터(5), 게이트로터(16)를 포함하여 구성된다.

하우징(1)은 내측이 빈 형태로 구성되며 양측 돌출부에는 게이트로터하우징(1)의 위치로써 양측부를 하우징커버(6)로 마감한다. 또한 게이트로터하우징(1)부에는 메인스크류 로터(5)와 게이트로터(16)가 좌우대칭으로 인접하도록 (대략 50∼60㎛)되고, 하우징(1) 내부 단면 구조는 양측의 게이트로터(16) 원이 상하로 메인스크류로터(5)와 겹쳐진 형태를 이룬다.

하우징(1)의 외측벽에는 외부로부터 공기를 받아들이는 흡기부(13)와 그 생성된 공기를 배출하는 배기부밸브(14)가 형성되어 있다.

구동축(4) 메인스크류로터(5)와 일체하여 회전하게 되면 좌우의 대칭배치된 게이트로터(16)를 연동하여 회전시킨다. 이때 메인스크류로터(5)의 회전력을 전달 받은 좌우 게이트로터(16)는 상호 맞물려 회전된다.

메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)은 상호 맞물리는 구조로서 윤활을 위한 오일이 필요하므로 오일 주입구(17)에 오일을 급유한다.

(도5)는 본 발명의 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)의 결합된 단면도 (도5),(도6)을 참조하면 메인스크류로터(5)는 구동축(4)에 일체로 결합되어 좌우 게이트로터(16)에 회전력을 전달하도록 구성된다.

이렇게 구동축(4)에 의해 일체화된 메인스크류로터(5)는 구동축(4)의 회전력을 정교하게 게이트로터(16)에 전달 할 수 있게 된다.

(도7)은 본 발명의 싱글 스크류 공기압축기의 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)에 결합을 도시한 사시도이다.

(도8)(도9)(도(10)은 싱글 스크류 공기압축기에서 공기가 압축되는 과정을 순차적으로 도시한 상태도를 나타낸다.

(도8)은 흡기부(13)을 통해 대기의 공기가 흡입되고 이어서 오일 주입구(17)를 통해 오일이 주입된 상태로서 이때 압축과정의 공기(A)는 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)와의 연동하는 회전으로 확보공간이 점차적으로 작아지면서 압축되어 배기부(14)를 향해 이동하게 된다.

(도9)는 압축과정의 공기(A)가 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)의 연동하는 회전을 통해 확보공간이 (도8)의 상태보다 점차적으로 더 작아지면서 더 압축되어 배기부(14)를 향해 이동되는 과정을 나타낸다.

(도10)은 압축과정의 공기(A)가 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)의 연동하는 연동에 의해 확보 공간이 (도9)의 상태보다 점차적으로 더 작아지면서 더 압축되어 배기부 (14)를 행해 이동하게 된다.

그리고 (도8)(도9)(도10)에 표시된 압축과정의 공기(A)는 개략적인 형태를 도시한 것에 불과한 것으로서 메인스크류로터(5)/게이트로터(16)의 스크류 홈에 방향에 따라 실제로 대기와 차단되는 압축과정의 공기(A)영역이 다르게 표현될 수 있다.

(도8)(도9)(도10)을 참조하면 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)은 서로 연동하여 회전됨으로써 대기로부터 흡입된 공기를 압축하게 된다.

하우징(1)외측에 형성된 흡기부(13)와 배기부(14)를 통해 대기의 공기로부터 압축공기를 생성 배출하게 되는데 흡기부(13)를 통해 하우징(1)의 내부로 인입된 공기는 메인스크류로터(5)와 좌우 게이트 로터(16)의 연동으로 압축되며 이렇게 생성된 압축공기가 배기부(14)를 통해 배출된다.

또한 메인스크류로터(5)의 스크류홈과 좌우대칭게이트로터(16)의 스크류는 상호교차하여 배치된 상태에서 비접촉식으로 연동하도록 구성된다.

더 바람직하게 좌우대칭게이트로터(16)는 상하 서로 반대방향으로 회전하도록 배치하여 메인스크류로터(5)의 회전방향으로 배치된다. 이로 인해 하우징(1)내부로 흡입된 공기는 메인 스크류로터(5)와 게이트로터(16)의 회전에 의해 메인스크류로터(5)의 스크류 홈과 게이트로터(16)의 스크류가 메인스크류로터(5)의 스크류 홈을 따라 중앙부로 쏠리면서 공기가 차지하는 기존 공간에 적어지면서 압축이 이루어진다.

따라서 (도8)(도9)(도10)에서 나타낸 바와 같이 하우징(1)내에 메인스크류로터(5)스크류 홈에 진행방향으로 게이트로터(16)가 회전하며 압축공기가 배기부(14)로 이동하는 과정에서도 공기가 차지하는 기존공간이 적어지게 되면서 압축이 이루어진다.

하우징(1)의 내주벽과 메인 스크류 로터(5)와 게이트로터(16)가 이루는 인접거리가 대락 50∼60㎛로 형성된 상태에서 하우징(1)의 내측으로 오일 주입구(17)를 통해 오일을 주입하면 하우징(1) 내 주벽과 메인 스크류 로터(5)/게이트로터(16)의 사이에 유막이 형성된다.

이로 인해 하우징(1)으로 흡입된 공기와 메인 스크류 로터(5)와 게이트로터(16)사이에 유막을 형성 밀봉되여 공기의 압축이 효율적으로 이루어지게 된다.

(도4)를 참조하면 구동축(4)에는 구동축실(12)과 오일실(2)이 끼움결합되는데 구동축실(12)과 오일실(2)은 오른쪽 베아링 커버에 위치한 상태로 구동축(4)에 구동축실(12)/오일실(2)이 끼움결합된다.

따라서 구동축실(12)/오일실(2)은 하우징(1)내의 오일 유지 및 외부로의 역류를 차단하게 된다.

또한 하우징(1) 양측에는 구동축(4)오른쪽에, 베아링 및 베아링커버(3)배기쪽에도 베아링(11), 배기쪽 베아링 커버(10)가 끼움 결합되어 있어 하우징(1)의 내 주벽에 밀착 고정된 상태로 회전할 수 있도록 한다.

Claims (6)

1. 외부로부터 주입된 공기를 통해 압축공기를 생성하는 회전식 용적형 공기압축기에 관한 것으로 공기흡기부(13)와 배기부(14)가 형성되어 하우징(1)에 아래위 두 개의 포트가 열려 있는 상태로 구획되며 하우징(1) 중앙에 메인스크류로터(5)는 (나선형)스크류 홈을 이룬다. 상기 하우징(1)에 외부로부터 공기를 받아들이는 흡기부(13)와 그 생성된 압축공기를 배출하는 배기부(14)가 형성되고 메인스크류로터(5) 좌우에는 두 개의 게이트로터(16)가 맞물려 있습니다. 메인스크류로터(5)가 구동축(4)과 연동하여 좌우대칭으로 맞물려 있는 게이트로터(16)를 회전시킴
   하우징(1)내에서 오일이 분사되면 하우징(1)내부의 압축열을 냉각시키며 메인스크류로터(5)와 게이트로터(16)사이에 유막을 형성, 틈새를 밀봉하여 압축효율을 극대화하고 소음을 감소시키는 싱글 스크류 공기압축기
2. 청구항 1항에 대하여
   상기 스크류에 대응하는 상기 구동축(4)에는 메인스크류로터(5)가 상기구동축(4)과 일체로 형성되고 좌우에 맞물려 있는 게이트 로터(16)와 연동하며 회전할 때 스크류 홈 용적공간이 공기 흡기부(13)까지 움직이면 그 공간이 제일 크며 스크류 홈 공간이 흡기부(13)의 외부공기와 접촉하면서 메인스크류로터(5)의 스크류 홈이 배기구까지 회전했을 때 하우징(1)의 용적이 점점 축소되어 제일 작으며 동시에 공기가 압축을 받아 압력이 제일 높습니다. 또한 스크류홈내의 공기를 전부 배출하며 이때 스크류 홈은 진공상태로 스크류 홈의 공간이 공기 흡기부(13)까지 가면 순환이 다시 시작되는 싱글스크류 공기압축기이다.
3. 청구항 2항에 대하여
   상기 메인스크류로터(5)의 스크류 홈과 좌우 대칭 게이트로터(16)의 스크류는 상호 교차하여 맞물린 상태에서 비접촉식으로 연동하며 메인스크류로터(5)가 고속 회전하기 때문에 압축공기끊김현상, 소음, 진동이 작으며 배기가 안정적인 것을 특징으로 하는 싱글 스크류 공기압축기
4. 청구항 3항에 대하여
   상시 구동축(4)에 일체로 결합된 메인스크류로터(5)와 상기 좌우대칭게이트로터(16)는 탈착이 가능하게 결합되어 메인스크류로터(5)와 맞물려 회전시키는 경우에 메인스크류로터(5)와 좌우대칭 게이트로터(16)가 비접촉식으로 연동하는 상태의 일체형으로 결합하여 공기압축시 저소음, 저진동을 특징으로 하는 싱글스크류 공기압축기
5. 청구항 4항에 대하여
   상기하우징(1)의 외측에는 외부로부터 상기하우징(1)의 내측으로 오일을 공급하는 오일 주입구(17)가 형성되며 이 오일 주입구(17)로 주입된 오일에 의해 메인스크류로터(5)의 스크류홈과 상기 하우징(1)의 내 주벽사이, 상기좌우대칭의 게이트로터(16)스크류 사이에 유막이 형성되어 마찰과 열을 감소시키며, 하우징(1)의 내 주벽사이에 유막이 형성되어 압축열을 흡수하는 것을 특징으로 하는 싱글 스크류 공기압축기
6. 청구항 5항에 대하여
   상기 하우징(1)에 구동축(4)에 위치한 오일실(2)은 상기 구동축(4)과 일체로 회전되면서 오일이 하우징(1)외측으로 역류됨을 차단하는 것을 특징으로 하는 싱글 스크류 공기압축기

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