KR20190003093U

KR20190003093U - 오일 회로 및 오일 회로를 구비한 무오일 압축기

Info

Publication number: KR20190003093U
Application number: KR2020197000088U
Authority: KR
Inventors: 본트리더 토마스 드; 빔 뮤센; 에드빈 로스캄
Original assignee: 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2019-12-16
Also published as: PL3392478T3; EP3392478A1; EP3392478B1; JP6676096B2; WO2018193325A1; KR200494678Y1; JP2018184954A

Abstract

가변 속도를 갖는 모터(4) 및 상기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기 요소(2)를 포함하는 무오일 압축기(1)의 윤활 및 냉각을 위한 오일 회로로서, - 이 오일 회로(5)는 오일(11)을 갖는 오일 저장조(10)와, 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)의 상류측의 입구 채널(23)을 통해 오일 파이프(12)를 거쳐 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)에 오일(11)을 구동하도록 구성된 회전 오일 펌프(13)를 구비하고; - 이 회전 오일 펌프(13)는 회전 샤프트(27) 상에 장착된 로터(26)를 구비하고, 이 회전 오일 펌프(13)는 행정 체적을 갖고, 이 회전 오일 펌프(13)는 압축기 요소(2)의 모터(4)에 의해 구동되고; - 오일 회로(5)는 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)로부터 오일 저장조(10)로 돌아가게 오일(11)을 안내하도록 구성된 복귀 파이프(19)를 더 구비하고; - 오일 회로(5)는, 회전 오일 펌프(13)와 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4) 사이에 있는 오일(11)의 일 부분을, 오일 저장조(10)로의 복귀 중에, 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)를 통과시키지 않고, 오일 저장조(10)로 직접 안내하여 복귀시키도록 구성된 바이패스 파이프(15) 및 압력 작동식 바이패스 밸브(14)를 더 구비하고; - 오일 회로(5)는 오일 냉각기(16)를 더 구비하는 것인 오일 회로에 있어서, 오일 냉각기(16)는 바이패스 파이프(15) 내에 배치되고, 바이패스 밸브(14)는 오일 파이프(12) 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

오일 회로, 오일 회로를 구비한 무오일 압축기, 및 오일 회로를 통한 무오일 압축기의 윤활 및/또는 냉각을 제어하기 위한 방법

본 고안은 오일 회로, 이러한 오일 회로를 구비한 무오일(oil-free) 압축기 및 이러한 오일 회로를 통한 이러한 무오일 압축기의 윤활 및/또는 냉각을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

더 구체적으로, 본 고안은 개량된 오일 회로 및 이 개량된 오일 회로를 통한, 가변 rpm 또는 속도를 갖는, 즉 가변 속도 드라이브(variable speed drive: VSD) 제어부를 갖는 모터를 포함하는 무오일 압축기의 윤활 및/또는 냉각을 제어하기 위한 개량된 방법을 제공하도록 의도된다.

오일 회로가 이러한 모터의 구성요소를 윤활하고 냉각하는 데 사용되는 것이 알려져 있다.

이들 구성요소는 예를 들어, 모터의 베어링 및 기어이지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

높은 모터 rpm에서, 이들 베어링 및 기어는: 유압 손실 및 심지어 과열을 유발할 수 있는 너무 많은 오일도 아니고; 뿐만 아니라 과잉의 마찰 및 과열을 야기할 수 있는 너무 적은 오일도 아닌 정밀하게 정량된 오일 윤활을 필요로 한다.

따라서, 오일 제트 윤활이 적용되는데, 이에 의해 오일은 매우 정밀한 구성을 갖는 노즐에 의해 오일이 요구되는 장소에 정밀하게 타겟팅된다.

이 장소는 베어링의 레이스웨이(raceway)이거나 또는 기어의 톱니들이 서로 맞물리는 장소일 수도 있다.

오일 회로 내의 오일은, 오일 회로 내의 오일의 과열 및 오일의 윤활 특성의 수반되는 변화를 회피하기 위해, 냉각될 필요가 있다.

사전 설정된 압력 레벨에서 여과되고 냉각된 오일을 노즐에 제공하는 오일 회로는 통상적으로, 오일 저장조, 회전 오일 펌프, 오일 냉각기, 오일 필터, 및 연결 파이프를 포함하는데, 이들은 무오일 압축기의 다른 구성요소에 일체화될 수 있다. 더욱이, 종종 최소 압력 밸브, 바이패스 파이프, 오일 압력 센서 및 오일 온도 센서가 존재한다.

전통적으로, 이러한 무오일 압축기용 오일 회로는 이하와 같이 배열된다.

오일은 회전 오일 펌프를 사용하여 오일 저장조로부터 펌핑되고, 그 후에 오일은 오일 냉각기로 안내된다. 냉각기는 무오일 압축기의 윤활될 임의의 구성요소 및 냉각될 임의의 구성요소에 운반되기 전에 오일을 냉각할 것이다.

윤활 및 냉각 중에, 오일의 온도가 상승할 것이다.

오일이 무오일 압축기의 윤활 및/또는 냉각 대상 구성요소들을 통해 유동된 후에, 이는 복귀 파이프를 통해 오일 저장조로 돌아가게 안내될 것이다. 고온 오일은 오일 저장조로부터 오일 냉각기로 회전 오일 펌프에 의해 안내될 것이고, 여기서 오일은 무오일 압축기의 구성요소로 재차 안내되기 전에 냉각될 것이다.

전술한 회전 오일 펌프는 중요한 역할을 갖는데: 충분하지 않은 오일이 시간 내에 노즐에 전달되면, 불충분한 윤활은 베어링 및/또는 기어의 손상 또는 고장을 야기할 수도 있다.

개별 모터에 의해 구동되는 회전 오일 펌프를 사용하는 것이 가능하다.

이는 회전 오일 펌프가 제어될 수 있는 장점을 갖지만, 개별 모터 및 이 모터를 위한 제어 유닛이 필요한 단점을 갖는다. 그 결과, 무오일 압축기는 더 고가일 것인 뿐만 아니라, 또한 더 대형이고, 더욱이 무오일 압축기는 유지될 필요가 있고 고장이 쉬운 부가의 구성요소를 포함할 것이다.

이러한 이유로, 무오일 압축기의 압축기 요소와 동일한 모터에 의해 회전 오일 펌프를 구동하는 것이 관심이 있다. 이는 압축기 요소가 동작 중일 때 회전 오일 펌프가 작동하는 것을 보장할 것이다. 이는 또한, 무오일 압축기의 모터 및 압축기 요소의 더 높은 속도 또는 rpm에서, 더 많은 오일이 무오일 압축기의 윤활 및 냉각을 위해 요구되고, 더 많은 오일이 펌핑되어 오일 냉각기에 이어서 모터 및/또는 압축기 요소에 안내되는 것을 의미한다.

그러나, 오일 압력은 너무 높이 상승하지 않을 수도 있고, 모터 및 압축기 요소의 더 높은 속도 또는 rpm에서, 회전 오일 펌프는 너무 많은 오일을 펌핑하여 압력이 너무 높아지게 될 것이다. 예를 들어 너무 많은 오일이 이어서 베어링 윤활을 위해 사용되어 베어링의 손실이 발생하게 되기 때문에, 너무 높은 오일 압력은 허용되지 않는다.

이는 밸브를 갖는 바이패스 파이프가 오일 냉각기의 하류측의 오일 회로 내에 부착되는 이유인데, 이 바이패스 파이프는 특정 속도에서 펌핑된 오일의 일부를 오일 저장조로 돌아가게 보낼 것이다.

모터, 및 따라서 회전 오일 펌프의 속도가 높을수록, 밸브는 바이패스 파이프를 통해 오일 저장조로 더 많은 오일을 돌아가게 안내할 것이다.

이 방식으로, 오일 회로 내의 오일 압력이 너무 높이 상승하지 않을 것이다.

종래의 오일 회로에 따르면, 모터 및/또는 압축기 요소로 보내어지는 모든 오일은 오일 냉각기를 통해 통과할 것이다.

또 이러한 공지의 오일 회로는 따라서 기계의 낮은 속도에서, 오일이 회전 부분 내의 손실에 기인하여 최고로 가열될 때 오일 냉각기가 기계의 최대 속도에서 오일을 냉각하도록 설계됨에 따라 오일이 너무 많이 냉각되는 단점을 더 제시한다.

그 결과, 이들 낮은 속도에서, 오일은 높은 점도를 가질 것이고, 이는 베어링 내의 오일 손실을 유도할 것이다.

또한, 큰 온도차가 낮은 속도 및 높은 속도에서 오일 내에서 발생할 것이다.

이들 큰 온도차는 무오일 압축기의 모터에 유해하다.

이 결과, 그 냉각 용량이 조정 가능한 오일 냉각기가 종종 선택될 것인데, 이는 물론 더 고가이고 더 복잡하다.

더욱이, 최대 속도에서 전체 오일 유동을 위해 설계된 대형 냉각기를 사용할 필요가 있을 것이다.

오일 회로를 위한 적합한 회전 오일 펌프는 기어 펌프, 지로터 펌프와 같은 내부 기어 펌프 및 베인 펌프이다.

US 3,995,978호에는, 지로터 펌프가 기술되어 있다.

이러한 펌프는 펌프 폭 및/또는 기어 톱니 또는 베인의 수의 적절한 선택을 통해, 압축기 요소의 모터와 동일한 rpm에서 구동될 때 정확한 양의 오일을 펌핑하도록 설계될 수 있는데, 이는 회전 오일 펌프가 모터의 축 상에 직접 장착될 수 있게 하여, 매우 콤팩트하고, 강고하고, 효율적이고, 저가의 기계를 야기할 것이다.

그러나, 회전 오일 펌프가 압축기 요소의 모터의 축 상에 직접 장착되는 이러한 종류의 구성의 단점은, 회전 오일 펌프가 무오일 압축기 내의 비교적 높은 위치에 장착될 필요가 있고, 따라서 오일 저장조에 관하여 비교적 높은 위치에 있다는 것이다.

이러한 것은, 무오일 압축기의 시동시에, 회전 오일 펌프가 먼저 오일 저장조에 유동적으로 접속되어 있는 흡입 파이프로부터 공기를 흡입할 필요가 있고, 이후에 오일 저장조로부터 오일을 흡입하고 펌핑할 필요가 있다는 것을 의미한다.

이 시동은, 회전 오일 펌프 내에 일부 오일이 미리 존재하여, 회전 오일 펌프가 시동될 때, 이 오일이 확산하고 회전 오일 펌프 내에 밀봉을 제공하게 되어, 회전 오일 펌프의 흡입력이 즉시 최적화되게 되면, 더 용이하다.

이러한 이유로, 회전 오일 펌프의 조립 중에, 작은 체적의 오일, 즉 오일 회로 내의 오일의 총 체적에 관하여 작은 체적이 종종 회전 오일 펌프에 적용된다.

그러나, 펌프가 단지 그 조립 후에 장시간 후에 최초로 시동될 때, 이러한 초기 체적의 오일은 미리 부분적으로 또는 완전히 증발되어, 더 이상 회전 오일 펌프를 적절한 방식으로 시동하기 위해 충분하지 않게 된다.

US 3,859,013호는 회전 오일 펌프를 기술하고 있고, 여기서 회전 오일 펌프와 오일 저장조 사이의 입구 채널에 일종의 사이펀형 구조체가 제공되어 있는데, 이 사이펀형 구조체는 작은 체적의 오일이 오일 저장조 부근에서 입구 채널 내에 유지되도록 구성된다. 그러나, 무오일 압축기의 시동시에, 회전 오일 펌프는 오일이 사이펀형 구조체로부터 흡입되기 전에 여전히 상당한 체적의 공기를 흡입해야 할 필요가 있다.

본 고안의 목적은 전술한 및 다른 단점의 적어도 하나에 대한 해결책을 제공하는 것이다.

본 고안의 목적은 가변 속도를 갖는 모터 및 상기 모터에 의해 구동되는 압축기 요소를 포함하는 무오일 압축기의 윤활 및 냉각을 위한 오일 회로로서,

- 이 오일 회로는 오일을 갖는 오일 저장조와, 오일 저장조로부터 회전 오일 펌프의 상류측의 입구 채널을 통해 오일 파이프를 거쳐 압축기 요소 및/또는 모터로 오일을 보내도록 구성된 회전 오일 펌프를 구비하고;

- 이 회전 오일 펌프는 회전 샤프트 상에 장착된 로터를 구비하고, 이 회전 오일 펌프는 행정 체적을 갖고, 이 회전 오일 펌프는 압축기 요소의 모터에 의해 구동되고;

- 오일 회로는 압축기 요소 및/또는 모터로부터 오일 저장조로 돌아가게 오일을 안내하도록 구성된 복귀 파이프를 더 구비하고;

- 오일 회로는, 회전 오일 펌프와 압축기 요소 및/또는 모터 사이에 있는 오일의 일 부분을, 오일 저장조로의 복귀 중에, 압축기 요소 및/또는 모터를 통과시키지 않고, 오일 저장조로 직접 안내하여 복귀시키도록 구성된 바이패스 파이프 및 압력 작동식 바이패스 밸브를 더 구비하고;

- 오일 회로는 오일 냉각기를 더 구비하는 것인 무오일 압축기에 있어서,

오일 냉각기는 바이패스 파이프 내에 배치되고, 바이패스 밸브는 오일 파이프 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 오일 회로이다.

장점은, 압축기 요소의 낮은 속도에서, 적은 냉각이 요구될 때, 오일 회로 내의 오일의 적은 부분이 바이패스 파이프를 통해 안내되고 따라서 냉각될 것이며; 높은 속도에서, 많은 냉각이 요구될 때, 오일 회로 내의 오일의 비교적 많은 부분이 바이패스 파이프를 통해 안내되고 따라서 더 많이 냉각될 것이라는 것이다.

낮은 속도에서 적은 냉각 및 높은 속도에서 많은 냉각에 의해, 오일의 온도는 더 일정하게 유지될 것이고 따라서 온도차가 공지의 냉각 회로에 비교하여 더 작다.

더욱이, 평균 오일 온도가 또한 더 높을 것이어서, 오일이 더 낮은 점도를 가질 것이게 되는데, 이는 오일이 윤활을 위해 사용되는 베어링 및 무오일 압축기 내의 다른 장소에서 더 적은 오일 손실을 유도할 것이다.

다른 장점은, 낮은 속도에서, 오일이 바이패스 파이프와 오일 냉각기를 통해 안내되지 않을 것이기 때문에, 오일이 냉각되지 않을 것이라는 것이다. 이 방식으로, 오일은 낮은 속도에서 너무 큰 점도를 갖지 않을 것이다.

더욱이, 높은 속도에서, 많은 오일이 이어서 냉각기를 통해 안내되기 때문에, 오일은 너무 고온이 되지 않게 될 것이다.

다른 장점은, 오일 냉각기가 더 작은 치수를 가질 수 있는데, 즉 바이패스 파이프 내에서, 오일 냉각기가 바이패스 밸브의 상류측에서 오일 파이프 내에 있는 공지의 오일 회로에 비교하여 더 소형의 오일 냉각기가 더 적은 오일 유동을 위해 선택될 수 있다는 것이다.

본 고안의 바람직한 실시예에서, 입구 채널은 회전 오일 펌프의 로터의 최소 직경을 2로 나눈 값으로 감소된 회전 오일 펌프의 회전 샤프트의 중심선의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 댐을 구비한다.

이 바람직한 실시예의 장점은, 무오일 압축기의 정지 후에, 상당한 체적의 오일이 회전 오일 펌프 내에 그리고 회전 오일 펌프와 댐 사이의 입구 채널 내에 잔류하여, 무오일 압축기의 재시동시에, 회전 오일 펌프가 오일로 내부적으로 완전히 습윤되게 되고 회전 오일 펌프의 흡입력이 즉시 매우 높아지게 될 것이라는 것이다.

이 방식으로, 오일 유동이 무오일 압축기의 (재)시동시에 오일 회로 내에서 신속하고 원활하게 시동된다.

바람직하게는, 댐의 높이는 회전 오일 펌프의 회전 샤프트의 최소 직경을 2로 나눈 값으로 감소된 회전 오일 펌프의 회전 샤프트의 중심선의 높이보다 작다.

이는 오일이 회전 오일 펌프의 회전 샤프트를 통해 누설할 것을 방지할 것이고 및/또는 상기 샤프트의 부가의 밀봉부를 위한 요구를 회피할 것이다.

본 고안은 또한 그 윤활 및 냉각을 위한 오일 회로를 구비하는 무오일 압축기로서,

- 상기 무오일 압축기는 가변 속도를 갖는 모터 및 상기 모터에 의해 구동되는 압축기 요소를 포함하고;

- 상기 오일 회로는 오일을 갖는 오일 저장조와, 오일 저장조로부터 회전 오일 펌프의 상류측의 입구 채널을 통해 오일 파이프를 거쳐 압축기 요소 및/또는 모터로 오일을 보내도록 구성된 회전 오일 펌프를 구비하고;

- 상기 회전 오일 펌프는 회전 샤프트 상에 장착된 로터를 구비하고, 상기 회전 오일 펌프는 행정 체적을 갖고, 상기 회전 오일 펌프는 압축기 요소의 모터에 의해 구동되고;

- 오일 회로는 압축기 요소 및/또는 모터로부터 오일 저장조로 오일을 안내하여 복귀시키도록 구성된 복귀 파이프를 더 구비하고;

무오일 압축기는 오일 냉각기가 바이패스 파이프 내에 배치되고 바이패스 밸브는 오일 파이프 내에 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기에 관한 것이다.

마지막으로, 본 고안은 오일 회로를 통한 무오일 압축기의 윤활 및/또는 냉각을 제어하기 위한 방법으로서,

- 이 회전 오일 펌프는 압축기 요소의 모터에 의해 구동되고;

- 오일 회로는, 회전 오일 펌프와 압축기 요소 및/또는 모터 사이에 있는 오일의 일 부분을, 오일 저장조로의 복귀 중에, 압축기 요소 및/또는 모터를 통과시키지 않고, 오일 저장조로 직접 안내하여 복귀시키는 바이패스 파이프 및 압력 작동식 바이패스 밸브를 더 구비하고;

- 오일 회로는 오일 냉각기를 더 구비하는 것인 방법에 있어서,

바이패스 파이프 및 바이패스 밸브를 통해 오일 저장조로 안내되어 복귀하는 펌핑된 오일의 부분은 바이패스 파이프 내에 배치된 오일 냉각기를 통과하고, 바이패스 밸브는 사전 설정된 압력이 바이패스 밸브와 압축기 요소 및/또는 모터 사이의 오일 파이프에서 도달하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

바람직하게는, 압축기 요소의 모터는, 오일 또는 오일보다 더 높은 휘발성을 갖는 윤활제가 회전 오일 펌프의 하류측에서 그보다 더 높은 위치에서 오일 회로 내로 운반된 후에만 시동된다.

본 고안의 특징을 더 양호하게 나타내는 의도로, 본 고안에 따른 오일 회로 및 이러한 오일 회로를 구비한 무오일 압축기의 몇몇 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여, 어떠한 한정의 성질 없이, 예로서 이하에 설명된다.
도 1은 본 고안에 따른 오일 회로를 구비한 무오일 압축기를 개략 도시하고 있다.
도 2는 모터 속도의 함수로서 회전 오일 펌프의 유량의 변화를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 모터 속도의 함수로서 바이패스 밸브의 하류측의 오일 파이프 내의 압력의 변화를 도시하고 있다.
도 4는 도 1의 모터 및 회전 오일 펌프를 더 상세히 개략 도시하고 있다.
도 5는 회전 오일 펌프의 하우징이 부분적으로 절결되어 있는, 도 4의 화살표 F3에 따른 도면을 도시하고 있다.
도 6은 도 5의 F4에 의해 지시되어 있는 부분을 더 상세히 도시하고 있다.
도 7은 도 6의 부분의 대안 실시예를 도시하고 있다.

이 경우에, 도 1에 도시되어 있는 무오일 압축기(1)는 스크류 압축기 요소(2), 변속기(3)(또는 기어박스) 및 가변 속도를 갖는 모터(4)를 갖는 스크류 압축기 디바이스이고, 여기서 무오일 압축기(1)는 본 고안에 따른 오일 회로(5)를 구비한다.

본 고안에 따르면, 무오일 압축기(1)는 스크류 압축기(1)일 필요는 없는데, 이는 압축기 요소(2)가 또한 상이한 유형, 예를 들어 톱니 압축기 요소, 스크롤 압축기 요소, 베인 압축기 요소 등일 수 있기 때문이다.

압축기 요소(2)는 가스를 흡인하기 위한 입구(7) 및 압축 가스용 출구(8)를 갖는 하우징(6)을 구비한다. 2개의 짝을 이루는 나선형 로터(9)가 하우징(6) 내의 베어링 상에 장착된다.

오일 회로(5)는 윤활을 위해 그리고 필요하다면 무오일 압축기(1)의 구성요소를 냉각하기 위해 오일(11)을 무오일 압축기(1)에 공급할 것이다.

이들 구성요소는 예를 들어, 변속기(3) 내의 기어, 압축기 요소(2) 내에서 나선형 로터(9)가 장착되는 베어링 등이다.

오일 회로(5)는 오일(11)을 갖는 오일 저장조(10) 및 무오일 압축기(1)의 윤활 및/또는 냉각 대상 구성요소에 오일(11)을 보내기 위한 오일 파이프(12)를 포함한다.

회전 오일 펌프(13)가 오일 저장조(10)로부터 오일(11)을 펌핑하는 것이 가능하도록 오일 파이프(12)에 제공된다.

회전 오일 펌프(13)는 압축기 요소(2)의 모터(4)에 의해 구동된다.

회전 오일 펌프(13)는 모터(4)의 샤프트 또는 구동 샤프트에 직접 연결될 수 있다. 이 구동 샤프트는 이어서 커플링을 통해 모터(4)에 연결된다. 다음에, 기어가 기어박스에 의해 구동되는 구동 샤프트 상에 장착된다. 하나 이상의 압축기 요소(2)는 기어박스를 통해 구동될 수 있다.

바이패스 밸브(14)와, 오일 파이프(12)로부터 오일 저장조(10)로 되돌아가게 이어지는 바이패스 파이프(15)가, 회전 오일 펌프(13)의 하류측에서 오일 파이프(12)에 제공된다.

도시되어 있는 예에서, 바이패스 밸브(14)는 오일 파이프(12)에 부착되어 있지만, 바이패스 밸브(14)가 바이패스 파이프(15)에 부착되어 있는 것도 배제되지 않는다. 바이패스 파이프(15)로의 오일 파이프(12)의 연결의 장소에 부착되어 있는 3방향 밸브가 사용되는 것도 배제되지 않는다.

바이패스 밸브(14)는 회전 오일 펌프(13)에 의해 펌핑되는 오일(11)을 분배할 것인데: 일 부분은 오일 파이프(12)를 통해 무오일 압축기(1)의 윤활 및/또는 냉각 대상 구성요소로 보내어질 것이고, 다른 부분은 바이패스 파이프(15)를 통해 오일 저장조(10)로 되돌아가게 보내어질 것이다.

이 경우에, 필수적이지는 않지만 바이패스 밸브(14)는 기계식 밸브(14)이다.

바람직한 실시예에서, 밸브(14)는 스프링-하중식 밸브인데, 즉 밸브(14)는 스프링 또는 스프링 요소를 포함하고, 여기서 스프링은 밸브(14)의 상류측 또는 하류측의 압력(p)에 따라 밸브(14)를 더 많이 또는 더 적게 개방할 것이다.

이 경우에, 밸브는 밸브(14)의 하류측의 압력(p)에 따라 바이패스 밸브(14)를 개폐하는 스프링-하중식 밸브(14)일 것이다. 압력(p)의 특정 임계값이 초과될 때, 밸브(14)는 바이패스 파이프(15)를 개방할 것이고, 그 결과 펌핑된 오일(11)의 일부가 바이패스 파이프(15)를 통해 오일 저장조(10)로 유동하게 될 것이다.

본 고안에 따르면, 오일 냉각기(16)가 바이패스 파이프(15)에 배치된다. 이는, 바이패스 파이프(15)를 통해 유동하는 오일(11)은 냉각될 수 있지만, 오일 파이프(12)를 통해 윤활 및/또는 냉각 대상 구성요소로 유동하는 오일(11)은 냉각되지 않을 것이라는 것을 의미한다.

달리 말하면, 냉각된 저온 오일(11)이 바이패스 파이프(15)를 통해 오일 저장조(10)로 안내될 것이다.

이 경우에, 전술한 오일 냉각기(16)는 열교환기(17)의 부분을 형성한다. 오일 냉각기(16)는 예를 들어, 플레이트 냉각기일 수 있지만, 오일(11)을 냉각하기에 적합한 임의의 유형의 냉각기가 본 고안에 사용될 수 있다.

이 경우에, 오일 냉각기(16)는 소정의 오일 유동 및 냉각제의 유동을 위한 고정된 또는 일정한 냉각 용량을 갖는다. 이는 냉각 용량이 조정될 수 없다는 것을 의미한다. 냉각제의 유동을 조정함으로써, 냉각 용량을 조정하는 것이 실제로 가능할 것이다. 그러나, 이는 필수적인 것은 아니다.

바이패스 밸브(14)로부터, 오일 파이프(12)는 필요하다면 무오일 압축기(1)의 윤활 및 냉각 대상 구성요소에 이른다. 여기서, 오일 파이프(12)는 압축기 요소(2) 내에 부분적으로 일체화될 수 있는 서브파이프(18)로 분할될 것이다.

더욱이, 오일 회로(5)는 구성요소를 윤활 그리고 필요하다면 냉각한 후에, 압축기 요소(2)로부터 오일 저장조(10)로 되돌아가게 오일(11)을 운반하기 위한 복귀 파이프(19)를 구비한다.

이 오일(11)은 더 높은 온도를 가질 것이다.

오일 저장조(10)에서, 이 고온 오일(11)은 바이패스 파이프(15)를 통해 오일 저장조(10)로 안내되는 냉각된 저온 오일(11)과 혼합될 것이다.

오일 회로(5)를 갖는 무오일 압축기(1)의 동작은 매우 간단하고 이하와 같다.

압축기 요소(2)가 모터(4)에 의해 구동될 때, 짝을 이루는 회전 나선형 로터(9)는 공기를 흡인하여 압축할 것이다.

동작 중에, 압축기 요소(2), 변속기(3) 및 모터(4)의 상이한 구성요소가 윤활되고 냉각될 것이다.

회전 오일 펌프(13)가 압축기 요소(2)의 모터(4)에 의해 구동됨에 따라, 무오일 압축기(1)의 시동 시점에서, 오일 펌프가 오일(11)을 펌핑하여 이를 오일 파이프(12) 및 서브파이프(18)를 통해 무오일 압축기(1)의 윤활 및 냉각 대상 구성요소로 보낼 것이다.

모터(4)의 속도(n)의 함수로서 회전 오일 펌프(13)의 유량(Q)의 변화가 도 2에 도시되어 있다.

이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 낮은 속도(n)에서, 회전 오일 펌프(13)는 높은 속도(n)에 비교하여 더 적은 오일(11)을 펌핑할 것이다. 이는, 낮은 속도(n)에서, 더 적은 윤활 및 냉각이 요구될 것이고 높은 속도(n)에서는 더 많은 윤활 및 냉각이 요구될 것이기 때문에 유리하다.

낮은 속도(n)에서, 펌핑되는 모든 오일(11)이 압축기 요소(2) 및 모터(4)로 보내어질 것인데, 즉 바이패스 밸브(14)가 바이패스 파이프(15)를 폐쇄할 것이어서 어떠한 오일(11)도 바이패스 파이프(15) 및 오일 냉각기(16)를 따라 오일 저장조(10)로 돌아가게 유동할 수 없게 된다. 낮은 속도(n)에서, 오일(11)이 거의 워밍업되지 않을 것임에 따라 어떠한 냉각도 요구되지 않기 때문에, 이는 문제가 되지 않고 오일(11)이 너무 저온이 되지 않는 것을 보장할 것이다.

바이패스 밸브(14)의 하류측의 오일 파이프(12) 내의 압력(p)의 변화가 도 3에 도시되어 있다.

압력은 속도(n')에 대응하는 특정 압력(p')이 도달될 때까지, 속도(n)에 비례하여 계통적으로 상승할 것이다.

이 속도(n')에서, 압력(p')이 도달되어 바이패스 밸브(14)가 바이패스 파이프(15)로 부분적으로 개방되게 된다.

그 결과, n'보다 더 높은 속도에서, 펌핑된 오일(11)의 일 부분은 바이패스 파이프(15)를 거쳐 바이패스 밸브(14)를 통해 보내어질 것이다.

이는 도 2에 개략적으로 도시되어 있고, 여기서 곡선은 2개의 분기로 분할되는데: 구역(I)에 대응하는 오일 유량(Q)의 일부는 오일 파이프(12)를 통해 무오일 압축기(1)의 윤활 및 냉각 대상 구성요소로 보내어질 것이고, 반면에 구역(II)에 대응하는 오일 유량(Q)의 다른 부분은 바이패스 파이프(15)를 통해 오일 저장조(10)로 돌아가게 보내어질 것이다.

바이패스 밸브(14)가 개방될 것이기 때문에, 속도(n')에서, 압력(p)은 더 이상 모터(4)의 속도(n)에 비례하여 상승하지 않을 것이고, 도 3에 도시된 바와 같이, 곡선은 평탄화된다.

속도(n)가 더 높을수록, 바이패스 밸브(14)가 오일 파이프(12) 내의 바이패스 밸브(14)의 하류측에서 더 높은 압력(p)에 의해 더 많이 압박 개방될 것이다. 실제로, 더 높은 속도(n)에서, 회전 오일 펌프(13)의 유량(Q)은 더 클 것이고, 이에 따라 압력(p)은 또한 상승하여 바이패스 밸브(14)가 더 개방되게 될 것이다.

스프링-하중식 바이패스 밸브(14)의 스프링 특징은, 도 3의 곡선에 따라 바이패스 밸브(14)와 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4) 사이의 오일 파이프(12) 내에 사전 설정된 압력(p)이 도달되도록 바이패스 밸브(14)가 스프링에 의해 제어되게 선택된다.

바이패스 파이프(15)를 통해 안내되는 오일(11)은 오일 냉각기(16)를 통과하여 그에 의해 냉각될 것이다.

바이패스 파이프(15)를 통해 안내되는 냉각된 오일(11)은 오일 저장조(10)에 도달하기 때문에, 오일 저장조(10) 내의 오일(11)의 온도가 저하할 것이다. 이 저온(더 저온) 오일(11)은 이어서 회전 오일 펌프(13)에 의해 펌핑되고 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)로 운반된다.

높은 속도(n)에서, 더 많은 열이 무오일 압축기(1) 내에서 발생되기 때문에, 상기 방법에 의해 정밀하게 처리되어야 하는 더 많은 냉각이 요구될 것이다.

증가하는 속도(n)에서, 회전 오일 펌프(13)는 항상 오일 저장조(10)로부터 더 많은 오일(11)을 펌핑할 것이다. 바이패스 밸브(14)의 하류측의 압력(p)은 그 결과 항상 더 높을 것이기 때문에, 이 바이패스 밸브(14)는 바이패스 파이프(15)를 통해 항상 더 많은 오일(11)을 안내함으로써 응답할 것이어서, 압력(p)이 너무 높게 상승하지 않고 도 3의 곡선을 계속 따르게 된다.

그 결과, 증가하는 속도(n)에서, 더욱 더 많은 오일(11)이 냉각될 것이어서, 무오일 압축기(1)의 상승 온도가 이들 증가하는 속도(n)에서 수용될 수 있게 된다.

이는 도 2에 도시되어 있고, 여기서 구역(II)은 더 높은 속도(n)에서 항상 더 커지게 된다.

상기 설명은 낮은 속도(n)에서 오일(11)이 거의 또는 전혀 냉각되지 않고, 반면에 증가하는 속도(n)에서 더욱 더 많은 오일(11)이 냉각되는 것을 명백히 나타낸다.

이 결과로서, 오일 온도는 더 일정하고 평균적으로 더 높을 것인데, 이는 오일(11)의 점도가 평균적으로 더 낮을 것이어서 회전 오일 펌프(13) 내에 그리고 윤활 장소에서 더 적은 오일 손실이 존재하게 되는 것을 보장한다.

도 2로부터 더 알 수 있는 바와 같이, 모든 속도(n)에서, 바이패스 파이프(15) 및 오일 냉각기(16)(구역 II)를 통해 진행하는 오일 유량(Q)은 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)(구역 I)로 보내어지는 오일 유량(Q)보다 작을 것이다.

이는 오일 냉각기(16)가 공지의 냉각 회로에 비교하여 더 작은 치수를 가질 수 있는 것을 의미한다.

압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)의 오일(11)은 복귀 파이프(19)를 통해 오일 저장조(10)로 돌아가게 보내어질 것이다.

이 오일(11)은 오일 저장조(10) 내의 오일(11)보다 더 높은 온도를 가질 것이다.

이 고온 오일(11)에 추가하여, 냉각된 오일(11)은 또한 바이패스 파이프(15)를 통해 오일 저장조(10)에 도달할 것이다.

이 2가지 오일은 오일 저장조(10) 내에서 함께 혼합될 것인데, 이는 냉각된 오일(11)과 고온 오일(11)의 온도 사이의 특정 온도에 오일(11)이 있게 할 것이다.

오일 저장조(10)에서, 회전 오일 펌프(13)가 재차 오일(11)을 펌핑할 것이고, 전술한 방법 및 제어가 이어질 것이다.

도시되어 있는 예에서, 스프링-하중식 기계식 밸브가 바이패스 밸브(14)로서 사용되었지만, 제어기(20)에 의해 제어되는 전자 바이패스 밸브(14)를 사용하는 것이 가능하다.

도 1에서, 이 제어기(20)는 예로서 점선에 의해 도시되어 있다. 이 제어기(20)는 예를 들어, 오일 파이프(12) 내의 바이패스 밸브(14)로부터 하류측에 배치된 압력 센서(21)로부터의 신호에 기초하여, 바이패스 밸브(14)를 제어할 것이다. 제어기(20)는 압력 센서(21)에 의해 기록된 바와 같은 압력(p)이 도 3의 곡선의 경로를 따를 것이도록 바이패스 밸브(14)를 제어할 것이다. 달리 말하면, 바이패스 밸브(14)는, 바이패스 밸브(14)와 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4) 사이의 오일 파이프(12) 내에 사전 설정된 압력(p)이 도달되도록 제어된다.

도시되고 설명된 예에서, 오일 회로(5)는 압축기 요소(2) 및 모터(4)로부터 분리된 것으로 도시되어 있지만, 오일 회로(5)는 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)에 일체화되거나 이들의 부분을 물리적으로 형성하는 것도 물론 배제되지 않는다.

상기에 도시되고 설명된 모든 실시예에서, 오일 회로(5)는 오일 필터를 또한 포함하는 것이 가능하다. 이 오일 필터는 예를 들어, 필수적인 것은 아니지만, 바이패스 밸브(14)로부터 하류측에서 오일 파이프(12) 내에 부착될 수 있다. 오일 필터는 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)에 이를 송출하기 전에 오일(11)로부터 임의의 오염물을 수집할 것이다.

모터(4)는 압축기 요소(2)뿐만 아니라 회전 오일 펌프(13)를 직접 구동할 것이다. 도 4에는, 모터(4)의 회전 샤프트(22)가 회전 오일 펌프(13)를 직접 구동하는 것이 도시되어 있다.

오일 회로(5)는 회전 오일 펌프(13)가 회전 오일 펌프(13) 전에 입구 채널(23)을 통해 오일 저장조(10)로부터 오일(11)을 펌핑하고, 그 후에 오일(11)이 파이프(12) 및 서브파이프(18)를 통해 무오일 압축기(1)의 하나 이상의 베어링 및 다른 구성요소의 윤활 및/또는 냉각을 위해 모터(4) 및/또는 압축기 요소(2) 내의 특정 장소에 위치된 노즐로 안내될 수도 있는 것을 허용할 것이다.

회전 오일 펌프(13)가 압축기 요소(2)의 모터(4)에 의해 구동되기 때문에, 이는 오일 저장조(10)보다 상당히 더 높은 위치 레벨에 있을 것이다. 이는 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)로 이어지는 입구 채널(23)이 비교적 긴 것을 의미한다.

회전 오일 펌프(13)는 스테이터(25) 및 로터(26)가 장착되어 있는 하우징(24)을 포함한다. 로터(26)는 모터(4)의 회전 샤프트(22)에 의해 구동되는 회전 샤프트(27) 상에 장착된다.

회전 오일 펌프(13)는 지로터 펌프이지만, 이는 본 고안의 전제 조건은 아니다.

하우징(24)은 입구 채널(23)이 연결되어 있는 오일(11)을 위한 입구 포트(28)와, 펌핑된 오일(11)을 위한 출구 포트(29)를 구비한다.

도 5에서, 입구 포트(28) 및 출구 포트(29)는 명백하게 가시화되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 입구 채널(23)은 회전 오일 펌프(13) 부근에 댐(30)을 구비한다.

'댐(30)'이라는 것은, 모터(4)가 정지될 때, 오일(11)의 특정 체적이 댐(30)에 의해 막혀 있는 입구 채널(23) 내의 공간(31) 내에 잔류할 것을 보장하는 구조체를 의미한다.

'회전 오일 펌프(13) 부근'이라는 것은, 오일(11)의 전술한 잔류 체적이 회전 오일 펌프(13)가 회전 오일 펌프(13)의 시동시에 즉시 오일(11)을 펌핑하는 것이 가능하도록 하는 장소에 잔류하게 될 것을 의미한다.

이는 오일(11)의 전술한 잔류 체적이 예를 들어 회전 오일 펌프(13) 내에 적어도 부분적으로 존재할 것 또는 오일(11)의 잔류 체적이 회전 오일 펌프(13)의 입구 포트(28) 바로 옆에서 입구 채널(23) 내에 위치될 것을 의미한다.

도 6에서, 댐(30)이 회전 오일 펌프(13)의 로터(26)의 최소 직경(B)의 절반으로 감소된 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)와 동일한 최소 높이를 갖는 것이 명백하게 가시화되어 있다.

댐(30)을 적어도 라인(C)에 의해 지시되어 있는 이 최소 높이만큼 높게 함으로써, 충분한 오일(11)이 댐(30)과 회전 오일 펌프(13) 사이에서 입구 채널(23) 내의 댐(30)으로 막힌 공간(31)에 의해 잔류할 것이고, 이에 의해 회전 오일 펌프(13)가 무오일 압축기(1)의 시동시에 내부에서 완전히 습윤된다. 이러한 오일(11)로의 회전 오일 펌프(13)의 즉각적인 내부 습윤에 기인하여, 로터(26) 및 스테이터(25)는 회전 오일 펌프(13)의 흡입력이 즉시 최대가 되도록 이 오일(11)에 의해 즉시 밀봉될 것이다.

이 경우에, 바람직하게는, 댐(30)의 높이(D)는 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 직경(E)의 절반으로 감소된 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)와 동일한 최대 높이보다 작다.

댐(30)이 라인(F)에 의해 지시되어 있는 이 최대 높이보다 더 높을 것이면, 잔류 오일(11)의 레벨은 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 최저점보다 더 높을 것이다. 이 때문에, 오일(11)은 가능하게는 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)를 통해 누설할 것이고 및/또는 이를 회피하기 위해 밀봉부가 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27) 상에 제공될 필요가 있을 것이다.

댐(30)의 최소 높이(C) 및 최대 높이(F) 옆에서, 댐(30)의 구성은, 이 경우에 그리고 바람직하게는, 회전 오일 펌프(13)와 회전 오일 펌프(13) 내의 댐(30) 및 입구 채널(23) 사이에 존재할 수도 있는 오일(11)의 체적이 회전 오일 펌프(13)의 행정 체적의 적어도 2배가 되도록 이루어진다.

이는 즉시 충분한 오일(11)이 회전 오일 펌프(13)의 시동시에 회전 오일 펌프(13) 및 입구 채널(23) 내에서 이용 가능하여, 회전 펌프(13)를 내부에서 즉시 습윤하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 또한 소정 체적의 오일(11)을 출구 포트(29)를 통해 오일 회로(5)로 그리고 더 나아가 무오일 압축기(1)의 윤활 및/또는 냉각 대상 구성요소로 즉시 펌핑하는 것이 가능하게 되는 장점을 갖는다.

도 5 및 도 6의 댐(30)은 회전 오일 펌프(13)의 로터(26) 및 스테이터(25)를 향해 경사진 경사부로서 설계되지만, 댐(30)이 다른 구성을 갖는 것도 배제되지 않는다.

도 7에는 대안적인 구성이 도시되어 있고, 여기서 댐(30)은 단차형 형태를 가지며, 입구 채널(23)은 소위 단차부(33)를 구비한다.

본 실시예는 더 많은 오일(11)이 댐(30)과 회전 오일 펌프(13) 사이의 공간(31)에 잔류할 것이라는 장점을 갖지만, 오일(11)의 흡입시에, 오일(11)이 이를테면 단차부(33)를 통해 아래로 유동하여, 바람직하지 않은 난류를 야기할 수 있다라는 단점도 갖는다. 도 5 및 도 6의 실시예에서, 오일(11)은 이를테면 댐(30)으로부터 아래로 유동할 것이다.

무오일 압축기(1)의 동작은 매우 간단하고 이하와 같다.

무오일 압축기(1)의 시동을 위해, 바람직하게는 이하의 단계:

- 공간(31)이 오일(11)로 완전히 충전될 때까지, 회전 오일 펌프(13)의 하류측에 있는 그보다 높은 위치에서 오일(11)을 오일 회로(5)로 보내는 단계; 및

- 이어서 모터(4)를 시동하는 단계가 취해진다.

오일 회로(5) 내로 운반되는 오일(11)은 회전 오일 펌프(13)에까지 아래로 유동할 수도 있고, 댐(30)과 회전 오일 펌프(13) 사이의 공간(31) 내의 입구 채널(23)과 회전 오일 펌프(13)의 모두를 댐(30)의 높이(D)와 동일한 레벨로 충전할 수도 있다.

모터(4)가 이어서 시동될 때, 압축기 요소(2) 및 회전 오일 펌프(13)가 구동될 것이고, 오일 회로(5) 내로 운반되어 이제 회전 오일 펌프(13) 및 전술한 공간(31) 내에 위치된 오일(11)은, 회전 오일 펌프(13)가 오일(11)을 즉시 펌핑하여 오일 회로(5)로 전달하는 것이 가능하여, 압축기 요소(2)가 무오일 압축기(1)의 시동으로부터 바로 필요한 오일(11)을 즉시 제공받게 되는 것을 보장할 것이다.

대안적으로, 모터(4)가 시동되기 전에, 먼저 오일(11)보다 휘발성이 낮은 윤활제가 회전 오일 펌프(13)로 운반되는 것이 또한 가능하다.

이러한 방법은 바람직하게는, 무오일 압축기(1)의 최초 시동시에, 휘발성이 낮은 윤활제가 회전 오일 펌프(13) 내에 존재하도록, 무오일 압축기(1)의 조립시에 적용된다.

양 방법이 조합되는 것도 물론 배제되지 않으며, 여기서 최초 시동시에, 휘발성이 낮은 윤활제가 운반되고 무오일 압축기(1)의 후속 시동시에, 오일(11)은 오일 회로(5) 내로 운반된다.

모터(4)가 시동된 순간으로부터, 회전 오일 펌프(13)는 오일 저장조(10)로부터 입구 채널(23)을 통해 오일(11)을 즉시 펌핑할 것이다.

펌핑된 오일(11)은 이어서 회전 오일 펌프(13)를 떠나 출구 포트(29)를 경유하여 오일 회로(5)에 도달할 것이고, 거기로부터 서로 다른 노즐에 전달되어 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)의 윤활 및/또는 냉각 대상 구성요소에 서로 다르게 전달된다.

따라서, 압축기 요소(2) 및/또는 모터(4)는 모터(4) 및 무오일 압축기(1)의 시동으로부터 오일(11)을 거의 즉시 제공받을 것이다.

무오일 압축기(1)가 오일(11)이 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이의 공간(31) 내에 존재하는지 여부를 기록하도록 구성된 센서를 포함하는 것도 배제되지 않는다.

전술한 센서는 임의의 유형의 오일-레벨 센서뿐만 아니라 본 고안에 따른 오일 압력 센서 또는 오일 온도 센서일 수도 있다.

이러한 센서를 갖는 무오일 압축기(1)의 시동을 위해, 모터(4)는 바람직하게는 단지 오일(11)이 회전 펌프(13)와 댐(30) 사이에서 입구 채널(23) 내에서 검출된 후에만 시동된다.

오일(11)이 검출되지 않으면, 무오일 압축기(1)는 시동되지 않고, 대신에 경고 신호가 사용자에게 송출된다.

시동시에 무오일 압축기(1)의 윤활 및/또는 냉각을 제어하기 위한 센서 및 전술한 방법은 전술한 방법과 조합될 수도 있다는 것이 명백하다. 이 방법은 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이에서 입구 채널(23) 내에 오일(11)이 존재하지 않고, 무오일 압축기(1)가 시동될 수도 있는 것을 방지하기 위한 부가의 안전 특징부를 구비할 것이다.

무오일 압축기(1)가 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이의 공간(31)과 오일 저장조(10) 사이에 유체 접속부를 포함하고, 여기서 유체 접속부는 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이의 공간(31)으로 오일(11)을 전달하도록 구성되는 것이 또한 가능하다.

이는 예를 들어 수동으로 또는 전기적으로 동작되는 소형 펌프에 의해 실현될 수도 있다.

무오일 압축기(1)가 이러한 유체 접속부를 구비하면, 이하의 방법이 무오일 압축기(1)의 시동을 위해 실행될 수도 있는데: 이 방법은

- 공간(31)이 오일(11)로 완전히 충전될 때까지 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이의 공간(31)으로 오일(11)을 전달하는 단계; 및

- 이어서 모터(4)를 시동하는 단계를 포함한다.

오일(11)이 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이에서 입구 채널(23) 내에 존재하는지 여부를 기록하도록 구성된 센서가 무오일 압축기(1)에 또한 마련되는 것도 배제되지 않는다.

이 경우에, 오일(11)이 시동시에 검출되지 않을 대, 소형 펌프를 동작함으로써 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이의 공간(31)으로 오일(11)을 전달하라는 신호가 사용자에게 송출될 것이고, 또는 이 소형 펌프가 전기적으로 동작할 때, 소형 펌프는 오일(11)이 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이의 공간(31)으로 전달되는 것을 보장하기 위해 무오일 압축기(1)에 의해 자동으로 시동될 것이고, 그 후에 문제 없이 모터(4)를 원활하게 시동하는 것이 가능하다.

본 고안은 예로서 설명되고 도면에 도시되어 있는 실시예에 결코 한정되는 것은 아니고, 본 고안에 따른 오일 회로 및 이러한 오일 회로를 구비한 무오일 압축기는 본 고안의 범주로부터 벗어나지 않고 모든 종류의 형태 및 치수로 실현될 수 있다.

Claims

가변 속도를 갖는 모터(4) 및 상기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기 요소(2)를 포함하는 무오일 압축기(1)의 윤활 및 냉각을 위한 오일 회로로서,
- 상기 오일 회로(5)는 오일(11)을 갖는 오일 저장조(10)와, 상기 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)의 상류측의 입구 채널(23)을 통해 오일 파이프(12)를 거쳐 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)로 오일(11)을 보내도록 구성된 회전 오일 펌프(13)를 구비하고;
- 상기 회전 오일 펌프(13)는 회전 샤프트(27) 상에 장착된 로터(26)를 구비하고, 상기 회전 오일 펌프(13)는 행정 체적을 갖고, 상기 회전 오일 펌프(13)는 상기 압축기 요소(2)의 모터(4)에 의해 구동되고;
- 상기 오일 회로(5)는 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)로부터 상기 오일 저장조(10)로 돌아가게 오일(11)을 안내하도록 구성된 복귀 파이프(19)를 더 구비하고;
- 상기 오일 회로(5)는, 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4) 사이에 있는 오일(11)의 일 부분을, 상기 오일 저장조(10)로의 복귀 중에, 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)를 통과시키지 않고, 상기 오일 저장조(10)로 직접 안내하여 복귀시키도록 구성된 바이패스 파이프(15) 및 압력 작동식 바이패스 밸브(14)를 더 구비하고;
- 상기 오일 회로(5)는 오일 냉각기(16)를 더 구비하는 것인 오일 회로에 있어서,
상기 오일 냉각기(16)는 상기 바이패스 파이프(15) 내에 배치되고, 상기 바이패스 밸브(14)는 상기 오일 파이프(12) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제1항에 있어서, 상기 오일 회로(5)는 하나의 회전 오일 펌프(13)만을 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오일 냉각기(16)는 고정된 또는 일정한 냉각 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브(14)는 기계식 밸브, 바람직하게는 스프링-하중식 밸브인 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 채널(23)은 상기 회전 오일 펌프(13)의 로터(26)의 최소 직경(B)을 2로 나눈 값으로 감소된 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)보다 높은 높이(D)를 갖는 댐(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제5항에 있어서, 상기 댐(30)의 높이(D)는 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 최소 직경(E)을 2로 나눈 값으로 감소된 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)보다 작은 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 댐(30)은, 상기 회전 오일 펌프(13) 및 상기 입구 채널(23)이 상기 회전 오일 펌프(13)의 행정 체적의 적어도 2배인 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이의 오일(11)의 체적을 수용하는 것이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 회로(5)는, 오일(11)이 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이에 존재하는지 여부를 기록하도록 구성된 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 회로.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 회로(5)는, 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이의 상기 입구 채널(23) 내의 공간(31)과 상기 오일 저장조(10) 사이에 유체 접속부를 구비하고, 상기 유체 접속부는 상기 오일 저장조(10)로부터 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이의 공간(31)으로 오일(11)을 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일 회로.
윤활 및 냉각을 위한 오일 회로(5)를 구비하는 무오일 압축기로서,
- 상기 무오일 압축기는 가변 속도를 갖는 모터(4) 및 상기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기 요소(2)를 포함하고;
- 상기 오일 회로(5)는 오일(11)을 갖는 오일 저장조(10)와, 상기 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)의 상류측의 입구 채널(23)을 통해 오일 파이프(12)를 거쳐 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)로 오일(11)을 보내도록 구성된 회전 오일 펌프(13)를 구비하고;
- 상기 회전 오일 펌프(13)는 회전 샤프트(27) 상에 장착된 로터(26)를 구비하고, 상기 회전 오일 펌프(13)는 행정 체적을 갖고, 상기 회전 오일 펌프(13)는 상기 압축기 요소(2)의 모터(4)에 의해 구동되고;
- 상기 오일 회로(5)는 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)로부터 상기 오일 저장조(10)로 돌아가게 오일(11)을 안내하도록 구성된 복귀 파이프(19)를 더 구비하고;
- 상기 오일 회로(5)는, 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4) 사이에 있는 오일(11)의 일 부분을, 상기 오일 저장조(10)로의 복귀 중에, 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)를 통과시키지 않고, 상기 오일 저장조(10)로 직접 안내하여 복귀시키도록 구성된 바이패스 파이프(15) 및 압력 작동식 바이패스 밸브(14)를 더 구비하고;
- 상기 오일 회로(5)는 오일 냉각기(16)를 더 구비하는 것인 무오일 압축기에 있어서,
상기 무오일 압축기(1)는, 상기 오일 냉각기(16)는 상기 바이패스 파이프(15) 내에 배치되고 상기 바이패스 밸브(14)는 상기 오일 파이프(12) 내에 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제10항에 있어서, 상기 오일 회로(5)는 하나의 회전 오일 펌프(13)만을 구비하는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 오일 냉각기(16)는 고정된 또는 일정한 냉각 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브(14)는 기계식 밸브, 바람직하게는 스프링-하중식 밸브인 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 채널(23)은, 상기 회전 오일 펌프(13)의 로터(26)의 최소 직경(B)을 2로 나눈 값으로 감소된 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)보다 높은 높이(D)를 갖는 댐(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제14항에 있어서, 상기 댐(30)의 높이(D)는, 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 최소 직경(E)을 2로 나눈 값으로 감소된 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)보다 작은 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 댐(30)은, 상기 회전 오일 펌프(13) 및 상기 입구 채널(23)이 상기 회전 오일 펌프(13)의 행정 체적의 적어도 2배인 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이의 오일(11)의 체적을 수용하는 것이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 오일(11)이 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이에 존재하는지 여부를 기록하도록 구성된 센서를 상기 오일 회로(5)가 구비하는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 회로(5)는, 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이의 상기 입구 채널(23) 내의 공간(31)과 상기 오일 저장조(10) 사이에 유체 접속부를 구비하고, 상기 유체 접속부는 상기 오일 저장조(10)로부터 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 댐(30) 사이의 공간(31)으로 오일(11)을 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무오일 압축기(1)는 무오일 스크류 압축기인 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
오일 회로(5)를 통한 무오일 압축기(1)의 윤활 및/또는 냉각을 제어하기 위한 방법으로서,
- 상기 무오일 압축기(1)는 가변 속도를 갖는 모터(4) 및 상기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기 요소(2)를 포함하고;
- 상기 오일 회로(5)는 오일(11)을 갖는 오일 저장조(10)와, 상기 오일 저장조(10)로부터 회전 오일 펌프(13)의 상류측의 입구 채널(23)을 통해 오일 파이프(12)를 거쳐 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)로 오일(11)을 보내도록 구성된 회전 오일 펌프(13)를 구비하고;
- 상기 회전 오일 펌프(13)는 회전 샤프트(27) 상에 장착된 로터(26)를 구비하고, 상기 회전 오일 펌프(13)는 상기 압축기 요소(2)의 모터(4)에 의해 구동되고;
- 상기 오일 회로(5)는, 상기 회전 오일 펌프(13)와 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4) 사이에 있는 오일(11)의 일 부분을, 상기 오일 저장조(10)로의 복귀 중에, 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4)를 통과시키지 않고, 상기 오일 저장조(10)로 직접 안내하여 복귀시키도록 구성된 바이패스 파이프(15) 및 압력 작동식 바이패스 밸브(14)를 더 구비하고;
- 상기 오일 회로(5)는 오일 냉각기(16)를 더 구비하는 것인 방법에 있어서,
상기 바이패스 파이프(15) 및 상기 바이패스 밸브(14)를 통해 상기 오일 저장조(10)로 돌아가게 안내되는 펌핑된 오일(11)의 부분은, 상기 바이패스 파이프(15) 내에 배치된 오일 냉각기(16)를 통과하고, 상기 바이패스 밸브(14)는, 사전 설정된 압력(p)이 상기 바이패스 밸브(14)와 상기 압축기 요소(2) 및/또는 상기 모터(4) 사이의 상기 오일 파이프(12)에서 도달하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서, 상기 오일(11)은 하나의 회전 오일 펌프(13)에 의해서만 상기 오일 회로(5)를 통과하게 보내어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 오일(11)은 고정된 또는 일정한 냉각 용량을 갖는 냉각기(16)에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 파이프(15)를 통해 상기 오일 저장조(10)로 돌아가게 안내되는 펌핑된 오일(11)의 부분은 기계식 밸브, 바람직하게는 스프링-하중식 밸브인 바이패스 밸브(14)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일(11)은 상기 회전 오일 펌프(13)와 댐(30) 사이의 공간(31) 내에 보유되고, 상기 댐은 상기 입구 채널(23) 내에 제공되고, 상기 회전 오일 펌프(13)의 로터(26)의 최소 직경(B)을 2로 나눈 값으로 감소된 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)보다 높고 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 최소 직경(E)을 2로 나눈 값으로 감소된 상기 회전 오일 펌프(13)의 회전 샤프트(27)의 중심선(32)의 높이(A)보다 작은 높이(D)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서, 상기 무오일 압축기(1)의 모터(4)의 시동 및/또는 재시동시에, 상기 방법은 이하의 단계:
- 상기 공간(31)이 오일(11)로 완전히 충전될 때까지, 상기 회전 오일 펌프(13)의 하류측에 있는 그보다 높은 위치에서 오일(11)을 상기 오일 회로(5)로 운반하는 단계; 및
- 이어서 상기 모터(4)를 시동하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서, 상기 무오일 압축기(1)의 모터(4)의 시동 및/또는 재시동시에, 상기 방법은 이하의 단계:
- 상기 공간(31)이 윤활제로 완전히 충전될 때까지, 상기 오일(11)보다 높은 휘발성을 갖는 윤활제를 상기 회전 오일 펌프(13) 내로 운반하는 단계; 및
- 이어서 상기 모터(4)를 시동하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무오일 압축기(1)의 모터(4)의 시동 및/또는 재시동시에, 상기 방법은 이하의 단계:
- 상기 오일 회로(5)에 마련된 센서에 의해, 상기 공간(31)이 완전히 충전되었는지 여부를 기록하는 단계; 및
- 이어서, 상기 공간(31)이 완전히 충전된 것으로 기록된 경우, 상기 모터(4)를 시동하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무오일 압축기(1)의 모터(4)의 시동 및/또는 재시동시에, 상기 방법은 이하의 단계:
- 상기 공간(31)이 오일(11)로 완전히 충전될 때까지, 상기 오일 회로(5)에 마련된 유체 접속부를 통해, 상기 오일 저장조(10)로부터 상기 공간(31)으로 상기 오일(11)을 전달하는 단계; 및
- 이어서 상기 모터(4)를 시동하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.