KR20190047064A - 상용차용 스크루 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상용차용 스크루 압축기(10)에 관한 것으로, 상기 스크루 압축기(10)의 스크루들(16, 18)이 그 내부에 배치되는 로터 하우징(20b) 및 하우징 커버(20a)를 포함하고, 상기 하우징 커버(20a)의 출구 측에, 상승관(36)을 구비하는 공기 배출관(34)이 배치되며, 상기 공기 배출관(34)은, 적어도 하나의 오일 분리 수단을 구비하는 것인, 상용차용 스크루 압축기(10)에 관한 것이다.

Description

상용차용 스크루 압축기

본 발명은 상용차용 스크루 압축기에 관한 것이다.

선행 기술에 상용차용 스크루 압축기들이 공개되어 있다. 이러한 스크루 압축기들은, 예를 들어 상용차의 브레이크 시스템을 위해 필요한 압축 공기를 제공하기 위해 사용된다.

이와 관련해서, 오일 온도를 조절하는 과제가 부여되는, 특히 오일로 채워진 압축기들이, 특히 스크루 압축기들이 공개되어 있다. 이는 일반적으로, 온도 조절 밸브를 통해 상기 오일로 채워진 압축기 및 오일 회로에 연결되는, 외부 오일 냉각기에 의해 실행된다. 오일 냉각기는, 압축기 오일이 제공되는 고온 액체를 위한 제1 회로 및 냉각 유체를 위한 제2 회로인, 서로 분리된 2개의 회로를 포함하는 열 교환기이다. 냉각 유체로서, 예를 들어, 공기, 부동제 또는 다른 오일을 포함하는 물 혼합물이, 사용될 수 있다.

이러한 오일 냉각기는, 튜브 또는 호스를 통해, 압축기 오일 회로에 연결되어야만 하며, 그리고 오일 회로는 누출이 방지되어야 한다.

이러한 외부 체적은 또한 오일로 채워져야 하며, 따라서 오일의 총량도 증가하게 된다. 이는, 시스템 관성을 증가시킨다. 또한, 오일 냉각기는, 둘러싸는 브라켓들에 의해 또는 별도의 브라켓에 의해 기계적으로 수용되고 고정되어야만 하고, 이는 부가적인 고정 수단은 물론 조립 공간을 필요로 한다.

US 4,780,061 호로부터, 통합된 오일 냉각부를 갖는 스크루 압축기가 이미 공개되어 있다.

또한, DE 37 17 493 A1호는, 콤팩트한 하우징 내에 배치되며 그리고 스크루 압축기의 전기 모터 상에 오일 냉각기를 구비하는, 스크루 압축기 시스템을 기술한다.

일반적인 스크루 압축기가, 예를 들어 DE 10 2004 060 417 B4호에 이미 공개되어 있다.

본 발명의 과제는, 특히, 스크루 압축기에 의해 압축된 유체가, 특히 공기가, 오일 분리기에 도달하기 이전에, 1차적 오일 분리가 미리 이루어질 수 있도록, 전술한 방식의 상용차용 스크루 압축기를 더욱 개선하는 것이다.

상기 과제는 청구항 제 1항의 특징들을 포함하는 상용차용 스크루 압축기에 의해 해결된다.

따라서, 상용차용 스크루 압축기로서, 스크루 압축기의 스크루들이 그 내부에 배치되는 로터 하우징을 포함하고, 하우징 커버의 출구 측에, 상승관을 구비하는 공기 배출관이 배치되며, 상기 공기 배출관은, 적어도 하나의 오일 분리 수단을 구비하는 것인, 상용차용 스크루 압축기가 제공된다.

본 발명은, 스크루 압축기에서, 예를 들어 공기 또는 다른 유체를 압축하는 역할을 하는 스크루들 및 하우징 커버의 출구 측에서, 미리 1차적 오일 분리를 수행하는 개념에 기초한다. 이러한 1차적 오일 분리는, 통상적인 오일 분리기에 의해 이루어지는 것이 아니라 공기 배출관을 통해 미리 이루어지고, 상기 공기 배출관을 통해, 로터 하우징으로부터의 또는 스크루에 의한 압축 이후의, 압축된 유체, 특히 압축된 공기가, 스크루 압축기 내에서 추가로 유도된다.

미리 공기 배출관에서 일어나는 이러한 오일 분리는, 오일 분리의 효율을 현저히 개선하는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 미리 1차적 오일 분리가 사전에 일어나기 때문에, 오일 분리기가 선택적으로 상이하게 치수 결정되고 설계될 수 있는 것이, 또한 달성된다.

또한, 오일 분리 수단은, 오일 복귀 개구를 포함하는 것이 제공될 수 있다. 이러한 오일 복귀 개구는, 예를 들어, 공기 배출관의 벽 내의 개구일 수 있고, 상기 개구를 통해, 공기 배출관의 벽들 상에 축적되는 오일이 배출될 수 있다.

특히, 오일 복귀 개구는, 공기 배출관의 내부공간을 오일 저류부에 연결하는 것이 제공될 수 있다. 이로써 간단한 오일 복귀가 미리 달성된다.

또한, 공기 배출관은 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부에 의해 공기 배출관은 상기 하우징 커버에 연결되며, 상기 오일 복귀 개구는, 상기 돌출부의 영역 내에 또는 상기 돌출부에 인접하게 배치되는 것이 제공될 수 있다. 이로 인해, 오일 복귀 개구는, 하우징 커버의 출구, 즉 공기 배출관이 부착되는 위치, 바로 뒤에 배치되는 것이 가능해진다. 따라서, 그곳에 이미 축적된 오일은 그곳에서 공기 배출관으로부터 직접적으로 배출된다.

오일 복귀 개구는, 단순한 보어에 의해 형성될 수 있다. 이는, 오일 복귀 개구의 간단한 설치 그리고 동시에 간단한 위치 설정을 허용한다.

또한, 공기 배출관이 적어도 부분적으로 원추형인 것이 제공될 수 있다. 공기 배출관의 원추형 설계에 의해, 중력 작용으로 인한 공기로부터 오일 입자를 분리하는 것 및 상기 오일 입자가 공기 배출관으로부터 빠져나가는 것을 방지하는 것이, 가능해진다.

특히, 상승관이 단부측에서 원추형으로 형성되는 것이 제공될 수 있다. 상승관의 이러한 원추형 확장은, 중력에 의해 공기로부터 오일 입자 및 액적을 분리하는 효과를 개선하는 것을 가능하게 한다. 그에 따라, 분리된 오일 입자는, 다시 공기 배출관 내로 낙하하고, 공기 배출관의 돌출부에 인접하는 영역에 축적되며, 그리고 그곳에서 오일 복귀 개구를 통해 다시 오일 저류부 내로 유동할 수 있다.

본 발명의 다른 세부 사항과 장점들은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 스크루 압축기를 통한 개략적인 단면도이고;
도 2는, 도 1에 따른 스크루 압축기의, 공기 배출관을 갖는 스크루 압축기의 로터 하우징의 상세 사시도이며; 그리고
도 3은 도 2에 따른 공기 배출관을 통한 절개 사시도를 도시한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 관점에서의 스크루 압축기(10)의 개략적인 단면도를 도시한다.

스크루 압축기(10)는, 여기에 상세히 도시되지 않은 전기 모터에 대한 스크루 압축기(10)의 기계적 장착을 위한, 장착 플랜지(12)를 갖는다.

입력 샤프트(14)가 도시되고, 상기 입력 샤프트를 통해 전기 모터로부터의 토크가, 스크루들(16, 18) 중 하나에, 말하자면 스크루(16)에, 전달된다.

스크루(18)는, 스크루(16)와 맞물리며 그리고 이것에 의해 구동된다.

스크루 압축기(10)는, 스크루 압축기(10)의 주요 부품들이 그 내부에 수용되는, 하우징(20)을 갖는다.

하우징(20)은 오일(22)로 채워진다.

공기 유입 측에, 유입 포트(24)가, 스크루 압축기(10)의 하우징(20) 상에 제공된다. 유입 포트(24)는, 공기 필터(26)가 자체 상에 배치되도록, 형성된다. 또한, 공기 유입구(28)가, 공기 유입 포트(24) 상에 방사 방향으로 제공된다.

유입 포트(24)와 유입 포트(24)가 하우징(20)에 부착되는 지점 사이의 영역에, 여기에서 축방향 밀봉체로서 설계되는, 스프링 하중을 받는 밸브 삽입체(30)가 제공된다.

이러한 밸브 삽입체(30)는, 체크 밸브로서 역할을 한다.

밸브 삽입체(30)의 하류에, 2개의 스크루(16, 18)로 공기를 공급하는, 공기 공급 채널(32)이 제공된다.

2개의 스크루(16, 18)의 배출 측에, 공기 배출관(34)이, 상승관(36)과 함께 제공된다.

상승관(36)의 단부 영역에, 온도 센서(38)가 제공되고, 상기 온도 센서에 의해, 오일 온도가 모니터링될 수 있다.

또한, 공기 오일 분리기(42)를 위한 홀더(40)가, 공기 배출 영역 내에 제공된다.

공기 오일 분리기를 위한 홀더(40)는, 조립된 상태에서 (도 1에도 도시된 바와 같이) 바닥을 향한 영역에, 공기 오일 분리기(42)를 갖는다.

또한, 공기 오일 분리기(42)의 내부공간 내에, 상세히 설명되지 않는, 적절한 필터 스크린, 또는 공지의 필터 및 오일 분리 장치(44)가 제공된다.

(즉, 도 1에 도시된 바와 같은) 조립되고 작동 준비된 상태와 관련해서, 공기 오일 분리기를 위한 홀더(40)는, 중앙 상부 영역에, 체크 밸브(48)와 최소 압력 밸브(50)로 이어지는, 공기 배출 개구(46)를 갖는다. 체크 밸브(48)와 최소 압력 밸브(50)는 또한, 공통의 결합된 밸브로 형성될 수 있을 것이다.

체크 밸브(48)에 이어서, 공기 배출구(51)가 제공된다.

공기 배출구(51)는, 일반적으로, 적절하게 공개된 압축 공기 소비 장치에 연결된다.

공기 오일 분리기(42) 내에서 분리되어 그리고 그 내부에 놓이는 오일(22)을 다시 하우징(20) 내로 복귀시키기 위해, 상승관(52)이 제공되고, 하우징(20) 내로 들어가는 공기 오일 분리기(42)를 위한 홀더(40)의 배출구가, 필터 및 체크 밸브(54)를 갖는다.

필터 및 체크 밸브(54)의 하류에서, 노즐(56)이, 하우징 보어 내에 제공된다. 오일 복귀 라인(58)은, 다시 오일(22)을 공급하기 위해, 스크루(16) 또는 스크루(18)의 대략 중앙 영역으로 이어진다.

조립된 상태에서 하우징(20)의 바닥 영역 내에, 오일 배출 플러그(59)가 제공된다. 오일 배출 플러그(59)에 의해, 대응하는 오일 배출 개구가 개방될 수 있고, 상기 오일 배출 개구를 통해 오일(22)이 배출될 수 있다.

하우징(20)의 하부 영역에 또한 돌출부(60)가 제공되고, 상기 돌출부에 오일 필터(62)가 장착된다. 하우징(20) 내부에 배치되는 오일 필터 유입 채널(64)을 통해, 오일(22)이 먼저 온도 조절 밸브(66)로 안내된다.

온도 조절 밸브(66) 대신 제어 장치 및/또는 조절 장치가 제공될 수 있으며, 이러한 장치에 의해, 하우징(20) 내부에 위치하는 오일(22)의 오일 온도가 모니터링되며 그리고 설정값으로 조절될 수 있다.

온도 조절 밸브(66)의 하류에, 중앙 복귀 라인(68)을 통해 오일(22)을 다시 스크루(18) 또는 스크루(16)로 그리고 샤프트(14)의 오일 윤활식 베어링(70)으로도 안내하는, 오일 필터(62)의 오일 유입구가 제공된다. 베어링(70)의 영역에 또한, 복귀 라인(68)과 연결 상태로 하우징(20) 내에 제공되는, 노즐(72)이 제공된다.

냉각기(74)가, 이어서 도 2 내지 도 4에서 추가로 설명되는 바와 같이, 돌출부(60)에 접속된다.

(조립된 상태와 관련해서) 하우징(20)의 상부 영역에, 안전 밸브(76)가 배치되고, 상기 안전 밸브에 의해, 하우징(20) 내의 과도한 압력이 감소될 수 있다.

최소 압력 밸브(50) 이전에, 릴리프 밸브(80)로 이어지는, 바이패스 관(78)이 배치된다. 공기 공급 채널(32)과의 연결에 의해 활성화되는 이러한 릴리프 밸브(80)를 통해, 공기가, 공기 유입구(28)의 영역으로 복귀될 수 있다. 이 영역에, 상세히 도시되지 않은 환기 밸브 및 노즐(공급 채널의 직경 감소부) 또한 제공될 수 있다.

부가적으로, 하우징(20)의 외벽 내의 대략 배출관(34)의 높이에, 오일 레벨 센서(82)가, 제공될 수 있을 것이다. 이러한 오일 레벨 센서(82)는, 예를 들어, 광학 센서일 수 있으며, 그리고 작동 도중에 오일 레벨이 오일 레벨 센서(82)의 위에 있는지 여부, 또는 오일 레벨 센서(82)가 노출되어 있는지 여부 및 그에 따라 오일 레벨이 상응하게 낮아졌는지 여부가, 센서 신호에 의해 파악될 수 있도록 구성 및 설계될 수 있다.

이러한 모니터링과 관련해서, 시스템의 사용자에게 적절한 오류 메시지 또는 경고 메시지를 출력 또는 전달하는, 알람 유닛이 또한 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 스크루 압축기(10)의 기능은 다음과 같다:

공기가, 공기 유입구(28)를 통해 공급되며 그리고 체크 밸브(30)를 통과하여 스크루(16, 18)에 안내되고, 이곳에서 공기가 압축된다. 5배 내지 16배의 압축률로 상승한 압축된 공기-오일 혼합물은, 스크루들(16, 18) 이후에 배출관(34)을 지나 상승관(36)을 통해, 온도 센서(38)로 직접적으로 유동하게 된다.

여전히 부분적으로 오일 입자들을 보유하는 공기는 이어서, 홀더(40)를 통해 공기 오일 분리기(42) 내로 안내되며 그리고, 상응하는 최소 압력이 도달되면, 공기 배출구(51)로 안내된다.

하우징(20) 내부에 위치하는 오일(22)은, 오일 필터(62)를 통해 그리고 필요 시 열 교환기(74)를 통해 작동 온도에서 유지된다.

냉각이 필요 없는 경우, 열 교환기(74)는, 사용되지 않으며 그리고 스위치 온 되지 않는다.

상응하는 연결은, 온도 조절 밸브(66)를 통해 이루어진다. 오일 필터(62)에서의 정화 이후에, 오일이, 복귀 라인(68)을 통해 스크루(18) 또는 스크루(16)는 물론, 베어링(70)에도 공급된다. 스크루(16) 또는 스크루(18)는, 상승관(52) 및 복귀 라인(58)을 통해서도 오일(22)을 공급받게 되고, 이 경우, 공기 오일 분리기(42)에서 오일(22)의 정화가 이루어진다.

다른 한편으로, 순차로 스크루(18)와 맞물리는 스크루(16)로 샤프트(14)를 통해 자체의 토크를 전달하는, 자세히 도시되지 않은, 전기 모터에 의해, 스크루 압축기(10)의 스크루들(16, 18)이, 구동된다.

자세히 도시되지 않은 릴리프 밸브(80)에 의해, 공급 채널(32)의 영역에서, 작동 상태에서 예를 들어 스크루들(16, 18)의 배출 측에서 우세한 고압이, 차단되지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 특히 압축기의 시동 시, 공급 채널(32)의 영역에서, 항상 낮은 유입 압력, 특히 대기압이 존재하는 것이, 보장된다. 그렇지 않은 경우, 압축기의 시동과 더불어, 구동 모터에 과부하를 가할 수 있는, 매우 높은 압력이, 스크루들(16, 18)의 출력 측에 초기에 발생할 것이다.

도 2는, 도 1에 도시된 바와 같은, 스크루 압축기(10)의 하우징 커버(20a)를 사시도로 도시한다.

하우징 커버(20a)는 배출구를 구비하고, 상기 배출구 상에, 공기 배출관(34)이 부착된다.

이 경우, 공기 배출관(34)은 돌출부(34a)를 구비하며, 상기 돌출부에 의해, 공기 배출관(34)이 하우징 커버(20a)에 연결된다.

공기 배출관(34)은 추가로, 상승관(36)을 갖는다.

상승관(36)은, 단부측 영역(36a)에서, 원추형으로 확장된다.

공기 배출관(34)은 추가로, 돌출부(34a)의 영역 내에, 오일 복귀 개구(100)를 구비한다.

오일 복귀 개구(100)는, 보어로서 형성된다.

오일 복귀 개구(100)는, 공기 배출관(34)의 내부공간을 오일 저류부(22a)와 연결한다.

공기 배출관(34)은, 원추형 확장 및 오일 복귀 개구(100)에 의해, 심지어 스크루 압축기(10)에 의해 압축된 공기가 오일 분리기를 통과하기 이전에, 1차적 오일 분리를 위해 역할을 하는, 총체적인 오일 분리 수단을 구비한다.

오일 분리는, 원추형 확장 및 그에 따라 달성되는 이러한 영역에서의 유동 속도의 감소로 인해, 공기 유동 내에 위치하게 되는 오일 입자들이, 중력 작용에 의해 다시 낙하하게 될 수 있고, 공기 배출관(34)의 내부공간 내에서 벽들 상에서 리바운드될 수 있으며 그리고 이어서 오일 복귀 개구(100)를 통해 오일 저류부(22a) 내로 역류할 수 있는 방식으로, 일어난다.

도 3은 도 2에 따른 공기 배출관을 통한 절개 사시도를 도시한다.

10: 스크루 압축기 12: 장착 플랜지
14: 입력 샤프트 16: 스크루
18: 스크루 20: 하우징
20a: 하우징 커버 22a: 오일 저류부
22: 오일 24: 유입 포트
26: 공기 필터 28: 공기 유입구
30: 밸브 삽입체 32: 공기 공급 채널
34: 공기 배출관 34a: 돌출부
36: 상승관 36a: 단부측 영역
38: 온도 센서 40: 공기 오일 분리기를 위한 홀더
42: 공기 오일 분리기
44: 필터 스크린 또는 공개된 필터 또는 오일 분리 장치
46: 배출 개구 48: 체크 밸브
50: 최소 압력 밸브 51: 공기 배출구
52: 상승관 54: 필터 및 체크 밸브
56: 노즐 58: 오일 복귀 라인
59: 오일 배출 플러그 60: 돌출부
60a: 외부 링 60b: 내부 링
62: 오일 필터 64: 오일 필터 유입 채널
66: 온도 조절 밸브 68: 복귀 라인
70: 베어링 72: 노즐
76: 안전 밸브 78: 바이패스 관
80: 릴리프 밸브 82: 오일 레벨 센서
100: 오일 복귀 개구

Claims (7)

1. 상용차용 스크루 압축기(10)로서,
   상기 스크루 압축기(10)의 스크루들(16, 18)이 그 내부에 배치되는 하우징 커버(20a)을 포함하고, 상기 하우징 커버(20b)의 출구 측에, 상승관(36)을 구비하는 공기 배출관(34)이 배치되며, 상기 공기 배출관(34)은, 적어도 하나의 오일 분리 수단을 구비하는 것인, 상용차용 스크루 압축기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 오일 분리 수단은, 오일 복귀 개구(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 오일 복귀 개구(100)는, 상기 공기 배출관(34)의 내부공간을 오일 저류부(22a)에 연결하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 공기 배출관(34)은, 돌출부(34a)를 구비하고, 상기 돌출부에 의해 상기 공기 배출관(34)은 상기 하우징 커버(20a)에 연결되며, 상기 오일 복귀 개구(100)는, 상기 돌출부(34a)의 영역 내에 또는 상기 돌출부(34a)에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오일 복귀 개구(100)는, 보어인 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 배출관(34)은, 적어도 부분적으로 원추형인 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 상승관(36)은, 단부측에서 원추형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기.

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