2단 스크류 공기 압축기의 작동 원리

스크류 공기 압축기는 용적형 압축기로서, 작동 부피를 점진적으로 줄임으로써 가스를 압축하는 목적을 달성합니다.

스크류 공기 압축기의 작동 공간은 서로 평행하게 배치되어 맞물리는 한 쌍의 로터 톱니와 이 로터를 수용하는 섀시로 구성됩니다. 기계가 작동하면 두 로터의 톱니가 서로의 톱니에 맞물리고, 로터가 회전함에 따라 상대 로터의 톱니에 맞물린 톱니는 배기 쪽으로 이동하여 상대 톱니 사이의 공간이 점차 줄어들고 압력이 점차 증가하여 필요한 압력에 도달합니다. 압력이 목표치에 도달하면 톱니가 배기 포트와 맞물려 배기가 이루어집니다.

상대 로터의 톱니가 맞물려 톱니바퀴가 삽입되면, 톱니 사이에 두 개의 공간이 형성됩니다. 흡입단에 가까운 톱니바퀴는 흡입 부피이고, 배출단에 가까운 톱니바퀴는 압축 가스 부피입니다. 압축기가 작동하면, 톱니바퀴에 삽입된 상대 로터의 톱니가 배출단 쪽으로 이동하면서 흡입 부피는 계속 팽창하고 압축 가스 부피는 계속 수축하여 각 톱니바퀴에서 흡입 및 압축 과정이 반복됩니다. 톱니바퀴 내부의 압축 가스 압력이 필요한 배출 압력에 도달하면, 톱니바퀴는 배출구와 연결되어 배출 과정이 시작됩니다. 상대 로터의 톱니에 의해 톱니바퀴로 나뉜 흡입 부피와 압축 부피의 변화가 반복되면서 압축기는 지속적으로 흡입, 압축 및 배출할 수 있습니다.

스크류 압축기의 작동 원리 및 구조：

1. 흡입 과정: 스크류형 공기 압축기의 흡입 측 흡입구는 압축실이 완전히 흡입될 수 있도록 설계되어야 합니다. 스크류형 공기 압축기는 흡입 및 배기 밸브 그룹이 없으며, 흡입량은 조절 밸브의 개폐만으로 조절됩니다. 로터가 회전할 때, 주 로터와 보조 로터의 톱니 홈 공간이 공기 흡입구 끝벽 개구부로 이동하며, 이때 공간 z*는 넓어집니다. 로터의 톱니 홈 공간은 공기 흡입구의 자유 공기와 연결됩니다. 배기 과정에서 톱니 홈 내부의 모든 공기가 배출되므로, 배기 종료 시 톱니 홈은 진공 상태가 됩니다. 공기 흡입구로 전달될 때, 외부 공기가 흡입되어 주 로터와 보조 로터의 톱니 홈으로 축 방향으로 흐릅니다. 스크류 공기 압축기 유지 보수 시, 공기가 톱니 홈 전체를 채우면 로터의 공기 흡입구 쪽 끝면을 섀시의 공기 흡입구에서 멀어지도록 돌려 톱니 홈 사이의 공기 틈을 막아야 합니다.

2. 밀봉 및 이송 과정: 주 로터와 보조 로터의 흡입이 완료되면, 주 로터와 보조 로터의 톱니 홈과 섀시가 밀폐됩니다. 이때 톱니 홈 내부에 공기가 갇혀 더 이상 외부로 배출되지 않으므로 밀봉 과정이 완료됩니다. 두 로터는 계속 회전하면서 흡입단에서 톱니 끝과 톱니 홈이 서로 맞닿게 되고, 접합면은 점차 배출단 쪽으로 이동합니다.

3. 압축 및 오일 주입 과정: 이송 과정에서 맞물림면이 점차 배기구 쪽으로 이동함에 따라 맞물림면과 배기구 사이의 톱니 홈이 점차 줄어들고, 톱니 홈 내부의 가스가 점차 압축되어 압력이 증가합니다. 이것이 바로 [압축 과정]입니다. 압축과 동시에 압력 차이로 인해 윤활유가 압축실 내부로 분사되어 압축실 가스와 혼합됩니다.

4. 배기 과정: 스크류 공기 압축기 유지보수 로터의 맞물림면이 섀시의 배기구와 연결될 때(이때 압축 가스의 압력은 z*high임), 로터 톱니의 맞물림면과 톱니 홈이 배기단면에 도달할 때까지 압축 가스가 배출되기 시작합니다. 이때 두 로터의 맞물림면과 섀시의 배기구 사이의 톱니 홈 간격이 0이 되므로 배기 과정이 완료됩니다. 동시에 로터의 맞물림면과 섀시의 공기 흡입구 사이의 톱니 홈 길이가 z*long에 도달하면 흡입 과정이 진행됩니다.

스크류 공기 압축기는 개방형, 반밀폐형, 완전밀폐형으로 구분됩니다.

1. 완전 밀폐형 스크류 압축기: 본체는 열 변형이 적은 고품질 저다공성 주철 구조를 채택하고 있으며, 배기 통로가 있는 이중벽 구조로 높은 강도와 ​​우수한 저소음 효과를 제공합니다. 본체의 내외부 힘이 기본적으로 균형을 이루어 개방형 및 반밀폐형 고압 발생 위험이 없습니다. 외피는 고강도, 미려한 외관, 경량의 강철 구조로 제작되었습니다. 수직 구조를 채택하여 압축기가 차지하는 면적이 작아 냉각기의 다중 헤드 배치가 용이합니다. 하부 베어링은 오일 탱크에 잠겨 있어 베어링 윤활이 원활합니다. 로터의 축 방향 힘이 반밀폐형 및 개방형 대비 50% 감소합니다(배기 측 모터 샤프트의 균형 효과). 수평 모터 캔틸레버 발생 위험이 없어 신뢰성이 높습니다. 스크류 로터, 스풀 밸브, 모터 로터 무게가 매칭 정밀도에 미치는 영향을 방지하여 신뢰성을 향상시킵니다. 조립 공정이 우수합니다. 오일 펌프가 없는 수직형 스크류 설계로 오일 부족 없이 압축기를 가동하거나 정지할 수 있습니다. 하부 베어링은 오일 탱크에 통째로 잠겨 있고, 상부 베어링은 차압 방식으로 오일을 공급받으므로 시스템 차압 요구량이 낮습니다. 비상시 베어링 윤활 보호 기능이 베어링 윤활유 부족을 방지하여 환절기에도 장비 가동에 유리합니다. 단점: 배기 냉각 방식을 사용하기 때문에 모터가 배기구에 위치하여 모터 코일이 쉽게 소손될 수 있으며, 고장 발생 시 조기 발견이 어려울 수 있습니다.

2. 반밀폐형 스크류 압축기

분무 냉각 방식의 모터는 작동 온도가 낮아 수명이 길지만, 개방형 압축기는 공기를 이용해 모터를 냉각하므로 작동 온도가 높아 모터 수명에 영향을 미치고 컴퓨터실의 작업 환경이 좋지 않습니다. 배기 가스를 이용한 냉각 방식은 모터 작동 온도가 매우 높아 수명이 짧습니다. 일반적으로 외부 오일은 입자가 크지만 효율이 매우 높습니다. 내부 오일은 압축기와 결합되어 입자가 작아 효율이 상대적으로 떨어집니다. 2차 오일 분리 효과는 99.999%에 달하여 다양한 작동 조건에서 압축기의 양호한 윤활을 보장합니다. 그러나 플런저 반밀폐형 스크류 압축기는 기어를 이용하여 회전 속도를 높이므로(약 12,000rpm) 마모가 심하고 신뢰성이 떨어집니다.

3. 개방형 스크류 압축기

개방형 장치의 장점은 다음과 같습니다. 1) 압축기와 모터가 분리되어 있어 압축기의 적용 범위가 넓습니다. 2) 동일한 압축기를 다양한 냉매에 사용할 수 있습니다. 할로겐화 탄화수소 냉매 외에도 일부 부품의 재질을 변경하여 암모니아를 냉매로 사용할 수 있습니다. 3) 냉매 및 작동 조건에 따라 용량이 다른 모터를 사용할 수 있습니다. 개방형 장치의 주요 단점은 다음과 같습니다. (1) 축씰 누출이 발생하기 쉬워 사용자가 자주 유지 보수를 해야 합니다. (2) 장착된 모터가 고속으로 회전하여 공기 흐름 소음이 크고 압축기 자체 소음도 커서 환경에 영향을 미칩니다. (3) 오일 분리기, 오일 냉각기 등 복잡한 오일 시스템 구성 요소를 별도로 설치해야 하므로 장치가 크고 사용 및 유지 보수가 불편합니다.