KR100424386B1 - 다단나사-스핀들압축기 - Google Patents

Abstract

나사 로드 압축기, 특히 진공 펌프의 캔틸레버형 공급 로터(8)들은 로터의 공동부(24) 내로 돌출하는 고정 베어링 몸체 및 로터의 상호 대향한 주연면들 간의 열교환에 의해 흡입측에 인접한 영역에서보다 압축측에 인접한 영역에서 보다 강하게 냉각된다. 베어링 영역을 보호하기 위해, 상기 주연면에는 그 운반 방향이 로터로부터 시작되어 나가는 상호 작동 운반 부재가 제공된다.

Description

다단 나사-스핀들 압축기

EP-A 제472933호에 개시된 나사 스핀들 압축기에 있어서, 얻을 수 있는 압력차는 로터와 펌프 챔버 하우징의 서로에 대해 이동하는 주연면들 사이의 누출 손실에 따라 상당히 크게 좌우된다. 이를 감안해서, 본 발명의 목적은 이들 표면들 간의 간극을 가능한 작게 유지하는 것이다. 그러나, 로터의 온도 유발 열팽창과 관련한 작동 안정성은 보다 큰 간극을 필요로 한다.

로터의 베어링 중공 공간 내에 제공되어, 베어링 중공부 내로 돌출한 고정 냉각 코일에 의해 냉각되는 열전달 매체(윤활유)에 의해 쌍축 압축기의 로터를 직접 냉각하는 방식은 공지되어 있다(EP-A 제290664호). 이것은 로터의 베어링 중공 공간을 완전 밀봉시켜야 하는 단점을 갖는다. 그러나, 이를 위해 요구되는 밀봉체는 특히 고 회전수에서 문제점을 유발하기 쉽다. 또한, 열 발생을 가져오고 냉각 효과를 위험스럽게 하는 높은 손실이 회전 중인 로터와 고정 냉각 코일 사이에서 소용돌이치는 열전달 매체에서 발생한다.

예를 들어, 분사되고 있는 액체 냉각제에 의해(US-A4 제515,540호) 또는 냉각 후에 피드백(feedback)되고 있는 송출 매체의 일부에 의해(DE-A 제25 44 082호) 송출 매체를 냉각시키는 것이 종래의 관행이었다. 이러한 냉각도 본 발명과 조합해서 제공될 수 있지만, 본 발명의 목적은 특히 민감성 베어링의 영역 내에서 로터가송출 매체의 압축측 온도 이하의 온도를 갖도록 로터를 냉각하는 데에 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 청구항 제1항의 전제부에 기술된 유형의 나사 스핀들 압축기를 만들어 내는 데에 있으며, 여기서 로터는 로터 자체들 사이뿐만 아니라 로터와 펌프 챔버 하우징 사이의 작은 간극을 위한 양호한 선결 조건들이 문제점을 유발하기 쉬운 밀봉체를 필요로 하지 않고 생성될 수 있는 방식으로 송출 매체와는 독립적으로 냉각된다.

본 발명에 따른 해결책은 청구항 제1항의 특징뿐만이 아니라 양호하게는 종속항의 특징으로 구성된다.

청구항 제1항에 따른 해결책은 2개의 구성 요소, 즉 첫번째로 변위 로터가 흡입측에서보다 압축측에서 보다 크게 냉각되는 특징과 두번째로 특별한 유형의 로터 베어링 장치의 구성을 이용한 냉각 기술로 구성된다.

로터를 흡입측에서보다 압축측에서 보다 크게 냉각시키는 개념은 이들 기계에 있어서, 압축측에 보다 근접해서 위치되고 로터 및 펌프 챔버 하우징에 의해 포위되는 포켓(pocket)들이 동일한 체적의 누출 손실과 또 사전 도입의 결과 흡입측에 보다 근접한 포켓들보다 더 큰 가스량을 수용하고 있기 때문에 대부분의 압축열이 상기 압축측에 보다 근접해서 위치된 포켓 내에서 발생하는 사실에 기초한다. 양호하게는, 흡입측에 근접한 로터 영역으로부터 열이 소산되는 경우에는, 로터들이 그들의 전체 길이에 걸쳐 냉각되는 경우보다 로터의 전체 길이에 대한 로터의 일정 직경비가 보다 용이하게 달성된다. 여기서, 다단 로터란 압축 포켓을 형성하는 나사 선회가 수 차례 로터를 궤도 운동함으로써, 흡입측과 압축측에서 각각 서로로부터 분리된 압축 포켓들이 로터 길이에 걸쳐 형성되는 로터를 의미한다. 3단 배치에서, 나사 선회는 관련 로터를 각각 3회 궤도 운동한다. 단(단계)수는 각각의 압력 적용 범위에 따라 수립될 수 있다. 양호하게는 적어도 5개의 단이 사용된다.

냉각을 위해서, 본 발명은 본 발명의 구성 유형에 적합한 특별한 기술을 사용한다. 이러한 구성 유형에서는 각 변위 로터가 로터 샤프트와 적어도 하나의 로터측 베어링을 포위하고 로터 내로 돌출하는 고정 베어링 튜브 상에서 부유식으로 장착될 것이 요구된다. 상호 열교환이 이루어질 수 있는 방식으로 배치되어 있는 로터 및 베어링 몸체의 상호 대향한 주연면들에 의해 간접적으로 로터가 냉각되고 있는 동안에, 베어링 튜브만이 직접적으로 냉각된다. 베어링 및 로터 샤프트는 이들이 베어링 튜브 내측에 위치되기 때문에 특히 효과적으로 냉각된다.

로터 및 베어링 몸체의 상호 대향한 표면들 사이의 열전달을 향상시키기 위해서, 이들 표면에는 열교환을 향상시키는 특성이 제공될 수 있다. 상기 표면들 사이에 위치되는 공기층에 의해 대류 열교환이 강화되도록 하기 위해서, 중간 공간은 흡입측이 아닌 압축측에 연결되어야 한다. 또한, 상기 표면에는 이들 사이에 위치된 매체로의 열전달 계수를 향상시키는 요철이 마련될 수 있다. 상기 두 표면들 간의 거리는 가능한 한 작아야 한다. 방열 교환을 향상시키기 위해서, 상기 표면에는 방열 구역에서 높은 흡수 계수를 갖는 표면 처리가 행해질 수 있다.

또한, 로터 및 베어링 몸체의 상호 대향한 표면들로의 열전달은 이들 사이에 위치된 가스를 유동 운동 상태로 설정함으로써 향상될 수 있다. 이러한 목적으로,중간 공간은 가스 공급원에 연결될 수 있다. 또한, 가스 유동은 적절하게 낮은 가스 온도(필요에 따라 냉각)가 선택되는 경우에 열 소산을 위해 사용될 수 있다. 또한, 가스 유동은 송출 매체의 도입으로부터 또는 송출 매체 내에 함유된 물질로부터 베어링 및 구동 영역을 보호하기 위한 밀봉 기능을 수행할 수 있다.

사용된 가스는 기계의 압축측으로 적절하게 공급된다. 가스를 송출하기 위해서, 로터 및 베어링 몸체의 상호 작용 표면에는 송출 부재가 갖추어질 수 있다. 결과적으로, 외부 압축 가스 공급원을 제공할 필요가 없다. 이것은 또한 공급된 가스가 주로 냉각용이 아니라 밀봉용으로 사용하고자 할 때에도 적용된다. 상기 표면들의 송출 작용은 특히 상기 표면들의 한 쪽 또는 양 쪽에 송출 나사산이 형성되는 점에 기인될 수 있다. 그 대신에 또는 추가적으로, 로터 및 베이링 몸체는 상기 송출을 위해 원심력 작용되도록 원추형으로 설계될 수도 있다. 또한, 중간 공간 내에서의 가스의 운동을 조장하는 그와 같은 수단은 추가의 가스 공급이 제공되지 않을 때 열전달을 향상시키기 위해서도 유용하다.

로터 중공 공간 내로 돌출한 베어링 몸체 부분에는 냉각액이 유동될 수 있고 양호하게는 로터에 대향한 베어링 몸체의 주연면에 근접해서 배치되는 통로들이 적절하게 제공된다.

로터의 열팽창은 본 발명의 따른 냉각 덕분에 제한되기 때문에 하우징은 틈새의 열 흡수로 인해 로터가 하우징에 대해 부딪힐 우려가 없이 집중적으로 냉각되거나 또는 적어도 소정 온도로 유지될 수 있다. 펌프의 효율은 상기 방식으로 송출 매체에 가해진 냉각 작용에 의해 증대될 수 있다.

특히 진공 펌프인 경우에, 송출 매체를 냉각 및 소음 감소를 위해, 또는 송출 매체를 냉각시키거나 소음을 감소시키기 위해 기계의 압축실 내로 고압 하의 가스의 유동될 수 있게 해주는 것은 잘 알려져 있다. 사전 도입(preadmission)이라고 부르는 이러한 기술은 또한 본 발명과 관련한 장점과 함께 사용된다. 예를 들어, 적절한 공급원으로부터의 냉각 가스가 사용될 수 있다. 외부 열교환기는 사전 도입 가스를 하우징측의 냉각 포켓 내에 위치된 열교환기를 통과시킴으로써 회피될 수 있다. 또한, 가스 대신에 액체가 펌프 챔버 내로 공급될 수 있으며, 이 액체는 펌프 챔버 내에서 기화함으로써 송출 매체로부터 열을 추출한다.

적어도 베어링 몸체가 로터의 열에 의해 영향을 받는 영역에서의 베어링 몸체의 냉각은 그리스(grease)로 영구 윤활되고 이에 따라 특히 적은 유지 보수를 필요로 하며 펌프 챔버에 대한 오염 위험을 구성하지 않는 롤링 베어링이 사용될 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.

상술한 바와 같이 로터와 베어링 몸체의 상호 작용 표면에 송출 부재가 구비되면 펌프 챔버로부터 나올 수 있는 이물질로부터 베어링 영역이 보호될 수 있다. 이러한 목적으로, 상호 작용 송출 부재들은 송출 방향이 로터 중공 공간으로부터 시작되도록 설계된다.

밀봉 매체 및 송출 매체 자체의 공급 중에 이물질, 특히 송출 매체보다 비중이 더 큰 물질은 송출 방향을 거슬러 올라가서 로터 중공 공간 내로 침투하는 것과 베어링 및 구동 영역 내로 진행하는 것이 방지된다. 이러한 작용은 중력에 의해 도움을 받는다.

유리한 실시예에 있어서, 상호 작용 표면들은 이들 중 적어도 하나에 송출 나사산을 제공한 송출 부재로서 설계된다. 상기 양자 모두에 송출 나사산을 제공할 수도 있다. 나사산(들)의 방향은 소정의 송출 방향을 유도하는 방식으로 선택된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 로터 및 베어링 몸체의 상호 대향한 주연면들은 직경이 송출 방향으로 증대하도록 원추형으로 이어지며, 이에 따라 원심력은, 예를 들어 증대하는 직경 방향으로 즉 펌프 챔버 쪽으로 물질이 침투되는 것을 방지한다. 또한, 그와 같은 복수의 송출 수단(예를 들어, 송출 나사산 및 원추형부)은 상호 조합될 수 있다.

이러한 작용은 로터 중공 공간을 분출 또는 밀봉 가스 공급원에 연결함으로써 증대된다. 송출 작용 덕분에, 상기 공급원은 정압 하에 있을 필요는 없지만, 이것은 중요치 않다. 또한, 가스는 냉각용으로 사용될 수 있다.

본 발명의 특히 중요한 결과는 베어링 및 구동 영역으로의 유체의 침입에 대한 안전성이다. 결과적으로, 펌프는 밀봉 작용에 대한 액체 서어지(surge)에 둔감해질 뿐만 아니라, 특히 세척을 위해 종량적으로 분출될 수 있다. 이러한 목적으로, 예를 들어 로터 및 하우징 표면 상에 침착된 불순물을 방출 및 분출시키는 역할을 하는 세척액의 수용을 위한 특별한 장치들이 제공될 수 있다. 한편, 회전 작동 속도가 유지될 수 없는 경우에 로터들은 적절하게 감소된 속도로 구동되어야 한다. 이를 위해 적절한 제어 장치들이 제공될 수 있다. 특히 토오크의 함수로서 회전 속도를 제어하는 것이 간단하고 유리한 데, 이는 회전 속도의 감소가 자동적으로 발생하기 때문이다. 회전 속도의 감소는 비교적 소량의 액체만이 가스 송출 유동 내로 분사되는 경우에는 경미할 수 있다. 토오크의 함수로서 구동하면 송출 공간 내의 충전 액체의 비율이 클수록 회전 속도가 저하된다. 펌프 챔버의 완전한 충만은 가능한 한 낮은 속도에서도 제공될 수 있으며, 로터와 베어링 몸체 사이의 중간 공간에 여전히 존재하는 송출 작용은 베어링 영역 내로의 분출액의 과유동을 방지하기 위한 로터 내측의 베어링 몸체의 기하학적인 높이와 조합해서 충분하다.

작동 상태 및 정지 상태 양자에 있어서의 액체의 통과에 대한 안전성이 본 발명에 의해 달성될 수 있다. 중력과 압력차가 상기 양 상태에서 작용하며, 송출 부재는 작동 상태에서 부가적으로 작용한다.

이하에 유리한 예시적 실시예의 종단면을 도시한 도면을 참조해서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

각부(1) 상에는 모터 하우징(2)이 안착되며, 모터 하우징의 상부에는 플랜지형 기부판(3)이 연결되며 필요에 따라 그와 일체형으로 될 수 있으며, 플랜지형 기부판 상에는 펌프 챔버 하우징(4)이 장착된다. 챔버 하우징의 상부는 흡입구(6)를 포함하는 뚜껑(5)에 의해 밀폐된다.

기부판(3)에는 후술하는 방식으로 베어링 몸체(7)의 플랜지 판(50)이 고정되며, 플랜지 판들은 각각의 경우에 로터(8)를 지탱하는 역할을 하며, 로터의 주연부는 변위 돌기(9)를 구비하며, 변위 돌기는 바람직하게는 이중(two-start) 나선으로 배열되고 인접 로터의 변위 돌기(9)들 사이의 송출 중공 공간(10) 내에서 이의 맞물림과 같이 결합한다. 또한, 변위 돌기(9)는 그 주연부에서 펌프 챔버 하우징(4)의 내면과 상호 작용한다. 로터(8)의 상부에는 흡입 공간(11)이 연결되고, 그 하부에는 압축 공간(12)이 연결된다.

압축 공간(12)은 (도시하지 않은) 압력 유출구에 연결된다. 이들 부품들은 수직 장착식 펌프 챔버 하우징의 저단부에 마련된다.

각 로터(8)는 영구 윤활식 롤링 베어링(21)에 의해 베어링 몸체(7)의 저부에 장착된 샤프트(20)에 회전 로크 방식으로 연결된다. 마찬가지로 제2 영구 윤활식 롤링 베어링(22)이 베어링 몸체(7)의 관형 부분(23)의 상단부에 위치되며, 관형 부분은 로터(8)의 동심원 보어(24) 내로 돌출되며, 동심원 보어(24)는 저부 쪽으로, 즉 압축측 상에서 개방된다. 상기 베어링(22)은 바람직하게는 로터(8)의 중심 위에 위치된다. 베어링 몸체의 관형 부분(23)은 바람직하게는 로터(8)의 대부분의 길이에 걸쳐 연장된다. 수직 배치의 펌프에 있어서, 관형 부분(23)의 단부는 사실상 압력 유출구(17)보다 더 높은 위치에 있다. 이것은 펌프 챔버로부터의 액체 또는 기타 무거운 불순물의 침입으로부터 베어링 및 구동 영역을 보호하는 데에 도움을 준다.

베어링 몸체의 관형 부분(23)에는 통로(26)를 거쳐 냉각수 공급원에 연결되고 (도면에는 도시되어 있지 않은) 대응 통로를 거쳐 냉각수 배출부에 연결된 냉각 통로(25)가 마련된다. 냉각 통로(25)는 바람직하게는 슬리브에 의해 긴밀하게 덮여지는 나선형 선회 리세스에 의해 형성된다. 로터 베어링들의 냉각은 이들이 그리스로 영구 윤활된 경우에 이들 베어링의 사용 수명과 유지 보수 간격을 연장시킨다. 더욱이, 베어링 몸체의 관형 부분(23)의 주연면도 냉각에 의해 저온으로 유지된다.상기 주연면은 로터의 중공 공간(24)의 내주연면과 근소한 거리를 두고 대향된다. 상기 표면들은 양호한 열교환이 가능해서 열이 로터로부터 베어링 몸체의 관형 부분(23) 및 그 냉각 장치(25)를 거쳐 간접적으로 소산될 수 있는 방식으로 설계된다. 베어링 몸체의 관형 부분(23) 및 로터 중공 공간(24)의 상호 대향 표면들은 이들 사이의 열교환을 향상시키도록 적절한 방식으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 이들 표면들은 높은 흡수 계수에 의해 방열 교환이 촉진되는 방식으로 처리 또는 연마될 수 있다. 이들 사이의 가스층에 의한 대류 열교환은 열전달 계수의 증대를 야기시키는 작은 표면 간격과 적절한 표면 구조에 의해 향상될 수 있다. 이러한 목적으로, 거친 다듬질 처리된 부분 또는 열교환 리브 또는 나사산 등이 마련된 한 표면 또는 양 표면이 만들어질 수 있다. 또한, 베어링 몸체 또는 샤프트 (20)를 통해 로터 중공 공간(24)에 밀봉 가스를 공급하는 것도 가능하며, 상기 밀봉 가스는 압축 공간(12)으로부터 송출 매체에 의해 배출된다. 베어링 영역의 밀봉과는 별도로, 밀봉 가스는 베어링, 베어링 몸체 및 로터를 부가적으로 냉각하는 역할도 할 수 있지만, 이러한 경우에는 베어링을 오염시키지 않도록 밀봉 가스는 베어링(들)을 통해서가 아닌 우회 통로를 형성하는 통로(28)를 거쳐 적절하게 향해진다.

펌프 챔버로부터 침투하는 유입으로부터 베어링 및 구동 영역을 보호하기 위해서, 적절한 밀봉체 및/또는 방벽 장치가 제공된다. 베어링 몸체(7)의 대향 표면 및 로터 중공 공간(24)의 내면의 한 쪽 또는 양 쪽에 (도시하지 않은) 송출 나사산을 갖추게 하는 것이 특히 유리하며, 상기 송출 나사산은 로터 중공 공간(24)으로부터 압축 공간(12) 쪽으로 송출 효과를 발휘한다. 상기 송출 효과는 보다 높은 밀도 때문에 고체 또는 액체 입자 상에 주로 작용하며, 이에 의해 베어링 또는 구동 영역 내로의 입자들의 침입을 방지한다. 송출 나사산은 상당히 감소된 회전 속도에서도 상기 효과가 여전히 작용하는 방식으로 적절하게 설계된다.

상기 송출 효과는 또한 압축 공간 쪽으로 원추형으로 확장되는 로터와 베어링 몸체 사이의 간극에 의해 발생될 수 있다. 여기서, 간극의 폭(로터의 표면으로부터의 베어링 몸체 표면의 거리)은 사실상 여전히 일정하다. 또한, 이 경우 상호 대향한 표면에도 한 쪽 또는 양 쪽에 송출 나사산이 마련될 수 있지만, 이것이 필수적인 것은 아니다.

로터와 베어링 몸체 사이의 간극에 송출 나사산 또는 송출 방식으로 작용하는 원추형부를 갖추게 하면 액체 또는 고체 입자의 침입에 대해 매우 유효한 밀봉이 제공되기 때문에, 흔히 부가적인 밀봉 장치가 없어도 되지만, 이들 밀봉 장치는 양호하게는 비접촉 또는 최소 접촉형의 구조, 예를 들어 미로 밀봉체 또는 피스톤링형 밀봉체의 형태로 제공될 수 있다.

송출 나사산 또는 간극 원추형부의 밀봉 작용 때문에, 본 발명에 따른 펌프는 로터가 회전하고 있는 한 펌프 챔버 내의 액체의 존재에 대해 둔감하다. 이러한 둔감성은 또한 펌프 챔버 내의 액체가 베어링 수준에 도달하지 않는 한 로터 내에서의 높은 베어링 배치로 인해 정지 상태에서도 존재한다. 이것은 송출 매체가 액체 서어지를 수반할 때에도 중요할 뿐 아니라 액체 분사에 의해 펌프를 세척 및/또는 냉각하기 위해서도 이용될 수 있다. 예를 들어, 세척액 또는 냉각액은 그 일단부가 노즐(27)을 통해 분사될 수 있다. 동일한 또는 별도의 노즐(27)들이 세척액또는 냉각액을 분사하기 위해 사용될 수 있다.

극심한 오염을 예상해야 하는 경우에, 작동 중에 세척액을 일정하게 분사하는 것이 가능하다. 진공 펌프의 작동 중에, 세척액이 펌프 챔버 내로 옮겨질 수 있는 경우에는 이 세척액은 흡입압 이하의 증기압을 가져야 한다. 펌프가 다단 펌프이고 (예를 들어, 압축 작용으로서의) 오염물이 주로 제2 단 및/또는 그 후속 단에서 침전되는 경우에, 제2 단 또는 그 후속 단으로의 세척액의 분사를 제한함으로써 이 세척액의 분사를 흡입측으로부터 분리하는 것이 가능하다.

그러나, 대부분의 경우에, (예를 들어, 구동 토오크의 증가의 결과로서) 세척에 대한 요건이 수립되는 경우에는 세척 작동은 일정하게 발생하지 않고 주기적으로 발생한다. 또한, 액체에 대한 펌프의 둔감성으로 인해 비교적 큰 액체량이 사용될 수 있다. 사용되고 있는 세척액의 양 또는 유형 때문에 회전 작동 속도가 유지될 수 없으면, 그에 따라서 회전 속도가 감소될 수 있다. 이를 위해 적절한 제어 장치가 제공될 수 있다. 예를 들어, 회전 속도는 구동 토오크의 함수로서 제어될 수 있으며, 이러한 제어는 증대된 동력 요건에서 회전 작동 속도에 대응하는 회전 속도의 감소를 자동적으로 야기시킨다. 세척 단계 중의 로터의 계속적인 회전은 로터 베어링 장치를 밀봉하는 작용을 할뿐만 아니라 오염된 표면에 대한 세척액의 작용을 수반한다.

또한, 로터와 베어링 몸체 사이의 간극 내에서의 송출 작용은 외부 압축 가스 공급원과는 독립적으로 밀봉 가스를 송출하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 밀봉 가스를 송출하기 위해서는, 그러한 압축 가스 공급원의 작용은 일반적으로 로터 회전 속도와는 독립적으로 밀봉 가스를 공급하기 위해서 선호된다.

펌프 챔버 하우징(4)은 그 주연부 전체에 걸쳐 또는 대부분에 걸쳐 이어지는 포켓(30)을 포함하며, 이 포켓을 통해서 냉각수가 하우징을 소정 온도로 유지하도록 순환한다. 하우징 셸의 냉각은 모든 경우에 필요한 것은 아니다. 그러나, 본 발명에 따른 배경과 관련해서는, 로터(8)도 냉각되고 이에 따라 로터의 열팽창도 제한되기 때문에 하우징 셸의 냉각되는 것이 유리하다. 로터는 하우징이 저온으로 유지되는 동안에만 팽창되기 때문에 로터가 하우징에 대해 부딪히는 것에 대해 우려할 필요는 없다.

본 발명에 따른 펌프에는 사전 도입이 제공될 수 있다. 이것은 통로(31)가 하우징 내의 보다 높은 또는 가능한 한 평균보다 훨씬 높은 압축 영역에 제공될 수 있고, 상기 통로(31)를 통해서 펌프 챔버의 상기 영역 내의 압축 상태에 상당하는 것보다 더 높은 압력의 가스가 공지된 원리에 따라 냉각 및 소음 감소 양자 모두를 또는 냉각이나 소음 감소 중 어느 하나를 수행하도록 펌프 챔버 내로 도입된다는 것을 의미한다. 본 발명의 유리한 특징에 따르면, 사전 도입 가스는 펌프 챔버 하우징(4)의 냉각 포켓(30) 내에서 냉각됨으로써 펌프의 압축측으로 직접 추출될 수 있다. 이러한 목적으로, 사전 도입 가스는 열교환기 튜브(32)를 통해 통과될 수 있다.

도시된 실시예의 롤러 베어링(21, 22)은 스프링(29)에 대해 상호 마주보게 설치된 각접촉 볼 베어링이다. 각각의 샤프트(20)는 바람직하게는 직접적으로, 즉 중간 커플링이 없이 베어링(21)의 하부에 구동 모터의 전기자(35)를 수반하며, 상기 구동 모터의 고정자(36)는 모터 하우징(2) 내에 배치된다. 모터 하우징에는 냉각 통로(38)가 제공될 수 있다.

도시된 실시예에서 베어링 몸체(7)와 일체형으로 제조된 플랜지 판(50)은 사실상 펌프 챔버 하우징(4)의 주연부를 추종하는 외부 테두리부(51)와, 기부판(3)의 상부측의 접촉 내부 테두리부(52)가 장착된다. 플랜지 판(50)은 기부판(3)에 대해 밀봉된다. 또한, 방사상 단면의 활선(secant)을 추종하고 플랜지 판(50)들이 상호 압박되게 되는 단부면(53)에는 밀봉 삽입체가 제공될 수 있다.

테두리부(51, 52)들 사이에서 플랜지 판(50)의 하부에 거꾸로 된 형태의 리세스가 제공되며, 그 리세스는 기부판(3)의 상부측과 함께, 베어링(21)과 모터 전기자 사이의 축(20) 상에서 공지된 수단에 의해 회전 로크 방식으로 배치된 동기 기어 휘일(40)을 수용하는 역할을 하는 공간(39)을 포위한다. 이들이 플랜지 판 (50)의 내부 테두리부(52) 영역 내에서 서로 맞물릴 수 있도록, 내부 테두리부는 적절한 지점에 절결부를 구비할 수 있으며, 이 절결부를 통해서 기어 휘일이 도달한다. 각 측면의 상기 절결부 아래의 나머지는 참조 부호(52)의 기준선이 대체로 도1의 내부 테두리 지점을 가리키는 웨브이다. 상기 웨브는 안정성 때문에 유리할 뿐만 아니라, 한편으로는 기부판(3)에 대해 다른 한편으로는 플랜지 판(50)의 평탄화된 활선면들 사이에 포위 밀봉을 허용하기 때문에 유리하다.

플랜지 판(50) 내의 중공부(39)는 동기 기어 휘일(40)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 이들 중공부는 내부 테두리부(52)에서의 밀봉 웨브의 존재에도 불구하고 동기 기어 휘일(40)이 로터 구조 유닛들의 조립 시에 삽입될 수 있도록 내부 테두리부(52)에 대해 약간 편심을 이루고 배치되어 있다.

동기 기어 휘일(40)을 수용하는 공간(39)은 펌프 챔버와는 완전히 별도로 되어 있기 때문에, 동기 기어 휘일이 오염될 염려는 없다. 동기 기어 휘일은 단지 로터의 비상 동기를 위해 사용된다. 이들의 치는 통상적으로 서로 접촉하지 않는다. 따라서, 통상적으로 윤활이 불필요하다. 필요에 따라 윤활이 사용될 수도 있지만 동기화 기어 휘일의 건식 주행은 공간(39)과 구동 모터 사이의 밀봉이 필요치 않기 때문에 그 구조를 단순화시킨다.

또한, 동기 기어 휘일(40)은 펄스 발생기 디스크로서의 역할을 하거나 또는 센서(42)에 의해 주사되는 부가적인 펄스 발생기 디스크에 의해 보충될 수 있으며, 상기 센서들 중 하나는 도1에 도시되어 있다. 이들 센서(42)들은 임의 설정 지점에 대한 로터의 각각의 회전 위치를 감시하고 이를 구동 장치를 통해 보정하는 제어 장치에 연결된다. 이것은 로터의 전자 동기와 관련이 있으며, 공지되어 있으므로 여기서는 보다 상세히 설명할 필요가 없다. 동기화 기어 휘일(40)의 치들 간의 유격은 로터(8)의 변위 돌기(9)들 간의 측면 간극보다 약간 더 작다. 그러나, 상기 유격은 장치 상의 전자 동기의 동기 허용 오차보다는 더 크다. 따라서, 장치의 적절한 기능 발휘 중에는, 변위 돌기(9)의 측면 및 동기 기어 휘일(40)의 치들 중 어느 것도 서로 접촉하지 않는다. 그럼에도 불구하고 동기 기어 휘일들이 상호 접촉하는 경우에는 이들 휘일에는 내마모성 또는 필요에 따라 활주 가능한 피복체가 제공될 수 있다.

펌프의 성능 데이터는 구동 출력 및 회전 속도에 의해 결정되는 것과는 별도로, 로터에서 형성된 변위 또는 송출 체적 및 이에 따른 로터의 길이에 의해 결정된다. 따라서, 송출 데이터는 로터를 수용하는 펌프 부분의 길이를 변동시킴으로써 변동될 수 있다. 따라서, 상이한 성능 데이터를 갖는 일련의 펌프는 바람직하게는 상기 일련의 개개의 펌프들이 이들 부품들의 길이의 차등에 따라 상이해진다는 사실에 의해 특징지어질 수 있으며, 상기 부품에는 펌프 챔버 하우징, 로터 및 필요에 따라 베어링 몸체의 로터 내로 돌출하는 관형 부품들이 속한다.

각 로터에는 관련 베어링 및 구동 장치들이 형성되며, 로터와는 별도로 베어링(21, 22), 베어링 몸체(7), 베어링 몸체 내에 제공된 냉각 장치, 샤프트(20), 동기 기어 휘일(40), 관련 센서(42) 및 모터 전기자(35)로 이루어진 구성 유닛이 독립적으로 장착될 수 있다는 사실을 주지해야 한다. 이들 유닛은 완전히 사전 조립된 방식으로 펌프 내에 삽입된다. 이들 유닛은 기부판(3)으로부터 용이하게 제거될 수 있거나, 또는 펌프 챔버 하우징의 제거 후에 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 유닛의 교환은 사용자에게 맡겨질 수 있고, 제작자는 그러한 민감 유닛의 유지 보수에만 신경을 쓰면 된다.

또한, 펌프는 양호하게는 보다 큰 양의 액체가 안전하게 송출될 수 있도록 동체적형의 구조로 될 수 있다.

Claims (14)

1. 로터 샤프트(20) 및 적어도 하나의 로터측 베어링(22)을 포위하고 각각의 경우에 변위 로터(8) 내로 각각 돌출하는 고정 베어링 튜브(23)의 압축측 상에 변위 로터(8)들이 부유식으로 장착된 나사 스핀들 압축기이며,

   로터(8)들은 각각의 경우에 로터 내로 돌출한 베어링 튜브(23)의 일부가 냉각되는 사실에 의해 흡입측에서보다 압축측에서 보다 크게 냉각되고, 로터(8) 및 베어링 튜브(23)의 상호 대향한 주연면은 서로에 대해 열교환을 수행할 수 있는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
2. 제1항에 있어서, 로터(8) 및 베어링 튜브(23)의 상호 대향한 표면들 사이의 중간 공간은 압축측(12)에 연결되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주연면들 중 적어도 하나에는 매체가 사이에 위치된 상태로 열교환을 향상시키는 요철부가 마련된 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주연면에는 방열용 고 흡수 인자가 마련되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 로터(8) 내로 돌출한 베어링 튜브(23) 부분은 냉각액이 유동되는 통로(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
6. 제5항에 있어서, 냉각 통로(25)는 로터(8)에 대향한 베어링 튜브(23)의 주연면에 근접해서 배치되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 로터(8)와 베어링 튜브(23)의 약간의 간극을 두고 상호 대향한 주연면들은 비접촉 방식으로 상호 작용하고 로터(8)로부터 시작되는 송출 방향을 갖는 송출 부재로서 설계되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
8. 제7항에 있어서, 압축기에서 기하학적으로 하부 위치에 위치된 유출구에 대해 사실상 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
9. 제7항에 있어서, 상호 대향한 2개의 주연면들 중 적어도 하나에는 송출 나사산(28)이 마련되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
10. 제7항에 있어서, 상호 대향한 주연면들은 직경이 송출 방향으로 증가하는 원추형으로 설계되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 로터 중공 공간(24)은 밀봉 가스 공급원에 연결되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
12. 제7항에 있어서, 토오크의 함수로서 로터 구동 장치의 제어를 위한 장치들이 마련되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
13. 제12항에 있어서, 펌프 챔버 내로의 세척액의 수용을 제어하기 위한 장치(27)들이 마련되는 것을 특징으로 하는 나사 스핀들 압축기.
14. 제1항 또는 제2항에 따른 압축기를 세척하는 방법이며,

    세척액은 펌프 챔버 내로 공급되고 로터는 토오크의 함수로서 구동되는 것을 특징으로 하는 방법.