중요한 스크류 압축기 작동 원리

스크류 압축기의 핵심 작동 구성 요소는 실린더 내부에 위치한 나사형 양성 및 음성 로터 한 쌍으로 이루어져 있습니다. 두 로터 모두 다수의 오목한 톱니 홈을 가지고 있으며, 작동 중에는 고속으로 반대 방향으로 회전합니다. 로터 사이 및 로터와 하우징 내벽 사이의 간격은 단지 5~10천분의 1인치(0.05~0.10밀리미터)로, 가스 압축 과정의 기밀성을 확보합니다.

구동 시스템과 관련하여, 주 로터(남성 또는 볼록 로터라고도 함)는 일반적으로 전동기로 구동되지만 일부 응용 분야에서는 엔진 구동 방식도 존재한다. 보조 로터(여성 또는 오목 로터라고도 함)로의 동력 전달은 주로 두 가지 방법으로 이루어진다: 유입된 오일에 의해 형성된 오일 필름을 통한 유연한 구동, 또는 양 로터의 끝단에 장착된 동기 기어를 통한 강체 전달. 두 구동 방식 모두 이론상 로터 작동 중 금속 간 직접 접촉이 없도록 하여 마모를 효과적으로 줄이고 운전 안정성을 향상시킨다.

압축기의 배출 용량(유량)과 배출 압력은 주로 로터의 구조적 파라미터에 의해 결정된다: 압축 스트로크 동안 압력 생성 능력을 높여 더 높은 배출 압력을 발생시키기 위해 로터 길이를 길게 한다. 반면 더 큰 로터 직경은 흡입 사이클당 가스 체적을 증가시켜 더 큰 배출 용량을 제공한다.

운전 사이클은 '흡입 - 압축 - 배출' 순서를 따르며, 다음과 같이 상세히 설명할 수 있다. 스크류 로터의 톱니형 공동이 흡입구 위치로 회전하면 그 부피가 점차 확장되면서 주변 가스가 압력 차에 의해 끌어들여져 공동을 채운다. 로터가 계속 회전함에 따라 가스로 채워진 톱니형 공동은 외함 벽에 의해 밀봉되어 독립된 압축실을 형성한다. 이 시점에서 윤활유가 고압 상태로 압축실 내부에 주입되며 동시에 밀봉, 냉각, 윤활의 세 가지 기능을 수행한다. 로터의 지속적인 회전으로 인해 압축실의 부피는 계속해서 감소하게 되고, 이로 인해 실내의 유기 혼합물(윤활유와 가스의 혼합물)이 점차 압축되면서 압력이 지속적으로 증가한다. 압축실이 배출구와 맞물려 회전할 때 고압의 유기 혼합물이 압축기로부터 압력 하에 배출되며, 하나의 완전한 작동 사이클이 완료된다.

로터의 안정적인 작동은 마찰을 줄이는 베어링 시스템에 의해 지원된다. 베어링은 샤프트 끝부분 근처의 엔드캡을 통해 고정 및 위치가 결정된다. 입구 측은 일반적으로 롤러 베어링을 사용하여 주로 방사 하중을 지지한다. 배출 측에는 서로 반대 방향으로 배치된 탭퍼드 롤러 베어링 한 쌍이 장착되어 있다. 이러한 베어링은 이중 기능을 수행한다: 로터 작동 중 발생하는 축방향 추진력을 상쇄하는 스러스트 베어링 역할을 하면서 동시에 방사 하중을 지지한다. 또한, 로터의 움직임에 필요한 최소한의 축방향 간극을 제공함으로써 규정된 한계 내에서 정밀한 작동을 보장한다.

특히, 로터가 계속 회전함에 따라 각각의 맞물리는 톱니 홈 쌍은 '흡입—압축—배출' 과정을 순차적으로 반복한다. 다수의 톱니 홈들 사이의 작동 사이클이 서로 맞물리고 지속적으로 교차되면서 압축기가 안정적이고 일정한 가스 출력을 제공할 수 있게 한다.