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KR100696607B1 - 천연 가스용 스크롤 압축기 - Google Patents

천연 가스용 스크롤 압축기 Download PDF

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KR100696607B1
KR100696607B1 KR1020027004547A KR20027004547A KR100696607B1 KR 100696607 B1 KR100696607 B1 KR 100696607B1 KR 1020027004547 A KR1020027004547 A KR 1020027004547A KR 20027004547 A KR20027004547 A KR 20027004547A KR 100696607 B1 KR100696607 B1 KR 100696607B1
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제임즈 에프. 포그트
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코우프랜드코포레이션
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Abstract

스크롤 타입의 압축기(10)는 고압의 기름통(110)과 저압의 기름통(52) 양자를 갖추고 있다. 저압 윤활유통으로부터의 윤활유는 여러 베어링, 스러스트면 및 압축기의 다른 가동 구성요소에 공급된다. 모터 와인딩으로부터의 열을 흡수할 수 있어 모터(38)의 작동 온도를 유지하는 방식에 따른다. 고압 기름통(110)으로부터의 윤활유가 중간 흡입 및 방출 지점에서 스크롤에 의하여 구획형성되는 이동가능한 압축실(98)이 공급된다. 기름통(110)으로부터 공급되는 윤활유는 처음에 냉각되고 이동가능한 압축실(98, 66)에 공급되기 전에 저압의 기름통(52)을 냉각하도록 사용된다. 압축된 가스는 의도한 사용을 위하여 공급되기 전에 두개의 윤활유 분리기(18, 128) 및 가스 냉각기(16)를 통하게 된다.
Figure 112002010537350-pct00001
압축기, 스크롤 압축기, 공기조화, 냉동시스템, 셸, 윤활유통, 스파이럴 랩

Description

천연가스용 스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR FOR NATURAL GAS}
본 발명은 전반적으로 스크롤 타입의 기계장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 천연가스 압축에 특히 사용하기 위해 특별히 개조된 스크롤 타입의 기계장치에 관한 것이다.
스크롤 기계는 상당히 좋은 효율의 작동을 행하는 능력을 가지므로 공기조화 시스템 및 히트 펌프 응용범위 뿐만아니라 냉동 시스템에서 압축기로서 점점 더 많이 사용하고 있다. 전반적으로, 이들 기계는 한쌍의 서로맞물린 스파이럴 랩과 결합하고, 그들은 외부흡입구에서 중앙방출구쪽으로 이동하여 크기가 점진적으로 감소하는 하나이상의 이동실을 구획형성하는 것처럼 하나는 다른 하나에 대하여 선회된다. 전기 모터는 적합한 구동-샤프트에 의하여 스크롤 부재를 구동하도록 작동하도록 통상 제공된다.
스크롤 기계의 사용이 증가됨으로서, 이들 스크롤 기계의 개발자는 종래의 냉동 시스템외에 압축 시스템에 기계를 적용시켜 재설계하는 것을 계속하고 있다. 스크롤 기계에 대한 추가 응용범위는 극저온 용도의 헬륨 압축, 공기 압축, 천연가스 압축 등을 포함한다. 본 발명은 특히 천연가스 및/또는 LP가스의 압축을 위해서 설계된 스크롤 기계에 관한 것이다.
천연가스의 주기적인 압축에는 압축과정 동안에 생기는 고온때문에 압축기 설계에 관하여 매우 특별한 문제점이 따른다. 압축 과정 동안에 천연가스의 온도 상승은 종래 냉매를 사용하는 경우에 생기는 온도 상승의 2배를 초과한다. 고온 때문에 압축기가 손상되는 것을 방지하기 위하여, 스크롤 기계에 대한 추가 냉각이 필요하게 된다.
본 발명은 천연 가스를 압축하는데 특별히 개조된 스크롤 압축기를 포함한다. 스크롤 압축기는 압축기의 방출 압력 구역에 위치된 고압 기름통 뿐만 아니라 압축기의 흡입 압력 구역에서의 종래 저압 기름통을 포함한다. 내부 기름 냉각기는 저압 기름통안에 위치된다. 저압 기름통에서의 기름은 종래의 스크롤 압축기에서와 동일하게 베어링 및 압축기의 다른 이동가능한 가동 요소로 순환된다. 이들 가동 요소를 윤활하도록 사용된 기름의 일부분은 회전 구성요소에 의하여 전기 모터의 와인딩에 공급되어 모터 냉각을 돕는다. 고압 기름통내의 기름은 냉각을 위하여 외부 열교환기로 가게 되고, 그때 저압 기름통내에 위치된 내부 기름 냉각기로 가게 된다. 내부 기름 냉각기로부터 기름은 스크롤 랩 사이의 압축 포켓(압축실)으로 주입되어 서로 맞물린 스크롤 랩의 밀봉 및 윤활을 도울 뿐만 아니라 압축기의 냉각을 돕는다. 내부 기름 분리기가 방출실에 설치되어, 압축된 가스로부터 주입된 기름의 적어도 한 부분을 제거하여 고압 기름통에 공급한다. 기름 오버플로 오리피스는 고압 기름통에 기름이 과도하게 축적되는 것을 방지한다. 천연 가스에서 추가 기름을 제거하여, 가능한 한 기름 없는 가압된 천연가스를 얻기 위하여 제 2 외부 기름 분리기가 외부 열 교환기와 연결된다.
본 발명의 다른 장점 및 목적은 본원의 상세한 설명, 청구범위 및 도면으로부터 당업자에게 명확할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스크롤기의 외부 입면도,
도 2는 도 1에 도시된 스크롤기를 반대쪽에서 본 도 1에 도시된 스크롤기의 외부 입면도, 및
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 압축기의 수직 단면도.
도면을 참조하면 같은 부재번호는 여러 도면에서 대응하는 같은 부품을 나타내고, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 스크롤기는 부재번호 10으로 전반적으로 나타내고 있다. 스크롤기(10)는 스크롤 압축기(12), 필터(14), 외부 기름/가스 냉각기(16), 외부 기름 분리기(18) 및 압력 조정기(20)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 압축기(12)는 외부 셸(22)을 구비하고 있고, 이 외부 셸(22) 내에는 경판(26)과 이로부터 돌출한 스파이럴 랩(28)을 구비한 선회 스크롤 부재(24), 경판(32)과 이로부터 돌출한 스파이럴 랩(34)을 구비한 비-선회 스크롤 부재(30), 및 외부 셸(22)에 고정지지되어 있는 2조각의 메인 베어링 하우징(36)을 포함하는 압축기 어셈블리를 포함한다. 메인 베어링 하우징(36)은 선회 스크롤 부재(24)를 지지하고, 비-선회 스크롤 부재(30)는 메인 베어링 하우징(36)에 대하여 축선방향으로 이동가능하게 부착된다. 선회 스크롤 부재(24)가 선회하여, 랩(28, 34)이 가동 유체 포켓(압축실)을 구획형성하도록, 랩(28, 34)은 맞물려 결합되어 있다. 가동 유체 포켓은 그 크기를, 랩(28, 34)이 스크롤 부재(24, 30)의 방사상 외부 구역에서 스크롤 부재의 중앙 구역으로 이동하여, 감소시킨다.
또한 구동 모터(38)는 셸(22)의 하부 부분에 제공된다. 모터(38)는 셸(22)에 의하여 지지되는 고정자(40), 및 구동축(44)을 구동하도록 연결되어 부착되는 로우터(42)를 포함한다. 구동축(44)은 편심 핀(46) 및 구동 부싱(48)에 의하여 선회 스크롤 부재(24)을 구동하도록 연결된다. 구동축(44)은 메인 베어링 하우징(36) 및 셸(22)에 부착되어 있는 하부 베어링 하우징(50)에 의하여 회전가능하게 지지된다. 구동축(44)의 하부 끝부는 셸(22) 내의 바닥부에 설치된 기름통(52)내로 뻗어있다. 하부 평형추(54) 및 상부 평형추(56)가 구동축(44)에 설치되어 있다. 평형추(54, 56)는 구동축(34)의 회전 평형을 맞추고 평형추(56)는 아래에 보다 상세하게 설명한 바와 같이 기름 펌프로 작동한다. 선회 스크롤 부재(24)를 비-선회 스크롤 부재(30)에 대한 회전을 방지하기 위하여, 올덤 커플링(58)이 제공된다. 올덤 커플링(58)은 메인 베어링 하우징(36)에 지지되고 선회 스크롤 부재(24) 및 비-선회 스크롤 부재(30) 양자를 상호연결한다.
윤활유를 기름통(52)에서 베어링에 그리고 압축기(12)의 다른 이동 구성요소에 공급하기 위하여, 편심하는 축선 방향의 통로(62)를 통하여 축선방향 위쪽으로 향하도록 기름이 소용되는 축선방향의 대형 보어(60)의 형태의 기름 펌프가 구동축(44)의 하부 끝부에 제공된다. 방사상 통로(64)는 윤활유를 메인 베어링 하우징(36)에 공급하도록 제공된다. 통로(62)를 통하여 펌프되는 기름은 편심 핀(46)의 상부에서 방출되어 구동 부싱(48)과 선회 스크롤 부재(24) 사이의 경계면을 윤활한다. 이들 경계면을 윤활한 후에, 기름은 메인 베어링 하우징(36)에 의하여 구획형성되는 챔버(66)내에 저장된다. 상부 평형추(56)는 챔버(66)내에서 회전하고 메인 베어링 하우징(36)을 통하여 뻗어있는 통로(68)를 통하여 기름을 펌프하도록 펌프로서 작동한다. 통로(68)는 챔버(66)로부터 기름을 수용하고 이 기름을 모터 냉각하는데 돕도록 모터 고정자(40)로 가게된다. 또한 상부 평형추(56)는 메인 베어링 하우징(36)에 의하여 또한 구획형성되어 있는 통로(70)를 통하여 위로 윤활유를 펌프한다. 통로(70)는 챔버(66)로부터 기름을 수용하고 이 기름을 올덤 커플링(58) 쪽으로, 선회 스크롤 부재(24)의 경판(26)의 하부면쪽으로, 그리고 스크롤 부재(24, 30)에 의하여 형성된 흡입구내로 향하게 한다.
외부 셸(22)은 하부 셸(76), 상부 셸(78), 하부 커버(80) 및 상부 캡(82)을 포함한다. 파티션 또는 머플러 플레이트(84)는 또한 셸(22)의 내부를 가로질러 뻗어있고, 하부 셸(76)이 상부 셸(78)에 대해 밀봉되게 고정되어 있는 동일 지점 주위에서 셸(22)에 대해 밀봉되게 고정되어 설치된다. 머플러 플레이트(84)는 셸(22)의 내부를 하부 흡입실(86) 및 상부 방출실(88)로 나누도록 소용된다.
작동중, 흡입 가스는 흡입구(90)를 통하여 흡입실(86)내로 들어가, 스크롤 랩(28, 34)에 의하여 구획형성되는 가동 유체 포켓내로 들어간다. 선회 스크롤 부재(24)가 비-선회 스크롤 부재(30)에 대하여 상대적으로 선회하기 때문에, 가동 유체 포켓은 방사상 내부로 이동하여 크기가 감소하여 유체를 압축시킨다. 압축된 유체는 비-선회 스크롤 부재(30)에 제공된 방출구(92) 및 머플러 플레이트(96)에 고정된 방출 피팅(fitting) 어셈블리(94)를 통하여 방출실(88)로 방출될 것이다. 압축된 유체는 방출구(96)를 통하여 방출실(88)을 빠져나간다. 축선방향으로 이동가능한 비-선회 스크롤 부재(30)를 선회 스크롤 부재(24)와 축선방향으로 밀봉 결합 상태로 유지하기 위하여, 비-선회 스크롤 부재(30)의 상부면에 가압 챔버(98)를 설치한다. 방출 피팅 어셈블리(94)의 한 부분은 챔버(98)를 구획형성하도록 비-선회 스크롤 부재(30)내로 뻗어있다. 가압실(98)은 압축기(12)의 흡입 영역에서의 압력과 방출 영역에서의 압력 사이의 중간 압력에서의 유체에 의하여 가압된다. 하나이상의 통로(100)가 중간 가압된 유체를 챔버(98)로 공급한다. 챔버(98)는 또한 아래에 상세한 바와 같이 윤활로써 챔버(98)내로 주입되는 기름에 의하여 가압된다.
상기한 바와 같은 압축기(12)는 방출 피팅 어셈블리(94)를 제외하고는, 본 출원인이 소유하고 있는 미국 특허번호 제 4,877,382 호, 제 5,156,539 호, 제 5,102,316 호, 제 5,320,506 호, 및 제 5,320,507 호의 공보에 상세하게 설명된 특징과 유사하며 이들을 포함한다.
상기한 바와 같이, 압축기(12)는 천연가스를 압축하기 위하여 특별히 개조된다. 천연 가스의 압축은 상당한 고온을 발생한다. 이들 온도가 과도해지지 않기 위하여, 압축기 및 압축된 천연 가스를 냉각하기 위한 여러 시스템과 합치될 필요가 있다. 압축기 및 압축된 천연가스의 냉각을 더하여, 압축된 천연 가스가 동 가스를 사용하는 장치에 공급되기 전에 그 가스로부터 실질적으로 모든 기름을 제거하는 것이 매우 중요하다.
압축기(12) 를 냉각하기 위하여 설치되어 있는 하나의 시스템은 냉각된 윤활유를 순환시키는 것이다. 상부 셸(78) 및 머플러 플레이트(84)는 방출실(88)내에 위치되는 기름통(110)을 구획형성한다. 스크롤 부재(24, 30)에 의하여 형성된 흡입구에 대하여 통로(70)를 통하여 공급되는 기름은 기름통(110)내의 기름에 대해 연속해서 증가된다. 기름 오버플로 피팅(112)은 머플러 플레이트(84)를 통하여 설치되어 있다. 피팅(112)은 기름통(110)에서의 기름의 레벨을 소정의 레벨로 유지하는 기름 오버플로 오리피스를 갖추고 있다. 기름통(110)에서의 기름은 상부 셸(78)을 관통하고 있는 출구 피팅(114)(도 1)을 통하여, 그리고 연결 튜브(116)에 의하여 기름/가스 냉각기(16) 내로 가게된다. 냉각된 기름은 연결 튜브(118)를 통하여 기름/가스 냉각기(16)를 빠져나오고, 입구 피팅(120)을 통하여 하부 셸(76)로 들어간다. 피팅(120)을 들어가는 기름은 기름통(52)내에 가라앉은 냉각 코일(122)의 형태로 열교환기를 통하여 흐르게 된다. 기름은 냉각 코일(122)을 통하여 순환하여 기름통(52) 내의 기름을 냉각하고, 입구 피팅(120)으로 복귀된다. 냉각 코일(122)에서 입구 피팅(120)으로 들어가는 기름은 셸(22) 내의 연결 튜브(124)를 통하여 가압실(98)로 향하게 된다. 가압실(98)로 들어간 기름은 그로부터 포트(100)를 통하여 랩(28, 34)에 의해 형성된 압축실로 들어가고, 랩(28, 34)의 윤활 및 밀봉을 도울 뿐만 아니라 압축기(12)를 냉각한다. 압축실로 주입된 기름은 압축된 가스에 의하여 운반되고, 압축실로부터 압축된 천연가스와 함께 방출구(92) 및 방출 피팅 어셈블리(94)를 통하여 빠져나간다.
방출 피팅 어셈블리(94)는 하부 밀봉 기구(126) 및 상부 기름 분리기(128)를 포함하는데, 이들 밀봉 기구(126)와 기름 분리기(128)는 머플러 플레이트(84)를 끼워서 볼트(130)에 의하여 고정되어 있다. 하부 밀봉 피팅(126)은 머플러 플레이트(84) 아래에서 그 머플러 플레이트에 대하여 밀봉되게 결합되어 있고, 비-선회 스크롤 부재(30)내로 뻗어있는 가압실(98)을 구획형성 및 폐쇄하도록 환형 돌출부(132)를 포함한다. 한쌍의 시일(134)에 의해 챔버(98)가 흡입실(86) 및 방출실(88) 양자로 분리되어 있다. 하부 시일 피팅(126)에는 복수의 방출 통로(136)가 형성되어 있고, 이 통로(136)는 방출구(92)로부터 압축된 천연가스를 수용하여, 압축된 천연 가스의 유동이 기름 분리기(128) 쪽으로 향한다. 기름 분리기(128)는 머플러 플레이트(84) 위쪽에 배치된다. 방출 통로(136)를 빠져나온 압축된 천연가스는 기름 분리기(128)의 불규칙한 하부 형성면(138)과 접촉하고, 방출실(88)로 들어가기 전에 새로운 방향으로 향한다. 압축된 천연 가스와 불규칙한 하부면(138)과의 접촉에 의해 가스내의 기름이 분리되어 기름통(110)으로 복귀한다. 압축기(12)의 어셈블리의 경우, 하부 시일 피팅(126) 및 상부 기름 분리기(128)는 머플러 플레이트(84)에 대하여, 볼트(130)에 의하여 부착된다. 볼트(130)는 압축기(12)의 나머지 구성요소가 제 위치에 조립되고 고정되기 까지 조여지지 않는다. 압축기(12)의 나머지 구성 요소가 조립되면, 볼트(130)가 조여진다. 볼트(130) 이용 방법은 캡(82)을 관통시키고 있는 피팅(140)에 의하여 제공된다. 볼트(130)가 조여지면, 피팅(140)이 밀봉되게 장착되어 방출실(88)이 외부로부터 격리된다.
압축된 천연 가스는 방출구(96)를 통하여 방출실(88)을 빠져나온다. 방출구(96)는 방출 피팅(142)과 직립하는 파이프(144)를 포함한다. 방출 피팅(142)은 상부 셸(78)을 관통하고 있고 직립하는 파이프(144)는 캡(82)쪽으로, 캡(82)에 인접하는 압축된 천연 가스가 방출실(88) 외부로 향하도록 뻗어있다. 캡(82)에 인접하는 압축된 천연 가스를 방출시킴으로써, 가스에 포함된 최소량의 기름을 갖춘 천연 가스가 선택적으로 방출된다. 출구(96)를 통하여 방출실(88)을 빠져나오는 압축된 천연가스는 연결 파이프(144)를 통하여 기름/가스 냉각기(16)로 유도된다. 기름/가스 냉각기(16)는 냉각 매체로서 글리콜이나 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 액체를 사용하는 액체 냉각식의 냉각기일 수 있고, 상황에 따라 냉각 매체로서 공기나 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 기체를 사용하는 기체 냉각식의 냉각기일 수 있다. 냉각 압축된 천연 가스는 기름/가스 냉각기(16)를 빠져나와 연결 파이프(146)를 통하여 기름 분리기(18)로 유도된다. 기름 분리기(18)는 압축된 가스로부터 실질적으로 남아있는 모든 기름을 제거한다. 이 제거된 기름은 기름 분리기(18)를 연결 튜브(118)와 연결하는 연결 튜브(148)에 의하여 압축기(12)로 복귀한다. 기름 없이 압축되고 냉각된 천연 가스는 기름 분리기(18)로부터 천연가스를 사용하는 장치가 연결되어 있는 출구(150)를 통하여 나간다. 소망의 경우에는 어큐뮬레이터가 천연가스를 사용하는 장치와 출구(150)사이에 위치될 수 있다. 천연가스용 제 2 출구(152)는 연결 파이프(154)에 의하여 압력 조정기(20)에 대하여 연결되어 있다. 압력 조정기(20)는 출구(150)에서 천연가스의 출구 압력을 제어한다. 압력 조정기(20)는 필터(14)에 연결되어 있고, 필터(14)는 비압축 천연 가스원에 대하여 연결되어 있는 입구(156)를 포함한다.
따라서, 비압축된 천연 가스는 필터(14)의 입구(156)로 유도되어, 압력 조정기(20)를 통하여 흡입구(90) 및 흡입실(86)로 재유도되는 가스와 함께 흡입구(90) 및 흡입실(86)로 공급된다. 흡입실(86)내의 가스는 랩(28, 34)에 의하여 구획형성된 가동 포켓으로 들어가고, 여기서 압축되어 방출구(92)를 통하여 방출된다. 가스가 압축되는 동안에, 기름은 가압실(98)로부터 통로(100)를 통하여 압축실로 공급되어 가스에 의해 혼합된다. 방출구(92)를 빠져나오는 압축된 가스는 상부 기름 분리기(128)와 충돌하여 가스가 방출실(88)을 들어가기 전에 그 가스로부터 일부의 기름이 제거된다. 가스는 방출구(96)를 통하여 방출실(88)을 나가고, 기름/가스 냉각기(16)를 통하여 기름 분리기(18)로 들어간다. 가스가 출구(150)를 통하여 적당한 장치로 전달되기 전에 기름 분리기(18)에 의하여 잔여 기름이 분리된다. 출구(150)에서의 가스 압력은 기름 분리기(18) 및 흡입실(86)에 연결되어 있는 압력 조정기(20)에 의해 제어된다.
천연 가스의 압축에 따른 온도 문제에 더하여, 예를 들면, 황화수소(H2S)와 같은 천연가스 중의 오염물 또는 여러 구성요소와 관련된 문제가 있다. 폴리에스터 기재의 재료는 천연가스 용도로 사용되면 변질되고 적합하지 않다. 특별한 관심이 있는 한 분야는 모터 고정자(40)의 각각의 구성요소이다.
모터 고정자(40)는 전형적으로 구리로부터 제조되는 복수의 와인딩(200)을 포함한다. 천연가스 압축을 위하여, 와인딩(200)은 그 와인딩(200)의 변질을 방지하도록 알루미늄으로 제조된다. 코일 와인딩 자체 재질의 변화에 더하여, 다음 테이블 1은 천연가스가 압축되는 경우 그들의 성능을 향상시키도록 수정을 필요로하는 다른 고정자(40) 구성요소를 리스트한다. 테이블 1에 있어서, 알파벳 명칭은 상표를 나타낸다.
[테이블 1]
항목 현재 원료 천연가스 원료
니스(Varnish) PD George 923 PD George 423 Schenectady 800P Guardian GRC-59
타이 코드(Tie Cord) Dacron Nomex 무명 Nylon 처리된 w/ acrylic
상 절연(Phase Insulation) Mylar Nomex Nomex-Kapton-Nomax
슬롯 라이너(Slot Liner) Mylar Nomex Nomex-Kapton-Nomax
소다 스트로(Soda Straw) Mylar 테프론
납 와이어 단열(Lead Wire insulation) Dacron 및 Mylar(DMD) Hypalon
납 와이어 배관(Lead Wire Tubing) Mylar 테프론
터미널 블럭(Terminal Block) Valox 310 Vitem 1000-7100 Fibcrite 400S-464B Ultrason E2010G4
재료에 있어서, 상기 변경이 천연가스 압축에 사용되는 경우 구성요소의 변질을 감소시키거나 없게 한다.
상기 설명한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예에 해당되나, 본 발명이 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않고, 여러 변경 및 수정을 가하여 실시 가능하다는 것을 당업자라면 알 수 있을 것이다.
본 발명은 천연 가스를 압축하는데 특별히 개조된 스크롤 압축기를 포함한다. 스크롤 압축기는 압축기의 방출 압력 구역에 위치된 고압 기름통 뿐만 아니라 압축기의 흡입 압력 구역에서의 종래 저압 기름통을 포함한다. 내부 기름 냉각기는 저압 기름통안에 위치된다. 저압 기름통에서의 기름은 종래의 스크롤 압축기에서와 동일하게 베어링 및 압축기의 다른 이동가능한 가동 요소로 순환된다. 이들 가동 요소를 윤활하도록 사용된 기름의 일부분은 회전 구성요소에 의하여 전기 모터의 와인딩에 공급되어 모터 냉각을 돕는다. 고압 기름통내의 기름은 냉각을 위하여 외부 열교환기로 가게 되고, 그때 저압 기름통내에 위치된 내부 기름 냉각기로 가게 된다. 내부 기름 냉각기로부터 기름은 스크롤 랩 사이의 압축 포켓(압축실)으로 주입되어 서로 맞물린 스크롤 랩의 밀봉 및 윤활을 도울 뿐만 아니라 압축기의 냉각을 돕는다. 내부 기름 분리기가 방출실에 설치되어, 압축된 가스로부터 주입된 기름의 적어도 한 부분을 제거하여 고압 기름통에 공급한다. 기름 오버플로 오리피스는 고압 기름통에 기름이 과도하게 축적되는 것을 방지한다. 천연 가스에서 추가 기름을 제거하여, 가능한 한 기름 없는 가압된 천연가스를 얻기 위하여 제 2 외부 기름 분리기가 외부 열 교환기와 연결된다.

Claims (38)

  1. 흡입 압력 구역과 방출 압력 구역이 구획형성되어 있는 셸;
    상기 셸내에 배치되고, 가스를 압축하기 위하여 적어도 하나의 압축실을 구획형성한 압축 기구;
    상기 셸내에 배치된 저압 윤활유통;
    상기 셸내에 배치된 고압 윤활유통;
    상기 고압 윤활유통에서 상기 압축실로 윤활유를 공급하기 위한 윤활유 유동 경로;
    상기 셸내에 배치되고, 상기 압축된 가스로부터 윤활유를 분리하도록 작동하고 그리고 상기 윤활유를 상기 고압 윤활유통으로 복귀시키는 제 1 윤활유 분리기;
    상기 방출 압력 구역과 상기 흡입 압력 구역 사이에서 뻗어있는 유체 통로; 그리고
    상기 유체 통로내에 배치되고, 상기 방출 압력 구역으로부터 상기 유체 통로를 통하여 상기 흡입 압력 구역으로의 유체 유동을 제어함으로써 상기 방출 압력 구역내에서 가스 압력을 제어하는 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 저압 윤활유통내에 배치된 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 열교환기는 상기 윤활유 유동 경로의 한 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 압축된 가스를 냉각하기 위하여 가스 냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가스 냉각기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 윤활유 유동 경로의 한 부분을 형성하는 윤활유 냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 윤활유 냉각기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  8. 제 6 항에 있어서, 제 2 윤활유 분리기를 더 포함하고, 상기 제 2 윤활유 분리기는 상기 압축된 가스로부터 윤활유를 분리하도록 작동하고 상기 윤활유를 상기 고압 윤활유통으로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 윤활유 분리기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 장치는 상기 방출 압력 구역내의 상기 가스 압력을 제어하기 위한 압력 조정기인 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 압력 조정기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 압축 기구와 연통하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 필터는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 압축 기구는 입구를 구비하고 있고, 상기 필터는 상기 압축기의 상기 입구와 연통하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 압축된 가스를 냉각하기 위하여 가스 냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 가스 냉각기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 윤활유 유동 통로의 한 부분을 형성하는 윤활유 냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 윤활유 냉각기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  19. 제 1 항에 있어서, 제 2 윤활유 분리기를 더 포함하고, 상기 제 2 윤활유 분리기는 윤활유를 상기 압축된 가스로부터 분리하도록 작동하고 그리고 상기 윤활유를 상기 고압 윤활유통에 복귀시키는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 2 윤활유 분리기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 상기 방출실내의 상기 가스 압력을 제어하기 위한 압력 조정기인 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 압력 조정기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 압축 기구와 연통하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 필터는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 압축 기구는 입구를 구비하고 있고, 상기 필터는 상기 압축기의 상기 입구와 연통하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 압축 기구는 스크롤 압축기이고,
    상기 스크롤 압축기는:
    상기 셸내에 배치되고, 제 1 스파이럴 랩을 구비한 제 1 경판을 포함하는 제 1 스크롤 부재;
    상기 셸내에 배치되고, 제 2 스파이럴 랩을 구비한 제 2 경판을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 스파이럴 랩이 상기 적어도 하나의 압축실을 형성하도록 서로맞물린 제 2 스크롤 부재;
    상기 적어도 하나의 압축실이 상기 흡입 압력 구역과 상기 방출 압력 구역사이에서 점진적으로 체적을 변경시키도록 상기 스크롤 부재를 서로에 대하여 선회를 시키는 구동 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  27. 제 1 항에 있어서, 상기 저압 윤활유통은 상기 흡입 압력 구역내에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 고압 윤활유통은 상기 방출 압력 구역내에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  29. 제 1 항에 있어서, 상기 고압 윤활유통은 상기 방출 압력 구역내에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  30. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입 압력 구역은 흡입 압력 상태에 있고, 상기 방출 압력 구역은 방출 압력 상태에 있고, 상기 윤활유는 상기 압축실내의 압력이 상기 흡입 압력과 상기 방출 압력사이 중간정도 압력일 때 상기 압축실에 공급되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  31. 흡입 압력 구역과 방출 압력 구역이 구획형성되어 있는 셸;
    상기 셸내에 배치되고, 가스를 압축하기 위하여 적어도 하나의 압축실을 구획형성한 압축 기구;
    상기 셸내에 배치된 저압 윤활유통;
    상기 셸내에 배치된 고압 윤활유통;
    윤활유를 상기 고압 윤활유통으로부터 상기 압축실에 공급하기 위한 윤활유 유동 경로; 및
    상기 저압통내에 배치된 열교환기;
    상기 방출 압력 구역과 상기 흡입 압력 구역 사이에서 뻗어있는 유체 통로; 그리고
    상기 유체 통로내에 배치되고, 상기 방출 압력 구역으로부터 상기 유체 통로를 통하여 상기 흡입 압력 구역으로의 유체 유동을 제어함으로써 상기 방출 압력 구역내에서 가스 압력을 제어하는 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 열교환기는 상기 윤활유 유동 경로의 한 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 압축 기구는 스크롤 압축기이고,
    상기 스크롤 압축기는:
    상기 셸에 배치되고, 제 1 스파이럴 랩을 구비한 제 1 경판을 포함하는 제 1 스크롤 부재;
    상기 셸내에 배치되고, 제 2 스파이럴 랩을 구비한 제 2 경판을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 스파이럴 랩이 상기 적어도 하나의 압축실을 형성하도록 서로맞물린 제 2 스크롤 부재;
    상기 적어도 하나의 압축실이 상기 흡입 압력 구역과 상기 방출 압력 구역사이에서 점진적으로 체적을 변경시키도록 상기 스크롤 부재를 서로에 대하여 선회를 시키는 구동 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  34. 제 31 항에 있어서, 상기 흡입 압력 구역은 흡입 압력 상태에 있고, 상기 방출 압력 구역은 방출 압력 상태에 있고, 상기 윤활유는 상기 압축실내의 압력이 상기 흡입 압력과 상기 방출 압력사이 중간정도 압력인 경우 상기 압축실에 공급되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  35. 흡입 압력 구역과 방출 압력 구역이 구획형성되어 있는 셸;
    상기 셸내에 배치되고, 가스를 압축하기 위하여 적어도 하나의 압축실을 구획형성한 압축 기구;
    상기 셸내에 배치된 저압 윤활유통;
    상기 셸내에 배치된 고압 윤활유통;
    윤활유를 상기 고압 윤활유통으로부터 상기 압축실에 공급하기 위한 윤활유 유동 경로;
    상기 윤활유 유동경로의 한 부분을 형성하는 윤활유 냉각기;
    상기 방출 압력 구역과 상기 흡입 압력 구역 사이에서 뻗어있는 유체 통로; 그리고
    상기 유체 통로내에 배치되고, 상기 방출 압력 구역으로부터 상기 유체 통로를 통하여 상기 흡입 압력 구역으로의 유체 유동을 제어함으로써 상기 방출 압력 구역내에서 가스 압력을 제어하는 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 흡입 압력 구역은 흡입 압력 상태에 있고, 상기 방출 압력 구역은 방출 압력 상태에 있고, 상기 윤활유는 상기 압축실내의 압력이 상기 흡입 압력과 상기 방출 압력사이 중간정도 압력일 때 상기 압축실에 공급되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 윤활유 냉각기는 상기 셸 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
  38. 제 35 항에 있어서, 상기 압축 기구는 스크롤 압축기이고,
    상기 스크롤 압축기는:
    상기 셸내에 배치되고, 제 1 스파이럴 랩을 구비한 제 1 경판을 포함하는 제 1 스크롤 부재;
    상기 셸내에 배치되고, 제 2 스파이럴 랩을 구비한 제 2 경판을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 스파이럴 랩이 상기 적어도 하나의 압축실을 생성하도록 서로맞물린 제 2 스크롤 부재;
    상기 적어도 하나의 압축실이 상기 흡입 압력 구역과 상기 방출 압력 구역사이에서 점진적으로 체적을 변경시키도록 상기 스크롤 부재를 서로에 대하여 선회시키는 구동 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스용 스크롤 압축기.
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