코어 로터 형선 설계
로터 형상선은 스크류 압축기의 핵심 요소로서, 장치의 체적 효율과 운전 안정성을 직접적으로 결정한다. 설계 과정에서는 치형에 대해 엄밀한 수학적 모델링과 최적화를 반드시 수행해야 한다.
- 맞물림 특성 최적화: 음양 로터가 맞물리는 과정에서 접촉선의 길이를 최소화하고, 동시에 누설 삼각형의 면적을 합리적인 범위 내로 제어한다.
- 형선 연속성: 치면의 매끄러운 곡선 전이를 보장하여 가공 간섭과 응력 집중을 방지하고, 로터의 전체 강성을 향상시킨다.
정밀 간극 및 공차 제어
스크류 압축기 내부에는 여러 개의 핵심 간극이 존재하며, 적절한 간극 설계는 압축 효율과 기계적 신뢰성을 균형 있게 유지하는 데 있어 핵심 요소입니다. 설계 시에는 열팽창, 가공 정밀도 및 조립 오차를 종합적으로 고려해야 합니다.
- 회전자 간극: 양극자와 음극자 간의 간극은 운전 온도와 압력 차에 따라 정밀하게 계산하여 고온에서 발생할 수 있는 접착 현상을 방지해야 한다.
- 케이스 간극: 로터 외주와 케이스 내벽 간의 갭 설계는 내부 누설 제어와 로터의 반경 방향 흔들림 공차를 동시에 고려해야 한다.
- 단면 간극: 로터의 단면과 베어링 하우스의 단면 간의 갭은 고압 측에서 저압 측으로의 축방향 누설을 줄이기 위해 엄격히 관리되어야 한다.
윤활, 밀봉 및 냉각 시스템
효율적인 윤활 및 냉각 시스템은 마찰에 의한 에너지 손실을 효과적으로 줄이고 배기 가스의 온도를 억제하며 장비의 수명을 연장합니다.
- 연료 분사 시스템 설계: 연료 분사량과 분사 위치를 정밀하게 계산하여 로터의 맞물림 구간이 충분히 냉각되고 밀봉되도록 보장한다.
- 기유 분리: 고효율의 기유 분리 구조를 설계하여 배기 가스 내 유분 함량을 저감함으로써 하류 공정의 요구사항을 충족한다.
- 냉각 매칭압축 열부하에 따라 오일 냉각기 또는 수냉식 냉각기의 열교환 면적을 적절히 설계·배치한다.
베어링 선정 및 축봉 설계
베어링과 축밀봉 부품의 신뢰성은 압축기의 무고장 운전 시간을 직접적으로 결정합니다.
- 베어링 조합: 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링을 적절히 배치하여, 로터가 복합적인 공기역학적 하중 및 기어 전달 하중을 받는 상황에서도 정확한 축방향 및 반경방향 위치를 유지하도록 보장한다.
- 축봉 구조: 신뢰성 높은 기계식 밀봉 또는 미로형 밀봉 구조를 채택하여 윤활유가 압축 챔버로 누출되는 것을 방지함과 동시에, 압축 가스가 외부 환경으로 유출되는 것을 완전히 차단합니다.
진동 및 소음 제어
진동과 소음을 저감하는 것은 설비의 운전 품질을 향상시키고 환경 규제를 충족하기 위한 중요한 설계 요소입니다.
- 동평형 요구사항: 회전자 부품은 고정밀 동평형 검사를 반드시 실시하여 회전 중 발생하는 원심력의 불균형을 제거해야 한다.
- 구조 강성: 기계 하우징과 엔드 커버의 구조 강성을 증대시켜, 진동력 작용 시 공진이 발생하는 것을 방지한다.
- 기류 맥동: 흡배기구의 위치와 형상을 최적화하여 압력 전이를 원활히 하고, 기류 맥동으로 인한 공기역학적 소음을 저감한다.
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