JP2005195016A

JP2005195016A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2005195016A
Application number: JP2004378125A
Authority: JP
Inventors: Jea-Won Lee; 濟遠李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: US7338268B2; JP4119423B2; US20050142019A1; KR20050066322A; CN1637298A

Abstract

【課題】弁体の寿命を延長させることができ、圧縮室の圧縮効率を向上させることができる。
【解決手段】ケーシングと、前記ケーシングに受容されて駆動力を発生する駆動部と、前記駆動部の駆動力によってガスを圧縮しガスを吸入する吸入口と圧縮されたガスを吐出する吐出口が設けられた圧縮部と、前記吐出口を開閉する弁装置と、を備える圧縮機において、前記弁装置は、前記吐出口と連通された筒形状の内周面を有し、前記吐出口を通じて吐出された圧縮ガスを排出するように設けられたガス排出路と連結された弁体受容部と；前記弁体受容部に受容されて前記吐出口を弾性的に閉鎖し、前記圧縮部の圧縮ガスによって前記吐出口を開放するように湾曲形成された弁体と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧縮機に係り、特に、圧縮室から圧縮されたガスが吐出される吐出口を開閉する弁装置の構造を改善した圧縮機に関する。

一般に、圧縮機は、ケーシングと、ケーシングに受容されて駆動力を発生する駆動部と、駆動部によってガスを圧縮しガスを吸入する吸入口と圧縮されたガスを吐出する吐出口が設けられた圧縮部と、圧縮部の吸入口及び吐出口を開閉する弁装置と、を含む。また、このような圧縮機は、主にエアコンや冷蔵庫等の冷却装置に設けられて冷媒を圧縮する役割を果たす。

このような圧縮機は、駆動部方式や圧縮部の形態等に従って、ロータリー圧縮機、リニア圧縮機、往復動式圧縮機及び斜板式圧縮機等に分けることができる。

弁装置は、吸入口及び吐出口にそれぞれ設けられて、圧縮室に出入するガスを開放及び遮断する。

以下、このような圧縮機の中でロータリー圧縮機について説明する。

図１及び図２は、従来の圧縮機の縦断面図及び横断面図である。図面に示すように、従来の圧縮機１０１は、密閉空間を形成するケーシング１０３と、ケーシング１０３内に受容されて冷媒を圧縮する圧縮部１２０と、圧縮部１２０に駆動力を提供する駆動部である駆動モータ１１０と、を有する。

ケーシング１０３の外側には、圧縮部１２０に冷媒を供給する冷媒供給管１０７が設けられている。また、ケーシング１０３の上部領域には、圧縮部１２０で圧縮された冷媒をケーシング１０３の外部に排出させる冷媒排出管１０８が設けられており、底部領域には、ケーシング１０３内の駆動部品の潤滑及び冷却のため供給されるオイルが受容されるオイル受容部１０９が形成されている。

圧縮部１２０は、圧縮空間を形成する円筒形状のシリンダー１２１と、シリンダー１２１の内周面に転がり接触するローラー１２７と、シリンダー１２１の内周面から伸縮可能に突出され突出端部がローラー１２７の外周面に接触されてシリンダー１２１の内部の圧縮室１２３を圧縮空間と吸入空間に区切るベーン（ｖａｎｅ）１２９と、を有する。

シリンダー１２１の開放された上下端部には、冷媒を圧縮する圧縮室１２３を形成するように開放領域を遮断する上部フランジ１３１と、下部フランジ１３３がそれぞれ設けられている。シリンダー１２１の内周面には、冷媒を吸入する吸入口１３７と、吐出口１３９が形成されている。上部フランジ１３１の上側には、吐出口１３９を開閉するための弁装置１４０が設けられる。

駆動モータ１１０は、ケーシング１０３の内壁面に設けられた固定子１１１と、固定子１１１に回転可能に挿入された円筒形状の回転子１１３と、を有する。回転子１１３の中央領域には、回転子１１３と一体に回転可能に回転軸１１５が挿入されている。

回転軸１１５は、圧縮部１２０を経てオイル受容部１０９まで下向き延長されており、その下端部領域は、ローラー１２７と偏心されるように結合されてローラー１２７をシリンダー１２１の内周面に転がり接触するように回転させる。

弁装置１４０は、吐出口１３９を開閉するリード弁（ＲｅｅｄＶａｌｖｅ）１４１と、リード弁１４１の弾性変形を制限するストッパー１４５と、を含む。

リード弁１４１は、板形状に設けられた弁体１４２と、弁体１４２を上部フランジ１３１に固定するためのスクリュー１４３と、を含む。弁体１４２は、弾性力のある金属材質の板形状に設けられ、その一側が吐出口１３９を閉鎖し、その他側がスクリュー１４３によって上部フランジ１３１に固定される。即ち、弁体１４２の一側は、吐出口１３９に吐出される圧縮された冷媒によってスクリュー１４３と結合された他側を中心として変形されて吐出口１３９を開放する。

ストッパー１４５は、圧縮された冷媒によって弁体１４３が過度に大きく変形されることを防止するように湾曲された形状に弁体１４２の他側とスクリュー１４３によって固定される。

これによって、従来の圧縮機１０１は、ローラー１２７がシリンダー１２１内で駆動モータ１０によって回転することによって、冷媒を圧縮することができ、このように圧縮された冷媒は、吐出口１３９を通じて弁体１４２を変形させて冷媒排出管１０８に排出されることができる。

しかし、このような従来の圧縮機の弁装置は、弁体がスクリューを中心として繰返して変形されることによって、弁体の他側に応力集中現状が過度に発生して寿命が短縮される問題がある。

また、従来圧縮機には、吐出口のように圧縮が不可能な領域が多く発生して圧縮効率が低下される問題もある。

また、このような従来の圧縮機の弁装置には、弁体が圧縮された冷媒によって過度に変形されることを制限するためにストッパーのような別途の部材を設けなければならない問題がある。

本発明の目的は、弁体の寿命を延長させることができ、圧縮効率を向上させることができる弁装置が設けられた圧縮機を提供することである。また、弁体の変形を制限する別途の部材を設ける必要がなくて構成が簡単な弁装置が設けられた圧縮機を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明による圧縮機は、ケーシングと、前記ケーシングに受容されて駆動力を発生する駆動部と、前記駆動部の駆動力によってガスを圧縮しガスを吸入する吸入口と圧縮されたガスを吐出する吐出口が設けられた圧縮部と、前記吐出口を開閉する弁装置と、を備える圧縮機において、前記弁装置は、前記吐出口と連通された筒形状の内周面を有し、前記吐出口を通じて吐出された圧縮ガスを排出するように設けられたガス排出路と連結された弁体受容部と；前記弁体受容部に受容されて前記吐出口を弾性的に閉鎖し、前記圧縮部の圧縮ガスによって前記吐出口を開放するように湾曲形成された弁体と、を含むことを特徴とする。

ここで、前記弁体は、前記吐出口を閉鎖及び開放する第１端部と、前記弁体が前記弁体受容部に対して回転することを防止するように前記弁体受容部と結合された第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて前記弁体受容部の内周面と隣接するように湾曲された本体部と、を含むことを特徴とする。

前記第２端部は、前記本体部から外側に延長され、前記弁体受容部の内周面には前記第２端部を受容して結合するように結合部が設けられることが好ましい。しかし、前記弁体受容部の内周面には、前記弁体方向に形成された突起部が設けられ、前記第２端部には、前記突起部を受容して結合されるように突起受容部が設けられることもできる。

前記弁体受容部の内周面は、円筒形状に設けられることが好ましい。

前記圧縮部は、前記駆動部によって、作動される可動部と、前記吸入口及び前記吐出口が設けられ、前記可動部と結合されて吸入されたガスを圧縮する圧縮室を形成するシリンダーと、を含むことが好ましい。

前記可動部は、前記駆動部に対して偏心されるように結合されて前記シリンダーの内周面と接触しながら回動するローラーと、前記シリンダーの内周面に伸縮可能に結合されて前記ローラーと接するベーンを含むことが好ましい。しかし、前記可動部は、前記駆動部に対して結合されて前記シリンダー内を往復運動するピストンを含むこともできる。

上述したように、本発明によれば、弁体の寿命を延長させることができ、圧縮室の圧縮効率を向上させることができる。また、弁体の変形を制限する別途を部材を設ける必要がなくて構成が簡単である。

以下、添付した図面を参照して、本発明に対して詳細に説明する。

図３乃至図５に示すように、本発明の第１実施形態による圧縮機は、ロータリー圧縮機に例えて説明する。即ち、本発明の第１実施形態による圧縮機１は、密閉空間を形成するケーシング３と、ケーシング３内に受容されて冷媒を圧縮する圧縮部２０と、圧縮部２０に駆動力を提供する駆動部である駆動モータ１０と、を有する。

ケーシング３の外側には、圧縮部２０に気体状のガスを供給するアキュームレータ５が設けられており、圧縮部２０とアキュームレータ５との間には、ガス供給管７が設けられている。また、ケーシング３の上部領域には、圧縮部２０で圧縮されたガスをケーシング３の外部に排出するガス排出管８が設けられており、底部領域には、ケーシング３内の駆動部品の潤滑及び冷却のために供給されるオイルが受容されているオイル受容部１０９が形成されている。

圧縮部２０は、圧縮室を形成する円筒形状のシリンダー２１と、シリンダー２１の内周面に転がり接触するローラー２７と、シリンダー２１の内周面から弾性部材２８によって伸縮可能に突出され突出端部がローラー２７の外周面に接触されてシリンダー２１の圧縮室２３を圧縮空間と吸入空間に区切るベーン（ｖａｎｅ）２９を有する。

シリンダー２１の開放された上下端部には、ガスを圧縮する圧縮室２３を形成するように開放領域を遮断する上部フランジ３１と、下部フランジ３３がそれぞれ設けられている。シリンダー２１の内周面には、冷媒を吸入する吸入口３７と、吐出口３９が形成されている。シリンダー２１には、吐出口３９を開閉するための弁装置４０が設けられる。

駆動モータ１０は、ケーシング０３に設けられた固定子１１と、固定子１１に回転可能に挿入された円筒形状の回転子１３と、を有する。回転子１３の中央領域には、回転子１３と一体に回転可能に回転軸１５が挿入されている。

回転軸１５は、圧縮部２０を経てオイル受容部９まで下向き延長されており、その下端部領域は、ローラー２７と偏心されるように結合されてローラー２７をシリンダー２１の内周面に転がり接触するように回転させる。

弁装置４０は、吐出口３９と連通された弁体受容部４５と、弁体受容部４５に受容されて吐出口３９を開閉する弁体４１と、を含む。

弁体受容部４５は、吐出口３９と連通された筒形状の内周面を有し、吐出口３９を通じて吐出された圧縮ガスを排出するように設けられたガス排出路３５と連結される。また、弁体受容部４５の内周面は加工し易く円筒形状に設けられることが好ましい。しかし、弁体受容部４５の内周面は、楕円の断面を有する筒形状に設けられることができ、コーナーが丸く形成された三角形や四角形等の多角形状の断面を有することもできる。

ガス排出路３５は、弁体受容部４５と連通されるように上部フランジ３１に貫通されて形成されることが好ましい。ガス排出路３５は、弁体受容部４５に受容された弁体４１が離脱されることを防止するように弁体受容部４５の内周面より小さい直径で設けられることが好ましい。これによって、ガス排出路３５を通じて排出された圧縮ガスは、ガス排出管８を通じて排出されることができる。

弁体４１は、弁体受容部４５に受容されて吐出口３９を弾性的に閉鎖し、圧縮ガスによって吐出口３９を開放するように湾曲されて形成される。また、弁体４１は、弁体受容部４５に受容可能に湾曲された板形状に設けられることが好ましい。即ち、弁体４１は、一側が開放された円筒形状に設けられ、弁体受容部４５に受容されて弁体受容部４５の内周面を弾性的に加圧することができるように弁体受容部４５よりさらに大きい直径で設けられることが好ましい。また、弁体４１は、吐出口３９を閉鎖及び開放する第１端部４２と、弁体受容部４５と結合された第２端部４３と、第１端部４２と第２端部４３との間に設けられて弁体受容部４５の内周面に隣接するように湾曲された本体部４４と、を含むことが好ましい。また、弁体４１は、ローラー２７によって圧縮されない空間である吐出口３９の体積を経るようにシリンダー２１の内周面と近接に設けられることが好ましく、これによって、圧縮室２３の圧縮効率を向上させることができる。

第１端部４２は、吐出口３９を弾性的に閉鎖し、圧縮室２３で圧縮されたガスが弁体４１の弾性力を克服し、弁体４１を変形させると吐出口３９から離隔されて吐出口３９を開放する。また、第１端部４２は、弁体４１が挿入される方向に長く形成され、このような第１端部４２に対応して吐出口３９を大きく設けることができ、吐出口３９が大きくなることによって相対的に第１端部４２の開放時に弁体４１の変形が小さくなるので、弁体４１の強性を増加させることができる。従って、弁体４１の強性が増加することによって、圧縮室２３の圧縮効率を向上させることができる。

本体部４４は、弁体受容部４５の内周面に接触可能に設けられて第１端部４２が吐出口３９を閉鎖することができるように弾性力を提供する。また、本体部４４は、第１端部４２が吐出口３９を開放する時に変形されるのに、この時本体部４４は、コイル形状に巻かれ変形するので、変形による応力が本体部４４全体に分布されて応力集中形状を防止することができる。

第２端部４３は、本体部４４から弁体受容部４５の内周面方向に延長され、弁体受容部４５の内周面には、第２端部４３を受容して結合するように結合部４６が設けられることが好ましい。また、第２端部４３は、第１端部４２と対向される本体部４４の端部に外側に折曲されて形成されることが好ましい。また、第２端部４３は、本体部４４の弾性力によって結合部４６に挿入される。また、第２端部４３が結合部４６に結合されることによって、弁体４１は、弁体受容部４５内で回転が阻止される。

しかし、図６に示すように、弁体受容部４５の内周面には、弁体４１の方向に形成された突起部４７が設けられ、第２端部４３には弁体受容部４５の突起部４７を受容して結合されるように突起受容部４３ａが設けられることもできる。

突起部４７は、弁体受容部４５の内周面で弁体４１が挿入される方向に突出形成される。また、突起受容部４３ａは、弁体４１が弁体受容部４５に挿入される時、突起部４７を同時に受容するように折曲形成されることが好ましい。しかし、突起受容部４３ａは、弁体４１が弁体受容部４５に挿入される時、突起部４７を同時に受容するように、第２端部４３の一領域が切取って形成されることもできる。

このような構成によって、本発明の第１実施形態による圧縮機１の作動過程は以下の通りである。

まず、駆動モータ１０によって回転軸１５が回転すると、ガスが吸入口３７を通じてシリンダー２１の圧縮室２３に吸入される。また、吸入されたガスは、シリンダー２１内で回転するローラー２７及びベーン２９によって圧縮される。また、圧縮されたガスは、弁体４１の第１端部４２を加圧して弁体４１を変形させて吐出口３９を通過する（図７参照）。また、吐出口３９を通過した圧縮ガスは、弁体受容部４５及びガス排出路３５を通過してケーシング３の上部領域に設けられたガス排出管８を通じてケーシング３の外部に排出される。

これによって、本発明の第１実施形態による圧縮機１の弁装置４０は、吐出口３９の開放時に弁体４１がコイル形状に巻かれ変形されるので応力集中現状を防止することができるので寿命を延長することができる。

また、本発明の第１実施形態による圧縮機１は、シリンダー２１の吐出口３９の体積を減らすようにシリンダー２１の内周面に近接に弁体４１を設けることによって、ガスの圧縮時に圧縮室２３内の圧縮効率を向上させることができる。

また、本発明の第１実施形態による圧縮機１は、従来の圧縮機に設けられて弁体の変形を制限するストッパーのような別途の部材を設ける必要がなくて構成を簡単にすることができる。

また、本発明の第１実施形態による圧縮機１は、シリンダー２１の吐出口３９を弁体４１の第１端部４２に対応して大きく設けることができ、吐出口３９が大きくなることによって弁体４１の強性を増加させることができるので圧縮室２３の圧縮効率を増加させることができる。

図８乃至図１０は、本発明の第２実施形態による圧縮機の部分断面図及び斜視図である。

図面に示すように、本発明の第２実施形態による圧縮機１ａは、吸入口３７ａと吐出口３９ａが設けられたシリンダー２１ａと、シリンダー２１ａに挿入されてシリンダー２１ａと圧縮室２３ａを形成し駆動部（図示せず）によって往復運動するピストン２７ａと、シリンダー２１ａの吐出口３９ａを開閉する弁装置４０と、を含む。即ち、第２実施形態による圧縮機１ａは、圧縮部としてシリンダー２１ａ及びピストン２７ａを使用するリニア圧縮機、往復動式圧縮機及び斜板式圧縮機のような圧縮機であることが好ましい。

ピストン２７ａは、リニアモーター（リニア圧縮機である場合）、駆動モーター（往復動式圧縮機の場合）及びエンジン（斜板式圧縮機の場合）のような駆動部（図示せず）によってシリンダー２１ａ内で往復または回転運動する。

弁装置４０は、前述した第１実施形態のように、シリンダー２１ａに設けられた吐出口３９ａと連通された筒形状の内周面を有する弁体受容部４５と、弁体受容部４５に受容されて吐出口３９ａを開閉する弁体４１と、を含む。

弁体受容部４５及び弁体４１は、第１実施形態と類似なので詳しい説明は省略する。

また、図８乃至図１０には、弁体４１の第２端部４３が本体部４４から弁体受容部４５の内周面方向に延長され、弁体受容部４５の内周面には第２端部４３を受容して結合するように弁体４１の挿入方向に形成された結合部４６が設けられることが好ましい。しかし、弁体４１が弁体受容部４５内で回転されないように弁体受容部４５の内周面には弁体４１方向に形成された突起部（図示せず）が設けられ、第２端部４３には弁体受容部４５の突起部を受容して結合されるように突起受容部（図示せず）が設けられることもできる。

このような構成によって、本発明の第２実施形態による圧縮機１ａの作動過程を簡略に説明すると次の通りである。

まず、駆動部（図示せず）によってシリンダー２１ａ内のピストン２７ａが左側に移動する。また、吸入口３７ａを通じてガスが圧縮室２３ａに吸入される。また、ピストン２７ａが右側に移動して圧縮室２３ａ内のガスを圧縮する。これによって、圧縮されたガスは、弁体４１を変形させて吐出口３９ａを開放しながら吐出口３９ａを通じて吐出される。

これによって、本発明の第２実施形態による圧縮機は、前述した第１実施形態のように、弁体の寿命を延長させることができ、圧縮室の圧縮効率を向上させることができる。また、弁体の変形を制限する別途の部材を設ける必要がなくて構成が簡単である。

従来の圧縮機の縦断面図である。図１の圧縮機の横断面図である。本発明の第１実施形態による圧縮機の縦断面図である。図３の圧縮機の横断面図である。図４の圧縮機の弁装置の分解斜視図である。本発明の第１実施形態による圧縮機の弁装置の弁体と弁体受容部の結合方法を異なりにした分解斜視図である。図３の圧縮の作動断面図である。本発明の第２実施形態による圧縮機の概略的な部分断面図である。図８の圧縮機の弁装置の分解斜視図である。図８の圧縮機の作動断面図である。

符号の説明

１圧縮機
３ケーシング
７ガス吸入管
８ガス排出管
１０駆動モーター
１５回転軸
２０圧縮部
２１シリンダー
２３圧縮室
２７ローラー
２９ベーン
３１上部フランジ
３３下部フランジ
３５ガス排出路
３７吸入部
３９吐出口
４０弁装置
４１弁体
４２第１端部
４３第２端部
４４本体部
４５弁体
４６結合部

Claims

ケーシングと、前記ケーシングに受容されて駆動力を発生する駆動部と、前記駆動部の駆動力によってガスを圧縮しガスを吸入する吸入口と圧縮されたガスを吐出する吐出口が設けられた圧縮部と、前記吐出口を開閉する弁装置と、を備える圧縮機において、
前記弁装置は、
前記吐出口と連通された筒形状の内周面を有し、前記吐出口を通じて吐出された圧縮ガスを排出するように設けられたガス排出路と連結された弁体受容部と；
前記弁体受容部に受容されて前記吐出口を弾性的に閉鎖し、前記圧縮部の圧縮ガスによって前記吐出口を開放するように湾曲形成された弁体と、
を含むことを特徴とする圧縮機。
前記弁体は、前記吐出口を閉鎖及び開放する第１端部と、前記弁体が前記弁体受容部に対して回転することを防止するように前記弁体受容部と結合された第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて前記弁体受容部の内周面と隣接するように湾曲された本体部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記第２端部は、前記本体部から外側に延長され、
前記弁体受容部の内周面には前記第２端部を受容して結合するように結合部が設けられることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
前記弁体受容部の内周面には、前記弁体方向に形成された突起部が設けられ、
前記第２端部には、前記突起部を受容して結合されるように突起受容部が設けられることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
前記弁体受容部の内周面は、円筒形状に設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記弁体受容部の内周面は、円筒形状に設けられることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
前記圧縮部は、
前記駆動部によって、作動される可動部と、
前記吸入口及び前記吐出口が設けられ、前記可動部と結合されて吸入されたガスを圧縮する圧縮室を形成するシリンダーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記可動部は、前記駆動部に対して偏心されるように結合されて前記シリンダーの内周面と接触しながら回動するローラーと、前記シリンダーの内周面に伸縮可能に結合されて前記ローラーと接するベーンを含むことを特徴とする請求項７に記載の圧縮機。
前記可動部は、前記駆動部に対して結合されて前記シリンダー内を往復運動するピストンを含むことを特徴とする請求項７に記載の圧縮機。