JP2005509802A

JP2005509802A - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP2005509802A
Application number: JP2003545971A
Authority: JP
Inventors: キム，クワン−ホ
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2005-04-14
Also published as: US20050002803A1; KR100408249B1; CN1608173A; US7344366B2; WO2003044373A1; CN100449150C; KR20030042766A; AU2002311653A1

Abstract

ケースの内部に低温低圧状態のガスを通過させてケース内部の圧力を低減することで、ケースの厚さを増加させる必要がなく、強度の補強が不要であるため製造費用を低減できる密閉型圧縮機が開示される。この密閉型圧縮機は、吸入管および吐出管を有したケースと、前記ケースの上側に内蔵されて駆動力を発生する駆動部と、前記ケースの下側に内蔵され前記駆動部と回転軸により連結され、前記駆動部から発生する回転力により前記吸入管を通して前記ケースの内部に吸入された低温低圧のガスを圧縮して前記吐出管に吐出させる圧縮部とを含んでいる。

Description

本発明は、密閉型圧縮機に関し、詳しくは、ガスの圧縮性能を向上させ騒音を減らし得る密閉型圧縮機に関するものである。

一般に、圧縮機は、圧縮方式によって多様なタイプが適用されることができ、小型及び軽量を必要とする空調装置には密閉型回転式圧縮機が主に使用される。
図１は従来の密閉型回転式圧縮機の縦断面図で、図２は従来の密閉型回転式圧縮機の圧縮部の横断面図である。

従来の密閉型回転式圧縮機は、密閉された空間を有し、一側にガスが吸入される吸入管１０２及び圧縮されたガスが吐出される吐出管１０４が連結されるケース１０６と、前記ケース１０６の上側に内蔵されて駆動力を発生する駆動部１０８と、前記ケース１０６の下側に内蔵され前記駆動部１０８と回転軸１１０により連結され、前記駆動部１０８から発生する回転力により流体を圧縮する圧縮部１１２と、を含んで構成される。

前記駆動部１０８は、前記ケース１０６の内周に固定された状態で設置され、外部から電源が印加される固定子１１４と、前記固定子１１４の内周に前記固定子１１４と所定間隔をおいて配設され、前記固定子１１４に電源が印加されると固定子１１４との相互作用により回転される回転子１１６と、から構成される。

前記圧縮部１１２は、前記回転子１１６の内周面に固定される回転軸１１０の下側に形成される偏心部１１８と、前記偏心部１１８が挿入されガスが圧縮される圧縮空間１２６を有し、前記ケース１０６に固定されるシリンダ１２０と、前記シリンダ１２０の圧縮空間１２６が密封されるように前記シリンダ１２０の上側及び下側に結合され、前記回転軸１１０を回転自在に支持する上部フレーム１２２及び下部フレーム１２４と、前記回転軸１１０の偏心部１１８の周面に挿入され、前記シリンダ１２０の圧縮空間１２６を回転しながら流体を圧縮する動作を行うピストン１２８と、前記シリンダの圧縮空間１２６の一側に半径方向に直線移動自在に挿入され、前記ピストン１２８の外周面に線接触して前記シリンダ１２０の圧縮空間１２６を吸入領域１２６aと圧縮領域１２６bとに区画するベーン１３０と、を含んで構成される。

前記シリンダ１２０の圧縮空間１２６中、吸入領域１２６aの側面には、前記吸入管１０２に連結されてガスが吸入される吸入ポート１３２が形成され、前記圧縮領域１２６bの上面には、前記圧縮空間１２６で圧縮されたガスが排出される排出ポート１３４が形成される。

前記上部フレーム１２２には、前記排出ポート１３４に連結される排出口１３６が形成されて、排出ポート１３４を通して排出されるガスを前記ケース１０６の上方に排出させ、前記排出口１３６の上面には、排出されたガスが圧縮空間１２６に逆流することを防止する逆止弁１４０が装着される。

前記ベーン１３０は、前記シリンダ１２０に形成された挿入ホール１４２に直線移動自在に挿入され、前記ピストン１２８の外周面に弾性的に密着されるように、前記挿入ホール１４２との間にコイルバネ１４４が配設される。

前記吸入管１０２には、液状冷媒が流入することを防止するアキュムレータ１５０が連結され、前記アキュムレータ１５０は、冷凍サイクルを構成する蒸発器に連結される。

以下、このように構成された従来の密閉型圧縮機の作用を説明する。
駆動部１０８の固定子１１４に電源が印加されると、前記固定子１１４と回転子１１６との相互作用により前記回転子１１６が回転され、回転軸１１０が共に回転される。すると、前記回転軸１１０の下端に装着された偏心部１１８が回転され、前記偏心部１１８の周方向に装着された回転ピストン１２８が前記シリンダ１２０の圧縮空間の内部を偏心した状態で回転する。

このとき、前記吸入管１０２に流入したガスが吸入ポート１３２を通してシリンダ１２０の圧縮空間１２６に吸入され、前記回転ピストン１２８の回転による前記圧縮空間１２６の体積の変化により低温低圧のガスが高温高圧のガスに圧縮され、排出ポート１３４及び排出口１３６を通してケース１０６の内部に高温高圧のガスが排出される。

前記ケース１０６の内部に排出された高温高圧のガスは、前記駆動部１０８の固定子１１４と回転子１１６間の空間及び固定子１１４とケース１０６の内壁間の空間を流動して、吐出管１０４を通して外部に吐出される。

しかしながら、このような従来の密閉型圧縮機は、ガスが吸入管を通してシリンダの圧縮空間に吸入され、回転ピストンの回転により圧縮され、ケースの内部を通過して排出管に吐出されるため、ケースの内部には高温高圧状態のガスが通過するので、ケースの設計時にガスの圧力による内圧を考慮しなければならず、ケースの厚さが厚くなり、ケースの強度の補強により製造費用が増大するという問題点があった。

また、高温高圧状態のガスが駆動部の回転子と固定子間を通過するため、駆動部の温度を上昇させて駆動部の性能を低下させるという問題点があった。
また、高温高圧状態のガスがケースを通過するとき、ガスの流動抵抗が大きくなって圧力損失を誘発し、高温高圧状態のガスがケースの内部を通過するため、ケース内部の体積差による圧力脈動を誘発して騒音が増加するという問題点があった。

よって、本発明は、ケースの内部に低温低圧状態のガスを通過させてケース内部の圧力を低減することで、ケースを製造するときケースの厚さを増加させる必要がなく、強度の補強が不要であるため製造費用を低減できる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、駆動部の回転子と固定子間に低温低圧状態のガスを通過させて駆動部の温度を低減することで、駆動部の効率を高めることができる密閉型圧縮機を提供することにある。

また、本発明の更に他の目的は、圧縮されたガスをケースの内部を通過させず直接吐出管に吐出させることで、ケースの内部から発生する圧力脈動による振動を低減できる密閉型圧縮機を提供することにある。

このような目的を達成するため、本発明に係る密閉型圧縮機は、一側に吸入管が連結されて低温低圧のガスが吸入される密閉空間を有し、他側に吐出管が連結されて圧縮されたガスが吐出されるケースと、前記ケースの上側に内蔵されて駆動力を発生する駆動部と、前記ケースの下側に内蔵され前記駆動部と回転軸により連結され、前記駆動部から発生する回転力により前記吸入管を通して前記ケースの内部に吸入された低温低圧のガスを圧縮して前記吐出管に吐出させる圧縮部と、から構成されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機の圧縮部は、前記回転軸の下側に固定される偏心リングと、前記偏心リングが回転自在に内蔵されガスが圧縮される圧縮空間が形成され、前記圧縮空間の一側に前記ケースの内部に吸入されたガスを前記圧縮空間に案内する吸入通路が形成されるシリンダと、前記偏心リングの外周面に固定され、前記シリンダの圧縮空間内で回転しながらガスを圧縮する回転ピストンと、前記シリンダの上側面に密封固定され、前記回転軸を回転自在に支持する上部フレームと、前記シリンダの下側面に密封固定され、前記シリンダの圧縮空間で圧縮されたガスが一時貯蔵されて吐出管に排出される高圧チャンバが形成される下部フレームと、から構成されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機の吸入管は、前記圧縮部の上側に位置し、前記吐出管は、前記圧縮部の側面に位置することを特徴とする。
前記密閉型圧縮機の吸入管は、前記ケースの内部に吸入されるガスが前記駆動部を通過して前記吸入部に供給されるように、前記ケースの上側に固定される上部カバーに連結されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機のシリンダは、所定厚さを有する円板状に形成され、前記ケースの内周面に固定され、前記シリンダの中央には、前記回転ピストンが回転しながらガスを圧縮する圧縮空間が形成され、前記圧縮空間から上方に連通して前記吸入管を通して吸入されたガスを圧縮空間に流入させる吸入通路が形成されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機のシリンダの内周面には、前記圧縮空間をガスが吸入される吸入領域と吸入されたガスが圧縮される圧縮領域とに区画するように、前記圧縮空間の半径方向に直線往復移動されるベーンが設置されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機の下部フレームは、前記シリンダの下面に密封結合され、中央に前記回転軸が回転自在に通過する貫通ホールが形成され、周方向に前記シリンダの圧縮空間で圧縮されたガスが一時貯蔵され吐出されるガスから発生する騒音を低減する高圧チャンバが形成され、前記高圧チャンバと前記圧縮空間とを連結する吐出通路が形成されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機の下部フレームの吐出通路には、前記圧縮空間から高圧チャンバに吐出されたガスが前記圧縮空間に逆流することを防止する逆止弁が装着されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機の逆止弁は、その一側が前記高圧チャンバの上面に固定され、他側は前記吐出通路を開閉する動作を行う、所定弾性力を有する板状に形成されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機の下部フレームの下面には、前記高圧チャンバを密封する密封板が装着されることを特徴とする。
前記密閉型圧縮機の密封板は、所定厚さを有する円板状に形成され、前記密封板の中央には、前記回転軸が通過する貫通ホールが形成され、前記高圧チャンバの内周及び外周方向に前記高圧チャンバからガスが漏れることを防止するシーリング部材が装着されることを特徴とする。

前記密閉型圧縮機のシーリング部材は、前記高圧チャンバの内周方向に前記高圧チャンバと所定間隔をおいて形成される第１溝に挿入される第１シーリング部材と、前記高圧チャンバの外周方向に前記高圧チャンバと所定間隔をおいて形成される第２溝に挿入される第２シーリング部材と、から構成されることを特徴とする。
前記密閉型圧縮機の第１シーリング部材及び第２シーリング部材は、リング状のゴム材から形成されることを特徴とする。

以下、本発明に係る密閉型圧縮機の最も好ましい実施例について説明する。
図３は、本発明の一実施例による密閉型圧縮機の縦断面図である。
本発明に係る密閉型圧縮機は、密閉された空間を有するケース２と、前記ケース２の上側に内蔵されて駆動力を発生する駆動部４と、前記ケース２の下側に内蔵され、前記駆動部４から発生する回転力によりガスを圧縮する圧縮部６と、を含んで構成される。

前記ケース２は、上側及び下側にそれぞれ上部カバー８及び下部カバー１０が密封装着される円筒状に形成され、一側面にはガスが吸入される吸入管１２が連結され、他側面には前記圧縮部６を通過しながら圧縮されたガスが吐出される吐出管１４が連結される。ここで、前記吸入管１２は、前記圧縮部６の上側に位置し、前記吐出管１４は、前記圧縮部６の側面に位置する。即ち、前記吸入管１２は、前記吐出管１４に比べてケース２の上側に連結される。

前記駆動部４は、前記ケース２の上側内周面に固定され外部から電源が印加される固定子１６と、前記固定子１６の内周に前記固定子１６と所定間隔をおいて配設され、前記固定子１６に電源が印加されると固定子１６との相互作用により回転される回転子１８と、から構成される。

また、前記回転子１８の内側には、前記回転子１８と共に回転されながら前記駆動部４の回転力を前記圧縮部６に伝達する回転軸２０が固定される。
前記圧縮部６は、図３及び図４に示すように、前記回転軸２０の下側に所定量だけ偏心した状態で固定される偏心リング２２と、前記偏心リング２２が回転自在に内蔵され、ガスが圧縮される圧縮空間２４が形成されるシリンダ２６と、前記偏心リング２２の外周面に固定され、前記シリンダ２６の圧縮空間２４内で回転しながらガスを圧縮する回転ピストン２８と、前記シリンダ２６の上側面に密封固定され、前記シリンダの圧縮空間２４の一部を形成すると共に前記回転軸２０を回転自在に支持する上部フレーム３０と、前記シリンダ２６の下側面に密封固定され、前記シリンダ２６の圧縮空間２４で圧縮されたガスが一時貯蔵されて吐出管１４に排出される高圧チャンバ３４が形成される下部フレーム３２と、を含んで構成される。

前記シリンダ２６は、所定厚さを有する円板状に形成され、前記ケース２の内周面に固定され、中央には前記回転ピストン２８が回転しながらガスを圧縮する圧縮空間２４が形成され、前記圧縮空間２４から上方に連通して前記吸入管１２を通して吸入されたガスを圧縮空間２４に流入させる吸入通路３６が形成される。

前記シリンダ２６の内周面には、前記圧縮空間２４の半径方向に直線往復移動されるベーン３８が設置されて、前記回転ピストン２８の外周面に密着されることで、前記圧縮空間２４をガスが吸入される吸入領域２４aと吸入されたガスが圧縮される圧縮領域２４bとに区画する。

前記ベーン３８は、前記シリンダ２６の一側に形成された挿入溝４０に直線移動自在に挿入され、前記挿入溝４０とベーン３８間には、ベーン３８が前記回転ピストン２８の外周面に密着されるように弾性力を与える弾性部材４２が設置される。

前記弾性部材４２は、圧縮コイルバネからなることが好ましい。
前記上部フレーム３０は、前記シリンダ２６の上面に複数のボルト４４により結合され、中央に前記回転軸２０を回転自在に支持する貫通ホール４６が形成される。

前記下部フレーム３２は、図５に示すように、前記シリンダ２６の下面に結合され、中央に前記回転軸２０が回転自在に通過する貫通ホール４８が形成され、周方向に前記シリンダの圧縮空間２４で圧縮されたガスが一時貯蔵され吐出されるガスから発生する騒音を低減する高圧チャンバ３４が形成され、前記高圧チャンバ３４と前記圧縮空間２４とを連結する吐出通路５０が形成される。

前記吐出通路５０が形成される前記高圧チャンバ３４の上側面には、前記圧縮空間２４から高圧チャンバ３４に吐出されたガスが前記圧縮空間２４に逆流することを防止する逆止弁５２が装着される。

前記逆止弁５２は、自体弾性力を有する板状に形成され、一側は前記高圧チャンバ３４の上面にボルト５４により固定され、他側は前記吐出通路５０を開閉する構造に形成される。

前記下部フレーム３２の側面には、前記高圧チャンバ３４と吐出管１４とを連結する吐出流路５６が形成され、前記下部フレーム３２の下面には、前記高圧チャンバ３４を密封する密封板５８が固定される。

前記密封板５８は、図６に示すように、所定厚さを有する円板状に形成され、中央には前記回転軸２０が通過する貫通ホール６０が形成され、前記高圧チャンバ３４の開放された下側を密封し、前記高圧チャンバ３４の内周及び外周方向に前記高圧チャンバ３４からガスが漏れることを防止するシーリング部材６２、６４が装着される。

前記シーリング部材６２、６４は、下部フレーム３２の底面に前記高圧チャンバ３４の内周方向に形成される第１溝６６に挿入される第１シーリング部材６２と、前記下部フレーム３２の底面に前記高圧チャンバ３４の外周方向に第２溝６８に挿入される第２シーリング部材６４と、から構成される。

ここで、前記第１シーリング部材６２及び第２シーリング部材６４は、それぞれリング状のゴム材から形成されることが好ましい。
前記回転軸２０の下端には、前記ケース２の下側に満たされたオイルを圧縮機の摺動部位及び摩擦部位に供給するオイル供給装置(図示せず)が設置される。

以下、このように構成される本発明に係る密閉型圧縮機の作用を説明する。
前記密閉型圧縮機は、駆動部４に電源が印加されると、固定子１６と回転子１８との相互作用により回転子１８が回転され、前記回転子１８に連結された回転軸２０が回転される。

すると、前記回転軸２０の偏心リング２２に固定された回転ピストン２８が前記シリンダ２６の圧縮空間２４で回転しながらガスを圧縮する動作を行う。
そして、前記吸入管１２を通してケース２の内部にガスが吸入され、前記ケース２の内部に吸入されたガスは、吸入通路３６を通して前記シリンダの圧縮空間の吸入領域２４aに流入する。ここで、前記吸入管１２は、前記駆動部４の下側に設置されるため、前記吸入管１２を通して吸入されるガスは、駆動部４を通過せず前記シリンダの圧縮空間２２に吸入される。

次いで、前記吸入領域２４aに吸入されたガスは、前記回転ピストン２８の回転により圧縮されながら圧縮領域２４bに移動され、前記圧縮領域２４bで圧縮されたガスは、吐出通路５０を通して高圧チャンバ３４に流入する。このとき、前記吐出通路５０に設置された逆止弁５２により、高圧チャンバ３４に吸入されたガスが圧縮空間２４に逆流することが防止される。

前記高圧チャンバ３４に流入したガスは、前記吐出流路６４を通して排出管１４に吐出される。
図７は、本発明の他の実施例による密閉型圧縮機の一部縦断面図である。

本発明の他の実施例による密閉型圧縮機は、ガスが吸入される吸入管７０が前記ケース２の上側に装着された上部カバー７２に連結され、残りの部分の構成は前述した一実施例の構造と同様である。

即ち、前記吸入管７０がケース２の上部に固定された上部カバー７２に連結されるため、前記ケース２の内部に流入するガスが前記駆動部４を通過して圧縮部６に吸入される。

このような本発明の他の実施例による密閉型圧縮機は、吸入される低温低圧のガスが駆動部４を通過しながら前記駆動部の回転子１６及び固定子１８を冷却することにより、圧縮機の効率が向上する。

このような本発明の他の実施例による密閉型圧縮機を冷却サイクルに適用する場合、蒸発器を経た低温低圧状態の冷媒ガスが吸入管を通してケースの内部に流入し、圧縮部を通過しながら圧縮されて吐出管に吐出されるので、前記蒸発器で気化しない液体状態の冷媒が前記ケースの内部を通過しながら気化して、前記圧縮部の内部に気化しない冷媒ガスが流入することを防止することができ、従来液冷媒の流入を防止するために使用されていたアキュムレータの使用を排除することができる。

以上説明したように構成されて作用する本発明に係る密閉型圧縮機においては、吸入管に吸入された低温低圧のガスがケースの内部に流入し、圧縮部を通過しながら圧縮されて吐出管に排出されるため、前記ケースの内部には低圧が作用するので、ケースを補強するための別途の補強作業が不要であり、ケースの厚さを増大させる必要がないため、製造費用を低減することができる。

また、吸入管をケースの上部に連結して、低温低圧状態のガスを駆動部の回転子と固定子間に通過させることにより、前記駆動部の温度を減少させて駆動部の効率を高めることができる。

また、吐出管を圧縮部に連結させることにより、圧縮されたガスがケースの内部を通過せず吐出管に直接吐出されるため、前記ケースの内部から発生する圧力脈動による振動を低減することができる。

従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。従来の密閉型圧縮機の圧縮部を示す横断面図である。本発明の一実施例による密閉型圧縮機の縦断面図である。本発明の一実施例による密閉型圧縮機の圧縮部を示す、図３のＩ-Ｉ線断面図である。図３のII-II線断面図である。本発明の一実施例による密閉型圧縮機の圧縮部を示す一部断面図である。本発明の他の実施例による密閉型圧縮機の縦断面図である。

Claims

一側に吸入管が連結されて低温低圧のガスが吸入される密閉空間を有し、他側に吐出管が連結されて圧縮されたガスが吐出されるケースと、
前記ケースの上側に内蔵されて駆動力を発生する駆動部と、
前記ケースの下側に内蔵され前記駆動部と回転軸により連結され、前記駆動部から発生する回転力により前記吸入管を通して前記ケースの内部に吸入された低温低圧のガスを圧縮して前記吐出管に吐出させる圧縮部と、を含むことを特徴とする密閉型圧縮機。
前記圧縮部は、
前記回転軸の下側に固定される偏心リングと、
前記偏心リングが回転自在に内蔵されガスが圧縮される圧縮空間が形成され、前記圧縮空間の一側に前記ケースの内部に吸入されたガスを前記圧縮空間に案内する吸入通路が形成されるシリンダと、
前記偏心リングの外周面に固定され、前記シリンダの圧縮空間内で回転しながらガスを圧縮する回転ピストンと、
前記シリンダの上側面に密封固定され、前記回転軸を回転自在に支持する上部フレームと、
前記シリンダの下側面に密封固定され、前記シリンダの圧縮空間で圧縮されたガスが一時貯蔵されて吐出管に排出される高圧チャンバが形成される下部フレームと、から構成されることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
前記吸入管は、前記圧縮部の上側に位置し、前記吐出管は、前記圧縮部の側面に位置することを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
前記吸入管は、前記ケースの内部に吸入されるガスが前記駆動部を通過して前記吸入部に供給されるように、前記ケースの上側に固定される上部カバーに連結されることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
前記シリンダは、所定厚さを有する円板状に形成され、前記ケースの内周面に固定され、前記シリンダの中央には、前記回転ピストンが回転しながらガスを圧縮する圧縮空間が形成され、前記圧縮空間から上方に連通して前記吸入管を通して吸入されたガスを圧縮空間に流入させる吸入通路が形成されることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
前記シリンダの内周面には、前記圧縮空間をガスが吸入される吸入領域と吸入されたガスが圧縮される圧縮領域とに区画するように、前記圧縮空間の半径方向に直線往復移動されるベーンが設置されることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
前記下部フレームは、前記シリンダの下面に密封結合され、中央に前記回転軸が回転自在に通過する貫通ホールが形成され、周方向に前記シリンダの圧縮空間で圧縮されたガスが一時貯蔵され吐出されるガスから発生する騒音を低減する高圧チャンバが形成され、前記高圧チャンバと前記圧縮空間とを連結する吐出通路が形成されることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
前記下部フレームの吐出通路には、前記圧縮空間から高圧チャンバに吐出されたガスが前記圧縮空間に逆流することを防止する逆止弁が装着されることを特徴とする請求項７記載の密閉型圧縮機。
前記逆止弁は、その一側が前記高圧チャンバの上面に固定され、他側は前記吐出通路を開閉する動作を行う、所定弾性力を有する板状に形成されることを特徴とする請求項８記載の密閉型圧縮機。
前記下部フレームの下面には、前記高圧チャンバを密封する密封板が装着されることを特徴とする請求項７記載の密閉型圧縮機。
前記密封板は、所定厚さを有する円板状に形成され、前記密封板の中央には、前記回転軸が通過する貫通ホールが形成され、前記高圧チャンバの内周及び外周方向に前記高圧チャンバからガスが漏れることを防止するシーリング部材が装着されることを特徴とする請求項１０記載の密閉型圧縮機。
前記シーリング部材は、前記高圧チャンバの内周方向に前記高圧チャンバと所定間隔をおいて形成される第１溝に挿入される第１シーリング部材と、前記高圧チャンバの外周方向に前記高圧チャンバと所定間隔をおいて形成される第２溝に挿入される第２シーリング部材と、から構成されることを特徴とする請求項１１記載の密閉型圧縮機。
前記第１シーリング部材及び第２シーリング部材は、リング状のゴム材から形成されることを特徴とする請求項１２記載の密閉型圧縮機。