KR0150215B1 - 회전 로울링 피스톤을 가진 밀폐형 압축기 - Google Patents

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Description

회전 로울링 피스톤을 가진 밀폐형 압축기

제1a도는 본 발명에서 사용된 회전 로울링 피스톤을 지닌 형태의 압축기에 대한 부분 종단면도.

제1b도는 제1a도의 선 B-B를 따라 취해진 횡단면도.

제2도는 로울링 피스톤의 회전각에 의하여 생성된 압축압력에 대한 다이아그램.

제3도는 로울링 피스톤의 표면을 통한 오일의 방사상 흐름 대 피스톤 환상 벽의 두께 함수를 도시한 그래프.

제4a도는 선행기술의 크랭크축 로울링 피스톤 세트에 대한 측면도.

제4b도는 치수관계(1)이 로울링 피스톤의 내부반경과 전체적인 축의 직경을 감소시켜 얻어진 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 조립된 크랭크축 로울링 피스톤 세트에 대한 측면도.

제4c도는 치수관계(1)을 달성하기 위하여 직경적 감소가 축의 끝부분에 이뤄진 본 발명의 제 2 실시형태에 적합한 앞선도면의 도시한 도면.

제4d도는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 상기 세트를 예시하나, 제4c도의 것과 유사한 도면.

제5도는 베어링과 실린더를 블록 내부에 배치됐을때 제4d도의 세트 일부에 대한 부분 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 동체 2 : 흡입관

3 : 방출관 4 : 실린더 블록

5,50 : 로울링 피스톤 6,60,600 : 크랭크축

6a,60a,600a : 편심부 7 : 고정자

8 : 회전자 10 : 주 베어링

10a,20a : 플랜지 또는 플레이트

13 : 방출소음기 챔버 14 : 흠통

20 : 서브 베어링 21 : 방출 오리피스

601 : 스톱

본 발명은 회전 로울링 피스톤을 지니며 동체안에 높은 내부 압력, 낮은 배압 및 작은 행정용적을 갖는 회전 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 일반적으로 소형 냉동기에서 사용되는 것이다. 회전 로울링 피스톤을 지닌 밀폐형 압축기가 높은 내부 압력을 가지고 있다는 점에 의해 동체의 하나가 사용되는 장치의 응축 압력을 받는다는 것이 이해되어야 한다.

동체에 높은 내부 압력과 낮은 배압을 간는 회전 로울링 피스톤 밀폐형 압축기에서, 실린더 내부로 흡입 및 방출 챔버내로 또한 윤활유가 통과(침투)되는 현상이 발생한다.

동체의 하부에 담겨지고 동체 내부의 높은 압력을 받는 오일은 상기 오일이 크랭크축에 도달될때까지 오일 펌프 또는 다른 장치에 의해 상승될 것이며, 이때 오일은 로울링 피스톤의 환상 끝 표면과, 베어링 커버 사이의 틈을 통해 방사상으로 변위되어 실린더 내부 챔버에 들어간다.

고온에서 실린더내로 오일의 상기 침투는 하기에서 논의 되어지는 효과를 압축기의 기능과 성능에 일으킨다.

흡입 챔버내로 오일이 침투되자마자, 고온의 오일은 유입되는 흡입가스를 가온시키고, 흡입가스의 비부피를 증가시키고, 이에 따라 흡입 챔버의 충진용량이 감소된다. 따라서 실린더 흡입 챔버에 채워지는 가스 무게가 가스의 비부피 증가효과로 인해 감소된다. 이건 불편함외에도 흡입 챔버로 침투되는 오일의 부피 자체가 가스 충진 공간을 차지하게 된다는 단점이 있다. 그러나, 이와 같은 효과는 중요성에 있어 가열 효과와 관련하여 부차적이다.

상기 언급된 문제는 실린더내로 윤활유가 침투되는 결과로 압축기의 펌핑용량의 감소를 일으킨다.

이번에는 실린더 압축 챔버내로 오일의 침투시 오일은 대분의 압축 주기 동안의 압축하의 가스온도보다 더욱 높은 온도이고, 가스의 가열 및 상기 가스의 비부피 증가를 일으키게 된다. 이 현상은 가스를 압축하는데 요구되는 일에서의 증가, 결과적으로, 압축기 에너지 소비에서의 증가를 가져온다. 이와 같은 사실은 첨부된 도면의 제2도에서 명백해질 수 있으며, 이 제2도에서 회전각 압력 다이아그램이 압축 챔버의 내부로의 오일 누출이 증가할때 압축 압력은 더욱 빠르게 상승함을 보여주기 위해 제공된다.

이와같은 두 효과들이 연합되었을때, 압축기의 용적 효율과 에너지 효율을 강하시키는데 상당히 기여한다.

한편, 윤활유 흐름이 존재함으로써 압축기 기능에 기본적인 두가지 유리한 기능을 수반한다.

첫째, 명백한 기능으로, 포함된 이동가능한 부분에 대한 윤활이다.

둘째, 이동가능한 부분사이의 모든 틈새를 밑봉하므로 실린더 내부로 부터 동체 내부로의 직접적인 가스 누출을 피하게 되며, 누출이 일어나는 경우에 상기 누출은 용량 강하라는 점에서 오일에 의해 과열되는 가스보다 압축기에 더욱 불리할수 있다.

이동가능한 부분 사이의 틈을 밀봉하는 오일의 이런 성질은 실린더 내부의 누출(저압에서 압축기 챔버로 부터 흡입 챔버까지)에 작용하고, 또한 압축 챔버로 부터 동체의 내면으로의 누출에 작용한다.

로울링 피스톤의 끝면을 통해 실린더내로 방사상으로 침투하는 오일에 관한 특수한 경우에서, 윤활유는 압축 챔버로 부터 크랭크축 내부로, 또한 크랭크축 내부로 부터 동체 내부로 가스가 누출되는 것을 방지한다. 그러므로 실린더에 들어가는 오일의 양은 최적 수준에서, 축 가스 누출을 밀봉을 가능하게 하기에 최소수준으로, 동시에 실린더 내부에서 최소 가스 가열하도록 제어되어야 한다.

로울링 피스톤의 끝면중의 틈에 의해 실린더내로 침투하는 오일의 양을 제어하기 위한 공지된 방식은 로울링 피스톤 끝면과 베어링 커버면 사이의 마찰에 의한 손실이, 틈을 통한 오일 흐름의 감소에 의한 결과적인 이득을 완전히 상쇄하는 값정도에 이르지 않는 최소 수준까지 상기 틈을 줄이도록 하는 것이다.

실린더내로 침투되는 윤활유의 양을 유리하게 감소시키기 위해 로울링 피스톤 끝의 틈을 다소간 줄일 가능성에도 불구하고, 압축기의 에너지 효율이라는 점에서 얻어진 이득은 상기 틈을 더욱 작게 또는 더욱 크게 줄인 결과에 의한 더욱 큰 마찰 손실에 기인하여 오일 흐름의 철저한 감소에 의해 달성된 것보다 작다.

따라서, 본 발명의 목적은 압축기의 이동가능한 부분사이, 특히 로울링 피스톤의 끝면과 베어링 커버 사이 및 로울링 피스톤과 캠축의 편심부 사이에서 어떤 상당한 증가된 마찰을 일으키지 않고, 공지된 해결책과 관련해 실린더 내부로 상당히 감소된 윤활유의 흐름이 존재하는 회전 로울링 피스톤을 가진 밀폐형 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적이 되는 회전 로울링 피스톤을 가진 밀폐형 압축기는 장치의 응축 압력을 받는 밀봉된 동체를 포함하는 형태이며, 상기 압력은 방출관을 통해 동체에 전달되며, 상기 동체는 저어널 베어링위의 크랭크축의 편심부 주위에 조립된 로울링 피스톤이 회전하는 내부 원통형 챔버의 실린더 블록을 덮고, 상기 원통형 챔버는 끝벽에 의해 축방향으로 닫히고, 실질적으로 동체의 내부 압력보다 낮은 내부 압력을 나타내는 흡입챔버내에서, 및 대부분의 압축 순환 동안 실질적으로 동체의 내부 압력보다 낮은 내부 압력을 나타내는 압축기 챔버에서, 로울링 피스톤과 활주 베인에 의해 내부적으로 분리된다. 윤활유의 통과를 위한 축방향 틈은 원통형 챔버의 상기 끝벽과 로울링 피스톤의 환형의 반대편 면사이에서 유지된다.

본 발명의 개발단계에서, 로울링 피스톤의 반대편 축방향 틈을 통해 윤활유 오일 흐름의 방사상 경로에서의 증가는 이동가능한 부분사이의 마찰 손실을 증가시키지 않고 배출 및 흡입 챔버 안쪽의 오일 흐름을 적어도 10% 감소시킬 수 있다는 것이 발견되었다.

로울링 피스톤 면을 통한 오일의 방사상 흐름(평행한 디스크 사이의 점성 흐름)의 모형을 만드는 방정식으로 부터, 흐름은 틈(δ R)으로 또한 로울링 피스톤 벽의 두께로 제어되며, 특히 하기 관계식으로 나타낼수 있다.

[Ln-1 (외부

/ 내부

)]

이와같은 함수의 행동은 제3도의 그래프로 관찰할수 있다. 작은 행정용적을 갖는 상품화된 압축기에서 로울링 피스톤의 치수는 얇은 벽의 로울링 피스톤을 한정하는 외부 직경(외부

) / 내부 직경(내부

)의 비가 1.40 내지 1.55 사이로 나타난다.

본 발명에서는 대략 [외부

/ 내부

]

1.63으로 나타나는 두꺼운 벽의 로울링 피스톤을 한정하는 것을 목적으로 한다.

제3도의 그래프에 의해 Ln-1[외부

/ 내부

] 의 기울기가 약 1.63이 될때까지는 비교적 급격하고, 상기 값이 1.6에 도달한 후에는 점차적으로 완만해짐을 알수 있다.

실린더 내부를 향한 오일 흐름을 나타내는 곡선의 행동은 이미 설명되어진 바와같이, 압축기의 성능에서 비례적으로 반영되며, 즉함수 Ln-1[외부

/ 내부

]가 더 높아짐에 따라, 오일의 흐름은 더욱 커지고 압축기의 부피 및 에너지 효율은 더욱 빠진다. 그러므로, 실린더 내부로의 오일의 침투는 통상적으로 사용되는 범위에 관련되는 1.63으로 부터 시작되는 한 관계 (외부

/ 내부

)를 획득하도록 로울링 피스톤 직경의 치수에서 적어도 10% 감소시킬수 있고, 로울링 피스톤은 대략 외부

/ 내부

1.63의 관계를 얻도록 치수가 이뤄진다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 또한 1.63내지 2.22까지 직경비가 회전 로울링 피스톤 압축기용으로 일반적으로 사용되는 생산 공정에서 완전히 실행 가능하고, 아직까지 이러한 비율을 사용할때 압축기의 성능이라는 점에서 장해나 불리한 점은 없었다는 것을 언급하는 것이 중요하다.

단지 인용할수 있는 단점이라면 접촉면의 증가에 의한 원통형 챔버의 끝벽과 피스톤면 사이의 마찰 손실이 증가한다는 점이다. 그러나 마찰 손실의 증가가 효과적으로 나타나지는 않는데, 그 이유는 접촉면의 증가로, 피스톤의 각속도를 피스톤 자신의 축에 걸쳐 감소시키는 경향이 있어, 상기 손실을 보충하기 때문이다. 이외에도, 이와같은 마찰 손실은, 틈 δ R 이 보통일때, 오일에 대해 발생되는 손실보다 적어도 한배가 더 작은 크기의 범위이기 때문이다. 따라서 이와같은 손실은 어쨌든 무시될수 있다.

고 행적용적(약 7cc이상)과 동체안에 낮은 내부압력(낮은쪽 압축기)을 갖는 특정의 선행기술 회전 밀폐형 압축기가 로울링 피스톤에 대해 1.63내지 2.22 범위의 외부직경/내부직경 관계를 제공한다는 것이 관찰되었다. 그러나, 이러한 치수관계를 가지면서 고 행적 용적 및/ 또는 동체내의 낮은 압력을 갖는 회전 밀폐형 압축기는 단지 우연한 것이다. 흡입 및 배출 챔버의 내부에로의 오일 흐름의 감소를 얻기 위하여 상기 치수관계의 사용을 제안하는 어떤 기술 문헌도 없다.

이용가능한 기술 문헌에 따른면, 기존의 회전 밀폐형 압축기가 상기 치수관계를 제공한다는 사실은 예정된 용량에 상응하게 설계된 행정용적이 높아(7.1cc이상), 실린더와 로울링 피스톤 반경의 값을 크게 만들고, 반면에, 축 반경이 사용되는 재질의 강도에 기인하여 최소의 가능한 값에 의해 결정된다. 달리 말하면, 고 행정 용적을 갖는 밀폐형 압축기에서, 축 반경은 편심용 비교적 작은 반경, 결과적으로 회전 피스톤용의 작은 내부 반경을 허용하기에 충분히 작다. 따라서, 로울링 피스톤의 외부 직경/내부 직경 관계는 오직 우연히 상기 언급된 범위내에 위치할수 있다.

두꺼운 벽을 나타내는 로울링 피스톤을 갖는 회전 밀폐형 압축기가 있지만, 이러한 압축기는 낮은-쪽(low-side)형이라는 것이 주목되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 높은-쪽(high-side) (동체내에 높은 내부압력) 밀폐형 압축기와 낮은-쪽 밀폐형 압축기(동체내에 낮은 내부압력)에서의 두꺼운 로울링 피스톤의 결과 기능과 관련하여 근본적인 차이가 있다. 낮은 쪽 압축기에서 동체내의 낮은 내부 압력은 오일에 작용하지 않아, 이 오일은 높은쪽 압축기에서 일어나는 것처럼 이동 가능한 부분들 사이의 틈을 통해 실린더의 내부에 도달하지 않게 된다. 따라서, 낮은-쪽 압축기에서, 오일은 틈을 통한 가스누출에 대해 밀봉체로서 작용하지 않고, 압축 챔버내의 압축된 가스는 이동가능한 부분들 사이, 보다 특히는 로울링 피스톤 끝면과 베어링 커버사이의 틈을 통해 누출하는 경향이 있다. 상기 틈을 통한 흐름은, 그러므로, 낮은쪽 압축기에서 가스누출이고, 높은쪽 압축기에서 일어나는 것과 같은 오일침투가 아니다.

낮은쪽 압축기에서 틈을 감소시키거나 로울링 피스톤 두께를 증가시키는 것은 압축 챔버에서 가스누출을 피하는 결과를 갖고, 높은-쪽 압축기에서 일어나는 것처럼 실린더 내부로의 오일흐름 문제를 제어하지는 않는다. 따라서, 양 유형의 압축기에서 로울링 피스톤의 두께를 증가시키는 것의 결과는 아주 상이하다.

로울링 피스톤의 내부 직경이 크랭크 축의 편심부의 직경과 거의 같을때, 바람직한 관계가 다음과 같이 나타내질 수 있다.(제4b도 참조):

여기에서,

PR은 로울링 피스톤의 외부 반경,

Rr은 로울링 피스톤의 내부 반경,

Re는 크랭크축 편심부분의 반경이다.

로울링 피스톤의 외부반경 RR이 압축기용으로 설계된 실린더 직경과 관련하여 결정되기 때문에, 상기 관계(1)는 피스톤 내부 직경 Rr의 값, 결과적으로 크랭크축 편심부의 반경 Re를 변화시켜 달성될 수 있다.

상기 치수 관계(1)를 나타내는 공지된 회전 밀폐형 압축기(7cc 이상의 행정 용적을 갖는)에서, 로울링 피스톤의 내부 반경 Rr(또는 크랭크축 편심부의 반경 Re)이 하기의 치수관계를 허용하기에 일반적으로 충분히 크다.

Rr

Re = Ec + Rs (2)

여기에서,

Ec = 편심부의 편심률

Re = 압축기 축의 반경

상기 선행기술 해결책이 동시에 치수관계(1)을 반드시 제공하는 것은 아니지만, 상기 치수관계(2)가 제4a도에 나타나 있다.

압축기가 상기 치수관계(2)를 나타낼때, 편심부의 윤곽이 크랭크축 나머지 외곽에 대해 접선인 제4a도에 예시된 바와 같이 크랭크축의 편심부에 로울링 피스톤을 조립하는데 어떤 문제점을 일으키지 않고 축끝부분의 반경 Rm은 크랭크 축의 Rs과 같게, 즉, Rm = Rs로 유지될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 작은 행적 용적(7cc 미만)과 동체내의 높은 내부압력을 갖는 회전 밀폐형 압축기에서, 관계(1)내의 피스톤 벽의 방사상 연장을 달성하기 위한 피스톤의 내부반경(또는 편심부의 반경 Re)의 감소는 압축기 설계에서 요구되는 편심률 Ec와 축에 대해 요구되는 최소의 직경에 기인하여 양 치수관계(1)과 (2)를 동시에 갖는 것을 불가능하게 할수 있다. 이러한 선행 기술 압축기에서, 치수관계(1)은 하기 치수관계(제4b도)와 결합하여서만 달성될 수 있다.

2Rr

Rm + Ec + Re (3)

상기 상황에서, 크랭크 축 편심부의 윤곽은 더이상 크랭크 축 윤곽에 접선이 되지 않아 크랭크 축 외곽에 대해 교차하여, 로울링 피스톤이 크랭크 축 위에 탑재되는 것을 피한다.

따라서, 본 발명의 목적은 동체내에 고내부 압력과 작은 행정 용적(약 7cc미만)을 갖는 회전 로울링 피스톤 밀폐형 압축기를 제공하는 것이고, 이는 압축기의 이동가능한 부분들사이, 보다 특히는 로울링 피스톤 끝면과 베어링 커버사이 및 피스톤과 구동 크랭크축의 편심부사이에 마찰의 실질적 증가없이 공지된 해결책과 관련하여 상당히 감소되게 실린더 내부에로의 윤활류 흐름을 제공한다.

작은 행적 용적과 낮은 배압의 회전 로울링 피스톤을 갖는 밀폐형 압축기는, 고압을 받는 밀폐형 동체 : 동체 안에 수용되고 내부 원통형 챔버를 갖는 실린더 블록 : 크랭크 축이 끝에 가까운 편심부를 갖는 크랭크 축 : 원통형 챔버안에서 회전하도록 크랭크 축의 편심부 주위에 조립되는 로울링 피스톤 : 원통형 챔버의 반대편 축방향 끝에 가까운 끝벽(상기 챔버는 로울링 피스톤에 의해 내부압력이 동체의 내부압력보다 작은 흡입 챔버와 압축사이클의 대부분동안 동체의 내부압력보다 낮은 내부압력을 제공하는 압축 챔버로 내부적으로 분리된다): 원통형 챔버의 상기 끝벽과 로울링 피스톤의 상기 반대편 끝 면사이의 윤활유의 통과를 위한 축방향 틈을 포함한다.

본 발명에 따르면, 로울링 피스톤은 축 방향 틈을 통해 윤활유의 방사상 통로를 증가시키기 위해서 하기 치수관계들을 동시에 나타내도록 설치된다:

1.63

RR

2.22 (1)

2Rr

Rm +Ec +Re (4)

여기에서,

Ec = 편심부의 편심률

Re = 편심부의 반경

RR =로울링 피스톤의 외부 반경

Rr =로울링 피스톤의 내부 반경

Rm =크랭크축 끝부분의 반경

Rs =크랭크축의 반경

상기 치수관계(1)과 (4)를 함께 갖는 축의 직경이

Rr

Re = Ec +Rs (2)

관계를 허용하는 경우, 크랭크축의 편심부에 대한 로울링 피스톤의 조립은 편심부의 윤곽이 크랭크축의 윤곽과 관련하여 한점에서 외부적으로 접선이 되게 유지한채 Rm=Rs를 유지하여 만들어질 수 있다.

치수관계(1)가

Rr

Re = Ec + Rs (5)

관계를 이를때, 크랭크 축의 편심부에 로울링 피스톤의 탑재는 Rm

Rs를 갖도록 그리고 치수관계(4)가 가능하도록 크랭크축 끝부분의 직경을 감소시켜서만 만들어질 수 있다. 이상황에서 크랭크축 편심부의 윤곽은 크랭크축과 관련하여 교차한다.

본 발명의 또다른 실시형태에서, 크랭크축 끝부분에는 베어링이 제공되지 않는 다. 이 경우에, 원통형 챔버의 축방향 끝벽은 크랭크 축 본체에 면하고, 실린더 블록에 부착된 각각의 베어링의 플레이트에 의해 한정되고, 반면에, 반대편 축방향 끝벽은 실린더 블록의 인접한 면에 부착된 플레이트에 의해 한정된다. 상기 구조적 해결에서, 로울링 피스톤은 치수관계(1)을 제공하는 방법으로 설계된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참고로하여 이하 설명될 것이다.

제1a도 및 1b도에 따르면, 본 발명의 압축기는 흡입관(2)과 방출관(3)을 고착시키고, 고정자(7)와, 회전자(8)로 구성된 전기 모우터에 의해 구동되는 크랭크축(6)상에 설치된 로울링 피스톤(5)을 수용하는 원통형 챔버가 안에 한정되는 실린더 블록(4)을 수용하는 동체(1)를 포함한다. 상기 압축기는 동체에서 높은 내부 압력, 낮은 배압과 작은 행정을 용적을 갖는다. 방출관(3)의 내부 유입끝이 동체내부에 열려 있다.

크랭크축(6)은 주 베어링(10)과 서브 베어링(20)상에 지지되며, 각각의 베어링은 로울링 피스톤(5)이 내부에서 변위되는 원통형 챔버벽을 한정하는 방법으로 실린더 블록(4)의 축방향 끝면중 하나에 고정된 플레이트 또는 플랜지(10a), (20a)를 포함한다.

예시된 실시예에서, 서브 베어링(20) 다음에 방출 소음기 챔버(13)가 실린더안에 압축된 가스를 수용하기 위해 제공되고 서브 베어링 플레이트(20a) (또는 베어링이 없는 경우에는 실린더 블록의 벽(4))에 공지된 리이드 밸브(30)가 방출소음기 챔버(13)내부로 착석된 환형의 밸브 시이트를 한정하는 배출끝을 가진 방출 오리피스(22)가 제공된다.

제1a도 및 1b도에 도시된 기본 구조에 따르면, 주 베어링 플레이트(10a)에 동체(1)의 하부에 저장된 윤활유(OL)안에 잠긴 하부 끝과, 베어링과 로울링 피스톤(5)의 말단 축방향 틈으로 윤활유를 이끌기 위해 크랭크축(6)을 따라 제공된 종방향 평면 홈통(14)과 유체 연통하고 크랭크축 주위에서 한정된 오일 펌프 또는 다른 펌프 장치에 열려진 상부끝을 가지는 방사상 채널(11)이 제공된다.

제 1b도에 도시된 바와같이, 실린더 블록(4)은 동체의 내부 압력 평형을 위해 그리고 윤활유 통과를 위해 창문(4a)을 제공하고, 로울링 피스톤(5)의 외부 원통형 면과 함께 원통형 챔버를 흡입챔버와 방출챔버로 분할하는 유동베인(9)이 감싸진 슬롯을 제공하며, 또한 실린더 블록 위에 만들어진 채널(4b)을 통해 흡입챔버가 공급되고, 흡입관(2)의 내부끝과 통하여 연통하게 유지된다.

제4a도에는 로울링 피스톤(5) 구동부의 편심부(6a), 및 서브 베어링(20) 내부를 저어널링(journalling)하기 위한 끝 부분(6b)을 포함하는 통상적인 구조의 크랭크축(6)이 도시된다: 일반적으로 이와같은 특이한 크랭크축의 양부분은 크랭크축 몸체의 나머지와 동일한 직경을 가진다.

제1b도에 도시된 배열에 상응하는 선행 기술에 대한 상기 해결에서, 로울링 피스톤(5)은 윤활유의 불리한 량이 실린더 내부에 침투되도록 허용할 만큼 충분히 짧도록, 제1b도의 화살표로 나타낸, 오일의 방사상 통로를 만드는, RR

Rr

1.60되는 환형 벽 두께를 제공한다.

제4b도에는 RR/Rr

1.63이 되는 환형 벽 두께를 가지는 로울링 피스톤(50)을 구성시키는 편심부(60a)를 갖는 크랭크축(60)이 도시되어 있다. 상기 치수관계는 로울링 피스톤의 내부 직경과, 결과적으로 크랭크축(60)의 편심부(60a)를 갖는 크랭크축(60)이 도시되어 있다. 상기 치수관계는 로울링 피스톤의 내부직경과, 결과적으로 크랭크축(60)의 편심부(60a) 직경을 감소시킴으로써 달성된다. 상기 특정경우에, 크랭크축(60) (그의 끝 편심부(60a) 포함) 직경을 상기 치수관계를 유지하기 위해 감소시키는 것이 가능하다.

제4c도는 관계 RR/Rr

1.63에 따른 환형 벽두께를 갖는 로울링 피스톤(50')을 구동하는 편심부(60a')를 갖는 크랭크축(60')을 예시하고 있다. 본 발명에서 한정된 한계에서 있는 이 치수 관계는 로울링 피스톤(50')의 내부 직경, 결과적으로, 편심부(60a')의 직경을 감소시켜 달성되었다. 이 경우에, 축 직경의 감소는 예를 들어, 설계 이유 기인하여 가능하지 않고, 편심부(60a')의 감소는 하기 치수관계에 대한 설정에 이를수 있다.

Re

Rs + Ec (5)

Rm 값이 Rs 값과 같다면(제4B도에서 처럼, Rm = Rs), 로울링 피스톤(50')의 내부직경이 편심부(60a')의 조인트 윤곽 및 크랭크축(60')의 끝부분(60b') 보다 작은 조건(이 경우에, 축끝 부분은 크랭크 축과 같은 직경으로 유지, 제4c도의 점선 참조)을 나타내는 하기의 바람직하지 않은 관계가 일어난다.

2Rr

Rm +Ec +Re (3)

따라서 제4c도에 예시된 바와같이, 크랭크축(60')의 끝부분(60')의 직경은 하기 치수 관계를 달성하기 위하여 감소된다.

여기에서, Rm

Rs 이다.

로울링 피스톤 벽(500)의 두꺼운 두께로 인해 매우 감소된 직경의 편심부(600a)를 제공하고, 끝부분이 완전히 제거되고 이에 따라서 서브 베어링(20)이 제거된 크랭크축(600)에 대한 다른 가능한 배열이 제4c도 도시되어 있다. 이와 같은 경우에, 원통형 챔버에 대해 상용한 축방향 끝벽은 원통형 블록의 인접한 면에 고착된 단순한 밀폐 플레이트에 한정될 수 있다.

제4d도에 도시된 구조적 해결에서, 크랭크축(600)의 본체에 합체된 환형 플랜지의 모형의 축방향 스톱(601)이 제공된다: 상기 스톱은 축에 작용하는 회전자의 자기 세기로 발생된 모우터를 향한 크랭크축(600)의 축방향 변위를 제한하기 위해 주 베어링(10) 플레이트(10a)의 끝면에 존재하는 각기의 리세스(10b)에 수용되는 방법으로 편심부(600a) 다음에 놓인다. 리세스(10b)는 깊이에 의해 축방향 스톱(601)과 로울링 피스톤의 인접한 끝벽 사이에서 커다란 틈을 형성하는 것을 허용하는, 스톱(601)에 대한 축방향 베어링으로서 작용하게 된다.

상기 마지막 실시형태에서, 로울링 피스톤(500)의 벽두께는 상기 언급된 치수관계(1)안에 유지된다는 것이 주목되어야 한다.

Claims (6)

1. 고 내부압력을 받는 밀폐형 동체 : 상기 동체 안에 수용되고 내부 원통형 챔버를 갖는 실린더 블록 : 크랭크 축의 끝부분에 가까운 편심부를 갖는 크랭크축 : 원통형 챔버안에서 회전하도록 크랭크축의 편심부 주위에 조립되는 로울링 피스톤 : 원통형 챔버의 반대편 축방향 끝에 가까운 끝벽으로서, 상기 챔버가 내부압력이 동체의 내부압력보다 낮은 흡입챔버와 압축 사이클의 대부분 동안 동체의 내부 압력보다 낮은 내부 입력을 제공하는 압축 챔버로 로울링 피스톤에 의해 분할되는 끝벽 : 및 원통형 챔버의 상기 끝벽과 피스톤의 반대편 끝면 사이의 윤활유의 통과를 위한 축방향 틈을 포함하는 낮은 배압의 회전 로울링 피스톤을 갖는 밀폐형 압축기에 있어서, 로울링 피스톤(50,50')이 상기 축방향 틈을 통해 윤활유의 방사상 통로를 증가시키기 위하여 하기 치수 관계를 동시에 제공하도록 설치되는 밀페형 압축기 :

   

   여기에서, Ec = 편심부의 편심률, Re = 편심부의 반경, RR = 로울링 피스톤의 외부 반경, Rr = 로울링 피스톤의 내부 반경, Rm = 크랭크축 끝부분의 반경, Rs = 크랭크축의 반경이다.
2. 제1항에 있어서, 로울링 피스톤(50)과 크랭크축(60) 세트가 하기의 추가적 치수관계를 제공하고 :

   Rr

   

   Re =Rs +Ec (2)

   Rm = Rs

   크랭크축(60)의 편심부(60a)의 윤곽이 크랭크축(60)의 윤곽에 대해 외부 접선인 밀폐형 압축기.
3. 제1항에 있어서, 로울링 피스톤(50')과 크랭크축(60') 세트가 동시에 하기의 추가적 치수관계를 제공하고 :

   Rr

   

   Re = Rs +Ec (5)

   Rm

   

   Rs

   크랭크축(60')의 편심부(60a')의 윤곽이 크랭크축의 윤곽에 교차하는 밀폐형 압축기.
4. 제1항에 있어서, 원통형 챔버의 축방향 끝벽이 실린더 블록(4)에 고정된 각각의 베어링(10,20)의 플레이트(10a, 20a)에 의해 각각 한정되는 밀폐형 압축기.
5. 고 내부 압력을 받는 밀폐형 동체 : 상기 동체 안에 수용되고 내부 원통형 챔버를 갖는 실린더 블록 : 크랭크 축의 끝부분에 가까운 편심부를 갖는 크랭크축 : 원통형 챔버안에서 회전하도록 크랭크축의 편심부 주위에 조립되는 로울링 피스톤 : 원통형 챔버의 반대편 축방향 끝에 가까운 끝벽으로서, 상기 챔버가 내부압력이 동체의 내부 압력보다 낮은 흡입챔버와 압축 사이클의 대부분 동안 동체의 내부 압력보다 낮은 내부압력을 제공하는 압축 챔버로 로울링 피스톤에 의해 분할되는 끝벽 : 및 원통형 챔버의 상기 끝벽과 피스톤의 반대편 끝면 사이의 윤활유의 통과를 위한 축방향 틈을 포함하는 낮은 배압의 회전 로울링 피스톤을 갖는 밀폐형 압축기에 있어서, 크랭크축(600)이 편심부(600a)에 의해 한정되는 실린더 블록(4)으로 향하는 끝을 제공하고, 크랭크축(600)의 상기 끝에 인접한 원통형 챔버의 축방향 끝벽이 실린더 블록(4)의 인접면에 부착된 플레이트에 의해 한정되고, 반면에, 원통형 챔버의 반대편 축방향 끝벽이 실린더 블록(4)에 고정된 각각의 베어링(10)의 플레이트에 한정되며 로울링 피스톤은 상기 축방향 틈을 통해 윤활유의 방사상 통로를 증가시키기 위하여 하기 치수 관계를 갖는 밀폐형 압축기 :

   
6. 제5항에 있어서, 크랭크축(600)이, 편심부(600a) 다음에서, 베어링(10)의 플레이트(10a)의 끝면에 제공된 각각의 리세스(10b)안에 수용된 주변 환형 플랜지(601)를 삽입한 밀폐형 압축기.

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