KR0185568B1 - 내연기관용 스크류형 압축기 - Google Patents

Abstract

나사식 압축기에 있어서, 특히 내연기관의 과급기로서 적합하게 사용되며, 주로 알루미늄을 재질로한 배럴부(2)와 양 단부(3) 및 (4)로 구성된 하우징을 구비하며, 이 하우징내에 한쌍의 나사식 로우터(7)(8)이 장착된 압축기이다.

상기 단부(3) 및 (4)는 돌출부(29)를 구비하며 배럴부의 가장자리 부분과 상기 돌출부(29)의 표면을 나사연결에 의해 서로 압착하여 상기 배럴부(2)의 가장자리에 꼭 끼워진다.

Description

내연 기관용 스크류형 압축기

본 발명은 스크류형 압축기(screw compressor)에 관한 것으로서, 특히 내연 기관의 과급기(supercharger)로서 사용하기에 적합한 스크류형 압축기에 관한 것이다.

이러한 스크류형 압축기는 배럴부(barrel section)와 두 개의 단부로 이루어진 하우징 및 한 쌍의 맞물리는 로우터(rotor)를 포함하는데, 이 하우징은 흡입포트와 배출 포트(port)가 갖추어진 그리고 두 개의 부분적으로 중첩하는 보어(intersecting bore)에 의해 형성된 작업 공간을 에워싸며, 한 쌍의 맞물린 로우터가 상기 하우징에 장착되어 있으며, 각각의 로우터에는 헬리컬 랜드(herical lands)와 랜드의 사이 홈이 형성되어 있다.

본 발명에 의한 스크류형 압축기는 종래에 사용된 과급기 가령, 저속 엔진에서 특히 효율이 나쁜 터보 과급기의 개량형이다. 본 발명에 의한 스크류형 압축기는 벨트를 이용하여 엔진의 크랭크 축에 의해 적절히 구동될 수 있으며, 다시 말해서 엔진의 회전수와 관계가 없으며, 이 압축기는 엔진을 채우기에 충분한 공기량을 항상 대기압보다 높은 압력으로 공급할 수 있다. 이와 같이 압축된 공기를 엔진에 공급하게 되면 큰 동력이 산출된다.

스크류형 압축기에 있어서, 장착된 위치에 있는 하우징의 배럴부와 양 단부는 서로 맞물린 로우터가 적절한 운동을 할 수 있도록 적절한 강성을 갖추어야 한다.

종래의 압축기 하우징은 주철로 제조되었으며, 그 결과 철의 고밀도 및 상대적으로 두꺼운 벽으로 인하여 압축기는 대체로 무거워지게 되기 마련이었다. 또한, 이러한 하우징은 정확한 치수(측정 편차 0.03 - 0.05mm)로 절삭 가공하는 데에 많은 작업이 요구되었다. 또한 스크류형 압축기 하우징은 알루미늄으로 주조되기도 했다. 그리고, 배럴부와 한쪽 단부에 요구되는 안정성을 얻기 위해 일체로 주조하였다. 따라서, 그 바닥에는 복잡하게 구멍이 형성되고 벽은 두꺼워졌다. 이러한 압축기는 대체로 무겁고 부피가 크기 때문에 엔진의 한쪽에 장착하기가 곤란하였다.

본 발명의 목적은 전술한 결점을 피하고 종래에 알려진 스크류형 로우터 과급기와 비교할 때 많은 장점이 있는 스크류형 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 스크류형 압축기는 적당한 재질, 바람직하기로는 경금속 물질, 특히 알루미늄을 압출 가공한 하우징의 배럴부와, 작업 공간의 횡단면에 대응하는 형태의 돌출부를 구성하여 배럴부로 억지 끼워 맞춤되는 각각의 단부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 더욱이 압출된 하우징은 요구되는 조정이 더욱 적어지고 간단해진다. 그리고 압출된 케이싱에 의해 전체적인 생산 비용을 절감할 수 있게 된다. 더욱이 압출된 배럴부는 동일한 단부를 사용하면서 여러 가지의 배기량을 얻기 위해 그 용량에 맞는 길이로 절단해서 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 압출된 배럴부는 비교적 약하므로 요구되는 강성(견고성)을 얻기 위해서는 강화되어야 한다. 따라서 배럴부와 양 단부의 돌출부 사이를 압력에 의해 상호 접속함으로써 필요한 강성을 얻을 수 있게 된다.

만일 상호 접속되는 면을 원통형으로 한다거나 또는 상호 접속되는 면 중 최소한 하나의 면을 경사지게 한다면 최상의 강성을 얻을 수 있게 된다. 본 발명에 따른 압축기의 양호한 실시예에 있어서, 배출 포트 수단은 배럴부의 평탄한 면의 일부분에 형성된다. 이 평탄한 면은 최소의 조정을 요하는 압출 가공으로 제작될 수 있다. 상기 배출 포트는 압축기의 희망하는 내부 압축비에 따라 적절한 행태와 크기로 절단해 낼 수 있다.

본 발명의 선호되는 실시예를 첨부 도면을 참고하여 이하에 설명할 것이다.

제1도는 배럴부와 각각의 단부가 상호 분리된 상태를 도시한 압축기의 하우징의 사시도이고,

제2도는 조립된 압축기를 도시한 시시도이며,

제3도는 압축기 중앙을 도시한 종단면도이고,

제4a, 4b도는 상호 압착되는 배럴부의 표면과 돌출부의 표면에 대한 다른 실시 형태를 각각 도시한 단면도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 압축기는 배럴부(2: barrel section)와 각각의 단부(3),(4)를 포함하는 하우징(1)을 구비한다. 배럴부(2)에는 두 개의 보어(5)(6)(bore)가 형성되며, 이들 보어는 길이를 따라 서로 일부 중첩되도록 형성된다. 상기 보어 내에는 두 개의 로우터(7)(8)(rotor)가 각각 반대 방향으로 회전하도록 설치되며, 이들 로우터의 헬리컬 랜드(lands)와 랜드의 사이 홈은 보어의 중첩된 부분에서 서로 맞물리게 된다. 로우터의 축(9)(10)은 각각 단부(3)(4)의 저어널(11)(12)(13)(14)(제1도; journal)에 장착되며, 로우터는 바람직하기로는 엔진의 크랭크 축으로부터 벨트(15)(제3도)에 의해 구동되며, 구동력은 기어(16),(17)에 의해 로우터(7)(8)로 각각 전달된다.

한쪽 단부(3)에는 각각의 로우터에 대한 3개의 흡입 포트(18)가 공기 흡입을 위해 형성되며, 배럴부(2)에는 각 로우터로부터 공기를 배출하기 위한 배출 포트(19)가 형성된다. 더욱이, 각각의 단부(3),(4)에는 이들 단부와 하우징의 배럴부를 연결하기 위한 볼트(22) 수납용의 구멍(21)들이 형성된 반경 방향 돌출부(20)가 제공된다.

이들 볼트는 각각 배럴부 외부에 형성된 홈(23)을 통과한다. 또한, 각 단부(3),(4)의 중간 부분에는 나사(25)를 배럴부에 고정시키기 위한 구멍(24)이 제공된다. 단부(4)에는 잘라낸 부분 즉, 절개부(26)가 형성되어 배출 포트(19)와 통하는 채널(channel)을 형성하게 된다. 제1도에 도시한 바와 같이, 단부(4)로부터 먼 쪽에 있는 배출 포트(19)의 가장자리(27)는 작동 로우터의 랜드의 연장 방향 즉, 경사 방향과 거의 동일한 방향을 갖추고 있다.

본 발명에 따른 압축기의 특징 중의 일부는 적절한 재질 가령, 알루미늄을 압출 가공하여 제작한 배럴부(2), 그리고 단부(3)(4)의 돌출부(29)를 압력 끼워 맞춤 즉, 억지 끼워 맞춤(force fit)에 의해 배럴부(2)에 압입시킨다는 것 등이다. 압출 가공(extrusion)에 의해 배럴부 블랭크(blank)를 선택적인 길이로 생산하는 것이 간단해지고, 소정의 경우에 적용할 수 있는 길이로 절단할 수 있게 된다. 도시한 바와 같이, 배럴부의 한쪽 측면(28)은 평면이며, 이 평면의 측부에는 배출 포트(19)가 가령, 밀링 가공에 의해 절삭된다. 종래의 주조형 압축기와는 달리 배출 포트(19)의 크기 조절에 관해 신축성이 있게 됨으로써 희망하는 압축비를 얻을 수 있다.

상기 배출 포트(19)를 기이 방향으로 짧게 만들수록 더 높은 압축비를 얻을 수 있다. 이러한 압출 가공의 장점에도 불구하고, 종래에 그러한 배럴부를 제작할 수 없었던 이유는 압축기에 요구되는 안정성을 얻지 못했던 사실 때문인 것같다.

압출 가공된 배럴부와 이 배럴부에 압입되는 양단부를 억지(압력) 끼워 맞춤에 의해 결합시킴으로써, 요구되는 안정성과 강성을 얻을 수 있게 된다. 더욱이, 압출 가공에 의해 상당히 얇은 두께의 벽을 제공하는 것이 용이해져서 압축기의 중량을 줄일 수 있게 된다. 도시한 실시예에 있어서, 단부(3),(4)를 배럴부(2)에 억지 끼워 맞춤시키는 것은 단부(3)(4)에 돌출부(29)를 마련하고 이 돌출부의 표면(30)의 직경을 보어(5),(6)의 표면(31)의 직경보다 어느 정도 더 크게 함으로써 성취할 수 있게 된다.

도시한 실시예에 있어서, 서로 압착되는 표면(30)(31)을 곧바른 원통형으로 제조할 수도 있지만, 제4a도와 제4b도에 도시한 바와 같이 이들표면 중 최소한 하나의 표면을 경사진 면으로 형성할 수도 있다.

단부(3),(4)는 배럴부(2)와 동일한 재질로 제조하는 것이 바람직하다.

Claims (8)

1. 경금속 또는 알루미늄을 압출 가공하여 제조한 재럴부(2), 그리고 흡입 포트(18)와 배출 포트(19)가 있으며 두 개의 일부 중첩되는 보어(5, 6)에 의해 형성된 작업 공간을 에워싸는 두 개의 단부(3, 4)로 이루어진 하우징을 포함하며, 이 하우징에는 헬리컬 랜드와 홈이 형성된 한 쌍의 맞물린 로우터(7), (8)가 장착되며, 내연 기관의 과급기로 사용하기에 적합한 스크류형 압축기에 있어서, 상기 단부(3, 4)에는 각각 돌출부(29)가 마련되고, 이 돌출부(29)는 상기 배럴부(2)의 단부들의 횡단면과 대응하도록 형성되고, 또 상기 돌출부(29)는 돌출부(29)의 표면(30)과 상기 배럴부(2)의 단부들의 표면(31) 사이의 억지 끼어 맞춤에 의해 상기 배럴부(2)의 단부 속으로 끼워 맞추어지게 되는 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.
2. 제1항에 있어서, 서로 압착된 상기 표면들(30, 31)은 곧바른 원통형 형상으로 된 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.
3. 제1항에 있어서, 서로 압착된 상기 표면들(30, 31)중 최소한 하나의 표면은 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단부(3), (4)와 배럴부(2)는 동일 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 포트(18)는 상기 단부(3, 4)중 하나의 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.
6. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 포트(19)는 사이 배럴부의 한쪽 측면(28)을 따라 형성되며, 이 측면(28)은 평면으로 설계된 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.
7. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 배럴부(2)의 길이 방향으로 형성된 상기 배출 포트(19)의 길이는 압축기의 희망하는 내부 압축비에 맞게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.
8. 제4항에 있어서, 상기 흡입 포트(18)는 상기 단부(3), (4)중 하나의 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크류형 압축기.