KR100224985B1 - 편심 베인형 로타리압축기 - Google Patents

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구자홍
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00

Abstract

본 발명은 편심베인형 로타리 압축기에 관한 발명으로 실린더, 롤러, 샤프트, 베인, 베인 스프링, 토출포트 및 흡입포트로 구성된 로타리압축기에 있어서,
상기 베인의 설치위치를 실린더의 중심과 흡입측으로 일정거리만큼 어긋나게 설치함으로서 베인의 차압력에 의한 큰 구동토크를 발생하도록 만들고, 냉매를 압축하는 소요되는 동력을 대폭 감소시켜 큰 압축기 효율향상을 도모하기 위한 발명이다.

Description

편심 베인형 로타리압축기
종래의 로타리 압축기의 압축부 구조는 제1도에 나타나 잇는 바와 같이 주요 구성부품으로 실린더(1), 롤러(2), 샤프트(3), 베인(4), 베인스프링(5), 토출포트(6), 흡입포트(10)등으로 구성된다.
상기와 같은 종래 구조에서는 샤프트 축(3)이 회전함에 따라 롤러(2)가 회전하며 또한 롤러(2)회전에 따라 흡입실과 압축실을 분리시키는 역할을 하는 베인(4)이 롤러(2)의 베인스프링(5)의 스프링력과 베인(4) 착압력에 의해 서로 접촉하여 상하 운동을 하며 이 베인(4)의 위치는 그 중심이 실린더(1)의 중심과 일치되게 놓여있다.
따라서 종래구조에서는 롤러(2)의 회전에 따라 회전방향에 있는 압축실을 체적은 연속적으로 줄어들어 냉매개스의 압력이 상승하여 압축이 일어나며 그 반대편에 있는 흡입실을 체적이 연속적으로 감소하여 냉매개스가 흡입포트(7)를 통해 연속적으로 유입되며 상기의 압축실과 흡입실의 압력차에 의해 롤러(2)의 중심에 힘이 작용하며 이 힘과 실린더(1)중심과 롤러(2)중심 사이의 편심거리에 의해 축샤프트(3)은 개스 압축 부하 토크를 받게 된다.
또한 이 개스 압축토크와 마찰부의 마찰 부하토크에 의해 압축기는 냉매를 압축하기 위해 일정한 양의 축동력이 소요된다.
종래의 압축기 구조에서는 베인(4)의 중심이 실린더 (1)의 중심과 일치되게 일렬로 배치되어 있기 때문에 베인(4)양단의 차압력이 실린더(1)의 중심방향으로 작용하여 개스 압축시 필요한 부하토크의 저감효과가 적어 축동력이 많이 소요되어 압축기 효율이 좋지 못한 문제가 있다.
본 발명은 로타리 압축기 압축부에 있는 베인구조에 관한 것으로 특히 압축기의 압축에 필요한 동력을 저감하여 압축기효율을 저감시키는데 목적이 있다.
제1도는 종래의 압축기의 압축부 구성도.
제2도는 본 발명의 로타리 압축기의 압축부 구성도.
제3도는 본 발명의 로타리 압축기의 압축작용력도.
제4도는 본 발명의 로타리 압축기의 효과분석 선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 실린더 102 : 롤러
103 : 샤프트 104 : 베인
105 : 베인스프링 106 : 토출포트
107 : 흡입포트
본 발명은 로타리 압축기의 구조는 제2도에 나타나 있는 바와 같이 그 구성요소는 종래 구조와 동일하나 베인(4)의 설치 위치가 종래구조와 달리 실린더(1)중심과 일치하지 않고 냉매 개스 흡입측으로 일정 거리만큼 어긋나 있는 구조이다.
그런데 본 발명의 구조에서는 그동작 원리는 종래 구조와 동일하나 벵인(4)이 흡입측으로 편심되어 설치되어 있기 때문에 베인(4)양단의 차압력과 베인스프링력의 합력이 작용하는 작용점이 항상 실린더(1)중심에서 흡입측으로 일정거리 떨어져 있는 구조로 되어 있다.
또한 제3도는 본 발명의 로타리 압축기에서 나타나는 압축 작용력에 관한 도면으로서 냉매 개스 압축에 따라 샤프트(3)에 작용하는 개스압축력은 압축실압력과 흡입실압력의 압력차에 롤러(2) 투영면적(즉 롤로(2) 직경 8 롤러(2)높이)을 곱한 값으로 나타내지며 상기 개습 압축력에 실린더(1)중심에서 롤러(2)중심까지의 거리(즉 롤러(2) 편심량)를 곱한값이 개스 압축에 필요한 개스 압축 부하토크이다. 그리고 베인의 양단간에 압력차에 의해 발생하는 베인 차압력은 베인(4)양단 압력차에 베인투영면적(즉 베인(4)두께*베인(4)높이)의 곱이며 상기 베인차압력에 실린더(1)중심에서 베인(4)중심까지의 거리(즉 베인(4)편심량)를 곱한값이 베인(4)차압 구동토크이다.
즉 베인(4)이 롤러(2)를 미는 힘의 작용점이 롤러(2)중심에서 멀리 떨어져 있음으로 베인(4)에 의해 큰 구동토크가 발생하여 개스압축 부하토크를 크게 감소시켜 주며 이러한 베인(4)에 의한 구동토크는 축회전각에 상관없이 항상 구동토크가 발생하게 된다.
따라서 냉매 압축에 필요한 총 부하토크가 크게 감소함으로써 냉매압축에 필요한 축동력 또한 대폭 감소하게 되며 이는 동일량의 냉매를 압축하는 데 소요되는 동력이 적어진다는 의미이다.
제4도는 본 발명의 로타리 압축기의 효과분석 선도로써 종래 구조에 비해 본 발명의 구조에서는 축 회전각별 순시 전체부하토크(또는 전체 개스압축 동력)가 크게 감소하며 따라서 그 평균값도 크게 감소하게 된다.
본 발명의 로타리 압축기에서는 베인(4)이 실린더(1)의 중심과 어긋나 흡입측에 설치되어 있으므로서 베인(4)의 차압력에 의한 구동토크가 크게 발생하여 냉매를 압축하는 데 필요한 전체 부하토크가 크게 감소하여 동일량의 냉매를 압축하는데 소요되는 동력이 크게 감소하여 압축기 입력이 크게 줄어 들어 압축기 효율을 크게 향상시키는 효과가 기대된다.

Claims (1)

  1. 실린더, 로타리, 샤프트 베인, 베인 스프링, 토출 포트, 흡입포트로 구성된 로타리압축기에 있어서, 상기 베인의 설치위치를 실린더의 중심과 흡입측으로 일정거리만큼 어긋나게 설치하여 베인의 차압력에 의한 큰 구동토크를 발생하도록 만들고, 이로 인해 냉매를 압축하는 데 소요되는 동력을 대폭 감소시켜 큰 압축기 효율을 향상 시키는 것을 특징으로 하는 편심베인형 로타리 압축기.
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