KR100291991B1 - 로터리압축기의냉매누설방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기의 냉매 누설 방지 구조에 관한 것으로서, 특히 대체냉매의 사용시 냉매가 누설되는 현상을 방지하여 압축기의 체적효율을 향상시키고, 결과적으로 압축기의 성능을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 실린더와 메인베어링의 사이 또는 실린더와 서브베어링의 사이에 실린더의 압축실과 실린더 외부 사이를 밀폐시키기 위한 누설방지수단이 형성된 것이다.

Description

로터리 압축기의 냉매 누설 방지 구조{Preventing refrigerant leakage structure of rotary compressor}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 냉매를 R22 보다 차압이 55%나 큰 R410a로 구성시 실린더 헤드면과 메인, 서브베어링의 사이에 발생되는 냉매가스의 누설현상을 방지하기 위한 냉매 누설 방지 구조에 관한 것이다.

일반적인 로터리 압축기는 도 1 에 도시된 바와 같이, 압축기의 외관을 이루는 밀폐용기(1)내에 압축기구부와, 이를 구동하는 전동기구부로 구성하였다.

상기 전동기구부는 전원이 인가되면 자력을 발생하는 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 자력에 의해 회전하는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)에 압입되어 회전자(3)와 같이 회전하는 크랭크축(4)으로 구성하였다.

상기 압축기구부는 전동기구부의 하부에 위치하며, 도 2 에 도시된 바와 같이 크랭크축(4) 하부에 편심 축설되어 크랭크축(4)의 회전에 따라 편심회전하면서 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러(5)와, 상기 롤러(5)의 작용공간이 되는 실린더(6)와, 상기 롤러(5)에 의해 실린더(6)의 슬롯(7) 내를 왕복 운동하면서 흡입실(8)과 압축실(9)을 분리하는 베인(10)으로 구성하였다.

그리고, 크랭크축(4)을 지지하는 메인베어링(11) 및 서브베어링(12)이 실린더(6)의 상, 하부에 조립되어 있고, 롤러(5)의 회전각이 일정각이 되면 냉매가 흡입되는 흡입구(13)가 실린더(6)의 흡입실(8)측을 관통하며, 롤러(5)에 의해실린더(6)의 슬롯(7) 내를 왕복 운동하는 베인(10)에 복원력을 제공하는 베인 스프링(14)이 베인(10)과 연결되어 있고, 실린더(6) 내에서 압축된 냉매를 토출하는 반달형의 토출구(15)가 실린더(6)의 압축실(9)측에 위치하고 있다.

이와 같이 구성된 로터리 압축기에 전원이 인가되면 고정자(2)와 회전자(3) 사이에 유도기전력이 발생하여 회전자(3)가 회전하게 되고, 상기 회전자(3)의 회전에 따라 회전자(3)에 압입된 크랭크축(4)이 회전하게 된다.

상기 크랭크축(4)의 회전에 따라 크랭크축(4) 하부에 편심 축설된 롤러(5)가 실린더(6)의 내주면을 따라 일정한 편심 궤적을 그리면서 자전 및 공전운동을 하게 되는데, 이때 베인(10)은 롤러(5)의 회전에 따라 실린더(6)의 슬롯(7) 내를 상, 하 운동하면서 흡입실(8)과 압축실(9)을 분리하게 된다.

한편, 롤러(5)가 회전하기 시작하면 흡입력이 발생하여 냉매가 실린더(6)의 흡입구(13)를 통해 실린더(6) 내로 유입되고, 롤러(5)가 일정각 이상으로 회전하게 되면 냉매의 압축이 시작되며, 상기 롤러(5)의 회전각이 200°근방에 왔을 때 압축실(9)내의 압력이 토출압과 같거나 커지게 되어 토출구(15)의 밸브(도면상에 미도시)가 열리고, 토출이 이루어지게 된다.

이때, 실린더(6) 내의 압축실(9) 압력은 실린더(6) 외부의 압력 보다 높아지게 되므로 도 3 과 같이, 고압의 냉매가 실린더(6)와 메인베어링(11), 서브베어링(12)의 사이로 누설되는 현상이 발생된다.

특히, 실린더(6)와 밀폐용기(1)의 3점 용접시 실린더(6)에 열변형이 일어나 실린더(6)의 평면도가 저하되고, 실린더(6)와 메인베어링(11), 서브베어링(12)의체결시 일정 체결 토크가 국부적으로 가해져 힘이 가해지는 부분에 변형이 발생되므로 실린더(6)와 메인베어링(11), 서브베어링(12)의 사이에 틈새가 형성되며, 이 틈새로 고압의 냉매가 저압측으로 누설되는 것이다.

이러한 냉매의 누설현상으로 인해 압축기의 체적효율이 저하되고, 이에 따라 성능이 떨어지게 되며, 특히 R22 냉매 보다 차압이 55%나 큰 R410a 등의 대체냉매 사용시에 이러한 문제는 더욱 심각해지게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 실린더의 헤드면에 오링홈을 가공하고, 이 홈에 오링을 체결함으로써 실린더와 메인, 서브베어링의 사이로 냉매가 누설되는 현상을 방지하는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 로터리 압축기의 구성도.

도 2 는 종래 로터리 압축기의 압축기구부 상세도.

도 3 은 종래 로터리 압축기의 냉매 누설현상을 나타낸 부분 상세도.

도 4 는 본 발명에 의한 로터리 압축기의 압축기구부로서,

(가)는 평면도.

(나)는 정면도.

도 5 는 본 발명에 의한 다른 실시예의 구성도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 롤러 102 : 실린더

103 : 슬롯 104 : 베인

105 : 베인 스프링 106 : 메인베어링

107 : 서브베어링 108 : 오링 홈

109 : 오링 110 : 압축실

111 : 흡입실

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로터리 압축기의 냉매누설 방지 구조는, 크랭크축의 하부에 편심 축설되어 상기 크랭크축의 회전에 따라 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러와, 상기 롤러의 작용 공간이 되는 실린더와, 상기 실린더에 형성되어 있는 슬롯내를 왕복 운동하면서 흡입실과 압축실을 분리하는 베인과, 상기 베인을 탄성 지지하는 베인 스프링과, 상기 실린더의 상측과 하측에 설치되는 메인 및 서브베어링을 포함하는 로터리 압축기에 있어서, 상기 실린더와 상기 메인 및 서브 베어링의 사이에 실린더의 압축실과 실린더의 외부 사이를 밀폐시키기 위한 오일링이 설치되고, 상기 오일링은 상기 실린더 또는 메인 및 서브베어링에 각각 형성된 홈에 삽입 고정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 의한 로터리 압축기의 압축기구부 구성도로서, 크랭크축(도면상에 미도시)의 하부에 편심 축설되어 상기 크랭크축의 회전에 따라 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러(101)와, 상기 롤러(101)의 작용 공간이 되는 실린더(102)와, 상기 롤러(101)의 회전에 따라 실린더(102)에 형성되어 있는 슬롯(103)내를 왕복 운동하면서 흡입실과 압축실을 분리하는 베인(104)과, 상기 베인(104)을 탄성 지지하는 베인 스프링(105)과, 압축기구부를 지지하는 메인베어링(106) 및 서브베어링(107)으로 구성된다.

또한, 상기 실린더(102)의 내부와 실린더(102)의 외부 사이를 밀폐시키기 위해 실린더(102)의 헤드면(실린더의 메인베어링 및 서브베어링 접촉부)에는 오링형상의 홈(108)이 가공되고, 이 홈(108)에는 오링(109)이 체결된다.

상기 홈(108)은 실린더(102)의 헤드면에 접촉되는 메인베어링(106)과 서브베어링(107) 측에만 형성할 수 있다. 또한, 상기 홈(108)은 실린더(102)의 헤드면과 메인 및 서브베어링(106)(107)의 양측 모두에 형성할 수 있는 것이다.

도면상의 미설명 부호 110은 압축실이고, 111은 흡입실이다.

이하에서는 본 발명에 의한 작용을 설명한다.

먼저, 크랭크축의 회전에 따라 롤러(101)가 일정한 궤적을 그리면서 실린더(102) 내주면을 자전 및 공전하게 되면 흡입력이 발생되어 냉매가실린더(102)의 내부로 흡입되고, 상기 롤러(101)가 일정각 이상으로 회전하게 되면 냉매의 압축이 시작되는데, 이때 냉매가 압축되는 실린더(102)의 압축실(110) 압력이 실린더(102) 외부의 압력 보다 커지게 된다.

이러한 압차에 의해 고압의 냉매가 고압측(압축실)에서 저압측(실린더 외부)으로 이동하려는 성질을 갖게 된다.

하지만, 실린더(102)의 헤드면(실린더의 메인베어링 및 서브베어링 접촉부)에는 오링 형태의 홈(108)이 형성되어 있고, 이 홈(108)에 오링(109)이 체결되어 있으므로 실린더(102)의 내부와 외부 사이가 밀폐된 상태가 된다.

이에 따라, 실린더(102) 내부의 압축실(110)에서 압차에 의해 실린더(102) 외부로 이동하려는 냉매는 상기 오링 홈(108) 및 오링(109)에 막혀 누설이 방지되는 것이다.

본 발명에 의한 다른 실시예는 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 오링 홈(208) 및 오링(209)을 메인베어링(106) 및 서브베어링(107)에 형성한 것으로서, 본 발명의 실시예와 동일한 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 R22 보다 차압이 55%나 큰 R410a 등의 대체 냉매 사용시에 냉매의 누설을 방지할 수 있어 압축기의 체적효율이 향상되고, 결과적으로 압축기의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 크랭크축의 하부에 편심 축설되어 상기 크랭크축의 회전에 따라 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러와, 상기 롤러의 작용 공간이 되는 실린더와, 상기 실린더에 형성되어 있는 슬롯내를 왕복 운동하면서 흡입실과 압축실을 분리하는 베인과, 상기 베인을 탄성 지지하는 베인 스프링과, 상기 실린더의 상측과 하측에 설치되는 메인 및 서브베어링을 포함하는 로터리 압축기에 있어서,

   상기 실린더와 상기 메인 및 서브 베어링의 사이에 실린더의 압축실과 실린더의 외부 사이를 밀폐시키기 위한 오일링이 설치되고, 상기 오일링은 상기 실린더와 메인 및 서브베어링에 각각 형성된 홈에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기의 냉매 누설 방지구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈은 실린더의 상면 및 하면에만 형성됨을 특징으로 하는 로터리 압축기의 냉매 누설 방지 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈이 메인베어링과 서브베어링에만 형성됨을 특징으로 하는 로터리 압축기의 냉매 누설 방지 구조.