KR100293294B1 - 벤형압축기 - Google Patents

Abstract

기밀개소를 적게하여 냉매의 누출을 방지함과 동시에, 사이드블록에 표면처리를 하지 않고 회전자의 소부를 방지하는 베인형 압축기가 제공된다.

그 베인형 압축기는 캠링을 갖는다. 회전자는 캠링내에 회전가능하게 수용된다. 제1헤드가 상기 캠링의 일단면에 고정된다. 제2헤드가 상기 캠링의 타단면에, 상기 캠링의 타측개구를 폐색하고, 또한 상기 회전자의 일단면에 접촉가능하게 고정된다. 상기 사이드블록은 상기 제1헤드내에 상기 캠링의 일측개구를 폐색하고, 또한 상기 회전자의 타단면에 접촉가능하게 수용되어 있다.

Description

베인형 압축기{VANE COMPRESSOR}

본 발명은 베인형 압축기에 관한 것으로서, 특히 외부공간에 노출되는 기밀개소를 적게한 베인형 압축기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 베인형 압축기를 도시한 종단면도, 도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다.

이 베인형 압축기는 캠링(101)과, 캠링(101)내에 회전가능하게 수용되는 회전자(102)와, 회전자(102)의 구동축(107)과, 캠링(101)의 프론트측 단면에 고정되는 프론트 사이드블록(103)과, 캠링(101)의 리어측 단면에 고정되는 리어 사이드블록(104)과, 프론트 사이드블록(103)의 프론트측 단면에 고정되는 프론트 헤드(105)와, 리어 사이드블록(104)의 리어측 단면에 고정되는 리어헤드(106)를 구비하고 있다.

캠링(101)의 내주면과 회전자(102)의 외주면과의 사이에는 상하 2개의 압축공간(112)이 형성되어 있다(도 1에는 한쪽의 압축공간(112)만이 보이고 있다). 회전자(102)에는 복수의 베인홈(113)이 설치되고, 베인홈(113)에는 베인(114)이 미끄럼 움직임 가능하게 삽입되어 있다. 압축공간(112)은 베인홈(113)에 의하여 간막이되어 복수의 압축실로 구분되고, 각 압축실의 용적은 회전자(102)의 회전에 의하여 변화한다.

또, 캠링(101)의 외면에는 2개의 압축공간(112)에 대응하는 토출포오트(116)가 설치되어 있다(도 2에는 한쪽의 토출포오트만 보이고 있다). 캠링(101)의 외면에는 밸브고정부를 가진 토출밸브커버(117)가 볼트(118)에 의하여 고정되어 있다. 캠링(101)의 외면과 토출밸브커버(117)의 내면과의 사이에는 토출포오트(116)를 통하여 압축실로부터 토출가스가 토출되는 토출공간(101c)이 형성되어 있다. 토출공간(101c)에는 토출포오트(116)를 개폐하는 토출밸브(119)가 수용되고, 토출밸브(119)는 토출밸브커버(117)의 내면에 볼트(120)로 고정되어 있다.

구동축(107)의 프론트측 단부는 축받이(108)를 통하여 프론트 사이드블록(103)에, 구동축(107)의 리어측 단부는 축받이(109)를 통하여 리어 사이드블록(104)에 각각 회전가능하게 지지되어 있다. 축받이(108, 109)는 철계통 재료로 형성되어 있으므로, 축받이(108, 109)와 사이드블록(103, 104)과의 열팽창차에 의하여 축받이(108, 109)가 헐거워지지 않도록 양사이드블록(103, 104)에는 각각 공간(103a, 104a)이 형성되고, 각 공간(103a, 104a)에는 철계통 부시(130, 131)가 주입되어 있다.

상술한 베인형 압축기는 압축기 전체를 커버하는 셸을 갖지 않은 이른바 셸이 없는 타입의 압축기인데, 캠링(101), 프론트 사이드블록(103), 프론트 헤드(105), 리어 사이드블록(104) 및 리어헤드(106)가 각각 외부공간에 노출되어 있다. 따라서, 각 부품간의 셸 개소도 많아서, 냉매의 누출이 생기기 쉬웠다.

또, 캠링(101), 프론트 사이드블록(103), 프론트 헤드(105), 리어 사이드블록(104) 및 리어헤드(106) 등의 주요부품에는 구동축(107)이나 축받이(108, 109) 등의 소수의 부품을 제외하고는 알루미늄계 재료가 사용되고 있다. 따라서, 프론트 사이드블록(103)의 리어측 단면, 리어 사이드블록(104)의 프론트측 단면에는 회전중의 회전자(102)의 단면이 접촉하므로, 회전자(102)의 단면의 눌러붙음이 생기는 일이 있어서, 이를 방지하기 위하여 프론트 사이드블록(103)의 리어측 단면, 리어 사이드블록(104)의 프론트측 단면을 표면처리(자기윤활성 피막)하지 않으면 안되었다.

또한, 상술한 바와 같이 축받이(108, 109)의 주위에 공간(103a, 104a)을 형성하고, 그 공간(103a, 104a)에 철계통 부시(130, 131)를 주입하지 않으면 안되었으므로, 구조가 복잡화하여 가공이 번잡하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 외부공간에 노출되는 부품의 수를 줄여서 기밀개소를 적게 함으로써 냉매의 누출을 방지하고, 사이드블록에 표면처리를 하지 않고 회전자의 소부를 방지하며, 또한 사이드블록의 구조를 단순화하여 가공을 쉽게 함으로써 코스트의 저감을 꾀할 수 있는 베인형 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 베인형 압축기의 종단면도.

도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도.

도 3은 본 발명의 1실시형태의 베인형 압축기의 종단면도.

도 4는 프론트 헤드 및 프론트 사이드블록의 리어측 단면(端面)을 도시한 것으로서, 도 3의 IV-IV선에 따른 화살표시 부분도.

도 5는 캠링의 프론트측 단면을 도시한 것으로서, 도 3의 V-V선에 따른 화살표시 부분도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 캠링과 ; 상기 캠링내에 회전가능하게 수용되는 회전자와 ; 상기 캠링의 일단면에 고정되어 단일부재로서 구성되는 제1헤드와 ; 상기 캠링의 타단면에 상기 캠링의 타측개구를 폐색하고, 또한 상기 회전자의 일단면에 접촉가능하게 고정되어, 단일부재로서 구성되는 제2헤드와 ; 상기 제1헤드내에 상기 캠링의 일측개구를 폐색하고, 또한 상기 회전자의 타단면에 접촉가능하게 수용되어 있는 사이드블록을 구비한 베인형 압축기를 제공한다.

본 발명의 베인형 압축기에서는 사이드블록이 제1헤드내에 수용되고, 제2헤드가 캠링에 직접고정되는 구성이 채용되고 있기 때문에, 캠링, 제1헤드 및 제2헤드만이 외부공간에 노출되게 되어, 종래예에 비하여 외부공간에 노출되는 압축기구성 부품의 수가 적어지는 결과, 각 부품간의 시일개소도 줄게 된다.

바람직하기는 상기 회전자가 알루미늄계통 재료로 형성되고, 상기 사이드블록이 철계통 재료로 형성되어 있다.

이 바람직한 태양에 의하면, 사이드블록의 회전자의 측단면에는 회전중의 회전자의 단면이 접촉하나, 사이드블록이 철계통 재료로 형성되어 있으므로, 미끄럼 움직임 특성이 좋아서, 표면처리를 하지 않더라도 회전자의 단면의 소부가 생기지않는다.

또한, 바람직하기는 상기 회전자가 단단히 장착된 구동축과, 상기 사이드블록내에 배설되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 축받이를 구비하고, 상기 축받이가 철계통 재료로 형성되어 있다.

또, 사이드블록이 철계통 재료로 형성되어 있으므로, 열팽창하였을 때 축받이와 사이드블록과의 사이에는 거의 틈새가 생기지 않아 축받이가 헐거워지지 않는다.

바람직하기는, 상기 제1헤드는 내벽면을 가지며, 상기 사이드블록은 외주면을 가지며, 상기 제1헤드의 내벽면, 상기 사이드블록의 외주면 및 상기 캠링의 일단면에 의하여 토출실이 구획형성된다.

이 바람직한 태양에 의하면, 제1헤드내에 수용되는 사이드블록의 외주면을 이용함으로써 토출실을 쉽게 형성할 수 있다.

본 발명의 상술 및 기타의 목적·특징·잇점은 첨부한 도면에 의거한 하기의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확히 될 것이다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 1실시예의 베인형 압축기의 종단면도, 도 4는 프론트 헤드 및 프론트 사이드블록의 리어측 단면을 도시한 것으로서, 도 3의 IV-IV선에 따른 화살표시 부분도, 도 5는 캠링의 프론트측 단면을 도시한 것으로서, 도 3의 V-V선에 따른 화살표시 부분도이다.

이 베인형 압축기는 캠링(1)과, 캠링(1)내에 회전가능하게 수용되는 회전자(2)와, 회전자(2)가 고착된 구동축(7)과, 캠링(1)의 프론트측 단면(일단면)(1a)에 고정된 프론트 헤드(제1헤드)(5)와, 캠링(1)의 리어측 단면(타단면)(1b)에 O링(22)을 통하여 고정되는 리어헤드(제2헤드)(6)와, 프론트 헤드(5)내에 수용되는 프론트 사이드블록(사이드블록)(3)을 구비하고 있다. 프론트 헤드(5)는 대략 바닥이 있는 원통형상으로 되어 있고, 캠링쪽에 개구단부를 가지며, 프론트쪽에 구동축(1)이 지나는 관통구멍(5h)이 형성된 벽부를 가지고 있다. 그 벽부에는 관통구멍(5h)의 주위에 보스부(5b)가 형성되어 있다. 캠링(1), 프론트 사이드블록(3), 프론트 헤드(5) 및 리어헤드(6)는 삽통볼트(50)로 축방향으로 결합되어 있다. 또, 구동축(7)의 프론트측 단부는 축받이(8)를 통하여 프론트 사이드블록(3)에, 구동축(7)의 리어측 단부는 축받이(9)를 통하여 리어헤드(6)에 각각 회전가능하게 지지되어 있다.

캠링(1), 회전자(2), 프론트 헤드(5) 및 리어헤드(6) 등의 부품은 알루미늄계 재료로 형성되고, 구동축(7), 프론트 사이드블록(3) 및 축받이(8, 9) 등은 철계통 재료로 형성되어 있다. 상기 알루미늄계 재료는 예를 들면 JDC14(JIS)이다. 철계통 재료로서는 예를 들면 구동축(7)에 SCM(JIS), 프론트 사이드블록에 FC250(JIS), 축받이에 SUJ(JIS)가 사용된다.

프론트 사이드블록(3)의 리어측 단면(3b)은 캠링(1)의 프론트측 개구(일측개구)를 폐색하도록 캠링(1)의 프론트측 단면(1a)에 고정되어 있다. 프론트 사이드블록(3)의 리어측 단면(3b)은 회전자(2)의 프론트측 단면(타단면)(2a)에 접촉가능하다. 즉, 통상 또는 바람직하기는 프론트 사이드블록(3)의 리어측 단면(3b)과 회전자(2)의 프론트측 단면(2a)은 압축기의 운전시에 냉매에 함유된 윤활유에 의하여 채워지는 매우 좁은 틈새를 통하여 대향하고 있다. 그러나, 때로는 양자는 보다 직접적으로 접촉하여 미끄럼 움직이는 상태로 될 수 있다. 프론트 사이드블록(3)은 프론트쪽을 향하여 반경이 작아지는 대략 원추대의 형상으로 되어 있고, 중앙 장축방향으로 구동축(1)이 지나는 관통구멍(3h)이 형성되어 있다. 프론트 사이드블록(3)의 프론트측 단부(3a)는 상기 프론트 헤드(5)의 벽부의 보스부(5b)에 O링(51)을 통하여 단단히 끼워 맞추어져 있다. 프론트 헤드(5)의 내벽면, 사이드블록의 외주면 및 캠링의 프론트측 단면에 의하여 후술하는 압축실로부터 토출된 고압의 냉매가스가 유입하는 토출실(10)이 형성된다.

리어헤드(6)는 캠링(1)의 리어측 개구(타측개구)를 폐색하고, 또한 회전자(2)의 리어측 단면(일단면)(2b)에 접촉가능하다. 리어헤드(6)에는 냉매가스의 흡입구(6a)가 형성되고, 흡입구(6a)는 흡입실(11)로 연이어 통하고 있다.

캠링(1)의 내주면과 회전자(2)의 외주면과의 사이에는 도 5에 도시한 바와 같이, 상하 2개의 압축공간(12)이 형성되어 있다. 회전자(2)에는 복수의 베인홈(13)이 설치되고, 이들 베인홈(13)내에는 베인(14)이 미끄럼 움직임 가능하게 삽입되어 있다. 압축공간(12)은 베인(14)에 의하여 간막이되어 복수의 압축실이 형성되고, 각 압축실의 용적은 회전자(2)의 회전에 의하여 변화한다.

또, 캠링(1)에는 후술하는 토출밸브(19)가 수용되는 토출공간(토출밸브 수용실)(1c)이 형성되어 있다. 토출공간(1c)의 프론트쪽은 토출실(10)로 개방되어 있다. 도 3중에는 한쪽의 토출공간(1c)만이 보이고 있다. 토출공간(1c)과 압축공간(12)을 간막이하는 격벽은 2개의 압축공간(12)에 대응하는 토출포오트(16)가 설치되어 있다(도 3에는 한쪽의 토출포오트(16)만이 보이고 있다). 토출포오트(16)가 열렸을 때, 압축실의 고압의 냉매가스는 토출포오트(16), 토출공간(1c)을 통하여 토출실(10)로 유입한다.

토출공간(1c)에는 단면이 원호형상의 밸브누르개(32)와, 이 밸브누르개(32)의 외주에 장착된 원호형상의 토출밸브(19)가 수용되어 있다. 토출밸브(19) 및 밸브누르개(32)는 캠링(1)의 외부로부터 볼트삽통구멍(1d)을 통하여 토출공간(1c)내의 밸브누르개(32)의 나사구멍(32a)에 나사박음된 볼트(33)에 의하여 토출공간(1c)내에 지지되어 있다. 볼트(33)의 머리부의 좌면과 캠링(1)과의 사이에는 O링(52)이 장착되어 있다.

캠링(1)의 리어측 단면(1b)에는 흡입실(11)로부터 압축실로 저압의 냉매가스를 보내는 도시생략된 흡입포오트가 설치되어 있다.

다음에, 이 베인형 압축기의 동작을 설명한다.

도시하지 않은 엔진의 회전동력이 구동축(7)에 전달되면 회전자(2)가 회전한다. 도시하지 않은 에버포레이터의 출구로부터 유출한 냉매가스는 흡입구(6a)로부터 흡입실(11)로 들어가서 흡입실(11)로부터 흡입포오트를 통하여 압축공간(12)에 흡입된다.

압축공간(12)내는 베인(14)에 의하여 간막이되어 5개의 압축실이 형성되어 있으나, 각 압축실의 용적은 회전자(2)의 회전에 따라 변화하므로 베인(14)사이에갇힌 냉매가스는 압축되고, 압축된 냉매가스는 토출포오트(16)로부터 토출밸브(19)를 지나, 토출공간(1c)으로 흐른다.

토출포오트(16)로부터 토출공간(1c)에 유입한 고압의 냉매가스는 토출실(10)로 흘러서, 도시생략된 토출구로부터 토출된다.

이 실시예에 의하면, 프론트 사이드블록(3)이 프론트 헤드(5)내에 수용되고, 리어 사이드블록을 사용하지 않고 리어헤드(6)를 캠링(1)의 리어측 단면(1b)에 직접 고정시키는 구성이 채용되고 있으므로, 캠링(1), 프론트헤드(5) 및 리어헤드(6)만이 외부공간에 노출되게 되어, 종래예에 비하여 외부공간에 노출되는 압축기 구성부품의 수가 적어지는 결과, 각 부품간의 시일개소가 줄어서, 냉매의 누출이 생기기 어렵게 된다.

또, 프론트 사이드블록(3)의 회전자측 단면에는 회전중의 회전자(2)의 프론트측 단면(2a)이 접촉하나, 프론트 사이드블록(3)이 철계통 재료로 형성되어 있으므로, 그 미끄럼 움직임 특성이 좋아서, 표면처리를 하지 않더라도 회전자(2)의 프론트 측단면(2a)의 눌러붙음을 방지할 수 있어서, 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 프론트 사이드블록(3)이 철계통 재료로 형성되어, 열팽창되었을 때 축받이(8)와 프론트 사이드블록(3)과의 사이에 거의 틈새가 생기지 않아 축받이(8)는 헐거워지지 않으므로, 축받이(8)의 주위에 공간을 형성하여, 그 공간에 철계통 부시를 주입할 필요가 없어져서 가공이 쉬워진다.

그리고, 프론트 사이드블록(3)이 프론트 헤드(5)내에 수용되므로, 압축기의 소형화를 꾀할 수 있고, 또한 토출밸브(19)를 카트리지상으로 하였으므로, 토출밸브(19)의 주위의 구조가 간소화되어, 토출밸브(19)를 외부로부터 고정시키도록 하였으므로, 치수정밀도 향상, 가공공수 삭감, 코스트의 저감을 꾀할 수 있고, 또 리어 사이드블록과 리어헤드와의 일체화에 의하여 코스트의 저감을 꾀할 수 있다.

이상은 본 발명의 바람직한 태양의 설명인데, 본 발명의 정신 및 범위를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능한 것은 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (4)

1. 캠링 ;

   상기 캠링내에 회전가능하게 수용된 회전자와 ;

   상기 캠링의 일단면에 고정되어, 단일부재로서 구성되는 제1헤드와 ;

   상기 캠링의 타단면에 상기 캠링의 타측개구를 폐색하고, 또한 상기 회전자의 일단면에 접촉가능하게 고정되어, 단일부재로서 구성되는 제2헤드와 ;

   상기 제1헤드내에 상기 캠링의 일측개구를 폐색하고, 또한 상기 회전자의 타단면에 접촉 가능하게 수용되어 있는 사이드블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전자가 알루미늄계 재료로 형성되고, 상기 사이드블록이 철계통 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 회전자가 단단히 장착된 구동축과, 상기 사이드블록내에 배설되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 축받이를 구비하고, 상기 축받이가 철계통 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1헤드는 내벽면을 가지고, 상기 사이드블록은 외주면을 가지며, 상기 제1헤드의 내벽면, 상기 사이드블록의 외주면, 및 상기 캠링의 일단면에 의하여 토출실이 구획 형성되는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.

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