KR100305864B1 - 로터리 압축기의 변형 방지구조 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 쉘과 하부덮개의 용접시 발생되는 변형전파를 차단하기 위한 로터리 압축기의 변형 방지구조에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 평판을 말아 각 단부를 서로 용접하여 원통형 쉘을 구비하고, 그 내부 하측에는 냉매를 흡입·압축하는 실린더가 용접·고정되며, 상기 쉘의 상, 하측 단부의 내주면에는 상, 하부 덮개의 외주면이 끼워지며 용접되어 쉘의 밀봉상태를 유지하는 로터리 압축기에 있어서: 상기 하부덮개의 상단부와 인접하는 상기 쉘의 하측부위에는 쉘의 중심에 대해 동심 및 원심방향의 적어도 어느 일측으로 돌출되는 돌출부가 설정된 간격을 두고 원주 방향으로 배치되어 구비된다.

이에 따라, 쉘과 하부덮개의 용접시 발생되는 열로 인해 발생된 변형 전파가 쉘의 돌출부에 의해 분산 및 차단되어 실린더의 변형이 방지되며, 고압 냉매의 누설이 방지됨은 물론 실린더와 쉘의 마찰 소음이 방지되는 이점이 있다.

Description

로터리 압축기의 변형 방지구조{Structure preventing transformation in rotary compressor}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쉘과 하부덮개의 용접시 발생되는 열에 의한 변형력이 실린더측으로 전달되는 것을 방지하기 위한 변형 방지구조에 관한 것이다.

일반적으로, 로터리 압축기는 크랭크축의 하부에 장착된 편심 롤러가 크랭크축의 회전에 연동하여 실린더의 내주면을 따라 공전 및 자전하는 운동에 의해 냉매를 흡입, 압축하는 기기임은 주지된 사실이다.

이러한 로터리 압축기로 도 1과 같은 장치가 있다.

도 1에 제시된 장치를 종래의 로터리 압축기의 한 예로서 설명한다.

이 로터리 압축기는 도 1과 같이 크게 냉매를 압축하는 압축기구부와, 크랭크축(3)을 통해 상기 압축기구부에 구동력을 제공하는 전동기구부로 구성된다.

먼저, 전동기구부는 전자석으로 된 고정자(1)와, 영구자석으로 된 회전자(2)로 구성되며, 이러한 전동기구부의 구동력을 압축기구부에 전달하는 크랭크축(3)은 회전자(2)에 압입되어 있으므로 전원이 인가되어 고정자(1)가 자화되면 고정자(1)와 회전자(2) 사이에 상호 유도작용이 발생되어 회전자(2) 및 크랭크축(3)이 회전하게 된다.

압축기구부는 크랭크축(3)의 하부에 편심 설치된 롤러(4)와, 롤러(4)의 회전에 따라 냉매가 흡입·압축되는 공간인 실린더(5)로 구성되어 크랭크축(3)이 회전하게 되면 롤러(4)가 실린더(5)의 내주면을 따라 일정한 편심궤적을 그리면서 회전하게 된다.

또한, 실린더(5)의 상·하부에는 이를 지지하는 메인 베어링(6) 및 서브 베어링(7)과, 토출 냉매의 소음을 저감하기 위해 메인 베어링(6)에 체결되어 소정의 공명공간을 형성하는 머플러(8)가 구비되며, 실린더(5)의 내부에는 도 2와 같이 냉매의 흡입구(10) 및 토출구(11)가 형성되고, 토출구(11) 인접부에 형성된 슬롯(12)내를 롤러(4)의 회전에 따라 왕복하면서 흡입실(14)과 압축실(15)을 분리하는 베인(13)이 구비되어 롤러(4)가 실린더(5) 내주면을 따라 자전 및 공전하기 시작하면 실린더(5) 내측으로 흡입력이 발생하여 냉매가 흡입구(10)를 통해 실린더(5)의 흡입실(14) 내로 유입되고(흡입행정), 롤러(4)가 일정각 이상으로 회전하게 되면 냉매의 압축이 시작되며(압축행정), 롤러(4)의 회전각이 200°근방에 왔을 때 압축실(15) 내의 압력이 토출압과 같거나 커지게 되어 토출구(11) 전면의 도면상에 도시되지 않은 토출밸브가 열리고, 압축 냉매의 토출이 이루어지게 된다(토출행정).

이때, 실린더(5)의 내부에서 이루어지는 냉매의 압축 및 토출과정에서 발생하는 압력 맥동에 의하여 충격 진동이 발생되고, 이러한 가진력이 압축부 구성 요소 부품들의 요동에 의한 진동을 발생시키게 되며, 실린더(5)의 외부로 전파되어 실린더(5)와 용접되어 있는 쉘(9)을 진동시킴으로써 압축기 외부로 소음이 누설되므로 토출구(11)를 통해 토출되는 냉매를 일정한 공명공간이 형성된 머플러(8)로유입시켜 냉매의 유동소음을 해결하게 된다.

즉, 토출되는 냉매는 머플러(8)로 유입되어 그 형상에 따라 팽창 및 수축하면서 음압 레벨이 감소된 상태로 토출되며, 고정자(1)와 쉘(9)의 간극 및 고정자(1)와 회전자(2) 사이의 에어 갭(Air-gap)을 통해 상승하여 쉘(9) 상부의 토출파이프(16)를 통해 냉동 사이클 또는 공조 사이클로 배출되는 것이다.

이러한 로터리 압축기의 흡입·압축·토출행정은 통상 약 50∼60㎐의 주기로 이루어지게 된다.

한편, 로터리 압축기의 외곽은 기밀성을 유지하고 있는 쉘(9) 및 상/하부덮개(17)(18)의 3부분으로 이루어지는데, 압축기 내부는 운전 중 20기압 이상의 고압이 유지되므로 쉘(9) 및 상/하부덮개(17)(18)는 고압의 냉매가 누설되지 않도록 정밀한 용접이 요구된다.

통상적으로, 로터리 압축기는 쉘 내부에 각 기구부를 용접·고정한 후 상/하부덮개를 쉘의 상/하부에 각각 용접하여 압축기의 내부를 밀봉하게 되는데, 쉘과 각 덮개를 용접하는 과정에서 필연적으로 열이 발생되어 쉘을 변형시키게 된다.

이러한 변형력, 특히 하부덮개와 쉘의 용접시 발생되는 변형력이 인접하게 위치한 실린더에 외력으로 작용되어 실린더를 변형시키는 문제가 있다.

이와 같이 실린더가 변형되면 냉매의 누설 및 마찰이 증가되어 소음이 증가되고 효율은 감소한다. 또한 쉘이 변형되면 쉘의 내측벽과 접촉되어 있는 실린더와의 사이에 마찰음이 존재하여 소음을 더욱 가중시키게 된다.

한편, 하부덮개의 경우에는 쉘과의 용접 전에 쉘 내측벽에 용이하게 삽입되도록 일정부분을 가공한 후 쉘에 억지 끼움을 하게 되므로 이로 인한 가공비용이 증가되고, 억지 끼움으로 인한 조립공차의 불균일로 제품의 불량률이 높아지는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 하부덮개와 쉘의 용접시 발생되는 열 및 변형력이 실린더측으로 전도되지 않도록 하는 로터리 압축기의 변형 방지구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

다른 견지로는, 하부덮개를 가공하지 않고도 쉘에 일정 깊이로 용이하게 삽입하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 로터리 압축기의 종단면도이고,

도 2는 일반적인 로터리 압축기의 압축기구부 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 부분 종단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 로터리 압축기의 쉘 형상을 나타낸 도면으로서,

도 4a는 외측으로 돌출된 경우이고,

도 4b는 내측으로 돌출된 경우이고,

도 4c는 돌출부가 원통쉘 용접부의 주변부를 제외하고 연속적으로 형성된 경우이고,

도 5는 본 발명의 다른 실시 예시도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

5 : 실린더 9 : 쉘

9a : 돌출부 9b : 원통쉘 용접부

18 : 하부덮개

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 평판을 말아 각 단부를 서로 용접하여 원통형 쉘을 구비하고, 그 내부 하측에는 냉매를 흡입·압축하는 실린더가 용접·고정되며, 상기 쉘의 상, 하측 단부의 내주면에는 상, 하부 덮개의 외주면이 끼워지며 용접되어 쉘의 밀봉상태를 유지하는 로터리 압축기에 있어서: 상기 하부 덮개의 상단부와 인접하는 상기 쉘의 하측부위에는 쉘의 중심에 대해 동심 및 원심방향의 적어도 어느 일측으로 돌출되는 돌출부가 설정된 간격을 두고 원주 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 변형 방지구조를 제공한다.

이와 같이 하면, 쉘과 하부덮개의 용접시 발생된 열에 의해 쉘이 변형되더라도 이러한 변형 전파가 쉘의 돌출부에 의해 분산 및 차단되어 실린더측으로 전달되지 못하게 된다.

그 결과, 실린더의 변형을 미연에 방지할 수 있어 냉매의 누설 및 소음의 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 로터리 압축기의 변형 방지구조의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 도 1 및 도 2와 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 쉘 설명에 제공되는 실시예를 나타내는 부분 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 로터리 압축기의 쉘 형상을 나타낸 도면으로서, 도 4a는 외측으로 돌출된 경우이고, 도 4b는 내측으로 돌출된 경우이고, 도 4c는 돌출부가 원통쉘 용접부의 주변부를 제외하고 연속적으로 형성된 경우이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예시도이다.

본 실시 예에 따른 로터리 압축기는 도 3 및 도 4와 같이 원통형 쉘(9)의 하부 일측에 실린더(5)가 용접·고정되며, 하측 단부에는 하부덮개(18)가 용접되어 압축기 내부를 밀봉하고 있다.

또한, 하부덮개(18)와 용접시 발생되는 변형전파가 실린더(5)측으로 전달되지 않도록 쉘(9)의 실린더접촉부와 하부덮개용접부의 사이를 원주방향으로 돌출시켜 구성하게 되며, 이 돌출부(9a)는 압축기의 내측이나 외측으로 돌출시킬 수 있다.

이때, 돌출부(9a)는 용접이 용이하도록 쉘(9)을 원통형으로 만들기 위해 용접되는 원통쉘 용접부(9b)에 간섭되지 않도록 함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 로터리 압축기의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압축기를 구성하기 위한 순서에 따라 실린더(5)를 쉘(9)의 하부 일측에 용접하여 고정한 후 압축기 내부를 밀봉하기 위해 하부덮개(18)를 쉘(9)의 하측 단부에 용접하게 된다.

이때, 하부덮개(18)와 쉘(9)을 용접하는 과정에서 필연적으로 열이 발생되며, 이 열에 의해 쉘이 변형되고, 변형력은 쉘(9)을 따라 상부방향으로 전달된다.

만일 이러한 변형력을 차단하지 않으면 인접한 실린더(5)에까지 전달되어 실린더(5)를 변형시키는 문제가 있으므로 이를 차단하기 위한 구조가 필요하다.

따라서, 본 발명은 이러한 변형력을 차단하기 위해 쉘(9)의 실린더접촉부와 하부덮개용접부의 사이를 원주방향으로 돌출시켜 구성한 것으로, 쉘(9)에 돌출부(9a)를 구성하게 되면 강성이 보강됨과 아울러 고유진동수가 타부분과 다르게 설정되므로 전달된 변형력은 이 돌출부(9a)에 의해 차단 및 분산되어 실린더(5)측에 미치지 못하는 것이다.

이때, 쉘(9)에 돌출부(9a)를 구성함에 있어 압축기의 내측이나 외측으로 돌출시킬 수 있으며, 강성에 있어서는 내측으로 돌출된 경우나 외측으로 돌출된 경우가 동일하다고 할 수 있다.

특히, 쉘(9)을 내측으로 돌출시킨 경우에는 이 돌출부(9a)가 하부덮개(18)에 대해 가이드하는 역할을 하게 된다. 즉, 하부덮개(18) 조립시 하부덮개(18) 끝부분이 돌출부(9a)에 걸리므로 하부덮개(18)를 쉘(9)에 일정 깊이 삽입하기 위한 가공이 필요치 않게 되는 이점이 있다.

이 경우에는 실린더(5)와 쉘(9)의 용접을 위해 실린더(5)를 쉘(9)에 삽입함에 있어 쉘(5)의 내측으로 돌출된 부위의 경이 실린더(5)의 경보다 작기 때문에 하부측으로 실린더(5)를 삽입시킬 수 없게 되나, 쉘(9)의 상부측으로 실린더(5)를 삽입할 수 있으므로 문제시되지 않는다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 것으로, 돌출부(9a)를 쉘(9)의 원주방향을 따라 연속적으로 구성하지 않고 일정 간격으로 배치한 것이다.

이와 같이 구성하게 되면 돌출부(9a)를 원주방향을 따라 연속적으로 구성한 것과 비교하여 고유진동수의 변화폭은 작지만 강성은 더 보강되므로 이러한 강성에 의해 변형 전파를 용이하게 차단할 수 있게 된다.

한편, 비교 예로서 종래의 기술, 즉 다시 말해서 쉘과 하부덮개의 용접시 발생되는 열에 의해 쉘이 변형되며, 이 변형력이 실린더에 전달되어 실린더가 변형되는 것과 달리, 본 발명은 쉘이 변형되더라도 변형력이 돌출부에 의해 분산 및 차단되어 실린더측으로 전달되지 못함을 알 수 있다.

이 결과에서, 본 발명에 의하면 실린더의 변형으로 인한 고압 냉매의 누설 및 실린더-쉘 사이의 마찰 소음을 줄일 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 쉘과 하부덮개의 용접시 발생되는 열로 인해 쉘이 변형되나 이 변형 전파가 본 발명에 의한 쉘의 돌출부에 의해 분산 및 차단되어 실린더측으로 전달되지 못하게 된다.

따라서, 실린더의 변형이 방지되어 고압 냉매의 누설이 방지됨은 물론 실린더와 쉘의 마찰 소음이 방지되는 효과가 있다는 것이다.

Claims (1)

1. 평판을 말아 각 단부를 서로 용접하여 원통형 쉘을 구비하고, 그 내부 하측에는 냉매를 흡입·압축하는 실린더가 용접·고정되며, 상기 쉘의 상, 하측 단부의 내주면에는 상, 하부 덮개의 외주면이 끼워지며 용접되어 쉘의 밀봉상태를 유지하는 로터리 압축기에 있어서:

   상기 하부덮개의 상단부와 인접하는 상기 쉘의 하측부위에는 쉘의 중심에 대해 동심 및 원심방향의 적어도 어느 일측으로 돌출되는 돌출부가 설정된 간격을 두고 원주 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 변형 방지구조.