KR100324770B1 - 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조에 관한 것으로, 본 발명은 실린더의 내부공간에 흡입구와 토출구가 연통되고, 상기 실린더의 내부공간에 삽입되어 그 내부공간을 적어도 두 개 이상의 밀폐공간으로 구분하도록 캠면이 형성된 구획판이 회전축에 일체로 성형 또는 결합 구비되며, 상기 구획판의 캠면에 압접되는 베인이 흡입구와 토출구 사이에 개재되어 회전축의 회전시 상기한 각각의 밀폐공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키도록 하여 유체를 연속적으로 흡입 압축 토출시키는 밀폐형 압축기에 있어서 ; 상기 각각의 베인에 미끄럼 접촉되는 구획판의 양측 캠면에 각 공간의 체적을 늘리기 위한 체적홈을 음각지게 형성하는 동시에 상기 각 베인의 접촉면에는 그 체적홈에 대응되도록 체적돌부가 형성되어 구성됨으로써, 상기 제1 공간 및 제2 공간의 실제 행정체적을 확대하여 압축기의 외형이나 내부의 각 요소들을 확대하지 않고도 압축기 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조{STROKE VOLUME MAGNIFICATION STRUCTURE FOR ENCLOSED COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 사체적을 줄여 압축기 효율을 향상시키고자 하는 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로 크게 왕복동식 압축기, 스크롤식 압축기, 원심식 압축기(터보식 압축기라고도 함), 베인식 압축기(회전식 압축기라고도 함) 등으로 구분된다. 이 중에서 베인식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식 과는 달리 회전체를 이용하여 유체를 흡입 압축시켜 토출시키게 된다.

상기 베인식 압축기의 전형(典型)은 원형 실린더의 내주면에 선접촉하도록 롤링피스톤을 회전축의 편심부에 결합시킴과 아울러 상기 실린더의 내부공간을 흡입영역과 압축영역으로 구획하는 동시에 상기 롤링피스톤의 궤적에 따라 평면상에서 왕복운동을 하는 베인을 상기한 롤링피스톤의 외주면에 접동 가능하도록 설치하여 유체를 흡입 압축하여 토출시키는 방식이 주로 알려져 왔다.

이러한 전형적인 베인식 압축기는 회전축이 한 번 회전할 때마다 한 번씩만 압축행정을 수행하게 되어 비효율적일 뿐만 아니라, 상기 회전축이 편심 회전하게 되어 부재간 긁힘 등으로 인한 신뢰성 저하 및 편심부로 인한 사체적의 증가, 그리고 압축유체가 하나의 토출포트를 통해 일시에 토출되므로 토출소음이 증가하게 되는 등의 여러 문제점이 있었다.

이를 감안한 종래의 밀폐형 압축기는, 실린더의 내부공간을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하되 그 두 공간이 흡입영역과 압축영역으로 전환시켜 유체를 흡입 압축 토출시키는 구획판을 회전축에 결합 또는 일체로 형성하여 회전축이 한 번 회전할 때마다 압축행정이 두 번 수행되도록 하는 것으로, 도 1에 이를 도시하였다.

이에 도시된 바와 같이 선출원된 밀폐형 압축기는, 밀폐케이싱(1)의 내측 상부에 동력을 발생시키도록 고정자(Ms)와 회전자(Mr)로 이루어진 전동기구부가 구비되고, 그 전동기구부의 회전자(Mr)에 연결되어 유체를 흡입 압축 및 토출시키는 압축기구부가 구비되어 있다.

상기 압축기구부는 케이싱(1)의 하반부에 고정되는 실린더(2)와, 그 실린더(2)의 상면 및 하면에 고정되어 함께 실린더(2)의 내부공간을 형성하는 제1 베어링 플레이트(3A) 및 제2 베어링 플레이트(3B)와, 상기 전동기구부의 회전자(Mr)에 일체로 결합되는 동시에 각각의 베어링 플레이트(3A,3B)에 관통 결합되어 상기한 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 그 회전축(4)에 일체로 결합되거나 또는 일체로 성형되어 상기 실린더(2)의 내부공간을 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 구획하는 구획판(5)과, 그 구획판(5)의 양면에 각각 하단 및 상단이 접촉되어 상기한 회전축(4)의 회전시 각각의 공간(S1)(S2)을 각각 흡입영역 및 압축영역으로 구획시키는 제1 베인(6A) 및 제2 베인(6B)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 구획판(5)은 그 외주면이 실린더(2)의 내주면에 미끄럼 접촉되는 것으로, 평면 투영시 진원상의 원판형으로 형성되어 측면 전개시 내주면에서 외주면까지동일한 두께를 갖는 정현파 모양의 캠면으로 형성된다.

상기 제1 베인(6A) 및 제2 베인(6B)은 장방형의 직육면체로 형성되어 각각의 베어링 플레이트(3A,3B)를 관통하여 전술한 바와 같이 구획판(5)의 상하 양측 캠면에 각각 접촉되어 회전축(4)의 회전시 축방향으로 왕복운동을 하는 것으로, 그 각 베인(6A,6B)의 외측면은 실린더(2)의 내주면에 접촉되거나 또는 삽입되는 반면 그 내측면은 상기한 회전축(4)의 외주면에 미끄러지게 접촉되도록 결합되어 있다.

도면중 미설명 부호인 2a 및 2b는 각 공간의 흡입구, 3a 및 3b는 토출구, 7A 및 7B는 토출머플러, 7a 및 7b는 토출구멍, 8A 및 8B는 밸브부재이다.

상기와 같은 선출원된 밀폐형 압축기의 일반적인 동작은 다음과 같다.

즉, 상기 전동기구부에 전원이 인가되어 회전자(Mr)가 회전을 하게 되면, 그 회전자(Mr)에 결합된 회전축(4)이 구획판(5)과 함께 어느 한 방향으로 회전을 하게 되고, 이와 함께 상기 구획판(5)의 양면에 각각 접촉되어 있던 각각의 베인(6A,6B)이 서로 반대방향으로 축방향 왕복운동을 하면서 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)의 용적을 가변시키게 되며, 이렇게 가변되는 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 유체가 각각의 흡입구(2a,2b)를 통해 동시에 흡입되었다가 구획판(5)의 상사점 또는 하사점이 토출개시점에 도달하는 순간 각각의 밸브부재(8A,8B)를 열면서 각각의 토출구(3a,3b)를 통해 압축된 유체를 함께 토출시키게 된다.

이때, 상기 회전축(4)의 회전시 실린더(2)와 각 베어링 플레이트(3A,3B)와 구획판(5) 그리고 각 베인(6A,6B)으로 이루어지는 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)의 실질적인 행정체적은 구획판(5)의 상사점에서 시작하여 360°회전한 상사점 사이의 공간(이를 편의상, 제1 공간)(S1) 또는 하사점에서 시작하여 360°회전한 하사점 사이의 공간(이를 편의상, 제2 공간)(S2)으로서, 상기 제1 공간(S1)의 행정체적은 실린더(2)의 내주면과 제1 베어링 플레이트(3A)의 내저면과 구획판(5)의 상면과 제1 베인(6A)의 일측면 그리고 회전축(4)의 외주면으로 이루어지는 만큼의 체적인 반면, 상기 제2 공간(S2)의 행정체적은 실린더(2)의 내주면과 제2 베어링 플레이트(3B)의 내저면과 구획판(5)의 저면과 제2 베인(6B)의 일측면 그리고 회전축(4)의 외주면으로 이루어지는 만큼의 체적에 해당된다. 따라서, 동일 크기의 압축기 효율을 향상시키기 위하여는 압축기의 실질적인 행정체적, 즉 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)의 실제 체적을 늘리는 것이 중요한 해결수단의 하나가 될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 선출원된 압축기에서는 전술한 바와 같이, 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)을 이루는 요소들이 정밀하고도 복잡하게 조합 연동되어 실제로는 압축기의 행정체적을 증가시키기가 난해하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 선출원된 압축기가 가지는 단점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기의 행정체적을 용이하게 증가시켜 압축기 성능을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 밀폐형 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 밀폐형 압축기에서 구획판 형상을 설명하기 위해 보인 압축기구부의 사시도.

도 3a는 종래 밀폐형 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도.

도 3b는 도 3a의 'A'부를 보인 상세도.

도 4는 본 발명 밀폐형 압축기에서 구획판 형상을 설명하기 위해 보인 압축기구부의 사시도.

도 5a는 본 발명 밀폐형 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도.

도 5b는 도 5a의 'B'부를 보인 상세도.

도 6은 도 5a의 'B'부에 대한 변형예를 보인 상세도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2 : 실린더 3A,3B : 제1,제2 베어링 플레이트

4 : 회전축 10 : 구획판

10a,10b : 체적홈 20A,20B : 제1,제2 베인

20a,20a' : 체적돌부 S1,S2 : 제1,제2 공간

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 내부공간에 흡입구와 토출구가 연통되고, 상기 실린더의 내부공간에 삽입되어 그 내부공간을 적어도 두 개 이상의 밀폐공간으로 구분하도록 캠면이 형성된 구획판이 회전축에 일체로 성형 또는 결합구비되며, 상기 구획판의 캠면에 압접되는 베인이 흡입구와 토출구 사이에 개재되어 회전축의 회전시 상기한 각각의 밀폐공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키도록 하여 유체를 연속적으로 흡입 압축 토출시키는 밀폐형 압축기에 있어서 ;

상기 각각의 베인에 미끄럼 접촉되는 구획판의 양측 캠면에 각 공간의 체적을 늘리기 위한 체적홈을 음각지게 형성하는 동시에 상기 각 베인의 접촉면에는 그 체적홈에 대응되도록 체적돌부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 밀폐형 압축기에서 구획판 형상을 설명하기 위해 보인 압축기구부의 사시도이고, 도 5a는 본 발명 밀폐형 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도이며, 도 5b는 도 5a의 'B'부를 보인 상세도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 행정체적 확대구조가 구비된 밀폐형 압축기는, 밀폐케이싱(미도시)의 내부에 고정 설치되는 실린더(2)와, 그 실린더(2)의 양측에 고정되어 함께 실린더(2)의 내부공간을 형성하는 제1 베어링 플레이트(3A) 및 제2 베어링 플레이트(3B)와, 그 제1 베어링 플레이트(3A)와 제2 베어링 플레이트(3B)에 지지되도록 전동기구부의 회전자(미도시)에 결합되어 함께 회전하는 회전축(4)과, 그 회전축(4)에 일체로 구비되어 상기 실린더(2)의 내부공간을 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 구획하는 구획판(10)과, 그 구획판(10)의 상하 양측 캠면에 접촉되어 서로 반대쪽 축방향으로 왕복운동을 하면서 각각의공간(S1,S2)을 흡입영역과 압축영역으로 전환 가능하게 구분하는 제1 베인(20A) 및 제2 베인(20B)을 포함하여 구성된다.

상기 실린더(2)는 그 내주면이 진원형으로 형성되어 대응되는 양측에 제1 공간용 흡입구(2a) 및 제2 공간용 흡입구(2b)가 각각 관통 형성된다.

상기 제1 베어링 플레이트(3A) 및 제2 베어링 플레이트(3B)에는 회전축(4)이 관통 결합되는 관통구멍(미부호)이 동일 수직선상에 형성되고, 그 각각의 베어링 플레이트(3A,3B) 일측에는 제1 베인(20A) 및 제2 베인(20B)을 사이에 두고 각각의 흡입구(2a,2b)와 쌍을 이루는 제1 공간용 토출구(3a) 및 제2 공간용 토출구(3b)가 형성된다. 상기 각각의 토출구(3a,3b) 선단면에는 각 공간(S1,S2)내 유체의 토출을 조절하는 밸브부재(미도시)가 장착된다.

상기 구획판(10)은 그 외주면이 실린더(2)의 내주면에 미끄럼 접촉되도록 평면 투영시 진원상의 원판형으로 형성되는 반면 측면 전개시 정현파 모양으로 형성되나, 상기 각각의 베인(20A,20B)에 미끄럼 접촉되는 구획판(10)의 양측 캠면에는 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)의 체적을 늘리기 위한 체적홈(10a,10b)이 정면투영시 삼각형 또는 원호형 단면 형상으로 각각 음각지게 형성된다.

상기 제1 베인(20A) 및 제2 베인(20B)은 장방형의 직육면체로 형성되되 그 저면 및 상면, 즉 상기한 구획판(10)의 상하 양면에 각각 미끄러지게 접촉되는 부위에는 그 구획판(10)의 체적홈(10a,10b)과 형합되도록 삼각형 또는 원호형 단면 형상으로 체적돌부(20a,20a')가 양각지게 형성된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 2a 및 2b는 각 공간의 흡입구, 3a 및 3b는 토출구, 7A 및 7B는 토출머플러, 7a 및 7b는 토출구멍이다.

상기와 같은 본 발명 행정체적 확대구조가 구비된 밀폐형 압축기의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.

즉, 상기 전동기구부에 전원이 인가되어 회전자(미도시)가 회전을 하게 되면, 그 회전자에 결합된 회전축(4)이 구획판(10)과 함께 어느 한 방향으로 회전을 하게 되고, 이와 함께 상기 구획판(10)의 양면에 각각 접촉되어 있던 각각의 베인(20A,20B)이 서로 반대방향으로 축방향 왕복운동을 하면서 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)의 용적을 가변시키게 되며, 이렇게 가변되는 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 유체가 각각의 흡입구(2a,2b)를 통해 동시에 흡입되었다가 구획판(10)의 상사점 또는 하사점이 토출개시점에 도달하는 순간 각각의 밸브부재(미도시)를 열면서 각각의 토출구(3a,3b)를 통해 압축된 유체를 함께 토출시키게 된다.

이때, 상기 구획판(10)의 상하 양면에는 각각 체적홈(10a,10b)이 음각지게 형성되어 있으나, 이에 대응되는 각 베인(20A,20B)의 저면 및 상면에도 체적돌부(20a,미부호)가 각각의 체적홈(10a,10b)에 형합되도록 양각지게 형성되어 있어 상기한 구획판(10)이 회전을 하더라도 항상 베인(20A,20B)과 긴밀한 접촉상태를 유지하면서 유체의 누설이 방지된다.

이렇게 행정체적 확대구조를 구비한 밀폐형 압축기에서 제1 공간(S1)의 행정체적은 실린더(2)와 제1 베어링 플레이트(3A)와 구획판(10)과 제1 베인(20A)으로 이루어지는 원체적에다 구획판(10)의 상면에 형성된 체적홈(10a)을 합한 부가체적이 전체 제1 공간(S1)의 행정체적이 되는 한편, 상기 제2 공간(S2)의 행정체적은 실린더(2)와 제2 베어링 플레이트(3B)와 구획판(10)과 제2 베인(20B)으로 이루어지는 원체적에다 구획판(10)의 저면에 형성된 체적홈(10b)을 합한 부가체적이 전체 제2 공간(S2)의 행정체적이 되므로, 결과적으로 압축기의 행적체적이 각 공간(S1,S2)의 부가체적만큼 증가하게 되어 압축기의 외형이나 또 그 내부 각 요소들을 확대시키지 않으면서도 압축기 효율은 상승시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조는, 실린더의 내부공간을 제1 공간 및 제2 공간으로 구분하는 구획판의 양측 캠면에 각각 체적홈을 형성하고, 그 체적홈에 대응되는 각 베인의 대응면에 체적돌부를 형성하여 미끄럼 접촉되도록 함으로써, 상기 제1 공간 및 제2 공간의 실제 행정체적을 확대하여 압축기의 외형이나 내부의 각 요소들을 확대하지 않고도 압축기 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 실린더의 내부공간에 흡입구와 토출구가 연통되고, 상기 실린더의 내부공간에 삽입되어 그 내부공간을 적어도 두 개 이상의 밀폐공간으로 구분하도록 캠면이 형성된 구획판이 회전축에 일체로 성형 또는 결합 구비되며, 상기 구획판의 캠면에 압접되는 베인이 흡입구와 토출구 사이에 개재되어 회전축의 회전시 상기한 각각의 밀폐공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키도록 하여 유체를 연속적으로 흡입 압축 토출시키는 밀폐형 압축기에 있어서 ;

   상기 각각의 베인에 미끄럼 접촉되는 구획판의 양측 캠면에 각 공간의 체적을 늘리기 위한 체적홈을 음각지게 형성하는 동시에 상기 각 베인의 접촉면에는 그 체적홈에 대응되도록 체적돌부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 체적홈 및 이에 대응되는 체적돌부는 각형 또는 원호형 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 행정체적 확대구조.