KR100468469B1 - 로터리압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리압축기에 관한 것으로, 압축실의 고압의 냉매가스가 흡입실로 누설되는 것을 방지하기 위한 구조를 마련하는 것이다.

본 발명에 따른 로터리압축기는 압축실내의 롤러피스톤이 복수개로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 따르는 로터리압축기는 롤러피스톤의 상하(上下)면에서 발생하는 고압가스의 누설을 최소화하여 압축기의 효율을 상승시킬 수 있으며, 롤러피스톤의 정밀 가공도를 줄일 수 있어 이에 따른 롤러피스톤의 가공비용 절감 및 압축기의 불량률을 저하시켜 제품의 신뢰도를 상승시킬 수 있다.

Description

로터리압축기{RATARY COMPPRERSOR}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터리 압축기의 구동 시에 압축실내의 고압가스가 상부 및 하부베어링과 밀착된 롤러피스톤의 상하면의 밀착간극을 통하여 흡입실로 누설되는 것을 방지하는 구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 증발기와 응축기 사이에서 증발기로부터 유입된 저압의 냉매가스를 고온고압으로 압축하여 응축기로 보내게 되는데 도1,2,3을 참조하여 로터리 압축기의 개략적인 구성 및 동작을 설명하면,

일반적으로 로터리 압축기는 크게는 원통형 케이싱(100)과 상기 케이싱(100)의 내부에 구동부(10)와 압축부(11)가 포함되는 구성을 가진다. 상기 구동부(10)의 중심에는 편심부(101a)를 갖는 회전축(101)과 상기 회전축과 고정 결합되어 자장에 의한 회전동력을 일으켜 상기 회전축(101)에 전달하는 회전자(102)가 구비되고 상기 회전자와 소정 간격 이격되어 상기 회전자 외주를 둘러싸며 상기 케이싱(100)에 고정되는 고정자(103)로 구성된다. 또한 상기 압축부(11)는 상기 회전축(101)으로부터 편심되게 연장된 편심부(101a)와 롤러피스톤(110)이 일체로 마련되는 실린더(106)가 형성되어 있으며, 상기 롤러피스톤(110)의 상하면은 각각 상부 베어링(107)과 하부 베어링(108)에 의하여 기밀하게 밀착되어 있다. 도2은 이러한 롤러피스톤(110)의 상하면과 상부 및 하부베어링(107, 108)의 밀착된 상태를 보여주고 있는 측면도이다.

도3은 상기 압축부의 상단면도를 표현한 것으로 이를 참조하여 로터리 압축기의 압축동작을 설명한다.

회전축(101)이 도2에서 도시된 실선화살표 방향으로 회전을 하게 되면 편심부(101a)의 회전에 상응하여 롤러피스톤(110)이 실린더 내주에 접하면서 회전하게 되고 이에 따라 흡입실(204)의 체적은 커지면서 흡입구(105)를 통해서 저압의 냉매가 실린더(106) 내부로 흡입된다. 그러나 이와는 대응되게 압축실(305)의 체적은 작아지며 그 만큼 압축실의 공기는 압축되어 고압으로 되어간다. 이 때 상기 흡입실(304)과 상기 압축실(305)은 스프링(301a)에 의해 전진 및 후퇴운동이 가능한 배인(301)에 의하여 구획되어 있어 상기 압축실(305)과 상기 흡입실(304)의 가스교환을 차단한다. 상기와 같은 동작에 의하여 압축된 고압가스의 압력에 의해 토출밸브(302)가 토출밸브 차단판(302a)까지 열리게 되고, 따라서, 압축된 공기는 토출홀(303)로 토출되어 지게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 회전식 압축기에 내재하는 롤러피스톤의 상하면과 상부 및 하부베어링의 밀착구조는 도2에서 과장되어 표시된 바처럼 미세한 누설 간극이 필연적으로 존재하고 이러한 간극을 통하여 도3의 점선화살표와 같이 압축실의 고압의 냉매 가스가 흡입실로 누설되게 된다. 따라서, 이러한 가스의 누설을 최소화하기 위해서는 정밀한 롤러피스톤의 제작이 필요하여 이에 따른 롤러피스톤의 가공비용이 높을 뿐만아니라 요구되는 정밀도로 제작되지 못하여 불량률이 높아 압축기의 효율을 저하시킴으로 인하여 압축기의 신뢰도를 하락시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 롤러피스톤의 정밀가공도를 낮춰 가공비용을 최소하며 또한 롤러피스톤 가공의 불량률을 낮추어 압축기의 효율을 상승시켜 전체적으로 로터리압축기의 신뢰도를 향상시키는 것이다.

도1은 종래의 로터리압축기를 도시한 측단면도이다

도2는 도1의 상부 및 하부베어링과 롤러피스톤간의 밀착구조를 표현하는 측면도이다

도3은 도1의 압축부를 도시한 상단면도이다.

도4는 본 발명의 일실시례에 따른 로터리압축기의 압축부를 도시한 측면도이다.

도5는 도4의 상부 및 하부베어링과 롤러피스톤의 밀착구조를 표현한 측면도이다.

도6은 도4의 상부 및 하부베어링과 롤러피스톤의 분해 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

400: 회전축 400a: 편심부

401: 상부베어링 402: 하부베어링

403: 실린더 404a: 상롤러피스톤

404b: 하롤러피스톤 405: 오일층

406: 흡입구 407: 오일 수용부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로터리압축기는 실린더 내부의 회전축에 편심 회전운동을 하도록 설치되는 롤러피스톤과, 상기 롤러피스톤의 상면에 밀착되는 상부베어링과, 상기 롤러피스톤의 하면에 밀착되는 하부베어링을 포함하는 로터리압축기에 있어서, 상기 롤러피스톤은 상기 회전축의 길이방향으로 상호 접하도록 마련되는 복수의 롤러피스톤을 포함하고, 상기 복수의 롤러피스톤의 사이에 오일층이 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 일실시례를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도4는 본 발명의 일실시례에 따른 로터리압축기의 압축부를 도시한 측면도, 도5는 도4의 상부 및 하부베어링과 롤러피스톤의 밀착구조를 과장되게 표현한 측면도, 도6은 도4의 상부 및 하부베어링과 롤러피스톤의 분해 사시도이다.

먼저 도4를 참조하여 본 발명의 일실시례에 따른 로터리 압축기의 압축부에 대한 개략적인 구성을 보면, 회전축(400)으로부터 연장된 편심부(401a)와 상롤러피스톤(404a) 및 하롤러피스톤(404b)이 일체로 마련되는 실린더(403)가 형성되어 있으며, 상기 상롤러피스톤(404a)의 상면은 상부 베어링(401)과 밀착되어 있고 상기 하롤러피스톤(404b)의 하면은 하부 베어링(402)에 의하여 밀착되어 있다. 또한 본 발명의 주요한 특징적 구성의 하나로 상기 상롤러피스톤(404a)과 하롤러피스톤(404b) 사이에는 오일층(405)이 형성되어 있게 된다. 상기의 오일층(405)은 로터리압축기의 작동에 의하여 오일수용부(407)에 수용되어 있는 오일이 투여되어 형성되는데 이러한 오일의 투여는 로터리압축기의 동작에 의해 마찰이 존재하는 각 부위로 투여되도록 되어 있는 로터리압축기의 오일투여 구성(미도시)에 의해 이루어진다. 미설명부호 406은 어큐뮬레이터로부터 실린더로 저압의 냉매가스가 이동하는 흡입구이다. 본 발명에 따른 로타리압축기의 압축 동작은 종래의 기술과 동일하므로 이에 대한 기술은 생략한다.

도5를 참조하여 본 발명의 특징적 구성인 상하롤러피스톤(404a, 404b)과 오일층(405)의 작용을 설명한다.

로터리압축기의 작동에 의하여 오일수용부(407)에 있던 오일은 상기 로터리압축기의 작동에 의해 마찰이 존재하는 각 부위로 투여되고 이때 상기 상롤러피스톤(404a)과 하롤러피스톤(404b) 사이에도 오일이 투여되어 상기상롤러피스톤과(404a)과 상기 하롤러피스톤(404b) 사이에는 일정한 두께의 오일층(405)이 도5에 도시된 바와 같이 형성되는데 도5에서 도시된 오일층은 다소 과장된 표현이다.

상기 오일층(405)은 상기 상.하롤러피스톤(404a,404b) 사이의 유밀구조를 형성함과 동시에 오일이 가지는 고유의 체적탄성력과 실린더(403) 내부의 압력에 의하여 일정한 유체력을 행사한다. 즉 도 5에 표시된 화살표방향처럼 상기 상롤러피스톤(404a)에는 상부베어링(401) 쪽으로 그 유체력이 작용하고, 상기 하롤러피스톤(404b)에는 상기 하부베어링(402) 쪽으로 그 유체력이 작용한다. 그리고 이를 통해 상기 상롤러피스톤(404a)과 상부베어링(401)의 밀착이 유지되고, 상기 하롤러피스톤(404b)과 하부베어링(402)의 밀착이 유지되도록 한다. 따라서 상기 오일층(405)의 유체압은 상기 상.하롤러피스톤(404a, 404b)과 상부 및 하부베어링간의 누설간극을 극소화시켜 압축실의 고압의 냉매가 베어링과 롤러피스톤간의 누설간극을 통해 누설되는 것을 극소화 시키게 된다.

도 6은 상기와 같은 상.하롤러피스톤(404a, 404b)과 상부 및 하부베어링(401, 402)을 분해하여 보여 줌으로서 본 발명의 특징적 구성을 보다 명확히 나타낸 것이다.

이상에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 설명만으로도 쉽게 상기와 동일 범주내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 상하롤러피스톤과 상부 및 하부베어링간의 사이에서 발생하는 고압가스의 누설을 극소화시켜 압축기의 효율을 상승시킬 수 있으며, 롤러피스톤의 정밀 가공도를 줄일 수 있어 롤러피스톤의 가공비용을 절감하고 압축기의 불량률을 저하시켜 전체적으로는 압축기의 신뢰도를 상승시키게 된다.

Claims (3)

1. 실린더 내부의 회전축에 편심 회전운동을 하도록 설치되는 롤러피스톤과, 상기 롤러피스톤의 상면에 밀착되는 상부베어링과, 상기 롤러피스톤의 하면에 밀착되는 하부베어링을 포함하는 로터리압축기에 있어서,

   상기 롤러피스톤은 상기 회전축의 길이방향으로 상호 접하도록 마련되는 복수의 롤러피스톤을 포함하고,

   상기 복수의 롤러피스톤 사이에 오일층이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 로터리압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 롤러피스톤은 상호 접하는 상롤러피스톤과 하롤러피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리압축기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 오일층은 상기 압축기의 급유동작에 의해 공급되는 오일에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리압축기.