KR100480125B1 - 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치에 관한 것으로, 본 발명은 압축실을 이룰 내부공간의 상하 양측을 개구하여 가지는 실린더와, 실린더의 양쪽 개구측에 결합하여 상기한 내부공간을 차폐하고 그 내부공간에 연통하도록 냉매가스의 흡입유로를 각각 형성하는 상하 베어링플레이트와, 구동모터의 회전자에 결합하는 회전축에 형성하여 상기 실린더의 내부공간을 복수 개의 압축실로 구획하면서 각 압축실의 유체를 이동시키는 구획판과, 각각의 베어링플레이트에 상하로 이동 가능하게 결합하는 동시에 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축실내 유체를 차단하여 압축한 후 토출되도록 하는 복수 개의 베인을 포함함으로써, 구획판과 실린더 사이의 마찰손실은 줄이면서도 각각의 실링홈으로 스며드는 압축가스의 일부가 상기한 흡입구를 통해 누설되는 것을 막아 압축기의 흡입손실을 미연에 방지할 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치{SUCTION GAS GUIDE APPARATUS FOR ENCLOSSED COMPRESSOR}

본 발명은 구획판을 이용하여 실린더의 내부공간을 복수 개의 압축실로 구획하는 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 구획판의 외주면과 실린더 내주면 사이의 마찰손실을 줄이면서도 흡입가스의 누설을 방지할 수 있는 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치에 관한 것이다.

일반적으로 베인식 압축기는 회전체에 베인을 압접시켜 실린더의 내부공간을 흡입영역과 압축영역으로 구획한 상태에서 회전체를 회전하여 상기 흡입영역과 압축영역을 서로 연속적으로 바꾸면서 유체를 흡입 압축 토출하도록 하는 것이다.

도 1은 종래 베인식 밀폐형 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 베인식 밀폐형 압축기는, 케이싱(1)의 내측 상부에 동력을 발생하도록 설치하는 전동기구부와, 전동기구부에 연결하여 유체를 흡입 압축 토출하도록 설치하는 압축기구부로 구성하고 있다.

압축기구부는 냉매가스를 흡입 압축하기 위한 내부공간(V)을 구비하여 케이싱(1)의 하반부에 고정하는 실린더(2)와, 실린더(2)의 상면과 하면에 각각 체결하여 함께 실린더조립체를 형성하는 상부베어링플레이트(3A) 및 하부베어링플레이트(3B)와, 전동기구부의 회전자(미도시)에 결합하는 동시에 각각의 베어링플레이트(3A,3B)에 관통 결합하여 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 회전축(4)에 결합하거나 또는 일체로 성형하고 실린더(2)의 내부공간(V)을 제1 압축실(S1) 및 제2 압축실(S2)로 구획하기 위하여 상하 양 측면에 각각 절곡점을 가지도록 정현파 모양으로 형성하는 구획판(5)과, 구획판(5)의 양면에 각각 하단 및 상단을 접촉하여 회전축(4)의 회전시 각각의 압축실(S1)(S2)을 흡입영역 및 압축영역으로 구획하는 제1 베인(6A) 및 제2 베인(6B)과, 각 베인(6A)(6B)을 양단으로 함께 탄력 지지하는 제1 베인스프링(7A) 및 제2 베인스프링(7B)과, 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)의 외곽면에 설치하여 각 압축실(S1)(S2)에서 토출하는 압축가스를 토출 소음을 감쇠하는 상부머플러(8A) 및 하부머플러(8B)를 포함하고 있다.

실린더(2)는 도 2에서와 같이 환형으로 형성하는 실린더몸체(2a)와, 실린더몸체(2a)의 일 측에 반경방향으로 관통하여 형성하는 흡입구(2b)로 이루어져 있다. 흡입구(2b)는 도 1 및 도 2와 같이 한 개를 형성하여 양측 압축실(S1)(S2)에 함께 연통하도록 할 수도 있으나 경우에 따라서는 180°의 위상차를 두고 각 압축실(S1)(S2)마다 별개로 연통하도록 형성할 수도 있다.

베어링플레이트(3A)(3B)는 실린더(2)의 상면과 하면을 복개하도록 원판 모양으로 형성하여 후술할 회전축(4)의 확장부(4b)를 축방향으로 미끄럼 지지하는 스러스트베어링부(3a)(3a)와, 그 중앙에 회전축(4)이 관통하는 축구멍을 형성하여 후술할 회전축(4)의 축부(4a)를 반경방향으로 회전 가능하게 지지하는 레이디얼베어링부(3b)(3b)로 이루어져 있다. 각각의 스러스트베어링부(3a)(3a)에는 각 압축실(S1)(S2)에서 압축한 가스를 케이싱(1)의 내부로 토출하기 위한 토출구(미도시)(3c)를 베어링면(r2)에서 배면으로 관통하여 형성하고 있다.

회전축(4)은 상하 베어링플레이트(3A)(3B)의 축구멍에 삽입하여 레이디얼베어링부(3b)(3b)에 반경방향으로 지지되는 축부(4a)와, 축부(4a)의 하반부에 반경방향으로 확장 형성하여 그 외주면에 상기 구획판(5)을 일체 또는 후조립으로 결합하고 상 하면이 상기한 상하 베어링플레이트(3A)(3B)의 스러스트베어링부(3a)(3a)에 얹혀 지지되는 확장부(4b)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 3d는 베인슬롯, SP는 흡입관, r1은 레이디얼베어링면이다.

상기와 같은 종래 베인식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 전동기구부에 전원을 인가하면, 회전축(4)이 구획판(5)과 함께 어느 한 방향으로 회전하고, 구획판(5)의 상하 양 측면에 각각 접촉한 베인(6A)(6B)이 구획판(5)의 높낮이를 따라 상하 서로 반대방향으로 왕복하면서 실린더(2)의 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)의 용적을 가변하며, 이와 함께 상기한 실린더(2)의 일측에 구비한 흡입관(SP)과 흡입구(2b)을 통해 새로운 냉매가스가 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)로 연속으로 흡입하고, 이 냉매가스는 구획판(5)의 회전과 함께 점차 압축되었다가 구획판(5)의 양쪽 볼록곡면부가 토출개시시점에 도달하는 순간에서 각 토출구(미도시)를 지나는 순간까지 각각의 토출구를 통해 번갈아 가면서 토출되는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 베인식 압축기에 있어서는, 도 3에서와 같이 구획판(5)은 그 외주면이 실린더몸체(2a)의 내주면에 미끄럼 접촉한 상태에서 회전축(4)과 함께 회전운동을 함에도 불구하고 구획판(5)의 외주면이 편평하게 형성되어 구획판(5)의 외주면과 실린더(2)의 내주면 사이에서 마찰손실을 가중되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 실린더의 내주면과 이에 접하는 구획판의 외주면 사이에서 발생하는 마찰손실을 효과적으로 줄이면서도 압축가스의 누설을 차단할 수 있는 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 압축실을 이룰 내부공간의 상하 양측을 개구하여 가지는 실린더와, 실린더의 양쪽 개구측에 결합하여 상기한 내부공간을 차폐하고 그 내부공간에 연통하도록 냉매가스의 흡입유로를 각각 형성하는 상하 베어링플레이트와, 구동모터의 회전자에 결합하는 회전축에 형성하여 상기 실린더의 내부공간을 복수 개의 압축실로 구획하면서 각 압축실의 유체를 이동시키는 구획판과, 각각의 베어링플레이트에 상하로 이동 가능하게 결합하는 동시에 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축실내 유체를 차단하여 압축한 후 토출되도록 하는 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 베인식 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 압축기구부에서 일부를 분해하여 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 압축기구부에서 흡입가스의 냉매가스의 흡입유로를 보인 반단면도이고, 도 7은 도 6의 "A"부를 보인 상세도이며, 도 8은 본 발명 압축기구부에서 도 6의 "A"부에 대한 변형예를 보인 상세도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 베인식 압축기의 압축기구부는, 냉매가스를 흡입 압축하기 위한 내부공간(V)을 구비하고 이 내부공간(V)에 연통하도록 흡입구(12)를 형성하여 케이싱(1)의 하반부에 고정하는 실린더(10)와, 실린더(10)의 상면과 하면에 각각 체결하여 함께 실린더조립체를 형성하고 실린더(10)의 흡입구(12)와 연통하는 연통홈(21a)(22a)을 형성하는 상부베어링플레이트(21) 및 하부베어링플레이트(22)와, 전동기구부의 회전자에 결합하는 동시에 각각의 베어링플레이트(21)(22)에 관통 결합하여 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 회전축(4)에 결합하거나 또는 일체로 성형하고 실린더(10)의 내부공간(V)을 제1 압축실(S1) 및 제2 압축실(S2)로 구획하기 위하여 상하 양 측면에 각각 절곡점을 가지도록 정현파 모양으로 형성하는 구획판(5)과, 구획판(5)의 양면에 각각 하단 및 상단을 접촉하여 회전축(4)의 회전시 각각의 압축실(S1)(S2)을 흡입영역 및 압축영역으로 구획하는 제1 베인(6A) 및 제2 베인(6B)과, 각 베인(6A)(6B)을 양단으로 함께 탄력 지지하는 제1 베인스프링(7A) 및 제2 베인스프링(7B)과, 상부베어링플레이트(21)와 하부베어링플레이트(22)의 외곽면에 설치하여 각 압축실(S1)(S2)에서 토출하는 압축가스를 토출 소음을 감쇠하는 상부머플러(8A) 및 하부머플러(8B)를 포함한다.

실린더(10)는 도 5에서와 같이 환형으로 형성하는 실린더몸체(11)와, 실린더몸체(11)의 일 측에 형성하는 흡입구(12)로 이루어진다. 흡입구(12)는 도 5 및 도 6에서와 같이 같이 실린더몸체(11)의 일측 외주면에서 중심쪽으로 일정 깊이만큼 반경방향으로 음형지게 형성하는 제1 흡입통로(12a)와, 이 제1 흡입통로(12a)의 안쪽 끝단에서 상하로 관통 형성하여 후술할 상하 베어링플레이트(21)(22)의 연통홈(21a)(22a)에 연통하는 제2 흡입통로(12b)로 이루어진다.

베어링플레이트(21)(22)는 실린더(10)의 상면과 하면을 복개하도록 원판 모양으로 형성하여 상기한 회전축(4)의 확장부(4b)를 축방향으로 미끄럼 지지하는 스러스트베어링부(21A)(22A)와, 그 중앙에 회전축(4)이 관통하는 축구멍을 형성하여 상기한 회전축(4)의 축부(4a)를 반경방향으로 회전 가능하게 지지하는 레이디얼베어링부(21B)(22B)로 이루어진다.

도 5에서와 같이 스러스트베어링부(21A)(22A)의 베어링면 부근 중에서 상기 실린더(10)의 제2 흡입통로(12b)와 실린더(10)의 내부공간(V) 사이에는 상기한 제1 흡입통로(12a)와 제2 흡입통로(12b)를 통과한 냉매가스를 실린더(10)의 각 압축실(S1)(S2)로 유도하기 위한 연통홈(21a)(22a)을 일정 깊이로 음형지게 형성한다.

연통홈(21a)(22a)의 반경방향 길이는 제2 흡입통로(12b)가 내경으로 노출되지 않도록 하기 위하여 실린더몸체(11)의 내주면을 경계로 양측 영역에 모두 속하도록 형성하는 것이 바람직하다.

구획판(30)은 도 6 및 도 7에서와 같이 그 외주면이 실린더(10)의 내주면과 접촉하는 면적을 줄이도록 구획판몸체(31)의 외경을 실린더몸체(11)의 내경 보다 작게 형성하되 구획판몸체(31)의 외주면에 평면투영시 원호모양으로 실링홈(31a)을 음형지게 형성하고, 이 실링홈(31a)에는 테프론과 같이 윤활성을 가지는 재료를 이용하여 실링부재(32)를 평면투영시 역시 원호모양으로 형성하여 삽입한다.

또, 구획판(30)은 도 8에서와 같이 그 구획판몸체(31)의 외주면에 수 개의 래버린스 실링홈(33)을 형성할 수도 있다. 이 경우에는 구획판몸체(31)의 외주면이 실린더몸체(11)의 내주면에 거의 미끄럼접촉 할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 22b는 토출구, 22c는 베인슬롯, r1은 레이디얼베어링면, r2는 스러스트베어링면이다.

상기와 같은 본 발명 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치가 가지는 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 전동기구부에 전원을 인가하여 회전축(4)이 회전하면, 이 회전축(4)에 결합한 구획판(30)이 실린더(10)의 내부공간(V)에서 회전축(4)과 함께 회전하면서 흡입구(12)를 통해 제1 압축실(S1) 및 제2 압축실(S2)로 냉매가스를 번갈아 흡입하고, 이 냉매가스는 회전축(4)이 회전을 할 때 구획판(30)을 따라 이동하다가 각각의 베인(6A)(6B)에 의해 차단되어 압축되다가 각 압축실(S1)(S2)의 토출구(미도시)(22b)를 통해 번갈아 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 흡입가스는 실린더몸체(11)의 흡입구(12)를 이루는 제1 흡입통로(12a)를 통해 유입하다가 그 끝에서 상하 양쪽으로 난 제2 흡입통로(12b)를 따라 상하 양방향으로 이동하고, 이어서 상하 베어링플레이트(21)(22)의 연통홈(21a)(22a)을 거쳐 실린더(10)의 제1 압축실(S1) 또는 제2 압축실(S2)로 흡입된다.

이때, 구획판(30)의 외경을 실린더(10)의 내경 보다 작게 형성하되 상기한 구획판(30)의 외주면에는 팁실홈(31a)을 형성하여 팁실부재(32)를 삽입하거나 또는 래버린스 실링홈(33)을 다단으로 형성함으로써, 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2) 사이를 효과적으로 구획하면서도 구획판(30)의 외주면과 이에 대응하는 실린더(10)의 내주면 사이의 마찰 면적을 최소한으로 줄일 수 있다.

이 경우 흡입구(12)를 실린더(10)의 외주면에서 내주면으로 관통 형성하면 구획판(30)과 흡입구(12)가 서로 겹치는 순간 상기한 팁실홈(31a)이나 래버린스 실링홈(33)으로 스며들었던 압축가스의 일부가 겹친 흡입구(12)를 통해 누설되면서 흡입손실을 야기할 우려가 있으나, 본 실시예와 같이 제1 흡입통로(12a)와 제2 흡입통로(12b)로된 흡입구(12)를 실린더(10)의 내부공간(V) 바깥쪽에 형성하고 제2 흡입통로(12b)를 각 베어링플레이트(21)(22)에 구비한 연통홈(21a)(22a)으로 연결하여 냉매가스를 상하방향에서 내부공간으로 공급할 수 있도록 형성함으로써 상기한 구획판(30)의 외주면과 흡입구(12)가 겹치는 것을 막아 이 구획판(30)의 팁실홈(31a)이나 래버린스 실링홈(33)으로 압축가스의 일부가 스며들더라도 흡입구(12)를 통해 누설되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치는, 구획판의 외주면에 팁실홈이나 래버린스 실링홈을 형성하는 경우 흡입구의 출구를 구획판의 외주면에 접하지 않는 베어링플레이트에 형성함으로써, 구획판과 실린더 사이의 마찰손실은 줄이면서도 각각의 실링홈으로 스며드는 압축가스의 일부가 상기한 흡입구를 통해 누설되는 것을 막아 압축기의 흡입손실을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 베인식 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도,

도 2는 종래 압축기구부에서 일부를 분해하여 보인 사시도,

도 3은 종래 압축기구부에서 흡입가스의 흡입유로를 보인 반단면도,

도 4는 본 발명 베인식 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 압축기구부에서 일부를 분해하여 보인 사시도,

도 6은 본 발명 압축기구부에서 흡입가스의 냉매가스의 흡입유로를 보인 반단면도,

도 7은 도 6의 "A"부를 보인 상세도,

도 8은 본 발명 압축기구부에서 도 6의 "A"부에 대한 변형예를 보인 상세도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

4 : 회전축 6A,6B : 베인

10 : 실린더 11 : 실린더몸체

12 : 흡입구 12a,12b : 제1,제2 흡입통로

21,22 : 상,하부베어링플레이트 21a,22a : 연통홈

30 : 구획판 31 : 구획판몸체

31a : 팁실홈 32 : 팁실부재

33 : 래버린스 실링홈

Claims (6)

1. 압축실을 이룰 내부공간의 상하 양측을 개구하여 가지는 실린더와,

   실린더의 양쪽 개구측에 결합하여 상기한 내부공간을 차폐하고 그 내부공간에 연통하도록 냉매가스의 흡입유로를 각각 형성하는 상하 베어링플레이트와,

   구동모터의 회전자에 결합하는 회전축에 형성하여 상기 실린더의 내부공간을 복수 개의 압축실로 구획하면서 각 압축실의 유체를 이동시키는 구획판과,

   각각의 베어링플레이트에 상하로 이동 가능하게 결합하는 동시에 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축실내 유체를 차단하여 압축한 후 토출되도록 하는 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치.
2. 제1항에 있어서,

   실린더에는 상하 베어링플레이트의 흡입유로에 연통하도록 흡입구를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치.
3. 제2항에 있어서,

   실린더의 흡입구는 외주면에서 중심쪽으로 일정 깊이만큼 반경방향으로 음형지게 형성하는 제1 흡입통로와, 제1 흡입통로의 안쪽단에 연통하여 축방향으로 관통하여 그 양단이 각각 상하 베어링플레이트의 흡입유로에 연통하도록 형성하는 제2 흡입통로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치.
4. 제3항에 있어서,

   흡입유로는 상하 베어링플레이트의 베어링면 부근에 제2 흡입통로에서 실린더의 내부공간 일부까지 연통홈을 음형지게 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치.
5. 제2항에 있어서,

   실린더의 내주면에 대응하는 구획판의 외주면에는 팁실홈을 형성하고, 이 팁실홈에는 실린더의 내주면에 접하도록 팁실부재를 삽입하여서 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치.
6. 제2항에 있어서,

   실린더의 내주면에 대응하는 구휙판의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 래버린스 실링홈을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 흡입가스 안내장치.