KR100498377B1 - 회전식 압축기의 냉매 압축장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전식 압축기의 냉매 압축장치에 관한 것으로서, 회전축의 일측에 형성되어 상부 베어링 및 하부 베어링에 의해 지지되는 회전축의 편심부에 장착된 롤링피스톤이 실린더 내부에서 회전하여 냉매를 압축하도록 구성된 회전식 압축기에 있어서, 상기 롤링피스톤은 자전 및 공전하며 냉매를 압축할 시, 압축되는 냉매가 누출되는 것을 방지하도록 팁씰링이 장착됨으로써, 압축된 냉매가 누출되는 것을 방지하여 압축기의 압축효율을 상승시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

회전식 압축기의 냉매 압축장치{APPARATUS FOR COMPRESSED A REFRIGERANT OF ROTARY COMPRESSOR}
본 발명은 회전식 압축기의 냉매 압축장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 회전축의 편심부에 삽입되어 압축을 실행하는 롤링피스톤에 팁씰링을 장착하여 압축효율을 높일 수 있도록 한 회전식 압축기의 냉매 압축장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉동사이클장치를 구성하는 압축기는 증발기에서 유입되는 저온 저압 상태의 냉매를 압축시켜 고온고압의 상태로 토출시키는 기기이다.
상기 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기, 왕복동식 압축기, 스크롤 압축기 등으로 분류하게 되고, 이와 같은 압축기 중의 하나인 회전식 압축기는 원심력에 의하지 않고 회전하는 회전축에 의해 실린더 내의 냉매를 압축시키는 것으로, 회전축의 하부에 장착된 편심된 롤링피스톤의 회전에 연동 하여 실린더의 내주면을 따라 공전 및 자전하는 운동에 의해 냉매를 흡입, 압축하는 기기이다.
이러한 회전식 압축기는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하며 흡입구(1) 및 토출구(2)가 형성되어 냉매가 흡입 및 토출되는 밀폐용기(10)와, 상기 밀폐용기(10)의 내부에 장착되는 고정자(21) 및 회전자(22)의 상호작용에 의하여 회전력을 발생시키는 전동기구부(20)와, 상기 전동기구부(20)에 연결되어 구동되며 흡입된 냉매를 압축하도록 상기 밀폐용기(10)의 내부에 장착되는 압축기구부(30)와, 상기 밀폐용기(10)의 흡입구(1)에 연결되며 상기 압축기구부(30)로 흡입되는 냉매에서 불순물과 액체 냉매를 걸러내는 어큐뮬레이터(40)로 구성된다.
상기 압축기구부(30)는 상기 회전자(22)의 내면에 압입되어 장착되며 하부에 편심부(31a)가 형성된 원형 단면의 회전축(31)과, 상기 편심부(31a)를 내부에 수용하고 상기 회전축(31)을 지지하는 상부베어링(32) 및 하부베어링(33)이 볼트(34)에 의해 결합되며 방사형으로 흡입로(35a)가 관통되게 형성되어 상기 밀폐용기(10)내부에 장착되는 실린더(35)와, 상기 회전축(31)의 일 측에 형성된 편심부(31a)에 내면이 접하며 외면은 상기 실린더(35)의 내면에 접하여 상기 편심부(31a)의 회전에 의하여 공전 및 자전하는 롤링피스톤(50)과, 상기 롤링피스톤(50)외면에 슬라이딩접촉 되면서 상기 실린더(35) 내부를 고압부와 저압부로 분리하며 상기 실린더(35)의 중심방향으로 직선왕복운동 하도록 실린더(35)에 장착된 베인(37)으로 구성되고, 상기 롤링피스톤(50)은 상기 회전축(31)의 상기 편심부(31a)에 그 내측면(51)이 끼워져 공전 및 자전하며, 그 상측면(52) 및 하측면(53)이 각각 상기 상부베어링(32)의 저면(32a)과, 상기 하부베어링(33)의 저면(33a)에 접촉되고, 상기 피스톤(35)의 내면에 접촉되어 회전하며 압축공간을 형성하는 외측면(54)으로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 회전식 압축기에 전류가 공급되면 상기 고정자(21)와 상기 회전자(22)의 상호 작용에 의해 상기 회전자(22) 및 회전축(31)이 회전하게 되고, 상기 회전축(31)의 일 측에 형성된 편심부(31a)의 회전에 의해 상기 롤링피스톤(50)이 상기 실린더(35)의 내부에서 상기 베인(37)과 접촉하여 회전하게 되고, 그 회전에 의해 상기 어큐뮬레이터(40)를 통해 흡입된 저온, 저압의 냉매가 고온, 고압의 상태로 압축된다.
그러나, 상기와 같이 종래 구조로 구성된 회전식 압축기에 있어서는 상기 롤링피스톤(50)이 원활히 회전되도록 상기 롤링피스톤(50)의 상측면(52)과 상부베어링(32) 사이, 그리고, 상기 롤링피스톤(50)의 하측면(53)과 하부베어링(33) 사이에 일정한 간격의 갭(d)이 형성되고, 그 갭(d)을 통하여 압축된 냉매가 누설되어 압축효율이 저감되는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 냉매를 흡입하여 압축하는 압축공간을 형성하는 롤링피스톤의 구조를 개선하여 압축효율을 향상시킬 수 있는 회전식 압축기의 냉매 압축장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 회전식 압축기의 냉매 압축장치는 회전축의 일측에 형성되어 상부 베어링 및 하부 베어링에 의해 지지되는 회전축의 편심부에 장착된 롤링피스톤이 실린더 내부에서 회전하여 냉매를 압축하도록 구성된 회전식 압축기에 있어서, 상기 롤링피스톤은 그 상하 양측 베어링에 접하는 면에 냉매가 반경방향으로 누설되는 것을 방지하도록 씰링홈을 형성하여 환형의 팁씰링을 장착하되, 각 씰링홈에는 압축되는 냉매가 상기한 씰링홈의 저면과 팁실링 사이로 원활하게 유입되도록 흡입유로를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 회전식 압축기의 냉매 압축장치가 제공된다.
이하 본 발명의 일 실시예인 회전식 압축기의 냉매 압축장치를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예인 회전식 압축기에 있어서 종래 구조와 동일한 구조를 이루는 밀폐용기(10), 전동기구부(20), 어큐뮬레이터(40), 롤링피스톤(150)을 제외한 압축기구부(30) 등의 도시는 생략하고, 그에 대한 설명은 도 1을 인용한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 냉매 압축장치가 장착된 회전식 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 회전식 압축기의 "B"부분을 부분적으로 확대하여 도시한 부분 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 회전식 압축기의 압축기구부를 부분적으로 도시한 사시도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 냉매 압축장치가 장착된 회전식 압축기는 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하며 흡입구(1) 및 토출구(2)가 형성되어 냉매가 흡입 및 토출되는 밀폐용기(10)와, 상기 밀폐용기(10)의 내부에 장착되는 고정자(21) 및 회전자(22)의 상호작용에 의하여 회전력을 발생시키는 전동기구부(20)와, 상기 전동기구부(20)에 연결되어 구동되며 흡입된 냉매를 압축하도록 상기 밀폐용기(10)의 내부에 장착되는 압축기구부(30)와, 상기 밀폐용기(10)의 흡입구(1)에 연결되며 상기 압축기구부(30)로 흡입되는 냉매에서 불순물과 액체 냉매를 걸러내는 어큐뮬레이터(40)로 구성된다.
상기 압축기구부(30)의 회전축(31) 일 측에 형성된 편심부(31a)에 내측면이 접하며 외측면은 상기 실린더(35)의 내면에 접하여 상기 편심부(31a)의 회전에 의하여 공전 및 자전하는 롤링피스톤(150)은 상기 회전축(31)의 편심부(31a)에 그 내측면(151)이 끼워져 공전 및 자전하며, 그 상측면(152) 및 하측면(153)이 각각 상기 상부베어링(32)의 저면(32a)과, 상기 하부베어링(33)의 저면(33a)에 접촉되고, 상기 피스톤(35)의 내면에 접촉되어 회전하며 압축공간을 형성하는 외측면(154)으로 이루어지고, 상기 상측면(152)에 소정의 폭과 깊이로 함몰되어 원호방향으로 연장된 상측씰링홈(152a)과, 상기 하측면(153)에 소정의 폭과 깊이로 함몰되어 원호방향으로 연장된 하측씰링홈(153a)에 각각 삽입되는 소정의 내경 및 외경을 갖는 원판 형상의 팁씰링(155)으로 이루어진다.
상기 상측씰링홈(152a) 및 하측씰링홈(153a)에는 압축된 냉매가 안내되어 상기 팁씰링(155)을 상기 상부베어링(32) 및 하부베어링(33)에 밀착되도록 하는 흡입유로(미도시)가 형성된다.
상기와 같이 구성된 회전식 압축기에 전류가 공급되면 상기 전동기구부(20)인 고정자(21)와 상기 회전자(22)의 상호 작용에 의해 상기 회전자(22) 및 회전축(31)이 회전하게 되고, 상기 회전축(31)의 일 측에 형성된 편심부(31a)의 회전에 의해 상기 롤링피스톤(150)이 상기 실린더(35)의 내부에서 상기 베인(37)과 접촉하여 회전하게 되고, 그 회전에 의해 상기 어큐뮬레이터(40)를 통해 흡입된 저온, 저압의 냉매가 고온, 고압의 상태로 압축된다.
이때, 상기 롤링피스톤(150)이 상기 실린더(35) 내부에서 상기 베인(37)과 접촉하여 회전할 시, 압축되는 냉매가 상기 롤링피스톤(150)과 상기 상부베어링(32) 및 하부베어링(33) 사이의 틈으로 형성되는 흡입유로를 통해 안내되어 상기 팁씰링(155)을 밀어올림으로써, 상기 팁씰링(155)이 상기 상부베어링(32) 및 하부베어링(33)에 밀착되어 압축된 냉매가 누설되는 것을 방지하게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의한 회전식 압축기의 냉매 압축장치는 상부베어링(32) 및 하부베어링(33)에 접하는 상기 롤링피스톤(150)의 상측면(152) 및 하측면(153)에 형성된 상측씰링홈(152a)과 하측씰링홈(153a)에 팁씰링(155)이 장착되고, 상기 롤링피스톤(150)이 상기 회전축(31)의 편심부(31a)가 회전함에 따라 상기 실린더(35)의 내부에서 상기 베인(37)과 접촉되어 회전하면 상기 팁씰링(155)이 상기 상부베어링(32) 및 하부베어링(33)의 저면(32a, 33a)에 밀착되어 압축된 가스가 누설되는 것을 방지하고 상기 롤링피스톤(150)과 상부베어링(32) 및 하부베어링(33)의 마찰에 의해 상기 롤링피스톤(150)이 마모되어 제품의 수명이 단축되는 것을 방지한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 회전식 압축기의 냉매 압축장치는 상부베어링 및 하부베어링에 접하는 롤링피스톤의 상측면 및 하측면에 형성된 상측씰링홈과 하측씰링홈에 팁씰링이 장착되고, 상기 롤링피스톤이 상기 회전축의 편심부가 회전함에 따라 실린더의 내부에서 베인과 접촉되어 회전하면 팁씰링이 상기 상부베어링 및 하부베어링의 저면에 밀착되어 압축된 가스가 누설되는 것을 방지함으로써, 압축효율을 상승시키는 효과가 있다.
또한, 상기 롤링피스톤과 상부베어링 및 하부베어링의 마찰에 의해 상기 롤링피스톤이 마모되는 것을 방지하여 제품의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 구조로 구성된 회전식 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,
도 2는 도 1에 도시된 회전식 압축기의 "A"부분을 부분적으로 확대하여 도시한 부분 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예인 냉매 압축장치가 장착된 회전식 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,
도 4는 도 3에 도시된 회전식 압축기의 "B"부분을 부분적으로 확대하여 도시한 부분 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 회전식 압축기의 압축기구부를 부분적으로 도시한 사시도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
150 : 롤링피스톤 151 : 내측면
152 : 상측면 152a : 상측씰링홈
153 : 하측면 153a : 하측씰링홈
154 : 외측면 155 : 팁씰링

Claims (5)

  1. 회전축의 일측에 형성되어 상부 베어링 및 하부 베어링에 의해 지지되는 회전축의 편심부에 장착된 롤링피스톤이 실린더 내부에서 회전하여 냉매를 압축하도록 구성된 회전식 압축기에 있어서,
    상기 롤링피스톤은 그 상하 양측 베어링에 접하는 면에 냉매가 반경방향으로 누설되는 것을 방지하도록 씰링홈을 형성하여 환형의 팁씰링을 장착하되, 각 씰링홈에는 압축되는 냉매가 상기한 씰링홈의 저면과 팁실링 사이로 원활하게 유입되도록 흡입유로를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 회전식 압축기의 냉매 압축장치.
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