KR100524790B1 - 밀폐형 회전식 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로서, 실린더의 양측에 압축된 유체가 토출되는 토출유로가 형성된 상부 베어링과, 하부 베어링이 복개 결합되어 밀폐된 내부 공간을 형성하는 실린더 조립체와, 상기 실린더 조립체의 상부 베어링 및 하부 베어링에 관통 삽입되는 회전축의 일측에 상기 실린더 조립체 내부 공간을 구획하는 파형 형상의 구획판과, 상기 회전축의 길이방향에 평행하게 움직이며 상기 구획판의 양측면에 접하도록 탄성 지지되어 유체가 흡입 및 압축되도록 하는 각각의 베인이 구비되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축의 구획판에 의해 구획된 실린더 조립체의 내부 공간에서 각각 유체를 압축시키고 토출유로를 통해 토출시키는 압축기에 있어서, 상기 상부베어링 및 하부베어링 중 적어도 하나에 형성된 유입구와, 상기 유입구에 일시적으로 연통되는 소정의 공간을 갖도록 상기 회전축에 적어도 하나 이상 형성되는 체적공간을 포함하여 구성되어 압축이 완료될 경우 상기 토출유로를 통해 토출되는 유체의 일부가 유입되게 하며 과압축 손실 및 소음을 저감하는 레조네이터가 구비되어 구성됨으로써, 압축된 유체가 토출유로를 통해 토출될 시, 상기 레조네이터에 의해 과압축 손실 및 소음이 저감될 수 있도록 한 것이다.

Description

밀폐형 회전식 압축기{HERMETIC COMPRESSOR}
본 발명은 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 밀폐형 회전식 압축기의 토출유로를 통해 압축된 유체가 토출될 시 토출되는 유체의 과압축 손실 및 소음을 저감할 수 있도록 레조네이터가 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 유체를 압축하는 기계로써, 이와 같은 압축기의 구성은 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기와, 그 밀폐용기내에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와, 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 유체를 압축하는 압축기구부로 이루어진다.
이러한 압축기는 보편적으로 유체를 압축하는 압축기구부의 형태에 따라 회전식 압축기(ROTARY COMPRESSOR), 밀폐형 압축기(RECIPROCATING COMPRESSOR), 스크롤 압축기(SCROLL COMPRESSOR)등 여려 형태로 분류한다.
도 1 내지 도 3은 상기와 같은 압축기 중 하나를 일 예로 들어 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 종래 구조로 이루어진 상기 압축기의 압축기구부는 내부공간(V)이 형성됨과 아울러 그 내부공간(V)과 각각 연통되는 흡입유로(f1)와 토출유로(f2)가 구비되어 상기 밀폐용기(10)에 고정 결합되는 실린더 조립체(D)의 내부공간(V)에 그 중심을 관통하도록 회전축(20)이 삽입되며, 상기 회전축(20)은 회전에 필요한 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)에 결합된다.
상기 실린더 조립체(D)는 내부에 원통형상의 관통 구멍이 구비되어 상기 밀폐용기(10)에 고정된 실린더(30)와, 상기 실린더(30)의 상하면에 각각 복개 결합되어 상기 실린더(30)와 함께 내부공간(V)을 형성함과 아울러 상기 회전축(20)을 지지하는 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)을 포함하여 구성되고, 상기 실린더(30)에는 상기 실린더(30)의 내부공간(V)에서 외주면을 향하여 방사형으로 관통된 흡입유로(f1)가 형성된다.
상기 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)은 소정의 두께와 면적을 갖도록 형성되는 플레이트부(41, 51)와, 상기 플레이트부(41, 51)의 일면에 소정의 높이와 외경을 갖도록 돌출 되어 형성되는 지지부(42, 52)와, 상기 플레이트부(41, 51) 및 지지부(42, 52)의 중앙부를 관통하여 형성되는 축 삽입구멍(43, 53)이 구비되어 이루어지고, 상기 상부 베어링(40)의 플레이트부(41)가 상기 실린더(30)의 접촉면을 복개함과 아울러, 상기 축 삽입구멍(43)에 상기 회전축(20)이 내삽 되도록 결합되며, 상기 하부 베어링(50)은 상기 실린더(30)의 타측면을 복개함과 아울러 상기 삽입구멍(53)에 상기 회전축(20)이 내삽 되도록 결합된다.
상기 회전축(20)은 일정 외경과 소정의 길이를 갖도록 형성되어 상기 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)의 축 삽입구멍(43. 53)에 삽입되는 축부(21)와, 상기 축부(21)의 일측에 연장 형성되어 상기 실린더 조립체(D)의 내부 공간(V)을 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)으로 구획하는 구획판(22)이 구비되어 이루어진다.
상기 회전축(20)의 구획판(22)은 일정 두께를 갖고, 평면상에서 볼 시에는 원형으로 형성되며, 측면상에서 볼 시에는 볼록면을 갖는 상측 볼록 곡면부(r1)와, 오목면을 갖는 하측 오목 곡면부(r2)와, 그 볼록 곡면부(r1)와 오목 곡면부(r2)를 연결하는 연결 곡면부(r3)로 이루어진다. 즉, 상기 구획판(22)은 정현파 형상의 파형 곡면을 이루고, 그 볼록 곡면부(r1)와 오목곡면부(r2)는 180도의 위상차를 갖도록 위치하게 형성된다.
그리고, 상기 구획판(22)의 양측면에 각각 항시 접촉되도록 탄성 지지되어 상기 구획판(22)이 회전함에 따라 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)을 각각 흡입영역(V1a, V2a)과 압축영역(V1b, V2b)으로 전환시키면서, 상기 회전축(20)의 길이방향에 평행하게 움직이는 베인(70)이 상기 실린더 조립체(D)의 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)에 각각 관통 삽입되어 결합된다.
상기 베인(70)들은 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)에 고정된 탄성지지수단(100)에 의해 지지되고, 상기 실린더 조립체(D)를 수평면상에서 볼 때 동일 위상, 즉 상기 구획판(22)의 상하에 위치하도록 결합되며 상기 베인(70)들은 상기 실린더 조립체(D)의 상부 베어링(40)과 하부 베어링(50)에 형성되는 베인 슬롯(44, 54)에 각각 삽입된다.
그리고, 상기 실린더 조립체(D)에 형성된 각각의 토출유로(f2)를 각각 개폐하면서 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)의 압축영역(V1b, V2b)에서 압축된 유체를 토출시키는 개폐수단(80)이 각각 결합되고, 상기 밀폐용기(10)에 상기 흡입유로(f1)와 연통되도록 흡입관(90)이 결합된다.
미 설명 부호인 110은 소음기이다.
상기와 같이 구성된 압축기는 다음과 같이 작동된다.
전원이 인가되어 작동되는 상기 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 상기 회전축(20)이 회전하게 되면 그 회전축(20)의 일측에 형성된 상기 구획판(22)이 상기 실린더 조립체(D)의 내부 공간(V)에서 회전하게 된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구획판(22)의 볼록 곡면부(r1)의 선단이 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)에 각각 위치하는 상기 베인(70)들의 위치(a1)에 위치하게 되면 상기 제 1공간(V1)에서는 상기 압축영역(V1b)에 채워졌던 압축된 유체의 토출이 상기 토출유로(f2)를 통해 완료됨과 아울러 흡입유로(f1)를 통해 상기 흡입영역(V1a)의 흡입이 완료된 상태가 되고, 상기 제 2공간(V2)에서는 흡입유로(f1)를 통해 상기 흡입영역(V2a)으로 유체가 흡입됨과 동시에 압축영역(V2b)에서 유체 압축이 진행되는 상태가 된다.
다음으로, 상기 구획판(22)이 회전하여, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 구획판(22)의 오목 곡면부(r2)의 선단이 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)에 각각 위치하는 상기 베인(70)들의 위치(a1)에 위치하게 되면 상기 제 1공간(V1)에서는 흡입유로(f1)를 통해 상기 흡입영역(V1a)으로 유체가 흡입됨과 동시에 상기 압축영역(V1b)에서 유체 압축이 진행되는 상태가 되고, 상기 제 2공간(V2)에서는 상기 압축영역(V2b)에 채워졌던 압축된 유체의 토출이 토출유로(f2)를 통해 완료됨과 아울러 상기 흡입영역(V2a)의 흡입이 완료된 상태가 된다.
이와 같이 상기 실린더 조립체(D) 내부공간(V)에서 상기 구획판(22)이 1회전 할 때마다 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)에서 각각 유체가 흡입되고 압축되어 토출되는 동작이 반복적으로 실시된다.
그러나, 상기와 같이 종래 구조로 구성된 밀폐형 회전식 압축기에 있어서, 압축된 유체가 토출유로(f2)를 통해 토출될 시, 과압축에 의한 압력 맥동음이 발생되고, 특정 주파수를 갖는 소음이 발생되는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 회전축에 형성된 구획판의 회전에 의해 압축된 유체가 토출유로를 통해 토출될 시, 과압축 손실 및 소음을 저감할 수 있도록 레조네이터가 구비된 밀폐형 회전식 압축기를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 밀폐형 회전식 압축기는 실린더의 양측에 압축된 유체가 토출되는 토출유로가 형성된 상부 베어링과, 하부 베어링이 복개 결합되어 밀폐된 내부 공간을 형성하는 실린더 조립체와, 상기 실린더 조립체의 상부 베어링 및 하부 베어링에 관통 삽입되는 회전축의 일측에 상기 실린더 조립체 내부 공간을 구획하는 파형 형상의 구획판과, 상기 회전축의 길이방향에 평행하게 움직이며 상기 구획판의 양측면에 접하도록 탄성 지지되어 유체가 흡입 및 압축되도록 하는 각각의 베인이 구비되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축의 구획판에 의해 구획된 실린더 조립체의 내부 공간에서 각각 유체를 압축시키고 토출유로를 통해 토출시키는 압축기에 있어서, 상기 상부베어링 및 하부베어링 중 적어도 하나에 형성된 유입구와, 상기 유입구에 일시적으로 연통되는 소정의 공간을 갖도록 상기 회전축에 적어도 하나 이상 형성되는 체적공간을 포함하여 구성되어 압축이 완료될 경우 상기 토출유로를 통해 토출되는 유체의 일부가 유입되게 하며 과압축 손실 및 소음을 저감하는 레조네이터가 구비되어 구성된다.
이하 본 발명의 일 실시예인 밀폐형 회전식 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 설명은 도 1을 인용한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 레조네이터가 형성된 밀폐형 회전식 압축기를 도시한 종단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 압축기의 압축기구부를 도시한 평면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 압축기구부의 "A-A"부분을 단면하여 도시한 단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 밀폐형 회전식 압축기는 내부공간(V)이 형성됨과 아울러 그 내부공간(V)과 각각 연통되는 흡입유로(f1)와 토출유로(f2)가 구비되어 상기 밀폐용기(10)에 고정 결합되는 실린더 조립체(D)의 내부공간(V)에 그 중심을 관통하도록 회전축(120)이 삽입되며, 상기 회전축(120)은 회전에 필요한 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)에 결합된다.
상기 실린더 조립체(D)는 실린더(30)의 상하면에 각각 복개 결합되어 실린더와 함께 내부공간(V)을 형성함과 아울러 회전축(120)을 지지하는 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)을 포함하여 구성된다.
상기 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)은 소정의 두께와 면적을 갖도록 형성되는 플레이트부(141, 151)와, 상기 플레이트부(141, 151)의 일면에 소정의 높이와 외경을 갖도록 돌출 되어 형성되는 지지부(142, 152)와, 상기 플레이트부(141, 151) 및 지지부(142, 152)의 중앙부를 관통하여 형성되는 축 삽입구멍(143, 153)이 구비되어 이루어지고, 상기 상부 베어링(140)의 플레이트부(141)가 상기 실린더(130)의 접촉면을 복개함과 아울러, 상기 축 삽입구멍(143)에 상기 회전축(120)이 내삽 되도록 결합되며, 상기 하부 베어링(150)은 상기 실린더(130)의 타측면을 복개함과 아울러 상기 삽입구멍(153)에 상기 회전축(20)이 내삽 되도록 결합된다. 또한, 상기 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 플레이트부(141, 151)에는 내부공간(V)과 관통되는 토출유로(f2)가 각각 형성되고, 내부공간(V)과 접하는 플레이트부(141, 151)의 접촉면에는 그 일측이 토출유로(f2)에 연통되도록 소정의 폭과 깊이로 함몰되고 중심방향으로 일정길이만큼 연장된 유입구(145a, 155a)가 각각 형성된다.
상기 회전축(120)은 일정 외경과 소정의 길이를 갖도록 형성되어 상기 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 축 삽입구멍(143, 153)에 삽입되는 축부(121)와, 상기 축부(121)의 일측에 확장되어 형성된 베어링축부(123)의 외주면에 상기 실린더 조립체(D)의 내부 공간(V)을 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)으로 구획하는 구획판(122)이 형성되어 이루어진다. 또한, 상기 토출유로(f2)를 통해 압축된 유체가 토출을 시작할 시, 유입구(145a, 155a)를 통해 토출되는 유체의 일부가 유입되도록 상기 상부베어링(140) 및 하부베어링(150)에 접촉되는 베어링축부(123)의 접촉면에 소정의 깊이로 함몰된 체적공간(145b, 155b)이 형성되어 상기 유입구(145a, 155a)와 함께 레조네이터(145, 155)를 형성한다.
상기 회전축(120)의 구획판(122)은 일정 두께를 갖고, 평면상에서 볼 시에는 원형으로 형성되며, 측면상에서 볼 시에는 볼록면을 갖는 상측 볼록 곡면부(r1)와, 오목면을 갖는 하측 오목 곡면부(r2)와, 그 볼록 곡면부(r1)와 오목 곡면부(r2)를 연결하는 연결 곡면부(r3)로 이루어진다. 즉, 상기 구획판(122)은 정현파 형상의 파형 곡면을 이루고, 그 볼록 곡면부(r1)와 오목곡면부(r2)는 180도의 위상차를 갖도록 위치하게 형성된다.
상기와 같이 구성된 밀폐형 압축기가 작동되는 과정은 종래와 동일하며 구획판(122)이 회전하여 제1공간(V1)의 압축영역(V1b)에 채워진 유체의 압력이 일정 압력 이상이 되면 개폐수단(80)이 열리고 압축된 유체가 토출유로(f2)를 통해 토출되기 시작한다. 구획판(122)의 회전에 의해 토출이 시작될 시, 상기 상부베어링(140)에 형성된 유입구(145a)와 베어링축부(123)에 형성된 체적공간(145b)이 일시적으로 연통되어 토출되는 유체의 일부가 상부베어링(140)에 형성된 유입구(145a)를 통해 소정의 공간으로 형성된 체적공간(145b)에 유입됨으로써, 압축된 유체의 토출시 발생되는 압력 맥동 및 토출 소음이 저감되는 것이다.
마찬가지로, 구획판(122)이 회전하여 제2공간(V2)의 압축영역(V2b)에 채워진 유체의 압력이 일정 압력 이상이 되면 개폐수단(80)이 열리고 압축된 유체가 토출유로(f2)를 통해 토출되기 시작한다. 구획판(122)의 회전에 의해 토출이 시작될 시, 하부베어링(150)에 형성된 유입구(155a)와 베어링축부(123)에 형성된 체적공간(155b)이 일시적으로 연통되어 토출되는 유체의 일부가 하부베어링(150)에 형성된 유입구(155a)를 통해 소정의 공간으로 형성된 체적공간(155b)에 유입됨으로써, 압축된 유체의 토출시 발생되는 압력 맥동 및 토출 소음이 저감되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기는 각각의 압축영역(V1b, V2b)에 채워진 유체의 압력이 일정 압력 이상이 되어 개폐수단(80)을 열고 토출유로(f2)를 통해 토출되기 시작하면 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)에 형성된 각각의 유입구(145a, 155a)에 의해 토출구(f2)와 체적공간(145b, 155b)이 일시적으로 연통되고, 이때 토출되는 유체의 일부가 유입구(145a, 155a)를 통해 베어링축부(123)에 형성된 체적공간(145b, 155b)에 유입되어 압축된 유체가 토출할 시 발생되는 압력 맥동 및 토출 소음을 저감하게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기는 실린더 조립체의 내부를 구획하며 회전하는 구획판에 의해 압축영역에 채워진 유체의 압력이 일정압력 이상이 되면 개폐수단이 열리고 토출유로를 통해 유체가 토출되기 시작할 시, 토출되는 유체의 일부가 상부 베어링 및 하부 베어링에 형성된 유입구를 통해 베어링축부에 형성된 체적공간으로 유입되도록 형성된 레조네이터에 의해 압축된 유체가 토출할 시 발생되는 압력 맥동 및 토출 소음을 저감할 수 있게되어 압축효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 압축된 유체가 토출유로를 통해 토출을 시작할시, 베어링 축부에 형성된 체적공간에 일시적으로 압축된 유체가 유입되므로, 압축된 유체가 토출되지 못하고 사체적으로 존재하는 시점이 짧아 압축효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 압축기의 압축기구부를 도시한 종단면도,
도 2는 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부를 도시한 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부를 부분 단면하여 도시한 사시도,
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부가 작동되는 과정을 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예인 레조네이터가 형성된 밀폐형 회전식 압축기를 도시한 종단면도,
도 7은 도 6에 도시된 압축기의 압축기구부를 도시한 평면도,
도 8은 도 7에 도시된 압축기구부의 "A-A"부분을 단면하여 도시한 단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
120 : 회전축 122 : 구획판
123 : 베어링축부 140 : 상부베어링
145, 155 : 레조네이터 145a, 155a : 유입구
145b, 155b : 체적공간

Claims (4)

  1. 실린더의 양측에 압축된 유체가 토출되는 토출유로가 형성된 상부 베어링과, 하부 베어링이 복개 결합되어 밀폐된 내부 공간을 형성하는 실린더 조립체와,
    상기 실린더 조립체의 상부 베어링 및 하부 베어링에 관통 삽입되는 회전축의 일측에 상기 실린더 조립체 내부 공간을 구획하는 파형 형상의 구획판과,
    상기 회전축의 길이방향에 평행하게 움직이며 상기 구획판의 양측면에 접하도록 탄성지지되어 유체가 흡입 및 압축되도록 하는 각각의 베인이 구비되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축의 구획판에 의해 구획된 실린더 조립체의 내부 공간에서 각각 유체를 압축시키고 토출유로를 통해 토출시키는 압축기에 있어서,
    상기 상부베어링 및 하부베어링 중 적어도 하나에 형성된 유입구와, 상기 유입구에 일시적으로 연통되는 소정의 공간을 갖도록 상기 회전축에 적어도 하나 이상 형성되는 체적공간을 포함하여 구성되어 압축이 완료될 경우 상기 토출유로를 통해 토출되는 유체의 일부가 유입되게 하며 과압축 손실 및 소음을 저감하는 레조네이터가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 레조네이터는 압축된 유체가 상기 토출유로를 통해 토출을 시작할 시, 토출되는 유체의 일부가 일시적으로 유입될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 회전축은 상기 구획판이 형성되도록 확장된 지름을 갖는 베어링 축부가 형성되고, 상기 체적공간은 상기 토출유로를 통해 압축된 유체가 토출을 시작할 시, 상기 토출유로에 근접하도록 상기 상부베어링 및 하부베어링에 접하는 접촉면상에 소정의 깊이로 함몰되어 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유입구의 일측은 상기 토출유로에 연통되고, 그 타측은 상기 회전축의 회전 중에 상기 체적공간과 일시적으로 연통되도록 소정의 폭과 깊이로 함몰되고 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.
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