KR100550116B1 - 용량가변 회전압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편심부시 및 롤러의 회전이 안정적으로 이루어지게 할 수 있는 용량가변 회전압축기에 관한 것이다.

본 발명은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 서로 다른 용량을 갖는 한 쌍의 압축실이 형성된 하우징과, 회전력을 발생시키는 구동장치로부터 한 쌍의 압축실로 회전력이 전달되게 하는 회전축과, 회전축 외면에 마련되며 한 쌍의 압축실 내부에 각각 설치되는 한 쌍의 편심부와, 한 쌍의 편심부의 외측에 회전축과 일정각도 내에서 상대 회전하도록 장착되는 한 쌍의 편심부시와 편심부시 외측에 회전가능하게 배치되어 압축실 내에서 편심회전하며 냉매를 압축하는 한 쌍의 롤러를 구비한 것으로, 편심부시의 외면과 상기 롤러의 내면 사이의 이격거리가 중앙측에 비하여 양단측이 상대적으로 길게 형성되어 있으므로 편심부시 외면에 면압이 고르게 작용되게 되는 작용효과가 있다.

Description

용량가변 회전압축기{VARIABLE CAPACITY ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 구성을 나타낸 종방향 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 편심부시 및 롤러의 구성을 보인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 편심부시 및 및 롤러의 부분 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 밀폐용기 20: 구동장치

22: 고정자 23: 회전자

30: 압축장치 31: 제 1 압축실

32: 제 2 압축실 37: 제 1 롤러

38: 제 2 롤러 40: 회전축

41, 42: 편심부 43: 편심연결부

50: 편심부재 51a, 52a: 면압저감부

51, 52: 편심부시 53: 부시연결부

70: 걸림장치 71: 걸림핀

72: 걸림홈

본 발명은 용량가변 회전압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편심부시 및 롤러의 회전이 안정적으로 이루어지게 할 수 있는 용량가변 회전압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축, 응축, 팽창, 증발과정이 연속적으로 수행되는 공기조화기나 냉장고 등의 냉각장치에 사용되어 냉매를 고압으로 압축하여 토출하는 장치이다.

근래에는 공기조화기나 냉장고의 냉각능력을 가변할 수 있도록 필요에 따라 용량을 가변할 수 있는 용량가변 압축기가 있는데, 이러한 용량가변 압축기 중에는 용적이 서로 다른 두 압축실 중 어느 한쪽에서만 선택적으로 압축동작이 수행되도록 함으로써 용량을 가변할 수 있도록 한 용량가변 회전압축기가 있다.

이러한 종래의 용량가변 회전압축기의 각 압축실 내에는 회전축의 회전방향 변화에 따라 각 압축실의 롤러가 편심되거나 편심 해제되면서 압축 및 압축해제 동작을 수행할 수 있게 하는 편심부재가 구비된다.

편심부재는 각 압축실의 회전축 외면에 마련되는 두 편심부의 외면에 회전가능하게 결합되고 그 외면에 롤러가 결합되는 두 편심부시를 구비한 것으로, 이러한 편심부재에는 회전축이 회전할 때 두 편심부시 중 어느 하나가 편심되는 위치에서 걸리고 다른 하나가 편심되지 않는 위치에서 걸리도록 하는 걸림핀이 설치되어 있다. 따라서 편심부재의 동작에 의해 내부용적이 다른 두 압축실 중 어느 한쪽에서만 압축동작이 이루어지도록 함으로써 회전축의 회전방향에 따라 용량가변운전을 수행할 수 있도록 한 것이다.

그런데 이러한 용량가변 회전압축기에 있어서, 편심부시의 외면 양단에는 편심부시의 외면 중앙측에 비하여 상대적으로 높은 면압이 작용하므로 장시간 사용할 경우에는 이러한 면압 불균형에 의해 편심부시의 외면 양단측만이 편마모되어 편심부시와 롤러의 회전이 불안정하게 이루어질 소지가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 편심부시의 편마모를 방지할 수 있는 용량가변 회전압축기를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는, 서로 다른 용량을 갖는 한 쌍의 압축실이 형성된 하우징과, 회전력을 발생시키는 구동장치로부터 상기 한 쌍의 압축실로 회전력이 전달되게 하는 회전축과, 상기 회전축 외면에 마련되며 상기 한 쌍의 압축실 내부에 각각 설치되는 한 쌍의 편심부와, 상기 한 쌍의 편심부의 외측에 상기 회전축과 일정각도 내에서 상대 회전하도록 장착되는 한 쌍의 편심부시를 구비하며, 상기 한 쌍의 편심부시 외측에 회전가능하게 배치되어 상기 압축실 내에서 편심회전하며 냉매를 압축하는 한 쌍의 롤러를 구비하며, 상기 편심부시 외면과 상기 롤러 내면 사이의 이격거리는 상기 편심부시 외 면에 고르게 면압이 작용할 수 있도록 중앙측에 비하여 양단측이 상대적으로 길게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 편심부시의 외면 양단측에는 상기 롤러와의 이격거리가 중앙측에 비하여 상대적으로 길도록 상기 편심부시의 중앙측에 비하여 상대적으로 적은 직경을 갖는 면압저감부가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 면압저감부는 상기 편심부시의 중앙측에서 끝단측으로 진행하며 점진적으로 줄어드는 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 도 1, 2에 도시되어 있는 바와 같이, 외관을 이루는 밀폐용기(10) 내부에 회전력을 발생시키는 구동장치(20)와, 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축장치(30)를 구비하여 이루어진다.

구동장치(20)는 밀폐용기(10)의 내면에 고정되는 원통형상의 고정자(22)와, 고정자(22)의 내부에 회전가능하게 설치되는 회전자(23)와, 일단은 회전자(23)에 고정되며 타단은 압축장치(30)에 설치되어 구동장치(20)에서 발생한 회전력을 압축장치(30)에 전달하는 회전축(40)을 구비한 것으로, 구동장치(20)에 공급되는 전류의 방향을 전환함으로써 회전축(40)을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

압축장치(30)는 상부와 하부에 서로 용적이 다른 원통형상의 제 1 압축실(31)과 제 2 압축실(32)이 각각 형성된 상부하우징(33a)과 하부하우징(33b) 을 구비하며, 상부하우징(33a)의 상면과 하부하우징(33b)의 하면에는 제 1 압축실(31)의 상부와 제 2 압축실(32)의 하부를 폐쇄함과 동시에 회전축(40)을 회전 가능하게 지지하는 플랜지가 각각 설치되고, 상부하우징(33a)과 하부하우징(33b)의 사이에는 제 1 압축실(31)과 제 2 압축실(32)을 구획하는 중간판(34)이 설치된다.

제 1 압축실(31)과 제 2 압축실(32) 내부에 설치되는 회전축(40)의 타단에는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 회전방향에 따라 제 1 압축실(31)과 제 2 압축실(32) 중 어느 하나에서 냉매의 압축이 이루어지게 하는 편심부재(50)가 마련되어 있으며, 편심부재(50)의 외면에는 제 1 롤러(37)와 제 2 롤러(38)가 각각 회전가능하게 결합된다. 또한, 도시되지는 않았으나 각 압축실(31, 32)의 흡입구(61, 62)와 토출구(63) 사이에는 각 롤러(37, 38)의 외면과 접한 상태로 반경방향으로 진퇴하면서 압축동작이 이루어지도록 하는 베인이 각각 설치된다.

편심부재(50)는 각 압축실(31, 32)에 대응하는 위치의 회전축(40) 외면에 동일한 방향으로 편심되도록 형성된 제 1 편심부(41) 및 제 2 편심부(42)의 외면에 회전가능하게 결합되는 것으로, 제 1 편심부(41)와 제 2 편심부(42)의 외측에 각각 배치되는 상부의 제 1 편심부시(51)와 하부의 제 2 편심부시(52)를 구비한다. 이 때, 상부의 제 1 편심부시(51)와 하부의 제 2 편심부시(52)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 원통형으로 형성된 부시연결부(53)를 통해 일체로 연결되며 편심방향은 상호 반대가 되도록 구성되며, 용량가변운전을 수행할 수 있도록 서로 다른 부피를 갖도록 되어 있다. 또한, 상기에 언급한 두 롤러(37, 38)는 두 편심부시(51, 52)의 외면에 회전가능하게 결합된다.

또한, 각 편심부시(51, 52)의 외면 양단측에 작용하는 면압을 감소시킬 수 있도록 하기 위해 편심부시(51, 52)의 외면 양단측은 중앙측에 비하여 롤러(37, 38)의 내면과의 이격거리가 상대적으로 길도록 형성되어 각 편심부시(51, 52)의 양단측에 작용하는 면압을 감소시킬 수 있도록 되어 있다.

이를 위해 본 실시예에서는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 편심부시(51, 52)의 외면 양단측에 편심부시(51, 52)의 중앙측에 비하여 상대적으로 적은 직경을 가지도록 형성되어 롤러(37, 38) 내면과의 이격거리가 중앙측에 비하여 상대적으로 긴 면압저감부(51a, 52a)가 마련되어 있다. 이 때, 편심부시(51, 52)의 외면에 작용하는 면압은 편심부시(51, 52)의 중앙측에서 양단측으로 갈수록 점진적으로 크게 작용하므로 편심부시(51, 52)의 외면 중앙측에서 양단측으로 진행하며 각 롤러(37, 38)와의 이격거리가 점진적으로 늘어날 수 있도록 면압저감부(51a, 52a)의 직경이 편심부시(51, 52) 외면의 중앙측에서 양단측으로 진행하며 점진적으로 줄어들도록 되어있다.

또한, 제 1 편심부(41)와 제 2 편심부(42) 사이의 회전축(40) 외면에는 두 편심부(41, 42)와 동일한 형태로 편심된 편심연결부(43)가 마련되고, 편심연결부(43)에는 회전축(40)의 회전방향 변화에 따라 두 편심부시(51, 52)가 회전축(40)과 편심상태로 회전하거나 편심이 해제된 상태로 회전할 수 있도록 하는 걸림장치(70)가 구비된다.

걸림장치(70)는 편심연결부(43)의 일측 외면에 형성되는 평면부에 돌출하도 록 스크류 결합되는 걸림핀(71)과, 회전축(40)의 회전에 따라 걸림핀(71)이 편심부시(51, 52)의 편심위치와 편심 해제위치에서 각각 걸릴 수 있도록 제 1 편심부시(51)와 제 2 편심부시(52)를 연결하는 부시연결부(53)에 원주방향으로 길게 연장형성되어 양단이 편심부재(50)의 양측에 대칭되게 배치되며 회전축(40)의 회전방향에 따라 각각 회전축(40)으로부터 회전력을 전달받는 걸림홈(72)을 포함한다.

따라서 회전축(40)의 편심연결부(43)에 결합된 걸림핀(71)이 부시연결부(53)의 걸림홈(72)에 진입한 상태에서 회전축(40)이 회전할 때 걸림핀(71)이 소정구간 회동하여 걸림홈(72)의 양단 중 어느 한쪽에 걸리게 됨으로써 두 편심부시(51, 52)가 회전축(40)과 함께 회전할 수 있게 되는 것이다. 즉, 걸림핀(71)이 걸림홈(72)의 양단 중 어느 일측에 걸릴 때 두 편심부시(51, 52) 중 하나가 편심된 상태가 되고 다른 하나가 편심해제된 상태가 되도록 함으로써 두 압축실(31, 32) 중 어느 하나에서 압축동작이 이루어지고 다른 하나에서 공회전이 이루어지게 하며, 회전축(40)의 회전방향이 역방향으로 전환되면 두 편심부시(51, 52)의 편심상태가 역으로 전환되는 것이다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 동작 및 작용효과를 상세히 설명한다.

구동장치(20)에 의해 회전축(40)이 회전하면, 회전축(40)의 회전방향에 따라 편심부(41, 42)가 편심부시(51, 52)와 상대회전하면서 걸림핀(71)이 걸림홈(72)의 양단 중 어느 일측에 걸려 두 편심부시(51, 52) 중 어느 하나가 압축실(31, 32) 내 에서 편심회전하고 그에 따라 편심회전하는 편심부시(51, 52)의 외측에 배치된 롤러(37, 38)에 의해 냉매가 압축된다.

이와 같이 편심부시(51, 52)가 회전하는 과정에서 편심부시(51, 52)의 외면에는 롤러(37, 38)에 의해 면압이 작용하게 되는데 본 발명에 따라 편심부시(51, 52)의 외면 양단측은 중앙부측에 비하여 롤러(37, 38) 내면과의 거리가 길도록 면압저감부(51a, 52a)가 형성되어 있으므로 편심부시(51, 52)의 외면 양단측에 작용하는 면압이 줄어들고, 그에 따라 편심부시(51, 52)의 외면에는 전체적으로 고르게 면압이 작용한다. 따라서, 편심부시(51, 52)의 외면 양단측의 편마모는 방지된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 각 편심부시의 외면 양단측에 양단측으로 진행하며 점진적으로 직경이 줄어들도록 형성된 면압저감부가 마련되어 있으므로 면압이 편심부시의 외면에 고르게 분산되어 작용하므로, 편심부시의 편마모를 저감할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Claims (3)

1. 서로 다른 용량을 갖는 한 쌍의 압축실이 형성된 하우징과, 회전력을 발생시키는 구동장치로부터 상기 한 쌍의 압축실로 회전력이 전달되게 하는 회전축과, 상기 회전축 외면에 마련되며 상기 한 쌍의 압축실 내부에 각각 설치되는 한 쌍의 편심부와, 상기 한 쌍의 편심부의 외측에 상기 회전축과 일정각도 내에서 상대 회전하도록 장착되는 한 쌍의 편심부시와, 상기 한 쌍의 편심부시 외측에 회전가능하게 배치되어 상기 압축실 내에서 편심회전하며 냉매를 압축하는 한 쌍의 롤러를 포함하며, 압축 동작이 이루어질 때 상기 편심부시 외면에 면압이 고르게 작용할 수 있도록 상기 편심부시 외면과 상기 롤러 내면 사이의 이격거리가 상기 편심부시 외면의 중앙측에 비하여 양단측이 상대적으로 길게 되어 있는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 편심부시의 외면 양단측에는 상기 롤러와의 이격거리가 중앙측에 비하여 상대적으로 길도록 상기 편심부시의 중앙측에 비하여 상대적으로 적은 직경을 갖는 면압저감부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 면압저감부는 상기 편심부시가 그 중앙측에서 양단측으로 진행하며 점진적으로 줄어드는 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.

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