KR100564870B1

KR100564870B1 - 다기통 회전 압축기

Info

Publication number: KR100564870B1
Application number: KR1020000036814A
Authority: KR
Inventors: 마쯔모또겐조; 다께나까마나부; 히구찌쯔요시; 후지와라가즈아끼; 마쯔우라다이
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2006-03-30
Also published as: JP2001020883A; CN1175188C; MY117232A; KR20010015102A; EP1065377A2; TW510949B; US6280168B1; CN1279357A; JP3778730B2; EP1065377A3

Abstract

본 발명은 진동 방지를 위한 밸런서의 갯수를 삭감할 수 있는 다기통 회전 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실린더(10)에 있어서의 질량 편심을 m1×r1, 실린더(9)에 있어서의 질량 편심을 m2×r2, 회전자(5)의 하측에 부착하는 밸런서의 질량 편심을 m3×r3, 회전자(5)의 상측에 부착하는 밸런서(73)의 질량 편심을 m4×r4, 실린더(10)로부터 실린더(9), 하측의 밸런서 및 밸런서(73)까지의 각 거리를 각각 L2, L3 및 L4라 하고, m1×r1＋m4×r4＝m2×r2＋m3×r3, m4×r4×L4＝m2×r2×L2＋m3×r3×L3, m1×r1＝m2×r2로 균형이 잡히는 경우에, 하측의 밸런서를 삭제하고, 밸런서(73)의 질량 편심을 m4×r4의 20 % 이상 80 % 이하로 설정한다.

다기통 회전 압축기, 밀폐 용기, 고정자, 회전자, 밸런서

Description

다기통 회전 압축기{Multi-Cylinder Rotary Compressor}

도1은 본 발명을 적용한 일 실시예의 다기통 회전 압축기의 종단 측면도.

도2는 도1에 도시한 다기통 회전 압축기의 평단면도.

도3은 도1에 도시한 다기통 회전 압축기의 고정자 철심과 회전자 철심의 평면도.

도4는 도1에 도시한 다기통 회전 압축기의 회전자의 종단 측면도.

도5는 도1에 도시한 다기통 회전 압축기의 회전자의 하면도.

도6은 도1에 도시한 다기통 회전 압축기의 회전자의 상면도.

도7은 본 발명의 다른 실시예의 다기통 회전 압축기의 종단 측면도.

도8은 본 발명의 다기통 회전 압축기에 있어서의 실린더와 밸런서의 질량 편심의 관계를 설명하는 도면.

도9는 회전자 상측의 밸런서의 질량 편심을 변화시킨 경우에 있어서의 본 발명의 다기통 회전 압축기의 직경 방향 최대 진동 변위의 변화를 설명하는 도면.

도10은 종래의 다기통 회전 압축기의 종단 측면도.

도11은 또 하나의 종래의 다기통 회전 압축기의 종단 측면도.

도12는 종래의 다기통 회전 압축기에 있어서의 실린더와 밸런서의 질량 편심의 관계를 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

C, 100 : 다기통 회전 압축기

1, 101 : 밀폐 용기

1A, 101A : 셸부

1B, 101B : 엔드 캡부

2, 102 : 전동기(전동 요소)

4, 104 : 고정자

5, 105 : 회전자

6, 106 : 회전축

7, 107 : 고정자 권선

9, 10, 109, 110 : 실린더

11, 12, 111, 112 : 편심부

13, 14, 113, 114 : 롤러

73, 173 : 밸런서

본 발명은, 예를 들어 공기 조화기 혹은 냉동기 등에 탑재되는 다기통 회전 압축기에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 다기통 회전 압축기(200)를 도10을 참조하여 설명한 다. 이 도면에 있어서, 도면 부호 201은 밀폐 용기이며, 내부의 상측에 전동 요소로서 DC 무브러시 모터로 이루어진 전동기(202), 하측에 이 전동기(202)에 의해 회전 구동되는 회전 압축 요소(203)가 수납되어 있다. 밀폐 용기(201)는, 상단부가 개구하는 원통형의 셸부(201A)와, 이 셸부(201A)의 상단부 개구를 폐색하는 엔드 캡부(201B)로 이루어진 2분할 구성이며, 셸부(201A) 내에 전동기(202) 및 회전 압축 요소(203)를 수납한 후, 엔드 캡부(201B)를 셸부(201A)에 씌우고 고주파 용착 등에 의해서 밀폐함으로써 구성되어 있다. 또한, 이 밀폐 용기(201)의 셸부(201A) 내의 바닥부가 오일 저장소(B)로 구성된다.

전동기(202)는, 밀폐 용기(201)의 내벽에 고정된 고정자(204)와, 밀폐 용기(201)의 원통의 축방향으로 연장되는 회전축(206)에 지지되고, 고정자(204)의 내측에 있어서 해당 회전축(206)을 중심으로 해서 회전 가능하게 된 회전자(205)로 구성되어 있다. 그리고, 고정자(204)는 대략 도너츠형의 고정자 철판을 복수장 적층하여 구성된 고정자 철심(274)과, 이 고정자 철심(274)의 내주에 형성된 복수의 이부에 자극 집중 감김 방식에 의해 권취되고, 회전자(205)에 회전 자계를 부여하기 위한 고정자 권선(구동 코일)(207)으로 구성되어 있다. 그리고, 이 고정자 철심(274)의 외주면이 밀폐 용기(201)의 셸부(201A)의 내벽에 접촉하여 고정되어 있다.

회전 압축 요소(203)는 중간 간막이 판(208)으로 구획된 로터리용 실린더(209 및 210)를 구비하고 있다. 각 실린더(209, 210)에는 회전축(206)에 의해 회전 구동되는 편심부(211, 212)가 부착되어 있고, 이들 편심부(211, 212)는 편 심 위치가 서로 180도 위상이 어긋나 있다.

도면 부호 213, 214는 각각 실린더(209, 210) 내부를 회전하는 제1 롤러 및 제2 롤러이며, 각각 편심부(211, 212)의 회전으로 실린더 내부를 회전한다. 215, 216은 각각 제1 베어링, 제2 베어링이며, 제1 베어링(215)은 중간 간막이 판(208)과의 사이에 실린더(209)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고, 제2 베어링(216)은 마찬가지로 중간 간막이 판(208)과의 사이에 실린더(210)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고 있다. 또한, 제1 베어링(215), 제2 베어링(216)은 각각 회전축(206)의 하부를 회전 가능하게 피봇하는 베어링부(217, 218)를 구비하고 있다.

도면 부호 219, 220은 컵 머플러이며, 각각 제1 베어링(215), 제2 베어링(216)을 피복하도록 부착되어 있다. 또한, 실린더(209)와 컵 머플러(219)는 제1 베어링(215)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있고, 실린더(210)와 컵 머플러(220)도 제2 베어링(216)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있다. 그리고, 하측의 컵 머플러(220)는 각 베어링과 실린더를 관통하는 관통 구멍(279) 및 밀폐 용기(201)의 외부에 부착된 바이패스 관(221)에 의해 컵 머플러(219)의 상방의 밀폐 용기(201) 내에 연통되어 있다.

도면 부호 222는 밀폐 용기(201)의 상부에 설치된 토출관이고, 223, 224는 각각 실린더(209, 210)로 이어지는 흡입관이다. 또한, 225는 밀폐 터미널이며, 밀폐 용기(201)의 외부로부터 고정자(204)의 고정자 권선(207)으로 전력을 공급하는 것이다(밀폐 터미널(225)과 고정자 권선(207)을 잇는 리드선은 도시하지 않음).

도면 부호 226은 회전자(205)의 회전자 철심이며, 두께 0.3 mm 내지 0.7 mm 의 전자 강판으로부터 소정 형상으로 펀칭한 회전자용 철판을 복수장 적층하고 서로 코오킹하여 일체로 적층되어 있다.

이 경우, 회전자 철심(226)의 회전자용 철판은, 4극의 자극을 구성하는 돌출극부가 형성되도록 전자 강판으로부터 펀칭되어 있고, 이러한 회전자 철심(226) 내에 자성체(영구 자석)가 삽입되어 있다.

또한, 도면 부호 251은 이러한 회전자 철심(226)을 코오킹하는 리벳이고, 272는 회전자(205)의 상측에 위치하여 해당 회전자(205)에 부착된 원반형의 오일 분리용 플레이트, 273은 플레이트(272)와 회전자 철심(226)의 상면 사이에 부착된 상측 밸런서이고, 284는 회전자 철심(226)의 하면에 부착된 하측 밸런서이다.

이러한 구성에서, 전동기(202)의 고정자(204)의 고정자 권선(207)에 통전되면, 회전 자계가 형성되어 회전자(205)가 회전한다. 이 회전자(205)의 회전에 의해 회전축(206)을 거쳐서 실린더(209, 210) 내의 롤러(213, 214)가 편심 회전되고, 흡입관(223, 224)으로부터 흡입된 흡입 가스는 압축된다.

압축된 고압의 가스는 상기 연통 구멍을 거쳐서 실린더(209)로부터 컵 머플러(219) 내로 토출되고, 이 컵 머플러(219)에 형성된 토출 구멍으로부터 상방(전동기(202) 방향)의 밀폐 용기(201) 내로 토출된다. 한편, 실린더(210)로부터는 상기 연통 구멍을 거쳐서 컵 머플러(220)로 토출되고, 관통 구멍(279), 바이패스 관(221)을 통과하여 컵 머플러(219) 상방의 밀폐 용기(201) 내로 토출된다.

토출된 고압 가스는 전동기(202) 내의 간극을 통과하여 토출관(222)에 이르러 외부로 토출된다. 한편, 가스중에는 오일이 함유되어 있는데, 이 오일은 토출 관(222)에 이르기까지 플레이트(272) 등에 의해 분리되어 원심력으로 외측을 향하고, 고정자(204)와 밀폐 용기(201) 사이에 구성된 통로를 거쳐서 오일 저장소(B)로 흘러 내리는 것이었다.

다음에, 도11은 전동기로서 AC 모터를 사용한 다기통 회전 압축기(300)를 도시하고 있다. 이 도면에 있어서, 도면 부호 301은 밀폐 용기이며, 내부의 상측에 전동 요소로서 AC 모터(유도 전동기)로 이루어진 전동기(302), 하측에 이 전동기(302)에 의해 회전 구동되는 회전 압축 요소(303)가 수납되어 있다. 밀폐 용기(301)는, 상단부가 개구하는 원통형의 셸부(301A)와, 이 셸부(301A)의 상단부 개구를 폐색하는 엔드 캡부(301B)로 이루어진 2분할 구성이며, 셸부(301A) 내에 전동기(302) 및 회전 압축 요소(303)를 수납한 후, 엔드 캡부(301B)를 셸부(301A)에 씌우고 고주파 용착 등에 의해서 밀폐함으로써 구성되어 있다. 또한, 이 밀폐 용기(301)의 셸부(301A) 내의 바닥부가 오일 저장소(B)로 구성된다.

전동기(302)는, 밀폐 용기(301)의 내벽에 고정된 고정자(304)와, 밀폐 용기(301)의 원통의 축방향으로 연장되는 회전축(306)에 지지되고, 고정자(304)의 내측에 있어서 해당 회전축(306)을 중심으로 해서 회전 가능하게 된 회전자(305)로 구성되어 있다. 그리고, 고정자(304)는 대략 도너츠형의 고정자 철판을 복수장 적층하여 구성된 고정자 철심(374)과, 이 고정자 철심(374)의 내주에 형성된 복수의 이부에 배치된 고정자 권선(307)으로 구성되어 있다. 그리고, 이 고정자 철심(374)의 외주면이 밀폐 용기(301)의 셸부(301A)의 내벽에 접촉하여 고정되어 있다.

회전 압축 요소(303)는 중간 간막이 판(308)으로 구획된 로터리용 실린더(309 및 310)를 구비하고 있다. 각 실린더(309, 310)에는 회전축(306)에 의해 회전 구동되는 편심부(311, 312)가 부착되어 있고, 이들 편심부(311, 312)는 편심 위치가 서로 180도 위상이 어긋나 있다.

도면 부호 313, 314는 각각 실린더(309, 310) 내부를 회전하는 제1 롤러 및 제2 롤러이며, 각각 편심부(311, 312)의 회전으로 실린더 내부를 회전한다. 315, 316은 각각 제1 베어링, 제2 베어링이며, 제1 베어링(315)은 중간 간막이 판(308)과의 사이에 실린더(309)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고, 제2 베어링(316)은 마찬가지로 중간 간막이 판(308)과의 사이에 실린더(310)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고 있다. 또한, 제1 베어링(315), 제2 베어링(316)은 각각 회전축(306)의 하부를 회전 가능하게 피봇하는 베어링부(317, 318)를 구비하고 있다.

도면 부호 319, 320은 컵 머플러이며, 각각 제1 베어링(315), 제2 베어링(316)을 피복하도록 부착되어 있다. 또한, 실린더(309)와 컵 머플러(319)는 제1 베어링(315)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있고, 실린더(310)와 컵 머플러(320)도 제2 베어링(316)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있다. 그리고, 하측의 컵 머플러(320)는 각 베어링과 실린더를 관통하는 관통 구멍(379) 및 밀폐 용기(301)의 외부에 부착된 바이패스 관(321)에 의해 컵 머플러(319)의 상방의 밀폐 용기(301) 내에 연통되어 있다.

도면 부호 322는 밀폐 용기(301)의 상부에 설치된 토출관이고, 323, 324는 각각 실린더(309, 310)로 이어지는 흡입관이다. 또한, 325는 밀폐 터미널이며, 밀 폐 용기(301)의 외부로부터 고정자(304)의 고정자 권선(307)으로 전력을 공급하는 것이다(밀폐 터미널(325)과 고정자 권선(307)을 잇는 리드선은 도시하지 않음).

도면 부호 326은 회전자(305)의 회전자 철심이며, 두께 0.3 mm 내지 0.7 mm의 전자 강판으로부터 소정 형상으로 펀칭한 회전자용 철판을 복수장 적층하고 서로 코오킹하여 일체로 적층되어 있다. 330은 회전자 권선이다.

또한, 도면 부호 372는 회전자(305)의 상측에 위치하여 회전축(306)에 부착된 원반형의 오일 분리용 플레이트, 373은 회전자(306)의 상방으로 돌출한 회전자 권선(330)의 상면에 부착된 상측 밸런서이고, 384는 회전자 권선(330)의 하면에 부착된 하측 밸런서이다.

이러한 구성에서, 전동기(302)의 고정자(304)의 고정자 권선(307)에 통전되면, 회전자(305)가 회전한다. 이 회전자(305)의 회전에 의해 회전축(306)을 거쳐서 실린더(309, 310) 내의 롤러(313, 314)가 편심 회전되고, 흡입관(323, 324)으로부터 흡입된 흡입 가스는 압축된다.

압축된 고압의 가스는 상기 연통 구멍을 거쳐서 실린더(309)로부터 컵 머플러(319) 내로 토출되고, 이 컵 머플러(319)에 형성된 토출 구멍으로부터 상방(전동기(302) 방향)의 밀폐 용기(301) 내로 토출된다. 한편, 실린더(310)로부터는 상기 연통 구멍을 거쳐서 컵 머플러(320)로 토출되고, 관통 구멍(379), 바이패스 관(321)을 통과하여 컵 머플러(319) 상방의 밀폐 용기(301) 내로 토출된다.

토출된 고압 가스는 전동기(302) 내의 간극을 통과하여 토출관(322)에 이르러 외부로 토출된다. 한편, 가스중에는 오일이 함유되어 있는데, 이 오일은 토출 관(322)에 이르기까지 플레이트(372) 등에 의해 분리되어 원심력으로 외측을 향하고, 고정자(304)와 밀폐 용기(301) 사이에 구성된 통로를 거쳐서 오일 저장소(B)로 흘러 내리는 것이었다.

그런데, 상기 각 밸런서(273, 284 혹은 373, 384)는 각 실린더(209, 201 혹은 309, 310) 내의 롤러(213, 214 혹은 313, 314)의 편심 회전에 의해서 발생하는 진동을 없앨 목적으로 부착되는 것인데, 그 경우는 실린더(210 혹은 310)에 있어서의 질량 편심을 m1×r1, 실린더(209 혹은 309)에 있어서의 질량 편심을 m2×r2, 밸런서(284 혹은 384)의 질량 편심을 m3×r3, 밸런서(273 혹은 373)의 질량 편심을 m4×r4, 실린더(210 혹은 310)로부터 실린더(209 혹은 309)까지의 거리를 L2, 밸런서(284 혹은 384)까지의 거리를 L3, 밸런서(273 혹은 373)까지의 거리를 L4라고 한 경우,

m1×r1＋m4×r4＝m2×r2＋m3×r3

m4×r4×L4＝m2×r2×L2＋m3×r3×L3

m1×r1＝m2×r2

의 관계가 성립할 때 균형이 잡힌다. 따라서, 각 밸런서의 질량은 이러한 관계식이 성립하도록 설정된다(도12 참조).

그러나, 상기 도10, 도11의 어느 것의 다기통 회전 압축기에 있어서도 하측의 밸런서(284 혹은 384)가 필요해지므로, 부품 갯수가 많아지고, 비용의 상승, 및 중량 증가가 발생하는 동시에, 생산성도 악화시키는 원인이 되었다.

본 발명은, 이러한 종래의 기술적 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 진동 방지를 위한 밸런서의 갯수를 삭감할 수 있는 다기통 회전 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다기통 회전 압축기는, 밀폐 용기 내에 전동 요소와 회전 압축 요소를 수납하고, 이 회전 압축 요소를, 중간 간막이 판과, 이 중간 간막이 판의 전동 요소측에 설치된 제2 실린더와, 중간 간막이 판의 반대측에 설치된 제1 실린더와, 서로 회전각을 180도 어긋나게 한 편심부를 갖고 전동 요소에 연결된 회전축과, 이 회전축의 각 편심부에 각각 끼워 맞춰져서 각 실린더 내를 각각 회전하는 롤러와, 실린더의 각각의 개구를 막는 베어링으로 구성하는 동시에, 전동 요소를, 고정자와, 회전축에 지지되어 고정자의 내측에서 회전 가능하게 된 회전자로 구성하여 이루어지는 것으로서, 제1 실린더에 있어서의 질량 편심을 m1×r1, 제2 실린더에 있어서의 질량 편심을 m2×r2, 회전자의 회전 압축 요소측에 위치하는 한 쪽 단부에 부착하는 제1 밸런서의 질량 편심을 m3×r3, 회전자의 다른 쪽 단부에 부착하는 제2 밸런서의 질량 편심을 m4×r4, 제1 실린더로부터 제2 실린더, 제1 밸런서 및 제2 밸런서까지의 각 거리를 각각 L2, L3 및 L4라 하고,

m1×r1＋m4×r4＝m2×r2＋m3×r3

m4×r4×L4＝m2×r2×L2＋m3×r3×L3

m1×r1＝m2×r2

로 균형이 잡히는 경우에, 제1 밸런서를 삭제하고, 제2 밸런서의 질량 편심을 m4×r4의 20 % 이상 80 % 이하로 설정했으므로, 도9에 도시한 바와 같이 제1 밸런서를 삭제했음에도 불구하고, 압축기의 직경 방향 최대 진동 변위는 종래에 비해 1.3배 이하로 억제된다.

즉, 본 발명에 따르면 진동·소음의 증대를 최소한으로 억제하면서 부품 갯수의 삭감과 경량화를 도모하고, 생산성의 향상도 실현할 수 있다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 일 실시 형태를 상세하게 기술한다. 도1은 본 발명을 적용한 다기통 회전 압축기(C)의 종단 측면도이다. 이 도면에 있어서, 도면 부호 1은 원통형의 밀폐 용기이며, 내부의 상측에 전동 요소로서 전동기(2), 하측에 이 전동기(2)에 의해 회전 구동되는 압축 요소(3)가 수납되어 있다.

밀폐 용기(1)는, 상단부가 개구하는 원통형의 셸부(1A)와, 이 셸부(1A)의 상단부 개구를 폐색하는 엔드 캡부(1B)로 이루어진 2분할 구성이며, 셸부(1A) 내에 전동기(2) 및 압축 요소(3)를 수납한 후, 엔드 캡부(1B)를 셸부(1A)에 씌우고 고주파 용착 등에 의해서 밀폐함으로써 구성되어 있다. 또한, 이 밀폐 용기(1)의 셸부(1A) 내의 바닥부가 오일 저장소(B)로 구성된다.

전동기(2)는 소위 자극 집중 감김 방식의 DC 무브러시 모터이며, 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정된 고정자(4)와, 밀폐 용기(1)의 원통의 축방향으로 연장되는 회전축(6)에 고정되고, 고정자(4)의 내측에 있어서 이 회전축(6)을 중심으로 해서 회전 가능하게 된 회전자(5)로 구성되어 있다. 그리고, 고정자(4)는 도3에 도시한 바와 같이, 대략 도너츠형의 고정자 철판(규소 강판)을 복수장 적층하여 구성 된 고정자 철심(74)과, 회전자(5)에 회전 자계를 부여하기 위한 고정자 권선(구동 코일)(7)으로 구성되어 있다.

이 경우, 고정자 철심(74)의 내주에는 6개의 이부(75…)가 형성되어 있고, 이들 이부(75)의 사이에 내측 및 상하로 개방된 슬롯부(78)가 형성되고, 이부(75)의 선단부에는 회전자(5)의 외면을 따르도록 확대 개방된 선단부(75A)가 형성되어 있다. 그리고, 이 이부(75)에 슬롯부(78)의 공간을 이용하여 상기 고정자 권선(7)을 직접 권취함으로써, 소위 집중 감김 방식에 의해서 고정자(4)의 자극을 형성하고, 4극 6슬롯의 고정자(4)를 구성하고 있다.

이와 같은 자극 집중 감김 방식의 DC 무브러시 모터를 전동기(2)로서 채용함으로써, 고정자 권선(7)이 고정자 철심(74)으로부터 상하로 돌출하는 치수는 현저하게 축소된다. 또한, 도3에 도시한 바와 같이 고정자 철심(74)의 슬롯부(78)의 단면적도 커지므로, 도2에 도시한 바와 같이 고정자(4) 내부에 구성되는 상하로 관통한 간극(G)도 현저하게 확대된 것으로 되어 있다.

그리고, 상기 고정자 철심(74)의 외주면이 밀폐 용기(1)의 셸부(1A)의 내벽에 접촉하여 고정되어 있다. 이 경우, 고정자 철심(74)의 외주면에는 원주를 현 모양으로 절결한 복수의 절결(76)(실시예에서는 6군데)이 형성되어 있고, 이 절결(76)은 셸부(1A)의 내벽으로부터 이격되며, 그곳에 후술하는 바와 같이 오일 복귀용의 통로(77)를 구성하고 있다.

한편, 회전 압축 요소(3)는 중간 간막이 판(8)으로 구획된 로터리용 실린더(9)(제2 실린더) 및 로터리용 실린더(10)(제1 실린더)를 구비하고 있다. 각 실린더(9, 10)에는 회전축(6)에 의해 회전 구동되는 편심부(11, 12)가 부착되어 있고, 이들 편심부(11, 12)는 편심 위치가 서로 180도 위상이 어긋나 있다.

도면 부호 13, 14는 각각 실린더(9, 10) 내부를 회전하는 롤러이고, 각각 편심부(11, 12)의 회전에 의해 실린더(9, 10) 내부를 회전한다. 15, 16은 각각 제1 베어링, 제2 베어링이며, 제1 베어링(15)은 중간 간막이 판(8)과의 사이에 실린더(9)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고, 제2 베어링(16)은 마찬가지로 중간 간막이 판(8)과의 사이에 실린더(10)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고 있다. 또한, 제1 베어링(15), 제2 베어링(16)은 각각 회전축(6)의 하부를 회전 가능하게 피봇하는 베어링부(17, 18)를 구비하고 있다.

도면 부호 19, 20은 컵 머플러이며, 각각 제1 베어링(15), 제2 베어링(16)을 피복하도록 부착되어 있다. 또한, 실린더(9)와 컵 머플러(19)는 제1 베어링(15)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있고, 실린더(10)와 컵 머플러(20)도 제2 베어링(16)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있다. 그리고, 하측의 컵 머플러(20) 내부는 실린더(9, 10), 중간 간막이 판(8)을 관통하는 관통 구멍(79)을 거쳐서 상면의 컵 머플러(19)에 연통되어 있다.

또, 실린더(9)의 측방의 셸부(1A)의 측벽과, 고정자 권선(7)의 하단부의 측방의 셸부(1A)의 측벽에는 도7에 도시한 바와 같이 개구(1C, 1C)가 형성되어 있고, 이 개구(1C, 1C)에는 밀폐 용기(1)의 외측으로부터 바이패스 관(21)의 상단부 개구(21A) 및 하단부 개구(21B)가 각각 삽입되며, 셸부(1A)에 용접 고정되어 있다.

그리고, 이 바이패스 관(21)의 하단부 개구(21B)는 실린더(9) 내의 관통 구 멍(79)을 거쳐서 컵 머플러(20) 내부에 연통되는 동시에, 상단부 개구(21A)의 하단부는 고정자(4)의 고정자 권선(7)의 하단부면보다 아래에 있다.

도면 부호 22는 밀폐 용기(1)의 상부에 설치된 토출관이고, 23, 24는 각각 실린더(9, 10)로 이어지는 흡입관이다. 또한, 25는 밀폐 터미널이며, 밀폐 용기(1)의 외부로부터 고정자(4)의 고정자 권선(7)으로 전력을 공급하는 것이다(밀폐 터미널(25)과 고정자 권선(7)을 잇는 리드선은 도시하지 않음).

도면 부호 26은 회전자(5)의 회전자 철심이며, 두께 0.3 mm 내지 0.7 mm의 전자 강판으로부터 도2, 도3과 같은 형상으로 펀칭한 회전자용 철판을 복수장 적층하고 서로 코오킹하여 일체로 적층되어 있다.

이 경우, 회전자 철심(26)의 회전자용 철판은, 4극의 자극을 구성하는 돌출극부(28 내지 31)가 형성되도록 전자 강판으로부터 펀칭되어 있고, 32 내지 35는 각각의 돌출극부(28 내지 31) 사이에 돌출극부가 형성되도록 마련된 요부이다.

도면 부호 41 내지 44는 자성체(45)(영구 자석)를 압입하기 위한 슬롯이며, 각 돌출극부(28 내지 31)에 대응하고, 회전자 철심(26)의 외주측에 있어서 회전축(6)의 축방향을 따라서 동심원상으로 뚫려 있다.

또한, 도면 부호 46은 회전자 철심(26)의 중심에 형성되고, 회전축(6)이 가열 끼움되는 구멍이다. 47 내지 50은 후술하는 코오킹용의 리벳(51…)이 통과되는 크기와 형상의 관통 구멍이며, 각 슬롯(41 내지 44)의 내측에 대응하여 뚫려 있다. 또한, 61 내지 64는 각 관통 구멍(47 내지 50) 사이에 뚫린 오일 통로를 형성하기 위한 바람 구멍이다. 그리고, 각 회전자용 철판은 복수장 적층한 후, 서로 코오킹 하여 일체화함으로써 회전자 철심(26)을 형성한다.

한편, 자성체(45)는 예를 들어 프라세오듐계 자석, 혹은 표면에 니켈 도금을 실시한 네오듐계 자석 등의 희토류계 자석재로 구성되어 있고, 그 외형은 단면 장방형의 전체적으로는 직사각형 형상으로 되어 있다. 그리고, 각 슬롯(41 내지 44)은 이 자성체(45)가 삽입되는 크기로 되어 있다.

다음에, 도면 부호 66, 67은 회전자 철심(26)의 상하 단부에 부착되는 평판 형상의 단부면 부재이며, 스테인레스나 황동 등의 비자성 재료의 판재에 의해 구성되고, 고정자 철심(26)과 대략 같은 형상이 되도록, 요부(32 내지 35)에 대응하는 위치에는 절결부(81…)가 성형되고, 바람 구멍(61 내지 64)에 대응하는 위치에도 동일한 바람 구멍(82…)이 뚫려 있다(도5).

그리고, 이 단부면 부재(66, 67)에도 상기 관통 구멍(47 내지 50)에 대응하는 위치에 관통 구멍이 뚫려 있다.

또한, 도면 부호 72는 단부면 부재(66)의 상방에 위치하여 회전자(5)에 부착된 원반형의 오일 분리용 플레이트이고, 73은 플레이트(72)와 단부면 부재(66) 사이에 부착된 밸런서(제2 밸런서)이다(도4, 도6 참조).

이상의 구성에서, 전동기(2)의 고정자(4)의 고정자 권선(7)에 통전되면, 회전 자계가 형성되어 회전자(5)가 회전한다. 이 회전자(5)의 회전에 의해 회전축(6)을 거쳐서 실린더(9, 10) 내의 롤러(13, 14)가 편심 회전되고, 흡입관(23, 24)으로부터 흡입된 흡입 가스는 압축된다.

압축된 고압의 가스는 상기 연통 구멍을 거쳐서 실린더(9)로부터 컵 머플러(19) 내로 토출되고, 이 컵 머플러(19)에 형성된 토출 구멍으로부터 상방(전동기(4) 방향)의 밀폐 용기(101) 내로 토출된다. 한편, 실린더(10)로부터는 상기 연통 구멍을 거쳐서 컵 머플러(20)로 토출되고, 관통 구멍(79)을 지나서 일부는 컵 머플러(19) 내로 유입되어 마찬가지로 토출 구멍으로부터 토출되지만, 나머지는 하단부 개구(21B)로부터 바이패스 관(21)으로 유입되며, 상단부 개구(21A)로부터 전동기(2)의 하측 공간(전동기(2)와 회전 압축 요소(3) 사이의 공간)으로 밀폐 용기(1)의 원통의 원주 방향으로부터 토출된다.

밀폐 용기(1) 내로 토출된 가스는 전동기(2) 내의 각 통로를 거쳐서 토출관(22)으로부터 외부로 토출된다. 또한, 오일은 플레이트(72)에서 분리되어 통로(77)를 거쳐서 오일 저장소(B)로 귀환한다.

다음에, 도7은 전동기로서 AC 모터를 사용한 실시예의 다기통 회전 압축기(100)를 도시하고 있다. 이 도면에 있어서, 도면 부호 101은 밀폐 용기이며, 내부의 상측에 전동 요소로서 AC 모터(유도 전동기)로 이루어진 전동기(102), 하측에 이 전동기(102)에 의해 회전 구동되는 회전 압축 요소(103)가 수납되어 있다. 밀폐 용기(101)는, 상단부가 개구하는 원통형의 셸부(101A)와, 이 셸부(101A)의 상단부 개구를 폐색하는 엔드 캡부(101B)로 이루어진 2분할 구성이며, 셸부(101A) 내에 전동기(102) 및 회전 압축 요소(103)를 수납한 후, 엔드 캡부(101B)를 셸부(101A)에 씌우고 고주파 용착 등에 의해서 밀폐함으로써 구성되어 있다. 또한, 이 밀폐 용기(101)의 셸부(101A) 내의 바닥부가 오일 저장소(B)로 구성된다.

전동기(102)는, 밀폐 용기(101)의 내벽에 고정된 고정자(104)와, 밀폐 용기(101)의 원통의 축방향으로 연장되는 회전축(106)에 지지되고, 고정자(104)의 내측에 있어서 해당 회전축(106)을 중심으로 해서 회전 가능하게 된 회전자(105)로 구성되어 있다. 그리고, 고정자(104)는 대략 도너츠형의 고정자 철판을 복수장 적층하여 구성된 고정자 철심(174)과, 이 고정자 철심(174)의 내주에 형성된 복수의 이부에 배치된 고정자 권선(107)으로 구성되어 있다. 그리고, 이 고정자 철심(174)의 외주면이 밀폐 용기(101)의 셸부(101A)의 내벽에 접촉하여 고정되어 있다.

회전 압축 요소(103)는 중간 간막이 판(108)으로 구획된 로터리용 실린더(109)(제2 실린더) 및 실린더(110)(제1 실린더)를 구비하고 있다. 각 실린더(109, 110)에는 회전축(106)에 의해 회전 구동되는 편심부(111, 112)가 부착되어 있고, 이들 편심부(111, 112)는 편심 위치가 서로 180도 위상이 어긋나 있다.

도면 부호 113, 114는 각각 실린더(109, 110) 내부를 회전하는 제1 롤러 및 제2 롤러이며, 각각 편심부(111, 112)의 회전으로 실린더 내부를 회전한다. 115, 116은 각각 제1 베어링, 제2 베어링이며, 제1 베어링(115)은 중간 간막이 판(108)과의 사이에 실린더(109)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고, 제2 베어링(116)은 마찬가지로 중간 간막이 판(108)과의 사이에 실린더(110)가 폐쇄된 압축 공간을 형성시키고 있다. 또한, 제1 베어링(115), 제2 베어링(116)은 각각 회전축(106)의 하부를 회전 가능하게 피봇하는 베어링부(117, 118)를 구비하고 있다.

도면 부호 119, 120은 컵 머플러이며, 각각 제1 베어링(115), 제2 베어링(116)을 피복하도록 부착되어 있다. 또한, 실린더(109)와 컵 머플러(119)는 제1 베어링(115)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있고, 실린더(110)와 컵 머플러(120)도 제2 베어링(116)에 형성된 도시하지 않은 연통 구멍으로 연통되어 있다. 그리고, 하측의 컵 머플러(120)는 각 베어링과 실린더를 관통하는 관통 구멍(179) 및 밀폐 용기(101)의 외부에 부착된 바이패스 관(121)에 의해 컵 머플러(119)의 상방의 밀폐 용기(101) 내에 연통되어 있다.

도면 부호 122는 밀폐 용기(101)의 상부에 설치된 토출관이고, 123, 124는 각각 실린더(109, 110)로 이어지는 흡입관이다. 또한, 125는 밀폐 터미널이며, 밀폐 용기(101)의 외부로부터 고정자(104)의 고정자 권선(107)으로 전력을 공급하는 것이다(밀폐 터미널(125)과 고정자 권선(107)을 잇는 리드선은 도시하지 않음).

도면 부호 126은 회전자(105)의 회전자 철심이며, 두께 0.3 mm 내지 0.7 mm의 전자 강판으로부터 소정 형상으로 펀칭한 회전자용 철판을 복수장 적층하고 서로 코오킹하여 일체로 적층되어 있다. 130은 회전자 권선이다.

또한, 도면 부호 172는 회전자(105)의 상측에 위치하여 회전축(106)에 부착된 원반형의 오일 분리용 플레이트이고, 173은 회전자(106)의 상방으로 돌출한 회전자 권선(130)의 상면에 부착된 상측 밸런서(제2 밸런서)이다.

이러한 구성에서, 전동기(102)의 고정자(104)의 고정자 권선(107)에 통전되면, 회전자(105)가 회전한다. 이 회전자(105)의 회전에 의해 회전축(106)을 거쳐서 실린더(109, 110) 내의 롤러(113, 114)가 편심 회전되고, 흡입관(123, 124)으로부터 흡입된 흡입 가스는 압축된다.

압축된 고압의 가스는 상기 연통 구멍을 거쳐서 실린더(109)로부터 컵 머플러(119) 내로 토출되고, 이 컵 머플러(119)에 형성된 토출 구멍으로부터 상방(전동기(102) 방향)의 밀폐 용기(101) 내로 토출된다. 한편, 실린더(110)로부터는 상기 연통 구멍을 거쳐서 컵 머플러(120)로 토출되고, 관통 구멍(179), 바이패스 관(121)을 통과하여 컵 머플러(119) 상방의 밀폐 용기(101) 내로 토출된다.

토출된 고압 가스는 전동기(102) 내의 간극을 통과하여 토출관(122)에 이르러 외부로 토출된다. 한편, 가스중에는 오일이 함유되어 있는데, 이 오일은 토출관(122)에 이르기까지 플레이트(172) 등에 의해 분리되어 원심력으로 외측을 향하고, 고정자(104)와 밀폐 용기(101) 사이에 구성된 통로를 거쳐서 오일 저장소(B)로 흘러 내린다.

그런데, 상기 두 실시예에 있어서, 회전자(5 혹은 105)의 상측에 부착되는 밸런서(73 혹은 173)의 질량 및 부착 위치는 이하와 같이 설정되어 있다.

즉, 도12에 도시한 종래의 다기통 회전 압축기와 같이, 본 발명에 있어서의 다기통 회전 압축기(C 혹은 100)의 실린더(10 혹은 110)에 있어서의 질량 편심을 m1×r1, 실린더(9 혹은 109)에 있어서의 질량 편심을 m2×r2, 회전자(5 혹은 105)의 회전 압축 요소(3 혹은 103)측에 위치하는 한 쪽 단부에 부착된다고 가정한 하측 밸런서의 질량 편심을 m3×r3, 그 경우의 밸런서(73 혹은 173)의 질량 편심을 m4×r4, 실린더(10 혹은 110)로부터 실린더(9 혹은 109), 하측의 밸런서 및 밸런서(73 혹은 173)까지의 각 거리를 각각 L2, L3 및 L4라 하고,

m1×r1＋m4×r4＝m2×r2＋m3×r3 ‥ ①

m4×r4×L4＝m2×r2×L2＋m3×r3×L3 ‥ ②

m1×r1＝m2×r2 ‥ ③

로 균형이 잡힌 것으로 한 경우에, 밸런서(73 혹은 173)의 질량 편심을 상기 m4×r4의 20 % 이상 80 %(비율 X) 이하로 설정한다.

여기서, 도9에는 상기 밸런서(73)(173)의 질량 편심의 상기 비율(X)을 변화시킨 경우의 압축기(C)(100)의 직경 방향 최대 진동 변위를, 도10과 도11에 도시한 종래의 압축기(200, 300)의 경우를 1로 한 경우의 비율로 나타내고 있다.

이 도면으로부터 명확해지는 바와 같이, 비율(X)을 20 % 이상 80 %로 하면, 회전자(5)(105)의 하측의 밸런서(도10의 284, 도11의 384)를 삭제했음에도 불구하고, 압축기의 직경 방향 최대 진동 변위는 종래에 비해 1.3배 이하로 억제됨을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 진동·소음의 증대를 최소한으로 억제하면서 부품 갯수의 삭감과 경량화를 도모하고, 생산성의 향상도 실현할 수 있는 것이다.

이상 상세하게 기술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 밀폐 용기 내에 전동 요소와 회전 압축 요소를 수납하고, 이 회전 압축 요소를, 중간 간막이 판과, 이 중간 간막이 판의 전동 요소측에 설치된 제2 실린더와, 중간 간막이 판의 반대측에 설치된 제1 실린더와, 서로 회전각을 180도 어긋나게 한 편심부를 갖고 전동 요소에 연결된 회전축과, 이 회전축의 각 편심부에 각각 끼워 맞춰져서 각 실린더 내를 각각 회전하는 롤러와, 실린더의 각각의 개구를 막는 베어링으로 구성하는 동시에, 전동 요소를, 고정자와, 회전축에 지지되어 고정자의 내측에서 회전 가능하게 된 회전자로 구성하여 이루어지는 다기통 회전 압축기에 있어서, 제1 실린더에 있어서의 질량 편심을 m1×r1, 제2 실린더에 있어서의 질량 편심을 m2×r2, 회전자의 회전 압축 요소측에 위치하는 한 쪽 단부에 부착하는 제1 밸런서의 질량 편심을 m3×r3, 회전자의 다른 쪽 단부에 부착하는 제2 밸런서의 질량 편심을 m4×r4, 제1 실린더로부터 제2 실린더, 제1 밸런서 및 제2 밸런서까지의 각 거리를 각각 L2, L3 및 L4라 하고,

m1×r1＋m4×r4＝m2×r2＋m3×r3

m4×r4×L4＝m2×r2×L2＋m3×r3×L3

m1×r1＝m2×r2

즉, 본 발명에 따르면, 진동·소음의 증대를 최소한으로 억제하면서 부품 갯수의 삭감과 경량화를 도모하고, 생산성의 향상도 실현할 수 있다.

Claims

밀폐 용기 내에 전동 요소와 회전 압축 요소를 수납하고, 이 회전 압축 요소를, 중간 간막이 판과, 이 중간 간막이 판의 상기 전동 요소측에 설치된 제2 실린더와, 상기 중간 간막이 판의 반대측에 설치된 제1 실린더와, 서로 회전각을 180도 어긋나게 한 편심부를 갖고 상기 전동 요소에 연결된 회전축과, 이 회전축의 각 편심부에 각각 끼워 맞춰져서 상기 각 실린더 내를 각각 회전하는 롤러와, 상기 실린더의 각각의 개구를 막는 베어링으로 구성하는 동시에, 상기 전동 요소를, 고정자와, 상기 회전축에 지지되어 상기 고정자의 내측에서 회전 가능하게 된 회전자로 구성하여 이루어지는 다기통 회전 압축기에 있어서,

상기 제1 실린더에 있어서의 질량 편심을 m1×r1, 상기 제2 실린더에 있어서의 질량 편심을 m2×r2, 상기 회전자의 상기 회전 압축 요소측에 위치하는 한 쪽 단부에 부착하는 제1 밸런서의 질량 편심을 m3×r3, 상기 회전자의 다른 쪽 단부에 부착하는 제2 밸런서의 질량 편심을 m4×r4, 상기 제1 실린더로부터 상기 제2 실린더, 제1 밸런서 및 제2 밸런서까지의 각 거리를 각각 L2, L3 및 L4라 하고,

m1×r1＋m4×r4＝m2×r2＋m3×r3

m4×r4×L4＝m2×r2×L2＋m3×r3×L3

m1×r1＝m2×r2

로 균형이 잡히는 경우에, 상기 제1 밸런서를 삭제하고, 상기 제2 밸런서의 질량 편심을 m4×r4의 20 % 이상 80 % 이하로 설정한 것을 특징으로 하는 다기통 회전 압축기.