KR100575835B1 - 회전식 압축기의 회전자 구조 - Google Patents

회전식 압축기의 회전자 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전식 압축기의 회전자 구조에 관한 것으로서, 밀폐용기의 내부에 장착된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하도록 장착된 회전자로 이루어져 회전력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 회전자에 고정되어 연동하고 일측에 편심부가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 내부에 수용하여 압축공간을 형성하는 실린더로 이루어진 압축기구부가 구비되어 구성된 회전식 압축기에 있어서, 상기 회전축은 그 중심부를 관통하여 형성되는 오일유로와, 상기 오일유로에서 외주면으로 관통되어 오일이 비산되는 토출홀을 구비하며, 자속이 통과하는 상기 회전자의 단면적을 증가시킬 수 있도록 상기 회전자의 일측 단면에 소정의 깊이로 함몰된 삽입홈을 형성하고 상기 회전축을 상기 삽입홈 형성부위까지 삽입하여 고정하는 구조로 구성됨으로써, 자속이 통과하는 회전자의 단면적이 증가하여 전동기구부의 효율이 증가할 뿐만 아니라, 내부부품의 냉각 및 윤활 및 냉각작용을 효율적으로 행할 수 있도록 한 것이다.

Description

회전식 압축기의 회전자 구조{STRUCTURE OF ROTOR IN ROTARY COMPRESSOR}
도 1 및 도 2는 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 구조를 도시한 것으로서,
도 1은 회전식 압축기의 측면도,
도 2는 도 1의 "A-A" 부분을 단면하여 회전자를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예인 회전자 구조를 갖는 회전식 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,
도 4는 도 3의 "B-B" 부분을 단면하여 회전자를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예인 회전자 구조를 갖는 회전식 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
1 : 밀폐용기 2 : 고정자
104 : 회전축 130 : 회전자
130a : 삽입홈
본 발명은 회전식 압축기의 회전자구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전식 압축기의 회전축이 그 중심부에 열박음되어 고정되는 열박음 깊이를 축소하여 자속이 통과하는 회전자의 단면적을 증가시켜 회전식 압축기의 전동기구부 효율을 높일 수 있도록 하는 회전식 압축기의 회전자 구조에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨 등에 적용되는 밀폐형 회전식 압축기는 전동기구부에 일체된 회전축에 압축기구부의 롤링피스톤이 편심되게 결합되고, 그 롤링피스톤이 원형 실린더 내에서 선회운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 구조를 도시한 것으로서, 도 1은 회전식 압축기의 측면도, 도 2는 도 1의 "A-A" 부분을 단면하여 회전자를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 밀폐형 회전식 압축기는, 소정량의 오일이 채워지고 흡입관(SP)과 토출관(DP)이 구비되는 케이싱(1)의 내부에 전동기구부인 고정자(2) 및 회전자(30)가 설치되고, 그 중 회전자(30)의 중심에는 회전축(4)이 압입되며, 그 회전축(4)의 하부에는 압축기구부가 설치되어 이루어져 있다.
상기 압축기구부는 케이싱(1)의 내주면에 고정되어 흡입관(SP)과 연통되는 원형의 실린더(5)와, 그 실린더(5)의 양측면에 밀착되는 동시에 회전축(4)이 관통되는 상부베어링(6A) 및 하부베어링(6B)과, 상기 회전축(4)에 접동되어 자전하면서 실린더(5)내에서 편심 회전하는 롤링피스톤(7)과, 그 롤링피스톤(7)의 외주면에 압접되어 롤링피스톤(7)의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더(5)를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인(미도시)을 포함하여 이루어져 있다.
상기 회전축(4)의 내부에는 오일유로(4a)가 축방향으로 길게 관통되도록 형성되고, 그 오일유로(4a)의 하단에는 케이싱(1)에 채워진 오일을 흡상하는 오일피더(미도시)가 장착되어 있다.
또한, 상기 회전자(30)는 두께 방향으로 다수개 적층되는 코어(31)와, 상기 코어(31)를 지지하는 상부엔드플레이트(32)와, 하부엔드플레이트(33)와, 상기 상부엔드플레이트(32)와 상기 하부엔드플레이트(33)에 결합되는 밸런스웨이트(34, 35)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 동작은 다음과 같다.
상기 고정자(2)에 전원이 인가되면 그 전원의 인가에 따라 회전자(30)가 고정자(2)의 내부에서 회전을 하게 되고, 이와 함께 회전축(4)이 회전을 하면서 롤링피스톤(7)이 실린더(5)내에서 편심 회전을 하게 되며, 그 롤링피스톤(7)의 편심회전에 따라 냉매가스가 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되었다가 일정압력까지 지속적으로 압축되고, 그 실린더(5)의 압축공간 압력이 임계압력을 지나 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 상기 상부베어링(6A)에 장착된 토출밸브(9)가 열리면서 압축가스가 압축공간에서 케이싱(1)의 내부로 토출되며, 이 토출가스는 케이싱(1)과 고정자(2) 사이의 틈새 또는 고정자(2)와 회전자(30) 사이의 틈새 등을 통해 상부로 이동하여 토출관(DP)을 거쳐 냉동사이클시스템으로 배출된다.
실린더(5) 내에서 편심 회전하는 편심부가 형성된 회전축(4)이 회전할 시 회전자(30)에 상부 및 하부에 결합된 밸런스웨이트(34, 35)에 의해 밸런스가 조절되어 편심회전에 의한 진동이 저감되는 것이다.
이때, 회전축(4)이 열박음된 회전자(30) 및 고정자(2)로 이루어진 전동기구부에 있어서 회전자(30)의 단면적을 크게하여 자속이 통과하는 면적을 증가시키면 일반적으로 모터의 효율이 증가하게 된다.
상기와 같이 회전자(30)의 단면적을 증가시키기 위해서는 회전자(31)의 내경을 축소하면 상대적으로 회전축(4)을 외경이 줄어들게 되고, 회전축(4)의 외경이 줄어들게 되면 축강성이 약해져 전자음 발생에 의한 진동이 증가하는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 회전축의 축 강성을 유지하면서 자속이 통과하는 회전자 면적을 증가시켜 회전식 압축기의 전동기구부 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 회전식 압축기의 회전자 구조를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 회전식 압축기의 회전자구조는 밀폐용기의 내부에 장착된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하도록 장착된 회전자로 이루어져 회전력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 회전자에 고정되어 연동하고 일측에 편심부가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 내부에 수용하여 압축공간을 형성하는 실린더로 이루어진 압축기구부가 구비되어 구성된 회전식 압축기에 있어서, 상기 회전축은 그 중심부를 관통하여 형성되는 오일유로와, 상기 오일유로에서 외주면으로 관통되어 오일이 비산되는 토출홀을 구비하며, 자속이 통과하는 상기 회전자의 단면적을 증가시킬 수 있도록 상기 회전자의 일측 단면에 소정의 깊이로 함몰된 삽입홈을 형성하고 상기 회전축을 상기 삽입홈 형성부위까지 삽입하여 고정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전자에는 상기 오일유로에 연통되는 오일토출공이 길이방향으로 관통되어 형성되는 것이 바람직하다.
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이하 본 발명의 일 실시예인 회전식 압축기의 회전자 구조를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 회전자 구조를 갖는 회전식 압축기의 내부 구조를도시한 종단면도이고, 도 4는 도 3의 "B-B" 부분을 단면하여 회전자를 도시한 단면도로써 도시된바와 같이 본 발명의 일 실시예인 회전자 구조를 갖는 회전식 압축기는 소정량의 오일이 채워지고 흡입관(SP)과 토출관(DP)이 구비되는 케이싱(1)의 내부에 전동기구부인 고정자(2) 및 회전자(130)가 설치되고, 그 중 회전자(130)의 일측 단면에 소정의 깊이로 함몰된 삽입홈(130a)을 형성하고 회전축(104)을 그 삽입홈(130a)에 열박음하여 압입하며, 회전축(104)의 하부에는 압축기구부가 설치되어 이루어져 있다.
상기 압축기구부는 케이싱(1)의 내주면에 고정되어 흡입관(SP)과 연통되는 원형의 실린더(5)와, 그 실린더(5)의 양측면에 밀착되는 동시에 회전축(104)이 관 통되는 상부베어링(6A) 및 하부베어링(6B)과, 상기 회전축(104)의 편심부에 접동되어 자전하면서 실린더(5)내에서 편심 회전하는 롤링피스톤(7)과, 그 롤링피스톤(7)의 외주면에 압접되어 롤링피스톤(7)의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더(5)를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인(미도시)을 포함하여 이루어져 있다.
상기 회전축(104)의 내부에는 오일유로(104a)가 축방향으로 길게 관통되도록 형성되고, 그 오일유로(104a)의 하단에는 케이싱(1)에 채워진 오일을 흡상하는 오일피더(미도시)가 장착되고, 회전축(104)의 중간 중간에는 오일유로(104a)에서 외주면으로 관통되어 오일이 비산되는 토출홀(104b)이 적어도 하나 이상 형성된다.
그리고, 상기 회전자(130)는 두께 방향으로 다수개 적층되는 코어(131)와, 상기 코어(131)를 지지하는 상부엔드플레이트(132)와, 하부엔드플레이트(133)와, 상기 상부엔드플레이트(132)와 상기 하부엔드플레이트(133)에 결합되는 밸런스웨이트(134, 135)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 동작은 다음과 같다.
상기 고정자(2)에 전원이 인가되면 그 전원의 인가에 따라 회전자(130)가 고정자(2)의 내부에서 회전을 하게 되고, 이때, 도 4에 도시한 바와 같이 회전축(130)이 열박음되는 삽입홈(130a)이 형성되지 않은 부분만큼 자속이 통과하는 면적이 증가하게 되어 전동기구부의 회전효율이 증가하게 되는 것이다.
이와 함께 회전축(104)이 회전을 하면서 롤링피스톤(7)이 실린더(5)내에서 편심 회전을 하게 되며, 그 롤링피스톤(7)의 편심회전에 따라 냉매가스가 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되었다가 일정압력까지 지속적으로 압축되고, 그 실린더(5)의 압축공간 압력이 임계압력을 지나 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 상기 상부베어링(6A)에 장착된 토출밸브(9)가 열리면서 압축가스가 압축공간에서 케이싱(1)의 내부로 토출되며, 이 토출가스는 케이싱(1)과 고정자(2) 사이의 틈새 또는 고정자(2)와 회전자(130) 사이의 틈새 등을 통해 상부로 이동하여 토출관(DP)을 거쳐 냉동사이클시스템으로 배출된다.
또한, 상기 회전축(104) 내부의 중앙에 관통형성되는 오일유로(104a) 및 그에 관통되는 토출홀(104b)을 통하여 오일이 유동함으로써 상기 상부 및 하부 베어링(6A, 6B)등의 내부부품의 윤활작용을 수행하게 된다.
마찬가지로 본 발명의 또 다른 실시예인 회전식 압축기의 회전자 구조는 도 5에 도시한 바와 같이 상기 본 발명의 일 실시예인 회전식 압축기 구조에서 상기 회전축(104)에 관통되어 형성된 오일유로(104a)에 연통되도록 오일유로(104a)의 저면에서부터 회전자(103)의 타측면까지 관통되도록 회전자(103) 중심부에 오일토출공(103b)이 형성되어 오일이 밀폐용기(1) 내부에 비산될 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명에 의한 회전식 압축기의 회전자 구조는 고정자(2)에 전원이 공급되어 회전자(130)가 회전을 할 때 도 4에 도시한 바와 같이 회전축(104)이 열박음되는 삽입홈(130a)이 형성되지 않은 부분에서는 삽입홈(130a)이 형성되지 않은 부분만큼 자속이 통과하는 면적이 증가하여 전동기구부의 효율이 증가하는 것이다. 또한, 회전축(104)의 축직경은 종래 구조와 동일하게 형성되어 축직경 감소에 의한 축 강성이 감소 되는 것을 방지한다. 또한, 회전축(104) 내부의 오일유로(104a) 및 토출홀(104b)을 구비함으로써 베어링(6A, 6B) 등의 윤활작용 및 냉각작용이 효율적으로 이루어질 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 회전식 압축기의 회전자 구조는 고정자에 전원이 공급되어 회전자가 회전을 할 때 회전축이 열박음되는 삽입홈이 형성되지 않은 부분만큼 회전자의 단면적이 증가하게 되므로 종래 구조와 비교하여 회전축의 축직경은 유지하여 축 강성이 감소되는 것을 방지할 수 있고, 동시에 삽입홈이 형성되지 않은 부분만큼 자속이 통과하는 면적이 증가하여 전동기구부의 소비전류가 감소되고 효율이 증가할 뿐만 아니라, 회전축 내부에 형성되는 오일유로 및 토출홀을 구비함으로써 베어링 등의 윤활작용 및 냉각작용이 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 밀폐용기의 내부에 장착된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하도록 장착된 회전자로 이루어져 회전력을 발생시키는 전동기구부와,
    상기 회전자에 고정되어 연동하고 일측에 편심부가 형성된 회전축과,
    상기 회전축을 내부에 수용하여 압축공간을 형성하는 실린더로 이루어진 압축기구부가 구비되어 구성된 회전식 압축기에 있어서,
    상기 회전축은 그 중심부를 관통하여 형성되는 오일유로와, 상기 오일유로에서 외주면으로 관통되어 오일이 비산되는 토출홀을 구비하며,
    자속이 통과하는 상기 회전자의 단면적을 증가시킬 수 있도록 상기 회전자의 일측 단면에 소정의 깊이로 함몰된 삽입홈을 형성하고 상기 회전축을 상기 삽입홈 형성부위까지 삽입하여 고정하는 것을 특징으로 하는 회전식 압축기의 회전자 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 회전자에는 상기 오일유로에 연통되는 오일토출공이 길이방향으로 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 압축기의 회전자 구조.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서, 상기 오일토출공의 직경은 상기 오일유로의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 회전식 압축기의 회전자 구조.
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