KR100590494B1

KR100590494B1 - 선회베인 압축기의 압축장치

Info

Publication number: KR100590494B1
Application number: KR1020040105655A
Authority: KR
Inventors: 황선웅; 김명균; 유동원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-19
Also published as: US20060127256A1; CN100434705C; US7361004B2; CN1789717A

Abstract

본 발명은 선회베인 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공의 용이성 확보를 위하여 직선왕복운동을 하는 리니어 슬라이더 형태를 이루면서 상기 리니어 슬라이더에서 나타나는 환형공간의 실린더 내벽과 원형베인의 양단 사이의 간섭과 직선 형태를 이루는 슬라이드 안내면에 의한 상기 환형공간 내부의 사체적을 제거할 수 있도록 한 선회베인 압축기의 압축장치에 관한 것으로서, 상기 실린더의 내부에, 폐쇄부에 의하여 일측이 단절된 원형의 궤적을 이루고 상기 궤적에 대하여 접선방향으로 연장된 직선부를 갖는 작동공간이 형성되고, 상기 작동공간의 일측단부 및 타측단부에 흡입구와 내.외측 토출구가 형성되며, 작동공간의 내부에는 원형의 궤적에 대한 접선방향으로 직선부를 갖는 원형베인이 구비되고, 상기 직선부로 형성된 원형베인의 단부측은 기밀수단에 의해서 내.외측 압축실 간의 밀봉이 이루어지도록 구성함으로써 압축기 제작의 용이성 및 경제성 확보는 물론 압축기의 성능 및 신뢰성 향상을 기할 수 있는 효과가 있다.

리니어 슬라이더, 작동공간, 폐쇄부, 직선부, 원형베인, 기밀수단

Description

선회베인 압축기의 압축장치{The compressing device for thr orbiter compressor}

도 1은 일반적인 선회베인 압축기의 전체적인 구성을 나타낸 종단면도.

도 2는 도 1의 압축장치를 나타낸 분리 사시도.

도 3은 도 2의 압축과정을 나타낸 작동상태도.

도 4는 본 발명에 의한 선회베인 압축기의 압축장치를 나타낸 평단면도.

도 5a,5b는 도 4의 원형베인 및 작동공간의 구조를 나타낸 평면도.

도 6은 도 4의 압축과정을 나타낸 작동상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

54a:리니어 슬라이더 54b:슬라이드 접촉면

54c:슬라이드 안내면 110:작동공간

111:폐쇄부 112:직선부

120:원형베인 120a:직선부

130:기밀수단 130a:가스 토출공

본 발명은 선회베인 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공의 용이성 확보를 위하여 직선왕복운동을 하는 리니어 슬라이더 형태를 이루면서 상기 리니어 슬라이더에서 나타나는 환형공간의 실린더 내벽과 원형베인의 양단 사이의 간섭과 직선 형태를 이루는 슬라이드 안내면에 의한 상기 환형공간 내부의 사체적을 제거할 수 있도록 한 선회베인 압축기의 압축장치에 관한 것이다.

일반적으로 선회베인 압축기는 베인의 선회운동에 의해서 실린더의 내부에 내.외측 압축실이 형성되도록 구성한 것으로서, 도 1은 냉장고 또는 에어컨 등과 같은 밀폐형 냉매 압축기로써 적용 가능하게 본원인이 제안한 바 있는 저압식 밀폐형 선회베인 압축기이다.

상기 저압식 선회베인 압축기는, 구동부(D)와 압축부(P)가 하나의 쉘(1) 내부에 밀폐된 형태를 이루고, 상기 구동부(D)와 압축부(P)는 상.하부 양단이 메인프레임(6) 및 서브프레임(7)에 의해서 회전 가능하게 지지되는 수직의 크랭크축(8)으로 상호 연결되어 상기 크랭크축(8)을 통하여 구동부(D)의 동력이 압축부(P) 측으로 전달될 수 있도록 구성된다.

상기 구동부(D)는 상기 메인프레임(6)과 서브프레임(7)의 사이에 고정되는 스테이터(2)와, 상기 스테이터(2)의 내부에 구비되어 인가된 전원에 의해서 수직으로 관통하는 크랭크축(8)을 회전시키는 로터(3)로 구성되고, 상기 로터(3)의 상.하부에 균형추(3a)가 서로 대칭되게 형성되어 크랭크핀(81)에 의한 크랭크축(8)의 회전 불균형을 방지하도록 되어 있다.

상기 압축부(P)는 하부측의 보스(55)가 크랭크핀(81)에 결합된 선회 베인(5) 이 실린더(4)의 내부에서 선회운동을 하는 것에 의하여 상기 실린더(4)의 내부로 유입된 냉매가스가 압축될 수 있도록 구성한 것으로서, 실린더(4)는 하부측으로 돌출된 내측링(41)을 포함하고, 상기 선회 베인(5)은 상부측에 원형 베인(51)이 수직으로 돌출되게 형성되어 상기 내측링(41)과 실린더(4)의 내벽 사이에 형성된 환형공간(42)의 내부에서 선회운동을 하도록 구성되어 있으며, 이 선회운동에 의하여 원형 베인(51)을 중심으로 내.외측에 압축실이 형성되도록 구성하고, 상기 압축실에서 압축된 냉매가스는 상부측 실린더(4)의 내.외측 토출구(44)(44a)를 통해서 실린더(4)의 외부로 토출될 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 메인프레임(6)과 선회 베인(5)의 사이에 자전 방지기구인 올담링(9)이 구비되며, 크랭크축(8)의 내부에는 급유로(82)를 상.하로 관통되게 형성하여 상기 크랭크축(8)의 하단부에 설치된 오일펌프(83)의 작동에 의해서 압축부(P)에 대한 급유가 이루어지도록 구성된다.

여기에 도시된 본 발명의 선회베인 압축기는 압축부(P)에 의해서 압축된 냉매가스가 실린더(4)의 내.외측 토출구(44)(44a)를 통해서 상부측 고압실(12)로 토출되는 저압식 선회베인 압축기로서, 상기 고압실(12)에 토출튜브(13)가 쉘(1)을 관통하여 설치되고, 상기 토출튜브(13)의 하부측, 즉 메인프레임(6)의 일측부에는 상기 쉘(1)을 관통하여 흡입튜브(11)가 설치된다.

이와같이 구성된 본 발명은 먼저, 인가된 전원에 의해서 구동부(D)의 로터(3)가 회전되어 크랭크축(8)이 회전되고, 상기 크랭크축(8)의 회전에 의해서 크랭크축(8)의 크랭크핀(81)에 하부측 보스(55)가 편심되게 결합된 압축부(P)의 선 회베인(5)이 회전반경을 따라 선회운동을 하게 된다.

이에 따라, 실린더(4)의 내벽과 내측링(41) 사이의 환형공간(42)에 삽입된 선회베인(5)의 원형베인(51)도 함께 선회운동을 하면서 상기 환형공간(42)의 내부로 흡입된 냉매가스를 압축하게 되는데, 이때 환형공간(42)의 내부에는 원형베인(51)을 중심으로 내.외측에 각각 압축실이 형성되고, 이 압축된 냉매가스는 상기 각각의 압축실과 통하는 실린더(4)의 내.외측 토출구(44)(44a)를 통해서 상부측 고압실(12)로 토출되어 토출튜브(13)를 통한 고온 고압의 냉매가스의 송출이 이루어지게 되는 것이다.

도 2는 도 1의 압축부를 나타낸 분리 사시도이다.

이에 도시된 바와같이 상기 압축부(P)는 크랭크축(8)의 상부측을 회전 가능하게 지지하는 메인프레임(6)의 상단부에 상기 크랭크축(8)과 결합되는 선회베인(5)이 구비되고, 상기 선회베인(5)의 상부측에 메인프레임(6)과 결합되는 실린더(4)가 구비되는 것으로서, 상기 실린더(4)는 측방향으로 흡입구(43)가 형성되고, 상기 흡입구(43)의 타측부 실린더(4)의 상면에 내.외측 토출구(44)(44a)가 형성된다.

또한, 선회베인(5)의 상부측 원형베인(51)에는 상기 실린더(4)의 흡입구(43)를 통하여 흡입된 냉매가스가 원형베인(51)의 내측으로도 흡입될 수 있도록 상기 원형베인(51)의 상부측 및 슬라이더(54) 측으로 개방된 형태를 이루는 관통공(52)이 형성되는 것으로서, 상기 슬라이더(54)는 원형베인(51)의 개구부(53)에 장착되어 저압 및 고압측을 기밀되게 구분하는 기능을 수행한다.

여기서, 미설명 부호 9는 올담링이다.

도 3은 도 2의 압축과정을 나타낸 작동상태도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명은 크랭크축(8)을 통해 구동부(D)로부터 동력을 전달받아 압축부(P)의 선회 베인(5)이 구동되면(도 1 참조.), 실린더(4)의 환형공간(42) 내부에 삽입된 선회 베인(5)의 원형 베인(51)이 화살표와 같이 실린더(4)의 내벽과 내측링(41)의 사이에 형성된 환형공간(42)의 내부에서 선회운동을 하면서 흡입구(43)를 통해 환형공간(42)의 내부로 흡입된 냉매가스를 압축하게 된다.

즉, 최초의 작동상태(0°)는 상기 흡입구(43) 및 원형 베인(51)의 관통공(52)을 통해 내측 흡입실(A1)의 내부로 냉매가스의 흡입이 진행되고, 원형 베인의 외측 압축실(B2)은 흡입구(43) 및 외측 토출구(44a)와 차단된 상태에서 압축이 시작되며, 내측 압축실(A2)은 냉매가스에 대한 압축과 토출이 동시에 이루어진다.

90°회전된 상태에서는 원형 베인의 외측 압축실(B2)에 대한 압축이 계속 진행중이며, 원형 베인의 내측 압축실(A2)은 내측 토출구(44)를 통한 압축 냉매가스의 토출이 거의 완료된 상태가 되고, 전 단계에서 존재하지 않았던 외측 흡입실(B1)이 생성되어 흡입구(43)를 통해 냉매가스의 흡입이 이루어진다.

180°회전된 상태에서는 전 단계에서 존재하던 내측 흡입실(A1)은 사라지고, 그 대신 상기 내측 흡입실(A1)이 내측 압축실(A2)로 되어 압축을 시작하게 되는 것이며, 외측 압축실(B2)은 외측 토출구(44a)와 통하게 되어 압축된 냉매가스에 대한 토출이 진행한다.

270°회전된 상태에서는 원형 베인의 외측 압축실(B2)은 외측 토출구(44a)를 통한 압축된 냉매가스에 대한 토출을 거의 완료하게 되며, 내측 압축실(A2)도 압축을 계속 진행하고, 외측 흡입실(B1)에 대한 압축은 시작되는 것으로서, 상기의 상태에서 90°더 회전되면 전 단계에서 존재하던 외측 흡입실(B1)이 외측 압축실(B2)로 되어 상기 외측 압축실(B2)에 대한 압축을 진행하면서 최초의 상태로 돌아가게 됨으로써 크랭크축의 1회전을 기준으로 한 사이클이 연속 반복적으로 이루어지게 되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 선회베인 압축기는 고압부와 저압부의 사이를 밀봉하는 슬라이더가 실린더의 환형공간 궤적을 따라 원호형으로 형성되므로 구조상 가공이 어려울 뿐만 아니라 상기 환형공간의 궤적과 일치되게 정확한 면가공이 이루어지지 않을 경우, 원형베인의 선회운동에 따른 슬라이더의 왕복운동시 상기 슬라이더와 환형공간의 내벽 사이에서 상호 간섭 및 마모가 일어나게 되고, 심한 경우에는 파손의 위험이 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 가공의 용이성 확보를 위하여 직선왕복운동을 하는 리니어 슬라이더 형태를 이루면서 상기 리니어 슬라이더에서 나타나는 환형공간의 실린더 내벽과 원형베인의 양단 사이의 간섭과 직선 형태를 이루는 슬라이드 안내면에 의한 상기 환형공간 내부의 사체적을 제거할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 선회베인의 선회운동에 의해서 실린더의 내부에 원형베인을 중심으로 내.외측에 압축실이 형성되는 선회베인 압축기에 있어서, 상기 실린더의 내부에, 폐쇄부에 의하여 일측이 단절된 원형의 궤적을 이루고 상기 궤적에 대하여 접선방향으로 연장된 직선부를 갖는 작동공간이 형성되고, 상기 작동공간의 일측단부 및 타측단부에 흡입구와 내.외측 토출구가 형성되며, 상기 원형베인의 단부측은 기밀수단에 의해서 내.외측 압축실 간의 밀봉이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한 선회베인 압축기의 압축장치가 제공된다.

또한, 상기 원형베인의 단부측에 접선방향으로 직선부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 직선부의 길이는 선회반경과 동일하게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기밀수단은 토출구 측의 원형베인 단부에 일측이 접촉되게 구비되는 슬라이더와; 상기 슬라이더의 타측에 구비되어 슬라이더를 원형베인 측으로 압력을 가하는 가압수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압수단은 슬라이더의 타측 작동공간에 형성된 가스 토출공에 의해서 슬라이더에 토출압이 작용하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압수단은 슬라이더의 타측 작동공간에 탄력 설치된 스프링에 의해서 슬라이더에 탄성력이 작용하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 의한 선회베인 압축기의 압축장치를 나타낸 평단면도이다.

일반적으로 선회베인 압축기는 크랭크축을 통하여 구동장치로부터 동력을 전달받은 선회베인의 원형베인이 실린더의 내부에서 선회운동을 하는 것에 의해서 상기 실린더의 내부에 내.외측 압축실을 형성하도록 되어 있다.

이러한 선회베인 압축기에 있어, 본 발명은 실린더(4)의 내부에, 폐쇄부(111)에 의해서 일측이 단절된 원형의 작동공간(110)이 형성되고, 상기 작동공간(110)의 내부에는 일측이 개방된 원형베인(120)이 구비되어 상기 원형베인(120)의 선회운동에 의해 원형베인(120)의 내.외측에 압축실이 형성된다.

그리고, 상기 원형베인(120)의 일측단부 및 타측단부 측의 실린더(4)에는 흡입구(43)와 내.외측 토출구(44)(44a)가 형성되고, 상기 토출구측 원형베인(120)의 단부는 기밀수단(130)에 의해서 내.외측 압축실(A2)(B2) 간의 밀봉이 이루어지도록 구성된다.

상기 기밀수단(130)은 작동공간(110)의 내부에 일측이 원형베인(120)의 단부측에 접하는 리니어 슬라이더(54a)와, 상기 리니어 슬라이더(54a)를 원형베인(120) 측으로 압력을 가하는 가압수단으로 구성되는 것으로서, 상기 가압수단은 리니어 슬라이더(54a)의 타측 작동공간(110) 내부의 실린더(4)에 상기 작동공간(110)과 통하는 가스 토출공(130a)을 형성하여 상기 가스 토출공(130a)을 통해 작동공간(110)의 내부로 토출되는 가스압력에 의해서 상기 리니어 슬라이더(54a)에 대한 가압력이 작용되게 하여 원형베인(120)의 단부측에 밀착되도록 한 것이며, 직선 형태를 이루는 리니어 슬라이더(54a)의 슬라이드 접촉면(54b)에 대응되게 작동공간(110)의 단부측에 역시 직선 형태를 이루는 슬라이드 안내면(54c)이 형성됨은 당연하다.

또한, 상기 가압수단은 리니어 슬라이더(54a)의 타측 작동공간(110) 내부에 스프링을 탄력 설치하여 상기 리니어 슬라이더(54a)에 탄성력이 작용되게 하여 원형베인(120)의 단부측에 대한 밀착이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 도 4의 원형베인 및 작동공간의 구조를 나타낸 평면도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 원형베인(120)은 일측으로 개방부가 형성되어 양단부를 갖는 원형으로 형성되고, 실린더의 토출구측에 위치하는 원형베인(120)의 일측단부는 중심선(C) 상에서 원형베인(120)의 궤적에 대하여 접선을 이루는 방향으로 선회 반경만큼 연장된 직선부(120a)로 형성된다.

그리고, 작동공간(110)은 역시 원형베인(120)과 마찬가지로 폐쇄부(111)에 의해서 일측이 단절되어 양단부를 갖는 원형의 공간부로 형성되고, 실린더의 토출구측에 위치하는 상기 작동공간(110)의 일측단부는 중심선(C) 상에서 작동공간(110)의 궤적에 대하여 접선을 이루는 반향으로 연장된 직선부(112)로 형성된다.

이와같이 구성된 본 발명은 도 6에 도시된 바와같이 실린더(4)의 작동공간(110) 내부에 삽입된 원형베인(120)이 화살표와 같이 선회운동을 하면서 흡입구(43)를 통해 상기 작동공간(110)의 내부로 흡입된 냉매가스를 압축한 후, 실린더(4)의 내.외측 토출구(44)(44a)를 통해서 토출되고, 이 토출되는 압축된 냉매가스의 일부가 가스 토출공(130a)을 통하여 작동공간(110) 내부에 작용하게 되어 슬라이더(54)는 토출구측 원형베인(120)의 단부측에 밀착됨으로써 내.외측 압축실(A2)(B2) 간의 밀봉이 이루어진다.

이의 압축과정을 좀더 구체적으로 설명하면, 최초의 작동상태(0°)는 상기 흡입구(43)를 통해 내측 흡입실(A1)의 내부로 냉매가스의 흡입이 진행되고, 원형 베인(120)의 외측 압축실(B2)은 흡입구(43) 및 외측 토출구(44a)와 차단된 상태에서 압축이 시작되며, 내측 압축실(A2)은 냉매가스에 대한 압축과 토출이 동시에 이루어진다.

90°회전된 상태에서는 원형베인(120)의 외측 압축실(B2)에 대한 압축이 계속 진행중이며, 원형베인(120)의 내측 압축실(A2)은 내측 토출구(44)를 통한 압축 냉매가스의 토출이 거의 완료된 상태가 되고, 전 단계에서 존재하지 않았던 외측 흡입실(B1)이 생성되어 흡입구(43)를 통해 냉매가스의 흡입이 이루어진다.

270°회전된 상태에서는 원형베인(120)의 외측 압축실(B2)은 외측 토출구(44a)를 통한 압축된 냉매가스에 대한 토출을 거의 완료하게 되며, 내측 압축실(A2)도 압축을 계속 진행하고, 외측 흡입실(B1)에 대한 압축은 시작되는 것으로서, 상기의 상태에서 90°더 회전되면 전 단계에서 존재하던 외측 흡입실(B1)이 외측 압축실(B2)로 되어 상기 외측 압축실(B2)에 대한 압축을 진행하면서 최초의 상태로 돌아가게 됨으로써 크랭크축의 1회전을 기준으로 한 사이클이 연속 반복적으로 이루어지게 되는 것이다.

이와같이 본 발명은 토출구측 원형베인(120)의 단부측을 상기 원형베인(120)의 궤적에 대하여 접선방향으로 연장된 직선부(120a)로 형성하고, 이에 대응되는 작동공간(110)의 일측단부 역시 상기 작동공간(110)의 궤적에 대하여 접선방향으로 연장된 직선부(112)로 형성함으로써 작동공간(110)의 내부에 사체적이 전혀 발생하지 않을 뿐만 아니라 원형베인(120)의 단부측과 작동공간(110) 내부의 실린더 내벽 사이의 간섭이 발생하지 않게 되는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명은 가공의 용이성 확보를 위하여 직선왕복운동을 하는 리니어 슬라이더 형태를 이루면서 상기 리니어 슬라이더에서 나타나는 환형공간의 실린더 내벽과 원형베인의 양단 사이의 간섭과, 직선 형태를 이루는 슬라이드 안내면에 의한 상기 환형공간 내부의 사체적을 제거할 수 있도록 함으로써 압축기 제작의 용이성 및 경제성 확보는 압축기의 성능 및 신뢰성 향상을 기할 수 있는 효과가 있다.

Claims

선회베인의 선회운동에 의해서 실린더의 내부에 원형베인을 중심으로 내.외측에 압축실이 형성되는 선회베인 압축기에 있어서,

상기 실린더의 내부에, 폐쇄부에 의하여 일측이 단절된 원형의 궤적을 이루고 상기 궤적에 대하여 접선방향으로 연장된 직선부를 갖는 작동공간이 형성되고, 상기 작동공간의 일측단부 및 타측단부에 흡입구와 내.외측 토출구가 형성되며, 상기 원형베인의 단부측은 기밀수단에 의해서 내.외측 압축실 간의 밀봉이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한 선회베인 압축기의 압축장치.
제1항에 있어서,

상기 원형베인의 단부측에 접선방향으로 직선부가 형성된 것을 특징으로 한 선회베인 압축기의 압축장치.
제2항에 있어서,

상기 직선부의 길이는 선회반경과 동일하게 형성된 것을 특징으로 한 선회베인 압축기의 압축장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기밀수단은 토출구 측의 원형베인 단부에 일측이 접촉되게 구비되는 슬 라이더와;

상기 슬라이더의 타측에 구비되어 슬라이더를 원형베인 측으로 압력을 가하는 가압수단으로 구성된 것을 특징으로 한 선회베인 압축기의 압축장치.
제4항에 있어서,

상기 가압수단은 슬라이더의 타측 작동공간에 형성된 가스 토출공에 의해서 슬라이더에 토출압이 작용하도록 구성된 것을 특징으로 한 선회베인 압축기의 압축장치.
제4항에 있어서,

상기 가압수단은 슬라이더의 타측 작동공간에 탄력 설치된 스프링에 의해서 슬라이더에 탄성력이 작용하도록 구성된 것을 특징으로 한 선회베인 압축기의 압축장치.