KR100620041B1

KR100620041B1 - 로터리 압축기의 베인 지지 장치

Info

Publication number: KR100620041B1
Application number: KR1020050055953A
Authority: KR
Inventors: 김정훈; 변상명; 조승연; 홍성재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2006-09-06

Abstract

본 발명에 의한 로터리 압축기의 베인 지지 장치는, 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더의 중앙부에 흡입구와 토출구에 각각 연통함과 아울러 롤링피스톤이 선회운동을 하도록 베어링플레이트와 함께 내부공간을 형성하고, 그 실린더의 내부공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인이 상기 롤링피스톤의 외주면에 접하여 반경방향으로 직선운동을 하도록 상기한 실린더의 흡입구와 토출구 사이에 베인슬롯을 형성하며, 베인의 운동방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 베인슬롯에 연통하여 냉매가스가 상기한 베인을 측면에서 밀어 지지하도록 베인 지지유로를 형성하여서 구성함으로써, 베인이 흡입실과 압축실 사이의 압력차에 의해 밀리면서 기울어져 왕복운동을 하는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 베인과 베인슬롯 사이의 마모를 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

로터리 압축기의 베인 지지 장치{VANE SUPPORT STRUCTURE FOR ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 종래 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 평면도,

도 2는 종래 로터리 압축기에서 압축과정을 보인 개략도,

도 3은 본 발명 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 평면도,

도 4는 본 발명 로터리 압축기에서 압축과정을 보인 개략도,

도 5는 본 발명 로터리 압축기에서 압축기구부의 일례를 보인 단면도,

도 6 및 도 7은 본 발명 로터리 압축기에서 압축기구부에 대한 변형예를 보인 단면도,

도 8은 본 발명 로터리 압축기에서 베인 지지 장치에 대한 실시예를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 베인 10 : 실린더

11 : 베인슬롯 12 : 흡입구

13 : 토출안내홈 14 : 베인 지지유로

20,30 : 베어링플레이트 21,31 : 베인안내홈

22,32 : 베인 지지유로 41 : 흡입측 연결관

42 : 토출측 연결관 43 : 공용측 연결관

44 : 냉매절환밸브

본 발명은 로터리 압축기의 베인 지지 장치에 관한 것으로, 특히 베인이 기울어지는 것을 방지하도록 냉매가스를 이용하여 베인을 측면에서 지지하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 평면도이고, 도 2는 종래 로터리 압축기에서 압축과정을 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 로터리 압축기는, 케이싱(1)의 내부에 실린더(2)를 고정 설치하고, 실린더(2)의 내부공간에는 회전축(3)의 편심부에 결합하여 선회운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하는 롤링피스톤(4)을 설치하며, 실린더(2)의 일측에는 상기 롤링피스톤(4)의 외주면에 접하여 그 롤링피스톤(4)의 선회운동을 따라 직선으로 왕복운동을 하면서 흡입실과 압축실을 구획하는 베인(5)을 설치하고 있다.

실린더(2)는 환형으로 형성하여 그 일측에는 상기한 베인(5)이 반경방향으로 직선 왕복운동을 하도록 반경방향으로 베인슬롯(2a)을 형성하고, 베인슬롯(2a)의 일측에는 흡입관(미도시)과 연통하여 증발기(미도시)를 통과한 냉매를 실린더(2)의 내부공간으로 안내하는 흡입구(2b)를 형성하며, 베인슬롯(2a)의 타측에는 토출밸브 (미도시)를 통해 케이싱(1)의 내부공간과 연통하여 압축된 냉매를 케이싱(1)의 내부공간으로 안내하는 토출안내홈(2c)을 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 6은 베인스프링이다.

상기와 같은 종래 로터리 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 구동모터(미도시)가 작동하여 회전축(3)이 회전을 하면, 그 회전축(3)의 편심부에 결합한 롤링피스톤(4)이 실린더(2)의 내부공간에서 선회운동을 하면서 냉매가스를 흡입하고, 이 냉매가스는 롤링피스톤(4)이 지속적으로 회전함에 따라 흡입실에서 압축실로 이동을 하면서 압축실의 체적이 좁아져 소정의 압력까지 압축되었다가 토출밸브를 열면서 케이싱(1)의 내부공간으로 토출된다.

이때, 베인(5)은 그 후방측 압력과 베인스프링(6)에 밀려 롤링피스톤(4)의 외주면에 압접한 상태에서 상기 롤링피스톤(4)의 궤적을 따라 베인슬롯(2a)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 로터리 압축기에 있어서는, 도 2에서와 같이 베인(5)이 외팔보 형태로 베인슬롯(2a)에 지지됨에 따라 압축실 압력(Pd)이 높아질수록 흡입실 압력(Ps)과의 압력차가 커지면서 베인(5)이 흡입실 방향으로 기울어져 왕복운동을 하게 되어 결국 베인슬롯(2a)과의 사이에 마모가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 로터리 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 베인이 흡입실과 압축실 사이의 압력차에 의해 한쪽으로 기울어지는 것을 막아 베인과 베인스롯 사이의 마모를 방지할 수 있는 로터리 압축기의 베인 지지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더의 중앙부에 흡입구와 토출구에 각각 연통함과 아울러 롤링피스톤이 선회운동을 하도록 베어링플레이트와 함께 내부공간을 형성하고, 그 실린더의 내부공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인이 상기 롤링피스톤의 외주면에 접하여 반경방향으로 직선운동을 하도록 상기한 실린더의 흡입구와 토출구 사이에 베인슬롯을 형성하며, 베인의 운동방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 베인슬롯에 연통하여 냉매가스가 상기한 베인을 측면에서 밀어 지지하도록 베인 지지유로를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 로터리 압축기의 베인 지지 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 평면도이고, 도 4는 본 발명 로터리 압축기에서 압축과정을 보인 개략도이며, 도 5는 본 발명 로터리 압축기에서 압축기구부의 일례를 보인 단면도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명 로터리 압축기에서 압축기구부에 대한 변형예를 보인 단면도이며, 도 8은 본 발명 로터리 압축기에서 베인 지지 장치에 대한 실시예를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 로터리 압축기는, 케이싱(1)의 내부에 고정 설치하고 후술할 베인슬롯(11)에 대략 직교하는 방향으로 베인 지지유로 (14)를 형성하는 실린더(10)와, 실린더(10)의 상하 양측면에 각각 고정 설치하여 회전축(3)을 지지함과 아울러 실린더(10)와 함께 내부공간을 형성하는 복수 개의 베어링플레이트(20)(30)과, 회전축(3)의 편심부에 결합하여 실린더(10)의 내부공간에서 선회운동을 하면서 냉매가스를 이동시키는 롤링피스톤(4)과, 실린더(10)의 내부공간을 흡입실과 압축실로 구획하도록 상기 롤링피스톤(4)의 외주면에 접하고 상기한 베인 지지유로(14)를 통해 공급되는 냉매가스에 의해 지지되어 실린더(10)에서 반경방향으로 직선 왕복운동을 하는 베인(5)을 포함한다.

실린더(10)는 환형으로 형성하여 그 일측에는 상기한 베인(5)이 반경방향으로 직선 왕복운동을 하도록 반경방향으로 베인슬롯(11)을 형성하고, 베인슬롯(11)의 일측에는 흡입관(미도시)과 연통하여 증발기를 통과한 냉매를 실린더(10)의 내부공간으로 안내하는 흡입구(12)를 형성하며, 베인슬롯(11)의 타측에는 토출밸브(미도시)를 통해 케이싱(1)의 내부공간과 연통하여 압축된 냉매를 케이싱(1)의 내부공간으로 안내하는 토출안내홈(13)을 형성하고, 토출안내홈(13)의 외경측에는 실린더(10)의 외주면에서 베인슬롯(11)으로 연통하여 케이싱(10) 내부의 압축된 냉매가스를 상기한 베인슬롯(11)의 베인 측면으로 안내하는 베인 지지유로(14)를 형성한다.

또, 베인 지지유로(14)는 도 3에서와 같이 베인(5)을 기준으로 압축실측, 즉 토출안내홈(13)의 외경측에 형성할 수도 있고, 그 반대쪽, 즉 흡입구(12)의 내경측에 형성할 수도 있다. 여기서, 토출안내홈(13)의 외경측에 베인 지지유로(14)를 형성하는 경우에는 베인슬롯(11)의 길이방향 중심에서 외경측에 형성하는 것이 이 베 인 지지유로(14)를 통해 공급되는 냉매가스의 가압력이 토출압에 대한 항력으로 작용할 수 있어 바람직하고, 흡입구(12)의 내경측에 형성하는 경우에는 베인슬롯(11)의 길이방향 중심에서 내경측에 형성하는 것이 역시 베인 지지유로(14)를 통해 공급되는 냉매가스의 가압력이 토출압에 대한 항력으로 작용할 수 있어 바람직하다.

한편, 베인 지지유로(14)는 도 5에서와 같이 실린더(10)의 중간부위에서 베인슬롯(11)으로 관통 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 6에서와 같이 상하측 베어링플레이트(20)(30)와 접하는 실린더(10)의 상하 양측면에 음형지게 형성할 수도 있다.

또, 도 7에서와 같이 상하 양측 베어링플레이트(20)(30)에 상기 실린더(10)의 베인슬롯(11)과 대응되어 베인(5)의 상하 양측이 삽입되도록 소정 깊이의 베인안내홈(21)(31)을 음형지게 형성하여 그 베인안내홈(21)(31)에 연통하도록 베인 지지유로(22)(32)를 상기한 베어링플레이트(20)(30)의 외주면에서 베인안내홈(21)(31)으로 음형지게 형성하거나 관통 형성할 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 6은 베인스프링이다.

상기와 같은 본 발명 로터리 압축기의 베인 지지 장치는 다음과 같은 작용효과가 있다.

즉, 전동기구부(미도시)에 전원을 인가하여 회전축(3)이 회전하면, 회전축(3)의 편심부에 결합한 롤링피스톤(4)이 실린더(10)의 내부공간에서 선회운동을 하고, 롤링피스톤(4)이 선회운동을 하면서 실린더(10)의 내부공간 체적이 가변되어 냉매가스가 흡입구(12)를 통해 흡입되며, 실린더(10)의 내부공간으로 흡입된 냉매가스는 롤링피스톤(40)이 더 선회운동을 함에 따라 압축실로 이동하면서 압축되어 토출안내홈(13)과 토출포트(미도시)를 통해 케이싱(1)의 내부로 토출된다.

이때, 베인(5)은 베인슬롯(11)에서 직선으로 왕복운동을 하고 그 베인(5)을 기준으로 압축실의 압력이 흡입실의 압력에 비해 상대적으로 증가함에 따라 베인(5)이 베인슬롯(11)에서 일정 길이만큼 돌출하게 될 때 베인(5)은 압축실로부터 강한 압력을 받아 흡입실 방향으로 기울어져 베인(5)과 베인슬롯(11) 사이에 심한 마찰력을 발생시킬 수 있으나, 본 발명에서와 같이 실린더(10) 또는 베어링플레이트(20(30)에 베인 지지유로(14)(22)(32)를 형성하여 케이싱(1) 내부의 압축된 냉매가스를 베인(5)의 측면, 즉 압축실 압력에 의한 힘에 대한 항력으로 작용할 수 있도록 함으로써 베인(5)이 압축실과 흡입실 사이의 압력차에 의해 밀려 기울어져 왕복운동을 하는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 베인(5)과 베인슬롯(11) 사이의 심한 마찰로 인한 마모를 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 베인 지지유로로 공급되는 냉매가스의 압력을 필요에 따라 흡입압 또는 토출압으로 변경할 수 있다. 예컨대, 도 8에서와 같이 흡입관의 중간에서 흡입측 연결관(41)을 분관하고, 토출관의 중간에서 토출측 연결관(42)을 분관하며, 베인 지지유로(14)의 외경측 끝단에서 공용측 연결관(43)을 연결하고, 흡입측 연결관(41)과 토출측 연결관(42) 그리고 공용측 연결관(43)이 서로 만나는 지점에 4방밸브로 된 냉매절환밸브(44)를 설치함으로써 필요에 따라 흡입측 연결관(41)과 공용측 연결관(43)을 연통시켜 상기한 베인 지지유로(14)로 흡입압의 냉매가스가 유입 되도록 하거나 반대로 토출측 연결관(42)과 공용측 연결관(43)을 연통시켜 상기한 베인 지지유로(14)로 토출압의 냉매가스가 유입되도록 할 수 있다. 이를 통해 베인(5)이 직립상태를 유지하도록 하는 과정은 전술한 일례와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

이렇게 하여, 베인이 측면으로 공급되는 냉매가스에 밀려 흡입실과 압축실 사이의 압력차에 의해 기울어지는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 베인과 베인슬롯 사이에 발생할 수 있는 마모를 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 로터리 압축기의 베인 지지 장치는, 베인슬롯에 대략 직교하는 방향으로 베인 지지유로를 형성하여 냉매가스가 상기 베인 지지유로를 통해 베인의 측면으로 공급되도록 함으로써, 베인이 흡입실과 압축실 사이의 압력차에 의해 밀리면서 기울어져 왕복운동을 하는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 베인과 베인슬롯 사이의 마모를 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더의 중앙부에 흡입구와 토출구에 각각 연통함과 아울러 롤링피스톤이 선회운동을 하도록 베어링플레이트와 함께 내부공간을 형성하고, 그 실린더의 내부공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인이 상기 롤링피스톤의 외주면에 접하여 반경방향으로 직선운동을 하도록 상기한 실린더의 흡입구와 토출구 사이에 베인슬롯을 형성하며, 베인의 운동방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 베인슬롯에 연통하여 냉매가스가 상기한 베인을 측면에서 밀어 지지하도록 베인 지지유로를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치.
제1항에 있어서,

베인 지지유로는 베인을 기준으로 토출구쪽 외주면에서 베인슬롯의 길이방향 중심에서 외경측에 연통하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치.
제1항에 있어서,

베인 지지유로는 베인을 기준으로 흡입구쪽 외주면에서 베인슬롯의 길이방향 중심에서 내경측에 연통하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

베인 지지유로는 실린더의 중간부위를 관통 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

베인 지지유로는 베어링플레이트와 접하는 실린더의 양측면에 음형지게 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

실린더와 접하는 적어도 어느 한 쪽 베어링플레이트에 상기 베인슬롯과 대응되어 베인이 삽입되도록 소정의 깊이로 베인 지지홈을 형성하고, 이 베인 지지홈에 연통하도록 상기한 베인 지지유로를 베어링플레이트의 중간부위에 관통 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

실린더와 접하는 적어도 어느 한 쪽 베어링플레이트에 상기 베인슬롯과 대응되어 베인이 삽입되도록 소정의 깊이로 베인 지지홈을 형성하고, 이 베인 지지홈에 연통하도록 상기한 베인 지지유로를 실린더에 접하는 베어링플레이트의 일측면에 음형지게 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 베인 지지 장치.
제1항에 있어서,

실린더의 흡입구에 연통하는 흡입관에서 흡입측 연결관을 분관하고, 케이싱의 내부에 연통하는 토출관에서 토출측 연결관을 분관하며, 베인 지지유로에 연통하는 공통연결관을 연결하고, 흡입측 연결관과 토출측 연결관 그리고 공통연결관이 만나는 지점에 흡입측 연결관을 공통연결관에 연통시키거나 토출측 연결관을 공통연결관에 연통시키는 냉매절환밸브를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 로터리 압추긱의 베인 지지 장치.