KR100677520B1

KR100677520B1 - 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조

Info

Publication number: KR100677520B1
Application number: KR1020050042198A
Authority: KR
Inventors: 한연봉
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2007-02-02
Also published as: KR20060120382A

Abstract

본 발명은 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조에 관한 것으로, 냉매를 독립적으로 흡입 압축하는 제1 실린더 및 제2 실린더와, 양쪽 실린더의 중간에 개재하여 두 실린더의 내부공간을 구분하는 미들베어링과, 양쪽 실린더의 상하 양측에 각각 설치하여 두 실린더의 내부공간을 밀봉함과 아울러 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축을 지지하는 메인베어링 및 서브베어링과, 양쪽 실린더의 내부공간에서 회전축에 편심지게 결합하여 선회운동을 하면서 각각의 베인과 함께 냉매를 압축하는 복수 개의 롤링피스톤을 포함한 복식 로터리 압축기에 있어서, 메인베어링에는 제1 실린더에서 압축된 냉매를 토출하도록 제1 토출유로를 형성하고, 제2 실린더와 미들베어링과 제1 실린더 그리고 상기 메인베어링에는 상기한 제2 실린더에서 압축된 냉매를 토출하도록 제2 토출유로를 연통 형성하여 구성함으로써, 제1 압축기구부와 제2 압축기구부의 머플러를 통합 활용할 수 있어 머플러 개수를 줄일 수 있고 이를 통해 재료비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 압축기를 소형화할 수 있다.

Description

복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조{GAS DISCHARGE STRUCTURE FOR TWIN ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 종래 복식 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 본 발명 복식 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 3은 도 2의 "A"부를 확대하여 보인 상세도,

도 4는 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명 복식 로터리 압축기에서 각 압축기구부에서 냉매가 토출되는 과정을 보인 개략도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

110 : 제1 압축기구부 111 : 제1 실린더

111a : 제1 흡입구 111b : 제1 실린더의 가스구멍

112 : 메인베어링 112a : 제1 토출포트

112b : 메인베어링의 가스구멍 113 : 미들베어링

113a : 제2 토출포트 113b : 미들베어링의 가스구멍

115 : 제1 토출밸브 116 : 공용머플러

120 : 제2 압축기구부 121 : 제2 실린더

121a : 제2 흡입구 122 : 서브베어링

124 : 제2 토출밸브 125 : 밸브스프링

V1,V2 : 제1,제2 내부공간 SP1,SP2 : 제1, 제2 냉매흡입관

본 발명은 복식 로터리 압축기에 관한 것으로, 특히 각각의 압축부에서 토출되는 냉매를 원활하게 유도하는 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 통상 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식 그리고 베인식으로 구분할 수 있다. 로터리 압축기는 주로 에어콘과 같은 공기조화기에 적용하는 것으로, 최근에는 편하중을 줄일 수 있도록 회전축의 편심부를 대칭되게 형성하여 복수 개의 압축부를 가지는 소위 복식 로터리 압축기가 제시되고 있다.

도 1은 종래 복식 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 복식 로터리 압축기는, 복수 개의 냉매흡입관(SP1)(SP2)과 냉매토출관(DP)을 연통 설치하는 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 상측에 설치하여 회전력을 발생하도록 고정자(2a)와 회전자(2b)로 된 전동기구부(2)와, 케이싱(1)의 하측에 상하로 설치하여 상기 전동기구부(2)에서 발생하는 회전력을 회전축(3)에 의해 전달받아 냉매를 각각 압축하는 제1 압축기구부(10) 및 제2 압축기구부(20)로 구성하고 있다.

또, 각 압축기구부(10)(20)의 입구측에는 흡입냉매에서 액냉매를 분리하는 한 개의 어큐뮬레이터(미도시)를 연결 설치하고, 어큐뮬레이터의 출구는 각각 후술할 제1 실린더(11)의 흡입구(11a)와 제2 실린더(21)의 흡입구(21a)에 연결 설치하고 있다.

제1 압축기구부(10)는 환형으로 형성하여 케이싱(1)의 내부에 설치하는 제1 실린더(11)와, 제1 실린더(11)의 상하 양측을 복개하여 함께 제1 내부공간(V1)을 이루면서 상기한 회전축을 반경방향으로 지지하는 메인베어링(12) 및 미들베어링(13)과, 회전축(3)의 상측 편심부에 회전 가능하게 결합하여 제1 실린더(11)의 제1 내부공간(V1)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 롤링피스톤(14)과, 제1 롤링피스톤(14)의 외주면에 압접하도록 제1 실린더(11)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제1 실린더(11)의 제1 내부공간(V1)을 제1 흡입실과 제1 압축실로 각각 구획하는 제1 베인(미도시)과, 메인베어링(12)의 중앙부근에 구비한 제1 토출포트(12a) 선단에 개폐 가능하게 결합하여 제1 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제1 토출밸브(15)와, 제1 토출밸브를 수용하여 메인베어링의 상면에 고정 설치하는 제1 머플러(16)로 이루어져 있다. 제1 머플러(16)에는 각 실린더(11)(21)에서 토출되는 냉매가스가 케이싱(1)의 내부공간으로 배출되도록 가스통공(16a)을 형성하고 있다.

제2 압축기구부(20)는 환형으로 형성하여 케이싱(1) 내부의 제1 실린더(11) 하측에 설치하는 제2 실린더(21)와, 제2 실린더(21)의 상하 양측을 복개하여 함께 제2 내부공간(V2)을 이루면서 상기한 회전축(3)을 반경방향 및 축방향으로 지지하 는 미들베어링(13) 및 서브베어링(22)과, 회전축(3)의 하측 편심부에 회전 가능하게 결합하여 제2 실린더(21)의 제2 내부공간(V2)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제2 롤링피스톤(23)과, 제2 롤링피스톤(23)의 외주면에 압접하도록 제2 실린더(21)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제2 실린더(21)의 제2 내부공간(V2)을 제2 흡입실과 제2 압축실로 각각 구획하는 제2 베인(미도시)과, 서브베어링(22)의 중앙부근에 구비한 제2 토출포트(22a) 선단에 개폐 가능하게 결합하여 제2 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제2 토출밸브(24)와, 제2 토출밸브(24)를 수용하여 서브베어링(22)의 저면에 고정 설치하는 제2 머플러(25)로 이루어져 있다.

여기서, 제2 머플러(25)로 토출되는 냉매를 제1 머플러(16)로 안내하도록 서브베어링(22), 제2 실린더(21), 미들베어링(13), 제1 실린더(11), 메인베어링(12) 등에는 축방향으로 일치하도록 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 가스구멍(22b,21b,13a,11b,12b)을 형성하고 있다.

상기와 같은 종래 복식 로터리 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 전동기구부(2)의 고정자(2a)에 전원을 인가하여 회전자(2b)가 회전하면, 회전축(3)이 회전자(2b)와 함께 회전하면서 전동기구부(2)의 회전력을 제1 압축기구부(10)와 제2 압축기구부(20)에 전달하여 각각의 롤링피스톤(14)(23)이 각 실린더(11)(21)내에서 편심 회전하고, 이에 따라 냉매가스가 제1 실린더(11)와 제2 실린더(21)에 연결된 제1 냉매흡입관(SP1)과 제2 냉매흡입관(SP2)을 통해 각각의 흡입공간으로 번갈아 흡입되었다가 일정압력까지 압축되어 각 토출포트(12a)(22a)를 통해 케이싱(1)의 내부로 번갈아 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 제1 실린더(11)에서 토출되는 냉매가스는 제1 토출밸브(15)를 거쳐 제1 머플러(16)에서 소음이 감쇄된 후 케이싱(1)의 내부공간으로 배출되는 반면 제2 실린더(21)에서 토출되는 냉매가스는 제2 토출밸브(24)를 거쳐 제2 머플러(25)에서 소음이 감쇄된 후 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 가스구멍(22b,21b,13a,11b,12b)을 차례대로 통과하여 제1 머플러(25)로 유입되어 그 제1 머플러(16)에서 감쇄된 후 케이싱(1)의 내부공간으로 배출되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 복식 로터리 압축기에 있어서는, 서브프레임(22)과 제2 실린더(21)에 각각 가스구멍(22b)(21b)을 형성하는 것은 물론 서브프레임(22)의 하단에 별도의 제2 머플러(25)를 설치하여야 재료비용이 증가하고 제2 머플러(25)의 높이만큼 압축기가 커져야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 복식 로터리 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 제2 실린더와 서브프레임의 형상을 간소화하고 제2 머플러를 제거하여 재료비용을 절감함과 아울러 압축기 크기를 줄일 수 있는 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매를 독립적으로 흡입 압축하는 제1 실린더 및 제2 실린더와, 양쪽 실린더의 중간에 개재하여 두 실린더의 내부공간을 구분하는 미들베어링과, 양쪽 실린더의 상하 양측에 각각 설치하여 두 실린더의 내 부공간을 밀봉함과 아울러 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축을 지지하는 메인베어링 및 서브베어링과, 양쪽 실린더의 내부공간에서 회전축에 편심지게 결합하여 선회운동을 하면서 각각의 베인과 함께 냉매를 압축하는 복수 개의 롤링피스톤을 포함한 복식 로터리 압축기에 있어서, 메인베어링에는 제1 실린더에서 압축된 냉매를 토출하도록 제1 토출유로를 형성하고, 제2 실린더와 미들베어링과 제1 실린더 그리고 상기 메인베어링에는 상기한 제2 실린더에서 압축된 냉매를 토출하도록 제2 토출유로를 연통 형성하며, 메인베어링의 외측면에는 제1 토출유로와 제2 토출유로의 출구단을 함께 수용하여 토출되는 냉매의 소음을 상쇄하도록 공용머플러를 고정 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 복식 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 "A"부를 확대하여 보인 상세도이며, 도 4는 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명 복식 로터리 압축기에서 각 압축기구부에서 냉매가 토출되는 과정을 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기는, 케이싱(1)의 상측에 회전력을 발생하도록 전동기구부(2)를 설치하고, 전동기구부(2)에서 발생하는 회전력을 회전축(3)에 의해 전달받아 냉매를 각각 압축하는 제1 압축기구부(110) 및 제2 압축기구부(120)를 상기 전동기구부(2)의 하측에 상하 설치하며, 제1 압축기구부(110)와 제2 압축기구부(120)에서 압축된 냉매는 모두 후술할 메인베어링(112)을 통해 케이싱(1)의 내부로 토출되도록 구성한다.

제1 압축기구부(110)는 환형으로 형성하여 케이싱(1)의 내부에 설치하는 제1 실린더(111)와, 제1 실린더(111)의 상하 양측을 복개하여 함께 제1 내부공간(V1)을 이루면서 상기한 회전축(3)을 반경방향으로 지지하는 메인베어링(112) 및 미들베어링(113)과, 회전축(3)의 상측 편심부에 회전 가능하게 결합하여 제1 실린더(111)의 제1 내부공간(V1)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 롤링피스톤(114)과, 제1 롤링피스톤(114)의 외주면에 압접하도록 제1 실린더(111)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제1 실린더(111)의 제1 내부공간(V1)을 제1 흡입실과 제1 압축실로 각각 구획하는 제1 베인(미도시)과, 메인베어링(112)의 제1 토출포트(112a) 선단에 개폐 가능하게 결합하여 제1 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제1 토출밸브(115)와, 제1 토출포트(112a)와 후술할 메인프레임(112)의 가스구멍(112a)을 수용하여 메인베어링(112)의 상면에 고정 설치하는 공용머플러(116)로 이루어진다.

제2 압축기구부(120)는 환형으로 형성하여 케이싱(1) 내부의 제1 실린더(111) 하측에 설치하는 제2 실린더(121)와, 제2 실린더(121)의 상하 양측을 복개하여 함께 제2 내부공간(V1)을 이루면서 상기한 회전축(3)을 반경방향 및 축방향으로 지지하는 미들베어링(113) 및 서브베어링(122)과, 회전축(3)의 하측 편심부에 회전 가능하게 결합하여 제2 실린더(121)의 제2 내부공간(V2)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제2 롤링피스톤(123)과, 제2 롤링피스톤(123)의 외주면에 압접하도록 제2 실린더(121)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제2 실린더(121)의 제2 내부공간(V2)을 제2 흡입실과 제2 압축실로 각각 구획하는 제2 베인(미도시)과, 후술할 미들베어링(113)의 중앙부근에 구비한 제2 토출포트(113a) 선단에 개폐 가능하게 결합하여 제2 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제2 토출밸브(124)로 이루어진다.

여기서, 도 3에서와 같이 미들베어링(123)과 제1 실린더(111) 그리고 메인베어링(112)에는 상기 제2 토출포트(113a)에 연통하여 함께 토출유로를 이루고 상기한 제1 압축기구부(110)의 공용머플러(116)에 제1 토출포트(112a)와 함께 수용되도록 가스구멍(113b)을 형성하고, 미들베어링(113)의 가스구멍(113b)에는 원판 모양의 제2 토출밸브(124)와 접하도록 소정의 높이로 밸브시트면(미부호)을 형성하며, 제1 실린더(111)의 가스구멍(111b)에는 상기 제2 토출밸브(124)의 압축배면을 탄력 지지하도록 압축스프링으로 된 밸브스프링(125)을 설치하여 이루어진다.

또, 도 4에서와 같이 제2 토출포트(113a)가 제1 토출포트(112a)와 중첩되지 않도록 제2 토출포트(113a)를 축방향에 대해 경사지게 형성하거나 가스구멍, 즉 메인베어링(112)의 가스구멍(112b)을 경사지게 형성할 수 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 116a는 가스통공이다.

상기와 같은 본 발명 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 전동기구부(2)의 고정자(2a)에 전원을 인가하여 회전자(2b)가 회전축(3) 과 함께 회전하면, 제1 압축기구부(110)와 제2 압축기구부(120)의 각 롤링피스톤(114)(123)이 각각의 실린더(111)(121) 내부공간으로 편심 회전하면서 냉매가스를 흡입하여 압축한 후 번갈아 토출하는 일련의 과정을 반복한다. 이때, 도 5a에서와 같이 제1 압축기구부(110)에서 압축되는 냉매는 제1 토출포트(112a)를 통해 공용머플러(116)로 토출되는 반면 도 5b에서와 같이 제2 압축기구부(120)에서 압축되는 냉매는 제2 토출포트(113a)를 통과하여 미들베어링(113)과 제1 실린더(111) 그리고 메인베어링(112)의 가스구멍(113b)(111b)(112b)을 통해 상기한 공용머플러(116)로 토출되었다가 소음이 감쇄되면서 케이싱(1)의 내부공간으로 배출된다.

이렇게, 제2 실린더에서 토출되는 냉매가 미들베어링과 제1 실린더 그리고 메인베어링의 가스구멍을 통해 공용머플러로 유입됨과 아울러 제1 실린더에서 토출되는 냉매 역시 공용머플러로 유입되었다가 케이싱으로 배출되도록 함으로써, 서브베어링에 별도의 머플러를 설치할 필요가 없어 부품수 절감에 따른 비용절감과 압축기의 크기를 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조는, 복수 개의 압축기구부를 갖는 로터리 압축기에서 제2 압축기구부에서 토출되는 냉매를 미들베어링과 제1 실린더 그리고 메인베어링을 통해 제1 압축기구부의 공용머플러로 곧바로 안내함으로써, 제1 압축기구부와 제2 압축기구부의 머플러를 통합 활용할 수 있어 머플러 개수를 줄일 수 있고 이를 통해 재료비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 압축기를 소형화할 수 있다.

Claims

냉매를 독립적으로 흡입 압축하는 제1 실린더 및 제2 실린더와, 양쪽 실린더의 중간에 개재하여 두 실린더의 내부공간을 구분하는 미들베어링과, 양쪽 실린더의 상하 양측에 각각 설치하여 두 실린더의 내부공간을 밀봉함과 아울러 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축을 지지하는 메인베어링 및 서브베어링과, 양쪽 실린더의 내부공간에서 회전축에 편심지게 결합하여 선회운동을 하면서 각각의 베인과 함께 냉매를 압축하는 복수 개의 롤링피스톤을 포함한 복식 로터리 압축기에 있어서,

메인베어링에는 제1 실린더에서 압축된 냉매를 토출하도록 제1 토출유로를 형성하고, 제2 실린더와 미들베어링과 제1 실린더 그리고 상기 메인베어링에는 상기한 제2 실린더에서 압축된 냉매를 토출하도록 제2 토출유로를 연통 형성하는 것을 특징으로 하는 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조.
제1항에 있어서,

메인베어링의 제1 토출유로 끝단에는 제1 실린더에서 토출되는 냉매를 조절하도록 제1 토출밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 복식 로터리 압축기의 가스토출 구조.
제1항에 있어서,

미들베어링의 제2 토출유로에는 밸브시트면을 형성하여 제2 토출밸브를 설치하고, 미들베어링의 제2 토출유로에는 상기 제2 토출밸브의 압축배면을 탄력 지지하는 밸브스프링을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 복식 로터리 압축기의 가스 토출 구조.