KR100720543B1 - device for decreasing friction resistance in rotary compressor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 실린더 내부에 형성된 압축실을 회전하는 로울러와 상기 로울러와 접촉하는 베인 간의 마찰저항을 저감하기 위한 것이다.The present invention relates to a rotary compressor for reducing frictional resistance between a roller rotating in a compression chamber formed in a cylinder and a vane contacting a roller.

이를 위해 본 발명은 내부에 압축실(141)이 형성되는 실린더(140)와; 상기 실린더의 압축실(141) 내부를 회전하면서 상기 압축실(141)의 내부공간을 변화시키는 로울러(144)와; 일단은 상기 로울러(144)와 접촉하고 타단에는 스프링부재가 설치되어 상기 로울러(144)와 함께 상기 압축실(141)을 냉매흡입부와 냉매토출부로 구획하는 베인(145)과; 상기 로울러(144)와 접촉하는 상기 베인(145)의 일단에 설치되어 상기 로울러(144)와 구름 운동하는 회전체(146)를 포함하여 구성되는 로터리 압축기의 마찰저항 저감장치가 제공된다.To this end, the present invention comprises a cylinder 140 in which a compression chamber 141 is formed; A roller 144 rotating inside the compression chamber 141 of the cylinder to change the internal space of the compression chamber 141; A vane 145 having one end in contact with the roller 144 and a spring member at the other end to divide the compression chamber 141 into the refrigerant suction portion and the refrigerant discharge portion together with the roller 144; And a rotating body (146) installed at one end of the vane (145) in contact with the roller (144) and rolling with the roller (144).

로터리 압축기, 로울러, 베인Rotary compressors, rollers, vanes

Description

로터리 압축기의 마찰저항 저감장치{device for decreasing friction resistance in rotary compressor}Technical Field [0001] The present invention relates to a rotary compressor,

도 1 은 일반적인 로터리 압축기를 나타내는 종단면도1 is a longitudinal sectional view showing a general rotary compressor

도 2 는 종래 로터리 압축기의 압축실 내부를 나타내는 실린더의 평면도2 is a plan view of a cylinder showing the inside of a compression chamber of a conventional rotary compressor

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 압축실 내부를 나타내는 실린더의 평면도3 is a plan view of a cylinder showing the inside of a compression chamber of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 베인의 평면도Figure 4 is a top view of a vane according to an embodiment of the present invention.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 베인의 측면도Figure 5 is a side view of a vane according to one embodiment of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

140. 실린더 141. 압축실140. Cylinder 141. Compression chamber

144. 로울러 145. 베인144. Roller 145. Vane

146. 회전체 147. 수용홈146. Rotating body 147. Receiving groove

148. 체결핀148. Fastening pin

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더 내부에 형성된 압축실을 회전하는 로울러와 상기 로울러와 접촉하는 베인 간의 마찰저항을 저감하기 위한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary compressor, and more particularly, to reducing frictional resistance between a roller rotating a compression chamber formed in a cylinder and a vane contacting a roller.

일반적으로 압축기는 증발기에서 증발한 냉매가스를 흡입하여, 흡입한 냉매가스의 압력을 응축기의 포화압력까지 높여서 토출하기 위한 것으로써, 그 중에서 로터리 압축기는 냉매가스의 흡입, 압축 및 토출 과정을 연속적으로 수행하는 압축기이다.Generally, the compressor sucks the refrigerant gas evaporated in the evaporator and discharges the refrigerant gas by increasing the pressure of the suctioned refrigerant gas to the saturation pressure of the condenser. Among them, the rotary compressor continuously performs suction, compression and discharge processes of the refrigerant gas It is a compressor to perform.

도 1 은 이와 같은 일반적인 로터리 압축기를 나타내는 종단면도로써, 도시한 바와 같이 일반적인 로터리 압축기는 밀폐용기(10)의 내측 상부에 고정자(21) 및 회전자(22)가 설치되고, 상기 회전자(22)의 중앙에는 크랭크축(30)이 결합되며, 상기 크랭크축(30)의 하부에는 편심캠(31)이 일체로 형성되어 실린더(40) 내부에 회전 가능하도록 구비된다.1 is a longitudinal sectional view showing such a general rotary compressor. As shown in the figure, a general rotary compressor is provided with a stator 21 and a rotor 22 at the upper inside of the closed container 10, A crankshaft 30 is coupled to the center of the crankshaft 30 and an eccentric cam 31 is integrally formed at a lower portion of the crankshaft 30 to be rotatable within the cylinder 40.

또한, 상기 실린더(40)의 상부 및 하부에는 상기 크랭크축(30)이 원활히 회전하도록 주베어링(51) 및 보조베어링(52)이 설치되고, 상기 밀폐용기(10)의 하부 일측에는 흡입파이프(60)가 설치되며, 상기 밀폐용기(10) 상부에는 토출파이프(70)가 설치된다.A main bearing 51 and an auxiliary bearing 52 are installed on upper and lower portions of the cylinder 40 to smoothly rotate the crankshaft 30. A suction pipe And a discharge pipe (70) is installed on the upper portion of the closed container (10).

그리고, 상기 주베어링(51)의 상부에는 냉매가스의 유동소음을 저감시키기 위한 머플러(80)가 상기 주베어링의 외주면을 감싸는 형태로써 설치된다.A muffler 80 for reducing the flow noise of the refrigerant gas is installed on the upper portion of the main bearing 51 so as to surround the outer peripheral surface of the main bearing.

한편, 도 2 는 종래 로터리 압축기의 압축실 내부를 나타내는 실린더의 평면도로써, 상기 실린더(40)의 일측면에는 상기 실린더(40)의 내부에 형성된 압축실(41)로 냉매가 흡입되는 냉매흡입구(42)가 형성되고, 상기 실린더(40)의 타 측면에는 압축된 냉매를 토출하기 위한 냉매토출구(43)가 상기 실린더(40)의 내벽에 수직 방향으로 형성된다.2 is a plan view of a cylinder showing the inside of the compression chamber of the conventional rotary compressor. In the cylinder 40, a refrigerant suction port (shown in FIG. 1) for sucking refrigerant into a compression chamber 41 formed inside the cylinder 40 And a refrigerant discharge port 43 for discharging the compressed refrigerant is formed in the other side of the cylinder 40 in a direction perpendicular to the inner wall of the cylinder 40.

그리고, 상기 압축실(41) 내부에는 편심캠(31)에 끼워진 로울러(44)가 회전하도록 구비되며, 상기 냉매흡입구(42)와 상기 냉매토출구(43) 사이에는 상기 로울러(44)의 외주면에 그 일단이 접촉하도록 베인(45)이 설치되어, 상기 압축실(41)을 냉매흡입부와 냉매토출부로 구획한다. A roller 44 inserted in the eccentric cam 31 is rotatably installed in the compression chamber 41 and is disposed between the refrigerant suction port 42 and the refrigerant discharge port 43 on the outer circumferential surface of the roller 44 A vane 45 is provided so as to contact one end thereof, and the compression chamber 41 is partitioned into a refrigerant suction portion and a refrigerant discharge portion.

이와 같이 구성된 종래 로터리 압축기의 작용을 설명하면, 후술하는 바와 같다.The operation of the conventional rotary compressor thus constructed will be described later.

전원을 공급하면 밀폐용기(10) 내에 설치된 고정자(21)와 회전자(22) 사이에 유도전류가 발생하게 되고, 상기 유도전류에 의해 회전자(22)가 회전하게 되며, 상기 회전자(22)에 결합된 크랭크축(30) 역시 회전하게 된다.An induced current is generated between the stator 21 and the rotor 22 provided in the sealed vessel 10 and the rotor 22 is rotated by the induced current, The crankshaft 30 is rotated.

이 때, 실린더(40)에 형성된 냉매흡입구(42)를 통해 냉매가 흡입되고, 상기 흡입된 냉매는 크랭크축(30)에 일체화된 편심캠(31)의 회전 및 로울러(44)의 회전에 의해 압축되어져, 상기 압축실(41)의 타측면에 형성된 냉매토출구(43)를 통하여 머플러(80)로 토출된다.At this time, refrigerant is sucked through the refrigerant suction port 42 formed in the cylinder 40, and the suctioned refrigerant is rotated by the rotation of the eccentric cam 31 integrated with the crankshaft 30 and the rotation of the roller 44 And is discharged to the muffler 80 through the refrigerant discharge port 43 formed on the other side of the compression chamber 41.

그리고, 전술한 바와 같이 상기 머플러(80)의 내부로 토출된 냉매가스는 상기 머플러(80)에 형성된 토출공(미도시)을 통해 밀폐용기(10) 내부로 토출된 후, 밀폐용기(10) 상부에 구비된 토출파이프(70)를 통해 압축기 외부로 토출되는 것이다.As described above, the refrigerant gas discharged into the muffler 80 is discharged into the sealed container 10 through a discharge hole (not shown) formed in the muffler 80, And is discharged to the outside of the compressor through the discharge pipe 70 provided at the upper part.

그런데, 이와 같은 일반적인 로터리 압축기에서 압축기의 입력을 상승시키는 가장 큰 요인은 구성요소들 간에 발생하는 마찰저항이다.However, the most important factor for raising the input of the compressor in such a general rotary compressor is the frictional resistance generated between the components.

한편, 이러한 마찰저항을 줄이는 방법으로 종래에는 윤활제를 사용하였으나, 윤활제로는 압축기의 구성요소들 간의 마찰저항을 줄이는데 한계가 있다.As a method of reducing the frictional resistance, a lubricant is conventionally used, but the lubricant has a limitation in reducing frictional resistance between components of the compressor.

특히, 도 2 에서 도시한 바와 같이 회전하는 로울러(44)와 이에 접하는 베인(45) 사이에는 마찰저항이 크게 발생한다.Particularly, as shown in Fig. 2, a large frictional resistance occurs between the rotating roller 44 and the vane 45 in contact therewith.

이는, 스프링부재에 의해 탄성력을 받는 베인(45)에 로울러(44)가 접촉하면서 회전하기 때문이다. This is because the roller 44 rotates in contact with the vane 45 that receives the elastic force by the spring member.

또한, 상기 로울러(44)는 대략 3600 rpm 정도의 고속으로 회전하기 때문에, 상기 로울러(44)와 상기 베인(45)의 접촉에 의한 동마찰계수는 상당히 크고, 이로 인한 마찰저항이 증가하기 때문에, 결과적으로 전체적인 로터리 압축기의 입력이 상승하여 압축기의 효율이 저하되는 것이다.Since the roller 44 rotates at a high speed of about 3600 rpm, the dynamic friction coefficient due to the contact between the roller 44 and the vane 45 is considerably large and the frictional resistance is increased, As a result, the input of the entire rotary compressor rises and the efficiency of the compressor decreases.

뿐만아니라, 이와 같이 마찰저항이 큰 상태에서 로터리 압축기를 장시간 사용하게 되면, 베인(45)이 쉽게 마모되어 냉매가 누설될 수 있으며, 이로 인하여 압축기의 효율은 더욱 떨어지게 된다.In addition, if the rotary compressor is used for a long time in a state where the frictional resistance is large, the vane 45 is easily worn and the refrigerant may be leaked, thereby further reducing the efficiency of the compressor.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 실린더 내부에 형성된 압축실을 회전하는 로울러와 상기 로울러와 접촉하는 베인 간의 마찰저항을 최소화하여, 압축기의 입력이 상승하는 것을 방지함과 함께 냉매의 누설을 방지하여 압축기의 효율을 높이기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to minimize the frictional resistance between a roller rotating in a compression chamber formed in a cylinder and a vane contacting a roller, Thereby preventing leakage of the refrigerant and increasing the efficiency of the compressor.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 형태에 따르면, 내부에 압축실이 형성되는 실린더와; 상기 실린더의 압축실 내부를 회전하면서 상기 압축실의 내부공간을 변화시키는 로울러와; 일단은 상기 로울러와 접촉하고 타단에는 스프링부재가 설치되어 상기 로울러와 함께 상기 압축실을 냉매흡입부와 냉매토출부로 구획하는 베인과; 상기 로울러와 접촉하는 상기 베인의 일단에 설치되어 상기 로울러와 구름 운동하는 회전체를 포함하여 구성되는 로터리 압축기의 마찰저항 저감장치가 제공된다.To achieve the above object, according to an aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine comprising: a cylinder in which a compression chamber is formed; A roller which rotates inside the compression chamber of the cylinder and changes the internal space of the compression chamber; A vane having one end in contact with the roller and a spring member at the other end to divide the compression chamber into a refrigerant suction portion and a refrigerant discharge portion together with the roller; And a rotating body installed at one end of the vane in contact with the roller and rolling with the roller.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도시한 도 3 및 도 5 를 참조하여 더욱 상세히 설명하며, 로터리 압축기의 전체 구성은 종래와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.3 and 5, which illustrate one embodiment of the present invention. The entire configuration of the rotary compressor is the same as that of the conventional rotary compressor, and a description thereof will be omitted.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 압축실 내부를 나타내는 실린더의 평면도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 베인의 평면도이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 베인의 측면도이다.FIG. 3 is a plan view of a cylinder showing a compression chamber of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a plan view of a vane according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG.

도시한 바와 같이 본 발명은 실린더(140) 내부에 압축실(141)이 형성되고, 상기 압축실(141) 내부에는 로울러(144)가 회전 가능하게 설치되며, 일단은 상기 로울러(144)와 접촉하고 타단에는 스프링부재(미도시)가 설치되는 베인(145)이 구비된다.As shown in the drawing, the present invention is characterized in that a compression chamber 141 is formed in a cylinder 140, a roller 144 is rotatably installed in the compression chamber 141, one end of the compression chamber 141 is in contact with the roller 144 And a vane 145 having a spring member (not shown) installed at the other end thereof.

특히, 본 발명에서는 상기 로울러(141)의 외주면과 접촉하는 상기 베인(145)의 일단에 상기 로울러(144)와 구름 운동하는 회전체(146)를 설치한 것이다.Particularly, in the present invention, the rotating body 146, which rolls with the roller 144, is provided at one end of the vane 145 contacting the outer circumferential surface of the roller 141.

상기 회전체(146)는 상기 베인(145)의 일단에 체결핀(148)에 의해 결합되어, 상기 로울러(144)와 구름 접촉하면서 회전하게 된다.The rotating body 146 is coupled to one end of the vane 145 by a coupling pin 148 and rotates while being in rolling contact with the roller 144.

한편, 상기 회전체(146)가 설치되는 상기 베인(145)의 일단에는 상기 회전체(146)와 대략 동일한 곡률을 갖는 수용홈(147)이 형성되어, 상기 회전체(146)의 일부분이 상기 수용홈(147)의 내부에 위치한 상태로 체결된다.A receiving groove 147 having substantially the same curvature as that of the rotating body 146 is formed at one end of the vane 145 on which the rotating body 146 is installed, And is fastened in a state of being located inside the receiving groove 147.

이 때, 상기 회전체(146)는 상기 로울러(144)와 구름 접촉하게 되는 부분을 제외한 다른 부분은 상기 수용홈(147)에 수용되어 상기 베인(145)에 의해 덮히도록 하며, 적어도 상기 회전체(146)의 절반 이상의 부분이 상기 수용홈(147)에 의해 감싸지도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the rotating body 146 is accommodated in the receiving groove 147 and covered by the vane 145 except for the part that comes into rolling contact with the roller 144, It is preferable that at least half of the opening 146 is surrounded by the receiving groove 147.

이는, 상기 회전체(146)가 회전하기 위해서는 상기 수용홈(147)과 약간의 간격이 있어야 하므로, 이 간격으로 냉매가스가 누설되는 것을 최대한 방지하기 위한 것이다.In order to rotate the rotating body 146, the refrigerant gas needs to be slightly spaced from the receiving recess 147, so that the refrigerant gas is prevented from leaking at this interval as much as possible.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 작용을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the rotary compressor according to one embodiment of the present invention will now be described in more detail.

실린더(140)의 냉매흡입구(142)를 통하여 흡입된 냉매는 로울러(144)의 회전에 의하여 압축되면서 냉매토출구(143)측으로 이동하게 된다.The refrigerant sucked through the refrigerant suction port 142 of the cylinder 140 moves toward the refrigerant discharge port 143 while being compressed by the rotation of the roller 144.

이 때, 상기 베인(145)은 회전체(146)에 의해 압축실(141)을 회전하는 로울러(144)와 구름 접촉함과 동시에 스프링부재에 탄력 지지되어 왕복운동하게 된다.At this time, the vane 145 is in rolling contact with the roller 144 that rotates the compression chamber 141 by the rotating body 146, and is supported by the spring member elastically and reciprocally.

즉, 본 발명에서는 로울러(144)와 베인(145)에 설치된 회전체(146)가 구름 접촉함에 따라, 종래 로울러(44)와 베인(45) 사이에 발생되던 마찰저항에 의한 손실을 획기적으로 저감할 수 있게 된다. That is, in the present invention, as the roller 144 installed on the vane 145 comes into rolling contact with the roller, the loss due to frictional resistance generated between the conventional roller 44 and the vane 45 is drastically reduced .                     

이에 따라, 본 발명에서는 로터리 압축기의 모터에 작용하는 부하가 줄어들고 입력이 작아짐에 따라 압축기의 효율을 개선할 수 있다.Accordingly, in the present invention, as the load acting on the motor of the rotary compressor is reduced and the input is reduced, the efficiency of the compressor can be improved.

또한, 상기 로울러(144)와 상기 베인의 회전체(146)는 구름운동을 하므로, 마찰에 의한 마모 역시 줄일 수 있기 때문에 장시간 사용할 수 있다.In addition, since the roller 144 and the rotating body 146 of the vane rotate in a rolling motion, wear due to friction can also be reduced, so that the roller 144 can be used for a long time.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 회전하는 로울러와 접촉하는 베인의 끝단에 회전체를 설치하여 로울러와 베인을 구름 접촉시킨 것이다.As described above, according to the present invention, the rotating body is provided at the end of the vane that contacts the rotating roller, so that the roller and the vane are brought into rolling contact with each other.

이로 인해, 본 발명은 상기 로울러와 상기 베인의 마찰저항을 최소화하여 압축기의 입력을 줄일 수 있기 때문에 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention minimizes frictional resistance between the roller and the vane, thereby reducing the input of the compressor, thereby improving the efficiency of the compressor.

또한, 압축기를 장시간 운전할 때에도 베인의 마모가 크게 줄어들어서, 고압의 냉매 누설에 의한 손실을 방지하여 압축기의 신뢰성을 확보할 수 있다.
Further, even when the compressor is operated for a long time, the abrasion of the vane is greatly reduced, so that the loss due to high-pressure refrigerant leakage can be prevented and the reliability of the compressor can be secured.

Claims (3)

내부에 압축실이 형성되는 실린더와;A cylinder in which a compression chamber is formed; 상기 실린더의 압축실 내부를 회전하면서 상기 압축실의 내부공간을 변화시키는 로울러와;A roller which rotates inside the compression chamber of the cylinder and changes the internal space of the compression chamber; 일단은 상기 로울러와 접촉하고 타단에는 스프링부재가 설치되어 상기 로울러와 함께 상기 압축실을 냉매흡입부와 냉매토출부로 구획하는 베인과;A vane having one end in contact with the roller and a spring member at the other end to divide the compression chamber into a refrigerant suction portion and a refrigerant discharge portion together with the roller; 상기 로울러와 접촉하는 상기 베인의 일단에 설치되어 상기 로울러와 구름 운동하는 회전체와;A rotating body installed at one end of the vane in contact with the roller and rolling with the roller; 상기 회전체가 상기 베인에 회전가능하도록 고정시키는 체결핀을 포함하여 구성되는 로터리 압축기의 마찰저항 저감장치.And a fastening pin for fixing the rotating body to the vane so as to be rotatable. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 베인의 일단에 마련되어 상기 회전체가 삽입되는 수용홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 마찰저항 저감장치.And a receiving groove provided at one end of the vane for receiving the rotating body. 제 2 항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 수용홈은 상기 회전체와 대략 동일한 곡률로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 마찰저항 저감장치.Wherein the receiving recess is formed to have a curvature substantially equal to that of the rotating body.
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