KR100805465B1 - 다기통형 회전식 압축기 - Google Patents

다기통형 회전식 압축기 Download PDF

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신야 고토
모토토시 고자카
히사타카 가토
고지 사토다테
도시마사 아오키
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Abstract

밀폐 케이스(1)내에, 베어링(9, 11)에 축 지지되는 회전축(4)과, 회전축에 연결되는 전동기부(3), 제 1-제 3 압축기구부(2A-2C)를 수용하고, 각 압축기구부는 회전축에 설치되는 편심부(4a-4c)와 편심롤러(13a-13c)가 수용되는 실린더실(14a-14c)과, 상기 실린더실을 구비한 실린더(8A-8C)와, 상기 실린더에 설치된 선단 가장자리가 편심 롤러의 둘레면에 접촉하여 실린더실을 2분하는 블레이드(15a-15c)를 구비하고, 각 압축기구부에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스(Sa, Sb, Sc, Sd) 중 적어도 하나의 클리어런스는 베어링에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서의 클리어런스(Sa, Sc)가 베어링에 접하는 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에서의 클리어런스(Sb, Sd) 보다도 크게 설정됨으로써, 회전축의 회전에 따른 회전축의 진동회전의 감소화를 도모하고, 압축 효율의 향상화를 실현할 수 있다.

Description

다기통형 회전식 압축기{MULTI-CYLINDER ROTARY COMPRESSOR}
본 발명은 예를 들어 냉동장치의 냉동 사이클을 구성하고, 축방향으로 3세트 이상의 압축기구부를 설치한 다기통형 회전식 압축기에 관한 것이다.
예를 들어, 냉동장치의 냉동 사이클을 구성하는 회전식 압축기의 압축기구부는 실린더(기통)의 내부 직경부에 형성되는 실린더실에 편심 롤러가 수용됨과 동시에, 실린더에는 블레이드실이 설치되고, 블레이드가 슬라이딩 자유롭게 수납된다. 블레이드의 선단 가장자리는 편심 롤러의 둘레면에 탄성적으로 접촉되도록 압축 스프링에 의해 억압 부세되고, 실린더실은 블레이드에 의해 흡입실과 압축실의 2실로 구분된다.
또한, 최근, 상기 압축기구부를 상하로 2세트 구비한, 2기통형 회전식 압축기가 표준화되고 있다. 이 경우, 단기통의 압축기와 비교하여 압축 능력의 증대화를 도모하여 유리하다. 그리고, 또한 압축 능력의 증대화를 도모하기 위해, 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-1686호에는 3세트의 압축기구부를 축방향으로 적층한 다기통형 회전식 압축기가 개시되어 있다.
이러한 종류의 다기통형 회전식 압축기에 사용되는 회전축은, 단기통 및 2기통 타입의 압축기에 사용되는 회전축과 비교하여, 당연히 축 길이가 길다. 회전축 의 하단부와 거의 중간부는 베어링에 의해 축지지되지만, 이들 베어링 사이에 3개, 또는 그 이상의 수의 편심부가 일체로 설치되고, 각각에 편심 롤러가 끼워 맞추어진다.
한편, 회전식 압축기는 흡입측에 어큐뮬레이터가 있고, 흡입 통로를 통해 연통된다. 그리고, 회전식 압축기는 밀폐 케이스와, 상기 밀폐 케이스내에 수용되는 전동기부와, 상기 흡입관이 직접 접속되는 압축기구부 및 이들 전동기부와 압축기구부를 연결하는 회전축으로 구성된다.
전술한 바와 같은 다기통형 회전식 압축기에서는 회전축에 일체로 설치되는 3개의 편심부가 축방향을 따라 120°씩 위상을 어긋나게 하여 형성되고, 여기에 편심 롤러가 끼워 맞추어진다. 그리고, 회전축의 회전 구동에 수반하여, 각 실린더실에 차례로 냉매가스를 흡입하여 압축되고, 토출 통로의 상류측으로부터 하류측으로 차례로, 어긋나면서 토출하는 것을 특징으로 하고 있다.
그런데, 상술한 다기통형 회전식 압축기에서는 다음과 같은 문제가 있었다.
각 편심부와 편심 롤러는 실린더 내부 직경부에 형성되는 실린더실에 수용되고 편심 회전하지만, 단기통 및 2기통 타입의 것과 비교하여, 회전축을 축 지지하는 베어링 상호간의 거리가 커지고, 회전축 자체에 흔들림이 발생하기 쉬운 상태가 된다.
또한, 최근, 공기조화기의 냉동 사이클에 사용되는 냉매 가스는 R32와 R125의 2종의 HFC 혼합 냉매인, 「R410A」가 널리 사용되는 경향이 있다. 상기 종류의 냉매는 의사 공비 혼합 냉매로서 압력 손실이 작고 열전도율이 높은 등, 냉동 사이클에 적합한 특성을 갖고 있다.
그러나, 상기 「R410A」는 가스 하중이 큰 것도 특징 중 하나로 하고 있다. 가스 하중은 압축기에서 압축되어 토출되는 냉매가스의 토출압력과, 냉동 사이클을 순환하여 다시 압축기로 흡입될 때의 흡입 압력의 차에서 얻어진다.
도 19는 다기통형 회전식 압축기에서 복수의 압축기구부로 이루어진 압축 조립의 구성을 개략적으로 도시함과 동시에 여기에서는 도시하지 않은 전동기에 연결되는 회전축의 상태를 모식적으로 도시하고 있다.
도면의 최상단에 주베어링(d)이 위치하고, 최하단에 부베어링(e)이 위치하고 있고, 이들 주베어링(d)과 부베어링(e) 사이에, 소정 간격을 두고 3세트의 압축기구부인 3개의 편심 롤러(g1, g2, g3)가 개재된다. 상하 방향으로 수직인 실선은 회전축(h)을 나타내고, 편심롤러(g1~g3)는 회전축(h)에 설치되는 도시하지 않은 편심부에 끼워 맞추어진다.
이와 같은 압축기구부의 구성인 측면에서, 상술한 「R410A」와 같이, 가스 하중이 큰 냉매를 사용하여 회전축(h)을 회전 구동하면, 특히 주베어링(d)과 부베어링(e)의 규제를 받지 않는 한가운데의 부분이 가장 크게 만곡 변형된다. 그 때문에, 한가운데 부분에서 압축기구부를 구성하는 편심 롤러(g2)가 상하 양측부의 베어링(d, e)과 접하는 압축기구부인 편심 롤러(g1, g3)와 비교하여 진동회전이 커진다.
실선으로 도시한 회전축(h)은 도면 중 2점 쇄선으로 도시한 바와 같이 만곡 변형되고, 주베어링(d)의 상단부(d1)와 하단부(d2) 및 부베어링(e)의 상단부(e1)와 하단부(e2)에 대해 회전축(h)이 서로 선 접촉하고, 소위 극압이라고 불리는 부분적인 하중이 걸린다. 그 때문에, 회전축(h)과 주베어링(d) 및 부베어링(e) 사이에서 손상이 발생하기 쉽고, 서로 마모가 증대되어 압축효율의 저하를 초래한다.
한편, 어큐뮬레이터로부터 압축기의 각 압축기구부에 연통하는 흡입 통로가,개개로 독립되는 합계 3개의 흡입관으로 구성되어 있다. 이 때문에, 상기 어큐뮬레이터는 단기통이나 2기통 타입의 압축기에 접속되는 어큐뮬레이터와 비교하여 대형화하지 않으면 각 흡입관을 접속할 수 없게 되고, 부품비가 높아져 불리해진다.
대응책으로서 어큐뮬레이터에 2개의 흡입관을 접속하고, 어느 1개의 흡입관을 중도부에서 2개로 분기하고, 합계 3개의 흡입관으로 하여 압축기의 각 실린더실과 연통하는 구성이 고려된다.
그러나, 편심부가 120° 회전방향으로 어긋나 있으므로, 분기한 흡입관이 접속되는 2개의 실린더실에서는 흡입, 압축 타이밍이 다르므로, 서로의 실린더실이 서로의 실린더실에 흡입된 냉매가스를 서로 붙잡아 냉동 능력의 저하를 초래한다.
그리고, 상술한 구성에서는 흡입관과 분기 흡입관의 합계 3개의 배관이, 밀폐 케이스에 설치되는 부착용 구멍을 관통하여, 각각의 실린더실에 접속된다. 부착용 구멍의 수가 많아지면, 필연적으로 부착용 구멍의 간격이 좁아지고, 그 결과 밀폐 케이스의 내압 강도가 저하된다. 밀폐 케이스의 내압 강도를 유지하기 위해서는 밀폐 케이스를 구성하는 강판의 판두께를 두껍게 할 필요가 있고, 여기에서도 부품비의 상승을 초래한다.
그리고 또한, 상술한 다기통형 회전식 압축기에서는 압축기구부의 조립 작업의 측면에서, 압축기구부를 구성하는 각 부품의 형상 크기를 고려하지 않으면 안되고, 설계상 어려운 것이 된다.
즉, 제 1 압축기구부~제 3 압축기구부를 회전축의 축방향을 따라 차례로 조립하는 데에 있어서, 초기에 회전축에 일체로 설치되는 편심부에 편심롤러를 끼워 맞추는 작업이 필요하다. 이 때, 양측부인 제 1 압축기구부와 제 3 압축기구부의 편심 롤러는 회전축을 수직 또는 도립(倒立)하여 단부로부터 삽입하면 편심부에 끼워 맞출 수 있다.
단, 중앙부에 있는 제 2 압축기구부에서는 제 1 압축기구부측 또는 제 3 압축기구부측으로부터 편심롤러를 끼우고, 각각의 압축기구부의 편심부를 통과하여, 제 2 압축기구부에 상당하는 편심부에 끼워 맞추지 않으면 안된다. 당연히, 이 때는 각각의 압축기구부에 편심 롤러가 끼워 맞추어져 있지 않다.
또한, 상술한 바와 같이 편심부는 120°씩 위상을 어긋나게 하여 설치되어 있으므로, 하나의 편심부를 통과한 후 편심 롤러의 위치를 변화시켜, 끼워 맞추어질 편심부의 편심방향에 맞출 필요가 있다.
그러나, 회전축에 많은 편심부를 설치하여 편심 롤러를 끼워 맞추므로, 회전축의 회전에 따른 진동 회전이 발생하기 쉽다. 상기 진동 회전을 가능한 방지하는 데에는 회전축의 전체 길이의 단축화를 도모하는 것이고, 특히 편심부 상호간의 간격을 가능한 단축할 필요가 있다. 그 결과, 편심부 상호의 간격이 편심 롤러의 축방향 길이인 높이보다도 짧아진다.
그 때문에, 어떤 측부의 편심부를 통과한 편심롤러를, 인접하여 설치되는 편심부와의 사이의 부위에서, 인접하여 설치되는 편심부의 편심방향에 맞추어 이동하고자 해도, 편심부 상호의 간격이 편심 롤러의 높이보다도 짧으므로, 편심롤러를 편심방향에 맞추어 자세를 변경시킬 수 없다.
상술한 문제점에 대처하는 데에는 제 2 압축기구부의 편심부에 끼워 맞추어지는 편심 롤러를 직경 방향으로 2분할하여 구성하고, 편심부에는 좌우 양측으로부터 분할한 편심롤러를 끼워 넣고, 조립 부재를 통해 조립을 실시하는 것을 고려할 수 있다.
이 경우에는 분할화한 편심 롤러는 가공이 번거롭고, 조립 부재를 편심 롤러의 둘레면 내에 형성하지 않으면 원활한 회전을 할 수 없으므로, 조립성이 나쁘다. 그 때문에, 신뢰성 및 성능면에 악영향이 미치게 된다.
본 발명은 상기 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 제 1 목적은 회전축에 3세트 이상의 압축기구부를 연결하는 것을 전제로 하고, 회전축의 회전에 따른 회전축의 진동 회전의 감소화를 도모하고, 압축 효율의 향상화를 실현하는 다기통형 회전식 압축기를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 제 2 목적은 회전축에 3세트 이상의 압축기구부를 연결하는 것을 전제로 하여, 냉동 능력을 유지한 상태에서 흡입 통로의 간략화를 도모하고, 어큐뮬레이터의 소형화로 이어지는 다기통형 회전식 압축기를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 제 3 목적은 회전축에 3세트 이상의 압축기구부를 연결하는 것을 전제로 하고, 특히 회전축의 편심부에 롤러를 끼워 맞춤 조립하는 데에 있어서, 롤러의 분할을 필요로 하지 않음과 동시에, 편심부 상호 간격을 극히 단축화하여 조립성 및 신뢰성의 향상과, 압축 효율의 향상을 실현할 수 있는 다기통형 회전식 압축기를 제공하고자 하는 것이다.
상기 제 1 목적을 만족시키기 위해 본 발명의 다기통형 회전식 압축기는 밀폐 케이스 내에 베어링에 축 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 연결되는 전동기부 및 3세트 이상의 압축기구부를 수용하여 이루어지고, 압축기구부는 회전축에 설치되는 편심부 및 편심부에 끼워 맞추어지는 롤러가 편심 회전 자유롭게 수용되는 실린더실과, 상기 실린더실을 구비한 실린더와, 상기 실린더에 설치되어 선단 가장자리가 롤러의 둘레면에 접촉되어 실린더실을 2분하는 블레이드를 구비하고, 각 압축기구부에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중 적어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 베어링에 접하지 않는 압축기구부가 베어링에 접하는 압축기구부보다도 크게 설정된다.
상기 제 2 목적을 만족시키기 위해 본 발명의 다기통형 회전식 압축기는 냉동 사이클을 구성하고, 흡입 통로를 통해 어큐뮬레이터를 접속하고, 밀폐 케이스내에 회전축과, 회전축에 연결하는 전동기부 및 3세트 이상의 압축기구부를 수용하고, 각 압축기구부는 회전축에 일체로 설치한 3개 이상의 편심부와 끼워 맞추어지는 롤러를 편심 회전 자유롭게 수용하고, 흡입 통로를 통해 어큐뮬레이터와 연통하는 실린더실과, 상기 실린더실을 구비한 실린더와, 상기 실린더에 설치되어 선단 가장자리가 롤러의 둘레면에 접촉하여 실린더실을 흡입실과 압축실로 2분하는 블레이드를 구비하고, 적어도 2개의 편심부는 편심방향을 동일하게 맞추고, 이들 편심방향이 동일한 편심부를 수용하는 각 실린더실과 어큐뮬레이터를 연통하는 흡입 통로는 서로 일부를 공유하여 형성된다.
상기 제 3 목적을 만족시키기 위해 본 발명의 다기통형 회전식 압축기는 밀폐 케이스내에 회전축과, 상기 회전축에 연결되는 전동기부 및 3세트 이상의 압축기구부를 수용하고, 각 압축기구부는 회전축에 일체로 설치한 3개 이상의 편심부와 끼워 맞추어지는 롤러를 편심 회전 자유롭게 수용하는 실린더실과, 상기 실린더실을 구비한 실린더와, 상기 실린더에 설치되고 선단 가장자리가 롤러의 둘레면에 접촉하여 실린더실을 흡입실과 압축실로 2분하는 블레이드와, 실린더 상호간에 개재되는 중간 간막이판을 구비하고, 압축기구부의 수를 N으로 하고, 편심부 상호간 개소가 (N-1)일 때, (N-2)개소의 편심부 상호 간격을 롤러의 축방향 길이 보다도 크게 형성하고, 이들 편심부 상호간에 개재되는 중간 간막이판의 두께를 롤로의 축방향 길이 미만으로 설정하고, 나머지 개소의 편심부 상호의 간격을 롤러의 축방향 길이 미만으로 형성하고, 이들 편심부 상호간에 개재되는 중간 간막이판의 두께를 나머지 개소의 편심부 상호의 간격 미만으로 설정한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 다기통형 회전식 압축기의 종단면도,
도 2는 동 다기통형 회전식 압축기의 실시형태에 관한 압축기구부의 횡단 평면도,
도 3은 동 실시형태에 관한 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 실린더와 편심 롤러의 높이의 관계를 도시한 설명도,
도 4는 동 실시형태에 관한 또 다른 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 회전축의 정면도,
도 5는 동 실시형태에 관한 또 다른 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 압축 조립의 종단면도,
도 6A는 동 실시형태에 관한 또 다른 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 편심 롤러의 일부를 도시한 평면도와 단면도,
도 6B는 동 실시형태에 관한 또 다른 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 편심 롤러의 타부위를 도시한 평면도와 단면도,
도 7A는 동 실시형태에 관한 또 다른 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 제 1, 제 3 압축기구부의 횡단 평면도,
도 7B는 동 실시형태에 관한 또 다른 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 제 2 압축기구부의 횡단 평면도,
도 8은 동 실시형태에 관한 도 7A 및 도 7B와 동일한 압축기구부의 클리어런스 설정을 설명하기 위한 압축 조립의 종단면도,
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 다기통형 회전식 압축기의 종단면도,
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 다기통형 회전식 압축기의 일부를 생략한 종단면도,
도 11은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 다기통형 회전식 압축기의 일부를 생략한 종단면도,
도 12는 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 다기통형 회전식 압축기의 일부를 생략한 종단면도,
도 13A는 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 편심 롤러의 단면도,
도 13B는 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 회전축의 정면도,
도 14는 동 실시형태에 관한 다기통형 회전식 압축기의 압축 조립의 종단면도,
도 15A는 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 제 1 실린더의 평면도,
도 15B는 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 제 2 실린더의 평면도,
도 15C는 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 제 3 실린더의 평면도,
도 16은 본 발명의 제 8 실시형태에 관한 제 2 실린더의 평면도와, 일부 측면도,
도 17은 본 발명의 제 9 실시형태에 관한 제 1~제 3 편심부 구조를 설명하는 평면도,
도 18은 본 발명의 제 10 실시형태에 관한 다기통형 회전식 압축기의 종단면도 및
도 19는 종래예에 관한 압축기구부의 모식적 구성도와, 회전축의 변형 상태를 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 다기통형 회전식 압축기에서의 일 실시형태를, 도면에 기초 하여 설명한다. 도 1은 예를 들어 냉동 장치의 냉동 사이클을 구성하는 다기통형 회전식 압축기(T)의 내부 구조를 도시한 종단면도이다.
도 1 중의 "1"은 밀폐 케이스로, 상기 밀폐 케이스(1) 내의 하부에는 후술하는 복수의 압축기구부, 여기에서는 제 1 압축기구부(2A)와, 제 2 압축기구부(2B), 및 제 3 압축기구부(2C)로 구성되는 압축 기구 조립부(2)가 설치되고, 상기 압축 기구 조립부의 상부에는 전동기부(3)가 설치된다. 이들 전동기부(3)와, 압축 기구 조립부(2)를 구성하는 제 1~제 3 압축기구부(2A~2C)는 서로 회전축(4)을 통해 연결된다.
전동기부(3)는 밀폐 케이스(1)의 내면에 고정되는 스테이터(5)와, 상기 스테이터(5)의 내측에 소정의 간극을 두고 배치되고, 또한 회전축(4)이 삽입되는 로터(6)로 구성된다. 전동기부(3)는 전기 공급부(3a)를 통해 운전 주파수를 가변하는 인버터에 접속됨과 동시에, 인버터로부터 전동기부(3)를 제어하는 제어부(모두 도시하지 않음)와 전기적으로 접속된다.
제 1 압축기구부(2A)와 제 2 압축기구부(2B) 및 제 3 압축기구부(2C)는 중간 간막이판(7A, 7B)를 통해, 각각이 제 1 실린더(8A), 제 2 실린더(8B), 제 3 실린더(8C)를 구비하고 있다. 이들 제 1~제 3 실린더(8A~8C) 중 하나, 예를 들어 제 1 실린더(8A)가 밀폐 케이스(1) 내주면에 압입된 후, 밀폐 케이스(1) 외부로부터의 용접 가공에 의해 위치 결정 고정된다.
제 1 실린더(8A)의 상면부에는 주베어링(9)이 중첩되고, 밸브 커버 a와 함께 부착 볼트(10)를 통해 실린더(8A)에 부착 고정된다. 제 3 실린더(8C)의 하면부에 는 부베어링(11)이 중첩되고, 밸브 커버(b)와 중간 간막이판(7A, 7B) 및 제 2 실린더(8B)와 함께 부착 볼트(12)를 통해 제 1 실린더(8A)에 부착 고정된다.
한편, 회전축(4)은 중도부와 하단부가 주베어링(9)과 부베어링(11)에 회전 자유롭게 지지된다. 또한, 회전축(4)은 제 1~제 3 실린더(8A~8C) 내부를 관통함과 동시에, 차례로 거의 120°의 위상차로 형성되는 3개의 편심부(4a, 4b, 4c)를 일체로 구비하고 있다. 각 편심부(4a~4c)는 각 실린더(8A~8C) 내부 직경부 내에 위치하도록 조립되고, 각각의 둘레면에 편심 롤러(13a, 13b, 13c)가 끼워 맞추어진다.
제 1 실린더(8A)는 주베어링(9)과 중간 간막이판(7)으로 상하면이 구획되고, 내부 직경부에 제 1 실린더실(14a)이 형성된다. 제 2 실린더(8B)는 중간 간막이판(7A)과 중간 간막이판(7B)으로 상하면이 구획되고, 내부 직경부에 제 2 실린더실(14b)이 형성된다. 제 3 실린더(8C)는 중간 간막이판(7B)과 부베어링(11)으로 상하면이 구획되고, 내부 직경부에 제 3 실린더실(14c)이 형성된다. 이들 실린더실(14a~14c)은 서로 동일한 직경으로 형성되어 있고, 각각에 편심 롤러(13a~13c)가 편심 회전 자유롭게 수용된다.
또한, 앞서 설명한 제 1~제 3 실린더(8A~8C)의 높이와, 이에 따른 제 1~제 3 실린더실(14a~14c)의 높이와, 편심부(4a~4c)의 편심량 및, 편심 롤러(13a~13c)의 높이 또는 외부 직경 등, 조건에 따라서 후술한 바와 같이 여러 크기로 설정된다.
도 2는 압축 조립부(2)를 구성하는 제 1 압축기구부(2A)의 개략적인 평단면도이다. 즉, 제 1 압축기구부(2A)~제 3 압축기구부(2C)는 모두 동일한 구성을 이루고 있으므로, 여기에서는 제 1 압축기구부(2A)에 대해서만 설명하고 제 2, 제 3 압축기구부(2B, 2C)에 대해서는 대응하는 구성 부품에 대응하는 번호를 붙여 설명은 생략한다.
제 1 실린더(8A)에는 실린더실(14a)과 연통하는 블레이드실(22a)이 설치되어 있다. 상기 블레이드실(22a)에는 블레이드(15a)가 실린더실(14a)에 대해 돌몰(突沒) 자유롭게 수용된다. 또한, 도 1에는 블레이드(15a)만 도시하고 있다.
블레이드실(22a)은 블레이드(15a)의 양측면이 슬라이딩 자유롭게 이동할 수 있는 블레이드 수납홈(23a)과, 상기 블레이드 수납홈 단부에 일체로 연이어 설치되어 블레이드(15a)의 후단부가 수용되는 세로 구멍부(24a)로 이루어진다. 블레이드실(22a)에는 스프링 부재(26)가 수용된다. 상기 스프링 부재(26)는 블레이드(15a)의 배면측에 개재되고, 블레이드(15a)에 탄성력(배압)을 부여하여, 그 선단 가장자리를 편심 롤러(13a)에 접촉시키는 압축 스프링이다.
블레이드(15a)의 선단 가장자리는 평면에서 보아 반원형으로 형성되어 있고, 편심 롤러(13a) 둘레벽에, 편심 롤러의 회전 각도에 관계없이 선 접촉할 수 있다. 편심 롤러(13a)가 실린더실(14a)의 내주벽을 따라 편심 회전했을 때, 블레이드(15a)는 블레이드 수납홈(23a)을 따라 왕복 운동하고, 블레이드 후단부는 세로 구멍부(24a)로 돌몰 자유롭다.
제 1 실린더(8A)에서의 블레이드 수납홈(23a) 근방에 반원형상의 토출홈(27)이 설치되어 있다. 상기 토출홈(27)과 대향하는 여기에서는 도시하지 않는 주베어링(9) 부위에는 둥근 형상의 토출구멍이 설치되어 있고, 밸브 커버와 연통하는 토출 밸브 기구가 수용된다. 제 2, 제 3 실린더(8B, 8C)에도 토출 구멍에 상당하는 구멍부가 개구되고, 각각에 토출 밸브 기구가 구비되어 있다. 또한, 토출구멍(27)과는 블레이드 수납홈(23a)을 통해 반대측의 부위에서, 제 1 실린더(8A)의 외주면으로부터 실린더실(14a)을 향하는 흡입구멍(28)이 설치되어 있고, 밀폐 케이스(1)를 관통하는 흡입관(29a)이 접속된다.
이와 같이 하여 구성되는 제 1 압축기구부(2A)이고 제 2, 제 3 압축기구부(2B, 2C)에 대해서는 대응하는 부품에 대응하는 부호를 붙여 설명을 생략하는 것은 상술한 바와 같다.
다시 도 1에 도시한 바와 같이, 밀폐 케이스(1)의 상단부에는 토출관(18)이 접속된다. 상기 토출관(18)에는 압축기(T)와 함께 냉동 사이클을 구성하는 응축기와, 팽창 기구 및 증발기를 통해 어큐뮬레이터(19)가 접속된다. 상기 어큐뮬레이터(19) 저부에는 흡입관(29a, 29b, 29c)이 접속되어 있고, 각 흡입관(29a~29c)은 밀폐 케이스(1)와 제 1~제 3 실린더(8A~8C)를 관통하고 제 1~제 3 실린더실(14a~14c) 내에 직접 연통하는 것도 상술한 바와 같다.
다음에, 다기통형 회전식 압축기(T)의 작용에 대해서 설명한다.
도시하지 않은 리모컨(원격 조작반) 등으로부터 제어부에 운전 개시 신호가 입력되면, 제어부는 인버터를 통해 전동기부(3)에 운전 신호를 전송한다. 회전축(4)이 회전 구동되고, 편심부(4a~4c)와 함께 편심 롤러(13a~13c)는 각 실린더실(14a~14c) 내에서 편심 회전을 실시한다.
제 1~제 3 압축기구부(2A~2C)에서 블레이드(15a~15c)가 각각 스프링 부재(26)에 의해 항상 탄성적으로 억압 부세되는 것으로부터, 블레이드의 선단 가장자 리가 편심 롤러(13a~13c) 둘레벽으로 슬라이딩하여 제 1~제 3 실린더실(14a~14c) 내를 흡입실과 압축실로 2분한다.
편심 롤러(13a~13c)의 실린더실(14a~14c) 내주면 전접(轉接) 위치와 블레이드 수납홈(23a~23c)이 일치하고, 블레이드(15a~15c)가 가장 후퇴한 상태에서, 실린더실(14a~14c)의 공간 용량이 최대가 된다. 냉매 가스는 어큐뮬레이터(19)로부터 흡입관(29a~29c)을 통해 각각의 실린더실(14a~14c)에 흡입되어 가득찬다.
편심 롤러(13a~13c)의 편심 회전에 수반하여, 편심 롤러의 각 실린더실(14a~14c) 내주면에 대한 전접 위치가 이동하고, 실린더실의 구획된 압축실 용량이 감소된다. 그 때문에, 앞서 실린더실(14a~14c)에 인도된 가스가 서서히 압축된다. 회전축(4)이 계속하여 회전되고, 각 실린더실(14a~14c)에서의 압축실 용량이 더욱 감소되어 가스가 압축된다. 가스압이 소정압까지 상승한 시점에서, 토출구멍(27)에 설치되는 토출 밸브 기구가 개방된다.
고압 가스는 밸브 커버(a, b)를 통해 밀폐 케이스(1) 내에 토출되고, 가득 채워져 밀폐 케이스 상부의 토출관(18)으로부터 토출된다. 그리고, 고압 가스는 압축기(T)로부터 응축기, 팽창 기구 및 증발기의 차례로 인도되고, 상기 증발기에서 증발하여 냉동 작용을 이루고 나서 어큐뮬레이터(19)에 인도되어 기액 분리된다.
어큐뮬레이터(19)로부터 기액 분리된 저압의 증발 냉매가 도출되고, 각 흡입관(29a~29c)을 통해 제 1~제 3 실린더실(14a~14c)에 인도되어 다시 상술한 경로를 순환한다. 결국, 다기통형 회전식 압축기(T)에서는 제 1 실린더실(14a)과 제 2 실 린더실(14b) 및 제 3 실린더실(14c) 모두에서 일제히, 또한 동시에 압축 작용이 실시된다.
이와 같이 하여 본 발명의 다기통형 회전식 압축기(T)는 밀폐 케이스(1) 내에, 전동기부(3)와, 상기 전동기부(3)와 회전축(4)을 통해 연결되는 제 1 압축기구부(2A)~제 3 압축기구부(2C)를 수용하고, 각각의 압축기구부는 편심 롤러(13a~13c)가 편심 회전 자유롭게 수용되는 실린더실(14a~14c)을 구비한 제 1 실린더(8A)~제 3 실린더(8C)와, 선단 가장자리가 편심 롤러의 둘레면에 접촉되고, 편심 롤러의 회전 방향을 따라 실린더실을 2분하는 블레이드(15a~15c)를 구비하고 있다.
그 상태에서, 각 압축기구부(2A~2C)에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중, 적어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 주베어링(9) 또는 부베어링(11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)가 주베어링(9) 또는 부베어링(11)에 접하는 제 1 압축기구부(2A)와 제 3 압축기구부(2C) 보다도 크게 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
더욱 설명하면, 베어링(9, 11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서는 압축 반력 등에 의해 회전축(4)의 회전에 따른 편심부(4b)의 진동 회전이 다른 편심부(4a, 4c)의 진동 회전 보다도 커지지만, 제 2 압축기구부(2B)에서의 소정의 슬라이딩부의 클리어런스를, 다른 압축기구부(2A, 2C)의 대응하는 슬라이딩부에서의 클리어런스에 대해 확장함으로써, 각 슬라이딩부간의 접촉을 방지할 수 있고 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 특징을 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제 2 압축기구부(2B)에서의 실린더(8B) 내부 직경부(실리더실(14b) 둘레면)와 편심 롤러(13b) 둘레면과의 사이드 클리어런스(Sa)가 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에서의 실린더(8A, 8C) 내부 직경부(실린더실(14a, 14c 둘레면)와 편심 롤러(13a, 13c) 둘레면과의 사이드 클리어런스(Sb) 보다도 크게(Sa＞Sb) 설정되어 있다.
즉, 본래는 실린더실 둘레면과 편심 롤러 둘레면 사이에는 윤활유의 오일막이 형성되는 범위의 극히 작은 간극인 사이드 클리어런스를 얻도록 설계되어 있고, 사이드 클리어런스(Sb)는 물론, 사이드 클리어런스(Sa)에서도 오일막이 형성되는 범위 내에서의 설정이 된다.
이와 같은 구성 상에서 작용하면 베어링(9, 11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서, 압축 반력 등에 의해 회전축(4)의 회전에 따른 편심부(4b)의 진동 회전이 다른 편심부(4a, 4c)의 진동 회전 보다도 커진다. 그러나, 사이드 클리어런스(Sa)가 사이드 클리어런스(Sb) 보다도 크게 설정되어 있으므로, 편심 롤러(13b) 둘레면이 실린더(8B) 내부 직경부에 접촉하기 어려워져, 특히 시동시나 고속시에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 실린더와 편심 롤러의 높이를 설명하는 도면이다.
제 2 압축기구부(2B)에서의 실린더(8B)의 높이와 편심 롤러(13b)의 높이의 차인 높이 클리어런스(Sc)가 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에서의 실린더(8A, 8C)의 높이와 편심 롤러(13a, 13c)의 높이의 차인 높이 클리어런스(Sd)보다도 크게(Sc＞Sd) 설정되어 있다.
이와 같은 구성 상에서 작용하면 베어링(9, 11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서 압축 반력 등에 의해 회전축(4)의 회전에 따른 편심부(4b)의 진동 회전이 다른 편심부(4a, 4c)의 진동 회전 보다도 크고, 편심 롤러(13b)가 편심 롤러(13a, 13c) 보다도 기울어진 상태가 된다. 그러나, 높이 클리어런스(Sc)가 높이 클리어런스(Sd) 보다도 크게 설정되어 있으므로, 중간 간막이판(7A, 7B)에 편(片)접촉이 어려워져, 특히 압축 부하가 높은 조건에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 회전축(4)의 정면도이다. 회전축(4)에 일체로 설치되는 편심부(4a~4c)에서, 제 2 압축기구부(2B)를 구성하는 편심부(4b)의 편심량(Sf)이 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)를 구성하는 편심부(4a, 4c)의 편심량(Se, Sg) 보다도 작게(Sf＜Sg, Se) 설정되어 있다.
이와 같은 구성상에서 작용하면, 베어링(9, 11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서, 압축 반력 등에 의해 회전축(4)의 회전에 따른 편심부(4b)의 진동 회전이 다른 편심부(4a, 4c)의 진동 회전 보다도 커지려고 한다. 그러나, 편심부(4b)의 편심량(Sf)이 다른 편심부(4a, 4c)의 편심량(Se, Sg) 보다도 작게 설정되어 있으므로, 편심부(4b)와 롤러(13b)에 의한 원심력이 작아져 진동 회전이 작아진다.
따라서, 여기에 끼워 맞추어지는 편심 롤러(13b)가 실린더실(14b) 둘레면에 접촉되기 어려워져 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 편심부의 편심량을 작게 하면 롤러 외부 직경이 커지고, 롤러 외주면에 작용하는 가스 하중이 증가하므로, 본 구성은 가스 하중에 대해 원심력의 영향쪽이 큰, 다시 말하면 가스 하중이 작은 냉매, 예를 들어 R134a 등을 사용하는 경우에 최적이다.
도 5는 압축 조립부의 종단면도이다.
제 2 압축기구부(2B)에서의 실린더(8B)의 높이(H2)가 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에서의 실린더(8A, 8C)의 높이(H1, H3)보다도 작게(H2＜H1, H3) 설정되어 있다. 이에 의해, 제 2 실린더실(14b)에 수용되는 편심 롤러(13b)의 높이가 제 1, 제 3 실린더실(14a, 14c)에 수용되는 편심 롤러(13a, 13c)의 높이보다도 작게 형성된다.
이와 같은 구성상에서 작용하면, 베어링(9, 11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서 압축 반력 등에 의해 회전축(4)의 회전에 따른 편심 롤러(13b)의 진동 회전이 다른 편심 롤러(13a, 13c)의 진동 회전 보다도 커지려고 한다. 그러나, 실린더(8B)와 편심 롤러(13b)의 높이(H2)가 다른 압축기구부의 높이(H1, H3) 보다도 작게 설정되어 있으므로, 가스 하중 및 원심력이 감소되어 회전축의 진동 회전이 작아지고, 주베어링(9)과 부베어링(11)에 걸리는 하중이 감소되어 손상 등의 발생이 없고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 6A 및 도 6B는 제 2 압축기구부(2B)에 사용되는 편심 롤러(13b)의 평면도와 단면도이다. 또한, 외부 직경에 어떤 변화도 없지만, 내부 직경부에 후술하는 가공이 가해져 있다.
도 6A에 도시한 편심 롤러(13b1)는 내부 직경의 상하 양단부가 편심부(4b)에 끼워 맞추어지는 구멍부(j)이고, 이들 구멍부 상호간의 중앙부에서 구멍부 보다도 직경이 큰 계단부(k)가 설치된다. 따라서, 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에 구비되는, 단순하게 모두가 구멍부인 편심 롤러(13a, 13c)와 비교하여 경량화된다.
도 6B에 도시한 편심 롤러(13b2)는 중앙부에서 편심부(4b)에 끼워 맞추어지는 구멍부(j)를 이루고, 상기 상하 양단에 구멍부 보다도 직경이 큰 계단부(k)가 설치된다. 따라서, 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에 구비된, 단순하게 모두가 구멍부인 편심롤러(13a, 13c)와 비교하여 경량화된다.
이와 같은 구성상에서 작용하면, 베어링(9, 11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서 압축 반력 등에 의해 회전축(4)의 회전에 따른 편심 롤러(13b)의 진동회전이 다른 편심 롤러(13a, 13c)의 진동회전 보다도 커지려고 한다. 그러나, 편심 롤러(13b)의 중량이 편심 롤러(13a, 13c)의 중량보다도 작게 설정되어 있으므로, 원심력이 감소되어 회전축(4)의 진동회전이 작아지고, 주베어링(9)과 부베어링(11)에 관한 하중이 경감되어 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 특별히 도시하고 있지 않지만, 각 압축기구부(2A~2C)에 사용되는 편심 롤러(13a~13c)의 형상 크기를 모두 통일하고 제 2 압축기구부(2B)의 편심 롤러(13b)는 소재의 비중이 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에 구비되는 편심 롤러(13a, 13c)의 소재의 비중 보다도 작은 것을 선택해도 좋다.
그 결과, 제 2 압축기구부(2B)의 편심 롤러(13b)의 질량이 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에 구비되는 편심 롤러(13a, 13c)의 질량보다도 작아지고, 앞서 설명한 것과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 7A는 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)의 횡단 평면도, 도 7B는 제 2 압축기구부(2B)의 횡단 평면도, 도 8은 제 1~제 3 압축기구부(2A~2C)의 종단면도이다.
여기에서는 제 2 압축기구부(2B)에서의 회전축(4)에 설치되는 편심부(4b)의 편심량(E2)을, 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에서의 회전축(4)에 설치되는 편심부(4a, 4c)의 편심량(E1, E3) 보다도 크게(E2＞E1, E3) 설정한다.
한편, 각 실린더(8A~8C)의 내부직경부(제 1~제 3 실린더실(14a~14c))의 직경은 모두 동일하므로, 제 2 압축기구부(2B)에서의 편심 롤러(13b)의 외부 직경이 제 1, 제 3 압축기구부(2A, 2C)에서의 편심 롤러(13a, 13c)의 외부 직경 보다도 작아진다. 그 결과, 편심 롤러(13b)의 질량이 편심 롤러(13a, 13c)의 질량 보다도 작아진다.
이와 같은 구성 상에서 작용하면 베어링(9, 11)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(2B)에서는 압축 반력 등에 의해 회전축(4)의 회전에 따른 편심 롤러(13b)의 진동회전이 다른 편심 롤러(13a, 13c)의 진동회전 보다도 커지려고 한다. 그러나, 편심 롤러(13b)에 작용하는 가스 하중이 작아지므로, 회전축의 진동회전이 작아지고, 주베어링(9)과 부베어링(11)에 걸리는 하중이 감소하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 편심부(4b)의 편심량(E2)을 편심부(4a, 4c)의 편심량(E1, E3) 보다도 크게 함으로써, 편심부(4b)와 편심 롤러(13b)에 의한 원심력은 커지므로, 본 구성은 원심력에 대해 가스 하중의 영향쪽이 큰, 다시 말하면 가스 하중이 큰 냉매, 예를 들어 R410A을 사용하는 경우에 최적이다.
또한, 상술한 실시형태에서는 제 1~제 3 압축기구부(2A~2C)를 구비했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 더욱 많은 수의 압축기구부를 구비한 다기통형 회전식 압축기에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
도 9는 제 2 실시형태에서의, 예를 들어 냉동 장치의 냉동 사이클을 구성하는 다기통형 회전식 압축기(T0)의 내부 구조를 도시한 종단면도이다.
도 9 중 "101"은 밀폐 케이스로, 상기 밀폐 케이스(101) 내의 하부에는 후술하는 복수의 압축기구부, 여기에서는 제 1 압축기구부(102A)와, 제 2 압축기구부(102B), 및 제 3 압축기구부(102C)로 구성되는 압축 기구 조립부(102)가 설치되고, 상기 압축 기구 조립부의 상부에는 전동기부(103)가 설치된다. 이들 전동기부(103)와, 압축 기구 조립부(102)를 구성하는 제 1~제 3 압축기구부(102A~102C)는 서로 회전축(104)를 통해 연결된다.
전동기부(103)는 밀폐 케이스(101)의 내면에 고정되는 스테이터(105)와, 상기 스테이터(105)의 내측에 소정의 간극을 두고 배치되고, 또한 회전축(104)이 삽입되는 로터(106)로 구성된다. 전동기부(103)는 전기 공급부(103a)를 통해 운전 주파수를 가변하는 인버터에 접속됨과 동시에, 인버터로부터 전동기부(103)를 제어하는 제어부(모두 도시하지 않음)와 전기적으로 접속된다.
제 1 압축기구부(102A)와 제 2 압축기구부(102B) 사이에는 중간 간막이판(107A)이 개재된다. 제 2 압축기구부(102B)와 제 3 압축기구부(102C) 사이에는 중간 간막이판(107B)이 개재된다. 각각의 압축기구부(102A~102C)는, 제 1 실린더(108A), 제 2 실린더(108B), 제 3 실린더(108C)를 구비하고 있다.
제 1 실린더(108A)의 상면부에는 주베어링(109)이 중첩되고, 밸브 커버(a)와 함께 부착 볼트(110)를 통해 실린더(108A)에 부착 고정된다. 제 3 실린더(108C)의 하면부에는 부베어링(111)이 중첩되고, 밸브 커버(b)와 중간 간막이판(107A, 107B) 및 제 2 실린더(108B)와 함께 부착 볼트(112)를 통해 제 1 실린더(108A)에 부착 고정된다.
한편, 회전축(104)은 중도부와 하단부가 주베어링(109)과 부베어링(111)에 회전 자유롭게 지지된다. 회전축(104)은 제 1~제 3 실린더(108A~108C) 내부를 관통함과 동시에, 후술하는 위상차로 형성되는 3개의 편심부인, 제 1 편심부(104a)와, 제 2 편심부(104b) 및 제 3 편심부(104c)를 일체로 구비하고 있다.
도면에서 최상부에 설치되는 제 1 편심부(104a)의 편심방향에 대해, 중앙부와 최하부에 설치되는 제 2, 제 3 편심부(104b, 104c)는 서로 동일하고, 또한 편심부(104a)와는 180° 다른 편심방향으로 설정되어 있다. 즉, 회전축(104)에 3개의 편심부(104a~104c)를 구비했을 때, 2개의 편심부(104b, 104c)의 편심방향을 동일하게 하고 있다.
회전축(104)의 각 편심부(104a~104c)는 각 실린더(108A~108C)의 내부 직경부 내에 위치하도록 조립되고, 각각의 둘레면에 편심 롤러(113a, 113b, 113c)가 끼워 맞추어진다. 따라서, 편심 롤러(113a)의 편심방향에 대해 편심 롤러(113b, 113c) 의 편심방향은 서로 동일하게 맞추어지고, 또한 편심 롤러(113a)와는 180° 다른 편심방향으로 설정된다.
제 1 실린더(108A)는 주베어링(109)과 중간 간막이판(107A)으로 상하면이 구획되고, 내부 직경부에 제 1 실린더실(114a)이 형성된다. 제 2 실린더(108B)는 중간 간막이판(107A)과 중간 간막이판(107B)으로 상하면이 구획되고, 내부 직경부에 제 2 실린더실(114b)이 형성된다. 제 3 실린더실(108C)은 중간 간막이판(107B)과 부베어링(111)으로 상하면이 구획되고, 내부 직경부에 제 3 실린더실(114c)이 형성된다.
이들 실린더실(114a~114c)은 서로 동일한 직경 및, 동일한 축 방향 길이인 높이 크기로 형성되어 있고, 각각에 동일축 방향 길이인 높이 크기의 편심 롤러(113a~113c)가 편심 회전 자유롭게 수용된다. 상술한 바와 같이 제 2, 제 3 편심부(104b, 104c)는 서로 편심방향이 동일하게 맞추어지고, 또한 제 1 편심부(104a)와는 180°의 위상차가 있고 회전축(104)의 회전에 따른 편심 롤러(113a~113c)의 실린더실(114a~114c)에서의 위치도, 항상 동일한 관계가 유지된다.
또한, 각 압축기구부(102A~102C)에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중, 적어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(102B)가, 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하는 제 1 압축기구부(102A)와 제 3 압축기구부(102C) 보다도 크게 설정되어 있다.
여기에서는 제 1 압축기구부(102A)~제 3 압축기구부(102C)는 모두 동일한 구성을 이루고 있으므로 제 1 압축기구부(102A)에 대해서만 설명하고 제 2, 제 3 압축기구부(102B, 102C)에 대해서는 설명을 생략한다.
제 1 실린더(108A)에는 제 1 실린더실(114a)과 연통하는 블레이드실(115)이 설치되어 있다. 블레이드실(115)에는 블레이드(116)가 실린더실(114a)에 대해 돌몰 자유롭게 수용됨과 동시에, 스프링 부재(117)가 수용된다. 스프링 부재(117)는 블레이드(116)의 배면측에 설치되고, 블레이드(116)에 탄성력(배압)을 부여하여 선단 가장자리를 편심 롤러(113a)에 접촉시키는 압축 스프링이다.
블레이드(116)의 선단 가장자리는 평면에서 보다 반원형상으로 형성되어 있고, 편심 롤러(113a) 둘레벽에 편심 롤러의 회전 각도에 관계없이 선 접촉할 수 있다. 편심 롤러(113a)가 실린더실(114a)의 내주벽을 따라 편심 회전했을 때, 블레이드(116)는 블레이드실(115)을 왕복 운동하도록 이루어져 있다.
제 1 실린더실(108A)에는 도시하지 않은 토출홈이 설치되고, 상기 토출홈과 대향하는 주베어링(109) 부위에는 토출 밸브 기구가 수용된다. 또한, 제 1 실린더(108A)에는 외주면으로부터 실린더실(114a)을 향하는 흡입 구멍이 설치되고, 상기 흡입 구멍에는 밀폐 케이스(101)를 관통하는 흡입관(118a)이 접속된다.
제 2, 제 3 압축기구부(102B, 102C)를 구성하는 실린더(108B, 108C)에도 토출 밸브 기구가 설치되어 있고, 또한 외주면으로부터 실린더실(114a)을 향하는 흡입 구멍(이상, 도시하지 않음)이 설치되고, 각각의 흡입 구멍에는 밀폐 케이스(101)를 관통하는 흡입관(118b, 118c)이 접속된다.
한편, 밀폐 케이스(101)의 상단부에는 토출관(120)이 접속된다. 또한 토출관(120)에는 압축기(T0)와 함께 냉동 사이클을 구성하는 응축기와, 팽창기구 및 증발기(이상, 도시하지 않음)을 통해, 어큐뮬레이터(121)가 접속된다.
상기 어큐뮬레이터(121) 저부로부터 흡입관(118a)과 흡입관(118c)이 연장되어 있다. 이들 흡입관(118a, 118c)은 밀폐 케이스(101)를 관통하고, 제 1 실린더(108A)와 제 3 실린더(108C)의 실린더실(114a, 114c)에 직접 연통하는 것은 상술한 바와 같다. 흡입관(118b)은 흡입관(118c)의 중도부로부터 분기하고 있고, 밀폐 케이스(101)를 관통하여 제 2 실린더(108B)의 실린더실(114b)에 직접 관통하는 것도 상술한 바와 같다. 이들 흡입관(118a~118c)에서, 어큐뮬레이터(121)와 다기통형 회전식 압축기(T0)를 연통하는 흡입 통로(118)가 구성된다.
다음에 다기통형 회전식 압축기(T0)의 작용에 대해서 설명한다. 도시하지 않은 리모컨(원격 조작반) 등으로부터 제어부에 운전 개시 신호가 입력되면, 제어부는 인버터를 통해 전동기부(103)에 운전 신호를 전송한다. 회전축(104)이 회전 구동되고, 편심부(104a~104c)와 함께 편심 롤러(113a~113c)는 각 실린더실(114a~114c) 내에서 편심 회전을 실시한다.
냉매 가스는 어큐뮬레이터(121)로부터 흡입관(118a~118c)을 통해 각각의 실린더실(114a~114c)에 흡입되어 가득찬다. 제 1~제 3 압축기구부(102A~102C)에서 블레이드(116)가 스프링 부재(117)에 의해 항상 탄성적으로 억압 부세되는 것으로부터, 블레이드(116)의 선단 가장자리가 편심 롤러(113a~113c) 둘레벽에 슬라이딩 접촉하여, 제 1~제 3 실린더실(114a~114c) 내를 흡입실과 압축실로 2분한다.
편심 롤러(113a~113c)의 실린더실(114a~114c) 내주면 전접 위치와 블레이실(115)이 일치하고, 블레이드(116)가 가장 후퇴한 상태에서, 실린더실(114a~114c)의 공간 용량이 최대가 된다.
편심롤러(113a~113c)의 편심 회전에 따라, 편심 롤러의 각 실린더실(114a~114c) 내주면에 대한 전접 위치가 이동하고, 실린더실의 구획된 압축실 용적이 감소된다. 그 때문에, 앞서 실린더실(114a~114c)에 인도된 가스가 서서히 압축된다. 회전축(104)이 계속하여 회전되고, 각 실린더실(114a~114c)에서의 압축실 용량이 더욱 감소되어 가스가 압축된다. 가스압이 소정압까지 상승한 시점에서 토 출 밸브 기구가 개방된다.
제 1 편심부(104a)와 제 2, 제 3 편심부(104b, 104c)와의 위상차의 설정 조건으로부터, 제 1 실린더실(114a)과, 제 2, 제 3 실린더실(114b, 114c)에서의 토출 밸브 기구의 개방 행정에 180°의 오차가 있다. 고압 가스는 밀폐 케이스(101) 내에 토출되고 가득 채워져 밀폐 케이스 상부의 토출관(120)으로부터 토출된다.
고압 가스는 압축기(T0)로부터 응축기, 팽창 기구 및 증발기의 차례로 인도되고, 상기 증발기에서 증발하여 냉동 작용을 이루고 나서 어큐뮬레이터(121)로 인도되어 기액 분리된다. 어큐뮬레이터(121)로부터 기액 분리된 저압의 증발 냉매가 도출되고, 흡입 통로(118)를 구성하는 각 흡입관(118a~118c)을 통해 각 실린더실(114a~114c)에 인도되고 다시 상술한 통로를 순환한다.
이와 같이 하여 본 발명의 다기통형 회전식 압축기(T0)는 밀폐 케이스(101) 내에 전동기부(103)와, 상기 전동기부(103)와 회전축(104)을 통해 연결되는 제 1 압축기구부(102A)~제 3 압축기구부(102C)를 수용하여 이루어진다.
각각의 압축기구부(102A~102C)는 편심롤러(113a~113c)가 편심 회전 자유롭게 수용되는 제 1~제 3 실린더실(114a~114c)을 구비한 제 1 실린더(108A)~제 3 실린더(108C)와, 선단 가장자리가 편심 롤러의 둘레면에 접촉하고, 편심 롤러의 회전 방향을 따라 실린더실을 2분하는 블레이드(116)를 구비하고 있다.
그리고, 제 1 실린더(108A)의 실린더실(114a)에 수용되는 제 1 편심부(104a) 및 편심 롤러(113a)에 대해 제 2, 제 3 실린더실(108B, 108C)의 실린더실(114b, 114c)에 수용되는 2개의 편심부인 제 2, 제 3 편심부(104b, 104c) 및 편심 롤러 (113b, 113c)는 서로 동일한 축방향으로 맞추어짐과 동시에, 편심부(104a) 및 편심 롤러(113a)와는 서로 180°의 위상차로 설정되어 있다.
또한, 어큐뮬레이터(121)로부터 제 2 실린더(108B)의 실린더실(114b)에 접속되는 흡입관(118b)은 제 3 실린더(108C)의 실린더실(114c)에 연통하는 흡입관(118c)으로부터 분기하고 있고, 흡입통로(118)를 구성하는 흡입관(118b, 118c)은 서로 일부가 공유하여 형성된다.
즉, 서로 편심방향이 동일한 한쌍의 편심부(104b, 104c)를 수용하는 실린더실(114b, 114c)에서는 서로 완전히 동일한 타이밍에서 압축 행정이 실시되므로, 흡입 통로(118)를 구성하는 흡입관(118b, 118c)을 서로 공유할 수 있고, 냉동 능력의 저하를 저지할 수 있다. 또한, 어큐뮬레이터(121)에는 2개의 흡입관(118a, 118c)을 접속하면 좋으므로, 어큐뮬레이터의 소형화와 간략화를 실현할 수 있다.
도 10은 제 3 실시형태를 도시한 다기통형 회전식 압축기(T1)의 일부를 생략한 단면도이다. 앞서 설명한 제 2 실시형태와 동일 구성 부품에 대해서는 동일한 번호를 붙여 새로운 설명을 생략하고, 상위한 부위에 대해서만 설명한다. (이하, 동일)
여기에서도 제 1 실린더(108A)의 실린더실(114a)에 수용되는 제 1 편심부(104a) 및 편심 롤러(113a)에 대해 제 2, 제 3 실린더실(108B, 108C)의 실린더실(114b, 114c)에 수용되는 2개의 편심부인 제 2, 제 3 편심부(104b, 104c) 및 편심 롤러(113b, 113c)는 서로 동일한 편심방향으로 맞추어짐과 동시에, 편심부(104a) 및 편심 롤러(113a)와는 서로 180°의 위상차로 설정된다.
또한, 각 압축기구부(102A~102C)에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중, 적어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(102B)가 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하는 제 1 압축기구부(102A)와 제 3 압축기구부(102C) 보다도 크게 설정되어 있다.
어큐뮬레이터(121) 저부에는 흡입관(118a)과 흡입관(118c)의 2개만이 접속되고, 각각 밀폐 케이스(101)를 관통하여 제 1, 제 3 실린더(108A, 108C)의 실린더실(114a, 114c)에 접속된다.
또한, 하부측의 중간 간막이판(107B)을 통해 제 2 실린더(108B)와 제 3 실린더(108C) 사이에 걸쳐지고, 예를 들어 파이프로 이루어진 안내 통로(118d)가 설치되고, 제 2 실린더실(114b)과 제 3 실린더실(114c) 사이에 냉매 가스를 안내할 수 있도록 이루어져 있다. 따라서, 여기에서는 흡입관(118a, 118c) 및 안내 통로(118d)로 흡입 통로(118A)가 구성된다.
다시 말하면, 편심방향이 동일한 제 2, 제 3 편심부(104b, 104c)를 수용하는 제 2, 제 3 실린더실(114b, 114c)과, 어큐뮬레이터(121)를 연통하는 흡입 통로(118A)로서의 흡입관(118c)과 안내 통로(118d)는 서로 일부가 공유하여 형성된다.
이와 같이 하여, 2개의 편심부(104b, 104c)가 각각 편심방향이 동일하게 맞추어진 다기통형 회전식 압축기(T1)이다. 회전축(104)을 회전 구동하면, 회전축(104)의 회전에 따라, 실린더실(114b)과 실린더실(114c)에서는 서로 완전히 동일한 타이밍에서 압축 행정을 실시하므로, 흡입 통로(118A)의 일부를 공유하여 형성할 수 있고, 냉동 능력의 저하를 저지한다.
어큐뮬레이터(121)에는 2개의 흡입관(118a, 118c)을 접속하면 좋으므로, 어큐뮬레이터의 소형화와 간략화를 실현할 수 있다. 밀폐 케이스(101)에서는 흡입관(118a, 118c)이 관통하는 부착용 구멍을 2개 설치하면 좋고 또한 서로 부착용 구멍의 간격을 넓힐 수 있으므로, 밀폐 케이스의 내압성을 향상시킬 수 있다.
도 11은 제 4 실시형태를 도시한 다기통형 회전식 압축기(T2)의 일부를 생략한 단면도이다.
제 1 실린더(108A)의 실린더실(114a)에 수용되는 제 1 편심부(104a) 및 편심 롤러(113a)에 대해 제 2, 제 3 실린더실(108B, 108C)의 실린더실(114b, 114c)에 수용되는 2개의 편심부(104b, 104c) 및 편심 롤러(113b, 113c)는 서로 동일한 편심방향으로 맞추어짐과 동시에, 편심부(104a) 및 편심롤러(113a)와는 서로 180°의 위상차로 설정되는 것에는 변함이 없다.
그리고, 어큐뮬레이터(121) 저부에는 흡입관(118a)과 흡입관(118c)의 2개만이 접속되고, 각각 밀폐 케이스(101)를 관통한다. 흡입관(118a)은 제 1 실린더(108A)의 실린더실(114a)에 접속되지만, 흡입관(118c)은 중간 간막이판(107B)에 설치되는 흡입 구멍부(118e)에 접속된다.
상기 흡입 구멍부(118e)는 중간 간막이판(107B)의 내부 직경부에는 도달하지 않는 위치에서 상하 방향으로 분기된다. 실린더(108B)와 실린더(108C)에는 흡입 구멍부(118e)에 연통함과 동시에, 각각의 실린더실(114b)과 실린더실(114c)에 개구하는 흡입 안내로(118f)가 설치되어 있다.
따라서, 흡입관(118c)에 인도된 냉매 가스를 중간 간막이판(107B)의 흡입 구 멍부(118e)로부터 흡입 안내로(118f)를 통해 제 2 실린더실(114b)과 제 3 실린더실(114c) 사이에 냉매 가스를 안내할 수 있도록 이루어져 있다. 여기에서는 흡입관(118a, 118c) 및 흡입 구멍부(118e)와 흡입 안내로(118f)로 흡입 통로(118B)가 구성된다.
다시 말하면, 편심방향이 동일한 제 2, 제 3 편심부(104b, 104c)를 수용하는 제 2, 제 3 실린더실(114b, 114c)과 어큐뮬레이터(121)를 연통하는 흡입 통로(118B)로서의 흡입관(118c), 흡입구멍부(118e), 흡입 안내로(118f)는 서로 일부가 공유하여 형성된다.
또한, 각 압축기구부(102A~102C)에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중, 적어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(102B)가 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하는 제 1 압축기구부(102A)와 제 3 압축기구부(102C) 보다도 크게 설정되어 있다.
이와 같이 하여, 2개의 편심부(104b, 104c)가 각각 편심방향이 동일하게 맞추어진 다기통형 회전식 압축기(T2)이다. 회전식(104)을 회전 구동하면, 회전축(104)의 회전에 따라, 실린더실(114b)과 실린더실(114c)에서는 서로 완전히 동일한 타이밍에서 압축 행정을 실시하므로, 흡입 통로(118B)의 일부를 공유하여 형성할 수 있고 냉동 능력의 저하를 저지한다.
어큐뮬레이터(121)에는 2개의 흡입관(118a, 118c)을 접속하면 좋으므로, 어큐뮬레이터의 소형화와 간략화를 실현할 수 있다. 밀폐 케이스(101)에서는 흡입관(118a, 118c)이 관통하는 부착용 구멍을 2개 설치하면 좋고 또한 서로 부착용 구멍 의 간격을 넓힐 수 있으므로, 밀폐 케이스(101)의 내압성을 향상시킬 수 있다.
도 12는 제 5 실시형태를 도시한 다기통형 회전식 압축기의 일부를 생략한 단면도이다. 여기에서는 지금까지 설명해 온 3개의 편심부(104a~104c)가 설치되는 회전축(104)을 구비한 다기통형 회전식 압축기와는 상위하고, 4개의 편심부(104a~104d)가 설치되는 회전축(104)을 구비한 다기통형 회전식 압축기(T3)를 도시하고 있다.
단, 실린더(기통) 수가 상위해도 기본적인 구성은 전혀 변함이 없다. 상위점만 설명하면, 회전축(104)에는 제 1 압축기구부(102A)~제 4 압축기구부(102D)가 축방향을 따라 연결된다. 지금까지의 것과 동일하게, 최상부에 제 1 압축기구부(102A)가 있고, 이하 하부측에 걸쳐 제 2, 제 3 압축기구부(102B, 102C)가 있고, 최하부에 제 4 압축기구부(102D)가 있어 압축 조립부(102)가 구성된다.
또한, 각 압축기구부(102A~102D)에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중, 적어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(102B)가 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하는 제 1 압축기구부(102A)와 제 4 압축기구부(102D) 보다도 크게 설정되어 있다.
제 1, 제 2 실린더실(108A, 108B)의 실린더실(114a, 114b)에 수용되는 2개의 편심부인 제 1, 제 2의 편심부(104a, 104b) 및 편심롤러(113a, 113b)는 서로 동일한 편심방향으로 맞추어진다. 또한, 제 3, 제 4 실린더실(108C, 108D)의 실린더실(114c, 114d)에 수용되는 2개의 편심부인 제 3, 제 4 편심부(104c, 104d) 및 편심 롤러(113c, 113d)는 서로 동일한 편심방향으로 맞추어진다. 제 1, 제 2 편심부 (104a, 104b) 및 편심 롤러(113a, 113b)와, 제 3, 제 4 편심부(104c, 104d) 및 편심 롤러(113c, 113d)와는 서로 180°의 위상차로 설정된다.
어큐뮬레이터(121) 저부에는 흡입관(118a)과 흡입관(118C)의 2개만이 접속되고, 각각 밀폐 케이스(101)를 관통한다. 흡입관(118a)은 중간 간막이판(107A)에 설치되는 흡입 구멍부(118g)에 접속된다. 상기 흡입 구멍부(118g)는 중간 간막이판(107A)의 내부 직경부에 도달하지 않는 위치에서 상하 방향으로 분기된다. 실린더(108A)와 실린더(108B)에는 흡입 구멍부(118g)에 연통됨과 동시에, 각각의 실린더실(114a)과 실린더실(114b)에 개구하는 흡입 안내로(118h)가 설치되어 있다.
한편, 흡입관(118c)은 중간 간막이판(107C)에 설치되는 흡입 구멍부(118i)에 접속된다. 상기 흡입 구멍부(118i)는 중간 간막이판(107C)의 내부 직경부에 도달하지 않는 위치에서 상하 방향으로 분기된다. 실린더(108C)와 실린더(108D)에는 흡입 구멍부(118i)에 연통함과 동시에, 각각의 실린더실(114c)과 실린더실(114d)에 개구하는 흡입 안내로(118j)가 설치되어 있다.
다시 말하면, 편심방향이 동일한 2개의 편심부(104a, 104b)를 수용하는 제 1, 제 2 실린더실(114a, 114b)과 어큐뮬레이터(121)를 연통하는 흡입관(118a), 흡입구멍부(118g), 흡인 안내로(118h)는 흡입 통로(118C)로서 서로 일부가 공유하여 형성된다. 또한, 편심방향이 동일한 2개의 편심부(104c, 104d)를 수용하는 제 3, 제 4 실린더실(114c, 114d)과 어큐뮬레이터(121)를 연통하는 흡입관(118c), 흡입구멍부(118i), 흡입 안내로(118j)는 흡입 통로(118C)로서 서로 일부가 공유되어 형성된다.
이와 같이 하여, 상기 편심부(104a, 104b)와 편심부(104c, 104d)가 각각 편심방향이 동일하게 맞추어진 다기통형 회전식 압축기(T3)이고, 회전축(104)을 회전 구동하면, 회전축의 회전에 수반하여, 실린더실(114a, 114b), 및 실린더실(114c, 114d)에서는 각각 동일한 타이밍에서 압축 행정을 실시하므로, 흡입 통로(118B)의 일부를 공유하여 형성할 수 있고 냉동 능력의 저하를 저지할 수 있다.
어큐뮬레이터(121)에는 2개의 흡입관(118a, 118c)을 접속하면 좋으므로, 어큐뮬레이터의 소형화와 간략화를 실현할 수 있다. 밀폐 케이스(101)에서는 흡입관(118a, 118c)이 관통하는 부착용 구멍을 2개 설치하면 좋고, 또한 서로 부착용 구멍의 간격을 넓힐 수 있으므로, 밀폐 케이스(101)의 내압성을 향상시킬 수 있다.
당연하지만, 이러한 종류의 다기통형 회전식 압축기(T3)에서 4개의 편심부(104a~104d) 중, 2개의 편심부만을 편심방향을 동일하게 하는 구성이어도, 전혀 문제가 없다.
도 13A는 제 6 실시형태를 도시한 다기통형 회전식 압축기에 사용되는 편심 롤러의 단면도, 도 13B는 회전축의 정면도이고, 도 14는 편심 롤러와 회전축을 구비한 압축 조립부의 단면도이다.
여기에서는 다시 3개의 편심부(104a~104c)가 설치되는 회전축(104)을 구비한 다기통형 회전식 압축기에 적용하여 설명한다. 기본적인 구성에 대해서는 앞서 도 9에 설명한 것과 완전히 동일하므로, 새로운 설명은 생략한다. 단, 각 압축기구부의 크기 설정은 후술한 바와 같이 된다.
또한, 각 압축기구부(102A~102C)에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중, 적 어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하지 않는 제 2 압축기구부(102B)가 주베어링(109) 또는 부베어링(111)에 접하는 제 1 압축기구부(102A)와 제 3 압축기구부(102C) 보다도 크게 설정되어 있다.
도 13A에 도시한 바와 같이, 편심롤러(113a, 113b, 113c)의 내부 직경과 외부 직경은 모두 동일한 크기로 형성됨과 동시에, 축방향 길이인 높이(E)도 모두 동일하게 형성된다. 또한, 도 13B에 도시한 바와 같이, 회전축(104)에 일체로 설치되는 모든 편심부(104a~104c)는 그 축방향 길이가 모두 동일하게 통일된다. 따라서, 1 종류의 편심 롤러를 제작하면, 어떤 편심부(104a~104c)에 끼워 맞추어도 전혀 문제가 없다.
또한, 회전축(104)에서 각 편심부(104a~104c) 상호간의 간격 크기가 부위에 따라 상위한 것이 특징 중 하나로 되어 있다. 즉, 제 1 압축기구부(102A)에 대응하는 편심부(104a)와, 제 2 압축기구부(102B)에 대응하는 편심부(104b)와의 간격을 A1으로 하고, 제 2 압축기구부(102B)에 대응하는 편심부(104b)와, 제 3 압축기구부(102C)에 대응하는 편심부(104c)의 간격을 A2로 하면, A2는 A1 보다도 크게(A2＞A1) 설정된다.
간격(A1, A2)과 편심 롤러(113a~113c)의 높이(E) 관계에서는 간격(A2)은 편심 롤러 높이(E) 보다도 크지만(A2＞E), 간격(A1)은 편심롤러 높이(E) 보다도 작게(E＞A1) 설정된다. 이상을 정리하면,
간격(A2)＞편심 롤러 높이(E)＞간격(A1)
의 설정조건이 도출된다.
즉, 압축기구부(102A~102C)의 수가 3세트:N이고, 편심부 상호간 부분이 2개소:(N-1)인 경우에, 1개소:(N-2)의 편심부(104b-104c) 상호간의 간격:A2가 편심롤러(113a~113c)의 높이:E 보다도 크게 형성된다.
이와 같은 크기 설정을 함으로써, 각 편심부(104a~104c)에 편심롤러(113a~113c)를 끼워 맞추는 조립 작업을 원활하게 실시할 수 있다. 즉, 제 1 편심부(104a)에 편심롤러(113a)를 끼워 맞추는 데에는 도 13B에 도시한 회전축(104)의 우측 단부로부터 편심롤러(113a)를 삽입하여 변위시키고, 제 1 편심부(104a)에 대향한 시점에서 편심방향에 맞추어 위치를 어긋나게 하여 끼워 맞추면 좋다.
또한, 편심 롤러(113a~113c)가 완전히 동일한 크기 형상으로 형성되고, 어떤 편심부에도 끼워 맞춤이 가능한 점에서, 일단은 제 1 편심부(104a)에 끼워 맞춘 편심 롤러(113a)를 그대로 이동하여, 제 2 편심부(104b)에 끼워 맞추려고 해도 불가능하다.
즉, 제 1 편심부(104a)와 제 2 편심부(104b)의 상호 간격(A1)이 편심 롤러(113a)의 높이(E) 보다도 작게 설정되어 있으므로, 편심 롤러(113a)를 제 1 편심부(104a)와 제 2 편심부(104b)의 사이(A1 크기 범위)에 개재시킬 수 없고, 제 2 편심부(104b)에 끼워 맞출 수 없다.
그래서, 제 2 편심부(104b)에 편심 롤러(113b)를 끼워 맞추는 데에는 회전축(104)의 좌측 단부로부터 편심 롤러를 삽입하여 변위시키고, 제 3 편심부(104c)에 대향한 시점에서, 편심방향에 맞추어 위치를 어긋나게 한다. 상기 편심 롤러(113b)를 제 3 편심부(104c)에 끼워 맞추고, 또한 억압하여 상기 편심부를 타고 넘 는다. 일단 편심 롤러(113b)를 제 3 편심부(104c)와 제 2 편심부(104b) 사이에 위치시키고, 또한 제 2 편심부(104b)의 편심방향에 맞추어 위치를 어긋나게 하고 나서, 상기 편심부(104b)에 편심 롤러(113b)를 끼워 맞춘다.
이 상태에서 제 2 편심부(104b)와 제 3 편심부(104c) 상호간의 간격(A2)을, 편심 롤러(113b)의 높이(E) 보다도 크게 설정하고 있으므로, 편심부(104b-104c) 상호간에 일단 편심롤러(113b)를 위치시키고, 그 후 제 2 편심부(104b)에 맞추어 위치를 어긋나게 하는 데에 어떤 문제도 없다. 제 2 편심부(104b)에 편심 롤러(113b)를 끼워 맞출 수 있으면 회전축(104)의 좌측단부로부터 다른 편심 롤러(113c)를 삽입하여 제 3 편심부(104c)에 끼워 맞춘다.
이와 같이, 간격(A2)＞편심 롤러 높이(E)＞간격(A1)의 설정조건을 얻음으로써, 편심 롤러(113b)를 분할화하지 않고 중앙부의 편심부(104b)에 대해 끼워 맞춤 조립이 가능하고, 따라서 신뢰성이 높고 압축 효율이 높은 다기통형 회전식 압축기를 제공할 수 있다.
도 14는 상술한 도 13A 및 도 13B의 설정조건에 추가하여, 중간 간막이판(107A, 107B)의 두께의 관계를 설명하는 도면이다. 즉, 제 1 실린더(108A)와 제 2 실린더(108B)와의 사이에 개재되는 중간 간막이판(107A)의 두께(H1)는 제 1 편심부(104a)와 제 2 편심부(104b) 상호의 간격(A1) 보다도 작게(H1＜A1) 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 편심부(104a)와 제 2 편심부(104b) 상호의 간격(A1)은 편심 롤러(113a~113c)의 높이(E) 보다도 작게(A1＜E) 설정되어 있으므로,
중간 간막이판 두께(H1)＜간격(A1)＜편심 롤러 높이(E)
의 설정조건이 도출된다.
또한, 제 2 실린더(108B)와 제 3 실린더(108C) 사이에 개재되는 중간 간막이판(107B)의 두께(H2)는 제 2 편심부(104b)와 제 3 편심부(104c)의 상호 간격(A2) 보다도 작게(H2＜A2) 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 제 2 편심부(104b)와 제 3 편심부(104c) 상호 간격(A2)은 편심 롤러(113a~113c)의 높이(E) 보다도 크게(E ＜A2)되어 있기 때문에,
중간 간막이판 두께(H2)＜편심 롤러 높이(E)＜간격(A2)의 설정조건이 도출된다.
즉, 압축기구부(102A~102C)가 3세트:N이고, 편심부 상호간 부분이 2개소:(N-1)인 경우에, 1개소:(N-2)의 편심부(104b-104c) 상호간의 간격:A2가 편심롤러(113a~113c)의 높이:E보다도 크게 형성됨과 동시에, 이들 편심부(104b-104c) 상호간에 개재되는 중간 간막이판(107B)의 두께(H2)를, 편심롤러의 높이(E) 미만으로 설정한다.
그리고, 나머지 개소의 편심부(104a-104b) 상호의 간격(A1)을, 편심롤러(113a~113c)의 높이(E) 미만으로 형성함과 동시에, 이들 편심부 상호간에 개재되는 중간 간막이판(107A)의 두께(H1)를, 나머지 개소의 편심부(104a-104b) 상호의 간격(A1) 미만으로 설정한다.
이상의 조건에서, 중간 간막이판(107A, 107B)의 판 두께를 보다 얇게 할 수 있고 또한 편심부(104a-104b, 104b-104c) 상호간의 간격을 짧게 할 수 있다. 결국, 회전축(104)을 축 지지하는 주베어링(109)과 부베어링(111) 간의 거리의 단축 화를 실현할 수 있고, 진동 회전의 억제를 도모하여 신뢰성 및 압축 효율의 향상을 실현할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는 제 1~제 3 압축기구부(102A~102C)를 구비했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 앞서 도 12에서 설명한 바와 같은 제 1~제 4 압축기구부(102A~102D)를 구비한 다기통형 회전식 압축기(T3)에도 적용할 수 있고, 또한 더 많은 수의 압축기구부를 구비한 다기통형 회전식 압축기에도 적용할 수 있다.
구체적으로 도 12의 구성의 압축기(T3)에서는 앞서 설명한 설정 조건과 같이, 압축기구부(102A~102D)가 4세트:N이고, 편심부 상호간 부분(104a-104b, 104b-104c, 104c-104d)이 3개소:(N-1)인 경우, 2개소: (N-2)의 편심부 상호(104a-104b, 104c-104d)의 간격을 편심 롤러(113a~113d)의 높이(E) 보다도 크게 형성하고, 나머지 개소의 편심부 상호(104b-104c)의 간격을 편심 롤러(113a~113d)의 높이(E) 미만으로 형성하고 있다.
예를 들어, 제 1 편심부(104a)와 제 2 편심부(104b)의 사이 및, 제 3 편심부(104c)와 제 4 편심부(104d)의 상호 간격을 동일한 간격(A2)으로 하고, 제 2 편심부와 제 3 편심부의 상호 간격을 간격(A1)으로 하고, 편심롤러(113a~113d)의 높이(E)로 하면, 간극:A2＞편심 롤러 높이:E＞간격:A1이 된다.
이에 의해, 제 2 편심부(104b)에 끼워 맞추어지는 편심 롤러(113b)는 제 1 편심부(104a)를 통과시키면 좋고 제 3 편심부(104c)에 끼워 맞추어지는 편심 롤러(113c)는 제 4 편심부(104d)를 통과시키면 좋다. 따라서, 분할한 편심롤러를 사용 하지 않아도 편심부(104a~104d)에 대한 조립이 가능하고, 신뢰성이 높고 압축 효율이 높은 다기통형 회전식 압축기를 제공할 수 있다.
즉, 압축기구부(102A~102D)가 4세트:N의 압축기(T3)이고 편심부 상호간 부분이 3개소:(N-1)인 경우에, 2개소:(N-2)의 편심부(104a-104b, 104c-104d) 상호간의 간격: A2가 편심롤러(113a~113d)의 높이: E보다도 크게 형성됨과 동시에, 이들 편심부 상호간에 개재되는 중간 간막이판(107B)의 두께(H2)를, 편심 롤러의 높이: E미만으로 설정했다. 나머지 개소의 편심부(104b-104c) 상호간에 개재되는 중간 간막이판(107A)의 두께(H1)를, 나머지 개소의 편심부(104b-104c) 상호의 간격(A1) 미만으로 설정했다.
이상의 조건으로부터, 중간 간막이판(107A, 107B)의 판 두께를 보다 얇게 할 수 있음과 동시에, 편심부(104a-104b, 104b-104c, 104c-104d) 상호간의 간격을 짧게 할 수 있다. 결국, 회전축(104)을 축 지지하는 주베어링(109)과 부베어링(111) 간의 거리의 단축화를 실현할 수 있고 진동 회전의 억제를 도모하여 신뢰성 및 압축 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 많은 압축기구부를 구비한 다기통형 회전식 압축기에서도 상술한 설정조건을 적용함으로써, 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
도 15는 제 7 실시형태에서의 실린더의 평면도이다.
즉, 도 15A는 제 1 실린더(108A)의 평면도, 도 15B는 제 2 실린더(108B)의 평면도, 도 15C는 제 3 실린더(108C)의 평면도이다. 어떤 실린더(108A~108C)에서도 동일한 중심축으로부터 동일한 직경의 내부 직경부로 형성됨과 동시에, 동일한 위치에, 동일한 크기 형상으로 블레이드실(115)과, 토출홈(30) 및 흡입구멍(140)이 설치된다.
이와 같이, 각 실린더(108A~108C)를 모두 동일한 구성으로 함으로써, 공통화가 가능해지고 비용을 감소시킬 수 있다.
도 16은 제 8 실시형태를 도시한 실린더의 평면도이다.
여기에서는 블레이드실(115)과 흡입구멍(140)이 동일한 형상으로 설치되는 한편, 실린더(108)의 측면에 오목 함몰부(145)가 설치되어 토출 밸브 기구(146)가 수용된다.
예를 들어, 도 9에서 도시한 제 1~제 3 압축기구부(102A~102C)를 구비한 압축기(T0)에서는 중앙부의 제 2 압축기구부(102B)를 구성하는 제 2 실린더(108B)에 채용하고, 도 12에서 도시한 제 1~제 4 압축기구부(102A~102D)를 구비한 압축기(T3)에서는 내측의 제 2 압축기구부(102B)와 제 3 압축기구부(102C)를 구성하는 제 2 실린더(108B) 및 제 3 실린더(108C)에 채용한다.
즉, 각 실린더(108A~108C(108D))에서 압축되어 소정압으로 상승한 가스를 밀폐 케이스(101) 내에 토출하는 데에, 최상부와 최하부의 압축기구부(102A, 102C(102D))에서는 밸브 커버(a, b)를 통해 토출하기 쉽지만, 한가운데에 있는 압축기구부(102B(102C))에서는 토출하기 어려우므로, 각각의 실린더 둘레면에 토출 밸브 기구(146)를 설치하고 이곳으로부터 원활하게 토출할 수 있다. 부품수를 증가시키지 않고 토출구조를 구축할 수 있어 저렴한 압축기를 제공할 수 있다.
도 17은 제 9 실시형태에서의 회전축의 평면도이다.
회전축(104)에 일체로 설치되는 제 1~제 3 편심부(104a~104c)는 서로 120°등배(等配) 구조를 이루고 있다. 즉, 제 1 편심부(104a)를 기준으로 하여, 제 2 편심부(104b)가 120° 어긋난 위치에 편심하여 설치되고, 제 3 편심부(104c)는 120° 더 어긋난 위치에 편심하여 설치된다.
회전축(104)이 1 회전하는 정도, 3 회의 압축 행정이 이루어져 가스가 토출되고, 압축 행정에서의 토크 변동의 억제화를 도모할 수 있으며, 저진동이고 고신뢰성의 다기통형 회전식 압축기를 제공할 수 있다.
도 18은 제 10 실시형태에서의, 다기통형 회전식 압축기의 종단면도이다.
여기에서는 제 1~제 3 압축기구부(102A~102C)를 구비한 상태에서, 제 1 압축기구부(102A)와 제 3 압축기구부(102C)를 구성하는 편심부(104a, 104c)가 서로 동일한 방향으로, 또한 동일량만큼 편심하여 설치되고, 제 2 압축기구부(102B)를 구성하는 편심부(104b)는 반대 방향으로 편심하고 있는 것을 특징으로 한다.
어큐뮬레이터(121)로부터 2개의 흡입관(118b, 118c)이 돌출되어 있는 것은 변함이 없고, 한쪽의 흡입관(118b)은 밀폐 케이스(101)를 관통하여 직접 제 2 압축기구부(102B)의 실린더(108B)에 접속된다. 다른쪽의 흡입관(118c)은 어큐뮬레이터(121)로부터 돌출된 곳에서 분기 흡입관(118a)이 분기된다. 분기 흡입관(118a)은 제 1 압축기구부(102A)의 실린더(108A)에 접속되고, 흡입관(118c)은 제 3 압축기구부(102C)의 실린더(108C)에 접속된다.
따라서, 어큐뮬레이터(121)에 접속되는 한쪽의 흡입관(118c)과 분기 흡입관(118a)은 회전 각도를 동일한 것으로 한 실린더실(114a, 114c)로 저압의 증발 냉매 를 인도하게 되고, 그 결과 압축 능력의 저하를 저지하고, 어큐뮬레이터(121)의 소형화, 간소화를 실현할 수 있다.
또한, 이상 설명한 실시형태에서는 3실린더 타입 또는 4 실린더 타입에 대해 설명했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 또한 5실린더 타입 또는 그 이상의 수의 실린더를 구비한 다기통형 회전식 압축기 모두에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
본 발명은 회전축에 3세트 이상의 압축기구부를 연결한 다기통형 회전식 압축기이면서 회전축의 회전에 따른, 회전축의 진동회전의 저감화를 도모하고, 압축 효율의 향상화를 얻는 효과를 갖는다.
또한, 압축 능력을 유지한 상태에서 흡입 통로의 간략화를 도모하고, 따라서 어큐뮬레이터의 소형화로 이어지는 효과를 갖는다.
또한, 롤러의 분할을 필요로 하지 않고 편심부 상호 간격을 극히 단축화하여 조립성과 신뢰성 및 압축 효율의 향상화를 실현할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (7)

  1. 밀폐 케이스 내에, 베어링에 축 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 연결되는 전동기부 및 3세트 이상의 압축기구부를 수용하여 이루어지고,
    상기 압축기구부는 상기 회전축에 설치되는 편심부 및, 상기 편심부에 끼워 맞추어지는 롤러가 편심 회전 자유롭게 수용되는 실린더실과, 상기 실린더실을 구비한 실린더와, 상기 실린더에 설치되고 선단 가장자리가 상기 롤러의 둘레면에 접촉하여 실린더실을 2분하는 블레이드를 구비하고,
    상기 각 압축기구부에서의 각 슬라이딩부의 클리어런스 중, 적어도 하나의 슬라이딩부의 클리어런스는 베어링에 접하지 않는 압축기구부가 베어링에 접하는 압축기구부 보다도 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 다기통형 회전식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링에 접하지 않는 압축기구부의 실린더의 높이가 상기 베어링에 접하는 압축기구부의 실린더의 높이 보다도 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 다기통형 회전식 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링에 접하지 않는 압축기구부의 편심부의 편심량이, 상기 베어링에 접하는 압축기구부의 편심부의 편심량 보다도 크게 설정됨과 동시에, 베어링에 접 하지 않는 압축기구부의 편심부에 끼워 맞추어지는 롤러의 외부 직경이, 베어링에 접하는 압축기구부의 편심부에 끼워 맞추어지는 롤러의 외부직경보다도 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 다기통형 회전식 압축기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 냉동 사이클을 구성하고, 흡입통로를 통해 어큐뮬레이터가 접속되고,
    밀폐 케이스내에 회전축과, 상기 회전축에 연결되는 전동기부 및 3세트 이상의 압축기구부를 수용하는 다기통형 회전식 압축기에 있어서,
    상기 각 압축기구부는 상기 회전축에 일체로 설치되는 3개 이상의 편심부와, 각각의 편심부에 끼워 맞추어지는 롤러를 편심 회전 자유롭게 수용하고, 상기 흡입 통로를 통해 상기 어큐뮬레이터와 연통하는 실린더실과, 상기 실린더실을 구비한 실린더와, 상기 실린더에 설치되고 선단 가장자리가 상기 롤러의 둘레면에 접촉하여 실린더실을 흡입실과 압축실로 2분하는 블레이드를 구비하고,
    적어도 2개의 편심부는 편심방향을 동일하게 정리하고,
    이들 편심방향이 동일한 편심부를 수용하는 각 실린더실과 상기 어큐뮬레이터를 연통하는 상기 흡입통로는 서로 일부가 공유하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다기통형 회전식 압축기.
  7. 밀폐 케이스내에 회전축과, 상기 회전축에 연결되는 전동기부 및 3세트 이상의 압축기구부를 수용하는 다기통형 회전식 압축기에 있어서,
    상기 압축기구부는 상기 회전축에 일체로 설치되는 3개 이상의 편심부 및, 각각의 편심부에 끼워 맞추어지는 롤러를 편심 회전 자유롭게 수용하는 실린더실과, 상기 실린더실을 구비한 실린더와, 상기 실린더에 설치되어 선단 가장자리가 상기 롤러의 둘레면에 접촉하여 실린더실을 흡입실과 압축실로 2분하는 블레이드와, 상기 실린더 상호간에 개재되는 중간 간막이판을 구비하고,
    상기 각 압축기구부의 수를 N으로 하고, 상기 편심부의 상호간 부분이 (N-1)일 때, N개의 롤러가 동일의 축방향 길이를 구비하고,
    (N-2) 개소의 편심부 상호 간격이 상기 롤러의 축방향 길이보다도 크게 형성됨과 동시에, 이들 편심부 상호간에 개재되는 중간 간막이판의 두께가 상기 롤러의 축방향 길이 미만으로 설정되고,
    나머지 개소의 편심부 상호의 간격이 롤러의 축방향 길이 미만으로 형성됨과 동시에, 이들 편심부 상호간에 개재되는 중간 간막이판의 두께가 나머지 개소의 편심부 상호 간격 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 다기통형 회전식 압축기.
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