KR100840222B1

KR100840222B1 - 로터리 베인 압축기

Info

Publication number: KR100840222B1
Application number: KR1020070072237A
Authority: KR
Inventors: 공민석; 김승주
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2008-06-23

Abstract

본 발명은 로터리 베인 압축기에 관한 것으로, 실린더(5)를 지지하는 밀봉형 볼베어링(7)이 실린더(5)와 하우징(1)에 형성된 베어링장착단(5a,1a)에 삽입 고정되고, 하우징(1)에 상기 볼베어링(7)을 고정하는 멈춤나사(8)가 설치되며, 편심 설치된 샤프트(2)는 테이퍼베어링(10)에 의해 지지되는 구조로 이루어진다.

따라서, 실린더(5)의 축방향 이동이 억제되어 커버(9)와의 마찰로 인한 마찰손실이나 마모가 감소되고, 마모로 인한 틈이 발생하지 않게 되어 공기 누출이 방지됨으로써 압축기 성능이 향상된다.

또한, 베어링들의 내구수명이 증가하여 잦은 유지보수가 필요 없게 되는 효과가 있다.

로터리, 베인, 압축기, 커버

Description

로터리 베인 압축기{rotary vane compressor}

본 발명은 로터리 베인 압축기에 관한 것으로, 특히 베인과 함께 (흡입)압축실을 형성하는 실린더가 회전할 수 있도록 된 타입의 로터리 베인 압축기에 관한 것이다.

로터리 베인 압축기는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(1)에 편심된 샤프트(2)가 구비되고, 그 샤프트(2)에 로터(3)가 장착되며, 상기 로터(3)에 반경 방향으로 출몰되는 베인(4)이 구비되고, 상기 로터(3)의 외측에 실린더(5)가 구비된 구조로 이루어져 있었다.

따라서, 모터에 의해 샤프트(2) 및 로터(3)가 회전되면, 그 원심력에 의해 돌출되는 베인(4)이 실린더(5)에 접촉한 상태로 회전되어 베인(4)과 실린더(5)에 의해 형성되는 (흡입)압축실의 체적이 가변됨으로써 공기의 압축이 이루어지도록 되어 있었다.

그런데, 상기와 같이 베인(4)이 실린더(5) 내벽에 접촉하여 고속으로 회전됨으로써 마찰 손실이 증가하여 압축기의 성능이 저하되었다.

따라서, 종래에는 상기 실린더(5)와 하우징(1)의 사이에 니들베어링(6)을 설 치하여 압축기 작동시 베인(4)과의 접촉력에 의해서 상기 실린더(5)가 회전될 수 있도록 함으로써 베인(4)과의 상대속도차를 줄여 마찰손실을 감소시켰었다.

그런데, 종래의 구조에서는 상기 실린더(5)의 축방향 이동을 억제할 구조물이 없으므로 압축기 구동시 실린더(5)가 회전과 더불어 축방향으로 이동하여 하우징(1) 양측에 장착되는 커버(9)에 접촉하여 마찰됨으로써 마찰손실이 증가되고, 또한 마모로 인해 틈이 발생/확장되어 공기가 누출됨으로써 압축기의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 니들베어링(6)은 개방형 베어링이므로 공기에 장시간 노출되었을 경우 부식 및 윤활 문제가 발생하여 잦은 보수가 필요하였다.

한편, 상기 샤프트(2)가 편심되어 있고 (흡입)압축실의 압력변화가 빠르게 반복하여 발생하므로 상기 샤프트(2) 지지용 베어링에 불균일한 힘이 작용하여 베어링의 내구성이 저하되어 역시 잦은 보수가 필요하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실린더의 축방향 이동이 억제됨으로써 마찰손실이 감소하고, 마모로 인한 틈이 발생하지 않게 되어 공기 누출이 일어나지 않으며, 실린더를 지지하는 베어링과 샤프트를 지지하는 베어링의 내구수명이 증가하도록 된 로터리 베인 압축기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

하우징에 샤프트가 편심 설치되고, 그 샤프트에 로터가 장착되며, 상기 로터에 반경 방향으로 출몰되는 베인이 구비되고, 상기 로터의 외측에 베인과의 접촉력에 의해 회전되는 실린더가 구비된 로터리 베인 압축기에 있어서,

상기 실린더의 외주면과 상기 하우징의 내주면 양측에 베어링장착단이 형성되어 그 베어링장착단에 밀봉형 볼베어링의 인너레이스와 아웃터레이스가 삽입 고정된 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의하여, 본 발명은 실린더의 축방향 이동이 발생하지 않으므로 커버와의 마찰에 따른 마찰손실이 감소하고, 마모에 의한 틈이 발생하지 않게 되어 공기의 누출이 발생하지 않게 되므로 압축기 성능이 향상되는 효과를 가진다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 로터리 베인 압축기의 정단면도로서, 기본적인 구성은 종래와 동일하다.

즉, 하우징(1)에 샤프트(2)가 편심되게 설치되고, 그 샤프트(2)의 하우징(1) 내측 부분에 로터(3)가 장착되며, 상기 로터(3)에 반경 방향으로 출몰되는 베인(4)이 구비되고, 상기 로터(3)의 외측에 실린더(5)가 구비된다.

상기 구조에 있어서, 본 발명은 상기 실린더(5)를 지지하는 베어링으로서 밀봉형 볼베어링(7)이 설치된다.

즉, 상기 실린더(5)의 외주면 양측부와 이에 대응되는 하우징(1)의 내주면 양측부에 베어링장착단(5a,1a)이 형성되어, 이 각각의 베어링장착단(5a,1a)에 상기 볼베어링(7)의 인너레이스(7a)와 아웃터레이스(7b)가 삽입된다. 이때 상기 아웃터레이스(7b)는 하우징(1)의 베어링장착단(1a)에 압입됨으로써 볼베어링(7)의 위치를 고정하게 된다.

따라서, 상기와 같이 위치 고정된 상기 볼베어링(7)의 인너레이스(7a)에 상기 실린더(5)의 베어링장착단(5a)의 측벽이 걸리게 되어 실린더(5)의 축방향 이동이 방지된다.

또한, 상기 하우징(1)에 반경방향으로 나사공(1b)을 형성하고, 그 나사공(1b)에 멈춤나사(8)를 체결하여 상기 아웃터레이스(7b)를 가압 고정함으로써 볼베어링(7)의 축방향 유동을 보다 더 확실히 완전하게 고정할 수 있다.

상기와 같이 하우징(1)의 베어링장착단(1a)에 볼베어링(7)이 압입 고정되고, 또한 멈춤나사(8)에 의해 완전히 고정됨으로써 상기 실린더(5)는 압축기 작동시 회전은 가능하나 축방향으로는 이동할 수 없게 된다.

따라서, 압축기 작동시 실린더(5)가 베인(4)과의 접촉력에 의해 회전함으로써 마찰손실이 감소되어 압축기 성능이 향상되는 기본 목적을 달성함과 더불어 동시에 실린더(5)의 축방향 이동이 억제되어 하우징(1)의 양측에 장착된 커버(9)에 접촉되지 않게 됨으로써 실린더(5)의 측면과 커버(9)에 마모가 발생하지 않게 된다.

따라서 실린더(5)와 커버(9)의 마찰로 인한 마찰손실이 발생하지 않게 되고, 마모로 인한 틈이 발생하지 않으므로 그 틈을 통한 공기의 누출이 이루어지지 않게 되어 압축기 성능이 향상된다.

또한, 상기와 같이 공기누출이 방지됨과 더불어 상기 볼베어링(7)은 밀봉형이므로 공기누출에 의한 베어링 부식이 종래의 니들베어링에 비하여 빠르게 진행되지 않게 되어 볼베어링(7)의 내구수명이 증가하여 잦은 보수가 필요 없게 된다.

한편, 상기와 같이 멈춤나사(8)를 이용하여 볼베어링(7)을 고정하지 않고 도 4에 도시된 구조로 볼베어링(7)을 고정할 수도 있다.

즉, 도시된 바와 같이, 실린더(5)와 하우징(1)에 각각 베어링장착단(5a,1a)을 형성하여 볼베어링(7)의 인너레이스(7a)와 아웃터레이스(7b)를 삽입 설치하고(도 3의 경우와 같이 아웃터레이스(7b)의 경우에는 하우징(1)의 베어링장착단(1a)에 압입될 수 있다.), 상기 하우징(1)의 양측부에 장착되는 상기 커버(9)에 상기 볼베어링(7)의 아웃터레이스(7b) 측면을 눌러주는 돌출부(9a)를 형성하는 것이다.

따라서, 조립상태에서 상기 커버(9)의 돌출부(9a)가 아웃터레이스(7b)를 고정하여 볼베어링(7)의 축방향 이동을 억제함으로써 도 2의 경우와 마찬가지로 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이때 상기 돌출부(9a)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 볼베어링(7)의 아웃터레이스(7b)를 눌러 주는 위치에만 형성된다. 즉, 인너레이스(7a)를 눌러주는 위치에는 형성될 수 없는데, 이는 인너레이스(7a)가 실린더(5)와 함께 회전되는 것이므로 이를 눌러 고정하게 되면 실린더(5)의 원활한 회전이 불가하여 마찰 손실이 증가하기 때문이다.

한편, 본 발명은 상기 샤프트(2)를 지지하는 베어링으로서 테이퍼베어링(10)을 사용하였다.

상기 테이퍼베어링(10)은 인너레이스와 아웃터레이스의 사이에 볼 대신 테이퍼 롤러(taper roller)가 구비된 것으로, 구름접촉부가 경사져 있고 선형으로 형성되므로 베어링으로 전달되는 하중을 보다 넓은 면적으로 분산시키기 용이하여 상기 샤프트(2)가 편심된 것에 기인하는 불균일 하중을 충격없이 분산시키는데 효과적이다.

따라서, 작동시 진동 및 소음이 감소하게 되고, 피로 누적에 의한 손상이 덜 발생하게 되므로 베어링의 내구수명이 증가하여 잦은 보수작업을 회피할 수 있게 된다.

도 1은 종래 로터리 베인 압축기의 측단면도,

도 2는 종래 로터리 베인 압축기의 정단면도,

도 3은 본 발명에 따른 로터리 베인 압축기의 정단면도,

도 4는 본 발명의 변형 실시예를 나타낸 로터리 베인 압축기의 정단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 하우징 1a : 베어링장착단

1b : 나사공 2 : 샤프트

3 : 로터 4 : 베인

5 : 실린더 5a : 베어링장착단

6 : 니들베어링 7 : 볼베어링

7a : 인너레이스 7b : 아웃터레이스

8 : 멈춤나사 9 : 커버

10 : 테이퍼베어링

Claims

하우징(1)에 샤프트(2)가 편심 설치되고, 그 샤프트(2)에 로터(3)가 장착되며, 상기 로터(3)에 반경 방향으로 출몰되는 베인(4)이 구비되고, 상기 로터(3)의 외측에 베인(4)과의 접촉력에 의해 회전되는 실린더(5)가 구비된 로터리 베인 압축기에 있어서,

상기 실린더(5)의 외주면과 상기 하우징(1)의 내주면 양측에 베어링장착단(5a,1a)이 형성되어 그 베어링장착단(5a,1a)에 밀봉형 볼베어링(7)의 인너레이스(7a)와 아웃터레이스(7b)가 삽입 고정된 것을 특징으로 하는 로터리 베인 압축기.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징(1)의 베어링장착단(1a)에 상기 볼베어링(7)의 아웃터레이스(7b)가 압입된 것을 특징으로 하는 로터리 베인 압축기.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징(1)에 나사공(1b)이 형성되고, 그 나사공(1b)으로 멈춤나사(8)가 삽입 체결되어 상기 볼베어링(7)의 아웃터레이스(7b)를 가압 고정하는 것을 특징으로 하는 로터리 베인 압축기.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징(1)의 양측부에 장착되는 커버(9)에 상기 볼베어링(7)의 아웃터레이스(7b)를 눌러 주는 돌출부(9a)가 형성된 것을 특징으로 하 는 로터리 베인 압축기.
청구항 1에 있어서, 상기 샤프트(2)는 테이퍼베어링(10)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 로터리 베인 압축기.