KR100850845B1 - 회전식 유체기계 - Google Patents

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Abstract

실린더(21)가 갖는 고리형 실린더실(C1, C2)의 내부에 고리형 피스톤(22)이 수납되어 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)이 형성됨과 더불어, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하도록 구성되며, 또한 실린더실(C1, C2)이 블레이드(23)에 의해 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획된 편심회전형 피스톤기구(20)를 구비하는 회전식 유체기계에 있어서, 운전 시의 블레이드(23)나 고리형 피스톤(22)의 시저(seizure) 발생, 및 마모를 방지하며, 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp) 사이에서의 가스 누출도 방지하기 위해, 블레이드(23)와 고리형 피스톤(22)을 요동부시(27)에 의해 상호 가동으로 연결하고, 블레이드(23)에는 고리형 피스톤(22) 및 요동부시(27)와의 접촉부에 습동면(P1, P2)을 형성한다.

Description

회전식 유체기계{ROTATING FLUID MACHINE}
본 발명은 회전식 유체기계에 관한 것이며, 특히 실린더가 갖는 고리형 실린더실의 내부에 이 실린더실을 외측 실린더실과 내측 실린더실로 구획하는 고리형 피스톤이 배치됨과 더불어, 실린더와 고리형 피스톤이 상대적으로 편심회전운동을 하도록 구성된 편심회전형 피스톤기구를 구비하는 회전식 유체기계에 관한 것이다.
종래, 고리형 실린더실의 내부에서 고리형 피스톤이 편심회전운동을 하는 편심회전형 피스톤기구를 구비하는 회전식 유체기계로서, 고리형 피스톤의 편심회전운동에 수반하는 실린더실의 용적변화에 의해 냉매를 압축하는 압축기가 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 도 16 및 도 17(도 16의 ⅩⅦ-ⅩⅦ 단면도: 해칭 생략)에 나타내는 바와 같이, 이 압축기(100)에서는, 밀폐형의 케이싱(110) 내에, 압축기구(편심회전형 피스톤기구)(120)와, 이 압축기구(120)를 구동시키는 전동기(도시 생략)가 수납된다.
상기 압축기구(120)는, 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(121)와, 이 실린더실(C1, C2)에 배치된 고리형 피스톤(122)을 구비한다. 상기 실린더(121)는, 서로 동심원 상에 배치된 외측 실린더(124)와 내측 실린더(125)를 구비하며, 외측 실린더(124)와 내측 실린더(125) 사이에 상기 실린더실(C1, C2)이 형성된다.
상기 실린더(121)는 케이싱(110)에 고정된다. 또 고리형 피스톤(122)은 전동기에 연결된 구동축(133)의 편심부(133a)에 원형의 피스톤 베이스(160)를 개재하고 연결되며, 이 구동축(133)의 중심에 대해 편심회전운동을 하도록 구성된다.
상기 고리형 피스톤(122)은, 외주 면의 1점이 외측 실린더(124)의 내주 면에 실질적으로 접하는("실질적으로 접한다"란, 엄밀하게 말하면 유막이 생길 정도의 미세한 틈새가 있지만, 그 틈새에서의 냉매 누출이 문제가 되지 않는 상태를 말함) 동시에, 이와 위상이 180° 다른 위치에서 내주 면의 1점이 내측 실린더(125)의 외주 면에 실질적으로 접하는 상태를 유지하면서, 편심회전운동을 하도록 구성된다. 그 결과, 고리형 피스톤(122)의 바깥쪽에는 외측 실린더실(C1)이 형성되며, 안쪽에는 내측 실린더실(C2)이 형성된다.
상기 고리형 피스톤(122)의 바깥쪽에는 외측 블레이드(123A)가 배치되며, 안쪽에는 외측 블레이드(123A)의 연장선상에 내측 블레이드(123B)가 배치된다. 외측 블레이드(123A)는 고리형 피스톤(122)의 지름방향 안쪽으로 밀어져, 내주 끝단이 이 고리형 피스톤(122)의 외주 면에 압착된다. 또 내측 블레이드(123B)는 고리형 피스톤(122)의 지름방향 바깥쪽으로 밀어져, 외주 끝단이 이 고리형 피스톤(122)의 내주 면에 압착된다.
외측 블레이드(123A)는 외측 실린더실(C1)을 2개로 구획하며, 내측 블레이드(123B)는 내측 실린더실(C2)을 2개로 구획한다. 구체적으로 상기 외측 블레이드(123A)는, 외측 실린더실(C1)을 고압실(제 1 실)(C1-Hp)과 저압실(제 2 실)(C1-Lp)로 구획하며, 내측 블레이드(123B)는, 내측 실린더실(C2)을 고압실(제 1 실)(C2-Hp)과 저압실(제 2 실)(C2-Lp)로 구획한다. 외측 실린더(124)에는, 상기 케이싱(110)에 형성되는 흡입관(114)으로부터 외측 실린더실(C1)로 연통되는 흡입구(141)가 외측 블레이드(123A) 근방에 형성된다. 또 고리형 피스톤(122)에는, 이 흡입구(141)의 근방에 관통공(143)이 형성되며, 이 관통공(143)에 의해 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)의 저압실(C1-Lp, C2-Lp)이 서로 연통된다. 또한 상기 압축기구(120)에는, 상기 양 실린더실(C1, C2)의 고압실(C1-Hp, C2-Hp)을 케이싱(110) 내의 고압공간(S)으로 연통시키는 토출구(도시 생략)가 형성된다.
여기서, 이 예에서는, 고리형 피스톤(122)의 자전운동을 저지하면서 편심회전운동(공전)만을 허용하므로, 자전운동 저지기구로서 올덤기구(161)가 장착된다.
이 압축기구(120)에서는, 구동축(133)의 회전에 따라 상기 고리형 피스톤(122)이 편심회전운동을 하면, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2) 각각에서, 용적의 확대와 축소가 교대로 반복된다. 그리고 각 실린더실(C1, C2)의 용적이 확대할 때에는, 냉매를 흡입구(141)로부터 실린더실(C1, C2) 내에 흡입하는 흡입행정이 이루어지며, 용적이 축소할 때에는, 냉매를 각 실린더실(C1, C2) 내에서 압축하는 압축행정과, 냉매를 각 실린더실(C1, C2)로부터 토출구를 통해 케이싱(110) 내의 고압공간(S)으로 토출하는 토출행정이 이루어진다. 케이싱(110)의 고압공간(S)으로 토출된 고압 냉매는, 이 케이싱(110)에 설치된 토출관(115)을 통해 냉매회로의 응축기로 유출되어간다.
한편, 상기 특허문헌 1에는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 도 17의 구성을 일부 변경한 예도 개시되어있다. 이 압축기구(120)에서는, 고리형 피스톤(122)을 일부 분단하여 C자형으로 하며, 1장의 블레이드(123)가 이 분단부분을 가로지르고 외측 실린더(124)의 내주 면과 내측 실린더(125)의 외주 면에 접해있다. 외측 실린더(124)의 내주 면은, 상기 블레이드(123)의 접촉하는 부분이, 내측 실린더(125)의 외주 면과 동일한 곡률의 반지름으로 형성된다. 또 고리형 피스톤(122)이, 내측 실린더(125)의 주위에서 편심회전운동(공전)은 하지만, 자전운동은 하지 않도록, 도시하지 않는 올덤기구가 장착된다. 고리형 피스톤(122)의 편심회전운동에 의해, 냉매의 흡입행정, 압축행정, 및 토출행정이 이루어지는 점은, 도 16 및 도 17의 예와 마찬가지이다.
특허문헌 1 일특개평 6-288358호 공보
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나 도 16, 도 17에 나타낸 종래의 구성에서는, 블레이드(123A, 123B)와 고리형 피스톤(122)이 선 접촉을 하며, 도 18에 나타낸 구성에서는, 블레이드(123)와 실린더(124, 125)가 선 접촉을 하므로, 운전 시에 고리형 피스톤(122)이 편심회전운동을 할 때에 접촉부가 받는 하중이 커서, 이 접촉부가 마모되거나, 시저(seisure)가 발생할 우려가 있다.
또 이와 같이 부재가 서로 선 접촉을 하므로, 접촉부의 밀봉성이 낮다는 결점도 있다. 때문에 상기 구성에서는, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2) 각각에서, 고압실(C1-Hp, C2-Hp)로부터 저압실(C1-Lp, C2-Lp)로 냉매가 누출됨으로써 압축효율이 저하될 우려도 있다.
여기서, 이상의 예에서는 유체기계로서 압축기에 대해 설명했지만, 상기 유체기계가 팽창기일 경우나, 펌프일 경우도, 블레이드(123A, 123B)(123)와 고리형 피스톤(122)과의 접촉부가 마모될 우려나, 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp) 사이에 가스가 누출될 우려는 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점에 감안하여 창안된 것으로, 그 목적은, 실린더가 갖는 고리형 실린더실의 내부에 이 실린더실을 외측 실린더실과 내측 실린더실로 구획하는 고리형 피스톤이 배치됨과 더불어, 실린더와 고리형 피스톤이 상대적으로 편심회전운동을 하도록 구성되며, 또 이 실린더실이 블레이드에 의해 제 1 실과 제 2 실로 구획된 편심회전형 피스톤기구를 구비하는 회전식 유체기계에 있어서, 운전 시의 블레이드나 고리형 피스톤의 시저, 마모를 방지하는 동시에, 제 1 실과 제 2 실 사이에서의 가스 누출도 방지하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은, 블레이드(23)와 고리형 피스톤(22)을 연결부재(요동부시)(27)에 의해 상호 가동으로 연결시킴으로써, 연결부분에서 부재가 서로 면 접촉을 하는 구성을 실현한 것이다.
구체적으로 제 1 발명은, 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)와, 이 실린더(21)에 대해 편심되어 실린더실(C1, C2)에 수납되며, 실린더실(C1, C2)을 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 구획하는 고리형 피스톤(22)과, 상기 실린더실(C1, C2)에 배치되어, 각 실린더실(C1, C2)을 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획하는 블레이드(23)를 구비하며, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하는 편심회전형 피스톤기구(20)와, 이 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동기구(30)와, 이 편심회전형 피스톤기구(20)를 수납하는 케이싱(10)을 구비하는 회전식 유체기계를 전제로 한다.
그리고 이 회전식 유체기계는, 상기 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치됨과 더불어, 상기 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하며, 상기 연결부재(27)는, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 구성에서 말하는 "고리형"에는, 진원의 고리형만이 아닌, 타원형이나 달걀형상의 고리형도 포함된다.
이 제 1 발명에서는, 편심회전형 피스톤기구(20)를 압축기구로 할 경우, 이 압축기구를 구동시키면, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 한다. 이 편심회전운동을 할 때에, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)는 소정의 요동 중심에서 상대적으로 요동함과 동시에, 이 블레이드(23)의 면 방향으로 상대적으로 진퇴한다. 그리고 실린더실(C1, C2)의 용적이 확대할 때에 가스가 이 실린더실(C1, C2)에 흡입되며, 이 실린더실(C1, C2)의 용적이 축소할 때에 이 가스가 압축된다.
이 발명에서는, 블레이드(23)와 고리형 피스톤(22)이, 연결부재(27)를 개재하고 동작(상대적인 요동동작 및 진퇴동작)할 때에, 연결부재(27)는, 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23) 양쪽에 대해 습동면(P1, P2)에서 실질적으로 면 접촉한다. 또 이와 같이 부재가 서로 습동면(P1, P2)에서 면 접촉을 하므로, 그 접촉부분에 작용하는 단위면적당 하중을 작게 할 수 있다.
또 제 1 발명에서는, 고리형 피스톤(22)이, 원형 고리의 일부분이 분단된 C자형으로 형성되며, 블레이드(23)가, 고리형 실린더실(C1, C2)의 내주 쪽 벽면부터 외주 쪽 벽면까지, 고리형 피스톤(22)의 분단부분에 삽입되어 연장되도록 구성되고, 연결부재(27)가, 상기 블레이드(23)를 진퇴 가능하게 유지시키는 블레이드 홈(28)과, 상기 고리형 피스톤(22)에 분단부분에서 요동 자유롭게 유지되는 원호형 외주 면을 갖는 요동부시(27)이다.
따라서, 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키면, 블레이드(23)는 요동부시(27)의 블레이드 홈(28) 내에서 면 접촉하면서 진퇴하며, 이 요동부시(27)는 고리형 피스톤(22)의 분단부분에서 면 접촉하면서 요동한다. 이렇게 함으로써, 연결부재(27)가 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해 확실하게 면 접촉하며, 또 이 접촉부분에 작용하는 단위면적당 하중을 확실하게 작게 할 수 있다.
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또 제 1 발명에서는, 요동부시(27)의 요동 중심이, 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심보다 지름방향 안쪽으로 변위된다.
여기서 고리형 피스톤(22)이 하측 사점위치에 있는 도 6의 (A) 및 상측 사점위치에 있는 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부시(27)의 중심을 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심과 일치시키고, 양측에 같은 모깎기부(27a)를 갖는 대칭형의 요동부시(27)를 사용하면, 고리형 피스톤(22)의 안쪽에 무효용적(Ds)이 발생한다. 이 무효용적(Ds)은, 제 1 실로서의 고압실(C2-Hp)에서의 압축행정이 완료되어도 고압가스가 배출되지 않고 남는 용적이다. 그 결과, 이 무효용적(Ds)에 잔류한 고압가스가 다음의 흡입행정 개시 시에 제 2 실로서의 저압실(C2-Lp)로 누출되고 재팽창하여, 효율이 저하되게 되어버린다. 역으로 말하면, 요동부시(27)의 중심을 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심과 일치시켰을 경우에 재팽창손실을 저감하고자 하면, 조립작업이 번거로운 비대칭형상의 요동부시(27)가 필요하게 된다.
이에 반해 이 제 1 발명에서는, 고리형 피스톤(22)이 하측 사점위치에 있는 도 7의 (A) 및 상측 사점위치에 있는 도 7의 (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부시(27)의 중심을 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심보다 지름방향 안쪽으로 변위시키므로, 대칭형의 요동부시(27)를 사용한 경우라도, 무효용적(Ds)을 발생시키지 않고, 간단하게 재팽창손실을 저감할 수 있다.
제 5 발명은, 제 1 발명에 있어서, 케이싱(10)에 고리형 피스톤(22)이 고정되는 한편, 구동기구(30)에 실린더(21)가 연결되는 것을 특징으로 한다.
이 제 5 발명에서는, 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)가 가동측이며, 실린더실(C1, C2) 내의 고리형 피스톤(22)이 고정측이다. 이로써 실린더(21)에 일체화된 블레이드(23)가, 위치가 고정된 고리형 피스톤(22)에 대해 연결부재(27)를 개재하고 요동하면서 진퇴하여, 편심회전형 피스톤기구(20)의 동작이 이루어진다. 이 동작을 할 때, 연결부재(27)는 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해, 상기 각 발명과 마찬가지로 면 접촉한다.
제 6 발명은, 제 1 발명에 있어서, 케이싱(10)에 실린더(21)가 고정되는 한편, 구동기구(30)에 고리형 피스톤(22)이 연결되는 것을 특징으로 한다.
이 제 6 발명에서는, 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)가 고정측이며, 실린더실(C1, C2) 내의 고리형 피스톤(22)이 가동측이다. 이로써 실린더(21)에 일체화됨과 더불어, 위치가 고정된 블레이드(23)에 대해, 고리형 피스톤(22)이 연결부재(27)를 개재하고 요동하면서 진퇴하여, 편심회전형 피스톤기구(20)의 동작이 이루어진다. 이 동작을 할 때, 연결부재(27)는 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해, 상기 각 발명과 마찬가지로 면 접촉한다.
제 7 발명은, 제 1 발명에 있어서, 실린더(21)는, 실린더실(C1, C2)을 형성하는 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)와, 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)의 축방향 끝단부에 연결된 경판(26)을 구비하며, 외측 실린더(24), 내측 실린더(25) 및 경판(26)이 일체화되는 것을 특징으로 한다.
이 제 7 발명에서는, 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)가 경판(26)에 의해 일체화된 실린더(21)를 이용하므로, 실린더(21)의 강도가 높아진다.
제 8 발명은, 제 7 발명에 있어서, 고리형 피스톤(22)의 끝단면과 경판(26) 사이의 축방향 틈새를 축소하는 컴플라이언스(compliance) 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 제 8 발명에서는 실린더실(C1, C2) 내 가스의 고압압력에 의해 발생될 수 있는, 고리형 피스톤(22)의 끝단면과 경판(26) 사이의 축방향 틈새를, 상기 컴플라이언스 기구(29)에 의해 작게 할 수 있다. 따라서 이 축방향 틈새로부터의 가스 누출이 발생하기 어려워진다.
제 9 발명은, 제 1 발명에 있어서, 실린더(21)가, 실린더실(C1, C2)을 형성하는 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)를 구비하며, 외측 실린더(24), 내측 실린더(25) 및 블레이드(23)가 일체화되는 것을 특징으로 한다.
이 제 9 발명에서는, 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)가 블레이드(23)에 의해 일체화된 실린더를 이용하므로, 실린더(21)의 구조를 간소화할 수 있다.
제 10 발명은, 제 1 발명에 있어서, 구동기구(30)가, 전동기(30)와, 이 전동기(30)에 연결된 구동축(33)을 구비하며, 상기 구동축(33)은 회전 중심에서 편심된 편심부(33a)를 구비하고, 이 편심부(33a)가 실린더(21) 또는 고리형 피스톤(22)에 연결되며, 상기 구동축(33)이, 편심부(33a)의 축방향 양측부분이 베어링부(16a, 17a)를 개재하고 케이싱(10)에 유지되는 것을 특징으로 한다.
이 제 10 발명에서는, 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동축(33)이, 실린더(21) 및 고리형 피스톤(22) 중의 가동측에 연결되는 편심부(33a)의 축방향 양측부분에서 베어링부(16a, 17a)를 개재하고 케이싱(10)에 유지된 상태로 회전하므로, 이 편심회전형 피스톤기구(20)의 동작이 안정된다.
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제 13 발명은, 제 1 발명에 있어서, 편심회전형 피스톤기구(20)의 바깥 둘레에 단열공간(S3)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기서 말하는 단열공간(S3)은, 예를 들어 저압 가스가 체류하는 공간을 말한다.
이 제 13 발명에서는, 편심회전형 피스톤기구(20)가 예를 들어 압축기구(20)일 경우에, 이 압축기구(20)에 흡입되는 저압냉매에, 케이싱(10) 내 고압공간(S2)의 열이 전달되기 어려워지도록 할 수 있다.
제 14 발명은, 제 1 발명에 있어서, 편심회전형 피스톤기구(20)가, 가스를 흡입하여 압축하는 압축기구인 것을 특징으로 한다.
이 제 14 발명에서는, 편심회전형 피스톤기구(20)를 압축기구로 한 경우에, 가스의 누출에 의한 압축효율 저하나, 고리형 피스톤(22)이나 블레이드(23)의 마모, 시저 발생을 방지할 수 있다.
제 15 발명은, 제 14 발명의 회전식 유체기계에 있어서, 구동기구(30)가 압축기구(20)를 구동시키는 전동기로 구성되며, 케이싱(10)이 상기 압축기구(20) 및 전동기(30)를 수납하도록 구성되고, 상기 케이싱(10) 내에, 압축기구(20)의 흡입측으로 연통되는 저압공간(S1)과, 이 압축기구(20)의 토출측으로 연통되는 고압공간(S2)이 형성되며, 상기 전동기(30)가 상기 저압공간(S1)에 배치되는 것을 특징으로 한다.
이 제 15 발명에서 흡입가스는, 케이싱(10) 내의 저압공간(S1)으로 유입된 후, 압축기구(20)로 흡입된다. 압축기구(20)에 흡입된 가스는, 이 압축기구(20)에서 압축되어 고압으로 되어, 케이싱(10) 내의 고압공간(S2)으로 유출된 후, 케이싱(10)으로부터 토출된다. 이 발명에서는, 전동기(30)가 저압공간(S1)에 배치되므로, 흡입가스가 전동기(30)의 주위를 흐르게 된다.
제 16 발명은, 전제로 하는 구성이 제 1 발명과 동일한 회전식 유체기계에 있어서, 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치되며, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하고, 연결부재(27)가, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하며, 고리형 피스톤(22)의 바깥쪽에 형성되는 외측 실린더실(C1)과, 이 고리형 피스톤(22)의 안쪽에 형성되는 내측 실린더실(C2)이, 흡입종료각도가 다른 것을 특징으로 한다. 여기서 "흡입종료각도"란, 실린더실(C1, C2)에서 흡입행정이 종료되는 고리형 피스톤(또는 실린더(21))의 각도를 말하며, 바꾸어 말하면, 압축행정이 개시되는 각도를 말한다.
또 제 17 발명은, 제 16 발명에 있어서, 외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도가 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 큰 것을 특징으로 한다.
이들 제 16, 제 17 발명에서는, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도를 서로 다르게 하여, 특히 외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도를 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 크게 함으로써, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)의 압축용적 차를 작게 할 수 있다. 이 압축용적의 차가 클 경우는, 외측 실린더실(C1)에서의 토크변동 진폭과, 내측 실린더실(C2)에서의 토크변동 진폭과의 차에 의해, 약간의 진동이 발생할 우려가 있을 것으로 생각되지만, 제 16, 제 17 발명에서는, 외측 실린더실(C1)에서의 토크변동 진폭과, 내측 실린더실(C2)에서의 토크변동 진폭과의 차가 적어져, 기구(20)의 동작이 안정된다.
제 18 발명은, 전제로 하는 구성이 제 1 발명과 동일한 회전식 유체기계에 있어서, 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치되며, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하고, 연결부재(27)가, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하며, 고리형 피스톤(22)이, 원형 고리의 일부분이 분단된 C자형으로 형성되고, 블레이드(23)가, 고리형 실린더실(C1, C2)의 내주 쪽 벽면부터 외주 쪽 벽면까지, 고리형 피스톤(22)의 분단부분에 삽입되어 연장되도록 구성되며, 연결부재(27)가, 상기 블레이드(23)를 진퇴 가능하게 유지시키는 블레이드 홈(28)과, 상기 고리형 피스톤(22)에 분단부분에서 요동 자유롭게 유지되는 원호형 외주 면을 갖는 요동부시(27)이고, 고리형 피스톤(22)의 바깥쪽에 형성되는 외측 실린더실(C1)과, 이 고리형 피스톤(22)의 안쪽에 형성되는 내측 실린더실(C2)은, 흡입종료각도가 다른 것을 특징으로 한다.
또 제 19 발명은, 제 18 발명에 있어서, 외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도가 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 큰 것을 특징으로 한다.
이들 제 18, 제 19 발명에서는, 제 16, 제 17 발명과 마찬가지로, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도를 서로 다르게 하여, 특히 외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도를 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 크게 함으로써, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)의 압축용적 차를 작게 할 수 있다. 따라서 제 2, 제 3 발명과 마찬가지로, 외측 실린더실(C1)에서의 토크변동 진폭과, 내측 실린더실(C2)에서의 토크변동 진폭과의 차가 적어져, 기구(20)의 동작이 안정된다.
또한 제 20 발명은, 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)와, 이 실린더(21)에 대해 편심되어 실린더실(C1, C2)에 수납되며, 실린더실(C1, C2)을 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 구획하는 고리형 피스톤(22)과, 상기 실린더실(C1, C2)에 배치되어, 각 실린더실(C1, C2)을 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획하는 블레이드(23)를 구비하며, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하는 편심회전형 피스톤기구(20)와, 이 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동축(33)을 포함하는 구동기구(30)와, 이 편심회전형 피스톤기구(20)를 수납하는 케이싱(10)을 구비하는 회전식 유체기계를 전제로 한다.
그리고 이 회전식 유체기계는, 상기 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치되며, 상기 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하고, 상기 연결부재(27)가, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하며, 고리형 피스톤(22)이, 원형 고리의 일부분이 분단된 C자형으로 형성되고, 블레이드(23)가, 고리형 실린더실(C1, C2)의 내주 쪽 벽면부터 외주 쪽 벽면까지, 고리형 피스톤(22)의 분단부분에 삽입되어 연장되도록 구성되며, 연결부재(27)는, 상기 블레이드(23)를 진퇴 가능하게 유지시키는 블레이드 홈(28)과, 상기 고리형 피스톤(22)에 분단부분에서 요동 자유롭게 유지되는 원호형 외주 면을 갖는 요동부시(27)이고, 상기 구동축(33)이, 이 구동축(33)의 축심에서 소정량만큼 편심된 편심부(33a)를 구비하며, 이 편심부(33a)가 실린더실(C1, C2) 안에 위치하는 부분에 형성되고, 상기 구동축(33)은 편심부(33a)의 축방향 양측부분이 베어링부(16a, 17a)를 개재하고 케이싱(10)에 유지되며, 이 편심부(33a)의 축방향 양측부분보다 큰 지름으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
상기 제 1 발명에 의하면, 편심회전형 피스톤기구(20)의 동작 시에, 연결부재(27)와 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)가 습동면(P1, P2)에서 실질적으로 면 접촉하므로, 그 접촉부분에 작용하는 단위면적당의 하중을 작게 할 수 있다. 따라서 운전 시에 블레이드(23)와 고리형 피스톤(22)이 연결부재(27)를 개재하고 미끄럼운동할 때에, 접촉부가 마모되거나, 시저가 발생하거나 하기 어려워진다. 또 연결부재(27)가 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해 습동면(P1, P2)에서 면 접촉함으로써, 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp) 사이에 가스가 누출되는 것도 방지할 수 있다.
또 이 제 1 발명에 의하면, 블레이드(23)를 실린더(21)에 일체적으로 형성하도록 하면, 편심회전형 피스톤기구(20)의 동작 시에 이상한 집중하중이 가해지거나, 응력 집중이 일어나기 어려워, 기구의 신뢰성을 높일 수 있는 이점도 있다.
또한 상기 제 1 발명에 의하면, 연결부재로서, 상기 블레이드(23)가 진퇴 가능하게 유지되는 블레이드 홈(28)과, 상기 고리형 피스톤(22)에 분단부분에서 요동 자유롭게 유지되는 원호형 외주 면을 갖는 요동부시(27)를 이용하므로, 운전 시의 가스 누출이나, 부재의 마모, 시저 발생을 확실하게 방지할 수 있음에 더불어, 연결부의 구조가 복잡해지는 것도 방지할 수 있다. 이로써 기구의 대형화나 원가의 증가도 방지할 수 있다.
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또 상기 제 1 발명에 의하면, 요동부시(27)의 요동 중심이, 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심보다 지름방향 안쪽으로 변위되도록 함으로써, 대칭형의 요동부시(27)를 사용한 경우라도 재팽창손실을 저감할 수 있도록 하므로, 운전 효율을 높일 수 있다. 따라서 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 요동부시(27)로 연결시킨 구성에 있어서, 요동부시(27)를 편심회전형 피스톤기구(20)의 효율 면에서 특히 우수한 구성으로 할 수 있다.
또 재팽창손실을 저감하기 위해 비대칭형상의 요동부시(27)를 사용하지 않고, 대칭형의 요동부시(27)를 사용할 수 있으므로, 기구의 잘못 조립을 피하는 것도 가능해진다.
상기 제 5 발명에 의하면, 실린더(21)를 가동측으로 하며, 고리형 피스톤(22)을 고정측으로 하는 구조에서, 연결부재(27)가 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해 면 접촉하면서, 고리형 피스톤(22)에 대한 실린더(22)의 동작이 이루어진다. 따라서 실린더(21)가 가동인 구조에서, 가스의 누출이나, 부재의 마모, 시저 발생을 방지할 수 있다.
상기 제 6 발명에 의하면, 실린더(21)를 고정측으로 하며, 고리형 피스톤(22)을 가동측으로 하는 구조에서, 연결부재(27)가 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해 면 접촉하면서, 실린더(22)에 대한 고리형 피스톤(22)의 동작이 이루어진다. 따라서 실린더(21)가 가동인 구조에서, 가스의 누출이나, 부재의 마모, 시저 발생을 방지할 수 있다.
상기 제 7 발명에 의하면, 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)를 경판(26)으로 일체화한 실린더(21)를 이용하므로, 실린더(21)의 강도가 높아진다. 따라서 강도가 높은 기구(20)의 설계가 용이해지는 이점이 있다.
상기 제 8 발명에 의하면, 고리형 피스톤(22)의 끝단면과 경판(26) 사이에 발생될 수 있는 축방향 틈새를 축소하는 컴플라이언스 기구(29)를 구성함으로써, 이 축방향 틈새로부터의 가스 누출이 발생하기 어려워지므로, 고 효율의 운전이 가능해진다.
상기 제 9 발명에 의하면, 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)를 블레이드(23)로 일체화한 실린더(21)를 이용하므로, 실린더(21)의 구조를 간소화할 수 있다. 이로써 소형 설계가 가능해진다.
상기 제 10 발명에 의하면, 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동축(33)이, 실린더(21) 및 고리형 피스톤(22) 중, 가동측에 연결되는 편심부(33a)의 축방향 양측부분에서 베어링부(16a, 17a)를 개재하고 케이싱(10)에 유지된 상태에서 회전하도록 함으로써, 이 편심회전형 피스톤기구(20)의 동작이 안정되므로, 기구(20)의 신뢰성이 향상된다.
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상기 제 13 발명에 의하면, 편심회전형 피스톤기구(20)의 바깥 둘레에 단열공간(S3)을 형성함으로써, 편심회전형 피스톤기구(20)가 예를 들어 압축기구(20)일 경우에, 이 압축기구(20)에 흡입되는 저압냉매에, 케이싱(10) 내 고압공간(S2)의 열이 전달되기 어려워지도록 할 수 있으므로, 흡입과열손실에 의한 성능저하를 방지할 수 있다.
상기 제 14 발명에 의하면, 편심회전형 피스톤기구(20)를 압축기구(20)로 한 경우에, 가스의 누출에 의한 압축효율 저하나, 고리형 피스톤(22)이나 블레이드(23)의 마모, 시저 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
상기 제 15 발명에 의하면, 케이싱(10) 내에, 압축기구(20)의 흡입측으로 연통되는 저압공간(S1)과, 이 압축기구(20)의 토출측으로 연통되는 고압공간(S2)을 형성하며, 상기 전동기(30)를 상기 저압공간(S1)에 배치한다.
여기서, 종래, 케이싱 내의 공간이 고압으로 되는 이른바 고압 돔형의 압축기에서는, 대용량 압축기의 상품화에 있어서, 전동기의 능력이 부족하여 신뢰성이 저하되는 문제가 있다. 그 이유는, 전동기의 바깥지름을 D, 축방향 길이를 L로 하면, 전동기의 출력이 D2×L에 비례하며, 전동기의 표면적이 대략 D×L에 비례하므로, 출력을 올려가면, 출력에 비례하여 커지는 발열량에 대해 열전달면적(표면적)이 작아져, 냉각부족으로 되어버리기 때문이다.
한편, 전동기를 저압공간에 배치하여 저압가스로 냉각하는 것도 가능하지만, 단순하게 전동기를 저압공간에 배치하면, 가스냉매가 압축기구로부터 직접 압축기 밖으로 배출되므로, 토출가스에 포함되는 기름방울이 분리되지 않는 채로 토출되어버린다. 그리고 냉매회로 내에서의 오일 순환량 증대에 따라 열교환기의 효율이 저하되거나, 오일 순환량 증대를 회피하기 위해 오일분리기를 별도 설치하는 것이 필요해지거나 한다는 문제가 있다.
이에 반해 상기 제 15 발명에서는, 케이싱(10) 내에, 압축기구(20)의 흡입측으로 연통되는 저압공간(S1)과, 이 압축기구(20)의 토출측으로 연통되는 고압공간(S2)을 형성하며, 상기 전동기(30)를 상기 저압공간(S1)에 배치함으로써, 압축기구(30)에의 흡입가스가 전동기(30) 주위를 흐르므로, 이 때에 전동기(30)를 효율적으로 냉각할 수 있다. 또 압축기구(20)의 토출측으로 연통되는 고압공간(S2)을 케이싱 내에 형성하므로, 압축기구(20)로부터 이 고압공간(20)을 개재하고 냉매 등의 토출가스를 토출하는 구조로 된다. 따라서 토출가스는, 압축기구(20)로부터의 토출 직후에는 다량의 윤활유가 포함되어있어도, 고압공간(S2)에서 윤활유가 분리된다. 이로써, 압축기(1)로부터 토출되는 토출가스는 윤활유가 분리된 것이 되므로, 냉매회로의 오일 순환량을 줄일 수 있으며, 압축기(1)의 오일부족도 해소할 수 있음과 더불어, 압축기(1)의 오일부족을 해소하기 위한 오일분리기도 불필요해진다.
상기 제 16 발명에 의하면, 외측 실린더실(C1)과, 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도가 서로 다르도록 구성되므로, 외측 실린더실(C1)과, 내측 실린더실(C2)로 압축용적 비를 조정하기가 가능해진다.
상기 제 17 발명에 의하면, 외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도를 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 크게 함으로써, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)의 압축용적 차를 작게 할 수 있으므로, 외측 실린더실(C1)의 토크변동 진폭과, 내측 실린더실(C2)의 토크변동 진폭과의 차가 적어져, 기구(20)의 동작이 안정된다.
상기 제 18 발명에 의하면, 외측 실린더실(C1)과, 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도가 서로 다르도록 구성되므로, 외측 실린더실(C1)과, 내측 실린더실(C2)로 압축용적 비를 조정하기가 가능해지며, 상기 제 19 발명에 의하면, 외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도를 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 크게 함으로써, 외측 실린더실(C1)과, 내측 실린더실(C2)의 압축용적 차를 작게 할 수 있으므로, 외측 실린더실(C1)의 토크변동 진폭과, 내측 실린더실(C2) 토크변동 진폭과의 차가 적어져, 기구(20)의 동작이 안정된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 회전식 압축기의 종단면도.
도 2는 압축기구의 동작을 나타내는 횡단면도.
도 3은 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 관한 회전식 압축기의 종단면도.
도 4는 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 관한 요동부시의 비교예의 구조도.
도 5는 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 관한 요동부시의 구조도.
도 6은 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 관한 요동부시의 비교예의 구조도.
도 7은 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 관한 요동부시의 구조도.
도 8은 제 2 실시형태에 관한 회전식 압축기의 종단면도.
도 9는 제 3 실시형태에 관한 회전식 압축기의 종단면도.
도 10은 제 4 실시형태에 관한 회전식 압축기의 종단면도.
도 11은 제 5 실시형태에 관한 회전식 압축기의 압축기구를 나타내는 횡단면도.
도 12는 제 6 실시형태에 관한 회전식 압축기의 종단면도.
도 13은 제 7 실시형태에 관한 회전식 압축기의 종단면도.
도 14는 요동부시의 변형예를 나타내는 구조도.
도 15는 요동부시의 다른 변형예를 나타내는 구조도.
도 16은 종래기술에 관한 회전식 압축기의 부분 종단면도.
도 17은 도 16의 ⅩⅦ-ⅩⅦ 단면도.
도 18은 도 17의 변형예를 나타내는 단면도.
부호의 설명
1 : 압축기 10 : 케이싱
16 : 상부 하우징 17 : 하부 하우징
16a, 17a : 베어링부 20 : 압축기구(편심회전형 피스톤기구)
21 : 실린더 22 : 고리형 피스톤
23 : 블레이드 24 : 외측 실린더
25 : 내측 실린더 26 : 경판
27 : 요동부시(연결부재) 27A : 토출측 부시
27B : 흡입측 부시 28 : 블레이드 홈
29 : 실 링(컴플라이언스 기구)
30 : 전동기(구동기구) 33 : 구동축
33a : 편심부 C1 : 실린더실(외측 실린더실)
C2 : 실린더실(내측 실린더실)
C1-Hp, C2-Hp : 고압실(제 1 실, 압축실)
C1-Lp, C2-Lp : 저압실(제 2 실, 압축실)
P1 : 제 1 습동면 P2 : 제 2 습동면
S3 : 단열공간
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
제 1 실시형태
본 실시형태는 회전식 압축기에 관한 것이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 압축기(1)는, 케이싱(10) 내에, 압축기구(편심회전운동 피스톤기구)(20)와, 전 동기(구동기구)(30)가 수납되며, 전(全)밀폐형으로 구성된다. 상기 압축기(1)는, 예를 들어 공기조화장치의 냉매회로에서, 증발기로부터 흡입한 냉매를 압축하여, 응축기로 토출하기 위해 이용된다.
케이싱(10)은, 원통형의 몸체부(11)와, 이 몸체부(11)의 상단부에 고정된 상부 경판(12)과, 몸체부(11)의 하단부에 고정된 하부 경판(13)으로 구성된다. 상부 경판(12)에는, 이 경판(12)을 관통하는 흡입관(14)이 설치되며, 몸체부(11)에는, 이 몸체부(11)를 관통하는 토출관(15)이 설치된다.
상기 압축기구(20)는, 케이싱(10)에 고정된 상부 하우징(16)과 하부 하우징(17) 사이에 구성된다. 이 압축기구(20)는, 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)와, 이 실린더실(C1, C2) 내에 배치된 고리형 피스톤(22)과, 도 2에 나타내는 바와 같이 실린더실(C1, C2)을 제 1 실인 고압실(압축실)(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실인 저압실(흡입실)(C1-Lp, C2-Lp)로 구획하는 블레이드(23)를 구비한다. 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)은 상대적으로 편심회전운동을 하도록 구성된다. 이 제 1 실시형태에서는, 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)가 가동측이며, 실린더실(C1, C2) 내에 배치되는 고리형 피스톤(22)이 고정측이다.
전동기(30)는 고정자(31)와 회전자(32)를 구비한다. 고정자(31)는, 압축기구(20) 하방에 배치되며, 케이싱(10)의 몸체부(11)에 고정된다. 회전자(32)에는 구동축(33)이 연결되며, 이 구동축(33)이 회전자(32)와 함께 회전하도록 구성된다. 구동축(33)은 상기 실린더실(C1, C2)을 상하방향으로 관통한다.
상기 구동축(33)에는, 이 구동축(33)의 내부를 축방향으로 이어지는 급유로 (도시 생략)가 형성된다. 또 구동축(33)의 하단부에는 급유펌프(34)가 배치된다. 그리고 상기 급유로는, 이 급유펌프(34)로부터 압축기구(20)까지 위쪽으로 이어진다. 이 구성에 의해, 케이싱(10) 내의 저부에 고이는 윤활유를, 이 급유펌프(34)로 상기 급유로를 통해 압축기구(20)의 습동부까지 공급하도록 한다.
구동축(33)에는, 실린더실(C1, C2)의 안에 위치하는 부분에 편심부(33a)가 형성된다. 편심부(33a)는, 이 편심부(33a)의 상하 부분보다 큰 지름으로 형성되며, 구동축(33)의 축심에서 소정량만큼 편심된다.
상기 실린더(21)는, 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)를 구비한다. 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)는, 하단부가 경판(26)으로 연결됨으로써 일체화된다. 그리고 구동축(33)의 편심부(33a)에, 상기 내측 실린더(25)가 미끄럼운동 자유롭게 끼워진다.
상기 고리형 피스톤(22)은, 상부 하우징(16)과 일체적으로 형성된다. 또 상부 하우징(16)과 하부 하우징(17)에는 각각, 상기 구동축(33)을 지지하기 위한 베어링부(16a, 17a)가 형성된다. 이와 같이, 본 실시형태의 압축기(1)는, 상기 구동축(33)이 상기 실린더실(C1, C2)을 상하방향으로 관통하며, 편심부(33a)의 축방향 양측부분이 베어링부(16a, 17a)를 개재하고 케이싱(10)에 유지되는 관통축 구조로 구성된다.
상기 압축기구(20)는, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재로서 요동부시(27)를 구비한다. 고리형 피스톤(22)은, 원형고리의 일부분이 분단된 C자형으로 형성된다. 상기 블레이드(23)는, 실린더실(C1, C2)의 지름방향 선 상이며, 실린더실(C1, C2)의 내주 쪽 벽면(내측 실린더(25)의 외주 면)부터 외주 쪽 벽면(외측 실린더(24)의 내주 면)까지, 고리형 피스톤(22)의 분단부분을 삽입 통과하여 연장되도록 구성되며, 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)에 고정된다. 그리고 요동부시(27)는, 고리형 피스톤(22)의 분단부분에서 이 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 연결한다. 여기서 블레이드(23)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)와 일체적으로 형성해도 되며, 다른 부재를 양 실린더(24, 25)에 설치해도 된다. 또 블레이드(23)는, 이 블레이드(23)의 길이방향으로 이동하도록 설치해도 된다.
외측 실린더(24)의 내주 면과 내측 실린더(25)의 외주 면은 서로 동일중심 상에 배치된 원통 면이며, 그 사이에 상기 실린더실(C1, C2)이 형성된다. 상기 고리형 피스톤(22)은, 외주 면이 외측 실린더(24)의 내주 면보다 작은 지름이며, 내주 면이 내측 실린더(25)의 외주 면보다 큰 지름으로 형성된다. 이로써, 고리형 피스톤(22)의 외주 면과 외측 실린더(24) 내주 면과의 사이에 외측 실린더실(C1)이 형성되며, 고리형 피스톤(22)의 내주 면과 내측 실린더(25) 외주 면과의 사이에 내측 실린더실(C2)이 형성된다.
또 고리형 피스톤(22)과 실린더(21)는, 고리형 피스톤(22)의 외주 면과 외측 실린더(24)의 내주 면이 1 점에서 실질적으로 접하는 상태(엄밀하게는 미크론오더의 틈새가 있지만, 그 틈새에서의 냉매 누출이 문제가 되지 않는 상태)에서, 그 접점과 위상이 180°다른 위치에서, 고리형 피스톤(22)의 내주 면과 내측 실린더(25)의 외주 면이 1 점에서 실질적으로 접하도록 형성된다.
상기 요동부시(27)는, 블레이드(23)에 대해 고압실(C1-Hp, C2-Hp) 쪽에 위치하는 토출측 부시(27A)와, 블레이드(23)에 대해 저압실(C1-Lp, C2-Lp) 쪽에 위치하는 흡입측 부시(27B)로 구성된다. 토출측 부시(27A)와 흡입측 부시(27B)는 모두 단면형상이 거의 반원형이며 동일형상으로 형성되고, 평탄한 면이 서로 대향하도록 배치된다. 그리고 양 부시(27A, 27B)의 대향 면 사이의 공간이 블레이드 홈(28)을 구성한다.
이 블레이드 홈(28)에 블레이드(23)가 삽입되어, 요동부시(27A, 27B)의 평탄한 면(제 2 습동면(P2): 도 2의 (C) 참조)이 블레이드(23)와 실질적으로 면 접촉하며, 원호형의 외주 면(제 1 습동면(P1))이 고리형 피스톤(22)과 실질적으로 면 접촉한다. 요동부시(27A, 27B)는, 블레이드 홈(28)에 블레이드(23)가 끼워진 상태에서, 블레이드(23)가 그 면 방향으로 블레이드 홈(28) 내를 진퇴하도록 구성된다. 동시에 요동부시(27A, 27B)는, 고리형 피스톤(22)에 대해 블레이드(23)와 일체적으로 요동하도록 구성된다. 따라서 상기 요동부시(27)는, 이 요동부시(27)의 중심점을 요동 중심으로 하여 상기 블레이드(23)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 요동 가능해지며 또 상기 블레이드(23)가 고리형 피스톤(22)에 대해 이 블레이드(23)의 면 방향으로 진퇴 가능해지도록 구성된다.
이 실시형태에서는 양 부시(27A, 27B)를 별개로 한 예에 대해 설명했지만, 양 부시(27A, 27B)는 일부에서 연결함으로써 일체구조로 해도 된다.
이상의 구성에서, 구동축(33)이 회전하면, 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)는, 블레이드(23)가 블레이드 홈(28) 내를 진퇴하면서, 요동부시(27)의 중심 점을 요동중심으로 하여 요동한다. 이 요동동작에 의해, 고리형 피스톤(22)과 실린더(21)의 접촉점이, 도 2에서 (A)부터 (D)로 차례로 이동한다. 이 때, 상기 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)는 구동축(33) 둘레를 공전운동 하지만, 자전운동은 하지 않는다.
상부 하우징(16)에는, 흡입관(14) 하측의 위치에 흡입구(41)가 형성된다. 이 흡입구(41)는, 내측 실린더실(C2)부터, 외측 실린더(24)의 바깥둘레에 형성된 흡입공간(42)에 걸쳐, 긴 구멍형으로 형성된다. 이 흡입구(41)는, 상부 하우징(16)을 그 축방향으로 관통하며, 실린더실(C1, C2)의 저압실(C1-Lp, C2-Lp) 및 흡입공간(42)과 상부 하우징의 위쪽 공간(저압공간(S1))을 연통시킨다. 또 외측 실린더(24)에는, 상기 흡입공간(42)과 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp)을 연통시키는 광통공(43)이 형성되며, 고리형 피스톤(22)에는, 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp)과 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)을 연통시키는 광통공(44)이 형성된다.
여기서, 상기 외측 실린더(24)와 고리형 피스톤(22)은, 상기 흡입구(41)에 대응한 부분의 상단부를 도 1에 점선으로 나타내는 바와 같이 모깎기 처리를 하여, 쐐기형상으로 하면 된다. 이와 같이 하면, 저압실(C1-Lp, C2-Lp)로의 냉매 흡입을 효율적으로 행할 수 있다.
상부 하우징(16)에는 토출구(45, 46)가 형성된다. 이들 토출구(45, 46)는 각각 상부 하우징(16)을 그 축방향으로 관통한다. 토출구(45)의 하단은 외측 실린더실(C1)의 고압실(C1-Hp)에 임하도록 개구되며, 토출구(45)의 상단은 내측 실린더 실(C2)의 고압실(C2-Hp)에 임하도록 개구된다. 한편, 이들 토출구(45, 46)의 상단은, 이 토출구(45, 46)를 개폐하는 토출밸브(리드밸브)(47, 48)를 개재하고 토출공간(49)으로 연통된다.
이 토출공간(49)은, 상부 하우징(16)과 카버플레이트(18) 사이에 형성된다. 상부 하우징(16) 및 하부 하우징(17)에는, 토출공간(49)으로부터 하부 하우징(17) 하측의 공간(고압공간(S2))으로 연통되는 토출통로(49a)가 형성된다.
한편, 상기 하부 하우징(17)에는 실 링(29)이 구성된다. 이 실 링(29)은 하부 하우징(17)의 고리형 홈(17b)에 장전(裝塡)되며, 실린더(21)의 경판(26) 하면에 압착된다. 또 실린더(21)와 하부 하우징(17)의 접촉면에는, 실 링(29)의 지름방향 안쪽부분에 고압의 윤활유가 도입되도록 구성된다. 이상의 점에서, 상기 실 링(29)은 상기 윤활유의 압력을 이용하여, 고리형 피스톤(22)의 하단면과 실린더(21) 경판(26)과의 사이 축방향 틈새를 축소하는 컴플라이언스(compliance) 기구를 구성한다.
-운전동작-
다음에, 이 압축기(1)의 운전동작에 대해 설명한다.
전동기(30)를 기동시키면, 회전자(32)의 회전이 구동축(33)을 통해 압축기구(20)의 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)에 전달된다. 그리 되면 블레이드(23)가 요동부시(27A, 27B) 사이에서 왕복운동(진퇴동작)을 하며, 또, 블레이드(23)와 요동부시(27A, 27B)가 일체적으로 되어, 고리형 피스톤(22)에 대해 요동동작을 한다. 이 때, 요동부시(27A, 27B)는, 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23) 에 대해 습동면(P1, P2)에서 실질적으로 면 접촉한다. 그리고 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)가 고리형 피스톤(22)에 대해 요동하면서 공전운동을 하며, 압축기구(20)가 소정의 압축동작을 한다.
구체적으로 외측 실린더실(C1)에서는, 도 2의 (D)의 상태에서 저압실(C1-Lp)의 용적이 거의 최소이며, 여기서부터 구동축(33)이 도면의 오른쪽 방향으로 회전하여 도 2의 (A), (B), (C)의 상태로 변화함에 따라 이 저압실(C1-Lp)의 용적이 증대할 때에, 냉매가 흡입관(14), 저압공간(S1) 및 흡입구(41)를 통해 이 저압실(C1-Lp)로 흡입된다. 이 때, 냉매는 흡입구(41)로부터 저압실(C1-Lp)로 직접 흡입될 뿐 아니라, 일부는 흡입구(4)로부터 흡입공간(42)으로 흘러가, 거기서부터 관통공(43)을 통해 저압실(C1-Lp)로 흡입된다.
구동축(33)이 1회전하여 다시 도 2의 (D)의 상태로 되면, 상기 저압실(C1-Lp)로의 냉매 흡입이 완료된다. 그리고 이 저압실(C1-Lp)은, 이번에는 냉매가 압축되는 고압실(C1-Hp)이 되며, 블레이드(23)를 사이에 두고 새로운 저압실(C1-Lp)이 형성된다. 구동축(33)이 다시 회전하면, 상기 저압실(C1-Lp)에서 냉매의 흡입이 반복되는 한편, 고압실(C1-Hp)의 용적이 감소되어, 이 고압실(C1-Hp)에서 냉매가 압축된다. 고압실(C1-Hp)의 압력이 소정값이 되어 토출공간(49)과의 차압이 설정값으로 달하면, 이 고압실(C1-Hp)의 고압냉매에 의해 토출밸브(47)가 열어, 고압냉매가 토출공간(49)으로부터 토출통로(49a)를 통해 고압공간(S2)으로 유출된다.
내측 실린더실(C2)에서는, 도 2의 (B)의 상태에서 저압실(C2-Lp)의 용적이 거의 최소이며, 여기서부터 구동축(33)이 도면의 오른쪽 방향으로 회전하여 도 2의 (C), (D), (A)의 상태로 변화함에 따라 이 저압실(C2-Lp)의 용적이 증대할 때에, 냉매가 흡입관(14), 저압공간(S1) 및 흡입구(41)를 통해 이 저압실(C2-Lp)로 흡입된다. 이 때, 냉매는, 흡입구(41)로부터 저압실(C2-Lp)로 직접 흡입될 뿐 아니라, 일부는 흡입구(4)로부터 흡입공간(42)으로 흘러가, 거기서부터 관통공(43), 외측 실린더실의 저압실(C1-Lp), 및 관통공(44)을 통해 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)로 흡입된다.
구동축(33)이 1회전하여 다시 도 2의 (B)의 상태로 되면, 상기 저압실(C2-Lp)로의 냉매 흡입이 완료된다. 그리고 이 저압실(C2-Lp)은, 이번에는 냉매가 압축되는 고압실(C2-Hp)로 되며, 블레이드(23)를 사이에 두고 새로운 저압실(C2-Lp)이 형성된다. 구동축(33)이 다시 회전하면, 상기 저압실(C2-Lp)에서 냉매의 흡입이 반복되는 한편, 고압실(C2-Hp)의 용적이 감소되어, 이 고압실(C2-Hp)에서 냉매가 압축된다. 고압실(C2-Hp)의 압력이 소정값이 되어 토출공간(49)과의 차압이 설정값으로 달하면, 이 고압실(C2-Hp)의 고압냉매에 의해 토출밸브(48)가 열어, 고압냉매가 토출공간(49)으로부터 토출통로(49a)를 통해 고압공간(S2)으로 유출된다.
이와 같이 하여 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)에서 압축되어 고압공간(S2)으로 유출된 고압 냉매는, 토출관(15)으로부터 토출되어, 냉매회로에서 응축행정, 팽창행정, 및 증발행정을 마친 후, 다시 압축기(1)로 흡입된다.
-제 1 실시형태의 효과-
이 제 1 실시형태에서는, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 연결하는 연결부재로서 요동부시(27)를 설치하여, 이 요동부시(27)가 고리형 피스톤 (22) 및 블레이드(23)에 대해 습동면(P1, P2)에서 실질적으로 면 접촉을 하도록 구성하므로, 운전 시에 고리형 피스톤(22)이나 블레이드(23)가 마모되거나, 그 접촉부에 시저가 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또 이와 같이 요동부시(27)를 설치하여, 요동부시(27)와 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)가 면 접촉하도록 하므로, 접촉부의 밀봉성도 우수하다. 이로써, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2) 각각에서, 고압실(C1-Hp, C2-Hp)로부터 저압실(C1-Lp, C2-Lp)로 냉매가 누출되어 압축효율이 저하되는 것도 방지할 수 있다.
또한 이 실시형태의 압축기(1)에 의하면, 외측 실린더실(C1)에서의 압축동작에 수반하는 토크 변동과 내측 실린더실(C2)에서의 압축동작에 수반하는 토크 변동의 변위차가 180°어긋나므로, 1실린더형의 압축기에 비해, 합계 토크곡선 진폭이 작아진다. 이 진폭이 크면 압축기(1)의 진동이나 소음이 문제가 되지만, 본 실시형태에서는 이와 같은 문제도 방지할 수 있다. 또 소음이 작은 구조이므로, 방음재도 필요 없으며, 비용저감 효과도 있다.
또 압축기구를 2단으로 중첩시킨 종래의 2실린더형 압축기(예를 들어, 일특개 2000-161276호 공보 참조)에서는, 구성이 복잡해지고 원가도 상승하지만, 이 실시형태의 압축기(1)에서는, 1개의 압축기구(20)에 형성된 2개의 실린더실(C1, C2)에 의해 상기 2실린더형의 압축기와 동등한 능력을 얻을 수 있음과 더불어, 구조도 간소화할 수 있으며 원가도 억제할 수 있다. 또한 이 실시형태에서는, 압축기구를 2단으로 중첩시킨 2실린더형 압축기보다 베어링간의 거리(span)를 짧게 할 수 있으므로, 구동축의 휨이 적어져, 동작이 안정된다.
그리고 이 실시형태의 구조에 의하면, 운전조건의 변화에 의해 냉매회로의 증발기로부터 압축기(1)로 액 백이 발생한 경우에, 실린더실(C1, C2)의 고압실(C1-Hp, C2-Hp) 고압압력이 이상상승하면, 실 링(29)가 변형함으로써 실린더(21)가 아래쪽으로 변위된다. 이렇게 함으로써 액 냉매를 고압실C1-Hp, C2-Hp)로부터 저압실(C1-Lp, C2-Lp)로 누출시킬 수 있으므로, 액 압축도 방지할 수 있다. 그 결과, 압축기구(20) 고장의 우려가 적어, 신뢰성이 향상된다.
또 이 제 1 실시형태에 의하면, 블레이드(23)가 실린더(21)에 일체적으로 형성되어, 그 양 끝단에서 실린더(21)에 유지되므로, 운전 중에 블레이드(23)에 이상한 집중하중이 가해지거나, 응력집중이 일어나기 어렵다. 이로써, 습동부가 손상되기 어려우며, 이 점에서도 기구의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 도 14∼도 16에 나타낸 종래의 것에서는, 고리형 피스톤(22)을 자전운동 시키지 않고 편심회전운동만 시키기 위한 자전운동 저지기구로서 올덤기구가 이용되지만, 본 제 1 실시형태에서는 요동부시(27)를 개재하고 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 연결하는 것 자체가 고리형 피스톤의 자전운동 저지기구로 되어, 전용 자전운동 저지기구가 필요 없으므로, 소형 설계가 가능해진다.
-제 1 실시형태의 변형예-
[제 1 변형예]
제 1 실시형태의 제 1 변형예를 도 3에 나타낸다.
이 변형예는, 실린더(21)를 경판(26)을 이용하지 않고 구성한 예이다. 구체적으로 실린더(21)는, 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)와 블레이드(23)가 일체화된 것으로 구성된다. 또 이 예에서는 도 1에 나타낸 실 링(29)은 장전하지 않는다.
이와 같이 구성하면, 실린더(21)의 구성을 보다 간소화할 수 있어, 압축기구(20)의 소형화가 가능해진다.
여기서 그 밖의 구성, 작용, 효과는 제 1 실시형태와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
[제 2 변형예]
제 2 변형예는, 요동부시(27)의 원호형 외주 면 지름치수(D)를, 고리형 피스톤(22)의 벽두께 치수(T)보다 크게 한 것이다. 이 경우, "고리형 피스톤(22)의 벽두께 치수"란, 고리형 피스톤(22)의 외주 면 반지름치수와 내주 면 반지름치수와의 차를 나타낸다. 보다 구체적으로는, 요동부시(27)의 원호형 외주면 지름치수(D)를, 고리형 피스톤(22)의 내주 원 및 외주 원의 연장선과 블레이드(23) 양 측변의 교점으로 구성되는 사각형의 대각(對角) 치수보다 크게 한다.
여기서, 고리형 피스톤(22)이 하측 사점(dead point) 위치에 있을 때의 비교예를 나타내는 도 4의 (A) 및 상측 사점위치에 있을 때의 비교예를 나타내는 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부시(27)의 지름치수(D)가 고리형 피스톤(22)의 벽두께 치수(T)와 동일하면, 고리형 피스톤(22)이 편심회전운동을 할 때의 블레이드(23) 동작을 방해하지 않도록(도 4의 (A)의 가상선 참조), 고리형 피스톤(22)에 벤 자리부(notch)(22a)를 형성할 필요가 있다. 이 경우, 상기 벤 자리부(22a) 중의 공간은, 고압실(C2-Hp)에서의 압축행정이 완료되어도 고압가스가 배출되지 않고 남는 무효용적(Ds)이 된다. 그 결과, 이 무효용적(Ds)에 잔류한 고압가스가 다음의 흡입행정 개시 시에 저압실(C2-Lp)로 누출되어 다시 팽창하여, 효율이 저하되게 되어버린다.
한편, 이 변형예에서는, 고리형 피스톤(22)이 하측 사점위치에 있는 도 5의 (A) 및 상측 사점위치에 있는 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부시(27)의 지름치수(D)를 고리형 피스톤(22)의 벽두께 치수(T)보다 크게(구체적으로는, 요동부시(27)의 지름치수(D)를, 고리형 피스톤(22)의 내주 원 및 외주 원의 연장선과 블레이드(23) 양 측변의 교점으로 구성되는 사각형의 대각치수보다 크게) 하므로, 고리형 피스톤(22)에 모깎기부(27a)를 형성하는 것만으로 무효용적(Ds)을 작게 할 수 있다. 따라서 편심회전형 피스톤기구(20)를 압축기구로 하는 경우의 재팽창 손실을 저감할 수 있어, 운전 효율을 높일 수 있다.
이와 같이 제 2 변형예에 의하면, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 요동부시(27)로 연결한 경우에, 요동부시(27)를 압축기구(20)의 효율면에서 특히 우수한 구성으로 할 수 있다.
[제 3 변형예]
제 3 변형예는, 요동부시(27)의 요동 중심을, 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심보다 지름방향 안쪽으로 변위시키도록 한 것이다.
여기서, 고리형 피스톤(22)이 하측 사점위치에 있을 때의 비교예를 나타내는 도 6의 (A) 및 상측 사점위치에 있을 때의 비교예를 나타내는 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부시(27)의 중심을 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심과 일치시키고, 양쪽에 같은 모깎기부(27a)를 갖는 대칭형의 요동부시(27)를 사용하면, 고리형 피스톤(22)의 안쪽에 무효용적(Ds)이 생겨, 재팽창손실이 문제가 된다. 역으로 말하면, 요동부시(27)의 중심을 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심과 일치시켰을 경우에 재팽창손실을 저감하고자 하면, 고리형 피스톤(22) 안쪽의 상기 모깎기 부(27a)만을 작게 한, 조립작업이 번거로운 비대칭형상의 요동부시(27)가 필요해진다.
이에 반해 이 변형예에서는, 고리형 피스톤(22)이 하측 사점위치에 있는 도 7의 (A) 및 상측 사점위치에 있는 도 7의 (B)에 나타내는 바와 같이, 요동부시(27)의 중심을 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심보다 지름방향 안쪽으로 변위시키므로, 대칭형의 요동부시(27)를 사용한 경우라도, 거의 무효용적(Ds)을 발생시키지 않는 것이 가능하다. 이로써, 간단하게 재팽창손실을 저감할 수 있어, 운전 효율을 높일 수 있다.
이와 같이 제 3 변형예에 의하면, 제 2 변형예와 마찬가지로, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 요동부시(27)로 연결한 경우에, 요동부시(27)를 압축기구(20)의 효율면에서 특히 우수한 구성으로 할 수 있다.
또 비대칭형상의 요동부시(27)를 사용하지 않고, 대칭형의 요동부시(27)를 사용해도 재팽창손실을 저감할 수 있으므로, 간단하게 기구의 조립오류를 피할 수도 있다. 즉, 비대칭형상의 요동부시(27)를 이용한 경우에는 설치방향을 틀림으로써 잘못 조립할 우려가 있지만, 이 예에서는 대칭형상의 요동부시(27)를 이용함으로써, 조립오류나, 조립오류를 방지하기 위한 번거로운 작업이 불필요해진다.
제 2 실시형태
본 발명의 제 2 실시형태는, 케이싱(10) 내의 압축기구(20)와 전동기(30) 배치를 제 1 실시형태와 변경한 것이다.
이 제 2 실시형태에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 압축기구(20)를 케이싱(10) 내의 하부에 배치하며, 전동기(30)를 상부에 배치한다. 압축기구(20)는 케이싱(10)의 하부에 고정된 상부 하우징(16)과 하부 하우징(17) 사이에 구성되며, 상부 하우징(16)에 고리형 피스톤(22)이 일체적으로 형성된다. 실린더(21)는 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)와 경판(26)이 일체적으로 형성된 것으로, 구동축(33)의 편심부(33a)에 내측 실린더(25)가 미끄럼 운동 자유롭게 끼워지며, 상부 하우징(16)과 하부 하우징(17) 사이에 유지된다. 또 상부 하우징(16)과 하부 하우징(17)에는 각각, 구동축(33)을 지지하는 베어링부(16a, 17a)가 구성된다.
상부 케이싱(10)의 몸체부(11)에는 흡입관(14)이 배치되며, 상부 경판(12)에는 토출관(15)이 배치된다. 또 상부 하우징(16)에는, 흡입구(41)를 개재하고 상기 흡입관(14)과 연통되는 흡입공간(42)과, 이 흡입공간(42)으로부터 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp) 및 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)로 연통되는 흡입통로(42a)가 형성된다. 또한 흡입공간(42)은, 외측 실린더(24)의 관통공(43)을 통해 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp)로 연통되며, 또, 고리형 피스톤(22)의 관통공(44)을 통해 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)로 연통된다.
상부 하우징(16)에는, 외측 실린더실(C1)의 토출구(45)와 내측 실린더실(C2)의 토출구(46)가 형성되며, 토출구(45)에 토출밸브(47)가, 토출구(46)에 토출밸브(48)가 장착된다.
상부 하우징(16)에는, 이들 토출구(45, 46)를 피복하는 토출카버(소음부재)가 설치된다. 이 토출카버(50)와 상부 하우징(16) 사이에 토출공간(49)이 형성된다. 이 토출공간(49)은, 토출카버(50)의 중심부에 형성된 개구(50a)를 통해 이 토 출카버(50)의 위쪽 공간과 연통된다.
이 제 2 실시형태에서, 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다. 따라서 상기 이외의 구성에 대해, 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.
이 제 2 실시형태에서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 연결하는 연결부재로서 요동부시(27)를 설치하며, 이 요동부시(27)가 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해 습동면(P1, P2)에서 실질적으로 면 접촉하도록 구성된다. 따라서 운전 시에 고리형 피스톤(22)이나 블레이드(23)가 마모되거나, 그 접촉부에 시저가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또 요동부시(27)와 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)가 면 접촉하므로, 접촉부의 밀봉성이 우수한 점도 제 1 실시형태와 마찬가지이다. 이로써, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2) 각각에서, 고압실(C1-Hp, C2-Hp)로부터 저압실(C1-Lp, C2-Lp)로 냉매가 누출되어 압축효율이 저하되는 것도 방지할 수 있다.
그 밖에, 합계 토크곡선 진폭이 작아짐에 의한 저 진동화 및 저 소음화나 원가 저감을 비롯해, 종래의 2실린더형 압축기와 비교했을 경우의 구조 간소화, 액 압축의 방지 등, 제 1 실시형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
또 이 실시형태에서는 압축기구(20)를 케이싱(10) 내의 하부에 배치하여, 기구의 습동부가 오일팬 근방에 위치하도록 하므로, 윤활을 용이하게 행할 수 있는 이점도 있다.
제 3 실시형태
본 발명의 제 3 실시형태는, 압축기구(20)의 구조를, 제 1 실시형태와 일부 변경한 예이다.
이 제 3 실시형태에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 압축기구(20) 자체의 상하관계를 제 1 실시형태와는 역전시킴과 더불어, 흡입구조를 변경한다. 구체적으로 실린더(21)는, 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)를, 그 상단에서 경판(26)으로 연결함으로써 일체적으로 형성된다. 또 고리형 피스톤(22)은 하부 하우징(17)에 일체적으로 형성된다. 실 링(29)은 상부 하우징(16)에 형성된 고리형 홈(16b)에 장전되며, 실린더(21)의 경판(26) 상면에 압착된다.
흡입관(14)은 케이싱(10)의 몸체부(11)에 가로방향으로 설치되며, 하부 하우징(17)에 이 흡입관(14)과 연통되는 흡입구(41)가 형성된다. 또 하부 하우징(17)에는, 흡입구(41)로 연통되는 흡입공간(42)과, 이 흡입공간(42)으로부터 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp) 및 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)로 연통되는 흡입통로(42a)가 형성된다. 이 흡입공간(42)은, 외측 실린더(24)의 관통공(43)을 통해 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp)로 연통되며, 또 고리형 피스톤(22)의 관통공(44)을 통해 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)로 연통된다.
토출구(45, 46)는, 하부 하우징(17)에 형성된다. 그리고 외측 실린더실(C1)의 토출구(45)에 토출밸브(47)가, 내측 실린더실(C2)의 토출구(46)에 토출밸브(48)가 장착된다. 또 하부 하우징(17)의 하면에는, 카버플레이트(18)가 설치되며, 이 하부 하우징(17)과 카버플레이트(18) 사이에 토출공간(49)이 형성된다. 이 토출공간(49)은, 도시하지 않는 토출통로를 통해, 압축기(20) 하방의 고압공간(S2)으로 연통된다.
그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
이 제 3 실시형태에서도, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 연결하는 연결부재로서 요동부시(27)를 설치하며, 이 요동부시(27)가 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해 습동면(P1, P2)에서 실질적으로 면 접촉하도록 구성된다. 따라서 운전 시에 고리형 피스톤(22)이나 블레이드(23)가 마모되거나, 그 접촉부에 시저가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또 요동부시(27)와 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)가 면 접촉을 하므로, 접촉부의 밀봉성이 우수한 점도 제 1 실시형태와 마찬가지이다. 이로써, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2) 각각에서, 고압실(C1-Hp, C2-Hp)로부터 저압실(C1-Lp, C2-Lp)로 냉매가 누출되어 압축효율이 저하되는 것도 방지할 수 있다.
또한 합계 토크곡선 진폭이 작아짐에 의한 저 진동화 및 저 소음화나 원가 저감을 비롯해, 종래의 2실린더형 압축기와 비교했을 경우의 구조 간소화, 액 압축의 방지 등, 상기 각 실시형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
제 4 실시형태
본 발명의 제 4 실시형태는 제 1∼제 3 실시형태가 고리형 피스톤(22)을 고정측으로 하며, 실린더(21)를 가동측으로 한 예인데 반해, 실린더(21)를 고정측으로 하며, 고리형 피스톤(22)을 가동측으로 한 예이다.
이 제 4 실시형태에서는 도 10에 나타내는 바와 같이, 압축기구(20)는 제 1 실시형태와 마찬가지로 케이싱(10) 내의 상부에 배치된다. 이 압축기구(20)는 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 상부 하우징(16)과 하부 하우징(17) 사이에 구성된 다.
한편, 상기 각 실시형태와는 달리, 상부 하우징(16)에 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)가 배치된다. 이들 외측 실린더(24)와 내측 실린더(25)가 상부 하우징(16)에 일체화되어 실린더(21)가 구성된다.
상부 하우징(16)과 하부 하우징(17) 사이에는, 고리형 피스톤(22)이 유지된다. 이 고리형 피스톤(22)은 경판(26)과 일체화된다. 이 경판(26)에는 구동축(33)의 편심부(33a)에 미끄럼운동 자유롭게 끼워지는 허브(26a)가 배치된다. 따라서 이 구성에서는, 구동축(33)이 회전하면, 고리형 피스톤(22)이 실린더실(C1, C2) 내에서 편심회전운동을 한다. 또 블레이드(23)는 상기 각 실시형태와 마찬가지로 실린더(21)에 일체화된다.
상부 하우징(16)에는, 케이싱(10)내에서 압축기구(20) 위쪽의 저압공간(S1)으로부터 외측 실린더실(C1) 및 내측 실린더실(C2)로 연통되는 흡입구(41)와, 외측 실린더실(C1)의 토출구(45) 및 내측 실린더실(C2)의 토출구(46)가 형성된다. 또 상기 허브(26a)와 내측 실린더(25) 사이에 상기 흡입구(41)와 연통되는 흡입공간(42)이 형성되며, 내측 실린더(25)에 관통공(44)이, 고리형 피스톤(22)에 관통공(43)이 형성된다. 또한 고리형 피스톤(22)과 내측 실린더(25)의 상단부에는, 흡입구(41)에 대응하는 부분에 점선으로 나타내는 바와 같이 모깎기 처리를 하면 된다.
압축기구(20)의 위쪽에는 카버플레이트(18)가 설치되며, 상부 하우징(16)과 카버플레이트(18) 사이에 토출공간(49)이 형성된다. 이 토출공간은, 상부 하우 징(16)과 하부 하우징(17)에 형성된 토출통로(49a)를 통해 압축기(20) 하방의 고압공간(S2)과 연통된다.
이 제 4 실시형태에서도, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 연결하는 연결부재로서 요동부시(27)를 설치하며, 이 요동부시(27)가 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)에 대해 습동면(P1, P2)에서 실질적으로 면 접촉하도록 구성된다. 따라서 운전 시에 고리형 피스톤(22)이나 블레이드(23)가 마모되거나, 그 접촉부에 시저가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또 요동부시(27)와 고리형 피스톤(22) 및 블레이드(23)가 면 접촉하므로, 접촉부의 밀봉성이 우수한 점도 제 1 실시형태와 마찬가지이다. 이로써, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2) 각각에서, 고압실(C1-Hp, C2-Hp)로부터 저압실(C1-Lp, C2-Lp)로 냉매가 누출되어 압축효율이 저하되는 것도 방지할 수 있다.
또한 합계 토크곡선 진폭이 작아짐에 의한 저 진동화 및 저 소음화나 원가 저감을 비롯해, 종래의 2실린더형 압축기와 비교했을 경우의 구조 간소화, 액 압축의 방지 등, 상기 각 실시형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
제 5 실시형태
본 발명의 제 5 실시형태는, 고리형 피스톤(22)의 바깥쪽에 형성되는 외측 실린더실(C1)과, 이 고리형 피스톤(22)의 안쪽에 형성되는 내측 실린더실(C2)이, 흡입종료각도가 서로 다르게 되도록 한 예이다.
이 제 5 실시형태에서는, 흡입구조로서, 이미 설명한 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 케이싱(10)의 몸체부(11)에 횡방향으로 배치된 흡입관(14) 및 흡입공 간(42)으로부터, 외측 실린더(24)의 관통공(43) 및 내측 실린더(25)의 관통공(44)을 통해, 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 냉매가 흡입되는 것으로 한다.
그리고 도 11에 나타내는 바와 같이, 외측 실린더(24)의 관통공(43)이, 내측 실린더(25)의 관통공(44)보다 둘레방향으로 넓은 범위에 형성되며, 흡입행정이 종료하는 위치(압축행정이 개시되는 위치)가, 내측 실린더실(C2)보다 외측 실린더실(C1) 쪽이 지연되도록 구성된다. 즉, 외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도가 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 크게 형성된다.
이와 같이 구성하면, 외측 실린더실(C1)의 압축용적을, 상기 각 실시형태에 비해 작게 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 고리형 피스톤(22)의 외주 쪽에 위치하는 외측 실린더실(C1)의 압축용적과, 이 고리형 피스톤(22)의 내주 쪽에 위치하는 내측 실린더실(C2)의 압축용적과의 차를 작게 하는 것이 가능해진다. 따라서 외측 실린더실(C1)에서의 압축동작에 수반하는 토크변동의 진폭과, 내측 실린더실(C2)에서의 압축동작에 수반하는 토크변동 진폭과의 차가 적어지므로, 전체적인 토크변동을 상기 각 실시형태보다 더욱 작게 하는 것이 가능해진다. 이로써, 저 진동화, 저 소음화의 이점을 더욱 향상시키기가 가능해진다.
또 그 밖에도 상기 각 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
제 6 실시형태
본 발명의 제 6 실시형태는, 압축기구(20)의 바깥 둘레에 단열공간(S3)을 형성한 예이다.
구체적으로는 도 12에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태(도 1)에서 외측 실린더(24)에 형성한 관통공(43)과 고리형 피스톤(22)에 형성한 관통공(44)을 형성하지 않고, 외측 실린더(24) 주위의 공간을 저압의 단열공간(S3)으로 한 것이다. 즉, 이 제 6 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 흡입공간(42)을 저압냉매가 체류하는 단열공간(S3)으로서 기능시킨다.
그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
이와 같이 구성하면, 압축기구(20)에 흡입되는 저압냉매에 고압공간(S2)의 열이 전달되기 어려워지므로, 흡입과열손실에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다.
제 7 실시형태
본 발명의 제 7 실시형태는 도 13에 나타내는 바와 같이, 케이싱(10) 내부에서 압축기구(20) 하방의 공간을 저압공간(S1)으로 하며, 이 압축기구(20) 상방의 공간을 고압공간(S2)으로 한 예이다. 이하, 주로 제 1 실시형태와 상이한 점에 대해 설명한다.
이 압축기(1)에서는, 케이싱(10)의 몸체부(11)에, 이 몸체부(11)를 관통하는 흡입관(14)이 배치되며, 상부 경판(12)에, 이 경판(12)을 관통하는 토출관(15)이 배치된다.
또 상기 구동축(33)은, 하단부가 베어링 부재(19)에 의해 지지된다.
압축기구(20)에 관해서는, 흡입구조 및 토출구조와, 컴플라이언스기구가 제 1 실시형태와 다르다.
우선, 하부 하우징(17)에는, 압축기구(20) 하방의 공간(저압공간(S1))으로 개방된 흡입구(41)가 형성된다. 또 상부 하우징(16)에는, 흡입구(41)로 연통되는 흡입공간(42)과, 이 흡입공간(42)으로부터 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp) 및 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)로 연통되는 흡입통로(42a)가 형성된다. 상기 흡입공간(42)과 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp)을 연통시키는 관통공(43)이 외측 실린더(24)에 형성되며, 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp)과 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)을 연통시키는 관통공(44)이 고리형 피스톤(22)에 형성되는 점은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
또 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 상부 하우징(16)에는 토출구(45, 46)가 형성된다. 이들 토출구(45, 46)는 각각, 상부 하우징(16)을 그 축방향으로 관통한다. 토출구(45)의 하단은 외측 실린더실(C1)의 고압실(C1-Hp)에 임하도록 개구되며, 토출구(45)의 상단은 내측 실린더실(C2)의 고압실(C2-Hp)에 임하도록 개구된다. 한편, 이들 토출구(45, 46)의 상단은, 이 토출구(45, 46)를 개폐하는 토출밸브(리드밸브)(47, 48)를 개재하고 토출공간(49)으로 연통된다.
이 토출공간(49)은, 상부 하우징(16)과 카버플레이트(18) 사이에 형성된다. 토출공간(49)은, 압축기구(20) 상방에서 둘레방향으로 연속된 공간이며, 카버플레이트(18)의 개구(18a)를 통해, 이 카버플레이트(18) 상방의 고압공간(S2)으로 연통된다. 상기 토출관(15)은, 하단이 이 고압공간(S2)으로 개방된다.
상기 고리형 피스톤(22)에는, 그 상단면부터 하단면까지 관통하는 피스톤측 고압도입통로(36a)가 형성되며, 실린더(21)의 경판(26)에는, 그 상단면부터 하단면까지 관통하는 실린더측 고압도입통로(36b)가 형성된다. 피스톤측 고압도입통로(36a)와 실린더측 고압도입통로(36b)는, 이 피스톤측 고압도입통로(36a)의 하단을 큰 지름으로 함으로써 압축기구(20)의 동작 중에도 서로 연통되며, 상기 토출공간(49)의 고압압력을 하부 하우징(17)과 경판(26)과의 접촉면까지 도입한다.
하부 하우징(17)에는, 실린더측 고압도입통로(36b)의 지름방향 안쪽에 위치하는 내측 실 링(29a)과, 실린더측 고압도입통로(36b)의 지름방향 바깥쪽에 위치하는 외측 실 링(29b)이 배치된다. 이들 실 링(29a, 29b)은, 하부 하우징(17)의 고리형 홈(17b, 17c)에 장전된다. 이로써, 양 실 링(29a, 29b) 사이의 압력을 이용하여, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22) 사이에 발생될 수 있는 축방향 틈새를 축소하는 컴플라이언스 기구가 구성된다.
한편, 상부 하우징(16)과 하부 하우징(17)을 상하로 관통하여, 오일회수관(오일회수통로)(37)이 형성된다. 이 오일회수관(37)은 모세관으로 구성된다. 압축기구(20)로부터 토출된 토출가스에는 윤활유가 포함되지만, 이 윤활유는 상기 고압공간(S2)에서 냉매로부터 분리되어, 상부 하우징(16)의 상면에 저류된다. 그리고 상기 고압공간(S2)과 저압공간(S1)의 차압에 의해, 이 윤활유는 오일회수관(37)을 통해 케이싱(10)의 저부로 돌아온다.
이 실시형태에서, 흡입관(14)으로부터 케이싱의 저압공간(S1) 내로 흡입된 냉매는, 흡입구(41) 및 흡입공간(42)을 통과한 후, 흡입통로(42a)를 지나는 경로와, 관통공(43, 44)을 지나는 경로로 나뉘어, 실린더실(C1, C2)로 흡입된다. 냉매는, 압축기구(20)에서 압축된 후, 토출공간(49)으로부터 카버플레이트(18)의 개구(18a)를 통해 고압공간(S2)으로 유출된다.
이와 같이 하여 압축기구(20)에서 압축되어 고압공간(S2)으로 유출된 고압의 냉매는 토출관(15)으로부터 케이싱(10)의 외부로 토출되어, 냉매회로에서 응축행정, 팽창행정, 및 증발행정을 마친 후, 다시 압축기(1)로 흡입된다. 그리고 압축기구(20)로부터 토출된 냉매에 포함되는 윤활유는, 고압공간(S2) 내에서 냉매로부터 분리되어, 오일회수관(37)을 지나 저압공간(S1)으로 적하되어, 케이싱(10) 하부의 오일팬으로 돌아온다.
이 실시형태에서는 압축기구(20)의 하방을 저압공간(S1)으로 하여, 이 저압공간(S1)에 전동기(30)를 배치하므로, 저압가스에 의해 전동기(30)를 효율적으로 냉각할 수 있다. 따라서 압축기(1)를 대용량화한 경우라도, 전동기(30)의 능력 저하를 억제할 수 있으므로, 운전 효율이 향상된다.
또 압축기구(30)로부터의 토출가스는, 고압공간(S2)으로 유입된 후에 토출관(15)으로부터 토출되므로, 이 고압공간(S2)에서, 토출가스에 포함되는 윤활유를 분리할 수 있다. 또한 이 윤활유는, 오일회수관(37)을 지나 케이싱(10) 내의 오일팬으로 돌아온다. 따라서 냉매회로 내에서의 오일 순환량 증가를 방지할 수 있으며, 반대로 말하면 압축기(1) 내부의 윤활유 부족을 방지할 수 있다. 또 압축기(1)의 윤활유 부족을 방지하기 위한 전용 오일분리기는 필요 없다.
또한 케이싱(10) 내에, 압축기구(20)를 개재하고 2개의 공간을 형성하여, 한쪽을 저압공간(S1), 다른 쪽을 고압공간(S2)으로 하므로, 간단한 구성으로 저압공간(S1)과 고압공간(S2)을 형성할 수 있다. 따라서 압축기(1)의 구조가 복잡화되지 않으며, 대형화도 방지할 수 있다.
또 압축기구(20)의 하방에 저압공간(S1)을 형성하며, 압축기구(20)의 상방에 고압공간(S2)을 형성하므로, 냉매회로에서 운전조건의 변화에 의해 액 백이 발생할 경우라도, 액 냉매가 압축기구(20)로 흡입되지 않으므로, 액 압축을 방지할 수 있다.
바꾸어 말하면, 이 실시형태의 구조에 의하면, 운전조건의 변화에 의해 냉매회로의 증발기로부터 압축기(1)로 액 백이 발생한 경우에, 냉매가 일단 저압공간(S1)에 도입되므로, 여기서 액과 가스가 분리되어, 가스만을 실린더실(C1, C2)로 흡입시킬 수 있다. 따라서 압축기(1)에 어큐물레이터 기능을 부여할 수 있으므로, 냉매회로의 구성요소로서 별도로 어큐물레이터를 설치할 필요는 없다.
그 밖의 실시형태
본 발명은, 상기 실시형태에 대하여 다음과 같은 구성으로 해도 된다.
예를 들어, 요동부시(27A, 27B)를 도 14에 나타내는 바와 같이 구성해도 된다. 이 예에서, 토출측 부시(27A)와 흡입측 부시(27B)는 폭방향이 서로 다른 형상으로 형성된다. 구체적으로는, 블레이드(23)의 중심에 대해 요동부시(27A, 27B)의 원호형 외주 면 중심이 흡입측으로 어긋나며(토출측 부시(27A)의 원호형 외주 면 반지름(R1)과, 흡입측 부시(27B)의 원호형 외주 면 반지름(R2)은 동일치수이다), 토출측 부시(27A)보다 흡입측 부시(27B)가 콘 폭으로 형성된다. 이는 다음의 이유에 의한다.
우선, 흡입측 부시(27B) 주위의 공간인 외측 실린더실(C1)의 저압실(C1-Lp)과 내측 실린더실(C2)의 저압실(C2-Lp)은 모두 항상 저압공간이며, 양 공간(C1-Lp, C2-Lp)의 압력차는 거의 발생하지 않는다. 한편, 토출측 부시(27A) 주위의 공간인 외측 실린더실(C1)의 고압실(C1-Hp)과 내측 실린더실(C2)의 고압실(C2-Hp)은 모두 저압에서 고압으로 압력이 변동하므로, 양 공간(C1-Hp, C2-Hp) 사이에는 상당한 압력차가 발생한다. 이 때문에 고압측 부시(27A)와 고리형 피스톤(22)의 원호형 접촉면에는, 도면의 상향 또는 하향으로 이 고압측 부시(27A)가 압력을 받음으로써 하중이 작용한다. 그래서 고압측 부시(27A)가 클 경우에는 상기 접촉면의 하중이 커져버리지만, 이 예에서는 고압측 부시(27A)의 폭을 작게 하므로, 이 접촉면의 하중을 억제할 수 있다.
또 요동부시(27A, 27B)는, 도 15에 나타내는 바와 같이 구성해도 된다. 이 예에서는, 블레이드(23)의 중심과 요동부시(27A, 27B)의 원호형 외주 면 중심이 일치하지만, 토출측 부시(27A)의 원호형 외주 면 반지름(R1)과, 흡입측 부시(27B)의 원호형 외주 면 반지름(R2)이 서로 다르다. 즉, 토출측 부시(27A)의 원호형 외주 면 반지름(R1)보다 흡입측 부시(27B)의 원호형 외주 면 반지름(R2)을 크게 함으로써, 토출측 부시(27A)보다 흡입측 부시(27B)의 폭을 크게 한다. 이와 같이 해도, 상기와 마찬가지의 이유에 의해, 고압측 부시(27A)와 고리형 피스톤(22)의 원호형 접촉면에 작용하는 하중을 억제할 수 있다.
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또 상기 각 실시형태에서는, 블레이드(23)가 실린더실(C1, C2)의 지름방향선 상에 위치하도록 배치하지만, 블레이드(23)는, 실린더실(C1, C2)의 지름방향 선분에 대해 경사진 배치로 해도 된다.
또한 상기 각 실시형태에서는, 본 발명의 유체기계로서 압축기에 대해 설명했지만, 본 발명은, 고압냉매 등의 가스를 실린더실에 도입하여, 이 가스가 팽창함으로써 회전축의 구동력을 발생시키는 팽창기에도 적용 가능하며, 펌프에도 적용할 수 있다.
또 구동기구(30)는 케이싱(10)의 내부에 반드시 수납하지 않아도 되며, 케이싱(10)의 외부에서 압축기구(편심회전형 피스톤기구)(20)를 구동시키도록 해도 된다.
그리고 이상의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도 범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 실린더(21)가 갖는 고리형 실린더실(C1, C2)의 내부에, 이 실린더실(C1, C2)을 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 구획하는 고리형 피스톤(22)이 배치됨과 더불어, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하도록 구성되며, 또 이 실린더실(C1, C2)이 블레이드(23)에 의해 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획된 편심회전 형 피스톤기구를 갖는 회전식 유체기계에 대해 유용하다.

Claims (20)

  1. 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)와, 이 실린더(21)에 대해 편심되어 실린더실(C1, C2)에 수납되고, 실린더실(C1, C2)을 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 구획하는 고리형 피스톤(22)과, 상기 실린더실(C1, C2)에 배치되어, 각 실린더실(C1, C2)을 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획하는 블레이드(23)를 가지며, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하는 편심회전형 피스톤기구(20)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동기구(30)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 수납하는 케이싱(10)을 구비하는 회전식 유체기계로서,
    상기 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치되고,
    상기 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하며,
    상기 연결부재(27)는, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하고,
    고리형 피스톤(22)은, 원형 고리의 일부분이 분단된 C자형으로 형성되며,
    블레이드(23)는, 고리형 실린더실(C1, C2)의 내주 쪽 벽면부터 외주 쪽 벽면까지, 고리형 피스톤(22)의 분단부분에 삽입되어 연장되도록 구성되고,
    연결부재(27)는, 상기 블레이드(23)를 진퇴 가능하게 유지시키는 블레이드 홈(28)과, 상기 고리형 피스톤(22)에, 분단부분에서 요동 자유롭게 유지되는 원호형 외주 면을 갖는 요동부시(27)이며,
    요동부시(27)의 요동 중심이, 고리형 피스톤(22)의 벽두께 중심보다 지름방향 안쪽으로 변위되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
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  5. 제1항에 있어서,
    케이싱(10)에 고리형 피스톤(22)이 고정되는 한편,
    구동기구(30)에 실린더(21)가 연결되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  6. 제1항에 있어서,
    케이싱(10)에 실린더(21)가 고정되는 한편,
    구동기구(30)에 고리형 피스톤(22)이 연결되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  7. 제1항에 있어서,
    실린더(21)는, 실린더실(C1, C2)을 형성하는 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)와, 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)의 축방향 끝단부에 연결된 경판(26)을 구비하며,
    외측 실린더(24), 내측 실린더(25) 및 경판(26)이 일체화되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  8. 제7항에 있어서,
    고리형 피스톤(22)의 끝단면과 경판(26) 사이의 축방향 틈새를 축소하는 컴플라이언스(compliance) 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  9. 제1항에 있어서,
    실린더(21)는, 실린더실(C1, C2)을 형성하는 외측 실린더(24) 및 내측 실린더(25)를 구비하며,
    외측 실린더(24), 내측 실린더(25) 및 블레이드(23)가 일체화되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  10. 제1항에 있어서,
    구동기구(30)는, 전동기(30)와, 이 전동기(30)에 연결된 구동축(33)을 구비하며,
    상기 구동축(33)은 회전 중심에서 편심된 편심부(33a)를 구비하고, 이 편심부(33a)가 실린더(21) 또는 고리형 피스톤(22)에 연결되며,
    상기 구동축(33)은, 편심부(33a)의 축방향 양측부분이 베어링부(16a, 17a)를 개재하고 케이싱(10)에 유지되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
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  13. 제1항에 있어서,
    편심회전형 피스톤기구(20)의 바깥 둘레에 단열공간(S3)이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  14. 제1항에 있어서,
    편심회전형 피스톤기구(20)가, 유체를 흡입하여 압축하는 압축기구인 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  15. 제14항에 있어서,
    구동기구(30)가 압축기구(20)를 구동시키는 전동기로 구성되며,
    케이싱(10)이 상기 압축기구(20) 및 전동기(30)를 수납하도록 구성되고,
    상기 케이싱(10) 내에, 압축기구(20)의 흡입측으로 연통되는 저압공간(S1)과, 이 압축기구(20)의 토출측으로 연통되는 고압공간(S2)이 형성되며,
    상기 전동기(30)가 상기 저압공간(S1)에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  16. 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)와, 이 실린더(21)에 대해 편심되어 실린더실(C1, C2)에 수납되고, 실린더실(C1, C2)을 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 구획하는 고리형 피스톤(22)과, 상기 실린더실(C1, C2)에 배치되어, 각 실린더실(C1, C2)을 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획하는 블레이드(23)를 가지며, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하는 편심회전형 피스톤기구(20)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동기구(30)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 수납하는 케이싱(10)을 구비하는 회전식 유체기계로서,
    상기 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치되고,
    상기 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하며,
    상기 연결부재(27)는, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하고,
    고리형 피스톤(22)의 바깥쪽에 형성되는 외측 실린더실(C1)과, 이 고리형 피스톤(22)의 안쪽에 형성되는 내측 실린더실(C2)은, 흡입종료각도가 다른 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  17. 제16항에 있어서,
    외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도가 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 큰 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  18. 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)와, 이 실린더(21)에 대해 편심되어 실린더실(C1, C2)에 수납되고, 실린더실(C1, C2)을 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 구획하는 고리형 피스톤(22)과, 상기 실린더실(C1, C2)에 배치되어, 각 실린더실(C1, C2)을 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획하는 블레이드(23)를 가지며, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하는 편심회전형 피스톤기구(20)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동기구(30)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 수납하는 케이싱(10)을 구비하는 회전식 유체기계로서,
    상기 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치되고,
    상기 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하며,
    상기 연결부재(27)는, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하고,
    고리형 피스톤(22)은, 원형 고리의 일부분이 분단된 C자형으로 형성되며,
    블레이드(23)는, 고리형 실린더실(C1, C2)의 내주 쪽 벽면부터 외주 쪽 벽면까지, 고리형 피스톤(22)의 분단부분에 삽입되어 연장되도록 구성되고,
    연결부재(27)는, 상기 블레이드(23)를 진퇴 가능하게 유지시키는 블레이드 홈(28)과, 상기 고리형 피스톤(22)에 분단부분에서 요동 자유롭게 유지되는 원호형 외주 면을 갖는 요동부시이며,
    고리형 피스톤(22)의 바깥쪽에 형성되는 외측 실린더실(C1)과, 이 고리형 피스톤(22)의 안쪽에 형성되는 내측 실린더실(C2)은, 흡입종료각도가 다른 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  19. 제18항에 있어서,
    외측 실린더실(C1)의 흡입종료각도가 내측 실린더실(C2)의 흡입종료각도보다 큰 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
  20. 고리형의 실린더실(C1, C2)을 갖는 실린더(21)와, 이 실린더(21)에 대해 편심되어 실린더실(C1, C2)에 수납되고, 실린더실(C1, C2)을 외측 실린더실(C1)과 내측 실린더실(C2)로 구획하는 고리형 피스톤(22)과, 상기 실린더실(C1, C2)에 배치되어, 각 실린더실(C1, C2)을 제 1 실(C1-Hp, C2-Hp)과 제 2 실(C1-Lp, C2-Lp)로 구획하는 블레이드(23)를 가지며, 실린더(21)와 고리형 피스톤(22)이 상대적으로 편심회전운동을 하는 편심회전형 피스톤기구(20)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 구동시키는 구동축(33)을 포함하는 구동기구(30)와,
    이 편심회전형 피스톤기구(20)를 수납하는 케이싱(10)을 구비하는 회전식 유체기계로서,
    상기 블레이드(23)가 실린더(21)에 설치되고,
    상기 고리형 피스톤(22)과 블레이드(23)를 상호 가동으로 연결시키는 연결부재(27)를 구비하며,
    상기 연결부재(27)는, 고리형 피스톤(22)에 대한 제 1 습동면(P1)과, 블레이드(23)에 대한 제 2 습동면(P2)을 구비하고,
    고리형 피스톤(22)은, 원형 고리의 일부분이 분단된 C자형으로 형성되며,
    블레이드(23)는, 고리형 실린더실(C1, C2)의 내주 쪽 벽면부터 외주 쪽 벽면까지, 고리형 피스톤(22)의 분단부분에 삽입되어 연장되도록 구성되고,
    연결부재(27)는, 상기 블레이드(23)를 진퇴 가능하게 유지시키는 블레이드 홈(28)과, 상기 고리형 피스톤(22)에 분단부분에서 요동 자유롭게 유지되는 원호형 외주 면을 갖는 요동부시이며,
    상기 구동축(33)은, 이 구동축(33)의 축심에서 소정량만큼 편심된 편심부(33a)를 구비하고, 구동축(33)이 실린더실(C1, C2) 안에 위치하는 부분에 상기 편심부(33a)가 형성되고,
    상기 구동축(33)은, 편심부(33a)의 축방향 양측부분이 베어링부(16a, 17a)를 개재하고 케이싱(10)에 유지되고,
    편심부(33a)는, 이 편심부(33a)의 축방향 양측부분보다 큰 지름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체기계.
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