KR101133300B1 - 로터리 압축기 - Google Patents

Abstract

이 로터리 압축기에 있어서, 제2 머플러(17A)는, 컵 형상을 갖고, 크랭크축을 중심으로 제1 머플러 토출구(16a, 16b)의 위치로부터 90도 다른 방향으로 대칭으로 배치되고, 제2 머플러 크랭크축 구멍(17h)으로부터 외측을 향하는 반원호 형상의 절제 영역(n1, n2)을 갖고 있다. 이에 의해, 케이싱의 내벽면을 따라 오일 저류부로 복귀되는 윤활유 흐름을 저해하는 일이 없도록, 압축 기체의 토출을 가능하게 하는 토출구 구조를 갖는 제2 머플러를 구비하는 로터리 압축기를 제공할 수 있다.

머플러, 머플러 토출구, 머플러 크랭크축 구멍, 절제 영역, 오일 저류부

Description

로터리 압축기 {ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것이며, 보다 특정적으로는, 로터리 압축기의 구조의 개량에 관한 것이다.

<로터리 압축기의 전체 구성>

도 3 내지 도 5를 참조하여, 로터리 압축기의 전체 구성을 설명한다. 또한, 도 3은 로터리 압축기의 전체 구성을 나타내는 종단면도이고, 도 4는 도 3 중의 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 단면도이고, 도 5는 머플러 내에서의 압축 기체의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.

이 로터리 압축기는 케이싱(1)을 갖고, 이 케이싱(1)은 내부가 밀폐된 원통 형상을 갖고 있다. 하단부측에는 압축 요소(4)가 배치되고, 그 상방에는 압축 요소(4)를 작동시키는 구동 요소(3)가 배치되어 있다. 케이싱(1)의 상부에는 토출관(2)이 배치되어 있다. 케이싱(1)의 하단부 부분에는, 윤활유(O)를 저류하는 오일 저류부(21)가 형성되고, 그 밖의 공간에 있어서는 압축 기체를 저류하는 저류 공간(22)이 형성되어 있다.

<압축 요소(4)>

압축 요소(4)는, 횡단면 형상이 원형인 실린더실(9a)을 갖는 실린더(9)를 갖 고, 이 실린더(9)의 상하 양면에는, 중앙에 보스 형상의 베어링부(12a)를 갖는 프론트 헤드(12)와, 마찬가지로 중앙에 보스 형상의 베어링부(13a)를 갖는 리어 헤드(13)가 복수개의 관통 볼트(도시 생략)로 체결됨으로써, 실린더실(9a)을 밀폐 상태로 하고 있다. 실린더(9)의 실린더실(9a)에는 피스톤(11)이 배치되어 있다. 이 피스톤(11)은, 크랭크축(7)의 롤러(10)에 의해 실린더실(9a)에 편심 배치되어 있다.

<구동 요소(3)>

구동 요소(3)는, 스테이터(5)와 로터(8)로 구성된 전동 모터를 구비하고, 스테이터(5)는 케이싱(1)의 내벽면에 고정 지지되어 있다. 로터(8)는 스테이터(5)의 내측에 둘레 방향으로 소정의 간극(6)을 두고 동심원 형상으로 배치되어 있다. 로터(8)의 내측에는 크랭크축(7)의 상반 부분이 축심 주위로 회전 일체로 장착되고, 크랭크축(7)의 하반 부분은 프론트 헤드(12) 및 리어 헤드(13)의 양 베어링부(12a, 13a)에 회전 가능하게 끼움 삽입 지지되어 있다. 프론트 헤드(12)에 설치된 토출 포트(14)에는, 판 스프링 형상의 토출 밸브(15)가 설치되고, 압축 기체의 실린더실(9a)로의 역류를 방지하고 있다.

<머플러 구조>

프론트 헤드(12)의 베어링부(12a) 주위에는, 토출 포트(14)를 덮고 크랭크축(7)을 둘러싸도록 설치되는 제1 머플러(16)와, 제1 머플러(16)를 덮고 크랭크축(7)을 둘러싸도록 설치되는 제2 머플러(17)가 배치되어 있다. 이와 같은 2중 머플러 구조를 구비하는 로터리 압축기는, 일본 특허 공개 평5-0133377호 공보(특허 문헌 1)에 개시되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 머플러(16)에는, 크랭크축(7) 및 크랭크축(7)을 둘러싸는 프론트 헤드(12)의 베어링부(12a)를 통과시키는 제1 머플러 크랭크축 구멍(16h)과, 크랭크축(7)을 중심으로 토출 포트(14)의 위치로부터 90도 다른 방향으로 대칭으로 배치되는 제1 머플러 토출구(16a, 16b)가 형성되어 있다. 또한, 제2 머플러(17)에는, 크랭크축(7)을 둘러싸는 프론트 헤드(12)의 베어링부(12a)를 통과시키는 제2 머플러 크랭크축 구멍(17h)과, 크랭크축(7)을 중심으로 제1 머플러 토출구(16a, 16b)의 위치로부터 90도 다른 방향으로 대칭으로 배치되는 제2 머플러 토출구(17a, 17b)가 형성되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 토출 포트(14)로부터 토출된 압축 기체는, 제1 머플러(16)의 제1 머플러 토출구(16a, 16b)를 통과하고, 또한 제2 머플러(17)의 제2 머플러 토출구(17a, 17b)를 순차적으로 통과한다. 이에 의해, 머플러에 의한 2단계의 소음(消音) 효과(특히, 800㎐대의 밴드음의 저감)를 기대할 수 있다.

여기서, 제2 머플러(17)의 외형 형상은, 도 3에 도시한 바와 같이, 컵 형상을 갖고 있으나, 그 측면은 경사 영역이 대부분을 점유하고 있다. 도 6에, 제2 머플러(17)의 평면도를 도시하고, 경사 영역을 사선으로 나타낸다. 제2 머플러 토출구(17a, 17b)는 각각 대향하는 위치에 형성되어 있는데, 경사 부분을 포함하도록 구멍이 형성되어 있다. 이것은, 경사 영역을 피해 제2 머플러 토출구(17a, 17b)를 형성하고자 한 경우에는, 제2 머플러 토출구(17a, 17b)의 개구 직경이 작아져, 토출 압손이 커지게 되기 때문이다.

이와 같이, 경사 부분을 포함하도록 제2 머플러 토출구(17a, 17b)가 형성된 경우, 제2 머플러 토출구(17a, 17b)의 일부는, 케이싱(1)측을 향해 개방되게 된다. 그 결과, 도 7의 단면 모식도에 도시한 바와 같이, 제2 머플러 토출구(17a, 17b)로부터 토출되는 압축 기체는, 케이싱(1)을 향해 토출되게 된다(도면 중 화살표 G1 방향).

여기서, 제2 머플러 토출구(17a, 17b)로부터 토출되는 압축 기체에는, 기체뿐만 아니라 윤활유도 포함되어 있고, 케이싱(1)의 상부에 설치된 토출관(2)을 향하는 동안에, 압축 기체와 윤활유가 분리된다. 그 후, 도 7에 도시한 바와 같이, 윤활유가 분리된 압축 기체는 토출관(2)으로부터 토출된다(도면 중 화살표 G2 방향). 한편, 압축 기체로부터 분리된 윤활유는, 케이싱(1)의 내벽면을 따라, 오일 저류부(21)로 복귀되게 된다(도면 중 화살표 O1 방향).

그러나, 상기한 바와 같이, 제2 머플러 토출구(17a, 17b)로부터 토출되는 압축 기체는, 케이싱(1)을 향해 토출되기 때문에(도면 중 화살표 G1 방향), 압축 기체의 토출 방향(G1 방향)과, 윤활유의 복귀 방향(O1 방향)이, 케이싱(1)의 내벽면에 있어서 충돌하게 된다. 그 결과, 케이싱(1) 내부에서의 윤활유 복귀가 저해되는 것이 우려된다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평5-013377호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 제2 머플러 토출구로부터 토출되는 압축 기체의 토출 방향과, 윤활유의 복귀 방향이, 케이싱의 내벽면에 있어서 충돌함으로써, 케이싱 내부에서의 윤활유 복귀가 저해되는 점에 있다. 따라서, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 케이싱의 내벽면을 따라 오일 저류부로 복귀되는 윤활유 흐름을 저해하는 일이 없도록, 압축 기체의 토출을 가능하게 하는 토출구 구조를 구비하는 제2 머플러를 구비하는 로터리 압축기를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 기초한 로터리 압축기에 있어서는, 크랭크축의 회전에 수반하여 기체를 압축하는 회전 압축 요소와, 상기 회전 압축 요소에 의해 압축된 기체를 토출하는 토출 포트와, 상기 토출 포트를 덮고 상기 크랭크축을 둘러싸도록 설치되는 머플러를 구비하는 로터리 압축기이며, 이하의 구성을 구비하고 있다.

상기 머플러에는, 상기 크랭크축을 통과시키는 머플러 크랭크축 구멍과, 상기 토출 포트로부터 토출된 압축 기체를, 상기 크랭크축의 외표면측을 향해 토출시키기 위한 머플러 토출 영역이 형성되어 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 기초한 로터리 압축기에 따르면, 머플러에는, 크랭크축의 외표면측을 향해 압축 기체를 토출시키기 위한 머플러 토출 영역이 형성되어 있다. 이와 같이, 크랭크축의 외표면측을 향해 압축 기체를 토출시키는 구성을 채용함으로써, 토출관을 향하는 압축 기체의 흐름이, 케이싱의 내벽면을 따르는 것을 억제하고, 크랭크축의 외표면 및 전동 요소의 회전에 따르는 것으로 된다. 이것은, 압축 기체를 크랭크축의 외표면측을 향해 토출시킴으로써, 압축 기체의 크랭크축의 외표면 및 전동 요소에 따르면서 흐르는 성질(코안다 효과)이 지배적으로 되기 때문이다.

그 결과, 토출관을 향하는 압축 기체의 흐름이, 케이싱의 내벽면을 따라 오일 저류부로 복귀되는 윤활유 흐름을 저해하는 것이 억제되고, 케이싱의 내벽면을 따라 윤활유를 원활하게 오일 저류부로 복귀시키는 것을 가능하게 한다.

예를 들어, 머플러 토출 영역으로서, 머플러의 평면에서 보아, 크랭크축 구멍으로부터 반경 방향의 외측을 향하는 절제(切除) 영역을 채용함으로써, 머플러 상부의 평면부에 토출 면적을 충분히 확보시켜, 크랭크축의 외표면측을 향해 압축 기체를 토출시키는 것을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 기초한 실시 형태에 있어서의 로터리 압축기에 채용되는 제2 머플러의 평면도.

도 2는 본 발명에 기초한 실시 형태에 있어서의 제2 머플러를 내장한 로터리 압축기에 있어서의 압축 기체 흐름, 및 윤활유 흐름을 나타내는 단면 모식도.

도 3은 배경 기술에 있어서의 로터리 압축기의 구조를 도시하는 종단면도.

도 4는 도 3 중 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 단면도.

도 5는 머플러 내에 있어서의 압축 기체의 흐름을 나타내는 모식도.

도 6은 배경 기술에 있어서의 제2 머플러의 평면도.

도 7은 배경 기술에 있어서의 로터리 압축기에 있어서의 압축 기체 흐름, 및 윤활유 흐름을 나타내는 단면 모식도.

[부호의 설명]

1 : 케이싱

2 : 토출관

3 : 구동 요소

4 : 압축 요소

5 : 스테이터

7 : 크랭크축

8 : 로터

9 : 실린더

9a : 실린더실

10 : 롤러

11 : 피스톤

12 : 프론트 헤드

12a, 13a : 베어링부

13 : 리어 헤드

14 : 토출 포트

15 : 토출 밸브

16 : 제1 머플러

16a, 16b : 제1 머플러 토출구

16h : 제1 머플러 크랭크축 구멍

17, 17A : 제2 머플러

17a, 17b : 제2 머플러 토출구

17h : 제2 머플러 크랭크축 구멍

21 : 오일 저류부

22 : 저류 공간

n1, n2 : 절제 영역

이하, 본 발명에 기초한 로터리 압축기의 실시 형태에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 1은 본 실시 형태에 있어서의 로터리 압축기에 채용되는 제2 머플러(17A)의 평면도이고, 도 2는 본 실시 형태에 있어서의 제2 머플러(17A)를 내장한 로터리 압축기에 있어서의 압축 기체 흐름, 및 윤활유 흐름을 나타내는 단면 모식도이다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 로터리 압축기의 기본적 구성은, 도 3 및 도 4를 사용하여 설명한 2중 머플러 구조를 갖는 로터리 압축기의 구조와 동일하고, 크랭크축(7)의 회전에 수반하여 기체를 압축하는 회전 압축 요소(4)와, 회전 압축 요소(4)에 의해 압축된 압축 기체를 토출하는 토출 포트(14)와, 토출 포트(14)를 덮고 크랭크축(7)을 둘러싸도록 설치되는 제1 머플러(16)와, 제1 머플러(16)를 덮고 크랭크축(7)을 둘러싸도록 설치되는 제2 머플러(17)를 구비하는 로터리 압축기이다.

또한, 제1 머플러(16)에는, 상기 크랭크축(7)을 통과시키는 제1 머플러 크랭크축 구멍(16h)과, 크랭크축(7)을 중심으로 토출 포트(14)의 위치로부터 90도 다른 방향으로 대칭으로 배치되는 제1 머플러 토출구(16a, 16b)가 형성되어 있다.

따라서, 이후의 설명에 있어서, 도 3 및 도 4를 사용하여 설명한 2중 머플러 구조를 갖는 로터리 압축기와 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일한 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 반복하지 않는 것으로 하고, 본 발명의 특징적 구성 부분만을, 이하 상세하게 설명하는 것으로 한다.

우선, 도 1을 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의 제2 머플러(17A)는, 컵 형상을 갖고, 크랭크축(7) 및 크랭크축(7)을 둘러싸는 프론트 헤드(12)의 베어링부(12a)를 통과시키는 제2 머플러 크랭크축 구멍(17h)과, 크랭크축(7)을 중심으로 제1 머플러 토출구(16a, 16b)의 위치로부터 90도 다른 방향으로 대칭으로 배치되고, 제2 머플러(17A)의 평면에서 보아, 제2 머플러 크랭크축 구멍(17h)으로부터 반경 방향의 외측을 향하는 반원호 형상의 절제 영역(n1, n2)을 갖고 있다.

이와 같이, 제2 머플러 크랭크축 구멍(17h)으로부터 반경 방향의 외측을 향하는 절제 영역(n1, n2)을 형성함으로써, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 머플러 토출구(16a, 16b)로부터 토출된 압축 기체는, 제2 머플러(17A)에 마련되는 경사면(17t) 및 반원호 형상의 절제 영역(n1, n2)에 의해, 크랭크축(7)의 외표면측을 향해 압축 기체가 토출시키는 것이 가능해진다(도면 중 화살표 G1 방향).

그 결과, 압축 기체는, 크랭크축(7)의 외표면을 따라 흐르는 성질(코안다 효과)에 기초하여(도 2 중 화살표 G1 방향), 크랭크축(7)의 외표면 및 전동 요소(3)의 회전에 따른 상태로 토출관(2)을 향하게 된다(도 2 중 화살표 G2 방향).

이에 의해, 토출관(2)을 향하는 압축 기체의 흐름이, 케이싱(1)의 내벽면을 따라 오일 저류부로 복귀되는 윤활유 흐름(도 2 중 화살표 O1 방향)을 저해하는 것 이 억제되고, 케이싱(1)의 내벽면을 따라 윤활유를 원활하게 오일 저류부(21)로 복귀시키는 것이 가능해진다.

또한, 제2 머플러 크랭크축 구멍(17h)으로부터 외측을 향하는 절제 영역을 형성하는 구성에 있어서는, 제2 머플러(17A)의 상부의 평면부에 충분한 토출 면적(절제 면적)을 확보할 수 있기 때문에, 토출되는 압축 기체의 압손의 발생을 억제하는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제2 머플러 크랭크축 구멍(17h)으로부터 외측을 향하는 절제 영역의 형상으로서, 반원호 형상을 채용한 경우에 대해 설명하고 있지만, 절제 영역의 형상은, 반원호 형상에 한정되는 것이 아니라, 삼각 형상, 다각 형상 등 그 밖에 다양한 형상의 채용이 가능하고, 제1 머플러 토출구(16a, 16b)로부터 토출되는 압축 기체를, 크랭크축(7)의 외표면을 따라 토출시키기 위한 영역을 구성하는 것이면, 어떠한 형상이라도 상관없다. 또한, 절제 영역이 형성되는 수량에 있어서도, 2군데에 한정되는 것이 아니라, 요구되는 소음 효과에 따라서, 1군데 또는, 3군데 이상, 절제 영역을 형성하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 2중 머플러 구조를 갖는 로터리 압축기에 본 발명을 적용한 경우에 대해 설명하고 있지만, 본 발명의 적용 범위는, 2중 머플러 구조를 갖는 로터리 압축기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 요구되는 소음 효과의 관점에서, 1중 머플러 구조를 채용하는 로터리 압축기의 경우라도, 프론트 헤드(12)에 설치된 토출 포트(14)로부터 토출된 압축 기체를, 크랭크축(7)의 외표면측을 향해 토출시키기 위한 머플러 토출 영역의 일례로서, 반원호 형상의 절제 영역(n1, n2)을 형성함으로써, 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 형성하는 수량에 있어서도, 2군데에 한정되는 것이 아니라, 1군데, 또는 3군데 이상, 머플러 토출 영역을 형성하는 것이 가능하다.

따라서, 금회 개시한 상기 실시 형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위는 청구 범위에 의해 획정되고, 또한 청구 범위의 기재와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하는 것이다.

Claims (4)

1. 크랭크축(7)의 회전에 수반하여 기체를 압축하는 회전 압축 요소(4)와, 상기 회전 압축 요소(4)에 의해 압축된 기체를 토출하는 토출 포트(14)와, 상기 토출 포트(14)를 덮고 상기 크랭크축(7)을 둘러싸도록 설치되는 머플러(17A)를 구비하는 로터리 압축기이며,

   상기 머플러(17A)에는, 상기 크랭크축(7)을 통과시키는 머플러 크랭크축 구멍(17h)과, 상기 토출 포트(14)로부터 토출된 압축 기체를, 상기 크랭크축(7)의 외표면측을 향해 토출시키기 위한 머플러 토출 영역(n1, n2)이 형성되며,

   상기 머플러 토출 영역은, 상기 머플러(17A)의 평면에서 보아, 상기 크랭크축 구멍(17h)으로부터 반경 방향의 외측을 향하는 대칭으로 배치된 절제(切除) 영역(n1, n2)이며,

   상기 머플러(17A)는,

   상기 크랭크축(7)의 외표면측을 향해 토출시키기 위한 머플러 경사면(17t)과,

   상기 머플러(17A) 상부의 평면부를 갖고,

   상기 절제 영역(n1, n2)은, 상기 평면부에 마련되어 있는 로터리 압축기.
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