KR101136600B1

KR101136600B1 - 압축기

Info

Publication number: KR101136600B1
Application number: KR1020050090893A
Authority: KR
Inventors: 다까히로 니시까와; 히로쯔구 오가사와라; 다까오 가나야마; 요시아끼 히루마; 마나부 다께나까; 마사즈미 사까니와; 아끼라 하시모또; 쥰이찌 스즈끼
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2012-04-18
Also published as: US20060078440A1; TW200619535A; KR20060051787A; US7581937B2; US7736138B2; US7481635B2; US20080031753A1; US20070243092A1; TWI341911B

Abstract

냉매 누설을 개선하여 압축기의 성능 향상을 도모하는 것과 내구성을 개선하여 신뢰성의 향상을 도모하면서, 고 효율적인 압축기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이며, 압축기의 내부에 압축 공간이 구성되는 실린더로 구성된 압축 요소와, 실린더 내의 압축 공간에 연통하는 흡입 포트 및 토출 포트와, 실린더의 개구를 폐색하는 지지 부재와, 지지 부재에 형성된 베어링으로서의 주 베어링에 지지가 되어 회전하는 회전축과, 회전축의 축 방향으로 교차하는 일면이 상사점과 하사점 사이에서 연속하여 경사지는 동시에, 실린더 내에 배치되어 회전축에 의해 회전 구동되어, 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체를 압축하여 토출 포트로부터 토출하는 압축 부재와, 흡입 포트와 토출 포트 사이에 배치되어 압축 부재의 일면에 접촉하여 실린더 내의 압축 공간을 저압실과 고압실로 구획하는 베인과, 압축 부재와는 반대측의 베어링(주 베어링) 단부에 설치되어, 회전축에 접촉하는 축 밀봉 시일을 구비한 것을 요지로 한다.

압축기, 실린더, 압축 요소, 흡입 포트, 토출 포트, 지지 부재, 베어링, 압축 부재, 베인

Description

압축기{COMPRESSOR}

도1은 본 발명의 제1 실시예의 압축기의 종단측면도이다.

도2는 도1의 압축기 중 다른 하나의 종단측면도이다.

도3은 도1의 압축기의 압축 요소의 사시도이다.

도4는 도1의 압축기의 압축 요소 중 다른 하나의 사시도이다.

도5는 도1의 압축기의 압축 요소의 평면도이다.

도6은 도1의 압축기의 압축 요소의 바닥면도이다.

도7은 도1의 압축기의 압축 부재를 포함하는 회전축의 측면도이다.

도8은 도1의 압축기의 압축 부재의 제1 사시도이다.

도9는 도1의 압축기의 압축 부재의 제2 사시도이다.

도10은 도1의 압축기의 압축 부재의 제3 사시도이다.

도11은 도1의 압축기의 압축 부재의 제4 사시도이다.

도12는 도1의 압축기의 압축 부재의 제5 사시도이다.

도13은 도1의 압축기의 압축 부재의 제6 사시도이다.

도14는 도1의 압축기의 압축 부재의 상면을 측면에서 본 경우의 경사를 나타내는 확대도이다.

도15는 도1의 압축기의 회전축 및 압축 요소의 종단측면도이다.

도16은 도15의 실린더가 부착된 상태의 회전축의 사시도이다.

도17은 도1의 압축기의 압축 요소 중 다른 하나의 종단측면도이다.

도18은 압축 부재의 일면과 이 받침면 및 베인에 사용하는 부재의 재질과 가공 방법을 나타내는 도면이다.

도19는 본 발명의 제2 실시예의 압축기의 압축 요소의 종단측면도이다.

도20은 도19의 압축기의 압축 요소의 사시도이다.

도21은 본 발명의 제3 실시예의 압축기의 종단측면도이다.

도22는 도21의 압축기 중 다른 하나의 종단측면도이다.

도23은 도21의 압축기 중 또 다른 하나의 종단측면도이다.

도24는 본 발명의 제4 실시예의 압축기의 종단측면도이다.

도25는 도24의 압축기 중 다른 하나의 종단측면도이다.

도26은 도24의 압축기 중 또 다른 하나의 종단측면도이다.

도27은 본 발명의 제5 실시예의 압축기의 종단측면도이다.

도28은 도27의 압축기 중 다른 하나의 종단측면도이다.

도29는 도27의 압축기 중 또 다른 하나의 종단측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 밀폐 용기

2 : 구동 요소

3 : 압축 요소

4 : 고정자

5 : 회전축

6 : 회전자

7, 77 : 지지 부재

8, 78, 108 : 실린더

9, 89, 109 : 압축 부재

10 : 간극

11 : 베인

12 : 토출 밸브

14 : 돌출 부재

16 : 슬롯

18 : 코일 스프링

21 : 압축 공간

24 : 흡입 통로

26 : 흡입 배관

27 : 흡입 포트

31 : 두께부

32 : 박육부

36 : 오일 탱크

37 : 토출 배관

40 : 오일 펌프

44, 45 : 오일 구멍

54 : 공간

60 : 피스톤 링 시일

95 : 토출관

[문헌 1] JP H5-99172 A

[문헌 2] JP 2003-532008 A

본 발명은 냉매나 공기 등의 유체를 압축하여 토출하는 압축기에 관한 것이다.

종래부터 예를 들어 냉동기에 있어서는 압축기를 이용하여 냉매를 압축하여, 회로 내를 순환시키는 방식이 채용되어 있다. 이 경우의 압축기의 방식으로서는, 회전식 압축기라 불리는 로터리 압축기[예를 들어, 일본 특허 공개 평5-99172호 공보(문헌 1) 참조]나 스크롤 압축기, 스크류 압축기 등이 있다.

상기 로터리 압축기는 구조가 비교적 간단하고 생산 비용이 저렴한 이점이 있지만, 진동과 토크 변동이 커지는 문제가 있다. 또한, 스크롤 압축기나 스크류 압축기는 토크 변동은 작지만, 가공성이 나쁘고 비용이 상승하는 문제가 있었다.

그래서 실린더 내에 회전하는 압축 부재로서의 경사판을 설치하여, 이 경사판의 상하에 구성되는 압축 공간을 베인으로 구획하여 유체를 압축하는 방식도 개발되어 있다[예를 들어, 일본 특허 공표 제2003-532008호 공보(문헌 2) 참조]. 이러한 방식의 압축기에 따르면, 구조가 비교적 간단하고 진동이 적은 압축기를 구성할 수 있는 이점이 있다.

그러나 상기 문헌 2와 같은 구조인 경우, 실린더 내 전역에 있어서 압축 부재(경사판)의 상하에서 고압실과 저압실이 인접하는 형태가 되므로, 고저압 차가 커져 냉매 누설에 의한 효율 악화가 문제가 된다.

특히, 압축 부재의 구동 요소측이 되는 면에 형성된 압축 공간 내의 냉매가 회전축과 상기 회전축의 베어링 사이로부터 누설되기 쉬워, 압축기의 성능 저하를 초래한다고 하는 문제가 발생하고 있었다.

또한, 압축 부재의 상하에 압축 공간이 구성되는 종래의 구성에서는, 압축 공간의 배압을 제어할 수 없으므로, 압축 부재와 상기 압축 부재에 접촉하는 베인이나 압축 부재와 대향하여 설치된 부재에 마찰이 생겨 압축 부재가 현저하게 마모되므로, 내구성이 악화되어 기계 손실이 증대하는 등의 문제도 발생하고 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 냉매 누설을 개선하여 압축기의 성능 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 압축기의 내구성을 개선하여 신뢰성의 향상을 도모하면서 고 효율적인 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 본 발명의 압축기는 내부에 압축 공간이 구성되는 실린더로 구성된 압축 요소와, 실린더 내의 압축 공간에 연통하는 흡입 포트 및 토출 포트와, 실린더의 개구를 폐색하는 지지 부재와, 이 지지 부재에 형성된 베어링에 지지가 되어 회전하는 회전축과, 이 회전축의 축 방향으로 교차하는 일면이 상사점과 하사점 사이에서 연속하여 경사지는 동시에, 실린더 내에 배치되어 회전축에 의해 회전 구동되어, 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체를 압축하여 토출 포트로부터 토출하는 압축 부재와, 흡입 포트와 토출 포트 사이에 배치되어 압축 부재의 일면에 접촉하여 실린더 내의 압축 공간을 저압실과 고압실로 구획하는 베인과, 압축 부재와는 반대측의 베어링 단부에 설치되어 회전축에 접촉하는 축 밀봉 시일을 구비한 것이다.

또한, 제2 본 발명의 압축기는 내부에 압축 공간이 구성되는 실린더로 구성된 압축 요소와, 실린더 내의 압축 공간에 연통하는 흡입 포트 및 토출 포트와, 실린더의 개구를 폐색하는 지지 부재와, 이 지지 부재에 형성된 베어링에 지지가 되어 회전하는 회전축과, 이 회전축의 축 방향으로 교차하는 일면이 상사점과 하사점 사이에서 연속하여 경사지는 동시에, 실린더 내에 배치되어 회전축에 의해 회전 구동되어, 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체를 압축하여 토출 포트로부터 토출하는 압축 부재와, 흡입 포트와 토출 포트 사이에 배치되어 압축 부재의 일면에 접촉하고, 실린더 내의 압축 공간을 저압실과 고압실로 구획하는 베인과, 베어링에 대응하는 위치의 회전축에 설치된 피스톤 링 시일을 구비한 것이다.

또한, 제3 본 발명의 압축기는 상기 피스톤 링 시일을, 압축 부재의 일면측의 베어링 단부에 대응하는 위치의 회전축에 설치한 것이다.

또한, 제4 본 발명의 압축기는 밀폐 용기 내에 수납된 구동 요소 및 이 구동 요소의 회전축에 의해 구동되는 압축 요소를 구비하고, 이 압축 요소는 내부에 압축 공간이 구성되는 실린더와, 이 실린더 내의 압축 공간에 연통하는 흡입 포트 및 토출 포트와, 회전축의 축 방향으로 교차하는 일면이 상사점과 하사점 사이에서 연속하여 경사지는 동시에, 실린더 내에 배치되어 회전하고, 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체를 압축하여 토출 포트로부터 밀폐 용기 내로 토출하는 압축 부재와, 흡입 포트와 토출 포트 사이에 배치되어 압축 부재의 일면에 접촉하여, 실린더 내의 압축 공간을 저압실과 고압실로 구획하는 베인으로 구성되고, 압축 부재의 다른 면측의 압력을, 밀폐 용기 내의 압력보다 낮은 값으로 한 것이다.

이하, 도면을 기초로 하여 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또, 이후 설명하는 각 실시예의 압축기(C)는, 예를 들어 냉동기의 냉매 회로를 구성하고, 냉매를 빨아 들여 압축하여 회로 내로 토출하는 역할을 감당하는 것이다.

(제1 실시예)

도1은 본 발명의 제1 실시예의 압축기(C)의 종단측면도, 도2는 다른 하나의 종단측면도, 도3은 압축기(C)의 압축 요소(3)의 사시도, 도4는 압축기(C)의 압축 요소(3) 중 다른 하나의 사시도, 도5는 압축기(C)의 압축 요소(3)의 평면도, 도6은 압축기(C)의 압축 요소(3)의 바닥면도를 각각 나타내고 있다. 각 도면에 있어서, 부호 1은 밀폐 용기이며, 이 밀폐 용기(1) 내에는 상측에 구동 요소(2)가, 하측에 이 구동 요소(2)의 회전축(5)에 의해 구동되는 압축 요소(3)가 각각 수납되어 있다.

구동 요소(2)는 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정되어, 고정자 코일이 권취된 고정자(4)와, 이 고정자(4)의 안쪽에서 중앙에 회전축(5)을 갖는 회전자(6)로 구성된 전동 모터이다. 또, 이 구동 요소(2)의 고정자(4)의 외주부와 밀폐 용기(1) 사이에는 여기저기 상하를 연통하는 간극(10)이 형성되어 있다.

압축 요소(3)는 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정된 지지 부재(7)와, 이 지지 부재(7)의 하측에 볼트에 의해 부착된 실린더(8)와, 이 실린더(8) 내에 배치된 후술하는 압축 부재(9)와, 베인(11), 토출 밸브(12)와, 실린더(8)의 하측에 볼트에 의해 부착된 부 지지 부재(22) 등으로 구성되어 있다. 지지 부재(7)의 상면 중앙부에는 동심 형상으로 상측으로 돌출하여, 그곳에 회전축(5)의 주 베어링(13)이 형성되어 있다. 또한, 하면 중앙부는 동심 원주형의 돌출 부재(14)가 볼트에 의해 고정되어 있고, 이 돌출 부재(14)의 하면(14A)은 평활면으로 되어 있다. 즉, 지지 부재(7)는 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정된 주 부재(15)와, 주 부재(15)의 상측으로 돌출하는 주 베어링(13)과, 주 부재(15)의 아래쪽에 볼트에 의해 고정된 돌출 부재(14)에 의해 구성되어 있다.

지지 부재(7)의 돌출 부재(14) 내에는 슬롯(16)이 형성되고, 이 슬롯(16) 내에 상기 베인(11)이 상하 왕복 이동 가능하게 삽입된다. 이 슬롯(16)의 상부에는 베인(11)에 밀폐 용기(1) 내의 고압을 배압으로 하여 인가하기 위한 배압실(17)이 형성되는 동시에, 슬롯(16) 내에는 베인(11)의 상면을 아래쪽으로 압박하는 압박 수단으로서의 코일 스프링(18)이 배치되어 있다.

그리고 실린더(8)의 상부 개구는 상기 지지 부재(7)에 의해 폐색되고, 이에 의해 상기 실린더(8) 내부[상기 압축 부재(9)와 지지 부재(7)의 돌출 부재(14) 사이의 실린더(8) 내부]에는 압축 공간(21)이 구성된다. 또한, 실린더(8)에는 흡입 통로(24)가 형성되는 동시에, 밀폐 용기(1)에는 흡입 배관(26)이 부착되어 이 흡입 통로(24)에 접속되어 있다. 실린더(8)에는 압축 공간(21)에 연통하는 흡입 포트(27)와 토출 포트(28)가 형성되어 있고, 흡입 통로(24)는 흡입 포트(27)에 연통하고, 토출 포트(28)는 실린더(8)의 측면에서 밀폐 용기(1) 내에 연통하고 있다. 또한, 상기 베인(11)은 이 흡입 포트(27)와 토출 포트(28) 사이에 위치하고 있다.

상기 회전축(5)은 지지 부재(7)에 형성된 주 베어링(13)과 부 지지 부재(22)에 형성된 부 베어링(23)에 지지가 되어 회전한다. 즉, 회전축(5)은 이러한 지지 부재(7), 실린더(8) 및 부 지지 부재(22)의 중앙에 삽입 관통되고, 상하 방향의 중앙부를 주 베어링(13)에 의해 회전 가능하게 저어널되는 동시에, 아래쪽은 부 지지 부재(22)의 부 베어링(23)에 의해 회전 가능하게 저어널되어 있다. 그리고 압축 부재(91)는 이러한 회전축(5)의 하부에 일체로 형성되어, 실린더(8) 내에 배치되어 있다.

상술한 압축 부재(9)는 상술한 바와 같이 실린더(8) 내에 배치되어, 회전축(5)에 의해 회전 구동되어, 흡입 포트(27)로부터 빨아 들여진 유체(본 실시예에서는 냉매)를 압축하여 토출 포트(28)로부터 밀폐 용기(1) 내로 토출하기 위한 것이며, 전체적으로는 회전축(5)과 동심의 대략 원주형을 나타내고 있다. 도7은 압축기(C)의 압축 부재(9)를 포함하는 회전축(5)의 측면도, 도8 내지 도13은 압축 부재(9)의 사시도를 각각 나타내고 있다. 도7 내지 도13에 도시된 바와 같이, 압축 부 재(9)는 한쪽의 두께부(31)와 다른 쪽의 박육부(32)가 연속된 형상을 나타내고, 회전축(5)의 축 방향으로 교차하는 상면(33)(일면)이 두께부(31)에서 높고, 박육부(32)에서 낮은 경사면으로 되어 있다. 즉, 상면(33)은 가장 높아지는 상사점(33A)에서 가장 낮아지는 하사점(33B)을 지나서 상사점(33A)으로 복귀하는 상사점(33A)에서 하사점(33B) 사이에서 연속하여 경사지는 형상을 나타내고 있다.

이 압축 부재(9)의 상면(33)은 상사점(33A)과 하사점(33B) 사이의 중간점(33C)을 중심으로 한 소정 범위로 구성된 제7 곡면(34, 34)과, 상사점(33A)과 하사점(33B)을 지나서 각 제1 곡면(34, 34) 사이를 연결하는 제2 곡면(35, 35)으로 구성되어 있다.

여기서, 압축 부재(9)의 상면(33)의 형상에 대하여 설명한다. 도14는 회전축(5)의 중심으로부터의 거리가 동일해지는 점을 연결한 선(80)의 상사점(33A)에서 하사점(33B)까지의 선을 전개한 도면이다. 도14에 도시한 바와 같이, 회전축(5)의 중심에서의 거리가 동일해지는 점을 연결한 선(80)은 제1 곡면(34)에서는 직선(82)이 되고, 제2 곡면(35)에서는 상사점(33A) 및 하사점(33B)에 근접하는(점근적으로 형성되는) 곡선(84)이 된다. 이 회전축(5)의 중심에서의 거리가 동일해지는 점을 연결한 선(80)은 회전축(5)의 중심에서의 거리가 가까워질수록 급준하고, 멀어질수록 완만한 경사가 되어 압축 부재(9)의 상면(33)은 이들의 선(80)의 집합에 의해 구성되어 있다.

상기 곡선(84)은 상사점(33A) 및 하사점(33B) 부근에서는 정현파 형상[곡선(84A)]을 나타내고, 직선(82)과의 접속점 부근에서는 직선(82)과 정현파 형상의 곡선을 매끄럽게 연결하는 곡선(84B)으로 되어 있다. 즉, 본 실시예의 압축 부재(9) 의 상면은 하사점(33B)을 0°로 하는 회전 각도에 있어서, 325° 내지 35°와 이와 대칭이 되는 145° 내지 215°로 정현파 형상의 곡선(84A)으로 이루어지는 곡면과, 60° 내지 120°와 이와 대칭이 되는 240° 내지 300°로 직선(82)으로 이루어지는 제1 곡면(34)과, 그리고 이들을 접속하는 35° 내지 60°, 120° 내지 145°, 215° 내지 240° 및 300° 내지 325°의 범위가 정현파 형상의 곡선(84A)과 직선(82)을 원활하게 접속하는 곡선(84B)으로 이루어지는 곡면으로 구성되어 있다. 또, 본 실시예의 압축 부재(9)의 상면(33)은 325° 내지 35°와 145° 내지 215°로 정현파 형상의 곡선(84A)으로 구성되는 곡면과, 60° 내지 120°와 240° 내지 300°를 직선(82)으로 구성되는 제1 곡면(34)으로 이루어지는 것으로 하였지만, 본 발명은 상기 회전 각도의 범위에 한정되지 않고, 상사점(33A)과 하사점(33B) 사이의 중간점(33C)을 중심으로 한 소정 범위에 제1 곡면과, 상사점(33A)과 하사점(33B)을 지나서 각 제1 곡면(34, 34) 사이를 연결하는 제2 곡면으로 압축 부재(9)의 상면(33)을 구성하는 것이면 상관없다.

또한, 제1 곡면(34)의 기울기는 선(80)을 상사점(33A)과 하사점(33B) 사이의 전 범위에서 직선으로 한 경우의 기울기보다 급준하며, 상사점(33A)과 하사점(33B) 사이의 전 범위에서 정현파 형상의 곡선으로 한 경우에 있어서의 중간점의 기울기보다도 완만하게 되어 있다.

이와 같이, 회전축(5)의 중심에서의 거리가 동일해지는 점을 연결한 선(80)이 직선이 되도록 제1 곡면(34)을 구성함으로써, 압축 부재(9)의 상면(33)의 가공을 쉽게 행할 수 있어, 비용의 저감을 도모할 수 있게 된다. 또한, 제1 곡면(34) 의 기울기를 선(80)을 상사점(33A)과 하사점(33B) 사이의 전 범위에서 직선으로 한 경우의 기울기보다 급준하게 함으로써 베인(11)의 상사점(33A) 및 하사점(33B) 부근에서의 이동을 원활하게 할 수 있다. 또한, 상사점(33A)과 하사점(33B) 사이의 전 범위에서 정현파 형상의 곡선으로 한 경우에 있어서의 중간점의 기울기보다도 완만하게 함으로써 베인(11)에 의한 미끄럼 이동 손실을 줄일 수 있다. 이에 의해, 압축기(C)의 성능을 개선하여, 고 효율적인 압축을 실현할 수 있게 된다.

또한, 이 압축 부재(9)의 상사점(33A)이 지지 부재(7)의 돌출 부재(14)의 하면(14A)에 미소한 간극을 통해 이동 가능하게 대향한다. 또한, 베인(11)은 상술한 바와 같이 흡입 포트(27)와 토출 포트(28) 사이에 배치되는 동시에, 압축 부재(9)의 상면(33)에 접촉하여, 실린더(8) 내의 압축 공간(21)을 저압실(LR)와 고압실(HR)로 구획한다. 상기 코일 스프링(18)은 이 베인(11)을 항상 상면(33) 측으로 힘을 가한다.

한편, 도15 내지 도17에 도시한 바와 같이 압축 부재(9)의 하면(다른 면) 측의 부 베어링(23)에 대하여, 압축 부재(9)의 반대측이 되는 베어링, 즉 압축 부재(9)의 상면(33) 측의 베어링인 주 베어링(73) 단부에는 회전축(5)에 접촉하는 축 밀봉 시일(50)이 설치되어 있다. 이 축 밀봉 시일(50)은 철판을 NBR재 등의 고무 부재로 피복함으로써 형성된 지지부와, 회전축(5)에 접촉하여 상기 회전축(5)과 지지 부재(7) 사이에 형성된 간극을 시일하도록 설치된 접촉부(52)로 구성되어 있고, 상기 접촉부(52)에는 안쪽[회전축(5)]으로 힘을 가하기 위한 스프링 부재가 부착되어 있고, 회전축(5)에 미끄럼 이동 가능하게 접촉하고 있다. 또, 축 밀봉 시일 (50)의 상면은 커버(53)로 폐색되어 있고, 축 밀봉 시일(50)의 탈락을 방지하고 있다(도1 및 도2에서는 축 밀봉 시일(50) 및 커버(53)는 도시하지 않음). 또, 커버(53)는 지지 부재(7)의 상면에 볼트에 의해 고정되어 있다. 이 축 밀봉 시일(50)에 의해, 주 베어링(13) 측의 시일을 행함으로써 주 베어링(13)의 내면에서 충분히 시일을 행하여, 가스 누설을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이, 압축 공간(21) 내의 냉매 가스가 회전축(5)과 지지 부재(7) 사이의 주 베어링(13)의 간극으로부터 누설되는 문제점을 미리 회피할 수 있으므로, 부피 효율을 개선할 수 있게 된다. 이에 의해, 압축기(1)의 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.

상기 실린더(8)의 하부 개구는 부 지지 부재(22)에 의해 폐색되고, 상기 압축 부재(9)의 하면(다른 면)과 부 지지 부재(22) 사이[압축 공간(21)의 배면측]에는 공간(54)이 형성되어 있다. 이 공간(54)은 압력 조정 수단(55)을 통해 밀폐 용기(1) 내와 연통되어 있다. 이 압력 조정 수단(55)은 부 지지 부재(22) 내에 축심 방향으로 형성되어 압축 부재(9)의 하면과 연통하는 구멍(56)과, 이 구멍(56)과 일단부가 연통하는 동시에, 상기 구멍(56)으로부터 부 지지 부재(22)의 외측[밀폐 용기(1) 측]에 수평 방향으로 연장하여, 타단부가 밀폐 용기(1) 내와 연통하는 연통 구멍(57)과, 상기 연통 구멍(57)의 타단부[밀폐 용기(1) 내와 연통하는 단부]에 삽입되어, 중심부에 미소한 통로(노즐)가 형성된 노즐 부재(58)에 의해 구성되어 있다(도17).

이 압력 조정 수단(55)에 의해, 공간(54)에는 밀폐 용기(1) 내의 냉매가 유입한다. 즉, 밀폐 용기(1) 내의 고압 냉매가 압력 조정 수단(55)의 노즐 부재(58) 로부터 유입하여, 연통 구멍(57), 구멍(56)을 지나서 공간(54)으로 유입한다. 이때, 공간(54)에는 노즐 부재(58)에 형성된 미소한 통로를 통과하는 과정에서, 상기 미소 통로의 통로 저항에 의해 압력이 저하된 냉매가 유입하게 된다. 이에 의해, 압축 부재(9)의 하면측(다른 면측)의 공간(54) 내의 압력은 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값이 된다.

여기서, 공간(54)을 고압으로 한 경우, 압축 부재(9)는 공간(54)의 압력에 의해 지지 부재(7) 측으로 강하게 압박되어, 받침면이 되는 돌출 부재(14)의 하면(14A)과 압축 부재(9)의 상면(33)의 상사점(33A)에 마찰이 생겨, 이들이 현저히 마모되므로 내구성이 매우 나빠진다. 그러나 본 발명과 같이 압력 조정 수단(55)에 의해, 공간(54)의 압력을 밀폐 용기(1) 내의 고압보다 낮은 값으로 함으로써 압축 부재(9)의 상면(33)의 상사점(33A)이 받침면이 되는 돌출 부재(14)의 하면(14A) 측으로 압박되는 힘을 경감, 혹은 돌출 부재(14)의 하면(14A)과 압축 부재(9)의 상면(33)의 상사점(33A)을 접촉시키지 않고 근소한 간극을 가진 상태로 할 수 있게 된다. 이에 의해, 압축 부재(9)의 상면(33)의 내구성을 개선하여, 신뢰성의 향상과 기계 손실의 저감을 도모할 수 있게 된다.

또, 압축 부재(9)의 상사점(33A)과 지지 부재(7)의 돌출 부재(14)의 하면(14A) 사이의 간극은 밀폐 용기(1) 내에 봉입된 오일에 의해 시일함으로써, 가스의 누설을 회피할 수 있어, 고 효율적인 운전을 유지할 수 있다.

한편, 상기 압축 부재(9)의 상면(33)(일면)의 경도는 상사점(33A)의 받침면으로서의 지지 부재(7)의 돌출 부재(14)의 하면(14A)보다도 높게 이루어지도록 설 정되어 있다. 여기서, 압축 부재(9)의 상면(33) 및 베인(11)에 사용하는 부재의 재질 및 가공 방법의 일례를 도18에 도시한다. 도18에 도시한 바와 같이 베인(11)으로서 고속도 공구 강계 재료(SKH)를 질화 처리한 것을 사용하는 경우에는, 회전축(5) 및 압축 부재(9)의 상면(33)은 크롬 몰리브덴강(SCM)이나 탄소강(예를 들어, S45C 등)의 표면을 침탄 켄칭한 것, 또는 크롬 몰리브덴강이나 탄소강을 고주파 켄칭한 것 혹은, 그레이 주철(FC)이나 구상 흑연 주철(FCD)을 사용한다. 이 경우, 압축 부재(9)의 상면(33)(일면)의 경도는 베인(11)보다도 낮아진다.

또한, 베인(11)으로서 고속도 공구 강계 재료를 PVD 처리한 것을 사용하는 경우에는, 회전축(5) 및 압축 부재(9)의 상면(33)은 상기 크롬 몰리브덴강이나 탄소강의 표면을 침탄 켄칭한 것, 크롬 몰리브덴강이나 탄소강을 고주파 켄칭한 것, 또는 그레이 주철이나 구상 흑연 주철 외에, 그레이 주철이나 구상 흑연 주철을 질화 또는 켄칭 처리한 것을 사용하는 것으로 한다. 이 경우에 있어서도, 상기와 마찬가지로 압축 부재(9)의 상면(33)(일면)의 경도는 베인(11)보다도 낮아진다.

이와 같이, 압축 부재(9)의 상면(33)의 경도를 베인(11)보다 낮은 것으로 함으로써, 베인(11)이 마모되기 어려워진다. 이에 의해, 베인(11)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 압축 부재(9)의 상면(33)의 경도를, 상기 압축 부재(9)의 상사점(33A)의 받침면으로서의 돌출 부재(14)의 하면(14A)보다 높게 함으로써, 상사점(33A)이 돌출 부재(14)의 하면(74A)에 접촉한 경우에 있어서도, 압축 부재(9)의 상면(33)이 마모되기 어려워져, 압축 부재(9)의 내구성을 높일 수 있게 된다.

여기서, 압축 요소(3)를 윤활유 등의 오일로 윤활하지 않고, 무 윤활로 하는 경우에는 베인(11)과 압축 부재(9)의 상면(33)(일면)에 경도 차가 발생하도록 구성한다. 즉, 도18에 도시한 바와 같이 베인(11)을 카본계 재료로 구성하는 경우, 회전축(5) 및 압축 부재(9)의 상면(33)으로서 크롬 몰리브덴강이나 탄소강의 표면을 침탄 켄칭한 것, 크롬 몰리브덴강이나 탄소강을 고주파 켄칭한 것, 또는 그레이 주철이나 구상 흑연 주철을 질화 또는 켄칭 처리한 것을 사용함으로써, 이들의 미끄럼 이동부를 오일 등에 의해 윤활하지 않고, 미끄럼 이동시킬 수 있다. 또한, 이 경우도 압축 부재(9)의 상면(33)(일면)의 경도는 베인(11)보다도 낮아진다.

마찬가지로, 베인(11)을 세라믹계 재료로 구성하는 경우, 회전축(5) 및 압축 부재(9)의 상면(33)으로서 베인(11)과 동일한 세라믹계 재료나, 상술한 크롬 몰리브덴강이나 탄소강의 표면을 침탄 켄칭한 것, 크롬 몰리브덴강이나 탄소강을 고주파 켄칭한 것, 혹은 그레이 주철이나 구상 흑연 주철을 질화 또는 켄칭 처리한 것을 사용하면, 이 경우도 미끄럼 이동부를 오일 등에 의해 윤활하지 않고, 미끄럼 이동시킬 수 있다. 그리고 이 경우도 압축 부재(9)의 상면(33)(일면)의 경도는 베인(11)보다도 높아진다.

또한, 베인(11)을 불소 수지계 재료, 또는 고분자 재료의 폴리에테르에테르케톤(PEEK)계 재료로 구성하는 경우, 회전축(5) 및 압축 부재(9)의 상면(33)으로서 Al(알루미늄)을 표면 처리(알루마이트 처리)한 것이나, 상술한 크롬 몰리브덴강이나 탄소강의 표면을 침탄 켄칭한 것, 크롬 몰리브덴강이나 탄소강을 고주파 켄칭한 것, 혹은 그레이 주철이나 구상 흑연 주철을 질화 또는 켄칭 처리한 것을 사용하 면, 이 경우도 상기와 마찬가지로 미끄럼 이동부를 오일 등에 의해 윤활하지 않고, 미끄럼 이동시킬 수 있다. 이 경우, 압축 부재(9)의 상면(33)의 경도는 베인(11)보다도 높아진다.

이상과 같이, 베인(11)을 카본계 재료, 세라믹계 재료, 불소 수지계 재료, 또는 폴리에테르에테르케톤으로 구성한 경우, 압축 부재(9)의 상면(33)을 각각 도18에 도시하는 재료 및 가공을 함으로써 베인(11)을 카본계 재료, 세라믹계 재료로 구성한 경우에는 압축 부재(9)의 상면(33)의 경도는 베인(11)의 경도보다 낮아지고, 불소 수지계 재료, 또는 폴리에테르에테르케톤으로 구성한 경우에는 압축 부재(9)의 상면(33)의 경도는 베인(11)의 경도보다 높아진다.

이와 같이, 베인(11)을 카본계 재료, 세라믹계 재료, 불소 수지계 재료, 또는 폴리에테르에테르케톤으로 구성하고, 또한 압축 부재(9)의 상면(33)과 베인(11) 사이에서 경도 차가 발생하도록 구성함으로써, 압축 부재(9) 및 베인(11)의 내마모성이 향상되어 내구성을 높일 수 있게 된다.

또한, 압축 부재(9)의 상면(33)의 경도를, 상기 압축 부재(9)의 상사점(33A)의 받침면으로서의 돌출 부재(14)의 하면(14A)보다 높게 함으로써, 상사점(33A)이 돌출 부재(14)의 하면(14A)에 접촉한 경우에 있어서도, 압축 부재(9)의 상면(33)이 마모되기 어려워져, 압축 부재(9)의 내구성을 높일 수 있게 된다.

특히, 베인(11)을 상술한 카본계 재료, 세라믹계 재료, 불소 수지계 재료, 또는 폴리에테르에테르케톤으로 구성함으로써, 베인(11)이나 압축 부재(9) 등의 미끄럼 이동부에의 급유가 부족한 경우에도 양호한 미끄럼 이동성을 유지할 수 있게 된다. 즉, 압축 요소(3)의 미끄럼 이동부를 오일에 의해 윤활하지 않고서, 무 윤활로 하는 것도 가능해진다. 이에 의해, 무 윤활 사양의 압축기에도 적용할 수 있게 되어, 범용성을 높일 수 있게 된다.

또한, 압축 부재(9)의 주위면은 실린더(8)의 내벽 사이에 미소한 간극을 구성하고, 이에 의해 압축 부재(9)는 회전 가능하게 되어 있다. 그리고 이 압축 부재(9)의 주위면과 실린더(8)의 내벽 사이도 오일에 의해 시일된다.

상기 토출 포트(28)의 외측에는 실린더(8)의 압축 공간(21)의 측면에 위치하여 상기 토출 밸브(12)가 부착되는 동시에, 밀폐 용기(1)의 상단부에는 토출 배관(37)이 부착되어 있다. 그리고 밀폐 용기(1) 내 하부에 오일 탱크(36)가 구성되어 있다. 그리고 회전축(5)의 하단부에는 오일 펌프(40)가 설치되어 있고, 일단부가 오일 탱크(36) 내에 침지되어 있다. 그리고 상기 오일 펌프(40)에 의해 빨아 올려진 오일은, 회전축(5) 내 중심에 형성된 오일 통로(42) 및 오일 통로(42)로부터 회전축(5)의 축 방향이 되는 압축 요소(3)의 측면에 걸쳐 형성된 오일 구멍(44, 45)을 통해 압축 요소(3)의 미끄럼 이동부 등에 공급된다. 또한, 밀폐 용기(1) 내에는 예를 들어 CO₂(이산화탄소), R-134a, 혹은, HC계의 냉매가 소정량 봉입된다.

이상의 구성으로, 구동 요소(2)의 고정자(4)의 고정자 코일에 통전되면, 회전자(6)가 하부로부터 보아 시계 방향으로 회전한다. 이 회전자(6)의 회전은 회전축(5)을 통해 압축 부재(9)에 전달되고, 이에 의해 압축 부재(9)는 실린더(8) 내에 있어서 하부로부터 보아 시계 방향으로 회전한다. 여기서, 압축 부재(9)의 상면 (33)의 상사점(33A)이 토출 포트(28)의 베인(11) 측에 있으며, 베인(11)의 흡입 포트(27) 측에서 실린더(8), 지지 부재(7), 압축 부재(9) 및 베인(11)으로 둘러싸인 공간(저압실 LR) 안에 흡입 배관(26) 및 흡입 통로(24)를 통해 흡입 포트(27)로부터 냉매 회로 내의 냉매가 빨아 들여지고 있는 것으로 한다.

그리고 그 상태에서 압축 부재(9)가 회전해 가면, 상사점(33A)이 베인(11), 흡입 포트(27)를 통과한 단계에서 상면(33)의 경사에 의해 상기 공간의 부피는 좁혀져, 공간(고압실 HR) 안의 냉매는 압축되어 간다. 그리고 상사점(33A)이 토출 포트(28)를 통과할 때까지 압축된 냉매는 토출 포트(28)로부터 계속 토출된다. 한편, 상사점(33A)이 흡입 포트(27)를 통과한 후, 베인(11)의 흡입 포트(27) 측에서 실린더(8), 지지 부재(7), 압축 부재(9) 및 베인(11)으로 둘러싸인 공간(저압실 LR)의 부피는 확대되므로, 흡입 배관(26) 및 흡입 통로(24)를 통해 흡입 포트(27)로부터 냉매 회로 내의 냉매가 압축 공간(21) 내로 빨려들어 간다.

토출 포트(28)로부터는 토출 밸브(12)를 통해, 냉매가 밀폐 용기(1) 내로 토출된다. 그리고 밀폐 용기(1) 내로 토출된 고압 냉매는 구동 요소(2)의 고정자(4)와 회전자(6)의 에어갭을 통과하여, 밀폐 용기(1) 내의 상부[구동 요소(2)의 상측]에서 오일과 분리되어, 토출 배관(37)으로부터 냉매 회로로 토출된다. 한편, 분리된 오일은 밀폐 용기(1)와 고정자(4) 사이에 형성된 간극(10)으로부터 흘러내려 오일 탱크(36)로 복귀하게 된다.

이러한 구성에 의해, 압축기(C)는 소형으로 구조가 간단하면서, 충분한 압축 기능을 발휘할 수 있게 된다. 특히, 종래와 같이 실린더(8) 내 전역에서 고압과 저압이 인접하는 일도 없어지는 동시에, 압축 부재(9)는 연속되는 두께부(3l)와 박육부(32)를 갖고 상면(33)(일면)이 경사지는 형상을 나타내고 있으므로, 고압실(HR)에 대응하게 되는 박육부(32)에 있어서 실린더(8)의 내벽 사이의 시일 치수를 충분히 확보할 수 있다.

이들에 의해, 압축 부재(9)와 실린더(8) 사이에서의 냉매 누설의 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 되어, 효율적인 운전이 가능해진다. 또, 압축 부재(9)의 두께부(37)는 플라이휠(flywheel)의 역할을 감당하기 때문에, 토크 변동도 적어진다. 또한, 압축기(C)는 소위 내부 고압형의 압축기이므로 구조의 간소화를 도모할 수 있다.

또한, 지지 부재(7)[지지 부재(7)의 돌출 부재(14)]에 베인(11)의 슬롯(16)을 구성하고, 또한 코일 스프링(18)을 상기 지지 부재(7) 내에 설치하고 있으므로, 정밀도가 필요해지는 실린더(8)에 베인 부착 구조를 형성할 필요가 없어져, 가공성이 개선된다. 또한, 실시예와 같이 압축 부재(9)를 회전축(5)에 일체로 형성하면, 부품 개수의 삭감을 도모할 수 있게 된다.

또, 본 실시예에서는 공간(54)과 밀폐 용기(1) 내를 부 지지 부재(22) 내에 압축 부재(9)의 하면과 연통하는 축심 방향으로 형성된 구멍(56)과, 구멍(56)과 일단부가 연통하는 동시에, 이 구멍(56)으로부터 부 지지 부재(22)의 외측에 수평 방향으로 연장하여, 타단부가 밀폐 용기(1) 내와 연통하는 연통 구멍(57)과, 이 연통 구멍(57)의 타단부에 삽입되어, 중심부에 미소한 통로(노즐)가 형성된 노즐 부재(58)로 구성되는 압력 조정 수단(55)을 통해 연통시켜, 밀폐 용기(1) 내의 고압 냉 매를 노즐 부재(58)에 형성된 미소한 통로를 통과시킴으로써 압력을 저하시켜, 압축 부재(9)의 하면측이 되는 공간(54) 내의 압력을 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값이 되도록 하였지만, 이에 한정되지 않으며 압력 조정 수단은, 예를 들어 부 지지 부재(22)를 축심 방향으로 관통하는 구멍에 의해 공간(54)과 밀폐 용기(1) 내를 연통시켜, 밀폐 용기(1) 측의 개구를 중심부에 미소한 통로(노즐)가 형성된 노즐 부재를 삽입하는 것으로 해도 상관없다.

(제2 실시예)

또, 제1 실시예에서는 압축 부재(9)와는 반대측의 베어링인 주 베어링(13) 단부에 축 밀봉 시일(50)을 설치하여, 압축 공간(21) 내의 냉매 가스가 회전축(5)과 지지 부재(7) 사이의 주 베어링(13)의 간극으로부터 누설되는 문제점을 미리 회피하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않으며 베어링에 대응하는 위치의 회전축(5)에 피스톤 링 시일을 설치하는 것으로 해도 상관없다.

여기서, 도19 및 도20은 이 경우의 압축기(C)의 일례이며, 도19는 회전축(5) 및 압축 요소(3)의 종단측면도, 도20은 실린더(8)가 부착된 상태의 회전축(5)의 사시도를 각각 나타내고 있다. 도19 및 도20에 도시한 바와 같이, 압축 부재(9)의 하면(다른 면) 측의 부 베어링(23)에 대하여, 압축 부재(9)의 반대측이 되는 베어링, 즉 압축 부재(9)의 상면(33) 측의 베어링인 주 베어링(13) 단부에 대응하는 위치의 회전축(5)의 외주면에 홈(61)을 형성하고, 이 홈(61) 내에 상기 피스톤 링 시일(60)을 부착하는 것으로 한다. 이 피스톤 링 시일(60)은 3 ㎜ 내지 10 ㎜ 정도의 폭을 갖는 링 형상이며, 고무 부재 등의 신축성 및 내구성이 우수한 소재에 의 해 구성되어 있다. 또, 피스톤 링(60)의 폭은 홈(61)의 깊이(폭)와 동일하거나, 혹은 그 이하[실시예의 피스톤 링 시일(60)은 3 ㎜ 내지 10 ㎜ 정도의 폭)로 설정되어 있다. 즉, 피스톤 링(60)의 외경은 회전축(5)의 외경 이하로 설정되어 있으므로, 피스톤 링(60)을 홈(61) 내에 부착한 상태에서는, 회전축(5)의 외주면으로부터 피스톤 링(60)의 외주연이 돌출하지 않고 수납된다.

그리고 압축기(C)가 기동하여 밀폐 용기(1) 안이 고압이 되면, 피스톤 링 시일(60)은 상측에서 가해지는 밀폐 용기(1) 내의 고압에 의해 아래쪽으로 압박되고, 또한, 팽창(외측으로 밀어내어짐)하므로, 지지 부재(7)와 회전축(5) 사이의 간극이 피스톤 링 시일(60)에 의해 충분히 시일된다.

이와 같이, 피스톤 링 시일(60)에 의해 주 베어링(13)의 내면에서, 충분히 시일을 행하고, 압축 공간(21) 내의 냉매 가스가 회전축(5)과 지지 부재(7) 사이의 주 베어링(13)의 간극으로부터 누설되는 문제점을 미리 회피할 수 있으므로, 주 베어링(13)의 단부에서의 미끄럼 이동 손실을 줄이고, 또한 시일성의 향상에 의한 부피 효율의 개선을 동시에 실현할 수 있게 된다. 이에 의해, 압축기(C)의 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는 상기 피스톤 링 시일(60)을 주 베어링(13)에 대응하는 위치에 하나 설치하는 것으로 하였지만, 피스톤 링 시일(60)의 설치 위치는 상기에 한정되지 않고, 부 베어링(23)에 대응하는 회전축(5)에도 부착하는 것으로 해도 상관없다. 또한, 상기 피스톤 링 시일(60)을 여러 개 이용해도 좋다. 이들에 의해, 회전축(5)과 주 베어링(13) 혹은 회전축(5)과 부 베어링(23) 사이의 시일성 을 한층 더 향상시켜 고성능의 압축기를 제공할 수 있게 된다.

또, 상기 각 실시예에서는 밀폐 용기(1) 내의 상측에 구동 요소(2), 하측에 압축 요소(3)를 수납하는 종형의 압축기(C)를 이용하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 밀폐 용기 내의 상측에 압축 요소, 하측에 구동 요소가 수납된 종형의 압축기나, 횡형의 압축기에 적용해도 본 발명은 유효하다.

또한, 상기 각 실시예에서는 압축 공간(21)을 압축 부재(9)의 상면(33) 측의 압축 부재(9)의 구동 요소(2) 측에 설치하는 것으로 했지만, 압축 공간(21)을 구동 요소(2)와는 반대측의 면에 설치하는 것으로 해도 상관없다.

(제3 실시예)

다음에, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 도21 내지 도23을 이용하여 설명한다. 도21은 이 경우의 압축기(C)의 종측단면도, 도22는 압축기(C) 중 다른 하나의 종측단면도, 도23은 압축기(C) 중 또 다른 하나의 종단측면도를 각각 나타내고 있다. 또, 도21 내지 도23에서 상기 도1 내지 도20에 도시되어 있는 것과 동일한 부호가 부여되어 있는 것은, 동일 혹은 유사한 효과를 발휘하는 것이다.

본 실시예에 있어서, 밀폐 용기(1) 내에는 상측에 압축 요소(3)가, 하측에 구동 요소(2)가 각각 수납되어 있다. 즉, 본 실시예에서는 압축 요소(3)를, 구동 요소(2)의 상측에 배치하고 있다.

구동 요소(2)는 상기한 실시예와 같이 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정되어, 고정자 코일이 권취된 고정자(4)와, 이 고정자(4)의 안쪽에서 중앙에 회전축(5)을 갖는 회전자(6)로 구성된 전동 모터이다.

압축 요소(3)는 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정되어, 회전축(5)의 상단부측에 위치하는 지지 부재(77)와, 이 지지 부재(77)의 하측에 볼트에 의해 부착된 실린더(78)와, 이 실린더(78) 내에 배치된 압축 부재(89)와, 베인(11), 토출 밸브(12), 실린더(78)의 하측에 볼트에 의해 부착된 주 지지 부재(79) 등으로 구성되어 있다. 주 지지 부재(79)의 하면 중앙부는 동심 형상으로 아래쪽으로 돌출되고, 거기에 회전축(5)의 주 베어링(13)이 형성되어 있다. 또한, 주 지지 부재(79)의 상면은 실린더(78)의 하부 개구를 폐색하고 있다.

지지 부재(77)의 돌출 부재(84) 내에는 슬롯(16)이 형성되고, 이 슬롯(16) 내에는 상기 베인(11)이 상하 왕복 이동 가능하게 삽입된다. 이 슬롯(16)의 상부에는 배압실(17)이 형성되는 동시에, 슬롯(16) 내에는 베인(11)의 상면을 아래쪽으로 압박하는 압박 수단으로서의 코일 스프링(18)이 배치되어 있다.

그리고 실린더(78)의 상부 개구는 지지 부재(77)에 의해 폐색되고, 이에 의해 실린더(78) 내부[실린더(78) 내의 압축 부재(89)와 지지 부재(77)의 돌출 부재(84) 사이]에는 압축 공간(21)이 구성된다. 또한, 지지 부재(77)의 주 부재(85) 및 돌출 부재(84)에는 흡입 통로(24)가 형성되는 동시에, 밀폐 용기(1)에는 흡입 배관(26)이 부착되어 이 흡입 통로(24)의 일단부에 접속되어 있다. 실린더(78)에는 압축 공간(21)에 연통하는 흡입 포트와 토출 포트가 형성되어 있고, 흡입 통로(24)의 타단부는 흡입 포트에 연통하고 있다. 또, 베인(11)은 이 흡입 포트와 토출 포트 사이에 위치하고 있다.

상기 회전축(5)은 주 지지 부재(79)에 형성된 주 베어링(13)과 지지 부재 (77)에 형성된 부 베어링(83)과 하단부에 형성된 부 베어링(86)에 지지가 되어 회전한다. 즉, 회전축(5)은 이러한 주 지지 부재(79), 실린더(78), 지지 부재(77)의 중앙에 삽입 관통되어, 상하 방향의 중앙부를 주 베어링(13)에 의해 회전 가능하게 저어널된다. 또한, 회전축(5)의 상측은 부 베어링(83)에 의해 회전 가능하게 저어널되는 동시에, 상단부는 지지 부재(77)로 덮여져 있다. 또한, 회전축(5)의 아래쪽은 부 베어링(86)에 의해 저어널되어 있다. 이 부 베어링(86)은 구동 요소(2)의 하측에 설치되어, 중심부에 회전축(5)을 삽입 관통하기 위한 구멍을 갖는 대략 도넛 형상을 이루고 있고, 외주연은 축심 방향으로 기립하여 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정되어 있다. 이 부 베어링(86)에는 여기저기 상하를 연통하는 구멍(87)이 형성되어 있다. 또한, 부 베어링(86)에 형성된 볼록부(88)는, 구동 요소(2) 등으로부터 회전축(5)으로 전달된 진동이 부 베어링(86)을 통해 밀폐 용기(1)로 전달되는 것을 방지하여, 진동 작용을 발휘하는 것이다.

이와 같이, 회전축(5)의 베어링을 압축 요소(3)의 상측[부 베어링(83)] 및 하측[주 베어링(13)]과, 구동 요소(2)의 하측[부 베어링(86)]에 설치함으로써, 회전축(5)을 안정적으로 지지하여 압축기(C)에 발생하는 진동을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 의해 압축기(C)의 진동 특성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예와 같이 압축 공간(21)을 구동 요소(2)와는 반대측의 압축 부재(89)의 상면(93)에 배치함으로써, 주 베어링(13)으로부터의 가스 누설이 발생하기 어려워져 주 베어링(13)의 시일성을 높일 수 있다. 또한, 회전축(5)의 상단부를 지지 부재(77)로 폐색함으로써, 부 베어링(83)의 시일성도 향상시키고, 또한 회전축(5)의 주위면이 고압이 되는 문제점도 회피할 수 있게 된다.

종래, 압축 요소(3)를 밀폐 용기(1)의 상측에 배치한 경우, 밀폐 용기(1) 내 하부의 오일 탱크(36)의 오일을 압축 요소(3)의 압축 부재(89) 등의 미끄럼 이동부에 공급하는 것이 곤란했다.

즉, 회전축(5)의 주위면에 고압 가스가 들어가 고압이 되므로, 회전축(5)의 상측에 설치된 오일 구멍(44, 45)으로부터의 급유를 원활하게 행할 수 없었다.

그러나 회전축(5)의 상단부를 지지 부재(77)로 폐색함으로써, 부 베어링(83)의 시일성이 향상되어, 회전축(5)의 주위면이 고압이 되는 문제점을 개선하여 도모할 수 있으므로, 오일 펌프(40)에 의해 오일을 밀폐 용기(1)의 상측에 설치된 압축 부재(89) 등의 미끄럼 이동부에 공급하는 것이 가능해져, 오일 공급량의 최적화를 도모할 수 있게 된다.

그리고 압축 부재(89)는 이러한 회전축(5)의 상부에 일체로 형성되어, 실린더(78) 내에 배치되어 있다. 이 압축 부재(89)는, 회전축(5)에 의해 회전 구동되어 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체(냉매)를 압축하여 토출 포트로부터 밀폐 용기(1) 내로 토출하기 위한 것이며, 전체적으로는 회전축(5)과 동심의 대략 원주형을 나타내고 있다.

또한, 압축 부재(89)의 회전축(5)의 축 방향으로 교차하는 상면(93)(일면)이 가장 높아지는 상사점으로부터 가장 낮아지는 하사점을 지나서 상사점으로 복귀하는 상사점으로부터 하사점 사이에서 연속하여 경사지는 형상을 나타내고 있다.

이 압축 부재(89)의 연속하여 경사지는 형상을 나타내는 일면은, 압축 부재 (89)의 밀폐 용기(1) 내의 하측에 수납된 구동 요소(2)와는 반대측의 면이 되는 상면(93)에 배치되어 있다.

또, 압축 부재(89)의 상면(93)의 형상은 제1 실시예의 압축 부재(9)의 상면(33)과 동일하므로, 설명은 생략한다. 마찬가지로 상기 압축 부재(89)의 상면(93)(일면)의 경도는 상사점(33A)의 받침면으로서의 지지 부재(77)의 돌출 부재(84)의 하면(84A)보다도 높아지도록 설정되어 있다. 또한, 압축 부재(89)의 상면(93) 및 베인(11)의 재질 및 가공 방법은, 제1 실시예에서 상술한 것을 이용하는 것으로 한다(도18 참조). 이에 의해, 상기 실시예와 마찬가지로 압축 부재(89) 및 베인(11)의 내구성을 높일 수 있게 된다.

특히, 베인(11)을 카본계 재료, 세라믹계 재료, 불소 수지계 재료, 또는 폴리에테르에테르케톤으로 구성한 경우, 압축 부재(89)의 상면(93)을 각각 도18에 도시하는 재료 및 가공을 함으로써 압축 부재(89)의 상면(93)과 베인(11) 사이에서 경도 차가 발생하는 동시에, 미끄럼 이동부에의 급유가 부족한 경우나 압축 요소(3)를 무 윤활로 한 경우라도 양호한 미끄럼 이동성을 유지할 수 있게 된다.

한편, 베인(11)은 흡입 포트와 토출 포트 사이에 배치되는 동시에, 압축 부재(89)의 상면(93)에 접촉하여, 실린더(78) 내의 압축 공간(21)을 저압실과 고압실로 구획한다. 또한, 코일 스프링(18)은 이 베인(11)을 항상 상면(93) 측으로 힘을 가한다.

실린더(78)의 하부 개구는 주 지지 부재(79)에 의해 폐색되어, 압축 부재(89)의 하면(다른 면)과 주 지지 부재(79) 사이[압축 공간(21)의 배면측]에는 공간 (54)이 형성되어 있다. 이 공간(54)은 압축 부재(89)와 주 지지 부재(79)에 의해 밀폐된 공간으로 되어 있다. 그리고 상기 공간(54)에는 압축 부재(89)와 실린더(78) 사이의 간극으로부터 근소한 압축 공간(21) 내의 냉매가 유입하므로, 공간(54)의 압력은 흡입 포트에 빨아 들여지는 저압 냉매보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 고압 냉매의 압력보다 낮은 값(중간압)이 된다.

이와 같이, 공간(54)의 압력을 중간압으로 함으로써 압축 부재(89)가 공간(54)의 압력에 의해 상측으로 강하게 압박되어, 압축 부재(89)의 상면(93)이 받침면이 되는 돌출 부재(84)의 하면(84A)이 현저히 마모되는 문제점을 회피할 수 있다. 이에 의해, 압축 부재(89)의 상면(93)의 내구성을 개선할 수 있다.

또한, 압축 부재(89)의 다른 면측이 되는 공간(54)의 압력을 중간압으로 함으로써, 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 공간(54)의 압력이 낮아지므로, 상기 압력 차를 이용하여 공간(54)의 주변부인 압축 부재(89)나 주 베어링(13) 부근에의 오일 공급도 원활히 행할 수 있게 된다.

한편, 상술한 배압실(17)은 종래와 같이 고압으로 하지 않고, 밀폐 공간으로 하여 상기 배압실(17)의 압력을 흡입 포트에 빨아 들여지는 냉매의 압력보다 높고, 또한, 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값으로 하고 있다. 종래에서는 배압실(17)의 일부와 밀폐 용기 내를 연통시켜, 배압실(17) 내를 고압으로 하여 코일 스프링(18)에다가 베인(11)을 아래쪽으로 압박하는 것으로 하고 있었다. 그러나 본 실시예에서는 압축 요소(3)가 밀폐 용기(1)의 상측에 위치하므로, 배압실(17)을 고압으로 함으로써 베인(11) 부근에의 급유가 부족할 우려가 있었다.

여기서, 배압실(17)을 밀폐 용기(1) 내와 연통시키지 않고, 밀폐된 공간으로 함으로써 상기 배압실(17)에는 베인(11)의 간극으로부터 압축 공간(21)의 저압실측과 고압실측의 냉매가 간신히 유입만 하게 된다. 이로 인해, 배압실(17)은 흡입 포트에 빨아 들여지는 냉매의 압력보다 높고, 또한 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 중간압이 된다. 이에 의해, 밀폐 용기(1) 내보다 배압실(17) 내의 압력 쪽이 낮아지므로, 이러한 압력차를 이용하여 회전축(5) 내의 오일 통로(42)를 상승시켜, 오일 구멍(44, 45)으로부터의 오일을 베인(11)의 주변부에도 공급할 수 있게 된다.

이들에 의해, 압축 요소(3)를 밀폐 용기(1) 내의 상측에 설치한 경우에 있어서도, 압축 부재(89)나 베인(11) 등의 미끄럼 이동부에의 급유를 원활히 행할 수 있어, 압축기(C)의 신뢰성을 개선할 수 있게 된다.

또한, 압축 부재(89)의 주위면은 실린더(78)의 내벽 사이에 미소한 간극을 구성하고, 이에 의해 압축 부재(89)는 회전 가능하게 되어 있다. 그리고 이 압축 부재(89)의 주위면과 실린더(78)의 내벽 사이도 오일에 의해 시일된다.

상기 토출 포트의 외측에는 실린더(78)의 압축 공간(21)의 측면에 위치하여 상기 토출 밸브(12)가 부착되는 동시에, 실린더(78) 및 지지 부재(77)에는 상기 토출 밸브(12)와 밀폐 용기(1) 내의 상측을 연통하는 토출관(95)이 형성되어 있다. 그리고 실린더(78) 내에서 압축된 냉매는 토출 포트로부터 토출 밸브(12), 토출관(95)을 통해 밀폐 용기(1) 내 상부로 토출되게 된다.

또한, 실린더(78) 및 지지 부재(77)의 상기 토출 밸브(12)의 대략 대칭이 되는 위치에는, 상기 실린더(78) 및 지지 부재(77)를 축심 방향(상하 방향)으로 관통 하는 연통 구멍(120)이 형성되어 있다. 밀폐 용기(1) 측면의 상기 연통 구멍(120)의 하부에 대응하는 위치에는 토출 배관(38)이 부착되어 있다. 상술한 바와 같이 토출관(95)으로부터 밀폐 용기(1) 상부로 토출된 냉매는, 연통 구멍(120)을 통과하여 토출 배관(38)으로부터 압축기(C)의 외부로 토출된다. 또, 회전축(5)의 하단부에는 오일 펌프(40)가 설치되어 있고, 일단부가 밀폐 용기(1) 내 하부의 오일 탱크(36) 내에 침지되어 있다. 그리고 상기 오일 펌프(40)에 의해 빨아 올려진 오일은 회전축(5) 내 중심에 형성된 오일 통로(42) 및 오일 통로(42)로부터 회전축(5)의 축 방향이 되는 압축 요소(3)의 측면에 걸쳐 형성된 오일 구멍(44, 45)을 통해 압축 요소(3)의 미끄럼 이동부 등에 공급된다. 또한, 밀폐 용기(1) 내에는 예를 들어 CO₂(이산화탄소), R-134a, 혹은 HC계의 냉매가 소정량 봉입된다.

이상의 구성으로, 구동 요소(2)의 고정자(4)의 고정자 코일에 통전되면, 회전자(6)가 하부로부터 보아 시계 방향으로 회전한다. 이 회전자(6)의 회전은 회전축(5)을 통해 압축 부재(89)에 전달되고, 이에 의해 압축 부재(89)는 실린더(78) 내에서 하로부터 보아 시계 방향으로 회전한다. 여기서, 압축 부재(89)의 상면(93)의 상사점(도시하지 않음)이 토출 포트의 베인(11) 측에 있으며, 베인(11)의 흡입 포트측에서 실린더(78), 지지 부재(77), 압축 부재(89) 및 베인(11)으로 둘러싸인 공간(저압실) 안에 흡입 배관(26) 및 흡입 통로(24)를 통하여 흡입 포트로부터 냉매 회로 내의 냉매가 빨아 들여지고 있는 것으로 한다.

그리고 그 상태에서 압축 부재(89)가 회전해 가면, 상사점이 베인(11), 흡입 포트를 통과한 단계에서 상면(93)의 경사에 의해 상기 공간의 부피는 좁혀지고 공간(고압실) 내의 냉매는 압축되어 간다. 그리고 상사점이 토출 포트를 통과할 때까지 압축된 냉매는 토출 포트로부터 계속 토출된다. 한편, 상사점이 흡입 포트를 통과한 후, 베인(11)의 흡입 포트측에서 실린더(78), 지지 부재(79), 압축 부재(89) 및 베인(11)으로 둘러싸인 공간(저압실)의 부피는 확대되어 가므로, 흡입 배관(26) 및 흡입 통로(24)를 통하여 흡입 포트로부터 냉매 회로 내의 냉매가 압축 공간(21) 내에 빨려들어 가게 된다.

토출 포트로부터는 토출 밸브(12) 및 토출관(95)을 통해, 냉매가 밀폐 용기(1) 내 상부로 토출된다. 그리고 밀폐 용기(1) 내로 토출된 고압 냉매는 밀폐 용기(1)의 상부를 통과하여, 지지 부재(77) 및 실린더(78)에 형성된 연통 구멍(120)을 지나서 토출 배관(38)으로부터 냉매 회로로 토출된다. 한편, 분리된 오일은 연통 구멍(120)을 흘러내리고, 또한 밀폐 용기(1)와 고정자(4) 사이에서 흘러내려 오일 탱크(36)로 복귀하게 된다.

또, 실시예에서는 배압실(17)을 밀폐 공간으로 함으로써, 베인(11)의 배압으로서 인가되는 배압실(77)의 압력을 흡입 포트에 빨아 들여지는 냉매의 압력보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값으로 했지만, 이와 같이 배압실(17)을 밀폐 공간으로 하는 경우에 한정되지 않고, 예를 들어 배압실(17)과 밀폐 용기(1) 내를 미세한 통로(노즐)에 의해 연통시키는 것으로 해도 상관없다. 이 경우, 밀폐 용기(1) 내의 냉매가 노즐을 통해 배압실(17)로 유입하므로, 상기 노즐을 통과하는 과정에서 냉매의 압력이 저하된다. 이에 의해, 배압실(17)이 흡입 포트에 빨아 들 여지는 냉매의 압력보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값이 되므로, 압력차를 이용하여 베인(11)의 주변부에의 급유를 원활히 행할 수 있게 된다. 또한, 노즐의 지름을 조정함으로써 배압실(17) 내로 유입하는 냉매의 압력도 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 압축 부재(89)의 다른 면측의 공간(54)도 배압실(17)과 마찬가지로, 밀폐 공간으로서 공간(54)의 압력도 흡입 포트에 빨아 들여지는 저압 냉매보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 고압 냉매의 압력보다 낮은 중간압으로 했지만, 상기 공간(54)도 밀폐 용기(1) 내와 미세한 통로(노즐)에 의해 연통시키는 것으로 해도 상관없다. 이 경우, 밀폐 용기(1) 내의 냉매가 노즐을 통해 공간(54)으로 유입하므로, 상기 노즐을 통과하는 과정에서 냉매의 압력이 저하된다. 이에 의해, 공간(54)의 압력이 흡입 포트에 빨아 들여지는 냉매의 압력보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값이 되므로, 압축 부재(89)의 상면(93)이 받침면이 되는 돌출 부재(84)의 하면(84)이 현저히 마모되는 문제점을 회피할 수 있다. 이에 의해, 압축 부재(89)의 상면(93)의 내구성을 개선할 수 있다. 또한, 공간(54)을 이러한 중간압으로 함으로써 압력차를 이용하여, 공간(54)의 주변부인 압축 부재(89)나 주 베어링(13) 부근에의 급유도 원활히 행할 수 있게 된다. 또한, 노즐의 지름을 조정함으로써, 공간(54) 내로 유입하는 냉매의 압력도 자유롭게 설정할 수 있게 된다.

(제4 실시예)

다음에, 본 발명의 제4 실시예에 대하여 도24 내지 도26을 이용하여 설명한다. 도24 내지 도26은 이 경우의 압축기(C)의 종단측면도이며, 각 도는 각각 다른 단면을 나타내고 있다. 또, 도24 내지 도26에서 상기 도1 내지 도23에 도시되어 있는 것과 동일한 부호가 부여되어 있는 것은, 동일하거나 혹은 유사한 효과를 발휘하는 것이므로 설명을 생략한다.

본 실시예에 있어서, 밀폐 용기(1) 내에는 상측에 구동 요소(2)가, 하측에 압축 요소(3)가 각각 수납되어 있다. 즉, 압축 요소(3)를 구동 요소(2)의 하측에 배치하고 있다.

압축 요소(3)는 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정된 주 지지 부재(107)와, 이 주 지지 부재(107)의 하측에 볼트에 의해 부착된 실린더(108)와, 이 실린더(108) 내에 배치된 압축 부재(109)와, 베인(11), 토출 밸브(12)와, 실린더(108)의 하측에 볼트에 의해 부착된 부 지지 부재(110) 등으로 구성되어 있다. 주 지지 부재(107)의 상면 중앙부는 동심 형상으로 상측으로 돌출하고, 그곳에 회전축(5)의 주 베어링(13)이 형성되어 있다. 또한, 외주연은 축심 방향(상부 방향)으로 기립하고, 이 기립한 외주연이 상술한 바와 같이 밀폐 용기(1)의 내벽에 고정되어 있다.

그리고 실린더(108)의 상부 개구는 주 지지 부재(107)에 의해 폐색되고, 이에 의해 실린더(108) 내에 설치된 압축 부재(109)의 상면(다른 면)과 주 지지 부재(107) 사이[압축 부재(109)의 다른 면측]에는 상기 압축 부재(109)와 주 지지 부재(107)로 폐색된 밀폐 공간(115)이 구성된다.

상기 부 지지 부재(110)는 본체와, 이 중앙에 관통 형성된 부 베어링(23)과, 상면 중앙부에 볼트에 의해 고정된 돌출 부재(112)에 의해 구성되어, 이 돌출 부재(112)의 상면(112A)은 평활면으로 되어 있다.

또한, 실린더(108)의 하부 개구는 부 지지 부재(110)의 돌출 부재(112)에 의해 폐색되고, 이에 의해 실린더(108) 내부[압축 부재(109)와 부 지지 부재(170)의 돌출 부재(112) 사이의 실린더(108) 내부]에는 압축 공간(21)이 구성된다.

부 지지 부재(110)의 돌출 부재(112) 내에는 슬롯(16)이 형성되고, 이 슬롯(16) 내에는 상기 베인(11)이 상하 왕복 이동 가능하게 삽입된다. 이 슬롯(16)의 하부에는 배압실(17)이 형성되는 동시에, 슬롯(16) 내에는 베인(11)의 하면을 상측으로 압박하는 압박 수단으로서의 코일 스프링(18)이 배치되어 있다.

또한, 실린더(108) 및 부 지지 부재(110)의 돌출 부재(112)에는 흡입 통로(24)가 형성되는 동시에, 밀폐 용기(1)에는 도시하지 않은 흡입 배관이 부착되어 이 흡입 통로(24)의 일단부에 접속되어 있다. 이 실린더(108)에는 압축 공간(21)에 연통하는 흡입 포트와 토출 포트가 형성되어 있으며, 흡입 통로(24)의 타단부는 흡입 포트에 연통하고 있다. 또한, 상기 베인(11)은 이 흡입 포트와 토출 포트 사이에 위치하고 있다.

회전축(5)은 주 지지 부재(107)에 형성된 주 베어링(13)과 부 지지 부재(110)에 형성된 부 베어링(23)에 지지가 되어 회전한다. 즉, 회전축(5)은 이러한 지지 부재(107), 실린더(108) 및 부 지지 부재(110)의 중앙에 삽입 관통되어, 상하 방향의 중앙부를 주 베어링(13)에 의해 회전 가능하게 저어널되는 동시에, 하단부는 부 지지 부재(110)의 부 베어링(23)에 의해 회전 가능하게 저어널되어 있다. 그리고 압축 부재(109)는 이러한 회전축(5)의 중앙보다 아래쪽이 되는 위치에 일체로 형성되어, 실린더(108) 내에 배치되어 있다.

이 압축 부재(109)는 상술한 실린더(108) 내에 배치되어, 회전축(5)에 의해 회전 구동되고, 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체(본 실시예에서는 냉매)를 압축하여 토출 포트로부터 토출 밸브(12) 및 토출관(95)을 통해 밀폐 용기(1) 내로 토출하기 위한 것이며, 전체적으로는 회전축(5)과 동심의 대략 원주형을 나타내고 있다. 압축 부재(109)는 한쪽의 두께부와 다른 쪽의 박육부가 연속된 형상을 나타내어, 회전축(5)의 축 방향으로 교차하는 하면(113)(일면)이 두께부에서 낮고, 박육부에서 높은 경사면으로 되어 있다. 즉, 하면(113)은 가장 높아지는 상사점으로부터 가장 낮아지는 하사점을 지나서 상사점으로 복귀하는 상사점으로부터 하사점 사이에서 연속하여 경사지는 형상을 나타내고 있다(도시하지 않음).

이 압축 부재(109)의 연속하여 경사지는 형상을 나타내는 일면은, 압축 부재(109)의 밀폐 용기(1) 내의 상측에 수납된 구동 요소(2)와는 반대측의 면이 되는 하면(113)에 배치되어 있다.

또, 본 실시예의 토출관(95)은 토출 포트(28)로부터 밀폐 용기(1) 내 하부의 오일 탱크(36)의 오일면 위로 연장되는 배관이며, 실린더(108) 내에서 압축된 냉매는 토출 포트(28)로부터 토출 밸브(12), 토출관(95)을 통해 밀폐 용기(1) 내의 유면 위로 토출되게 된다.

또, 압축 부재(109)의 하면(113)의 형상은 제1 실시예의 압축 부재(9)의 상면(33)과 동일한 형상이므로, 설명은 생략한다. 마찬가지로 상기 압축 부재(109)의 하면(113)(일면)의 경도는, 상사점(33A)의 받침면으로서의 부 지지 부재(110)의 돌출 부재(112)의 상면(112A)보다도 높아지도록 설정되어 있다. 또한, 압축 부재 (109)의 하면(113) 및 베인(11)의 재질 및 가공 방법은 제1 실시예에서 상술한 것을 이용하는 것으로 한다(도18 참조). 이에 의해, 상기 실시예와 마찬가지로 압축 부재(89) 및 베인(11)의 내구성을 높일 수 있게 된다.

특히, 베인(11)을 카본계 재료, 세라믹계 재료, 불소 수지계 재료, 또는 폴리에테르에테르케톤으로 구성한 경우, 압축 부재(109)의 하면(113)을 각각 도18에 도시하는 재료 및 가공을 함으로써 압축 부재(109)의 하면(113)과 베인(11) 사이에서 경도 차가 발생하는 동시에, 미끄럼 이동부에의 급유가 부족한 경우나 압축 요소(3)를 무 윤활로 한 경우라도 양호한 미끄럼 이동성을 유지할 수 있게 된다.

한편, 베인(11)은 상술한 바와 같이 흡입 포트와 토출 포트 사이에 배치되는 동시에, 압축 부재(109)의 하면(113)에 접촉하여, 실린더(108) 내의 압축 공간(21)을 저압실과 고압실로 구획한다. 또한, 코일 스프링(18)은 이 베인(11)을 항상 하면(113) 측으로 힘을 가한다.

또한, 상기 공간(115)은 상술한 바와 같이 압축 부재(109)와 주 지지 부재(107)에 의해 밀폐된 공간으로 되어 있지만, 압축 부재(109)와 실린더(108) 사이의 간극으로부터 간신히 압축 공간(21) 내의 냉매가 흘러들어 오므로, 공간(115)의 압력은 흡입 포트에 빨아 들여지는 저압 냉매보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 고압 냉매의 압력보다 낮은 중간압이 된다.

이와 같이, 공간(115)의 압력을 중간압으로 함으로써 압축 부재(109)가 공간(115)의 압력에 의해 상측으로 강하게 압박되고, 압축 부재(109)의 하면(113)이 받침면이 되는 돌출 부재(112)의 상면(112A)이 현저하게 마모되는 문제점을 회피할 수 있다. 이에 의해, 압축 부재(109)의 하면(113)의 내구성을 개선할 수 있다.

또한, 압축 부재(109)의 다른 면측이 되는 공간(115)의 압력을 중간압으로 함으로써 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 공간(115)의 압력이 낮아지므로, 상기 압력차를 이용하여 공간(115)의 주변부인 압축 부재(109)나 주 베어링(13) 부근에의 오일 공급도 원활히 행할 수 있게 된다.

또한, 압축 공간(21)을 구동 요소(2)와는 반대측이 되는 압축 부재(109)의 하면(113)에 배치함으로써, 주 베어링(13)으로부터의 가스 누설이 발생하기 어려워져 주 베어링(13)의 시일성을 높일 수 있다. 또한, 압축 공간(21)이 되는 압축 부재(109)의 하면(113) 측의 부 베어링(23)은 오일 탱크(36) 내에 위치하므로, 오일에 의해 부 베어링(23)으로부터의 가스 누설도 회피할 수 있어 부 베어링(23)의 시일성도 향상되고, 또한 회전축(5)의 주위면이 고압이 되는 문제점도 회피할 수 있게 된다. 이에 의해, 압력차를 이용한 급유도 원활히 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시예(제3 실시예)와 마찬가지로 상술한 배압실(17)은 종래와 같이 고압이 되지 않고, 밀폐 공간으로서 상기 배압실(17)의 압력을 흡입 포트에 빨아 들여지는 냉매의 압력보다 높고, 또한 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값으로 한다. 이에 의해, 밀폐 용기(1) 내보다 배압실(17) 내의 압력 쪽이 낮아지므로, 이러한 압력차를 이용하여 회전축(5) 내의 오일 통로(42)를 상승시켜, 오일 통로(42)로부터 회전축(5)의 축 방향이 되는 압축 부재(109)의 측면에 걸쳐 형성된 도시하지 않은 오일 구멍으로부터의 오일을 베인(11)의 주변부에도 공급할 수 있게 된다.

또한, 압축 부재(109)의 주위면은 실린더(108)의 내벽 사이에 미소한 간극을 구성하여, 이에 의해 압축 부재(109)는 회전 가능하게 되어 있다. 그리고 이 압축 부재(109)의 주위면과 실린더(108)의 내벽 사이도 오일에 의해 시일되어 있다.

그리고 토출 포트의 외측에는 실린더(108)의 압축 공간(21)의 측면에 위치하여 토출 밸브(12)가 부착되는 동시에, 토출 밸브(12)의 외측이 되는 실린더(108) 내 및 주 지지 부재(107)에는 토출관(95)이 형성되어, 토출관(95)의 상단부는 오일 탱크(36)의 오일면 위로 개구하고 있다.

이와 같이, 토출 포트로부터 토출된 냉매 가스를 토출관(95)을 통과시켜 오일면 위로 유도함으로써, 토출된 냉매의 맥동을 줄일 수 있게 된다.

이상 상술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서도 압축 부재(109)나 베인(11) 등의 미끄럼 이동부에의 급유를 원활히 행할 수 있어, 압축기(C)의 신뢰성을 개선할 수 있게 된다. 또, 제3 실시예에서는 회전축(5)의 베어링을 압축 요소(3)의 상측[부 베어링(83)] 및 하측[주 베어링(13)]과, 구동 요소(2)의 하측[부 베어링(86)]의 3군데에 설치하는 것으로 하였지만, 본 실시예에서는 주 베어링(13)과 부 베어링(23)의 2개의 베어링으로 회전축(5)을 충분히 저어널할 수 있으므로 부품 개수를 삭감하여 압축기를 저렴하게 구성할 수 있다.

(제5 실시예)

다음에, 도27 내지 도29는 제5 실시예의 압축기(C)를 도시하고, 도27 내지 도29는 제5 실시예의 압축기(C)의 종단측면도이며, 각 도면은 각각 다른 단면을 나타낸 도면이다. 또, 도27 내지 도29에서 상기 도1 내지 도26에 도시되어 있는 것 과 동일한 부호가 부여되어 있는 것은, 동일하거나 혹은 유사한 효과를 발휘하는 것이므로 설명을 생략한다.

이 경우, 밀폐 용기(1) 내의 하측에 구동 요소(2)를, 상측에 압축 요소(3)를 수납하고, 압축 요소(3)의 압축 공간(21)을 압축 부재(109)의 구동 요소(2) 측이 되는 하면측으로 하고, 상기 압축 부재(109)의 하면(일면)(113)을 상사점으로부터 하사점 사이에서 연속하여 경사지는 형상으로 하고 있다. 여기서, 상기 각 실시예와 마찬가지로 압축 부재(109)의 하면(113)(일면)의 경도는, 상사점(33A)의 받침면으로서의 부 지지 부재(110)의 돌출 부재(112)의 상면(112A)보다도 높아지도록 설정되어 있다. 또한, 압축 부재(109)의 하면(113) 및 베인(11)의 재질 및 가공 방법은, 제1 실시예에서 상술한 것을 이용하는 것으로 한다(도18 참조). 이에 의해, 상기 실시예와 마찬가지로 압축 부재(89) 및 베인(11)의 내구성을 높일 수 있게 된다.

한편, 압축 부재(109)의 다른 면측이 되는 공간(115)을 압축 부재(109)와 주 지지 부재(107)에 의해 밀폐된 공간으로 함으로써 압축 부재(109)와 실린더(108) 사이의 간극으로부터 간신히 압축 공간(21) 내의 냉매가 유입하므로, 공간(115)의 압력은 흡입 포트(27)에 빨아 들여지는 저압 냉매보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 고압 냉매의 압력보다 낮은 중간압이 된다.

이와 같이, 공간(115)의 압력을 중간압으로 함으로써 압축 부재(109)가 공간(115)의 압력에 의해 상측으로 강하게 압박되어, 압축 부재(109)의 하면(113)이 받침면이 되는 돌출 부재(112)의 상면(112A)이 현저히 마모되는 문제점을 회피할 수 있다. 이에 의해, 압축 부재(109)의 하면(113)의 내구성을 개선할 수 있다.

한편, 주 지지 부재(107) 및 실린더(108) 내에는 슬롯(16)이 형성되고, 이 슬롯(16) 내에는 베인(11)이 상하 왕복 이동 가능하게 삽입된다. 이 슬롯(16)의 하부에는 배압실(17)이 형성되는 동시에, 슬롯(16) 내에는 베인(11)의 하면을 상측으로 압박하는 압박 수단으로서의 코일 스프링(18)이 배치되어 있다. 그리고 베인(11)은 압축 부재(109)의 하면(113)에 접촉하여, 실린더(108) 내의 압축 공간(21)을 저압실과 고압실로 구획한다. 또한, 코일 스프링(18)은 이 베인(11)을 항상 하면(113) 측으로 힘을 가한다.

그리고 배압실(17)은 상기 실시예와 같이 밀폐 공간으로서 상기 배압실(17)의 압력을 흡입 포트(27)에 빨아 들여지는 냉매(냉매)의 압력보다 높고, 또한 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 값으로 하고 있다. 이와 같이, 배압실(17)을 밀폐 용기(1) 내와 연통시키지 않고 밀폐된 공간으로 함으로써 상기 배압실(17)에는 베인(11)의 간극으로부터 압축 공간(21)의 저압실측과 고압실측의 냉매가 간신히 유입만 하게 된다. 이로 인해, 배압실(17)은 흡입 포트(27)에 빨아 들여지는 냉매의 압력보다 높고, 또한 밀폐 용기(1) 내의 압력보다 낮은 중간압이 된다. 이에 의 해, 밀폐 용기(1) 내보다 배압실(17) 내의 압력 쪽이 낮아지므로, 이러한 압력차를 이용하여 회전축(5) 내의 오일 통로(42)를 상승시켜, 오일 구멍(44, 45)으로부터의 오일을 베인(11)의 주변부에도 공급할 수 있게 된다.

한편, 압축 부재(109)의 다른 면측이 되는 공간(115)은 압축 부재(109)와 주 지지 부재(107)에 의해 밀폐된 공간으로 되어 있다. 이에 의해, 압축 부재(109)와 실린더(108) 사이의 간극으로부터 간신히 압축 공간(21) 내의 냉매가 흘러들어 오므로, 공간(115)의 압력은 흡입 포트(27)에 빨아들이는 저압 냉매보다 높고, 밀폐 용기(1) 내의 고압 냉매의 압력보다 낮은 중간압이 된다.

또, 상기 각 실시예에서는 냉동기의 냉매 회로에 사용되어 냉매를 압축하는 압축기를 예로 들어 설명했지만, 그에 한정되지 않으며 공기를 흡입하여 압축하고, 토출하는 소위 공기 압축기에도 본 발명은 유효하다. 또, 각 실시예에서는 종형의 밀폐 용기 내의 상하 방향에 구동 요소와 압축 요소를 수납하는 종형의 압축기를 이용하여 설명했지만, 이에 한정되지 않으며 횡형의 압축기를 이용해도 본 발명은 유효하다.

제1 본 발명에 따르면, 압축 부재와는 반대측의 베어링 단부에 회전축에 접촉하는 축 밀봉 시일을 설치하였으므로, 상기 축 밀봉 시일에 의해 베어링의 내면에서 충분히 시일을 행하고, 회전축과 베어링 사이의 간극으로부터 가스가 누설되는 문제점을 미리 회피할 수 있게 된다.

이에 의해, 부피 효율을 개선하여 압축기의 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.

제2 본 발명에 따르면, 베어링에 대응하는 위치의 회전축에 피스톤 링 시일을 설치하였으므로, 회전축과 베어링 사이의 간극으로부터 가스가 누설되는 문제점을 미리 회피할 수 있게 된다.

또한, 제3 본 발명과 같이 상기 피스톤 링 시일을, 압축 부재의 일면측의 베어링 단부에 대응하는 위치의 회전축에 설치함으로써, 베어링 단부에 있어서의 미끄럼 이동 손실을 줄이고, 또한 시일성의 향상에 의한 부피 효율의 개선을 동시에 실현하여, 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 피스톤 링 시일을 여러 개 설치함으로써, 시일성을 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.

이 제4 본 발명에 따르면, 압축 공간이 구성되는 압축 부재의 일면과 반대측이 되는 압축 부재의 다른 면측의 압력을, 밀폐 용기 내의 압력보다 낮은 값으로 하였으므로, 압축 부재가 다른 면측의 압력에 의해 일면측으로 압박되는 힘을 경감할 수 있게 된다.

이에 의해, 압축 부재의 내구성을 개선하여 기계 손실을 저감시켜 신뢰성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

Claims

내부에 압축 공간이 구성되는 실린더를 포함하는 압축 요소와,

상기 실린더 내의 압축 공간에 연통하는 흡입 포트 및 토출 포트와,

상기 실린더의 개구를 폐색하는 지지 부재와,

상기 지지 부재에 형성된 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 회전축과,

상기 회전축의 축 방향과 교차하며 상사점과 하사점 사이에서 축 방향으로 연속하여 경사지는 단일 경사면을 포함하고, 상기 실린더 내에 배치되어 상기 회전축에 의해 회전되고, 상기 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체를 압축하여 상기 토출 포트로부터 토출하는 압축 부재와,

상기 흡입 포트와 토출 포트 사이에서 상기 압축 부재의 단일 경사면에 접촉하도록 배치되며, 상기 실린더 내의 압축 공간을 저압실과 고압실로 구획하는 베인과,

상기 베어링에 대응하는 위치에 배치되는 상기 회전축에 설치되는 피스톤 링 시일과,

압축 부재와는 반대측의 베어링 단부에 대응하는 위치에 배치되는 회전축의 외주면에 형성되는 홈 - 상기 피스톤 링 시일이 상기 홈 내에 장착됨 - 을 포함하고,

상기 피스톤 링 시일의 폭은 상기 홈의 폭과 동일하거나 그보다 작게 설정되고, 상기 피스톤 링 시일의 외경은 상기 회전축의 외경 이하로 되어, 상기 피스톤 링 시일이 상기 홈 내에 장착될 때, 상기 피스톤 링 시일의 외주연이 상기 회전축의 외주면으로부터 돌출하지 않고 상기 피스톤 링 시일이 상기 홈 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 압축기.
내부에 압축 공간이 구성되는 실린더를 포함하는 압축 요소와,

상기 실린더 내의 압축 공간에 연통하는 흡입 포트 및 토출 포트와,

상기 실린더의 개구를 폐색하는 지지 부재와,

상기 지지 부재에 형성된 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 회전축과,

상기 회전축의 축 방향과 교차하며 상사점과 하사점 사이에서 축 방향으로 연속하여 경사지는 단일 경사면을 포함하고, 상기 실린더 내에 배치되어 상기 회전축에 의해 회전되고, 상기 흡입 포트로부터 빨아 들여진 유체를 압축하여 상기 토출 포트로부터 토출하는 압축 부재와,

상기 흡입 포트와 토출 포트 사이에서 상기 압축 부재의 단일 경사면에 접촉하도록 배치되며, 상기 실린더 내의 압축 공간을 저압실과 고압실로 구획하는 베인과,

상기 베어링에 대응하는 위치에 배치되는 상기 회전축에 설치되는 피스톤 링 시일을 포함하고,

상기 단일 경사면은 상기 상사점과 하사점에 대해 점근적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제2항에 있어서,

상기 단일 경사면은 상기 상사점과 하사점 부근에서 정현파 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 압축기.
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