KR101148666B1

KR101148666B1 - 베인 회전형 압축기의 토출 시스템

Info

Publication number: KR101148666B1
Application number: KR1020040117404A
Authority: KR
Inventors: 사범동; 이정호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2012-05-25
Also published as: KR20060078716A

Abstract

본 발명의 베인 회전형 압축기의 토출 시스템은 상기 밀폐 용기내에 결합되는 실린더와, 구동 모터에 결합되며 상기 실린더의 내부 공간에 삽입되는 회전축과, 상기 실린더의 양측에 각각 복개 결합되어 그 실린더의 내부 공간을 밀폐시키는 메인 베어링 및 서브 베어링과, 상기 회전축에 형성된 베인 슬롯에 삽입되며 그 회전축의 회전에 따라 상기 실린더의 내부 공간을 흡입 공간과 압축 공간으로 구획하는 베인을 포함하여 구성된 베인 회전형 압축기에 있어서, 상기 실린더의 내부 공간과 상기 밀폐 용기의 내부를 연통시키는 토출 유로와, 상기 회전축의 축 중심으로 관통 형성된 오일 통로와 상기 토출 유로를 연통시키는 배압 유로와, 상기 토출 유로내에 장착되어 상기 배압 유로와 실린더 내부 공간의 압력차에 의해 그 토출 유로를 개폐시키는 체적형 토출밸브 조립체를 포함하여 구성된다. 이로 인하여, 실린더에서 압축된 고압의 가스가 토출되는 위치를 자유롭게 하고, 토출 가스의 유로 저항을 최소화하며, 토출 작용 후 잔류하는 가스에 의해 극압이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

베인 회전형 압축기의 토출 시스템{DISCHARGING SYSTEM OF VANE ROTATING TYPE COMPRESSOR}

도 1, 2는 연구 개발 중인 베인 회전형 압축기를 도시한 종단면도 및 횡단면도,

도 3은 상기 베인 회전형 압축기의 작동 상태를 도시한 평면도,

도 4, 5는 본 발명의 베인 회전형 압축기의 토출 시스템의 일 실시예가 구비된 베인 회전형 압축기를 도시한 종단면도 및 횡단면도,

도 6은 본 발명의 베인 회전형 압축기의 토출 시스템을 구성하는 토출 유로의 변형예를 도시한 단면도,

도 7,8은 본 발명의 베인 회전형 압축기의 토출 시스템의 작동 상태를 각각 도시한 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10; 밀폐 용기 30; 실린더

40; 회전축 42; 베인 슬롯

44; 제2 연통 구멍 45,48; 환형 홈

47; 극압 방지홈 50; 메인 베어링

55; 제3 연통 구멍 60; 서브 베어링

64; 제4 연통 구멍 70; 베인

120; 스토퍼 130; 체적형 밸브

140; 밸브 홀더 F; 오일 통로

P; 내부 공간

본 발명은 베인 회전형 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더에서 압축된 고압의 가스가 토출되는 위치를 자유롭게 할 뿐만 아니라 토출 가스의 유로 저항을 최소화할 수 있도록 한 베인 회전형 압축기의 토출 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환시키며 그 운동 에너지에 의해 냉매 가스를 압축하게 된다. 상기 압축기는 응축기, 모세관, 증발기와 함께 냉동 사이클 시스템을 구성하며, 그 냉동 사이클 시스템은 냉장고, 에어컨 등에 장착된다.

상기 냉동 사이클 시스템을 구성하는 부품 중 압축기가 가장 핵심 부품이며, 그 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있고, 또한 그 종류가 다양하다.

도 1, 2는 본 출원인이 현재 개발 중이며 또한 출원 중인 베인 회전형 로터리 압축기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 베인 회전형 압축기는 밀폐 용기(10)와, 상기 밀폐 용기(10)의 내부에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동 모터(20)와, 내부에 일정 내경을 갖는 원형의 내부 공간(P)이 구비되며 상기 구동 모터(20)와 일정 간격을 두고 상기 밀폐 용기(10)내에 결합되는 실린더(30)와, 회전 중심과 동심원을 갖는 동심 단차부(41)가 구비되어 상기 구동 모터(20)에 결합됨과 아울러 그 동심 단차부(41)가 상기 실린더의 내부 공간(P)에 위치하는 회전축(40)과, 상기 실린더(30)의 상부와 하부에 각각 복개 결합되어 그 실린더(30)의 내부 공간(P)을 밀폐시키는 메인 베어링(50) 및 서브 베어링(60)과, 상기 회전축의 동심 단차부(41)에 형성되는 베인 슬롯(42)에 삽입되어 상기 실린더(30)의 내부 공간(P)을 구획하는 베인(70)과, 상기 베인 슬롯(42)에 삽입되어 그 베인(70)을 탄성 지지하는 스프링(80)과, 상기 메인 베어링(50)에 장착되어 상기 토출 구멍(51)을 개폐하는 토출밸브 조립체(90)를 포함하여 구성된다.

상기 밀폐 용기(10)에 가스가 흡입되는 흡입관(11)과 가스가 토출되는 토출관(12)이 각각 결합된다. 상기 밀폐 용기(10)의 저면에 일정량 오일이 채워져 있다.

상기 실린더 내부 공간(P)의 중심은 상기 회전축(40)의 중심과 편심되게 위치하며, 그 실린더(30)의 내부 공간(P)에 롤러(100)가 삽입된다. 상기 롤러(100)는 일정 길이와 외경을 갖는 원통 형태로 형성된다. 상기 롤러(100)의 외경은 상기 실린더(30)의 내부 공간(P)의 내경과 상응하게 형성된다. 상기 베인(70)은 상기 롤러(100)의 내면과 선접촉되며, 그 베인(70)은 스프링(80)에 의해 탄성 지지된다. 상기 롤러(100)는 베인(70)과 실린더 내부 공간(P)의 내주면사이의 마찰을 감소시키게 된다.

상기 회전축(40)은 상기 구동 모터(20)와 결합되며 내부에 길이 방향으로 오 일이 유동하는 관통된 오일 통로(F)가 구비된 축부(43)와, 상기 축부(43)의 일측에 그 축부(43)의 외경보다 큰 외경과 일정 길이를 갖도록 형성되는 동심 단차부(41)와, 그 동심 단차부(41)에 일정 폭과 깊이를 갖는 베인 슬롯(42)을 구비하여 이루어진다. 상기 동심 단차부(41)의 중심은 축부(43)의 중심과 일치하게 된다.

상기 메인 베어링(50)과 서브 베어링(60)은 그 내부에 회전축(40)이 삽입되며, 그 메인 베어링(50)과 서브 베어링(60)은 상기 회전축(40)을 지지하게 된다. 상기 서브 베어링(60)에 실린더 내부 공간(P)으로 가스가 흡입되는 흡입 구멍(61)이 구비된다.

상기 토출밸브 조립체(90)는 상기 토출 구멍(51)을 개폐하는 토출 밸브(91)와, 그 토출 밸브(91)의 움직임을 한정하는 리테이너(92)와, 상기 토출 밸브(91)와 리테이너(92)를 상기 메인 베어링(50)에 고정시키는 체결 볼트(93)를 포함하여 구성된다.

미설명 부호 21은 고정자이고, 22는 회전자이며, 110은 오일피더이다.

상기한 바와 같은 베인 회전형 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압축기에 전원이 인가되면 구동 모터(20)가 작동하여 회전력을 발생시키게 되고 그 구동 모터(20)의 회전력이 회전축(40)에 전달되어 그 회전축(40)이 회전하게 된다. 상기 회전축(40)의 회전에 따라 그 회전축의 동심 단차부(41)가 실린더의 내부 공간(P)에서 회전하게 된다.

상기 회전축의 동심 단차부(41)가 실린더의 내부 공간(P)에서 회전함에 따라 그 동심 단차부(41)의 외주면 일측과 롤러(100)의 내주면 일측이 접촉되고 그 동심 단차부(41)에 삽입된 베인(70)이 롤러(100)의 내주면에 접촉된 상태에서 회전하게 된다. 이로 인하여, 상기 동심 단차부(41)와 베인(70)에 의해 두개로 구획된 실린더의 내부 공간(P)이 각각 체적이 변화되면서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다. 이때, 상기 롤러(100)와 접촉되어 회전하는 동심 단차부(41)와 베인(70)이 롤러(100)의 내주면과 미끄럼 운동하게 되고 이와 동시에 그 롤러(100)가 회전하면서 그 롤러(100)의 외주면과 실린더 내부 공간(P)의 내주면이 미끄럼 운동하게 된다.

상기 실린더의 내부 공간(P)으로 흡입되는 가스는 흡입관(11)과 흡입 구멍(61)을 통해 흡입되고, 그 실린더의 내부 공간(P)에서 압축된 고온 고압의 가스는 상기 밸브 조립체(90)의 작동과 함께 토출 구멍(51)을 통해 밀폐 용기(10)내에 토출된다. 상기 밀폐 용기(10)내로 토출된 압축 가스는 토출관(12)을 통해 밀폐 용기(10)외부로 빠져나가게 된다.

그리고 상기 회전축(40)의 회전에 따라 그 회전축의 오일 통로(F)내에 결합된 오일피더(110)가 회전하면서 오일을 펌핑하게 되며 그 펌핑된 오일은 오일 통로(F)를 통해 상대 운동이 일어나는 부품에 공급된다.

한편, 상기 회전축(40)이 회전함에 따라 가스가 압축되는 과정을 보다 상세하게 설명하면, 상기 회전축의 동심 단차부(41) 외주면은 상기 실린더의 내부 공간(P)에 삽입된 롤러(100)의 내주면과 항상 선접촉하게 되며, 상기 서브 베어링(60)에 형성된 흡입 구멍(61)은 상기 동심 단차부(41)와 롤러(100)가 선접촉되는 접촉점(C)을 기준으로 회전 방향 앞쪽에 위치하게 되고 상기 메인 베어링(50)에 형성된 토출 구멍(51)은 접촉점(C)을 기준으로 회전 방향의 뒷쪽에 위치하게 된다. 따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 베인(70)이 그 흡입 구멍(61)의 위치를 지나게 되면 그 베인(70)의 회전 진행 방향 앞쪽에 위치하는 실린더의 내부 공간(P1)에서 압축이 진행되고 그 베인(70)의 회전 진행 방향의 뒷쪽에 위치하는 실린더의 내부 공간(P2)에서 그 흡입 구멍(61)을 통해 가스가 흡입된다.

그리고 상기 회전축(40)의 회전에 의해 상기 베인(70)이 더 회전하게 되면 그 베인(70)의 회전 방향 앞쪽에 위치하는 실린더 내부 공간(P)의 체적이 감소되면서 가스가 압축되고 그 압력이 설정된 압력 이상이 되면 상기 토출 밸브(91)가 열리면서 압축된 가스가 토출 구멍(51)을 통해 밀폐 용기(10)내부로 토출된다.

그러나, 상기한 바와 같은 베인 회전형 압축기는 상기 메인 베어링(50)에 토출 구멍(51)이 형성되고 그 메인 베어링(50)에 토출밸브 조립체(90)가 장착되므로 토출 구멍(51)의 크기를 충분히 확보하지 못하게 될 뿐만 아니라 그 위치 설정이 자유롭지 못하게 된다. 즉, 상기 토출 구멍(51)이 동심 단차부(41)와 롤러(100)가 항상 접촉되는 접촉점(C)에 근접하게 되면 토출 구멍(51)을 통해 유동하는 고압 가스의 유로 저항이 증가하게 되고, 상기 토출 구멍(51)이 접촉점(C)에서 멀어지게 되면 고압 가스의 토출 후 잔류하는 고압 가스가 존재하여 그 잔류하는 고압 가스가 극압으로 압축되어 회전축의 회전이 불안정하게 된다.

또한, 상기 토출 구멍(51)이 롤러(100)와 중첩되게 위치하게 되므로 상기 롤러(100)의 외주면과 실린더 내부 공간(P)의 내주면사이에 공급되는 오일이 가스의 토출과 함께 토출되어 상기 롤러(100)와 실린더사이에 윤활 공급이 부족하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실린더에서 압축된 고압의 가스가 토출되는 위치를 자유롭게 할 뿐만 아니라 토출 가스의 유로 저항을 최소화할 수 있도록 한 베인 회전형 압축기의 토출 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 토출 작용 후 잔류하는 가스에 의해 극압을 발생시키는 것을 방지할 수 있도록 한 베인 회전형 압축기의 토출 시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 상기 밀폐 용기내에 결합되는 실린더와, 구동 모터에 결합되며 상기 실린더의 내부 공간에 삽입되는 회전축과, 상기 실린더의 양측에 각각 복개 결합되어 그 실린더의 내부 공간을 밀폐시키는 메인 베어링 및 서브 베어링과, 상기 회전축에 형성된 베인 슬롯에 삽입되며 그 회전축의 회전에 따라 상기 실린더의 내부 공간을 흡입 공간과 압축 공간으로 구획하는 베인을 포함하여 구성된 베인 회전형 압축기에 있어서, 상기 실린더의 내부 공간과 상기 밀폐 용기의 내부를 연통시키는 토출 유로와, 상기 회전축의 축 중심으로 관통 형성된 오일 통로와 상기 토출 유로를 연통시키는 배압 유로와, 상기 토출 유로내에 장착되어 상기 배압 유로와 실린더 내부 공간의 압력차에 의해 그 토출 유로를 개폐시키는 체적형 토출밸브 조립체를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템이 제공된다.

이하, 본 발명의 베인 회전형 압축기의 토출 시스템을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명한다.

도 4, 5는 본 발명의 베인 회전형 압축기 토출 시스템의 일 실시예가 구비된 베인 회전형 압축기를 도시한 종단면도 및 횡단면도이다. 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하였다.

이에 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 베인 회전형 압축기의 토출 시스템이 구비된 베인 회전형 압축기는 밀폐 용기(10)와, 상기 밀폐 용기(10)의 내부에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동 모터(20)와, 내부에 일정 내경을 갖는 원형의 내부 공간(P)이 구비되며 상기 구동 모터(20)와 일정 간격을 두고 상기 밀폐 용기(10)내에 결합되는 실린더(30)와, 회전 중심과 동심원을 갖는 동심 단차부(41)가 구비되어 상기 구동 모터(20)에 결합됨과 아울러 그 동심 단차부(41)가 상기 실린더(30)의 내부 공간(P)에 위치하는 회전축(40)과, 상기 실린더(30)의 상부와 하부에 각각 복개 결합되어 그 실린더의 내부 공간(P)을 밀폐시키는 메인 베어링(50) 및 서브 베어링(60)과, 상기 회전축의 동심 단차부(41)에 형성되는 베인 슬롯(42)에 삽입되어 상기 실린더의 내부 공간(P)을 구획하는 베인(70)을 포함하여 구성된다. 그리고 상기 실린더의 내부 공간(P)에 마찰을 감소시키는 롤러(100)가 삽입된다. 이와 같은 구성은 위에서 설명한 바와 같다.

상기 회전축(40)은 일정 길이를 가지며 그 내부에 오일이 유동하는 오일 통로(F)가 형성된 축부(43)와, 상기 축부(43)의 일측에 그 축부(43)의 외경보다 큰 외경과 일정 길이를 갖도록 형성되는 동심 단차부(41)와, 그 동심 단차부(41)에 일 정 폭과 깊이를 갖는 베인 슬롯(42)을 구비하여 이루어진다. 상기 베인 슬롯(42)은 동심 단차부(41)의 외주면에서 그 동심 단차부(41)의 중심 방향으로 일정 폭을 갖도록 형성된다. 상기 오일 통로(F)는 축부(43)의 길이 방향으로 관통 형성되며, 그 축부(43)의 끝부분에 위치하는 오일 통로(F)내에 오일을 펌핑하는 오일 피더(110)가 고정 결합된다.

상기 오일 피더(110)는 밀폐 용기(10)내에 일정량 채워진 오일에 잠기게 된다.

상기 메인 베어링(50)은 소정 두께와 면적으로 형성되는 플랜지부(52)와, 그 플랜지부(52)의 일면에 일정 외경과 길이로 연장 형성되며 그 내부에 관통 구멍(53)이 관통 형성된 축 지지부(54)를 구비하여 이루어진다. 상기 메인 베어링(50)은 그 관통 구멍(53)에 상기 회전축의 축부(43)가 내삽되고 그 플랜지부(52)가 상기 실린더(30)의 일측을 복개하도록 상기 실린더(30)와 결합된다.

상기 서브 베어링(60)은 일정 두께와 면적을 갖도록 형성된 판체부(62)와, 그 판체부(62)에 관통 형성된 관통 구멍(63)과, 상기 판체부(62)에 형성되어 가스가 흡입되는 흡입 구멍(61)을 구비하여 이루어진다. 상기 서브 베어링(60)은 그 관통 구멍(63)에 상기 회전축의 축부(43)가 내삽되고 그 판체부(62)가 상기 실린더(30)의 타측을 복개하도록 상기 실린더(30)와 결합된다.

상기 메인 베어링(50)과 서브 베어링(60)은 상기 회전축(40)을 지지하게 된다.

그리고 상기 실린더의 내부 공간(P)과 상기 밀폐 용기(10)의 내부를 연통시 키는 토출 유로와, 상기 회전축(40)의 축 중심으로 관통 형성된 오일 통로(F)와 상기 토출 유로를 연통시키는 배압 유로와, 상기 토출 유로내에 장착되어 상기 배압 유로와 실린더 내부 공간(P)의 압력차에 의해 그 토출 유로를 개폐시키는 체적형 토출밸브 조립체가 구비된다.

상기 토출 유로는 상기 회전축(40)에 관통 형성되는 제2 연통 구멍(44)과, 상기 회전축의 제2 연통 구멍(44)과 연통되게 상기 메인 베어링(50)에 관통 형성되는 제3 연통 구멍(55)을 포함하여 이루어진다. 상기 제2 연통 구멍(44)은 상기 회전축의 동심 단차부(41)의 외주면에 일정 외경과 깊이로 형성되는 수평 구멍(44a)과 상기 동심 단차부(41)의 상면(도면상)에 일정 깊이로 형성되어 상기 수평 구멍(44a)과 연통되는 수직 구멍(44b)으로 이루어진다. 상기 수직 구멍(44b)은 상기 베인 슬롯(42)의 측부에 위치하게 된다.

상기 메인 베어링(50)과 면적촉되는 상기 회전축의 동심 단차부(41)의 측면에 일정 폭과 깊이를 갖는 환형 홈(45)이 형성된다. 상기 환형 홈(45)의 영역에 상기 제2 연통 구멍(44)이 위치하게 될 뿐만 아니라 제2 연통 구멍의 수직 구멍(44b)이 위치하게 된다.

상기 메인 베어링(50)에 형성되는 제3 연통 구멍(55)은 일정 폭을 갖는 원호 형태로 형성되며, 그 원호 형태의 제3 연통 구멍(55)은 상기 축부(43)의 중심과 동심원을 이루도록 형성된다.

상기 배압 유로는 상기 제2 연통 구멍의 수평 구멍(44a)과 상기 오일 통로(F)를 연통시키는 배압 구멍(46)으로 이루어진다. 상기 배압 구멍(46)은 상기 수평 구멍(44a)의 내경보다 작은 내경으로 형성되며, 상기 배압 구멍(46)과 수평 구멍(44a)의 연결 부분에 단차면이 형성된다.

상기 회전축의 베인 슬롯(42)에 삽입된 베인(70)과 토출 유로사이에 위치하도록 상기 회전축(40)에 일정 길이를 갖는 극압 방지홈(47)이 형성된다. 상기 극압 방지홈(47)은 상기 회전축의 동심 단차부(41)의 모서리에 일정 길이로 모따기함에 의해 형성된다. 상기 극압 방지홈(47)은 베인 슬롯(42)에서부터 상기 토출 유로의 수평 구멍(44a)이 위치하는 곳의 길이 방향 선상까지 형성됨이 바람직하다.

상기 체적형 개폐밸브 조립체는 내부에 관통 구멍(121)이 형성되며 상기 실린더의 내부 공간(P)측에 위치하도록 상기 토출 유로에 고정 결합되는 스토퍼(120)와, 상기 토출 유로내에 움직임 가능하게 삽입되어 상기 배압 유로와 실린더 내부 공간(P)의 압력차에 의해 슬라이딩되면서 토출 유로를 개폐하는 체적형 밸브(130)와, 상기 토출 유로에 슬라이딩 가능하게 삽입되며 그 내부에 상기 체적형 밸브(130)가 슬라이딩 가능하게 위치하는 밸브 홀더(140)를 포함하여 구성된다.

상기 밸브 홀더(140)는 상기 토출 유로의 수평 구멍(44a)의 내경과 상응하는 외경과 일정 길이를 갖도록 원통 형태로 형성된다. 상기 밸브 홀더(140)는 상기 수평 구멍(44a)내에 슬라이딩 가능하게 삽입된다.

상기 체적형 밸브(130)는 상기 밸브 홀더(140)의 내경과 상응하는 직경을 갖는 구 형상으로 형성됨이 바람직하다. 상기 구 형상의 체적형 밸브(130)는 상기 토출 유로의 수평 구멍(44a)내에 삽입된 밸브 홀더(140)의 내부에 움직임 가능하게 삽입된다.

상기 스토퍼(120)는 상기 수평 구멍(44a)의 내경과 상응하는 외경을 갖는 원판 형태로 형성되며 그 내부에 관통 구멍(121)이 형성된다. 상기 스토퍼(120)는 상기 수평 구멍(44a)의 입구측에 압입 고정된다. 상기 스토퍼의 관통 구멍(121)은 상기 체적형 밸브(130)의 직경보다 작게 형성된다.

상기 체적형 개폐밸브 조립체의 다른 변형예로, 상기 토출 유로의 수평 구멍(44a)에 움직임 가능하게 삽입되는 체적형 밸브(130)와 상기 토출 유로의 수평 구멍(44a) 입구측에 고정 결합되는 스토퍼(120)로 구성된다. 상기 밸브 홀더(140)가 배제된 구성이다. 상기 체적형 밸브(130)는 상기 수평 구멍(44a)의 내경과 상응하는 직경을 갖는 구 형태로 형성되며, 상기 스토퍼의 관통 구멍(121)은 상기 체적형 밸브(130)의 직경보다 작게 형성된다.

한편, 상기 토출 유로의 다른 변형예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 토출 유로는 상기 회전축(40)에 관통 형성되는 제2 연통 구멍(44)과, 상기 회전축의 제2 연통 구멍(44)과 연통되게 상기 서브 베어링(60)에 관통 형성되는 제4 연통 구멍(64)을 포함하여 이루어진다.

상기 제2 연통 구멍(44)은 상기 회전축의 동심 단차부(41)의 외주면에 일정 외경과 깊이로 형성되는 수평 구멍(44a)과 상기 동심 단차부(41)의 하면(도면상)에 일정 깊이로 형성되어 상기 수평 구멍(44a)과 연통되는 수직 구멍(44b)으로 이루어진다.

상기 서브 베어링(60)에 형성되는 제4 연통 구멍(64)은 일정 폭을 갖는 원호 형태로 형성되며, 그 원호 형태의 제4 연통 구멍(64)은 상기 축부(43)의 중심과 동 심원을 이루도록 형성된다.

상기 메인 베어링(50)과 면적촉되는 상기 회전축의 동심 단차부(41)의 측면에 일정 폭과 깊이를 갖는 환형 홈(48)이 형성된다. 상기 환형 홈(48)의 영역에 상기 제4 연통 구멍(64)이 위치하게 될 뿐만 아니라 제2 연통 구멍(44)의 수직 구멍(44b)이 위치하게 된다.

상기 제2 연통 구멍의 수평 구멍(44a)에 상기 체적형 토출밸브 조립체가 장착된다. 상기 체적형 토출밸브 조립체의 구성은 위에서 설명한 바와 같다.

상기 토출 유로의 다른 변형예로, 상기 토출 유로는 상기 회전축(40)에 관통 형성되어 상기 실린더의 내부 공간(P)과 밀폐 용기(10)의 내부를 연통시키는 제1 연통 구멍으로 이루어질 수 있다.

상기 밀폐 용기(10)의 상부에 토출관(12)이 결합되고, 상기 밀폐 용기(10) 측부에 흡입관(11)이 결합된다. 상기 흡입관(11)은 상기 서브 베어링(60)에 형성된 흡입 구멍(61)과 연결된다.

미설명 부호 21은 고정자이고, 22는 회전자이다.

이하, 본 발명의 베인 회전형 압축기 토출 시스템의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 베인 회전형 압축기의 작동은 위에서 설명한 바와 같이, 전원이 인가되면 구동 모터(20)가 작동하여 회전력을 발생시키게 되고 그 구동 모터(20)의 회전력이 회전축(40)에 전달되어 그 회전축(40)이 회전하게 된다. 상기 회전축(40)의 회전에 따라 그 회전축의 동심 단차부(41)가 실린더의 내부 공간(P)에서 회전하게 된다.

상기 회전축의 동심 단차부(41)가 실린더의 내부 공간(P)에서 회전함에 따라 그 동심 단차부(41)의 외주면 일측과 롤러(100)의 내주면 일측이 접촉되고 그 동심 단차부(41)에 삽입된 베인(70)이 롤러(100)의 내주면에 접촉된 상태에서 회전하게 된다. 이로 인하여, 동심 단차부(41)와 베인(70)에 의해 실린더의 내부 공간(P)이 두개의 공간으로 구획됨과 아울러 그 체적이 변화되면서 상기 흡입관(11)과 흡입 구멍(61)을 통해 가스가 흡입되고 그 흡입된 가스가 압축되어 체적형 토출밸브 조립체의 작동과 함께 토출 유로를 통해 밀폐 용기(10)내로 토출된다.

그리고 상기 회전축(40)의 회전에 따라 그 회전축의 오일 통로(F)내에 결합된 오일피더(10)가 회전하면서 오일을 펌핑하게 되며 그 펌핑된 오일은 오일 통로(F)를 통해 상대 운동이 일어나는 부품에 공급된다. 상기 오일 통로(F)는 항상 밀폐 용기(10)내의 압력이 작용한다.

상기 과정에서, 가스가 흡입되고 압축되어 토출되는 것을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시한 바와 같이, 상기 회전축(40)의 회전에 따라 그 회전축(40)에 삽입된 베인(70)이 회전축의 동심 단차부(41)와 롤러(100)가 접촉되는 접촉점(C)을 거쳐 흡입 구멍(61)을 지나게 되면 그 접촉점(C)을 기준으로 하여 그 베인(70)의 회전 앞쪽에 위치하는 실린더 내부 공간(P1)(이하, 압축 공간이라 함)은 체적이 감소하면서 가스의 압축이 진행되고, 그 접촉점(C)을 기준으로 하여 그 베인(70)의 회전 뒷쪽에 위치하는 실린더 내부 공간(P2)(이하, 흡입 공간이라 함)은 체적이 증 가하면서 그 흡입 구멍(61)을 통해 가스가 흡입된다. 상기 토출 유로는 회전축(40)의 회전방향에 대하여 베인(70)의 앞쪽에 위치하게 된다. 상기 토출 유로가 위치하는 실린더 내부 공간(P1)의 압력이 배압 유로의 압력보다 작게 되어 상기 체적형 밸브(130)가 스토퍼(120)측에 위치하면서 그 스토퍼의 관통 구멍(121)을 막게 된다. 상기 배압 유로는 상기 밀폐 용기(10)내부와 연통되므로 그 밀폐 용기(10)내의 고압이 작용하게 된다.

그리고, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 회전축(40)이 더 회전하여 상기 베인(70)이 접촉점(C)의 위치에 근접하게 되면 상기 압축 공간의 체적이 매우 적어지면서 설정된 압력 이상이 되면 상기 압축 공간의 압력이 배압 유로의 압력보다 크게 되면서 그 압력 차에 의해 상기 체적형 밸브(130)가 배압 유로측으로 움직이면서 그 배압 유로를 막게 된다. 상기 체적형 밸브(130)가 배압 유로측으로 이동하게 되면 상기 토출 유로가 열려 상기 압축 공간에서 압축된 가스가 토출 유로를 통해 밀폐 용기(10)내로 토출된다.

그리고 상기 회전축(40)이 더 회전하여 상기 베인(70)이 접촉점(C)의 위치를 거쳐 흡입 구멍(61)의 위치를 지나게 되면 그 접촉점(C)과 그 베인(70)의 회전 방향 뒷쪽에서 형성되는 체적이 점점 증가하면서 가스가 흡입되며, 그 공간은 흡입 공간을 이루게 된다. 상기 토출 유로의 위치, 즉 제2 연통 구멍의 수평 구멍(44a)의 위치가 상기 흡입 공간에 위치하게 되면 배압 유로의 압력이 흡입 공간의 압력보다 크게 되어 상기 체적형 밸브(130)가 다시 스토퍼(120)측으로 이동하면서 그 스토퍼의 관통 구멍(121)을 막게 된다. 상기 베인(70)의 회전 방향 앞쪽에 위치하 는 실린더의 내부 공간은 압축 공간을 이루게 된다.

한편, 상기 베인(70)이 접촉점(C)에 근접할 때 그 압축 공간에서 미처 토출되지 못한 가스가 잔류하게 될 경우, 상기 회전축의 동심 단차부(41)에 형성된 극압 방지홈(47)을 통해 흡입 공간측으로 유동하게 되어 종래와 같이 잔류 가스에 의한 극압 발생을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 베인 회전형 압축기의 토출 시스템은 가스가 토출되는 토출 유로가 회전축과 메인 베어링에 구비되므로 그 토출 유로의 위치 설정이 자유로울 뿐만 아니라 그 메인 베어링에 형성되는 제3 연통 구멍의 크기와 형상을 자유롭게 형성할 수 있게 된다. 이로 인하여, 토출 유로의 설계 및 제작이 수월하게 되고 또한 고온 고압 상태인 토출 가스의 유로 저항을 감소시키게 되어 저항 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 메인 베어링에 형성되는 제3 연통 구멍의 위치가 롤러와 중첩되지 않게 되어 롤러와 실린더사이에 공급된 오일이 상기 제3 연통 구멍을 통해 유출되는 것을 방지하여 롤러와 실린더사이의 오일 공급 부족을 방지하게 된다.

또한 토출 후 잔류하는 고압 가스가 극압으로 압축되는 것을 방지하여 회전축의 회전을 안정되게 유지하게 됨으로써 진동을 방지하게 될 뿐만 아니라 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

밀폐 용기내에 결합되는 실린더와, 구동 모터에 결합되며 상기 실린더의 내부 공간에 삽입되는 회전축과, 상기 실린더의 양측에 각각 복개 결합되어 그 실린더의 내부 공간을 밀폐시키는 메인 베어링 및 서브 베어링과, 상기 회전축에 형성된 베인 슬롯에 삽입되며 그 회전축의 회전에 따라 상기 실린더의 내부 공간을 흡입 공간과 압축 공간으로 구획하는 베인을 포함하여 구성된 베인 회전형 압축기에 있어서,

상기 실린더의 내부 공간과 상기 밀폐 용기의 내부를 연통시키는 토출 유로와, 상기 회전축의 축 중심으로 관통 형성된 오일 통로와 상기 토출 유로를 연통시키는 배압 유로와, 상기 토출 유로내에 장착되어 상기 배압 유로와 실린더 내부 공간의 압력차에 의해 그 토출 유로를 개폐시키는 체적형 토출밸브 조립체를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 토출 유로는 상기 회전축에 관통 형성되는 제2 연통 구멍과, 상기 회전축의 제2 연통 구멍과 연통되게 상기 메인 베어링에 관통 형성되는 제3 연통 구멍을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 메인 베어링과 면접촉되는 상기 회전축의 일면에 상 기 제2 연통 구멍과 연통되게 환형 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 토출 유로는 상기 회전축에 관통 형성되는 제2 연통 구멍과, 상기 회전축의 제2 연통 구멍과 연통되게 상기 서브 베어링에 관통 형성되는 제4 연통 구멍을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제2 연통 구멍은 회전축의 측면과 상면을 연통시키도록 절곡된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 체적형 개폐밸브 조립체는 내부에 관통 구멍이 형성되며 상기 실린더의 내부 공간측에 위치하도록 상기 토출 유로에 고정 결합되는 스토퍼와, 상기 토출 유로내에 움직임 가능하게 삽입되어 상기 배압 유로와 실린더 내부 공간의 압력차에 의해 슬라이딩되면서 토출 유로를 개폐하는 체적형 밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 체적형 개폐밸브 조립체는 상기 토출 유로에 슬라이딩 가능하게 삽입되며 그 내부에 상기 체적형 밸브가 슬라이딩 가능하게 위치하는 밸브 홀더를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 베인과 토출 유로사이에 위치하도록 상기 회전축에 일정 길이를 갖는 극압 방지홈이 형성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 극압 방지홈은 상기 베인이 삽입되는 회전축의 단턱부분의 모서리에 형성됨을 특징으로 하는 베인 회전형 압축기의 토출 시스템.