KR101214672B1 - 베인 로터리형 압축기 - Google Patents

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Abstract

[과제]
운전시의 압력 조건에 관계없이 안정적으로 작동실 내 및 베인 측면, 선단 등의 활주부에 윤활유를 공급할 수 있도록 한다.
[해결 수단]
압축 요소(11)에 동력을 전하는 샤프트(6)의 축심부에, 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 당해 샤프트의 회전에 의해 빨아올리는 기름 흡입구멍(6a)을 마련함과 함께, 샤프트(6)에 있어서의 롤러(7)의 적어도 한쪽의 단면의 부근에, 샤프트 내외를 관통하는 급유 구멍(6b)을 마련하고, 적어도 한쪽의 축받이에 있어서의 실린더(5)를 폐색하는 단면에는, 급유 구멍(6b)과 연통하도록 급유 홈(10)을 마련하고, 베인(8)에는, 당해 베인 홈(7a)과의 한쪽의 활주면에, 소정의 회전 위상에서 급유 홈과 연통하도록, 또한 그것보다도 베인(8)이 베인 홈(7a)으로부터 롤러 외주부에 돌출하는 회전 위상에서 압축실과 연통하도록 베인 급유 홈(8a)을 마련한다.

Description

베인 로터리형 압축기{VANE ROTARY TYPE COMPRESSOR}
본 발명은, 운전시의 압력 조건에 관계없이 안정적으로 작동실 내 및 베인 측면, 선단 등의 활주부에 윤활유를 공급할 수 있는 베인 로터리형 압축기에 관한 것이다.
종래의 베인 로터리형 압축기는, 윤활유를 저장하는 고압의 밀폐 용기 내와 저압, 또는 중간압의 작동실, 베인 배압실을 충분히 좁은 유로로 연통하여, 차압을 이용하여 고압의 윤활유를 베인 배면이나 베인 측면 및 작동실 내에 급유하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
[특허문헌]
특허 문헌 1: 일본 특허 제3792578호 공보(도 1)
그러나, 고압으로 된 밀폐 용기 내와 베인 배압실을 충분히 좁은 유로로 연통시키고, 밀폐 용기 내와 베인 배압실의 차압으로 윤활유를 베인 측면이나 베인 선단 등의 활주부에 급유하도록 한 것에서는, 기동시나 차압이 낮은 운전 조건하에서는 급유량을 확보할 수가 없어서, 활주부에서의 마모나 소착 등이 발생하고, 신뢰성을 손상시킬 가능성이 있다.
또한, 베인 선단이 실린더의 내주(內周)에 따르도록 하여, 베인 배압실은 흡입압부터 토출압 사이의 압력으로 제어하고 있는데, 베인 배압실에 윤활유를 공급함으로써, 베인이 베인 홈 내에 들어가고, 베인 배압실의 용적이 작아지는 회전 위상(位相)에서 베인 배압실 내에서 윤활유를 압축하고, 배압실의 압력이 이상(異常)으로 상승하고, 베인 선단과 실린더 내주의 접촉면압이 과대하게 되어, 베인 선단 및 실린더 내주면에 이상 마모를 야기할 가능성이 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 운전시의 압력 조건에 관계없이 안정적으로 작동실 내 및 베인 측면, 선단 등의 활주부에 윤활유를 공급할 수 있도록 하는 것에 있다.
본 발명에 관한 베인 로터리형 압축기는, 하기한 구성으로 이루어지는 것이다. 즉, 밀폐 용기 내에, 냉매를 압축시키는 압축 요소와, 압축 요소의 구동원이 되는 전동 요소를 구비한 베인 로터리형 압축기에 있어서, 압축 요소는, 전동 요소에 의해 회전 구동되는 샤프트와, 샤프트의 중심축선과 동일 축선 상에 배치되어 샤프트와 함께 회전하는 롤러와, 롤러를 수납하는 내주면이 원통 형상으로 형성되고, 내주면의 중심축이 샤프트의 중심축선에 대해 편심하여 배설된 실린더와, 실린더의 양 단면을 폐색하는 2개의 축받이와, 롤러에 형성된 베인 홈 내를 압축 공정 중에 왕복 활주하고, 실린더의 내주면에 따라, 롤러 및 축받이에 의해 형성되는 압축실을 복수의 작동실로 구획하는 베인과, 작동실 내에 냉매를 유입하는 흡입구와, 작동실 내에서 압축된 냉매를 토출하는 토출구와, 압축실에 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 공급하는 급유 수단을 구비하고, 급유 수단은, 샤프트의 축심부에 마련되어 전동 요소와는 반대측의 단면에 개구하고, 샤프트의 회전에 의해 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 빨아올리는 기름 흡입구멍과, 샤프트에 있어서의 롤러의 적어도 한쪽의 단면의 부근에 마련되어 샤프트 내외를 관통하는 급유 구멍과, 급유 구멍과 연통하도록, 적어도 한쪽의 축받이에 있어서의 실린더를 폐색하는 단면에 마련된 급유 홈과, 베인에 있어서의 베인 홈의 한쪽의 활주면에, 소정의 회전 위상에서 급유 홈과 연통하도록, 또한 그것보다도 베인이 베인 홈으로부터 롤러 외주부로 돌출하는 회전 위상에서 압축실과 연통하도록 마련된 베인 급유 홈을 구비하는 것이다.
본 발명에 관한 베인 로터리형 압축기에서는, 압축 요소에 동력을 전하는 샤프트의 축심부에, 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 당해 샤프트의 회전에 의해 빨아올리는 기름 흡입구멍을 마련함과 함께, 샤프트에 있어서의 롤러의 적어도 한쪽의 단면의 부근에, 샤프트 내외를 관통하는 급유 구멍을 마련하고, 적어도 한쪽의 축받이에 있어서의 실린더를 폐색하는 단면에는, 급유 구멍과 연통하도록 급유 홈을 마련하고, 베인에는, 그 베인 홈의 한쪽의 활주면에, 소정의 회전 위상에서 급유 홈과 연통하도록, 또한 그것보다도 베인이 베인 홈으로부터 롤러 외주부에 돌출하는 회전 위상에서 압축실과 연통하도록 베인 급유 홈을 마련하고 있기 때문에, 베인이 베인 홈 내를 왕복 운동할 때마다 윤활유를 공급할 수 있고, 차압이 낮은 운전 조건에서도 확실하게 베인의 활주면과 베인 선단, 작동실 내에 윤활유를 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 베인 로터리형 압축기의 전체 구성을 도시하는 종단면도.
도 2는 도 1의 D-D선 화살로 본 단면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 베인 로터리형 압축기의 베인을 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 베인 로터리형 압축기의 베인의 베인 급유 홈과 축받이 단면 급유 홈과의 위치 관계를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 베인 로터리형 압축기의 동작(압축 과정)을 도시하는 압축 요소부의 횡단면도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 베인 로터리형 압축기의 전체 구성을 도시하는 종단면도.
도 7은 도 6의 E-E선 화살로 본 단면도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 베인 로터리형 압축기의 베인의 베인 급유 홈과 롤러 단면의 급유 홈의 위치 관계를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 베인 로터리형 압축기의 동작(압축 과정)을 도시하는 압축 요소부의 횡단면도.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 베인 로터리형 압축기의 베인의 베인 급유 홈 및 연통 홈과 롤러 단면의 급유 홈의 위치 관계를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 베인 로터리형 압축기의 베인의 베인 급유 홈의 설치 위치를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도.
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 베인 로터리형 압축기의 전체 구성을 도시하는 종단면도, 도 2는 도 1의 D-D선 화살로 본 단면도, 도 3은 그 베인을 도시하는 사시도, 도 4는 그 0deg의 위치에 있는 베인의 베인 급유 홈과 축받이 단면 급유 홈의 위치 관계를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도, 도 5는 그 동작(압축 과정)을 도시하는 압축 요소부의 횡단면도이다.
본 실시의 형태의 베인 로터리형 압축기는, 도 1 및 도 2와 같이 하측 용기(1)와 상측 용기(2)로 이루어지는 밀폐 용기 내에, 압축 요소(11)와, 전동 요소(14)와, 도시하지 않은 윤활유를 수납하고 있다. 하측 용기(1)에는, 어큐뮬레이터(30)와 연통한 흡입관(1a)이 접속되어 있고, 어큐뮬레이터(30)로부터 흡입관(1a)을 통하여 냉매(가스)를 받아들이도록 되어 있다. 또한, 상측 용기(2)의 상부에는 토출관(2a)이 접속되고, 압축된 냉매가 토출관(2a)에서 배출되도록 되어 있다.
전동 요소(14)는, 하측 용기(1)에 고정된 스테이터(12)와, 스테이터(12)의 내부에서 회전하는 로터(13)를 구비하고 있다.
압축 요소(11)는, 상 축받이(3), 하 축받이(4), 실린더(5), 샤프트(6), 롤러(7) 및 베인(8)을 구비하고 있다.
실린더(5)는, 내면이 원통 형상임과 함께 내면의 중심축이 샤프트(6)의 회전축에 대해 편심하고, 롤러(7)의 일부와 미소(微小) 구간을 형성하여 배설되어 있다. 또한, 실린더(5)에는, 도 2와 같이 흡입구(15) 및 토출구(16)가 형성되어 있고, 흡입구(15)는 흡입관(1a)과 연통하여 있다. 토출구(16) 또는 그 하류측에는, 소정의 압력 이상이 되면 열리는 토출 밸브(도시 생략)가 마련되어 있다.
샤프트(6)는, 상 축받이(3) 및 하 축받이(4)에 의해 회전 자유롭게 지지되고, 전동 요소(14)에 의해 회전 구동되도록 되어 있다. 또한, 샤프트(6)의 축심부에는, 밀폐 용기 바닥 방향으로 개구한 기름 흡입구멍(6a)이 형성되고, 기름 흡입구멍(6a) 내에 나선 형상의 원심 펌프(9)가 마련되어 있다.
롤러(7)는, 샤프트에 감합(嵌合) 또는 샤프트에 일체 성형되고, 샤프트(6)의 중심축과 동(同)축선 상에 있고, 샤프트(6)와 함께 회전하도록 되어 있다. 또한, 롤러(7)에는, 베인(8)을 활주 자유롭게 수납하기 위한 베인 홈(7a)이 둘레 방향으로 180도 위상을 비켜서 2개소에 형성되고, 각각에 베인(8)이 출몰 가능하게 수용되어 있다. 또한, 샤프트(6)에서의 롤러 상하 단면(端面)의 적어도 한쪽의 단면(여기서는 양 단면)의 부근에, 기름 흡입구멍(6a)과 샤프트 내외를 연통하는 급유 구멍(6b)이 형성되어 있다.
상 축받이(3) 및 하 축받이(4)는, 실린더(5)의 양 단면을 폐색하고 있다. 또한, 상 축받이(3)와 하 축받이(4)의 적어도 한쪽(여기서는 양쪽)의 압축실측 단면에는, 중심축으로부터 외주 방향을 향하는 축받이 단면 급유 홈(10)이 형성되어 있다. 샤프트(6)의 외주면에는, 급유 구멍(6b) 부분을 에어리어에 넣는 얕은 고리형상 홈이 형성되고, 이 고리형상 홈에 의해 축받이 단면 급유 홈(10)이 급유 구멍(6b)과 항상 연통하도록 되어 있다. 또한, 상 축받이 단면에는, 베인 배압실(7b)과 항상 연통하는 고리형상의 배압 홈(3a)이 마련되어 있고, 배압 홈(3a)이 밀폐 용기 내의 고압 공간과 가스 연통로(3b)를 통하여 항상 연통하여 있다.
베인(8)은, 실린더(5), 롤러(7) 및 상하 축받이(3, 4)에 의해 형성되는 압축실(20)을, 롤러(7)에 형성된 베인 홈(7a) 내를 압축 공정 중에 왕복 활주하여 복수의 작동실(20a, 20b)로 구획하는 기능을 갖는다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 길이 방향 측면(활주면)에 베인 급유 홈(8a)이 활주 방향에 교차하는 방향(종방향)으로 연출(延出)하여 형성되어 있다.
다음에, 축받이 단면 급유 홈(10)과 베인 급유 홈(8a)의 위치 관계에 관해 설명한다. 도 4와 같이 베인(8)이 롤러(7)의 베인 홈(7a) 내에 완전히 축퇴하고 있는 0deg 부근의 위상에서, 베인 급유 홈(8a)이 축받이 단면 급유 홈(10)과 연통하고, 베인 홈(7a)으로부터 돌출한 180deg 부근의 위상에서, 베인 급유 홈(8a)이 압축실(20)과 연통한다. 베인 급유 홈(8a)이 압축실(20)과 연통하는 위상 범위는, 베인 선단부터 베인 급유 홈(8a)까지의 거리(Lv)에 의존하고, 거리(Lv)는 베인(8)이 롤러(7) 외주로부터 가장 돌출하는 위상에서의 롤러(7) 외주부터 베인 선단까지의 길이인 베인 돌출 길이(Lmax) 이하로 한다.
다음에, 본 실시의 형태의 베인 로터리형 압축기의 동작에 관해 설명한다.
어큐뮬레이터(30)의 냉매는, 흡입관(1a) 및 흡입구(15)를 통하여 압축 요소(11)의 작동실(20a) 내에 흡입된다. 샤프트(6)는, 전동 요소(14)에 의해 구동되고, 샤프트(6)와 함께 롤러(7)도 회전한다. 동시에, 롤러(7)에 형성된 베인 홈(7a)을 왕복 운동하는 베인(8)도 롤러(7)와 함께 회전한다. 이때, 실린더(5)는 내면이 원통 형상임과 함께 내면의 중심축이 샤프트(6)의 회전축에 대해 편심하여 배설되어 있기 때문에, 롤러(7)의 회전에 의해 롤러(7)와 실린더(5)의 내주면과의 거리는 변동한다. 베인(8)은 베인 배압실(7b)이 밀폐 용기의 고압 공간과 가스 연통로(3b)를 통하여 항상 연통하여 있기 때문에, 회전에 의한 원심력과 베인 배압실(7b)의 압력에 의해 실린더 내주에 꽉 눌리면서 활주한다. 그리고, 롤러(7)의 회전에 수반하여 압축된 냉매는 토출구(16)로부터 배출되고, 최종적으로 토출관(2a)으로부터 배출된다.
다음에, 압축실(20)의 압축 동작과 베인 급유 홈(8a)에서의 급유 동작에 관해 도 5에 의거하여 도 1 내지 4를 참조하면서 설명한다. 또한, 2개의 베인(8, 8)은 180°위상이 비켜져서 같은 움직임을 하는 것이기 때문에, 여기서는 주로 한쪽의 베인(8)에 관해 설명한다. 베인(8)의 위치가 베인 홈(7a) 내에 완전히 축퇴하고 있는 0deg 부근의 위치에서는, 베인(8)의 선단이 롤러(7)의 외주 위치와 거의 같은 위치이고, 축받이 단면 급유 홈(10)과 베인 급유 홈(8a)이 연통한다(도 5의 좌상도). 그때, 원심 펌프(9)에 의해 밀폐 용기 저부로부터 윤활유가 빨아 올려지고 있고, 이 윤활유가 샤프트(6)의 기름 공급구멍(6b)으로부터 축받이 단면 급유 홈(10)을 경유하여 베인 급유 홈(8a)에 공급된다. 그리고, 롤러(7)가 회전함에 따라 베인(8)이 롤러(7)의 외측으로 돌출하고, 베인(8)의 선단이 실린더(5)의 내주면에 따라 활주하고, 작동실(20b) 내의 냉매를 압축하여 간다. 그리고, 베인(8)의 위치가 180deg 부근의 위치에서 베인 급유 홈(8a)이 작동실(20b) 내에 개구하고, 베인 급유 홈(8a)으로부터 작동실(20b) 내에 윤활유가 공급된다(도 5의 우하도). 베인(8)의 위치가 180deg 부근을 지나면 베인(8)은 재차 롤러(7) 내로 되돌아오고, 작동실(20b) 내에서 압축되어 소정의 토출 압력에 도달한 냉매는 토출구(16)로부터 토출된다. 그리고, 이 냉매의 압축 동작중에 작동실(20a)측에는 흡입구(15)로부터 냉매가 흡입되기 때문에, 롤러(7)의 회전에 의해 냉매의 흡입구(15)로부터의 흡입과 토출구(16)로부터의 토출이 반복된다.
이상과 같이, 베인(8)이 베인 홈(7a) 내를 왕복 운동할 때마다, 밀폐 용기 저부로부터 원심 펌프(9)로 빨아올린 윤활유를, 샤프트(6)의 급유 구멍(6b)으로부터 축받이 단면 급유 홈(10)을 경유하여 베인 급유 홈(8a)에 공급할 수 있다. 이 때문에, 운전시의 압력 조건에 관계없이, 차압이 낮은 운전 조건에서도 확실하게 베인 측면과 베인 선단, 및 압축실(20) 내에 윤활유를 공급할 수 있다.
또한, 이와 같은 차압이 낮은 운전 조건하에서는, 베인 배압실(7b)에는 급유되지 않기 때문에, 베인 배압실(7b) 내에서의 기름 압축이 방지되고, 베인 누름력(押付力) 상승에 의한 베인 선단이나 실린더 내주의 마모?소착 등을 미연에 방지할 수 있고, 신뢰성을 높일 수 있다.
실시의 형태 2.
다음에, 축받이 단면 대신에 롤러 단면에 급유 홈을 마련한 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 베인 로터리형 압축기에 관해 설명한다. 도 6은 본 실시의 형태 2의 베인 로터리형 압축기의 전체 구성을 도시하는 종단면도, 도 7은 도 6의 E-E선 화살로 본 단면도, 도 8은 그 베인의 베인 급유 홈과 롤러의 급유 홈과의 위치 관계를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도, 도 9는 그 동작(압축 과정)을 도시하는 압축 요소부의 횡단면도이고, 각 도면 중, 전술한 실시의 형태 1의 것과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다.
본 실시의 형태의 베인 로터리형 압축기는, 도 6 및 도 7과 같이 하측 용기(1)와 상측 용기(2)로 이루어지는 밀폐 용기 내에, 압축 요소(21)와, 전동 요소(14)와, 도시하지 않은 윤활유를 수납하고 있다. 하측 용기(1)에는, 어큐뮬레이터(30)와 연통한 흡입관(1a)이 접속되어 있고, 어큐뮬레이터(30)로부터 흡입관(1a)을 통하여 냉매(가스)를 받아들이도록 되어 있다. 또한, 상측 용기(2)의 상부에는 토출관(2a)이 접속되고, 압축된 냉매가 토출관(2a)에서 배출되도록 되어 있다.
전동 요소(14)는, 하측 용기(1)에 고정된 스테이터(12)와, 스테이터(12)의 내부에서 회전하는 로터(13)를 구비하고 있다.
압축 요소(21)는, 상 축받이(23), 하 축받이(24), 실린더(5), 샤프트(26), 롤러(27) 및 베인(8)을 구비하고 있다.
실린더(5)는, 내면이 원통 형상임과 함께 내면의 중심축이 샤프트(26)의 회전축에 편심하고, 롤러(27)의 일부와 미소 구간을 형성하여 배설되어 있다. 또한, 실린더(5)에는, 흡입구(15) 및 토출구(16)(도 7 참조)가 형성되어 있고, 흡입구(15)는 흡입관(1a)과 연통하여 있다. 토출구(16) 또는 그 하류측에는, 소정의 압력 이상이 되면 열리는 토출 밸브(도시 생략)가 마련되어 있다.
샤프트(26)는, 상 축받이(23) 및 하 축받이(24)에 의해 회전 자유롭게 지지되고, 전동 요소(14)에 의해 회전 구동되도록 되어 있다. 또한, 샤프트(26)의 축방향 중심에는, 밀폐 용기 바닥 방향으로 개구한 기름 흡입구멍(26a)이 형성되고, 기름 흡입구멍(26a) 내에 나선 형상의 원심 펌프(9)가 마련되어 있다.
롤러(27)는, 샤프트에 감합 또는 샤프트와 일체 성형되고, 샤프트(26)의 중심축과 동축선 상에 있고, 샤프트(26)와 함께 회전하도록 되어 있다. 또한, 롤러(27)에는, 베인(8)을 활주 자유롭게 수납하기 위한 베인 홈(27a)이 둘레 방향으로 180도 위상을 비켜서 2개소에 형성되고, 각각에 베인(8)이 출몰 가능하게 수용되어 있다. 또한, 샤프트(26)에서의 상하 단면 부근에, 기름 흡입구멍(26a)과 샤프트 내외를 연통하는 급유 구멍(26b)이 형성되어 있다.
롤러(27)의 하 축받이(24)측 단면에는, 급유 구멍(26b)과 베인 홈(27a) 사이를 연통시키는 급유 홈(27c)이 형성되어 있는데, 이 급유 홈(27c)을, 롤러(27)의 상 축받이(23)측 단면, 또는 양쪽의 단면에 형성하여도 좋다.
상 축받이(23) 및 하 축받이(24)는, 실린더(5)의 양 단면을 폐색하고 있다. 또한, 상 축받이 단면에는, 베인 배압실(27b)과 항상 연통하는 고리형상의 배압 홈(23a)이 마련되어 있고, 배압 홈(23a)이 밀폐 용기 내의 고압 공간과 가스 연통로(23b)를 통하여 항상 연통하여 있다.
베인(8)은, 실린더(5), 롤러(27) 및 상하 축받이(23, 24)에 의해 형성되는 압축실(20)을, 롤러(27)에 형성된 베인 홈(27a) 내를 압축 공정 중에 왕복 활주하여 복수의 작동실(20a, 20b)로 구획하는 기능을 갖는다. 또한, 전술한 도 3에서 도시한 바와 같이, 길이 방향 측면(활주면)에 베인 급유 홈(8a)이 활주 방향에 교차하는 방향(종방향)으로 연출(延出)하여 형성되어 있다.
다음에, 급유 홈(26c)과 베인 급유 홈(8a)의 위치 관계에 관해 설명한다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 베인(8)이 롤러(7)의 외주로부터 돌출하는 위상에서 베인 급유 홈(8a)과 급유 홈(27c)이 연통하고, 도 8에 도시되는 바와 같이, 회전이 진행되어 다시 베인(8)이 돌출하여 롤러(7)의 외주부로부터 베인 급유 홈(8a)이 압축실(20)과 연통한다. 베인 급유 홈(8a)이 작동실 내와 연통하는 위상 범위는 베인 선단부터 베인 급유 홈(8a)까지의 거리(Lv)에 의존하고, 거리(Lv)는 베인(8)이 롤러(27) 외주로부터 가장 돌출하는 위상에서의 롤러(27) 외주부터 베인 선단까지의 길이인 베인 돌출 길이(Lmax) 이하로 한다. 또한, 급유 홈(27c)은 베인(8)이 롤러(27)의 외주 방향으로 가장 돌출한 때에도 베인 배압실(27b)과는 연통하지 않는 위치에 배치한다.
다음에 전술한 베인 로터리형 압축기의 동작에 관해 설명한다.
어큐뮬레이터(30)의 냉매는, 흡입관(1a) 및 흡입구(15)를 통하여 압축실(20)의 작동실(20a) 내에 흡입된다. 샤프트(26)는, 전동 요소(14)에 의해 구동되고, 샤프트(26)와 함께 롤러(27)도 회전한다. 동시에, 롤러(27)에 형성된 베인 홈(27a)을 왕복 운동하는 베인(8)도 회전한다. 이때, 실린더(5)는 내면이 원통 형상임과 함께 내면의 중심축이 샤프트(26)의 회전축에 대해 편심하여 배설되어 있기 때문에, 롤러(27)의 회전에 의해 롤러(27)와 실린더(5)의 내주면과의 거리는 변동한다. 베인(8)은 베인 배압실(27b)이 밀폐 용기의 고압 공간과 가스 연통로(23b)를 통하여 항상 연통하여 있기 때문에, 회전에 의한 원심력과 베인 배압실(27b)의 압력에 의해 실린더 내주에 꽉 눌리면서 활주한다. 그리고, 롤러(27)의 회전에 수반하여 압축된 냉매는 토출구(16)로부터 배출되고, 최종적으로 토출관(2a)으로부터 배출된다.
다음에, 압축실(20)의 압축 동작과 베인 급유 홈(8a)에서의 급유 동작에 관해 도 9에 의거하여 도 1 내지 4를 참조하면서 설명한다. 또한, 2개의 베인(8, 8)은 180°위상이 비켜져서 같은 움직임을 하는 것이기 때문에, 여기서는 주로 한쪽의 베인(8)에 관해 설명한다. 베인(8)의 위치가 90deg 부근의 위치에서 급유 홈(27c)과 베인 급유 홈(8a)이 연통한다(도 9의 우상도). 그때, 원심 펌프(9)에 의해 밀폐 용기 저부로부터 윤활유가 빨아 올려져 있고, 이 윤활유가 샤프트(26)의 기름 공급구멍(26b)으로부터 급유 홈(27c)을 경유하여 베인 급유 홈(8a)에 공급된다. 그리고, 롤러(27)가 회전함에 따라 베인(8)이 롤러(27)의 외측으로 돌출하고, 베인(8)의 선단이 실린더(5)의 내주면에 따라 활주하고, 작동실(20b) 내의 냉매를 압축하여 간다. 그리고, 베인(8)의 위치가 180deg 부근의 위치에서 베인 급유 홈(8a)이 작동실(20b) 내에 개구하고, 베인 급유 홈(8a)으로부터 작동실(20b) 내에 윤활유가 공급된다(도 9의 우하도). 베인(8)의 위치가 180deg 부근을 지나면 베인(8)은 재차 롤러(27) 내로 되돌아오고, 작동실(20b) 내에서 압축되어 소정의 토출 압력에 달한 냉매는 토출구(16)로부터 토출된다. 그리고, 이 냉매의 압축 동작중에 작동실(20a)측에는 흡입구(15)로부터 냉매가 흡입되기 때문에, 롤러(27)의 회전에 의해 냉매의 흡입구(15)로부터의 흡입과 토출구(16)로부터의 토출이 반복된다.
이상과 같이, 베인(8)이 베인 홈(27a) 내를 왕복 운동할 때마다, 밀폐 용기 저부로부터 원심 펌프(9)로 빨아올린 윤활유를, 샤프트(26)의 급유 구멍(26b)으로부터 롤러(27)측에 형성된 급유 홈(27c)을 경유하여 베인 급유 홈(8a)에 공급할 수 있다. 이 때문에, 운전시의 압력 조건에 관계없이, 차압이 낮은 운전 조건에서도 확실하게 베인 측면과 베인 선단, 및 압축실(20) 내에 윤활유를 공급할 수 있다.
또한, 이와 같은 차압이 낮은 운전 조건하에서는, 베인 배압실(27b)에는 급유되지 않기 때문에, 베인 배압실(27b) 내에서의 기름 압축이 방지되고, 베인 누름력 상승에 의한 베인 선단이나 실린더 내주의 마모?소착 등을 미연에 방지할 수 있고, 신뢰성을 높일 수 있다.
실시의 형태 3.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 베인 로터리형 압축기의 베인의 베인 급유 홈 및 연통 홈과 롤러 단면의 급유 홈과의 위치 관계를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도이고, 도면 중, 전술한 실시의 형태 2의 것과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다.
본 실시의 형태의 베인 로터리형 압축기는, 도 10과 같이 베인(8)의 베인 급유 홈(8a)보다도 내단측 즉 베인 배압실(27b)측에서, 또한 압축시(돌출시)에서도 압축실(20) 및 베인 배압실(27b)과는 연통하지 않는 위치에, 당해 베인(8)의 일측면(활주면)부터 타측면(활주면)까지 연출(延出)하고, 소정의 회전 위상에서 급유 홈(27c)과 연통하는 연통 홈(8b)을 마련한 것이다.
본 실시의 형태의 베인 로터리형 압축기에서는, 베인(8)이 베인 홈(7a) 내를 왕복 운동할 때마다, 베인 급유 홈(8a)이 있는 측의 면뿐만 아니라 연통 홈(8b)을 통하여 반대측의 면에도 윤활유를 공급할 수 있다. 이 때문에, 차압이 낮은 운전 조건에서도 베인 측면과 베인 선단, 및 압축실(20) 내에 확실하게 윤활유를 공급할 수 있고, 신뢰성의 확보가 용이해진다.
실시의 형태 4.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 베인 로터리형 압축기의 베인의 베인 급유 홈의 설치 위치를 설명하기 위한 압축 요소부의 횡단면도이고, 도면 중, 전술한 실시의 형태 1의 것과 동일 기능 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다.
본 실시의 형태의 베인 로터리형 압축기는, 도 11과 같이 전술한 실시의 형태 1 내지 3에서의 베인 급유 홈(8a)은, 압축 과정에서 냉매의 압력(Fp)에 대한 베인 홈 외주부 에지로부터의 반력(Fv)을 받지 않는 측의 면(반대측의 활주면)에 배치한 것이다.
본 실시의 형태의 베인 로터리형 압축기와 같이, 압축 과정에서 냉매의 압력(Fp)에 대한 베인 홈 외주부 에지로부터의 반력(Fv)을 받지 않는 측의 면(반대측의 활주면)에 베인 급유 홈(8a)을 마련함으로써, 박육부(薄肉部)로 된 베인 급유 홈(8a) 부분에, 압축시에 응력이 집중하는 것을 막을 수 있고, 이에 의해 베인(8)이 베인 홈(7a) 내를 왕복 운동할 때의, 베인 급유 홈(8a)과 베인 홈(7a) 외주부 에지와의 모서리 닿음을 막을 수 있다.
실시의 형태 5.
이상의 실시의 형태 1 내지 4에서, 베인 급유 홈(8a)은, 압축 요소(11)가 흡입 용적에 대해, 0.01% 내지 1%의 비율로 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 베인 급유 홈(8a)은 압축 요소(11)가 흡입 용적에 대해, 0.01% 내지 1%의 비율로 구성함으로써, 기름 부족에 의한 활주성의 저하를 방지할 수 있고, 또한 과잉 급유에 의한 냉매의 흡입량 저하도 방지할 수 있고, 또한 토출 가스 중의 기름 비율이 증가하는 것을 막는 것이 가능해진다. 이에 의해, 냉동 회로 내에의 기름의 묻어 나옴을 저감할 수 있고, 열교환기의 열교환 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
1 : 하측 용기 1a : 흡입관
2 : 상측 용기 2a : 토출관
3, 23 : 상 축받이 3a, 23a : 배압 홈
3b, 23b : 가스 연통로 4, 24 : 하 축받이
5 : 실린더 6, 26 : 샤프트
6a, 26a : 기름 흡입구멍 6b, 26b : 급유 구멍
7, 27 : 롤러 7a, 27a : 베인 홈
7b, 27b : 베인 배압실 8 : 베인
8a : 베인 급유 홈 8b : 연통 홈
9 : 원심 펌프 10 : 축받이 단면 급유 홈
11, 21 : 압축 요소 12 : 스테이터
13 : 로터 14 : 전동 요소
15 : 흡입구 16 : 토출구
20 : 압축실 20a, 20b : 작동실
27c : 급유 홈 30 : 어큐뮬레이터.

Claims (5)

  1. 밀폐 용기 내에, 냉매를 압축시키는 압축 요소와, 상기 압축 요소의 구동원이 되는 전동 요소를 구비한 베인 로터리형 압축기에 있어서,
    상기 압축 요소는,
    상기 전동 요소에 의해 회전 구동되는 샤프트와,
    상기 샤프트의 중심축선과 동일 축선 상에 배치되어 당해 샤프트와 함께 회전하는 롤러와,
    상기 롤러를 수납하는 내주면이 원통 형상으로 형성되고, 당해 내주면의 중심축이 상기 샤프트의 중심축선에 대해 편심하여 배설된 실린더와,
    상기 실린더의 양 단면을 폐색하는 2개의 축받이와,
    상기 롤러에 형성된 베인 홈 내를 압축 공정 중에 왕복 활주하고, 상기 실린더의 내주면에 따라, 상기 롤러 및 상기 축받이에 의해 형성되는 압축실을 복수의 작동실로 구획하는 베인과,
    상기 작동실 내에 냉매를 유입하는 흡입구와,
    상기 작동실 내에서 압축된 냉매를 토출하는 토출구와,
    상기 압축실에 상기 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 공급하는 급유 수단을 구비하고,
    상기 급유 수단은,
    상기 샤프트의 축심부에 마련되어 상기 전동 요소와는 반대측의 단면에 개구하고, 당해 샤프트의 회전에 의해 상기 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 빨아올리는 흡입구멍과,
    상기 샤프트에 있어서의 상기 롤러의 적어도 한쪽의 단면의 부근에 마련되어 당해 샤프트 내외를 관통하는 급유 구멍과,
    상기 급유 구멍과 연통하도록, 적어도 한쪽의 상기 축받이에 있어서의 상기 실린더를 폐색하는 단면에 마련된 축받이 단면 급유 홈과,
    상기 베인에 있어서의 상기 베인 홈의 한쪽의 활주면에, 소정의 회전 위상에서 상기 급유 홈과 연통하도록, 또한 그것보다도 당해 베인이 상기 베인 홈으로부터 롤러 외주부에 돌출하는 회전 위상에서 상기 축받이 단면 급유 홈과의 연통이 끊어짐과 함께 상기 압축실과 연통하도록 마련된 베인 급유 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 압축기.
  2. 밀폐 용기 내에, 냉매를 압축시키는 압축 요소와, 상기 압축 요소의 구동원이 되는 전동 요소를 구비한 베인 로터리형 압축기에 있어서,
    상기 압축 요소는,
    상기 전동 요소에 의해 회전 구동되는 샤프트와,
    상기 샤프트의 중심축선과 동일 축선 상에 배치되어 당해 샤프트와 함께 회전하는 롤러와,
    상기 롤러를 수납하는 내주면이 원통 형상으로 형성되고, 당해 내주면의 중심축이 상기 샤프트의 중심축선에 대해 편심하여 배설된 실린더와,
    상기 실린더의 양 단면을 폐색하는 2개의 축받이와,
    상기 롤러에 형성된 베인 홈 내를 압축 공정 중에 왕복 활주하고, 상기 실린더의 내주면에 따라, 상기 롤러 및 상기 축받이에 의해 형성되는 압축실을 복수의 작동실로 구획하는 베인과,
    상기 작동실 내에 냉매를 유입하는 흡입구와,
    상기 작동실 내에서 압축된 냉매를 토출하는 토출구와,
    상기 압축실에 상기 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 공급하는 급유 수단을 구비하고,
    상기 급유 수단은,
    상기 샤프트의 축심부에 마련되어 상기 전동 요소와는 반대측의 단면에 개구하고, 당해 샤프트의 회전에 의해 상기 밀폐 용기 저부에 고인 윤활유를 빨아올리는 흡입구멍과,
    상기 샤프트에 있어서의 상기 롤러의 적어도 한쪽의 단면의 부근에 마련되어 당해 샤프트 내외를 관통하는 급유 구멍과,
    상기 급유 구멍과 연통하도록, 상기 롤러에 있어서의 적어도 한쪽의 상기 축받이측 단면에 마련된 급유 홈과,
    상기 베인에 있어서의 상기 베인 홈과의 한쪽의 활주면에, 소정의 회전 위상에서 상기 급유 홈과 연통하도록, 또한 그것보다도 당해 베인이 상기 베인 홈으로부터 롤러 외주부에 돌출하는 회전 위상에서 상기 축받이 단면 급유 홈과의 연통이 끊어짐과 함께 상기 압축실과 연통하도록 마련된 베인 급유 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 압축기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 베인에 있어서의 상기 베인 급유 홈보다도 내단측에서, 또한 당해 베인이 상기 베인 홈으로부터 롤러 외주부에 돌출하는 압축시에서도 상기 압축실과는 연통하지 않는 위치에, 당해 베인의 한쪽의 활주면부터 다른 편의 활주면까지 연출(延出)하여 마련되고, 소정의 회전 위상에서 상기 급유 홈과 연통하는 연통 홈을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 압축기.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베인 급유 홈은, 상기 베인에서의 압축시의 냉매의 압력에 대한 베인 홈 외주부 에지로부터의 반력을 받지 않는 측의 측면에 형성되어 있은 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 압축기.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베인 급유 홈의 용적은, 상기 압축 요소의 흡입 용적에 대해, 0.01% 내지 1%의 비율이 되도록 구성되어 있은 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 압축기.
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