KR101278772B1 - 베인 로터리형 유체 장치 및 압축기 - Google Patents

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Abstract

[과제]
베인의 선단과 실린더의 내주면의 활주에 의한 손실을 작게 하여 압축 효율 또는 팽창 효율을 개선한 베인 로터리형 유체 장치 및 압축기를 제공한다.
[해결 수단]
밀폐 용기 내에, 압축 요소(12)와, 압축 요소(12)의 구동원이 되는 전동 요소(15)를 구비한다. 압축 요소(12)는, 샤프트(6), 롤러(7), 실린더(5), 2개의 축받이(3, 4), 구획하는 베인(8), 흡입구(18), 토출구(19) 및 위치 규제수단을 구비한다. 위치 규제수단은, 베인(8)의 선단이 실린더(5)의 내주면에 따르도록, 베인(8)의 선단 위치를 규제하는 것이고, 2개의 축받이(3, 4)중의 적어도 한쪽에 마련되고, 실린더(5)의 내주면과 동심원상에 형성된 링 홈(17)과, 링 홈(17) 내에 활주 자유롭게 배설되고, 베인(8)의 선단부와 결합된 링(9)을 구비한다.

Description

베인 로터리형 유체 장치 및 압축기{VANE ROTARY TYPE FLUID APPARATUS AND COMPRESSOR}
본 발명은, 냉동 사이클을 구성하는 압축기 또는 팽창기로서 사용되는 베인 로터리형 유체 장치 및 그 압축 기능을 이용한 압축기에 관한 것으로, 특히, 베인 위치의 규제 구조에 관한 것이다. 또한, 이하에서는, 주로 베인 로터리형 압축기를 예로 들어 설명한다.
베인 로터리형 압축기는, 전동 요소에 의해 회전 구동되는 샤프트와, 샤프트와 함께 회전하는 롤러와, 롤러에 형성된 베인 홈 내를 압축 공정 중에 왕복 활주하여 작동실을 복수의 작동실로 구획하는 베인을 구비하고 있고, 베인의 선단이 실린더의 내면에 따르도록 회전 활주한다.
이런 종류의 베인 로터리형 압축기는, 베인의 선단이 실린더의 내면에 따르도록 거동할 필요가 있는데, 그와 같이 하기 위해서는 베인의 거동을 제어할 필요가 있고, 다양한 기구가 검토되어 있다. 예를 들면 베인 위치 규제 기구의 예로서, 2종류의 기구가 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
첫 번째의 위치 규제 기구(이하, 제 1의 위치 규제 기구라고 한다)는, 베인에 마련된 베인 가이드부와 실린더의 내주면과 동심원상(上)에 마련된 홈부를 활주시키는 구성으로 함에 의해 베인의 위치를 규제하고, 베인의 선단이 실린더의 내면에 따르도록 회전 활주하는 기구이다.
두 번째의 위치 규제 기구(이하, 제 2의 위치 규제 기구라고 한다)는, 베인에 마련된 돌기부가 실린더의 내주면과 동심원상에 있는 홈 내를 회전 활주시키는 구성으로 함에 의해 베인의 위치를 규제하고, 베인의 선단이 실린더의 내면에 따르도록 회전 활주하는 기구이다.
[특허 문헌]
특허 문헌 1: 일본 특개2006-125361호 공보(도 1)
기계 부품의 2면 사이에는, 마찰, 마모, 소부(燒付) 등의 표면 손상의 발생이 있어, 그것을 방지 또는 경감하는 것은, 부품의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라, 효율도 향상시킬 수 있다. 그래서, 2면 사이에의 윤활제의 공급함으로써, 상대 운동면을 보호하고, 표면 손상 발생을 방지하고 있다. 이 윤활제에 의한 윤활의 형태는, 유체 윤활(流體潤滑)과 경계 윤활(境界潤滑)로 대별할 수 있다. 유체 윤활이란, 마찰면 사이에 표면 거칠기에 비하여 충분히 두꺼운 유체막을 형성하고, 마찰면 사이를 완전히 분리하는 윤활 상태로서, 마찰에 의한 손실이 적다. 한편, 경계 윤활이란, 그 유체막이 얇아져서, 마찰면 사이의 직접 접촉이 생기는 윤활 상태이고, 마찰에 의한 손실이 크다.
그런데, 종래의 베인 로터리형 유체 장치는, 상기한 바와 같이, 베인의 선단이 실린더의 내면에 따르도록 베인 거동을 제어하고 있다. 이때, 2면 사이는 활주하기 때문에, 마찰에 의한 손실이 크고, 압축 효율 또는 팽창 효율을 저하시키고 있다. 그 마찰에 의한 손실을 작게 하기 위해, 다양한 기구가 검토되어 있고, 상기한 특허 문헌 1에서는, 상기한 바와 같이 제 1의 위치 규제 기구 및 제 2의 위치 규제 기구가 제안되어 있다.
그러나, 제 1의 위치 규제 기구는, 베인의 선단과 실린더에 마련된 홈과의 활주부에서, 양자는 감합(嵌合)하는 곡률이 아니고, 형상이 크게 다르기 때문에, 베인의 선단과 실린더에 마련된 홈부와의 윤활 상태는, 경계 윤활이 된다. 그 때문에, 마찰에 의한 손실이 크고, 압축 효율 또는 팽창 효율을 저하시키고 있다.
또한, 제 2의 위치 규제 기구는, 베인의 선단 R형상의 중심과 핀의 중심이 일치하지 않기 때문, 베인의 선단 R형상의 중심과 실린더의 내면과의 거리가 변화한다. 따라서 베인의 선단이 실린더의 내면에 활주시키지 않도록 하는데에는, 실린더의 내면 형상과 축받이의 홈형상 중의 적어도 한쪽은, 원형 형상이 아닌 일그러진 형상으로 하여야 한다. 그 때문에, 기계 가공이 곤란해진다는 문제점이 있다.
또한, 베인의 돌기부와 축받이에 마련된 홈과의 활주부에 있어서, 양자는 감합하는 곡률이 아니고, 형상이 크게 다르기 때문에, 베인의 돌기부와 축받이에 마련된 홈부와의 윤활 상태는 경계 윤활이 된다. 그 때문에, 마찰에 의한 손실이 크고, 압축 효율 또는 팽창 효율을 저하시키고 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 적어도, 베인의 선단과 실린더의 내주면의 활주에 의한 손실을 작게 하여 압축 효율 또는 팽창 효율을 개선한 베인 로터리형 유체 장치 및 그 압축 기능을 이용한 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 베인 로터리형 유체 장치는,
밀폐 용기 내에, 냉매를 압축 또는 팽창시키는 압축 요소 또는 팽창 요소와, 상기 압축 요소 또는 팽창 요소의 구동원이 되는 전동(電動) 요소를 구비한 베인 로터리형 유체 장치에 있어서,
상기 압축 요소 또는 팽창 요소는,
상기 전동 요소에 의해 회전 구동되는 샤프트와,
상기 샤프트에 감합하여 회전하고, 상기 샤프트의 중심축과 동축(同軸) 축상에 있는 롤러와,
상기 롤러를 수납하는 내주면이 원통형상임과 함께 상기 내주면의 중심축이 상기 샤프트의 회전축에 편심하여 배설된 실린더와,
상기 실린더의 양단면을 폐색하는 2개의 축받이와,
상기 롤러에 형성된 베인 홈 내를 압축 공정 중에 또는 팽창 행정 중에 왕복 활주하고, 상기 실린더, 상기 롤러 및 상기 축받이에 의해 형성된 압축실 또는 팽창실을 복수의 작동실로 구획하는 베인과,
상기 작동실 내에 냉매를 유입하는 흡입구와,
상기 작동실 내에서 압축 또는 팽창된 냉매를 토출하는 토출구와,
상기 베인의 선단이 상기 실린더의 내주면에 따르도록, 상기 베인의 선단 위치를 규제한 위치 규제수단을 구비하고,
상기 위치 규제수단은,
상기 2개의 축받이 중의 적어도 한쪽에 마련되고, 상기 실린더의 상기 내주면과 동심원상에 형성된 링 홈과,
상기 링 홈 내에 활주 자유롭게 마련되고, 상기 베인의 선단부와 결합된 링을 구비한다.
본 발명에 관한 베인 로터리형 유체 장치에 의하면, 상기한 구성을 채용함에 의해, 베인의 선단과 실린더의 내주면의 2면 사이를 활주시키지 않도록 하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 종래의 베인의 선단과 실린더의 내주면과의 활주에 의한 손실이 경감되고, 활주에 의한 손실이 작아지고, 압축 효율 또는 팽창 효율이 개선된다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 베인 로터리형 압축기의 종단면도.
도 2는 도 1의 압축기에서의 압축 공정 중의 베인의 위치 관계를 도시하는 도면.
도 3은 도 1의 압축기에서의 베인 및 링과 핀의 연결 상태를 도시하는 도면.
도 4는 도 1의 압축기에서의 베인의 선단과 실린더의 내주면과의 관계를 도시하는 도면.
도 5는 도 1의 압축기에서의 압축 요소의 상세를 도시하는 도면으로, 도 7의 베인이 180deg의 위치의 단면을 도시하는 도면.
도 6은 도 1의 압축기에서의 압축 요소의 중심선의 관계를 나타내는 분해 개략 구성도로서, 샤프트의 상방을 짧게 생략하여 도시하는 도면.
도 7은 도 1의 압축기에서의 압축 과정의 베인 위치를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 베인과 링과의 연결 상태를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 링의 내주면과 링 홈의 내주면 및 링의 외주면과 링 홈의 외주면과의 활주를 도시하는 도면.
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 베인 로터리형 압축기의 종단면도, 도 2는 도 1의 압축기의 압축 공정 중의 베인의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 도 3은 베인 및 링과 핀의 연결 상태를 도시하는 도면, 도 4는 베인 선단과 실린더 내주면과의 관계를 도시하는 도면이다. 도 5는 도 1의 압축기에서의 압축 요소의 상세를 도시하는 도면으로, 도 7의 베인이 180deg의 위치의 단면을 도시하고 있다. 도 6은 도 1의 압축기에서의 압축 요소의 중심선의 관계를 도시하는 분해 개략 구성도로서, 샤프트의 상방을 짧게 생략하여 기재하고 있다. 도 7은 도 1의 압축기에서의 압축 과정의 베인 위치를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 베인 로터리형 압축기는, 하측 용기(1)와, 상측 용기(2)로 이루어지는 밀폐 용기 내에, 압축 요소(12)와, 전동 요소(15)와, 도시하지 않은 냉동기유를 수납하고 있다.
하측 용기(1)에는, 어큐뮬레이터(30)와 연통한 흡입관(1a)이 접속되어 있고, 어큐뮬레이터(30)로부터 냉매(가스)를 받아들인다. 또한, 상측 용기(2)의 상부에는 토출관(2a)이 접속되어 있고, 압축된 냉매가 배출된다.
전동 요소(15)는, 하측 용기(1)에 고정된 스테이터(13)와, 스테이터(13)의 내부에서 회전하는 로터(14)를 구비하고 있다.
압축 요소(12)는, 상 축받이(3), 하 축받이(4), 실린더(5), 샤프트(6), 롤러(7) 및 베인(8)을 구비하고 있고, 이들의 서로의 위치 관계는, 도 5의 단면도 및 도 6의 분해 개략 구성도에 도시되는 구성으로 되어 있다.
실린더(5)는, 내주면이 원통 형상임과 함께 내주면의 중심축이 샤프트(6)의 회전축에 대해 편심하고(도 2, 도 5, 도 6 참조), 롤러(7)의 일부와의 사이에 미소 구간을 형성하여 배설되어 있다. 또한, 실린더(5)에는, 흡입구(18) 및 토출구(19)(도 2 참조)가 형성되어 있고, 흡입구(18)는 흡입관(1a)과 연통하고 있다. 토출구(19) 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(15)에 의해 회전 구동된다.
롤러(7)는, 샤프트(6)에 감합하여 회전하고, 상기 샤프트(6)의 중심축과 동축(同軸) 축상(軸上)에 있고, 샤프트(6)와 함께 회전한다. 또한, 롤러(7)에는, 베인(8)을 활주 자유롭게 수납하기 위한 베인 홈(7a)이 형성되어 있다.
상 축받이(3) 및 하 축받이(4)는, 실린더(5)의 양단면을 폐색한다(도 5, 도 6 참조).
베인(8)은, 실린더(5), 롤러(7) 및 축받이(3, 4)에 의해 형성된 작동실(20)(이 실시의 형태에서는 압축실)을, 롤러(7)에 형성된 베인 홈(7a) 내를 압축 공정중에 왕복 활주하여 작동실(20)을 복수의 작동실(20a, 20b)로 구획한다.
또한, 상기한 상 축받이(3) 또는 하 축받이(4)중의 적어도 한쪽에는, 작동실(20)과 동심원상에 링 홈(17)이 형성되어 있고(도 4 내지 도 6, 도 9 참조), 이 실시의 형태에서는 하 축받이(4)에 형성되어 있다. 이 링 홈(17) 내에는 링(9)이 활주 자유롭게 배설된다(도 4 내지 도 6 참조). 그리고, 링(9)에는 베인(8)이 부착되어 있다.
다음에, 베인(8) 및 링(9)의 부착 구조에 관해 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 링(9) 및 베인(8)에는 각각 핀 구멍(9a, 8a)이 마련되어 있고, 그 핀 구멍(9a, 8a)에 원주형(圓柱型) 핀(10)이 삽입됨에 의해, 베인(8)이 링 홈(17)에 대해 회전 가능하게 된다.
또한, 도 4에 도시되는 바와 같이, 베인(8)의 선단 R형상의 중심과 핀(10)의 중심이 일치하도록 양자가 결합되어 있다.
또한, 상기한 링 홈(17), 링(9), 및 링(9)과 베인(8)을 결합하는 핀(10)이, 본 발명의 위치 규제수단을 구성하고 있다.
다음에, 상술의 베인 로터리형 압축기의 동작에 관해 설명한다.
압축기는, 어큐뮬레이터(30)의 냉매를 흡입관(1a) 및 흡입구(18)를 통하여 작동실(20)(압축실)의 작동실(20a)에 흡입한다. 그리고, 샤프트(6)는 전동 요소(15)에 의해 회전하고, 샤프트(6)에 감합된 롤러(7)도 회전한다. 이 롤러(7)에 형성된 베인 홈(7a)을 왕복 운동하는 베인(8), 그 베인(8)과 핀(10)을 통하여 연결되어 있는 링(9)도 회전한다. 이때, 실린더(5)는 내주면이 원통형상임과 함께 내주면의 중심축이 샤프트(6)의 회전축에 편심하여 배설되어 있기 때문에, 롤러(7)의 회전에 의해 롤러(7)와 실린더(5)의 내주면과의 거리는 변동한다. 그러나, 베인(8)은, 작동실(20)과 동심원상에 있는 링 홈(17)을 활주하는 링(9)에 연결되어 실린더(5) 내를 회전 가능하고, 선단 R형상의 중심이 핀(10)의 중심과 일치하여 부착되어 있기 때문에, 베인(8)의 선단(先端) R형상의 중심과 실린더(5)의 내주면과의 사이에는 간극(클리어런스)이 반드시 생기고, 2면 사이가 활주한 일이 없도록 할 수 있다. 이것이 본 발명의 베인 위치 규제수단의 동작이다. 그리고, 롤러(7)의 회전에 수반하여 압축된 냉매는 토출구(19)로부터 배출되어, 최종적으로 토출관(2a)으로부터 배출된다.
다음에, 압축실인 작동실(20)의 압축 동작을 도 7에 의거하여 설명한다.
베인(8)이 0deg의 위치에서는, 베인(8)의 선단이 롤러(7)의 외주 위치와 거의 동위치이고 베인(8)의 선단과 실린더(5)의 내주면과의 사이의 냉매의 누출이 압축 효율에 영향이 나타나지 않을 정도의 약간의 간극으로 구획되어 있다. 그리고, 베인(8)의 선단 부분이 링 홈(17)을 활주한 링(9)에 연결되어 있기 때문에, 롤러(7)가 회전함에 따라 링(9)이 회전하여 베인(8)이 롤러(7)로부터 인출되고, 베인(8)의 선단이 실린더(5)의 내주면에 따라 냉매의 누출에 영향이 나타나지 않을 정도의 미소한 간극을 유지한 채로 회전하기 때문에, 작동실(20b) 내의 냉매를 압축하여 간다. 그리고, 베인(8)의 위치가 180deg의 위치로부터 베인(8)은 재차 롤러(7) 내로 되돌아와 작동실(20b) 내에서 압축되어 소정의 토출 압력에 달하면, 냉매는 토출구(19)로부터 토출된다. 그리고, 이 냉매의 압축 동작중에, 작동실(20a)측에는 흡입구(18)로부터 냉매가 흡입되기 때문에, 롤러(7)의 회전에 의해 냉매의 흡입구(18)로부터의 흡입과 토출구(19)로부터의 토출이 반복된다.
계속해서, 상술한 베인 로터리형 압축기의 효과에 관해 설명한다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 2개의 축받이(3, 4) 중의 적어도 한쪽에 링 홈(17)이 마련되어 있고, 그 링 홈(17)과 활주하는 링(9)과, 베인(8)에, 각각 핀 구멍(9a, 8a)이 마련되고, 그 핀 구멍(9a, 8a)에 원주형 핀(10)이 삽입되어 양자가 연결되어 있기 때문에, 베인(8)이 링 홈(17)에 대해 회전한다. 또한, 베인(8)의 선단 R형상의 중심과 핀(10)의 중심이 일치하고 있기 때문에, 베인(8)의 선단 R형상의 중심과 실린더(5)의 내주면과의 사이에는 간극(클리어런스)이 반드시 생긴다. 여기서, 베인(8)의 선단과 실린더(5)의 내주면과의 사이에는 간격이 있기 때문에, 매우 미소하기 때문에 체적 효율의 저하에는 그다지 영향을 주지 않는다. 그리고, 베인(8)의 선단과 실린더(5)의 내주면과의 윤활 상태는 유체 윤활로 되고, 활주에 의한 손실은 적기 때문에, 압축 효율이 개선된다.
또한, 베인(8)의 선단 R형상의 중심과 핀(10)의 중심이 일치하고 있기 때문에, 실린더(5)의 내주면 형상과 축받이(3, 4)의 링 홈(17) 형상의 쌍방을 원형 형상으로 하여도, 압축중에 베인(8)의 선단이 실린더(5)의 내주면에 활주되지 않도록 할 수 있다. 그 결과, 실린더(5)의 내주면 면형상과 축받이(3, 4)의 링 홈(17) 형상의 기계 가공이 용이하게 된다.
또한, 핀(10)은, 베인(8)과 링(9)의 핀 구멍(8a, 9a)의 적어도 한쪽과 활주하지만, 핀(10)과 핀 구멍(8a, 9a)과의 활주부에 있어서, 핀 구멍(8a, 9a)과 핀(10)은 감합하는 곡률로, 양자의 형상이 비슷하기 때문에, 핀(10)과 핀 구멍(8a, 9a)과의 윤활 상태는 유체 윤활이 된다. 그 결과, 활주에 의한 손실은 적기 때문에, 압축 효율이 개선된다.
또한, 링(9)은, 2개의 축받이(3, 4) 중의 적어도 한쪽에 마련되고, 실린더(5)와 동심원상에 있는 링 홈(17)과 활주하지만, 링(9)과 링 홈(17)과의 활주부에 있어서, 링(9)과 링 홈(17)은 감합하는 곡률로, 양자의 형상이 비슷하기 때문에, 링(9)과 링 홈(17)과의 윤활 상태는 유체 윤활이 된다. 그 결과, 활주에 의한 손실은 적기 때문에, 압축 효율이 개선된다.
또한, 핀(10)과 링(9)의 활주부에는, 샤프트(6)의 회전에 의한 원심력으로 급유되도록 하고 있기(도시 생략) 때문에, 활주에 의해 이상(異常) 마모를 일으키는 일은 없다.
실시의 형태 2.
또한, 상기한 실시의 형태 1에서, 롤러(7)는, 샤프트(6)에 상기 샤프트에 감합하여 회전하지만, 롤러(7)는 샤프트(6)에 일체화한 것이라도 좋다.
실시의 형태 3.
상기한 실시의 형태 1에서는, 위치 규제수단으로서, 2개의 축받이(3, 4) 중의 적어도 한쪽에 마련된 링 홈(17)과 활주하는 링(9)과, 베인(8)에 각각 핀 구멍(9a, 8a)이 마련되고, 그 핀 구멍(9a, 8a)에 원주형 핀(10)이 삽입된 예에 관해 설명하였지만, 그 핀 구멍(9a, 8a)에의 원주형 핀(10)의 삽입에 즈음하여서는, 핀(10)을 베인(8)과 링(9)의 양쪽의 핀 구멍(8a, 9a)에 사이에 헐거운 끼워 맞춤으로 삽입하도록 하여도 좋다. 또한, 핀 구멍(9a, 8a)은 반드시 관통구멍인 필요는 없고, 바닥이 있는 오목부라도 좋다.
실시의 형태 4.
또한, 원주형 핀(10)을 핀 구멍(9a, 8a)에 삽입하는데 즈음하여서는, 한쪽의 핀 구멍(예를 들면 8a)에는 꽉 끼워 맞춤, 또 한쪽의 핀 구멍(예를 들면 9a)에는 헐거운 끼워 맞춤으로 삽입하도록 하여도 좋다. 또한, 핀 구멍(9a, 8a)은 반드시 관통구멍일 필요는 없고, 바닥이 있는 오목부라도 좋다.
실시의 형태 5.
상기한 실시의 형태 1에서는, 위치 규제수단으로서, 핀(10)을 마련하는 예에 관해 설명하였지만, 핀(10)에 대신하여, 베인(8) 또는 링(9)에 돌기부를 마련하도록 하여도 좋다. 도 8(a)는, 베인(8)에 돌기부(10a)를 마련하고, 링(9)에 그 돌기부(10a)가 삽입되는 구멍(9b)을 마련한 예이고, 도 8(b)는 링(9)에 돌기부(10b)를 마련하고, 베인(8)에 그 돌기부(10b)가 삽입되는 구멍(8b)을 마련한 예이다.
이 경우에 있어서도, 돌기부(10a, 10b)는 구멍(9b, 8b)에 헐거운 끼워 맞춤으로 삽입되고, 베인(8)이 링 홈(17)에 대해 회전한다. 또한, 구멍(9b, 8b)은 반드시 관통구멍일 필요는 없고, 바닥이 있는 오목부라도 좋다.
실시의 형태 6.
또한, 상기한 실시의 형태 1에서, 링(9)은, 도 9(a) (b)에 도시되는 바와 같이, 링 홈(17)의 내주면 또는 외주면 중의 어느 한쪽과 활주하도록 하여도 좋다.
우선, 도 9(a)에 도시되는 바와 같이, 링(9)의 내주면이 링 홈(17)의 내주면을 활주하도록 한 경우에는, 링(9)의 외주면이 링 홈(17)의 외주면을 활주하도록 한 경우보다 링(9)이 링 홈(17)을 활주하는 거리가 적어지기 때문에, 압축 효율이 개선된다.
다음에, 도 9(b)에 도시되는 바와 같이, 링(9)의 외주면이 링 홈(17)의 외주면을 활주하도록 한 경우에는, 링(9)의 내주면이 링 홈(17)의 내주면을 활주하도록 한 경우보다 링(9)과 링 홈(17)과의 간극이 작아지기 때문에, 체적 효율이 개선된다.
실시의 형태 7.
또한, 상기한 설명은 어느 것이나 본 발명의 베인 로터리형 유체 장치를 압축기에 적용한 경우이지만, 본 발명은 팽창기(베인 로터리형 팽창기)에도 적용할 수 있다. 그와 같이 한 경우에는, 도 2의 예에서는, 롤러(7)를 상기한 예와는 반대 방향으로 회전 구동하고, 토출구(19)로부터 팽창 대상의 냉매를 받아들이고, 팽창한 냉매를 흡입구(18)로부터 배출하도록 구성한다.
실시의 형태 8.
또한, 상기한 설명의 어느 본 발명의 베인 로터리형 유체 장치는, 베인(8)에 작동실(20a, 20b)의 압력차가 차압(差壓)으로서 작용하고, 롤러(7)의 베인 홈(7a)이 변형하기 쉽다. 그 때문에, 동작 압력이 낮은 표준 비등점이 -45℃ 이상의 하이드로카본(예를 들면, 프로판, 부탄, 이소부탄 등), 동작 압력이 낮은 표준 비등점이 -45℃ 이상의 포화 하이드로플루오로카본(예를 들면, R134a, R152a 등), 동작 압력이 낮은 표준 비등점이 -45℃ 이상의 불포화 하이드로플루오로카본(예를 들면, HFO1234yf, 1234ze, 1243zf 등), 또는 동작 압력이 낮은 표준 비등점이 -45℃ 이상의 혼합 냉매(예를 들면, R407C, R417A, R422D 등)를 사용하는 것이 바람직하다.
1 : 하측 용기 1a : 흡입관
2 : 상측 용기 2a : 토출관
3 : 상 축받이 4 : 하 축받이
5 : 실린더 6 : 샤프트
7 : 롤러 7a : 베인 홈
8 : 베인 9 : 링
10 : 핀 12 : 압축 요소
13 : 스테이터 14 : 로터
15 : 전동 요소 16 : 배압실
17 : 링 홈 18 : 흡입구
19 : 토출구 20, 20a, 20b : 작동실
30 : 어큐뮬레이터

Claims (9)

  1. 밀폐 용기 내에, 냉매를 압축 또는 팽창시키는 압축 요소 또는 팽창 요소와, 상기 압축 요소 또는 팽창 요소의 구동원이 되는 전동 요소를 구비한 베인 로터리형 유체 장치에 있어서,
    상기 압축 요소 또는 팽창 요소는,
    상기 전동 요소에 의해 회전 구동되는 샤프트와,
    상기 샤프트에 부착되어 회전하고, 상기 샤프트의 중심축과 동축 축상에 있는 롤러와,
    상기 롤러를 수납하는 내주면이 원통형상임과 함께 상기 내주면의 중심축이 상기 샤프트의 회전축에 대해 편심하여 배설된 실린더와,
    상기 실린더의 양단면을 폐색하는 2개의 축받이와,
    상기 롤러에 형성된 베인 홈 내를 압축 공정 중에 또는 팽창 행정 중에 왕복 활주하고, 상기 실린더, 상기 롤러 및 상기 축받이에 의해 형성되는 압축실 또는 팽창실을 복수의 작동실로 구획하는 베인과,
    상기 작동실 내에 냉매를 유입하는 흡입구와,
    상기 작동실 내에서 압축 또는 팽창된 냉매를 토출하는 토출구와,
    상기 베인의 선단이 상기 실린더의 내주면에 따르도록, 상기 베인의 선단 위치를 규제하는 위치 규제수단을 구비하고,
    상기 위치 규제수단은,
    상기 2개의 축받이 중의 적어도 한쪽에 마련되고, 상기 실린더의 상기 내주면과 동심원상에 형성된 링 홈과,
    상기 링 홈 내에 활주 자유롭게 배설되고, 상기 베인의 선단부와 결합된 링을 구비하고,
    상기 위치 규제수단은,
    상기 베인 및 상기 링에 각각 형성된 핀 구멍과, 그 핀 구멍에 삽입된 원주형 핀을 구비하고, 상기 베인이 상기 링 홈에 대해 회전 가능하게 배치되고,
    선단이 R형상으로 이루어지는 상기 베인의 해당 R형상의 중심과, 상기 핀의 중심이 일치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 유체 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 핀은,
    상기 베인과 상기 링의 양쪽의 핀 구멍에 헐거운 끼워 맞춤으로 삽입된 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 유체 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 핀은,
    상기 베인과 상기 링의 어느 한쪽의 핀 구멍에 꽉 끼워 맞춤으로 삽입되고, 다른 쪽의 핀 구멍에는 헐거운 끼워 맞춤으로 삽입된 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 유체 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 규제수단은,
    상기 베인 및 상기 링 중 어느 한쪽에 형성된 돌기부와,
    상기 베인 및 상기 링의 다른 쪽에 형성되고, 상기 돌기부가 삽입된 구멍부를 구비하고,
    상기 베인이 상기 링 홈에 대해 회전 가능하게 배치되고, 그리고,
    선단이 R형상으로 이루어지는 상기 베인의 해당 R형상의 중심과, 상기 돌기부의 중심이 일치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 유체 장치.
  6. 제 1항, 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링은, 상기 링 홈의 외주면 및 내주면 중의 어느 한쪽과 활주하는 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 유체 장치.
  7. 제 1항, 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 롤러를 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 유체 장치.
  8. 제 1항, 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 베인 로터리형 유체 장치가, 상기 압축실을 갖고서 냉매를 압축한 베인 로터리형 압축기인 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제 1항, 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 베인 로터리형 유체 장치는, 동작 압력이 낮은 표준 비등점이 -45℃ 이상의 하이드로카본, 동작 압력이 낮은 표준 비등점이 -45℃ 이상의 포화 또는 불포화의 하이드로플루오로카본, 또는 동작 압력이 낮은 표준 비등점이 -45℃ 이상의 혼합 냉매를 사용한 것을 특징으로 하는 베인 로터리형 유체 장치.
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