KR101452570B1 - 베인 로터리 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터 회전시 압축실의 체적이 감소되면서 냉매 등의 유체가 압축되는 베인 로터리 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면 리어 커버의 일측에 압축실과 연통되는 복수의 토출공이 서로 이격하여 축방향으로 관통 형성됨으로써, 필요 이상의 고압으로 냉매 등 유체가 압축되어 공급되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 유로저항의 감소와 함께 소요동력과 연비가 절감되는 효과가 있는 베인 로터리 압축기가 제공된다.

Description

베인 로터리 압축기{VANE ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 로터 회전시 압축실의 체적이 감소되면서 냉매 등의 유체가 압축되는 베인 로터리 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리어 커버에 복수 개의 토출구를 관통 형성함으로써 유로 저항을 작게 하고, 패키지 축소 효과를 얻을 수 있는 베인 로터리 압축기에 관한 것이다.

베인 로터리 압축기는 공기조화기 등에 사용되며, 냉매 등의 유체를 압축하여 외부로 공급한다.

도 1은 일본공개특허 특개2010-31759(특허문헌 1)에 개시된 종래의 베인 로터리 압축기를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 베인 로터리 압축기(10)는 리어 하우징(11)과 프론트 하우징(12)으로 구성되는 하우징(H)이 외관을 이루며, 리어 하우징(11)의 내부에는 원통 형상의 실린더(13)가 수용된다.

이때, 실린더(13)의 내주면은 도 2에 도시된 바와 같이 타원 단면 형상으로 이루어진다.

또한, 리어 하우징(11)의 내부에 있어서, 실린더(13)의 전방에는 프론트 커버(14)가 결합되고, 실린더(13)의 후방에는 리어 커버(15)가 결합되며, 실린더(13)의 외주면과, 이와 대향하는 리어 하우징(11)의 내주면, 프론트 커버(14), 및 리어 커버(15) 사이에 토출공간(Da)이 형성된다.

프론트 커버(14) 및 리어 커버(15)에는 회전축(17)이 실린더(13)를 관통하여 회전 가능하게 설치되며, 회전축(17)에는 원통 형상의 로터(18)가 결합되어 회전축(17)의 회전시 회전축(17)과 함께 실린더(13) 내에서 회전하게 된다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 로터(18)의 외주면에는 방사상으로 다수의 슬롯(18a)이 형성되고, 각각의 슬롯(18a)에는 베인(20)이 슬라이드 이동 가능하게 수용되며, 슬롯(18a) 내에는 윤활유가 공급된다.

그리고, 회전축(17)의 회전에 의해 로터(18)가 회전하게 되면, 베인(20)의 선단부가 슬롯(18a)의 외측으로 돌출되어 실린더(13)의 내주면에 밀착되며, 이에 따라 로터(18)의 외주면과, 실린더(13)의 내주면, 및 서로 인접하는 한 쌍의 베인(20)과, 실린더(13)와 대향하는 프론트 커버(14)의 대향면(14a), 및 리어 커버(15)의 대향면(15a)으로 이루어지는 압축실(21)이 복수 개 구획 형성된다.

여기서, 베인 로터리 압축기의 경우, 로터(18)의 회전방향에 따라 압축실(21)의 체적이 확대되는 행정이 흡입행정이며, 압축실(21)의 체적이 감소되는 행정이 압축행정이 된다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 프론트 하우징(12)의 상부에는 흡입포트(24)가 형성되고, 이 흡입포트(24)와 연통되는 흡입공간(Sa)이 프론트 하우징(12)의 내부에 형성된다.

그리고, 프론트 커버(14)에는 흡입공간(Sa)과 연통되는 흡입구(14b)가 형성되며, 흡입구(14b)와 연통하는 흡입통로(13b)가 실린더(13)의 축방향으로 관통 형성된다.

아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(13)의 외주면 양측에는 내측으로 함몰된 토출실(13d)이 형성되고, 이들 한 쌍의 토출실(13d)은 토출공(13a)에 의해 압축실(21)과 연통되며, 토출공간(Da)의 일부를 형성한다.

또한, 리어 하우징(11)에는 리어 커버(15)에 의해 구획되며 압축된 냉매가 유입되는 고압실(30)이 형성된다. 즉, 리어 하우징(11)의 내부는 리어 커버(15)에 의해 토출공간(Da)과 고압실(30)로 구획된다. 이때, 한 쌍의 토출실(13d)에는 고압실(30)과 연통되는 토출구(15e)가 각각 형성된다.

따라서, 회전축(17) 회전시 로터(18)와 베인(20)이 회전하면, 냉매가 흡입공간(Sa)으로부터 흡입구(14b) 및 흡입통로(13b)를 거쳐 각각의 압축실(21)로 흡입되며, 압축실(21)의 체적감소에 따라 압축된 냉매는 토출공(13a)을 통해 토출실(13d)로 토출되어, 토출구(15e)를 통해 고압실(30)로 유입되고, 배출포트(31)를 통해 외부로 공급된다.

한편, 미설명된 도면부호 40은 고압실로 유입된 압축냉매에서 윤활유를 분리하기 위한 오일 분리기를 가리킨다.

여기서, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(13)의 내주면과 로터(18)의 외주면이 맞닿는 압축행정의 종료점에 인접하여 토출공(13a)이 형성되었고, 이 토출공(13a)은 실린더(13)의 외주면에 반경방향으로 관통 형성되었다.

그런데, 압축유체는 압축행정의 거의 마지막 단계에 가서야 토출공(13a)을 통해 토출되므로, 항상 상당한 고압으로 압축되어 외부에 공급되고, 이로 인해 유로저항의 증대에 따른 동력소모가 크며, 연비 상승을 초래하는 한 요인이 된다.

아울러, 토출공(13a)이 실린더(13)의 외주면에 반경방향으로 관통 형성됨에 따라, 토출공(13a)을 통해 실린더(13)의 외부로 토출된 압축유체를 배출포트(31)로 안내하기 위해, 리어 하우징(11)으로 실린더(13)의 외부를 다시 한번 감싸게 되는데, 이 경우 패키지(package)가 불리하고 무게 증가 및 제작비용과 제작시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

특허문헌 1 : 일본공개특허 특개2010-031759(2010.02.12)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 리어 커버에 복수의 토출공이 축방향으로 형성됨으로써, 냉매 등 유체가 필요 이상의 고압으로 공급되는 것을 방지할 수 있고, 실린더 외측의 하우징을 삭제하여 패키지를 축소할 수 있으며, 무게 감소와 제작비용 및 제작시간의 절감 효과가 있는 베인 로터리 압축기의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 중공 형상의 실린더와, 상기 중공 내에 설치되며 구동원의 동력을 전달받아 회전하는 로터와, 상기 로터의 외주면으로부터 상기 실린더의 내주면 방향으로 출몰하며 압축실을 구획하는 복수의 베인과, 상기 실린더의 전단에 결합되는 프론트 커버와, 상기 실린더의 후단에 결합되는 리어 커버와, 상기 프론트 커버와 상기 리어 커버의 외측에 서로 대향하도록 각각 결합되는 한 쌍의 헤드를 포함하는 베인 로터리 압축기에 있어서, 상기 실린더의 압축실과 연통되는 복수의 토출공이 상기 리어 커버의 일측에 서로 이격하여 축방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기가 제공된다.

여기서, 상기 복수의 토출공은, 상기 실린더의 내주면과 상기 로터의 외주면이 맞닿는 지점에서 상기 로터의 압축 회전방향의 역방향으로 120°이격하는 구간 내에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 토출유량 증대를 위해 상기 토출공의 일측 또는 양측에 그루브가 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 인접하는 한 쌍의 토출공에는 그루브가 서로 대향하여 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베인 로터리 압축기에 의하면, 리어 커버에 실린더의 압축실과 연통하는 토출공이 축방향으로 관통 형성되므로, 종래 실린더의 외측을 감싸는 별도의 하우징을 필요로 하지 않게 되고, 이에 따라 패키지의 축소와 무게 감소, 제작비용 및 제작시간의 절감 효과가 있다.

또한, 리어 커버에 복수의 토출공이 형성되고, 냉매 등 유체가 압축실에서 소정의 압력까지 압축되면 압축종료점까지 계속 진행없이 토출공을 통해 즉시 토출되므로, 필요 이상의 고압으로 냉매 등 유체가 압축되어 공급되는 것을 방지할 수 있고 따라서 유로저항의 감소와 함께 소요동력과 연비가 절감되는 효과가 있다.

아울러, 토출구에 그루브를 형성함으로써 토출유량이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 베인 로터리 압축기를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 베인 로터리 압축기의 단면도.
도 4는 도 3의 B-B선 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더와 커버의 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 토출공이 형성된 리어 커버를 도시한 전면도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 베인 로터리 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

실시예

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 베인 로터리 압축기의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 베인 로터리 압축기(100)는, 중공 형상의 실린더(200)와, 실린더(200)의 중공 내에 설치되며 구동원의 동력을 전달받아 회전하는 로터(300)와, 로터(300)의 외주면으로부터 실린더(200)의 내주면 방향으로 출몰하며 압축실(210,도 4 참조)을 구획하는 복수의 베인(400)과, 실린더(200)의 전단에 결합되는 프론트 커버(500)와, 실린더(200)의 후단에 결합되는 리어 커버(600)와, 프론트 커버(500)와 리어 커버(600)의 외측에 서로 대향하도록 각각 결합되는 한 쌍의 헤드(700,800)를 포함한다.

여기서, 로터(300)는 구동모터(미도시) 혹은 엔진벨트(미도시)에 의해 구동되는 클러치(미도시)와 연결된 샤프트(900)에 결합되어, 샤프트(900)와 함께 축회전한다.

또한, 실린더(200)의 양단에 각각 하나씩 한 쌍의 커버(500,600)가 결합되는데, 실린더(200)의 전단에는 프론트 커버(500)가 결합되고, 실린더(200)의 후단에는 리어 커버(600)가 결합된다.

아울러, 프론트 커버(500)와 리어 커버(600)의 중앙에는 샤프트(900)가 관통하여 설치될 수 있도록 관통공(510,610,도 5 참조)이 각각 형성되며, 각각의 관통공(510,610)에는 샤프트(900)를 지지하기 위한 지지베어링(511,611)이 각각 구비된다.

그리고, 로터(300)의 외주면으로부터 실린더(200)의 내주면 방향으로 베인(400)이 돌출되어 그 선단부가 실린더(200)의 내주면에 지지되는데, 로터(300)의 외주면과 실린더(200)의 내주면, 서로 인접하는 한 쌍의 베인(400)의 대향면, 그리고 실린더(200)를 기준으로 프론트 커버(500)와 리어 커버(600)의 대향면은 하나의 공간을 구획하게 되고, 이렇게 구획된 밀폐공간이 압축실(210)을 이룬다.

이때, 프론트 커버(500)와 리어 커버(600)는 실린더(200) 중공의 양쪽 개구부를 밀폐하여 압축실(210)의 유체가 외부로 누설되지 않게끔 하며 따라서, 프론트 커버(500)와 실린더(200), 그리고 실린더(200)와 리어 커버(600)가 서로 대향하는 면에는 실링부재(520,620,도 5 참조)가 각각 개재되어, 실린더(200) 내 압축유체의 반경방향 누설을 방지토록 하는 것이 바람직하다.

또한, 실린더(200)를 기준으로 하여 프론트 커버(500)의 외측에는 프론트 헤드(700)가 결합되고, 리어 커버(600)의 외측에는 리어 헤드(800)가 결합된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 프론트 헤드(700)-프론트 커버(500)-실린더(200)-리어 커버(600)-리어 헤드(800)가 복수의 볼트 스크류(910)에 의해 나란히 결합되며, 이때 도 3에서 미설명된 도면부호 920은 샤프트(900)를 지지하는 지지부재이다.

한편, 실린더(200)의 일측에는 중공과 연통되도록 흡입구(220,도 5 참조)가 형성되고, 리어 커버(600)에는 실린더(200)의 중공과 연통되도록 실린더(200)의 내주면을 따라 서로 이격하는 복수의 토출공(630)이 축방향으로 관통 형성되며, 따라서 흡입구(220)를 통해 실린더(200)의 중공으로 유입된 냉매는 압축실(210)에서 압축과정을 거친 후, 고압의 상태로 토출공(630)을 통해 외부에 공급된다.

이하, 본 실시예에서는 실린더(200)의 내주면이 인벌류트 곡선의 형태를 이루고, 외팔보 형태의 베인(400)이 로터(300)의 외주면에서 펼쳐지거나 접혀지는 예를 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 사용자의 선택에 따라 다양한 구조의 베인 로터리 압축기에 대하여 적용 가능함을 미리 밝혀둔다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 타원형 중공을 가진 실린더(13) 내에 로터(18)를 설치하되, 로터(18)의 외주면을 따라 방사상으로 슬롯(18a)을 형성하고, 각각의 슬롯(18a)에 베인(20)을 삽입하여 유체의 압력에 의해 슬롯(18a)으로부터 실린더(13)의 내주면 방향으로 베인(20)이 슬라이드 이동되도록 할 수 있으며 또한, 또 다른 예로서 원형 중공을 가진 실린더 내에 로터가 편심되도록 설치될 수도 있음은 물론이다.

도 4는 도 3의 B-B선 단면도이다.

도 4에 도시된 실시예에서, 베인(400)은 로터(300)의 외주면을 따라 원주방향으로 서로 이격하여 복수 개가 구비되며, 따라서 실린더(200)의 중공은 복수 개의 압축실(210)로 구획된다.

흡입구(220)를 통해 실린더(200)의 중공으로 유입된 냉매 등 유체는 압축실(210)에 갇히게 되고, 로터(300)의 회전시 압축실(210)의 체적이 감소함에 따라 압축되는데, 이를 위해 실린더(200)의 내주면은 흡입구(220)에서 토출공(630) 방향으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 인벌류트 곡선의 형태로 형성된다.

즉, 로터(300)의 압축 회전방향을 따라 흡입구(220)에서 토출공(630)으로 갈수록 실린더(200) 내주면의 직경이 점차 감소하고, 실린더(200)의 내주면과 로터(300)의 외주면 사이 간격이 점차 좁혀짐에 따라 압축실(210)의 체적이 감소하게 되는 것이다.

이때, 실린더(200)의 내주면과 로터(300)의 외주면이 단면상 동심을 이루도록 실린더(200)의 중공에 로터(300)가 설치된다. 즉, 실린더(200)의 내주면을 따라 그려지는 인벌류트 곡선은, 그 시작점과 종료점의 중심이 로터(300)의 중심과 동일하다.

베인(400)은 로터(300)의 외주면 일측에 힌지 결합되어 외팔보의 형태를 이룬다. 이때 베인(400)은, 로터(300)의 외주면 일측에 힌지 결합되는 힌지부(410)와, 힌지부(410)에서 연장 형성되는 날개부(420)를 포함한다.

여기서, 베인(400)의 힌지부(410)는 로터(300)의 외주면 일측에 힌지 결합되는 것으로, 예를 들어 로터(300)의 외주면 일측에 삽입홈(310)이 형성되고, 이 삽입홈(310)에 힌지부(410)가 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 이때, 힌지부(410)가 로터(300)의 반경방향으로 이탈되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

베인(400)의 날개부(420)는 힌지부(410)에서 일측으로 연장 형성되며, 실린더(200)의 내주면과 대향하는 날개부(420)의 외측면은 로터(300)의 외주면 형상에 대응하는 곡률로 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 로터(300)의 외주면과 실린더(200)의 내주면이 접촉하는 지점에서, 베인(400)의 날개부(420) 외측면이 실린더(200)의 내주면과 접하게 하기 위함이며, 이를 위해 로터(300)의 외주면에는, 베인(400)의 날개부(420)를 수용하는 수용홈(320)이 베인(400)의 개수에 대응하여 원주방향으로 복수 개 형성된다.

이때 수용홈(320)은, 베인(400)의 날개부(420)가 수용홈(320)에 완전히 수용되었을 때, 날개부(420)의 외측면과 로터(300)의 외주면이 동일한 곡률의 곡면을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 수용홈(320)의 바닥면 형상은 날개부(420)의 내측면 형상과 대응되고, 수용홈(320)의 깊이는 날개부(420)의 두께와 대응되는 것이 바람직하다.

베인(400)은 힌지부(410)가 로터(300)의 외주면 일측에 회전 가능하게 힌지 결합되므로, 로터(300)의 회전시 발생되는 원심력과 냉매 등 유체로부터의 반력에 의해, 날개부(420)가 힌지부(410)를 중심으로 로터(300)의 외측으로 회전하여 펼쳐진다.

여기서, 펼쳐진 날개부(420)의 선단은 실린더(200)의 내주면에 밀착 지지되어 압축실(210)을 밀폐하며, 로터(300)의 회전과 함께 실린더(200)의 내주면을 따라 이동한다.

이때, 흡입구(220)에서 토출공(630) 방향으로 갈수록 실린더(200)의 내주면과 로터(300)의 외주면 사이 간격이 좁혀지고, 베인(400)의 날개부(420)는 펼쳐진 각도가 점차 감소하면서 접혀지게 되며, 이에 따라 압축실(210)의 체적이 감소하면서 압축실(210) 내 냉매 등 유체에 대한 압축이 진행된다. 그리고, 베인(400)은 로터(300)의 외주면과 실린더(200)의 내주면이 접하는 지점에서 로터(300)의 수용홈(320)에 완전히 접혀 수용된다.

즉, 로터(300)의 외주면과 실린더(200)의 내주면이 접하는 지점인 압축종료점(C_e)에서 압축행정이 종료되며, 본 발명의 일실시예에 따른 베인 로터리 압축기(100)는 압축종료점(C_e)에서 로터(300)의 압축 회전방향에 대한 역방향으로 120°각도 범위의 구간(S)에서 리어 커버(600)에 복수의 토출공(630)이 형성된다.

이때, 복수의 토출공(630)은 각각 압축실(210)과 연통되도록, 실린더(200)의 내주면을 따라 서로 이격하여 배치되며, 리어 커버(600)의 일측에는 각각의 토출공(630)을 개폐하는 개폐밸브(미도시)가 구비되는데, 이 개폐밸브는 냉매 등 유체의 압력이 소정 압력(이하, '토출압력')보다 낮으면 밸브를 폐쇄하고, 냉매 등 유체의 압력이 토출압력에 도달하면 밸브를 개방하여, 압축된 냉매 등 유체가 토출공(630)을 통해 실린더(200)의 외부로 토출될 수 있게끔 한다.

이때, 토출공(630)의 직경과 개수, 및 토출압력은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 복수의 토출공(630)이 형성되는 구간(S)을 압축종료점(C_e)에서 압축 회전방향의 역방향으로 120°각도 범위로 한정한 것은 상기 범위 밖에서는 압축실의 냉매 등 유체가 실제 필요로 하는 압력보다 낮은 상태에 있기 때문이다.

전술한 바와 같이, 리어 커버(600)에 축방향으로 관통 형성되는 복수의 토출공(630)이, 압축종료점(C_e)으로부터 압축 회전방향의 역방향으로 실린더(200)의 내주면을 따라 서로 이격하여 배치되는 경우, 압축실(210)의 냉매 등 유체가 압축행정을 거치는 동안 토출압력에 도달하게 되면, 연통하는 하나 또는 둘 이상의 토출공(630)을 통해 실린더(200) 외부로 토출된다.

예를 들어, 도 4에 도시된 실시예의 경우, 인접하는 한 쌍의 베인(400)으로 구획되는 압축실(210)에 갇힌 냉매 등 유체는, 실린더(200)의 내주면을 따라 로터(300)의 압축 회전방향으로 유동하는 과정에서, 제1토출공(631)으로부터 제5토출공(635)까지의 경로를 지나게 되고, 압축실(210)의 체적 감소에 의해 압축된다.

그리고, 냉매 등 유체가 제1토출공(631)으로부터 제5토출공(635)까지의 경로를 지나는 동안, 압축실(210)의 압력이 토출압력에 도달하게 되면, 그 압축실(210)과 연통되는 토출공(630)이 개방되면서 실린더(200) 외부로 압축된 냉매 등 유체가 토출된다.

즉, 종래와 같이 압축행정이 종료될 때까지 압축실(210) 내 냉매 등 유체가 계속하여 압축되는 것이 아니고, 미리 설정된 토출압력까지 압축되면, 압축행정 계속중에도 토출공(630)을 통해 실린더 외부로 토출되게끔 하는 것이다.

예를 들어, 냉매 등 유체가 제1토출공(631)과 제2토출공(632)을 지나는 동안 토출압력까지 압축되지 못하면, 제1토출공(631)과 제2토출공(632)은 폐쇄상태를 유지하게 되며, 제3토출공(633)을 지날 때 냉매 등 유체의 압력이 토출압력에 도달하면, 이 압력에 의해 개폐밸브가 개방되고 제3토출공(633)을 통해 냉매 등 유체가 토출되는 것이다. 이는, 동일 압축실(210) 내에서 각각의 토출공(630)에 걸리는 냉매 등 유체의 부분압력이 상이할 때에도 마찬가지로서, 해당 부분압력이 토출압력에 이르게 되면 냉매 등 유체는 개방된 토출공(630)을 통해 토출된다.

여기서, 개폐밸브의 개방을 위해 필요로 하는 토출압력은, 압축기를 통해 얻고자 하는 냉매 등 유체의 최종압력을 근거로 하여 적절히 설정될 수 있으며, 이에 따라 종래 필요 이상의 고압으로 압축하는 과정에서 발생되는 유로저항을 감소시킬 수 있고, 소요 동력을 절감할 수 있게 된다.

또한, 토출공(630)이 리어 커버(600)에 축방향으로 관통 형성됨에 따라, 종래와 같이 실린더(200)의 외주면을 감싸는 별도의 하우징(11, 도 2 참조)이 필요없게 되어 베인 로터리 압축기(100)의 전체 패키지를 축소할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더와 커버의 분해 사시도이며, 설명의 편의를 위해 로터의 도시는 생략하였음을 미리 밝혀둔다.

도 5에 도시된 바와 같이, 실린더(200)는 양측이 개구되고 내부에 중공을 가지며, 일측에는 흡입구(220)가 형성된다.

이때, 실린더(200)의 중공에는 복수의 베인(400)을 가진 로터(300)가 회전 가능하게 설치되고, 복수의 베인(400)에 의해 중공은 복수의 압축실(210)로 구획되며, 압축실(210)을 밀폐하기 위해 실린더(200)의 전단과 후단에 각각 프론트 커버(500)와 리어 커버(600)가 결합된다.

리어 커버(600)의 일측에는 복수의 토출공(630)이 축방향으로 관통 형성되고, 각각의 토출공(630)은 실린더(200)의 압축실(210)과 연통된다.

따라서, 흡입구(220)를 통해 실린더(200)의 중공으로 유입된 냉매는 압축실(210)에서 압축과정을 거친 후, 고압의 상태로 토출공(630)을 통해 외부에 공급된다.

이때, 도 5의 확대도에 도시된 바와 같이, 리어 커버(600)의 저면에 관통 형성되는 토출공(630)의 일측에, 그루브(groove)(640)가 낮게 단차져서 형성될 수 있다.

이 그루브(640)는 토출공(630)을 통해 토출되는 토출유량의 증대를 위한 것으로, 어느 압축실(210)의 냉매 등 유체가 토출압력에 도달하였을 때, 해당 압축실(210)이 이미 지나간 토출공(630)이나 아직 연통되지 않은 토출공(630)을 통해서도 토출될 수 있도록 냉매 등 유체의 유동을 유도하기 위한 것이다.

도 5에 도시된 실시예를 예로 들면, 냉매 등 유체의 압력이 토출압력에 도달한 압축실(210)이 이미 제6토출공(636)을 지나간 경우, 압축실(210)이 아직 제6토출공(636)의 그루브(640)를 지나가지 않았다면, 냉매 등 유체는 제6토출공(636)의 그루브(640)를 통해 제6토출공(636)으로 유동하여 토출될 수 있다. 마찬가지로, 압축실(210)이 아직 제7토출공(637)에 이르지 않은 상태에서도, 압축실(210)에 제7토출공(637)의 그루브(640)가 연결되었다면, 냉매 등 유체는 제7토출공(637)의 그루브(640)를 통해 제7토출공(637)으로 유동하여 토출될 수 있다.

즉, 토출압력에 도달한 냉매 등 유체는, 서로 인접하는 한 쌍의 토출공(630)이 해당 압축실(210)과 직통되지 않은 경우에도, 각각의 토출공(630)에 형성되는 그루브(640)가 압축실(210)과 연통된다면 그 그루브(640)를 통해 토출공(630)으로 유동하여 토출되며, 따라서 토출공(630)을 통한 토출유량이 증대되는 것이다.

이에 따라, 그루브(640)는 토출공(630) 근처의 압축실(210)과 연통되도록, 토출공(630)의 일측으로부터 실린더(200)의 내주면을 따라 원주방향으로 형성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 실린더(200)의 내주면과 대응되는 곡선 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 인접하는 한 쌍의 토출공(636,637)에는 그 사이에 위치하는 냉매 등 유체가 한 쌍의 토출공(636,637) 중 어느 하나, 또는 둘 모두를 통해 토출될 수 있도록, 그루브(640)의 일단이 서로 마주보게끔 각각의 그루브(640)가 대향하여 형성되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 토출공이 형성된 리어 커버를 도시한 전면도이다.

도 5에 도시된 실시예에서는 토출공(630)의 어느 한 일측에 그루브(640)가 형성되는 예를 보였으나, 다른 실시예로서 토출공(630)의 양 쪽으로 그루브(640)가 형성되는 것도 물론 가능하다.

도 6은 이러한 다른 실시예를 도시한 것으로, 냉매 등 유체의 유동이 토출공(630)을 지난 후에도 제1그루브(641)를 통해 토출공(630)으로 유동하여 토출될 수 있고, 토출공(630)에 이르기 전에도 제2그루브(642)를 통해 토출공(630)으로 유동하여 토출될 수 있다.

이때, 제1그루브(641)와 제2그루브(642)는 토출공(630) 근처의 압축실(210)과 연통되도록, 토출공(630)의 양측으로부터 실린더(200)의 내주면을 따라 원주방향으로 형성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 실린더(200)의 내주면과 대응되는 곡선 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 제1그루브(641) 또는 제2그루브(642)를 통해 토출공(630)으로 유동하여 토출되는 냉매 등 유체의 압력이 토출압력에 도달해야만 개폐밸브를 개방시켜 토출될 수 있음은 물론이며, 제1그루브(641)와 제2그루브(642)를 통해 상대적으로 넓은 범위의 압축실(210)을 커버하게 되므로 토출유량이 증대되는 효과가 있다.

100 : 베인 로터리 압축기 200 : 실린더
210 : 압축실 220 : 흡입구
300 : 로터 400 : 베인
500 : 프론트 커버 600 : 리어 커버
630 : 토출공 640 : 그루브
700 : 프론트 헤드 800 : 리어 헤드
900 : 샤프트

Claims (4)

1. 중공 형상의 실린더(200)와, 상기 중공 내에 설치되며 구동원의 동력을 전달받아 회전하는 로터(300)와, 상기 로터(300)의 외주면으로부터 상기 실린더(200)의 내주면 방향으로 출몰하며 압축실(210)을 구획하는 복수의 베인(400)과, 상기 실린더(200)의 전단에 결합되는 프론트 커버(500)와, 상기 실린더(200)의 후단에 결합되는 리어 커버(600)와, 상기 프론트 커버(500)와 상기 리어 커버(600)의 외측에 서로 대향하도록 각각 결합되는 한 쌍의 헤드(700,800)를 포함하는 베인 로터리 압축기에 있어서,
   상기 실린더(200)의 압축실(210)과 연통되는 복수의 토출공(630)이 상기 리어 커버(600)의 일측에 서로 이격하여 축방향으로 관통 형성되고,
   인접하는 한 쌍의 토출공(630)에 그루브(640)가 서로 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 토출공(630)은,
   상기 실린더(200)의 내주면과 상기 로터(300)의 외주면이 맞닿는 지점에서 상기 로터(300)의 압축 회전방향의 역방향으로 120°이격하는 구간(S) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   토출유량 증대를 위해 상기 토출공(630)의 일측 또는 양측에 그루브(640)가 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
   
4. 삭제

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