KR101751901B1

KR101751901B1 - 저배압 회전식 압축기

Info

Publication number: KR101751901B1
Application number: KR1020177004260A
Authority: KR
Inventors: 빈 가오; 지지앙 유; 홍 구오
Original assignee: 광동 메이지 컴프레셔 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2017-07-11
Also published as: US20170138360A1; AU2014413252A1; EP3228868B1; AU2014413252B2; WO2016086396A1; KR101710350B1; US10458410B2; EP3228868A4; KR20170021362A; KR20160082351A; EP3228868A1

Abstract

저배압 회전식 압축기로서, 케이스, 압축 기구, 실린더로부터 배출된 냉매에 대해 오일-가스 분리를 진행하기 위한 오일 분리기, 오일 분리기가 분리한 윤활유를 수용하기 위한 오일 푸울을 포함한다. 압축 기구는 실린더 어셈블리, 피스톤, 슬라이드 베인, 주베어링과 부베어링을 포함하고, 실린더는 슬라이드 베인 챔버를 구비하며, 슬라이드 베인 챔버는 오일 공급홀을 구비하며, 슬라이드 베인이 왕복 이동할 때, 슬라이드 베인의 끝단은 슬라이드 베인 챔버에 넣어지거나 또는 슬라이드 베인 챔버로부터 나옴으로써 슬라이드 베인 챔버의 내부 용적이 최대 용적 V2와 최소 용적 V1 사이에서 변하도록 한다. 오일 푸울은 슬라이드 베인 오일 공급 경로를 통해 오일 공급홀에 연통되며, 여기서 최대 용적 V2와 최소 용적 V1의 비는 35%≤V1/V2≤85%의 관계를 만족시킨다.

Description

저배압 회전식 압축기{LOW BACKPRESSURE ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 압축기 영역에 관한 것으로서, 특히 저배압 회전식 압축기에 관한 것이다.

저배압 회전식 압축기에 있어서, 케이스 내부의 저압의 흡기 압력 환경으로 인하여, 슬라이드 베인 끝단에 작용하는 기체력은 슬라이드 베인 선단과 피스톤 외경 사이의 긴밀한 접촉을 충분하게 확보할 수 없다. 따라서 슬라이드 베인 끝단이 위치한 영역을 케이스의 내경과 밀봉적으로 이격된 슬라이드 베인 챔버를 형성하도록 설계하고, 슬라이드 베인 챔버에 상대적인 고압 환경을 제공하여, 슬라이드 베인 선단과 피스톤 외경 사이가 긴밀한 접촉을 하도록 확보한다. 또한, 슬라이드 베인 챔버는 케이스 내부와 밀봉적으로 이격되어야 하므로, 케이스 내부의 오일 푸울을 이용하여 윤활할 수 없다. 따라서 합리적인 슬라이드 베인 챔버의 오일 공급 경로를 설계하여, 슬라이드 베인의 윤활과 밀봉을 확보할 필요가 더 있다.

한편, 밀폐된 슬라이드 베인 챔버에서는, 슬라이드 베인의 왕복 운동으로 인해, 슬라이드 베인 챔버의 용적도 그에 따라 주기적으로 변한다. 이러한 변화 과정에서, 슬라이드 베인 챔버의 용적이 가장 작을 때 슬라이드 베인 챔버의 압력은 최대값이 존재하고, 슬라이드 베인 챔버의 용적이 가장 클 때 슬라이드 베인 챔버의 압력은 최소값이 존재한다. 슬라이드 베인 챔버의 구조 용적 설계가 합리하지 않으면, 슬라이드 베인 챔버의 최대 압력이 과대할 경우, 압축기의 소비 전력이 상승하고 나아가 전류가 비정상적으로 커져 모터가 멈출 수 있다. 또한, 슬라이드 베인 챔버의 최소 압력이 과소할 경우, 슬라이드 베인 선단과 피스톤 외경 사이가 긴밀히 접촉하도록 할 수 없어, 슬라이드 베인과 피스톤이 충돌하여 비정상음과 비정상적 마모가 발생하고, 누설로 인해 압축기 성능이 악화될 수도 있다.

본 발명은 적어도 일정한 정도에서 관련 기술 중 하나의 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 슬라이드 베인 챔버의 압력 파동이 과대하거나 또는 과소하지 않은 저배압 회전식 압축기를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기는, 케이스, 압축 기구, 오일 분리기 및 오일 푸울을 포함한다. 상기 케이스에는 배기구와 입기구가 형성되어 있다. 상기 압축 기구는 상기 케이스 내부에 설치되고, 상기 압축 기구는 실린더 어셈블리, 피스톤, 슬라이드 베인, 주베어링과 부베어링을 포함하며, 상기 주베어링과 상기 부베어링은 상기 실린더 어셈블리의 양 단면에 각각 설치된다. 상기 실린더 어셈블리는 적어도 하나의 실린더를 포함하며, 각각의 상기 실린더 내부에는 하나의 상기 피스톤이 설치되며, 상기 슬라이드 베인의 선단은 상기 피스톤의 외주벽에 접촉된다. 상기 실린더는 슬라이드 베인 챔버를 더 구비하고, 상기 슬라이드 베인 챔버는 오일 공급홀을 구비한다. 상기 슬라이드 베인의 왕복 이동시, 상기 슬라이드 베인의 끝단은 상기 슬라이드 베인 챔버에 넣어지거나 또는 상기 슬라이드 베인 챔버로부터 나옴으로써 상기 슬라이드 베인 챔버의 내부 용적이 최대 용적 V2와 최소 용적 V1 사이에서 변하도록 한다. 상기 오일 분리기는 상기 실린더로부터 배출된 냉매에 대해 오일-가스 분리를 하기 위한 것이다. 상기 오일 푸울은 상기 오일 분리기가 분리한 윤활유를 수용하기 위한 것이며, 상기 오일 푸울은 슬라이드 베인 오일 공급 경로를 통해 상기 오일 공급홀에 연통된다. 여기서 상기 최대 용적 V2와 상기 최소 용적 V1의 비는 35%≤V1/V2≤85%의 관계를 만족시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기는 슬라이드 베인 챔버의 최대 용적 V2와 최소 용적 V1의 비가 35%≤V1/V2≤85%의 관계를 만족시키므로, 슬라이드 베인 챔버의 압력 파동이 과대하거나 또는 과소해 지지 않으며, 슬라이드 베인과 피스톤이 밀착 및 밀폐되도록 할 수 있다. 그리고 이로 인해 슬라이드 베인이 받는 힘의 수요를 바람직하게 만족시킬 수 있음과 동시에 바람직한 압축기 성능을 구현할 수 있다.

바람직하게는, 상기 최대 용적 V2와 상기 최소 용적 V1의 비는 50%≤V1/V2≤70%의 관계를 만족시킨다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 오일 공급홀의 최하단으로부터 상기 슬라이드 베인 챔버의 하부 벽까지의 수직 거리는 d이고, 대응되는 상기 실린더의 높이는 H이며, 0≤d≤0.8H이다.

바람직하게는, 상기 오일 공급홀의 면적 S3과 상기 슬라이드 베인 챔버의 최소 용적 V1의 비는 0.1≤S3/V1≤10.5의 관계를 만족시킨다.

더 바람직하게는, 상기 오일 공급홀의 면적 S3과 상기 슬라이드 베인 챔버의 최소 용적 V1의 비는 2≤S3/V1≤6.5를 만족시킨다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 오일 공급 경로의 입구 면적은 S1이고, 상기 오일 공급 경로의 최소 유통 면적은 S2이며, 상기 S1, S2 및 S3은 S2≤S1, S2≤S3의 관계를 만족시킨다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 오일 공급홀은 상기 슬라이드 베인 챔버의 상부에 형성되고, 상기 오일 공급홀의 면적 S3과 상기 슬라이드 베인 챔버의 최소 용적 V1의 비는 S3/V1≥4.5의 관계를 만족시킨다.

본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 상기 오일 분리기는 상기 케이스 외부 및 상기 압축 기구 내부 중 적어도 하나에 설치된다.

본 발명의 일부 구체적인 실시예에서, 상기 실린더 어셈블리는 상부 실린더, 하부 실린더 및 중간 격리판을 포함하고, 상기 중간 격리판은 상기 상부 실린더와 상기 하부 실린더 사이에 설치되며, 상기 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버와 상기 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버는 상기 오일 푸울에 각각 연통된다.

나아가, 상기 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버와 상기 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버는 상기 중간 격리판을 관통한 중간 오일 공급 경로를 통해 연통된다.

바람직하게는, 상기 중간 오일 공급 경로 중, 상기 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버에 위치한 개구의 면적은 S4이고, 상기 중간 오일 공급 경로 중, 상기 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버에 위치한 개구의 면적은 S5이며, S4≥S5이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저배압 회전식 압축기의 개략도이고, 여기서 압축기는 싱글(single) 실린더형 압축기이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부베어링 상의 슬라이드 베인 오일 공급 경로의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실린더, 슬라이드 베인 및 피스톤의 매칭 개략도이고, 여기서 슬라이드 베인 챔버의 내부 용적은 최소 용적 상태이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실린더, 슬라이드 베인 및 피스톤의 매칭 개략도이고, 여기서 슬라이드 베인 챔버의 내부 용적은 최대 용적 상태이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기의 개략도이고, 여기서 압축기는 싱글 실린더형 압축기이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저배압 회전식 압축기의 개략도이고, 여기서 압축기는 듀얼 실린더형 압축기이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기의 개략도이고, 여기서 압축기는 듀얼 실린더형 압축기이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 저배압 회전식 압축기의 개략도이고, 여기서 압축기는 듀얼 실린더형 압축기이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 저배압 회전식 압축기의 개략도이고, 여기서 압축기는 듀얼 실린더형 압축기이다.
도 10은 슬라이드 베인 챔버의 용적 변화 곡선도이다.
도 11는 슬라이드 베인 챔버의 압력 파동 추세의 개략도이다.
도 12는 크랭크축이 받는 힘의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 슬라이드 베인 챔버의 최대 용적 V2와 최소 용적 V1의 비와, 압축기의 에너지 효율비 사이의 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하며, 상기 실시예의 예시는 도면에 나타냈다. 이하 도면을 참조하면서 설명한 실시예는 예시적인 것이며, 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다.

본 발명에 대한 설명에서 이해해야 할 바는, 용어 "중심", "세로방향", "가로방향", "폭", "두께", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "상단", "하단", "내", "외", "시계 방향", "시계 반대 방향", "축방향", "지름 방향", "원주 방향" 등이 지시하는 방위 또는 위치 관계는 도면에 기반하여 나타낸 방위 또는 위치 관계로서, 본 발명의 설명을 편리하게 하고 단순화하여 설명하기 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 부품이 특정 방위를 가지거나, 특정 방위로 구성되고 조작되어야 함을 가리키거나 암시하지 않으므로, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다.

또한, 용어 "제1", "제2"는 설명을 위한 것일 뿐, 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하거나, 또는 가리키는 구성요소의 수를 암묵적으로 가리키는 것으로 이해해서는 안된다. 이에 따라, "제1", "제2"로 한정된 구성요소는 적어도 하나의 당해 구성요소를 명시적 또는 암묵적으로 포함함을 나타낸다. 본 발명에 대한 설명에서 다른 설명이 없는 한 "다수"의 함의는 적어도 2개, 예를 들어 2개, 3개 등을 가리킨다.

본 발명에서 명백한 규정과 한정이 없는 한, 용어 "장착", "서로 연결", "연결", "고정"은 넓은 의미로 이해해야 한다. 예를 들어, 고정 연결될 수도 있고, 분리 가능하게 연결될 수도 있으며, 또는 일체로 연결될 수도 있다. 또한, 기계적 연결 또는 전기적 연결일 수 있다. 또한, 직접적 연결 또는 중간에 매개물을 통해 간접적으로 연결될 수도 있으며, 두 부품의 내부가 서로 연통될 수도 있거나 또는 두개 부품이 상호 작용하는 관계일 수 있다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 발명에서 가지는 구체적인 의미를 이해할 수 있다.

이하 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기(100)를 상세히 설명한다. 여기서 저배압 회전식 압축기(100)는 싱글 실린더형 압축기일 수 있으며 듀얼 실린더형 압축기일 수도 있다.

도 1 내지 도 9에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기(100)는 케이스(10), 압축 기구, 오일 분리기(18)와 오일 푸울(5)을 포함한다. 여기서 케이스(10)에는 배기구(6)과 입기구(미도시)가 형성되어 있다.

압축 기구는 케이스(10) 내에 설치되며, 압축 기구는 실린더 어셈블리, 피스톤(13), 슬라이드 베인(14), 주베어링(11)과 부베어링(15)을 포함한다. 주베어링(11)과 부베어링(15)은 각각 실린더 어셈블리의 양 단면에 설치되며, 실린더 어셈블리는 적어도 하나의 실린더(12)를 포함한다. 각 실린더(12) 내에는 하나의 피스톤(13)이 설치되어 있다. 슬라이드 베인(14)의 선단은 피스톤(13)의 외주벽에 접촉된다. 실린더(12)는 슬라이드 베인 챔버(2)를 더 구비하고, 슬라이드 베인 챔버(2)는 오일 공급홀을 구비한다. 슬라이드 베인(14)이 왕복 이동할 때, 슬라이드 베인(14)의 끝단이 슬라이드 베인 챔버(2) 내로 넣어지거나 또는 슬라이드 베인 챔버(2)로부터 나옴으로써, 슬라이드 베인 챔버(2)의 내부 용적이 최대 용적 V2와 최소 용적 V1 사이에서 변하도록 한다.

오일 분리기(18)는 실린더(12)로부터 배출된 냉매에 대해 오일-가스 분리를 진행하기 위한 것이다. 오일 푸울(5)은 오일 분리기(18)가 분리한 윤활유를 수용하기 위한 것이다. 실린더(12)로부터 배출된 냉매가 고압 냉매이므로, 오일 푸울(5)이 고압 분위기임을 알 수 있다.

오일 푸울(5)은 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)를 통해 오일 공급홀에 연통되며, 최대 용적 V2와 최소 용적 V1의 비는 35%≤V1/V2≤85%의 관계를 만족시킨다. 여기서 슬라이드 베인 챔버(2)와 오일 푸울(5)은 연통되는 바, 이로부터, 슬라이드 베인 챔버(2)는 고압 분위기이고, 따라서 슬라이드 베인(14)의 선단을 피스톤(13)의 외주벽에 접촉되도록 할 수 있음을 알 수 있다.

이해할 수 있는 바는, 저배압 회전식 압축기(100)는 모터, 크랭크축(16) 등의 부품을 더 포함할 수 있으며, 모터는 고정자(21)와 회전자(22)를 포함하고, 고정자(21)는 케이스(10)의 내벽에 고정되며, 고정자(21)는 회전자(22)의 외부에 씌워지며, 회전자(22)는 크랭크축(16)의 외부에 씌워져 크랭크축(16)을 구동하여 회전시킨다. 각 실린더(12)의 피스톤(13)은 크랭크축(16)의 편심부의 외부에 씌워진다. 슬라이드 베인(14)은 실린더(12)의 슬라이드 베인 홈(4) 내부에 설치되며, 슬라이드 베인(14)의 선단은 피스톤(13)의 외주벽에 접촉되어 실린더(12)의 내부를 흡기 챔버와 압축 챔버로 분할한다. 여기서 크랭크축(16)은 피스톤(13)이 대응되는 실린더(12) 내부에서 편심 운동을 하도록 움직인다. 피스톤(13)이 편심 회전을 하는 과정에서, 슬라이드 베인(14)은 슬라이드 베인 홈(4) 내부에서 왕복 운동을 한다. 슬라이드 베인(14)이 왕복 운동을 할 때, 슬라이드 베인(14)의 끝단은 슬라이드 베인 챔버(2)의 내부로 넣어지거나, 또는 슬라이드 베인 챔버(2)로부터 나온다. 이에 따라 슬라이드 베인 챔버(2)의 내부 용적도 슬라이드 베인(14)의 왕복 운동에 따라 주기적으로 변한다.

도 10은 압축기의 운행 과정에서, 슬라이드 베인(14)의 왕복 운동에 따라, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적이 변하는 상황을 보여준 도면이다. 도 10에서 나타내는 바와 같이, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적은 V1~V2 범위 내에서 변한다. 여기서, 횡좌표는 실린더 중심에 대한 피스톤(13)의 회전 각도를 나타낸다. 도 3에서 나타내는 바와 같이, 슬라이드 베인(14)이 슬라이드 베인 챔버(2) 내부에 완전히 수납될 때, 크랭크축(16)의 회전 각도는 0도이고, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적은 가장 작으며, 최소 용적은 V1이다. 그리고 도 4에서 나타내는 바와 같이, 슬라이드 베인(14)이 슬라이드 베인 챔버(2)로부터 가장 길게 나올 때, 크랭크축(16)의 회전 각도는 180도이며, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적은 가장 크며, 최대 용적은 V2이다. 크랭크축(16)이 한바퀴 회전한 후 슬라이드 베인(14)이 다시 슬라이드 베인 챔버(2) 내부에 완전히 수납될 때, 크랭크축(16)의 회전 각도는 360도(라디안 2π)이며, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적은 다시 최소 용적 V1로 된다. 도 10은 이상적인 경우에서의 압력 변화 주기를 나타낸다. 실제 압축기에서, 압력 손실과 압력 전달 과정의 영향으로 인해, 압력 파동과 횡좌표인 크랭크축(16)의 회전 각도는 지연될 수 있으나, 주기적인 파동 변화 속성은 변하지 않는다.

회전식 압축기의 작동 원리에 따르면, 도 3 및 도 4에서 나타내는 바와 같이, 피스톤(13)의 편심 회전 반경이 e일 때 슬라이드 베인(14)의 왕복 운동의 최대 스트로크는 2e이며, 실린더 높이가 H일 때 슬라이드 베인(14)의 두께는 T이며, 근사하게

V2 =V1 + 2e×H×T 이다.

슬라이드 베인(14)의 왕복 운동에 따라, 슬라이드 베인(14)과 실린더 간의 매칭면의 누설 간극이 극히 작은 것을 고려하면, 슬라이드 베인 챔버(2)는 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)에 연통된 것을 제외하고 그 내부 용적은 하나의 밀폐 공간으로 가정할 수 있다. 따라서 슬라이드 베인 챔버(2) 내부의 압력은 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적 변화에 따라 파동하며, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3) 입구의 오일 푸울(5)의 압력이 P일 때, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적 변화에 따라, 슬라이드 베인 챔버(2) 내부의 압력은 P1~P2 범위의 압력 파동이 발생한다. 이 점은 종래의 슬라이드 베인 챔버가 케이스 내부 공간에 개방되는 고배압 회전식 압축기와는 완전히 다른 것이다. 일반적으로, 슬라이드 베인 챔버(2)의 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 슬라이드 베인 챔버(2) 내부에 위치하는 출구인 오일 공급홀의 크기는 상기 압력 파동에 일정한 영향을 미치나, 전체적으로 슬라이드 베인 챔버(2) 내부의 압력 파동의 추세는 도 11과 같다. 도 11에 따르면 일반적으로, 슬라이드 베인(14)의 왕복 운동에 따라 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적이 가장 작을 때 그 압력은 최대값 P2에 달하며, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적이 가장 클 때 그 압력은 최소값 P1에 달하며, 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급 압력 P에 대해 P1＜P＜P2의 관계가 존재한다. 마찬가지로, 압력 파동과 크랭크축(16)의 회전 각도의 지연이 산생될 수도 있으며, 그 파동은 주로 용적 변화의 영향을 받는다.

회전식 압축기의 운행 과정에서, 크랭크축(16)은 모터가 입력한 회전 모멘트에 의해 회전하며, 크랭크축(16)의 운행시에도 저항 모멘트 M가 존재한다. 저항 모멘트 M는 몇개 부분으로 구성되며, 도 12에서 나타내는 바와 같이,

M= Mg+Mn+Mc+Mj를 포함한다.

여기서,

Mg: 압축 기체력에 의해 발생한 저항 모멘트

Mn: 슬라이드 베인(14)의 선단이 피스톤(13) 외경에 작용하는 힘 Fn에 의해 형성된 저항 모멘트

Mc: 롤링 피스톤(13)과 편심 크랭크축(16) 사이의 마찰 모멘트

Mj: 크랭크축(16)과 주베어링 부베어링(15)이 발생한 저항 모멘트

이들 저항 모멘트에서, Mn은 슬라이드 베인(14) 선단이 피스톤(13) 외경에 작용하는 힘 Fn에 의해 형성된 저항 모멘트이다. 저배압 회전식 압축기에서, 슬라이드 베인(14)이 받는 힘에 대한 분석을 통해 알 수 있듯이, 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체력 Fc는 슬라이드 베인(14)의 선단이 피스톤(13) 외경에 작용하는 힘 Fn에 영향을 미치는 하나의 중요한 요소이며, 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체력 Fc가 클 수록, 슬라이드 베인(14) 선단이 피스톤(13) 외경에 작용하는 힘 Fn이 더 크다. 그리고, 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체력 Fc는 아래와 같이 얻는다.

Fc=Pc×Sc

여기서,

Pc: 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체 압력

Sc: 슬라이드 베인(14) 끝부분이 받는 힘의 면적

저배압 회전식 압축기(100)에서, 슬라이드 베인(14) 끝부분이 슬라이드 베인 챔버(2) 내부에 위치하므로, 구성이 일정한 경우에, 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체력 Fc는 주로 슬라이드 베인 챔버(2)의 압력 Pc에 의해 결정된다. 상기 분석으로부터 알 수 있듯이, 슬라이드 베인 챔버(2)의 기체 압력이 P1~P2 범위 내에서 파동하므로, 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체력 Fc에도 파동이 존재한다.

회전식 압축기의 운행 과정에서, 슬라이드 베인(14)이 피스톤(13)을 가압하는 힘은 적절한 범위를 유지함으로써, 상기 가압력이 과대할 경우 저항력이 과대하거나 또는 과소할 때 누설과 충돌이 발생하는 것을 피해야 한다. 따라서 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체 압력도 적절한 범위가 존재한다.

슬라이드 베인 챔버(2)의 기체 압력 즉 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체 압력의 범위가 주로 오일 공급 압력 P와 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적 변화 범위 V1, V2의 영향을 받으므로, P와 V1, V2를 조절함으로써 슬라이드 베인(14) 끝부분의 기체 압력 범위를 조절할 수 있다.

안정 운행 모드에서, 오일 공급 압력 P는 일정하다. 따라서 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적 변화 범위 V1과 V2의 관계를 설계함으로써, 가능한 한 압력 파동이 적절한 P1~P2 범위 내에서 발생하도록 할 수 있다. 도 13은 저배압 회전식 압축기(100)의 운행 성능인 COP와 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적 변화 범위 V1과 V2의 비율인 V1/V2의 관계를 나타낸다. 이를 설명하면 아래와 같다.

압축기의 운행 과정에서, 슬라이드 베인 챔버(2)의 내부 용적 V가 슬라이드 베인(14)의 왕복 운동에 따라, 주기적인 변화 범위 V1~V2를 가지면- 여기서 V1은 슬라이드 베인 챔버(2)의 최소 용적, V2는 슬라이드 베인 챔버(2)의 최대 용적 임-, 구성 설계를 통해 V1과 V2의 관계를 0.25%≤V1/V2≤95%로 설정할 수 있다. 그러면, 저배압 회전식 압축기(100)의 절대 다수 경우의 운행을 확보하는 조건에서 슬라이드 베인(14) 선단이 피스톤(13) 외경에 작용하는 힘을 확보하여 슬라이드 베인(14)과 피스톤(13)이 분리되지 않고 밀착되도록 확보할 수 있으며, 이로써 압축기의 성능과 신뢰성을 확보할 수 있다. V1/V2와 케이스(10)의 저압력 회전식 압축기의 에너지 효율비(COP)의 관계는 도 13과 같다.

35%≤V1/V2≤85%로 설정하면, 슬라이드 베인(14) 선단이 피스톤(13) 외경에 작용하는 힘 Fn을 적절한 정도로 얻을 수 있으며, 이로써, 대부분 운행 모드에서 압축기가 더욱 훌륭한 성능을 나타낼 수 있도록 확보할 수 있으며, 슬라이드 베인(14)과 피스톤(13)이 긴밀히 밀봉되도록 할 수 있다. 그 원인은, 이러한 슬라이드 베인 챔버(2)의 최대 용적과 최소 용적 간의 비율에서, 슬라이드 베인 챔버(2)의 압력 파동은 과대하거나 또는 과소하지 않기 때문이다. 도 11을 참조하면 P에 대한 P2와 P1의 진폭은 합리한 범위 내에 있으며, 이로써 슬라이드 베인(14)이 받는 힘의 수요를 바람직하게 만족시킴과 동시에 바람직한 압축기 성능을 구현할 수 있다.

도 13의 결과로부터 알 수 있듯이, V1/V2의 범위가 50%≤V1/V2≤70%인 경우, 압축기의 성능 요구를 더 바람직하게 만족시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 슬라이드 베인 챔버(2)를 최대 용적 V2와 최소 용적 V1의 비가 50%≤V1/V2≤70%의 관계를 만족하도록 설계한다.

도 13에서, V1/V2가 과소할 경우, 예를 들어 V1/V2＜20%인 경우, 슬라이드 베인 챔버(2)의 가공 프로세스와 슬라이드 베인(14)의 스프링 회피 홀의 존재로 인해, 구조적으로 구현하기 어렵다. 따라서 도 13에서는 가능한 경우를 점선으로 나타냈다. 그리고 V1/V2가 과대한 경우, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적 변화가 작음으로 인해 슬라이드 베인 챔버(2)의 압력 파동이 작아지며, 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급이 어려워질 수 있으며, 윤활 성능의 악화를 초래하여, 압축기의 COP가 저하될 수 있다.

따라서, 상기 분석을 정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기(100)는, 슬라이드 베인 챔버(2)의 최대 용적 V2와 최소 용적 V1의 비가 35%≤V1/V2≤85%의 관계를 만족시킨다. 따라서 슬라이드 베인 챔버(2)의 압력 파동이 과대하거나 또는 과소해 지지 않으며, 슬라이드 베인(14)과 피스톤(13)이 긴밀히 밀봉되도록 할 수 있다. 그리고 이에 따라 슬라이드 베인(14)이 받는 힘의 수요를 바람직하게 만족시시킴과 동시에 바람직한 압축기 성능을 구현할 수 있다.

여기서, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적이 변하는 과정에서, 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 저장 상황도 슬라이드 베인 챔버(2)의 압력 파동에 영향을 미치게 된다. 그 원인은, 윤활유가 액체로서 압축 불가 제품에 속하며, 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 저장량이 과다할 경우, 슬라이드 베인(14)이 왕복 운동할 때, 윤활유 압축 시의 저항력이 매우 크며, 이로 인해 압축기의 성능과 마모에 영향을 미치기 때문이다. 또한 극단적 경우에, 압축기 운행 과정에서 과대한 저항력으로 인해 기기 작동이 멈추는 상황이 발생할 수도 있다.

이러한 상황이 발생하는 것을 피면하기 위해, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적이 감소할 때, 슬라이드 베인 챔버(2) 내부의 윤활유를 실제 상황에 따라 적절히 완충하여 감소할 수 있다. 본 발명에서 아래 방법으로 이를 구현한다.

첫째: 이 또한 가장 신뢰성이 있는 방법인 바, 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급홀을 슬라이드 베인 챔버(2)의 하부에 형성한다. 즉 오일 공급홀의 최하단으로부터 슬라이드 베인 챔버(2) 하부까지의 거리 d를 d=0이 되도록 한다.

둘째: 오일 공급홀을 슬라이드 베인 챔버(2)의 중부에 형성하는 것으로서, 주로 슬라이드 베인 챔버(2)의 적절한 오일 저장이 슬라이드 베인(14)의 윤활과 매칭면의 밀봉을 개선할 수 있음을 고려한 것이다. 슬라이드 베인(14)의 왕복 운동시, 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적이 감소할 때, 슬라이드 베인 챔버(2) 내부의 윤활유는 일부 남겨지며, 전부 오일 공급홀로 돌아가지는 않는다. 따라서, 여기서 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급홀의 개구 높이 d는 0＜d≤0.8×H로 설계한다.

간략히 말하면, 오일 공급홀은 슬라이드 베인 챔버(2)의 하부 또는 중부에 형성될 수 있으며, 오일 공급홀의 최하단으로부터 슬라이드 베인 챔버(2)의 하부 벽까지의 수직 거리는 d이며, 대응되는 실린더(12)의 높이는 H이고, 0≤d≤0.8H이다.

한편, 슬라이드 베인 챔버(2) 내부에 저장된 오일은 오일 공급홀을 통해 회수 및 완충되어, 슬라이드 베인(14)이 윤활유를 압축함에 따른 압축기 성능 및 신뢰성 문제점을 피면할 수 있다. 따라서, 오일 공급홀의 크기 설계는 또한 저장된 오일의 회수 및 완충에 영향을 미치게 된다.

오일 공급홀의 개구 면적에 대한 합리한 설계는 슬라이드 베인 챔버(2)의 용적과 관련된다. 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급홀의 면적을 합리하게 설계함으로써, 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급홀과 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)가 저장된 오일에 대한 회수 및 완충 기능을 구현한다. 슬라이드 베인 챔버(2)의 하부 또는 중부에 오일 공급홀이 형성된 경우에 있어서, 일반적으로 오일 공급홀의 면적이 S3(단위: mm²)일 시 당해 면적과 슬라이드 베인 챔버(2)의 최소 용적 V1(단위: cm³)의 수치 비율이 0.1≤S3/V1≤10.5일 때, 저배압 회전식 압축기(100)의 슬라이드 베인 챔버(2)의 압력 파동은 허용 가능한 범위 내에 있으며, 압축기의 안정적이고 신뢰성 있는 운행을 확보할 수 있다.

나아가, 오일 공급홀의 면적 S3(단위: mm²)과 슬라이드 베인 챔버(2)의 최소 용적 V1(단위: cm³)의 수치 비율은 2≤S3/V1≤6.5로 설계될 수 있다.

마지막으로, 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급홀이 슬라이드 베인 챔버(2)의 상부에 형성된 경우, 오일 공급홀이 양호한 오일 회수 성능을 갖도록 해야 한다. 이때, 오일 공급홀의 면적 S3(단위: mm²)과 슬라이드 베인 챔버(2)의 최소 용적 V1(단위: cm³)의 수치 비율을 S3/V1≥4.5로 설계함으로써, 슬라이드 베인 챔버(2)의 최소 용적에 비해, 오일 공급홀의 면적이 충분히 크도록 할 수 있다.

한편, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)에 관하여, 도 2에서 나타내는 바와 같이, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 입구 면적이 S1이고, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 최소 유통 면적이 S2이며, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 출구인 오일 공급홀의 면적이 S3인 경우, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)는 입구와 출구를 조금 크게 설계하면, 윤활유가 더욱 쉽게 오일 공급 경로로 유입되고 오일 공급 경로로부터 유출되도록 할 수 있으며, 이로써 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)가 슬라이드 베인 챔버(2)에 제공한 오일량과 회수 및 완충 기능을 확보할 수 있다. 즉 설계시 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 각 부위의 면적 관계가 S2≤S1, S2≤S3일 것을 요구한다. 등호가 성립될 경우, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 가공과 제조를 간소화할 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 오일 분리기(18)는 케이스(10)의 외부 및 압축 기구 내부 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 구체적으로, 오일 분리기(18)의 설치 경우는 아래 몇가지 경우로 구분된다.

첫번째 경우: 도 5 및 도 7에서 나타내는 바와 같이, 저배압 회전식 압축기(100)가 싱글 실린더형 압축기 또는 듀얼 실린더형 압축기일 때, 오일 분리기(18)는 하나이고 케이스(10)의 외부에 설치된다. 오일 푸울(5)은 오일 분리기(18)의 하부에 위치하며, 오일 분리기(18)와 압축기의 배기홀(6)은 연통되며, 각 슬라이드 베인 챔버(2)와 오일 푸울(5)은 연통된다.

두번째 경우: 저배압 회전식 압축기(100)는 싱글 실린더형 압축기이고, 도 1에서 나타내는 바와 같이, 오일 공급홀은 슬라이드 베인 챔버(2)의 하부에 위치하고, 오일 분리기(18)는 부베어링(15)과 커버 플레이트(17)에 의해 구획한 배기 챔버 내에 설치된다.

세번째 경우: 저배압 회전식 압축기(100)가 싱글 실린더형 압축기이고, 오일 공급홀은 슬라이드 베인 챔버(2)의 상부에 위치하며, 오일 분리기(18)는 주베어링(11) 내부의 배기 챔버 내에 설치된다.

네번째 경우: 저배압 회전식 압축기(100)가 듀얼 실린더형 압축기이고, 주베어링(11)과 부베어링(15)에 오일 분리기(18)와 오일 푸울(5)이 각각 설치된다.

다섯번째 경우: 저배압 회전식 압축기(100)가 듀얼 실린더형 압축기이고, 주베어링 또는 부베어링의 배기 챔버 내에 제1 오일 분리기와, 제1 오일 분리기가 분리한 윤활유를 수용하는 제1 오일 푸울이 형성되된다. 케이스(10)의 외부에는 제2 오일 분리기가 더 설치되며, 제2 오일 분리기의 하부에는 제2 오일 푸울이 형성되고, 두 실린더의 슬라이드 베인 챔버는 각각 제1 오일 푸울, 제2 오일 푸울과 연통된다.

이하, 도 1, 도 5 내지 도 9를 참조하면서 본 발명의 몇몇 다양한 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기(100)를 상세히 설명하기로 한다.

실시예1:

도 1에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저배압 회전식 압축기(100)는, 케이스(10), 모터 및 압축 기구를 포함한다. 케이스(10) 내부는 흡기구와 연통된 내부 공간(1)이 구획되고, 모터는 내부 공간(1)의 상부에 설치된다. 모터는 고정자(21)와 회전자(22)로 구성되며, 여기서 회전자(22)는 크랭크축(16)에 연결되어, 크랭크축(16)이 회전 운동을 하도록 구동한다.

압축 기구는 실린더(12), 실린더(12) 내부에 설치된 피스톤(13)과 슬라이드 베인(14), 피스톤(13)을 구동하여 편심적으로 회전시키는 크랭크축(16), 및 크랭크축(16)을 지지하는 주베어링(11)과 부베어링(15)을 포함한다.

압축기의 운행 과정에서, 슬라이드 베인(14)은 실린더(12)에 형성된 슬라이드 베인 홈(4)을 따라 왕복 운동을 하며, 슬라이드 베인(14)의 선단과 피스톤(13)의 외경은 밀착되어 압축 챔버를 형성한다.

부베어링(15)의 하부에는 배기 챔버가 형성되고, 상기 배기 챔버는 부베어링(15)과 커버 플레이트(17)가 매칭되어 형성한, 케이스 내부 공간(1)과 압력적으로 밀봉된 챔버이다. 여기서 배기 챔버 내부의 압력은 압축 기구의 배기 압력 P이다. 오일 분리기(18)는 배기 챔버 내부에 설치되고, 배기 챔버의 하부에 오일 푸울(5)이 형성되어, 배기 챔버 내부의 오일 분리기(18)가 분리한 윤활유를 수집한다.

슬라이드 베인(14)의 끝부분에 있어서, 실린더(12)의 외부 가장자리에 위치한 부위에, 케이스(10) 내부 공간(1)과 압력적으로 밀봉 이격된 슬라이드 베인 챔버(2)가 형성되며, 상기 슬라이드 베인 챔버(2)는 내부 용적 V를 가진다. 또한, 슬라이드 베인 챔버(2)와 케이스 내부 공간(1)이 압력적으로 밀봉 이격되므로, 슬라이드 베인(14)의 왕복 운동에 따라, 슬라이드 베인 챔버(2)의 내부 공간 V의 크기도 함께 변하며, 변화 범위는 V1~V2이다. 여기서, V1은 슬라이드 베인(14)이 슬라이드 베인 홈(4)에 완전히 수납된 경우의 슬라이드 베인 챔버(2)의 최소 용적이고, V2는 슬라이드 베인(14)이 슬라이드 베인 홈(4)으로부터 가장 길게 나온 경우의 슬라이드 베인 챔버(2)의 최대 용적이다.

여기서, 슬라이드 베인 챔버의 용적 V의 최소 용적 V1과 최대 용적 V2는 35%≤V1/V2≤85%의 관계를 가진다.

나아가, 더 적절한 V1/V2의 범위는 50%≤V1/V2≤70%로 축소될 수 있다.

한편, 도 1에서 나타내는 바와 같이, 저배압 회전식 압축기(100)에는 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)가 더 형성되며, 상기 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 입구는 배기 챔버 내부의 오일 푸울(5)에 연통되며, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)는 부베어링(15)에 형성된다. 본 실시예에서, 도 1에서 나타내는 바와 같이 오일 공급 경로(3)의 출구인 슬라이드 베인 챔버의 오일 공급홀은 슬라이드 베인 챔버(2)의 하부에 형성된다. 도 2에서 나타내는 바와 같이, 오일 공급 경로(3)의 입구 면적은 S1이고, 오일 공급 경로(3)의 최소 단면적은 S2이며, 출구인 오일 공급홀의 면적은 S3이다.

여기서, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 출구인 오일 공급홀의 면적 S3(단위: mm²)과 슬라이드 베인 챔버(2)의 최소 용적 V1(단위: cm³)의 수치 비율은 0.1≤S3/V1≤10.5이다.

나아가, S3/V1의 범위는 2≤S3/V1≤6.5로 축소될 수 있다.

또한, 상기 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 입구, 오일 공급 경로(3)의 최소 단면적 S2, 출구의 면적 S3의 관계는 S2≤S1, S2≤S3으로 설정된다.

실시예 2:

도 5에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서 저배압 회전식 압축기(100)의 오일 분리기(18)는 케이스(10)의 외부에 설치되고, 상기 오일 분리기(18)는 배기홀(6)과 연통된다. 오일 푸울(5)은 오일 분리기(18)의 하부에 형성되고, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 입구는 오일 분리기(18)에 형성된 오일 푸울(5)과 연통된다. 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)는 오일 푸울(5)과 슬라이드 베인 챔버(2)를 연통시키는 오일 공급관이며, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)의 출구 즉 슬라이드 베인 챔버(2)의 오일 공급홀은 슬라이드 베인 챔버(2)의 중부에 위치한다.

여기서, 오일 공급홀로부터 슬라이드 베인 챔버(2)의 하부까지의 거리는 d이고, 슬라이드 베인 챔버(2)의 높이는 H이며,

0＜d≤0.8×H이다.

나머지는 실시예 1과 같으며 더 이상 설명하지 않는다.

실시예 3:

도 7 및 도 9에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예와 실시예 1 및 실시예 2의 상이점은 압축 기구가 상하 두 개의 실린더를 구비한다는 점이다. 즉 실린더 어셈블리는 상부 실린더(12a), 하부 실린더(12b)와 중간 격리판을 포함하고, 중간 격리판은 상부 실린더(12a)와 하부 실린더(12b) 사이에 설치된다. 이와 상응하게 슬라이드 베인 챔버(2)도 상부 슬라이드 베인 챔버(2a)와 하부 슬라이드 베인 챔버(2b)를 포함하며, 상부 실린더(12a)의 슬라이드 베인 챔버(2a)와 하부 실린더(12b)의 슬라이드 베인 챔버(2b)는 오일 푸울과 각각 연통된다. 또한, 슬라이드 베인 챔버의 오일 공급 경로(3)도 상부 오일 공급 경로(3a)와 하부 오일 공급 경로(3b), ∼∼를 포함한다.

다시 말하면, 본 실시예에서, 상부 실린더(12a)와 하부 실린더(12b)를 상응하게 각각 독립된 실린더로 하는 방법으로 분석하였는 바, 두 실린더의 슬라이드 베인 챔버의 용적 V, 압력 P 및 오일 공급홀의 면적 S3과, 각자의 실린더의 슬라이드 베인 챔버의 구조를 대응 분석하였다. 또한, 상부 실린더(12a)에 대응되는 파라미터 뒤에 a를 추가하여 표시하되, 예를 들어 12a, V1a, V2a, S3a 등으로 표시하고, 하부 실린더(12b)의 대응되는 파라미터 뒤에 b를 추가하여 표시하되, 예를 들어 12b, V2b, S3b 등으로 표시하였다.

따라서, 본 실시예에서, 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버의 용적 범위는 V1a~V2a이고, 압력 파동의 범위는 P1a~P2a이며, 상부 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3a)의 입구, 오일 공급 경로의 최소 단면적 및 출구의 면적은 각각 S1a, S2a 및 S3a이며, 오일 공급홀로부터 상부 슬라이드 베인 챔버 하부까지의 거리는 da이고, 상부 실린더의 높이는 Ha이다. 이들 파라미터도 실시예 1에 따른 대응 파라미터 관계를 가진다. 즉,

35%≤V1a/V2a≤85%이고, 더 바람직한 선택은 50%≤V1a/V2a≤70%이며;

0.1≤S3a/V1a≤10.5이고, 바람직하게는 2≤S3a/V1a≤6.5이며;

또한, S2a≤S1a, S2a≤S3a이다.

이와 마찬가지로, 하부 실린더의 파라미터와 관계도 상부 실린더에 대한 요구와 유사하게 아래와 같다.

35%≤V1b/V2b≤85%이고, 더 바람직한 선택은 50%≤V1b/V2b≤70%이며;

0.1≤S3b/V1b≤10.5이고, 바람직하게는 2≤S3b/V1b≤6.5이며;

또한, S2b≤S1b, S2b≤S3b이다.

여기서, 도 7에서 나타내는 바와 같이, 오일 분리기(18)는 케이스(10)의 외부에 설치되고, 오일 푸울(5)은 오일 분리기(18)의 하부에 위치한다. 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버(2a)의 오일 공급홀은 중부에 위치하고, 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버(2b)의 오일 공급홀은 중부에 위치한다. 다시 말하자면, 상부 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3a)의 출구는 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버(2a)의 중부에 위치하고, 하부 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3b)의 출구는 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버(2b)의 중부에 위치한다. 상부 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3a)와 하부 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3b)는 각각 오일 푸울(5)과 연통된다.

도 9에서 나타내는 바와 같이, 주베어링(11)과 부베어링(15)의 배기 챔버 내부에는 각각 오일 푸울이 형성되고, 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버(2a)의 오일 공급홀은 슬라이드 베인 챔버(2a)의 중부에 위치한다. 상부 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)는 주베어링(11) 내부의 오일 푸울과 연통되고 하단이 슬라이드 베인 챔버(2a) 내부로 넣어지진 오일 공급관이다. 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버(2b)의 오일 공급홀은 슬라이드 베인 챔버(2b)의 하부에 위치한다.

실시예 4:

도 8에서 나타내는 바와 같이, 상부 실린더(12a)의 슬라이드 베인 챔버(2a)의 오일 공급홀은 상부에 형성되고, 하부 슬라이드 베인 챔버(2b)의 오일 공급홀은 하부 또는 중부에 위치한다. 이때, 상부 슬라이드 베인 챔버(2a)와 하부 슬라이드 베인 챔버(2b) 사이에 중간 오일 공급 경로(3m)가 형성된다. 여기서 상부 슬라이드 베인 챔버(2a) 내부에서의 상기 중간 오일 공급 경로(3m)의 개구 면적은 S4이고, 하부 슬라이드 베인 챔버(2b) 내부에서의 상기 중간 오일 공급 경로(3m)의 개구 면적은 S5이며 S4≥S5이다. 다시 말하자면, 상부 실린더(12a)의 슬라이드 베인 챔버(2a)와 하부 실린더(12b)의 슬라이드 베인 챔버(2b)는 중간 격리판을 관통한 중간 오일 공급 경로(3m)를 통해 연통된다. 상부 실린더(12a)의 슬라이드 베인 챔버(2a)에 위치하는 중간 오일 공급 경로(3m)의 개구 면적은 S4이고, 하부 실린더(12b)의 슬라이드 베인 챔버(2b)에 위치하는 중간 오일 공급 경로(3m)의 개구 면적은 S5이며, S4≥S5이다.

본 실시예에서, S4와 S5의 관계는 상세하게 두 부분으로 구분할 수 있다.

첫째, S5의 면적이 작게 설정된 경우, 상부 슬라이드 베인 챔버(2a) 내부의 압력 완충 기능이 중간 오일 공급 경로(3m)에 의해 구현되어야 하는 것을 고려하면, 상부 슬라이드 베인 챔버(2a) 내부의 오일이 중간 오일 공급 경로(3m)로 더 쉽게 유입될 수 있도록 S4＞S5가 되어야 한다. 이때 S5≤3.5 mm²이다.

둘째, S5의 면적이 크게 설정된 경우, 예를 들어 S5＞3.5 mm²인 경우 S4=S5로 설정할 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버의 용적 범위는 V1a~V2a이고, 압력 파동 범위는 P1a~P2a이다. 상부 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3a)의 입구, 오일 공급 경로의 최소 단면적 및 출구 면적은 각각 S1a, S2a 및 S3a이고, 오일 공급홀로부터 상부 슬라이드 베인 챔버 하부까지의 거리는 da이며, 상부 실린더의 높이는 Ha이다. 이들 파라미터도 아래와 같이 대응되는 파라미터 관계를 가진다. 즉,

S3a/V1a≥4.5이며;

또한 S2a≤S1a, S2a≤S3a이다.

마찬가지로, 하부 실린더의 파라미터와 관계도 상부 실린더와 유사한 요구를 가진다. 즉,

0.1≤S3b/V1b≤10.5이고, 바람직하게는 2≤S3b/V1b≤6.5이며;

또한, S2b≤S1b, S2b≤S3b이다.

실시예 5:

도 6에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예와 실시예 4의 상이점은 아래와 같다. 즉, 중간 오일 공급 경로(3m)가 형성되지 않으며, 상부 슬라이드 베인 챔버(2a)의 오일 공급 경로(3a)의 출구인 오일 공급홀의 면적 S3a(단위: mm²)와 슬라이드 베인 챔버의 최소 용적 V1a(단위: cm³)의 수치 비율은 S3a/V1a≥4.5이다.

나머지는 실시예 4와 같으며, 더 이상 설명하지 않는다.

설명드리고자 하는 바는, 상기 네 가지 구체적인 실시예는 단지 본 발명에 따른 저배압 회전식 압축기(100)의 예시적 설명일 뿐이며, 슬라이드 베인 오일 공급 경로(3)와 슬라이드 베인 챔버(2)의 연결 관계는 상기 몇몇 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상부 실린더(12a)의 슬라이드 베인 챔버(2a)와 하부 실린더(12b)의 슬라이드 베인 챔버(2b)가 중간 오일 공급 경로(3m)를 통해 연통된 경우, 오일 분리기(18)는 케이스(10)의 외부에 위치할 수 있고, 상부 실린더(12a)의 슬라이드 베인 챔버(2a)의 오일 공급홀은 중부에 위치할 수 있으며, 하부 실린더(12b)의 슬라이드 베인 챔버(2b)의 오일 공급홀도 중부에 위치할 수 있다.

본 발명에서 또 다른 명확한 규정 및 한정이 없는 한, 제1 구성요소가 제2 구성요소의 "위" 또는 "아래"에 있다고 함은 제1 및 제2 구성요소가 직접적으로 접촉하거나, 또는 제1 및 제2 구성요소가 중간 매질을 통해 간접적으로 접촉할 수 있음을 가리킨다. 또한, 제1 구성요소가 제2 구성요소의 "위", "상부" 및 "상면"에 있다고 함은 제1 구성요소가 제2 구성요소의 바로 위 또는 경사 방향의 상부에 위치할 수 있음을 가리키거나, 또는 단지 제1 구성요소의 수평 높이가 제2 구성요소보다 높다는 것만을 나타낼 수 있다. 제1 구성요소가 제2 구성요소의 "아래", "하부" 및 "하면"에 있다고 함은 제1 구성요소가 제2 구성요소의 바로 아래 또는 경사 방향의 하부에 위치함을 가리키거나, 또는 단지 제1 구성요소의 수평 높이가 제2 구성요소보다 낮다는 것만을 나타낼 수 있다.

본 명세서의 설명에서, 참고용어 "일실시예", "일부 실시예", "예시적 실시예", "예시", "구체적인 예시", 또는 "일부 예시" 등의 표현은 당해 실시예 또는 예시와 결합하여 설명되는 구체적인 구성요소, 구성, 재료 또는 특점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 가리킨다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 예시적 표현은 반드시 동일한 실시예 또는 예시를 가리키는 것은 아니다. 그리고, 설명된 구체적인 특징, 구성, 재료 또는 특점은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적절한 형태로 결합될 수 있다. 또한 서로 모순되지 않는 상황하에서, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자들은 본 명세서에서 설명된 다른 실시예 또는 예시 및 다른 실시예 또는 예시의 구성을 결합하고 조합할 수 있다.

상기에서 본 발명의 실시예를 나타내고 설명하였으나, 상기 실시예는 예시적인 것일 뿐 본 발명에 대한 한정으로 이해하여서는 안되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자들은 본 발명의 범위내에서 상기 실시예를 다양하게 변경, 수정, 교체 그리고 변형할 수 있다.

100은 저배압 회전식 압축기, 1은 케이스 내부 공간, 2는 슬라이드 베인 챔버, 3은 슬라이드 베인 오일 공급 경로, 4는 슬라이드 베인 홈, 5는 오일 푸울, 6은 배기홀, 10은 케이스, 11은 주베어링, 12는 실린더, 13은 피스톤, 14는 슬라이드 베인, 15는 부베어링, 16은 크랭크축, 17은 커버 플레이트, 18은 오일 분리기, 21은 고정자, 22는 회전자
H는 실린더 높이, d는 슬라이드 베인 챔버의 오일 공급홀로부터 슬라이드 베인 챔버 하부까지의 거리, P는 배기 압력, P1은 슬라이드 베인 챔버의 최소 압력, P2는 슬라이드 베인 챔버의 최대 압력, V1은 슬라이드 베인 챔버의 최소 용적, V2는 슬라이드 베인 챔버의 최대 용적.

Claims

저배압 회전식 압축기에 있어서,
케이스, 압축 기구, 오일 분리기 및 오일 푸울을 포함하며,
상기 케이스에는 배기구와 입기구가 형성되어 있고,
상기 압축 기구는 상기 케이스 내부에 설치되고, 상기 압축 기구는 실린더 어셈블리, 피스톤, 및 슬라이드 베인을 포함하며, 상기 실린더 어셈블리는 적어도 하나의 실린더를 포함하며, 각각의 상기 실린더 내부에는 하나의 상기 피스톤이 설치되며, 상기 슬라이드 베인의 선단은 상기 피스톤의 외주벽에 접촉되고, 상기 실린더는 슬라이드 베인 챔버를 더 구비하고, 상기 슬라이드 베인 챔버는 오일 공급홀을 구비하여, 상기 슬라이드 베인의 왕복 이동에 따른 상기 슬라이드 베인 챔버 내부의 용적에 기초하여 슬라이드 베인 챔버 내부의 윤활유가 회수되며,
상기 오일 분리기는 상기 실린더로부터 배출된 냉매에 대해 오일-가스 분리를 하기 위한 것이며,
상기 오일 푸울은 상기 오일 분리기가 분리한 윤활유를 수용하는 것을 특징으로 하는,
저배압 회전식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 슬라이드 베인의 끝단은 상기 슬라이드 베인 챔버에 넣어지거나 또는 상기 슬라이드 베인 챔버로부터 나옴으로써, 상기 슬라이드 베인과 상기 피스톤이 분리되지 않고 밀착되도록 상기 슬라이드 베인 챔버의 내부 용적이 최대 용적 V2와 최소 용적 V1사이에서 변하도록 하는,
저배압 회전식 압축기.
제2항에 있어서,
상기 최대 용적 V2와 상기 최소 용적 V1의 비는 35%≤V1/V2≤85%의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는,
저배압 회전식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 오일 푸울은 슬라이드 베인 오일 공급 경로를 통해 상기 오일 공급홀에 연통되어 상기 슬라이드 베인의 선단을 상기 피스톤의 외주벽에 접촉시키도록 하는,
저배압 회전식 압축기.
제4항에 있어서,
상기 오일 공급 경로의 입구 면적은 S1이고, 상기 오일 공급 경로의 최소 유통 면적은 S2이며, 상기 S1, S2 및 S3은 S2≤S1, S2≤S3의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는,
저배압 회전식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 오일 분리기는 상기 케이스의 외부 및 상기 압축 기구의 내부 중 적어도 하나에 설치된 것을 특징으로 하는,
저배압 회전식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 실린더 어셈블리는 상부 실린더, 하부 실린더 및 중간 격리판을 포함하고, 상기 중간 격리판은 상기 상부 실린더와 상기 하부 실린더 사이에 설치되며, 상기 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버와 상기 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버는 상기 오일 푸울에 각각 연통된 것을 특징으로 하는,
저배압 회전식 압축기.
제7항에 있어서,
상기 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버와 상기 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버는 상기 중간 격리판을 관통한 중간 오일 공급 경로를 통해 연통된 것을 특징으로 하는,
저배압 회전식 압축기.
제8항에 있어서,
상기 중간 오일 공급 경로 중, 상기 상부 실린더의 슬라이드 베인 챔버에 위치한 개구의 면적은 S4이고, 상기 중간 오일 공급 경로 중, 상기 하부 실린더의 슬라이드 베인 챔버에 위치한 개구의 면적은 S5이며, S4≥S5인 것을 특징으로 하는,
저배압 회전식 압축기.