KR101983049B1 - 압축기 - Google Patents

압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR101983049B1
KR101983049B1 KR1020120157207A KR20120157207A KR101983049B1 KR 101983049 B1 KR101983049 B1 KR 101983049B1 KR 1020120157207 A KR1020120157207 A KR 1020120157207A KR 20120157207 A KR20120157207 A KR 20120157207A KR 101983049 B1 KR101983049 B1 KR 101983049B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rolling piston
back pressure
cylinder portion
compressor
cylinder
Prior art date
Application number
KR1020120157207A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140086552A (ko
Inventor
이병철
사범동
문석환
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020120157207A priority Critical patent/KR101983049B1/ko
Priority to US14/141,651 priority patent/US9394904B2/en
Priority to ES13199719.9T priority patent/ES2616581T3/es
Priority to EP13199719.9A priority patent/EP2749736B1/en
Priority to CN201310744428.2A priority patent/CN103912497B/zh
Publication of KR20140086552A publication Critical patent/KR20140086552A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101983049B1 publication Critical patent/KR101983049B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C15/0065—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/04—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents of internal-axis type
    • F04C18/045—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents of internal-axis type having a C-shaped piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/356—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 실린더가 외측 실린더부와 내측 실린더부, 그리고 외측 실린더부와 내측 실린더부를 연결하는 베인부로 이루어져 케이싱에 고정된다. 그리고 롤링피스톤이 베인부에 미끄러지게 결합되어 외측 실린더부와 내측 실린더부 사이에서 선회운동을 하면서 외측 압축공간과 내측 압축공간을 형성한다. 이를 통해 회전체의 무게를 줄여 동일 냉력 대비 동력 손실이 작고 베어링 면적이 좁아 냉매 누설을 줄일 수 있으며 실린더의 용적을 용이하게 확대 변경할 수 있다. 또, 각 압축공간에서 냉매가 서로 반대쪽으로 토출되어 압축기의 진동 소음을 줄일 수 있다. 또, 롤링피스톤의 구동전달부 상면에 배압홈이 형성됨으로써 롤링피스톤과 상부베어링 사이의 마찰면적을 줄이고 배압홈에 채워지는 오일에 의해 롤링피스톤과 상부베어링 사이의 마찰손실을 줄일 수 있다.

Description

압축기{COMPRESSOR}
본 발명은 압축기에 관한 것으로, 특히 1 개의 실린더에 2개의 압축공간이 형성되는 1실린더-2압축실 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다. 냉매 압축기는 일정한 속도로 구동되는 등속형 압축기 또는 회전 속도가 제어되는 인버터형 압축기가 소개되고 있다.
압축기는 통상 전동부인 전동부와 그 전동부에 의해 작동되는 압축부가 밀폐된 케이싱의 내부공간에 함께 설치되는 경우를 밀폐형 압축기라고 하고, 전동부가 케이싱의 외부에 별도로 설치되는 경우를 개방형 압축기라고 할 수 있다. 가정용 또는 업소용 냉동기기는 대부분 밀폐형 압축기가 사용되고 있다.
밀폐형 압축기는 실린더의 개수에 따라 단식 밀폐형 압축기와 복식 밀폐형 압축기로 구분할 수 있다. 단식 밀폐형 압축기는 케이싱의 내부에 한 개의 압축공간을 갖는 한 개의 실린더가 설치되는 반면, 복식 밀폐형 압축기는 케이싱의 내부에 한 개씩의 압축공간을 갖는 복수 개의 실린더가 설치되어 있다.
복식 밀폐형 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 1흡입-2토출 방식과 1흡입-1토출 방식으로 구분할 수 있다. 1흡입-1토출 방식은 복수 개의 실린더 중에서 제1 실린더에 어큐뮬레이터가 1차 흡입유로로 연결되고, 제2 실린더는 어큐뮬레이터가 연결된 제1 실린더의 토출측에 2차 흡입유로로 연결되어 냉매가 2단 압축된 후 케이싱의 내부공간으로 토출되는 방식이다. 반면, 1흡입-2토출 방식은 복수 개의 실린더가 한 개의 흡입관에 분지되어 연결되고, 복수 개의 실린더에서 냉매가 각각 압축되어 케이싱의 내부공간으로 토출되는 방식이다.
도 1은 종래 1흡입-2토출 방식의 로터리 압축기를 보인 종단면도이다. 이에 도시된 바와 같이 종래의 1흡입-2토출 방식의 로터리 압축기는, 케이싱(1)의 내부에 전동부(2)가 설치되고, 전동부(2)의 하측에는 압축부(3)가 설치되어 있다. 전동부(2)와 압축부(3)는 크랭크축(23)에 의해 기구적으로 연결되어 있다. 도면부호 21은 고정자, 22는 회전자이다.
압축부(3)는 크랭크축(23)을 지지하도록 메인베어링(31)과 서브베어링(32)이 일정 간격을 두고 케이싱(1)에 고정되며, 메인베어링(31)과 서브베어링(32)의 사이에는 중간플레이트(33)에 의해 분리되는 제1 실린더(34)와 제2 실린더(35)가 설치되어 있다.
중간플레이트(33)에는 흡입관(11)이 연결되는 흡입구(33a)가 형성되고, 흡입구(33a)의 끝단에는 제1 실린더(34)와 제2 실린더(35)의 각 압축공간(V1)(V2)으로 연통되는 제1 흡입홈(33b)과 제2 흡입홈(33c)이 형성되어 있다.
크랭크축(23)에는 제1 편심부(23a)와 제2 편심부(23b)가 대략 180°의 간격을 두고 축방향을 따라 형성되며, 제1 편심부(23a)와 제2 편심부(23b)의 외주면에는 냉매를 압축시키는 제1 롤링피스톤(36)과 제2 롤링피스톤(37)이 각각 결합되어 있다. 제1 실린더(34)와 제2 실린더(35)에는 제1 롤링피스톤(36)과 제2 롤링피스톤(37)에 각각 압접되어 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)을 각각 흡입실과 압축실로 구분하는 제1 베인(미도시)과 제2 베인(미도시)이 결합되어 있다. 도면부호 5는 어큐뮬레이터, 12는 토출관, 31a 및 31b는 토출구이다.
상기와 같은 종래의 1흡입-2토출 방식의 로터리 압축기는, 전동부(2)에 전원이 인가되어 그 전동부(2)의 회전자(22)와 크랭크축(23)이 회전을 하면 제1 롤링피스톤(36)과 제2 롤링피스톤(37)이 선회운동을 하면서 냉매를 제1 실린더(34)과 제2 실린더(35)로 번갈아 흡입하게 된다. 이 냉매는 제1 롤링피스톤(36)과 제1 베인 그리고 제2 롤링피스톤(37)과 제2 베인에 의해 압축되면서 메인베어링(31)과 서브베어링(32)에 구비된 각각의 토출구(31a)(31b)를 통해 케이싱(1)의 내부공간으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.
하지만, 상기와 같은 종래의 1흡입-2토출 방식의 로터리 압축기는, 제1 편심부(23a)와 제2 편심부(23b)가 크랭크축(23)의 길이방향으로 일정 간격을 두고 축중심에 대해 편심지게 형성됨에 따라 편심하중에 의한 모멘트가 증가하게 되어 압축기의 진동과 마찰손실이 증가하게 되는 문제점이 있었다. 또, 각 베인이 각 롤링피스톤(36)(37)에 압접되어 흡입실과 압축실을 분리하는 것이나 운전조건에 따라서는 각 베인과 각 롤링피스톤(36)(37)이 서로 이격되면서 그 사이로 냉매 누설이 발생되면서 압축기 효율이 저하될 수 있었다.
이를 감안하여, 종래에는 국내등록특허 10-0812934호와 같이 한 개의 실린더에 두 개의 압축공간을 갖는 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기가 소개되어 있다. 도 2는 종래 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기에 대한 일실시예를 보인 종단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 1실린더-2압축실 방식의 압축기에서 실린더와 피스톤을 보인 횡단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래의 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기(이하, 1실린더-2압축실 압축기로 약칭함)는 피스톤(44)의 외측과 내측에 각각 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)이 형성되어 있다. 그리고 피스톤(44)은 상부하우징(41)에 결합되어 케이싱(1)에 고정 결합되고, 실린더(43)는 크랭크축(23)의 편심부(23c)에 결합되어 피스톤(44)에 대해 선회하도록 상부하우징(42)과 하부하우징(42) 사이에서 미끄러지게 결합되어 있다.
상부하우징(41)의 일측에는 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)의 각 흡입실에 연통되도록 장공 형상의 흡입구(41a)가 형성되고, 상부하우징(41)의 타측에는 제1 압축공간(V1)과 토출공간(S2)의 각 압축실에 연통되도록 제1 토출구(41b)와 제2 토출구(41c)가 형성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 실린더(43)는 제1 압축공간(V1)을 형성하는 외측 실린더부(45)와, 제2 압축공간(V2)을 형성하는 내측 실린더부(46)와, 외측 실린더부(45)와 내측 실린더부(46) 사이를 연결하여 흡입실과 압축실을 분리하는 베인부(47)로 이루어져 있다. 외측 실린더부(45)와 내측 실린더부(46)는 환형으로 형성되고, 베인부(47)는 수직으로 세워진 평판 모양으로 형성되어 있다.
외측 실린더부(45)의 내경은 피스톤(44)의 외경보다 크게, 내측 실린더부(46)의 외경은 피스톤(43)의 내경보다 작게 형성되어 외측 실린더부(45)의 내주면은 피스톤(44)의 외주면과 한 점에서 접하고 내측 실린더부(46)의 외주면은 피스톤(43)의 내주면과 한 점에서 접하여 각각 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)을 형성할 수 있다.
피스톤(44)은 환형으로 형성되고, 실린더(43)의 베인부(47)가 미끄러지게 삽입되도록 부시홈(44a)이 형성되며, 부시홈(44a)에는 피스톤(44)이 선회운동을 하도록 롤링부시(48)가 설치되어 있다. 롤링부시(48)는 반원형의 흡입측 부시(48a)와 토출측 부시(48b)가 베인부(47)의 양쪽에서 평탄면이 베인부(47)에 접하도록 배치되어 있다.
도면중 미설명 부호인 43a 및 44a는 측면흡입구이다.
상기와 같은 종래의 1실린더-2압축실 압축기는, 크랭크축(23)에 결합되는 실린더(43)가 피스톤(44)에 대해 선회운동을 하면서 냉매를 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)으로 번갈아 흡입하고, 이 흡입된 냉매는 외측 실린더부(45)와 내측 실린더부(46) 그리고 베인부(47)에 의해 압축되어 제1 토출구(41b)와 제2 토출구(41c)를 통해 케이싱(1)의 내부공간으로 번갈아 토출하게 된다.
이로써, 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)이 동일 평면상에서 서로 인접되게 배치되어 모멘트와 마찰손실이 감소될 수 있다. 뿐만 아니라, 흡입실과 압축실을 분리하는 베인부(47)가 외측 실린더부(45)와 내측 실린더부(46)에 일체로 결합됨에 따라 압축공간의 밀봉성이 향상될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 1실린더-2압축실 압축기는, 피스톤(44)이 고정되고 상대적으로 무거운 실린더(43)가 회전함에 따라 동일 냉력 대비 동력 손실이 크고, 베어링 면적이 넓어 그만큼 냉매가 누설될 우려가 증가하는 문제점이 있었다.
또, 종래의 1실린더-2압축실 압축기는, 실린더(43)의 외주면 일부가 상부하우징(41)의 내주면에 밀착되어 선회운동을 함에 따라 실린더(43)의 용적을 변경하기 위해서는 상부하우징(41)의 직경을 확대하여야 하고 이는 결국 케이싱(1) 자체를 확대 변경하여야 하므로 압축기의 용적 조절이 쉽지 않은 문제점도 있었다.
또, 종래의 1실린더-2압축실 압축기는, 제1 토출구(41b)와 제2 토출구(41c)가 같은 방향으로 형성됨에 따라 먼저 토출되는 냉매가 토출공간(S2)에서 일종의 맥동 현상을 유발시켜 압축기의 진동 소음이 가중되는 문제점도 있었다.
또, 종래의 1실린더-2압축실 압축기는, 동일한 높이에 두 개의 압축실이 형성됨에 따라 그 압축실들간의 압력차의 변화에 따라 토크부하가 불균일하게 발생되어 실린더(43)의 거동이 불안정해지면서 소음이나 마모, 또는 냉매누설이 발생될 우려가 있었다.
본 발명의 목적은, 회전체의 무게를 줄여 동일 냉력 대비 동력 손실이 작고 베어링 면적이 좁아 냉매 누설을 줄일 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 실린더의 용적을 용이하게 확대 변경할 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 각 압축공간에서 토출되는 냉매가 서로 완충되면서 맥동 현상을 감소시켜 진동 소음을 줄일 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 회전체와 그 회전체를 스러스트 방향으로 지지하는 베어링 사이에서의 축방향 지지력을 높여 회전체의 거동을 안정시킬 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 설치된 전동부의 회전력을 전달하는 크랭크축; 상기 크랭크축을 지지하는 복수 개의 베어링 플레이트; 상기 베어링 플레이트 사이에 결합되고 외측 실린더부와 내측 실린더부가 베인부로 연결되어 압축공간을 형성하는 실린더; 및 상기 외측 실린더부와 내측 실린더부 사이에서 상기 베인부에 미끄러지게 결합되어 상기 크랭크축에 의해 선회운동을 하면서 상기 압축공간을 외측 압축공간과 내측 압축공간으로 분리하는 롤링피스톤;을 포함하고, 상기 롤링피스톤과 그 롤링피스톤이 접하는 베어링 플레이트 중에서 적어도 어느 한 쪽 면에는 소정의 면적과 깊이를 갖는 배압홈이 형성되는 압축기가 제공된다.
본 발명에 의한 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기는, 외측 실린더부와 내측 실린더부를 갖는 실린더가 고정되고 그 실린더 안쪽에서 롤링피스톤이 선회운동을 함에 따라 상대적으로 무겁고 큰 실린더가 회전운동을 하는 것에 비해 동일 냉력 대비 동력 손실이 작고 베어링 면적이 좁아 그만큼 냉매가 누설될 우려가 감소될 수 있다.
또, 실린더가 고정되고 롤링피스톤이 선회운동을 하는 한편 외측 실린더부의 외주면 일측에 돌출고정부가 형성되어 케이싱의 내주면과 실린더의 외주면 사이에 여유공간이 형성됨에 따라, 그 여유공간을 이용하여 실린더의 직경을 확대할 수 있고 이를 통해 실린더의 용적을 용이하게 확대 변경할 수 있다.
또, 외측 압축공간에 연통되는 제1 토출구와 내측 압축공간에 연통되는 제2 토출구가 서로 반대 방향으로 형성됨에 따라 토출되는 냉매가 서로 완충되어 맥동 현상을 감소시키고 이를 통해 압축기의 진동 소음을 줄일 수 있다.
또, 롤링피스톤이나 그 롤링피스톤에 축방향으로 대향되는 상부베어링이나 하부베어링에 소정의 면적과 깊이를 갖는 배압홈이 형성됨으로써 롤링피스톤의 축방향을 안정적으로 지지하게 되고 이로 인해 롤링피스톤의 거동을 안정시켜 소음이나 마모 또는 냉매 누설을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래 1흡입-2토출 방식의 로터리 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 종래 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기에 대한 일실시예를 보인 종단면도,
도 3은 도 2의 "I-I"선단면도로서, 실린더와 피스톤을 보인 횡단면도,
도 4는 본 발명에 의한 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기를 보인 종단면도,
도 5는 도 4에 따른 압축기에서 압축부를 분해하여 보인 사시도,
도 6은 도 4에서 "II-II"선단면도,
도 7은 도 6의 "III-III"선단면도로서, 압축부를 보인 종단면도,
도 8은 도 7의 압축기에서 배압홈의 일실시예를 보인 평면도,
도 9는 도 8의 압축기에서 압력비에 따른 배압면적계수의 변화를 보인 그래프이
도 10은 도 8의 압축기에서 실제 운전영역 압력비에 따른 내측 압축공간에서의 가스력의 변화를 보인 그래프,
도 11은 도 7의 압축기에서 배압홈의 다른 실시예를 보인 평면도,
도 12는 도 4에서 외측 압축공간과 내측 압축공간의 압축과정을 보인 횡단면도,
도 13은 도 4에 따른 압축기에서 롤링피스톤과 그에 따른 부재들의 다른 실시예를 보인 종단면도.
이하, 본 발명에 의한 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기를 보인 종단면도이고, 도 5는 도 4에 따른 압축기에서 압축부를 분해하여 보인 사시도이며, 도 6은 도 4에서 "II-II"선단면도이고, 도 7은 도 6의 "III-III"선단면도로서, 압축부를 보인 종단면도이고, 도 8은 도 7의 압축기에서 배압홈의 일실시예를 보인 평면도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기는, 케이싱(1)의 내부공간에 구동력을 발생하는 전동부(2)가 설치되고, 전동부(2)의 하측에는 1개의 실린더에 2개의 압축공간(V1)(V2)을 갖는 압축부(100)가 설치될 수 있다.
전동부(2)는 케이싱(1)의 내주면에 고정 설치되는 고정자(21)와, 고정자(21)의 안쪽에서 회전 가능하게 삽입되는 회전자(22)와, 상기 회전자(22)의 중심에 결합되어 회전력을 후술할 롤링피스톤(140)에 전달하는 크랭크축(23)으로 이루어질 수 있다.
고정자(21)는 링 형상의 강판을 적층한 라미네이션이 케이싱(1)에 열박음하여 고정 결합되고, 라미네이션에 코일(C)이 권선되어 이루어질 수 있다.
회전자(22)는 링 형상의 강판을 적층한 라미네이션에 영구자석(미도시)이 삽입되어 이루어질 수 있다.
크랭크축(23)은 소정의 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되고 하단부에 반경방향으로 편심지게 돌출되어 롤링피스톤(140)이 편심지게 결합되는 편심부(23a)가 형성될 수 있다.
압축부(100)는 축방향으로 소정의 간격을 두고 구비되어 크랭크축(23)을 지지하는 상부베어링 플레이트(이하, 상부베어링)(110) 및 하부베어링 플레이트(이하, 하부베어링)(120)과, 상부베어링(110)과 하부베어링(120) 사이에 구비되어 압축공간(V)을 형성하는 실린더(130)와, 크랭크축(23)에 결합되어 실린더(130)에서 선회운동을 하면서 압축공간(V)의 냉매를 압축시키는 롤링피스톤(140)으로 이루어질 수 있다.
상부베어링(110)은 케이싱(1)의 내주면에 밀착되어 용접 결합되고, 하부베어링(120)은 실린더(130)와 함께 상부베어링(110)에 볼트로 체결될 수 있다.
상부베어링(110)에는 후술할 제1 압축공간(V1)에 연통되는 제1 토출구(112a)가 형성되고, 하부베어링(120)에는 후술할 제2 압축공간(V2)에 연통되는 제2 토출구(122a)가 형성될 수 있다. 그리고 상부베어링(110)에는 제1 토출구(112a)를 수용하도록 토출커버(150)가 결합되고, 하부베어링(120)에는 제2 토출구(122a)를 수용하도록 하부챔버(160)가 결합될 수 있다. 하부베어링(120)과 실린더(130) 그리고 상부베어링(110)을 차례대로 관통하는 토출유로(F)가 형성되어 하부챔버(160)의 내부공간과 토출커버(150)의 내부공간이 연통될 수 있다.
상부베어링(110)과 하부베어링(120)은 환형으로 형성되어 중앙에 축구멍(111a)(121a)을 갖는 축수부(111)(121)가 각각 형성될 수 있다.
상부베어링(110)의 축구멍(111)의 내경(D1)이 하부베어링(120)의 축구멍(121)의 내경(D2)보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 크랭크축(23)은 편심하중의 중심으로부터 가까운 상부베어링(110)에 주로 지지됨에 따라 그 상부베어링(110)에 접하는 부위의 직경이 하부베어링(120)에 접하는 부위의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 토출구(112a)와 제2 토출구(122a) 중에서 상대적으로 내측에 위치하는 제2 토출구(122a)는 하부베어링(120)에 형성하는 것이 베어링의 축수부를 침범하지 않아 바람직할 수 있다.
예를 들어, 제2 토출구를 상부베어링(110)에 형성하게 되면 제2 토출구가 상대적으로 외경이 큰 상부베어링(110)의 축수부(111)를 침범하여야 하므로 그만큼의 베어링 강도가 저하될 수 있다. 따라서, 제2 토출구가 침범한 만큼의 베어링 강도를 보상하기 위해서는 상부베어링(110)의 축수부(111)가 길어져야 하고 이로 인해 압축기가 커질 수 있다. 따라서, 제2 토출구(122a)는 축수부의 외경이 상대적으로 작은 하부베어링(120)에 형성되는 것이 축수부(121)를 침범하지 않고도 제2 토출구를 형성할 수 있어 바람직할 수 있다.
도 5 및 도 6에서와 같이, 실린더(130)는 환형으로 형성되는 외측 실린더부(131)와, 외측 실린더부(131)의 내측에 압축공간(V)을 이루도록 반경방향으로 소정의 간격을 두고 형성되는 내측 실린더부(132)와, 외측 실린더부(131)와 내측 실린더부(132) 사이를 반경방향으로 연결하는 동시에 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)을 각각의 흡입실과 압축실로 분리하는 베인부(133)로 이루어질 수 있다. 베인부(133)는 후술할 제1 흡입구(131b)와 제1 토출구(112a) 사이에 형성될 수 있다.
외측 실린더부(131)는 그 외주면이 케이싱(1)의 내주면에 압입되어 용접 결합될 수도 있지만, 도 4에서와 같이 외측 실린더부(131)의 외경이 케이싱(1)의 내경보다 작게 형성되어 상부베어링(110)과 하부베어링(120) 사이에서 볼트(B1)로 체결되는 것이 실린더의 열변형을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다. 다만, 외측 실린더부(131)의 일부는 케이싱(1)의 내주면에 밀착되도록 돌출고정부(131a)가 원호형상으로 형성되고 그 돌출고정부(131a)에 반경방향으로 관통되어 제1 압축공간(V1)에 연통되는 제1 흡입구(131b)가 형성될 수 있다. 제1 흡입구(131b)에는 어큐뮬레이터(5)에 연결되는 냉매흡입관(11)이 삽입되어 결합될 수 있다.
그리고 외측 실린더부(131)는 상면과 하면이 각각 상부베어링(110)과 하부베어링(120)에 밀착되는 높이로 형성되고, 원주방향을 따라 복수 개의 체결구멍(131c)이 일정 간격을 두고 형성되며, 체결구멍(131c)의 사이에는 토출유로(F)를 이루는 복수개의 토출안내구멍(131d)이 형성될 수 있다.
내측 실린더부(132)는 그 중심부에 크랭크축(23)이 회전 가능하게 결합되도록 축구멍(132a)이 형성될 수 있다. 내측 실린더부(132)의 축구멍(132a)의 중심은 크랭크축(23)의 회전 중심과 일치하도록 형성될 수 있다.
그리고 내측 실린더부(132)는 그 높이(H2)가 외측 실린더부(131)의 높이(H1)보다 낮게 형성될 수 있다. 즉, 내측 실린더부(132)의 하면은 하부베어링(120)에 접하도록 외측 실린더부(131)의 하면과 같은 평면으로 형성되는 반면 상면은 후술할 롤링피스톤(140)의 구동전달부(142)가 상부베어링(110)과의 사이에 삽입될 수 있는 높이로 형성될 수 있다.
여기서, 실린더(130)는 그 실린더(130)의 외측 실린더부(131)에 형성되는 체결구멍(131c)을 통해 상부베어링(110)의 체결구멍(112b)과 하부베어링(120)의 체결구멍(122b)에 볼트(B1)로 체결될 수 있다.
도 5 내지 도 7에서와 같이, 베인부(133)는 전술한 바와 같이 외측 실린더부(131)의 내주면과 내측 실린더부(132)의 외주면 사이를 연결하도록 소정의 두께를 가지며 수직으로 세워진 판형으로 형성될 수 있다.
그리고 베인부(133)의 상면에는 후술할 롤링피스톤(140)의 구동전달부(142)가 내측 실린더부(132)와 베인부(133)의 일부를 복개하여 얹히도록 단차부(133a)가 형성될 수 있다. 따라서 외측 연결단(133b)에서 단차부(133a)까지를 제1 베인부(135)라고 하고 내측 연결단(133c)에서 단차부(133a)까지를 제2 베인부(136)라고 할 때, 제1 베인부(135)의 축방향 높이는 외측 실린더부(131)의 축방향 높이(H1)와 동일한 높이로, 제2 베인부(136)의 축방향 높이는 내측 실린더부(132)의 축방향 높이(H2)와 동일한 높이로 형성될 수 있다.
제1 베인부(135)의 반경방향 길이(L1)는 후술할 부시홈(145)의 내경(또는 롤링부시의 외경)(D3)보다 크지 않게, 대략 동일하게 형성되는 것이 단차부(133a)에 의해 외측 실린더부(131)의 내주면과 롤링피스톤(140)의 외주면(또는 롤링부시의 외주면) 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.
롤링피스톤(140)은 도 5 내지 도 7에서와 같이 외측 실린더부(131)와 내측 실린더부(132) 사이에 배치되는 피스톤부(141)와, 피스톤부(141)의 상단 내주면에서 연장되어 크랭크축(23)의 편심부(23c)에 결합되는 구동전달부(142)로 이루어질 수 있다.
피스톤부(141)는 대략 사각 단면을 갖는 원형띠 모양의 환형으로 형성되고, 피스톤부(141)의 외경은 외측 실린더부(131)의 내경보다는 작게 형성되어 피스톤부(141)의 외측에는 제1 압축공간(V1)이, 피스톤부(141)의 내경은 내측 실린더부(132)의 외경보다는 크게 형성되어 피스톤부(141)의 내측에는 제2 압축공간(V2)이 각각 형성될 수 있다.
그리고 피스톤부(141)의 외주면에서 내주면으로 관통되어 제1 흡입구(131b)와 제2 압축공간(V2)을 연통시키는 제2 흡입구(141a)가 형성되고, 제2 흡입구(141a)의 일측, 즉 제2 흡입구(141a)와 하부베어링(120)에 형성되는 제2 토출구(122a)의 사이에는 베인부(133)가 후술할 롤링부시(140)를 사이에 두고 관통하여 미끄러지게 삽입되도록 부시홈(145)이 형성될 수 있다.
부시홈(145)은 대략 원형 모양이나 그 부시홈(145)의 반경방향으로 베인부(133)가 관통 결합될 수 있도록 피스톤부(141)의 외주면과 내주면에서 불연속면으로 된 외측 개구면(145a)과 내측 개구면(145b)이 형성될 수 있다.
부시홈(145)은 대략 원형 모양이나 일부가 피스톤부(141)의 외주면과 내주면에 접하여 불연속면을 가지도록 형성될 수 있다. 부시홈(145)의 반경방향으로는 베인부(133)가 삽입되고, 베인부(133)의 좌우 양측에는 롤링부시(170)의 흡입측 부시(171)과 토출측 부시(172)가 각각 삽입되어 회전 가능하게 결합될 수 있다. 롤링부시(170)는 평평한 면이 베인부(133)의 양쪽 측면에 각각 미끄러지게 접하고 둥근 면이 부시홈의 주면에 미끄러지게 접하도록 결합될 수 있다.
구동전달부(142)는 크랭크축(23)의 편심부(23a)가 결합되도록 편심부 구멍(142a)을 갖는 환형의 판형상으로 형성될 수 있다. 그리고 구동전달부(142)의 편심부 구멍(142a) 주변, 즉 구동전달부(142)의 상측면에는 상부베어링(110)의 베어링면과의 마찰면적을 줄이는 동시에 배압공간을 형성할 수 있도록 소정의 깊이와 넓이를 갖도록 단차진 배압홈(142b)이 형성될 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았으나 배압홈은 상부베어링(110)의 축방향 베어링면(112c)에 형성될 수도 있다.
도 8에서와 같이, 배압홈(142b)은 편심부 구멍(142a)의 중심(O)을 기준으로 동일한 반경을 갖는 환형으로 형성될 수 있다. 그리고 배압홈(142b)은 그 배압홈(142b)의 면적이 배압홈 밖의 베어링면 면적보다 작게 형성되는 것이 제2 압축공간(V2)에서의 냉매누설을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.
여기서, 배압홈(142b)의 최소면적(이하, 최소배압면적으로 약칭함)(ABP)은 내측 압축공간(V2)의 흡입실 압력(PS)과 압축실 압력(PC)에 의한 평균 가스력(FAVG)을 흡입실 압력과 압력비(PR)를 곱한 압력으로 나눈 값에 의해 결정될 수 있다.
즉, 상기 최소배압면적(ABP)은 실제 운전영역에 근거한 압력비에 대해 흡입실 압력(PS)과 압축실 압력(PC)에 의해 평균 가스력(FAVG)을 구하고, 토출압(PD)에 의해 최소배압면적을 구할 수 있다. 최소 압력비(PR)를 1.58이라고 하고 최대 압력비(PR)를 7.0이라고 할 때 실제 운전영역 압력비에 따른 최소배압면적은 아래의 식에 의해 구할 수 있다.
0.123 * ATOTAL ≤ ABP = FAVE /(PS × pR)≤ 0.776 × ATOTAL
여기서, 0.123과 0.776은 각각 배압면적계수이다. 그리고 압력비가 1.58인 경우의 최소배압면적은 아래의 식을 이용하여 구할 수 있다.
F = PS × AS + PC × AC, F = 0.209kN
FAVG = PS × PR × ABP, ABP = 0.776ATOTAL
여기서, Atotal는 내측 압축공간의 면적이다.
상기한 식을 이용하면 압력비가 2.30일 때 최소배압면적은 0.776ATOTAL, 압력비가 3.4O일 때 최소배압면적은 0.776ATOTAL, 압력비가 7.0일 때 최소배압면적은 0.776ATOTAL가 될 수 있다.
도 9는 도 8의 압축기에서 압력비에 따른 배압면적계수의 변화를 보인 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이 압력비(PR)가 작을수록 배압면적계수가 높아지고 압력비(PR)가 클수록 배압면적계수가 낮아지는 것을 알 수 있다. 이는 압축실 압력(PC)은 압축기의 규격에 의해 이미 정해지고 흡입실 압력(PS)은 냉동사이클의 설치 조건에 따라 달라질 수 있으므로 흡입실 압력(PS)이 높을수록 배압면적계수가 높고 흡입실 압력(PS)이 낮을수록 배압면적계수가 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 흡입실 압력(PS)이 높은 조건에서는 배압홈(142b)의 면적을 상대적으로 크게, 흡입실 압력이 낮은 조건에서는 배압홈(142b)의 면적을 상대적으로 작게 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 도 10은 도 8의 압축기에서 실제 운전영역 압력비에 따른 내측 압축공간에서의 가스력의 변화를 보인 그래프이다.
이에 도시된 바와 같이, 압력비(PR)가 3.40을 기준으로 살펴보면, 크랭크축(23)의 회전각(이하, 크랭크각)에 따라 가스력(F)이 크게 변화되는 것을 알 수 있다. 즉, 크랭크각이 0°에서 100°부근(흡입구간)까지는 가스력이 평균 가스력 미만이나, 100°부근에서 260°부근(압축구간)까지는 가스력이 평균 가스력 이상으로 높아졌다가 다시 260°부근에서 360°(토출구간)까지는 가스력이 평균 가스력 이하로 떨어지는 것을 볼 수 있다.
이는, 압축구간에서의 가스력이 가장 크게 형성되므로 그에 따라 압축구간에서의 토크부하도 가장 크게 발생될 수 있다. 따라서, 롤링피스톤(140)을 지지하는 배압력도 압축구간에서 가장 크게 형성되는 것이 롤링피스톤(140)의 거동을 안정시키는데 효과적일 수 있다.
이를 위해 배압홈(142b)은 도 11에서와 같이 특정 부위에서 타원형으로 형성될 수도 있다. 즉, 배압홈(142b)은 롤링피스톤(140)의 기하학적 중심(O)을 기준으로 배압홈(142b)의 반경이 크랭크각을 따라 상이하되, 크랭크각이 압축구간에서 가장 크게 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 이 경우에도 배압홈(142b)의 총넓이와 깊이는 전술한 실시예와 동일하게 형성될 수 있다.
도면중 미설명 부호인 181 및 182는 각각 제1 및 제2 토출밸브이다.
상기와 같은 본 실시예에 의한 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다
즉, 전동부(2)의 코일(C)에 전원을 인가하여 회전자(22)가 크랭크축(23)과 함께 회전을 하면, 크랭크축(23)의 편심부(23c)에 결합된 롤링피스톤(140)이 상부베어링(110)과 하부베어링(120)에 의해 지지되는 동시에 베인부(133)에 안내되어 외측 실린더부(131)와 내측 실린더부(132) 사이에서 선회운동을 하면서 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)을 번갈아 형성하게 된다.
이를 상세히 살펴보면, 도 12의 (a)와 (b)에서와 같이 롤링피스톤(140)이 외부 실린더부(131)의 제1 흡입구(131b)를 개방하면 그 제1 흡입구(131b)를 통해 냉매가 제1 압축공간(V1)의 흡입실로 흡입되어 롤링피스톤(140)의 선회운동에 의해 제1 압축공간(V1)의 압축실 방향으로 이동하면서 압축되고, 이 냉매는 도 12의 (c)와 (d)에서와 같이 제1 토출밸브(181)를 열고 제1 토출구(112a)를 통해 토출커버(150)의 내부공간으로 토출된다. 이때, 베인부(133)의 상면이 단차지게 형성되어 있지만 롤링부시(170)에 의해 제2 압축공간(V2)의 흡입실과 압축실이 차단되어 냉매의 누설을 방지할 수 있다.
반면, 도 12의 (c)와 (d)에서와 같이, 롤링피스톤(140)이 제2 흡입구(141a)를 개방하면 제1 흡입구(131b)와 제2 흡입구(141a)를 통해 냉매가 제2 압축공간(V2)의 흡입실로 흡입되어 롤링피스톤(140)에 의해 제2 압축공간(V2)의 압축실 방향으로 이동하면서 압축되고, 이 냉매는 도 12의 (a)와 (b)에서와 같이 제2 토출밸브(182)를 열고 제2 토출구(122a)를 통해 하부챔버(160)로 토출되며, 이 냉매는 토출유로(F)를 통해 토출커버(150)의 내부공간으로 이동하였다가 케이싱(1)의 내부공간으로 배출되는 일련이 과정을 반복하게 된다.
상기와 같은 본 실시예에 의한 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기는, 실린더(130)가 고정되고 그 실린더(130) 안쪽에서 롤링피스톤(140)이 선회운동을 함에 따라 상대적으로 무겁고 큰 실린더가 회전운동을 하는 것에 비해 동일 냉력 대비 동력 손실이 작고, 베어링 면적이 좁아 그만큼 냉매가 누설될 우려가 감소될 수 있다.
또, 본 실시예는 실린더(130)가 고정되고 롤링피스톤이 선회운동을 하는 한편 외측 실린더부(131)의 외주면 일측에 돌출고정부(131a)가 형성되어 케이싱(1)의 내주면과 실린더(130)의 외주면 사이에 여유공간(S)이 형성됨에 따라, 그 여유공간(S)을 이용하여 실린더(130)의 직경을 확대할 수 있고 이를 통해 실린더(130)의 용적을 용이하게 확대 변경할 수 있다.
또, 본 실시예는 제1 토출구(112a)와 제2 토출구(122a)가 반대 방향으로 형성됨에 따라 토출되는 냉매가 서로 완충되어 맥동 현상을 감소시키고 이를 통해 압축기의 진동 소음을 줄일 수 있다.
또, 본 실시예는 롤링피스톤(140)의 구동전달부(142) 상면에 소정의 면적과 깊이를 갖는 배압홈(142b)이 형성됨으로써 롤링피스톤(140)과 상부베어링(110) 사이의 마찰면적이 줄어들게 된다. 뿐만 아니라, 배압홈(141b)에 채워지는 오일에 의해 롤링피스톤(140)이 상부베어링(110)으로부터 미세하게 밀려나면서 롤링피스톤(140)과 상부베어링(110) 사이의 마찰손실을 줄일 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명에 의한 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 롤링피스톤의 구동전달부가 피스톤부의 상단에서 연장 형성되는 것이나, 본 실시예는 도 13에서와 같이 롤링피스톤(140)의 구동전달부(142)가 피스톤부(141)의 하단에서 연장 형성되는 것이다. 이 경우에도 피스톤부(141)의 하단에서 연장되는 구동전달부(142)에 배압홈(이 형성되거나 또는 하부베어링의 스러스트 베어링면에 배압홈(142b)이 형성될 수 있다.
여기서도 배압홈(142b)은 전술한 실시예와 같은 식을 통해 적절한 깊이와 면적을 구할 수 있다. 따라서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 한편, 구동전달부(142)가 피스톤부(141)의 하단에서 연장 형성됨에 따른 기본적인 구성과 작용 효과는 전술한 실시예들과 대동소이하다.
다만, 본 실시예에서는 구동전달부(142)가 피스톤부(141)의 하단에서 연장 형성됨에 따라 제1 토출구(122d)는 하부베어링(120)에, 제2 토출구(112d)는 상부베어링(110)에 각각 형성될 수 있다. 그리고 이 경우 제2 토출구(112d)가 수직방향으로 형성되면 그 제2 토출구(112d)가 상부베어링(110)의 축수부(111) 외주면과 간섭되어 상부베어링(110)의 축수부(111) 외주면 일부를 침범할 수 있으므로 도 16에서와 같이 제2 토출구(112d)는 상부베어링(110)의 축수부(111) 밖으로 경사지게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
상기와 같은 본 실시예에 의한 1실린더-2압축실 방식의 로터리 압축기는, 구동전달부(142)가 피스톤부(141)의 하단에 형성됨에 따라 롤링피스톤(140)과 하부베어링(120) 사이의 마찰손실을 줄일 수 있다.
즉, 전술한 실시예와 같이 구동전달부(142)가 피스톤부(141)의 상단에서 연장 형성되는 경우에는 피스톤부(141)의 하면이 롤링피스톤(140)의 무게 전체를 받지만 그 피스톤부(141)의 하면이 적정한 실링면적을 확보하여야 하므로 피스톤부(141)의 하면에 배압홈을 형성할 수 없었다. 이에 따라 전술한 실시예에서는 피스톤부(141)의 하면과 하부베어링(120) 사이에서의 마찰손실을 줄이기가 난해하였으나, 본 실시예와 같이 피스톤부(141)의 하단에 구동전달부(142)를 형성하는 경우에는 그 구동전달부(142)의 하면에 배압홈(142b)을 형성하여 마찰면적이 확대되지 않으면서도 배압홈(142b)으로 유입되는 오일의 배압력에 의해 롤링피스톤(140)이 부상하면서 마찰손실이 감소될 수 있다.
1 : 케이싱 2 : 전동부
23 : 크랭크축 23c : 편심부
100 : 압축부 110 : 상부베어링
112a : 제1 토출구 120 : 하부베어링
122a : 제2 토출구 130 : 실린더
131 : 외측 실린더부 131a : 돌출고정부
131b : 제1 흡입구 132 : 내측 실린더부
133 : 베인부 133a : 단차부
140 : 롤링피스톤 141 : 피스톤부
142 : 구동전달부 142b : 배압홈
142b : 오일유로 145 : 부시홈
145a,145b : 개구면 V1,V2 : 외측, 내측 압축공간

Claims (11)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 설치된 전동부의 회전력을 전달하도록 편심부가 구비되는 크랭크축;
    상기 크랭크축을 지지하는 복수 개의 베어링 플레이트;
    상기 베어링 플레이트 사이에 고정 결합되고 외측 실린더부와 내측 실린더부가 베인부로 연결되어 압축공간을 형성하는 실린더; 및
    상기 외측 실린더부와 내측 실린더부 사이에서 상기 베인부에 미끄러지게 결합되어 상기 크랭크축에 의해 선회운동을 하면서 상기 압축공간을 외측 압축공간과 내측 압축공간으로 분리하는 롤링피스톤;을 포함하고,
    상기 롤링피스톤은,
    환형으로 형성되어 상기 외측 실린더부와 내측 실린더부 사이에 배치되는 피스톤부; 및
    상기 피스톤부의 축방향 일단의 내주면에서 상기 크랭크축의 편심부를 향해 연장되는 판 형상으로 형성되어 상기 내측 실린더부의 상측에서 상기 편심부에 결합되는 구동전달부;를 포함하며,
    상기 베인부는,
    상기 외측 실린더부와 동일한 높이를 가지며, 상기 외측 실린더부의 내주면에 연결되는 제1 베인부; 및
    상기 내측 실린더부의 높이와 동일한 높이를 가지며, 상기 내측 실린더부의 외주면에 연결되고, 상기 제1 베인부의 높이보다 낮은 높이를 가지는 제2 베인부;를 포함하고,
    상기 롤링피스톤과 그 롤링피스톤이 접하는 베어링 플레이트 중에서 적어도 어느 한 쪽 면에는 소정의 면적과 깊이를 갖는 배압홈이 형성되며,
    상기 배압홈의 최소면적(ABP)은 내측 압축공간의 흡입실 압력과 압축실 압력에 의한 평균 가스력을 흡입실 압력과 압력비를 곱한 압력으로 나눈 값에 의해 결정되는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배압홈은 상기 롤링피스톤의 기하학적 중심에서 동일한 반경을 갖는 환형으로 형성되는 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배압홈은 상기 롤링피스톤의 기하학적 중심에서 상이한 반경을 갖는 구간이 적어도 한 개 이상 형성되는 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배압홈은 상기 롤링피스톤의 기하학적 중심에서의 반경이 상기 크랭크축의 회전각을 따라 상이하게 형성되는 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배압홈은 상기 롤링피스톤의 기하학적 중심에서의 반경이 압축구간에서 가장 크게 형성되는 압축기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배압홈의 최소면적은 0.123 × ATOTAL ≤ ABP ≤ 0.776 × ATOTAL에 의해 결정되는 압축기.
    여기서, ATOTAL 은 내측 압축공간의 면적이다.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배압홈은 상기 베어링 플레이트와 대향되는 상기 구동전달부의 일측면 또는 그 구동전달부의 일측면과 대응되는 베어링 플레이트 중에서 적어도 어느 한 쪽 면에 형성되는 압축기.
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020120157207A 2012-12-28 2012-12-28 압축기 KR101983049B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120157207A KR101983049B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 압축기
US14/141,651 US9394904B2 (en) 2012-12-28 2013-12-27 Compressor
ES13199719.9T ES2616581T3 (es) 2012-12-28 2013-12-27 Compresor
EP13199719.9A EP2749736B1 (en) 2012-12-28 2013-12-27 Compressor
CN201310744428.2A CN103912497B (zh) 2012-12-28 2013-12-30 压缩机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120157207A KR101983049B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 압축기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140086552A KR20140086552A (ko) 2014-07-08
KR101983049B1 true KR101983049B1 (ko) 2019-09-03

Family

ID=49767023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120157207A KR101983049B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 압축기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9394904B2 (ko)
EP (1) EP2749736B1 (ko)
KR (1) KR101983049B1 (ko)
CN (1) CN103912497B (ko)
ES (1) ES2616581T3 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104763633B (zh) * 2015-02-02 2018-02-13 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机
JP2018009534A (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 株式会社富士通ゼネラル ロータリ圧縮機
WO2021182841A1 (en) 2020-03-12 2021-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Scroll compressor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008111385A (ja) 2006-10-31 2008-05-15 Daikin Ind Ltd 回転式圧縮機
JP2009209928A (ja) * 2008-02-04 2009-09-17 Daikin Ind Ltd 圧縮機及び冷凍装置
JP2010090777A (ja) 2008-10-07 2010-04-22 Daikin Ind Ltd 回転式圧縮機

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3195470A (en) * 1962-01-24 1965-07-20 Fluid Dynamics Corp Rotary pump
JPS5735189A (en) * 1980-08-08 1982-02-25 Hitachi Ltd Rotary compressor
US5102316A (en) * 1986-08-22 1992-04-07 Copeland Corporation Non-orbiting scroll mounting arrangements for a scroll machine
JP3207308B2 (ja) * 1993-12-16 2001-09-10 株式会社デンソー スクロール型圧縮機
US5897306A (en) * 1997-04-17 1999-04-27 Copeland Corporation Partition and pilot ring for scroll machine
KR100407741B1 (ko) 1999-03-24 2003-12-01 황동일 에어콘용 밀폐형 콤프레샤
JP3861638B2 (ja) * 2001-08-31 2006-12-20 ユニシア ジェーケーシー ステアリングシステム株式会社 可変容量形ポンプ
JP4074760B2 (ja) 2002-01-10 2008-04-09 日立アプライアンス株式会社 密閉型回転圧縮機及び冷凍・空調装置
KR20050011543A (ko) * 2003-07-23 2005-01-29 삼성전자주식회사 용량가변 회전압축기
KR20050031794A (ko) * 2003-09-30 2005-04-06 삼성전자주식회사 용량가변 회전압축기
KR20050050482A (ko) * 2003-11-25 2005-05-31 삼성전자주식회사 용량가변 회전압축기
KR20050098172A (ko) * 2004-04-06 2005-10-11 엘지전자 주식회사 로터리 압축기의 가스누설 저감구조
JP3724495B1 (ja) 2004-07-09 2005-12-07 ダイキン工業株式会社 回転式流体機械
KR100565338B1 (ko) * 2004-08-12 2006-03-30 엘지전자 주식회사 용량가변형 복식 로터리 압축기 및 그 운전 방법 및 이를 구비한 에어콘 및 그 운전 방법
KR100624374B1 (ko) * 2004-10-06 2006-09-18 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기
KR100679885B1 (ko) * 2004-10-06 2007-02-08 엘지전자 주식회사 측방향 흡입구조를 갖는 선회베인 압축기의 압축장치
KR100679883B1 (ko) * 2004-10-06 2007-02-08 엘지전자 주식회사 밀폐형 선회베인 압축기
KR100679884B1 (ko) 2004-10-06 2007-02-08 엘지전자 주식회사 누설방지 기능을 갖는 선회베인 압축기용 리니어 슬라이더
KR100715772B1 (ko) * 2004-10-06 2007-05-08 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 용량 가변장치
KR100581558B1 (ko) 2004-12-14 2006-05-22 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 슬라이더 순응장치
KR100581563B1 (ko) * 2004-12-14 2006-05-22 엘지전자 주식회사 압축기용 스마트 조절밸브
KR100590494B1 (ko) * 2004-12-14 2006-06-19 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 압축장치
KR100590496B1 (ko) * 2004-12-14 2006-06-19 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 용량 가변장치
KR100590501B1 (ko) * 2005-02-04 2006-06-19 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 입력 저감구조
CN100467871C (zh) * 2005-02-04 2009-03-11 Lg电子株式会社 卧式绕动叶片压缩机
KR100669890B1 (ko) * 2005-02-04 2007-01-19 엘지전자 주식회사 횡형 선회베인 압축기
KR100635817B1 (ko) * 2005-02-04 2006-10-19 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 슬라이더 급유장치
KR100602228B1 (ko) * 2005-02-04 2006-07-19 엘지전자 주식회사 저압식 선회베인 압축기
ES2549673T3 (es) * 2005-02-23 2015-10-30 Lg Electronics, Inc. Compresor rotativo de tipo de capacidad variable y sistema de refrigeración que tiene el mismo
KR100590504B1 (ko) 2005-03-04 2006-06-19 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 용량가변장치
KR100614226B1 (ko) 2005-03-04 2006-08-22 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 압축부 제조방법
JP4488222B2 (ja) * 2005-05-20 2010-06-23 株式会社富士通ゼネラル スクロール圧縮機
US20070059193A1 (en) * 2005-09-12 2007-03-15 Copeland Corporation Scroll compressor with vapor injection
KR100728224B1 (ko) 2005-09-16 2007-06-14 엘지전자 주식회사 선회베인 압축기의 압축부 조립방법
KR100677528B1 (ko) * 2006-03-07 2007-02-02 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR20070093638A (ko) * 2006-03-14 2007-09-19 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기의 유분리 장치
JP2007291996A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Toshiba Kyaria Kk 密閉型回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置
JP4930022B2 (ja) * 2006-12-06 2012-05-09 ダイキン工業株式会社 流体機械
US20080145252A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Lg Electronics Inc. Rotary compressor and air conditioner having the same
US20080159886A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Lg Electronics Inc. Compressor and air conditioner having the same
KR101316247B1 (ko) * 2007-07-31 2013-10-08 엘지전자 주식회사 로터리 식 2단 압축기
JP2009108762A (ja) 2007-10-30 2009-05-21 Daikin Ind Ltd 回転式流体機械
CN101925744B (zh) * 2008-01-24 2013-03-20 大金工业株式会社 旋转式流体机械
JP4396773B2 (ja) * 2008-02-04 2010-01-13 ダイキン工業株式会社 流体機械
KR101067550B1 (ko) * 2008-07-16 2011-09-27 엘지전자 주식회사 공기 조화 시스템 및 그 제어 방법
KR101268612B1 (ko) * 2008-11-17 2013-05-29 엘지전자 주식회사 주파수 가변 압축기 및 그 제어 방법
WO2012004992A1 (ja) 2010-07-08 2012-01-12 パナソニック株式会社 ロータリ圧縮機及び冷凍サイクル装置
KR101667720B1 (ko) * 2010-07-23 2016-10-19 엘지전자 주식회사 밀폐형 압축기
CN102400916A (zh) 2010-09-07 2012-04-04 广东美芝制冷设备有限公司 旋转式压缩机
KR20120042494A (ko) * 2010-10-25 2012-05-03 엘지전자 주식회사 밀폐형 압축기
KR101767063B1 (ko) * 2010-12-29 2017-08-10 엘지전자 주식회사 밀폐형 압축기
KR101801676B1 (ko) * 2010-12-29 2017-11-27 엘지전자 주식회사 밀폐형 압축기
CN102788019A (zh) 2011-05-16 2012-11-21 广东美芝制冷设备有限公司 旋转式压缩机
KR101870179B1 (ko) * 2012-01-04 2018-06-22 엘지전자 주식회사 두 개의 편심부를 갖는 로터리 압축기
JP5897943B2 (ja) * 2012-03-22 2016-04-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 ベーンポンプ
US9920762B2 (en) * 2012-03-23 2018-03-20 Bitzer Kuehlmaschinenbau Gmbh Scroll compressor with tilting slider block
KR102163705B1 (ko) * 2014-01-09 2020-10-08 엘지전자 주식회사 로터리 압축기와, 그 제조방법 및 그 제조장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008111385A (ja) 2006-10-31 2008-05-15 Daikin Ind Ltd 回転式圧縮機
JP2009209928A (ja) * 2008-02-04 2009-09-17 Daikin Ind Ltd 圧縮機及び冷凍装置
JP2010090777A (ja) 2008-10-07 2010-04-22 Daikin Ind Ltd 回転式圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
CN103912497B (zh) 2017-01-04
US9394904B2 (en) 2016-07-19
CN103912497A (zh) 2014-07-09
EP2749736B1 (en) 2016-12-14
EP2749736A1 (en) 2014-07-02
KR20140086552A (ko) 2014-07-08
ES2616581T3 (es) 2017-06-13
US20140186201A1 (en) 2014-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101973623B1 (ko) 압축기
EP1851437B1 (en) Capacity varying type rotary compressor
EP1975413A1 (en) Multi stage rotary compressor
KR20090012839A (ko) 로터리 식 2단 압축기
KR101681585B1 (ko) 복식 로터리 압축기
KR20070049969A (ko) 로터리 압축기
KR101587171B1 (ko) 스크롤 압축기 및 이를 적용한 냉동기기
KR101983049B1 (ko) 압축기
KR101381085B1 (ko) 로터리식 2단 압축기
KR101970528B1 (ko) 압축기
KR101587170B1 (ko) 로터리 압축기
KR101587174B1 (ko) 로터리 압축기
WO2016110982A1 (ja) 多気筒密閉型圧縮機
KR101978960B1 (ko) 압축기
KR20100081813A (ko) 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기
JP6426645B2 (ja) 回転式圧縮機
KR20140086482A (ko) 압축기
KR101337079B1 (ko) 로터리식 2단 압축기
KR20140086542A (ko) 압축기
KR20100112488A (ko) 로터리식 2단 압축기
KR20140086544A (ko) 압축기
KR20090012860A (ko) 로터리식 2단 압축기
KR101984514B1 (ko) 압축기
KR20140086606A (ko) 압축기
KR20140086597A (ko) 압축기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant