KR102191124B1 - 베인 로터리 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, 실린더와 함께 압축공간을 형성하며, 상기 실린더를 마주보는 면에는 각각 서로 다른 압력을 가지는 복수 개의 배압포켓이 형성되는 메인베어링 및 서브베어링; 상기 메인베어링과 서브베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 회전축; 상기 배압포켓과 연통되도록 배압챔버가 형성되는 롤러; 및 상기 롤러의 회전시 상기 실린더의 내주면을 향하는 방향으로 돌출되어 상기 압축공간을 복수 개의 압축실로 구획하는 복수 개의 베인;을 포함하며, 상기 메인베어링과 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링에는 상기 회전축의 외주면과 이를 마주보는 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 내주면 사이의 공간을 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 배압포켓으로 연통시키는 오일공급통로가 형성되고, 상기 오일공급통로는 상기 복수 개의 배압포켓 중에서 상대적으로 낮은 압력을 가지는 배압포켓에 연통될 수 있다. 이에 따라, 낮은 압력을 가지는 배압포켓으로도 오일이 원활하게 공급될 수 있다.

Description

베인 로터리 압축기{VAIN ROTARY COMPRESSOR}
본 발명은 압축기에 관한 것으로, 베인이 회전하는 롤러에서 돌출되어 실린더의 내주면에 접촉하면서 압축실을 형성하는 베인 로터리 압축기에 관한 것이다.
로터리 압축기는 베인이 실린더에 미끄러지게 삽입되어 롤러에 접촉되는 방식과, 베인이 롤러에 미끄러지게 삽입되어 실린더에 접촉되는 방식으로 구분할 수 있다. 통상적으로 전자는 로터리 압축기라고 하고, 후자는 베인 로터리 압축기라고 구분한다.
로터리 압축기는 실린더에 삽입된 베인이 탄성력 또는 배압력에 의해 롤러를 향해 인출되어 그 롤러의 외주면에 접촉하게 된다. 반면, 베인 로터리 압축기는 롤러에 삽입된 베인이 롤러와 함께 회전운동을 하면서 원심력과 배압력에 의해 인출되어 실린더의 내주면에 접촉하게 된다.
로터리 압축기는 롤러의 회전당 베인의 개수만큼의 압축실을 독립적으로 형성하여, 각각의 압축실이 동시에 흡입, 압축, 토출행정을 실시하게 된다. 반면, 베인 로터리 압축기는 롤러의 회전당 베인의 개수만큼의 압축실을 연속적으로 형성하여, 각각의 압축실이 순차적으로 흡입, 압축, 토출행정을 실시하게 된다. 따라서, 베인 로터리 압축기는 로터리 압축기에 비해 높은 압축비를 형성하게 된다. 이에 따라, 베인 로터리 압축기는 R32, R410a, CO2와 같이 오존층파괴지수(ODP) 및 지구온난화지수(GWP)가 낮은 고압 냉매를 사용하는데 더 적합하다.
이러한 베인 로터리 압축기는 특허문헌[일본공개특허: JP2015-137576A, (공개일: 2015.07.30.)]에 개시되어 있다. 특허문헌에 개시된 베인 로터리 압축기는 모터실의 내부공간이 흡입냉매가 채워지는 저압방식이나, 복수 개의 베인이 회전하는 롤러에 미끄러지게 삽입되는 구조는 베인 로터리 압축기의 특징을 개시하고 있다.
특허문헌은 베인의 후단부에 배압챔버(13)가 각각 형성되고, 배압챔버는 배압포켓(45,44)이 연통되도록 형성되어 있다. 배압포켓은 제1 중간압을 형성하는 제1 포켓(45)과 제1 중간압보다 높고 토출압에 근접한 제2 중간압을 형성하는 제2 포켓(44)으로 나뉜다. 제1 포켓의 내주측인 회전축과 베어링 사이가 터져 연통되어 오일이 회전축과 베어링 사이로 감압되어 제1 포켓으로 유입되고, 제2 포켓의 내주측인 회전축과 베어링 사이가 막혀 베어링을 관통하는 유로(73)를 통해 거의 압력손실 없이 제2 포켓으로 유입된다. 따라서, 흡입측에서 토출측을 향하는 방향을 기준으로 제1 포켓은 상류측에 위치하는 배압챔버에 연통되고, 제2 포켓은 하류측에 위치하게 되는 배압챔버에 연통된다.
저압식 베인 로터리 압축기의 경우에는 제1 중간압을 이루는 제1 포켓으로 유입되는 오일이 회전축과 베어링 사이를 통해 감압되면서 유입되게 된다. 하지만, 고압식 베인 로터리 압축기의 경우에는 오일이 회전축의 내부를 관통하는 오일유로 및 그 오일유로의 중간 높이에서 반경방향으로 관통되는 오일통공을 통해 제1 포켓으로 유입되게 된다. 이에 따라, 고압식의 경우에는 중간압을 이루는 제1 포켓의 내주측이 막혀 오일통공을 통해 회전축과 베어링 사이로 유입되는 오일은 베어링과 롤러 사이의 틈새를 통과하면서 감압되어 제1 포켓으로 유입되게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 고압식 베인 로터리 압축기에서는, 앞서 설명한 바와 같이, 중간압을 이루는 제1 포켓의 내주측이 막혀 베어링과 롤러 사이의 좁은 틈새를 통해 제1 포켓으로 유입되는 것이나, 이 베어링과 롤러 사이의 틈새가 좁아 운전상태에 따라서는 오일이 제1 포켓으로 원활하면서 지속적으로 유입되지 못하게 되거나 또는 과도하게 유입되어 제1 포켓의 압력이 불안정하게 되는 문제가 있었다.
또, 제1 포켓으로 오일이 원활하면서 지속적으로 유입되지 못하게 되면 그 제1 포켓과 연통되는 배압챔버에 충분한 압력을 형성하지 못하게 되고, 그러면 베인의 후방측을 안정적으로 가압하지 못하게 되어 베인의 실링력이 감소하게 된다. 그러면 베인이 실린더로부터 이격되어 압축실 간 누설이 발생되거나 베인의 거동 불안정으로 인해 떨림으로 인한 소음 및 마모가 발생되는 문제가 있었다.
또, 제1 포켓으로 오일이 원활하면서 지속적으로 유입되지 못하게 되면 베어링과 롤러 사이가 효과적으로 윤활되지 못하게 되면서 마찰손실 또는 마모가 발생되어 기계 효율이 저하되는 문제가 있었다.
또, 종래의 베인 로터리 압축기는, R32, R410a, CO2와 같은 고압 냉매를 사용하는 경우에 앞서 설명한 문제가 더욱 크게 발생될 수 있다. 즉, 고압 냉매를 사용하게 되면 베인의 개수를 늘려 각 압축실의 체적을 줄이더라도 R134a와 같은 상대적으로 저압 냉매를 사용하는 것과 동등한 수준의 냉력을 얻을 수 있다. 하지만, 베인의 개수를 늘리게 되면 그만큼 제1 포켓의 압력 불안정으로 인한 베인의 거동이 일정하지 못하게 될 수 있다. 그러면 앞서 설명한 압축실 간 누설이 증가하여 압축 효율이 저하되거나 또는 마찰손실 등이 증가하게 되어 기계적 효율이 저하될 수 있다. 이는 난방 저온 조건, 높은 압력비 조건(Pd/Ps ≥ 6), 그리고 고속 운전 조건(80Hz 이상)에서 더 크게 영향을 받게 될 수 있다.
특허문헌: 일본공개특허: JP2015-137576A, (공개일: 2015.07.30.)
본 발명의 목적은, 고압식 베인 로터리 압축기에서 낮은 중간압을 이루는 포켓에 오일이 일정하면서 지속적으로 유입될 수 있도록 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.
나아가, 본 발명은 베어링에 별도의 오일오일공급통로를 형성하여 회전축의 외주면과 베어링의 내주면 사이로 유입되는 오일이 롤러와 베어링 사이의 틈새 외에 오일공급통로를 통해 중간압을 이루는 포켓으로 공급되도록 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.
더 나아가, 본 발명은 베어링의 보스부 또는 플랜지부에 오일공급통로를 형성하되, 회전축과 베어링 사이의 오일이 오일공급통로를 향해 원활하게 공급될 수 있도록 오일안내통로를 형성하여 압축기의 운전상태에 관계없이 오일이 포켓으로 일정하면서 지속적으로 공급될 수 있도록 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 본 발명의 목적은, R32, R410a, CO2와 같은 고압 냉매를 사용하는 경우에 앞서 설명한 중간압을 이루는 포켓으로 오일이 원활하게 공급될 수 있도록 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 본 발명의 목적은, 난방 저온 조건, 높은 압력비 조건과 고속 운전 조건에서도 앞서 설명한 중간압을 이루는 포켓으로 오일이 원활하게 공급될 수 있도록 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 메인베어링 또는 서브베어링에 중간압 포켓과 토출압 포켓을 가지는 베인 로터리 압축기에서, 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 반경방향 베어링면과 이를 마주보는 회전축의 외주면 사이로 유입되는 오일을 상기 중간압 포켓으로 안내하는 급유통로가 형성되고, 상기 급유통로는 상기 메인베어링의 상단에서 상기 중간압 포켓으로 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기가 제공될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 메인베어링 또는 서브베어링에 중간압 포켓과 토출압 포켓을 가지는 베인 로터리 압축기에서, 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 반경방향 베어링면과 이를 마주보는 회전축의 외주면 사이로 유입되는 오일을 상기 중간압 포켓으로 안내하는 급유통로가 형성되고, 상기 급유통로에는 감압부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기가 제공될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 메인베어링 또는 서브베어링에 중간압 포켓과 토출압 포켓을 가지는 베인 로터리 압축기에서, 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 반경방향 베어링면과 이를 마주보는 회전축의 외주면 사이로 유입되는 오일을 상기 중간압 포켓으로 안내하는 급유통로가 축방향으로 형성되고, 상기 급유통로의 상단에는 환형으로 된 오일수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 회전축의 외주면을 마주보는 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 내주면에는 상기 오일수용홈으로 오일을 안내하는 오일그루브가 상기 오일수용홈으로 연통되도록 형성될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 실린더; 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하며, 상기 실린더를 마주보는 면에는 각각 서로 다른 압력을 가지는 복수 개의 배압포켓이 형성되는 메인베어링 및 서브베어링; 상기 메인베어링과 서브베어링에 의해 반경방향으로 지지되고, 상기 케이싱의 내부공간에 저장된 오일을 베어링부로 안내하도록 오일유로가 형성되는 회전축; 일단이 외주면으로 개구되는 복수 개의 베인슬롯이 원주방향을 따라 형성되고, 상기 베인슬롯의 타단에는 상기 배압포켓과 연통되도록 배압챔버가 형성되는 롤러; 및 상기 롤러의 베인슬롯에 미끄러지게 삽입되며, 상기 롤러의 회전에 의해 상기 실린더의 내주면을 향하는 방향으로 돌출되어 상기 압축공간을 복수 개의 압축실로 구획하는 복수 개의 베인;을 포함하며, 상기 메인베어링과 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링에는 상기 회전축의 외주면과 이를 마주보는 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 내주면 사이의 공간을 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 배압포켓으로 연통시키는 오일공급통로가 형성되고, 상기 오일공급통로는 상기 복수 개의 배압포켓 중에서 상대적으로 낮은 압력을 가지는 배압포켓에 연통되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 메인베어링과 서브베어링에는 상기 압축공간을 형성하는 플랜지부로부터 기설정된 높이만큼 연장되어 상기 회전축을 반경방향으로 지지하는 보스부가 각각 형성되고, 상기 오일공급통로는, 상기 메인베어링과 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링의 보스부의 단부면과 상기 배압포켓 사이를 연통시키도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 오일공급통로는 상기 보스부를 관통하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 오일공급통로에는 그 오일공급통로의 내부에는 감압부재가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 오일공급통로는, 상기 보스부의 단부면에서 연통되는 제1 오일공급통로와, 상기 제1 오일공급통로에서 연장되어 상기 배압포켓으로 연통되는 제2 오일공급통로로 이루어지고, 상기 제1 오일공급통로의 축방향 중심과 상기 제2 오일공급통로의 축방향 중심은 서로 편심지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 오일공급통로는 그 단부면의 일부가 상기 제2 오일공급통로의 내부에 중첩되도록 형성되고, 상기 제2 오일공급통로의 단부면에 상기 감압부재가 축방향으로 지지될 수 있다.
그리고, 상기 제2 오일공급통로의 내경은 상기 제1 오일공급통로의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 보스부의 단부면에는 오일수용홈이 형성되고, 상기 오일수용홈은 상기 오일공급통로에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 오일수용홈은 상기 보스부의 단부면 중에서 상기 보스부의 내주면을 따라 단차지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 오일수용홈은 상기 보스부의 단부면 중간에 형성되고, 상기 오일수용홈의 내주면에는 상기 보스부의 내주면을 향해 관통되는 오일연통홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 메인베어링 또는 상기 서브베어링에는 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하는 플랜지부가 연장 형성되고, 상기 오일공급통로의 적어도 일부는, 상기 메인베어링 또는 상기 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링의 플랜지부에 관통하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 오일공급통로는 상기 케이싱의 내부공간을 향해 연통되고, 상기 오일공급통로의 단부에는 상기 케이싱의 내부공간을 향해 연장되는 오일공급관이 삽입되어 결합되며, 상기 오일공급통로 또는 상기 오일공급관의 내부에는 감압부재가 삽입되어 결합될 수 있다.
여기서, 상기 롤러의 회전방향을 기준으로 할 때, 상기 오일공급통로는 그 오일공급통로가 연통되는 포켓의 원주방향 중간 위치에서 상기 롤러가 실린더에 가장 근접한 접촉점쪽으로 편심진 위치에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 배압포켓은, 제1 압력을 가지는 제1 포켓; 및 상기 제1 압력보다 높은 압력을 가지는 제2 포켓;으로 이루어지고, 상기 오일공급통로는 상기 제1 포켓에 연통되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 포켓과 제2 포켓 중에서 적어도 어느 한쪽 포켓은, 상기 회전축의 외주면을 마주보는 내주측에 구비되어 상기 회전축의 외주면에 대해 반경방향 베어링면을 이루는 베어링돌부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 포켓은 상기 베어링돌부가 형성되어 고, 상기 제2 포켓에는 상기 회전축의 외주면을 마주보는 내주측의 적어도 일부가 개구될 수 있다.
본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, 회전축의 외주면과 메인베어링의 내주면 사이와 중간압을 이루는 배압포켓 사이를 오일공급통로로 연통함으로써, 고압식 베인 로터리 압축기에서 중간압으로 감압된 오일이 중간압을 이루는 배압포켓으로 일정하면서 지속적으로 유입될 수 있다. 이를 통해, 오일이 중간압을 이루는 배압포켓으로 원활하게 공급되어 그 배압포켓과 연통되는 배압챔버의 압력을 일정하게 유지할 수 있고, 이로 인해 베인을 안정적으로 지지하여 베인과 실린더 사이의 실링력을 확보할 수 있다. 그러면 압축실 간 누설을 억제하여 압축효율을 높이는 동시에 베인의 떨림 현상을 억제하여 소음 및 마모를 낮출 수 있다.
또, 오일이 중간압을 이루는 배압포켓으로 일정하면서 지속적으로 유입됨에 따라, 베어링과 롤러 사이를 효과적으로 윤활할 수 있고, 이를 통해 베어링과 롤러 사이에서의 마찰손실 또는 마모를 줄여 기계 효율을 높일 수 있다.
또, 본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, R32, R410a, CO2와 같은 고압 냉매를 사용하는 경우에 R134a와 같은 중저압 냉매를 사용하는 것에 비해 베어링에 대한 면압이 높아지더라도 오일이 배압챔버로 원활하게 공급됨에 따라 압축실 간 누설이나 소음 및 마찰손실을 억제할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, 난방 저온 조건, 높은 압력비 조건과 고속 운전 조건에서도 배압챔버로의 오일공급을 원활하게 유도하여 압축기 및이를 채용한 냉동사이클의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기의 일례를 종단면하여 보인 단면도,
도 2 및 도 3은 도 1에 적용된 압축유닛를 횡단면하여 보인 단면도로서, 도 2는 도 1의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이고, 도 3은 도 2의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도,
도 4의 (a) 내지 도 4의 (d)는 본 실시예에 따른 실린더에서 냉매가 흡입, 압축되어 토출되는 과정을 보인 단면도,
도 5는 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 각 배압챔버의 배압력을 설명하기 위해 압축부를 종단면하여 보인 단면도,
도 6은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 메인베어링을 파단하여 보인 사시도,
도 7은 도 6의 메인베어링을 정면에서 보인 단면도,
도 8 내지 도 9는 도 7의 "A"부에 대한 실시예를 확대하여 보인 사시도,
도 10은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 오일공급통로의 위치를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 11은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 오일공급통로에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 12는 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 배압포켓으로 오일이 공급되는 과정을 설명하기 위해 보인 단면도,
도 13은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 오일공급통로에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 14는 본 실시예에 의한 오일공급통로가 적용된 베인 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 단면도.
이하, 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기의 일례를 종단면하여 보인 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 적용된 압축유닛를 횡단면하여 보인 단면도로서, 도 2는 도 1의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이고, 도 3은 도 2의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기는, 케이싱(110)의 내부에 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 일측에는 회전축(123)에 의해 기구적으로 연결되는 압축유닛(130)가 설치된다.
케이싱(110)은 압축기의 설치양태에 따라 종형 또는 횡형으로 구분될 수 있다. 종형은 구동모터와 압축유닛가 축방향을 따라 상하 양측에 배치되는 구조이고, 횡형은 구동모터와 압축유닛가 좌우 양측에 배치되는 구조이다.
구동모터(120)는 냉매를 압축하는 동력을 제공하는 역할을 한다. 구동모터(120)는 고정자(121), 회전자(122) 및 회전축(123)을 포함한다.
고정자(121)는 케이싱(110)의 내부에 고정 설치되며, 원통형 케이싱(110)의 내주면에 열박음 등의 방법으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 고정자(121)는 중간쉘(110b)의 내주면에 고정 설치될 수 있다.
회전자(122)는 고정자(121)와 서로 이격되도록 배치되며, 고정자(121)의 내측에 위치된다. 회전자(122)의 중심에는 회전축(123)이 압입되어 결합된다. 이에 따라, 회전축(123)은 회전자(120)와 함께 동심 회전을 하게 된다.
회전축(123)의 중심에는 오일유로(125)가 축방향으로 형성되고, 오일유로(125)의 중간에는 오일통공(126a)(126b)이 회전축(123)의 외주면을 향해 관통 형성된다. 오일통공(126a)(126b)은 후술할 제1 보스부(1311)의 범위에 속하는 제1 오일통공(126a)과 제2 보스부(1321)의 범위에 속하는 제2 오일통공(126b)으로 이루어진다. 제1 오일통공(126a)과 제2 오일통공(126b)은 각각 1개씩 형성될 수도 있고, 복수 개씩 형성될 수 있다. 본 실시예는 복수 개씩 형성된 예를 도시하고 있다.
오일유로(125)의 중간 또는 하단에는 오일피더(127)가 설치된다. 이에 따라, 회전축(123)이 회전을 하면 케이싱의 하부에 채워진 오일은 오일피더(127)에 의해 펌핑되어 오일유로(125)를 따라 흡상되다가 제2 오일통공(126b)을 통해 제2 보스부(1321)의 반경방향 베어링면(이하, 서브측 제1 베어링면)(1321a)으로, 제1 오일통공(126b)을 통해 제1 보스부(1311)의 반경방향 베어링면(이하, 메인측 제1 베어링면)(1311a)으로 공급된다.
제1 오일통공(126a)은 후술할 제1 오일그루브(1311b)에, 제2 오일통공(126b)은 제2 오일그루브(1321b)에 각각 연통되도록 마주보게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 제1 오일통공(126a) 및 제2 오일통공(126b)을 통해 메인측 제1 베어링면(1311a) 및 서브측 제1 베어링면(1321a)으로 공급되는 오일이 각각의 오일그루브(1311b)(1321b)를 통해 각각의 제1 베어링면(1311a)(1321a)을 신속하면서도 골고루 윤활할 수 있게 된다. 특히 후술할 제1 오일그루브(1311b)로 유입되는 오일은 후술할 오일수용홈(1311c)과 오일공급구멍(1311d)을 통해 후술할 메인측 제1 포켓(1313a)으로 신속하게 공급되고, 메인측 제1 포켓(1313a)과 서브측 제1 포켓(1323a)에서의 오일부족을 미연에 방지할 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.
압축유닛(130)에는 축방향 양측에 설치되는 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 의해 압축공간(410)이 형성되는 실린더(133)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 메인베어링(131)과 서브베어링(132)은 케이싱(110)에 고정 설치되고, 회전축(123)을 따라 서로 이격되게 설치된다. 메인베어링(131)과 서브베어링(132)은 회전축(123)을 반경방향으로 지지하는 동시에 실린더(133)와 롤러(134)를 축방향으로 지지하는 역할을 한다. 이에 따라, 메인베어링(131)과 서브베어링(132)은 회전축(123)을 반경방향으로 지지하는 보스부(1311)(1321)와, 보스부(1311)(1321)에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부(1312)(1322)로 각각 이루어질 수 있다. 편의상, 메인베어링(131)의 보스부를 제1 보스부(1311) 및 플랜지부를 제1 플랜지부(1312)로, 서브베어링(132)의 보스부를 제2 보스부(1321) 및 제2 플랜지부(1322)로 정의한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 보스부(1311)와 제2 보스부(1321)는 각각 원통 형상으로 형성되고, 제1 플랜지부와 제2 플랜지부는 원판 형상으로 형성된다. 제1 보스부(1311)의 내주면인 반경방향 베어링면(이하, 베어링면 또는 제1 베어링면으로 약칭함)(1311a)에는 제1 오일그루브(1311b)가, 제2 보스부(1321)의 내주면인 반경방향 베어링면(이하, 베어링면 또는 제2 베어링면으로 약칭함)(1321a)에는 제2 오일그루브(1321b)가 각각 형성된다. 제1 오일그루브(1311b)는 제1 보스부(1311)의 상하 양단 사이에서 직선 또는 사선으로 형성되고, 제2 오일그루브(1321b)는 제2 보스부(1321)의 상하 양단 사이에서 직선 또는 사선으로 형성된다.
제1 보스부(1311)의 상측 단부면에는 오일수용홈(1311c)이 형성되고, 오일수용홈(1311c)에는 후술할 오일공급구멍(1311d)이 연통되도록 형성된다. 오일공급구멍(1311d)은 오일수용홈(1311c)에 고인 오일을 메인측 제1 포켓(1313a)으로 안내하는 역할을 한다. 이에 따라, 오일수용홈(1311c)의 내주면은 제1 오일그루브의 상단과 연통되고, 오일수용홈(1311c)의 외주면은 오일공급구멍(1311d)과 연통된다.
제2 보스부(1321)의 단부면에는 제1 보스부(1311)의 단부면과 같이 환형으로 된 오일수용홈(미도시)이 형성되고, 제2 보스부(1321)의 오일수용홈의 중간에서 서브측 제1 포켓(1323a)으로 안내되는 오일공급구멍(미도시)이 형성될 수 있다. 하지만, 압축기가 축방향으로 설치되는 종형의 경우에는 제2 오일그루브를 통해 제2 보스부(1321)의 단부면으로 흘러오는 오일이 자중에 의해 케이싱의 내부공간(111)으로 회수되므로 제2 보스부(1321)에는 별도의 오일수용홈과 오일공급구멍이 형성될 필요가 없을 수 있다.
한편, 제1 오일그루브(1311b)의 중간에는 후술할 메인측 제2 포켓(1313b)와 연통되도록 제1 연통유로(1315)가, 제2 오일그루브(1321b)에는 후술할 서브측 제2 포켓(1323b)와 연통되도록 제2 연통유로(1325)가 각각 형성된다.
제1 플랜지부(1312)에는 메인측 배압포켓(1313)이, 제2 플랜지부(1322)에는 서브측 배압포켓(1323)이 각각 형성된다. 메인측 배압포켓(1313)은 메인측 제1 포켓(1313a)과 메인측 제2 포켓(1313b)으로, 서브측 배압포켓(1323)은 서브측 제1 포켓(1323a)과 서브측 제2 포켓(1323b)으로 이루어진다.
메인측 제1 포켓(1313a)과 메인측 제2 포켓(1313b)은 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성되며, 서브측 제1 포켓(1323a)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성된다.
메인측 제1 포켓(1313a)은 메인측 제2 포켓(1313b)에 비해 낮은 압력, 예를 들어 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 형성하며, 서브측 제1 포켓(1323a)은 서브측 제2 포켓(1323b)에 비해 낮은 압력, 예를 들어 메인측 제1 포켓(1313a)과 거의 같은 중간압을 형성한다. 메인측 제1 포켓(1313a)은 제1 오일그루브(1311b)와 오일수용홈(1311c)으로 흡상된 토출압의 오일이 후술할 오일공급구멍(1311d)을 통과하면서 감압되어 중간압을 형성하게 되고, 서브측 제1 포켓(1323a)은 메인측 제1 포켓(1313a)과 연통되므로 중간압을 형성하게 된다. 이에 대해서는 나중에 설명한다.
하지만, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 제1 오일통공(126a)과 제2 오일통공(126b)을 통해 메인측 제1 베어링면(1311a)과 서브측 제1 베어링면(1321a)으로 유입되는 오일이 후술할 제1 연통유로(1315)와 제2 연통유로(1325)를 통해 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)으로 유입되므로 토출압 또는 거의 토출압 상태의 압력을 유지하게 된다.
실린더(133)는 압축공간(V)을 이루는 내주면이 타원 형상으로 형성된다. 실린더(133)의 내주면은 한 쌍의 장축과 단축을 가지는 대칭형 타원 형상으로 형성될 수도 있다. 하지만, 본 실시예에서는 실린더(133)의 내주면이 여러 쌍의 장축과 단축을 가지는 비대칭형 타원 형상으로 형성된다. 이러한 비대칭형 타원으로 된 실린더(133)를 통상 하이브리드 실린더라고 하고, 본 실시예는 하이브리드 실린더가 적용되는 베인 로터리 압축기를 설명한다. 다만, 본 발명에 따른 배압포켓의 구조는 대칭형 타원 형상의 베인 로터리 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이브리드 실린더(이하, 실린더로 약칭함)(133)는 그 외주면은 원형으로 형성될 수도 있지만, 비원형이라도 케이싱(110)의 내주면에 고정되는 형상이면 족할 수 있다. 물론, 메인베어링(131)이나 서브베어링(132)이 케이싱(110)의 내주면에 고정되고, 실린더(133)는 케이싱(110)에 고정된 메인베어링(131) 또는 서브베어링(132)에 볼트로 체결될 수도 있다.
또, 실린더(133)의 중앙부에는 내주면을 포함하여 압축공간(V)을 이루도록 빈 공간부가 형성된다. 이 빈공간부는 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 의해 밀봉되어 압축공간(V)을 형성하게 된다. 압축공간(V)에는 후술할 롤러(134)가 회전 가능하게 결합된다.
실린더(133)의 내주면(133a)에는 그 실린더(133)의 내주면(133a)과 롤러(134)의 외주면(134c)이 거의 접촉되는 지점을 중심으로 원주방향 양쪽에 각각 흡입구(1331)와 토출구(1332a)(1332b)가 형성된다.
흡입구(1331)는 케이싱(110)을 관통하는 흡입관(113)이 직접 연결되고, 토출구(1332a)(1332b)는 케이싱(110)의 내부공간(111)을 향해 연통되어 그 케이싱(110)에 관통 결합되는 토출관(114)과 간접적으로 연결된다. 이에 따라, 냉매는 흡입구(1331)를 통해 압축공간(V)으로 직접 흡입되는 반면, 압축된 냉매는 토출구(1332a)(1332b)를 통해 케이싱(110)의 내부공간(111)으로 토출되었다가 토출관(114)으로 배출된다. 따라서, 케이싱(110)의 내부공간(111)은 토출압을 이루는 고압상태가 유지된다.
또, 흡입구(1331)에는 별도의 흡입밸브가 설치되지 않는 반면, 토출구(1332a)(1332b)에는 그 토출구(1332a)(1332b)를 개폐하는 토출밸브(1335a)(1335b)가 설치된다. 토출밸브(1335a)(1335b)는 일단이 고정되고 타단이 자유단을 이루는 리드형 밸브로 이루어질 수 있다. 하지만, 토출밸브(1335a)(1335b)는 리드형 밸브 외에도 피스톤 밸브 등 필요에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
또, 토출밸브(1335a)(1335b)가 리드형 밸브로 이루어지는 경우 실린더(133)의 외주면에는 그 토출밸브(1335a)(1335b)가 장착될 수 있도록 밸브홈(1336a,1336b)이 형성된다. 이에 따라, 토출구(1332a)(1332b)의 길이가 최소한으로 줄어들어 사체적을 줄일 수 있다. 밸브홈(1336a,1336b)은 도 2 및 도 3과 같이 평평한 밸브시트면을 확보할 수 있도록 삼각형 모양으로 형성될 수 있다.
한편, 토출구(1332a)(1332b)는 압축경로(압축진행방향)를 따라 복수 개가 형성된다. 편의상, 복수 개의 토출구(1332a)(1332b)는 압축경로를 기준으로 상류측에 위치하는 토출구를 부 토출구(또는, 제1 토출구)(1332a), 하류측에 위치하는 토출구를 주 토출구(또는, 제2 토출구)(1332b)라고 한다.
하지만, 부 토출구는 반드시 필요한 필수구성은 아니고, 필요에 따라 선택적으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예와 같이 실린더(133)의 내주면(133a)이 후술하는 바와 같이 압축주기를 길게 형성하여 냉매의 과압축을 적절하게 감소시키는 경우라면 부 토출구를 형성하지 않을 수도 있다. 다만, 압축되는 냉매의 과압축량을 최소한으로 줄이기 위해서라면 종래와 같은 부 토출구(1332a)를 주 토출구(1332b)의 앞쪽, 즉 압축진행방향을 기준으로 주 토출구(1332b)보다 상류측에 형성할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 실린더(133)의 압축공간(V)에는 앞서 설명한 롤러(134)가 회전 가능하게 구비된다. 롤러(134)는 그 외주면(134c)이 원형으로 형성되고, 롤러(134)의 중심에는 회전축(123)이 일체로 결합된다. 이로써, 롤러(134)는 회전축(123)의 축중심(Os)과 일치하는 중심(Or)을 가지며, 그 롤러(134)의 중심(Or)을 중심으로 하여 회전축(123)과 함께 동심 회전을 하게 된다.
롤러(134)의 중심(Or)은 실린더(133)의 중심(Oc), 즉 실린더(133)의 내부공간의 중심(이하에서는, 편의상 실린더의 중심으로 정의한다)(Oc)에 대해 편심되어 그 롤러(134)의 외주면(134c) 일측이 실린더(133)의 내주면(133a)과 거의 접촉된다. 여기서, 롤러(134)의 외주면 일측이 실린더(133)의 내주면에 가장 근접하여 롤러(134)가 실린더(133)에 거의 접촉하게 되는 실린더(133)의 임의의 지점을 접촉점(P)이라고 할 때, 그 접촉점(P)과 실린더(133)의 중심을 지나는 중심선이 실린더(133)의 내주면(133a)을 이루는 타원곡선의 단축에 해당하는 위치가 될 수 있다.
롤러(134)는 그 외주면에 원주방향을 따라, 적당개소에 복수 개의 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)이 형성되고, 각 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)마다에는 베인(1351,1352,1353)이 각각 미끄러지게 삽입되어 결합된다. 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)은 롤러(134)의 중심을 기준으로 반경방향을 향해 형성될 수도 있지만, 이 경우에는 베인의 길이를 충분히 확보하기 어렵게 된다. 따라서 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)은 반경방향에 대해 소정의 경사각만큼 경사지게 형성되는 것이 베인의 길이를 충분히 확보할 수 있어 바람직할 수 있다.
여기서, 베인(1351,1352,1353)이 기울어지는 방향은 그 롤러(134)의 회전방향에 대해 역방향, 즉 실린더(133)의 내주면(133a)과 접하는 베인(1351,1352,1353)의 선단면이 롤러(134)의 회전방향 쪽으로 기울어지도록 하는 것이 압축이 빨리 시작될 수 있도록 압축개시각을 롤러(134)의 회전방향 쪽으로 당길 수 있어 바람직할 수 있다.
또, 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)의 내측단에는 베인(1351,1352,1353)의 후방측으로 오일(또는 냉매)이 유입되도록 하여 각 베인(1351,1352,1353)을 실린더(133)의 내주면 방향으로 가세할 수 있는 배압챔버(1342a,1342b,1342c)가 형성된다. 편의상, 베인의 운동방향을 기준으로 실린더를 향하는 방향을 전방, 반대쪽을 후방이라고 정의한다.
배압챔버(1342a,1342b,1342c)는 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 의해 밀봉 형성된다. 이 배압챔버(1342a,1342b,1342c)는 각각 독립적으로 배압포켓(1313)(1323)와 연통될 수도 있지만, 복수 개의 배압챔버(1342a,1342b,1342c)가 배압포켓(1313)(1323)에 의해 서로 연통되도록 형성될 수도 있다.
배압포켓(1313)(1323)은 도 1에서와 같이 메인베어링(131)의 플랜지부(1312)와 서브베어링(132)의 플랜지부(1322)에 각각 형성될 수도 있다. 하지만, 경우에 따라서는 메인베어링(131)이나 서브베어링(132) 중에서 어느 한쪽에만 형성될 수도 있다. 본 실시예는 배압포켓(1313)(1323)이 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 모두 형성된 예를 설명한다. 편의상, 배압포켓은 메인베어링(131)에 형성되는 것을 메인측 배압포켓(1313)으로, 서브베어링(132)에 형성되는 것을 서브측 배압포켓(1323)으로 정의한다.
앞서 설명한 바와 같이, 메인측 배압포켓(1313)은 다시 메인측 제1 포켓(1313a)과 메인측 제2 포켓(1313b)으로, 서브측 배압포켓(1323)은 서브측 제1 포켓(1323a)과 서브측 제2 포켓(1323b)으로 이루어진다. 또, 메인측과 서브측 모두 제2 포켓이 제1 포켓에 비해 고압을 형성하게 된다. 따라서, 메인측 제1 포켓(1313a)과 서브측 제1 포켓(1323a)은 베인 중에서 상대적으로 상류측(흡입행정에서 토출행정 전)에 위치하는 베인이 속하는 배압챔버와 연통되고, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 베인 중에서 상대적으로 하류측(토출행정에서 흡입행정 전)에 위치하는 베인이 속하는 배압챔버와 연통될 수 있다.
베인(1351,1352,1353)은 설명의 편의상 압축진행방향을 기준으로 접촉점(P)에서 가장 근접하는 베인을 제1 베인(1351)이라고 하고, 이어서 제2 베인(1352), 제3 베인(1353)이라고 하면, 제1 베인(1351)과 제2 베인(1352)의 사이, 제2 베인(1352)과 제3 베인(1353)의 사이, 제3 베인(1353)과 제1 베인(1351)의 사이는 모두 동일한 원주각만큼 이격된다.
따라서, 제1 베인(1351)과 제2 베인(1352)이 이루는 압축실을 제1 압축실(V1), 제2 베인(1352)과 제3 베인(1353)이 이루는 압축실을 제2 압축실(V2), 제3 베인(1353)과 제1 베인(1351)이 이루는 압축실을 제3 압축실(V3)이라고 할 때, 모든 압축실(V1,V2,V3)은 동일한 크랭크각에서 동일한 체적을 가지게 된다.
베인(1351,1352,1353)은 대략 직육면체 형상으로 형성된다. 여기서, 베인의 길이방향 양단 중에서 실린더(133)의 내주면(133a)에 접하는 면을 베인의 선단면이라고 하고, 배압챔버(1342a,1342b,1342c)에 대향하는 면을 후단면이라고 정의한다.
베인(1351,1352,1353)의 선단면은 실린더(133)의 내주면(133a)과 선접촉하도록 곡면 형상으로 형성되고, 베인(1351,1352,1353)의 후단면은 배압챔버(1342a,1342b,1342c)에 삽입되어 배압력을 고르게 받을 수 있도록 평면지게 형성될 수 있다.
도면중 미설명 부호인 110a는 상부쉘, 110c는 하부쉘이다.
상기와 같은 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기는, 구동모터(120)에 전원이 인가되어 그 구동모터(120)의 회전자(122)와 이 회전자(122)에 결합된 회전축(123)이 회전을 하게 되면, 롤러(134)가 회전축(123)과 함께 회전을 하게 된다.
그러면, 베인(1351,1352,1353)이 롤러(134)의 회전에 의해 발생되는 원심력과 그 베인(1351,1352,1353)의 후방측에 구비된 배압챔버(1342a,1342b,1342c)의 배압력에 의해 각각의 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)으로부터 인출되어, 각 베인(1351,1352,1353)의 선단면이 실린더(133)의 내주면(133a)에 접하게 된다.
그러면 실린더(133)의 압축공간(V)이 복수 개의 베인(1351,1352,1353)에 의해 그 베인(1351,1352,1353)의 개수만큼의 압축실(흡입실이나 토출실을 포함)(V1,V2,V3을 형성하게 되고, 각각의 압축실(V1,V2,V3)은 롤러(134)의 회전을 따라 이동하면서 실린더(133)의 내주면(133a) 형상과 롤러(134)의 편심에 의해 체적이 가변되며, 각각의 압축실(V1,V2,V3)에 채워지는 냉매는 롤러(134)와 베인(1351,1352,1353)을 따라 이동하면서 냉매를 흡입, 압축하여 토출하게 된다.
이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다. 도 4의 (a) 내지 도 4의 (d)는 본 실시예에 따른 실린더에서 냉매가 흡입, 압축되어 토출되는 과정을 보인 단면도이다. 도 4의 (a) 내지 도 4의 (d)에서는 메인베어링을 투영하여 도시하였고, 도면으로 도시하지 않은 서브베어링은 메인베어링과 동일하다.
도 4의 (a)와 같이, 제1 베인(1351)이 흡입구(1331)를 통과하고 제2 베인(1352)이 흡입완료시점에 도달하기 전까지 제1 압축실(V1)의 체적은 지속적으로 증가하게 되어, 냉매가 흡입구(1331)에서 제1 압축실(V1)로 지속적으로 유입된다.
이때, 제1 베인(1351)의 후방측에 구비된 제1 배압챔버(1342a)는 메인측 배압포켓(1313)의 제1 포켓(1313a)에, 제2 베인(1352)의 후방측에 구비된 제2 배압챔버(1342b)는 메인측 배압포켓(1313)의 제2 포켓(1313b)에 각각 노출된다. 이에 따라 제1 배압챔버(1342a)에는 중간압, 제2 배압챔버(1342b)에는 토출압 또는 토출압에 근접한 압력(이하, 토출압으로 정의함)이 형성되고, 제1 베인(1351)은 중간압으로, 제2 베인(1352)은 토출압으로 각각 가압되어 실린더(133)의 내주면에 밀착된다.
도 4의 (b)와 같이, 제2 베인(1352)이 흡입완료시점(또는, 압축개시각)을 지나 압축행정을 진행하게 되면 제1 압축실(V1)은 밀봉상태가 되어 롤러(134)와 함께 토출구 방향으로 이동을 하게 된다. 이 과정에서 제1 압축실(V1)의 체적은 지속적으로 감소하게 되면서 그 제1 압축실(V1)의 냉매는 점진적으로 압축된다.
이때, 제1 압축실(V1)의 냉매 압력이 상승하게 되면 제1 베인(1351)이 제1 배압챔버(1342a)쪽으로 밀려날 수 있고, 이에 따라 제1 압축실(V1)이 선행하는 제3 압축실(V3)과 연통되면서 냉매 누설이 발생할 수 있다. 따라서 냉매의 누설을 방지하기 위해서는 제1 배압챔버(1342a)에 더욱 높은 배압력이 형성되어야 한다.
도면을 보면, 제1 배압챔버(1342a)는 메인측 제1 포켓(1313a)을 지나 메인측 제2 포켓(1313b)으로 진입하기 전단계에 위치하고 있다. 이에 따라, 제1 배압챔버(1342a)에 형성되는 배압은 곧 중간압에서 토출압으로 상승되게 된다. 이에 제1 배압챔버(1342a)의 배압력이 상승하면서 제1 베인(1351)이 후방으로 밀려나는 것을 억제할 수 있다.
도 4의 (c)와 같이, 제1 베인(1351)은 제1 토출구(1332a)를 통과하고 제2 베인(1352)은 제1 토출구(1332a)에 도달하지 않은 상태가 되면, 제1 압축실(V1)은 제1 토출구(1332a)와 연통되면서 그 제1 압축실(V1)의 압력에 의해 제1 토출구(1332a)가 개방된다. 그러면 제1 압축실(V1)의 냉매 일부가 제1 토출구(1332a)를 통해 케이싱(110)의 내부공간(111)으로 토출되어, 제1 압축실(V1)의 압력이 소정의 압력으로 하강하게 된다. 물론, 제1 토출구(1332a)가 없는 경우에는 제1 압축실(V1)의 냉매가 토출되지 않고 주 토출구인 제2 토출구(1332b)를 향해 더 이동을 하게 된다.
이때, 제1 압축실(V1)의 체적은 더욱 감소하여 제1 압축실(V1)의 냉매는 더욱 압축되게 된다. 하지만, 제1 베인(1351)이 수용된 제1 배압챔버(1342a)는 완전히 메인측 제2 포켓(1313b)에 연통된 상태여서 제1 배압챔버(1342a)는 거의 토출압을 형성하게 된다. 그러면, 제1 베인(1351)은 제1 배압챔버(1342a)의 배압력에 의해 밀려나는 것이 저지되면서 압축실 간 누설을 억제할 수 있게 된다.
도 4의 (d)와 같이, 제1 베인(1351)이 제2 토출구(1332b)를 통과하고 제2 베인(1352)이 토출개시각에 도달하게 되면, 제1 압축실(V1)의 냉매 압력에 의해 제2 토출구(1332b)가 개방되면서 제1 압축실(V1)의 냉매가 제2 토출구(1332b)를 통해 케이싱(110)의 내부공간(111)으로 토출된다.
이때, 배압챔버(1342a)는 토출압 영역인 메인측 제2 포켓(1313b)을 지나 중간압 영역인 메인측 제1 포켓(1313a)으로 진입하기 직전이다. 따라서 배압챔버(1342a)에 형성되는 배압은 곧 토출압에서 중간압으로 낮아지게 된다.
반면, 제2 배압챔버(1342b)는 토출압 영역인 메인측 제2 포켓(1313b)에 위치하고, 제2 배압챔버(1342b)에는 토출압에 해당하는 배압이 형성된다.
도 5는 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 각 배압챔버의 배압력을 설명하기 위해 압축부를 종단면하여 보인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 메인측 제1 포켓(1313a)에 위치하게 되는 제1 베인(1351)의 후단부에는 흡입압과 토출압 사이의 중간압(Pm)이, 제2 포켓(1313b)에 위치하게 되는 제2 베인(1352)의 후단부에는 토출압(Pd)(실제로는 토출압보다 약간 낮은 압력)이 형성된다. 특히, 메인측 제2 포켓(1313b)은 제1 오일통공(126a)과 제1 연통유로(1315)를 통해 오일유로(125)와 직접 연통됨에 따라, 그 메인측 제2 포켓(1313b)에 연통되는 제2 배압챔버(1342b)의 압력이 토출압(Pd) 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다.
이에 따라, 메인측 제1 포켓(1313a)에는 토출압(Pd)보다 크게(상당히) 낮은 중간압(Pm)이 형성됨으로써 실린더(133)와 베인(135) 사이의 기계효율을 높일 수 있으며, 메인측 제2 포켓(1313b2)은 토출압(Pd) 또는 토출압(Pd)보다는 약간 낮은 압력이 형성됨에 따라 베인이 실린더에 적절하게 밀착되어 압축실 간 누설을 억제하면서도 기계효율을 높일 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 메인측 배압포켓(1313)의 제1 포켓(1313a)과 제2 포켓(1313b)은 제1 오일통공(126a)을 통해 오일유로(125)와 연통되고, 서브측 배압포켓(1323)의 제1 포켓(1323a)과 제2 포켓(1323b)은 제2 오일통공(126b)을 통해 오일유로(125)와 연통된다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 메인측 제1 포켓(1313a)과 서브측 제1 포켓(1323a)은 메인측 및 서브측 제1 베어링돌부(1314a)(1324a)에 의해 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)이 마주보는 각각의 제1 베어링면(1311a)(1321a)에 대해 폐쇄된다. 이에 따라, 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)의 오일(냉매오일)은 각각의 오일통공(126a)(126b)을 통해 각각의 제1 베어링면(1311a)(1321a)으로 유입된 후, 메인측 및 서브측 제1 베어링돌부(1314a)(1324a)와 이를 마주보는 롤러(134)의 상면(134a) 또는 하면(134b) 사이를 통과하면서 감압되어 중간압을 형성하게 된다.
반면, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 메인측 및 서브측 제2 베어링돌부(1314b)(1324b)에 의해 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)이 마주보는 각각의 제1 베어링면(1311a)(1321a)에 대해 연통된다. 이에 따라, 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)의 오일(냉매오일)은 각각의 오일통공(126a)(126b)을 통해 제1 베어링면(1311a)(1321a)으로 유입된 후, 메인측 및 서브측 제2 베어링돌부(1314b)(1324b)를 통과하여 각각의 제2 포켓(1313b)(1323b)으로 유입됨에 따라 토출압 또는 토출압보다 다소 낮은 압력을 형성하게 된다.
다만, 본 실시예 따른 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 그 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)이 마주보는 각각의 제1 베어링면(1311a)(1321a)에 대해 완전히 개구되어 연통될 수도 있고, 또는 완전히 개구되지는 않으면서 연통될 수도 있다. 본 실시예에서는 후자를 먼저 설명한다. 즉, 본 실시예에서는 메인측 제2 베어링돌부(1314b)와 서브측 제2 베어링돌부(1324b)는 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)을 대부분 차단하기는 하지만, 일부는 연통유로(1315)(1325)를 두고 각각의 제2 포켓(1313b)(1323b)을 차단하게 된다.
한편, 압축기의 운전시에는 메인측 및 서브측 제1 베어링돌부(1314a)(1324a)와 이를 마주보는 롤러(134)의 상면(134a) 또는 하면(134b) 사이가 긴밀하게 밀착되면서 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)으로 오일이 원활하게 공급되지 않을 수 있다. 그러면 롤러의 회전방향을 기준으로 일정 범위에서는 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)으로의 오일공급이 부족하게 될 수 있다. 그러면 상기한 범위에서는 각각의 배압챔버(1342a)(1342b)(1342c)로 중간압의 오일이 원활하게 공급되지 못하게 되어 각 베인의 후방측을 충분하게 지지하지 못하게 된다. 그러면 각 베인의 전방면이 실린더(133)의 내주면(133a)으로부터 착탈되면서 압축실 간 냉매누설이 발생되거나 또는 베인의 떨림 현상이 가중되어 압축기 소음이나 마멸이 발생될 수 있다. 뿐만 아니라, 해당 범위에서는 오일부족으로 인한 마찰손실이나 마모가 발생될 수도 있다. 또, 각 배압챔버(1342a)(1342b)(1342c)의 압력이 일정하게 유지되지 못하여 앞서 설명한 베인의 떨림 현상이 더욱 가중될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 메인베어링과 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링에는 회전축의 외주면과 이를 마주보는 메인베어링 또는 서브베어링의 내주면 사이의 공간을 메인베어링 또는 서브베어링의 배압포켓으로 연통시키는 오일공급통로 또는/및 오일안내통로가 형성될 수 있다. 오일공급통로 또는/및 오일안내통로는 복수 개의 배압포켓 중에서 상대적으로 낮은 압력을 가지는 배압포켓에 연통될 수 있다. 이에 따라, 중간압을 이루는 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)으로 오일이 원활하게 공급되도록 할 수 있다.
오일공급통로 또는/및 오일안내통로는 앞서 설명한 바와 같이 메인베어링이나 서브베어링 중에서 어느 쪽에든 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는 베인 로터리 압축기가 종형으로 설치되는 예를 설명함에 따라 메인베어링에 오일공급통로 또는/및 오일안내통로가 형성된 예를 중심으로 설명한다.
도 6은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 메인베어링을 파단하여 보인 사시도이고, 도 7은 도 6의 메인베어링을 정면에서 보인 단면도이며, 도 8 내지 도 9는 도 7의 "A"부에 대한 실시예를 확대하여 보인 사시도이고, 도 10은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 오일공급통로의 위치를 설명하기 위해 보인 개략도이며, 도 11은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 오일공급통로에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인베어링(131)은 보스부(이하, 제1 보스부)(1311), 및 제1 보스부(1311)의 하단 외주면으로부터 반경방향으로 연장되는 플랜지부(이하, 제1 플랜지부)(1312)로 이루어진다. 따라서, 제1 보스부(1311)는 제1 플랜지부(1312)의 상면으로부터 기설정된 높이만큼 연장되어 형성된다.
제1 보스부(1311)의 내주면에는 반경방향 베어링면이 형성되고, 반경방향 베어링면에는 앞서 설명한 제1 오일그루브(1311b)가 사선으로 형성된다. 제1 오일그루브(1311b)는 제1 보스부(1311)의 축방향 전체에 걸쳐 형성될 수도 있고, 제1 보스부(1311)의 중간에만 형성될 수 있다. 다만, 제1 오일그루브(1311b)는 회전축의 제1 오일통공(126a)에 연통될 수 있으면 족하다.
제1 보스부(1311)의 단부면에는 오일수용홈(1311c)이 형성되고, 오일수용홈(1311c)의 내주면은 제1 오일그루브(1311b)가 연통될 수 있다. 오일수용홈(1311c)은 기설정된 깊이를 가지는 환형으로 형성될 수 있다. 또, 오일수용홈(1311c)이 깊이는 가능한 한 깊게 형성되는 것이 바람직하나, 이 경우 메인베어링의 반경방향 베어링면(1311a)인을 고려하여 형성될 수 있다.
따라서, 오일수용홈(1311c)은 도 8과 같이, 제1 보스부(1311)의 내주면에 연통되도록 형성될 수도 있지만, 도 9와 같이 제1 보스부(1311)의 단부면의 반경방향 중간에 형성될 수도 있다. 오일수용홈(1311c)이 제1 보스부(1311)의 단부면의 반경방향 중간에 형성되게 되면 오일수용홈(1311c)의 깊이를 깊게 하면서도 메인측 제1 베어링면(1311a)의 높이를 확보할 수 있다. 다만, 이 경우에는 제1 오일그루브(1311b)가 오일수용홈(1311c)에 연통될 수 있도록 내주면의 일부를 개구하여 오일연통홈(1311c1)이 형성할 수 있다.
또, 오일수용홈(1311c)은 체적을 최대한 확보하기 위해 외경을 크게 형성될 수 있다. 이 경우 메인베어링의 신뢰성을 확보하기 위해 대략 반경방향 베어링면, 즉 메인측 제1 베어링면(1311a)의 1.2~1.4배 정도가 유효할 수 있다.
한편, 오일수용홈(1311c)의 원주방향 일측에는 앞서 설명한 오일공급통로인 오일공급구멍(1311d)이 연통될 수 있다. 오일공급구멍(1311d)은 오일수용홈(1311c)의 외주면에 연통되도록 형성될 수 있다. 오일공급구멍(1311d)은 축방향으로 관통되어 앞서 설명한 메인측 제1 포켓(1313a)에 연통될 수 있다.
오일공급구멍(1311d)은 한 개의 구멍으로 형성될 수도 있다. 하지만, 오일공급구멍(1311d)이 한 개의 구멍으로 형성될 경우에는 그 오일공급구멍(1311d)에 삽입하게 될 감압핀을 제위치에 고정하기가 곤란하다. 따라서, 오일공급구멍(1311d)은 복수 개의 구멍을 편심되게 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 도 7과 같이, 오일공급구멍(1311d)은 제1 오일공급통로를 이루며 오일수용홈(1311c)에 연통되는 제1 오일공급구멍(1311d1)과, 제1 오일공급통로를 이루며 제1 오일공급구멍(1311d1)에서 연장되어 메인측 제1 포켓(1313a)의 상벽면에 연통되는 제2 오일공급구멍(1311d2)으로 이루어질 수 있다.
제1 오일공급구멍(1311d1)의 축방향 중심과 제2 오일공급구멍(1311d2)의 축방향 중심은 서로 편심지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 오일공급구멍(1311d1)의 하단부와 제2 오일공급구멍(1311d2)의 상단부의 적어도 일부가 축방향 및 반경방향으로 중첩되도록 형성되어, 제1 오일공급구멍(1311d1)과 제2 오일공급구멍(1311d2)의 사이에는 연통구멍(1311e)이 확보될 수 있다.
제1 오일공급구멍(1311d1)과 제2 오일공급구멍(1311d2)의 사이에는 단차면(1311g)이 형성될 수 있다. 이 단차면(1311g)에 제1 오일공급구멍(1311d1)에 삽입되는 감압핀(1316)의 하단이 축방향으로 지지될 수 있다.
또, 제2 오일공급구멍(1311d2)의 내경(D2)은 제1 오일공급구멍(1311d1)의 내경(D1)보다 크게 형성되는 것이 메인측 제1 포켓(1313a)으로 오일을 원활하게 공급할 수 있어 바람직하다. 다만, 경우에 따라서는 제1 오일공급구멍(1311d1)의 내경과 제2 오일공급구멍(1311d2)의 내경을 동일하게 형성하거나, 제2 오일공급구멍(1311d2)의 내경이 제1 오일공급구멍(1311d1)의 내경보다 작게 형성될 수도 있다. 이들 경우에도 제1 오일공급구멍(1311d1)과 제2 오일공급구멍(1311d2)의 축중심은 서로 일치하지 않도록 편심지게 형성되는 것이 바람직하다.
제1 오일공급구멍(1311d1)에는 앞서 설명한 바와 같이 감압핀(1316)이 삽입되고, 감압핀(1316)의 일단은 제2 오일공급구멍(1311d2)의 상단, 즉 지지면에 밀착되어 축방향 하측으로 지지되는 반면 감압핀(1316)의 타단은 제1 보스부(1311)를 반경방향으로 관통되는 고정핀(1317)에 의해 축방향 상측으로 지지될 수 있다. 감압핀(1316)의 외경은 제1 오일공급구멍(1311d1)의 내경보다 작게 형성된다.
또, 도 10과 같이, 제2 오일공급구멍(1311d2)의 출구단은 롤러(134)의 회전방향을 기준으로 할 때, 메인측 제1 포켓(1313a)의 원주방향 중간 위치에서 상대적으로 흡입측인 접촉점(P)쪽으로 편심진 위치에 형성될 수 있다. 즉, 메인측 제1 포켓의 양단 사이의 원주각을 α, 메인측 제1 포켓의 접촉점측 단부에서 제2 오일공급구멍(1311d2)의 출구단까지의 원주각을 β라고 할 때, β는 α 대비 1/2 이하가 되는 지점에 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 오일공급구멍(1311d2)을 통해 메인측 제1 포켓(1313a)의 흡입측으로 유입되는 오일이 롤러(134)의 회전을 따라 퍼져 이동하면서 그 롤러(134)의 상면(미부호) 또는 하면(미부호), 그리고 이들 면에 접하는 메인베어링(131)과 서브베어링(132)의 축방향 베어링면(이하, 메인측 제2 베어링면과 서브측 제2 베어링면)(1311f)(1321f) 전체를 골고루 윤활할 수 있게 된다.
한편, 오일공급통로(1311d)는 도 11과 같이 메인측 제1 베어링면(1311a)에 기설정된 면적을 갖는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 오일공급통로(1311d)는 제1 오일그루브(1311b)와 유사한 형상으로 형성될 수 있지만, 메인측 제1 포켓(1313a)과 연통되도록 하기 위해서는 반경방향으로 기설정된 깊이를 가지는 슬릿 형상으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기는, 운전시 회전축의 하단에 구비된 오일피더(127)에 의해 케이싱(110)의 내부공간에 채워진 오일이 펌핑되고, 이 오일은 회전축((123)의 오일유로(125)와 오일통공(126a)(126b)을 통해 메인베어링(131)과 회전축(123)의 사이 공간 또는 서브베어링(132)과 회전축(123)의 사이 공간으로 유입된다.
이 오일의 일부는 앞서 설명한 바와 같이 메인측 제1 포켓(1313a)과 서브측 제1 포켓(1323a)으로 유입되고, 다른 오일은 메인측 제2 포켓(13133b)과 서브측 제2 포켓(1323b)으로 유입된다. 각각의 포켓으로 유입되는 오일은 각각의 배압챔버로 유입되어 롤러(134)의 회전에 따라 각각의 베인(1351)(1352)(1353)을 실린더(133)를 향하는 방향으로 가압하게 된다.
이때, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 각각의 베어링돌부[(1314a)(1314b)][(1324a)(1324b)]에 의해 내측이 차단되더라도, 그 베어링돌부[(1314a)(1314b)][(1324a)(1324b)]에 연통유로(1315)(1325)가 형성됨에 따라 오일이 원활하게 각각의 제2 포켓(1313b)(1323b)으로 유입될 수 있다. 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)이 토출압 또는 토출압에 유사한 압력을 형성하여야 하므로 연통유로(1315)(1325)의 내경은 가능한 한 크게 형성되게 된다. 따라서, 오일이 각각의 제2 포켓[(1314a)(1314b)][(1324a)(1324b)]으로 원활하게 유입되게 되므로 제2 포켓을 통해서는 충분한 양의 오일이 유입될 수 있다.
하지만, 메인측 제1 포켓(1313a)과 서브측 제1 포켓(1323a)은 각각의 포켓 내 압력이 흡입압보다는 높지만 토출압보다는 낮은 중간압을 형성하여야 한다. 이에 따라 제2 베어링돌부(1314b)(1324b)와 달리 제1 베어링돌부(1314a)(1324a)에 연통유로를 형성할 수 없다. 따라서, 종래에는 제1 베어링돌부(1314a)(1324a)와 롤러(134)의 상면 또는 하면 사이의 좁은 틈새를 통해 오일이 각각의 제1 포켓(1313a)(1323a)으로 유입되게 된다. 이는, 압축기의 운전조건에 따라서는 오일이 제1 포켓으로는 거의 유입되지 못하게 되거나 유입되더라도 미량에 그칠 수 있다. 그러면 앞서 설명한 바와 같이 각각의 제1 포켓(1313a)(1323a)과 배압챔버(1342a)(1342b)(1342c)에 오일부족이 발생되어 각각의 베인을 충분히 밀어주지 못하거나 윤활부족이 야기될 수 있다.
이에, 본 실시예는 도 12와 같이, 메인베어링(131)의 제1 보스부(1311)의 내주면인 메인측 제1 베어링면(1311a)에 제1 오일그루브(1311b)를, 제1 보스부(1311)의 상단에 오일수용홈(1311c)을, 제1 보스부(1311)의 내부에 오일공급구멍(1311d)을 서로 연통되도록 형성하여, 회전축(123)의 오일유로(125)와 제1 오일통공(126a)을 통해 제1 보스부(1311)의 내주면과 회전축(123)의 외주면 사이의 공간으로 유입되는 오일이 제1 오일그루브(1311b), 오일수용홈(1311c), 오일공급구멍(1311d)을 통해 메인측 제1 포켓(1313a)으로 유입되도록 하게 된다. 그러면, 운전조건에 따라서 메인측 제1 베어링돌부(1314a)와 롤러(134)의 상면 사이의 좁은 틈새를 통한 메인측 제1 포켓(1313a)으로의 오일공급이 원활하지 못하더라도, 앞서 설명한 오일공급구멍(1311d)을 통한 메인측 제1 포켓(1313a)으로의 오일공급이 원활하게 이루어질 수 있다. 이때, 오일공급구멍(1311d)에는 감압핀(1316)이 삽입되어 그 오일공급구멍(1311d)으로 유입되는 토출압의 오일이 적정한 중간압으로 감압될 수 있다.
이렇게 하여, 제1 포켓에서의 오일부족으로 인해 베인의 전방면이 실린더의 내주면으로부터 이격되거나 메인베어링 또는 서브베어링과 롤러 사이의 마찰손실을 억제할 수 있다.
또, 오일공급구멍이 메인베어링과 같이 한 개의 부재에 형성함에 따라, 복수 개의 부재에 형성하는 것에 비해 오일공급구멍을 용이하면서도 정확하게 형성할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 오일공급구멍(1311d)이 메인베어링의 보스부(1311)를 관통하여 형성되는 것이나, 본 실시예에서는 오일공급구멍이 실린더와 메인베어링을 관통하여 형성되는 것이다.
도 13은 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 오일공급통로에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기의 오일공급구멍은, 실린더(133)를 축방향으로 관통하는 제3 오일공급구멍(1338)과, 메인베어링(131)의 플랜지부(1312)를 반경방향으로 관통하는 제4 오일공급구멍(1318)으로 이루어질 수 있다.
제3 오일공급구멍(1338)과 제4 오일공급구멍(1318)은 서로 연통되어 제3 오일공급구멍(1338)은 입구단을 제4 오일공급구멍(1318)은 출구단을 각각 형성할 수 있다. 이 경우, 제3 오일공급구멍(1338)의 입구단에는 케이싱(110)의 내부공간 저면부에 저장된 오일에 잠길 수 있도록 오일공급관(1319)이 연결될 수 있다.
제4 오일공급구멍(1318)의 출구단은 전술한 실시예와 같이 메인측 제1 포켓(1313a)의 측벽면에 연통되도록 형성될 수 있다. 제4 오일공급구멍(1318)의 출구단은 메인측 제1 포켓(1313a)의 원주방향 중간에서 접촉점(P)을 향하는 방향으로 편심진 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
또, 제3 오일공급구멍(1338)의 내부, 제4 오일공급구멍(1318)의 내부 중에서 적어도 어느 한 구멍의 내부에는 감압핀(1316)이 삽입될 수 있다. 이때, 제4 오일공급구멍(1318)의 경우 횡방향(반경방향)으로 형성됨에 따라, 제4 오일공급구멍(1318)에 감압핀(1316)을 설치하는 것이 설치 또는 고정측면에서 유리할 수 있다.
본 실시예와 같이 오일공급구멍이 서브베어링과 실린더 그리고 메인베어링에 형성하더라도 그 기본적인 구성 및 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예의 경우에는 전술한 실시예에 비해 메인베어링의 보스부 변형 또는 오가공으로 인한 베어링면의 불균일 등을 미연에 방지할 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 오일공급구멍은 서브베어링과 실린더, 그리고 메인베어링을 관통하여 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 배압포켓 중에서 중간압을 형성하는 제1 포켓은 물론 토출압을 형성하는 제2 포켓도 베어링돌부가 형성되고, 베어링돌부에 연통유로가 형성되는 것이나, 본 실시예는 제2 포켓은 내주측이 완전히 개구되도록 형성되는 것이다. 도 14는 본 실시예에 의한 오일공급통로가 적용된 베인 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예는 전술한 실시예에 비해 제2 포켓(1313b)(1323b)으로의 오일유입이 더욱 신속하면서도 원활하게 이루어질 수 있다. 즉, 전술한 실시예에는 오일통공(126a)(126b)을 통해 각 보스부(1311)(1321)의 내주면과 회전축(123)의 외주면 사이로 유입된 오일이 연통유로(1315)(1325)를 통해 각각의 제2 포켓(1313b)(1323b)으로 유입됨에 따라 유로저항이 발생할 수 있다.
이에, 본 실시예는 제2 포켓(1313b)(1323b)의 내주측이 개구됨에 따라 오일이 제2 포켓(1313b)(1323b)으로 원활하게 유입될 수 있다. 물론, 이 경우에도 메인측 제1 포켓(1313a)으로는 앞선 실시예들과 같이 오일그루브(1311b), 오일수용홈(1311c), 오일공급구멍(1311d)을 통해 감압된 냉매가 유입될 수 있다. 이에 따라, 메인측 및 서브측 제1 포켓(1323a)으로도 중간압의 오일이 원활하게 공급되어 해당 범위에서의 베인의 실링력을 높이는 동시에 베인의 이상 거동으로 인한 소음을 줄일 수 있다.
한편, 전술한 실시예들은 실린더가 한 개인 싱글형 베인 로터리 압축기를 예로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 복수 개의 실린더가 축방향으로 배열되는 트윈형 베인 로터리 압축기에도 앞서 설명한 배압포켓을 이용한 탄성 베어링 구조가 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 이 경우에는 복수 개의 실린더 사이에 중간 플레이트가 구비되고, 중간 플레이트의 축방향 양쪽 측면에 앞서 설명한 배압 포켓이 각각 형성될 수 있다.

Claims (16)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 실린더;
    상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하며, 상기 실린더를 마주보는 면에는 각각 서로 다른 압력을 가지는 복수 개의 배압포켓이 형성되는 메인베어링 및 서브베어링;
    상기 메인베어링과 서브베어링에 의해 반경방향으로 지지되고, 상기 케이싱의 내부공간에 저장된 오일을 베어링부로 안내하도록 오일유로가 형성되는 회전축;
    일단이 외주면으로 개구되는 복수 개의 베인슬롯이 원주방향을 따라 형성되고, 상기 베인슬롯의 타단에는 상기 배압포켓과 연통되도록 배압챔버가 형성되는 롤러; 및
    상기 롤러의 베인슬롯에 미끄러지게 삽입되며, 상기 실린더의 내주면을 향하는 방향으로 돌출되어 상기 압축공간을 복수 개의 압축실로 구획하는 복수 개의 베인;을 포함하며,
    상기 메인베어링과 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링에는 상기 회전축의 외주면과 이를 마주보는 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 내주면 사이의 공간을 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 배압포켓으로 연통시키는 오일공급통로가 형성되고,
    상기 오일공급통로의 일단은 상기 복수 개의 배압포켓 중에서 상대적으로 낮은 압력을 가지는 배압포켓에 연결되며,
    상기 메인베어링과 서브베어링에는 상기 압축공간을 형성하는 플랜지부로부터 기설정된 높이만큼 연장되어 상기 회전축을 반경방향으로 지지하는 보스부가 각각 형성되고,
    상기 오일공급통로는,
    상기 메인베어링과 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링의 보스부의 단부면과 상기 배압포켓 사이를 연결시키도록 상기 보스부를 축방향으로 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오일공급통로에는 그 오일공급통로의 내부에는 감압부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오일공급통로는,
    상기 보스부의 단부면에서 연통되는 제1 오일공급통로와, 상기 제1 오일공급통로에서 연장되어 상기 배압포켓으로 연통되는 제2 오일공급통로로 이루어지고,
    상기 제1 오일공급통로의 축방향 중심과 상기 제2 오일공급통로의 축방향 중심은 서로 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 오일공급통로는 그 단부면의 일부가 상기 제2 오일공급통로의 내부에 중첩되도록 형성되고,
    상기 제2 오일공급통로의 단부면에 상기 감압부재가 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 오일공급통로의 내경은 상기 제1 오일공급통로의 내경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보스부의 단부면에는 오일수용홈이 형성되고, 상기 오일수용홈은 상기 오일공급통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오일수용홈은 상기 보스부의 단부면 중에서 상기 보스부의 내주면을 따라 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 오일수용홈은 상기 보스부의 단부면 중간에 형성되고, 상기 오일수용홈의 내주면에는 상기 보스부의 내주면을 향해 관통되는 오일연통홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  11. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 실린더;
    상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하며, 상기 실린더를 마주보는 면에는 각각 서로 다른 압력을 가지는 복수 개의 배압포켓이 형성되는 메인베어링 및 서브베어링;
    상기 메인베어링과 서브베어링에 의해 반경방향으로 지지되고, 상기 케이싱의 내부공간에 저장된 오일을 베어링부로 안내하도록 오일유로가 형성되는 회전축;
    일단이 외주면으로 개구되는 복수 개의 베인슬롯이 원주방향을 따라 형성되고, 상기 베인슬롯의 타단에는 상기 배압포켓과 연통되도록 배압챔버가 형성되는 롤러; 및
    상기 롤러의 베인슬롯에 미끄러지게 삽입되며, 상기 실린더의 내주면을 향하는 방향으로 돌출되어 상기 압축공간을 복수 개의 압축실로 구획하는 복수 개의 베인;을 포함하며,
    상기 메인베어링과 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링에는 상기 회전축의 외주면과 이를 마주보는 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 내주면 사이의 공간을 상기 메인베어링 또는 서브베어링의 배압포켓으로 연통시키는 오일공급통로가 형성되고,
    상기 오일공급통로의 일단은 상기 복수 개의 배압포켓 중에서 상대적으로 낮은 압력을 가지는 배압포켓에 연결되며,
    상기 메인베어링 또는 상기 서브베어링에는 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하는 플랜지부가 연장 형성되고,
    상기 오일공급통로의 적어도 일부는,
    상기 메인베어링 또는 상기 서브베어링 중에서 적어도 어느 한 쪽 베어링의 플랜지부에 관통하여 형성되며,
    상기 배압포켓은, 원주방향을 따라 분리되어 서로 다른 내부압력을 갖는 복수 개의 포켓으로 형성되고,
    상기 회전축의 외주면을 마주보는 상기 복수 개의 포켓의 내주측에는 상기 회전축의 외주면에 대해 반경방향 베어링면을 이루는 베어링돌부가 환형으로 형성되며,
    상기 복수 개의 포켓은,
    제1 압력을 가지는 제1 포켓; 및
    상기 제1 압력보다 높은 압력을 가지는 제2 포켓;으로 이루어지고,
    상기 베어링돌부에서 상기 제2 포켓을 마주보는 부위에는 상기 베어링돌부의 내주면과 외주면을 연통시키도록 연통유로가 관통 형성되며,
    상기 오일공급통로는,
    상기 메인베어링의 제1 포켓 또는 상기 서브베어링의 제1 포켓으로 연통시키는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 오일공급통로는 상기 케이싱의 내부공간을 향해 연통되고,
    상기 오일공급통로의 단부에는 상기 케이싱의 내부공간을 향해 연장되는 오일공급관이 삽입되어 결합되며,
    상기 오일공급통로 또는 상기 오일공급관의 내부에는 감압부재가 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 롤러의 회전방향을 기준으로 할 때, 상기 오일공급통로는 그 오일공급통로가 연통되는 포켓의 원주방향 중간 위치에서 상기 롤러가 실린더에 가장 근접한 접촉점쪽으로 편심진 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  14. 제1항, 제4항 내지 제10항, 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 배압포켓은,
    제1 압력을 가지는 제1 포켓; 및
    상기 제1 압력보다 높은 압력을 가지는 제2 포켓;으로 이루어지고,
    상기 오일공급통로는 상기 제1 포켓에 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 포켓과 제2 포켓 중에서 적어도 어느 한쪽 포켓은, 상기 회전축의 외주면을 마주보는 내주측에 구비되어 상기 회전축의 외주면에 대해 반경방향 베어링면을 이루는 베어링돌부가 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 베어링돌부는 환형으로 형성되고, 상기 베어링돌부 중에서 상기 제2 포켓에 대응되는 부분에는 상기 회전축의 외주면을 마주보는 내주측의 적어도 일부가 개구되어 연통유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.
KR1020190024256A 2019-02-28 2019-02-28 베인 로터리 압축기 KR102191124B1 (ko)

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