KR19980015236U - 회전압축기 - Google Patents

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김광호
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Abstract

본 고안은 회전압축기에 관한 것으로, 그 목적은 롤러의 외주면과 선접촉하는 베인을 개선하여 압축기의 압축효율과 베인의 신뢰성을 향상시키는 것이다.
본 고안에 따른 회전압축기는 롤러(23)의 외주면과 항상 선접촉하여 압축실(21)을 흡입실(210g)과 토출실(210b)로 구획하는 베인(800)의 선단부에 봉상의 구름베어링(810)을 설치하였다.
따라서 롤러(23)의 회전 및 자정운동시 구름베어링(810)도 같이 구름운동하여 롤러(23)가 마찰저항을 최소로 받게 됨으로써 압축기의 압축효율이 향상되고, 또한 베인(800)의 선단부가 롤러(23)와의 마찰로 인해 손상되는 것이 방지되어 이의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Description

회전압축기
본 고안은 공기조화기 등에 장착되는 회전압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 압축실에서 회전 및 자전운동을 하는 롤러의 외주면과 선접촉하여 압축실을 토출실과 흡입실로 구획하는 베인에 관한 것이다.
일반적으로 회전압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축, 응측, 팽창 증발과정이 연속적으로 수행되는 공기조화기 등의 냉동사이클에서 냉매를 고온 고압으로 압축하여 외부로 내보내는 작용을 한다.
이러한 기능을 하는 일반적인 회전압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 저부에 작동체를 윤활하는 오일이 저장되며 냉매의 유입과 토출을 안내하도록 냉매흡입관(11)과 냉매토출관(12)이 설치된 밀폐용기(10)내에 냉매를 흡입하여 압축하는 압축부(20)와 압축부(20)를 구동하기 위한 구동부(30)로 구성된다.
압축부(20)는 압축실(21)을 형성하도록 양면이 개구된 실린더(22)와 압축실(21)내에 마련되어 회전운동 및 미끄럼운동을 하여 냉매를 흡입 압축하는 롤러(23)가 구비되고, 또한 실린더(22)의 일측에는 냉매흡입구(221)가 형성되어 있어서, 냉매흡입관(11)을 통해 밀폐용기(10)내로 들어온 냉매는 냉매흡입구(221)를 통해 압축실(21)로 유입된다.
그리고 구동부(30)는 롤러(23)와 결합되는 편심부(31)가 일체로 형성된 회전축(32), 그 중심부에 회전축(32)이 압입되어 일체로 회전하는 회전자(33)와 이의 외측에 자장을 형성하는 고정자(34)를 구비하며, 회전축(32)의 하단부는 오일에 수용되어 있어서 회전시 오일을 각 슬라이딩부로 펌핑, 이를 윤활시키도록 구성되어 있다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이 실린더(22)를 사이에 두고 설치되어 압축실(21)을 형성함과 동시에 회전축(32)을 회전가능하게 지지하는 상부베어링(40)과 하부베어링(50)이 구성되는데, 이 상,하부베어링(40,50) 각각의 앤드 플레이트(40a,50a)는 압축실(21)의 밀폐를 위해 롤러(23)의 양면과 밀착되도록 결합되어 있다. 그리고 실린더(22)에는 그 선단부가 롤러(23)의 외주면과 항상 축방향으로 선접촉되어 압축실(21)을 흡입실(210g)과 토출실(210b)로 형성하도록 탄성부재(70)에 의해 왕복운동하는 베인(80)이 설치된다. 이 베인(80)을 중심으로 냉매흡입구(221)와 대향하는 압축실(21)의 실린더(22)측면에는 후술하는 토출포트(41)로 냉매토출을 원활하게 안내하도록 외향경사지게 반달홈(222)이 형성되고, 이 반달홈(222)과 연계되어 잔류냉매의 재팽창으로 인해 발생하는 소음을 감쇄시키는 공명기(223)가 형성된다. 또한 상부베어링(40)에는 반달홈(222)과 상응하는 부분에 수직 상방으로 천공되어 압축실(21)과 후술하는 머플러(61)내부를 연통하는 토출포트(41)가 형성되어 있고, 이의 상측에 토출포트(41)를 개폐하는 토출밸브(60)가 마련된다.
또한, 토출밸브(60)가 개방되면 고압의 냉매가 토출되고 소음이 발생하게 되는데, 이러한 소음을 차폐하도록 상부베어링(40) 상부에는 머플러(61)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 회전압축기는 전원이 인가됨에 따라 구동부(30)의 회전축(32)이 회전하게 되고, 편심부(31)와 함께 롤러(23)가 실린더(22)의 압축실(21)에서 편심 회전운동 및 미끄럼운동을 하게 된다.
이에 따라 냉매가 냉매흡입관(11)과 냉매흡입구(221)를 통해 실린더(22) 압축실(21)의 흡입실(210g)로 유입되고, 계속하여 토출실(210b)의 냉매가 일정압력에 도달하게 되면 토출밸브(60)가 열리며 고압의 냉매는 반달홈(222)과 토출포트(41)를 통해 머플러(61)내로 토출된다. 그리고 냉매의 압력이 다시 저압으로 되면 토출벨브(60)가 폐쇄되어 냉매토출이 완료된다.
이 때, 토출과정이 완료된 직 후 반달홈(222)과 토출포트(41)의 극간체적에 잔류되어 있는 고압의 냉매는 순간적으로 다시 유입되는 냉매와 접촉하면서 재팽창하여 소음을 발생하는데, 이 소음은 공명기(223)에 의해서 상쇄가 된다. 또한 머플러(61)내로 토출된 고압의 냉매는 머플러(61)가 형성하는 외부와 구획된 공간에서 소음이 차폐되고 계속하여 냉매토출관(12)을 통해 냉동사이클(미도시) 내로 공급된다.
이러한 작동은 편심부(31)의 1회전당 1회씩 수행하게 되는데, 편심부(31)가 형성된 회전축(32)의 회전에 따라 편심부(31)의 외주면에 마련된 롤러(23)가 편심 회전운동 및 미끄럼운동을 하게 된다. 즉 롤러(23)의 외주면이 압축실(21)의 내주면과 밀접하게 접촉운동함으로써, 저압상태의 냉매가스가 냉매흡입구(221)를 통해 흡입실(210g)로 흡입되어 압축되고 토출실(210b)의 냉매가 일정압력에 도달하게 되면 토출밸브(60)가 열려 외부로 토출된다.
이 때, 롤러(23)와 접촉하여 압축실(21)을 흡입실(210g)과 토출실(210b)로 구획하도록 탄성부재(70)에 의해 왕복운동하는 베인(80)이 설치되어 있는데, 압축실(21) 내부를 편심 회전 및 미끄럼운동을 하는 롤러(23)의 외주면에 이 베인(80)의 선단부가 항상 축방향으로 선접촉되도록 타단부가 탄성부재(70)에 의해 지지되어 있다.
따라서 베인(80)은 회전 및 자전운동하는 롤러(23)의 외주면과의 계속적인 마찰로 인해 그 선단부가 마모 손상되고, 이러한 베인(80)의 손상은 압축실(21)을 흡입실(210g)과 토출실(210b)로 구획하는 본 기능을 수행하지 못하게 된다. 또한 탄성지지되는 베인(80) 선단부와의 마찰로 인해 롤러(23)가 회전저항을 받게 됨으로써, 회전압축기의 기계적 효율이 떨어지게 된다.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 롤러의 외주면과 축방향으로 선접촉하여 압축실을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인의 선단부를 개선하여 베인 선단부의 마찰손상을 줄이고, 또한 롤러와 베인과의 마찰저항을 감쇄하여 롤러의 운동이 원활하게 함으로써, 압축기의 전체적인 압축효율을 향상시키는 회전압축기를 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 회전압축기의 전체적인 구성을 보인 단면도이다.
도 2는 종래의 회전압축기 베어링부를 보인 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도로써, 종래의 실린더의 내부구성을 보인 것이다.
도 4는 본 고안에 따른 실린더의 내부구성을 개략적으로 보인 평단면도이다.
도 5는 본 고안에 따른 베인과 롤러를 개략적으로 보인 분해사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10..밀폐용기 21..압축실 22..실린더 23..롤러
31..편심부 32..회전축 40,50..베어링 800..베인
810..구름베어링 820..가이드홈
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 밀폐용기, 밀폐용기에 내장되어 내부에 압축실을 형성하는 실린더, 압축실에서 편심 회전운동하는 편심부가 마련된 회전축, 편심부에 결합되어 회전하는 롤러, 롤러의 외주면과 접촉하여 압축실을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인을 갖춘 회전압축기에 있어서,
베인의 선단부에는 롤러와의 마찰저항을 감쇄하는 수단이 마련되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1과 도 2는 본 고안이 적용되는 회전압축기의 전체적인 구성과 베어링부를 확대도시한 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 실린더부를 확대도시한 개략적인 평단면도이다. (본 고안에 따른 회전압축기는 롤러와 접하는 베인의 선단부 구조를 제외하고는 종래의 구성요소와 동일하기 때문에, 동일 구성요소에 대해서는 동일명칭과 동일부호를 사용하여 간략하게 설명한다.)
회전압축기는 이에 도시한 바와 같이, 밀폐용기(10) 내에 냉매를 흡입하여 압축하는 압축부(20)와 이 압축부(20)를 구동하기 위해 동력을 발생하는 구동부(30)로 구성된다.
압축부(30)는 양면이 개구되어 압축실(21)을 형성하는 실린더(22)와 압축실(21)내에 마련되어 회전운동 및 미끄럼운동을 하여 냉매를 흡입 압축하는 롤러(23)가 구비되고, 실린더(22)의 일측에는 압축실(21)로 냉매유입을 안내하는 냉매흡입구(221)가 형성되어 있다. 그리고 구동부(30)는 롤러(23)와 결합되도록 편심부(31)가 형성된 회전축(32)과 이 회전축(32)이 압입 결합되는 회전자(33), 그리고 회전자(33)의 외측에는 자장을 형성하는 고정자(34)를 구비하며, 실린더(22)를 사이에 두고 설치되어 압축실(21)을 형성함과 동시에 회전축(32)을 지지하는 상부베어링(40)과 하부베어링(50)이 구성된다.
상부베어링(40)에는 반달홈(222)과 상응하는 부분에 상방으로 연통된 토출포트(41)가 형성되고, 그 상측으로는 토출포트(41)를 개폐하는 토출밸브(60)가 마련된다. 그리고 토출포트(41)가 개방되면 고압의 냉매가 토출되고 소음이 발생하게 되는데, 이러한 소음을 차폐하는 머플러(61)가 설치된다.
그리고, 실린더(22)에는 도 4에 보인 바와 같이, 편심부(31)와 결합된 롤러(23)의 외주면에 선접촉하여 압축실(21)을 흡입실(210g)과 토출실(210b)로 구획하는 베인(800)이 설치되고, 롤러(23)는 편심부(31)의 편심 회전운동에 의해 회전 및 자전운동을 하는데, 이 베인(800)은 끝단이 롤러(23)의 외주면과 항상 접하고 있도록 탄성부재(70)가 이를 탄성지지하여 왕복운동하게 된다. 한편, 본 고안의 특징적인 요소로 롤러(23)의 외주면과 선접촉하는 베인(800)의 선단부에는 마찰저항을 감쇄하는 수단을 설치함으로써, 롤러(23)의 회전 및 자전운동이 원활하도록 구성하였다. 이 수단은 롤러(23)의 외주면과 선접촉하여 회전하며 베인(800)의 축방향 길이와 동일 길이를 갖는 봉상의 구름베어링(810), 베인(800)의 선단부에 소정곡률로 내곡되게 형성되어 그 내부에서 구름베어링(810)이 구름운동하며 이탈을 방지하는 가이드홈(820)로 구성되어 있는데, 이 가이드홈(820)에는 구름베어링(810)의 축방향 외주연 일부가 노출되어 롤러(23)의 외주면과 접하도록 축방향으로 개구부(821)가 형성되어 있다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 베인(800)의 선단부에 형성된 가이드홈(820)에 봉상의 구름베어링(810)이 구름운동 가능하게 삽입 결합되면, 구름베어링(810)의 일부가 개구부(821)를 통해 외부로 노출되어 롤러(23)의 외주면과 축방향으로 선접촉하도록 구성되어 있다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 회전압축기의 작동을 설명한다.
먼저, 본 고안에 따른 회전압축기에 전원이 인가되면 구동부(30)의 회전축(32)이 회전하게 되고, 편심부(31)와 함께 롤러(23)가 실린더(22)의 압축실(21)측면과 접촉하면서 편심 회전운동 및 미끄럼운동을 하게 된다. 이에 따라 냉매가 냉매흡입관(11)과 냉매흡입구(221)를 통해 실린더(22)의 흡입실(210g)로 유입 압축되고, 계속하여 토출실(210b)의 냉매가 일정압력에 도달하게 되면 토출밸브(60)가 열리며 고압의 냉매는 반달홈(222)과 토출포트(41)를 통해 머플러(61)내로 토출되어 소음이 감쇄되고 냉매토출관(12)을 통해 외부로 토출된다.
도 4를 참조하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다. 압축실(21)은 롤러(23)의 외주면에 탄성지지되는 베인(800)의 선단부가 항상 접촉되어 있어서 흡입실(210g)과 토출실(210b)로 구획되는데, 베인(800)의 선단부에 구름운동가능하게 마련된 봉상의 구름베어링(810)이 롤러(23)의 외주면과 축방향으로 선접촉되어 있다. 따라서 롤러(23)의 회전시 베인(800) 선단부의 가이드홈(820)에 결합된 구름베어링(810)도 같이 구름운동함으로써, 롤러(23)는 마찰저항을 최소로 받게 된다.
즉, 롤러(23)가 회전 및 자전운동함에 따라 구름베어링(810)도 같이 구름운동함으로써, 롤러(23)는 편심부(31)와 함께 편심회전 및 자전운동을 원활하게 하여 압축기의 압축효율이 향상되고, 또한 롤러(23)의 외주면과 선접촉하는 베인(800)의 선단부가 구름베어링(810)으로 구성되어 있어서 마모 손상되는 것이 방지되어 이의 신뢰성이 향상된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 회전압축기는 롤러의 외주면과 항상 선접촉하여 압축실을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인의 선단부에 봉상의 구름베어링을 설치하였다.
따라서 롤러의 회전 및 자정운동시 구름베어링도 같이 구름운동하여 롤러가 마찰저항을 최소로 받게 됨으로써 압축기의 압축효율이 향상되고, 또한 베인의 선단부가 롤러와의 마찰로 인해 손상되는 것이 방지되어 이의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 밀폐용기(10), 상기 밀폐용기(10)에 내장되어 내부에 압축실(21)을 형성하는 실린더(22), 상기 압축실(21)에서 편심 회전운동하는 편심부(31)가 마련된 회전축(32), 상기 편심부(31)에 결합되어 회전하는 롤러(23), 상기 롤러(23)의 외주면과 접촉하여 상기 압축실(21)을 흡입실(210g)과 토출실(210b)로 구획하는 베인(800)을 갖춘 회전압축기에 있어서,
    상기 베인(800)의 선단부에는 상기 롤러(23)와의 마찰저항을 감쇄하는 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수단은 상기 롤러(23)의 외주면과 선접촉하여 구름운동하는 구름베어링(810), 상기 베인(800)의 선단부에 형성되며 내부에서 상기 구름베어링(810)이 구름운동하도록 이탈을 방지하는 가이드홈(820)을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
KR2019960028451U 1996-09-06 1996-09-06 회전압축기 KR19980015236U (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100720543B1 (ko) * 2000-12-29 2007-05-22 엘지전자 주식회사 로터리 압축기의 마찰저항 저감장치

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KR100720543B1 (ko) * 2000-12-29 2007-05-22 엘지전자 주식회사 로터리 압축기의 마찰저항 저감장치

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