KR19990004274A - 압축기의 베인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 베인에 관한 것으로서, 롤러 및 베인의 마모나 소착현상을 방지하도록 상기 베인의 표면은 마이크로피니쉬처리면이 형성되고, 그 마이크로피니쉬처리면의 상면에 티타늄나이트라이드가 코팅된 티타늄나이트라이드박막층이 형성되고, 상기 티타늄나이트라이드박막층의 상면에 텅스텐카바이드카본이 코팅된 텅스텐카바이드박막층이 형성된 것을 특징으로 하며, 베인의 표면을 마이크로피니쉬처리함과 동시에 그 상면에 티타늄나이트라이드를 입히고, 상기 티타늄나이트라이드박막의 상면에 텅스텐카바이드카본을 다층으로 입힙으로써, 롤러와의 잦은 접촉에 의해 심하게 마모되거나, 소착현상이 발생되는 것을 해소하여 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.

Description

압축기의 베인

본 발명은 압축기의 베인에 관한 것으로서, 특히, 베인의 표면을 특수처리하여 상기 베인의 내마모성과 내부식성을 강화하는 압축기의 베인에 관한 것이다.

종래의 로터리 압축기는 도1과 도2에 도시한 바와 같이 압축기의 외관을 형성하는 본체(10)가 있고, 상기 본체(10)의 내측에는 외부의 전원을 공급받아 자장을 형성시키는 고정자(20)가 배설되어 있고, 상기 고정자(20)의 내측으로는 상기 고정자(20)에 형성된 자장의 영향으로 회전되는 회전자(30)가 배설되어 있고, 상기 회전자(30)의 내측에는 상기 회전자(30)와 연동하여 회전되며 일측에 편심축(41)이 형성된 회전축(40)이 배설되어 있고, 상기 편심축(41)의 외측에는 상기 편심축(41)이 회전함에 따라 미끄럼운동을 하는 롤러(50)가 배설되어 있고, 상기 회전축(40)의 하단측에는 흡입실 및 토출실이 형성되어 냉매를 압축시키는 공간을 형성하는 실린더부재(70)가 배설되어 있고, 상기 실린더부재(70)에는 상기 실린더부재(70)를 고정하도록 상·하부플랜지(80, 90)가 각각 배설되어 있고, 상기 본체(10)의 상부에는 상기 실린더부재(70)에서 압축된 냉매를 토출시키는 토출관(100)이 배설되어 있고, 상기 본체(10)의 외측에는 증발기(미도시)에서 증발된 냉매중 냉매가스만 압축기로 공급되도록 액냉매와 냉매가스를 분리시키는 어큐믈레이터(110)가 배설되어 있다.

미설명부호(111)는 분리된 냉매가스를 실린더(70)의 내측으로 통과시키는 스탠드파이프를 나타내고, 부호(120,130)는 본체(10)의 내부를 밀폐시키는 상·하부 캡을 나타낸다.

이와 같이 구성된 종래의 압축기는 전원이 인가되면 고정자(20)에 자장이 형성되고 상기 고정자(20)에 형성된 자장에 의해서 회전자(30)가 회전하게 되면, 상기 회전자(30)와 일체로 결착된 회전축(40)이 고속으로 회전하게 됨으로써, 상기 회전축(40)의 편심축(41)에 외삽되어 있는 롤러(50)가 실린더(70)내에서 왕복운동을 하고, 상기 실린더(70)의 일측에 삽설되어 있는 베인(60)이 직선 왕복 운동한다.

따라서, 실린더(70)로 흡입된 냉매가 고온고압으로 압축되고, 상기 고온고압으로 압축된 냉매는 실린더(70)의 일측에 형성된 토출구(미도시)를 통하여 상부 플랜지(80)의 외측으로 토출되고, 상부플랜지(80)의 외측으로 토출된 냉매는 도시하지 않은 가이드통로를 따라 상부로 이동되어 본체(10)의 상측에 배설된 토출관(100)을 통해 압축기 외부로 토출되고 공지의 냉매사이클에 의해 순환된 후, 액냉매를 포함하는 냉매가스는 상기 어큐믈레이터(110)의 내측으로 유입되고, 유입된 액냉매 및 냉매가스는 상기 어큐믈레이터(110)의 저면부로 유입되고 상기와 같이 유입된 액냉매와 냉매가스중 분리된 냉매가스는 스탠드파이프(111)로 유입되어 실린더(70)의 내측으로 유입됨으로써 재차 압축된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 압축기는 지구 오존층 보호를 위하여 냉매를 하이드로클로플르오르카본(HFC)계통의 R22냉매와 이와 상용성이 있는 냉동오일인 미네날(Mineral)계 냉동오일을 하이드로플로오프카본(HCFC) 계열의 대체냉매와 이와 상용성이 있는 폴리올에스터(POE) 혹은 에테르(ETHER)타입의 냉동오일로 변경할 경우 롤러(50) 및 베인(60) 사이에 심함 마모 및 소착현상이 발생하여 압축기 수명이 단축된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 베인의 표면을 특수처리하여 롤러 및 베인의 마모나 소착현상을 방지하는 압축기의 베인을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 로터리 압축기의 구성을 개략적으로 도시한 전체 종단면도,

도 2는 종래의 로터리 압축기의 압축부의 구성을 개략적으로 도시한 횡단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 로터리 압축기의 압축부의 구성을 개략적으로 도시한 횡단면도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 압축기의 베인을 도시한 요부 단면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41:편심축 50:롤러

70:실린더 200:베인

210:마이크로피니쉬처리면

220:티타늄나이트라이드박막층

230:텅스텐카바이드카본박막층

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 따른 압축기의 베인에 의하면, 편심축의 회전운동에 의해 연동되어 미끄럼운동을 하는 롤러와, 상기 롤러를 수용하는 실린더와, 상기 롤러의 미끄럼운동에 연동되어 직선왕복운동함에 따라 실린더의 내부공간을 흡입실 및 토출실로 구획하는 베인을 구비한 로터리 압축기에 있어서, 상기 롤러의 표면은 마이크로미니쉬처리면이 현성되고, 그 마이크로피니쉬처리면의 상면에 티타늄나이트라이드가 코팅된 티타늄나이트라이드박막층이 형성되고, 상기 티타늄나이트라이드박막층의 상면에 텅스텐카바이드카본이 코팅된 텅스켄 카바이드카본박막층이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면 도3 및 도4에 따라서 더욱 상세하게 설명한다.

도2에 도시한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일부호 및 동일명칭을 부여한다.

도3 및 도4에 도시한 바와 같이 도시되지 않은 회전자에 의해 회전하는 일측에 편심축(41)이 형성된 회전축(40)이 있고, 상기 편심축(41)의 외측에는 상기 편심축(41)의 회전에 따라 연동되어 회전운동 및 미끄럼운동을 하는 롤러(50)가 배설되어 있고, 상기 롤러(50)의 외측에는 상기 롤러(50)를 수용함과 동시에 베인(200)에 의해 흡입실 및 토출실의 공간부를 이루는 실린더(70)가 배설되어 있다.

상기 베인(200)의 표면은 마이크로피니쉬처리면(210)이 형성되고, 그 마이크로피니쉬처리면(210)의 상면에는 티타늄나이트라이드이 코팅처리된 티타늄나이트라이드박막층(220)이 형성되고, 상기 티타늄나이트라이드박막층(220)의 상면에는 텅스텐카바이드카본이 코팅처리된 텅스텐카바이드카본박막층(230)이 형성되어 롤러(50)와의 잦은 접촉에 의해 심하게 마모되거나 소착되는 현상을 방지하도록 되어 있고, 상기 마이크로피니쉬처리면(210)의 조도는 0.2Ra이하로 되어 있고, 상기 티타늄나이트라이드박막층(220)의 두께를 포함한 텅스텐카바이드카본박막층(230)의 두께는 0.1㎛~10㎛의 범위로 되어 있다.

다음은 본 발명의 일실시예에 의한 압축기의 베인의 작용에 대해서 설명한다.

먼저 회전축(40)이 회전함에 따라 상기 회전축(40)의 일단에 형성된 편심축(41)이 회전하고, 상기 편심축(41)이 회전함에 따라 상기 편심축(41)의 외측에 외삽된 롤러(50)가 미끄럼운동을 하고, 상기와 같이 롤러(11)가 회전운동함과 동시에 미끄럼운동을 함에 따라 편심축(41)에 외삽되어 있는 롤러(50)가 실린더(70)내에서 왕복운동을 하고, 상기 실린더(70)의 일측에 삽설되어 있는 베인(200)이 직선 왕복 운동하고, 따라서, 실린더(70)로 흡입된 냉매가 고온고압으로 압축되고, 상기 고온 고압으로 압축된 냉매는 실린더(70)의 일측에 형성된 토출구(미도시)를 통하여 토출된다.

상기와 같이 압축작용을 행하는 동안 베인(200)의 표면은 마이크로피니쉬처리면(210)이 형성됨과 동시에 그 마이크로피니쉬처리면(210)에 티타늄나이트라이드박막층(220)이 형성되고, 상기 티타늄나이트라이드박막층(220)의 상면에 텅스텐카바이드카본박막층(230)이 형성되어 롤러(50)와의 잦은 접촉에 의해 심하게 마모되거나, 소착현상이 발생되는 것을 방지하게 된다.

상기에 있어서, 베인(200)의 표면 전체가 마이크로피니쉬처리면(210)이 형성됨과 동시에 타타늄나이트라이드박막층(220) 및 텅스텐카바이드카본박막층(230)이 형성된 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정된 것은 아니며, 롤러(50)와의 접하는 부분에만 처리할 수도 있다.

다음표는 하이드로플르오프카본(HFC) 계통의 대체 냉매(R407C, R410A)와 이와 상용성이 있는 폴리올에스터(P.O.E)계 혹은 에테르(ETHER)계열등의 냉동오일 사용조건으로 하여 종래의 압축기의 베인 및 롤러부재와의 마모량과 본 발명의 일실시예에 의한 압축기의 베인 및 롤러부재와의 마모량을 비교 분석한 것이다.

상기표에 기재된 비교수치로 부터 롤러 및 베인의 마모 및 소착현상이 완전히 해결되었음을 쉽게 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 압축기의 베인에 의하면, 베인의 표면을 마이크로피니쉬처리함과 동시에 그 마이크로피니쉬처리면에 타타늄나이트라이드 박막층을 형성하고, 상기 티타늄나이트라이드박막층의 상면에 텅스텐카바이드카본박막층을 다층으로 형성시킴으로써, 롤러와의 잦은 접촉에 의해 심하게 마모되거나, 소착현상이 발생되는 것을 해소하여 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 편심축의 회전운동에 의해 연동되어 미끄럼운동을 하는 롤러와, 상기 롤러를 수용하는 실린더와, 상기 롤러의 미끄럼운동에 연동되어 직선왕복운동함에 따라 실린더의 내부공간을 흡입실 및 토출실로 구획하는 베인을 구비한 로터리 압축기에 있어서, 상기 롤러 및 베인의 마모나 소착현상을 방지하도록 상기 베인의 표면측에 마이크로피니쉬처리면이 형성되고, 그 마이크로피니쉬처리면의 상면에 티타늄나이트라이드박막이 코팅된 티타늄나이트라이드박막층이 형성되고, 상기 티타늄나이트라이드박막층의 상면에 텅스텐카바이드카본이 코팅된 텅스텐카바이드카본박막층이 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 베인.
2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로피니쉬처리면의 조도는 0.2Ra보다 작은 것을 특징으로 하는 압축기의 베인
3. 제1항에 있어서, 상기 티타늄나이트라이드박막층을 포함한 텅스텐카바이드카본박층의 두께 범위는 0.1㎛~10㎛인 것을 특징으로 하는 압축기의 베인.