KR19990034729A - 밀폐형 로터리 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 로터리 압축기에 관한 것으로 베인이 길이방향으로 베인에 작용되는 합력을 받도록 하여 실린더와 베인과의 마찰 및 베인의 마모를 저감시키므로 밀폐형 로터리 압축기의 소음 및 진동이 저감되고 또한, 밀폐형 로터리 압축기의 효율과 성능이 향상되도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 실린더(5)에 설치되어 자전과 공전운동을 하는 롤러(11)의 외주면을 따라 형성된 고압측인 압축실(12)과 저압측인 흡입실(13)을 구분하는 베인(101)이 크랭크축(4)의 중심과 실린더(5)의 베인 설치부 중심을 잇는 선(x)을 기준으로 볼 때 상기 크랭크축(4)의 회전방향 반대쪽으로 일정각도(θ)만큼 경사진 것이다.

Description

밀폐형 로터리 압축기

본 발명은 밀폐형 로터리 압축기에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 밀폐형 로터리 압축기의 효율과 성능을 향상시키도록 한 것이다.

밀폐형 로터리 압축기는 밀폐용기(1)와; 상기 밀폐용기(1)내에 자력을 발생되는 고정자(2)와; 상기 고정자(2)의 자력에 의해 회전되는 회전자(3)와; 상기 회전자(3)에 축설되어 회전되는 크랭크축(4)과; 상기 밀폐용기(1)내로 흡입된 냉매를 압축 및 토출시키는 실린더(5)와; 상기 실린더(5)의 상, 하부에 크랭크축(4)을 지지하고, 크랭크축(4)이 원활하게 회전되도록 설치된 메인 베어링(6)과 서브 베어링(7)으로 구성되어 있다.

이러한 구조의 밀폐형 로터리 압축기는 전원이 인가되면 밀폐용기(1)내에 설치된 고정자(2)와 회전자(3) 사이에 유도전류가 발생하여 회전자(3)가 회전하게 되고, 상기 회전자(3)의 회전에 따라 회전자(3)에 축설되어 있는 크랭크축(4)이 회전되어 진다.

이때, 밀폐용기(1)내에 설치된 실린더(5)내로 냉매가 흡입되어 지고, 상기 흡입된 냉매는 압축된 다음 실린더(5)의 외부로 토출되어 진다.

상기 실린더(5)의 상, 하부에 메인 베어링(6)과 서브 베어링(7)이 설치되어 있으므로 상기 메인 베어링(6)과 서브 베어링(7)에 의해 크랭크축(4)이 지지됨과 동시에 원활하게 회전되어 진다.

이상에서 설명된 바와같이, 밀폐형 로터리 압축기에서 냉매를 흡입, 압축, 토출시키는 실린더(5)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 실린더(5)에 형성되어 냉매를 흡입시키는 흡입포트(9)와; 상기 실린더(5)에 형성되어 냉매를 토출시키는 토출포트(10)와; 상기 크랭크축(4)의 하단부에 설치되어 실린더(5)내에서 편심회전되는 편심륜(8)과; 상기 편심륜(8)과 결합되어 실린더(5)의 내주면을 따라 자전운동과 공전운동을 하는 롤러(11)와; 상기 실린더(5)에 설치되어 롤러(11)의 외주면을 따라 형성된 고압측인 압축실(12)과 저압측인 흡입실(13)로 구분하도록 롤러(11)의 외주면과 접하는 베인(14)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 밀폐형 로터리 압축기의 실린더(5)는 고정자(2)와 회전자(3)의 유동전류에 의해 회전되는 크랭크축(4)의 하단부에 결합된 편심륜(8)이 실린더(5)내에서 편심회전되어 지고, 상기 편심륜(8)의 외주면에 결합된 롤러(11)가 편심륜(8)의 회전에 의해 실린더(5)의 내주면을 따라 자전운동과 공전운동을 하면서 실린더(5)내로 흡입된 냉매를 압축하고 상기 압축된 냉매를 실린더(5)의 외부로 토출시키게 된다.

상기 롤러(11)의 외주면과 접하도록 실린더(5)에 설치된 베인(14)은 실린더(5)내를 고압측인 압축실(12)과 저압측인 흡입실(13)로 구분지으며, 상기 베인(14)에 의해 고압측과 저압측으로 구분된 실린더(5)내에서 발생되는 차압력 즉, 고압측과 저압측과의 압력차이와 자전과 공전운동하는 롤러(11)에 의해 상기 베인(14)은 저압측인 흡입실방향으로 기울어지게 된다.

이렇게 베인(14)이 기울어짐으로 실린더(5)와 베인(14)과의 접촉이 증가되어 베인(14)의 a지점에서 실린더(5)와 베인(14)과의 마찰 및 베인(14)의 마모가 발생되어 진다.

그러나, 이러한 종래의 밀폐형 로터리 압축기는 크랭크축이 회전되는 동안 상기 크랭크축의 하단부에 결합된 편심륜이 베인을 밀어내어 베인은 불균형 하중을 받게 되고, 또한 실린더내에 형성된 고압측의 냉매압이 베인을 밀어줌으로써 상기 베인에 적절한 힘이 분배되지 못하여 실린더내에 형성된 저압측방향의 베인과 실린더의 내벽면과의 접촉이 증가되므로 상기 베인의 a지점에서 베인에 마찰 및 마모이 증가되어 밀폐형 로터리 압축기에서 소음과 진동이 발생되고, 또한 상기 밀폐형 로터리 압축기의 입력을 상승시키므로 밀폐형 로터리 압축기의 효율 및 성능을 저하시키는 원인이 되어 밀폐형 로터리 압축기의 신뢰성이 저하될 뿐만 아니라 밀폐형 로터리 압축기의 수명이 저하되는 문제점이 있었다.

그리고, 밀폐형 로터리 압축기를 장시간 사용할 때 즉, 밀폐형 로터리 압축기가 고속으로 회전되면서 지속적인 압축기의 운동상태가 계속되면 밀폐형 로터리 압축기의 효율 및 성능이 저하되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 베인이 길이방향으로 베인에 작용되는 합력을 받도록 하여 실린더와 베인과의 마찰 및 베인의 마모를 저감시키므로 밀폐형 로터리 압축기의 소음 및 진동이 저감되고 또한, 밀폐형 로터리 압축기의 효율과 성능이 향상되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 실린더에 설치되어 자전과 공전운동을 하는 롤러의 외주면을 따라 형성된 고압측인 압축실과 저압측인 흡입실을 구분하는 베인이 크랭크축의 중심과 실린더의 베인 설치부 중심을 잇는 선(x)을 기준으로 볼 때 상기 크랭크축의 회전방향 반대쪽으로 일정각도(θ)만큼 경사진 것을 특징으로 하는 밀폐형 로터리 압축기가 제공된다.

도 1은 일반적인 밀폐형 로터리 압축기를 나타낸 단면도.

도 2는 밀폐형 로터리 압축기의 종래 실린더를 나타낸 단면도.

도 3은 밀폐형 로터리 압축기의 본 발명 실린더를 나타낸 단면도.

도 4는 밀폐형 로터리 압축기의 본 발명 베인이 받는 힘(P)을 도시한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101: 베인

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면 도 3과 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

밀폐형 로터리 압축기의 구조는 종래의 구성에서 언급한 바 있으므로 중복되는 부분은 그 설명을 생략하고, 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.

도 3은 밀폐형 로터리 압축기의 본 발명 실린더를 나타낸 횡단면도이고, 도 4는 밀폐형 로터리 압축기의 본 발명 베인이 받는 힘을 도시한 도면으로써, 본 발명은 실린더(5)에 설치된 베인(101)이 크랭크축(4)의 중심과 실린더(5)의 베인 설치부 중심을 잇는선(x)을 기준으로 볼 때 상기 크랭크축(4)의 회전방향 반대쪽으로 일정각도(θ)만큼 경사지게 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저, 밀폐형 로터리 압축기의 실린더(5)내로 흡입되는 냉매가 압축된 후 실린더(5)의 외부로 토출되는데, 이때 냉매가 압축될 때 즉, 크랭크축(4)에 결합된 편심륜(8)이 크랭크축(4)과 같이 회전되고, 상기 회전되는 편심륜(8)에 의해 롤러(11)가 자전운동과 공전운동을 하게 된다.

상기 롤러(11)의 외주면과 접하면서 실린더(5)내를 고압측인 압축실(12)과 저압측인 흡입실(13)로 구분하도록 실린더(5)에 설치된 베인(101)은 크랭크축(4)과 실린더(5)의 베인 설치부 중심을 잇는 선(x)을 기준으로 볼 때 상기 크랭크축(4)의 회전방향 반대쪽으로 일정한 각도로 경사져 있으며, 상기 베인(101)이 경사진 경사각도(θ)는 불균형 질량이 냉매를 밀어낼 때의 합력이 베인(101)의 길이방향으로 즉, 베인(101)에 정수직으로 받게 함으로써 베인(101)과 실린더(5) 사이의 마찰을 줄일 수 있다.

상기 냉매압(R)과 베인이 받는 힘(P)에 적절히 베인(101)이 받을 수 있는 경사각도(θ)는 아래와 같은 수학식 1에 의해 정해진다.

θ : 베인의 경사각도

P₁: 불균형하중의 수평력

P₂: 불균형하중의 수직력

R : 냉매의 냉매압

μf: 베인과 롤러 접촉부에서의 마찰력

상기 베인이 받는 힘(P)은 불균형하중의 수평력(P₁)과 불균형하중의 수직력(P₂) 그리고 냉매의 냉매압(R)과 베인과 롤러 접촉부에서의 마찰력(μf)과의 합력에 의해 결정되어 지며, 상기 베인이 받는 힘(P)과 대향되게 베인(101)을 일정한 경사각도(θ)로 경사지게 형성하여 상기 베인이 받는 힘(P)은 경사진 베인(101)에 정수직으로 작용되므로 베인(101)과 실린더(5) 사이와의 마찰을 줄일수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 실린더에 설치된 베인을 일정한 각도로 경사지게 설치함으로써, 상기 베인의 길이방향으로 베인이 받는 힘(P)이 작용되므로 베인의 마모 및 마찰이 저감될 뿐만 아니라 밀폐형 로터리 압축기에서의 소음과 진동이 저감되는 효과가 있다.

그리고, 베인에 적절한 힘이 분배되어 작용되므로 밀폐형 로터리 압축기의 모터 동력 손실이 절감될 뿐만 아니라 밀폐형 로터리 압축기의 수명을 증대시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 실린더와 베인과의 접촉에 의한 마찰 및 마모가 저감되므로 밀폐형 로터리 압축기의 기계적 효율이 향상될 뿐만 아니라 밀폐형 로터리 압축기의 효율 및 성능이 향상되는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 실린더에 설치되어 자전과 공전운동을 하는 롤러의 외주면을 따라 형성된 고압측인 압축실과 저압측인 흡입실을 구분하는 베인이 크랭크축의 중심과 실린더의 베인 설치부 중심을 잇는 선(x)을 기준으로 볼 때 상기 크랭크축의 회전방향 반대쪽으로 일정각도(θ)만큼 경사진 것을 특징으로 하는 밀폐형 로터리 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   일정각도(θ)는 불균형하중의 수평력(P₁)과 불균형하중의 수직력(P₂) 그리고 냉매의 냉매압(R) 및 베인과 롤러 접촉부에서의 마찰력(μf)과의 합력으로 이루어진 베인이 받는 힘(P)이 베인의 길이방향으로 받도록 베인을 경사지게 설치하여서 됨을 특징으로 하는 밀폐형 로터리 압축기.