KR20000050927A

KR20000050927A - 압축기

Info

Publication number: KR20000050927A
Application number: KR1019990001088A
Authority: KR
Inventors: 조성해
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-01-15
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2000-08-05
Also published as: CN1261130A; JP2000213485A

Abstract

본 발명에 의한 압축기는, 회전축(3)의 캠(3a)에 결합되어 편심 회전되면서 베인(15)와 미끄럼 접촉됨과 동시에 실린더(6)의 내주면을 따라 미끄럼 운동되는 롤러수단을 구비한 압축기에 있어서, 상기 롤러수단은, 상기 회전축(3)의 캠(3a) 외주면에 회동자유롭게 결합된 제1롤러(30)와, 상기 제1롤러(30)의 외주면에 회동자유롭게 결합되어 상기 실린더(6)의 내주면을 따라 미끄럼 운동되는 제2롤러(40)와, 상기 제1롤러(30)의 외주면 일측에 대하여 축방향을 따라 평탄하게 절결되어 제1롤러(30)와 제2롤러(40)와의 결합시 그 사이에 일정면적의 홀을 형성하는 오일 인젝션부(50)를 포함하는 구조로 되어 있으므로, 압축과정에서 발생되는 베인(15)과 압축가스에 의한 부하를 다단계로 감쇄시켜 회전축(3)에 전달되는 것을 최소화시킴에 따라 소비전력을 저하시킬 수 있고, 상기 오일 인젝션부(50)에 의한 오일 유막형성에 의해 실린더(6)의 내주면과 제2롤러(40)의 외주면과의 틈새를 줄여 압축과정시 발생되었던 백 리크현상을 최소화시킴에 따라 재압축 손실을 줄이는 등의 냉방능력을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

압축기{COMPRESSOR}

본 발명은 냉매등의 유체를 압축하여 토출시키는 로타리식 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일 인젝션을 가진 더블 롤러를 채용하여, 압축과정에서 발생되는 베인과 압축가스의 부하가 롤러를 통해 회전축에 직접 전달되는 것을 최소화시켜 소비전력을 저하시키고 냉방능력을 향상시키도록 한 압축기에 관한 것이다.

종래의 로타리식 압축기는 도1에 도시된 바와 같이, 밀폐된 케이스(1)의 내측에는 고정자(2)가 설치되어 있고, 상기 고정자(2)의 내측에는 회전축(3)을 갖는 회전자(4)가 회전되도록 설치되어 있으며, 상기 회전축(3)의 하측에 편심 형성된 캠(3a)의 외측에는 롤러(5)가 삽입 설치되어 있다.

상기 캠(3a) 및 롤러(5)는 실린더(6)의 내측에서 회전되게 삽입 설치되어 있고, 상기 실린더(6)의 상하측에는 상기 회전축(3)을 회전가능게 지지하는 상부 및 하부플랜지(7)(8)가 체결 고정되어 있다.

상기 상부플랜지(7)의 상측에는 실린더(6)내에서 압축된 냉매가스를 토출시키는 머플러(9)가 체결 고정되어 있고, 상기 실린더(6)의 일측에는 냉매의 흡입에 따른 소음이나 진동을 감쇠시키는 어큐뮬레이터(10)가 흡입관(11)을 매개로 접속되어 있으며, 상기 케이스(1)의 상측에는 상기 머플러(9)를 통하여 토출된 냉매가스를 케이스(1)의 외측으로 토출시키는 토출관(12)이 접속되어 있다.

상기 회전축(3)의 내측에는 케이스(1)내에 저류 저장된 오일(13)을 상승시켜 상기 실린더(6)의 내측 및 상부플랜지(7)의 내부 등으로 공급하는 오일픽업부재(14)가 삽입 설치되어 있다.

또, 압축기는 도2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더(6)에 상기 회전축(3)의 하단에 편심된 캠(3a)의 외주면에 설치된 롤러(5)가 상기 실린더(6)의 내주면과 구름 접촉하면서 실린더(6)내의 공간을 흡입공간과 압축공간으로 구획하도록 상기 롤러(5)와 미끄럼접촉하는 베인(15)이 설치되어 있고, 상기 베인(15)의 후측단에는 베인(15)이 항상 전방으로 탄발력을 갖도록 스프링(16)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 실린더(6)에는 상기 베인(15)의 일측에 냉매를 흡입하도록 상기 흡입관(11)과 연결된 흡입구(6a)가 형성되고, 그 타측에는 압축된 냉매가스가 토출되는 토출구(6b)가 형성되어 있으며, 그 둘레의 일측에는 상기 롤러(5)가 편심회전될 때 베인(15)이 스프링(16)의 탄발력에 의해 전후방향으로 슬라이드되면서 베인(15)의 노이즈부분이 롤러(5)의 외주면에 항상 접촉되도록 가이드하는 슬롯홈(6c)이 형성되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 압축기에 있어서, 롤러(5)는 싱글타입(Single Type)으로 이루어져 그 내주면이 회전축(3)에 형성된 캠(3a)의 외주면에 미끄럼 접촉가능케 끼워맞춤되고, 그 외주면이 실린더(6)의 내주면에 미끄럼 접촉되어 자전과 공전을 병행하여 편심 회전운동되면서 베인(15)과 접촉됨으로써 흡입공간과 압축공간을 형성하는 구조로 되어 있으나, 이러한 구조에 사용되는 롤러(5)는 압축과정시 발생되는 베인(15)과 압축가스(20.88kgf·㎠)(G)의 부하를 받아 회전축(3)의 캠(3a)에 직접 전달하기 때문에 회전축(3)의 회전시 방해요인으로 작용하게 되고, 이로 인하여 소비적력 상승이 초래됨은 물론 냉방능력을 저하시킨다는 문제이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 회전축과 미끄럼 접촉되는 인넷롤러와, 베인과 미끄럼 접촉되는 아우트롤러를 각각 구비함과 동시에 이들 인넷롤러와 아우트롤러를 둘레방향으로 포개어 미끄럼 접촉가능케 결합한 구조로 되어 있기 때문에 압축과정에서 발생되는 베인과 압축가스에 의한 부하를 다단계로 감쇄시켜 회전축에 전달되는 것을 최소화시킴에 따라 소전압력을 저하시킬 수 있도록 한 압축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 인넷롤러와 아우트롤러와의 결합에 의해 형성되는 틈새에 오일 인젝션을 만들어 오일 유막의 폭을 넓혀줌으로 실린더의 내주면과 롤러의 외주면과의 틈새를 줄여 백 리크(Back Leak)현상을 최소화시킴에 따라 재압축 손실을 줄이는 등의 냉방능력을 향상시킬 수 있도록 한 압축기를 제공하는 데 있다.

도1은 종래에 의한 압축기를 도시한 측단면도,

도2는 종래에 의한 실린더내부를 도시한 평단면도,

도3은 종래에 의한 롤러와 회전축을 분리한 상태를 도시한 사시도,

도4는 본 발명에 의한 더블 롤러와 회전축을 분리 상태를 도시한 사시도,

도5는 본 발명에 의한 더블 롤러와 회전축이 결합된 실린더내부를 도시한 측단면도,

도6은 본 발명에 의한 더블 롤러와 회전축이 결합된 실린더내부를 도시한 평단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 회전축 3a : 캠

6 : 실린더 15 : 베인

30 : 제1롤러 40 : 제2롤러

50 : 오일 인젝션부

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 의한 압축기는, 회전축의 캠에 결합되어 편심 회전되면서 베인와 미끄럼 접촉됨과 동시에 실린더의 내주면을 따라 미끄럼 운동되는 롤러수단을 구비한 압축기에 있어서, 상기 롤러수단은, 상기 회전축의 캠 외주면에 회동자유롭게 결합된 제1롤러와, 상기 제1롤러의 외주면에 회동자유롭게 결합되어 상기 실린더의 내주면을 따라 미끄럼 운동되는 제2롤러와, 상기 제1롤러의 외주면 일측에 대하여 축방향을 따라 평탄하게 절결되어 제1롤러와 제2롤러와의 결합시 그 사이에 일정면적의 홀을 형성하는 오일 인젝션부를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부 도면 도4 내지 도6을 참조하면서 상세히 설명한다.

참고로, 도면에서 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도면에서 참조부호 30 및 40은 상기 회전축(3)의 캠(3a) 외주면에 내측이 미끄럼 접촉되며 또한 상기 베인(15)과 실린더(6)의 내주면에 외측이 미끄럼 접촉되도록 서로 둘레방향으로 포개어져 결합됨과 동시에 그 사이에 하나의 오일 인젝션부(50)를 갖는 제1 및 제2롤러를 나타낸 것이다.

즉, 상기 제1롤러(30)의 중앙에는 그 내주에 상기 회전축(3)의 캠(3a)이 끼워맞춤되어 미끄럼 접촉되도록 원형홀(31)이 형성되어 있고, 상기 제2롤러(40)의 중앙에는 그 내주에 상기 제1롤러(30)가 끼워맞춤되어 미끄럼 접촉되도록 원형홀(41)이 형성되어 있다.

상기 오일 인젝션부(50)는, 상기 제1롤러(30)와 제2롤러(40)와의 결합시 그 사이에 대하여 상하부측이 개구된 일정면적의 홀이 형성되도록 제1롤러(30)의 외주면 일측에 대하여 축방향을 따라 평탄하게 절결되어 있다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명한다.

압축기의 고정자(2)에 전류가 인가되면서 발생되는 자장에 의해 회전자(4)와 회전축(3)이 약 3450rpm으로 회전하면, 상기 회전축(3)은 그 하단 소정높이에 일체로 편심되게 형성된 캠(3a)을 동시 편심 회전시키면서 캠(3a)에 끼워맞춤된 제1 및 제2롤러(30)(40)를 편심 회전시키게 되고, 이들 제1 및 제2롤러(30)(40)는 베인(15)과 접촉된 상태에서 실린더(6)의 내주면을 따라 긴밀하게 접촉되어 자전과 공전을 병행하면서 편심 회전운동한다.

즉, 캠(3a)이 시계방향으로 회전할 때 발생되는 흡입력에 의해 어큐뮬레이터(10), 흡입관(11), 흡입구(6a)의 수순을 거쳐 저온 저압의 냉매가 상기 실린더(6)내의 흡입공간으로 흡입되고, 이 흡입공간에 흡입된 냉매는 제2롤러(40)가 실린더(6)의 내주면을 따라 자전과 공전을 병행하는 회전운동에 따라 고온 고압으로 압축됨과 동시에 실린더(6)의 일측에 형성된 토출구(6b)의 순간 개방동작에 의해 냉매가 토출된다.

이때, 제1 및 제2롤러(30)(40)는 상기 캠(3a)의 편심 회전에 연동되어 회전운동되면서 실린더(6)의 일측 흡입구(6a)를 통해 실린더(6)내에 흡입된 냉매가스를 압축시킬 때 도6에 도시한 바와 같이 베인(15)에서 가해지는 압력 P₁과 압축된 냉매가스에서 가해지는 압력 P₂를 동시 전달받아 감쇄시키게 된다.

즉, 회전축(3)에 형성된 캠(3a)의 외주면에 제1롤러(30)가 끼워맞춤되고, 제1롤러(30)의 외주면에 제2롤러(40)가 끼워지면서 그들 사이에 오일 인젝션부(50)를 갖는 구조로 되어 있기 때문에 제2롤러(40)에 P₁과 P₂의 압력이 직접 전해지더라도 제1롤러(30)는 제2롤러(40)로부터 1차 감쇄된 간접적인 압력(P₁+P₂)를 전달받게 되고, 회전축(3)은 제1롤러(30)로부터 다시 2차 감쇄된 간접적인 압력(P₁+P₂)을 전달받게 된다.

여기서, 제1롤러(30)와 제2롤러(40)는 그 사이에 형성된 오일 인젝션부(50)로부터 지속적으로 공급되는 오일에 의해 미끄럼 접촉이 이루어지므로 서로 공전과 자전이 원활할 뿐만 아니라, 제2롤러(40)에 직접 미치는 P₁과 P₂의 압력이 대부분 제2롤러(30)에서 감쇄된 후 제1롤러(30)에 전달되어 다시 감쇄되기 때문에 회전축(3)은 종래와 같이 싱글타입의 롤러보다 적은 압력을 받게 됨은 물론 회전이 원활하게 이루어진다.

하기 표-1은 회전축(3)의 캠(3a)에 더블타입의 제1 및 제2롤러(30)(40)를 적용한 본 발명과 싱글타입의 롤러(5)를 적용한 종래예를 비교한 실험결과이다.

＜실험조건＞

실험전원 : 60Hz, 단상, 115V

실험능력 세팅값 : 5600BTU/hr급

표-1

구 분	소비전력(W)	냉방능력(BTU/hr)	에너지효율(E.E.R)	회전축(3)의 회전수(rpm)
종 래	522.72	5588	10.69	3461
본 발명	513.05	5648	11.01	3464

상기 표-1에서 보는 바와 같이, 본 발명은 종래에 비해 소비전력이 약 9.67(W) 정도가 저하되었고, 냉방능력이 60(BTU/hr) 정도가 향상되었으며, 에너지효율 및 회전축(3)의 회전수는 각각 0.32(E.E.R)와 3(rpm) 정도가 향상한 것을 알수 있다.

상기 설명에서와 같이 본 발명에 의한 압축기에 의하면, 회전축과 미끄럼 접촉되는 인넷롤러와, 베인과 미끄럼 접촉되는 아우트롤러를 각각 구비함과 동시에 이들 인넷롤러와 아우트롤러를 둘레방향으로 포개면서 이들 사이틈새에 1,2차로 나누어진 오일 인젝션을 만들어 충분한 미끄럼 접촉이 가능토록 한 구조로 되어 있기 때문에 압축과정에서 발생되는 베인과 압축가스에 의한 부하를 다단계로 감쇄시켜 회전축에 전달되는 것을 최소화시킴에 따라 소비전력을 저하시킬 수 있고, 상기 오일 인젝션에 의한 오일 유막형성에 의해 실린더의 내주면과 롤러의 외주면과의 틈새를 줄여 압축과정시 발생되었던 백 리크현상을 최소화시킴에 따라 재압축 손실을 줄이는 등의 냉방능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

회전축의 캠에 결합되어 편심 회전되면서 베인와 미끄럼 접촉됨과 동시에 실린더의 내주면을 따라 미끄럼 운동되는 롤러수단을 구비한 압축기에 있어서,

상기 롤러수단은, 상기 회전축의 캠 외주면에 회동자유롭게 결합된 제1롤러와,

상기 제1롤러의 외주면에 회동자유롭게 결합되어 상기 실린더의 내주면을 따라 미끄럼 운동되는 제2롤러와,

상기 제1롤러의 외주면 일측에 대하여 축방향을 따라 평탄하게 절결되어 제1롤러와 제2롤러와의 결합시 그 사이에 일정면적의 홀을 형성하는 오일 인젝션부를 포함한 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 오일 인젝션부는, 상기 제1롤러와 제2롤러와의 결합시 그 사이에 대하여 상하부측이 개구된 홀형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 오일 인젝션부는, 상기 제1롤러의 외주면 일측에 하나만 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.