KR20000061252A - 에어콘용 밀폐형 콤프레샤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어콘용 밀폐형 콤프레샤에 관한 것으로, 중앙의 축에서 등속 커플링을 통하여 전달되는 회전력에 의해 롤러가 로우터와 등속으로 회전하면서 롤러의 큰 원형 작동공에 끼워지는 로우터의 원형 베인에 의해 로우터와 롤러의 사이에 기밀을 유지하기 위한 별도의 클램프가 없어도 압축실에서 공기를 압축시키는 동작이 다수의 압축공간에서 순차적으로 이루어지도록 하는 동시에 모터의 축에 형성된 스크류를 통해 공급되는 오일이 중앙에 형성된 오일 공급경로를 통해 상승되는 중에 각 회전부위를 적신후 롤러와 상부 하우징의 축수부의 오일 회수경로를 거쳐 하향이동하도록 함으로써 압축시 소음이 발생되지 않으면서 안정된 동작에 의해 순수하고 고압의 압축공기를 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

에어콘용 밀폐형 콤프레샤

본 발명은 에어콘용 밀폐형 콤프레샤에 관한 것으로, 특히 중앙의 편심된 축에서 등속 커플링을 통하여 전달되는 회전력에 의해 롤러가 로우터와 등속으로 회전하면서 롤러의 큰 원형 작동공에 로우터에 오목부를 통해 일체로 형성된 원형 베인에 의해 로우터와 롤러의 사이에 기밀을 유지하기 위한 별도의 클램프가 없어도 압축실에서 공기를 압축시키는 동작이 다수의 압축공간에서 순차적으로 이루어지도록 한 에어콘용 밀폐형 콤프레샤에 관한 것이다.

일반적으로 에어콘용 밀폐형 콤프레샤라 하면, 원통형상의 실린더에서 편심되게 회전하는 로우터에 적어도 하나 이상의 베인이 스프링에 의한 탄성을 받으면서 왕복이동하도록 설치하여 로우터의 회전에 따라 바깥쪽으로 탄성을 받는 베인들이 실린더의 내주면과 접하면서 흡입구를 통해 유입되는 오일이나 공기와 같은 유체를 압축시켜 토출구를 통하여 배출시키도록 하였음은 이미 잘 알려진 사실이다.

그러나 상기와 같은 종래의 에어콘용 밀폐형 콤프레샤에 의하여서는, 실린더의 내부에서 편심 회전축을 중심으로 회전하는 로우터와 실린더 사이의 거리가 가까와졌다 멀어졌다 하면서 가변되고, 그 거리가 가변되는 만큼 베인이 스프링의 탄성력에 의해 외부로 돌출되거나 실린더의 내벽과 접하면서 내측으로 밀리도록 구성하였으므로, 로우터의 회전 속도가 빨라지게 되면 외부로 돌출되었던 베인이 실린더의 내벽과 빠르게 접촉되면서 내측으로 밀리기 전에 접촉에 의해 손상을 입게 되는 단점이 있어 회전 속도가 빨라질 수 없음은 물론, 베인의 손상을 줄이기 위하여는 베인의 재질과 크기가 제한되는 등의 문제점이 있었다.

그러므로 본 출원인은 도 1에 도시한 것과 같이 1995년 특허출원 제42007호에서 베인 펌프를 제안하였는 바, 이는 중앙에 나선형 축공(2)이 형성되어 도면에 도시하지 않은 모터에 의해 회전하는 축수부(1)의 외주면에는 원주상으로 상,하부 공기 순환홀(4),(5)과 측면으로 관통된 유입공(6),(7)이 양측에 형성된 내부 로우터(3)를 일체로 형성하고,

상기 내부 로우터(3)의 유입공(6),(7)에 길이방향으로 돌출 형성한 베인이 원통형 작동공에 끼워져 축수부(1)에 대해 편심되게 위치하는 외부 로우터(11)의 큰 축공(12)을 통하여 상기 공기의 순환홀(4),(5)에 공기를 공급하도록 하고,

상기 내부 로우터(3)의 외면과 외부 로우터(11)의 내면에 의해 형성되는 밀폐된 공간은 베인의 우측과 좌측이 압축실 및 공급실로 구분되며 이들 압축실과 공급실의 체적이 변화하는 상태에 의해 압축실에서 압축된 공기를 외부 로우터(11)의 토출구를 통하여 외부로 토출되도록하고,

상기 외부 로우터(11)와의 사이에 밀폐형의 압축공기 저장실이 형성된 하우징(21)에는 외부와 연결된 공기 공급 경로(22),(23)를 통하여 상기 외부 로우터(11)의 큰 축공(I2)으로 공기를 공급하는 동시에 압축공기 저장실의 압축공기를 외부의 압축 탱크로 공급하도록하고,

상기 축수부(1)의 오일 공급공(8),(9)과 각각 접하는 위치의 작은 축공(25)에 원주상으로 오일 적심부(26),(27)가 형성된 하우징(21)의 외부 로우터(11)와 접하는 부위에는 오일 순환홈(28)을 형성하면서 상기 축수부(1)와 접하는 외부 로우터(11)의 큰 축공(12)에는 오일 순환공(15)을 형성하고,

상기의 오일 순환홈(28)및 오일 순환공(15)을 오일 순환 경로(16)로 상호 연결시킴으로써 밀폐된 상태의 작은 공간에서 고압의 압축공기를 생성할 수 있으며 소형 경량화하여 에어콘 등의 내부에 내장시킬 수 있도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 베인 펌프에 의하여서는 내부 로우터(3)와 외부 로우터(11)의 축이 다른 상태에서 베인이 작동공에 끼워진 채 회전하면서 압축시킨 공기를 하우징(21)과의 사이인 압축공기 저장실에 일시 저장한 후 외부로 토출시키도록 하였으므로 외부 로우터(11)의 베인이 작동공에 끼워진 내부 로우터(3)가 편심되게 회전하는 중에 베인과 충돌하는 현상이 계속 일어나면서 베인이 작동공의 양측과 접하게 되어 압축을 수행하는 중에 충돌음이 발생함은 물론 이로 인해 마모 현상이 있게되는 단점이 있었다.

또한 외부 로우터(11)의 베인과 내부 로우터(3)의 작동공이 긴밀하게 접하지 못하여 이를 통한 압축공기의 누설이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 중앙의 축에서 등속 커플링을 통하여 전달되는 회전력에 의해 롤러가 로우터와 등속으로 회전하면서 롤러의 큰 원형 작동공에 끼워지는 로우터의 원형 베인에 의해 로우터와 롤러의 사이에 기밀을 유지하기 위한 별도의 클램프가 없어도 압축실에서 공기를 압축시키는 동작이 다수의 압축공간에서 순차적으로 이루어지도록 하는 동시에 모터의 축에 형성된 스크류를 통해 공급되는 오일이 중앙에 형성된 오일 공급경로를 통해 상승되는 중에 각 회전부위를 적신후 롤러와 상부 하우징의 축수부의 오일 회수경로를 거쳐 하향이동하도록 함으로써 압축시 소음이 발생되지 않으면서 안정된 동작에 의해 순수하고 고압의 압축공기를 얻을 수 있도록 한 에어콘용 밀폐형 콤프레샤를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축공기 탱크의 내부에서 하단의 모터에 의해 회전하는 축의 중앙에 형성된 나선형 축공을 통하여 상향이동하는 오일은 등속 커플링이 설치되는 부위로 공급된 후 상부 하우징의 축수부의 오일 공급공을 거쳐 상향이동하여 로우터와의 사이로 공급되어 로우터의 회전이 원활해지도록 하고,

상기 로우터의 상단을 적신 오일은 로우터의 오일공을 통해 하향이동하는 중에 로우터와 롤러의 사이로 공급되어 원활한 회전이 가능하도록 하고,

상기의 등속 커플링의 부위에서 롤러와 로우터의 사이로 공급된 오일은 롤러의 오일공을 따라 롤러와 로우터의 사이로 상승하여 롤러와 로우터가 원활하게 회전하도록 하는 한편,

측면 하우징의 공기 유입공을 통해 외부로 부터 공급되는 공기는 하우징과 로우터의 사이에 형성된 공기 공급공간에 일시 저장되도록 하고,

상기 공기 공급공간의 공기는 로우터의 원형 베인의 좌측에 형성한 공기 공급공을 통해 로우터와 원형 베인의 사이의 압축실로 공급되도록 하고,

상기 로우터의 원형 베인과 본체 사이의 압축실에 끼워지는 롤러의 원형작동공에는 로우터의 원형 베인이 삽입된 상태이고 로우터에 대해 롤러가 편심된 상태이므로 공기 공급공을 통하여 공급되는 공기가 압축실의 체적이 변화하는 상태에 의해 압축되도록 하고,

상기 롤러의 하단 중앙에는 내주면에 링기어가 구비된 공간부를 형성하면서 축의 상단 중앙에도 링기어가 구비된 공간부를 형성하여 상기의 링기어들에 등속 커플링의 양측에 형성한 선기어가 치합되도록 하여 축에 대해 편심되게 위치하는 롤러가 등속으로 회전하도록 하고,

상기의 압축실에서 압축된 압축공기는 로우터의 내부에 형성된 리드 밸브(Reed Valve)에 의해 역류가 방지되면서 원형 베인의 우측에 형성한 로우터의 토출공을 통해 원형공의 압축공기 저장실로 공급된 후 압축공기 토출공을 통해 압축공기 탱크의 내부에 모아지도록 함으로써 밀폐된 작은 공간에서 고압의 압축공기를 생성할 수 있으며 소형 경량화하여 에어콘에 설치할 수 있고 압축시 소음이 발생되지 않으면서 안정된 동작에 의해 순수하고 고압의 압축공기를 얻을 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 베인 펌프의 구성을 나타낸 측단면도.

도 2는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 측단면도.

도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 평면도.

도 4의 (가)∼(다)는 본 발명의 작동상태를 나타낸 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

34 : 롤러 40 : 로우터

51 : 원형 베인 54 : 원형 작동공

이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 측면과 평면을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 것으로서,

압축공기 탱크(31)의 내부에서 도면에 도시하지 않은 하단의 모터에 의해 회전하는 축(32)의 중앙에 형성된 축공(33)을 통하여 상향 이동하는 오일은 등속 커플링(34)이 설치되는 부위로 공급되도록 하고,

상기의 오일은 상부 하우징(35)의 축수부(36)와 롤러(37)의 사이인 오일 공급공(38)을 거쳐 상향이동하여 롤러(37)의 회전이 원활해지도록 하고,

상기의 오일 공급공(38)에서 오일 순환공(39)을 통해 이동하는 중에 상부 하우징(35)과 접하는 로우터(40)의 상단을 적신 오일은 로우터(40)의 오일공(41)을 통해 하향이동하여 로우터(40)와 롤러(37)가 접하는 부위로 공급되어 원활한 회전이 가능하도록 하면서 상단의 오일 회수공(42)을 통해 토출되어 압축공기탱크(31)로 이동하도록 하고,

상기의 등속 커플링(34)에 설치되는 부위에서 롤러(37)와 로우터(40)의 사이로 공급되는 오일은 롤러(37)의 오일공(43)을 거쳐 로우터(40)와 접하는 부위까지 공급되어 원활한 회전이 가능하도록 하고,

상기의 롤러(37)와 로우터(40)의 사이로 공급되는 오일중 일부는 로우터(40)와 일체인 축(32)과 하부 하우징(44)의 사이에 형성된 오일 순환공(45)을 따라 흐르면서 하부 하우징(44)의 오일 순환공(46)으로 모아진 후 오일 회수관(47)을 통해 토출되어 압축공기 탱크(31)의 하단으로 이동하도록 하는 한편,

측면 하우징(48)의 공기 유입공(49)을 통해 외부로 부터 공급되는 공기는 측면 하우징(48)과 로우터(40)의 사이에 형성된 공기 공급공간(50)에 일시 저장되도록 하고,

상기 공기 공급공간(50)의 공기는 로우터(40)의 원형 베인(51)의 좌측에 형성한 공기 공급공(52)을 통해 오목부(53)를 통하여 일체로 형성된 원형 베인(51)과 로우터(40) 사이의 압축실로 공급되도록 하고,

상기 로우터(40)와 원형 베인(51)의 사이인 압축실에 위치하는 롤러(37)의 원형 작동공(54)에는 로우터의 원형 베인(51)이 삽입된 상태이고 로우터(40)에 대해 롤러(37)가 편심된 상태이므로 공기 공급공(52)을 통하여 공급되는 공기가 압축실의 체적이 변화하는 상태에 의해 압축되도록 하고,

상기 롤러(37)의 하단 중앙에는 내주면에 링기어(56)가 구비된 공간부(55)를 형성하면서 축(32)의 상단 중앙에도 링기어(58)가 구비된 공간부(57)를 형성하여 상기의 링기어(56)(58)들에 등속 커플링(34)의 양측에 형성한 선기어(59)(60)가 치합되도록 하여 축(32)에 대해 편심되게 위치하는 롤러(37)가 등속으로 회전하도록 하고,

상기의 압축실에서 압축된 압축공기는 로우터(40)의 내부에 형성된 리드밸브(62)에 의해 역류가 방지되면서 원형 베인(51)의 우측에 형성한 토출공(61)을 통해 원형 베인(51)의 원형공인 압축공기 저장실(63)로 공급된 후 압축공기 토출공(64)을 통해 압축공기 탱크(31)의 내부에 모아지도록 한 것이다.

여기서 로우터(40)의 원형 베인(51)이 오목부(53)를 통하여 일체로 형성된 상태이므로 압축시 발생되는 압력에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여 로우터(40)의 상부에서 원형 베인(51)을 볼트로 체결하여 안정된 작동이 가능하도록 한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 에어콘용 밀폐형 콤프레샤는 압축공기 탱크(31)의 내부에서 모터에 의해 회전하는 중에 압축공기를 발생시켜 외부의 에어콘에 이용하도록 한 것으로서, 먼저 원활한 회전을 위한 오일의 순환하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

압축공기 탱크(31)의 내부에서 하단의 모터에 의해 회전하는 축(32)의 중앙에 형성된 축공(33)을 통하여 상향 이동하는 오일은 등속 커플링(34)이 설치되는 부위로 공급된다.

상기의 오일은 상부 하우징(35)의 축수부(36)와 롤러(37)의 사이인 오일공급공(38)을 거치면서 상향이동하면서 롤러(37)의 회전이 원활해지도록 한다.

상기의 오일 공급공(38)에서 오일 순환공(39)을 통해 이동하는 중에 상부하우징(35)과 접하는 로우터(40)의 상단을 적신 오일은 로우터(40)의 오일공(41)을 통해 하향이동하여 로우터(40)와 롤러(37)가 접하는 부위로 공급되어 원활한 회전이 가능하도록 하면서 잔야 오일은 상단의 오일 회수공(42)을 통해 토출되어 압축공기 탱크(31)로 이동하게 된다.

상기의 등속 커플링(34)이 설치되는 부위에서 롤러(37)와 로우터(40)의 사이로 공급되는 오일은 롤러(37)의 오일공(43)을 거쳐 로우터(40)와 접하는 부위까지 공급되어 원활한 회전이 가능하도록 한다.

상기의 롤러(37)와 로우터(40)의 사이로 공급되는 오일중 일부는 로우터(40)와 일체인 축(32)과 하부 하우징(44)의 사이에 형성된 오일 순환공(45)을 따라 흐르면서 하부 하우징(44)의 오일 순환공(46)으로 모아진 후 오일 회수관(47)을 통해 토출되어 압축공기 탱크(31)의 하단으로 이동한다.

그리고 상기의 오일에 의해 원활히 회전하는 중에 공기를 압축시키는 과정은 측면 하우징(48)의 공기 유입공(49)을 통해 외부로 부터 공급되는 공기는 측면 하우징(48)과 로우터(40)의 사이에 형성된 공기 공급공간(50)에 일시 저장된다.

상기 공기 공급공간(50)의 공기는 로우터(40)의 원형 베인(51)의 우측에 형성한 공기 공급공(52)을 통해 원형 베인(51)과 로우터(40)의 사이인 압축실로 공급된다.

즉, 도 3에 도시한 것과 같이 공기가 압축실의 압축되지 않은 공간(A)으로 유입된 상태가 되고, 축(32)이 회전함에 따라 직접 회전력을 전달받는 로우터(40)와 등속 커플링(34)을 통해 회전력을 전달받는 롤러(37)는, 롤러(37)의 원형 작동공(54)에 로우터(39)의 원형 베인(51)이 끼워진 상태에서 같이 반시계 방향으로 회전하게 된다.

도 4의 (가)에 도시한 것과 같이 축(32)에 의해 롤러(37)의 원형 작동공(54)에 원형 베인(51)이 끼워진 로우터(40)가 반시계 방향으로 90。만큼 반시계 방향으로 회전하게 되면, 압축되지 않은 공간(A)이 로우터(40)와 롤러(37)의 외면에 의해 형성되면서 공기 공급공(52)을 통해 게속 공기가 유입된다.

도 4의 (나)에 도시한 것과 같이 로우터(40)와 롤러(37)가 180。만큼 회전하게 되면 압축 공간(B)과 압축되지 않은 공간(A) 및 완전히 압축된 공간(C)으로 구분되면서 압축실의 압축 공간(B) 내의 공기가 더 압축된다.

도 4의 (다)에 도시한 것과 같이 롤러(37) 및 로우터(40)가 270。만큼 회전하게 되면, 완전히 압축된 공간(C)의 압축공기는 역류 방지용 리드 밸브(62)를 밀면서 압축공기 토출공(61)을 통하여 압축공기 저장실(63)에 일시 저장된 후 압축공기 토출공(64)을 통해 압축공기 탱크(31)에 모아지도록 하는 동시에, 압축 공간(B)에서 압축된 압축 공기가 압축공기 토출공(61)이 있는 쪽에 형성되면서 새로운 압축되지 않은 공간(A)이 형성되어 세로운 공기가 유입되어 지속적인 압축공기의 생성이 가능하도록 한다.

여기서 상기의 로우터(40)는 축(32)에 직접 결합되어 같이 회전하고 상기의 롤러(37)는 중앙의 내주면에 링기어(56)가 구비된 공간부(55)를 형성하면서 축(32)의 상단 중앙에도 링기어(58)가 구비된 공간부(57)를 형성하여 상기의 링기어(56)(58)들에 등속 커플링(34)의 양측에 형성한 선기어(59)(60)가 치합되도록 하여 축(32)에 대해 편심된 위치인 롤러(37)가 등속으로 회전하도록 한다.

그리고 상기의 실시예에서는 로우터(40)의 원형 베인(51)의 좌측에는 공기 공급공(52)을 형성하면서 우측에는 리드 밸브(62)가 구비된 토출공(61)을 형성하여 축(32)을 반시계방향으로 회전시키도록 하였지만, 로우터(40)의 원형 베인(51)의 우측에 공기 공급공(52)을 형성하면서 좌측에는 리드 밸브(62)가 구비된 토출공(61)을 형성하여 축(32)을 시계방향으로 회전시키도록 하여도 동일한 동작에의한 압축이 이루어진다.

따라서 본 발명의 에어콘용 밀폐형 콤프레샤에 의하여서는, 중앙의 축에서 등속 커플링을 통하여 전달되는 회전력에 의해 룰러가 로우터와 등속으로 회전하면서 롤러의 큰 원형 작동공에 끼워지는 로우터의 원형 베인에 의해 로우터와 롤러의 사이에 기밀을 유지하기 위한 별도의 클램프가 없어도 압축실에서 공기를 압축시키는 동작이 다수의 압축공간에서 순차적으로 이루어지도록 하는 동시에 모터의 축에 형성된 스크류를 통해 공급되는 오일이 중앙에 형성된 오일 공급경로를 통해 상승되는 중에 각 회전부위를 적신후 롤러와 상부 하우징의 축수부의 오일 회수경로를 거쳐 하향이동하도록 함으로써 압축시 소음이 발생되지 않으면서 안정된 동작에 의해 순수하고 고압의 압축공기를 얻을수 있도록 한 것이다.

Claims (3)

1. 압축공기 탱크(31)의 내부에서 하단의 모터에 의해 회전하는 축(32의 중앙에 형성된 축공(33)을 통하여 상향 이동하는 오일은 등속 커플링(34)이 설치되는 부위로 공급되도록 한 에이콘용 밀폐형 콤프레샤에 있어서,

   상기의 오일은 상부 하우징(35)의 축수부(36)와 롤러(37)의 사이인 오일공급공(38)을 거치고 오일 순환공(39)을 통해 이동하는 중에 상부 하우징(35)과 접하는 로우터(40)의 상단을 적신 오일은 로우터(40)의 오일공(41)을 통해 로우터(40)와 롤러(37)가 접하는 부위로 공급되도록 하면서 상단의 오일 회수공(42)을 통해 압축공기 탱크(31)로 이동하도록 하고,

   상기의 등속 커플링(34)이 설치되는 부위에서 롤러(37)와 로우터(40)의 사이로 공급되는 오일은 롤러(37)의 오일공(43)을 거쳐 로우터(40)와 접하는 부위까지 공급되도록 하고,

   상기의 롤러(37)와 로우터(40)의 사이로 공급되는 오일중 일부는 축(32)과 하부 하우징(44)의 사이에 형성된 오일 순환공(45)을 따라 흐르면서 오일 순환공(46)으로 모아진 후 오일 회수관(47)을 통해 압축공기 탱크(31)의 하단으로 이동하도록 구성됨을 특징으로 하는 에어콘용 밀폐형 콤프레샤.
2. 롤러(37)의 하단과 축(32)의 상단에 각각 링기어(56)(58)가 구비된 공간부(55)(57)를 형성하면서 상기의 링기어(56)(58)들에 등속 커플링(34)의 양측에 형성한 선기어(59)(60)가 치합되도록 한 에어콘용 밀폐형 콤프레샤에 있어서,

   측면 하우징(48)의 공기 유입공(49)을 통해 외부로 부터 공급되는 공기는 측면 하우징(48)과 로우터(40)의 사이에 형성된 공기 공급공간(50)에 일시 저장 되도록 하고,

   상기 공기 공급공간(50)의 공기는 로우터(40)의 원형 베인(51)의 좌측에 형성한 공기 공급공(52)을 통해 오목부(53)를 통하여 일체로 형성된 원형 베인(51)과 로우터(40) 사이의 압축실로 공급되도록 하고,

   상기 로우터(40)와 원형 베인(51)의 사이인 압축실에 위치하는 롤러(37)의 원형 작동공(54)에는 로우터의 원형 베인(51)이 삽입도록 하고,

   상기 로우터(40)에는 내부에 리드 밸브(62)가 구비된 토출공(61)을 원형 베인(51)의 우측에 형성하여 원형 베인(51)의 원형공인 압축공기 저장실(63)로 연결되도록 하여 압축공기 토출공(64)을 통해 압축공기 탱크(3l)의 내부와도 연결되도록 구성됨을 특징으로 하는 에어콘용 밀폐형 콤프레샤.
3. 제 1항에 있어서, 상기 로우터(40)의 원형 베인(51)의 우측에는 공기 공급공(52)을 형성하면서 좌측에는 리드 밸브(62)가 구비된 토출공(61)을 형성하여 축(32)을 시계방향으로 회전시키도록 한 에어콘용 밀폐형 콤프레샤.