KR20010107106A

KR20010107106A - 압축기의 베인 지지구조

Info

Publication number: KR20010107106A
Application number: KR1020000028340A
Authority: KR
Inventors: 이승준; 사범동
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-12-07

Abstract

본 발명은 압축기의 베인 지지구조에 관한 것으로, 본 발명은 내부 공간이 구비된 실린더 조립체에 움직임 가능하도록 결합됨과 아울러 그 내부 공간에 위치하는 구획판에 의해 구획된 복수개의 공간에 각각 위치하여 상기 구획판의 회전에 따라 구획된 공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키는 복수개의 베인과, 상기 베인과 베인을 연결하여 그 베인들이 상기 구획판의 양면에 각각 탄성 밀착되도록 탄성력을 가하는 탄성연결수단을 포함하도록 구성하여 상기 구획판의 회전에 따라 베인들이 항상 일정한 압착력으로 구획판에 밀착되도록 함으로써 가스가 흡입되고 압축되는 구획된 공간의 실링력을 높일 뿐만 아니라 부품간의 마찰을 감소시키고 또한 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

압축기의 베인 지지구조{STRUCTURE FOR SUPPORTING VANE IN COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 베인 지지구조에 관한 것으로, 특히 실린더 조립체의 내부 공간에 위치하여 그 내부 공간을 복수개의 공간으로 구획하는 구획판에 접촉되는 복수개의 베인이 일정한 작용력으로 구획판에 밀착될 수 있도록 한 압축기의 베인 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 유체를 압축하는 기계이다. 이와 같은 압축기의 구성은 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기와 그 밀폐용기내에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부로 이루어진다. 이와 같은 압축기는 가스를 압축하는 압축기구부의 형태에 따라 회전식 압축기(ROTARY COMPRESSOR), 왕복동식 압축기(RECIPROCATING COMPRESSOR), 스크롤 압축기(SCROLL COMPRESSOR) 등 여러 형태로 분류한다.

상기 압축기의 한 종류로 종래의 압축기들과 다른 압축 방식을 갖는 압축기를 본원 출원인이 선출원한 바 있다. 도 1은 본원 출원인이 선출원한 압축기의 압축기구부를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 선출원한 압축기의 압축기구부는 내부 공간(V)이 형성됨과 아울러 그 내부 공간(V)과 각각 연통되는 흡입유로(미도시)와 토출유로(11)가 구비된 실린더 조립체(10)와, 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)에 결합됨과 아울러 상기 실린더 조립체(10)의 중심을 관통하는 회전축(20)과, 상기 실린더 조립체(10)의 내부에서 상기 회전축(20)과 결합되어 그 실린더 조립체(10)의내부 공간(V)을 제1,2 공간(12)(13)으로 구획하는 정현파 곡면 형상의 구획판(30)과, 상기 실린더 조립체(10)에 각각 관통 삽입됨과 아울러 상기 구획판(30)의 양측면에 각각 항시 접촉되도록 탄성 지지되어 그 구획판(30)이 회전함에 따라 상기 제1,2 공간(13)(14)을 각각 흡입영역과 압축영역으로 전환시키면서 움직이는 베인(40)(41)들과, 상기 실린더 조립체(10)의 토출유로(11)를 각각 개폐하면서 제1,2 공간(12)(13)의 압축영역에서 압축된 가스를 토출시키는 개폐수단(미도시)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 압축기의 작동은 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 회전축(20)이 회전하게 되면 그 회전축(20)의 회전에 의해 회전축(20)의 구획판(30)이 실린더 조립체(10)의 내부에 형성된 내부 공간(V)에서 회전하게 된다. 상기 구획판(30)이 실린더 조립체(10)의 내부 공간(V)에서 회전함에 의해 제1 공간(12)과 제2 공간(13)이 흡입영역과 압축영역으로 각각 전환되면서 제1 공간(12)과 제2 공간(13)의 각각의 흡입유로에서 냉매 가스가 흡입되어 압축되면서 각각의 토출유로(11)를 통해 토출된다.

한편, 상기 구획판(30)에 의해 구획된 실린더 조립체의 제1 공간(12)과 제2 공간(13)에 각각 위치함과 아울러 그 구획판(30)의 양면에 각각 접촉되도록 실린더 조립체(10)에 움직임 가능하게 결합되는 베인(40)(41)들은 구획판(30)의 회전에 의해 구획판(30)의 곡면을 따라 움직이면서 제1 공간(12)과 제2 공간(13)을 각각 흡입영역과 압축영역으로 전환시키기 위해서는 항상 탄성 지지되어야 한다. 상기 베인(40)(41)을 탄성적으로 지지하는 탄성 지지수단에 대한 종래 구조는 실린더 조립체(10)의 양측에 일정 폭과 길이를 갖는 관통된 제1 베인 슬롯(14)과 제2 베인 슬롯이 각각 형성되고 그 제1 베인 슬롯(14)에 제1 베인(40)이 삽입되어 제1 공간(12)에 위치하게 되며 상기 제2 베인 슬롯(15)에 제2 베인(41)이 삽입되어 제2 공간(13)에 위치하게 된다. 그리고 상기 제1,2 베인 슬롯(14)(15)의 위치에 스프링 홀더(60)가 각각 결합되고 그 제1 베인 슬롯(14)에 위치하는 스프링 홀더(60)에 제1 베인(40)을 지지하도록 제1 지지스프링(70)이 각각 결합되고 제2 베인 슬롯(15)에 위치하는 스프링 홀더(60)에 제2 베인(41)을 지지하도록 제2 지지스프링(71)이 각각 결합되어 있다. 상기 제1,2 지지스프링(70)(71)에 의해 지지되는 제1,2 베인(40)(41)은 구획판(30)의 양측면에 각각 탄성 지지되어 접촉된다.

상기한 바와 같은 구조는 회전축(20)의 회전에 따라 구획판(30)이 회전하게 되면 그 구획판(30)의 양측면에 각각 접촉된 제1,2 베인(40)(41)이 구획판(30)의 곡면을 따라 제1,2 지지스프링(70)(71)에 의해 탄성 지지된 상태에서 상하로 움직이면서 제1 공간(12)과 제2 공간(13)을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키게 된다. 이와 같은 과정을 보다 상세하게 설명하면, 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 구획판(30)의 볼록 곡면부(도면상 상측에 위치하는 곡면부분)(r1)의 선단이 제1,2 베인(40)(41)의 위치에 위치하게 되면 제1 공간(12)에 위치하는 제1 베인(40)이 상승됨과 함께 그 제1 베인(40)을 지지하고 있는 제1 지지스프링(70)이 압축된 상태가 되고 동시에 제2 공간(13)에 위치하는 제2 베인(41)이 상승함과 함께 그 제2 베인(41)을 지지하고 있는 제2 지지스프링(71)이 인장된 상태가 된다. 그리고 상기 구획판(30)이 회전하여, 도 2b에 도시한 바와 같이, 구획판(30)의 오목 곡면부(도면상 하측에 위치하는 곡면부분)(r2)의 선단이 제1,2 베인(40)(41)의 위치에 위치하게 되면 제1 공간(12)에 위치하는 제1 베인(40)이 점차 하강하면서 그 제1 베인(40)을 지지하는 수축된 제1 지지스프링(70)은 인장된 상태가 되고 동시에 제2 공간(13)에 위치하는 제2 베인(41)이 하강하면서 그 제2 베인(41)을 지지하던 인장된 제2 지지스프링(71)은 수축된 상태가 된다. 이와 같은 과정이 반복되면서 제1 공간(12)과 제2 공간(13)이 흡입영역과 압축영역으로 전환된다.

그러나 상기한 바와 같은 구조는 실린더 조립체의 제1 공간(12)과 제2 공간(13)에 각각 위치함과 아울러 구획판(30)의 양면에 각각 접촉되는 제1 베인(40)과 제2 베인(41)이 제1 지지스프링(70)과 제2 지지스프링(71)에 의해 각각 탄성 지지됨으로써 구획판(30)이 회전함에 의해 그 구획판(30)의 곡면을 따라 제1,2 베인(40)(41)이 왕복 움직이는 과정에서 그 제1,2 베인(40)(41)을 지지하는 제1,2 지지스프링(70)(71)이 서로 상반되게 인장과 수축을 반복하게 되므로 제1,2 지지스프링(70)(71)에 의한 탄성력이 구획판(30)에 불균형적으로 작용하게 되어 구획판(30)에 불균형 모멘트가 작용하게 되며 이로 인하여 베인(40)(41)과의 접촉에 의해 이루어지는 실링 효과가 저하되는 단점이 있었다.

또한, 상기 제1 베인(40)과 제2 베인(41)이 제1,2 지지스프링(70)(71)에 의해 각각 지지되므로 구조가 복잡하고 부품수가 많게 되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 실린더 조립체의 내부 공간에 위치하여 그 내부 공간을 복수개의 공간으로 구획하는 구획판에 접촉되도록 구획된 공간에 각각 삽입되어 구획판의 회전에 의해 그 구획된 공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키는 베인들이 일정한 작용력으로 구획판에 밀착될 수 있도록 한 압축기의 베인 지지구조를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 압축기의 베인 지지구조를 제공함에 있다.

도 1은 선출원된 압축기의 압축기구부를 도시한 정단면도,

도 2a,2b는 상기 압축기구부를 구성하는 종래 베인 지지구조의 작동상태를 각각 도시한 확대 단면도,

도 3은 본 발명의 압축기 베인 지지구조가 구비된 압축기의 압축기구부를 도시한 단면도,

도 4a,4b는 본 발명의 압축기 베인 지지구조의 작동상태를 각각 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 실린더 조립체 30 ; 구획판

80 ; 제1 베인 81 ; 제2 베인

90 ; 제1 연결부재 91 ; 제2 연결부재

100 ; 코일스프링 V ; 실린더 조립체 내부 공간

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 내부 공간이 구비된 실린더 조립체에 움직임 가능하도록 결합됨과 아울러 그 내부 공간에 위치하는 구획판에 의해 구획된 복수개의 공간에 각각 위치하여 상기 구획판의 회전에 따라 구획된 공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키는 복수개의 베인과, 상기 베인과 베인을 연결하여 그 베인들이 상기 구획판의 양측면에 각각 탄성 밀착되도록 탄성력을 가하는 탄성연결수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 압축기의 베인 지지구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 압축기 베인 지지구조를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 압축기 베인 지지구조의 일실시례가 구비된 압축기의 압축기구부를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 원통 형상의 내부 공간(V) 및 그 내부 공간(V)과 연통되는 흡입유로 및 토출유로(11)가 구비된 실린더 조립체(10)에 그 중심을 관통하도록 회전축(20)이 삽입됨과 아울러 그 회전축(20)에 구비된 구획판(30)이 실린더 조립체의 내부 공간(V)에 위치하도록 결합된다. 상기 회전축의 구획판(30)은 소정 두께를 갖는 정현파 형상의 곡면 형태로 형성되어 실린더 조립체의 내부 공간(V)을 제1 공간(12)과 제2 공간(13)으로 구획하게 된다. 이때 상기 구획판(30)의 볼록 곡면부(r1)와 오목 곡면부(r2)의 선단이 실린더 조립체 내부 공간(V)의 양면에 각각 접촉된 상태가 된다.

그리고 상기 실린더 조립체(10)의 일측에 제1 공간(12)과 연통되도록 제1 베인 슬롯(14)이 형성되고 그 실린더 조립체(10)의 타측에 제2 공간(13)과 연통되도록 제2 베인 슬롯(15)이 형성된다. 상기 제1 베인 슬롯(14)과 제2 베인 슬롯(15)은 각각 일정 폭과 길이를 갖도록 형성되며 그 제1 베인 슬롯(14)과 제2 베인 슬롯(15)은 축 방향으로 동일 선상에 위치하게 된다.

상기 제1 베인 슬롯(14)과 제2 베인 슬롯(15)에 소정의 면적을 갖는 제1 베인(80)과 제2 베인(81)이 각각 삽입되며 그 제1,2 베인(80)(81)은 제1,2 베인 슬롯(14)(15)의 폭과 길이에 상응하도록 사각 형태로 형성됨이 바람직하다. 상기 제1 베인(80)은 제1 베인 슬롯(14)에 삽입되어 그 대부분이 제1 공간(12)에 위치하게 됨과 아울러 그 단부가 회전축 구획판(30)의 일면에 접촉된 상태가 되며, 상기 제2 베인(81)은 제2 베인 슬롯(15)에 삽입되어 그 대부분이 제2 공간(13)에 위치하게 됨과 아울러 그 단부가 회전축 구획판(30)의 다른 면에 접촉된 상태가 된다. 이때 제1 베인(80)은 각 선단이 구획판(30)의 일면과 제1 공간(12)의 내주면 그리고 회전축(20)의 외주면에 접촉된 상태가 되고 상기 제2 베인(81)은 각 선단이 구획판(30)의 타면과 제2 공간(13)의 내주면 그리고 회전축(20)의 외주면에 접촉된 상태가 된다.

상기 실린더 조립체의 제1 베인 슬롯(14)과 제2 베인 슬롯(15)에 각각 삽입된 제1베인(80)과 제2 베인(81)은 탄성연결수단에 의해 연결되며 그 탄성연결수단에 의해 제1 베인(80)과 제2 베인(81)이 회전축 구획판(30)의 양면에 각각 탄성 지지되어 구획판(30)과 밀착된다.

상기 제1 베인(80)과 제2 베인(81)은 각각 제1 공간(12)과 제2 공간(13)에 위치하여 회전축 구획판(30)의 회전에 따라 제1 공간(12)과 제2 공간(13)을 각각 흡입영역과 압축영역으로 전환시키게 된다.

상기 탄성연결수단은 제1 베인(80)에 결합되는 제1 연결부재(90)와 제2 베인(81)에 결합되는 제2 연결부재(91)와 상기 제1 연결부재(90)와 제2 연결부재(91)를 연결하는 코일스프링으로 구성된다. 상기 제1 연결부재(90)와 제2 연결부재(91)는 각각 소정의 길이를 갖도록 형성되어 제1 베인(80)과 제2 베인(81)의 단부에 각각 결합된다. 상기 코일스프링(100)은 실린더 조립체(10)의 일측에 관통된 구멍(16) 또는 홈을 형성하고 그 관통된 구멍(16)에 삽입됨과 아울러 그 양단이 제1 연결부재(90)와 제2 연결부재(91)에 각각 결합된다.

상기 탄성연결수단의 다른 변형례로 상기 제1 베인(80)과 제1 연결부재(90)가 일체로 형성되고 또한 상기 제2 베인(81)과 제2 연결부재(91)가 일체로 형성되며 그 일체로 된 제1 연결부재(90)와 제2 연결부재(91)에 코일스프링(100)이 결합된다.

상기 토출유로(11)의 단부에 개폐수단이 장착되고 그 개폐수단은 내부 공간(V)에서 압축된 가스가 토출되도록 장착된다.

이하, 본 발명의 압축기 베인 지지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 압축기의 압축기구부 작동은 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 회전축(20)이회전하게 되면 그 회전축(20)의 회전에 의해 회전축(20)의 구획판(30)이 실린더 조립체(10)의 내부 공간(V)에서 회전하게 된다. 상기 회전축의 구획판(30)이 실린더 조립체(10)의 내부 공간(V)에서 회전함에 따라 제1 공간(12)과 제2 공간(13)이 베인들(80)(81)에 의해 흡입영역과 압축영역으로 각각 전환되면서 제1 공간(12)과 제2 공간(13)의 각 흡입유로에서 냉매 가스가 흡입되어 압축되면서 각각의 토출유로(11)를 통해 토출된다. 이와 같은 과정에서 회전축의 구획판(30)이 회전함에 따라 그 구획판(30)의 양면에 각각 접촉된 제1,2 베인(80)(81)이 구획판(30)의 곡면에 의해 상하(도면상)로 움직이게 되며 이때 제1,2 베인(80)(81)을 연결하는 탄성연결수단인 코일스프링(100)에 의해 제1,2 베인(80)(81)이 탄성력을 받으면서 상하로 움직이게 되고 그 코일스프링(100)의 탄성력에 의해 제1,2 베인(80)(81)이 구획판(30)의 양면에 밀착된다. 이와 같은 과정을 보다 상세하게 설명하면, 도 4a에 도시한 바와 같이, 먼저 회전축 구획판(30)의 볼록 곡면부(도면상 상측에 위치하는 곡면부분)(r1)의 선단이 제1,2 베인(80)(81)의 위치에 위치하게 되면 제1 베인(80)과 제2 베인(81)은 탄성연결수단인 코일스프링(100)의 탄성력에 의해 회전축 구획판(30)의 양면에 일정한 힘으로 밀착된 상태가 됨과 아울러 제1,2 베인(80)(81)과 코일스프링(100)은 모두 상측으로 이동한 상태가 된다. 이어 상기 구획판(30)이 회전하여, 도 4b에 도시한 바와 같이, 그 구획판(30)의 오목 곡면부(r2)가 제1,2 베인(80)(81)의 위치에 위치하게 되면 제1 베인(80)과 제2 베인(81)은 코일스프링(100)의 탄성력에 의해 회전축 구획판(30)의 양면에 일정한 힘으로 밀착된 상태에서 제1,2 베인(80)(81)과 코일스프링(100)은 모두 하측으로 이동한 상태가 된다. 이와 같이 회전축의 구획판(30)이 회전함에 의해 그 구획판(30)의 곡면을 따라 제1,2 베인(80)(81)과 코일스프링(100)이 함께 상하로 움직이면서 제1 공간(12)과 제2 공간(13)을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키게 되며 이때 코일스프링(100)은 인장 또는 수축의 변형됨이 없이 설정된 탄성력에 의해 제1,2 베인(80)(81)을 일정한 힘으로 구획판(30)에 밀착시키게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 구획판(30)이 회전함에 의해 그 구획판(30)의 곡면을 따라 제1,2 베인(80)(81)이 왕복 움직이는 과정에서 그 제1,2 베인(80)(81)을 탄성 지지하는 코일스프링(100)이 인장 또는 수축됨이 없이 일정한 탄성력으로 제1,2 베인(80)(81)을 지지하게 되므로 구획판(30)에 작용하는 힘이 불균형하지 않고 일정하게 되어 실링을 좋아지고 부품간의 마찰이 감소된다.

또한, 본 발명은 종래 제1,2 베인(40)(41)을 지지하기 위해 두 개의 스프링(70)(71)이 사용됨에 반해 한 개의 스프링으로 제1,2 베인(80)(81)을 지지하게 되므로 구조가 간단할 뿐만 아니라 부품수가 감소하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 압축기의 베인 지지구조는 실린더 조립체의 내부 공간에 위치하여 그 내부 공간을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하는 구획판의 회전에 따라 제1 공간과 제2 공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키는 제1 베인과 제2 베인이 항상 일정한 압착력으로 구획판에 밀착됨으로써 가스가 흡입되고 압축되는 제1 공간 및 제2 공간의 실링력이 높아지게 되어 압축 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 구조가 간단하고 구성 부품이 감소하게 되어 제작 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

내부 공간이 구비된 실린더 조립체에 움직임 가능하도록 결합됨과 아울러 그 내부 공간에 위치하는 구획판에 의해 구획된 복수개의 공간에 각각 위치하여 상기 구획판의 회전에 따라 구획된 공간을 흡입영역과 압축영역으로 전환시키는 복수개의 베인과, 상기 베인과 베인을 연결하여 그 베인들이 상기 구획판의 양측면에 각각 탄성 밀착되도록 탄성력을 가하는 탄성연결수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 압축기의 베인 지지구조.
제1항에 있어서, 상기 탄성연결수단은 상기 베인들에 각각 결합되는 복수개의 연결부재와 양단이 상기 연결부재들에 각각 결합되어 베인들에 탄성력을 가하는 코일스프링으로 구성됨을 특징으로 하는 압축기의 베인 지지구조.