KR200162301Y1 - 밀폐형 회전식 압축기의 실린더 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 회전식 압축기의 실린더에 관한 것으로서, 실린더의 상하방향으로 길쭉한 타원형으로 형성된 흡입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 실린더를 제공하여, 원형 흡입구를 가진 종래의 실린더와 비교할 때 우선, 흡입구와 베인이 간섭을 일으키는 거리가 줄어들어 흡입구를 베인에 가깝게 형성하는 것이 가능하며 또한 흡입구의 실린더 원주방향의 폭이 줄어들어 유효한 압축이 일어나는 공간이 커짐에 따라 압축효율을 높여 압축기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있도록 한 것이다.

Description

밀폐형 회전식 압축기의 실린더

본 고안은 밀폐형 회전식 압축기의 실린더에 관한 것으로서, 특히 실린더의 내부에서 유효하게 압축이 일어나는 공간을 늘려 압축효율이 향상되도록 한 밀폐형 회전식 압축기의 실린더에 관한 것이다.

일반적인 밀폐형 회전식 압축기는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 압축기 외부를 둘러싸는 밀폐용기(1)가 있고, 이 밀폐용기(1)의 내부에는 고정자(2)와 회전자(3) 등으로 구성되는 전동기구부가 설치되어 있다. 그리고 상기 회전자(3)의 내경에 압입되며 하부에 편심부(4a)가 형성된 크랭크축(4)과 상기 크랭크축(4)의 편심부(4a)를 감싸며 상부베어링(5) 및 하부베어링(6)과 함께 볼트(7)에 의해 결합되어 있는 실린더(8)와 상기 크랭크축(4)의 편심부(4a)에 삽입되어 실린더(8)의 내경에 접하면서 자전 및 공전하는 롤링피스톤(9)과 상기 롤링피스톤(9)의 외주면에 슬라이딩 접촉되어 고압부와 저압부를 분리하며 직선운동하는 베인(10)을 포함하여 구성되는 압축기구부가 설치되어 있다.

그리고 베인(10)에 의해 분리되어 고압부를 이루는 실린더(8)의 일측에 압축된 냉매가스를 토출할 수 있는 토출포트(8a)가 형성되어 있고 상기 상부베어링(5)의 일측에 상기 토출포트(8a)와 연통되게 토출공(5a)이 형성되어 있다.

또한, 상기 실린더(8)의 저압부에는 냉매가스가 실린더(8) 내부로 유입되는 흡입구(8b)가 형성되어 있고, 상기 흡입구(8b)는 밀폐용기(1)의 측부에 설치되는 어큐뮬레이터(11)와 냉매유입관(12)에 의해 연결되어 있다.

미설명 부호 13은 베인을 탄성적으로 지지하는 탄성부재이고, 14는 밀폐용기 내부에서 압축된 냉매가스가 외부로 토출되는 토출관이며, 15는 소음기이다.

또한, 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 흡입구(8b)는 단면형상이 원형으로 되어 있었다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 일반적인 밀폐형 회전식 압축기의 작동은 먼저, 전류가 인가되어 회전자(3)가 회전하게 되면 회전자(3)에 압입된 크랭크축(4)의 회전에 의해 크랭크축(4)의 편심부(4a)에 압입된 롤링피스톤(9)이 실린더(8)의 내주면과 탄성부재(13)에 의해 지지되는 베인(10)에 각각 선접촉하여 회전하게 되며 이에 따라 실린더(8)의 내부에 고압부와 저압부가 형성되면서 냉매가 어큐뮬레이터(11)와 냉매유입관(12)을 거쳐 흡입구(8b)를 통해 실린더(8) 내부로 유입되어 압축되고 압축된 냉매가스는 토출포트(8a)와 토출공(5a)을 통해 실린더(8)로 부터 토출되며 실린더(8)에서 토출된 냉매는 소음기(15)를 거쳐 토출관(14)을 통해 사이클내로 토출된다.

한편, 롤링피스톤(9)의 회전에 따라 실린더(8)의 내부로 냉매가 유입되어 압축되는 과정을 첨부도면에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 롤링피스톤(9)이 상사점에 있는 상태의 주요부를, 그리고 도 3b는 흡입구(8b)를 통한 냉매의 흡입이 완전히 종료되고 순수한 압축이 시작되는 시점의 상태의 주요부를 도시한 횡단면도이다.

롤링피스톤(9)이 실린더(8)의 내주면에 접하여 실선화살표의 방향으로 회전하게 되면, 도 3b에 도시된 바와 같은 상태로 된 때 즉, 실린더(8)의 내주면과 롤링피스톤(9)이 접하여 생긴 직선이 베인(10)으로 부터 먼쪽의 흡입구(8b) 외경과 한점에서 만날 때까지는 압축공간이 흡입구(8b)와 연결되어 있어 충분히 압축되지 못하는 손실이 있게 되며, 순수하게 압축이 시작되는 것은 도 3b의 상태 이후 부터 시작되게 되는 것이다.

도 3b의 α는 흡입이 완전히 종료되고 순수한 압축이 시작되는 시점에서 크랭크축(4)의 중심인 O와 롤링피스톤(9) 및 편심부(4a)의 중심인 O'를 이은 직선이 상사점으로 부터 이탈된 각도를 나타낸 것으로서, 그 값이 작을수록 롤링피스톤(9)이 보다 먼거리를 이동하며 냉매를 더욱 압축할 수 있으므로 압축기의 효율을 높이기 위해서는 α의 값을 작게하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 이유에서 압축기의 효율을 높이기 위해서는 α의 값을 작게하는 것이 바람직한데 종래에는 이를 위해 흡입구의 위치를 베인과 가깝게 위치시키거나 흡입구를 단면 형상은 원형으로 유지한 채 크기를 작게하는 방안등이 제안되었다.

그러나, 흡입구의 위치를 베인과 가깝게 되도록 제작하는 것은 베인이 위치하는 베인슬롯과의 간섭에 의해 일정한 한계가 있으며 흡입구를 작게하는 것은 유로저항을 증가시켜 오히려 압축기의 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 배경에서 안출된 본 고안의 목적은 흡입구를 통한 유로저항을 증가시키지 않으면서 실린더 내에서 유효하게 압축되는 공간을 증가시켜 압축기의 효율을 증가시킬 수 있는 밀폐형 회전식 압축기의 실린더를 제공하고자 하는 것이다.

도 1 은 일반적인 밀폐형 회전식 압축기를 도시한 종단면도.

도 2 는 도 1의 A - A' 단면도.

도 3a 는 도 2에서 롤링피스톤이 상사점에 있는 상태의 주요부를 도시한 횡단면도.

도 3b 는 도 2에서 흡입구를 통한 냉매의 흡입이 종료되고 순수한 압축이 시작되는 시점의 상태의 주요부를 도시한 횡단면도.

도 4 는 본 고안의 일실시례에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 실린더 내부에서 흡입구 부근을 본 구조를 도시한 부분사시도.

도 5 는 동일한 중심과 동일한 단면적의 흡입구를 가진 종래 밀폐형 회전식 압축기의 실린더와 본 고안에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 실린더를 함께 보인 횡단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

4;크랭크축 4a;편심부

8,8';실린더 8b,8'b;흡입구

9;롤링피스톤 10;베인

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 상부베어링과 하부베어링에 의해 상하부가 각각 밀폐되고, 내주면에 접하여 편심 회전하는 롤링피스톤의 회전에 따라 일측에 형성된 흡입구를 통해 냉매를 흡입하고 이를 압축한 후 일측에 설치된 토출포트를 통해 토출하는 밀폐형 회전식 압축기의 실린더에 있어서; 상기 흡입구는 실린더의 상하방향으로 길쭉한 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 실린더가 제공된다.

이하, 첨부도면에 도시한 본 고안의 일실시례에 의거하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안의 일실시례에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 실린더 내부에서 흡입구 부근을 본 구조를 도시한 부분사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 실린더는 종래 단면이 원형으로 형성되어 있던 흡입구(8b) 대신 실린더(8')의 상하방향으로 길쭉하고 원주방향으로는 짧은 타원형으로 형성된 흡입구(8'b)를 포함하여 구성되게 된다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 고안에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 작용은 종래의 그것과 동일하다. 그러나 동일한 단면적과 중심으로된 종래의 원형 흡입구(8b)를 구비한 실린더(8)와 비교하면 흡입구(8b,8'b)와 압축공간이 분리되는 지점이 베인(10)쪽으로 더 치우쳐 있어 순수한 압축이 일어나는 실린더 내부의 공간이 더 커지는 것을 알수 있다.

이를 첨부도면에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 5는 동일한 중심과 동일한 단면적의 흡입구를 가진 종래 밀폐형 회전식 압축기의 실린더와 본 고안에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 실린더를 함께 보인 횡단면도이다.

흡입구(8b,8'b)가 동일한 중심을 갖도록 한 것은 상사점과의 거리 즉 베인(10)과의 거리를 같게 하여 공정하게 평가되도록 하기 위한 것이고, 흡입구(8b,8'b)의 단면적이 동일하도록 한 것은 유로마찰을 동일하게 하여 유로마찰의 차이에 의한 효율의 차이가 초래되지 않도록 하기 위한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 흡입구(8b,8'b)의 중심이 동일하고 단면적이 동일한 경우에는 상하로 길쭉하게 형성된 본 고안에 의한 타원형 흡입구(8'b)의 양단이 실선으로 도시된 바와 같이 점선으로 도시된 종래의 원형 흡입구(8b)의 양단보다 안쪽에 위치하게 된다.

따라서 a 지점으로부터 유효한 압축이 개시되는 종래의 실린더(8)에 비해 그 보다 앞선 b 지점으로 부터 유효한 압축이 개시되는 본 고안에 의한 실린더(8')의 경우가 보다 큰 유효압축공간을 가지므로 우수한 압축효율을 갖게 되는 것이다.

아울러 흡입구(8b,8'b)의 베인(10)에 가까운 일측단인 c, d와 베인(10) 사이의 거리를 보면 종래의 실린더(8) 보다 본 고안에 의한 실린더(8')의 경우가 더욱 먼거리에 위치하게 되므로 동일한 흡입구 단면적을 가진 경우 종래의 실린더(8) 보다 더 베인(10)에 가깝게 흡입구(8'b)를 형성할 수 있으므로 유효한 압축공간을 더욱 크게 할 수도 있게 된다.

상기한 바와 같이 상하방향으로 길쭉한 흡입구를 구비한 본 고안에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 실린더는 원형 흡입구를 가진 종래의 실린더와 비교할 때 우선, 흡입구와 베인이 간섭을 일으키는 거리가 줄어들어 흡입구를 베인에 가깝게 형성하는 것이 가능하며 또한 흡입구의 실린더 원주방향의 폭이 줄어들어 유효한 압축이 일어나는 공간이 커짐에 따라 압축효율을 높여 압축기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 상부베어링과 하부베어링에 의해 상하부가 각각 밀폐되고, 내주면에 접하여 편심 회전하는 롤링피스톤의 회전에 따라 일측에 형성된 흡입구를 통해 냉매를 흡입하고 이를 압축한 후 일측에 설치된 토출포트를 통해 토출하는 밀폐형 회전식 압축기의 실린더에 있어서; 상기 흡입구는 실린더의 상하방향으로 길쭉한 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 실린더.