KR20020056457A

KR20020056457A - 압축기의 가스누설 방지구조

Info

Publication number: KR20020056457A
Application number: KR1020000085813A
Authority: KR
Inventors: 홍석기; 안병하
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-07-10

Abstract

본 발명은 압축기의 가스누설 방지구조에 관한 것으로, 본 발명은 전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더 조립체의 내부 공간에서 회전하는 구획판의 곡면을 임의의 외경을 갖는 공구로 가공하고 상기 실린더 조립체의 내부 공간을 구획함과 아울러 상기 구획판의 곡면에 접촉되어 상기 구획판의 회전과 함께 연동되면서 가스를 압축하는 베인의 구획판 접촉면을 상기 공구의 외경과 상응하는 곡률로 형성하도록 구성하여 상기 구획판과 베인의 움직임에 의한 상기 실린더 조립체의 내부 공간 체적 변화로 가스를 압축하는 과정에서 상기 구획판과 베인의 틈새로 고압부의 가스가 저압부로 누설되는 것을 최소화함으로써 압축 성능을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

압축기의 가스누설 방지구조{STRUCTURE FOR PREVENTING GAS LEAKAGE IN COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 가스누설 방지구조에 관한 것으로, 특히 전동기구부의 구동력을 전달받아 회전하는 구획판과 그 구획판에 접촉되어 움직이면서 가스를 압축하는 베인사이의 가스 누설을 최소화할 수 있도록 한 압축기의 가스누설 방지구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 유체를 압축하는 기계이다. 이와 같은 압축기는 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기와 그 밀폐용기내에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부로 구성되며, 그 압축기구부의 형태에 따라 여러 종류로 분류된다.

상기 압축기의 한 종류로 종래의 압축기들과 다른 압축 방식을 갖는 압축기를 본원 출원인이 선출원(대한민국 특허 99-42381호)한 바 있다. 도 1, 2, 3은 본원 출원인이 선출원한 압축기에서 전동기구부의 구동력을 전달받아 냉매 가스를 압축하는 압축기구부를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 선출원한 압축기의 압축기구부는 내부 공간(V)을 형성함과 아울러 그 내부 공간(V)과 각각 연통되는 흡입유로(11)와 토출유로(12)를 구비한 실린더 조립체(10)에 그 중심을 관통하도록 회전축(20)이 삽입되며 그 회전축(20)은 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)와 결합된다. 그리고 상기 실린더 조립체(10)의 내부 공간(V)을 제1,2 공간(13)(14)으로 구획하는 구획판(30)이 실린더 조립체 내부 공간(V)에 위치하도록 회전축(20)에 일체로 형성되며 상기 구획판(30)의 양측면에 각각 항시 접촉되도록 탄성 지지되어 그 구획판(30)이 회전함에 따라 상기 제1,2 공간(13)(14)을 각각 흡입영역(13a)(14a)과 압축영역(13b)(14b)으로 전환시키면서 움직이는 베인(40)들이 상기 실린더 조립체(10)에 각각 관통 삽입되어 결합된다. 그리고 상기 실린더 조립체(10)의 토출유로(12)를 각각 개폐하면서 제1,2 공간(13)(14)의 압축영역(13b)(14b)에서 압축된 가스를 토출시키는 개폐수단(50)이 실린더 조립체(10)에 결합된다.

미설명 부호 1은 밀폐용기이고, 2는 탄성지지수단이다.

상기 구획판(30)은 소정의 두께를 가지며 평면상으로 볼 때 환형 형태로 형성되되 측면상으로 볼 때 볼록면을 갖는 상측 볼록 곡면부(r1)와 오목면을 갖는 하측 오목 곡면부(r2)와 그 볼록 곡면부(r1)와 오목 곡면부(r2)를 연결하는 연결 곡면부(r3)로 이루어진다. 즉, 상기 구획판(30)은 정현파 형상의 곡면판으로 그 볼록 곡면부(r1)와 오목 곡면부(r2)는 180°의 위상으로 위치하게 형성된다. 상기 구획판(30)은 그 볼록 곡면부(r1)와 오목 곡면부(r2)의 변곡점을 이루는 선단이 내부 공간의 내측벽에 각각 접촉된 상태로 내부 공간에 위치하게 된다. 그리고 상기 베인(40)은 일정 두께를 갖는 사각 형태로 형성되며 그 양측면은 상기 회전축(20)의 외주면과 실린더 조립체(10)의 내벽에 각각 접촉됨과 아울러 그 하면은 상기 구획판(30)의 곡면과 접촉되어 제1 공간(13)과 제2 공간(14)을 구획하게 된다.

이와 같은 압축기의 작동은 먼저 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 내부 공간(V)에서 회전하게 된다. 상기 구획판(30)이 실린더 조립체(10)의 내부 공간(V)에서 회전함에 따라 그 내부 공간(V)의 체적 변화로 제1 공간(13)과 제2 공간(14)이 흡입영역(13a)(14a)과 압축영역(13b)(14b)으로 각각 전환되면서 제1 공간(13)과 제2 공간(14)의 각각의 흡입유로(11)에서 냉매 가스가 흡입되어 압축되면서 각각의 토출유로(12)를 통해 토출된다. 이때 상기 베인(40)은 탄성 지지된 상태로 구획판(30)의 회전에 따라 그 구획판(30)에 의해 축 방향으로 직선 왕복 운동하게 된다.

한편, 상기 구획판(30)의 회전과 함께 상기 베인의 상하 운동에 따라 제1,2 공간(13)(14)에서 체적 변화로 가스가 압축되기 위해서는 상기 베인(40)이 상기 구획판(30)의 회전에 따라 항시 접촉상태를 이루어 흡입영역(13a)(14a)과 압축영역(13b)(14b)이 밀폐된 상태로 유지되어야 한다. 즉, 양면이 베인(40)에 의해 항시 접촉 상태로 유지되는 구획판(30)은 회전축(20)을 중심으로 하여 방사상으로 절단했을 때 그 절단면이 축 중심과 수직 상태가 항상 유지되도록 형성되어야 한다.

상기 구획판(30)을 가공하는 종래 방식은, 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 상기 구획판(30)이 구비된 회전축(20)을 수직 또는 수평 방향으로 위치시키고 일정 외경과 길이를 갖는 연삭 공구(E)를 상기 회전축(20)의 구획판(30)에 방사 방향 및 수평 방향으로, 즉 회전축(20)의 축방향과 직각 방향 및 구획판(30)의 방사 방향으로 위치시킨 다음 상기 회전축(20)을 천천히 회전시킴과 동시에 상기 연삭 공구(E)를 상하 직선 운동 및 회전 운동시켜 상기 구획판(30)의 곡면을 가공하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 방법으로 가공된 상기 회전축(20)의 구획판(30)은 그 가공면, 즉 상기 베인(40)이 접촉되는 곡면이 상기 연삭 공구(E)의 직경에 의해 과절삭(일명, 언더컷; UNDER CUT)(C)이 발생하게 된다. 즉 상기 회전축(20)과 구확판(30)이 만나는 구획판(30)의 내측 곡선(a) 기준으로 하여 그 내측 곡선(a)을 따라 가공하게 되면 상기 구획판(30)의 외측 곡선(b)측에 언더컷(C)이 발생되며 상기 구획판(30)의 외측 곡선(b)을 기준으로 하여 그 외측 곡선(b)을 따라 가공하게 되면 상기 구획판(30)의 내측 곡선(a)에 언더컷(C)이 발생하게 된다. 그러므로 상기 구획판(30)의 가공면이 이상적인 형태의 곡면 형상을 이루지 못하게 되어 상기 베인(40)과 접촉되어 상대 움직임하면서 가스를 압축하는 과정에서 상기 구획판(30)의 곡면, 즉 가공면과 베인(40)의 접촉면 사이에 틈새가 발생하게 됨으로써 가스의 누설이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 전동기구부의 구동력을 전달받아 회전하는 구획판과 그 구획판에 접촉되어 움직이면서 가스를 압축하는 베인사이의 가스 누설을 최소화할 수 있도록 한 압축기의 가스누설 방지구조를 제공함에 있다.

도 1,2는 종래 압축기의 압축기구부를 도시한 정단면도 및 평면도,

도 3은 상기 압축기 압축기구부를 부분 단면하여 도시한 사시도,

도 4,5는 상기 압축기를 구성하는 구획판의 가공 구조 및 그 가공면을 도시한 정면도 및 평면도,

도 6,7은 본 발명의 압축기의 가스누설 방지구조가 구비된 압축기의 정단면도 및 부분 단면 사시도,

도 8은 본 발명의 압축기 가스누설 방지구조를 도시한 측면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 실린더 조립체 60 ; 베인

61 ; 베인의 접촉면 70 ; 구획판

71 ; 구획판의 곡면 M ; 전동기구부

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더 조립체의 내부 공간에서 회전하는 구획판의 곡면을 임의의 외경을 갖는 공구로 가공하고 상기 실린더 조립체의 내부 공간을 구획함과 아울러 상기 구획판의 곡면에 접촉되어 상기 구획판의 회전과 함께 연동되면서 가스를 압축하는 베인의 구획판 접촉면을 상기 공구의 외경과 상응하는 곡률로 형성한 것을 특징으로 하는 압축기의 가스누설 방지구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 압축기 가스누설 방지구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 6, 7은 본 발명의 압축기 가스누설 방지구조의 일예가 구비된 압축기의 압축기구부를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 소정의 내부 공간(V)을 가지며 그 내부 공간(V)과 연통되는 흡입유로(11)와 토출유로(미도시)가 구비된 실린더 조립체(10)에 회전축(20)이 관통 삽입된다. 상기 회전축(20)은 소정의 길이와 외경을 갖도록 형성되며 그 일측이 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)와 결합된다. 그리고 상기 실린더 조립체(10) 내부 공간(V)에 상기 회전축(20)과 일체로 형성되도록 삽입되어 상기 실린더 조립체(10)의 내부 공간(V)을 제1 공간(13)과 제2 공간(14)으로 구획한다. 그리고 소정의 면적을 갖는 베인(60)들이 상기 구획판(70)에 각각 접촉되도록 상기 실린더 조립체(10)에 각각 삽입되며 그 베인(60)들은 상기 구획판(70)의 회전에 따라 제1 공간(13)과 제2 공간(14)을 각각 흡입영역(13a)(14a)과 압축영역(13b)(14b)으로 전환시킨다.

미설명 부호 1은 밀폐용기이고, 2는 탄성지지수단이다.

상기 구획판(70)은 일정 두께를 가지며 평면상으로 상기 실린더 조립체(10)의 내부 공간과 상응하는 원형으로 형성되며 그 측면은 정현파 형상의 곡선으로 형성된다. 즉, 상기 구획판(70)은 볼록 곡면부(r1) 및 오목 곡면부(r2)와 그 볼록 곡면부(r1)와 오복 곡면부(r2)를 연결하는 연결 곡면부(r3)를 구비한 정현파 형태로 형성되며 상기 회전축(20) 중심을 기준으로 하여 방사상으로 절단하였을 때 그 구획판(70)의 절단선은 상기 회전축(20)과 직각을 이루게 된다.

상기 회전축(20)의 구획판(70)은 가공시 종래와 같이 그 회전축(20)을 수직 또는 수평 방향으로 위치시킨 다음 일정 외경과 길이를 갖는 연삭 공구(E)를 상기 회전축(20)의 구획판(70)에 방사 방향 및 수평 방향으로, 즉 회전축(20)의 축방향과 직각 방향 및 구획판(70)의 방사 방향으로 위치시킨다. 그리고 상기 회전축(20)을 천천히 회전시킴과 동시에 상기 연삭 공구(E)를 상하 직선 운동 및 회전 운동시켜 상기 구획판(70)의 곡면을 가공하게 된다.

상기 베인(60)은 일정 두께를 갖는 사각 형태로 형성되며 그 양측면은 상기 회전축(20)의 외주면과 실린더 조립체(10)의 내벽에 각각 접촉됨과 아울러 그 하면은 상기 구획판(70)의 곡면과 접촉되어 제1 공간(13)과 제2 공간(14)을 구획하게 된다. 그리고, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 구획판(70)의 곡면과 접촉되는 베인(60)의 구획판 접촉면(61)은 상기 구획판(70)의 곡면(71)을 가공하는 연삭 공구(E)의 외경과 같은 곡률을 갖도록 형성된다. 즉, 상기 베인(60)을 측면에서 볼 때 상기 구획판(70)의 곡면(71)과 접촉하는 베인의 접촉면(61)이 상기 연삭 공구(E)의 외경과 같은 곡률을 갖도록 라운딩지게 형성된다.

이하, 본 발명의 압축기 가스누설 방지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 압축기 가스누설 방지구조가 구비된 압축기의 압축기구부는 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 회전축(20)이 회전하게 되고 그 회전축(20)의 회전과함께 그 회전축(20)의 구획판(70)이 회전하면서 베인(60)들과 함께 실린더 조립체(10)의 내부 공간(V), 즉 제1,2 공간을 흡입영역(13a)(14a)과 압축영역(13b)(14b)으로 전환시키면서 상기 흡입유로(11)를 통해 가스가 흡입되어 압축되고 상기 토출유로를 통해 토출시키게 된다. 상기 베인(60)은 그 구획판 접촉면(61)이 상기 회전축(20)의 구획판 곡면(71)과 접촉되고 그 양측면이 내부 공간(V)을 이루는 내주벽면 및 회전축(20)의 외주면에 각각 접촉된 상태로 유지되면서 직선 운동하게 된다.

상기 과정에서 상기 구획판(70)의 곡면(71)과 접촉되어 움직이면서 가스를 압축하게 되는 베인(60)의 구획판접촉면(61)이 상기 구획판(70)의 곡면(71) 가공상태와 상응하게 형성되므로, 즉 상기 베인(60)의 구획판접촉면(61)의 곡률이 상기 구획판의 곡면(71)을 가공한 공구의 외경과 같게 형성되므로 상기 구획판(70)의 곡면(71)에 접촉된 상태로 그 구획판(70)의 곡면(71)을 따라 움직이는 과정에서 상기 구획판(70)의 곡면(71)과 베인(60)의 접촉면(61)사이의 틈새 발생을 최소화하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 압축기의 가스누설 방지구조는 전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더 조립체의 내부 공간에서 회전하는 회전축의 구획판과 그 구획판에 접촉되어 연동되면서 가스를 압축하는 베인의 베인 접촉면사이의 틈새 발생을 최소화하게 됨으로써 상기 실린더 조립체 내부 공간의 체적 변화로 가스를 흡입하고 압축하는 과정에서 고압부의 가스가 저압부로 누설되는 것을 방지하여 압축 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더 조립체의 내부 공간에서 회전하는 구획판의 곡면을 임의의 외경을 갖는 공구로 가공하고 상기 실린더 조립체의 내부 공간을 구획함과 아울러 상기 구획판의 곡면에 접촉되어 상기 구획판의 회전과 함께 연동되면서 가스를 압축하는 베인의 구획판 접촉면을 상기 공구의 외경과 상응하는 곡률로 형성한 것을 특징으로 하는 압축기의 가스누설 방지구조.