KR20040039753A - 횡형식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡형식 압축기에 관한 것으로서, 수평면에 대해 평행하게 장착되는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 장착되어 구동에 필요한 회전력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 전동기구부에 일측이 연결되어 회전하며, 수평면에 대해 평행하게 장착되고 타측에 파형 형상의 구획판이 형성된 회전축과, 실린더의 양측이 복개되어 형성된 내부공간에 상기 회전축의 구획판을 수용하여 상기 구획판의 회전에 의해 가스를 흡입 및 압축하는 실린더 조립체와, 상기 전동기구부, 회전축 및 실린더 조립체의 원활한 작동을 위하여 오일을 공급하는 오일펌핑부와, 상기 밀폐용기의 내부에 형성되어 상기 오일펌핑부를 통해 오일이 공급되도록 저장하는 오일저장실이 구비되어 구성됨으로써, 상기 압축기를 수평면에 대해 수평하게 설치할 수 있도록 한 것이다.

Description

횡형식 압축기{HORIZONTAL COMPRESSOR}

본 발명은 횡형식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 압축기가설치되는 설치공간의 제약에 의하여 압축기를 횡으로 장착하여야 할 시, 이를 가능하도록 하여 설치공간의 제약을 줄일 수 있도록 하는 횡형식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 유체를 압축하는 기계로써, 이와 같은 압축기의 구성은 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기와, 그 밀폐용기내에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와, 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부로 이루어진다.

이러한 압축기는 보편적으로 가스를 압축하는 압축기구부의 형태에 따라 회전식 압축기(ROTARY COMPRESSOR), 왕복동식 압축기(RECIPROCATING COMPRESSOR), 스크롤 압축기(SCROLL COMPRESSOR)등 여려 형태로 분류한다.

도 1 내지 도 3은 상기와 같은 압축기 중 하나를 일 예로 들어 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 종래 구조로 이루어진 상기 압축기의 압축기구부는 내부공간(V)이 형성됨과 아울러 그 내부공간(V)과 각각 연통 되는 흡입유로(f1)와 토출유로(f2)가 구비되어 상기 밀폐용기(10)에 고정 결합되는 실린더 조립체(D)의 내부공간(V)에 그 중심을 관통하도록 회전축(20)이 삽입되며, 상기 회전축(20)은 회전에 필요한 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)에 결합된다.

상기 실린더 조립체(D)는 내부에 원통형상의 관통 구멍이 구비되어 상기 밀폐용기(10)에 고정된 실린더(30)와, 상기 실린더(30)의 상하면에 각각 복개 결합되어 상기 실린더(30)와 함께 내부공간(V)을 형성함과 아울러 상기 회전축(20)을 지지하는 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)을 포함하여 구성되고, 상기실린더(30)에는 상기 실린더(30)의 내부공간(V)에서 외주면을 향하여 방사형으로 관통된 흡입유로(f1)가 형성된다.

상기 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)은 소정의 두께와 면적을 갖도록 형성되는 플레이트부(41, 51)와, 상기 플레이트부(41, 51)의 일면에 소정의 높이와 외경을 갖도록 돌출 되어 형성되는 지지부(42, 52)와, 상기 플레이트부(41, 51) 및 지지부(42, 52)의 중앙부를 관통하여 형성되는 축 삽입구멍(43, 53)이 구비되어 이루어지고, 상기 상부 베어링(40)의 플레이트부(41)가 상기 실린더(30)의 일측면을 복개함과 아울러, 상기 축 삽입구멍(43)에 상기 회전축(20)이 내삽 되도록 결합되며, 상기 하부 베어링(50)은 상기 실린더(30)의 타측면을 복개함과 아울러 상기 삽입구멍(53)에 상기 회전축(20)이 내삽 되도록 결합된다.

상기 회전축(20)은 일정 외경과 소정의 길이를 갖도록 형성되어 상기 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)의 축 삽입구멍(43. 53)에 삽입되는 축부(21)와, 상기 축부(21)의 일측에 연장 형성된 베어링축부(23)의 외주면에 상기 실린더 조립체(D)의 내부 공간(V)을 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)으로 구획하는 구획판(22)이 구비되어 이루어진다.

상기 회전축(20)의 구획판(22)은 일정 두께를 갖고, 평면상에서 볼 시에는 원형으로 형성되며, 측면상에서 볼 시에는 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(22)은 정현파 형상의 파형 곡면을 이루고, 그 볼록 곡면부(r1)와 오목곡면부(r2)는 180도의 위상차를 갖도록 위치하게 형성된다.

상기 회전축(20)의 결합시 그 구획판의 볼록 곡면부(r1) 및 베어링축부(23)의 일측 베어링면(T)은 상기 상부 베어링의 플레이트부(41) 하면에 접촉되고 그 구획판의 오복 곡면부(r2)의 외측 및 베어링축부(23)의 타측 베어링면(T)은 상기 하부 베어링의 플레이트부(51) 상면에 접촉 지지된다.

그리고 상기 회전축(20)의 내부, 즉 축부(21)와 베어링축부(23)에 길이 방향으로 관통된 축방향 오일통공(24)이 형성되고 상기 베어링축부(23)의 양측 베어링면 선상에 각각 위치하도록 상기 축부(21)에 그 축방향 오일통공(24)과 연통 되게 원주 방향으로 반경방향 오일토출구(25)가 각각 형성된다. 그리고 상기 회전축 축부(21)의 하단 축방향 오일통공(24) 내부에 오일피더(26)가 장착되고 그 오일피더(26)는 상기 밀폐용기(10)의 저면에 채워진 오일(O)에 잠긴 상태가 된다.

상기 회전축(20)의 베어링축부(23) 외주면에 형성된 상기 구획판(22)의 양측면에 각각 항시 접촉되도록 탄성지지되어 상기 구획판(22)이 회전함에 따라 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)을 각각 흡입영역(V1a, V2a)과 압축영역(V1b, V2b)으로 전환시키면서, 상기 회전축(20)의 길이방향에 평행하게 움직이는 베인(70)이 상기 실린더 조립체(D)의 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)에 각각 관통 삽입되어 결합된다.

상기 베인(70)들은 상기 실린더 조립체(D)를 수평면상에서 볼 때 동일 위상, 즉 상기 구획판(22)의 상하에 위치하도록 결합되며 상기 베인(70)들은 상기 실린더 조립체(D)의 상부 베어링(40)과 하부 베어링(50)에 형성되는 베인 슬롯(44, 54)에각각 삽입된다.

그리고, 상기 실린더 조립체(D)에 형성된 각각의 토출유로(f2)를 각각 개폐하면서 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)의 압축영역(V1b, V2b)에서 압축된 가스를 토출시키는 개폐수단(80)이 결합되고, 상기 밀폐용기(10)에 상기 흡입유로(f1)와 연통 되도록 흡입관(90)이 결합된다.

미 설명 부호인 100은 탄성지지수단이며, 110은 소음기이다.

먼저, 상기 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 회전축(20)이 회전하게 되면 그 회전축(20)의 구획판(22)이 실린더 조립체(D)의 내부 공간(V)에서 회전하게 된다. 상기 회전축의 구획판(22)이 상기 실린더 조립체의 내부 공간(V)에서 회전함에 따라 그 구획판(22)에 접촉된 베인(70)들이 함께 연동되면서 그 구획판(22)에 의해 구획된 내부 공간의 제1 공간(V1)과 제2 공간(V2)을 각각 흡입 영역(V1a)(V2a)과 압축 영역(V1b)(V2b)으로 전환시킴과 아울러 상기 개폐수단(80)의 작동과 함께 상기 제1 공간(V1)과 제2 공간(V2)으로 가스가 흡입되고 압축되어 토출되며 이와 같은 과정이 반복된다.

한편, 상기 회전축(20)이 회전함에 따라 그 회전축(20)에 장착된 오일피더(26)가 함께 회전하면서 오일을 펌핑하게 되며 그 오일피더(26)에 의해 펌핑된 오일은 축방향 오일통공(24)을 통해 흡상되면서 그 회전축(20)의 단부를 통해 비산되고, 상기 축방향 오일통공(24)을 통해 흡상되는 오일의 일부는 반경방향 오일토출구(25)를 통해 빠져 나와 상부 베어링(40)의 하면과 회전축 베어링축부(23)의 베어링면(T)사이와 그리고 상기 하부 베어링(50)의 상면과 회전축베어링축부(23)의 베어링면(T)사이로 공급된다. 상기 상부 베어링(40)의 하면과 그 베어링 하면에 접면되는 회전축 베어링축부(23)의 베어링면(T)은 스러스트 베어링면을 이룰 뿐만 아니라 상기 하부 베어링(50)의 상면과 그 하부 베어링(50)의 상면과 접면되는 회전축 베어링축부(23)의 베어링면(T)이 스러스트 베어링면을 이루게 되어 상기 회전축(20)에 작용하는 축 방향 힘을 지지하게 되므로 오일 공급은 필수적이다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 구조의 압축기에 있어서, 상기 압축기가 장착되는 설치공간상의 제약에 의해 압축기를 수평면에 수직하게 설치하지 못하게 될 경우, 오일펌핑등의 문제로 압축기를 수평면에 평행하게 설치하지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 설치공간의 제약에 의해 수평면에 수직하게 설치하지 못할 시에 수평면에 평행하게 압축기를 장착할 수 있도록 하는 횡형식 압축기를 제공함에 있다.

도 1은 종래 구조로 형성된 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,

도 2는 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부를 도시한 평면도,

도 3은 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부를 부분 단면하여 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예인 횡형식 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

120 : 회전축 121 : 축부

122 : 베어링축부 123 : 구획판

124 : 오일통공 125 : 오일토출구

126 : 오일피더 127 : 오일흡입관

128 : 오일칸막이 S : 오일저장실

O : 오일

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 횡형식 압축기는 수평면에 대해 평행하게 장착되는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 장착되어 구동에 필요한 회전력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 전동기구부에 일측이 연결되어 회전하며, 수평면에 대해 평행하게 장착되고 타측에 파형 형상의 구획판이 형성된 회전축과, 실린더의 양측이 복개되어 형성된 내부공간에 상기 회전축의 구획판을 수용하여 상기 구획판의 회전에 의해 가스를 흡입 및 압축하는 실린더 조립체와, 상기 전동기구부, 회전축 및 실린더 조립체의 원활한 작동을 위하여 오일을 공급하는 오일펌핑부와, 상기 밀폐용기의 내부에 형성되어 상기 오일펌핑부를 통해 오일이 공급되도록 저장하는 오일저장실이 구비되어 구성된다.

이하 본 발명의 일 실시예인 횡형식 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예인 횡형식 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 횡형식 압축기는 수평면에 대해 평행하게 장착되는 밀폐용기(10)와, 상기 밀폐용기(10)의 내부에 장착되어 구동에 필요한 회전력을 발생시키는 전동기구부(M)와, 상기 전동기구부(M)에 일측이 연결되어 회전하며, 수평면에 대해 평행하게 장착되고 타측에 파형 형상의 구획판(122)이 형성된 회전축(120)과, 실린더(130)의 양측이 복개되어 형성된 내부공간에 상기 회전축(120)의 구획판(122)을 수용하여 상기 구획판(122)의 회전에 의해 가스를 흡입 및 압축하는 실린더 조립체(D)와, 상기 전동기구부(M), 회전축(120) 및 실린더 조립체(D)의 원활한 작동을 위하여 오일을 공급하는 오일펌핑부와, 상기 밀폐용기(10)의 내부에 형성되어 상기 오일펌핑부를 통해 오일이 공급되도록 저장하는 오일저장실(S)이 구비되어 구성된다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예인 횡형식 압축기는 상기 밀폐용기(10)를 장착하는 장착방식이 하부를 고정하여 수평면에 수직하게 세우는 종형식 압축기에서 수평면에 평행하게 장착하는 횡형식으로 바뀐 것으로서, 상기 밀폐용기(10) 내부에 장착되는 내부 구조물에서 종래 구조와 동일한 구조를 이루는 실린더 조립체(D), 상부 베어링(40), 하부 베어링(50), 베인(70), 탄성지지수단(100), 소음기(110)의 설명은 생략하고, 그에 대한 설명은 도 1내지 도 3을 인용한다.

수평면에 대해 평행한 길이방향을 갖도록 장착된 상기 회전축(120)은 일정 외경과 소정의 길이를 갖도록 형성되어 상기 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 축 삽입구멍(43. 53)에 삽입되는 축부(121)와, 상기 축부(121)의 일측에 연장 형성된 베어링축부(123)의 외주면에 상기 실린더 조립체(D)의 내부 공간(V)을 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)으로 구획하는 구획판(122)이 구비되어 이루어진다.

상기 회전축(120)의 구획판(122)은 일정 두께를 갖고, 평면상에서 볼 시에는 원형으로 형성되며, 측면상에서 볼 시에는 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(122)은 정현파 형상의 파형 곡면을 이루고, 그 볼록 곡면부(r1)와 오목곡면부(r2)는 180도의 위상차를 갖도록 위치하게 형성된다.

상기 회전축(120)의 결합시 그 구획판(122)의 볼록 곡면부(r1) 및 베어링축부(123)의 일측 베어링면(T)은 상기 상부 베어링의 플레이트부(41) 하면에 접촉되고 그 구획판의 오복 곡면부(r2)의 외측 및 베어링축부(123)의 타측 베어링면(T)은 상기 하부 베어링의 플레이트부(51) 상면에 접촉 지지된다.

상기 오일펌핑부의 구성은 다음과 같다. 상기 회전축(120)의 내부, 즉 축부(121)와 베어링축부(123)에 길이방향으로 관통된 축방향 오일통공(124)과, 상기 베어링축부(123)의 양측 베어링면(T) 선상에 각각 위치하도록 상기 축부(121)에 그 축방향 오일통공(124)과 연통 되게 원주 방향으로 반경방향 형성된 오일토출구(125)와, 상기 회전축(120)의 일측 끝단인 오일통공(124) 내부에 장착되어 오일(O)에 유동력을 발생시키는 오일피더(126)와, 상기 오일피더(126)에 일측이 연결되고 타측은 상기 오일저장실(S)에 저장된 오일(O)에 연통 되어 저장된 오일(O)이 상기 오일피더(126)까지 공급되도록 하는 오일흡입관(127)으로 이루어진다.

상기 오일저장실(S)은 상기 밀폐용기(10) 내부에 저장되는 오일(O)이 상기 전동기구부(M) 측으로 유입되지 않도록 상기 밀폐용기(10) 내부에 장착된 오일칸막이(128)가 장착되어 형성된다.

상기와 같이 구성된 횡형식 압축기의 작동 과정은 다음과 같다.

먼저, 상기 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 회전축(120)이 회전하게 되면 그 회전축(120)의 구획판(122)이 실린더 조립체(D)의 내부 공간(V)에서 회전하게 된다. 상기 회전축의 구획판(122)이 상기 실린더 조립체의 내부 공간(V)에서 회전함에 따라 그 구획판(122)에 접촉된 베인(70)들이 함께 연동되면서 그 구획판(122)에 의해 구획된 내부 공간의 제1 공간(V1)과 제2 공간(V2)을 각각 흡입 영역(V1a)(V2a)과 압축 영역(V1b)(V2b)으로 전환시킴과 아울러 상기 개폐수단(80)의 작동과 함께 상기 제1 공간(V1)과 제2 공간(V2)으로 가스가 흡입되고 압축되어토출되며 이와 같은 과정이 반복된다.

한편, 상기 회전축(120)이 회전함에 따라 그 회전축(120)에 장착된 오일피더(126)가 함께 회전하면서 상기 오일흡입관(127)을 통해 상기 오입저장실(S)에 저장된 오일(O)을 흡입하여 펌핑하게 되며 그 오일피더(126)에 의해 펌핑된 오일(O)은 축방향 오일통공(124)을 통해 안내되면서 그 회전축(120)의 단부를 통해 비산되고, 상기 축방향 오일통공(124)을 통해 흡상되는 오일의 일부는 반경방향 오일토출구(125)를 통해 빠져 나와 상부 베어링(40)의 하면과 회전축 베어링축부(123)의 베어링면(T)사이와 그리고 상기 하부 베어링(50)의 상면과 회전축 베어링축부(123)의 베어링면(T)사이로 공급된다. 상기 상부 베어링(40)의 하면과 그 베어링 하면에 접면되는 회전축 베어링축부(123)의 베어링면(T)은 스러스트 베어링면을 이룰 뿐만 아니라 상기 하부 베어링(50)의 상면과 그 하부 베어링(50)의 상면과 접면되는 회전축 베어링축부(123)의 베어링면(T)이 스러스트 베어링면을 이루게 되어 상기 회전축(120)에 작용하는 축 방향 힘을 지지하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 횡형식 압축기는 상기 밀폐용기(10)의 내부에 상기 오일저장실(S)을 설치하고, 상기 오일피더(126)의 회전에 의해 상기 오일저장실(S)에 저장된 오일(S)이 상기 오일흡입관(127)을 따라 흡입되어 상기 오일통공(124)과 오일토출구(125)를 통해 비산되므로, 설치공간 상의 문제로 인해 압축기를 수평면에 수직하게 설치하지 못할 시, 압축기를 수평면에 수평하게 장착할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 횡형식 압축기는 밀폐용기의 내부에 오일저장실을 설치하고, 오일피더의 회전에 의해 상기 오일저장실에 저장된 오일이 오일흡입관을 따라 흡입되어 오일통공과 오일토출구를 통해 비산되므로, 설치공간 상의 문제로 인해 압축기를 수평면에 수직하게 설치하지 못할 시, 압축기를 수평면에 수평하게 장착할 수 있게 되어 설치공간의 제약에서 벗어날 수 있고, 설치 공간을 최소화하여 상기 압축기가 장착되는 제품의 크기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 수평면에 대해 평행하게 장착되는 밀폐용기와,

   상기 밀폐용기의 내부에 장착되어 구동에 필요한 회전력을 발생시키는 전동기구부와,

   상기 전동기구부에 일측이 연결되어 회전하며, 수평면에 대해 평행하게 장착되고 타측에 파형 형상의 구획판이 형성된 회전축과,

   실린더의 양측이 복개되어 형성된 내부공간에 상기 회전축의 구획판을 수용하여 상기 구획판의 회전에 의해 가스를 흡입 및 압축하는 실린더 조립체와,

   상기 전동기구부, 회전축 및 실린더 조립체의 원활한 작동을 위하여 오일을 공급하는 오일펌핑부와,

   상기 밀폐용기의 내부에 형성되어 상기 오일펌핑부를 통해 오일이 공급되도록 저장하는 오일저장실이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 횡형식 압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 오일펌핑부는 상기 회전축의 내부에 길이방향으로 관통되어 형성된 오일통공과, 상기 오일통공과 연통 되어 공급된 오일을 토출하는 다수개의 오일토출구와, 상기 회전축의 일측 끝단인 오일통공 내부에 장착되어 오일에 유동력을 발생시키는 오일피더와, 상기 오일피더에 일측이 연결되고 타측은 상기 오일저장실에 저장된 오일에 연통 되어 저장된 오일이 상기 오일피더까지 공급되도록 하는 오일흡입유로가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 횡형식 압축기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 오일저장실은 상기 밀폐용기 내부에 저장되는 오일이 상기 전동기구부 측으로 유입되지 않도록 상기 밀폐용기 내부에 장착된 오일칸막이가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 횡형식 압축기.