KR20040041394A - 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치에 관한 것으로서, 전동기구부에 의해 회전하며 상부 베어링 및 하부 베어링에 의해 지지되는 회전축의 일 측에 형성된 구획판이 실린더조립체 내부를 구획함과 동시에 회전하여 가스를 흡입 및 압축하여 토출하도록 형성된 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 구획판을 지지하는 상부 베어링 및 하부 베어링의 스러스트면과 저어널면을 통해 압축된 가스가 누설되는 것을 방지하도록 상기 구획판과 상부 베어링 및 하부 베어링이 접하는 스러스트면에 소정의 깊이로 함몰된 포켓과, 상기 포켓에 삽입되는 실링부재가 구비되어 구성됨으로써, 압축기의 압축효율이 향상될 수 있도록 한 것이다.

Description

밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치{PREVENTION OF GAS LEAK IN HERMETIC COMPRESSOR}
본 발명은 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 회전축의 구획판과 상부 베어링 및 하부 베어링의 틈을 통해 압축된 가스가 누설되는 것을 방지하도록 실링부재를 장착한 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치에 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 밀폐형 압축기의 압축기구부는 내부공간(V)이 형성됨과 아울러 그 내부공간(V)과 각각 연통되는 흡입유로(f1)와 토출유로(f2)가 구비되어 상기 밀폐용기(10)에 고정 결합되는 실린더조립체(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 실린더조립체(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, 상기 실린더(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 접촉면을 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 형성되어 상기 실린더조립체(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.
그리고, 상기 구획판(22)의 양측면에 각각 항시 접촉되도록 탄성 지지되어 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 실린더조립체(D)의 상부 베어링(40) 및 하부 베어링(50)에 각각 관통 삽입되어 결합된다.
상기 베인(70)들은 상기 실린더조립체(D)를 수평면상에서 볼 때 동일 위상, 즉 상기 구획판(22)의 상하에 위치하도록 결합되며 상기 베인(70)들은 상기 실린더조립체(D)의 상부 베어링(40)과 하부 베어링(50)에 형성되는 베인 슬롯(44, 54)에 각각 삽입된다.
그리고, 상기 실린더조립체(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 연통되도록 흡입관(90)이 결합된다.
미 설명 부호인 100은 탄성지지수단이고, 110은 소음기이다.
상기와 같이 구성된 압축기는 다음과 같이 작동된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구획판(22)의 볼록 곡면부(r1)의 선단이 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)에 각각 위치하는 상기 베인(70)들의 위치(a1)에 위치하게 되면 상기 제 1공간(V1)에서는 상기 압축영역(V1b)에 채워졌던 압축된 가스의 토출이 완료됨과 아울러 상기 흡입영역(V1a)의 흡입이 완료된 상태가 되고, 상기 제 2공간(V2)에서는 상기 흡입영역(V2a)으로 가스가 흡입됨과 동시에 압축영역(V2b)에서 가스 압축이 진행되는 상태가 된다.
다음으로, 상기 구획판(22)이 회전하여, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 구획판(22)의 오목 곡면부(r2)의 선단이 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)에 각각 위치하는 상기 베인(70)들의 위치(a1)에 위치하게 되면 상기 제 1공간(V1)에서는 상기 흡입영역(V1a)으로 가스가 흡입됨과 동시에 상기 압축영역(V1b)에서 가스 압축이 진행되는 상태가 되고, 상기 제 2공간(V2)에서는 상기 압축영역(V2b)에 채워졌던 압축된 가스의 토출이 완료됨과 아울러 상기 흡입영역(V2a)의 흡입이 완료된 상태가 된다.
이와 같이 상기 실린더조립체(D) 내부공간(V)에서 상기 구획판(22)이 1회전 할 때마다 상기 제 1공간(V1) 및 제 2공간(V2)에서 각각 가스가 흡입되고 압축되어 토출되는 동작이 반복적으로 실시된다.
그러나, 상기와 같은 종래 구조로 구성된 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 회전축(20)이 회전할 시, 상기 실린더조립체(D)의 내부공간(V)에서 압축중인 가스가일정한 압력에 도달하지 않은 상태로 구획판(22) 및 회전축(20)이 접촉되는 상부 베어링(40) 및 하부베어링(50)의 스러스트면과 저어널면을 통해 상기 실린더조립체(D) 외부로 누설되어 압축효율이 떨어지는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 실린더조립체의 내부를 구획하는 구획판의 회전에 의해 압축되는 가수가 일정압력에 이르기 전에 누설되는 것을 방지하여 압축기의 압축효율이 향상될 수 있도록 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 압축기의 압축기구부를 도시한 종단면도,
도 2는 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부를 도시한 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부를 부분 단면하여 도시한 사시도,
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 압축기의 압축기구부가 작동되는 과정을 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예인 가스누설 방지장치가 장착된 밀폐형 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,
도 7은 도 6에 도시된 실링부재 장착부를 부분적으로 확대하여 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예인 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치를 도시한 사시도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예인 가스누설 방지장치를 부분적으로 확대하여 도시한 단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
20 : 회전축 22 : 구획판
22a : 구획판의 스러스트면 140 : 상부 베어링
150 : 하부 베어링 141a, 151a : 스러스트면
145, 155, 147 : 포켓 146, 156, 148 : 실링부재
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치는 전동기구부에 의해 회전하며 상부 베어링 및 하부 베어링에 의해 지지되는 회전축의 일 측에 형성된 구획판이 실린더조립체 내부를 구획함과 동시에 회전하여 가스를 흡입 및 압축하여 토출하도록 형성된 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 구획판을 지지하는 상부 베어링 및 하부 베어링의 스러스트면과 저어널면을 통해 압축된 가스가 누설되는 것을 방지하도록 상기 구획판과 상부 베어링 및 하부 베어링이 접하는 스러스트면에 소정의 깊이로 함몰된 포켓과, 상기 포켓에 삽입되는 실링부재가 구비되어 구성된다.
이하 본 발명의 일 실시예인 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예인 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치에 있어서, 종래 구조와 동일한 형상을 이루는 회전축(20), 구획판(22), 베인(70), 흡입관(90), 및 소음기(110)의 설명은 생략하고, 그에 대한 설명은 도 1 내지 도 5를 참조한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 가스누설 방지장치가 장착된 밀폐형 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 실링부재 장착부를 부분적으로 확대하여 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예인 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치를 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 가스누설 방지장치가 장착된 밀폐형 압축기는 내부공간(V)이 형성됨과 아울러 그 내부공간(V)과 각각 연통되는 흡입유로(f1)와 토출유로(f2)가 구비되어 상기 밀폐용기(10)에 고정 결합되는 실린더조립체(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 실린더조립체(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(140) 및 하부 베어링(150)을 포함하여 구성되고, 상기 실린더(30)에는 상기 실린더(30)의 내부공간(V)에서 외주면을 향하여 방사형으로 관통된 흡입유로(f1)가 형성된다.
상기 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)은 소정의 두께와 면적을 갖도록 형성되는 플레이트부(141, 151)와, 상기 플레이트부(141, 151)의 일면에 소정의 높이와 외경을 갖도록 돌출 되어 형성되는 지지부(142, 152)와, 상기 플레이트부(141, 151) 및 지지부(142, 152)의 중앙부를 관통하여 형성되는 축 삽입구멍(143, 153)이 구비되어 이루어지고, 상기 상부 베어링(140)의 플레이트부(141)가 상기 실린더(30)의 접촉면을 복개함과 아울러, 상기 축 삽입구멍(143)에 상기 회전축(20)이 내삽 되도록 결합되며, 상기 하부 베어링(150)은 상기 실린더(30)의 타측면을 복개함과 아울러 상기 삽입구멍(153)에 상기 회전축(20)이 내삽 되도록 결합된다. 상기 회전축(20)과 접촉되는 플레이트부(141, 151)의 스러스트면(141a, 151a)과 축 삽입구멍(143, 153)의 저어널면(143a, 153a)을 통해 일정 압력에 도달하지 못한 가스가 누설되는 것을 방지하도록 상기 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 스러스트면(141a, 151a)에 소정의 폭과 깊이로 함몰되고 원주방향으로 연장된 포켓(145, 155)이 형성되고, 상기 포켓(145, 155)은 연통홀(145a, 155a)에 의해 실린더조립체(D)의 외부와 연통되며, 포켓(145, 155) 내부에는 사각단면을 갖는 환형의 실링부재(146, 156)가 삽입되어 구성된다.
미 설명 부호인 100은 탄성지지수단이고, 110은 소음기이다.
상기와 같이 구성된 밀폐형 압축기에 전원이 공급되고 상기 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 회전축(20)이 회전하게 되면 그 회전축(20)의 구획판(22)이 실린더조립체(D)의 내부 공간(V)에서 회전하게 된다. 상기 회전축(20)의 구획판(22)이 상기 실린더조립체(D)의 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)으로전환시킴과 아울러 상기 개폐수단(80)의 작동과 함께 상기 제1 공간(V1)과 제2 공간(V2)으로 가스가 흡입되고 압축되어 토출되며 이와 같은 과정이 반복된다.
일 측에 구획판(22)이 형성된 회전축(20)이 회전하며 흡입된 가스의 압축을 실행할 시, 압축중인 가스가 일정한 압력에 도달하지 않은 상태로 구획판(22) 및 회전축(20)이 접촉되는 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 스러스트면(141a, 151a) 및 저어널면(143a, 153a)을 통해 누설되려고 한다.
이때, 실린더조립체(D)의 내부공간(V)에서 일정압력으로 압축되고 개폐수단(80)을 통해 토출된 가스가 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)에 관통되어 형성된 연통홀(145a, 155a)을 통해 포켓(145, 155)의 내부로 유입되고, 유입된 가스의 압력에 의해 실링부재(145, 155)가 구획판(22)의 스러스트면(22a)에 밀착됨으로써, 누설되는 가스를 차단하게 되는 것이다.
마찬가지로 본 발명의 또 다른 실시예인 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치는 도 9에 도시된 바와 같이 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150) 플레이트부(141, 151)의 스러스트면(141a, 151a)에 접하는 구획판(22)의 스러스트면(22a)에 소정의 폭과 깊이로 함몰되고 원주방향으로 연장된 포켓(147)이 형성되고, 상기 포켓(147)의 내부에는 사각단면을 갖는 환형으로 형성된 실링부재(148)가 삽입되어 구성된다.
상기 구획판(22)의 회전 및 베인(70)의 왕복운동에 의해 흡입된 가스가 압축되고 일정한 압력에 도달하면 그 가스가 개폐수단(80)을 통해 토출되는 과정이 반복적으로 실시되며, 실린더조립체(D)의 내부공간(V)에서 압축중인 가스가 일정한압력에 도달하지 않은 상태로 구획판(22) 및 회전축(20)이 접촉되는 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 스러스트면(141a, 151a) 및 저어널면(143a, 153a)을 통해 누설되려 할 시에 상기 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 스러스트면(141a, 151a)과 구획판(22)의 스러스트면(22a) 사이의 틈으로 누설되는 가스가 포켓(147)에 유입되고, 유입된 가스의 압력에 의해 실링부재(148)가 상부 베어링(140) 및 하부 베어링(150)의 스러스트면(141a, 151a)에 밀착되어 누설되는 가스를 차단하게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치는 일정압력에 도달하지 못한 가스가 압축되는 도중에 구획판이 형성된 회전축과 접하는 상부 베어링 및 하부 베어링의 스러스트면을 통해 누출되려 할 시에 상기 스러스트면에 포켓을 형성하고, 상기 포켓에 실링부재를 삽입함으로써, 가스의 누출이 발생될 시 상기 실링부재가 상기 구획판이 형성된 회전축과 상부 베어링 및 하부 베어링 사이를 밀착시켜 가스의 누출을 방지하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 가스누출 방지장치는 실린더조립체의 내부공간에서 일정압력으로 압축되고 개폐수단을 통해 토출되는 가스의 압축과정에서 일정압력에 이르기 전에 구획판이 형성된 회전축과 접하는 상부 베어링 및 하부 베어링의 스러스트면을 통해 누출되려할 시, 상기 상부 베어링 및 하부 베어링의 스러스트면, 또는 상기 구획판의 스러스트면에 형성된 포켓에 삽입된 실링부재에 의하여 누출되는 가스를 차단하는 구조로 형성됨으로써, 압축기의 압축효율이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 가스가 압축되도록 상하 양측을 개구한 내부공간을 가지고 케이싱의 내부에 고정 설치되는 실린더와,
    상기 실린더의 내부공간을 관통하고 전동기구부의 구동력을 전달받아 회전하는 회전축과,
    상기 실린더의 상하 개구측에 복개되어 실린더의 내부공간을 형성함과 동시에 상기 회전축을 축방향과 반경방향으로 지지하는 상부 베어링 및 하부 베어링과,
    상기 회전축의 일측에 형성되어 실린더의 내부 공간을 적어도 두개 이상의 압축영역을 갖도록 구획하며 각 압축영역의 유체를 이동시키는 구획판과,
    상기 상부 베어링 및 하부 베어링에 상하로 이동 가능하게 결합됨과 동시에 상기 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축영역내 유체를 차단하여 압축한 후 압축한 후 케이싱의 내부로 토출되도록 하는 적어도 한개의 베인과,
    상기 상부베어링 및 하부베어링에 의해 축방향으로 지지되는 상기 구획판의 스러스트면에 소정의 깊이로 함몰된 포켓이 형성되고, 상기 상부 베어링 및 하부베어링과 회전축 사이의 틈을 통해 압축된 가스가 누설되는 것을 방지하도록 상기 포켓에 실링부재가 삽입되어 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치.
  2. 가스가 압축되도록 상하 양측을 개구한 내부공간을 가지고 케이싱의 내부에고정 설치되는 실린더와,
    상기 실린더의 내부공간을 관통하고 전동기구부의 구동력을 전달받아 회전하는 회전축과,
    상기 실린더의 상하 개구측에 복개되어 실린더의 내부공간을 형성함과 동시에 상기 회전축을 축방향과 반경방향으로 지지하는 상부 베어링 및 하부 베어링과,
    상기 회전축의 일측에 형성되어 실린더의 내부 공간을 적어도 두개 이상의 압축영역을 갖도록 구획하며 각 압축영역의 유체를 이동시키는 구획판과,
    상기 상부 베어링 및 하부 베어링에 상하로 이동 가능하게 결합됨과 동시에 상기 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축영역내 유체를 차단하여 압축한 후 압축한 후 케이싱의 내부로 토출되도록 하는 적어도 한개의 베인과,
    상기 회전축의 축방향을 지지하는 상부 베어링 및 하부 베어링의 스러스트면에 소정의 깊이로 함몰된 포켓이 형성되고, 상기 상부 베어링 및 하부베어링과 회전축 사이의 틈을 통해 압축된 가스가 누설되는 것을 방지하도록 상기 포켓에 실링부재가 삽입되어 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 방지장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 상부베어링 및 하부베어링은 상기 포켓이 상기 실린더조립체의 외부와 연통되도록 형성된 연통홀이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 가스 누설 방지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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