KR20040050615A - 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조에 관한 것으로, 본 발명은 흡입구와 토출구가 서로 연통하도록 내부공간을 가지는 실린더조립체와, 실린더조립체의 흡입구와 토출구를 쌍으로 가지도록 내부공간을 적어도 한 개 이상의 밀폐공간으로 구획하여 상기 실린더조립체에 대해 상대회전운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 이동시키는 구획판과, 구획판에 접촉한 상태에서 미끄러지면서 각 밀폐공간내 유체의 유동을 차단하여 유체가 압축되도록 하는 적어도 한 개 이상의 베인과, 베인의 상단을 탄력적으로 지지하여 베인이 구획판의 곡면을 따라 상하 왕복운동을 하도록 하는 베인스프링을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서, 베인스프링의 끝단부와 접하는 베인의 상단면에 측면투영시 깊이방향으로 갈수록 점차 좁아지게 스프링고정홈을 형성함으로써, 한 개의 베인으로 다양한 규격의 베인스프링을 범용적으로 적용할 수 있고, 베인스프링이 스프링고정홈의 내부에서 요동하는 것을 방지하여 베인의 거동을 안정화시켜 압축기의 효율과 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조{STRUCTURE FOR SUPPORTING VANE SPRING OF ENCLOSED COMPRESSOR}

본 발명은 구획판을 이용하여 실린더의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로구획하는 밀폐형 압축기의 베인에 관한 것으로, 특히 직경이 다른 베인스프링을 한 개의 베인으로 공용할 수 있는 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조에 관한 것이다.

일반적으로 베인식 압축기는 회전체에 베인을 압접시켜 실린더의 내부공간을 흡입영역과 압축영역으로 구획한 상태에서 회전체를 회전하여 상기 흡입영역과 압축영역을 서로 연속적으로 바꾸면서 유체를 흡입 압축 토출하도록 하는 것이다.

도 1은 종래 베인식 밀폐형 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 베인식 밀폐형 압축기는, 케이싱(1)의 내측 상부에 동력을 발생하도록 설치하는 고정자(Ms)와 회전자(Mr)로 된 전동기구부와, 전동기구부의 하부에 회전자(Mr)와 연결하여 유체를 흡입 압축 토출하도록 설치하는 압축기구부로 구성하고 있다.

압축기구부는 냉매가스를 흡입 압축하기 위한 내부공간(V)을 구비하여 케이싱(1)의 하반부에 고정하는 실린더(2)와, 실린더(2)의 상면과 하면에 각각 체결하여 함께 실린더조립체를 형성하는 상부베어링플레이트(3A) 및 하부베어링플레이트(3B)와, 전동기구부의 회전자(Mr)에 결합하는 동시에 각각의 베어링 플레이트(3A,3B)에 관통 결합하여 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 회전축(4)에 결합하거나 또는 일체로 성형하고 실린더(2)의 내부공간(V)을 제1 압축실(S1) 및 제2 압축실(S2)로 구획하기 위하여 상하 양 측면에 각각 절곡점을 가지도록 정현파 모양으로 형성하는 구획판(5)과, 구획판(5)의 양면에 각각 하단 및 상단을 접촉하여 회전축(4)의 회전시 각각의 압축실(S1)(S2)을 흡입영역 및 압축영역으로 구획하는 제1 베인(6A) 및 제2 베인(6B)과, 각 베인(6A)(6B)을 양단으로 함께 탄력 지지하도록 토션바 스프링으로 이루어진 베인스프링(7)과, 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)의 외곽면에 설치하여 각 공간(S1)(S2)에서 토출하는 압축가스를 토출소음을 감쇠하는 상부머플러(8A) 및 하부머플러(8B)를 포함하고 있다.

제1,2 베인(6A)(6B)은 각 베어링플레이트(3A)(3B)에 구비한 베인슬롯(미도시)에 미끄러지게 삽입하는 것으로, 도 2에 도시한 바와 같이 베인몸체(6a)(6a)는 일정 직경을 가지는 원기둥 모양으로 형성하고, 구획판(5)의 파형 곡면과 접촉하는 구획판 접촉면(6b)(6b)은 측면투영시 일정 곡률을 갖는 반원형 단면으로 형성하며, 각 상단면에는 베인스프링(7)의 끝단이 삽입하도록 스프링고정홈(6c)(6c)을 형성하고 있다. 스프링고정홈(6c)(6c)은 정면투영시 좌우를 관통하고 측면투영시 소정의 깊이와 폭을 가지는 사각단면 모양으로 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 2a는 흡입구, SP는 흡입관이다.

상기와 같은 종래 베인식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 전동기구부에 전원을 인가하여 회전자(Mr)가 회전하면, 회전자(Mr)에 결합한 회전축(4)이 구획판(5)과 함께 어느 한 방향으로 회전하고, 구획판(5)의 상하 양 측면에 각각 접촉한 베인(6A,6B)이 구획판(5)의 높낮이를 따라 상하 서로 반대방향으로 왕복하면서 실린더의 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)의 용적을 가변하며, 이와 함께 상기한 실린더의 일측에 구비한 흡입관(SP)을 통해 새로운 냉매가스가 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)로 연속으로 흡입하고, 이 냉매가스는구획판(5)의 회전과 함께 점차 압축되었다가 구획판(5)의 양쪽 볼록곡면부(미부호)가 도출개시시점에 도달하는 순간에서 각 토출구(미도시)를 지나는 순간까지 각각의 토출구를 통해 번갈아 가면서 토출된다.

이때, 제1 베인(6A)과 제2 베인(6B)은 구획판(5)의 양 측면에 접촉함에 따라 그 구획판(5)이 회전을 할 때 상하 양방향으로 떠밀려 올라가나 이 각각의 베인(6A)(6B)이 모두 베인스프링(7)의 양단에 의해 탄력적으로 지지됨에 따라 구획판(5)의 상하 양측 곡면부와 접촉할 때는 상기한 베인스프링(7)에 눌려 원위치로 복귀하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 베인식 압축기에 있어서는, 도 3에서와 같이 베인(6A)(6B)의 상단면에 구비하는 스프링고정홈(6c)(6c)의 폭을 상하 동일하게 형성함에 따라 베인스프링(7)의 직경을 큰 것으로 교체하는 경우에는 이 베인스프링(7)의 규격에 맞게 베인(6A)(6B)도 함께 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

또, 베인(6A)(6B)의 스프링고정홈 폭이 베인스프링(7)의 직경 보다 큰 경우에는 베인스프링(7)이 스프링고정홈(6c)(6c) 안에서 요동하면서 베인(6A)(6B)의 거동이 불안정하게 되는 단점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 베인스프링의 규격에 관계없이 동일한 베인으로 여러 규격의 베인스프링을 포용할 수 있는 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조를 제공하려는데 본 발명의목적이 있다.

또, 베인스프링의 직경이 작더라도 이를 견고하게 지지할 수 있는 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 베인식 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도,

도 2는 종래 베인의 일례를 보인 사시도,

도 3은 종래 베인과 베인스프링의 결합상태를 단면하여 보인 상세도,

도 4는 본 발명 베인식 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 베인의 일례를 보인 사시도,

도 6은 본 발명 베인과 베인스프링의 결합상태를 단면하여 보인 상세도,

도 7은 본 발명 베인에서 스프링고정홈의 변형예를 보인 측면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 구획판 7 : 베인스프링

11,12 : 베인 11a,12a : 베인몸체

11b,12b : 구획판 접촉면 11c,12c : 스프링고정홈

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입구와 토출구가 서로 연통하도록 내부공간을 가지는 실린더조립체와, 실린더조립체의 흡입구와 토출구를 쌍으로 가지도록 내부공간을 적어도 한 개 이상의 밀폐공간으로 구획하여 상기 실린더조립체에 대해 상대회전운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 이동시키는 구획판과, 구획판에 접촉한 상태에서 미끄러지면서 각 밀폐공간내 유체의 유동을 차단하여 유체가 압축되도록 하는 적어도 한 개 이상의 베인과, 베인의 상단을 탄력적으로 지지하여 베인이 구획판의 곡면을 따라 상하 왕복운동을 하도록 하는 베인스프링을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서, 베인스프링의 끝단부와 접하는 베인의 상단면에 측면투영시 깊이방향으로 갈수록 점차 좁아지게 스프링고정홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 베인식 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 베인의 일례를 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 베인과 베인스프링의 결합상태를 단면하여 보인 상세도이고, 도 7은 본 발명 베인에서 스프링고정홈의 변형예를 보인 측면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 베인식 압축기의 압축기구부는, 케이싱(도 1에 도시)(1)의 내부에 고정 설치하는 실린더(2)와, 실린더(2)의 상하 양쪽 개구측을 복개하여 함께 실린더조립체를 이루는 상부 베어링플레이트(3A) 및 하부 베어링플레이트(3B)와, 전동기구부의 회전력을 전달하도록 양쪽 베어링플레이트(3A,3B)에 관통 결합하는 회전축(4)과, 일정 두께를 갖으며 상하 양측면이 곡면지는 원판 모양으로 형성하여 회전축(4)에 결합하고 실린더(2)의 내주면에 접촉한 상태에서 회전 가능하게 설치하여 상기 실린더(2)의 내부공간(V)을 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)로 구획하는 구획판(5)과, 구획판(5)의 상하 양측면에 압접하도록 설치하여 냉매가스의 이동을 차단하는 제1 베인(11) 및 제2 베인(12)과, 두 베인(11)(12)을 일괄적으로 탄력 지지하는 베인스프링(7)으로 구성한다.

제1,2 베인(11)(12)은 전체적으로는 일정 직경을 가지는 원기둥 모양으로 베인몸체(11a)(12a)를 형성하여 각 베어링플레이트(3A)(3B)에 구비한 베인슬롯(미도시)에 미끄러지게 삽입하는 것으로, 도 5에 도시한 바와 같이 구획판(5)의 파형 곡면과 접촉하는 구획판 접촉면(11b)(12b)은 측면투영시 일정 곡률을 갖는 반원형 단면으로 형성하고, 각 상단면에는 상기한 베인스프링(7)의 끝단이 삽입하도록 스프링고정홈(11c)(12c)을 형성한다.

스프링고정홈(11c)(12c)은 도 5와 도 6에서와 같이 정면에서 보면 소정의 깊이로 좌우를 관통하는 반면 측면에서 보면 양 측면이 소정의 깊이까지 일정 각도를 가지고 경사진 쐐기 단면 모양으로 형성한다. 이 스프링고정홈(11c)(12c)은 베인몸체(1a)(12a)의 왕복방향 중심을 기준으로 좌우가 대칭되도록 형성하되 스프링고정홈(11c)(12c)의 상단은 베인몸체(11a)(12a)의 측면 모서리에 형성하는 것이 바람직하다.

또, 스프링고정홈(11a)(12a)은 도 7에서와 같이 깊이 방향으로 갈수록 좁아지도록 단차지게 형성할 수도 있고, 도면으로 도시하지는 않았으나 반타원 모양으로 형성할 수 있는 등 깊이방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 다양하게 형성할 수 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 밀폐형 압축기의 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 전동기구부에 전원을 인가하여 회전축(4)이 회전하면, 이 회전축(4)에 결합한 구획판(20)이 실린더(2)의 내부공간(V)에서 회전하면서 흡입구(2a)를 통해 제1 압축실(S1) 및 제2 압축실(S2)로 냉매가스를 번갈아 흡입하고, 이 냉매가스는 구획판(5)이 지속적으로 회전하는 과정에서 각각의 베인(11)(12)에 의해 압축되다가 각 공간(S1)(S2)의 토출구(미도시)를 통해 번갈아 토출한다.

여기서, 각 베인(11)(12)은 그 상단면에 토션바 스프링인 베인스프링(7)이 지지하고 있으므로 구획판(5)이 회전을 할 때 그 구획판(5)의 곡면부를 연속으로 지나면서 축방향으로 상하 왕복운동을 하게 된다.

한편, 압축기의 신뢰성 시험이라든가 또는 가공오차 등으로 인해 베인스프링(7)을 교체해야할 경우 이 베인스프링(7)을 삽입하는 베인(11)(12)의 스프링고정홈(11a)(12a)이 상단에서 깊이 방향으로 갈수록 좁아지는 쐐기 모양으로형성함에 따라 베인스프링(7)의 직경이 작으면 스프링고정홈(11a)(12a)의 맨 하측에, 직경이 크면 스프링고정홈(11a)(12a)의 상측에 위치하여 고정하므로 한 개의 베인(11)(12)으로 다양한 규격의 베인스프링(7)을 범용적으로 적용할 수 있다.

또, 베인스프링(7)의 직경이 달라지더라도 그 베인스프링(7)이 스프링고정홈(11a)(12a)에 안착되어 양 측면에 밀착됨에 따라 베인스프링(7)이 스프링고정홈(11a)(12a)의 내부에서 요동하는 것을 방지함으로써 베인(11)(12)의 거동을 안정적으로 유지할 수 있고 이를 통해 압축기의 효율과 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조는, 각 베인스프링의 끝단부와 접하는 베인의 상단면에 측면투영시 깊이방향으로 갈수록 점차 좁아지게 스프링고정홈을 형성함으로써, 한 개의 베인으로 다양한 규격의 베인스프링을 범용적으로 적용할 수 있고, 베인스프링이 스프링고정홈의 내부에서 요동하는 것을 방지하여 베인의 거동을 안정화시켜 압축기의 효율과 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (5)

1. 흡입구와 토출구가 서로 연통하도록 내부공간을 가지는 실린더조립체와, 실린더조립체의 흡입구와 토출구를 쌍으로 가지도록 내부공간을 적어도 한 개 이상의 밀폐공간으로 구획하여 상기 실린더조립체에 대해 상대회전운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 이동시키는 구획판과, 구획판에 접촉한 상태에서 미끄러지면서 각 밀폐공간내 유체의 유동을 차단하여 유체가 압축되도록 하는 적어도 한 개 이상의 베인과, 베인의 상단을 탄력적으로 지지하여 베인이 구획판의 곡면을 따라 상하 왕복운동을 하도록 하는 베인스프링을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서,

   베인스프링의 끝단부와 접하는 베인의 상단면에 측면투영시 깊이방향으로 갈수록 점차 좁아지게 스프링고정홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조.
2. 제1항에 있어서,

   스프링고정홈은 베인의 측면 중앙선을 중심으로 양 측면이 좌우 대칭인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조.
3. 제2항에 있어서,

   스프링고정홈은 양 측면을 일정 각도로 경사지게 형성하는 것을 특징으로 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조.
4. 제2항에 있어서,

   스프링고정홈은 양 측면을 단차지게 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 베인스프링 지지 구조.
5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

   베인스프링은 토션바 스프링 인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의베인스프링 지지 구조.