KR20040061118A

KR20040061118A - 베인 압축기

Info

Publication number: KR20040061118A
Application number: KR1020020086900A
Authority: KR
Inventors: 임평규
Original assignee: 임평규
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2004-07-07

Abstract

본 발명은 베인 압축기에 관한 것으로서, 상기한 베인 압축기(2)는, 유입구(130)와 배출구(140)가 형성되고, 구동축(160)이 회전가능하게 삽입되어 있는 입력커버(100)와; 유입된 유체를 가압하여 배출시키도록 된 로터(300)가 회전가능하게 삽입되어 있는 실린더(200)와; 매개몸통(500); 및 외측커버(600);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 그 구조가 간소화되고, 마찰저항을 최소화하여 압축기의 효율 및 수명을 향상시킨 것이다.

Description

베인 압축기{Vane Compressor}

본 발명은 베인 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베인 압축기를 구성하는 부품의 수를 줄여서, 그 구조를 간소화하고, 생산성을 향상시킴과 아울러 생산원가를 절감시키도록 한 베인 압축기에 관한 것이다.

통상적으로, 압축기는 그 형식에 따라서 크게 피스톤의 왕복운동형의 압축기와 날개차나 로터의 회전운동형의 압축기로 나눌 수 있다.

상기한 왕복(往復) 피스톤식 압축기는, 공장용 압축공기의 공급에 주로 사용되고, 용량은 가정용 냉장고의 압축기처럼 소형도 있으나 보통 시간당 50 ~ 25,000㎥ 이며, 압력은 최고 3,500기압까지 올릴 수 있다. 이 압축기는 실린더내의 피스톤의 왕복운동과 밸브의 개폐(開閉)에 따라 공기를 흡입하여 압축 후 배출하는 사이클로 이루어져 있다. 이 형태는 일반적으로 유량(流量)보다는 높은 압력이 필요할 때 많이 사용된다.

그리고, 상기한 날개차나 로터 즉, 회전차(回轉差)의 회전운동식 베인 압축기는, 회전차를 아주 빠른 속도로 회전시켜, 이때 얻어지는 큰 유동속도(流動速度)로 인한 운동량으로 기체의 압력을 상승시키는 장치인데, 큰 유량이 필요할 때 많이 사용된다. 보통 공업용으로 사용되는 압축기는 최대 유량으로 시간당 300,000㎥의 대형까지 존재하며, 압력은 최대 350기압까지 상승시킬 수 있다.

이러한 압축기는 다시 원심형(遠心型)과 축류형(軸流型)으로 나눌 수 있으며, 대형 공업용 압축기 및 가스 터빈 엔진용 압축기로부터 승용차용 터보차저의 압축기에 이르기까지 그 크기와 용도가 다양하다.

이 외에도 두 개의 스크루가 맞물린 공간 내의 기체를 회전에 의하여 압축시키는 스크루 압축기, 또 두 개의 나선형(螺旋形) 홈 사이의 기체를 회전에 의해 압축시키는 스크롤 압축기 등 여러 다른 형태가 있다.

한편, 본 발명은 베인 압축기에 관한 것으로, 이러한 베인 압축기는 전술한바와 같이 베인 압축기를 구성하는 부품의 수가 많아 그 구조가 복잡하고, 그로 인해 생산성이 저하됨과 아울러 생산원가는 상승되며, 많은 부품으로 인한 부품간의 마찰저항이 증가되어 효율이 저하되고, 수명이 단축되는 단점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 베인 압축기를 구성하는 부품의 수를 줄여 그 구조를 간소화하고, 각 부품 사이에 유막을 형성하여서 부품간의 마찰저항을 저감시켜 효율 및 수명을 향상시키도록 한 베인 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 베인 압축기를 도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 베인 압축기를 도시한 분해사시도

도 3은 도 1의 A-A선 단면도

도 4는 도 1의 B-B선 단면도

도 5는 도 1의 C-C선 단면도

도 6은 도 5의 D부를 확대 도시한 도면으로서, 도 6a는 유체가 회전축의 장홈으로 유입되는 상태를 도시한 도면이고, 도 6b는 장홈으로 유입된 유체가 다시 압력공으로 유입되는 상태를 도시한 도면

도 7은 본 발명에 따른 베인 압축기의 반단면 사시도

도 8은 본 발명에 따른 구동부를 도시한 사시도

도 9는 본 발명에 따른 회전축을 도시한 단면도

도 10은 본 발명에 따른 베인 압축기를 구성하는 입력커버의 유로를 도시한 도면으로서, 도 10a는 정면도이고, 도 10b는 사시도

도 11은 본 발명에 따른 베인 압축기를 구성하는 외측커버의 압력유지공의 유로를 도시한 도면으로서, 도 11a는 정면도이고, 도 11b는 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 베인 압축기 100 : 입력커버

110 : 요입부 112 : 나사홈

114 : 제 1 요홈 120 : O링

130 : 유입구 132 : 유입로

140 : 배출구 142 : 배출로

150 : 제 1 단차홈 152 : 제 1 시일 링(Seal Ring)

160 : 구동축 162 : 스플라인돌부

200 : 실린더 210 : 유입공

220 : 배출공 230 : 제 1 중앙공

232 : 확장공 240 : 제 1 축공

242 : 제 1 확개부 250 : 제 1 볼트공

260 : 제 1 윤활공

300 : 로터 310 : 스플라인부

320 : 날개 330 : 주기어

400 : 회전축 410 : 보조기어

420 : 장홈 422 : 관통공

430 : 제 2 윤활공 440 : 압력공

500 : 매개몸통 510 : 제 2 중앙공

520 : 제 2 축공 522 : 제 2 확개부

530 : 제 2 볼트공 540 : 제 3 윤활공

550 : 제 1 윤활로 560,560a : 제 1 압력유지공

570 : 제 2 단차홈 572 : 제 2 시일 링

600 : 외측커버 610 : 중앙홈

620 : 제 2 윤활로 630 : 지지돌부

640 : 돌출부 642,642a : 제 2 압력유지공

650 : 제 2 요홈 660 : 제 3 단차홈

662 : 제 3 시일 링

700 : 볼트 710 : 너트

800 : 베어링

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 베인 압축기는, 그 외주면으로부터 일면상으로 관통되어서 유체가 유동하도록 된 유입구와 배출구가 형성되고, 이 유입구와 배출구 사이의 중앙부에는 구동축이 회전가능하게 삽입되어 있는 입력커버와; 상기 입력커버의 일면상으로 결합됨과 아울러 그 일측에는 입력커버의 유입구와 배출구에 대응한 유입공과 배출공이 천공되고, 이 유입공와 배출공 사이의 중앙부에 천공된 제 1 중앙공에는 구동축과 연동되도록 결합되어서 제 1 중앙공으로 유입된 유체를 가압하여 배출시키는 등간격으로 이격된 다수의 날개를 갖는 로터가 회전가능하게 삽입되며, 이 제 1 중앙공과 이격된 제 1 축공상에는 로터와 같이 연동되는 다수의 회전축이 회전가능하게 삽입되어 있는 실린더와; 상기 실린더의 일면상으로 결합됨과 아울러 그 중앙부에 제 1 중앙공보다 작은 직경을 갖도록 천공된 제 2 중앙공에 로터의 축이 회전가능하게 삽입되고, 이 제 2 중앙공과 이격된 제 2 축공상에는 회전축이 회전가능하게 삽입되어 있는 매개몸통과; 상기 매개몸통의 일면상으로 결합됨과 아울러 매개몸통과 접합되는 일면상에는 회전축의 일단이 지지되는 지지돌부가 돌출.형성되고, 그 내부에는 압축기를 순환하는 윤활유가 저장되어 있는 외측커버;를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1 내지 도 11은 본 발명에 따른 베인 압축기를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 베인 압축기(2)는 크게 입력커버(100)와, 실린더(200), 로터(300), 회전축(400), 매개몸통(500), 외측커버(600) 등으로 대별되어 구성된다.

상기한 입력커버(100)는, 그 외주면으로부터 일면상의 가장자리부로 각각 관통된 유입구(130)와 배출구(140)가 형성되어서, 유체가 압축기(2)내로 유입되어 배출된다.

상기와 같이 형성된 유입구(130)와 배출구(140)는, 입력커버(100)의 일면상으로 관통되는 그 유로가 구동축을 중심으로 대칭되도록 분기되어 형성된다.

따라서, 상기한 입력커버(100)의 일면상으로 관통된 유입구(130)와배출구(140)는 첨부도면 도 2 및 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, 2개의 포트(Port)가 서로 인접한 상태로 대칭을 이뤄 총 4개의 포트로 구성되는 바, 이 4개의 포트중에서 서로 대각선상에 위치한 포트가 동일한 기능을 하도록 연통된 포트로서, 4개의 포트중에서 임의로 선정한 하나의 포트를 유입구라고 가정하면, 이 유입구와 인접한 양측의 포트는 모두 배출구가 되도록 순차적으로 교번되어 구성된 것이다.

또한, 상기와 같이 교번되어 구성된 유입구(130)와 배출구(140)상에는 O링(120)이 구비되어서 유체의 누설을 방지하도록 구성된다.

한편, 상기한 유입구(130)와 배출구(140) 사이의 입력커버(100) 중앙부에는, 압축기(2)내를 순환하도록 된 윤활유 즉, 오일이 저장되는 일정깊이로 단차진 요입부(110)가 형성되고, 이 요입부(110)의 주변에는 너트(710)가 내장된 제 1 요홈(114)과, 나사홈(112)이 다수개로 형성된다.

상기와 같이 형성된 입력커버(100)의 중앙부에는, 소정의 구동원(미도시)에 연결된 구동축(160)이 회전가능하게 삽입되어 축설된다.

그리고, 상기한 입력커버(100)의 일면 외주연에는 단차진 제 1 단차홈(150)이 형성되고, 이 제 1 단차홈(150)상에는 고무재질의 제 1 시일 링(152)이 삽입되어서, 후술되는 실린더(200)와의 결합시 수밀을 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 형성된 입력커버(100)에 결합되는 실린더(200)는, 입력커버에 대향되는 일면상에 입력커버의 유입구(130)와 배출구(140)에 대응한유입공(210)과 배출공(220)이 천공된다.

상기한 유입공(210)과 배출공(220)은 입력커버의 유입구(130)와 배출구(140)에 따라서 결정되는 것으로서, 입력커버의 유입구와 배출구의 구성과 마찬가지로, 구동축(160)에 결합되는 로터(300)를 중심으로 대칭되도록 분기되어 교번된다.

그리고, 상기한 유입공과 배출공 사이의 중앙부에는 제 1 중앙공(230)이 천공되고, 이 제 1 중앙공에는 로터(300)가 회전가능하게 삽입된다. 이러한 제 1 중앙공(230)은 입력커버(100)측보다 매개몸통(500)측의 직경이 더 크게 확장되도록 형성된다.

상기한 제 1 중앙공(230)과 이격된 실린더(200)의 일측면상에는 제 1 축공(240)이 천공되고, 이 제 1 축공에는 로터(300)와 연동되는 회전축(400)이 회전가능하게 삽입된다.

한편, 상기와 같이 형성된 제 1 중앙공(230)의 일단 즉, 실린더(200)의 일면으로 결합되는 매개몸통(500)과 인접하는 일단에는, 제 1 중앙공(230)으로부터 연장되어 이 제 1 중앙공의 내경을 확장한 다수의 확장공(232)이 유입공(210)과 배출공(220)에 대응되는 위치로 이격.형성된다.

그리고, 상기한 제 1 중앙공의 확장공(232)에는, 실린더(200)의 유입공(210)과 배출공(220)의 일단이 절곡되어서 연통된다.

또한, 상기한 제 1 중앙공의 확장공(232)측에 위치한 제 1 축공(240)의 일단은 제 1 중앙공(230)에 연통되고, 그 일측에는 이 제 1 축공(240)으로부터 연장되어서 제 1 축공의 직경을 넓히도록 형성된 다수의 제 1 확개부(242)가 이격되게 구비된다.

상기와 같이 형성된 실린더(200)상에는, 입력커버(100)의 나사홈(112)과 제 1 요홈(114)에 삽입된 너트(710)에 대응한 다수의 제 1 볼트공(250)과, 윤활유가 흐르도록 된 다수의 제 1 윤활공(260)이 형성된다.

한편, 상기한 실린더(200)의 제 1 중앙공(230)에 회전가능하게 삽입된 로터(300)는, 제 1 중앙공내에서 회전되면서 입력커버(100)의 대각선상으로 대칭되는 복수개의 유입구(130)와 실린더(200)의 유입공(210)을 통해 제 1 중앙공의 일측 확장공(232)으로 유입된 유체를 가압하여 실린더의 배출공(220)과 입력커버의 배출구(140)를 통해 배출시킨다.

즉, 상기한 로터(300)는, 그 외주면상에 등간격으로 이격된 6개의 돌출된 날개(320)를 갖되, 이 날개는 그 외주면이 제 1 중앙공(230)의 내주면과 동일한 원호형상으로 돌출.형성되어서, 제 1 중앙공의 내주면에 면접촉된 상태로 회전되면서 제 1 중앙공으로 유입되는 유체를 날개(320)와 날개(320) 사이로 유입시켜 가압한다.

그리고, 상기와 같이 가압된 유체는 회전되는 날개(320)에 의해서 그대로 이송되고, 가압된 유체를 이송하는 일측의 날개(320)가 유체를 배출하기 위한 확장공(232)으로 진입되어 날개(320)와 날개(320) 사이의 제 1 중앙공(230)과, 확장공(232)간의 연통된 유로가 확보되면, 날개와 날개 사이의 가압된 유체가 순간적인 고압으로 확장공(232)내로 배출된다.

이때, 상기한 확장공(232)과 인접한 회전축(400)은, 그 외주면상의 장홈(420)이 제 1 축공(240)상에 위치되어 있어 확장공(232)과는 연통되지 않은 상태로서 확장공상에 위치한 회전축(400)의 일측면이 차단벽 역할을 하여, 확장공(232)으로 배출되는 유체가 재차 가압되어 배출된다.

또한, 상기한 입력커버(100)와 인접한 로터(300)의 일단부에는, 주기어(330)가 키로서 결합되고, 이 로터의 내부에는 구동축(160)이 삽입되어 스플라인 또는 세레이션 결합된다.

본 실시예에서는, 그 일례로서 구동축(160)과 로터(300)의 결합수단을 스플라인 결합으로 도시하였고, 그에 따라 구동축(160)상에는 스플라인돌부(162)가 형성되고, 로터(300)의 내주면상에는 스플라인부(310)가 형성된다.

한편, 상기한 로터(300)는 제 1 중앙공(230)상에서 편심되지 않고 정위치를 유지한 상태로 회전 구동되는 바, 이는 상기한 실린더(200)의 유입공(210)과 배출공(220)에 따라 그 역할이 결정되는 제 1 중앙공상의 확장공(232)이 대각선상으로 정대칭되는 확장공끼리 동일한 기능을 수행하도록 설계되어서, 제 1 중앙공(230)내를 유동하는 로터(300) 양편의 유체압력이 로터(300)에 동일한 압력으로서 작용하기 때문에 로터는 편심되지 않는다. 또한 압력유지수단은 후술하기로 한다.

또한, 상기한 실린더(200)의 제 1 축공(240)상에 삽입되어 로터(300)와 같이 연동되는 회전축(400)은, 상기한 입력커버(100)와 인접한 그 일단부에 로터의 주기어(330)에 치합되어 연동되는 보조기어(410)가 일체로 형성되어서, 로터(300)와 같이 회전축(400)이 연동되어 회전된다.

상기한 보조기어와 이격된 회전축(400)의 외주면상에는 이 회전축의 길이방향으로 단차진 장홈(420)이 형성되되, 이 장홈은 회전축의 축심을 중심으로 대칭되게 형성된다.

그리고, 상기한 장홈(420)의 일측에는 대칭된 양편의 장홈을 연통시키도록 된 관통공(422)이 천공된다.

한편, 상기한 장홈과 이격된 회전축(400)의 외주면상에는, 그 내부로 유체가 유동됨에 따라서 회전축(400)을 후술되는 외측커버(600)의 지지돌부(630)측으로 밀착.지지시키도록 된 압력공(440)이 형성된다.

상기 압력공은, 회전축(400)을 외측커버(600)의 지지돌부(630)에 밀착.지지시키기 위해서, 그 입구와 출구가 회전축(400)상에 동일선상으로 형성되고, 이 입구와 출구를 연결하는 관로는 그 중앙부가 외측커버(600)측으로 절곡되어서, 이 유로의 중앙부를 중심으로 압력공(440)이 대칭을 이루도록 형성된다.

본 실시예에서의 압력공(440)은, 그 형상이 대략 "V"자 형상인 것을 그 일례로 들어 도시하였다.

또한, 상기한 회전축(400)의 외주면상에는, 유체가 유동하도록 된 다수의 제 2 윤활공(430)이 천공되어서, 회전축(400)과 제 1, 2 축공(240)(520)간의 마찰을 저감시킨다.

그리고, 상기한 회전축상의 장홈(420)과 압력공(440)은, 동일선상의 제 1 확개부(242)와 제 2 확개부(522)상에서 공존하도록 설계되어 일시적으로 연통됨으로써 장홈(420)상의 유체가 압력공(440)상으로 순간적으로 토출되는 오일젯(Oil Jet)현상을 발생시켜 압력공(440)상에 일정한 압력을 제공하여 회전축(400)을 외측커버의 지지돌부(630)상에 안정적이면서도 지속적으로 밀착.지지시키게 된다.

즉, 상기한 회전축(400)이 로터(300)와 같이 연동되면서 유체가 토출되는 일측의 확장공(232)과 회전축상의 장홈(420)이 연통되는 순간, 회전축(400) 반대편의 장홈(420)과 압력공(440)은 동일선상의 제 1 확개부(242)와 제 2 확개부(522)상에서 일시적으로 연통되면서 전술한 바와 같은 오일젯현상에 의해서 회전축(400)이 외측커버의 지지돌부(630)상에 밀착.지지된다.

또 한편, 상기한 실린더(200)의 일면상으로 결합되는 매개몸통(500)은, 그 중앙부에 실린더의 제 1 중앙공(230)보다 작은 직경을 갖는 제 2 중앙공(510)이 천공되어, 로터(300)의 축이 회전가능하게 삽입되고, 이 제 2 중앙공(510)과 이격된 일측에는 실린더의 제 1 축공(240)에 대응한 제 2 축공(520)이 천공되어, 회전축의 일단 즉, 압력공(440)과 장홈(420)의 일측이 회전가능하게 삽입된다.

상기한 제 2 중앙공(510)과 이격된 외주연부에는 등간격 즉, 90도 간격으로 이격.형성되고, 실린더의 확장공(232) 사이의 제 1 중앙공(230)상에 각각 연통되도록 된 제 1 압력유지공(560)(560a)이 천공된다.

또한, 상기한 실린더와 인접한 제 2 축공(520)상에는, 실린더의 제 1 축공(240)상에 형성된 제 1 확개부(242)에 대응한 제 2 확개부(522)가 이격.형성된다.

그리고, 상기한 매개몸통(500)상에는 실린더의 제 1 볼트공(250)과, 제 1 윤활공(260)에 대응한 제 2 볼트공(530)과, 제 3 윤활공(540)이 각각 형성되고, 매개몸통상의 일측의 윤활공과 볼트공은 제 1 윤활로(550)로서 서로 연통된다.

또한, 상기한 매개몸통(500)의 일면 외주연에는 단차진 제 2 단차홈(570)이 형성되고, 이 제 2 단차홈(570)상에는 고무재질의 제 2 시일 링(572)이 삽입되어서, 실린더(200)와의 결합시 수밀을 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기한 매개몸통(500)상에 결합되는 외측커버(600)는, 매개몸통과 접합되는 일면 중앙부에 단차져서 윤활유가 저장되는 중앙홈(610)이 형성된다.

상기한 중앙홈과 이격된 주변의 외측커버(600)상에는 회전축(400)의 일단이 접하여 지지되는 지지돌부(630)가 돌출.형성되고, 이 지지돌부와 이격된 일측에는 볼트(700)의 머리부가 내장되는 제 2 요홈(650)이 형성되며, 그 외주연에는 고무재질의 제 3 시일 링(662)이 삽입되는 제 3 단차홈(660)이 형성되어서, 매개몸통(500)과의 결합시 수밀을 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같이 형성된 외측커버(600)상에는 등간격 즉, 90도 각도로 이격된 돌출부(640)가 매개몸통(500)상에 접하도록 돌출.형성되고, 이 돌출부상에는 매개몸통상의 제 1 압력유지공(560)(560a)과 연통되도록 된 제 2 압력유지공(642)(642a)이 천공된다.

한편, 상기와 같이 형성된 매개몸통(500)과 외측커버(600)상의 압력유지공(560)(560a)(642)(642a)에 의해서 전술한 바와 같이, 로터(300)의 양편에 작용하는 유체의 압력을 동일하게 유지할 수 있게 되는 바, 이는 로터의 양편에 작용하는 압력이 다를 경우에는, 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흘러 압력보상이 이루어지게 된다. 즉, 상기한 압력유지공(560)(560a)(642)(642a)을 통해서 로터(300) 양편의 제 1 중앙공(230)이 연통되어 있기 때문에, 압력보상이 이루어지게 되고, 그로 인해 항상 양편이 동일한 압력을 유지하게 된다.

여기서, 미설명부호 "620"은 제 2 윤활로를 도시한 것이고, "800"은 베어링을 도시한 것이다.

그리고, 상기한 입력커버(100)와, 실린더(200), 매개몸통(500), 외측커버(600)는 이에 삽입되어 체결되는 볼트(700)로서 결합.고정된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 베인 압축기(2)는, 소정의 구동원에 의해서 구동축(160)이 회전 구동되고, 입력커버(100)의 유입구(130)측으로는 유체가 유입되어서 입력커버 일면의 대각선상으로 위치한 복수의 유로로 토출된다.

이때, 상기한 입력커버의 일면상에는 실린더(200)가 면접촉된 상태로 결합되어 있기 때문에, 상기와 같이 토출된 유체는 유입구(130)와 인접한 입력커버의 배출구(140)로 직접 배출되지는 않는다.

한편, 상기와 같이 토출된 유체는 유입구(130)와 연통된 실린더(200)의 유입공(210)으로 유입되고, 유입공으로 유입된 유체는 다시 제 1 중앙공(230)의 대칭되는 일측의 확장공(232)으로 유입된다.

상기한 확장공으로 유입된 유체는 구동축(160)에 스플라인 결합되어 연동되는 로터(300)의 날개(320)에 의해서 일측의 제 1 중앙공(230)측으로 유입되어 가압되고, 이와 같이 가압된 유체는 로터(300)의 날개(320)와 날개(320) 사이에 구비된 상태로 제 1 중앙공(230)을 따라 타측의 확장공(232)측으로 이송된다.

그리고, 상기와 같이 가압된 유체를 이송하던 선단의 날개(320)가 제 1 중앙공(230)과 확장공(232) 사이의 경계를 완전히 지나면, 제 1 중앙공(230)과 확장공(232)간에 미세한 틈으로서 연통된 유로가 형성된다.

따라서, 상기와 같이 확보된 유로를 통해서 로터의 날개(320)와 날개(320) 사이에 구비되어 있던 유체가 순간적인 고압으로서 확장공(232)내로 토출된다.

한편, 이때 상기한 확장공(232)과 인접한 회전축(400)은, 그 외주면상의 장홈(420)이 제 1 축공(240)상에 위치되어 확장공(232)과는 연통되지 않은 상태이다. 따라서, 확장공(232)상에 위치한 회전축(400)의 일측면이 차단벽 역할을 하게 됨으로써 확장공(232)으로 토출되는 유체는 재차 가압되어 토출된다.

이와 같이 토출되는 유체는 대부분이 확장공(232)과 연통된 실린더(200)의 배출공(220)과, 입력커버(100)의 배출구(140)를 통해서 압축기(2)의 외부로 배출된다.

그리고, 위와 같이 확장공(232)내로 유체가 토출되면서 제 1 중앙공(230)과 확장공(232)간의 유로가 점차적으로 더 커지게 되고, 확장공(232)에 인접한 회전축(400)도 더 회전되어 회전축(400)의 장홈(420)이 확장공(232)으로 위치되어 연통된다.

한편, 상기한 회전축(400)의 장홈(420)이 확장공(232)상에 위치되면,확장공(232)으로 토출된 일부의 유체가 회전축의 장홈(420)으로 유입되고, 일측의 장홈으로 유입된 유체는 관통공(422)을 통해서 반대편 장홈(420)으로 유입되면서 회전축(400) 양편의 압력이 균일하게 유지된다.

그리고, 상기한 회전축(400)의 회전에 의해서 반대편 장홈(420)으로 유입된 유체는, 이 장홈(420)과 압력공(440)이 동일선상의 확개부(242)(522)상에 공존하여 일시적으로 연통될 때, 장홈(420)내의 유체가 오일젯현상으로서 압력공(440)내로 순간적인 고압으로 유입되어 일정한 압력으로서 작용되어, 회전축(400)을 외측커버(600)의 지지돌부(630)상에 지속적으로 밀착.지지시키게 된다.

또한, 상기한 회전축(400)상의 제 2 윤활공(430)도 제 2 확개부(522)를 지날 때에, 제 1 중앙공(230)상의 유체가 그 내부로 유입되어서 회전축(400)과 축공(240)(520)간의 마찰을 저감시키게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 유체의 가압과 배출은, 실린더(200)내에서 대칭적으로 이루어진다.

그리고, 상기한 전술한 바와 같이 회전되는 로터(300)는, 회전축(400)과 마찬가지로 그 양편의 압력이 동일하게 형성되어서, 이 로터(300)가 실린더(200)의 제 1 중앙공(230)내에서 편심되지 않고 정위치를 유지한 상태로서 안정적으로 구동하게 된다.

즉, 이는 실린더(200)의 유입공(210)과 배출공(220)에 따라 그 역할이 결정되는 제 1 중앙공(230)상의 확장공(232)이 대각선상으로 정대칭되는 확장공끼리 동일한 기능을 행하도록 설계되어 있기 때문에, 유체를 가압/배출하는 작동이실린더(200)내에서 대칭되게 이루어지게 됨으로써 제 1 중앙공(230)내를 유동하는 로터(300) 양편의 압력이 동일하게 유지되어서 로터(300)의 편심은 방지된다.

또한, 로터(300)의 양편에 작용하는 압력에 압력차가 발생할 경우에는, 매개몸통(500)과 외측커버(600)상에 서로 대칭되게 천공되어서 연통된 압력유지공(560)(560a)(642)(642a)을 통해서 높은 압력이 낮은 압력측으로 흘러 양편의 압력보상이 이루어지게 됨으로써 로터(300) 양편은 항상 동일한 압력을 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기한 압축기(2)의 입력커버(100)와 외측커버(600)내에 저장된 윤활유를 다수의 윤활로(550)(620)와 윤활공(260)(430)(540)을 통해서 각 접동부측으로 유입되어서 마찰저항을 저감시킨다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 베인 압축기는, 베인 압축기를 구성하는 부품의 수가 저감되어서 그 구조가 간소화되고, 각 부품 사이에 유막이 형성되어서 부품간의 마찰저항을 최소화하여 압축기의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

베인 압축기(2)는,

그 외주면으로부터 일면상으로 관통되어서 유체가 유동하도록 된 유입구(130)와 배출구(140)가 형성되고, 이 유입구와 배출구 사이의 중앙부에는 구동축(160)이 회전가능하게 삽입되어 있는 입력커버(100)와;

상기 입력커버의 일면상으로 결합됨과 아울러 그 일측에는 입력커버의 유입구(130)와 배출구(140)에 대응한 유입공(210)과 배출공(220)이 천공되고, 이 유입공와 배출공 사이의 중앙부에 천공된 제 1 중앙공(230)에는 구동축(160)과 연동되도록 결합되어서 제 1 중앙공(230)으로 유입된 유체를 가압하여 배출시키는 등간격으로 이격된 다수의 날개(320)를 갖는 로터(300)가 회전가능하게 삽입되며, 이 제 1 중앙공과 이격된 제 1 축공(240)상에는 로터(300)와 같이 연동되는 다수의 회전축(400)이 회전가능하게 삽입되어 있는 실린더(200)와;

상기 실린더의 일면상으로 결합됨과 아울러 그 중앙부에 제 1 중앙공(230)보다 작은 직경을 갖도록 천공된 제 2 중앙공(510)에 로터(300)의 축이 회전가능하게 삽입되고, 이 제 2 중앙공과 이격된 제 2 축공(520)상에는 회전축(400)이 회전가능하게 삽입되어 있는 매개몸통(500)과;

상기 매개몸통의 일면상으로 결합됨과 아울러 매개몸통(500)과 접합되는 일면상에는 회전축(400)의 일단이 지지되는 지지돌부(630)가 돌출.형성되고, 그 내부에는 압축기(2)를 순환하는 윤활유가 저장되어 있는 외측커버(600);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 입력커버(100)의 유입구(130)와 배출구(140)는, 그 유로가 구동축(160)을 중심으로 입력커버의 일면상에 대각선상으로 대칭되게 분기되어서 유입구와 배출구가 순차적으로 교번되도록 형성되고, 이 유입구와 배출구에 대응한 실린더(200)의 유입공(210)과 배출공(220)은, 로터(300)를 중심으로 입력커버(100)에 대향되는 실린더(200)의 일면상에 대각선상으로 대칭되게 분기되어서 유입공과 배출공이 순차적으로 교번되도록 형성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 매개몸통(500)과 인접하는 실린더(200)의 제 1 중앙공(230)상에는, 이 제 1 중앙공(230)으로부터 연장되어 확장된 다수의 확장공(232)이 이격.형성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 중앙공(230)의 확장공(232)에는, 실린더(200)의 유입공(210)과 배출공(220)의 일단부가 연통되도록 절곡.형성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 매개몸통(500)과 인접하는 실린더(200)의 제 1 축공(240)은, 제 1 중앙공(230)과 연통되고, 그 일측에는 제 1 축공(240)의 직경을 넓히는 다수의 제 1 확개부(242)가 이격.형성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 로터(300)의 날개(320)는, 그 외주면이 제 1 중앙공(230)의 내주면에 접하도록 돌출.형성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 1 항 또는 제 4 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터(300)는, 입력커버(100)와 인접하는 그 일단부에 주기어(330)가 연동되도록 결합되고, 그 내부에는 구동축(160)이 삽입되어 스플라인 또는 세레이션결합 중 어느 하나의 결합수단으로서 결합된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 실린더(200)의 제 1 축공(240)상에 회전가능하게 삽입된 회전축(400)은,

상기 입력커버(100)와 인접한 그 일단부에 구비되고, 로터(300)의 주기어(330)에 치합되어 회전축을 로터와 같이 연동시키도록 된 보조기어(410)와;

상기 보조기어와 이격된 외주면상에 축심을 중심으로 대칭되도록 형성된 장홈(420)과;

상기 장홈과 이격된 외주면상에 그 내부로 유체가 유동됨에 따라 회전축(400)을 외측커버(600)의 지지돌부(630)측으로 밀착.지지시키도록 형성된 압력공(440);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 8 항에 있어서,

상기 장홈(420)의 일측에는 양편의 장홈을 연통시키도록 된 관통공(422)이 천공된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 8 항에 있어서,

상기 압력공(440)은, 회전축(400)을 외측커버(600)의 지지돌부(630)상으로 밀착.지지시키도록 그 입구와 출구가 동일선상의 회전축상에 형성되고, 이 입구와출구를 연결하는 관로는 그 중앙부가 외측커버(600)측으로 절곡되어서, 이 유로의 중앙부를 중심으로 압력공(440)이 대칭을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 8 항에 있어서,

상기 회전축(400)의 외주면상에는 유체가 유동하도록 된 다수의 제 2 윤활공(430)이 천공된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 8 항에 있어서,

상기 실린더(200)와 인접한 매개몸통(500)의 제 2 축공(520)상에는, 회전축(400)의 장홈(420)과 압력공(440)이 삽입됨과 아울러, 실린더(200)의 제 1 축공(240)상에 형성된 제 1 확개부(242)에 대응한 제 2 확개부(522)가 이격.형성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.
제 12 항에 있어서,

상기 회전축(400)의 장홈(420)과 압력공(440)은, 동일선상의 제 1 확개부(242)와 제 2 확개부(522)상에서 공존하여 연통되도록 구성된 것을 특징으로하는 베인 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 매개몸통(500)의 일측에 등간격으로 이격.형성되고, 확장공(232) 사이의 제 1 중앙공(230)상에 각각 연통되도록 천공된 제 1 압력유지공(560)(560a)과;

상기 매개몸통(500)에 접하는 외측커버(600)상에는 제 1 압력유지공(560)(560a)에 대응되게 형성되고, 대칭되는 양편은 상호 연통되도록 외측커버(600)를 관통하여서 형성된 제 2 압력유지공(642)(642a);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 베인 압축기.