KR20050012008A - 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조에 관한 것으로, 본 발명은 소정의 내부공간을 가지고 그 내부공간과 연통하도록 복수 개의 베인슬롯을 관통 형성하며 그 베인슬롯의 일측에 상기 내부공간과 연통하도록 복수 개의 토출구를 형성하는 실린더조립체와, 실린더조립체의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로 구획하여 상대회전운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 이동시키도록 블레이드부를 구비한 회전축과, 블레이드부의 상하 양 측면에 접촉하도록 실린더조립체의 베인슬롯에 삽입하여 상기 블레이드부의 형상을 따라 축방향으로 왕복운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 압축하는 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서, 실린더조립체의 베인슬롯과 토출구 사이에 연통유로를 형성함으로써, 압축가스의 일부가 베인과 토출구멍 사이에 잔류하는 것을 방지하여 냉매가스의 재팽창 손실을 줄이고 이를 통해 냉매가스의 흡입량을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 모터의 입력상승을 막아 압축기 효율을 높일 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조{STRUCTURE FOR REDUCING DEAD VOLUME OF ENCLOSED COMPRESSOR}

본 발명은 실린더의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로 구획하는 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 베인슬롯과 토출구 사이에 연통홈을 형성하여 베인에 의해 발생하는 사체적을 줄이고자 하는 밀폐형 압축기의 사체적 저감 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.

이러한 베인식 압축기로는 회전축에 블레이드부를 두어 실린더의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로 구획하고 각 밀폐공간에 베인을 각각 두어 복수 개의 압축공간을 이루도록 하는 방식이 알려져 있다.

도 1은 종래 밀폐형 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 종래 압축기구부를 파단하여 보인 사시도이다.

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, 실린더조립체의 내부공간(V)을 복수 개의 밀폐공간(S1)(S2)으로 구획하도록 블레이드부(4B)를 구비하여 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 회전축(4)의 블레이드부(4B) 양측에 각각 접촉하여 상기 회전축(4)의 회전시 각각의 공간(S1)(S2)을 흡입영역 및 압축영역으로 가변하는 제1 베인(5A) 및 제2 베인(5B)과, 각 베인(5A)(5B)을 탄력 지지하는 제1 스프링 조립체(6A) 및 제2 스프링 조립체(6B)와, 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)의 외곽면에 설치하여 각 공간(S1)(S2)에서 토출하는 압축가스의 토출소음을 감쇠하는 상부머플러(7A) 및 하부머플러(7B)를 포함하고 있다.

상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)는 실린더(2)의 상면과 하면을 복개하도록 원판 모양으로 형성하여 그 일측에는 상기한 베인(5A)(5B)을 삽입하도록 베인슬릿(3a)(3a)을 형성하고, 베인슬릿(3a)(3a)의 원주방향 일측에는 각각의 공간에 독립적으로 연통하는 토출구(3b)(3b)를 형성하고 있다.

회전축(4)은 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)를 관통하도록 전동기구부의 회전자(Mr)에 결합하여 동력을 전달하는 축부(4A)와, 축부(4A)의 하반부에 반경방향으로 확장 형성하여 상기 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)의 스러스트베어링면에 미끄럼 지지하는 베어링부(4B)와, 베어링부(4B)의 외주면에서 확장 형성하여 실린더조립체의 내부공간(V)을 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 구획하는 블레이드부(4C)로 이루어져 있다.

블레이드부(4C)는 외주면이 실린더(2)의 내주면에 미끄럼 접촉하도록 평면투영시 원판형으로 형성하고, 양 측면은 측면 전개시 내주면에서 외주면까지 동일한 두께를 갖는 정현파 모양의 캠면으로 형성하고 있다.

제1,2 베인(5A)(5B)은 도 2 또는 도 3에서와 같이 각 베어링플레이트(3A)(3B)에 구비한 베인슬롯(3a)(3a)에 미끄러지게 삽입하는 것으로, 회전축(4)의 블레이드부(4C)와 접촉하는 블레이드 접촉면(R1)은 일정 곡률을 갖는 라운딩면으로 형성하고 실린더(2)의 내벽면과 접촉하는 외측면(R2)은 볼록곡면으로 형성하는 반면 회전축(4)의 외주면에 접촉하는 내측면(F1)은 평면 또는 오목곡면으로 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 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 어느 한 방향으로 회전하고, 이 회전축(4)의 블레이드부(4C) 상하 양 측면에 각각 접촉한 베인(5A,5B)이 블레이드부(4C)의 높낮이를 따라 상하 서로 반대방향으로 왕복하면서 실린더(2)의 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)의 용적을 가변한다. 이에 따라 흡입관(SP)을 통해 새로운 냉매가스가 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 연속으로 흡입하고, 이 냉매가스는 회전축(4)의 회전과 함께 점차 압축되었다가 블레이드부(4C)의 양쪽 볼록면이 토출개시시점에 도달하는 순간에서 각 베어링플레이트(3A)(3B)의 토출구(3b)(3b)를 지나는 순간까지 각각의 토출구(3b)(3b)를 통해 번갈아 토출되는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 베인식 압축기에 있어서는, 베인(5A)(5B)의 블레이드 접촉면(R1)(R1)이 곡면지게 형성됨에 따라 도 4에서와 같이 블레이드부(4C)의 볼록면이 상사점에 도달했을 때 압축가스의 일부가 상기한 베인(5A)의 블레이드 접촉면(R1)과 블레이드부(4C)의 볼록면 그리고 베인슬롯(3a) 사이의 사체적(dead volume)(A)에 잔류하여 다음 흡입영역으로 유입되면서 재팽창 손실을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 베인식 압축기의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 베인슬롯에 잔류하는 냉매가스를 토출구로 유도하여 재팽창 손실을 줄일 수 있는 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 밀폐형 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 압축기구부의 일부를 파단하여 보인 사시도.

도 3은 종래 압축기구부의 일부를 단면하여 보인 개략도,

도 4는 도 3의 "A"부를 보인 상세도,

도 5는 본 발명 밀폐형 압축기에서 압축기구부의 일부를 파단하여 보인 사시도,

도 6은 본 발명 압축기구부의 일부를 단면하여 보인 개략도,

도 7은 도 6의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 8은 도 6의 "B"부를 보인 상세도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2 : 실린더 3A,3B : 상부,하부베어링플레이트

3a : 베인슬롯 3b : 토출구

3c : 연통유로 4 : 회전축

4C : 블레이드부 5A,5B : 베인

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 소정의 내부공간을 가지고 그 내부공간과 연통하도록 복수 개의 베인슬롯을 관통 형성하며 그 베인슬롯의 일측에 상기 내부공간과 연통하도록 복수 개의 토출구를 형성하는 실린더조립체와, 실린더조립체의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로 구획하여 상대회전운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 이동시키도록 블레이드부를 구비한 회전축과, 블레이드부의 상하 양 측면에 접촉하도록 실린더조립체의 베인슬롯에 삽입하여 상기 블레이드부의 형상을 따라 축방향으로 왕복운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 압축하는 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서, 실린더조립체의 베인슬롯과 토출구 사이에 연통유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명 밀폐형 압축기에서 압축기구부의 일부를 파단하여 보인 사시도이고, 도 6은 본 발명 압축기구부의 일부를 단면하여 보인 개략도이며, 도 7은 도 6의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 8은 도 6의 "B"부를 보인 상세도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 베인식 압축기의 압축기구부는, 케이싱(도 1에 도시)(1)의 내부에 고정 설치하는 실린더조립체와, 실린더조립체에 회전 가능하게 설치하여 상기 실린더조립체의 내부공간(V)을 밀폐공간인 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 구획하도록 블레이드부(4C)를 구비하는 회전축(4)과, 회전축(4)의 블레이드부(4C) 상하 양 측면에 압접하도록 상기 실린더조립체에 삽입하여 냉매가스의 이동을 차단하는 제1 베인(5A)과 제2 베인(5B)으로 구성한다.

실린더조립체는 환형으로 형성하여 그 일측에는 양쪽 공간(S1)(S2)에 함께 연통하도록 한 개의 흡입구(미도시)를 형성하는 실린더(2)와, 실린더(2)의 상하 양 측면에 고정 설치하여 실린더(2)와 함께 내부공간(V)을 형성하는 상부베어링플레이트(3A) 및 하부베어링플레이트(3B)로 이루어진다.

상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)는 실린더(2)의 상면과 하면을 복개하도록 원판 모양으로 형성하여 그 일측에는 상기한 베인(5A)(5B)을 삽입하도록 베인슬릿(3a)(3a)을 형성하고, 베인슬릿(3a)(3a)의 원주방향 일 측에는 각각의 공간(S1)(S2)에 독립적으로 연통하는 토출구(3b)(3b)를 형성하며, 베인슬롯(3a)(3a)과 토출구(3b)(3b) 사이에는 상기 베인슬롯(3a)(3a)에 잔류하는냉매가스를 토출구로 유도하는 연통유로(3c)(3c)를 형성한다.

연통유로(3c)(3c)는 도 4 내지 도 6에서와 같이 후술할 베인(5A)(5B)의 블레이드 접촉면(R1)(R1)이 곡면지게 형성되는 점을 감안하여 그 블레이드 접촉면(R1)(R1)의 최하점과 최상점 사이에 존재하도록 상기 베어링플레이트(3A)(3B)의 스러스트 베어링면에 음형지게 형성하는 것이 가공상 또는 효율상 모두 바람직하다.

회전축(4)은 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)를 관통하도록 전동기구부의 회전자에 결합하여 동력을 전달하는 축부(도 1에 도시)(4A)와, 축부의 하반부에 반경방향으로 확장 형성하여 상기 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)의 스러스트베어링면에 미끄럼 지지하는 베어링부(도 1에 도시)(4B)와, 베어링부(4B)의 외주면에서 확장 형성하여 실린더조립체의 내부공간(V)을 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 구획하는 블레이드부(4C)로 이루어진다.

블레이드부(4B)는 외주면이 실린더(2)의 내주면에 미끄럼 접촉하도록 평면 투영시 원판형으로 형성하고, 양 측면은 측면 전개시 내주면에서 외주면까지 동일한 두께를 갖는 정현파 모양의 캠면으로 형성한다.

제1,2 베인(5A)(5B)은 각 베어링플레이트(3A)(3B)에 구비한 베인슬롯(3a)(3a)에 미끄러지게 삽입하는 것으로, 회전축(4)의 블레이드부(4C)와 접촉하는 블레이드 접촉면(R1)은 일정 곡률을 갖는 라운딩면으로 형성하고 실린더(2)의 내벽면과 접촉하는 외측면(R2)은 볼록곡면으로 형성하는 반면회전축(4)의 외주면에 접촉하는 내측면(F1)은 평면 또는 오목곡면으로 형성한다

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 밀폐형 압축기의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 전동기구부에 전원을 인가하여 회전축(4)이 회전하면, 이 회전축(4)의 블레이드부(4C)가 실린더(2)의 내부공간(V)에서 회전하면서 흡입구(미도시)를 통해 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 냉매가스를 번갈아 흡입하고, 이 냉매가스는 회전축(5)이 지속적으로 회전하는 과정에서 블레이드부를 따라 이동하다가 각각의 베인(10)(10)에 의해 압축되면서 각 공간(S1)(S2)의 토출구(3b)(3b)를 통해 번갈아 토출된다.

여기서, 도 7에서와 같이 회전축(4)의 블레이드부(4C)가 냉매가스를 몰고 토출개시각도까지 이동하는 순간 압축영역의 냉매가스가 토출밸브(미도시)를 이기고 토출구(3b)(3b)를 통해 케이싱의 내부로 토출되는데, 이때 블레이드부(4C)의 볼록면이 토출구(3b)(3b)를 지나는 순간 그 토출구(3b)(3b)와 베인슬롯(3a)(3a) 사이에 가두어졌던 냉매가스는 상기 블레이드부(4C)가 더 회전하여 베인슬롯(3a)(3a)을 통과할 때까지 각각의 베인슬롯(3a)(3a)과 베인(5A)(5B) 그리고 블레이드부(4C)로 이루어지는 빈공간에 잔류하였다가 각 밀폐공간(S1)(S2)의 흡입영역으로 재흡입될 우려가 있으나, 본 발명과 같이 베인슬롯(3a)(3a)과 토출구(3b)(3b) 사이에 연통유로(3c)(3c)를 형성하는 경우에는 상기한 베인슬롯(3a)(3a)의 빈공간에 채워지는 냉매가스가 연통유로(3c)(3c)를 따라 각각의 토출구(3b)(3b)로 유도되어 토출됨으로써 냉매가스의 재팽창되는 양을 현저하게 줄일 수 있다.

이렇게 하여, 압축기의 구동시 각 밀폐공간에서 토출되지 않고 남았다가 흡입영역으로 유입되면서 재팽창되는 냉매가스의 양을 줄여 각 밀폐공간의 흡입영역으로 흡입되는 냉매가스의 흡입량을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 냉매가스를 압축하기 위해 소요되는 모터의 입력상승을 막아 압축기 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조는, 베인슬롯과 토출구 사이에 연통유로를 형성함으로써, 압축가스의 일부가 베인과 토출구멍 사이에 잔류하는 것을 방지하여 냉매가스의 재팽창 손실을 줄이고 이를 통해 냉매가스의 흡입량을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 모터의 입력상승을 막아 압축기 효율을 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 소정의 내부공간을 가지고 그 내부공간과 연통하도록 복수 개의 베인슬롯을 관통 형성하며 그 베인슬롯의 일측에 상기 내부공간과 연통하도록 복수 개의 토출구를 형성하는 실린더조립체와, 실린더조립체의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로 구획하여 상대회전운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 이동시키도록 블레이드부를 구비한 회전축과, 블레이드부의 상하 양 측면에 접촉하도록 실린더조립체의 베인슬롯에 삽입하여 상기 블레이드부의 형상을 따라 축방향으로 왕복운동을 하면서 각 밀폐공간내 유체를 압축하는 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서,

   실린더조립체의 베인슬롯과 토출구 사이에 연통유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조.
2. 제1항에 있어서,

   연통유로는 실린더조립체의 내부공간을 이루는 내측면에 소정의 깊이로 음형지게 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 사체적 저감 구조.