KR20050012011A - 밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 가스누설 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 압축하도록 원기둥 모양으로 된 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서, 블레이드부와 접하는 베인의 블레이드 접촉면을 곡면지게 형성하되 안쪽과 바깥쪽의 곡률을 상이하게 형성함으로써, 접촉선 범위 외곽에서 블레이드부의 캠면과 베인의 불필요한 간섭을 방지하여 베인의 블레이드 접촉면이 항상 실질적인 접촉선 범위내에서만 블레이드부의 캠면과 긴밀하게 접촉하면서 압축가스의 누설을 미연에 차단할 수 있다. 또, 곡률이 큰 바깥쪽 블레이드 접촉면의 양단을 절곡하여 살붙이부를 형성함에 따라 베인에 의한 사체적을 최소로 줄일 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조{STRUCTURE FOR REDUCING GAS LEAKAGE OF ENCLOSED COMPRESSOR}

본 발명은 실린더의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로 구획하는 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 베인의 접촉면을 접촉선에 따라 가변되게 형성하여 압축가스의 누설을 방지하고자 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 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.

최근에는 회전축에 날개부를 두어 실린더의 내부공간을 복수 개의 밀폐공간으로 구획하고 각 밀폐공간에 베인을 각각 두어 복수 개의 압축공간을 이루도록 하는 베인식 압축기가 알려져 있다.

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 제1 베어링플레이트(3A) 및 제2 베어링플레이트(3B)와, 실린더조립체의 내부공간(V)을 복수 개의 밀폐공간(S1)(S2)으로 구획하도록 블레이드부(4C)를 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 회전축(4)의 블레이드부(4C)의 양면에 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 함께 탄력적으로 지지하는 베인스프링(6)와, 제1 베어링플레이트(3A)와 제2 베어링플레이트(3B)의 외곽면에 설치하여 각 공간(S1)(S2)에서 토출하는 압축가스의 토출소음을 감쇠하는 제1 머플러(7A) 및 제2 머플러(7B)를 포함하고 있다.

제1 베어링플레이트(3A)와 제2 베어링플레이트(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(미도시)를 형성하고 있다.

회전축(4)은 제1 베어링플레이트(3A)와 제2 베어링플레이트(3B)를 관통하여 반경방향으로 지지되고 전동기구부의 회전자(Mr)에 결합하여 동력을 전달하는 축부(4A)와, 축부(4A)의 하반부에 반경방향으로 확장 형성하여 상기 제1 베어링플레이트(3A)와 제2 베어링플레이트(3B)의 스러스트베어링면에 축방향으로 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 평면 투영시 원판형으로 형성하고, 양 측면은 측면 전개시 내주면에서 외주면까지 동일한 두께를 갖는 정현파 모양의 캠면(r1)으로 형성하고 있다.

제1 베인(6A) 및 2 베인(6B)은 각 베어링플레이트(3A)(3B)의 베인슬롯(3a)(3a)에 미끄러지게 삽입하는 것으로, 도 2 및 도 3에서와 같이 원기둥 모양으로 이루어져 회전축(4)의 블레이드부(4C)와 접촉하는 블레이드 접촉면(R1)은 일정 곡률을 갖는 라운딩면으로 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 SP는 흡입관이다.

상기와 같은 종래 밀폐형 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(5)의 회전과 함께 점차 압축되었다가 블레이드부(4C)의 양쪽 볼록면이 토출개시시점에 도달하는 순간에서 각 토출구(미도시)를 지나는 순간까지 각각의 토출구를 통해 번갈아 토출되는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기에 있어서는, 베인(5A)(5B)을 원기둥 모양으로 형성하여 상하 운동중에 도 3의 화살표 방향으로 미세하게 자전운동을 하게 되고 이로 인해 블레이드부(4C)와 접하는 접촉선(CL)이 소정의 함수로 변함에도 불구하고 상기 베인(5A)(5B)의 블레이드 접촉면(R)을 동일한 곡률로 곡면지게형성함에 따라 간섭으로 인한 들뜸현상이 발생하여 압축가스의 누설이 유발되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 베인식 압축기의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 원기둥 모양의 베인과 이에 접하는 블레이드부 사이의 압축가스 누설을 미연에 방지할 수 있는 밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 밀폐형 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 베인의 측면도,

도 3은 종래 베인을 저면도,

도 4는 본 발명 밀폐형 압축기의 요부를 보인 사시도,

도 5는 본 발명 베인의 측면도,

도 6은 본 발명 베인을 저면도,

도 7은 본 발명 밀폐형 압축기의 베인에 대한 변형예를 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

4 : 회전축 4A : 축구

4C : 블레이드부 10 : 베인

11 : 스프링삽입홈 12 : 살붙이부

R1 : 블레이드 접촉면 r1 : 블레이드부의 캠면

CL : 접촉선

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 압축하도록 원기둥 모양으로 된 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서, 블레이드부와 접하는 베인의 블레이드 접촉면을 곡면지게 형성하되 안쪽과 바깥쪽의 곡률을 상이하게 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조를 제공한다.

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

도 4는 본 발명 밀폐형 압축기의 요부를 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 베인의 측면도이며, 도 6은 본 발명 베인을 저면도이다.

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(10)과 제2 베인(10)으로 구성한다.

실린더조립체는 환형으로 형성하여 그 일측에는 양쪽 공간(S1)(S2)에 함께 연통하도록 한 개의 흡입구(2a)를 형성하는 실린더(2)와, 실린더(2)의 상하 양 측면에 고정 설치하여 실린더(2)와 함께 내부공간(V)을 형성하는 제1 베어링플레이트(도 1에 도시)(3A) 및 제2 베어링플레이트(도 1에 도시)(3B)로 이루어진다.

회전축(4)은 제1 베어링플레이트(3A)와 제2 베어링플레이트(3B)를 관통하여 반경방향으로 지지하도록 전동기구부의 회전자(도 1에 도시)(Mr)에 결합하여 동력을 전달하는 축부(4A)와, 축부(4A)의 하반부에 반경방향으로 확장 형성하여 상기 제1 베어링플레이트(3A)와 제2 베어링플레이트(3B)의 스러스트베어링면에 축방향으로 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 이루어진다.

블레이드부(4C)는 외주면이 실린더(2)의 내주면에 미끄럼 접촉하도록 평면 투영시 원판형으로 형성하고, 양 측면은 측면 전개시 내주면에서 외주면까지 동일한 두께를 갖는 정현파 모양의 캠면(r1)으로 형성한다.

제1,2 베인(10)(10)은 각 베어링플레이트(3A)(3B)에 구비한 베인슬롯(미도시)에 미끄러지게 삽입하는 것으로, 원통형으로 형성하여 회전축(4)의 블레이드부(4C)와 접촉하는 블레이드 접촉면(R1)은 소정의 곡률을 갖는 라운딩면으로 형성한다.

블레이드 접촉면(R1)은 회전축(4)의 축부(4A)에 접하는 안쪽(Wi)에서 실린더(2)의 내주면에 접하는 바깥쪽(Wo)으로 갈수록 소정의 함수를 가지고 좁아지게 형성하되, 가급적이면 접촉선 범위에 존재하도록 형성하는 것이 바람직하다.

또, 블레이드 접촉면(R1)은 도 7에서와 같이 곡률이 작은 안쪽 양단은 베인(10)(10)의 외주면에 접하도록 형성하는 반면 곡률이 큰 바깥쪽 양단은 사체적을 줄일 수 있도록 접촉선 범위를 벗어나는 지점에서 베인의 외주면으로 살붙이부(12)(12)를 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 11은 스프링삽입홈이다.

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(2a)를 통해 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 냉매가스를 번갈아 흡입하고, 이 냉매가스는 회전축(4)이 지속적으로 회전하는 과정에서 블레이드부(4C)를 따라 이동하다가 각각의 베인(10)(10)에 의해 압축되면서 각 공간(S1)(S2)의 토출구(미도시)를 통해 번갈아 토출된다.

이때, 원기둥 모양의 베인(10)(10)은 블레이드부(4C)를 따라 상하로 왕복운동을 하는 중에 베인(10)(10)의 안쪽(Wi)에 걸리는 압력과 바깥쪽(Wo)에 걸리는 압력간 차이에 의해 미세하게 자전을 하고, 이 과정에서 베인(10)(10)의 블레이드 접촉면(R1) 역시 미세하게 자전을 하면서 도 6과 같이 소정의 함수로 표현되는 접촉선(CL)을 가지게 된다.

여기서, 이 접촉선(CL) 범위의 외곽에도 라운딩면이 존재하는 경우에는 그 접촉선(CL) 범위 외곽의 라운딩면이 블레이드부(4C)의 캠면(r1)에 접촉하여 간섭이 발생하면서 회전축(4)의 축부(4A)와 가까운 안쪽(Wi) 블레이드 접촉면(R1)이 들떠 압축가스의 누설이 발생할 수 있으나, 본 발명과 같이 접촉선(CL) 범위 외곽을 가공하여 제거함에 따라 블레이드부(4C)의 캠면(r1)과 베인(10)(10)의 불필요한 간섭을 미연에 방지할 수 있고, 이를 통해 베인(10)(10)의 블레이드 접촉면(R1)이 항상 실질적인 접촉선(CL) 범위내에서만 블레이드부(4C)의 캠면(r1)과 긴밀하게 접촉하여 압축가스의 누설을 차단할 수 있다.

또, 접촉선(CL) 범위 외곽 부위를 가공하여 제거함에 따라 그만큼 사체적이 증가할 수 있으나, 도 7에서와 같이 특히 곡률이 큰 바깥쪽(Wo) 블레이드 접촉면(R1)의 양단에 살붙이부(12)(12)를 형성함에 따라 상기한 사체적을 최소로 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조는, 블레이드부와 접하는 베인의 블레이드 접촉면을 곡면지게 형성하되 안쪽과 바깥쪽의 곡률을 상이하게 형성함으로써, 접촉선 범위 외곽에서 블레이드부의 캠면과 베인의 불필요한 간섭을 방지하여 베인의 블레이드 접촉면이 항상 실질적인 접촉선 범위내에서만 블레이드부의 캠면과 긴밀하게 접촉하면서 압축가스의 누설을 미연에 차단할 수 있다.

또, 곡률이 큰 바깥쪽 블레이드 접촉면의 양단에 살붙이부를 형성함에 따라 베인에 의한 사체적을 최소로 줄일 수 있다.

Claims (3)

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 압축하도록 원기둥 모양으로 된 복수 개의 베인을 포함한 밀폐형 압축기에 있어서,

   블레이드부와 접하는 베인의 블레이드 접촉면을 곡면지게 형성하되 안쪽과 바깥쪽의 곡률을 상이하게 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조.
2. 제1항에 있어서,

   블레이드 접촉면은 접촉선의 범위 내에 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조.
3. 제2항에 있어서,

   블레이드 접촉면은 곡률이 큰 쪽의 양단에서 베인의 외주면으로 돌출하여 살붙이부를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 가스누설 저감 구조.