KR20070055960A - 로터리 압축기 - Google Patents
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Abstract
종래의 압축기는, 압축기의 회전수가 낮아질수록 회전 진동의 증가나 전동기의 효율 저하에 의한 압축기의 효율 저하의 문제가 있었다.
본 발명은, 밀폐 용기 내에 구동 요소와 상기 구동 요소에 의해 구동되는 회전 압축 요소를 구비하여 이루어지는 로터리 압축기에 있어서, 상기 구동 요소를 구성하는 회전자의 단부면의 상부(반압축 기구측), 또는 하부(압축 기구측) 중 어느 한쪽에 회전 관성 모멘트가 얻어지는 회전 관성체를 설치하는 것에 의해, 압축기의 회전수가 낮은 운전의 경우에 있어서도 압축기의 회전 진동의 증가를 억제하고, 효율이 높은 압축기를 얻을 수 있다.
로터리 압축기, 밀폐 용기, 전동 요소, 고정자, 회전자
Description
도1은 본 발명의 제1 실시예의 로터리 압축기 종단 측면도(회전 관성체를 압축 기구측에 부착한 예),
도2는 본 발명의 제1 실시예의 로터리 압축기 종단 측면도(회전 관성체를 반압축 기구측에 부착한 예).
도3은 본 발명의 제2 실시예의 로터리 압축기 종단 측면도.
도4는 본 발명의 제2 실시예의 회전 관성체와 토출구의 위치를 도시하는 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 로터리 압축기
12 : 밀폐 용기
12A : 용기 본체
14 : 전동 요소
16 : 회전축
18 : 회전 압축 기구
20 : 터미널
22 : 고정자
24 : 회전자
26, 30 : 적층체
28 : 고정자 코일
32 : 제1 회전 압축 요소
34 : 제2 회전 압축 요소
38 : 상부 실린더
40 : 하부 실린더
42 : 제2 편심부
44 : 제1 편심부
46 : 제2 롤러
48 : 제1 롤러
54 : 상부 지지 부재
56 : 하부 지지 부재
54A : 상부 지지 부재 베어링
56A : 하부 지지 부재 베어링
62 : 토출 소음실
64 : 중간압 토출 소음
63 : 커버
65 : 토출구
68 : 폐색 플레이트
70 : 하부 지지 부재 토출 포트
73 : 리벳
78 : 상부 볼트
80 : 하부 볼트
82 : 회전 관성체
[문헌 1] 일본 특허 공개 2004-19599호 공보
본 발명은 밀폐 용기 내에 구동 요소와, 이 구동 요소의 회전축으로 구동되는 회전 압축 요소와 이 회전 요소의 회전축을 회전 가능하게 외팔보 지지하는 베어링을 구비한 로터리 압축기에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 로터리 압축기, 예를 들어 제1 및 제2 회전 압축 요소를 구비한 다단 압축식 로터리 압축기는, 밀폐 용기 내에 구동 요소와 이 구동 요소의 회전축에 의해 구동되는 제1 및 제2 회전 압축 요소에 의해 구성되어 있다.
전동 요소는, 밀폐 용기의 상부 공간의 내주면을 따라 환형으로 용접 고정된 고정자와, 이 고정자의 내측에 약간의 간격을 마련하여 삽입 설치된 회전자로 구성되어 있고, 이 회전자는 중심을 통과하여 연직 방향으로 연장되는 회전축에 고정된다.
또한, 제1 및 제2 회전 압축 요소는, 중간 구획판과, 이 중간 구획판의 상하에 배치된 상하부 실린더와, 이들 실린더 내를 180도의 위상차를 갖고 회전축에 설치한 편심부에 끼워 맞추어 편심 회전하는 롤러와, 각 롤러에 접촉하여 실린더 내를 각각 저압실측과 고압실측으로 구획하는 베인과, 상부 실린더의 상측의 개구면 및 하부 실린더의 하측의 개구면을 각각 폐색하는 동시에, 회전축의 베어링을 갖는 상부 지지 부재 및 하부 지지 부재와, 상하에 각각 형성된 토출 소음실로 구성되어 있다. 또한, 각 토출 소음실과 각 실린더 내의 고압실측은 토출 포트에 의해 연통되어 있고, 토출 소음실 내에는 상기 토출 포트를 개폐 가능하게 폐색하는 토출 밸브가 설치되어 있다(예를 들어 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2004-19599호 공보
종래의 로터리 압축기의 회전자에는, 압축 토크와 전동기의 토크의 차에 비례하여 회전 관성 모멘트에 반비례하는 회전 각속도가 생기고, 이 회전 관성 모멘트에 반비례하는 회전 각속도의 변동(회전 각속도의 반작용)이 로터리 압축기의 회전 진동의 원인으로 된다. 또한 회전자의 회전 각속도는, 회전 관성 모멘트에 반비례하는 회전 각속도의 시간에 대한 적분이고, 1회전으로 본래의 회전 각속도로 복귀하기 때문에, 압축기의 회전수가 낮아질수록 1회전에 필요로 하는 시간이 길어져 1회전 사이의 회전 각속도의 변동 폭이 커지고, 이에 의해 압축기의 진동이 증가한다는 문제가 있었다.
또한, 1회전 사이의 회전 각속도의 변동 폭이 큰 경우, 효율이 낮은 회전 각 속도 영역에서 운전되는 비율이 높아져 전동기의 효율이 저하하기 때문에, 전동기의 회전수가 낮을수록 압축기의 효율이 저하한다. 또한, 압축기나 전동기를 소형으로 할수록 회전 관성 모멘트가 작아지고, 상기의 압축기 진동 증대와 효율 저하가 나타나기 쉬워진다.
본 발명의 로터리 압축기는, 밀폐형 용기 내에 구동 요소와, 이 구동 요소에 의해 구동되는 압축 기구와, 회전 요소의 회전축을 회전 가능하게 외팔보 지지하는 베어링을 갖고, 회전자의 하면(압축 기구측)에 고정자의 하방까지 연장하고, 회전 관성 모멘트가 얻어지는 질량체를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 2의 로터리 압축기는, 밀폐형 용기 내에 구동 요소와, 이 구동 요소에 의해 구동되는 압축 기구와, 회전 요소의 회전축을 회전 가능하게 외팔보 지지하는 베어링을 갖고, 회전자의 상면(반압축 기구측)에 고정자의 하방까지 연장하고, 회전 관성 모멘트가 얻어지는 질량체를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 3의 로터리 압축기는, 상기에 부가하여, 회전자에 설치되는 질량체의 형상을 고정자 코일로부터 필요한 절연 거리에 도달하기까지는, 회전자와 동일한 외경 혹은 회전자 외경보다 가늘게 형성하고, 상기 절연 거리 이후에서는, 밀폐 용기의 내벽측으로 고정자 코일을 덮는 크기까지 외경이 확대되는 형상으로 하는 것에 의해, 필요한 회전 관성 모멘트가 얻어지는 것 특징으로 한다.
또한, 청구항 4의 로터리 압축기는, 청구항 1 내지 청구항 3에 부가하여, 회전 요소로부터 밀폐 용기 내에 압축 가스를 토출하는 토출구를, 회전자에 설치하는 질량체의 최대 외경의 1/2 이내에 위치시킨 것에 의해, 압축기 밖으로의 오일 토출량이 저감되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 로터리 압축기를 저회전 영역에서도 압축기의 진동 증가를 억제하는 동시에 효율이 높은 압축기를, 회전자에 회전 관성체를 설치하는 것에 의해 가능하게 한 것을 특징으로 한다. 또한, 압축기의 소형화에 의한 진동 증가, 효율 저하에도 대응 가능하게 했다. 또한, 회전자에 설치되는 질량체의 형상을 고정자 코일로부터 필요한 절연 거리에 도달하기까지는, 회전자와 동일한 외경 혹은 회전자 외경보다 가늘게 형성하고, 상기 절연 거리 이후에서는, 밀폐 용기의 내벽측으로 고정자 코일을 덮는 크기까지 외경이 확대되는 형상으로 하는 것에 의해, 필요한 회전 관성 모멘트가 얻어짐과 동시에, 회전 요소로부터 밀폐 용기 내에 압축 가스를 토출하는 토출구를, 회전자에 설치하는 질량체의 최대 외경의 1/2 이내에 위치시키는 것에 의해, 질량체에 의해 토출 가스 내의 오일이 분리되고, 압축기 외부로의 오일 토출량이 저감되는 것을 특징으로 한다.
(제1 실시예)
다음에, 도면을 기초로 하여 본 발명의 실시 형태를 상세하게 서술한다. 도1은 본 발명의 로터리 압축기의 실시예로서, 제1 및 제2 회전 요소(32, 34)를 구비하고, 회전자(24)의 압축 기구측에 리벳(73)으로 설치된 질량체, 즉 회전 관성체(82)를 설치한 내부 고압형의 로터리 압축기(10)의 종단 측면도를 도시한다. 또한, 도2는 청구항 2의 종단 측면도를 나타내고 있다.
도1에 있어서, 실시예의 로터리 압축기(10)는 내부 고압형의 로터리 압축 기(10)이고, 강판으로 이루어지는 종형 원통형의 밀폐 용기(12) 내에, 이 밀폐 용기(12)의 내부 공간의 상측에 배치된 구동 요소로서의 전동 요소(14)와, 이 전동 요소(14)의 하측에 배치되고 전동 요소(14)의 회전축(16)에 의해 구동되는 제1 및 제2 회전 압축 요소(32, 34)로 이루어지는 회전 압축 기구부(18)를 수납하고 있다. 또한, 실시예의 로터리 압축기(10)에는, 냉매로서 이산화탄소가 사용된다.
밀폐 용기(12)는 바닥부를 오일 저장부로 하고, 전동 요소(14)와 회전 압축 기구부를 수납하는 용기 본체(12A)와, 이 용기 본체(12A)의 상부 개구를 폐색하는 대략 주발형의 엔드 캡(덮개체)(12B)으로 구성되어 있고, 또한 이 엔드 캡(12B)의 상면에는 원형의 설치 구멍(12D)이 형성되고, 이 설치 구멍(12D)에는 전동 요소(14)에 전력을 공급하기 위한 터미널(배선을 생략)(20)이 설치되어 있다.
전동 요소(14)는 밀폐 용기(12)의 상부 공간의 내주면을 따라 환형으로 용접 고정된 고정자(22)와, 이 고정자(22)의 내측에 약간의 간격을 마련하여 삽입 설치된 회전자(24)와, 그 회전자(24)에 리벳(73)에 의해 설치된 회전 관성체(82)로 구성되어 있고, 이 회전자(24) 및 회전 관성체(82)는 중심을 통과하여 연직 방향으로 연장되는 회전축(16)에 고정된다.
여기서, 상기 회전 관성체(82)는, 고정자 코일(28)로부터 최저한 필요한 절연 거리(인가되는 전압에 의해 변화함)에 도달하기까지는, 회전자(24)와 동일한 외경, 혹은 회전자(24) 외경보다 가늘게 형성되고, 상기 절연 거리 이후에서는, 밀폐 용기(12)의 내벽측으로 고정자 코일(28)을 덮는 방향으로 외경이 확대되는 형상으로 되어 있다. 이 외경이 확대되는 형상으로 하는 것에 의해, 적은 재료로 큰 회 전 관성 모멘트를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 이 경우에 회전 관성체(82)의 재질로서는 구리 및 구리 합금을 사용하고, 주형 성형품, 단조 성형품 또는, 구리 및 구리 합금의 판을 적층한 적층체로 형성되어 있다.
상기 고정자(22)는, 도넛형의 전자기 강판을 적층한 적층체(26)와, 이 적층체(26)의 이부에 직렬 권취(집중 권취) 방식에 의해 권취 장착된 고정자 코일(28)을 갖고 있다. 또한, 회전자(24)도 고정자(22)와 마찬가지로 전자기 강판의 적층체(30)로 형성되어 있다.
상기 제1 회전 압축 요소(32)와 제2 회전 압축 요소(34)는 중간 구획 부재로서 중간 구획판(36)을 끼우고, 2단째로 되는 제2 회전 압축 요소(34)를 밀폐 용기(12) 내의 전동 요소(14)측, 1단째로 되는 제1 회전 압축 요소(32)를 전동 요소(14)와는 반대측에 배치하고 있다. 즉, 제1 회전 압축 요소(32)와 제2 회전 압축 요소(34)는, 제1 및 제2 회전 압축 요소(32, 34)를 구성하는 제1 실린더로서의 하부 실린더(40) 및 제2 실린더로서의 상부 실린더(38)와, 각 실린더(38, 40) 사이의 개설되어 하부 실린더(40)의 전동 요소(14)측(상측)의 개구부 및 상부 실린더(38)의 전동 요소(14)와는 반대측(하측)의 개구부를 폐색하는 상기 중간 구획판(36)과, 상하부 실린더(38, 40) 내를 180도의 위상차를 갖고 회전축(16)에 설치한 제1 및 제2 편심부(42, 44)에 끼워 맞추어 각 실린더(38, 40) 내에서 각각 편심 회전하는 제1 롤러(48) 및 제2 롤러(46)와, 각 롤러(46, 48)에 접촉하여 각 실린더(38, 40) 내를 저압실측과 고압실측으로 각각 구획하는 도시하지 않은 베인과, 하부 실린더(40)의 전동 요소(14)측과는 반대측(하측)의 개구부를 폐색하여 회전축(16)의 베어링(56A)을 갖는 제1 지지 부재로서의 하부 지지 부재(56)와, 상부 실린더(38)의 전동 요소(14)측(상측)의 개구부를 폐색하는 동시에, 회전축(16)의 베어링(54A)을 갖는 제2 지지 부재로서의 상부 지지 부재(54)와, 상하 지지 부재(54, 56)의 베어링(54A, 56A) 외측에 설치되고, 상부 지지 부재(54)에는 토출 소음실(62)을 구성하기 위한 커버(63)를 설치하고, 하부 지지 부재(56)에는 중간압 토출 소음실(64)을 구성하기 위한 폐색 플레이트(68)로 구성되어 있다.
상기 상부 지지 부재(54) 및 하부 지지 부재(56)에는, 흡입 포트(160, 161)에서 상하부 실린더(38, 40)의 내부와 각각 연통하는 흡입 통로(58, 60)와 토출 소음실(62) 및 중간압 토출 소음실(64)이 설치되어 있다. 토출 소음실(62)은, 상술한 바와 같이 상부 지지 부재(54)의 상부 실린더(38)와는 반대인 면을 함몰시키고, 이 오목부를 커버(63)로 폐색하는 것에 의해 형성된다. 또한, 중간압 토출 소음실(64)은, 하부 지지 부재(56)의 하부 실린더(40)와는 반대측의 면을 함몰시키고, 이 오목부를 폐색 플레이트(68)로 폐색하는 동시에, 폐색 플레이트(68)에 의해 형성된다. 즉, 토출 소음실(62)은 커버(63)로 폐색되고, 중간압 토출 소음실(64)은 폐색 플레이트(68)로 폐색된다.
이 경우, 상부 지지 부재(54)의 중앙에는 베어링(54A)이 기립 형성되어 있다. 또한 베어링(54A)의 외주에는, 커버(63)에 의해 형성되는 토출 소음실(62)이 설치되고, 도시되지 않은 토출 포트로부터 토출된 가스는 토출 소음실(62)을 통과하고, 상부 베어링(54A) 상부와 커버(63)와의 도넛형의 간극인 연통 통로(65)로부 터 밀폐 용기 내(12)에 토출된다.
또한, 하부 지지 부재(56)의 중앙에는 베어링(56A)이 관통 형성된다. 상기 베어링(56A)은 회전축(16)을 중심으로 하는 동시에, 상기 중심부에는 회전축(16)이 관통하는 구멍을 가진 대략 도넛 형상을 이루고 있다. 또한, 베어링(56A)의 외주에는 중간압 토출 소음실(64)이 설치되어 있다. 한편, 폐색 플레이트(68)는 도넛형의 원형 강판으로 형성되어 있고, 주변부의 4군데가 볼트(80)에 의해 아래로부터 하부 지지 부재(56)에 고정되고, 도시하지 않은 토출 포트에서 제1 회전 압축 요소(32)의 하부 실린더(40) 내부와 연통하는 중간압 토출 소음실(64)의 하면 개구부를 폐색한다. 이 볼트(80)는 제1 및 제2 회전 압축 요소(32, 34)를 조립하기 위한 볼트이고, 선단부는 상부 실린더(38)에 나사 결합한다. 즉, 상부 실린더에는 볼트(80)의 선단부에 형성된 나사산과 서로 나사 결합하는 나사홈이 형성되어 있다.
여기서, 제1 및 제2 회전 요소(32, 34)로 구성되는 회전 압축 기구부(18)를 조립하는 순서를 설명한다. 우선, 커버(63)와 상부 지지 부재(54)와 상부 실린더(38)를 위치 결정하고, 상부 실린더(38)에 나사 결합하는 2개의 상부 볼트(78, 78)를 커버(63)측(상측)으로부터 축심 방향(하방)으로 삽입 관통하고, 이들을 일체화한다. 이에 의해 제2 회전 압축 요소(34)가 조립된다.
다음에, 상술한 상부 볼트(78)로 일체화된 제2 회전 압축 요소(34)를 상단부측으로부터 회전축(16)에 삽입 관통한다. 다음에, 중간 구획판(36)을 하부 실린더(40)와 조립 부착하고, 이것을 하단부측으로부터 회전축(16)에 삽입 관통하고, 이미 설치된 상부 실린더(38)와 위치 결정하여, 하부 실린더(40)에 나사 결합하는 2개의 도시하지 않은 상부 볼트를 커버(63)측(상측)으로부터 축심 방향(하방)으로 삽입 관통하고, 이들을 고정한다.
그리고, 하부 지지 부재(56)를 하측으로부터 회전축(16)에 삽입 관통한 후, 폐색 플레이트(68)를 동일하게 하단부로부터 회전축(16)에 삽입 관통하여 하부 지지 부재(56)의 오목부를 폐색하고, 4개의 하부 볼트(80)를 폐색 플레이트(68)측(하측)으로부터 축심 방향(상방)으로 삽입 관통하고, 선단부를 상기 상부 실린더(38)에 형성된 나사홈에서 각각 나사 결합시킴으로써 제1 및 제2 회전축 요소(32, 34)가 조립 부착된다. 또한, 회전축(16)에는 제1 및 제2 편심부(42, 44)가 형성되어 있는 관계상, 상술하는 순서 이외의 방법으로 회전축(16)에 설치할 수는 없다. 그로 인해, 폐색 플레이트(68)가 가장 마지막으로 회전축(16)에 설치되게 된다.
이와 같이, 회전축(16)에 제2 회전 압축 요소(34), 중간 구획판(36) 및 하부 실린더(40), 하부 지지 부재(56), 폐색 플레이트(68)를 차례로 설치하고, 가장 마지막으로 설치한 폐색 플레이트(68)의 하측으로부터 4개의 볼트(80)를 삽입 관통하고, 상부 실린더(38)에 나사 결합시킴으로써 제1 및 제2 회전 압축 요소(32, 34)를 회전축(16)에 고정할 수 있다.
그리고, 이 경우 냉매로서는 지구 환경에 용이하고, 가연성 및 독성 등을 고려하여 자연 냉매인 전술한 이산화탄소(CO2)를 사용하고, 윤활유로서의 오일은, 예를 들어 광물유(미네랄 오일), 알킬벤젠유, 에테르유, 에스테르유, PAG(폴리알킬 글리콜) 등 기존의 오일이 사용된다.
그리고, 밀폐 용기(12)의 용기 본체(12A)의 측면에는, 상기 지지 부재(54)와 하부 지지 부재(56)의 흡입 통로(58, 60), 토출 소음실(64) 및 전동 요소(14)의 상측에 대응하는 위치에 슬리브(140, 141, 142) 및 냉매 토출관(96), 서비스관(97)이 각각 용접 고정되어 있다. 슬리브(140, 141)는 상하로 인접하는 동시에, 슬리브(142)는 슬리브(141)의 대략 대각선 상에 있다.
슬리브(140) 내에는, 상부 실린더(38)에 냉매 가스를 도입하기 위한 냉매 도입관(92)의 일단부가 삽입 접속되고, 이 냉매 도입관(92)의 일단부는 상부 실린더(38)의 흡입 통로(58)에 연통된다. 이 냉매 도입관(92)은 밀폐 용기(12)의 상부를 통과하여 슬리브(142)에 도달하고, 타단부는 슬리브(142) 내에 삽입 접속되어 중간압 토출 소음실(64)에 연통한다.
또한, 슬리브(141) 내에는 하부 실린더(40)에 냉매 가스를 도입하기 위한 냉매 도입관(94)의 일단부가 삽입 접속되고, 이 냉매 도입관의 일단부는 하부 실린더(40)의 흡입 통로(60)에 연통된다. 또한, 냉매 토출관(96)은 용기 본체(12A)에 용접 고정되고, 이 냉매 토출관(96)의 일단부는 밀폐 용기(12) 내에 연통된다.
이상의 구성에서, 다음에 로터리 압축기(10)의 동작을 설명한다. 터미널(20) 및 도시되지 않은 배선을 통해 전동 요소(14)의 고정자 코일(28)에 통전되면, 전동 요소(14)가 기동하여 회전자(24)가 회전한다. 이 회전에 의해, 회전축(16)과 일체로 설치한 제1 및 제2 편심부(42, 44)에 끼워 맞추어진 제1 및 제2 롤러(46, 48)가 상하부 실린더(38, 40) 내를 편심 회전한다.
이에 의해, 냉매 도입관(94) 및 하부 지지 부재(56)에 형성된 흡입 통로(60)를 경유하여 흡입 포트(161)로부터 하부 실린더(40)의 저압실측에 흡입된 저압(1단 째 흡입 압력은 4 MPaG 정도)의 냉매 가스는, 제1 롤러(48)와 도시하지 않은 베인의 동작에 의해 압축되어 중간압으로 된다. 중간압으로 된 냉매 가스는, 하부 실린더(40)의 고압실측으로부터 도시하지 않은 토출 포트를 통해 하부 지지 부재(56)에 형성된 중간압 토출 소음실(64) 내에 토출된다.
그리고, 중간압 토출 소음실(64)에 토출된 중간압의 냉매 가스는, 상기 중간압 토출 소음실(64) 내에 연통된 냉매 도입관(92)을 통과하고, 상부 지지 부재(54)에 형성된 흡입 통로(58)를 경유하여 흡입 포트(160)로부터 상부 실린더(38)의 저압실측에 흡입된다.
흡입된 중간압의 냉매 가스는, 롤러(46)와 도시하지 않은 베인의 동작에 의해 2단째의 압축이 행해져 고온 고압의 냉매 가스로 된다(12 MPaG 정도). 그리고, 상부 실린더(38)의 고압실측으로부터, 도시하지 않은 토출 포트를 통해 상부 지지 부재(54)에 형성된 토출 소음실(62)에 고온 고압의 냉매 가스가 토출된다.
그리고, 토출 소음실(62)에 토출된 냉매는, 커버(63)에 설치된 연통 통로(65)로부터 밀폐 용기(12) 내에 토출된 후, 전동 요소(14)의 간극을 통과하여 밀폐 용기(12) 내 상부로 이동하고, 상기 밀폐 용기(12) 상측에 접속된 냉매 토출 배관(96)으로부터 로터리 압축기(10)의 외부에 토출된다.
이와 같이, 회전자(24)에 회전 관성체(82)를 설치하는 것에 의해, 필요한 회전 관성 모멘트를 얻을 수 있기 때문에, 압축기의 저회전수 영역에 있어서도 회전 진동을 억제하는 것이 가능해지는 동시에 효율이 높은 압축기가 얻어진다. 또한, 상기 회전 관성체(82)를 구리 및 구리 합금 등에 의해 작성하는 것에 의해, 고가의 재료를 사용하는 회전자(24)의 형상을 크게 하지 않고, 저렴한 재료로 진동 저감에 필요한 회전 관성 모멘트가 얻어진다.
(제2 실시예)
다음에, 도3, 도4는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내고, 도3은 본 발명의 로터리 압축기의 종단 측면도를 나타내고 있다. 도4는 본 발명의 회전 관성체와, 토출 가스를 토출하는 토출구(65)의 위치 관계를 나타내는 부분의 확대도이다. 또한, 전술한 실시 형태와 동일한 부분에는 이것과 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 전술한 실시예에서 설명한 바와 같은 로터리 압축기(10)에 있어서, 회전 관성체(84)는 고정자 코일(28) 전체를 덮는 크기까지 확대되어 형성하고 있다.
또한, 압축 요소(18)로부터 밀폐 용기(12) 내로 토출 가스를 토출하는 토출구(65)는, 도4에 도시하는 바와 같이 상기 회전 관성체(84)의 최대 외경 1/2 이내의 위치에 설치된다.
그리고, 토출구(65)로부터 토출된 오일을 포함하는 냉매 가스는, 회전 관성체(84)에 있어서, 회전 관성체의 회전력에 의해 오일과 냉매로 분리되고, 분리된 오일은 압축기의 오일 저장소로 복귀하고, 분리된 가스는 전동 요소(14)의 간극을 통과하여 밀폐 용기(12) 내 상부로 이동하고, 상기 밀폐 용기(12) 상측에 접속된 냉매 토출 배관(96)으로부터 로터리 압축기(10)의 외부에 토출된다.
이와 같이, 회전 관성체(84)의 1/2 이내의 내측에 토출구(65)를 마련하는 것에 의해, 회전 관성체의 회전에 의한 오일 분리 능력을 유효하게 활용하고, 오일 토출량의 저감을 도모하는 동시에 안정된 오일 공급이 가능해진다.
또한, 본 실시예에서는 로터리 압축기로서 제1 및 제2 회전 압축 요소(32, 34)를 구비한 내부 고압형 로터리 압축기(10)를 이용하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고 단일 실린더의 로터리 압축기 및 3단 이상의 회전 요소를 구비한 로터리 압축기에 적용해도 지장 없다. 또한, 내부 고압형의 로터리 압축기(10)로 한정되지 않고, 제1 회전 압축 요소에서 압축된 냉매를 밀폐 용기 내에 토출하고, 그 후, 제2 회전 압축 요소에서 압축하는 내부 중간압형에 본 발명을 적용해도 상관없다.
또한, 실시예에서는 전동 요소(14)측에 설치된 제2 회전 압축 요소(34)를 2단째, 전동 요소(14)와는 반대측의 제1 회전 압축 요소(32)를 1단째로서, 제1 회전 압축 요소(32)에서 압축된 냉매를 제2 회전 압축 요소(34)에서 압축하는 것으로 했지만, 이것으로 한정되지 않고, 제2 회전 압축 요소에서 압축된 냉매를 제1 회전 압축 요소에서 압축하는 것으로 해도 상관없다.
또한, 다단 압축기에서 제1 압축 기구와 제2 압축 기구에서 배제 용적이 다른 경우에는, 상기 회전 관성체(84)의 중량 균형을 각 압축 기구의 배제 용적에 맞추어 변경하고, 전체의 균형을 잡는 물품이라도 좋다.
또한 본 실시예에서는, 회전축을 세로 배치형으로 하여 설명했지만, 회전축을 가로 배치형으로 한 로터리 압축기에도 적용되는 것은 물론이다. 또한, 로터리 압축기의 냉매로서 이산화탄소를 이용하는 것으로 했지만, 다른 냉매를 사용해도 좋은 것으로 한다.
이상 상세하게 서술하는 바와 같이 본 발명에 따르면, 밀폐형 용기 내에 구동 요소와, 이 구동 요소에 의해 구동되는 회전 압축 요소와, 그 회전 요소의 회전축을 회전 가능하게 외팔보 지지하는 베어링을 구비하여 이루어지는 것이며, 회전자에 회전 관성 모멘트가 얻어지는 질량체를 회전자의 상부(반압축 기구측), 또는 하부(압축 기구측)의 단부면 중 어느 한쪽에 설치하는 것에 의해, 압축기의 회전수가 낮은 운전의 경우에 있어서도, 압축기의 진동 증가를 억제하는 동시에 효율이 높은 압축기를 제공할 수 있게 된 것이다. 또한, 설치되는 질량체는 고정자측까지 연장하고 있기 때문에, 질량체의 폭방향의 치수를 확대하는 것에 의해 두께 방향의 치수의 삭감이 가능해지고, 압축기 전체의 높이 방향의 치수를 소형화할 수 있다.
또한, 청구항 3의 발명에 따르면, 상기에 부가하여, 회전자에 설치되는 질량체의 형상을 고정자 코일로부터 필요한 절연 거리에 도달하기까지는, 회전자와 동일한 외경 혹은 회전자 외경보다 가늘게 형성하고, 상기 절연 거리 이후에서는, 밀폐 용기의 내벽측으로 고정자 코일을 덮는 크기까지 외경이 확대되는 형상으로 하는 것에 의해, 필요한 회전 관성 모멘트가 얻어질 수 있게 되는 것이다.
또한, 청구항 4의 발명에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 3에 부가하여, 회전 요소로부터 밀폐 용기 내에 압축 가스를 토출하는 토출구를, 회전자에 설치하는 질량체의 최대 외경의 1/2 이내에 위치시킨 것에 의해, 질량체에 의해 토출 가스 내의 오일이 분리되고, 압축기 외부로의 오일 토출량을 저감할 수 있게 된 것이다.
Claims (4)
- 밀폐 용기 내에 설치되고 고정자와 회전자로 이루어지는 전동 요소와, 상기 전동 요소에 의해 구동되고 냉매를 압축하여 토출하는 회전 압축 요소와, 상기 회전 압축 요소와 상기 전동 요소의 회전자를 접속하고, 베어링에서 회전 가능하게 축지되는 회전축을 구비하여 이루어지는 로터리 압축기에 있어서, 상기 전동 요소의 회전자 하면에 상기 고정자의 하방까지 연장하고, 회전 관성 모멘트가 얻어지는 질량체를 설치한 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
- 밀폐 용기 내에 설치되고 고정자와 회전자로 이루어지는 전동 요소와, 상기 전동 요소에 의해 구동되고 냉매를 압축하여 토출하는 회전 압축 요소와, 상기 회전 압축 요소와 상기 전동 요소의 회전자를 접속하고, 베어링에서 회전 가능하게 축지되는 회전축을 구비하여 이루어지는 로터리 압축기에 있어서, 상기 전동 요소의 회전자 상면에 상기 고정자의 하방까지 연장하고, 회전 관성 모멘트가 얻어지는 질량체를 설치한 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 구동 요소를 형성하는 모터가 직렬 권취 방식이고, 회전자에 설치되는 질량체의 형상을, 고정자 코일로부터 필요한 절연 거리에 도달하기까지는, 회전자와 동일한 외경 혹은 회전자 외경보다 가늘게 형성하고, 상기 절연 거리 이후에서는, 밀폐 용기의 내벽측으로 고정자 코일을 덮는 크기까지 외경이 확대되는 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 요소로부터 밀폐 용기 내에 압축 가스를 토출하는 토출구를, 회전자에 설치하는 질량체의 최대 외경의 1/2 이내에 위치시킨 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
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