KR20070091840A

KR20070091840A - 로터리 압축기의 마모 방지 장치

Info

Publication number: KR20070091840A
Application number: KR1020060021473A
Authority: KR
Inventors: 정홍래; 김정훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-12
Also published as: KR101216463B1

Abstract

본 발명에 의한 로터리 압축기의 마모 방지 장치는, 케이싱의 내부에 고정 설치되어 그 중앙에는 냉매가 흡입되어 압축되도록 밀폐공간이 형성되고, 상기 밀폐공간에 연통되어 냉매가 흡입되는 흡입구와 압축된 냉매가 토출되는 토출구가 형성되며, 상기 흡입구와 토출구 사이에 반경방향으로 소정의 깊이로 음형지게 베인슬롯이 형성되는 실린더; 상기 실린더의 밀폐공간에서 선회운동을 하면서 냉매를 이동시키도록 구동모터의 회전축에 편심 결합되는 롤링피스톤; 상기 롤링피스톤에 압접되어 상기 실린더의 밀폐공간을 흡입실과 압축실로 구획하도록 상기 실린더의 베인슬롯에 반경방향으로 미끄러지게 삽입되는 베인; 및 상기 베인과 미끄럼접촉을 하도록 상기 실린더의 베인슬롯에 삽입되는 내마모부재;를 포함함으로써, 상기 베인이나 베인슬롯 사이의 마모가 방지되어 압축기의 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라 상기 베인과 베인슬롯 사이의 마찰손실이 줄어 압축기의 효율이 향상될 수 있다.

Description

로터리 압축기의 마모 방지 장치{DEVICE FOR PROTECTING ABRASION OF ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 종래 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 평면도,

도 2는 종래의 베인슬롯과 베인의 마모상태를 보인 평면도,

도 3은 본 발명 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 사시도,

도 4는 본 발명의 압축과정을 보인 평면도,

도 5는 본 발명의 로터리 압축기에서 내마모부재의 변형예를 적용한 압축기구부의 횡단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 베인 10 : 실린더

11 : 베인슬롯 11a : 관통구멍

11b : 미끄럼부 11c : 고정돌기

12 : 흡입구 13 : 토출안내홈

20 : 내마모부재 21 : 곡선부

22 : 직선부 23 : 마찰저감부

24 : 고정홈

본 발명은 로터리 압축기의 마모 방지 장치에 관한 것으로, 특히 베인과 베인슬롯 사이의 마모를 방지하는 로터리 압축기의 마모 방지 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 평면도이고, 도 2는 종래의 베인슬롯과 베인의 마모상태를 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 로터리 압축기는, 케이싱(1)의 내부에 실린더(2)가 고정 설치되고, 상기 실린더(2)의 내부공간에는 구동모터의 회전축(3)에 구비된 편심부에 결합하여 선회운동을 하면서 냉매가 흡입 압축되도록 하는 롤링피스톤(4)이 설치되며, 상기 실린더(2)의 일측에는 상기 롤링피스톤(4)의 외주면에 접하여 그 롤링피스톤(4)의 선회운동을 따라 직선으로 왕복운동을 하면서 흡입실과 압축실이 구획되도록 하는 베인(5)이 설치되어 있다.

상기 실린더(2)는 환형으로 형성되어 그 일측에는 상기한 베인(5)이 반경방향으로 직선 왕복운동을 하도록 베인슬롯(2a)이 형성되고, 상기 베인슬롯(2a)의 일측에는 흡입관(미도시)과 연통되어 증발기(미도시)를 통과한 냉매가 실린더(2)의 내부공간으로 안내되도록 하는 흡입구(2b)가 형성되며, 상기 베인슬롯(2a)의 타측에는 토출밸브(미도시)를 통해 케이싱(1)의 내부공간과 연통되어 압축된 냉매를 케이싱(1)의 내부공간으로 안내되도록 하는 토출안내홈(2c)이 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 6은 베인스프링이다.

상기와 같은 종래 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 구동모터(미도시)에 전원이 인가되어 회전축(3)이 회전을 하면, 상기 롤링피스톤(4)이 실린더(2)의 내부공간에서 선회운동을 하면서 냉매가 흡입되고, 이 냉매가스는 상기 롤링피스톤(4)이 지속적으로 회전함에 따라 흡입실에서 압축실로 이동을 하면서 압축실의 체적이 좁아져 소정의 압력까지 압축되었다가 상기 케이싱(1)의 내부공간으로 토출된다.

이때, 상기 베인(5)은 그 후방측 압력과 베인스프링(6)에 밀려 롤링피스톤(4)의 외주면에 압접한 상태에서 상기 롤링피스톤(4)의 궤적을 따라 베인슬롯(2a)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 로터리 압축기에 있어서는, 도 2에서와 같이 베인(5)이 외팔보 형태로 베인슬롯(2a)에 지지됨에 따라 압축실 압력(Pd)이 높아질수록 흡입실 압력(Ps)과의 압력차가 커지면서 상기 베인(5)의 끝단이 흡입실 방향으로 기울어져 왕복운동을 하게 되어 결국 베인슬롯(2a)과의 사이에 마모가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 로터리 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 베인이 흡입실과 압축실 사이의 압력차에 의해 한쪽으로 기울어질 때 이로 인한 베인과 베인슬롯 사이의 마모가 방지될 수 있는 로터리 압축기의 마모 방지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 고정 설치되어 그 중앙 에는 냉매가 흡입되어 압축되도록 밀폐공간이 형성되고, 상기 밀폐공간에 연통되어 냉매가 흡입되는 흡입구와 압축된 냉매가 토출되는 토출구가 형성되며, 상기 흡입구와 토출구 사이에 반경방향으로 소정의 깊이로 음형지게 베인슬롯이 형성되는 실린더; 상기 실린더의 밀폐공간에서 선회운동을 하면서 냉매를 이동시키도록 구동모터의 회전축에 편심 결합되는 롤링피스톤; 상기 롤링피스톤에 압접되어 상기 실린더의 밀폐공간을 흡입실과 압축실로 구획하도록 상기 실린더의 베인슬롯에 반경방향으로 미끄러지게 삽입되는 베인; 및 상기 베인과 미끄럼접촉을 하도록 상기 실린더의 베인슬롯에 삽입되는 내마모부재;를 포함한 로터리 압축기의 마모 방지 장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 로터리 압축기의 마모 방지 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 로터리 압축기의 압축기구부를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 압축과정을 보인 평면도이며, 도 5는 본 발명의 로터리 압축기에서 내마모부재의 변형예를 적용한 압축기구부의 횡단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 로터리 압축기는, 케이싱(도 1에 도시)(1)의 내부에 고정 설치되고 그 중앙에 밀폐된 내부공간이 형성되는 실린더(10)와, 상기 케이싱(1)의 내부에 고정 설치되는 구동모터의 회전축(3)에 편심 결합되어 선회운동을 하면서 냉매가 흡입 압축되도록 상기 실린더(10)의 내부공간에서 선회운동을 하는 롤링피스톤(4)과, 상기 롤링피스톤(4)의 외주면에 접하여 그 롤링피스톤(4)의 선회운동을 따라 직선으로 왕복운동을 하면서 상기 실린더(10)의 내부공 간이 흡입실과 압축실으로 구획되도록 상기 실린더(10)의 베인슬롯(11)에 미끄러지게 결합되는 베인(5)과, 상기 실린더(10)의 베인슬롯(11)에 삽입되어 베인(5)에 미끄러지게 결합되는 내마모부재(20)가 포함된다.

상기 실린더(10)는 그 중앙이 베어링플레이트(미도시)와 함께 밀폐된 내부공간을 이루도록 환형으로 형성되고, 상기 내부공간의 일측에는 상기한 베인(5)이 반경방향으로 직선 왕복운동을 하도록 베인슬롯(11)이 형성되며, 상기 베인슬롯(11)의 일측에는 냉매흡입관(미도시)과 연통되어 증발기(미도시)를 통과한 냉매가 실린더(2)의 내부공간으로 안내되도록 하는 흡입구(12)가 형성되며, 상기 베인슬롯(11)의 타측에는 토출밸브(미도시)를 통해 케이싱(1)의 내부공간과 연통되어 압축된 냉매를 케이싱(1)의 내부공간으로 안내되도록 하는 토출안내홈(13)이 형성된다.

상기 베인슬롯(11)은 도 3에서와 같이 반경방향으로 소정의 깊이만큼 음형지도록 절개 형성되고, 상기 베인슬롯(11)의 양 측면 간격은 상기 내마모부재(20)의 삽입시 그 내마모부재(20)의 내측면이 베인(5)의 양 측면과 거의 미끄럼 접촉할 수 있는 만큼 이격되도록 형성된다. 또, 상기 베인슬롯(11)의 원주방향 양 측면은 도 4에서와 같이 평평하게 형성될 수도 있고 경우에 따라서는 도 5에서와 같이 상기 내마모부재(20)와 요철 결합되어 그 내마모부재(20)가 반경방향으로 구속되도록 할 수도 있다. 이 경우 상기 내마모부재(20)는 복수 개로 구비되어 각각 독립적으로 베인슬롯(11)의 양 측면에 접착 고정되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 베인(5)은 내마모부재(20)에 미끄러지게 접촉하도록 소정의 두께를 가지는 사각판체 모양으로 형성되고, 상기 롤링피스톤(4)과 접하는 전방측은 평면투 영시 반원형 단면 형상으로 볼록하게 형성되며, 상기 베인(5)의 후방측은 베인스프링(6)에 지지되도록 평평하게 형성된다.

상기 내마모부재(20)는 도 3 및 도 4에서와 같이 베인슬롯(11)의 내주면 전체가 수용되도록 단일 부재로 된 탄성핀 모양으로 형성되어 그 중간부위가 베인슬롯(11)의 관통구멍(11a)에서 반경방향으로 걸림 역할을 하도록 곡면부(21)가 구비되고, 상기 곡면부(21)의 양측에는 베인슬롯(11)의 미끄럼부(11b) 내측면에 삽입되어 베인(5)과 미끄럼 접촉을 할 수 있도록 직선부(22)가 각각 구비된다.

또, 상기 내마모부재(20)는 베인(5)과의 마찰면적을 줄일 수 있도록 베인(5)의 원주방향 양 측면과 대응되는 면에 마찰저감부(23)가 각각 관통 또는 음형지게 형성될 수 있다.

또, 상기 내마모부재(20)는 자체가 내마모 물질로 제작되거나, 또는 그 외표면 전체 또는 베인(5)과 접촉되는 면이 침류 질화 처리, 가스 질화 처리, 산질화 처리 등 내마모성 재질로 표면 처리되어 제작되거나, 또는 CrN 코팅, TiN 코팅, DLC 코팅 등 내마모성 재료로 표면 코팅되어 제작될 수 있다.

한편, 상기 내마모부재(20)는 도 5에서와 같이 베인(5)의 운동방향에 직교하는 베인슬롯(11)의 양 측면에 각각 독립적으로 고정 설치되도록 형성될 수도 있다. 여기서, 도 5에서와 같이 상기 내마모부재(20)가 각각 독립적으로 형성되는 경우에는 실린더(10)의 베인슬롯(11) 양 측면에는 고정돌기(11c)가 형성되고 이에 대응되는 내마모부재(20)에는 상기 고정돌기(11c)가 결속되도록 고정홈(24)이 형성되어 반경방향으로 구속하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 로터리 압축기의 마모 방지 장치는 다음과 같은 작용효과가 있다.

즉, 상기 구동모터(미도시)에 전원이 인가되어 회전축(3)이 회전하면, 상기 롤링피스톤(4)이 실린더(10)의 내부공간에서 선회운동을 하고, 상기 롤링피스톤(4)이 선회운동을 하면서 실린더(10)의 내부공간 체적이 가변되어 냉매가스가 흡입구(12)를 통해 흡입되며, 상기 실린더(10)의 내부공간으로 흡입된 냉매가스는 롤링피스톤(4)이 더 선회운동을 함에 따라 압축실로 이동하면서 압축되어 토출안내홈(13)을 통해 케이싱(1)의 내부공간으로 토출된다.

여기서, 상기 베인(5)은 베인슬롯(11)에서 직선으로 왕복운동을 할 때, 그 베인(5)을 기준으로 압축실의 압력(Pd)이 흡입실의 압력(Ps)에 비해 상대적으로 증가됨에 따라 상기 베인(5)이 베인슬롯(11)에서 일정 길이만큼 돌출되는 과정에서 상기 베인(5)은 압축실로부터 강한 압력을 받아 흡입실 방향으로 기울어지면서 베인(5)과 베인슬롯(11) 사이에 심한 마찰력이 발생될 수 있으나, 본 발명에서와 같이 상기 실린더(10)의 베인슬롯(11) 내주면에 내마모성 물질로 표면처리되거나 코팅된 내마모부재(20)가 삽입되어 상기 베인(5)과의 마찰손실을 감소됨에 따라 상기 베인(5)과 베인슬롯(11) 사이의 마모가 미연에 방지될 수 있고 이를 통해 압축기의 신뢰성이 향상될 수 있다.

이렇게 하여, 상기 베인이 롤링피스톤의 선회운동을 따라 베인슬롯의 내부에서 직선운동을 할 때 그 베인이 압축실과 흡입실 사이의 압력차에 의해 기울어지더 라도 상기 베인이나 베인슬롯(내마모부재) 사이의 마모가 방지되어 압축기의 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라 상기 베인과 베인슬롯 사이의 마찰손실이 줄어 압축기의 효율이 향상될 수 있다.

본 발명에 의한 로터리 압축기의 마모 방지 장치는, 상기 베인슬롯에 내마모부재가 설치됨으로써, 상기 베인이나 베인슬롯 사이의 마모가 방지되어 압축기의 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라 상기 베인과 베인슬롯 사이의 마찰손실이 줄어 압축기의 효율이 향상될 수 있다.

Claims

케이싱의 내부에 고정 설치되어 그 중앙에는 냉매가 흡입되어 압축되도록 밀폐공간이 형성되고, 상기 밀폐공간에 연통되어 냉매가 흡입되는 흡입구와 압축된 냉매가 토출되는 토출구가 형성되며, 상기 흡입구와 토출구 사이에 반경방향으로 소정의 깊이로 음형지게 베인슬롯이 형성되는 실린더;

상기 실린더의 밀폐공간에서 선회운동을 하면서 냉매를 이동시키도록 구동모터의 회전축에 편심 결합되는 롤링피스톤;

상기 롤링피스톤에 압접되어 상기 실린더의 밀폐공간을 흡입실과 압축실로 구획하도록 상기 실린더의 베인슬롯에 반경방향으로 미끄러지게 삽입되는 베인; 및

상기 베인과 미끄럼접촉을 하도록 상기 실린더의 베인슬롯에 삽입되는 내마모부재;를 포함한 로터리 압축기의 마모 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 내마모부재는 베인슬롯의 내주면 전체가 수용되도록 단일 부재로 형성되는 로터리 압축기의 마모 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 내마모부재는 베인의 운동방향에 직교하는 베인슬롯의 양 측면에 각각 형성되는 로터리 압축기의 마모 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 내마모부재는 베인의 원주방향 양 측면과 대응되는 면에 마찰저감부가 관통 또는 음형지게 형성되는 로터리 압축기의 마모 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 실린더의 베인슬롯과 내마모부재에는 상호 결속되도록 고정돌기와 고정홈이 각각 형성되는 로터리 압축기의 마모 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 내마모부재는 외표면 전체 또는 베인과 접촉되는 면만 내마모성 재질로 표면 처리되어 제작되는 로터리 압축기의 마모 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 내마모부재는 외표면 전체 또는 베인과 접촉되는 면만 내마모성 물질이 코팅되어 제작되는 로터리 압축기의 마모 방지 장치.