KR20080076114A - 회전압축기 - Google Patents

Abstract

압축실 내면과 롤러 외면 사이의 간극을 최소화 하여 압축효율을 향상시킬 수 있도록 한 회전압축기를 개시한다. 이 회전압축기는 압축실을 갖춘 하우징과, 압축실 내에서 회전하는 회전축과, 압축실 내부의 회전축에 결합된 편심부재와, 편심부재 외면에 회전 가능하게 결합된 롤러를 포함하며, 편심부재는 자체의 편심 방향과 다른 방향으로 이동할 수 있도록 회전축에 슬라이딩 가능하게 결합된 것이다.

Description

회전압축기{ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 본 발명에 따른 회전압축기의 종단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 회전압축기의 회전축과 편심부재의 결합구조를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 회전압축기 압축요소의 횡단면도로, 정지상태를 도시한 것이다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 회전압축기 압축요소의 횡단면도로, 압축동작을 위해 회전하는 상태를 각각 도시한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 밀폐용기, 20: 전동요소,

21: 회전축, 22: 고정자,

23: 회전자, 30: 압축요소,

31: 제1압축실, 32: 실린더바디,

33: 제1플랜지, 34: 제2플랜지,

38: 편심부재, 39: 롤러,

40: 베인, 41: 베인스프링,

50: 제1결합부, 51: 제1평면부,

60: 제2결합부, 61: 제2평면부.

본 발명은 회전압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축실 내면과 롤러 외면 사이 간극을 줄여 압축효율을 향상시킬 수 있도록 한 회전압축기에 관한 것이다.

일본 공개특허공보 평4-255592호에 개시된 바와 같은 회전압축기는 압축실을 한정하는 실린더바디, 실린더바디의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부 및 하부플랜지, 압축실 내에서 편심 회전하는 롤러, 롤러의 회전에 따라 반경방향으로 진퇴하면서 압축실의 내부를 흡입측 공간과 토출측 공간으로 구획하는 평판형태의 베인을 구비한다.

이러한 회전압축기는 롤러가 압축실 내면을 따라 편심 회전하면서 압축을 수행하는데, 롤러와 압축실 내면 사이의 과도한 마찰을 피하고 롤러의 원활한 회전이 이루어지도록 하기 위해 롤러의 외면과 압축실 내면 사이에 일정한 간극(Clearance)을 구비한다.

그러나 이러한 회전압축기는 압축실 내부의 고압 측 가스가 롤러와 압축실 내면 사이의 간극을 통하여 저압 측으로 누설되기 때문에 압축효율이 낮아질 수 있었다. 즉 롤러 외면과 압축실 내면 사이에 간극이 존재해야 하는 관계로 압축효율을 높이는데 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압축실 내면과 롤러 외면 사이의 간극을 최소화 하여 압축효율을 향상시킬 수 있도록 하는 회전압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전압축기는 압축실을 갖춘 하우징과, 상기 압축실 내에서 회전하는 회전축과, 상기 압축실 내부의 상기 회전축에 결합된 편심부재와, 상기 편심부재 외면에 회전 가능하게 결합된 롤러를 포함하며, 상기 편심부재는 자체의 편심 방향과 다른 방향으로 이동할 수 있도록 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 편심부재의 편심방향과 상기 편심부재의 이동방향은 수직으로 교차하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전축은 상기 편심부재의 결합을 위해 반경방향 양측에 제1평면부를 갖춘 제1결합부를 구비하고, 상기 편심부재는 상기 제1평면부에 대응하는 제2평면부를 구비하며 상기 제1결합부 외면에 결합되는 홈형 제2결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 편심부재의 제2결합부는 상기 제1결합부의 두께에 대응하는 폭을 구비하고, 상기 편심부재의 이동방향으로 길게 형성되며, 한쪽이 상기 편심부재 외면 쪽으로 개방된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1결합부는 상기 회전축의 외경보다 작은 두께를 구비하고, 상기 편심부재의 높이에 상당하는 축방향 폭을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2결합부는 'ㄷ'형 홈인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 편심부재는 상기 압축실의 고압 측 압력에 의하여 편심방향과 교차하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 회전압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 밀폐용기(10)의 내측 상부에 설치된 전동요소(20)와, 밀폐용기(10)의 내측 하부에 설치되며 전동요소(20)와 회전축(21)에 의해 연결된 압축요소(30)를 구비한다.

전동요소(20)는 밀폐용기(10)의 내면에 고정되는 원통형의 고정자(22)와, 이 고정자(22)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 그 중심부가 회전축(21)에 결합된 회전자(23)를 포함한다. 이러한 전동요소(20)는 전원이 인가될 때 회전자(23)가 회전함으로써 압축요소(30)와 연결된 회전축(21)을 회전시킨다.

압축요소(30)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 중앙에 원통형의 압축실(31)이 형성된 실린더바디(32)와, 실린더바디(32)의 상부와 하부를 덮도록 실린더바디(32)의 상면과 하면에 각각 결합되는 제1플랜지(33)와 제2플랜지(34)를 포함하는 하우징을 구비한다. 상부의 제1플랜지(33)와 하부의 제2플랜지(34)에는 회전축(21)을 지지할 수 있도록 각각 상부 축지지부(35)와 하부 축지지부(36)가 마련된다. 제1플랜지(33), 실린더바디(32), 제2플랜지(34)는 복수의 고정볼트(37)에 의해 견고히 결합된다.

또 압축요소(30)는 압축실(31) 내부의 회전축(21)에 편심되도록 장착된 편심부재(38)와, 편심부재(38)의 외면에 회전 가능하게 설치된 롤러(39)와, 롤러(39)의 회전에 따라 반경방향으로 진퇴하면서 압축실(31) 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 베인(40)과, 베인(40)을 롤러(39) 쪽으로 가압하는 베인스프링(41)을 구비한다. 이러한 베인(40)의 동작을 위해 실린더바디(32)에는 베인안내홈(42)이 형성되고, 베인스프링(41)은 베인안내홈(42) 내에 설치된다.

실린더바디(32)에는 베인(40)의 양측에 각각 흡입구(43)와 토출구(44)가 형성된다. 흡입구(43)에는 냉매흡입관(45)이 연결되고, 토출구(44)에는 토출밸브(46)가 설치된다. 도 1에서 부호 47은 냉매흡입관(45)에 설치된 어큐뮬레이터, 48은 밀폐용기(10) 내부의 압축냉매를 외부로 안내하기 위한 토출배관이다.

이러한 회전압축기는 전동요소(20)의 동작에 의해 압축실(31) 내부의 편심부재(38)가 회전하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 롤러(39)가 압축실(31) 내에서 편심 회전한다. 그리고 베인(40)은 롤러(39)의 회전에 따라 반경방향으로 진퇴하면서 압축실(31) 내부를 흡입공간(31a)과 토출공간(31b)으로 구획한다. 따라서 압축기가 동작하면, 흡입구(43) 쪽의 냉매가 압축실(31) 내부로 흡입되어 가압된 후 토출구(44) 쪽으로 토출된다.

이처럼 압축동작이 이루어질 때는 롤러(39)의 외면과 압축실(31) 내면 사이의 간극이 작을수록 압축효율이 향상된다. 이를 위해 본 발명은 압축동작이 이루어질 때 회전축(21)에 설치된 편심부재(38)가 자체의 편심방향(최대 편심방향)과 다른 방향으로 이동할 수 있도록 회전축(21)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 편심부재(38)는 편심방향과 대체로 수직으로 교차하는 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이러한 결합을 위해 회전축(21)은 반경방향 양측에 각각 제1평면부(51)를 갖춘 비원형 단면형태의 제1결합부(50)를 구비한다. 그리고 편심부재(38)는 제1평면부(51)에 대응하는 제2평면부(61)를 구비하며 제1결합부(50)의 외면에 결합되는 홈형 제2결합부(60)를 구비한다.

제2결합부(60)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1결합부(50)의 두께(t)에 대응하는 폭(w1)을 구비하고 편심부재(38)의 이동방향(편심방향과 교차하는 방향)으로 길게 형성된다. 이는 편심부재(38)가 회전축(21)에 대하여 회전이 제한된 상태에서 편심방향과 교차하는 방향으로 이동할 수 있도록 한 것이다. 또 제2결합부(60)는 제1결합부(50)에 결합될 수 있도록 한 쪽이 외면 방향으로 개방된다. 즉 'ㄷ'형 홈으로 이루어진다.

회전축(21)의 제1결합부(50)는 회전축(21)의 외경보다 작은 두께(t)를 구비하고, 편심부재(38)의 높이(h)에 상당하는 축방향 폭(w2)을 구비한다. 이는 편심부재(38)의 제2결합부(60)가 회전축(21)의 제1결합부(50)에 결합되면 편심부재(38)가 회전축(21)의 축방향으로 이동하지 않도록 한 것이다.

다음은 이러한 회전압축기의 압축동작에 이루어질 때 편심부재(38) 및 롤러(39)의 동작에 관하여 설명한다.

도 3과 같은 초기 상태를 유지하다가 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(21)의 회전이 이루어지면 편심부재(38)와 롤러(39)가 회전을 하고, 압축실(31) 내부의 흡입공간(31a)과 토출공간(31b)의 용적이 변하면서 압축동작이 이루어진다. 이때 흡입공간(31a)과 토출공간(31b)은 압력차가 생기므로 편심부재(38)에 작용하는 토출공간(31b)의 압력에 의해 편심부재(38)가 편심방향과 교차하는 화살표 A방향으로 이동한다.

이러한 동작에 의해 롤러(39)는 최초 편심된 위치로부터 회전방향에 대하여 소정각도(θ) 후방위치의 외면(B)이 최소 간극을 유지하면서 압축실(31) 내면 쪽으로 밀착되게 된다. 편심부재(38)의 이동(편심방향과 교차하는 방향으로 이동)에 의해 롤러(39)의 편심방향 및 편심정도가 변하면서 롤러(39)의 외면이 압축실(31) 내면에 근접하기 때문이다. 이처럼 본 발명은 편심부재(38)의 이동에 의해 롤러(39)의 편심방향과 편심정도가 변하기 때문에 압축동작이 이루어지는 동안 롤러(39)의 외면과 압축실(31) 내면의 간극을 최소화할 수 있다. 따라서 압축효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전압축기는 토출공간의 압력에 의해 편심부재가 편심방향과 다른 방향으로 이동하게 되면서 롤러의 외면과 압축실 내면 사이의 간극이 최소화되도록 하기 때문에 압축효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 즉 편심부재의 이동에 의해 롤러의 편심방향과 편심정도가 변하면서 롤러 외면과 압축실 내면의 간극이 최소화되기 때문에 압축효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 압축실을 갖춘 하우징과, 상기 압축실 내에서 회전하는 회전축과, 상기 압축실 내부의 상기 회전축에 결합된 편심부재와, 상기 편심부재 외면에 회전 가능하게 결합된 롤러를 포함하며,

   상기 편심부재는 자체의 편심 방향과 다른 방향으로 이동할 수 있도록 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 회전압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 편심부재의 편심방향과 상기 편심부재의 이동방향은 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 회전축은 상기 편심부재의 결합을 위해 반경방향 양측에 제1평면부를 갖춘 제1결합부를 구비하고,

   상기 편심부재는 상기 제1평면부에 대응하는 제2평면부를 구비하며 상기 제1결합부 외면에 결합되는 홈형 제2결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 편심부재의 제2결합부는 상기 제1결합부의 두께에 대응하는 폭을 구비하고, 상기 편심부재의 이동방향으로 길게 형성되며, 한쪽이 상기 편심부재 외면 쪽으로 개방된 것을 특징으로 하는 회전압축기.
5. 제3항에 있어서,

   상기 제1결합부는 상기 회전축의 외경보다 작은 두께를 구비하고, 상기 편심부재의 높이에 상당하는 축방향 폭을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
6. 제3항에 있어서,

   상기 제2결합부는 'ㄷ'형 홈인 것을 특징으로 하는 회전압축기.
7. 제2항에 있어서,

   상기 편심부재는 상기 압축실의 고압 측 압력에 의하여 편심방향과 교차하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.

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