KR20080084220A

KR20080084220A - 회전압축기

Info

Publication number: KR20080084220A
Application number: KR1020070025610A
Authority: KR
Inventors: 이정배
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-09-19
Also published as: CN101265906A

Abstract

롤러 단부 쪽의 간극을 통하여 압축가스가 누설되는 현상을 최소화하여 압축효율을 향상시킬 수 있는 회전압축기를 개시한다. 이 회전압축기는 압축실이 형성된 하우징과, 압축동작을 위해 압축실 내에 회전하도록 설치된 롤러와, 롤러 양단 쪽의 하우징 양측 내면 중 적어도 하나의 내면에 설치되며 압력차에 의해 롤러 쪽으로 근접하도록 변형되어 롤러 단부와의 간극을 줄이는 탄성플레이트를 포함한다.

Description

회전압축기{ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 회전압축기를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 회전압축기 압축요소를 분해한 상태의 단면도이다.

도 4는 도 2의 Ⅳ부 상세도이다.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 회전압축기의 압축요소 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 회전압축기의 압축요소 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 밀폐용기, 20: 전동요소,

21: 회전축, 22: 고정자,

23: 회전자, 30: 압축요소,

31: 압축실, 32: 실린더바디,

33: 제1플랜지, 34: 제2플랜지,

39: 롤러, 40: 베인,

41: 베인스프링, 50,60,70,80: 탄성플레이트.

본 발명은 회전압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러 양단의 틈을 통하여 압축가스가 누설되는 현상을 최소화할 수 있는 회전압축기에 관한 것이다.

일본 공개특허공보 평4-255592호에 개시된 바와 같은 회전압축기는 압축실이 형성된 실린더바디, 실린더바디의 상부와 하부에 각각 결합된 상부 및 하부플랜지, 압축실 내에서 편심 회전하는 롤러를 구비한다.

이러한 회전압축기는 롤러의 상단 및 하단과 상부플랜지 및 하부플랜지 내면 사이에 소정의 간극을 구비한다. 압축동작을 위해 롤러가 원활히 회전할 수 있도록 하고 롤러 양단과 플랜지들의 마찰을 줄일 수 있도록 한 것이다.

그러나 이러한 회전압축기는 롤러 양단과 플랜지들 사이의 간극을 통하여 압축가스가 누설되는 문제로 인하여 압축효율이 저하될 수 있었다. 즉 롤러 내측의 고압의 가스가 롤러 양단 쪽 간극을 통하여 압축실의 흡입 측공간(저압공간)으로 유입되기 때문이다.

이러한 문제를 줄이고자 한 것으로는 대한민국 공개실용신안공보 1997-14125호에 개시된 회전압축기가 있다. 이 회전압축기는 롤러의 양단에 환형 홈을 형성하여 롤러 양단이 상부 및 하부플랜지와 접촉하는 면적을 최소화함으로써 롤러의 마찰을 줄일 수 있도록 하였다. 또 환형 홈에 오일을 채움으로써 롤러 양단의 간극을 통한 압축가스의 누설도 줄일 수 있도록 하였다.

그러나 이러한 회전압축기는 롤러 양단에 형성되는 홈이 환형이기 때문에 롤 러가 회전할 때 압축가스가 환형의 홈을 따라 유동하는 문제가 있었다. 따라서 이러한 회전압축기도 압축가스의 누설을 줄이는데 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 롤러 단부 쪽의 간극을 통하여 압축가스가 누설되는 현상을 최소화하여 압축효율을 향상시킬 수 있도록 하는 회전압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전압축기는 압축실이 형성된 하우징과, 압축동작을 위해 상기 압축실 내에 회전하도록 설치된 롤러와, 상기 롤러 양단 쪽의 상기 하우징 양측 내면 중 적어도 하나의 내면에 설치되며 압력차에 의해 상기 롤러 쪽으로 근접하도록 변형되어 상기 롤러 단부와의 간극을 줄이는 탄성플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탄성플레이트는 원판형태이고, 중심부분에 상기 롤러의 내경보다 작은 관통공을 구비하고 상기 압축실 내경보다 큰 외경을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 하우징은 상기 압축실을 한정하며 양단이 개방된 실린더바디와, 상기 압축실을 양단을 덮도록 상기 실린더바디의 양측에 각각 결합되는 제1 및 제2플랜지를 포함하며, 상기 탄성플레이트는 상기 제1 및 제2플레이트의 내면 중 적어도 하나의 내면에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탄성플레이트는 외주부가 상기 실린더바디와 상기 제1 및 제2플레 이트의 결합부분에 개재되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탄성플레이트는 금속재질인 것을 특징으로 한다.

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

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 회전압축기를 나타낸 것이다. 제1실시 예의 회전압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 밀폐용기(10)의 내측 상부에 설치되며 회전력을 발생시키는 전동요소(20)와, 밀폐용기(10)의 내측 하부에 설치되며 전동요소(20)와 회전축(21)을 통해 연결되는 압축요소(30)를 구비한다.

전동요소(20)는 회전축(21)을 회전시킴으로써 압축요소(30)를 동작시킨다.

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 결합되는 회전자(23)를 포함한다.

압축요소(30)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 중앙에 원통형 압축실(31)이 형성된 실린더바디(32), 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 이들을 상하로 관통하는 복수의 고정볼트(37)를 통해 견고히 결합된다.

또 압축요소(30)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 압축실(31) 내부의 회전축(21)에 일체로 마련된 편심부(38)와, 편심부(38)의 외면에 회전 가능하게 설치되며 그 외면이 압축실(31) 내면과 접하여 회전하는 롤러(39)와, 롤러(39)의 회전에 따라 반경방향으로 진퇴하면서 압축실(31) 내부를 흡입측 공간(31a)과 토출측 공간(31b)으로 구획하는 베인(40)을 구비한다. 베인(40)은 실린더바디(32)에 형성된 베인안내홈(41)에 진퇴 가능하게 설치되고, 베인안내홈(41)에는 베인(40)을 롤러(39) 쪽으로 가압하는 베인스프링(42)이 설치된다.

베인(40)과 인접하는 실린더바디(32)의 양측에는 압축실(31) 내부로 냉매가 유입되는 흡입구(43)와, 압축된 냉매가 토출되는 토출구(44)가 각각 형성된다. 흡입구(43)에는 흡입냉매를 안내하는 냉매흡입관(11)이 연결된다. 도 1에서 부호 12는 냉매흡입관(11)에 설치되는 어큐뮬레이터, 13은 밀폐용기(10) 내부의 압축냉매를 외부로 안내하는 토출배관, 45는 토출구(44)를 개폐하는 토출밸브이다.

이러한 회전압축기는 전동요소(20)의 동작에 의해 압축실(31) 내부의 편심부(38)가 회전하면, 롤러(39)가 압축실(31) 내에서 편심 회전한다. 그리고 베인(40)은 롤러(39)의 회전에 따라 반경방향으로 진퇴하면서 압축실(31)의 내부를 흡입측 공간(31a)과 토출측 공간(31b)으로 구획한다. 따라서 흡입구(43) 쪽 냉매는 압축실(31) 내부로 흡입되어 가압된 후 토출구(44) 쪽으로 토출된다.

롤러(39)의 하단과 제2플랜지(34) 사이에는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 원판형의 탄성플레이트(50)가 설치된다. 탄성플레이트(50)는 탄성을 가진 금속박판으로 이루어지며, 중앙에 회전축(21)이 관통하는 관통공(51)을 구비한다. 관통 공(51)은 내경이 롤러(39)의 내경보다 작게 형성된다. 또 탄성플레이트(50)는 외주부가 실린더바디(32)와 제2플랜지(34)가 결합되는 부분에 개재되어 고정될 수 있도록 외경이 압축실(31) 내경보다 크게 형성된다.

이러한 구성은 도 4에 도시한 바와 같이, 압축동작이 이루어질 때 롤러(39)의 내측공간(47)과 압축실(31)의 흡입측 공간(31a)의 압력차에 의하여 탄성플레이트(50)가 롤러(39) 단부 쪽으로 근접하도록 변형되어 롤러(39) 단부와 탄성플레이트(50) 사이의 간극(t)이 최소화될 수 있도록 한 것이다. 그리고 이를 통해 롤러(39) 단부 쪽의 간극(t)으로 압축가스가 누설되는 현상을 줄임으로써 압축효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

상세히 설명하면, 회전압축기의 운전 중에는 밀폐용기(10) 내부가 고압으로 유지되기 때문에 롤러(39) 내측공간(47,롤러 내면과 편심부 사이의 공간)도 고압으로 유지된다. 그리고 압축실(31)은 흡입측 공간(31a)이 저압으로 유지되고 토출측 공간(31b)이 고압으로 유지된다. 따라서 롤러(39) 단부 쪽의 간극(t)이 크면 롤러(39) 내측공간(47)의 압축가스가 롤러(39) 단부의 간극(t)을 통하여 흡입측 공간(31a)으로 유입되면서 압축효율저하를 초래할 수 있을 것이다. 그러나 본 발명은 도 4에 도시한 바와 같이, 롤러 내측공간(47)과 압축실(31)의 흡입측 공간(31a)의 압력차에 의해 탄성플레이트(50)가 롤러(39) 단부 쪽으로 가압되면서 롤러(39)와 탄성플레이트(50) 사이의 간극(t)을 최소화시키기 때문에 롤러(39) 내측공간(47)의 압축가스가 압축실(31)의 흡입측 공간(31a)으로 유입되는 현상을 최소화할 수 있게 된다. 따라서 압축효율을 높일 수 있게 된다.

탄성플레이트(50)가 롤러(39) 단부에 근접하도록 변형되면, 롤러(39) 단부와 탄성플레이트(50) 사이의 간극(t)이 매우 작아질 수 있다(거의 밀착되는 수준으로 작아질 수 있다). 따라서 이 경우 롤러(39) 단부 쪽 간극(t)으로 압축가스의 누설은 거의 생기지 않는다. 그러나 이처럼 탄성플레이트(50)가 롤러(39) 단부에 밀착되면 롤러(39)와 탄성플레이트(50)의 마찰이 증가하게 될 것이다. 따라서 탄성플레이트(50)의 변형에 따른 간극(t)의 변화 폭은 압축기가 동작하지 않은 상태에서 탄성플레이트(50)와 롤러(39) 단부의 최대간극(설정 간극)보다 크지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다. 이렇게 하면 탄성플레이트(50)와 롤러(39) 단부의 간극(t)을 줄이면서 마찰도 줄일 수 있을 것이다. 이를 위한 탄성플레이트(50)의 재료로는 내마모성이 크고 탄성이 우수한 스프링강이 좋을 것이고, 이에 버금가는 탄성과 내마모성을 가진 것이라면 수지 등의 소재도 가능할 것이다.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 회전압축기를 나타낸 것이다. 제2실시 예는 탄성플레이트(60)가 제1플랜지(33)와 실린더바디(32) 상단 사이에 개재되어 고정되도록 한 것이다. 이는 탄성플레이트(60)가 롤러(39) 상단 쪽의 간극을 줄일 수 있도록 한 것이다. 그 밖의 구성은 제1실시 예와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 회전압축기를 나타낸 것이다. 제3실시 예는 제1 및 제2플랜지(33,34) 내면 쪽에 각각 탄성플레이트(70,80)가 설치된 것이다. 이는 두 탄성플레이트(70,80)가 롤러(39) 양단 쪽의 간극을 줄일 수 있으므로 압축효율을 더욱 높일 수 있게 된다. 그 밖의 구성은 제1실시 예와 동일하므로 설 명은 생략하기로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전압축기는 롤러 내측공간과 압축실 흡입측 공간의 압력차에 의해 탄성플레이트가 롤러 단부 쪽으로 근접하도록 변형되면서 롤러와 탄성플레이트의 간극을 최소화할 수 있기 때문에 롤러 단부 쪽의 간극을 통하여 압축가스가 누설되는 현상을 최소화할 수 있다. 따라서 압축효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

압축실이 형성된 하우징과, 압축동작을 위해 상기 압축실 내에 회전하도록 설치된 롤러를 포함하는 회전압축기에 있어서,

상기 롤러 양단 쪽의 상기 하우징 양측 내면 중 적어도 하나의 내면에 설치되며 압력차에 의해 상기 롤러 쪽으로 근접하도록 변형되어 상기 롤러 단부와의 간극을 줄이는 탄성플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
제1항에 있어서,

상기 탄성플레이트는 원판형태이고, 중심부분에 상기 롤러의 내경보다 작은 관통공을 구비하고 상기 압축실 내경보다 큰 외경을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 하우징은 상기 압축실을 한정하며 양단이 개방된 실린더바디와, 상기 압축실을 양단을 덮도록 상기 실린더바디의 양측에 각각 결합되는 제1 및 제2플랜지를 포함하며,

상기 탄성플레이트는 상기 제1 및 제2플레이트의 내면 중 적어도 하나의 내면 쪽에 설치된 것을 특징으로 하는 회전압축기.
제3항에 있어서,

상기 탄성플레이트는 외주부가 상기 실린더바디와 상기 제1 및 제2플레이트의 결합부분에 개재되어 고정되는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
제1항에 있어서,

상기 탄성플레이트는 금속재질인 것을 특징으로 하는 회전압축기.