KR20090132947A - 로터리 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 흡입 행정 및 압축 행정을 위한 압축실이 형성되도록 배치되며, 회전축을 중심으로 상대 회전하는 압축기 본체 및 피스톤과; 상기 압축기 본체에 형성되어 유체가 각각 유입 및 배출되기 위한 흡입 통로 및 배출 통로와; 상기 압축실이 흡입 공간과 압축 공간으로 분리되도록 상기 압축실을 분리하는 압축실 분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 회전체의 생산 단가가 비싸고(회전체 내의 암/수 베인(vain)의 형상이 복잡하여 제작 단가가 높음), 로터리 간의 마찰로 인하여 마모가 심하며, 고압의 압축 유체를 생산하기 위해서는 다단으로 설치해야 하므로 크기 및 부피가 커져야만 했던 종래의 로터리 압축기와는 달리, 회전체(피스톤)의 형상이 단순하여 생산 단가가 저렴하며, 피스톤과 압축기 본체와의 마찰이 거의 없어 내마모성이 향상될 수 있고 다단으로 설치하지 않더라도 고압의 압축 유체를 생산할 수 있으므로 컴팩트한 구조를 구현할 수 있다.

한편, 종래의 로터리 압축기에서는 회전체 내에 암/수 베인(vain)이 차지하는 공간이 커서 압축실의 단위 체적이 적어지는 한계가 있었으나, 본 발명의 로터리 압축기에서는 이러한 암/수 베인(vain)이 없으므로 압축실의 단위 체적을 크게 구현할 수 있다.

Description

로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 압축기 본체와 피스톤이 상대 회전하는 로터리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 압축기는 전기 모터 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 가스에 압축일을 가함으로써 작동 유체를 압축시켜 압력을 높여주는 장치로서 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.

이러한 압축기는 크게 피스톤 왕복형 압축기, 스크롤 압축기, 터보 압축기, 로터리 압축기로 구분되며, 이에 대해 간략히 설명하자면 아래와 같다.

피스톤 왕복형 압축기는 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤에 의해 압축 행정이 행해지는 것으로서, 밸브의 개폐에 따라 유체를 흡입하여 압축 후 배출하는 사이클로 이루어진다. 이러한 피스톤 왕복형 압축기는 구조가 단순하여 가격이 저렴할 뿐만 아니라 쉽게 고압을 형성할 수 있다.

그러나, 실린더와 피스톤 간의 마모가 심하고, 대용량의 압축 유체를 생산하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 생산된 압축 유체의 맥동이 크고, 작동 소음이 심한 문제점이 있었다.

한편, 스크롤 압축기는 선회 스크롤의 랩(wrap)과 고정 스크롤의 랩(wrap)으로 형성된 초승달 형상의 압축실의 용적을 연속적으로 변화시켜 압축을 행한다. 이러한 스크롤 압축기는 통상 대용량/고압의 압축 유체를 생성하기에는 한계가 있어 소형/저압 압축용으로 사용되고 있다.

그리고, 터보 압축기는 통상 원심 압축기로 일컫는데, 유체를 고속으로 회전하는 바퀴 속으로 통과하게 하여 그 원심력을 이용하여 기체에 압력을 가함으로써 압축 행정을 하는 것으로서, 이러한 터보 압축기는 고압을 형성하기에는 한계가 있으나 피스톤 왕복형 압축기 및 스트롤 압축기와는 달리 대용량의 압축 유체를 생산할 수 있어 큰 유량의 압축 유체가 필요한 경우 사용되곤 한다.

한편, 종래의 로터리 압축기는 회전체에 의해 압축 행정이 이루어지도록 구성되는데, 이러한 로터리 압축기는 대/저용량의 압축 유체를 생산할 수 있으며 피스톤 왕복형 압축기와는 달리 작동 소음 및 압축 유체의 맥동이 거의 없는 이점이 있다.

그러나, 회전체의 생산 단가가 비싸고(회전체 내의 암/수 베인(vain)의 형상이 복잡하여 제작 단가가 높음), 로터리 간의 마찰로 인하여 마모가 심하며, 고압의 압축 유체를 생산하기 위해서는 다단으로 설치해야 하므로 크기 및 부피가 커져야만 했다.

또한, 회전체 내에 암/수 베인(vain)이 차지하는 공간이 커서 압축실의 단위 체적이 적어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 로터리 압축기의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 다단으로 설치하지 않더라도 고압의 압축 유체를 쉽게 생산할 수 있고, 구조가 단순하여 압축기의 생산단가 저렴할 뿐만 아니라, 종래 로터리 압축기에 비해 압축실의 단위 체적을 크게 할 수 있으며, 압축기 본체와 피스톤 간의 마찰을 최소화할 수 있는 로터리 압축기를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 로터리 압축기에 있어서, 흡입 행정 및 압축 행정을 위한 압축실이 형성되도록 배치되며, 회전축을 중심으로 상대 회전하는 압축기 본체 및 피스톤과; 상기 압축기 본체에 형성되어 유체가 각각 유입 및 배출되기 위한 흡입 통로 및 배출 통로와; 상기 압축실이 흡입 공간과 압축 공간으로 분리되도록 상기 압축실을 분리하는 압축실 분리부에 의해 달성된다.

여기서, 상기 압축실 분리부는 상기 피스톤의 외주면에 상기 압축실을 향해 돌출 형성되어 상기 흡입 공간과 상기 압축 공간을 형성하기 위한 적어도 하나의 피스톤 격벽과; 상기 피스톤 격벽이 삽입되는 격벽홈이 형성되고, 상기 피스톤과 외접하면서 회전격벽 축을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 회전격벽으로 구성된 것이 바람직하다. 여기서, 상기 회전축과 상기 회전격벽 축의 각 단부에는 서로 맞물려 회전하는 기어가 설치되는 것이 좋다.

상기 압축기 본체는 상기 피스톤이 설치되는 피스톤 설치부와, 상기 피스톤 설치부와 연통되게 마련되어 상기 회전격벽이 설치되는 회전격벽 설치부와, 상기 회전격벽을 사이에 두고 양측에 상기 흡입 통로 및 상기 배출 통로가 형성된 블록과; 상기 블록의 전방 및 후방에 각각 마련되며, 상기 회전축 및 상기 회전격벽 축이 각각 삽입 지지되는 축 지지부가 관통 형성된 전방 커버 및 후방 커버로 구성된다.

이 때, 상기 회전격벽은 팽창 공간이 형성되도록 서로 인접한 위치에 두 개가 설치되고, 그 직경은 상기 피스톤의 직경 대비 1/3이며, 상기 피스톤 격벽은 상기 회전축을 중심으로 120도 간격에 하나씩 형성된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 블록에는 상기 팽창 공간으로부터 빠져나오는 유체가 토출되는 토출부와, 상기 토출부로부터 토출된 유체가 상기 피스톤 격벽에 의해 상기 흡입 통로 및 상기 배출 통로와 차단된 차단 공간으로 유입되기 위한 유입부가 형성된 것이 바람직하다.

상기 회전격벽은 단일개로 구성되고, 그 직경은 상기 피스톤의 직경 대비 1/2로서, 상기 피스톤 격벽은 상기 회전축을 중심으로 180도 위치에 각각 형성될 수도 있다.

또는, 상기 회전격벽은 상기 회전축을 중심으로 180도 위치에 하나씩 설치되고, 그 직경은 상기 피스톤의 직경 대비 1/4이며, 상기 피스톤 격벽은 상기 회전축을 중심으로 90도 마다 하나씩 형성될 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 피스톤의 형상이 단순하여 생산 단가가 저렴하며, 피스톤과 압축기 본체와의 마찰이 거의 없어 내마모성이 향상될 수 있고, 다단으로 설치하지 않더라도 고압의 압축 유체를 생산할 수 있으므로 컴팩트한 구조를 구현할 수 있는 로터리 압축기가 제공된다.

또한, 종래의 로터리 압축기에서는 회전체 내에 암/수 베인(vain)이 차지하는 공간이 커서 압축실의 단위 체적이 적어지는 한계가 있었으나, 본 발명의 로터리 압축기에서는 이러한 암/수 베인(vain)이 없으므로 압축실의 단위 체적을 크게 구현할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

한편, 이하 여러 실시예의 로터리 압축기는 공기 조화기나 냉장고 등에 적용될 수 있으나, 본 출원인이 출원한 특허 2008-0053116의 회전식 엔진에 탑재하는데 매우 적합할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 압축기를 도시한 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 피스톤과 회전격벽이 블록에 결합된 상태를 도시한 단면도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 압축기는 크게 압축실(25)이 형성되도록 배치되어 회전축(30a)을 중심으로 상대 회전하는 압축기 본체(20) 및 피스톤(30)과; 압축기 본체(20)에 형성되어 유체가 각각 유입 및 배출되기 위한 흡입 통로(26) 및 배출 통로(27)와; 압축실(25)이 흡입 공간(25a), 차단 공간(25b), 압축 공간(25c)으로 분리되도록 압축실(25)을 분리하는 압축실 분리부를 포함하여 이루어진다.

피스톤(30)은 직경이 동일한 원통 모양으로 이루어져 있으며, 중앙에 설치된 회전축(30a)을 중심으로 압축기 본체(20)에 대해 회전됨으로써 동력을 발생시키는 기능을 한다.

압축기 본체(20)는 크게 내부가 빈 형상의 블록(21)과; 블록(21)의 전방 및 후방에 각각 마련되어 회전축(30a) 및 후술할 회전격벽 축(42a)(142a)이 각각 삽입 지지되는 축 지지부(22a, 22b, 122b)(23a, 23b, 123b)가 관통 형성된 전방 커버(22) 및 후방 커버(23)로 구성된다. 여기서, 블록(21)과 전방 커버(22) 및 후방 커버(23)의 상호 결합관계는 자세히 도시하지 않았으나, 볼트 등의 체결 수단을 이용하여 상호 결합되거나 공지된 다른 결합 방법으로 결합될 수도 있음은 물론이다.

블록(21)은 중앙에 회전축(30a)이 결합된 피스톤(30)이 설치되는 피스톤 설치부(21a)와, 피스톤 설치부(21a)와 연통되도록 피스톤 설치부(21a)의 일측에 형성되어 후술할 회전격벽(42)(142)이 설치되는 회전격벽 설치부(21b)로 구성된다. 이 때, 블록(21)과 피스톤(30) 사이의 공간이 압축실(25)이 되는데, 이 압축실(25)은 피스톤(30)이 1회전 할 때 흡입 행정 및 압축 행정이 각각 3회씩 행해지도록 압축실 분리부에 의해 분리된다.

한편, 블록(21)에는 회전격벽(42)을 사이에 두고 좌측에 흡입 통로(26)가 형성되어 있고 우측에 배출 통로(27)가 형성되어 있어, 유체가 흡입 통로(26)를 통해 흡입 공간(25a)으로 유입된 후 피스톤(30)의 회전에 의해 압축 공간(25c)에서 압축 된 후 배출 통로(27)를 통해 배출된다.

흡입 통로(26)는 블록(21)에 관통 형성되어 흡입 공간(25a)으로 유체를 안내하기 위한 통로이다.

배출 통로(27)는 블록(21)에 관통 형성되어 피스톤(30)의 회전에 따라 압축 유체가 외부로 배출되기 위한 통로이다. 이 때, 배출 통로(27)의 입구 부분은 피스톤 격벽(41)의 상부면과 거의 크기가 동일하게 이루어지는 것이 좋은데, 그 이유는 피스톤 격벽(41)의 상부면보다 배출 통로(27)의 입구 부분이 크면 압축 유체가 배출되는 과정에서 피스톤 격벽(41)과 배출 통로(27)가 만나는 지점에서 압축된 유체가 배출되지 않고 차단 공간(25b)으로 유출되는 현상을 방지할 수 있기 때문이다.

이 때, 배기 통로(27)는 블록(21)에 형성되어 있으나, 배기 통로가 블록에 형성되지 않고, 압축 공간쪽 회전 격벽과 피스톤이 맞닿는 최대한 가까운 곳의 커버(22, 23)(대표적으로 도 2의 27')에 설치되는 것이 적합하며, 이 때 후술할 피스톤 격벽(41, 51, 61)과 격벽홈(42b, 142b)의 형태가 최대한 꼭 맞아 밀착할 수 있는 형태로 이루어져 동력의 소모를 최소화하는 것이 좋다. 여기서, 27'은 커버(22, 23)에 형성된 배기 통로의 위치만을 나타낸 것이지, 블록(21)에 형성된 것이 아님을 참고하기 바란다.

여기서, 배출 통로(27)에는 압축되어 배출된 고압의 유체가 압축 공간(25c)으로 역류하지 않도록 역류 방지 밸브(미도시)가 설치되는 것이 좋다. 이 때, 역류 방지 밸브는 압축 유체가 배출된 후 압축 공간(25c)에 일부 남아 있는 유체를 최소화하기 위해 회전격벽(42)과 최대한 근접하게 설치하는 것이 바람직하다.

압축실 분리부는 피스톤(30)의 외주면에 압축실(25)을 향해 일정 간격으로 돌출 형성된 피스톤 격벽(41, 51, 61)과, 피스톤 격벽(41, 51, 61)이 삽입되는 격벽홈(42b, 142b)이 각각 형성되고 피스톤(30)과 외접하면서 각 회전격벽 축(42a, 142a)을 중심으로 회전하는 회전격벽(42, 142)을 포함하여 이루어진다.

피스톤 격벽(41, 51, 61)은 압축실(25)을 각 행정별로 분리하기 위해 피스톤(30)의 외주면에 형성되어 있으며, 피스톤(30)이 회전할 때 피스톤 설치부(21a)의 내측면과 기밀이 유지될 수 있는 형상으로 제작되는 것이 바람직하며, 또한 격벽홈(42b)과도 맞물릴 수 있는 형상으로 제작되는 것이 좋다. 이 때, 피스톤 격벽(41, 51, 61)은 회전축(30a)을 중심으로 120도 간격에 하나씩 형성되어 총 3개로 이루어지며, 이에 의해 압축실(25)이 흡입 공간(25a), 차단 공간(25b), 압축 공간(25c)으로 분리된다.

이 때, 하나의 피스톤 격벽(41 또는 51 또는 61)을 제외한 나머지 두개의 피스톤 격벽((51, 61) 또는 (41, 61) 또는 (41, 51))은 피스톤(30)과 회전격벽(42, 142)의 회전량 차이에 의해 설치된다. 예를 들면, 피스톤(30)의 직경이 60cm이고 회전격벽(42, 142)의 직경이 20cm일 때 피스톤(30)과 회전격벽(42, 142)이 미끄러지는 현상 없이 회전하기 위해서는 피스톤(30) 1회전시 회전격벽(42, 142)은 3회전을 해야 하는데, 격벽홈(42b, 142b)과 피스톤(30)이 마주보는 지점에서 압축 유체가 빠져나갈 수가 있다. 이 때, 피스톤 격벽(41 또는 51 또는 61)이 격벽홈(42b 또는 142b)과 맞물려 회전함으로써 압축 유체가 빠져나가는 것을 방지할 수 있는 것이다.

여기서, 흡입 공간(25a)은 흡입 통로(26)와 연통되며 회전격벽(42)과 피스톤 격벽(41)에 의해 형성된 공간이고, 차단 공간(25b)은 두 개의 피스톤 격벽(41, 61)에 의해 흡입 통로(26)와 배출 통로(27)로부터 차단된 공간을 의미하고, 이 차단 공간(25b)으로 후술할 팽창 공간(25d)의 저압의 유체(흡입 통로(26)로 유입되는 유체에 비해서는 고압이고 압축 공간(25c)의 압축 유체에 비해 저압임)가 유입되며, 압축 공간(25c)은 배출 통로(27)와 연통되며 회전격벽(142)과 피스톤 격벽(61)에 의해 형성된 공간으로서 피스톤(30)이 회전하면서 유체가 압축되기 위한 공간이다.

여기서, 차단 공간(25b)은 1개와 2개가 순환되며 발생하는데, 도 3의 (a)와 같이 피스톤 격벽(41)이 격벽홈(42b)에 삽입된 상태이거나 팽창 공간(25d)에 위치해 있으면 차단 공간(25b)은 1개가 발생하고 그 후 피스톤(30)이 회전하여 도 3의 (b)와 같은 상태가 되면 차단 공간(25b)은 2개가 발생한다.

흡입 공간(25a)과 압축 공간(25c)을 분리하는 역할을 회전격벽(42, 142)과 피스톤 격벽(41, 61)이 하는데, 각 회전격벽(42, 142)은 피스톤(30)의 외측에 마련되어 피스톤(30)과 외접하면서 각 회전격벽 축(42a, 142a)을 중심으로 회전한다.

회전격벽(42, 142)은 원통 모양이며, 그 직경은 피스톤(30) 직경 대비 1/3로 구성된다. 이 때, 회전격벽(42, 142)에는 피스톤 격벽(41, 51, 61)이 피스톤(30)과 함께 회전할 때 피스톤 격벽(41, 51, 61)이 회전격벽(42, 142)과 간섭되지 않도록 피스톤 격벽(41)이 삽입되는 격벽홈(42b, 142b)이 각각 함몰 형성되어 있다.

이 때, 본 실시예에서는 두 개의 회전격벽(42, 142)이 팽창 공간(25d)이 형성되도록 서로 인접한 위치에 설치되는데, 이에 의해 압축 행정시 형성된 고압의 압축 유체의 일부가 팽창 공간(25d)으로 유출되어 압축 공간(25c)의 압축 유체보다는 낮은 압력이 팽창 공간(25d)에 형성된다. 즉, 회전격벽(42)과 피스톤(30)은 면 접촉이 아닌 점 접촉하면서 서로 회전하게 되는데, 이와 같이 점 접촉하는 경우 고압축시에 압력이 유출되는 현상이 발생할 수 있는데, 이 때 두 개의 회전격벽(42, 142)에 의해 형성된 팽창 공간(25d)으로 유출된 고압의 유체가 팽창함으로써 저압의 유체(흡입 통로(26)로 들어오는 유체보다는 고압의 유체이고 압축 공간(25c)에서 압축된 유체보다는 저압임)가 형성되는 것이다.

여기서, 블록(21)에는 팽창 공간(25d)에 있는 저압의 유체(압축 공간(25c)에 있는 유체에 비해 저압임)가 토출되는 토출부(21c)와, 토출부(21c)로부터의 유체가 차단 공간(25b)으로 유입되기 위한 유입부(21d)가 형성되어 있다. 따라서, 압축 공간(25c)에서 유출된 1차 압축된 압축 유체가 팽창 공간(25d)을 거쳐 차단 공간(25b)으로 재 유입된 후 다시 압축 행정을 거치기 때문에 고압의 압축이 용이하여 압축 효율이 향상되는 효과가 있다.

이 때, 회전축(30a)과 회전격벽 축(42a, 142a)의 회전은 각 축(30a, 42a, 142a)의 단부에 결합되어 있는 기어(43, 44, 144)에 의해 이루어지는데, 이와 같이 각 기어(43, 44, 144)가 맞물려 회전함으로써 피스톤(30)과 회전격벽(42, 142)이 서로 맞닿아 미끄러지는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 회전축(30a) 및 회전격벽 축(42a, 142a)은 전방 커버(22) 및 후방 커버(23)에 의해 지지되는데, 전방 커버(22) 및 후방 커버(23)에는 회전축(30a)과 회전격벽 축(42a, 142a)을 각각 지지하는 축 지지부(22a, 22b, 122b)(23a, 23b, 123b)가 관통 형성되어 있다.

여기서, 회전하는 피스톤(30)과 회전격벽(42, 142)을 냉각하기 위한 장치가 필요한데, 수냉식 또는 공랭식으로 압축기를 냉각시킬 수 있다. 수냉식의 경우에는 커버에 냉매 통로(미도시)를 형성하여 피스톤(30)과 회전격벽(42, 142)에 냉매가 공급되도록 할 수 있으며, 공랭식의 경우에는 회전축(30a)을 중심으로 피스톤(30)의 길이 방향으로 방사 방향을 따라 복수의 냉각 공간(미도시)이 관통 형성되도록 피스톤(30)의 형상을 변경하거나 압축기 외부에 설치되는 냉각팬을 이용하여 압축기 내부로 유체를 유도시켜 냉각할 수도 있을 것이다. 냉각방법은 이에 한정되지 않고 다양한 방법으로 구현할 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 로터리 압축기는 회전체의 생산 단가가 비싸고(회전체 내의 암/수 베인(vain)의 형상이 복잡하여 제작 단가가 높음), 로터리 간의 마찰로 인하여 마모가 심하며, 고압의 압축 유체를 생산하기 위해서는 다단으로 설치해야 하므로 크기 및 부피가 커져야만 했던 종래의 로터리 압축기와는 달리 회전체(피스톤(30))의 형상이 단순하여 생산 단가가 저렴하며, 피스톤(30)과 압축기 본체(20)와의 마찰이 거의 없어 내마모성이 향상될 수 있고 다단으로 설치하지 않더라도 고압의 압축 유체를 생산할 수 있으므로 컴팩트한 구조를 구현할 수 있는 이점이 있다.

한편, 종래의 로터리 압축기에서는 회전체 내에 암/수 베인(vain)이 차지하는 공간이 커서 압축실의 단위 체적이 적어지는 한계가 있었으나, 본 발명의 로터리 압축기에서는 이러한 암/수 베인(vain)이 없으므로 압축실(25)의 단위 체적을 크게 구현할 수 있는 이점이 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 압축기의 작동 과정을 도 3을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 3의 (a)는 압축기가 정지된 상태로서, 피스톤 격벽(41)은 회전격벽(42)의 격벽홈(42b)에 끼워져 있는 상태가 된다.

그 후, 압축기의 운전이 시작되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 피스톤(30)은 회전축(30a)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하면서 도 3의 (a)의 흡입 공간(25a)은 차단 공간(25b)으로 전환되고, 회전격벽(142)과 피스톤 격벽(61) 사이의 압축 공간(25c)의 유체는 압축되어 배출 통로(27)로 배출된다.

이 때, 압축 공간(25c)의 일부 고압의 압축 유체는 회전격벽(42, 142) 사이의 팽창 공간(25d)으로 유출되면서 팽창되어 저압의 유체(흡입 통로(26)로 들어오는 유체보다는 고압의 유체이고 압축 공간(25c)에서 압축된 유체보다는 저압임)가 형성되는데, 1차 압축된 이 저압 유체는 토출부(21c)로 토출된 후 유입부(21d)로 재 흡입되어 흡입 통로(26)로 유입된 흡입 유체와 혼합된 후 피스톤(30)의 회전에 따라 재 압축될 수 있다.

다시 말해, 흡입 통로(26)를 통해 흡입 공간(25a)으로 공기의 흡입이 끝나면 피스톤 격벽(41)과 피스톤 격벽(51) 사이의 공간은 차단 공간(25b)으로 전환되면서 압축 공간(25c)의 공기가 압축되어 배기 통로(27)로 배출되는데, 이 때 압축 행정시 생성된 고압의 압축 유체가 팽창 공간(25d)으로 유출되는 경우에는 팽창 공간(25d)에 저압 압축공기가 형성된다(압축기가 시동되기 시작하여 처음에 팽창 공간(25d)에 압력이 발생하지 않으면 차단 공간(25b)으로 흡입되는 팽창 유체는 존재 하지 않는다). 이에 의해, 차단 공간(25b)의 압력이 흡입 공간(25a) 보다 상승하여 피스톤(30)이 회전하며, 차단 공간(25b)은 압축 공간(25c)으로 전환되어 압축된 유체는 배기 통로(27)로 배출된다. 이 과정에서 팽창 공간(25d)으로 유출된 유체는 차단 공간(25b)으로 재 흡입된다.

한편, 로터리 압축기는 도 4에 도시된 바와 같이 제작될 수도 있는데, 제2 실시예에 따른 로터리 압축기는 회전격벽(242)이 단일개로 이루어져 제1 실시예에서와 같은 팽창 공간(25d)이 존재하지 않는 점에서 제1 실시예와 다르다. 제2 실시예의 로터리 압축기에서는 회전격벽(242)이 피스톤(30)의 일측에 하나로 구성되고, 이 때 회전격벽(242)의 직경은 피스톤(30) 직경의 1/2로서, 이에 의해 피스톤 격벽(241, 261)은 회전축(30a)을 중심으로 180도 방향에 하나씩 형성되어 총 두 개로 구성됨으로써 회전격벽(242)과 피스톤(30)의 회전량 차이에 의해 격벽홈(242b)으로 압축 공간(25c)의 압축 유체가 빠지지 않도록 하였다(즉, 피스톤(30)이 1회전할 때 회전격벽(242)이 2회전하는데, 이 때 격벽홈(242b)과 피스톤(30)이 마주보는 지점에서 압축 유체가 빠져나갈 수가 있는데, 별도의 피스톤 격벽(261)이 이러한 현상을 방지하는 역할을 하는 것임). 한편, 피스톤과 회전격벽의 각 직경이 동일한 경우에는 피스톤과 회전격벽의 회전양이 동일하기 때문에 피스톤 격벽은 하나만 형성하면 될 것이다.

또는, 로터리 압축기는 도 5에 도시된 바와 같이 제작될 수도 있는데, 제 3실시예에 따른 로터리 압축기에서는 회전격벽(342)이 회전축(30a)을 중심으로 180도 위치에 하나씩 설치되며, 그 직경은 피스톤(30)의 직경에 비해 1/4로 이루어져 피스톤(30)이 1회전 할 때 회전격벽(342)은 4회전하게 된다. 이와 같이 피스톤(30)과 회전격벽(342)의 회전량 차이를 극복하기 위해 피스톤 격벽(341, 361, 441, 461)이 회전축(30a)을 중심으로 90도 마다 하나씩 형성됨으로써 격벽홈(342b)과 피스톤(30)이 마주보는 지점에서 압축 유체가 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 이러한 구성의 제3 실시예에 따른 로터리 압축기에 의하면, 흡입 공간(325a)(425a)과 차단 공간(325b)(425b)과 압축 공간(325c)(425c)으로 구성된 압축실(325)(425)이 두 개로 이루어져 있기 때문에, 피스톤(30)이 1회전할 때 흡입 행정 및 압축 행정이 8회씩 이루어지므로 압축 균형이 다른 실시예에 비해 좋은 이점이 있다.

상기 제2 실시예 및 제3 실시예에서 회전격벽의 크기 및 개수나 설치 위치 등에 따라 블록, 전방 커버, 후방 커버의 형상은 이에 맞게 변경되어야 함은 물론이다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 변형될 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예는 본 발명의 청구범위에 속한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 압축기를 도시한 분리 사시도.

도 2는 도 1의 피스톤과 회전격벽이 블록에 결합된 상태를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 압축기의 작동 과정을 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 압축기의 일부를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 로터리 압축기의 일부를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 압축기 본체 21 : 블록

22 : 전방 커버 23 : 후방 커버

25 : 압축실 25a : 흡입 공간

25b : 차단 공간 25c : 압축 공간

25d : 팽창 공간 26: 흡입 통로

27 : 배출 통로 30 : 피스톤

41, 51, 61 : 피스톤 격벽 42, 142 : 회전 격벽

43, 44, 143 : 기어

Claims (9)

1. 흡입 행정 및 압축 행정을 위한 압축실이 형성되도록 배치되며, 회전축을 중심으로 상대 회전하는 압축기 본체 및 피스톤과;

   상기 압축기 본체에 형성되어 유체가 각각 유입 및 배출되기 위한 흡입 통로 및 배출 통로와;

   상기 압축실이 흡입 공간과 압축 공간으로 분리되도록 상기 압축실을 분리하는 압축실 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 압축실 분리부는

   상기 피스톤의 외주면에 상기 압축실을 향해 돌출 형성되어 상기 흡입 공간과 상기 압축 공간을 형성하기 위한 적어도 하나의 피스톤 격벽과;

   상기 피스톤 격벽이 삽입되는 격벽홈이 형성되고, 상기 피스톤과 외접하면서 회전격벽 축을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 회전격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 압축기 본체는

   상기 피스톤이 설치되는 피스톤 설치부와, 상기 피스톤 설치부와 연통되게 마련되어 상기 회전격벽이 설치되는 회전격벽 설치부와, 상기 회전격벽을 사이에 두고 양측에 상기 흡입 통로 및 상기 배출 통로가 형성된 블록과;

   상기 블록의 전방 및 후방에 각각 마련되며, 상기 회전축 및 상기 회전격벽 축이 각각 삽입 지지되는 축 지지부가 관통 형성된 전방 커버 및 후방 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 압축기 본체는

   상기 피스톤이 설치되는 피스톤 설치부와, 상기 피스톤 설치부와 연통되게 마련되어 상기 회전격벽이 설치되는 회전격벽 설치부와, 일측에 상기 흡입 통로가 형성된 블록과;

   상기 블록의 전방 및 후방에 각각 마련되며, 상기 회전축 및 상기 회전격벽 축이 각각 삽입 지지되는 축 지지부가 관통 형성되고, 압축 공간쪽 상기 회전 격벽과 상기 피스톤이 맞닿는 최대한 가까운 곳에 배기 통로가 형성된 전방 커버 및 후방 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 회전격벽은 팽창 공간이 형성되도록 서로 인접한 위치에 두 개가 설치되고, 그 직경은 상기 피스톤의 직경 대비 1/3이며,

   상기 피스톤 격벽은 상기 회전축을 중심으로 120도 간격에 하나씩 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 블록에는 상기 팽창 공간으로부터 빠져나오는 유체가 토출되는 토출부와, 상기 토출부로부터 토출된 유체가 상기 피스톤 격벽에 의해 상기 흡입 통로 및 상기 배출 통로와 차단된 차단 공간으로 유입되기 위한 유입부가 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
7. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 회전격벽은 단일개로 구성되고, 그 직경은 상기 피스톤의 직경 대비 1/2로서, 상기 피스톤 격벽은 상기 회전축을 중심으로 180도 위치에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
8. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 회전격벽은 상기 회전축을 중심으로 180도 위치에 하나씩 설치되고, 그 직경은 상기 피스톤의 직경 대비 1/4이며,

   상기 피스톤 격벽은 상기 회전축을 중심으로 90도 마다 하나씩 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
9. 청구항 2에 있어서,

   상기 회전축과 상기 회전격벽 축의 각 단부에는 서로 맞물려 회전하는 기어가 설치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.

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