KR20110066757A

KR20110066757A - 로터리 압축기

Info

Publication number: KR20110066757A
Application number: KR1020090123526A
Authority: KR
Inventors: 박준홍; 최윤성; 이윤희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-06-17
Also published as: KR101637446B1; CN102094821A; US20110142705A1; US8602755B2

Abstract

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것이다. 본 발명은, 흡입구의 흡입방향 중심선이 실린더의 내경의 중심과 베인슬롯의 길이방향 중심선이 만나는 점보다 상기 베인슬롯에 가까워지는 쪽으로 소정의 간격을 갖는 위치에서 중심선과 만나는 점을 갖도록 형성됨으로써, 상기 흡입홈의 시작단이 상기 베인슬롯 쪽으로 근접되게 형성됨에 따라 상기 압축공간의 압축개시각이 앞당겨질 뿐만 아니라 베인슬롯과 흡입홈 사이의 사체적이 감소하게 되어 압축기의 냉동능력이 향상되고 압축기의 효율이 향상될 수 있다.

로터리 압축기, 베인슬롯, 흡입구, 사체적,

Description

로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 한 개의 흡입구를 이용하여 복수 개의 압축공간에 냉매를 공급할 수 있는 로터리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 냉매 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다. 상기 냉매 압축기는 일정한 속도로 구동되는 등속형 압축기 또는 회전 속도가 제어되는 인버터형 압축기가 소개되고 있다.

상기 냉매 압축기는 통상 전동기인 구동모터와 그 구동모터에 의해 작동되는 압축부가 밀폐된 케이싱의 내부공간에 함께 설치되는 경우를 밀폐형 압축기라고 하고, 상기 구동모터가 케이싱의 외부에 별도로 설치되는 경우를 개방형 압축기라고 할 수 있다. 가정용 또는 업소용 냉동기기는 대부분 밀폐형 압축기가 사용되고 있다. 그리고 상기 냉매 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 스크롤식, 로터리식 등으로 구분될 수 있다.

상기 로터리 압축기는 실린더의 압축공간에서 편심 회전운동을 하는 롤링피스톤과 그 롤링피스톤에 접하여 상기 실린더의 압축공간을 흡입실과 토출실로 구획 하는 베인을 이용하여 냉매를 압축하는 방식이다.

근래에는 복수 개의 실린더를 구비하여 그 복수 개의 실린더를 함께 운전시키거나 또는 적어도 한 개의 실린더는 공회전할 수 있도록 구비하는 복식 로터리 압축기가 알려져 있다.

상기 복식 로터리 압축기는 양측 실린더에 각각 흡입관을 연결하는 독립 흡입 방식이 적용되거나, 또는 상기 양측 실린더 중에서 어느 한 개의 실린더에 공용 흡입관을 연결하거나 또는 양측 실린더 사이에 설치되어 압축공간을 분리하는 중간플레이트에 한 개의 공용 흡입관을 연결하는 통합 흡입 방식이 적용될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 복식 로터리 압축기에서는, 도 1에서와 같이 냉매를 각각의 압축공간으로 안내하는 흡입구(11)가 냉매의 흡입방향, 즉 흡입구(10)의 길이방향 중심선A가 상기 실린더(10)의 내경의 중심(Co)과 베인슬롯(12)의 길이방향 중심선B가 만나는 점C을 지나도록 형성됨에 따라 상기 흡입구(11)와 베인슬롯(12) 사이의 간격이 크게 발생되고, 이로 인해 상기 흡입구(11)와 베인슬롯(12) 사이에 사체적이 증가될 뿐만 아니라 압축개시각이 지연되어 그만큼 압축기의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 로터리 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 상기 흡입구와 베인슬롯 사이의 사체적을 줄이고 압축개시각을 당겨 압축기 성능을 높일 수 있는 로터리 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 실린더의 압축공간에 롤링피스톤과 베인이 구비되어 냉매를 압축하는 로터리 압축기에 있어서, 상기 실린더에는 상기 베인이 움직일 수 있도록 베인슬롯이 형성되고, 상기 베인슬롯의 일측에는 상기 실린더의 압축공간으로 냉매를 흡입하는 흡입구가 형성되며, 상기 흡입구는 냉매의 흡입방향 중심선A가 상기 실린더의 내경의 중심(Co)과 베인슬롯의 길이방향 중심선B가 만나는 점C 보다 상기 베인슬롯에 가까워지는 쪽으로 소정의 간격을 갖는 위치에서 중심선B와 만나는 점D를 갖도록 형성되는 로터리 압축기가 제공된다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 롤링피스톤과 베인이 각각 구비되어 냉매가 압축되는 압축공간이 각각 형성되고, 상기 베인이 미끄러지게 삽입되도록 베인슬롯이 각각 형성되며, 상기 베인슬롯의 일측에는 냉매를 압축공간으로 안내하도록 흡입홈이 각각 형성되는 복수 개의 실린더; 상기 실린더들 사이에 설치되어 각각의 압축공간을 분리하고 상기 실린더들의 흡입홈들로 냉매가 분배 공급되도록 한 개의 흡입유로가 형성되는 중간플레이트; 및 상기 실린더들의 외측면을 각각 복개하여 상기 중간플레이트와 함께 각각의 실린더들에 압축공간이 형성되도록 하는 복수 개의 베어링;을 포함하고, 상기 흡입홈들은 냉매의 흡입방향 중심선A들이 상기 실린더들의 내경의 중심(Co)들과 베인슬롯들의 길이방향 중심선B들이 만나는 점C들 보다 상기 베인슬롯들에 가까워지는 쪽으로 소정의 간격을 갖는 위치에서 중심선 B들과 만나는 점D들을 갖도록 형성되는 로터리 압축기가 제공된다.

본 발명에 의한 로터리 압축기는, 흡입구의 흡입방향 중심선이 실린더의 내경의 중심과 베인슬롯의 길이방향 중심선이 만나는 점보다 상기 베인슬롯에 가까워지는 쪽으로 소정의 간격을 갖는 위치에서 중심선과 만나는 점을 갖도록 형성됨으로써, 상기 흡입홈의 시작단이 상기 베인슬롯 쪽으로 근접되게 형성됨에 따라 상기 압축공간의 압축개시각이 앞당겨질 뿐만 아니라 베인슬롯과 흡입홈 사이의 사체적이 감소하게 되어 압축기의 냉동능력이 향상되고 압축기의 효율이 향상될 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 로터리 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 로터리 압축기를 포함한 냉동사이클을 개략적으로 보인 계통도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 따른 로터리 압축기의 내부를 보인 종단면도로서, 도 3은 베인을 중심으로, 도 4는 흡입홈을 중심으로 보인 종단면도이며, 도 5는 도 4에 따른 로터리 압축기에서 제1 흡입홈과 제2 흡입홈의 형성각도를 설명하기 위해 보인 평면도이고, 도 6은 도 5에 따른 로터리 압축기에서 본 발명의 흡입홈을 종래의 흡입홈과 비교하여 보인 평면도이며, 도 7은 도 6에 따른 로터리 압축기에서 제1 흡입홈을 확대하여 보인 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 로터리 압축기(1)는 응축기(2), 팽창변(3), 그리고 증발기(4)로 이어지는 폐루프 냉동사이클의 일부를 이루도록 상기 증발기(4)의 출구측에 흡입측이 연결되는 동시에 상기 응축기(2)의 입구측에 토출측이 연결된다. 그리고 상기 증발기(4)의 출구측과 압축기(1)의 입구측 사이에는 상기 증발기(4)에서 압축기(1)로 전달되는 냉매에서 가스냉매와 액냉매를 분리할 수 있도록 어큐뮬레이터(5)가 연결된다.

상기 압축기(1)는 도 3 및 도 4에서와 같이 밀폐된 케이싱(100)의 내부공간 상측에 구동력을 발생하는 전동부(200)가 설치되고, 상기 케이싱(100)의 내부공간 하측에는 상기 전동부(200)에서 발생된 동력으로 냉매를 압축하는 제1 압축부(300)와 제2 압축부(400)가 설치된다.

상기 케이싱(100)은 그 내부공간이 상기 제1 압축부(300)와 제2 압축부(400) 또는 제1 압축부(300)에서 토출되는 냉매에 의해 토출압의 상태를 유지하고, 상기 케이싱(100)의 하반부 주면에는 제1 압축부(300)와 제2 압축부(400)의 사이로 냉매가 흡입되도록 한 개의 가스흡입관(140)이 연결되며, 상기 케이싱(100)의 상단에는 제1 압축부(300)와 제2 압축부(400)에서 압축되어 토출된 냉매가 냉동시스템으로 전달되도록 한 개의 가스토출관(150)이 연결된다. 상기 가스흡입관(140)은 후술할 중간플레이트(130)의 연통유로(131)에 삽입되는 중간연결관(미도시)에 삽입되어 용접 결합된다.

상기 전동부(200)는 상기 케이싱(100)의 내주면에 고정되는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)에 열박음 되어 함께 회전을 하는 크랭크축(230)으로 이루어진다. 상기 전동부(200)는 정속모터일 수도 있고 인버터모터일 수도 있다. 하지만, 비용을 고려하면 상기 전동부(200)는 정속모터를 이용하면서도 상기 제1 압축부(300)와 제2 압축부(400) 중에서 어느 한 쪽 압축부를 필요시 공회전시켜 압축기의 운전모드를 가변할 수 있다.

그리고 상기 크랭크축(230)은 회전자(220)에 결합되는 축부(231)와, 그 축부(231)의 하단부에 좌우 양측으로 편심지게 형성되는 제1 편심부(232)와 제2 편심부(233)로 이루어진다. 상기 제1 편심부(232)와 제2 편심부(233)는 대략 180°의 위상차를 두고 대칭되게 형성되고 후술할 제1 롤링피스톤(340)과 제2 롤링피스톤(430)이 각각 회전 가능하게 결합된다.

상기 제1 압축부(300)는 환형으로 형성되고 상기 케이싱(100)의 내부에 설치되는 제1 실린더(310)와, 상기 크랭크축(230)의 제1 편심부(232)에 회전 가능하게 결합되고 상기 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(V1)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 롤링피스톤(320)과, 상기 제1 실린더(310)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합되어 그 일측의 실링면이 상기 제1 롤링피스톤(320)의 외주면에 접촉되고 상기 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(V1)을 제1 흡입실과 제1 토출실로 각각 구획하는 제1 베인(330)과, 상기 제1 베인(330)의 후방측을 탄력 지지하도록 압축스프링으로 된 베인스프링(340)을 포함한다.

상기 제2 압축부(400)는 환형으로 형성되고 상기 케이싱(100) 내부에서 상기 제1 실린더(310) 하측에 설치되는 제2 실린더(410)와, 상기 크랭크축(230)의 제2 편심부(233)에 회전 가능하게 결합되고 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(V2)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제2 롤링피스톤(420)과, 상기 제2 실린더(410)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합되고 상기 제2 롤링피스톤(420)의 외주면에 접촉되어 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(V2)이 제2 흡입실과 제2 토출실로 각각 구획되거나 또는 상기 제2 롤링피스톤(420)의 외주면에서 이격되어 상기 제2 흡입실과 제2 토출실이 서로 연통되도록 하는 제2 베인(430)과, 상기 제2 베인(430)의 후방측을 탄력 지지하도록 압축스프링으로 된 베인스프링(440)을 포함한다.

여기서, 상기 제1 실린더(310)와 제2 실린더(410)는 상기 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)을 이루는 각 내주면의 일측에 상기 제1 베인(330)과 제2 베인(430)이 직선 왕복운동을 하도록 제1 베인슬롯(311)과 제2 베인슬롯(411)이 형성되고, 상기 제1 베인슬롯(311)과 제2 베인슬롯(411)의 일측에는 냉매를 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)으로 유도하는 제1 흡입홈(312)와 제2 흡입홈(412)가 각 각 형성된다.

상기 제1 흡입홈(312)과 제2 흡입홈(412)은 후술할 중간플레이트(130)의 분지구멍(133)(134)들의 상측 끝단과 하측 끝단에 각각 접하는 제1 실린더(310)와 제2 실린더(410)의 하면 모서리와 상면 모서리에서 상기 제1 실린더(310)와 제2 실린더(410)의 내주면을 향하도록 모따기하여 경사지게 형성된다.

상기 제1 실린더(310)의 상측에는 상부베어링플레이트(이하,상부베어링)(110)가 복개되고, 상기 제2 실린더(410)의 하측에는 하부베어링플레이트(이하, 하부베어링)(120)가 복개되며, 상기 제1 실린더(310)의 하측과 제2 실린더(410)의 상측 사이에는 양측 베어링과 함께 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)을 형성하는 중간플레이트(130)가 설치된다.

상기 상부베어링(110)과 하부베어링(120)은 원판모양으로 형성되고, 상기 상부베어링(110)과 하부베어링(120)의 중앙에는 각각 상기 크랭크축(230)의 축부(231)가 반경방향으로 지지되도록 축구멍(111)(121)을 갖는 제1 축수부(112)와 제2 축수부(122)가 돌출 형성된다.

상기 중간플레이트(130)는 상기 크랭크축(230)의 편심부가 관통하는 정도의 내경을 가지는 환형으로 형성되고, 그 일측에는 상기 가스흡입관(140)이 후술할 제1 흡입홈(312)와 제2 흡입홈(412)에 연통되도록 하는 흡입유로(131)가 형성된다. 상기 흡입유로(131)는 상기 가스흡입관(140)과 연통되는 흡입구멍(132)과, 상기 흡입홈멍(132)의 끝단에 형성되어 상기 제1 흡입홈(312)과 제2 흡입홈(412)이 상기 흡입구멍(132)과 연통되도록 하는 제1 분지구멍(133)과 제2 분지구멍(134)으로 이 루어진다.

여기서, 상기 흡입구멍(132)은 상기 중간 플레이트(130)의 외주면에서 반경방향으로 소정의 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.

그리고 상기 제1 분지구멍(133)과 제2 분지구멍(134)은 상기 흡입구멍(132)의 안쪽 끝단부에서 상기 제1 흡입홈(312)과 제2 흡입홈(412)을 향해 소정의 각도, 즉 상기 흡입구멍(132)의 중심선을 기준으로 대략 0°~ 90°정도, 더 정확하게는 30°~ 60°정도가 되도록 경사지게 형성될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 350은 제1 토출밸브, 360은 제1 머플러, 450은 제2 토출밸브, 460은 제2 머플러이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 로터리 압축기에서 냉매가 각 압축공간에서 압축되는 과정은 다음과 같다.

즉, 상기 전동부(200)의 고정자(210)에 전원을 인가하여 상기 회전자(220)가 회전하면, 상기 크랭크축(230)이 상기 회전자(220)와 함께 회전하면서 상기 전동부(200)의 회전력을 상기 제1 압축부(300)와 제2 압축부(400)에 전달하고, 상기 제1 압축부(300)와 제2 압축부(400)에서는 각각 제1 롤링피스톤(320)과 제2 롤링피스톤(420)이 상기 각 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)에서 편심 회전운동을 하며, 상기 제1 베인(330)과 제2 베인(430)이 상기 제1 및 제2 롤링피스톤(320)(420)과 함께 180°의 위상차를 가지는 압축공간들(V1)(V2)을 각각 형성하면서 냉매를 압축하게 된다.

예를 들어, 상기 제1 압축공간(V1)이 흡입행정을 시작하면, 냉매가 어큐뮬레 이터(5)와 흡입관(140)을 통해 상기 중간플레이트(130)의 흡입유로(131)로 유입되고, 이 냉매는 상기 제1 실린더(310)의 제1 흡입홈(312)을 통해 제1 압축공간(V1)으로 흡입되어 압축된다.

그리고, 상기 제1 압축공간(V1)이 압축행정을 진행하는 동안에 그 제1 압축공간(V1)과 180°의 위상차를 가지는 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(V2)은 흡입행정을 시작하게 된다. 그러면, 상기 제2 실린더(410)의 제2 흡입홈(412)이 상기 흡입유로(131)와 연통되면서 냉매가 상기 제2 실린더(410)의 제2 흡입홈(412)을 통해 상기 제2 압축공간(V2)으로 흡입되어 압축된다.

여기서, 상기 제1 흡입홈(312)과 제2 흡입홈(412)은 그 제1 흡입홈(312)과 제2 흡입홈(412)의 형성위치 또는 형성각도에 따라 각 압축공간(V1)(V2)에서의 압축개시각이 변하게 되어 압축기의 냉동능력이 저하되거나 반대로 향상될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 흡입홈(제2 흡입홈은 제1 흡입홈과 그 형상이나 위치가 동일하므로 이하에서는 제1 흡입홈을 중심으로 살펴보고 제2 흡입홈은 제1 흡입홈의 설명을 준용한다)(312)이 제1 베인슬롯(311)에서 멀게 형성되는 경우에는 그만큼 압축개시각이 지연되는 동시에 사체적이 증가하여 압축기 효율이 저하되는 반면, 상기 제1 흡입홈(312)이 제1 베인슬롯(311)과 가깝게 형성되는 경우에는 그만큼 압축개시각이 앞당겨지는 동시에 사체적이 감소하여 압축기효율이 향상된다.

하지만, 상기 제1 흡입홈(312)이 상기 제1 베인슬롯(311)에 너무 가깝게 형성되는 경우에는 그 제1 흡입홈(312)과 제1 베인슬롯(311) 사이의 간격이 너무 좁아져 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이의 실린더 강성이 약해지게 된다. 이에 따라 상기 제1 실린더(310)를 상부베어링(110)과 함께 중간플레이트(130)에 볼트로 체결할 때 그 볼트의 조임력에 의해 상기 제1 실린더(310)가 쉽게 변형될 수 있고 이로 인해 상기 제1 베인슬롯(311)의 간격이 일정하게 유지되지 못하면서 상기 제1 베인(330)에 대한 마찰손실이 증가하거나 또는 상기 제1 롤링피스톤(320)과 제1 베인(330) 사이에서 틈새가 발생되어 냉매의 누설손실이 증가할 수 있다. 따라서, 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이에서의 사체적을 최소한으로 줄이기 위해서는 상기 제1 흡입홈(312)은 가급적 제1 베인슬롯(311)에 가깝게 형성되는 것이 바람직하지만 상기 제1 베인슬롯(311)이 변형되지 않을 정도의 강성을 가질 수 있도록 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이의 간격은 일정 정도 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 이를 고려하여 상기 제1 흡입홈의 적절한 형성위치를 규정하고자 하는 것이다.

도 5 및 도 6에서와 같이, 상기 제1 흡입홈(312)은 냉매의 흡입방향, 즉 제1 흡입홈(312)의 길이방향 중심선A가 상기 제1 실린더(310)의 내경의 중심(Co)과 제1 상기 베인슬롯(311)의 길이방향 중심선B가 만나는 점C 보다 상기 제1 베인슬롯(311)에 가까워지는 쪽으로 소정의 간격을 갖는 위치에서 상기 중심선B와 만나는 점D를 갖도록 형성된다.

즉, 상기 제1 흡입홈(312)은 그 중심선A가 상기 제1 롤링피스톤(320)의 외주면을 지나는 접선이 상기 제1 베인슬롯(311)의 중심선B와 직교하는 위치에서 그 제1 롤링피스톤의 중심(Ro)을 지나도록 형성될 수 있다. 그러면, 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이의 살두께를 일정정도 유지할 수 있어 상기 제1 베 인슬롯(311)의 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이의 내주면 간격을 크게 줄일 수 있어 사체적이 감소되는 동시에 압축개시각이 종래, 즉 상기 제1 흡입홈의 중심선A가 실린더의 중심(Co)을 지나도록 형성되는 것에 비해 θ만큼 앞당겨져 상기 압축기 성능을 높일 수 있다.

여기서, 상기 제1 흡입홈(312)과 제1 베인슬롯(311) 사이의 원주각, 더 정확하게는 상기 제1 롤링피스톤(320)의 회전방향을 기준으로 할 때 상기 제1 흡입홈(312)의 끝단을 반경방향으로 잇는 중심선E와 상기 제1 베인슬롯(311)을 지나는 중심선B 사이의 원주각(Φ)이 10° < Φ < 45° 범위내에 형성되는 것이 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이의 사체적을 줄이면서도 압축개시각을 앞당길 수 있다. 만약, 상기 제1 흡입홈(312)의 중심선A가 전술한 실시예와 같이 제2 롤링피스톤(320)의 외주면이 제1 베인슬롯(311)을 접하는 순간의 제2 롤링피스톤 중심(Ro)을 지나도록 형성되더라도 상기 원주각(Φ)이 상기한 범위보다 크면 결국 상기 제1 흡입홈(312)과 제1 베인슬롯(311) 사이의 실질적 원주각(Φ)이 종래에 비해 더 벌어지게 되는 것이므로 사체적이 종래에 비해 더 증가할 뿐만 아니라 압축개시각도 종래에 비해 더 지연되어 압축기 효율이 오히려 종래에 비해 더 저하될 수 있는 것이다.

아래의 식1.은 본 실시예에 대한 체적 증가량을 구하는 식이다.

여기서, V는 체적증가량(cc), D는 실린더 내경, H는 실린더 높이, Dr는 롤링피스톤의 외경, Φ는 원주각이다.

상기 식1.을 이용하여 실제 체적증가량을 비교해 보면 압축공간의 체적이 증가하게 되므로 압축기의 냉동능력이 향상될 수 있는 것이다.

아울러, 상기와 같이 제1 흡입홈(312)이 제1 베인슬롯(311) 쪽으로 더 가까워지도록 형성되는 경우에는 도 8에서와 같이 상기 제1 흡입홈(312)과 제1 베인슬롯(311) 사이의 간격이 좁아지게 되어 상기 제1 롤링피스톤(320)이 이동할 때 상기 제1 베인슬롯(311)을 통과하여 제1 흡입홈(312)의 시작단에 도착하는 간격이 짧아지게 된다. 따라서 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이에서 발생되는 사체적이 감소하게 되면서 상기 제1 흡입홈(312)을 통해 흡입되는 냉매의 비체적이 증가하는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 압축기의 냉동능력이 향상될 수 있다.

반대로, 상기 원주각(Φ)이 상기한 범위보다 작게 되면 상기 제1 흡입홈(312)과 제1 베인슬롯(311) 사이의 실질적 원주각(Φ)이 종래에 비해 과도하게 좁아지게 되는 것이므로 상기 제1 베인슬롯(311)과 제1 흡입홈(312) 사이의 간격이 너무 좁아지게 되어 그만큼 강성이 약하게 되면서 상기 제1 베인슬롯(311)의 변형이 발생될 수 있고 이로 인해 상기 제1 베인(330)의 마찰손실이 증가하거나 상기 제1 베인(330)과 제1 롤링피스톤(320) 사이에 틈새가 발생되어 냉매의 누설이 증가하게 되는 것이다.

이렇게 하여, 상기 제1 흡입홈과 제2 흡입홈의 시작단이 상기 제1 베인슬롯과 제2 베인슬롯 쪽으로 근접되게 형성됨에 따라 상기 제1 압축공간과 제2 압축공 간의 압축개시각이 앞당겨질 뿐만 아니라 각 베인슬롯들과 흡입홈들 사이의 사체적이 감소하게 되어 압축기의 냉동능력이 향상되고 압축기의 효율이 향상될 수 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기와 같은 로터리 압축기는 단식 로터리 압축기에도 동일하게 적용할 수 있다.

그리고 도 9에서와 같이 복식 로터리 압축기 중에서 한 쪽 압축부(도면에선 제2 압축부)(400)의 베인(430)의 후방측에 케이싱(100)과 분리되는 베인챔버(413)가 형성되고 그 베인챔버(413)에 흡입압 또는 토출압을 선택적으로 공급하는 모드전환유닛(500)이 연결되며 상기 베인(430)의 움직임을 선택적으로 구속하는 구속유닛(미부호)이 구비되는 용량가변형 로터리 압축기에서도 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명에 의한 로터리 압축기는 가정용 또는 산업용 에어콘과 같은 냉동기기에 고르게 적용할 수 있다.

도 1은 종래 로터리 압축기에서 흡입홈의 형성각도를 설명하기 위해 보인 평면도,

도 2는 본 발명 로터리 압축기를 포함한 냉동사이클을 개략적으로 보인 계통도,

도 3 및 도 4는 도 2에 따른 로터리 압축기의 내부를 보인 종단면도로서, 도 3은 베인을 중심으로, 도 4는 흡입홈을 중심으로 보인 종단면도,

도 5는 도 4에 따른 로터리 압축기에서 제1 흡입홈과 제2 흡입홈의 형성각도를 설명하기 위해 보인 평면도,

도 6은 도 5에 따른 로터리 압축기에서 본 발명의 흡입홈을 종래의 흡입홈과 비교하여 보인 평면도,

도 7은 도 6에 따른 로터리 압축기에서 제1 흡입홈을 확대하여 보인 개략도,

도 8은 본 발명에 따른 로터리 압축기에서 용량 가변형 로터리 압축기를 일례로 보인 종단면도.

Claims

실린더의 압축공간에 롤링피스톤과 베인이 구비되어 냉매를 압축하는 로터리 압축기에 있어서,

상기 실린더에는 상기 베인이 움직일 수 있도록 베인슬롯이 형성되고, 상기 베인슬롯의 일측에는 상기 실린더의 압축공간으로 냉매를 흡입하는 흡입구가 형성되며,

상기 흡입구는 냉매의 흡입방향 중심선A가 상기 실린더의 내경의 중심(Co)과 베인슬롯의 길이방향 중심선B가 만나는 점C 보다 상기 베인슬롯에 가까워지는 쪽으로 소정의 간격을 갖는 위치에서 중심선B와 만나는 점D를 갖도록 형성되는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 흡입구는 그 중심선A가 상기 롤링피스톤의 외주면을 지나는 접선이 상기 베인슬롯의 중심선B과 직교하는 위치에서 그 롤링피스톤의 중심(Ro)을 지나도록 형성되는 로터리 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 흡입구는 상기 롤링피스톤의 회전방향을 기준으로 할 때 그 흡입구의 끝단을 반경방향으로 잇는 중심선E와 상기 베인슬롯의 중심을 지나는 중심선B 사이 의 원주각(Φ)이 10° < Φ < 45° 범위내에 형성되는 로터리 압축기.
롤링피스톤과 베인이 각각 구비되어 냉매가 압축되는 압축공간이 각각 형성되고, 상기 베인이 미끄러지게 삽입되도록 베인슬롯이 각각 형성되며, 상기 베인슬롯의 일측에는 냉매를 압축공간으로 안내하도록 흡입홈이 각각 형성되는 복수 개의 실린더;

상기 실린더들 사이에 설치되어 각각의 압축공간을 분리하고 상기 실린더들의 흡입홈들로 냉매가 분배 공급되도록 한 개의 흡입유로가 형성되는 중간플레이트; 및

상기 실린더들의 외측면을 각각 복개하여 상기 중간플레이트와 함께 각각의 실린더들에 압축공간이 형성되도록 하는 복수 개의 베어링;을 포함하고,

상기 흡입홈들은 냉매의 흡입방향 중심선A들이 상기 실린더들의 내경의 중심(Co)들과 베인슬롯들의 길이방향 중심선B들이 만나는 점C들 보다 상기 베인슬롯들에 가까워지는 쪽으로 소정의 간격을 갖는 위치에서 중심선 B들과 만나는 점D들을 갖도록 형성되는 로터리 압축기.
제4항에 있어서,

상기 흡입홈들은 그 중심선A들이 상기 롤링피스톤들의 외주면을 지나는 접선들이 상기 베인슬롯들의 중심선들과 직교하는 위치에서 그 롤링피스톤들의 중심들을 지나도록 형성되는 로터리 압축기.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 흡입홈들은 롤링피스톤들의 회전방향을 기준으로 할 때 그 흡입홈들의 끝단들을 반경방향으로 잇는 중심선E들과 상기 베인슬롯들의 중심들을 지나는 중심선B들 사이의 원주각(Φ)들이 10°< Φ < 45°범위내에 형성되는 로터리 압축기.
제4항에 있어서,

상기 흡입유로는 그 흡입유로의 길이방향 중심선이 각 흡입홈들의 중심선A들과 축방향으로 일치하도록 형성되는 로터리 압축기.