KR20130080286A

KR20130080286A - 두 개의 편심부를 갖는 로터리 압축기

Info

Publication number: KR20130080286A
Application number: KR1020120001114A
Authority: KR
Inventors: 박준홍; 이병철; 이윤희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2013-07-12
Also published as: EP2613053A3; EP2613053A2; US9145890B2; KR101870179B1; CN103195710A; CN103195710B; EP2613053B1; US20130171017A1

Abstract

본 발명은 두 개의 편심부를 갖는 로터리 압축기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 구비되며, 압축공간을 제공하는 실린더; 상기 실린더에 대해서 회전 가능하게 배치되는 회전축; 상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 실린더의 압축공간을 상하로 배치되는 제1 및 제2 압축실로 구획하는 격판; 상기 격판의 상하부에 각각 구비되며, 상기 회전축의 회전중심에 대해서 서로 다른 방향으로 편심되어 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 및 제2 편심부; 및 상기 회전축을 회전구동시키는 구동모터;를 포함하는 로터리 압축기가 제공된다.

Description

두 개의 편심부를 갖는 로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR WITH DUAL ECCENTRIC PORTION}

본 발명은 두 개의 편심부를 갖는 로터리 압축기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 실린더 내에서 피스톤이 편심회전하면서 유체를 압축하는 로터리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 구동력을 발생하는 구동모터와, 그 구동모터에 결합되어 작동하면서 냉매를 압축하는 압축 기구부가 함께 설치되어 있다. 그리고 상기 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 스크롤식, 로터리식, 진동식 등으로 구분할 수 있다. 상기 왕복동식과 스크롤식 그리고 로터리식은 구동모터의 회전력을 이용하는 방식이고, 상기 진동식은 구동모터의 왕복운동을 이용하는 방식이다.

상기와 같은 압축기 중에서 로터리식 압축기(이하, 로터리 압축기)의 구동모터는 상기 밀폐용기에 고정되는 고정자와, 상기 고정자에 일정 공극을 두고 삽입되어 상기 고정자와의 상호작용으로 회전하는 회전자와, 상기 회전자에 결합되어 그 회전자의 회전력을 상기 압축 기구부에 전달하는 회전축으로 이루어져 있다. 그리고 상기 압축 기구부는 상기 회전축에 결합되어 실린더의 내부에서 회전운동을 하면서 냉매를 흡입,압축,토출시키는 압축 기구부과, 상기 압축 기구부를 지지하는 동시에 상기 실린더와 함께 압축실을 형성하는 복수 개의 베어링부재로 이루어져 있다.

상기 압축 기구부는 상기 회전축에 형성된 편심부 및 상기 편심부의 외주부에 끼워지는 롤링 피스톤을 포함하고 있다. 상기 롤링 피스톤과 상기 실린더에 의해서 압축실이 형성되는데, 상기 압축실은 베인에 의해서 흡입 및 토출측 공간으로 나뉘어지고, 롤링 피스톤의 편심 회전으로 인해서 생기는 공간의 변화에 의해서 냉매가 압축된다. 이때, 상기 롤링 피스톤의 편심 회전 및 냉매의 압축력이 상기 실린더 내에서 위치에 따라 달라지기 때문에 진동이 커지는 문제가 있다.

이를 해소하기 위해서, 대한민국 공개특허 제10-2007-0077035호에서와 같이 두 개의 실린더를 갖는 소위 '트윈 로터리 압축기'가 제시된 바 있다. 상기 트윈 로터리 압축기는 두 개의 실린더를 상하로 배치하고, 상기 두 개의 실린더 내에 배치되는 롤링 피스톤을 대칭으로 배치하여 진동을 감소시키고 있다. 그러나, 상기 트윈 로터리 압축기는 두 개의 실린더를 포함하여야 하기 때문에 그 구조가 복잡하여 제조가 어렵고 부품수 증가로 인해서 가격이 높은 단점이 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 진동을 최소화하면서도 저렴하게 제조할 수 있는 로터리 압축기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 구비되며, 압축공간을 제공하는 실린더; 상기 실린더에 대해서 회전 가능하게 배치되는 회전축; 상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 실린더의 압축공간을 상하로 배치되는 제1 및 제2 압축실로 구획하는 격판; 상기 격판의 상하부에 각각 구비되며, 상기 회전축의 회전중심에 대해서 서로 다른 방향으로 편심되어 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 및 제2 편심부; 및 상기 회전축을 회전구동시키는 구동모터;를 포함하는 로터리 압축기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 하나의 실린더의 내부 공간을 상하로 구획하여, 각각의 구획된 공간에서 개별적으로 압축이 이루어지도록 함으로써, 트윈 로터리 압축기에 비해서 부품수를 줄이고 구조를 단순화하면서도 저렴하게 생산할 수 있는 로터리 압축기를 제공하고 있다. 특히, 회전축에 편심부 및 격막을 구비하도록 함으로써, 회전축, 편심부 및 격막을 별도로 가공 및 조립할 필요가 없어지고 그만큼 제조공정을 단순화할 수 있게 된다. 그리고, 상기 두 개의 편심부를 서로 다르게 배치함으로서 편심부의 질량 불균일 및 압축력 불균일로 인한 진동도 줄일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 편심부는 회전축에 대해서 대칭으로, 즉 회전축의 중심에 대해서 서로 반대 방향으로 편심되면 질량 불균일 및 압축력 불균일로 인한 진동을 최소화할 수 있다.

여기서, 상기 회전축, 편심부 및 격막은 일체로 형성될 수도 있고, 개별적으로 형성되어 서로 고정되도록 할 수 있다. 또한, 상기 격막은 상기 회전축에 대해서 회전가능하게 장착될 수도 있고, 회전축에 고정되어 회전축과 함께 회전하도록 할 수도 있다.

그리고, 상기 편심부만으로 실린더와 압축실을 형성하도록 할 수도 있고, 편심부의 외주부에 롤링 피스톤을 추가적으로 구비하도록 할 수도 있다. 이 경우, 압축실을 흡입측 및 토출측으로 구획하는 베인은 상기 제1 및 제2 압축실에 각각 구비되며, 상기 베인의 단부는 편심부 또는 롤링 피스톤의 외주부와 접하도록 배치되거나, 상기 롤링 피스톤의 외주부에 삽입되어 고정되도록 할 수도 있다.

한편, 상기 실린더의 상하부에 각각 배치되어 압축공간을 정의하는 상부 및 하부 베어링을 추가적으로 구비하고, 상기 상부 및 하부 베어링에 상기 제1 및 제2 압축실과 각각 연통되는 토출구가 각각 형성될 수 있다.

아울러, 상기 제1 및 제2 압축실에 압축 대상인 유체를 공급하기 위한 흡입구가 추가적으로 형성될 수 있는데, 상기 흡입구는 제1 및 제2 압축실마다 각각 구비될 수도 있고, 하나의 흡입구가 상기 제1 및 제2 압축실과 각각 연통되도록 할 수도 있다. 상기 흡입구는 상기 실린더의 외주부에 형성될 수 있다.

여기서,상기 두 개의 베인은 상기 회전축의 축방향을 따라서 배치될 수 있다. 이를 통해서, 두 개의 베인이 서로 가깝게 배치되도록 하여 조립을 보다 용이하게 할 수 있다.

한편, 상기 제1 편심부와 상기 제2 편심부의 높이는 서로 다르게 설정될 수도 있고, 서로 동일하게 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 격막의 두께에 따라서 체적 효율 및 기계적 효율이 달라질 수 있는데, 상기 격막의 두께가 2.5mm 이상 10mm 이하가 되도록 할 수 있다. 이를 통해서, 압축기의 체적 효율 및 기계 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 격막과 상기 실린더 내벽 사이의 간극은 10㎛ 이상 30㎛ 이하가 되도록 하여, 마찰로 인한 손실을 줄일 수 있다.

그리고, 상기 격막의 외주부에 홈을 형성하여, 상기 홈이 오일 포켓과 같은 기능을 하도록 할 수 있고, 이를 통해서 마찰 손실을 더욱 줄일 수 있다. 이때, 상기 홈의 내부에 O-ring을 장착하여, 압축된 유체의 누설을 최소화할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 구비되어 하나의 압축공간을 제공하는 실린더; 상기 하나의 압축공간에 상하로 배치되는 두 개의 편심부; 상기 두 개의 편심부 사이에서 외주부가 상기 압축공간의 내벽과 접하도록 배치되는 격막; 및 상기 편심부를 회전시키는 회전축;을 포함하며, 상기 두 개의 편심부에 의해 압축된 가스가 토출되는 시점이 서로 다른 것을 특징으로 하는 로터리 압축기가 제공된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 두 개의 편심부 또는 롤링 피스톤이 배치되므로, 질량 불균일 및 압축력 불균일로 인한 진동 발생을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 실린더 하나에 두 개의 편심부 또는 롤링 피스톤이 설치되므로 구조를 단순화할 수 있고, 제조 단가를 낮출 수 있게 된다.

아울러, 회전축, 편심부 및 격막을 일체로 형성할 수 있고, 조립 작업을 단순화할 수 있다. 그리고, 상기 격막을 상기 회전축에 대해서 회전가능, 즉 격막은 실린더 내벽에 접하여 회전하지 않고 회전축만이 회전하게 하면 격막과 실린더 내벽 사이의 마차를 최소화할 수도 있다.

아울러, 격막과 편심부의 두께를 조절하여 볼륨 효율 및 기계적 효율을 최적화할 수도 있다.

또한, 상기 격막과 상기 실린더 내벽 사이의 간극을 조절하여 격막과 실린더 사이의 마찰로 인한 손실을 줄일 수 있고, 상기 격막의 외주부에 홈을 형성하는 것을 통해서 마찰 손실을 더욱 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1 중 회전축을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1 중 실린더의 내벽면 일부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1 중 실린더를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 실시예에서 격막의 두께 차이에 따른 체적 효율의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 실시예에서 격막의 두께 차이에 따른 기계적 효율의 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 도 1에 도시된 실시예 중 격막의 변형예를 도시한 단면도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 로터리 압축기의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1 중 회전축을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1 중 실린더의 내벽면 일부를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1 중 실린더를 도시한 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 실시예는 밀폐용기(100)의 내부공간(101) 상측에 구동력을 발생하는 구동모터(200)가 설치되고, 상기 밀폐용기(100)의 내부공간(101) 하측에는 상기 구동모터(200)에서 발생된 동력으로 냉매를 압축하는 압축 기구부(300)가 설치되며, 상기 구동모터(200)의 하측에는 후술할 회전축으로서의 크랭크축(230)의 일단을 지지하는 하부 베어링(400)과 상부 베어링(500)이 설치되고, 상기 구동모터(200)의 상측에는 상기 크랭크축(230)의 상단을 지지하는 상부 프레임(550)이 설치된다.

여기서, 상기 상하부 베어링(400, 500)과 상부 프레임(550)은 상기 밀폐용기(100)의 내벽에 용접 또는 열박음 등의 방법에 의해 고정된다.

상기 밀폐용기(100)는 상기 구동모터(200)와 압축 기구부(300)이 설치되는 용기본체(110)와, 상기 용기본체(110)의 상측 개구단(이하, 제1 개구단)(111)을 복개하는 상부캡(이하, 제1 캡)(120)과, 상기 용기본체(110)의 하측 개구단(이하, 제2 개구단)(112)을 복개하는 하부캡(이하, 제2 캡)(130)으로 이루어진다.

상기 용기본체(110)는 원통모양으로 형성되고, 그 용기본체(110)의 하반부 주면에는 흡입관(140)이 관통 결합되며, 상기 흡입관은 후술할 실린더(310)에 구비된 흡입구(311)에 직접 연결된다.

상기 제1 캡(120)은 그 가장자리가 절곡되어 상기 용기본체(110)의 제1 개구단(111)에 용접 결합된다. 그리고 상기 제1 캡(120)의 중앙에는 상기 압축 기구부(300)에서 상기 밀폐용기(100)의 내부공간(101)으로 토출되는 냉매를 냉동사이클로 안내하는 토출관(150)이 관통 결합된다.

상기 제2 캡(130)은 그 가장자리가 절곡되어 상기 용기본체(110)의 제2 개구단(112)에 용접 결합된다.

상기 구동모터(200)는 상기 밀폐용기(100)의 내주면에 열박음되어 고정되는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)에 열박음 되어 함께 회전을 하면서 상기 구동모터(200)의 회전력을 압축 기구부(300)으로 전달하는 크랭크축(230)으로 이루어진다.

상기 고정자(210)는 다수 장의 스테이터시트가 소정의 높이만큼 적층되고, 그 내주면에 구비되는 티스에는 코일(240)이 권선된다.

상기 회전자(220)는 상기 고정자(210)의 내주면에 일정 공극을 두고 배치되며 그 중앙에 상기 크랭크축(230)이 열박음으로 압입되어 일체로 결합된다.

도 2를 참조하면, 상기 크랭크축(230)은 상기 회전자(220)에 결합되는 축부(231)와, 그 축부(231)의 하단부에 편심지게 형성되는 제1 및 제2 편심부(232, 235)와 상기 제1 및 제2 편심부의 사이에 배치되는 격막(234)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 편심부와 격막은 상기 크랭크축과 일체로 형성되어 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 크랭크축의 축부만을 먼저 가공한 후, 상기 제1 및 제2 편심부와 격막을 별도의 고정수단을 통해서 고정하는 예도 고려할 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 편심부(232, 235)는 상기 크랭크축의 회전중심에 대해서 대칭으로 배치되어 있다.

그리고 상기 크랭크축(230)의 내부에는 상기 밀폐용기(100)의 오일이 흡상되도록 오일유로(233)가 축방향으로 관통 형성된다. 여기서, 상기 오일유로(233)는 상기 제1 및 제2 편심부의 내부에서 반경방향으로 연장되는 두 개의 오일 공급로(233a, 233b)을 더 포함한다. 상기 오일 공급유로는 오일유로를 통해서 공급되는 오일의 일부를 상기 제1 및 제2 편심부의 외측으로 공급하여, 후술할 롤링 피스톤이 원활하게 회전될 수 있도록 하고 있다.

한편, 상기 압축 기구부(300)는 상기 밀폐용기(100)의 내부에 설치되는 실린더(310)와, 상기 크랭크축(230)의 제1 및 제2 편심부(232, 235)에 회전 가능하게 결합되고 상기 실린더(310)의 압축공간에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 및 제2 롤링 피스톤(240, 242)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 롤링 피스톤은 상기 편심부의 외경보다 약간 큰 내경을 가지고 있어, 상기 편심부를 중심으로 하여 자유롭게 회전할 수 있다.

따라서, 상기 실린더(310)의 내부에 형성되는 압축공간상에서 상기 크랭크축이 회전하면, 상기 제1 및 제2 편심부(232, 235)의 외주면에 끼워진 제1 및 제2 롤링 피스톤은 상기 실린더(310)의 압축공간의 내벽과 접한 상태에서 선회운동을 하게 된다.

한편, 상기 격막(234)은 상기 실린더(310)의 내경보다 약간 작은 외경을 가져서 상기 실린더(310)의 압축공간 내에서 상기 크랭크축과 함께 회전한다. 또한, 상기 격막(234)은 상기 압축공간을 상하로 구획하여 제1 및 제2 압축실(A, B)을 형성하게 된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 롤링 피스톤(240, 242)은 상기 제1 및 제2 압축실의 내부에서 선회운동을 하게 되고, 그로 인해서, 두 개의 압축실 내에서 개별적으로 냉매의 흡입 및 압축이 일어나게 된다.

상기 제1 및 제2 압축실을 흡입 공간 및 토출 공간으로 구획하기 위한 두 개의 베인(250, 254)이 상기 제1 및 제2 압축실에 각각 구비된다. 아울러, 상기 각각의 베인을 상기 롤링 피스톤측으로 밀어내기 위한 코일 스프링(252, 256)이 상기 실린더(310)의 내벽에 설치되어 있다. 도 3 및 도 4에는 상기 실린더(310)의 상세가 도시되어 있는바, 상기 실린더(310)의 내벽 일측에는 상하로 나란하게 배치되는 두 개의 베인슬롯(312, 313)이 형성된다. 상기 베인슬롯은 상기 베인이 이탈되지 않도록 고정할 뿐만 아니라, 베인의 슬라이드 운동을 가이드 하는 역할도 하게 된다.

그리고, 상기 두 개의 베인슬롯(312, 313)의 외측에는 두 개의 스프링 삽입홀(314, 315)이 형성되어, 이들을 통해서 상기 베인슬롯들을 밀어내기 위한 상기 코일 스프링(252, 256)을 삽입할 수 있도록 하고 있다. 그리고, 상기 스프링 삽입홀(314, 315)과 인접하여 하나의 흡입구(311)가 형성된다. 상기 흡입구(311)는 상기 격막을 경계로 하여 상기 제1 및 제2 압축실(A, B)과 각각 연통될 수 있는 직경을 가지고 형성된다. 상기 흡입구(311)는 상술한 흡입관(140)과 연결되어 있어, 외부로부터 상기 흡입관(140)을 통해 유입된 냉매가 상기 제1 및 제2 압축실로 유입될 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기 실린더(310)에는 상기 크랭크축의 축방향을 따라서 관통되는 복수 개의 오일 통공(316)이 형성되어, 상기 상부 베어링 및 하부 베어링측으로 오일이 공급될 수 있도록 하고 있다.

상기 실린더(310)의 상하부에는 상술한 상부 베어링(500) 및 하부 베어링(400)이 각각 설치된다. 상기 상하부 베어링은 상기 실린더(310)의 내부에 제공되는 공간의 상부 및 하부를 밀폐하여 압축공간을 제공한다. 아울러, 상기 제1 및 제2 편심부와, 상기 제1 및 제2 롤링 피스톤과 접하여 이들이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 윤활기능도 담당한다.

그리고, 상기 상하부 베어링에는 각각 제1 및 제2 토출구(510, 410)가 형성되고, 상기 각각의 토출구에는 판 스프링 형태를 갖는 토출 밸브(520, 420)가 설치되어 있다. 이를 통해서, 상기 제1 및 제2 압축실에서 흡입 및 압축된 냉매가 상기 밀폐용기의 내부공간으로 토출되게 된다.

이제 상기 실시예의 작동에 대해서 설명하도록 한다.

상기 밀폐용기에 구비된 터미널(121)을 통해서 전원이 인가되면, 상기 구동모터(200)가 작동하면서 상기 크랭크축이 회전하게 된다. 이때, 상기 두 개의 압축실 중에서 흡입행정에 있는 압축실에 부압이 걸리게 되고, 상기 흡입관(140)과 흡입구(311)를 통해서 냉매가 유입된다. 이렇게 유입된 냉매는 상기 편심부 및 롤링 피스톤이 회전하면서 압축되고 토출되게 된다.

이때, 상기 제1 및 제2 편심부가 상기 크랭크축의 중심과 대칭으로 배치되어 있기 때문에, 제1 및 제2 압축실에서의 냉매는 서로 다른 과정을 겪게 된다. 가령, 도 1에서 제1 압축실에서의 냉매는 토출이 완료된 후 흡입을 개시하는 상태에 있는 반면, 제2 압축실에서는 흡입이 완료되고 압축이 진행되고 있는 상태에 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 편심부를 대칭으로 배치하고 있으므로, 크랭크축의 회전 중심에 대해서 편심부 각각의 질량은 균형을 이루게 된다. 또한, 냉매 압축으로 인한 압력도 제1 및 제2 압축실이 서로 대칭으로 작용하기 때문에 압력 불균형도 어느 정도 상쇄될 수 있다. 이로 인해서, 작동 과정에서 야기되는 진동이 최소화된다.

상기 실시예는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도시된 예에서 상기 편심부의 외주부에 롤링 피스톤이 추가로 구비되는 것으로 하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 롤링 피스톤 없이 편심부만이 구비되는 예도 고려할 수 있다. 이 경우, 상기 베인의 단부는 편심부의 표면과 접촉한 상태를 유지하게 된다.

또한, 상기 격막의 두께 및 제1 및 제2 편심부의 두께도 임의로 변경이 가능하다. 이러한 수치들을 조절함으로써 체적 효율 또는 기계적 효율을 개선하는 것이 가능하다. 즉, 상기 격막은 상기 회전축과 함께 회전되므로 지속적으로 상기 실린더의 내벽과 마찰되게 된다. 아울러, 격막이 두꺼워질수록 상기 실린더의 내부 공간 중 유효 공간의 체적도 커지게 되지만, 반대로 격막이 얇아지면 강도가 약해지는 문제가 있다.

또한, 상기 편심부의 두께를 늘리면 유효 체적이 늘어나기는 하지만 압축실 내에서 냉매의 상하 방향 이동이 증가하여 압축 효율이 저하되는 문제도 존재한다. 아울러, 이론적으로는 두 개의 편심부의 두께를 동일하게 하는 것이 질량 불균일 및 압력 불균일로 인한 진동을 최소화하는데 도움이 되지만 압축기의 종류 및 크기 등에 따라서는 반드시 그러하지 않을 수 있다.

그렇지만, 본원의 경우 하나의 실린더 내에 크랭크축 및 두 개의 편심부가 배치되므로, 편심부 및 격막의 두께가 서로 달라지더라도 실린더 및 상하부 베어링은 그대로 공유할 수 있으므로 개발비용을 절감할 수 있다.

도 5 및 도 6은 상기 격막의 두께에 따른 체적 효율과 기계적 효율의 변화를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 체적 효율의 경우 2.5mm를 기점으로 하여 격막의 두께를 증가시키더라도 체적 효율에는 변화가 없음을 알 수 있다. 기계적 효율의 경우 격막의 두께가 커질수록 기계적 효율은 낮아지지만, 도시된 바와 같이 10mm를 기점으로 하여 기계적 효율이 급격하게 저하하는 것을 알 수 있다.

따라서, 상기 격막의 두께는 2.5mm 이상 10mm 이하로 한다.

그리고, 상기 격막과 상기 실린더의 내벽 사이의 마찰력 및 상기 상부 및 하부 베어링과 상기 편심부 또는 상기 롤링 피스톤 사이의 마찰력도 상기 실시예의 기계적 효율에 영향을 주게 된다. 즉, 상기 격막이 상기 크랭크축과 일체로 형성되어 있으므로, 격막은 상기 실린더의 내벽에 대해서 회전하게 되므로 마찰력이 작용하게 된다. 아울러, 상기 상부 및 하부 베어링과 상기 편심부 및 롤링 피스톤 사이에서도 전단 마찰력이 작용하게 된다. 이러한 마찰력을 최소화하기 위해서는 오일 공급을 충분히 하여야 할 뿐만 아니라 이들 사이의 간극을 적정하게 설정할 필요가 있다.

만일, 상기 간극이 지나치게 작으면 충분한 오일이 공급되지 못하고 진동과 같은 외력에 의해 두 개의 마찰면이 직접 접촉하게 되므로 마찰력이 커지게 된다. 반면에, 간극을 지나치게 크게 설정하면 마찰력은 줄어들지만 압축되는 냉매의 누설이 있게 되므로 토출압이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 실시예에서는 상기 두 개의 마찰면 사이의 간극을 10㎛ 이상 30㎛ 이하로 설정하고 있다.

아울러, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 격막의 외주면에 홈(234a)을 형성할 수도 있다. 상기 홈(234a)은 격막과 실린더 내벽 사이의 접촉면적을 줄여서 마찰력을 감소시키고, 공급된 오일이 포집되는 오일 포켓으로서도 기능할 수 있어 마찰력 감소에 유용하다. 여기서, 상기 홈은 반드시 격막에 형성될 필요는 없고 상기 격막과 대향하는 실린더 내벽에 형성될 수도 있다.

상기 실시예에 의하면 두 개의 실린더를 갖는 종래의 트윈 로터리 압축기와 동일한 수준의 진동 방지 성능을 가지면서도 제조단가를 낮출 수 있게 된다. 측정 결과 상기 실시예는 종래의 단일 실린더 로터리 압축기의 제조단가를 100으로 할 때, 트윈 로터리 압축기는 130, 상기 실시예는 115의 단가로 제조가 가능함을 확인하였다.

Claims

케이싱;
상기 케이싱의 내부에 구비되며, 압축공간을 제공하는 실린더;
상기 실린더에 대해서 회전 가능하게 배치되는 회전축;
상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 실린더의 압축공간을 상하로 배치되는 제1 및 제2 압축실로 구획하는 격판;
상기 격판의 상하부에 각각 구비되며, 상기 회전축의 회전중심에 대해서 서로 다른 방향으로 편심되어 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 및 제2 편심부; 및
상기 회전축을 회전구동시키는 구동모터;를 포함하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 편심부는 상기 회전축의 중심에 대해서 서로 반대 방향으로 편심되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 압축실에 각각 배치되어 구획하는 두 개의 베인;을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제3항에 있어서,
상기 베인의 외주부의 단부가 상기 제1 및 제2 편심부의 외주부와 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 편심부의 외주부에 각각 구비되는 제1 및 제2 롤링 피스톤을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제5항에 있어서,
상기 베인의 단부는 상기 제1 및 제2 롤링 피스톤의 외주부와 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제5항에 있어서,
상기 베인의 단부는 상기 제1 및 제2 롤링 피스톤의 외주부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 실린더의 상하부에 각각 배치되어 압축공간을 정의하는 상부 및 하부 베어링을 추가적으로 구비하고,
상기 상부 및 하부 베어링에 상기 제1 및 제2 압축실과 각각 연통되는 토출구가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 압축실과 각각 연통되는 흡입구가 상기 실린더의 외주부에 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 편심부와 상기 제2 편심부의 높이가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 격막의 두께가 2.5mm 이상 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 격막과 상기 실린더 내벽 사이의 간극은 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제8항에 있어서,
상기 상부 및 하부 베어링과 상기 편심부 사이의 간극은 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 격막의 외주부에 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제14항에 있어서,
상기 홈의 내부에 O-ring이 장착되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
케이싱;
상기 케이싱의 내부에 구비되어 하나의 압축공간을 제공하는 실린더;
상기 하나의 압축공간에 상하로 배치되는 두 개의 편심부;
상기 두 개의 편심부 사이에서 외주부가 상기 압축공간의 내벽과 접하도록 배치되는 격막; 및
상기 편심부를 회전시키는 회전축;을 포함하며,
상기 두 개의 편심부에 의해 압축된 가스가 토출되는 시점이 서로 다른 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제16항에 있어서,
상기 격막은 상기 회전축과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제16항에 있어서,
상기 두 개의 편심부는 상기 회전축의 중심에 대해서 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제16항에 있어서,
상기 두 개의 편심부의 외주부에 각각 링 형태의 롤링 피스톤이 끼워지는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.