KR20160078923A - 베인형 압축기 - Google Patents

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Abstract

베인형 압축기는, 사이드 플레이트와, 실린더 블록을 수용하고 사이드 플레이트와 함께 토출실을 형성하는 하우징과, 로터와, 베인의 표면과 로터에 형성되는 베인 슬롯 사이에 형성되는 복수의 배압실과, 사이드 플레이트에 형성되는 원통형 수용부와, 원통형 수용부 내에 수용되고, 저벽과, 회전축의 축 방향으로 저벽으로부터 연장되는 주벽을 포함하는 오일 분리부와, 오일 저장실을 포함한다. 오일 저장실은 저벽, 사이드 플레이트 및 회전축에 의해 구획되고, 각각의 배압실을 토출실에 연결하며 오일 분리부에 의해 분리된 오일을 배압실로 공급하는 배압 공급 통로의 도중에 오일을 저장하도록 형성된다.

Description

베인형 압축기{VANE COMPRESSOR}
본 발명은, 베인(vane)형 압축기에 관한 것이다.
특허문헌 1에는 베인형 압축기가 개시된다. 특허문헌 1에 개시된 베인형 압축기(100)를 나타내는 도 6을 참조하면, 베인형 압축기(100)는, 서로 연결된 프론트 하우징(102) 및 리어 하우징(103)을 포함하는 하우징(101)을 포함한다. 리어 하우징(103) 내에는, 실린더 블록(104)이 배치된다. 실린더 블록(104)의 양단은 각각, 프론트 사이드 플레이트(105) 및 리어 사이드 플레이트(106)에 의해 폐쇄된다.
베인형 압축기(100)는 실린더 블록(104) 내에, 회전축(107)과, 회전축(107)에 장착되어 일체로 회전하는 로터(108)를 더 포함한다. 로터(108)는 내부에, 대체로 방사상으로 연장되도록 형성되는 복수의 베인 슬롯(vane slot; 108A)을 가진다. 각 베인 슬롯(108A)은 내부에, 베인 슬롯(108A)의 내외로 이동 가능한 베인(109)을 수용하도록 되어 있다. 베인(109)과 베인 슬롯(108A)은 함께, 실린더 블록(104) 내에 복수의 압축실(110)을 형성한다.
리어 사이드 플레이트(106)와 리어 하우징(103) 사이에는 토출실(111)이 형성된다. 토출실(111)에는 오일 원심분리기(112)(오일 분리부)가 마련되고, 리어 사이드 플레이트(106)와 리어 하우징(103)에 의해 협지(held)된다. 오일 원심분리기(112)는, 리어 사이드 플레이트(106)에 부착되는 엔드 프레임(112A)과, 엔드 프레임(112A)에 고정되는 원통부(112B)를 포함한다. 원통부(112B)는 회전축(107)의 반경 방향으로 연장된다.
로터(108)가 회전 구동되면, 압축실(110) 내의 냉매 가스가 압축되고, 압축된 냉매 가스가 엔드 프레임(112A)의 내부로 토출된다. 엔드 프레임(112A) 내로 토출된 냉매 가스는, 오일 원심분리기(112)의 원통부(112B) 주위를 선회하고, 냉매 가스에 포함된 윤활유(윤활 오일)가 원통부(112B) 주위를 선회하는 냉매 가스로부터 원심 분리된다. 냉매 가스로부터 원심 분리된 윤활유는 토출실(111) 내에 저장된다.
각각의 베인 슬롯(108A)에는, 베인(109)의 저면과 베인 슬롯(108A)에 의해 배압실(backpressure chamber; 113)이 형성된다. 리어 사이드 플레이트(106)에는, 토출실(111)과 하부에서 연통하는 상류로(upstream passage; 106A)가 형성된다. 회전축(107)은 내부에, 회전축(107)의 반경 방향으로 연장되어 상류로(106A)와 연통 가능한 반경 구멍(107A)을 가진다. 회전축(107)은 또한, 회전축(107)의 축 방향으로 연장되어 반경 구멍(107A)과 상호 연통하도록 연결되는 축 구멍(107B)을 가진다. 공급실(114)(오일 저장실)은, 회전축(107)의 후단, 리어 사이드 플레이트(106), 및 엔드 프레임(112A)에 의해 구획되고, 축 구멍(107B)과 연통한다. 리어 사이드 플레이트(106)에는, 공급실(114)과 연통하는 하류로(downstream passage; 106B)가 형성된다. 하류로(106B)는, 압축 행정(compression phase)에서, 로터(108)의 회전에 의해 압축실(110)의 배압실(113)을 공급실(114)과 연통시킨다.
토출실(111) 내의 윤활유가, 상류로(106A), 반경 구멍(107A), 축 구멍(107B), 공급실(114) 및 하류로(106B)를 통하여 배압실(113)에 공급됨으로써, 베인(109)을 실린더 블록(104)의 내주면에 대하여 가압하는 압력(배압)이 각 배압실(113) 내에 생성된다. 따라서, 압축실(110)로부터의 냉매 가스의 누출이 억제되어, 압축기의 압축 효율이 향상된다.
윤활유는 배압실(113)에 공급되기 전에 공급실(114)에 일시적으로 보유되고, 따라서 배압실(113)에 공급되는 윤활유의 압력은 토출압보다 더 낮은 압력으로 조절(토출압과 흡입압 사이의 중간압으로 조절)된다. 베인(109)이 실린더 블록(104)의 내주면에 대하여 지나치게 가압되지 않도록, 윤활유가 토출압으로 배압실(113)에 공급되는 것이 방지된다. 따라서, 공급실(114)은, 윤활유의 압력을 조절하는 압력 조절실로서 작용한다.
일본공개특허공보 2014-185596호
냉매 가스로부터의 윤활유의 분리 능력을 높이기 위해서는, 오일 원심분리기(112)의 원통부(112B)의 길이를 최대한 길게 하여, 원통부(112B)의 주위에서 냉매 가스의 선회 횟수를 증가시키는 것을 고려할 수 있다. 원통부(112B)의 길이 증가는, 공급실(114)이 형성되는 그 측면에서 엔드 프레임(112A)의 크기를 증가시키고, 따라서 베인형 압축기(100)의 크기가 증가될 수 있다.
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 부품의 개수를 감소시킴과 동시에, 크기가 감소된 베인형 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 실린더 블록; 실린더 블록의 일단에 연결되는 사이드 플레이트; 실린더 블록을 수용하고, 사이드 플레이트와 함께 토출실을 형성하는 하우징; 사이드 플레이트에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전축; 실린더 블록 내에서 회전축과 함께 회전하도록 회전축에 장착되며, 복수의 베인 슬롯을 갖는 로터; 베인 슬롯에 삽입되어 베인 슬롯의 내외로 이동 가능한 복수의 베인을 포함하는 베인형 압축기가 제공된다. 베인형 압축기는, 베인의 저면과 베인 슬롯 사이에, 각각 형성되는 복수의 배압실; 토출실에 각각의 배압실을 연결하는 배압 공급 통로; 실린더 블록 내에 베인과 로터에 의해 형성되는 복수의 압축실; 사이드 플레이트에 토출실 내로 돌출되도록 형성되는 원통형 수용부; 원통형 수용부에 수용되며, 토출 통로 내의 냉매가 냉매에 함유된 오일을 분리하도록 선회하는 오일 분리 공간을 갖는 오일 분리부; 및 저벽(bottom wall), 사이드 플레이트 및 회전축에 의해 구획되며, 오일 분리부에 의해 분리된 오일을 배압실로 공급하는 배압 공급 통로의 도중에 오일을 저장하도록 형성되는 오일 저장실을 더 포함한다. 각각의 압축실은 토출 통로를 통해 토출실과 연통 가능하다. 원통형 수용부의 내부는 토출 통로의 일부를 형성한다. 오일 분리부는, 저벽과, 회전축의 축 방향으로 저벽으로부터 연장되는 주벽(peripheral wall)을 포함하고, 주벽은, 토출 통로 내의 냉매가 오일 분리 공간 내로 유입되는 도입로를 가진다.
본 발명의 다른 실시예들과 이점들은, 첨부된 도면들과 함께, 본 발명의 원리를 실시예에 의하여 예시적으로 나타내는 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베인형 압축기의 종단면도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 오일 분리부와 그 주변의 확대 측단면도이다.
도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.
도 5는 오일 분리부의 분해 사시도이다.
도 6은 배경 기술에 따른 베인형 압축기의 종단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 베인형 압축기의 일 실시예를 도 1 내지 5를 참조하여 설명한다. 베인형 압축기는 차량 공조 장치에 이용되는 데 적합하다.
도 1을 참조하면, 서로 연결된 프론트 하우징(12) 및 리어 하우징(13)을 포함하는 하우징(11)을 포함하는 베인형 압축기(10)가 나타나 있다. 리어 하우징(13)에는, 원통형 형상을 갖는 실린더 블록(14)이 수용된다. 실린더 블록(14)은 단면이 타원형으로 형성되는 내주면을 가진다.
베인형 압축기(10)는, 프론트 하우징(12) 인근의 실린더 블록(14)의 일단면에 연결되는 프론트 사이드 플레이트(15)와, 프론트 사이드 플레이트(15)에 대향되는 측면에 실린더 블록(14)의 타단면에 연결되는 리어 사이드 플레이트(16)를 더 포함한다. 실린더 블록(14)의 양단은, 프론트 사이드 플레이트(15) 및 리어 사이드 플레이트(16)에 의해 폐쇄된다. 베인형 압축기(10)는, 프론트 사이드 플레이트(15) 및 리어 사이드 플레이트(16)에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전축(17)을 더 포함한다. 회전축(17)은 실린더 블록(14)을 관통한다. 실린더 블록(14)에는, 회전축(17)과 일체로 회전하는 로터(18)가 회전축(17)에 탑재된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 로터(18)는 내부에, 대체로 방사상으로 연장되도록 형성되는 복수의 베인 슬롯(18A)을 가진다. 복수의 베인(19)은, 베인(19)이 베인 슬롯(18A)의 내외로 이동 가능하도록, 베인 슬롯(18A)에 각각 삽입된다. 베인(19)의 저면(19E)과 베인 슬롯(18A) 사이에는, 각각 복수의 배압실(20)이 형성된다.
실린더 블록(14)에는, 복수의 압축실(21)이 형성된다. 각 압축실(21)은,로터(18)의 외주면과, 실린더 블록(14)의 내주면과, 서로 이웃하는 2개의 베인(19)과, 프론트 사이드 플레이트(15)의 단면과, 리어 사이드 플레이트(16)의 단면에 의해 구획된다. 베인형 압축기(10)에 있어서, 로터(18)의 회전에 따라 용적이 증가되는 압축실(21)은 흡입 행정에 있고, 로터(18)의 회전에 따라 용적이 감소되는 압축실(21)은 압축 행정에 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 베인형 압축기(10)에 있어서, 프론트 하우징(12)은 상부에 흡입 포트(12A)를 가지고, 또한 내부에는 흡입 포트(12A)와 연통하는 흡입 공간(12B)을 가진다. 프론트 사이드 플레이트(15)는 내부를 관통하여, 흡입 공간(12B)과 연통하는 흡입구(15A)를 가진다. 실린더 블록(14)은 내부를 관통하여, 베인형 압축기(10)의 회전축(17)의 축 방향으로 연장되는 흡입 통로(14A)를 가진다. 흡입 행정 중의 압축실(21)은 흡입구(15A) 및 흡입 통로(14A)를 통하여 흡입 공간(12B)과 연통한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록(14)은 회전축(17)을 사이에 두고 그 외주면에서 2개의 대향 위치에, 일반적으로 반경 방향 내측으로 오목한 2개의 오목부(14B)를 가진다. 각 오목부(14B)는, 실린더 블록(14)의 외주면으로부터 회전축(17)을 향하여 연장되는 연설면(extending surface; 141B)과, 연설면(141B)에 교차하는 방향으로 실린더 블록(14)의 외주면을 향하여 연장되는 부착면(142B)을 포함한다. 연설면(141B) 및 부착면(142B)(실린더 블록(14)의 외주면)과, 연설면(141B) 및 부착면(142B)과 대면하는 리어 하우징(13)의 내주면의 일부와, 프론트 사이드 플레이트(15)의 단면과, 리어 사이드 플레이트(16)의 단면에 의해, 토출 공간(22)이 구획된다. 즉, 2개의 토출 공간(22)이 실린더 블록(14)의 그 대향 측 2개의 위치에 형성된다.
실린더 블록(14)은, 부착면(142B)을 관통하여 각 토출 공간(22)에 개구되고, 압축 행정 중의 압축실(21)과 토출 공간(22) 사이를 연통시키는 토출구(23)를 가진다. 각 오목부(14B)의 부착면(142B)에는, 토출구(23)를 개폐하는 토출 밸브(23V)와, 토출 밸브(23V)의 개도를 조절하는 리테이너(retainer; 23A)가 부착된다. 압축실(21)에서 압축된 냉매 가스는, 토출 밸브(23V)를 밀어내어 토출구(23)를 통하여 토출 공간(22) 내로 흐른다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 리어 하우징(13)은 그 상부를 관통하여 토출 포트(13A)가 형성된다. 리어 사이드 플레이트(16)와 리어 하우징(13) 사이에는, 로터(18)에 대향하는 리어 사이드 플레이트(16) 측에 토출실(25)이 형성된다. 리어 사이드 플레이트(16)의 하부에는, 하부에서 토출실(25)과 연통하는 제1 공급로(16A)가 형성된다. 제1 공급로(16A)는, 리어 사이드 플레이트(16)의 하부로부터 회전축(17)의 외주면을 향하여 회전축(17)의 반경 방향으로 연장된다. 회전축(17)은 내부에, 회전축(17)의 반경 방향으로 연장되고 제1 공급로(16A)에 연통 가능한 제1 축내 통로(17A)를 가진다. 회전축(17)은 내부에, 회전축(17)의 축 방향으로 연장되고 제1 축내 통로(17A)에 연통 가능한 제2 축내 통로(17B)를 더 가진다. 제2 축내 통로(17B)의 일단은, 회전축(17)의 후단에 개구된다.
리어 사이드 플레이트(16)는, 토출실(25)과 대면하는 그 단면으로부터 토출실(25) 내로 돌출하는 원통형의 수용부(30)를 포함한다. 수용부(30)는, 회전축(17)의 축 방향으로 연장된다. 회전축(17)의 후단면은 수용부(30)와 대면하며, 수용부(30) 내에 수용된다. 즉, 제2 축내 통로(17B)는, 수용부(30)에 개구된다.
리어 사이드 플레이트(16)는, 토출실(25)과 대면하는 리어 사이드 플레이트(16)의 단면과 수용부(30)의 외주면 사이에서 연장되는 패딩부(thickened portion; 16F)를 가진다. 토출 공간(22)과 수용부(30)의 내부는, 리어 사이드 플레이트(16)를 관통하여 형성되는 관통로(26)를 통해 상호 연통 가능하다. 관통로(26)는, 제1 통로(26A)와, 제2 통로(26B)를 포함한다. 제1 통로(26A)는, 그 일단이 토출 공간(22)과 연통하고, 그 타단은 제2 통로(26B)의 일단과 연통한다. 제1 통로(26A)로부터 이어지는 제2 통로(26B)는, 패딩부(16F)를 관통하여 그 타단에서 수용부(30)의 내부와 연통한다. 토출 공간(22) 내로 토출된 냉매 가스는, 관통로(26)를 통하여 수용부(30)의 내부로 흐른다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 수용부(30)는 내부에, 수용부(30)로 유입된 냉매 가스로부터 오일을 분리하는 오일 분리부(40)를 가진다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 오일 분리부(40)는, 모두 수지(resin)제인 제1 부재(41) 및 제2 부재(51)를 포함한다.
제1 부재(41)는, 디스크 형상의 저벽(42)과, 저벽(42)으로부터 회전축(17)의 축 방향으로 연장되는 주벽(43)을 포함한다. 제2 부재(51)는, 원환판 형상(annular plate shape)을 갖는 덮개(52)와, 원환판 형상을 가지고 제1 부재(41)에 대향하는 덮개(52) 측에 마련되는 구분판(partition; 53)을 가진다.
제1 부재(41)의 주벽(43)은, 회전축(17)의 축 방향으로 연장된다. 저벽(42)은 회전축(17)과 대면하는 그 일단에, 오목부(42A)를 가지고, 리어 사이드 플레이트(16)의 일부는, 오목부(42A) 내에 위치된다. 수용부(30)는 그 내부에서, 수용부(30)의 내주면과 주벽(43)의 외주면 사이에 환형의 간극(44)을 가진다. 관통로(26)는 간극(44)과 연통한다.
도 4 및 5를 참조하면, 주벽(43)은 내부에, 원 형상의 오일 분리 공간(40A)과, 냉매 가스가 오일 분리 공간(40A) 내로 도입되는 복수의 도입로(45)(본 실시예에서는 4개)를 가진다. 냉매 가스에 함유된 오일은, 오일 분리 공간(40A)에서 냉매 가스를 선회시킴으로써 오일 분리 공간(40A) 내에서 분리된다. 각 도입로(45)는, 내주면(43A)에 접선 방향으로 연장된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 도입로(45)는, 주벽(43) 또는 회전축(17)의 축 방향에 수직으로 연장된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 주벽(43)은 저벽(42)에 대향하는 단면(43E)에, 복수의 홈(45A)을 가지고, 도입로(45)는, 덮개(52)에 의해 홈(45A)을 덮음으로써 형성된다. 오일 분리부(40)의 제1 부재(41)는, 원형 단면을 가지며 주벽(43) 내에서 연장되는 원통형의 선회축(46)을 더 포함한다. 구체적으로, 선회축(46)은, 토출실(25)과 대면하는 저벽(42)의 단면으로부터 회전축(17)의 축 방향으로 연장되도록 마련된다. 주벽(43)은, 선회축(46)을 둘러싸도록 형성된다. 축 방향으로 선회축(46)의 길이는, 동일한 축 방향으로 주벽(43)의 두께 또는 길이보다 더 크고, 선회축(46)은, 주벽(43)의 단면(43E)을 넘어 연장된다.
덮개(52)는 그 중앙부에, 선회축(46)이 삽입 통과 가능한 삽입 통과공(52A)을 가진다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 삽입 통과공(52A)의 내주면과, 주벽(43)의 내주면(43A)은 동일한 곡률 반경을 가지고, 상호 정렬되어 형성된다. 구분판(53)은 그 중앙부에, 원통형 구멍 형상의 연통부(53A)가 형성된다. 연통부(53A)의 내경은, 선회축(46)의 지름보다 더 크다. 덮개(52)와 구분판(53)은, 복수의 연결체(54)에 의해 연결된다. 선회축(46)은, 저벽(42)으로부터 연통부(53A) 내로 연장된다.
오일 분리부(40)의 제1 부재(41)와 제2 부재(51)는, 선회축(46)이 삽입 통과공(52A)을 통과하고, 덮개(52)의 단면이 주벽(43)의 단면(43E)에 맞닿은 상태에서 수용부(30) 내에 수용된다. 따라서, 오일 분리부(40)는, 제2 부재(51)가 제1 부재(41)보다 회전축(17)으로부터 더 멀리 떨어지도록, 수용부(30) 내에서 제1 부재(41) 및 제2 부재(51)가 회전축(17)의 축 방향으로 적층됨으로써 형성된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 오일 분리부(40)는, 본 발명의 리테이너(retainer)인, C형 서클립(circlip; 59)에 의해 수용부(30) 내에 보유 지지된다. 수용부(30)의 내주면에는 환상(annular) 오목부(30A)가 형성되고, 서클립(59)은 환상 오목부(30A)에 끼워진다. 환상 오목부(30A)의, 수용부(30)의 개구 측 표면은, 수용부(30)의 개구를 향하여 테이퍼짐(tapered)으로써, 테이퍼면(30B)과 접촉하도록 테이퍼면(30B)을 형성한다. 서클립(59)의 외주연부는, 수용부(30)의 개구를 향하여 테이퍼짐으로써, 테이퍼면(30B)에 일치하는 테이퍼면(59A)을 형성한다.
서클립(59)이 환상 오목부(30A) 내에 설치되면, 서클립(59)의 양단이 폐쇄되어 서클립(59)의 크기가 감소되는 동안, 서클립(59)의 테이퍼면(59A)은 환상 오목부(30A)의 테이퍼면(30B)에 슬라이딩되고, 이에 따라 환상 오목부(30A) 내에서 서클립(59)의 복원력에 의해 오일 분리부(40)가 리어 사이드 플레이트(16)에 대하여 가압된다. 그러면, 리어 사이드 플레이트(16)와 대면하는 저벽(42)의 단면이, 리어 사이드 플레이트(16)에 대하여 가압되고, 오일 분리부(40)의 제1 부재(41)와 리어 사이드 플레이트(16) 사이의 실링(sealing)이 달성된다.
수용부(30)는 그 내부에, 오일 분리부(40)에 의해 냉매 가스로부터 분리된 오일이 저장되는 오일 저장 공간(55)이 형성된다. 오일 저장 공간(55)은, 덮개(52)와, 오일 분리부(40)의 제2 부재(51)의 구분판(53) 사이에 형성된다. 또한, 수용부(30)는 그 후부에, 오일 저장 공간(55)의 하류 측에 냉매 배출 공간(56)을 가진다. 오일 분리부(40)에 의해 오일이 분리된 냉매 가스는 냉매 배출 공간(56)으로 토출된다. 냉매 배출 공간(56)은, 구분판(53)을 가로질러 오일 저장 공간(55)에 대향하는 측에 마련된다. 따라서, 구분판(53)은, 수용부(30) 내에서 냉매 가스의 유동 방향에 대하여 오일 저장 공간(55)의 하류에 마련되고, 냉매 배출 공간(56)으로부터 오일 저장 공간(55)을 분리한다. 오일 저장 공간(55)과 냉매 배출 공간(56)은, 구분판(53)을 관통하여 형성되는 연통부(53A)를 통해 상호 연통된다. 수용부(30)는, 오일 저장 공간(55)과 토출실(25)의 하부 사이를 연통시키는 배출공(30H)을 가진다.
수용부(30)에는, 오일 분리부(40)의 제1 부재(41)의 저벽(42), 리어 사이드 플레이트(16)의 일부, 및 회전축(17)의 후단면에 의해, 오일 저장실(28)이 구획된다. 오일 저장실(28)은, 수용부(30) 내에 위치된다. 제2 축내 통로(17B)는 오일 저장실(28)과 연통한다. 리어 사이드 플레이트(16)는, 리어 사이드 플레이트(16)를 관통하여, 오일 저장실(28)과 배압실(20)이 상호 연통 가능하게 형성되는 제2 공급로(16B)를 가진다. 제1 공급로(16A), 제1 축내 통로(17A), 제2 축내 통로(17B), 오일 저장실(28) 및 제2 공급로(16B)는 함께, 토출실(25)과 배압실(20) 사이에 배압 공급 통로(29)를 형성한다.
다음으로, 본 실시예에 따른 베인형 압축기의 작용에 대해서 설명한다.
압축실(21)로부터 토출구(23)를 통하여 토출 공간(22) 내로 토출된 냉매 가스는, 관통로(26)를 통하여 간극(44)으로 유출된다. 간극(44) 내로 흐른 냉매 가스는, 도입로(45)를 통하여 오일 분리 공간(40A) 내로 도입된다. 도입로(45)는 내주면(43A)의 접선 방향으로 연장되고, 따라서 도입로(45)를 통하여 오일 분리 공간(40A) 내로 도입된 냉매 가스는, 주벽(43)의 내주면(43A)을 따라 선회하기 쉽다. 또한, 오일 분리부(40)는 선회축(46)을 가지고, 냉매 가스는 선회축(46) 주위를 선회한다. 이것은, 냉매 가스가 주벽(43)의 내주면(43A)을 따라 선회하는 것을 용이하게 한다. 냉매 가스가 주벽(43)의 내주면(43A)을 따라 선회함으로써, 냉매 가스에 포함되는 오일이 냉매 가스로부터 원심 분리되어 주벽(43)의 내주면(43A)에 부착된다. 주벽(43)의 내주면(43A)에 부착된 오일은, 주벽(43)의 내주면(43A)과, 덮개(52)의 삽입 통과공(52A)의 내주면을 따라 오일 저장 공간(55)으로 흘러내리고, 배출공(30H)을 통하여 토출실(25)의 하부로 흐른다. 오일 저장 공간(55)에서, 냉매 가스에 포함된 오일은 냉매 가스가 선회축(46) 주위를 선회함으로써 원심 분리된다. 오일이 분리된 냉매 가스는, 냉매 배출 공간(56)으로 배출되고나서, 토출 포트(13A)를 통하여 외부 냉매 회로로 토출된다. 토출구(23), 토출 공간(22), 관통로(26), 간극(44), 도입로(45), 오일 분리 공간(40A), 삽입 통과공(52A), 오일 저장 공간(55), 연통부(53A), 서클립(59) 내의 공간, 및 냉매 배출 공간(56)은 함께, 압축실(21)로부터 토출된 냉매 가스를 토출실(25)로 안내하는 토출 통로를 형성한다. 수용부(30)의 내부는, 토출 통로의 일부를 형성한다.
토출실(25)의 하부에 저장된 오일의 일부는, 제1 공급로(16A), 제1 축내 통로(17A), 제2 축내 통로(17B), 오일 저장실(28) 및 제2 공급로(16B)를 통하여 배압실(20)로 공급된다. 배압실(20)로 공급되는 도중에, 오일은 오일 저장실(28)에 일시적으로 보유되어, 오일의 압력은 토출실(25)보다 더 낮은 압력(흡입압과 토출압 사이의 중간압)으로 조절된다. 오일이 중간압으로 배압실(20)에 공급됨으로써, 베인(19)이 실린더 블록(14)의 내주면에 대하여 지나치게 가압되지 않는다. 각 배압실(20) 내의 압력(배압)이 실린더 블록(14)의 내주면에 대하여 베인(19)을 가압하여, 압축실(21)로부터 냉매 가스의 누출이 방지되고, 베인형 압축기(10)의 압축 효율이 향상된다.
상기 실시예는 다음의 효과를 제공한다.
(1) 본 발명의 베인형 압축기에서, 리어 사이트 플레이트(16)는 오일 분리부(40)를 내부에 수용하는 수용부(30)를 포함한다. 오일 분리부(40)는, 저벽(42), 주벽(43) 및, 냉매 가스를 오일 분리 공간(40A) 내로 도입시키는 도입로(45)를 가진다. 저벽(42), 리어 사이드 플레이트(16) 및 회전축(17)은 함께, 배압 공급 통로(29)의 도중에서 오일을 보유하는 오일 저장실(28)을 구획한다. 오일 저장실(28)을 구획하는 저벽(42)은 수용부(30) 내에 위치되며, 저벽(42)의 크기가 증가되는 것을 방지한다. 리어 사이드 플레이트(16)는, 오일 분리부(40)를 수용하는 케이스의 일부로서 작용하고, 오일 분리부(40)의 저벽(42)은 또한, 오일 저장실(28)을 구획하는 구획벽의 일부로서 작용하기 때문에, 사용되는 부품의 개수 및 베인형 압축기(10)의 크기가 감소될 수 있다.
(2) 오일 분리부(40)는, 주벽(43)에서 연장되는 원통형의 선회축(46)을 가진다. 이러한 구성은, 도입로(45)를 통하여 주벽(43)의 오일 분리 공간(40A) 내로 도입된 냉매 가스가, 주벽(43)의 내주면(43A)을 따라 선회축(46) 주위를 쉽게 선회하는 것을 도와서, 냉매 가스로부터 오일의 분리 능력을 향상시킨다.
(3) 수용부(30)에는 오일 저장 공간(55)을 냉매 배출 공간(56)으로부터 분리시키는 구분판(53)이 마련된다. 구분판(53)은 내부에, 오일 저장 공간(55)과 냉매 배출 공간(56) 사이를 연통시키는 연통부(53A)를 가진다. 이러한 구성의 구분판(53)은, 냉매 배출 공간(56) 내로 배출된 냉매 가스가 역류하거나 오일 저장 공간(55)으로 흐르는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 따라서, 냉매 배출 공간(56) 내로 배출된 냉매 가스가, 오일 저장 공간(55)에 저장된 오일을 휘저어 올려 냉매 가스와 다시 혼합되게 하지 않는다.
(4) 오일 분리부(40)는, 복수의 도입로(45)를 가진다. 따라서, 도입로(45)의 합계 단면적이 크게 필요할 때, 오일 분리부(40)에 동일한 합계 단면적을 갖는 단일의 도입로(45)만 마련되어, 냉매 가스의 난류나, 냉매 가스의 불충분한 선회를 발생시킬 수 있는 구성과 비교하여, 각 도입로(45)의 단면적이 더 작을 수 있다.
(5) 주벽(43)의 단면(43E)에는, 복수의 홈(45A)이 형성되고, 도입로(45)는, 덮개(52)에 의해 복수의 홈(45A)을 덮음으로써 형성된다. 이러한 구성에 따르면, 홈(45A)은 몰딩(molding)에 의해 주벽(43)의 단면(43E)에 형성될 수 있고, 도입로(45)는, 덮개(52)에 의해 각각의 홈(45A)을 덮음으로써 형성될 수 있다. 따라서, 복수의 도입로(45)가, 몰딩이나 필요한 개수의 구멍을 주벽(43)을 관통하여 드릴링(drilling)함으로써 주벽(43)을 관통하여 서로 다른 방향으로 형성되는 구멍들인 경우와 비교하여, 오일 분리부(40)의 제조가 간소화될 수 있다.
(6) 오일 분리부(40)는, 서클립(59)에 의해 수용부(30) 내에 안정적으로 보유 지지된다. 따라서, 오일 분리부(40)가 수용부(30)에 압입(press-fitting)되는 경우와 비교하여, 압입에 필요한 큰 마진(margin)으로 인하여 베인형 압축기(10)의 그 축 방향 크기가 증가되는 것이 방지된다.
(7) 도입로(45)는, 회전축(17)의 축 방향에 수직으로 연장되도록 형성된다. 따라서, 도입로(45)가, 회전축(17)의 축 방향에 대하여 비스듬히 교차하게 연장되도록 형성되는 경우와 비교하면, 냉매 가스의 선회 횟수가 증가되어, 냉매 가스로부터 오일의 분리 능력이 더욱 향상된다.
(8) 본 실시예에 따르면, 오일 분리부(40)는, 제1 부재(41) 및 제2 부재(51)를 회전축(17)의 축 방향으로 수용부(30) 내에 적층함으로써 형성되어, 조립 작업이 용이해진다.
(9) 수용부(30)의 냉매 배출 공간(56)을 통해 토출실(25) 내로 배출된 냉매 가스는, 리어 하우징(13)의 내부 단벽에 충돌한다. 따라서, 냉매 가스에 남아 있는 미량의 잔존 오일이, 냉매 가스의 단벽에 대한 충돌에 의해 분리될 수 있다.
상기 실시예는 다음과 같이 변형될 수 있음에 주목한다.
상기 실시예에 있어서, 도입로(45)는, 회전축(17)의 축 방향에 대하여 비스듬히 연장되도록 형성될 수도 있다.
상기 실시예에 따른 베인형 압축기의 오일 분리부(40)는, 서클립(59)이 마련되지 않을 수 있다. 대신에, 오일 분리부(40)는, 수용부(30)에 압입될 수 있다.
상기 실시예에 있어서, 도입로(45)는 주벽(43)을 관통하여 형성되는 구멍일 수 있다.
상기 실시예에 있어서, 도입로(45)의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
상기 실시예에 따른 베인형 압축기의 오일 분리부(40)는, 구분판(53)이 마련되지 않을 수 있다. 즉, 오일 저장 공간(55)은 생략될 수 있다.
상기 실시예에 따른 베인형 압축기의 오일 분리부(40)는, 선회축(46)이 마련되지 않을 수 있다.
상기 실시예에 따른 베인형 압축기의 오일 분리부(40)에 있어서, 덮개(52)와 구분판(53)은 개별 부재일 수 있다.
상기 실시예에 따른 베인형 압축기의 오일 분리부(40)에 있어서, 제1 부재(41)와 제2 부재(51)는 서로 상이한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 제1 부재(41)가 수지제이고, 제2 부재(51)가 금속제일 수 있다.
상기 실시예에 따른 베인형 압축기의 오일 분리부(40)에 있어서, 오일 분리부(40)(또는, 제1 부재(41) 및 제2 부재(51))는 알루미늄과 같은 금속으로 제조될 수 있다.
오일 분리부(40)의 제1 부재(41) 및 제2 부재(51)는, 일체 구조로 형성될 수 있다.
상기 실시예에 있어서, 실린더 블록(14)이 하우징(11) 내에 배치되는 한, 실린더 블록(14)은 하우징(11)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 실시예에 따른 베인형 압축기에 있어서, 베인형 압축기(10)는, 차량 공조 장치 외의 공조 장치에 이용될 수 있다.
10 : 베인형 압축기
11 : 하우징
14 : 실린더 블록
16 : 사이드 플레이트로서의 리어 사이드 플레이트
17 : 회전축
18 : 로터
18A : 베인 슬롯
19 : 베인
19E : 저면
20 : 배압실
21 : 압축실
25 : 토출실
28 : 오일 저장실
29 : 배압 공급 통로
30 : 수용부
40 : 오일 분리부
40A : 오일 분리 공간
42 : 저벽
43 : 주벽
43E : 단면
45 : 도입로
45A : 홈
46 : 선회축
52 : 덮개
53 : 구분판
53A : 연통부
55 : 오일 저장 공간
56 : 냉매 배출 공간
59 : 리테이너인 서클립

Claims (7)

  1. 실린더 블록;
    상기 실린더 블록의 일단에 연결되는 사이드 플레이트;
    상기 실린더 블록을 수용하고, 상기 사이드 플레이트와 함께 토출실을 형성하는 하우징;
    상기 사이드 플레이트에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전축;
    상기 실린더 블록 내에서 상기 회전축과 함께 회전하도록 상기 회전축에 장착되며, 복수의 베인 슬롯을 갖는 로터;
    상기 베인 슬롯에 삽입되어 상기 베인 슬롯의 내외로 이동 가능한 복수의 베인;
    상기 베인의 저면과 상기 베인 슬롯 사이에, 각각 형성되는 복수의 배압실;
    상기 토출실에 각각의 상기 배압실을 연결하는 배압 공급 통로;
    상기 실린더 블록 내에 상기 베인과 상기 로터에 의해 형성되며, 각각이 토출 통로를 통해 상기 토출실과 연통 가능한 복수의 압축실;
    상기 사이드 플레이트에 상기 토출실 내로 돌출되도록 형성되며, 내부가 상기 토출 통로의 일부를 형성하는 원통형 수용부;
    상기 원통형 수용부에 수용되며, 상기 토출 통로 내의 냉매가 냉매에 함유된 오일을 분리하도록 선회하는 오일 분리 공간을 가지고, 저벽과, 상기 회전축의 축 방향으로 상기 저벽으로부터 연장되며 상기 토출 통로 내의 냉매가 상기 오일 분리 공간 내로 유입되는 도입로를 갖는 주벽을 포함하는 오일 분리부; 및
    상기 저벽, 상기 사이드 플레이트 및 상기 회전축에 의해 구획되며, 상기 오일 분리부에 의해 분리된 오일을 상기 배압실로 공급하는 상기 배압 공급 통로의 도중에 오일을 저장하도록 형성되는 오일 저장실을 포함하는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일 분리부는, 상기 주벽의 내부에서 연장하는 원통형 선회축을 포함하는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수용부는, 상기 오일 분리부에 의해 냉매로부터 분리된 오일이 저장되는 오일 저장 공간을 가지고,
    상기 수용부 내에 냉매의 유동 방향에 대하여 상기 오일 저장 공간의 하류에 구분판이 마련되어, 상기 오일 저장 공간을, 상기 오일 분리부에 의해 오일이 분리된 냉매가 배출되는 냉매 배출 공간으로부터 분리하며,
    상기 구분판은, 상기 오일 저장 공간과 상기 냉매 배출 공간을 서로 연통시키는 연통부를 갖는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오일 분리부는, 상기 도입로를 복수로 포함하는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저벽과 대향되는 상기 주벽의 단부에는 복수의 홈이 형성되고, 상기 복수의 도입로는, 덮개에 의해 각각의 상기 홈을 덮음으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오일 분리부는, 리테이너(retainer)에 의해 상기 수용부 내에 보유 지지되는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도입로는, 상기 회전축의 축 방향에 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 베인형 압축기.
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