KR20170092044A

KR20170092044A - 로터리 압축기

Info

Publication number: KR20170092044A
Application number: KR1020160013071A
Authority: KR
Inventors: 문석환; 강승민; 이병철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2017-08-10
Also published as: KR102442466B1

Abstract

본 발명에 의한 로터리 압축기는, 베인슬롯의 외주측 단면적을 내주측 단면적보다 작게 형성함으로써, 베인이 롤러 방향으로 힘을 받는 면적을 감소시켜 롤러와 베인 사이의 접촉력을 줄일 수 있으며, 베인과 베인슬롯 사이에 흡입압과 중간압을 선택적으로 형성할 수 있는 가스수용부가 형성됨으로써, 베인과 롤러 사이의 접촉력을 적절하게 제어할 있으며, 롤러와 접하는 베인의 접촉면이 압축실쪽에 넓게 형성되도록 함으로써, 베인이 롤러의 반대방향으로 받는 힘을 높여 롤러와 베인 사이의 접촉력을 낮출 수 있다. 이를 통해 롤러와 베인 사이의 기계적 마찰손실을 줄여 압축기 효율을 높일 수 있다. 또, 이러한 구성은 원형롤러가 적용되는 통상의 로터리 압축기에도 적용하여 압축기 효율이 향상될 수 있다.

Description

로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 특히 회전하는 롤러에 베인이 접촉되어 흡입실과 압축실로 분리하는 로터리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 회전식과 왕복동식으로 구분할 수 있다. 회전식 압축기는 피스톤이 실린더에서 회전 또는 선회운동을 하면서 압축공간의 체적을 가변시키는 방식이고, 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더에서 왕복운동을 하면서 압축공간의 체적을 가변시키는 방식이다. 회전식 압축기로는 전동부의 회전력을 이용하여 피스톤이 회전을 하면서 냉매를 압축하는 로터리 압축기가 알려져 있다.

로터리 압축기는 지속적으로 고효율화, 소형화와 관련된 기술 개발이 강조되고 있다. 또, 소형화의 경우 압축기 운전속도 가변 범위를 증대시킴으로써 더 많은 냉방능력(Cooling Capacity)을 만족하는 기술 개발이 이루어지고 있다.

상기와 같은 로터리 압축기는 실린더의 개수에 따라 단식 로터리 압축기와 복식 로터리 압축기로 구분할 수 있다. 복식 로터리 압축기는 복수 개의 실린더를 적층하여 복수 개의 압축공간을 형성하는 방식과, 한 개의 실린더에 복수 개의 압축공간을 형성하는 방식으로 구분될 수 있다.

전자의 경우는 회전축에 복수 개의 롤러가 높이차를 두고 구비되고, 이 복수 개의 롤러가 각 실린더의 압축공간에서 편심 회전운동을 하면서 각 압축공간에서 냉매를 번갈아 흡입, 압축하여 토출하는 방식이다. 따라서, 전자의 경우는 복수 개의 실린더를 축방향으로 설치함에 따라 그만큼 압축기의 크기가 증가할 뿐만 아니라, 재료비용이 증가하게 되는 단점이 있었다.

반면, 후자의 경우는 도 1에서와 같이 회전축(1)에 타원형으로 된 한 개의 롤러(2)가 구비되고, 그 한 개의 롤러(2)가 두 개의 베인(3A)(3B)과 함께 한 개의 실린더(4)에서 복수 개의 압축공간(V1)(V2)을 형성하여 동심 회전운동을 하면서 양쪽 압축공간(V1)(V2)에서 냉매를 동시에 흡입, 압축하여 토출하는 방식이다. 따라서, 후자의 경우는 두 개의 압축공간(V1)(V2)에서 동일 위상으로 냉매가 흡입,압축,토출되므로, 1회전시 많은 체적을 압축시키면서도 기구부 습동면적이 감소하고 소형화가 가능하며 축 중심으로 향하는 가스력이 상쇄되어 저널부반력 감소로 인한 고속화가 가능하다는 장점이 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 로터리 압축기는, 짧은 압축주기에 따른 과압축손실과 롤러의 자전이 없음에 따른 기계손실 증가가 문제가 될 수 있다. 즉, 직선운동을 하는 베인(3A)(3B)이 자전없는 회전운동을 하는 롤러(2)의 외주면과 반경방향으로 접촉함에 따라, 롤러(2)와 베인(3A)(3B) 사이에서 기계적인 마찰손실이 증가하게 된다. 이러한 롤러(2)와 베인(3A)(3B) 사이에서 발생하는 기계적인 마찰손실은, 베인의 개수가 많을수록, 실린더의 동일 내경 및 높이 조건에서 롤러(2)의 이심률이 감소할수록 선속도가 비례적으로 증가하게 되어 압축기 효율이 크게 저하되는 요인이 될 수 있다.

또, 종래의 로터리 압축기는, 베인(3A)(3B)의 전방단이 자전없이 회전하는 롤러(2)의 외주면에 접촉됨에 따라 롤러(2)와 베인(3A)(3B) 사이에 기계적인 마찰손실이 증가할 수 있으나, 이를 감안하여 각 베인(3A)(3B)에 대한 배압력을 너무 낮추면 베인(3A)(3B)과 롤러(2) 사이의 접촉력이 감소되면서 압축실의 냉매가 흡입실로 누설되는 문제점이 있었다. 이러한 문제는 롤러(2)가 타원형으로 형성되는 경우에 베인(3A)(3B)이 롤러(2)의 단축과 만나는 시점인 롤러의 회전각이 90°인 지점에서 베인(3A)(3B)과 롤러(2) 사이의 접촉력이 가장 낮아져 냉매 누설이 증가하게 될 수 있었다.

또, 종래의 로터리 압축기는, 롤러(2)의 회전각에 따라서는 그 롤러(2)와 베인(3A)(3B) 사이가 분리되는 이탈점이 발생할 수 있는데, 특히 롤러(2)가 타원형인 경우에는 베인(3A)(3B)과 롤러(2) 사이의 접촉점의 변위량이 증가하고 이로 인해 베인(3A)(3B)과 롤러(2) 사이의 이탈점이 발생하는 영역이 증가하여 압축기의 설계 자유도가 제한되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 로터리 압축기는, 도 2와 같이 롤러(2)와 접하는 베인(3A)3B)의 단부가 그 베인(3A)(3B)의 길이방향 중심선(CL)에 곡률 반경(R)의 중심(O)이 위치하도록 형성됨에 따라, 특히 회전각이 90°인 지점에서의 접촉점(P)을 기준으로 보면 흡입실쪽에서 가스력(Fs)을 받는 베인(3A)의 단부 면적과 압축실에서 가스력(Fc)을 받는 베인(3A)의 단부 면적이 서로 동일하게 된다. 이는, 베인(3A)의 단부가 받을 수 있는 가스력이 제한되어 베인과 롤러 사이에서 발생되는 기계적 마찰손실이 증가되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 베인이 롤러방향으로 받는 힘을 줄여 롤러와 베인 사이의 접촉력을 낮추고 이를 통해 롤러와 베인 사이의 기계적 마찰손실을 줄일 수 있는 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 베인의 돌출량에 따라 그 베인과 롤러 사이의 접촉력이 상이하게 되도록 함으로써 기계적 마찰손실을 적절하게 제어하여 압축기 효율을 높일 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 베인과 롤러 사이의 이탈점이 발생되는 구간에는 베인에 배압력을 공급하여 베인이 이탈되는 것을 방지하도록 하는 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 롤러의 반대방향으로 작용하는 베인에 대한 항력을 높여 롤러와 베인 사이의 접촉력을 감소시킬 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 회전축에 롤러를 일체로 형성하여 롤러의 자전에 따른 마찰손실을 줄이면서도 롤러와 베인 사이의 접촉력을 감소시켜 전체적인 기계적 마찰손실을 감소시킬 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 베인의 후방단 단면적을 전방단 단면적보다 작게 형성하여 롤러 방향으로 힘을 받는 면적을 감소시킴으로써 상기 롤러와 베인 사이의 접촉력을 줄일 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 베인과 베인슬롯 사이에 흡입압과 중간압을 선택적으로 형성할 수 있는 가스수용부가 형성되어 상기 베인과 롤러 사이의 접촉력을 적절하게 제어할 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 롤러와 접하는 베인의 접촉면이 압축실쪽에 넓게 형성되도록 하여 베인이 롤러의 반대방향으로 받는 힘을 증가시킬 수 있는 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더; 상기 회전축에 구비되어 회전하며, 상기 실린더에 적어도 두 개의 압축공간이 형성되도록 외주면의 적어도 둘 이상의 부위가 상기 실린더의 내주면에 접하는 롤러; 및 상기 롤러의 외주면에 접하여 상기 둘 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획하는 적어도 두 개 이상의 베인;을 포함하며, 상기 실린더에는 상기 베인의 양쪽 측면과 접하도록 내측면을 가지는 적어도 두 개 이상의 베인슬롯이 형성되고, 상기 베인슬롯은 외주측 단면적이 내주측 단면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 베인슬롯의 측면에는 상기 베인슬롯의 내주측 단부에서 외주방향으로 소정의 길이만큼 단차진 슬롯측 단차부가 형성되고, 상기 슬롯측 단차부에 대응되는 상기 베인의 측면에는 상기 슬롯측 단차부와 반대방향으로 단차진 베인측 단차부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 슬롯측 단차부와 베인측 단차부의 사이에는 상기 베인의 움직임에 따라 체적이 가변되는 공간이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실린더에는 상기 공간을 흡입실에 연통시키는 연통유로가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실린더와 베인에는 상기 공간을 흡입실에 연통시키는 연통유로가 각각 형성될 수 있다.

그리고, 상기 연통유로는 상기 롤러와 베인 사이의 선속도가 가장 큰 부위에서는 상기 흡입실과 공간 사이가 연통되는 반면, 상기 선속도가 가장 작은 부위에서는 상기 흡입실과 공간 사이가 차단되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 연통유로는, 상기 베인의 측면에 형성되는 베인측 연통홈; 및 상기 실린더에 형성되어 상기 베인의 움직임에 따라 상기 베인측 연통홈과 공간 사이를 선택적으로 연통시키는 슬롯측 연통홈;으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 베인측 단차부의 전방측에는 상기 베인슬롯과 접하여 실링면적을 확보하는 베인측 실링부가 형성되고, 상기 베인측 연통홈은 상기 베인측 실링부에 형성되며, 상기 슬롯측 연통홈은 상기 슬롯측 단차부의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 베인측 연통홈은 상기 베인측 실링부의 상하 양단 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽 모서리에 형성되고, 상기 슬롯측 연통홈은 상기 슬롯측 단차부의 상하 양단 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽 모서리에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 베인은, 베인몸체; 및 상기 베인몸체의 전방단에 볼록하게 형성되는 베인돌부;로 이루어지고, 상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더; 상기 회전축에 구비되어 회전하며, 상기 실린더에 적어도 두 개의 압축공간이 형성되도록 외주면의 적어도 둘 이상의 부위가 상기 실린더의 내주면에 접하는 롤러; 및 상기 롤러의 외주면에 접하여 상기 둘 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획하는 적어도 두 개 이상의 베인;을 포함하며, 상기 실린더에는 상기 베인의 양쪽 측면과 접하도록 내측면을 가지는 적어도 두 개 이상의 베인슬롯이 형성되고, 상기 베인슬롯과 이에 대응하는 베인의 측면 사이에 흡입압과 토출압의 중간압력인 중간압을 이루는 배압공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 배압공간은 상기 베인의 돌출량이 가장 큰 시점에는 상기 배압공간이 흡입실과 차단되어 중간압실을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 배압공간은 상기 베인의 움직임에 따라 체적이 가변될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더; 상기 실린더의 내부에서 그 실린더와 동심으로 회전하며, 상기 실린더에 적어도 두 개 이상의 압축공간이 형성되도록 하는 롤러; 및 상기 롤러의 외주면에 접하여 상기 실린더에 미끄러지게 결합되고, 상기 둘 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획하는 적어도 두 개의 베인;을 포함하고, 상기 베인의 일측면과 이에 대응하는 실린더의 사이에는 상기 베인의 움직임에 따라 체적이 가변되는 공간이 형성되며, 상기 공간은 상기 실린더 또는 상기 베인에 구비되는 연통유로를 통해 상기 흡입실과 연통되는 것을 특징으로 하는 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 베인의 돌출량이 가장 작은 시점에는 상기 연통유로가 개방될 수 있다.

그리고, 상기 베인의 돌출량이 가장 큰 시점에는 상기 연통유로가 차단될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더; 상기 회전축에 구비되어 회전하며, 상기 실린더에 적어도 두 개의 압축공간이 형성되도록 외주면의 적어도 둘 이상의 부위가 상기 실린더의 내주면에 접하는 롤러; 및 상기 롤러의 외주면에 접하여 상기 둘 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획하는 적어도 두 개 이상의 베인;을 포함하고, 상기 베인은, 베인몸체; 및 상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고, 상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 베인돌부의 그 곡률반경이 상기 베인돌부의 폭의 절반보다는 크거나 같고, 상기 베인돌부의 폭의 2배보다는 작거나 같게 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 구동모터의 일측에 설치되며, 내주측이 개구된 베인슬롯이 구비되는 실린더; 상기 회전축에 구비되어 회전하는 롤러; 및 상기 실린더의 베인슬롯에 이동 가능하게 구비되어 상기 롤러의 외주면에 접하고, 상기 실린더와 상기 롤러에 의해 형성되는 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인;을 포함하고, 상기 베인슬롯은 외주측 단면적이 내주측 단면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 베인은, 베인몸체; 및 상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고, 상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더; 상기 회전축에 일체로 구비되어 회전하는 롤러; 및 상기 실린더에 이동 가능하게 구비되어 상기 롤러의 외주면에 접하고, 상기 실린더와 상기 롤러에 의해 형성되는 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인;을 포함하고, 상기 베인슬롯은 외주측 단면적이 내주측 단면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 베인슬롯과 베인의 사이에는 배압실이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 베인은, 베인몸체; 및 상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고, 상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더; 상기 회전축에 일체로 구비되어 회전하는 롤러; 및 상기 실린더에 이동 가능하게 구비되어 상기 롤러의 외주면에 접하고, 상기 실린더와 상기 롤러에 의해 형성되는 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인;을 포함하고, 상기 베인은, 베인몸체; 및 상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고, 상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 로터리 압축기는, 베인슬롯의 외주측 단면적을 내주측 단면적보다 작게 형성함으로써, 베인의 후방단 단면적을 전방단 단면적보다 작게 형성할 수 있고 이를 통해 베인이 롤러 방향으로 힘을 받는 면적을 감소시켜 롤러와 베인 사이의 접촉력을 줄일 수 있으며, 이를 통해 롤러와 베인 사이의 기계적 마찰손실이 줄어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

또, 베인과 베인슬롯 사이에 흡입압과 중간압을 선택적으로 형성할 수 있는 가스수용부가 형성됨으로써, 베인과 롤러 사이의 접촉력을 적절하게 제어하여 압축기 효율을 더욱 높일 수 있다.

또, 롤러와 접하는 베인의 접촉면이 압축실쪽에 넓게 형성되도록 함으로써, 베인이 롤러의 반대방향으로 받는 힘을 높여 롤러와 베인 사이의 접촉력을 낮출 수 있고 이를 통해 압축기 효율을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 종래 타원형 로터리 압축기의 일례를 보인 횡단면도,
도 2는 도 1에 따른 로터리 압축기에서, 베인과 롤러 사이의 접촉상태를 보인 횡단면도,
도 3은 본 발명에 따른 타원형 로터리 압축기를 보인 종단면도,
도 4는 도 3에 따른 압축기에서 압축부를 분해하여 보인 사시도,
도 5는 도 3에 따른 압축기에서 압축부를 보인 횡방향 도면,
도 6 및 7은 도 5에 따른 압축부에서 베인과 베인슬롯의 일실시예 보인 분해 사시도 및 결합된 횡단면도,
도 8은 도 5에 따른 압축부에서 롤러의 회전각에 따른 베인과 베인슬롯 사이의 변화를 보인 횡단면도,
도 9는 도 5에 따른 압축부에서 베인과 베인슬롯의 다른 실시예를 보인 분해 사시도,
도 10은 도 9에서 베인을 다른 쪽에서 보인 사시도,
도 11은 도 9에 따른 베인과 베인슬롯의 결합된 상태를 보인 횡단면도,
도 12는 도 9에 따른 베인과 베인슬롯에서 롤러의 회전각에 따른 베인과 베인슬롯 사이의 변화를 보인 횡단면도,
도 13 및 도 14는 도 6에 따른 실시예와 도 9에 따른 실시예에 대해 접촉력의 변화를 종래와 비교하여 보인 그래프,
도 15는 도 3에 따른 압축기에서 베인의 다른 실시예를 보인 단면도,
도 16은 도 15에 따른 베인이 적용된 경우 그 베인과 롤러 사이의 접촉상태를 종래의 베인과 비교하여 보인 그래프,
도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 로터리 압축기에서 원형 롤러가 회전축에 일체로 형성된 경우 베인의 형상에 대한 실시예들을 보인 평면도.

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

도 3은 본 발명에 따른 타원형 로터리 압축기를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 압축기에서 압축부를 분해하여 보인 사시도이며, 도 5는 도 3에 따른 압축기에서 압축부를 보인 횡방향 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 로터리 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 전동부(20)가 설치되고, 전동부(20)의 하측에는 회전축(30)에 의해 기구적으로 연결되는 압축부(100)가 설치될 수 있다.

케이싱(10)은 원통 쉘(11), 원통 쉘(11)의 상부를 덮는 상부 쉘(12), 원통 쉘(11)의 하부를 덮는 하부 쉘(13)로 이루어질 수 있다.

원통 쉘(11)의 측면에는 압축부(100)의 후술할 제1 압축공간(V11)에 연통되는 제1 냉매흡입관(SP1) 및 제2 압축공간(V12)에 연통되는 제2 냉매흡입관(SP2)이 관통 결합될 수 있다. 제1 냉매흡입관(SP1)과 제2 냉매흡입관(SP2)은 원주방향으로 180°의 간격을 두고 양측에 결합될 수 있다.

상부 쉘(12)의 상부에는 케이싱(10)의 내부와 연통되는 냉매토출관(DP)이 관통 결합될 수 있다. 냉매토출관(DP)은 압축부(4)에서 케이싱(10)의 내부공간으로 토출되는 압축된 냉매가 케이싱(10)의 외부로 배출되는 통로에 해당되며, 토출되는 냉매에 혼입된 오일을 분리하는 오일 분리기(미도시)가 케이싱(10)의 내부 또는 냉매토출관(DP)과 연결되어 케이싱(10)의 외부에 설치될 수 있다.

전동부(20)는 케이싱(10)의 내주면에 압입되어 고정되는 고정자(21), 고정자(21)의 내부에 회전 가능하게 삽입되어 설치되는 회전자(22)로 이루어질 수 있다.

회전자(22)에는 회전축(30)의 일단이 압입되어 결합되고, 회전축(30)의 타단은 후술할 메인베어링(110)과 서브베어링(120)에 지지될 수 있다.

회전축(30)은 습동부로 오일을 안내하기 위한 오일유로(31)가 축방향으로 형성되고, 회전축(30)의 하부 쉘(13)측 단부에는 하부 쉘(13)에 저장되어 있는 오일을 흡상하는 오일피더(32)가 결합될 수 있다.

압축부(100)는 회전축(30)을 지지하는 메인베어링(110) 및 서브베어링(120), 메인베어링(110)과 서브베어링(120)의 사이에 설치되어 압축공간을 형성하는 실린더(130), 회전축(30)에 형성되어 실린더(130)의 압축공간(V)에서 회전운동을 하는 롤러(140), 롤러(140)의 외주면에 접촉되어 실린더(130)에 이동 가능하게 결합되는 베인(150)을 포함할 수 있다. 롤러(140)는 실린더(130)의 내주면(130a)에 적어도 두 군데 이상이 접하여 실린더(130)의 압축공간(V)을 적어도 두 개 이상으로 구획하고, 베인(150)은 적어도 2개 이상 구비되어 두 개 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획할 수 있다. 이하에서는 2개의 압축공간을 가지는 압축부를 대표예로 살펴본다.

메인베어링(110)은 원판 모양으로 형성되고, 가장자리에는 케이싱(10)의 내주면에 열박음되거나 용접되도록 측벽부(111)가 형성될 수 있다. 메인베어링(110)의 중앙에는 메인 축수부(112)가 상향으로 돌출 형성되고, 메인 축수부(112)에는 회전축(30)이 삽입되어 지지되도록 축수구멍(113)이 관통 형성될 수 있다.

메인 축수부(112)의 일측에는 후술할 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)에 연통되어 그 각각의 압축공간(V1)(V2)에서 압축되는 냉매를 케이싱(10)의 내부공간(11)으로 토출시키는 제1 토출구(114a)와 제2 토출구(114b)가 형성될 수 있다.

제1 토출구(114a)와 제2 토출구(114b)는 원주방향으로 180°의 간격을 두고 형성될 수 있다. 하지만, 제1 토출구와 제2 토출구는 경우에 따라서는 서브베어링(120)에 형성될 수도 있다.

서브베어링(120)은 원판 모양으로 형성되어 실린더(130)와 함께 메인베어링(110)에 볼트로 체결될 수 있다. 물론, 실린더(130)가 케이싱(10)에 고정되는 경우에는 메인베어링(110)과 함께 실린더(130)에 볼트로 체결될 수 있고, 서브베어링(120)이 케이싱(10)에 고정되는 경우에는 실린더(130)와 메인베어링(110)이 서브베어링(120)에 볼트로 체결될 수 있다.

그리고 서브베어링(120)의 중앙에는 서브 축수부(122)가 하향 돌출 형성되고, 서브 축수부(122)에는 메인베어링(110)의 축수구멍(113)과 동일축선상에 관통되어 상기 회전축(30)의 하단을 지지하는 축수구멍(123)이 형성될 수 있다.

실린더(130)는 그 내주면(130a)이 진원형상으로 된 환형으로 형성될 수 있다. 그리고 실린더(130)의 내주면 양측에는 후술할 제1 베인(151)과 제2 베인(152)이 각각 반경방향으로 이동 가능하게 삽입되는 제1 베인슬롯(131)과 제2 베인슬롯(135)이 형성될 수 있다.

제1 베인슬롯(131)과 제2 베인슬롯(135)은 반경방향으로 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 내주측 개구면이 롤러(140)의 회전중심을 지나는 가상선에 대해 토출측으로 위치하도록 경사지게 형성될 수도 있다. 또, 제1 베인슬롯(131)과 제2 베인슬롯(135)은 원주방향으로 180°의 간격을 두고 형성될 수 있다.

제1 베인슬롯(131)과 제2 베인슬롯(135)의 원주방향 일측에는 제1 흡입구(132)와 제2 흡입구(136)가 형성될 수 있다.

제1 흡입구(132)와 제2 흡입구(136)는 원주방향으로 180°의 간격을 두고 형성될 수 있다. 제1 흡입구(132)와 제2 흡입구(136)는 실린더(130)에 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 서브베어링 또는 메인베어링에 형성될 수도 있다.

제1 베인슬롯(131)과 제2 베인슬롯(135)의 원주방향 타측에는 메인베어링의 제1 토출구(114a)와 제2 토출구(114b)에 각각 대응되도록 제1 토출안내홈(133)과 제2 토출안내홈(137)이 형성될 수 있다.

제1 토출안내홈(133)과 제2 토출안내홈(137)은 원주방향으로 180°의 간격을 두고 형성될 수 있다. 여기서, 제1 토출안내홈(133)과 제2 토출안내홈(137)은 경우에 따라서는 형성되지 않을 수도 있다.

롤러(140)는 회전축(30)에 일체로 형성될 수도 있고, 회전축(30)에 후조립되어 결합될 수도 있다. 롤러(140)는 그 롤러의 외주면이 두 군데에서 실린더(130)의 압축공간(V)을 이루는 내주면(130a)과 접하는 타원형으로 형성될 수 있다.

롤러(140)는 타원으로 형성되는 평면을 그 평면에 수직한 방향으로 투영한 입체도형 모양으로 형성될 수 있다. 이 경우, 롤러(140)의 장축방향 길이는 실린더(130)의 내경과 거의 동일한 길이를 가지도록 형성되고, 롤러(140)의 단축방향 길이는 실린더(130)의 내경보다 짧게 형성될 수 있다. 이로써, 롤러(140)는 상면(141)이 메인 베어링(110)의 저면과 접하고, 롤러의 저면(142)이 서브 베어링(120)의 상면과 접하며, 롤러(140)의 외주면(143) 중 타원의 장축방향 양쪽 꼭지점이 실린더(130)의 내주면(130a)과 각각 접한 상태에서 실린더의 압축공간(V) 및 회전축(30)과 동심을 이루며 회전될 수 있다. 이때, 롤러(140)의 외주면(143) 중에서 타원의 장축방향 양쪽 꼭지점을 제외한 부위는 실린더(130)의 내주면(130a)과 이격될 수 있다.

한편, 베인(150)은 제1 베인(151)과 제2 베인(152)으로 이루어질 수 있다. 제1 베인(151)과 제2 베인(152)은 동일한 형상으로 형성되어 원주방향을 따라 180° 간격을 두고 배치되므로, 이하에서는 제1 베인을 중심으로 살펴본다.

제1 베인(151)은 제1 베인슬롯(131)에 미끄러지게 삽입되는 제1 베인몸체(155)와, 제1 베인몸체(155)의 전방단(롤러 방향 단부)에 볼록하게 돌출 형성되는 제1 베인돌부(156)로 이루어질 수 있다.

제1 베인몸체(155)는 소정의 길이, 폭 및 높이를 갖는 대략 장방형으로 형성될 수 있다.

제1 베인(151)의 길이는 그 제1 베인(151)이 롤러(44)의 외주면과 접한 상태에서 이동될 때 제1 베인몸체가 제1 베인슬롯(131)으로부터 이탈되지 않으면서도 제1 베인슬롯(131)에서 최대 돌출되었을 때 제1 베인슬롯(131)에 충분히 지지될 수 있는 길이로 형성될 수 있다. 그러면서도 제1 베인의 길이는 그 제1 베인몸체가 제1 베인슬롯(131) 사이에서 발생되는 마찰손실을 최소한으로 유지할 수 있는 정도의 길이로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 여기서, 제1 베인의 길이는 그 제1 베인(151)의 이동방향으로 연장된 거리로서, 제1 베인몸체(155)와 제1 베인돌부(156)를 합한 길이이다.

제1 베인(151)의 폭은 베인의 강도, 압축공간의 체적 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 즉, 제1 베인(151)의 폭이 너무 크면 그 베인과 롤러 사이의 접촉점 양쪽에 발생되는 사체적이 증가하게 되고, 베인의 폭이 너무 작으면 압축실 압력을 충분히 지지하지 못하여 신뢰성이 저하될 수 있다. 여기서, 제1 베인(151)의 폭은 제1 베인몸체에서 회전축(30)의 축방향에 수직한 평면 상에서 제1 베인의 길이 방향에 수직한 방향으로의 거리이다.

제1 베인(151)의 높이는 그 제1 베인(151)에 의해 구획되는 양쪽 압축공간(V1)(V2)이 서로 연통되지 않도록 하는 높이로 형성될 수 있다. 즉, 제1 베인(151)의 높이는 제1 베인(151)이 메인베어링(110) 및 서브베어링(120)과 접할 수 있는 높이로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 베인(151)의 높이는 베인몸체 또는 베인돌부의 길이와 폭에 모두 수직한 방향으로의 거리이다.

제1 베인돌부(156)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 베인돌부(156)의 곡률 반경이 제1 베인몸체(155)의 양쪽 측부 사이 두께의 절반과 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 베인돌부(156)는 회전축(30)에 수직하는 단면상 반원형으로 형성될 수 있다. 이로써, 제1 베인돌부(156)는 제1 베인(151)의 양쪽 측부와 각각 각지지 않게 연결되어, 제1 베인돌부(156)는 제1 베인(151)의 양쪽 측부와 각각 공통접선을 가지며 만나도록 형성될 수 있다.

또, 제1 베인돌부(156)는 곡률 반경이 제1 베인(151)의 양쪽 측부 사이 두께의 절반보다 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 베인돌부(156)의 접촉부위가 넓어져 제1 베인돌부(156)의 마모가 억제될 수 있다.

또, 제1 베인돌부(156)는 그 중심점(즉, 곡률 반경의 중심)(P)이 제1 베인몸체(155)의 길이방향 중심선(CL) 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 롤러(140)가 회전각 90° 상에 위치할 때 제1 베인돌부의 중심점(P)이 롤러(140)의 외주면에 접촉된 상태가 될 수 있다.

한편, 제2 베인(152)은 제1 베인(151)과 동일하게 형성되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도면중 미설명 부호인 130b는 케이싱의 내부공간과 베인슬롯이 연통되는 실린더의 관통구멍, V11 및 V12은 제1 압축공간을 이루는 제1 흡입실 및 제1 압축실이며, V21 및 V22는 제2 압축공간을 이루는 제2 흡입실 및 제2 압축실이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 로터리 압축기는, 전동부(20)에 전원이 인가되어 그 전동부(20)의 회전자(22)와 이 회전자(22)에 결합된 회전축(23)이 회전을 하면, 롤러(140)가 회전축(30)과 함께 회전을 하면서 냉매를 실린더(130)의 제1 압축공간(V1)의 제1 흡입실(V11)과 제2 압축공간(V2)의 제2 흡입실(V21)으로 동시에 흡입하게 된다.

이 냉매는 롤러(140)와 제1 베인(151) 및 제2 베인(152)에 의해 제1 압축공간(V1)의 제1 압축실(V12)과 제2 압축공간(V2)의 제2 압축실(V22)에서 동시에 압축되고, 이 압축된 냉매는 메인베어링(110)에 구비된 제1 토출구(114a)와 제2 토출구(114b)를 통해 케이싱(10)의 내부공간으로 동시에 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이와 같이 냉매가 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)으로 동시에 흡입되어 두 압축공간(V1)(V2)에서 압축됨에 따라, 회전축(30)의 중심방향으로 전달되는 가스력은 서로 상쇄되어 반경방향으로의 반력은 거의 제로(zero)가 되면서 압축기 진동이 현저하게 감소될 수 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 롤러가 타원형상이고 두 개의 베인이 롤러의 외주면에 각각 접촉하는 경우에는 롤러와 베인이 두 개의 접촉점에서 만나게 된다. 이에 따라 원형인 종래의 롤러에 비해 롤러와 베인 사이에서의 기계적 마찰손실이 증가할 뿐만 아니라, 롤러가 자전을 못하게 되므로 베인과 롤러 사이의 선속도가 증가하게 되어 기계적 마찰손실이 더욱 증가하게 된다.

따라서, 베인과 롤러 사이의 접촉력을 줄이고 선속도를 낮추는 것이 기계적 마찰손실을 줄여 압축기 효율을 높일 수 있다. 그러나, 베인과 롤러 사이의 선속도는 압축기의 행정체적이 정해진 후 실린더의 직경과 높이에 종속되는 타원형 롤러의 이심률과 관련되며, 이에 따른 고효율 영역이 존재하기 때문에 선속도를 줄이는데는 한계가 있다. 따라서, 베인과 롤러의 접촉력을 줄이는 방안이 우선적으로 모색될 수 있다.

상기와 같이 베인과 롤러의 접촉력을 줄이기 위해서는, 베인의 후방단에 롤러 방향으로 가해지는 힘을 낮추거나, 또는 베인을 롤러의 반대방향으로 밀어내는 힘을 증가시킬 수 있다. 제1 베인과 제2 베인은 동일하게 형성되므로, 이하에서는 제1 베인을 대표예로 살펴본다. 따라서, '베인'이라고 하면 제1 베인을 지칭하는 것이나 실제로는 제1 베인과 제2 베인 모두를 포함할 수 있다.

도 6 및 7은 도 5에 따른 압축부에서 베인과 베인슬롯의 일실시예 보인 분해 사시도 및 결합된 횡단면도이고, 도 8은 도 5에 따른 압축부에서 롤러의 회전각에 따른 베인과 베인슬롯 사이의 변화를 보인 횡단면도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 로터리 압축기는, 제1 베인슬롯(131)의 외주측 단면적(A1)이 내주측 단면적(A2)보다 좁게 형성하여 베인의 후방단에 롤러 방향으로 가해지는 힘을 감소시킬 수 있다. 이로써, 고압력인 토출압을 받는 제1 베인(151)의 후방단 단면적이 상대적으로 저압인 흡입압 및 압축실의 압력(중간압 또는 토출압)을 받는 전방단의 단면적에 비해 더욱 작아지게 된다. 이에 따라, 베인의 전방단 단면적(후술할 베인돌부가 시작되는 베인몸체의 전방단)과 후방단 단면적이 동일한 종래의 베인에 비해 동일 압력 조건에서, 본 실시예에 따른 베인과 롤러 사이의 접촉력이 일정정도 감소되어 베인과 롤러 사이의 기계적 마찰손실을 줄일 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에서는 제1 베인슬롯(131)의 일측면에 슬롯측 단차부(131a)가 형성되고, 슬롯측 단차부(131a)에 대응하는 제1 베인몸체(155)의 일측면에는 슬롯측 단차부(131a)와 대응하도록 베인측 단차부(155a)가 형성될 수 있다.

슬롯측 단차부(131a)는 제1 베인슬롯(131)의 내주측 개구면(130c)에서 시작하여 외주측 개구면(130d) 방향으로 소정의 길이만큼 단차지게 형성되고, 베인측 단차부(155a)는 제1 베인몸체(155)의 후방단에서 시작하여 전방단 방향으로 소정의 길이만큼 단차지게 형성될 수 있다. 이로써, 제1 베인슬롯(131)의 외주측 단면적(A1)이 내주측 단면적(A2)에 비해 작게 형성되고, 제1 베인몸체(155)의 후방단 단면적은 전방단 단면적보다 작게 형성될 수 있다.

슬롯측 단차부(131a)와 베인측 단차부(155a)는 서로 반대방향으로 단차지게 형성되어, 슬롯측 단차부(131a)와 베인측 단차부(155a)의 사이에 제1 베인(151)의 이동방향에 따라 체적이 가변되면서 일종의 댐핑공간을 이루는 가스수용부(S1)가 형성될 수 있다.

가스수용부(S1)는 흡입압 또는 중간압이 형성될 수 있도록 흡입실측(제1 흡입실)(V11)에 연통되도록 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 가스수용부(S1)가 압축실측(제2 압축실)(V22)에 연통되면 베인의 후방단 단면적(A1)을 줄이더라도 롤러와 베인 사이의 접촉력은 종래와 동일하게 된다. 따라서, 가스수용부(S1)는 흡입실측과 연통되도록 형성되어야 한다.

또, 가스수용부(S1)는 베인을 기준으로 한 쪽 측면 뿐만 아니라 양쪽 측면에 모두 형성될 수도 있다. 다만, 가스수용부(S1)가 베인의 양쪽 모두에 형성될 경우에는 그 양쪽 가스수용부 중에서 압축실쪽에 형성되는 가스수용부는 고압부와 차단되거나 저압부와 연통되도록 메인베어링 또는 서브베어링에 연통유로를 형성하는 것이 바람직하다.

베인측 단차부(155a)의 길이는 제1 베인(151)이 최대로 돌출한 상태에서 상기 베인측 단차부(155a)가 흡입실(V11)에 노출되지 않은 정도로 형성될 수 있으나, 실린더와 베인은 최소 접촉길이를 확보하여야 하므로 베인측 단차부(155a)의 길이(L1)는 전체 베인 길이(L2)에서 베인의 최대 돌출량(L3)과 전방측 최소 접촉길이(L4)를 합한 값을 뺀 만큼의 길이로 형성되어야 한다.

여기서, 제1 베인(151)의 최대 돌출량(L3)은 전체 제1 베인의 길이(L2) 대비 0.3~0.5배 정도가 되도록 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 만약, 베인의 최대 돌출량(L3)이 전체 베인길이(L2)의 0.3배 미만이면 베인의 길이가 과도하게 길어져 베인의 후방공간이 더 필요할 뿐만 아니라 실린더와의 마찰손실이 증가하게 되고, 반대로 0.5배 이상이 되면 실린더(130)와의 지지면적이 너무 작아져 냉매누설이 발생될 수 있다.

또, 베인측 단차부(155a)의 폭방향 깊이(D1)는 제1 베인몸체(155)의 전방단 폭길이(t1)에서 후방단 폭길이(t2)를 뺀 값으로, 전방단 폭길이(t1)의 절반보다는 작거나 같고 전방단 폭길이(t1)의 0.3배보다는 크거나 같게 형성되는 것이 바람직하다. 전방단 폭깊이(D1)가 너무 크면 그만큼 후방단 단면적이 작아져 베인과 롤러 사이의 접촉력이 과도하게 감소하여 90°부근에서 냉매누설이 발생될 수 있고, 반대로 전방단 폭깊이(D1)가 너무 작으면 접촉력 저감 효과가 미미하게 될 수 있다. 따라서, 베인측 단차부(155a)의 폭방향 깊이(D1)는 전방단 폭길이(t1) 대비 대략 0.347배 정도(즉, D1≤0.347×t1)가 되도록 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

여기서, 제1 베인몸체(155)의 후방단 단면적(A1)은 전방단 단면적(A2)에서 베인측 단차부(155a)의 폭방향 깊이(D1)를 뺀 값과 같게 형성되는 것이 제1 베인몸체(155)의 양쪽 측면이 폭방향에 대해 수직면을 이뤄 가공이나 실링 측면에서 바람직하다.

또, 슬롯측 단차부(131a)은 베인측 단차부(155a)과 대응하여야 하므로, 슬롯측 단차부(131a)의 깊이(D2)는 베인측 단차부(155a)의 깊이(D1)와 동일하게 형성될 수 있다. 다만, 슬롯측 단차부(131a)의 길이(L5)는 제1 베인(151)의 최대 돌출량(L3)과 실린더의 최소 접촉길이(즉, 베인과 실린더 사이의 전방측 최소 실링길이)(L4)를 합한 값보다 크거나 같게 형성되어야 한다. 만약, 그 반대가 되면 롤러가 0° 또는 180° 위치에 도달하는 순간 베인측 단차부(155a)의 단차면과 슬롯측 단차부(131a)의 단차면이 충돌하여 제1 베인(및 제2 베인)이 베인슬롯으로 완전히 삽입되지 않게 되어 롤러와 베인 사이의 접촉력이 과도하게 증가하거나 롤러의 회전을 방해할 수 있다.

여기서, 실린더의 전방측 최소 실링길이는 최소 접촉길이(L4)와 동일하며, 압축기 용량에 따라 차이가 있을 수 있으나 대략 3.0mm정도로 형성될 수 있다. 참고로, 후방측 최소 접촉길이(L6)는 전방측 최소 접촉길이(L5)와 대략 동일하거나 크게 형성될 수 있다.

한편, 가스수용부(S1)는 밀봉될 수도 있고 항상 개방될 수도 있다. 다만, 가스수용부(S1)가 밀봉되면 그 가스수용부(S1)의 내부압력이 중간압을 형성하게 되므로 베인슬롯의 후방단 단면적(A1)을 더욱 작게 형성하여야 하고, 개방될 경우에는 가스수용부(S1)의 내부압력이 흡입압을 형성하게 되므로 베인슬롯의 후방단 단면적(A1)이 앞서 밀봉된 경우보다는 상대적으로 넓게 형성될 수 있다.

여기서, 흡입실(V11)의 냉매가 가스수용부(S1)로 유입되도록 하는 연통유로(134)가 제1 베인슬롯(131)의 내주측 개구면 모서리에 형성될 수 있다. 이로써, 가스수용부(S1)가 흡입실(V11)에 대해 항상 개방될 수 있다.

연통유로(134)는 흡입실(V11)과 가스수용부(S1)가 항상 연통되는 위치에 형성될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 연통유로(134)의 출구 위치를 조절하거나 또는 베인측 단차부(155a)의 끝단 위치를 조절하여 롤러의 회전각이 0°에서 일정 회전각까지는 연통유로(134)가 가스수용부(S1)와 연통되지 않을 수도 있다.

도 6 및 도 7에서와 같이, 연통유로(134)는 제1 베인슬롯(131)의 내주측 모서리에 홈파기 형상으로 형성되거나 또는 모따기 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 베인과 실린더의 최소 실링면적을 확보하기 위해서는 베인슬롯의 내측면에 형성되는 연통유로의 출구측 단면적이 그 연통유로의 출구측 단면적을 제외한 내주측 실링면적에 비해 같거나 작게 형성될 수 있다.

또, 연통유로(134)는 내주측 개구단(130c) 모서리 상하 양단에 각각 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 상하 양단 중에서 어느 한 쪽에만 형성될 수 있다.

또, 도면으로 도시하지는 않았으나, 연통유로는 흡입구의 내주면 단부에서 제1 베인슬롯의 측면을 향해 홈파기 또는 구멍으로 형성될 수도 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 압축기에서 롤러와 베인 사이의 접촉력이 감소되는 과정은 다음과 같다.

즉, 도 8의 (a)와 같이, 롤러(140)의 장축방향 끝단(140a)이 제1 베인(151)의 중심점(P)과 접촉되는 시점을 0°라고 할 때, 롤러(140)의 회전각이 0°이면 제1 베인(151)은 제1 베인돌부(156)가 롤러(140)의 외주면과 접촉된 상태로 제1 베인슬롯(131)에 삽입되어 있다. 이때, 가스수용부(S1)의 체적은 최소 체적이 되고, 이 가스수용부(S1)는 연통유로(134)를 통해 흡입실(V11)과 연통되어 가스수용부(S1)는 흡입압을 형성하게 된다.

이후, 도 8의 (b)와 같이, 롤러(140)가 반시계방향으로 회전을 시작하면, 제1 베인(151)은 롤러(140)의 외주면에 접한 상태에서 제1 베인슬롯(131)으로부터 돌출되기 시작한다. 이때, 베인측 단차부(155a)은 제1 베인(151)을 따라 롤러 방향으로 이동을 하면서 가스수용부(S1)의 체적이 증가하게 된다. 아울러, 연통유로(134)를 통해 흡입실(V11)의 냉매가 가스수용부(S1)로 유입되어, 가스수용부(S1)는 여전히 흡입압을 유지하게 된다.

그리고, 도 8의 (c)와 같이, 롤러(140)가 90°까지 회전을 하는 동안 제1 베인(151)은 지속적으로 돌출되어 롤러(140)의 회전각이 90°에서 최대로 돌출되었다가, 도 8의 (d) 및 (a)와 같이, 롤러(140)가 다시 180°까지 회전을 하는 동안 제1 베인(151)은 돌출량이 감소하여 제1 베인슬롯(131) 안으로 완전히 삽입된다. 이때, 베인측 단차부(155a)는 제1 베인(151)과 함께 롤러(140)의 반대방향으로 이동을 하면서 가스수용부(S1)의 체적이 감소되지만, 흡입실의 냉매가 연통유로(134)를 통해 가스수용부(S1)로 유입되어 가스수용부(S1)는 여전히 흡입압을 형성하게 된다. 따라서, 롤러와 베인 사이의 접촉력이 감소하면서 롤러와 베인 사이의 기계적 마찰손실을 크게 줄일 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 실시예에 따른 로터리 압축기에서, 타원형 롤러의 회전각에 따른 베인과 롤러 사이의 접촉력을 종래와 비교하여 보인 것으로, 도 13는 베인측 단차부(155a) 깊이가 베인의 폭 대비 0.347배인 경우이고, 도 14는 베인측 단차부 깊이가 베인의 0.5배인 경우를 보인 그래프이다.

도 13을 참조하면, 베인측 단차부(155a)가 없는 종래의 베인은 회전각이 0°와 180°에서 각각 접촉력이 가장 큰 80N이고, 90°에서 가장 작은 20N정도 이며, 0°에서 90°까지는 점차 작아지다가 90에서 갑자기 높아져 180까지 점차(또는 약간 기복있게) 증가하게 된다.

하지만, 본 실시예(①-1 실시예)에서는 접촉력이 0°와 180°에서 각각 종래보다 작은 60N으로 종래 대비 감소하였다. 이는 선속도가 큰 구간(0° 및 180° 부근)에서 접촉력이 감소함에 따라 그만큼 롤러와 베인 사이에서의 기계적 마찰손실을 줄일 수 있다. 또, 0°에서 90°까지 그리고 90°에서 180°까지에서 접촉력이 점차 감소하거나 점차 증가하였으며, 특히 선속도가 가장 작은 90°에서는 접촉력이 종래 대비 크게 감소하여 거의 제로(zero)에 도달하였다. 이로써, 종래 대비 본 실시예는 대부분의 구간에서의 접촉력을 낮춰 롤러와 베인 사이의 마찰손실을 줄일 수 있고 이를 통해 타원형 롤러가 적용되는 로터리 압축기의 효율을 높일 수 있다.

반면, 도 14를 참조하면, 종래에는 도 13의 경우와 유사하나, 본 실시예(①-2 실시예)에서는 0°와 180°에서의 접촉력이 각각 종래보다 작은 50N으로 종래 대비 감소하였다. 이에 따라 이 구간에서의 마찰손실을 전술한 실시예(①-1 실시예)보다 더욱 낮춰 압축기 효율을 높일 수 있다. 또, 0°에서 90°까지 그리고 90°에서 180°까지의 접촉력은 점차 감소하거나 점차 증가하였으며, 특히 90°에서의 접촉력은 전술한 실시예(①-1 실시예)와 달리 오히려 접촉력이 과도하게 감소하여 베인과 롤러(140)가 분리되는, 즉 베인와 롤러의 이탈 현상이 발생되었다.

이를 감안하여, 베인과 롤러가 특정 구간에서 분리되는 현상을 억제할 수 있도록 다음과 같은 실시예가 제시될 수 있다.

즉, 전술한 실시예에서는 연통유로(134)가 가스수용부(S1)를 흡입실과 항상(또는, 0°와 180° 부근을 제외하고 대부분) 연통되도록 형성하는 것이었으나, 본 실시예는 연통유로가 가스수용부를 흡입실과 선택적으로 연통시키도록 형성하는 것이다. 이를 통해, 본 실시예에서는 롤러의 회전각이 90 부근에서는 가스수용부와 흡입실이 차단되도록 하여, 롤러와 베인 사이의 접촉력이 약화되는 회전각에서는 가스수용부가 중간압을 이루면서 일종의 배압실을 형성도록 하는 것이다.

도 9는 도 5에 따른 압축부에서 베인과 베인슬롯의 다른 실시예를 보인 분해 사시도이고, 도 10은 도 9에서 베인을 다른 쪽에서 보인 사시도이며, 도 11은 도 9에 따른 베인과 베인슬롯의 결합된 상태를 보인 횡단면도이고, 도 12는 도 9에 따른 베인과 베인슬롯에서 롤러의 회전각에 따른 베인과 베인슬롯 사이의 변화를 보인 횡단면도이다.

도 9 및 도 10에서와 같이, 제1 베인(151)의 흡입구측 일측면에는 전술한 베인측 단차부(155a)가 형성되고, 그 베인측 단차부(155a)보다 전방단 측면에는 베인측 실링부(155b)가 형성되며, 베인측 실링부(155b)의 상하 양단 모서리 또는 상하 양단 중에서 어느 한 쪽 모서리에는 베인측 연통홈(155c)이 형성될 수 있다. 베인측 연통홈(155c)은 단차지거나 모따기 형상으로 형성될 수 있다.

베인측 연통홈(155c)은 흡입실(V11)과 후술할 슬롯측 연통홈(131b)을 연통시켜 특정 범위의 구간에서는 흡입실(V11)이 가스수용부(S2)에 연통되도록 할 수 있다. 예를 들어, 베인측 연통홈(155c)과 슬롯측 연통홈(131b)은 롤러(140)와 베인(151) 사이의 선속도가 가장 큰 부위인 회전각이 0°와 180°에서는 흡입실(V11)과 가스수용부(S2) 사이가 연통되는 반면, 선속도가 가장 작은 부위인 회전각이 90°에서는 흡입실(V11)과 가스수용부(S2) 사이가 차단되도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 실린더(130)의 제1 베인슬롯(131) 일측면에는 전술한 슬롯측 단차부(131a)가 형성되고, 그 슬롯측 단차부(131a)의 상하 양단 모서리 또는 상하 양단 중 어느 한 쪽 모서리에는 베인측 연통홈(155c)을 통해 특정 범위의 구간에서 흡입실(V11)과 선택적으로 연통되는 슬롯측 연통홈(131b)이 형성될 수 있다. 슬롯측 연통홈(131b)은 단차지거나 모따기 형상으로 형성될 수 있다.

또, 슬롯측 연통홈(131b)은 설정된 회전각 범위에서 베인측 연통홈(155c)과 연통될 수 있으면 슬롯측 단차부(131a)보다 반경방향 길이가 짧게 형성될 수 있다. 이로써, 슬롯측 단차부(131a)의 전방단에는 베인측 실링부(155b)와 접하는 슬롯측 실링부(131c)가 형성될 수 있다. 베인측 실링부(155b)의 반경방향 길이(L7)는 슬롯측 연통홈(131b)의 반경방향 길이(L8)보다 짧게 형성되고, 슬롯측 실링부(131c)의 반경방향 길이(L9)는 베인측 실링부(155b)의 반경방향 길이(L7)보다 짧게 형성될 수 있다.

즉, 슬롯측 연통홈(131b)은 베인측 실링부(155b)가 슬롯측 연통홈(131b)의 범위 내에 위치하는 경우 그 베인측 실링부(155b)를 통과하여 냉매가 가스수용부(S2)로 유입될 수 있도록 공간(또는 틈새)을 형성하는 역할을 하는 것이다.

여기서, 베인측 단차부(155a)와 슬롯측 단차부(131a)는 제1 베인(151)이 반경방향으로 이동할 때 체적이 가변될 수 있는 가스수용부(S2)가 형성되고, 베인측 연통홈(155c)은 제1 베인(151)의 이동 정도에 따라 슬롯측 연통홈(131b)과 연통되거나 또는 분리되어 차단되도록 형성될 수 있다.

도 12의 (a) 및 (b)에서와 같이, 베인측 연통홈(155c)과 슬롯측 연통홈(131b)은 롤러(140)의 회전각이 대략 0°에서 소정의 제1 회전각(예를 들어, 30°에서 60° 범위내 어떤 회전각)까지는 서로 연통되는 반면, 도 12의 (c)와 같이 제1 회전각에서 90°까지의 범위에서는 가스수용부(S2)가 흡입실(V11)에 대해 차단될 수 있도록 형성될 수 있다. 물론, 도 12의 (d) 및 (a)에서와 같이 90°에서 180°까지는 0°에서 90°와 대칭적으로 동작되므로 이에 대한 설명은 생략한다.

이는, 제1 베인슬롯(131)의 외주측 개구단(130c)의 단면적(A1)에 대응하는 제1 베인(151)의 후방단 폭이 일정 정도 이하로 형성되는 경우(예를 들어, 베인측 단차부(155a)의 깊이(D2)가 베인의 후방단 폭길이(t2) 대비 0.5배이거나 또는 그 이상인 경우)에는 롤러와 베인이 접촉되는 방향으로 힘을 받는 제1 베인(151)의 후방단 단면적(A1)이 좁아져 전체적인 롤러(140)와 베인의 접촉력이 약화된 상태가 되므로, 특히 접촉력이 가장 낮은 회전각 90° 부근에서는 순간적으로 베인이 롤러(140)로부터 이탈될 수 있다.

하지만, 도 12의 (c)와 같이, 특정 범위의 회전각(90° 부근)에서는 베인측 실링부(155b)와 슬롯측 실링부(131c)가 중첩되면서 흡입실(V11)과 가스수용부(S2) 사이를 차단하게 되어 중간압을 형성하게 된다. 그러면, 제1 베인(151)의 후방단(151c)에 가해지는 케이싱(10)의 토출압과 가스수용부(S2)의 중간압이 합쳐진 힘(Fc+Fm)으로 제1 베인(151)을 롤러(140) 방향으로 가세하게 된다. 그러면, 제1 베인(151)이 롤러(140)로부터 이탈되는 것이 억제되고, 이를 통해 압축실(V22)에서 압축되는 냉매가 흡입실(V11)로 누설되는 것을 방지하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

도 13을 참조하면, 베인측 단차부(155a)의 깊이(D2)가 베인의 전방단측 폭길이(t1)에 대해 D2=0.347×t1의 관계식을 만족하는 경우 종래는 물론 전술한 실시예(①-1 실시예)에 비해서도 압축기 효율이 크게 향상될 수 있다. 즉, 베인과 실린더에 베인측 단차부(155a)와 슬롯측 단차부(131a) 외에 베인측 연통홈(155c)과 슬롯측 연통홈(131b)이 형성되는 본 실시예(②-1 실시예)에서는 회전각이 0°에서 30°, 180° 부근에서는 전술한 실시예(①-1 실시예)와 접촉력이 유사한 결과를 보였다. 하지만, 회전각이 30°에서 90°, 90이후에서 180° 이전까지는 전술한 실시예(①-1 실시예)와 비교할 때 접촉력이 현저하게 낮아지는 것을 볼 수 있다. 이로 인해 본 실시예(②-1 실시예)는 종래는 물론 전술한 실시예(①-1)에 비해서도 압축기 효율이 크게 향상될 수 있다.

또, 도 14를 참조하면, 베인측 단차부(155a)의 깊이(D2)가 베인의 전방단측 폭길이(t1)에 대해 D2=0.0.5×t1의 관계식을 만족하는 경우에도 본 실시예(②-2)는 앞서 도 13에서 설명한 바와 같이 종래는 물론 전술한 실시예(①-2 실시예)에 비해 압축기 효율이 크게 향상될 수 있다. 특히, 전술한 실시예(①-2 실시예)의 경우는 회전각이 90° 부근에서 베인과 롤러(140)의 이탈 현상이 발생할 수 있으나, 본 실시예와 같이 특정 구간(회전각이 80°~90° 구간)에서 베인측 실링부과 슬롯측 실링부이 중첩되어 가스수용부(S1)가 밀봉되도록 형성되는 경우에는 그 가스수용부(S2)가 중간압(Pm)을 형성하면서 베인의 후방단(151d) 면적이 좁아진 만큼 접촉력을 보상할 수 있게 된다. 이에 따라 특히 롤러와 베인 사이의 접촉력이 약해지는 회전각 80°~90° 부근에서 가스수용부(S2)의 압력에 의한 힘(Fm)을 더 가세하여 접촉력을 높일 수 있고 이를 통해 도 14와 같이 접촉력이 대략 20N 정도로 유지되어 냉매누설을 방지할 수 있다.

상기와 같이, 특정 회전각 범위에서는 가스수용부(S2)가 흡입실과 연통되어 흡입압 분위기를 형성하는 반면 다른 회전각 범위에서는 가스수용부(S2)가 밀봉되어 중간압 분위기를 형성하도록 하기 위해서는, 베인측 연통홈의 길이(L10), 베인의 최대 돌출량(L11), 베인측 단차부의 깊이(D2) 및 길이(L12), 슬롯측 연통홈의 길이(L8), 베인측 실링부의 길이(L7) 및 슬롯측 실링부의 길이(L9) 등에 대한 관계를 고려할 수 있다.

즉, 제1 베인의 최대 돌출량(L11)는 베인측 연통홈의 길이(L11)보다는 크고 베인의 전체 길이(L13)에 특정 상수(베인이 실린더의 베인슬롯에 삽입되는 최소 길이를 전체 베인 길이 대비 1/2 이상으로 할 때, 특정 상수는 통상 0.4)를 곱한 값보다는 작거나 같게 형성할 수 있다.

또, 베인측 연통홈의 길이(L10)는 제1 베인의 최대 돌출량(L11)보다 작거나 같고, 베인측 연통홈의 길이(L8)는 슬롯측 단차부의 길이(L14)에서 슬롯측 실링부의 길이(L9)를 뺀 값보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

또, 실린더의 슬롯측 단차부 길이(L14)는 베인의 최대 돌출길이(L11)보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 슬롯측 실링부(131c)에 미세 연통유로(미도시)를 형성하여 회전각에 따른 흡입압 또는 중간압이 가스수용부(S2)에 공급되도록 할 수도 있다.

또, 슬릿측 실링부의 최소 실링길이는 압축기 용량에 따라 차이가 있을 수 있으나, 대략 3.0mm정도로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 압축기에서 롤러(140)와 베인 사이의 접촉력을 낮추기 위한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

도 15는 도 3에 따른 압축기에서 베인의 다른 실시예를 보인 단면도이고, 도 16은 도 15에 따른 베인이 적용된 경우 그 베인과 롤러 사이의 접촉상태를 종래의 베인과 비교하여 보인 그래프이다.

즉, 전술한 실시예들에서는 베인의 후방단 단면적을 전방단 단면적보다 작게 형성하여 베인이 롤러 방향으로 힘을 받는 면적을 줄이는 것이었으나, 본 실시예는 베인의 전방단에 가해지는 압력을 높여 베인을 후방단 방향으로 밀어냄으로써 롤러와 베인 사이의 접촉력이 감소되도록 하는 것이다. 즉, 베인의 전방단으로 가해지는 배압력에 대한 항력을 높여 롤러와 베인 사이의 접촉력을 줄이는 것이다.

이를 위해, 도 15와 같이, 본 실시예는 베인돌부의 곡률 반경의 중심(O')이 베인의 폭방향 정중앙을 지나는 길이방향 중심선(CL)에서 흡입실 방향으로 일정 정도 편심져 위치하도록 형성될 수 있다.

즉, 본 실시예의 제1 베인돌부(156)은 접촉점(P)을 중심으로 흡입실측에 형성되는 제1 곡면부(156a) 및 압축실측에 형성되는 제2 곡면부(156b)로 이루어질 수 있다. 여기서, 전술한 실시예들에서는 제1 곡면부(156a)와 제2 곡면부(156b)가 접촉점(P)을 중심으로 동일한 원호길이를 가지도록 형성되는 것이나, 본 실시예는 제2 곡면부(156b)의 원호길이(L16)가 제1 곡면부의 원호길이(L15)에 비해 길게 형성될 수 있다.

이에 따라, 제1 베인돌부(156)의 원주길이 중간에 접촉점이 형성되는 전술한 실시예들에 비해, 본 실시예는 압축실(V22)과 접하는 면적이 넓어져 그만큼 제1 베인(151)의 후방단 방향으로 가해지는 힘(Fs+Fc)이 증가하면서 베인과 롤러 사이의 접촉력을 줄일 수 있고, 이를 통해 압축기 효율을 높일 수 있다.

본 실시예를 전술한 실시예들과 함께 적용하는 경우에는, 베인과 롤러 사이의 접촉력을 더욱 많이 줄일 수 있어 그만큼 압축기 효율을 더욱 높일 수 있다. 다만, 본 실시예와 전술한 실시예들을 함께 적용하는 경우에 일부 회전각 구간(예를 들어, 90°부근)에서 베인과 롤러(140)가 분리되는 이탈 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 도 9 내지 도 12와 같이 베인과 베인슬롯 사이에 형성되는 가스수용부가 일종의 배압실 역할을 할 수 있도록 함으로써, 그 가스수용부의 압력을 이용하여 베인과 롤러가 이탈되는 구간에서 베인과 롤러 사이의 접촉력을 높일 수 있고 이를 통해 베인과 롤러가 분리되는 것을 방지하여 압축기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같은 경우, 롤러(140)의 이심률은 대략 0.7보다는 크거나 같고 0.8보다는 작거나 같게 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

또, 제1 베인돌부(156)의 곡률 반경(R)은 제1 베인몸체(155)의 폭의 절반보다는 크거나 같고 폭의 2배보다는 작게 형성될 수 있다.

또, 제1 베인(151)의 곡률 반경의 중심을 길이방향으로 연장하는 가상선(CL')과 길이방향 중심선(CL) 사이의 간격, 즉 접촉점(P)이 이동한 거리(L17)는 0보다는 크고 제1 베인돌부(156)의 곡률 반경(R)의 2배에서 폭길이(t)를 뺀 값의 절반보다는 작거나 같게 형성될 수 있다. 즉, 곡률반경 중심을 베인몸체의 길이방향으로 연장하는 가상선(CL')과 베인의 길이방향 중심선(CL) 사이의 간격을 L17이라고 하고, 베인돌부의 곡률반경을 R, 베인의 폭을 t라고 할 때, 0≤L17≤(2R-t)/2를 만족하도록 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 로터리 압축기의 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 도 16을 보면, 곡률반경의 중심(O)이 베인의 길이방향 중심선(CL) 상에 위치하고 곡률반경(R)이 베인의 폭(t)보다 큰 경우(종래)에는 베인(150)과 롤러(140) 사이에 이탈 구간(45°및 135°부근)이 발생하는 것을 볼 수 있다. 하지만, 곡률반경의 중심(O)이 베인의 길이방향 중심선(CL) 상에 위치하면서 곡률반경(R)이 베인의 폭과 동일하게 할 경우(③-1 실시예)에는 전 구간에 걸쳐 베인과 롤러가 이탈되지 않는 것을 볼 수 있다. 또, 곡률반경의 중심(O')이 베인의 길이방향 중심선(CL)에서 흡입실측으로 편심지게 위치하면서 곡률반경(R)이 베인의 폭과 동일하게 할 경우(③-2 실시예)에는 ③-1 실시예에 비해 전 구간에 걸쳐 베인과 롤러 사이의 접촉점이 낮아지는 것을 볼 수 있다.

한편, 앞서 설명한 모든 실시예들은 롤러의 형상이 원형인 통상적인 로터리 압축기에서도 동일하게 적용될 수 있다. 이에 따른 기본적인 구성과 작용효과는 전술한 실시예들과 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 원형 롤러가 적용되면서도 롤러가 회전축에 일체로 형성되어 롤러의 자전운동을 제거하는 경우에는 그 롤러가 회전축의 외주면(정확하게는, 편심부의 외주면)에 대해 자전운동을 하는 경우에 비해 기계적 마찰손실을 대략 30% 정도 개선할 수 있다.

즉, 롤러가 회전축의 편심부에 삽입되어 롤러가 자전운동을 하는 경우에는 그 롤러와 회전축의 편심부 사이에 마찰손실이 발생하여 압축기 효율이 저하될 수 있지만, 본 실시예와 같이 롤러가 회전축에 일체로 형성되면 그 롤러와 회전축 사이의 마찰손실이 제거되어 압축기 전체의 마찰손실이 개선되면서 압축기 효율이 향상될 수 있다.

하지만, 실린더의 직경과 높이가 동일한 조건에서 원형롤러가 회전축에 결합되는 경우에는 롤러와 베인 사이에서의 마찰손실이 증가될 수 있다. 따라서, 베인이 후방면에 가해지는 배압력이 적절하게 공급되도록 하거나, 또는 베인돌부에 가해지는 항력을 높여 롤러와 베인 사이의 마찰손실을 줄일 수 있다.

예를 들어, 도 17에서와 같이, 원형 롤러(240)가 회전축(30)에 일체로 형성되고, 원형 롤러(240)의 외주면에 접촉하는 베인(250)은 베인슬롯(231)과 함께 서로 대응하는 단차부(231a)(250a)를 각각 형성할 수 있다. 단차부 사이에는 실린더(230)의 흡입실(V31)과 연통되는 가스수용부(S3)가 형성될 수 있다. 그러면, 베인슬롯(231)은 물론 그 베인슬롯(231)에 삽입되는 베인(250)의 후방단 단면적이 전방단의 단면적에 비해 작아지게 형성될 수 있다.

이로써, 앞서 설명한 바와 같이 베인(250)의 후방단에서 받는 배압력이 감소하면서 원형 롤러(240)와 베인(250) 사이의 접촉력이 감소되고, 이를 통해 원형 롤러(240)와 회전축(30) 사이의 마찰손실이 제거된 상태에서도 원형 롤러(240)와 베인(250) 사이의 마찰손실이 증가하는 것을 억제할 수 있다. 이로써 전체적인 압축기의 기계적 마찰손실이 감소되어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

또, 도 18에 도시된 바와 같이, 원형 롤러(340)가 회전축(30)에 일체로 형성되고, 원형 롤러(340)의 외주면에 접촉하는 베인(350)의 전방단, 즉 베인돌부(352)는 도 15와 같이 압축실(V32)측 면적이 상대적으로 넓은 비대칭 형상으로 형성될 수 있다. 그러면, 압축실(V32)의 압력을 받는 면적이 확대되어 베인의 후방측에서 전방측으로 가해지는 배압력에 대한 항력(F)이 증가하게 될 수 있다.

이를 통해, 롤러와 베인 사이의 접촉력이 감소됨으로써, 롤러와 회전축 사이의 마찰손실이 제거된 상태에서도 롤러와 베인 사이의 마찰손실이 증가하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 전체적인 압축기의 기계적 마찰손실이 감소되어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

Claims

구동모터;
상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더;
상기 회전축에 구비되어 회전하며, 상기 실린더에 적어도 두 개의 압축공간이 형성되도록 외주면의 적어도 둘 이상의 부위가 상기 실린더의 내주면에 접하는 롤러; 및
상기 롤러의 외주면에 접하여 상기 둘 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획하는 적어도 두 개 이상의 베인;을 포함하며,
상기 실린더에는 상기 베인의 양쪽 측면과 접하도록 내측면을 가지는 적어도 두 개 이상의 베인슬롯이 형성되고,
상기 베인슬롯은 외주측 단면적이 내주측 단면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 베인슬롯의 측면에는 상기 베인슬롯의 내주측 단부에서 외주방향으로 소정의 길이만큼 단차진 슬롯측 단차부가 형성되고,
상기 슬롯측 단차부에 대응되는 상기 베인의 측면에는 상기 슬롯측 단차부와 반대방향으로 단차진 베인측 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 슬롯측 단차부와 베인측 단차부의 사이에는 상기 베인의 움직임에 따라 체적이 가변되는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제3항에 있어서,
상기 실린더에는 상기 공간을 흡입실에 연통시키는 연통유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제3항에 있어서,
상기 실린더와 베인에는 상기 공간을 흡입실에 연통시키는 연통유로가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제5항에 있어서,
상기 연통유로는 상기 롤러와 베인 사이의 선속도가 가장 큰 부위에서는 상기 흡입실과 공간 사이가 연통되는 반면, 상기 선속도가 가장 작은 부위에서는 상기 흡입실과 공간 사이가 차단되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제5항에 있어서,
상기 연통유로는,
상기 베인의 측면에 형성되는 베인측 연통홈; 및
상기 실린더에 형성되어 상기 베인의 움직임에 따라 상기 베인측 연통홈과 공간 사이를 선택적으로 연통시키는 슬롯측 연통홈;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기.
제7항에 있어서,
상기 베인측 단차부의 전방측에는 상기 베인슬롯과 접하여 실링면적을 확보하는 베인측 실링부가 형성되고, 상기 베인측 연통홈은 상기 베인측 실링부에 형성되며,
상기 슬롯측 연통홈은 상기 슬롯측 단차부의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제8항에 있어서,
상기 베인측 연통홈은 상기 베인측 실링부의 상하 양단 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽 모서리에 형성되고,
상기 슬롯측 연통홈은 상기 슬롯측 단차부의 상하 양단 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베인은,
베인몸체; 및
상기 베인몸체의 전방단에 볼록하게 형성되는 베인돌부;로 이루어지고,
상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터;
상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더;
상기 회전축에 구비되어 회전하며, 상기 실린더에 적어도 두 개의 압축공간이 형성되도록 외주면의 적어도 둘 이상의 부위가 상기 실린더의 내주면에 접하는 롤러; 및
상기 롤러의 외주면에 접하여 상기 둘 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획하는 적어도 두 개 이상의 베인;을 포함하며,
상기 실린더에는 상기 베인의 양쪽 측면과 접하도록 내측면을 가지는 적어도 두 개 이상의 베인슬롯이 형성되고,
상기 베인슬롯과 이에 대응하는 베인의 측면 사이에 흡입압과 토출압의 중간압력인 중간압을 이루는 배압공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제11항에 있어서,
상기 배압공간은 상기 베인의 돌출량이 가장 큰 시점에는 상기 배압공간이 흡입실과 차단되어 중간압실을 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제12항에 있어서,
상기 배압공간은 상기 베인의 움직임에 따라 체적이 가변되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베인은,
베인몸체; 및
상기 베인몸체의 전방단에 볼록하게 형성되는 베인돌부;로 이루어지고,
상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
실린더;
상기 실린더의 내부에서 그 실린더와 동심으로 회전하며, 상기 실린더에 적어도 두 개 이상의 압축공간이 형성되도록 하는 롤러; 및
상기 롤러의 외주면에 접하여 상기 실린더에 미끄러지게 결합되고, 상기 둘 이상의 압축공간을 각각 흡입실과 압축실로 구획하는 두 개 이상의 베인;을 포함하고,
상기 베인의 일측면과 이에 대응하는 실린더의 사이에는 상기 베인의 움직임에 따라 체적이 가변되는 공간이 형성되며,
상기 공간은 상기 실린더 또는 상기 베인에 구비되는 연통유로를 통해 상기 흡입실과 연통되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제15항에 있어서,
상기 베인의 돌출량이 가장 작은 시점에는 상기 연통유로가 개방되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제16항에 있어서,
상기 베인의 돌출량이 가장 큰 시점에는 상기 연통유로가 차단되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베인은,
베인몸체; 및
상기 베인몸체의 전방단에 볼록하게 형성되는 베인돌부;로 이루어지고,
상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
구동모터;
상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더;
상기 회전축에 구비되어 회전하는 롤러; 및
상기 실린더에 이동 가능하게 구비되어 상기 롤러의 외주면에 접하고, 상기 실린더와 상기 롤러에 의해 형성되는 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인;을 포함하고,
상기 베인은,
베인몸체; 및
상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고,
상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제19항에 있어서,
상기 베인돌부의 그 곡률반경이 상기 베인돌부의 폭의 절반보다는 크거나 같고, 상기 베인돌부의 폭의 2배보다는 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
구동모터;
상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 구동모터의 일측에 설치되며, 내주측이 개구된 베인슬롯이 구비되는 실린더;
상기 회전축에 구비되어 회전하는 롤러; 및
상기 실린더의 베인슬롯에 이동 가능하게 구비되어 상기 롤러의 외주면에 접하고, 상기 실린더와 상기 롤러에 의해 형성되는 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인;을 포함하고,
상기 베인슬롯은 외주측 단면적이 내주측 단면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제21항에 있어서,
상기 베인은,
베인몸체; 및
상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고,
상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
구동모터;
상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더;
상기 회전축에 일체로 구비되어 회전하는 롤러; 및
상기 실린더에 이동 가능하게 구비되어 상기 롤러의 외주면에 접하고, 상기 실린더와 상기 롤러에 의해 형성되는 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인;을 포함하고,
상기 베인슬롯은 외주측 단면적이 내주측 단면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제23항에 있어서,
상기 베인슬롯과 베인의 사이에는 배압실이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제23항에 있어서,
상기 베인은,
베인몸체; 및
상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고,
상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
구동모터;
상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 구동모터의 일측에 설치되는 실린더;
상기 회전축에 일체로 구비되어 회전하는 롤러; 및
상기 실린더에 이동 가능하게 구비되어 상기 롤러의 외주면에 접하고, 상기 실린더와 상기 롤러에 의해 형성되는 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인;을 포함하고,
상기 베인은,
베인몸체; 및
상기 베인몸체의 길이방향 일단에 볼록하게 형성되어 상기 롤러에 접하는 베인돌부;로 이루어지고,
상기 베인돌부는 그 곡률반경의 중심이 상기 베인몸체의 길이방향 중심선에 대해 편심지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.