KR20190011140A

KR20190011140A - 로터리 압축기

Info

Publication number: KR20190011140A
Application number: KR1020170093728A
Authority: KR
Inventors: 조국현; 이세동; 사범동
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-02-01
Also published as: KR102366119B1; US20190024658A1; WO2019022415A1; US11002279B2

Abstract

본 발명에 따른 로터리 압축기는, 실린더에 베인이 미끄러지게 삽입되는 베인슬롯이 각각 형성되고, 베인슬롯의 원주방향 일측에는 적어도 한 개 이상의 압축실로 유체를 안내하는 흡입구가 형성되며, 흡입구는, 실린더의 내주면에 접하는 흡입구의 단부가 슬롯 형상을 이루도록 반경방향으로 음각지게 형성된다. 이에 따라, 흡입구의 원주길이를 줄여 압축개시각을 앞당길 수 있고, 흡입구와 베인슬롯 사이의 격벽부가 탄력을 가지도록 하여 베인이 베인슬롯에 밀착되는 것을 억제할 수 있다.

Description

로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로, 특히 로터리 압축기의 흡입구 형상에 관한 것이다.

일반적으로 로터리 압축기는, 실린더의 압축공간에서 롤러(또는, 롤링피스톤)와 베인이 접촉되어 그 베인을 중심으로 실린더의 압축공간이 흡입실과 토출실로 구분되는 압축기이다. 이러한 로터리 압축기는 롤러가 선회운동을 하면서 베인이 직선운동을 하게 되고, 이에 따라 흡입실과 토출실은 체적(용적)이 가변되는 압축실을 형성하여 냉매를 흡입, 압축, 토출하게 된다.

또, 이러한 로터리 압축기는 실린더의 내주면에서 반경방향으로 소정의 깊이만큼 함몰진 베인슬롯이 형성되고, 베인슬롯을 기준으로 원주방향 일측에는 흡입구가 형성되어 냉매가 흡입실로 흡입된다.

흡입구의 형상은 압축기의 형태에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 실린더가 한 개인 단식 로터리 압축기에서는 주로 흡입구가 실린더의 외주면에서 내주면으로 관통 형성된다. 하지만, 실린더가 복수 개인 복식 로터리 압축기에서는 단식 로터리 압축기와 마찬가지로 흡입구가 각 실린더의 외주면에서 내주면으로 관통되어 형성될 수도 있지만, 단식 로터리 압축기와는 달리 실린더의 내주면 모서리에 홈 형상으로 경사지게 형성되거나, 실린더의 하면이나 상면에서 절곡되어 내주면으로 관통 형성될 수 있다.

즉, 복식 로터리 압축기에서는 복수 개인 실린더의 사이에 중간판이 구비됨에 따라, 그 중간판에 한 개의 흡입관이 연결되도록 한 개의 흡입안내홈이 형성되고, 그 흡입안내홈에 연결되는 흡입홈 또는 흡입구가 각각의 실린더에 경사지거나 절곡되게 형성할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 로터리 압축기에서는, 그 흡입구의 출구단이 실린더의 내주면에서 원주방향으로 넓게 형성됨에 따라, 흡입완료시점, 즉 압축개시시점이 지연되고, 이에 따라 압축주기가 짧아지면서 과압축이 발생되어 압축기 성능이 저하되는 문제가 있었다. 즉, 종래의 로터리 압축기는 흡입구가 주로 진원형으로 형성되거나 또는 적어도 일부가 곡면으로 형성됨에 따라, 흡입구의 필요 단면적을 확보하기 위해서는 그 흡입구의 원주방향 폭이 커져야 하고, 이로 인해 흡입행정의 시작점에서 끝점까지의 간격이 길어지면서 전술한 바와 같이 압축개시시점이 지연될 수 있다.

또, 종래의 로터리 압축기에서는, 베인슬롯에 삽입되는 베인이 토출실의 압력에 의해 원주방향(측면방향)으로 밀려나면서 그 베인의 흡입측면이 베인슬롯의 내측면에 압착되고, 이로 인해 베인이 베인슬롯에 대해 원활하게 입출되지 못하면서 롤러(롤링피스톤)와도 과도하게 밀착되어 모터 입력의 상승을 초래하거나 반대로 베인과 롤러가 이격되어 냉매누설이 발생되는 문제점도 있었다.

한국공개특허공보 제10-2011-0066757호

본 발명의 목적은, 동일한 흡입구의 면적을 대비하여 그 흡입구의 원주길이를 줄임으로써 압축개시각을 흡입개시각 방향, 즉 베인 방향으로 이동시킬 수 있는 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 흡입실과 토출실을 분리하는 베인이 토출압에 의해 베인슬롯에 과도하게 밀착되는 것을 억제하여 모터의 입력손실을 억제하고, 베인과 롤러 사이가 이격되는 것을 억제할 수 있는 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 환형으로 형성되는 적어도 한 개 이상의 실린더; 상기 실린더의 상하 양측에 구비되어 상기 적어도 한 개 이상의 실린더와 함께 적어도 한 개 이상의 압축실을 형성하는 적어도 두 개 이상의 플레이트 부재; 상기 적어도 한 개 이상의 압축실의 내부에 각각 구비되고, 회전축에 결합되어 작동되는 적어도 한 개 이상의 롤러; 상기 적어도 한 개 이상의 실린더에 각각 미끄러지게 삽입되고, 상기 적어도 한 개 이상의 롤러의 외주면에 각각 접촉되어 상기 적어도 한 개 이상의 압축실이 각각 흡입실과 토출실로 분리되도록 하는 적어도 한 개 이상의 베인;을 포함하며, 상기 실린더에는, 상기 베인이 미끄러지게 삽입되는 베인슬롯이 각각 형성되고, 상기 베인슬롯의 원주방향 일측에는 상기 적어도 한 개 이상의 압축실로 유체를 안내하는 흡입구가 각각 형성되며, 상기 흡입구는, 적어도 상기 실린더의 내주면에 접하는 상기 흡입구의 단부가 슬롯 형상을 이루도록 반경방향으로 음각지게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 흡입구는 외주측 끝단에서 상기 실린더의 내주면에 접하는 내주측 끝단까지 흡입구 전체가 슬롯 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는, 상기 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 한 쪽 측면은 막히도록 형성되는 비슬롯부; 및 상기 실린더의 내주면에서 소정의 깊이만큼 슬롯 형상으로 함몰지게 형성되어 상기 비슬롯부에 연결되는 슬롯부;로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는 원주방향 양쪽 내측면이 반경방향 중심선을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는 원주방향 양쪽 내측면이 비대칭 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는 반경방향 중심선을 기준으로 원주방향 양쪽 내측면 중에서 상기 베인으로부터 가까운 쪽 내측면이 더 깊게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는 상기 실린더의 내주면과 만나는 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽 모서리에는 면취부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는 상기 실린더를 기준으로 내측면 방향의 끝단 단면적이 외측면 방향의 끝단 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는 상기 실린더를 기준으로 내측면 방향의 끝단 단면적이 외측면 방향의 끝단 단면적과 동일하게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입구는, 흡입관에 연통되고 상기 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 한 쪽 측면이 막히는 제1 부; 및 상기 제1 부에서 연장되고 상기 실린더의 내주면을 관통하여 상기 압축실과 연통되며, 상기 실린더의 축방향 양쪽 측면이 개구되는 제2 부;로 이루어지고, 상기 제1 부의 반경방향 중심과 상기 제2 부의 반경방향 중심이 서로 다른 선 상에 위치하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 부의 반경방향 중심보다 상기 제2 부의 반경방향 중심이 상기 베인쪽에 더 인접하도록 배치될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 제1 압축실을 형성하며, 상기 제1 압축실에 연통되는 제1 흡입구가 형성되고, 상기 제1 흡입구의 일측에는 제1 베인슬롯이 형성되는 제1 실린더; 상기 제1 압축실에서 회전 가능하게 구비되는 제1 롤러; 상기 제1 베인슬롯에 삽입되어 상기 제1 실린더에 미끄러지게 결합되며, 상기 제1 롤러의 외주면에 접촉되는 제1 베인; 상기 제1 실린더의 축방향 일측에 배치되고, 상기 제1 압축실과 분리되는 제2 압축실을 형성하며, 상기 제2 압축실에 연통되는 제2 흡입구가 형성되고, 상기 제2 흡입구의 일측에는 제2 베인슬롯이 형성되는 제2 실린더; 상기 제2 압축실에서 회전 가능하게 구비되는 제2 롤러; 상기 제2 베인슬롯에 삽입되어 상기 제2 실린더에 미끄러지게 결합되며, 상기 제2 롤러의 외주면에 접촉되는 제2 베인; 및 상기 제1 실린더와 제2 실린더 사이에 구비되어 상기 제1 압축실과 제2 압축실 사이를 분리하며, 흡입관이 연결되는 흡입통로가 형성되고, 상기 흡입통로는 상기 제1 흡입구 및 제2 흡입구와 연통되는 중간판;을 포함하고, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는 상기 실린더의 내주면과 그 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 상기 중간판과 접하는 면이 서로 연통되도록 개구되어 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기가 제공될 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는 축방향 양쪽 측면이 모두 개구되어 슬롯 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는 상기 실린더의 외주측 끝단에서 내주측 끝단까지 전체가 슬롯 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는, 상기 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 한 쪽 측면은 막히도록 형성되는 비슬롯부; 및 상기 실린더의 내주면에서 소정의 깊이만큼 슬롯 형상으로 함몰지게 형성되어 상기 비슬롯부에 연결되는 슬롯부;로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 로터리 압축기는, 흡입구의 단부가 슬롯 형상으로 형성됨에 따라, 동일한 흡입구의 면적을 대비하여 그 흡입구의 원주길이를 줄임으로써, 압축개시각을 흡입개시각 방향으로 이동시킬 수 있고, 이를 통해 압축주기를 길게 연장하여 과압축을 억제할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 로터리 압축기는, 흡입구가 슬롯 형상으로 형성됨에 따라, 흡입구와 베인슬롯 사이의 격벽부가 탄성을 가질 수 있고, 이를 통해 흡입실과 토출실을 분리하는 베인이 토출압에 의해 베인슬롯에 과도하게 밀착되는 것을 억제하여 모터의 입력손실을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 베인과 롤러 사이가 이격되는 것을 억제하여 냉매누설에 따른 압축손실을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 로터리 압축기에서 압축부의 일부를 보인 종단면도,
도 3은 도 1에 따른 로터리 압축기에서 제1 실린더를 보인 사시도,
도 4는 도 3에서, 제1 흡입구 주변을 보인 사시도,
도 5는 도 4의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 6a 및 도 6b는 도 3에 따른 압축부의 제1 흡입구에 대한 효과를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 흡입구에 대한 다른 실시예를 보인 사시도 및 평면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 흡입구에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도 및 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 단식 로터리 압축기의 압축부를 보인 종단면도.

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

도 1은 본 발명에 따른 로터리 압축기를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 로터리 압축기에서 압축부의 일부를 보인 종단면도이며, 도 3은 도 1에 따른 로터리 압축기에서 제1 실린더를 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에서, 제1 흡입구 주변을 보인 사시도이며, 도 5는 도 4의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이다.

도 1을 참고하면, 본 실시예에 의한 로터리 압축기는, 케이싱(10)의 내부공간에는 전동부(20)가 설치되고, 전동부(20)의 하측에는 냉매를 흡입하여 압축한 후 케이싱(10)의 내부공간(10a)으로 토출하는 압축부(30)가 설치된다. 전동부(20)와 압축부(30)는 회전축(23)에 의해 기구적으로 연결된다.

케이싱(10)은 상하 양단이 개구된 원형통체(11)와, 원형통체(11)의 상하 양단을 복개하여 내부공간(10a)을 밀봉하는 상부캡(12) 및 하부캡(13)으로 이루어질 수 있다.

원형통체(11)의 하반부에는 어큐뮬레이터(40)의 출구측에 연결되는 흡입관(15)이 결합되고, 상부캡(12)에는 후술할 응축기(2)의 입구측에 토출측 냉매관으로 연결되는 토출관(16)이 결합될 수 있다. 흡입관(15)은 원형통체(11)를 관통하여 후술할 중간판(35)의 흡입통로(351)에 직접 연결되고, 토출관(16)은 상부캡(12)을 관통하여 케이싱(10)의 내부공간(10a)에 연통될 수 있다. 중간판의 흡입통로와 그 흡입통로에 연통되는 흡입구에 대해서는 나중에 실린더의 흡입구와 함께 설명한다.

전동부(20)는 케이싱(10)의 내부에 고정자(21)가 압입되어 고정되고, 고정자(21)의 내부에는 회전자(22)가 회전 가능하게 삽입되어 있다. 회전자(22)의 중심에는 회전축(23)이 압입되어 결합되어 있다.

압축부(30)는 회전축(23)을 지지하는 메인베어링(31)이 케이싱(10)의 내주면에 고정 결합되고, 메인베어링(31)의 하측에는 그 메인베어링(31)과 함께 회전축(23)을 지지하는 서브베어링(32)이 구비되며, 메인베어링(31)과 서브베어링(32)의 사이에는 그 메인베어링(31) 및 서브베어링(32)과 함께 압축공간을 형성하는 실린더가 구비된다.

여기서, 실린더는 한 개만 구비될 수 있고, 복수 개가 축방향으로 적층되어 구비될 수도 있다. 실린더가 한 개인 경우를 단식, 복수 개인 경우를 복식이라고 한다. 단식의 경우는 한 개의 실린더에서 한 개의 압축공간을 형성하고, 복식의 경우는 통상 두 개의 실린더가 중간판을 사이에 두고 제1 압축공간과 제2 압축공간을 형성하게 된다. 하지만, 경우에 따라서는 복식의 경우 두 개 이상의 실린더가 두 개 이상의 압축공간을 형성할 수도 있다.

그리고, 단식의 경우는 실린더가 서브베어링(32)과 함께 메인베어링(31)에 볼트로 체결되어 고정되고, 복식의 경우는 복수 개의 실린더(33)(34)가 중간판(35)을 사이에 두고 상측의 실린더(33)는 메인 베어링(31)과 함께 중간판(35)의 상면에, 하측의 실린더(34)는 서브 베어링(32)과 함께 중간판(35)의 하면에 각각 볼트 체결될 수 있다.이하에서는, 중간판이 구비되는 복식 로터리 압축기를 대표예로 삼아 살펴본다.

예를 들어, 도 1 및 도 2와 같이, 복식 로터리의 경우에는 앞서 설명한 바와 같이, 복수 개의 실린더가 축방향으로 구비되고, 복수 개의 실린더 중에서 상측에 위치하는 실린더(이하, 제1 실린더)(33)의 상면에는 제1 압축공간(V1)을 형성하도록 메인베어링(31)이 구비되며, 하측에 위치하는 실린더(이하, 제2 실린더)(34)의 하면에는 제2 압축공간(V2)을 형성하도록 서브베어링(32)이 구비된다.

메인베어링(31)에는 제1 압축공간(331)에서 압축된 냉매를 토출하는 제1 토출구(31a)가 형성되고, 제1 토출구(31a)의 단부에는 그 제1 토출구(31a)를 개폐하는 제1 토출밸브(311)가 설치된다. 메인베어링(31)의 상면에는 제1 토출공간(381a)을 가지는 제1 토출커버(381)가 설치된다.

서브베어링(32)에는 제2 압축공간(341)에서 압축된 냉매를 토출하는 제2 토출구(32a)가 형성되고, 제2 토출구(32a)의 단부에는 그 제2 토출구(32a)를 개폐하는 제2 토출밸브(321)가 설치된다. 서브베어링(32)의 상면에는 제2 토출공간(382a)을 가지는 제1 토출커버(382)가 설치된다.

그리고 제1 실린더(33)와 제2 실린더(34)의 사이에는 중간판(35)이 구비되고, 중간판(35)을 사이에 두고 제1 실린더(33)에는 메인베어링(31)과 함께 제1 압축공간(V1)이, 제2 실린더(34)에는 서브베어링(32)과 함께 제2 압축공간(V2)이 각각 형성된다.

도 3은 본 실시예에 따른 제1 실린더와 제2 실린더를 보인 평면도이다. 여기서, 도 3은 제1 실린더와 제2 실린더를 함께 보인 것으로, 후술할 제1 롤링피스톤과 제2 롤링피스톤은 180도의 회전각 차이를 가지도록 결합된다. 하지만, 도 3에서는 편의상 제1 롤링피스톤을 기준으로 동일 위치에 도시하였다.

도 3에서와 같이, 제1 실린더(33)와 제2 실린더(34)에는 후술할 흡입통로(351)를 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)에 각각 연통시키는 제1 흡입구(331)와 제2 흡입구(341)가 각각 형성될 수 있다. 그리고, 제1 실린더(33)에는 제1 흡입구(331)의 일측에 제1 베인(371)이 미끄러지게 삽입되는 제1 베인슬롯(332)이, 제2 실린더(34)에는 제2 흡입구(341)의 일측에 제2 베인(372)이 미끄러지게 삽입되는 제2 베인슬롯(342)이 각각 형성될 수 있다.

제1 압축공간(V1)에는 제1 롤링피스톤(361)이, 제2 압축공간(V2)에는 제2 롤링피스톤(362)이 각각 회전축(23)의 제1 편심부(231)와 제2 편심부(232)에 회전 가능하게 결합되고, 제1 롤링피스톤(361)은 메인베어링(31)과 중간판(35)에 의해, 제2 롤링피스톤(362)은 서브베어링(32)과 중간판(35)에 의해 각각 축방향으로 실링 접촉된다.

중간판(35)에는 흡입관(15)이 삽입되어 결합되도록 흡입통로(351)가 형성될 수 있다. 흡입통로(351)는 중간판(35)의 외주면에서 반경방향으로 소정의 깊이만큼 형성되고, 제1 흡입구(331)와 제2 흡입구(341)의 제1 단은 후술할 제1 연통구멍(352a)과 제2 연통구멍(352b)을 통해 흡입통로(351)의 상반부 및 하반부에 각각 연통되도록 형성될 수 있다.

그리고 제1 흡입구(331)와 제2 흡입구(341) 중에서 적어도 어느 한 쪽 흡입구는 제1 단에 반대쪽인 제2 단이 해당 실린더의 내주면에 연통되되, 실린더의 내주면에서 소정의 깊이만큼 함몰지게 형성될 수 있다. 이하에서는, 제1 흡입구를 대표예로 살펴본다. 따라서, 제2 흡입구는 제1 흡입구와 동일하게 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 제2 흡입구는 양단이 동일한 형상으로 실린더를 관통하여 구멍 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 제2 흡입구는 앞서 설명한 바와 같이 제2 단이 함몰지게 형성되고, 제1 흡입구는 전체가 구멍 형상으로 형성될 수도 있다.

도 4 및 도 5에서와 같이, 제1 흡입구(331)는 제1 실린더(33)의 내주면에 접하여 출구단을 이루는 흡입구의 제2 단(331a)이 슬롯 형상을 이루도록 반경방향으로 음각지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 흡입구(331)는 입구단을 이루는 제1 단(331a)과 출구단을 이루는 제2 단(331b) 중에서 적어도 제2 단(331b)은 제1 실린더(33)의 상면(33a)과 하면(33b) 전체를 관통하는 슬롯 형상으로 형성될 수 있다. 이로써, 동일 단면적 대비 제1 흡입구의 원주길이를 최소한으로 줄일 수 있고, 이에 따라 흡입완료시점을 크게 앞당길 수 있다.

여기서, 제1 흡입구(331)는 앞서 설명한 제2 단(331b)은 물론 입구단인 제1 단(331a)까지도 슬롯 형상으로 형성되어, 결국 제1 흡입구(331) 전체가 슬롯 형상으로 형성될 수 있다.

이 경우, 도 5와 같이 제1 흡입구(331)는 그 제1 흡입구(331)의 제1 단(331a)의 끝단에서 제1 실린더(33)의 내주면과 접하는 제2 단(331b)의 끝단까지 점진적으로 단면적이 확대되도록, 평면투영시 소위 반원 또는 반타원과 같은 돔 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우에는 흡입통로(351)에서 제1 실린더를 향해 경사지게 관통되는 연통구멍(352a)의 형상을 고려하여 그 연통구멍(352a)의 내주면과 일치하거나 수용할 수 있도록 형성될 수 있다. 참고로, 도 5에서 점선으로 도시된 원은 종래의 제1 흡입구를 도시한 것이다.

하지만, 경우에 따라서는 제1 흡입구(331)는 평면투영시 제1 단(331a)에서 제2 단(331b)까지 사각형 단면 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 흡입구(331)의 가공이 용이하게 이루어질 수 있다.

그리고, 제1 흡입구(331)는 제1 실린더(33)의 내주면과 만나는 모서리 중에서 적어도 한 쪽 모서리에는 면취부(335)가 형성되는 것이 제1 롤링피스톤(361)과의 마모를 억제할 수 있어 바람직하다. 이 경우, 면취부(335)는 제1 롤링피스톤(361)의 이동방향에 대해 역방향에 위치하는 모서리, 즉 제1 베인슬롯(332)을 기준으로 더 먼 쪽에 위치하는 모서리에 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 복식 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 고정자(21)에 전원이 인가되면, 회전자(22)와 회전축(23)이 고정자(21)의 내부에서 회전을 하면서 제1 롤링피스톤(361)과 제2 롤링피스톤(362)이 선회운동을 하고, 이 제1 롤링피스톤(361)과 제2 롤링피스톤(362)의 선회운동에 따라 각 압축공간(V1)(V2)의 흡입실 체적이 각각 가변되면서 냉매를 제1 실린더(33)와 제2 실린더(34)의 각 압축공간(V1)(V2)으로 흡입하게 된다.

이 냉매는 제1 롤링피스톤(361)과 제1 베인(371) 및 제2 롤링피스톤(362)과 제2 베인(372)에 의해 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)에서의 압축부하가 발생되어 압축되면서 메인베어링(31)에 구비된 제1 토출구(31a)와 서브베어링(32)의 제2 토출구(32a)를 통해 각각 제1 토출커버(381)와 제2 토출커버(382)의 토출공간(381a)(382a)으로 토출된다.

그러면, 제1 토출커버(381)로 토출되는 냉매는 곧바로 케이싱(10)의 내부공간(10a)으로 토출되는 반면, 제2 토출커버(382)로 토출되는 냉매는 서브베어링(32), 제2 실린더(34), 중간판(35), 제1 실린더(33) 그리고 메인베어링(31)을 차례로 관통하는 냉매통로(F)를 통해 제1 토출커버(381)의 토출공간(381a)로 이동하게 된다. 이 냉매는 제1 압축공간(V1)에서 토출되는 냉매와 함께 케이싱(10)의 내부공간(10a)으로 토출되어 냉동사이클로 순환이동하는 일련의 과정을 반복하게 된다.

그리고, 냉동사이클을 거친 냉매는 흡입관(15)을 통해 중간판(35)의 흡입통로(351)로 유입되고, 이 냉매는 흡입통로(351)에 연통되는 연통구멍(352ㅁ)(352b)을 통해 제1 흡입구(331)와 제2 흡입구(341)로 각각 분배되어 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)으로 흡입된다.

여기서, 제1 흡입구(제2 흡입구에서의 냉매는 제1 흡입구에서와 대체로 동일하므로, 이에 대한 설명은 제1 흡입구에 대한 설명으로 대신한다)(331)를 통해 제1 압축공간(V1)으로 흡입되는 냉매는 제1 흡입구(331) 전체가 슬롯 형상으로 형성됨에 따라, 냉매는 제1 실린더(33)의 상면(33a)과 하면(33b) 사이의 전 영역에 걸쳐 고르게 분배되어 제1 압축공간(V1)으로 흡입될 수 있다.

이에 따라, 도 6a에서와 같이 본 실시예에 따른 제1 흡입구(331)의 제2 단(331b)은 제1 실린더(33)의 높이방향을 따라 전체에 걸쳐 형성됨에 따라, 종래와 같이 제1 실린더(33)의 내주면에 구멍 또는 상면이 막힌 홈 형상(점선 도시)으로 형성되는 경우에 비해 제1 흡입구(331)의 원주길이를(L1) 최소한으로 줄일 수 있다. 이를 통해, 냉매의 흡입완료시점과 그에 따른 압축개시시점이 앞당겨지면서 해당 압축공간에서의 압축주기가 길어지게 되고, 이에 따라 과압축을 억제하여 압축효율이 향상될 수 있다.

아울러, 도 6b와 같이, 제1 흡입구(제2 흡입구 역시 마찬가지이다)(331)가 슬롯 형상으로 형성됨에 따라, 그 제1 흡입구(331)와 제1 베인슬롯(332) 사이의 격벽부(333)가 외팔보 형태가 되면서 탄성을 가지는 일종의 완충부 역할을 하게 된다. 그러면, 제1 베인(371)이 제1 흡입구(331)를 향해 원주방향으로 토출압(Fd)을 받더라도 그 제1 베인(371)의 흡입 측면(371a)이 제1 베인슬롯(332)의 내측면에 과도하게 밀착되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 제1 베인에 대한 마찰손실을 줄여 제1 베인이 제1 롤링피스톤의 외주면으로부터 이격되는 것을 방지함으로써 냉매누설에 의한 압축손실을 억제할 수 있다.

이 경우, 도 4에서와 같이, 완충부 역할을 하는 격벽부(333)의 상면 또는 하면에는 그 격벽부(333)가 접하는 메인베어링(31)과 중간판(35)에 대해 원활하게 미끄러질 수 있도록 이격부(333a)가 단차지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 격벽부가 변형될 때 그 격벽부가 접하는 면과의 마찰을 줄여 격벽부가 보다 신속하게 변형되면서 완충력을 높일 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 격벽부(333)와 접하는 메인베어링(31)의 하면 또는 중간판(35)의 상면에 이격부가 더 형성되거나, 격벽부(333)와 메인베어링(31) 또는 격벽부(333)와 중간판(35) 중에서 어느 한 쪽에만 형성될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 제1 흡입구에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 제1 흡입구 전체가 슬롯 형상으로 형성되는 것이나, 본 실시예는 제1 흡입구(331)는 그 일부만 슬롯 형상으로 형성되고 나머지는 제1 실린더(33)를 관통하는 구멍이나 홈 형상으로 형성되는 것이다.

예를 들어, 도 7a 및 도 7b와 같이 제1 흡입구(331)는, 제1 실린더(33)의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 한 쪽 측면은 막히도록 비슬롯부(336)가 형성되고, 비슬롯부(336)에 연결되는 슬롯부(337)가 제1 실린더(33)의 내주면에서 비슬롯부(336)를 향해 소정의 깊이만큼 함몰져 슬롯 형상으로 형성될 수 있다.

여기서, 비슬롯부(336)는 앞서 설명한 바와 같이 중간판(35)의 제1 연통구멍(352a)에 연결되어 'ㄴ'자 형상으로 된 구멍 형상으로 형성되거나, 또는 중간판(35)의 상면에 접하는 제1 실린더(33)의 하면(33b)에서 내주면을 향해 경사진 홈 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 슬롯부(337)는 제1 실린더(33)의 내주면에서 외주면(즉, 비슬롯부)을 향해 소정의 깊이만큼 함몰져, 제1 실린더(33)의 축방향 양쪽 측면이 모두 개구된 슬롯 형상으로 형성될 수 있다

상기와 같은 본 실시예에 따른 흡입구는 그 기본적인 구성과 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하다. 하지만, 본 실시예는 제1 흡입구(331)의 상면이 막힌 형상으로 형성됨에 따라, 제1 흡입구 전체가 슬롯 형상을 이루는 전술한 실시예에 비해 제1 흡입구를 이루는 부분에서의 실린더 강도를 확보할 수 있다. 그러면서도 제1 흡입구(331)의 출구단을 이루는 제2 단(331b) 주변은 내주면으로부터 함몰지게 형성됨에 따라, 전술한 실시예에서 설명한 바와 같이 구멍에 비해 흡입구의 출구단 단면적을 넓게 확보하면서도 원주길이를 짧게 할 수 있어 그만큼 흡입완료시점을 앞당겨 압축효율을 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 슬롯부(338)를 이루는 격벽부(333)에서는 일종의 완충부 역할을 할 수 있어 제1 베인(371)이 토출압에 의해 제1 베인슬롯(332)에 과도하게 밀착되는 것을 억제하여 제1 흡입구(331)가 구멍 형상으로 형성되는 것에 비해 압축성능을 높일 수 있다.

아울러, 제1 흡입구(331)를 통해 제1 압축공간(V1)으로 흡입되는 냉매는 제1 흡입구(331)를 이루는 비슬롯부(336)를 통과한 후 슬롯부(337)를 거치게 된다. 이때, 비슬롯부(336)가 구멍 또는 상면이 막힌 홈 형상으로 형성됨에 따라, 냉매는 메인베어링(31)과 직접 접촉되지 않아 메인베어링(31)으로부터 열을 적게 전달받게 된다. 이에 따라, 제1 압축공간(V1)으로 흡입되는 냉매가 과열되어 비체적이 상승하는 것을 억제할 수 있어 그만큼 냉매의 흡입손실을 줄일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 제1 흡입구에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 제1 흡입구는 평면투영시(축방향 투영시) 반경방향 중심선을 기준으로 하여 양쪽이 동일한 대칭 형상으로 형성되는 것이나, 본 실시예에서는 제1 흡입구(331)가 양쪽이 서로 다른 비대칭 형상으로 형성되는 것이다.

예를 들어, 제1 흡입구(331)가 대칭 형상으로 형성되는 경우에는 제1 흡입구(331)를 용이하게 가공할 수 있다는 점에서 유리할 수는 있다. 하지만, 이 경우에는 반경방향 중심선(CL)을 기준으로 양쪽 단면적이 동일함에 따라, 냉매가 제1 흡입구(331)의 전 영역에 걸쳐 대략 동일하게 분배되어 흡입되면서 흡입행정이 길어져 상대적으로 흡입완료시점이 지연될 수 있다.

이에 반해, 도 8a 및 도 8b와 같이 제1 흡입구(331)가 비대칭 형상, 즉 반경방향 중심선(CL)을 기준으로 제1 베인슬롯(332)에 근접한 쪽의 단면적(A1)이 반대쪽 단면적(A2)보다 크게 형성되는 경우에는 흡입이 시작되는 쪽으로 더 많은 냉매가 안내될 수 있다. 이에 따라, 대칭형상에 비해 상대적으로 흡입완료시점을 더 앞당길 수 있다.

또, 제1 흡입구(331)가 비대칭 형상이면서 제1 베인슬롯(332)에 근접한 쪽의 단면적(A1)이 반대쪽 단면적(A2)보다 상대적으로 넓은 경우에는 제1 흡입구(331)와 제1 베인슬롯(332) 사이에 위치하는 격벽부(333)의 반경방향 길이가 길게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 베인(371)의 흡입 측면(371a)이 제1 베인슬롯(332)의 내측면에 과도하게 밀착되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 제1 베인에 대한 마찰손실을 줄여 제1 베인이 제1 롤링피스톤의 외주면으로부터 이격되는 것을 방지함으로써 냉매누설에 의한 압축손실을 억제할 수 있다.

앞서도 설명하였으나, 제2 흡입구는 제1 흡입구와 대략 동일하게 형성되고, 동일한 작용 효과를 가지게 된다. 따라서, 제2 흡입구에 대한 설명은 제1 흡입구에 대한 설명으로 대신한다.

한편, 전술한 실시예들은 복식 로터리 압축기에 관한 것이었으나, 상기와 같은 슬롯 형상의 흡입구는 단식 로터리 압축기에서도 동일하게 적용될 수 있다.

예를 들어, 도 9와 같이 단식 로터리 압축기의 경우에는 실린더(33)의 외주면에서 내주면을 향해 흡입구(331)가 관통 형성될 수 있다.

이 경우, 흡입구(331)는 실린더(33)의 외주면에서 내주면을 향해 대략 중간 깊이까지는 구멍과 같은 비슬롯부(336)로 형성되는 반면, 실린더(33)의 반경방향 중간 깊이에서 내주면까지는 실린더(33)의 상면(33a)과 하면(33b)이 개구된 슬롯 형상으로 슬롯부(337)가 형성될 수 있다.

상기와 같은 슬롯 형상의 흡입구에 대한 기본적인 구성과 작용효과는 전술한 복식 로터리 압축기에서 제1 흡입구(또는/및 제2 흡입구)(331)가 제1 실린더(33)의 상면(33a)과 하면(33b) 사이가 개구되어 전체가 슬롯 형상으로 형성된 실시예와 대동소이할 수 있다. 따라서, 이에 대한 설명은 전술한 실시예들로 대신할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들 중에서 복식 로터리 압축기의 경우, 흡입관(15)이 제1 실린더(33)와 제2 실린더(34)에 각각 연결되는 경우에는 실린더가 한 개인 단식 로터리 압축기와 동일하게 흡입구가 형성될 수 있다.

또, 전술한 실시예들 중에서 단식 로터리 압축기의 경우, 흡입관이 메인베어링 또는 서브베어링에 연결되는 경우에는 실린더가 복수 개인 복식 로터리 압축기와 동일하게 흡입구가 형성될 수 있다.

31 : 메인베어링 32 : 서브베어링
33,34 : 실린더 331 : 흡입구
331a : 제1 단 331b : 제2 단
332 : 베인슬롯 333 : 격벽부
333a : 이격부 335 : 면취부
336 : 비슬롯부 337 : 슬롯부
35 : 중간판 351 : 흡입통로
352a,352b : 연통구멍

Claims

환형으로 형성되는 적어도 한 개 이상의 실린더;
상기 실린더의 상하 양측에 구비되어 상기 적어도 한 개 이상의 실린더와 함께 적어도 한 개 이상의 압축실을 형성하는 적어도 두 개 이상의 플레이트 부재;
상기 적어도 한 개 이상의 압축실의 내부에 각각 구비되고, 회전축에 결합되어 작동되는 적어도 한 개 이상의 롤러;
상기 적어도 한 개 이상의 실린더에 각각 미끄러지게 삽입되고, 상기 적어도 한 개 이상의 롤러의 외주면에 각각 접촉되어 상기 적어도 한 개 이상의 압축실이 각각 흡입실과 토출실로 분리되도록 하는 적어도 한 개 이상의 베인;을 포함하며,
상기 실린더에는,
상기 베인이 미끄러지게 삽입되는 베인슬롯이 각각 형성되고,
상기 베인슬롯의 원주방향 일측에는 상기 적어도 한 개 이상의 압축실로 유체를 안내하는 흡입구가 각각 형성되며,
상기 흡입구는,
적어도 상기 실린더의 내주면에 접하는 상기 흡입구의 단부가 슬롯 형상을 이루도록 반경방향으로 음각지게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입구는 외주측 끝단에서 상기 실린더의 내주면에 접하는 내주측 끝단까지 흡입구 전체가 슬롯 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서, 상기 흡입구는,
상기 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 한 쪽 측면은 막히도록 형성되는 비슬롯부; 및
상기 실린더의 내주면에서 소정의 깊이만큼 슬롯 형상으로 함몰지게 형성되어 상기 비슬롯부에 연결되는 슬롯부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입구는 원주방향 양쪽 내측면이 반경방향 중심선을 기준으로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입구는 원주방향 양쪽 내측면이 비대칭 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제5항에 있어서,
상기 흡입구는 반경방향 중심선을 기준으로 원주방향 양쪽 내측면 중에서 상기 베인으로부터 가까운 쪽 내측면이 더 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입구는 상기 실린더의 내주면과 만나는 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽 모서리에는 면취부가 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입구는 상기 실린더를 기준으로 내측면 방향의 끝단 단면적이 외측면 방향의 끝단 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입구는 상기 실린더를 기준으로 내측면 방향의 끝단 단면적이 외측면 방향의 끝단 단면적과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입구는,
흡입관에 연통되고 상기 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 한 쪽 측면이 막히는 제1 부; 및
상기 제1 부에서 연장되고 상기 실린더의 내주면을 관통하여 상기 압축실과 연통되며, 상기 실린더의 축방향 양쪽 측면이 개구되는 제2 부;로 이루어지고,
상기 제1 부의 반경방향 중심과 상기 제2 부의 반경방향 중심이 서로 다른 선 상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제10항에 있어서,
상기 제1 부의 반경방향 중심보다 상기 제2 부의 반경방향 중심이 상기 베인쪽에 더 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1 압축실을 형성하며, 상기 제1 압축실에 연통되는 제1 흡입구가 형성되고, 상기 제1 흡입구의 일측에는 제1 베인슬롯이 형성되는 제1 실린더;
상기 제1 압축실에서 회전 가능하게 구비되는 제1 롤러;
상기 제1 베인슬롯에 삽입되어 상기 제1 실린더에 미끄러지게 결합되며, 상기 제1 롤러의 외주면에 접촉되는 제1 베인;
상기 제1 실린더의 축방향 일측에 배치되고, 상기 제1 압축실과 분리되는 제2 압축실을 형성하며, 상기 제2 압축실에 연통되는 제2 흡입구가 형성되고, 상기 제2 흡입구의 일측에는 제2 베인슬롯이 형성되는 제2 실린더;
상기 제2 압축실에서 회전 가능하게 구비되는 제2 롤러;
상기 제2 베인슬롯에 삽입되어 상기 제2 실린더에 미끄러지게 결합되며, 상기 제2 롤러의 외주면에 접촉되는 제2 베인; 및
상기 제1 실린더와 제2 실린더 사이에 구비되어 상기 제1 압축실과 제2 압축실 사이를 분리하며, 흡입관이 연결되는 흡입통로가 형성되고, 상기 흡입통로는 상기 제1 흡입구 및 제2 흡입구와 연통되는 중간판;을 포함하고,
상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는 상기 실린더의 내주면과 그 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 상기 중간판과 접하는 면이 서로 연통되도록 개구되어 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제12항에 있어서,
상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는 축방향 양쪽 측면이 모두 개구되어 슬롯 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제12항에 있어서,
상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는 상기 실린더의 외주측 끝단에서 내주측 끝단까지 전체가 슬롯 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제12항에 있어서, 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구 중에서 적어도 한 쪽 흡입구는,
상기 실린더의 축방향 양쪽 측면 중에서 적어도 한 쪽 측면은 막히도록 형성되는 비슬롯부; 및
상기 실린더의 내주면에서 소정의 깊이만큼 슬롯 형상으로 함몰지게 형성되어 상기 비슬롯부에 연결되는 슬롯부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.