KR20200093350A - Vain rotary compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압축기에 관한 것으로, 베인이 회전하는 롤러에서 돌출되어 실린더의 내주면에 접촉하면서 압축실을 형성하는 베인 로터리 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor, and to a vane rotary compressor that protrudes from a rotating roller and contacts the inner circumferential surface of the cylinder to form a compression chamber.
로터리 압축기는 베인이 실린더에 미끄러지게 삽입되어 롤러에 접촉되는 방식과, 베인이 롤러에 미끄러지게 삽입되어 실린더에 접촉되는 방식으로 구분할 수 있다. 통상적으로 전자는 로터리 압축기라고 하고, 후자는 베인 로터리 압축기라고 구분한다. The rotary compressor can be divided into a method in which the vane slides into the cylinder and contacts the roller, and a vane slips into the roller and contacts the cylinder. Generally, the former is called a rotary compressor, and the latter is called a vane rotary compressor.
로터리 압축기는 실린더에 삽입된 베인이 탄성력 또는 배압력에 의해 롤러를 향해 인출되어 그 롤러의 외주면에 접촉하게 된다. 반면, 베인 로터리 압축기는 롤러에 삽입된 베인이 롤러와 함께 회전운동을 하면서 원심력과 배압력에 의해 인출되어 실린더의 내주면에 접촉하게 된다.In a rotary compressor, the vane inserted in the cylinder is drawn out toward the roller by elastic force or back pressure, and comes into contact with the outer peripheral surface of the roller. On the other hand, in the vane rotary compressor, the vane inserted in the roller rotates with the roller and is drawn by centrifugal force and back pressure to contact the inner circumferential surface of the cylinder.
로터리 압축기는 롤러의 회전당 베인의 개수만큼의 압축실을 독립적으로 형성하여, 각각의 압축실이 동시에 흡입, 압축, 토출행정을 실시하게 된다. 반면, 베인 로터리 압축기는 롤러의 회전당 베인의 개수만큼의 압축실을 연속적으로 형성하여, 각각의 압축실이 순차적으로 흡입, 압축, 토출행정을 실시하게 된다. 따라서, 베인 로터리 압축기는 로터리 압축기에 비해 높은 압축비를 형성하게 된다. 이에 따라, 베인 로터리 압축기는 R32, R410a, CO2와 같이 오존층파괴지수(ODP) 및 지구온난화지수(GWP)가 낮은 냉매를 사용하는데 더 적합하다. The rotary compressor independently forms a compression chamber for the number of vanes per revolution of the roller, so that each compression chamber simultaneously performs suction, compression, and discharge strokes. On the other hand, the vane rotary compressor continuously forms as many compression chambers as the number of vanes per rotation of the roller, and each compression chamber sequentially performs suction, compression, and discharge strokes. Therefore, the vane rotary compressor has a higher compression ratio than the rotary compressor. Accordingly, the vane rotary compressor is more suitable to use a refrigerant having a low ozone depletion index (ODP) and a global warming index (GWP), such as R32, R410a, and CO 2 .
베인 로터리 압축기는 한 개의 압축공간이 복수 개의 압축실로 구획됨에 따라, 압축행정이 짧아지면서 압축기의 성적계수(Coefficient Of Performance: COP)가 저하될 수 있다. 이에, 특허문헌[일본공개특허: JP2014-040797A, (공개일: 2014.03.06)]에 개시된 베인 로터리 압축기는 압축행정(압축주기)이 늘어나도록 실린더의 내주면을 비대칭 형상으로 형성하고 있다. In a vane rotary compressor, as one compression space is divided into a plurality of compression chambers, as the compression stroke is shortened, the coefficient of performance (COP) of the compressor may be reduced. Accordingly, the vane rotary compressor disclosed in the patent document [Japanese Patent Publication: JP2014-040797A, (published date: 2014.03.06)] has an inner circumferential surface of the cylinder formed in an asymmetrical shape so as to increase the compression stroke (compression cycle).
그러나, 상기와 같은 종래의 베인 로터리 압축기는, 압축행정(압축주기)이 늘어나는 만큼 흡입행정(흡입주기)은 반대로 감소하게 된다. 그러면 흡입실을 이루는 압축실로 흡입되는 냉매의 흡입유량이 감소하게 되고, 압축실에서의 압력강하가 발생될 수 있다. 그러면, 압축실에서의 체적효율이 저하되면서 압축기의 성적계수가 낮아지게 된다. 이러한 문제는 베인 로터리 압축기의 특성으로서 실린더의 내주면이 원형 또는 대칭 타원 형상의 경우에도 비대칭 타원 형상일때와 마찬가지로 발생되게 된다. 다만, 비대칭 타원의 경우에는 상기한 문제가 더욱 크게 발생될 수 있다.However, in the conventional vane rotary compressor as described above, as the compression stroke (compression cycle) increases, the suction stroke (suction cycle) decreases conversely. Then, the suction flow rate of the refrigerant sucked into the compression chamber constituting the suction chamber is reduced, and a pressure drop in the compression chamber may occur. Then, as the volumetric efficiency in the compression chamber decreases, the performance coefficient of the compressor decreases. This problem occurs as a characteristic of a vane rotary compressor, as in the case of an asymmetric elliptical shape in the case of a circular or symmetrical elliptical shape of the inner circumferential surface of the cylinder. However, in the case of an asymmetric ellipse, the above-described problem may be more serious.
또, 종래의 베인 로터리 압축기는, 흡입구가 실린더를 반경방향으로 관통되어 형성됨에 따라 흡입구의 면적은 실린더의 축방향 높이에 의해 제한된다. 더군다나, 흡입구의 상하 양쪽에는 실링거리를 확보하여야 하므로 흡입구의 면적은 더욱 제한된다. 이에 따라, 흡입구의 면적을 확대하는데 한계가 있어 냉매의 흡입유량이 감소되면서 압력저하가 발생될 수 있다. In addition, in the conventional vane rotary compressor, the area of the inlet is limited by the axial height of the cylinder as the inlet is formed through the cylinder in the radial direction. Furthermore, since the sealing distance must be secured on both sides of the upper and lower sides of the suction port, the area of the suction port is further limited. Accordingly, there is a limit in expanding the area of the suction port, and a pressure drop may occur while the suction flow rate of the refrigerant is reduced.
또, 종래의 베인 로터리 압축기는, 친환경 냉매인 R32를 적용하는 경우 앞서 설명한 문제가 더욱 크게 발생될 수 있다. 즉, R32는 R410a를 대체하는 냉매로 개발되었으나, R410a에 비해 냉매의 입자밀도가 작아 질량유량이 부족하게 된다. 그러면 동일한 압축실의 체적 대비 압력강하가 발생하게 되어 앞서 설명한 흡입손실의 증가와 그로 인한 체적효율의 저하가 더욱 증가하게 되면서 압축기의 성적계수가 더욱 낮아지게 될 수 있다. 이는, 난방 저온 조건, 높은 압력비 조건(Pd/Ps ≥ 6), 그리고 고속 운전 조건(80Hz 이상)에서 더 크게 발생될 수 있다. In addition, in the conventional vane rotary compressor, when the environmentally friendly refrigerant R32 is applied, the above-described problem may be more serious. That is, R32 was developed as a refrigerant to replace R410a, but the particle density of the refrigerant is smaller than that of R410a, resulting in insufficient mass flow rate. Then, the pressure drop compared to the volume of the same compression chamber occurs, so that the increase in suction loss and the decrease in volume efficiency resulting from the above-described increase may further increase the performance coefficient of the compressor. This can occur more significantly under low temperature heating conditions, high pressure ratio conditions (Pd/Ps ≥ 6), and high speed operating conditions (80 Hz or more).
본 발명의 목적은, 동일한 압축실의 체적 대비 압력저하를 억제하여 압축기 성능을 높일 수 있는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.An object of the present invention is to provide a vane rotary compressor capable of increasing the compressor performance by suppressing the pressure drop compared to the volume of the same compression chamber.
나아가, 본 발명은 흡입주기를 늘려 동일한 압축실의 체적 대비 압력저하를 억제할 수 있는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.Furthermore, the present invention is to provide a vane rotary compressor capable of suppressing the pressure drop compared to the volume of the same compression chamber by increasing the suction cycle.
더 나아가, 본 발명은 흡입주기를 늘리면서도 압축주기를 적정하게 유지할 수 있는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.Furthermore, the present invention is to provide a vane rotary compressor capable of maintaining a proper compression cycle while increasing the suction cycle.
본 발명의 다른 목적은, 흡입구가 실린더에 반경방향으로 관통되어 형성되면서도 냉매의 흡입유량을 증가시킬 수 있는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.Another object of the present invention is to provide a vane rotary compressor capable of increasing the suction flow rate of a refrigerant while the suction port is formed through the cylinder in a radial direction.
나아가, 흡입구의 실링거리를 확보하면서도 흡입구의 흡입면적을 확대할 수 있는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.Furthermore, it is intended to provide a vane rotary compressor capable of expanding the suction area of the suction port while securing the sealing distance of the suction port.
더 나아가, 흡입구의 흡입면적을 확대하면서 압축실에 대한 흡입주기를 늘릴 수 있는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다. Furthermore, it is intended to provide a vane rotary compressor capable of increasing the suction area of the compression chamber while increasing the suction area of the suction port.
또, 본 발명의 다른 목적은, 친환경 냉매인 R32를 적용하는 경우에도 흡입주기를 늘려 냉매의 흡입유량을 확대하고, 이를 통해 압축실에서의 압력저하를 낮춰 성적계수를 높일 수 있는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.In addition, another object of the present invention is to increase the suction flow rate of the refrigerant by increasing the suction cycle even when applying the eco-friendly refrigerant R32, thereby reducing the pressure drop in the compression chamber to improve the vane rotary compressor. I want to provide.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입구는 원주방향 길이가 축방향 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.In order to achieve the object of the present invention, the suction port is intended to provide a vane rotary compressor characterized in that the circumferential length is formed longer than the axial length.
나아가, 본 발명은, 흡입구는 원주방향으로 복수 개의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.Furthermore, the present invention is to provide a vane rotary compressor, characterized in that the suction port is formed in a plurality of shapes in the circumferential direction.
나아가, 본 발명은, 실린더와 롤러 사이의 접촉점으로부터 근접한 위치에 형성되는 흡입구와, 상기 흡입구에 연통되며 상기 주 흡입구에 비해 상기 접촉점으로부터 멀리 위치하도록 형성되는 흡입안내홈을 포함하며, 상기 흡입안내홈의 면적은 상기 흡입구의 면적보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.Furthermore, the present invention includes a suction guide groove formed at a position close to a contact point between a cylinder and a roller, and a suction guide groove communicating with the suction hole and formed to be located farther from the contact point than the main suction hole, and the suction guide groove It is intended to provide a vane rotary compressor characterized in that the area of is formed smaller than the area of the inlet.
여기서, 상기 흡입구는 원형 단면 형상으로 형성되고, 상기 흡입안내홈은 비원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. Here, the suction port may be formed in a circular cross-sectional shape, and the suction guide groove may be formed in a non-circular cross-sectional shape.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입구가 구비되는 실린더; 상기 실린더에 결합되어 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하는 메인베어링 및 서브베어링; 상기 메인베어링과 서브베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 회전축; 상기 실린더의 내주면과 접촉점을 이루도록 상기 압축공간에 편심지게 수용되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 복수 개의 베인슬롯이 원주방향을 따라 형성되는 롤러; 및 상기 롤러의 베인슬롯에 각각 미끄러지게 삽입되며, 상기 실린더의 내주면을 향하는 방향으로 돌출되어 상기 압축공간을 복수 개의 압축실로 구획하는 복수 개의 베인;을 포함하며, 상기 흡입구는, 상기 실린더의 내주면과 외주면 사이를 관통하여 형성되는 제1 흡입부; 및 상기 실린더의 내주면에서 기설정된 깊이를 가지는 홈 형상으로 형성되고, 상기 제1 흡입부를 기준으로 상기 접촉점의 반대쪽에서 상기 제1 흡입부에 연통되며, 상기 실린더의 내주면에서 상기 회전축의 회전방향으로 연장 형성되는 제2 흡입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기가 제공될 수 있다.In addition, in order to achieve the object of the present invention, the cylinder is provided with a suction port; A main bearing and a sub bearing coupled to the cylinder to form a compression space together with the cylinder; A rotating shaft supported in the radial direction by the main bearing and the sub bearing; A roller which is eccentrically accommodated in the compression space to form a contact point with the inner circumferential surface of the cylinder and rotates with the rotating shaft, and a plurality of vane slots formed along the circumferential direction; And a plurality of vanes that slide into the vane slots of the roller, and protrude in the direction toward the inner circumferential surface of the cylinder to divide the compression space into a plurality of compression chambers. The intake port includes an inner circumferential surface of the cylinder. A first suction part formed through the outer peripheral surface; And a groove shape having a predetermined depth on the inner circumferential surface of the cylinder, communicating with the first suction part on the opposite side of the contact point based on the first suction part, and extending in the rotational direction of the rotating shaft from the inner circumferential surface of the cylinder. A vane rotary compressor may be provided, characterized in that it comprises; a second suction portion formed.
여기서, 상기 제1 흡입부의 길이방향 중심을 지나는 선을 제1 가상선, 상기 실린더의 외경 중심과 상기 접촉점을 지나는 선을 제2 가상선, 상기 실린더의 외경 중심과 상기 제2 흡입부의 끝단을 지나는 선을 제3 가상선이라고 할 때, 상기 제1 가상선과 제2 가상선 사이의 제1 사잇각은 상기 제1 가상선과 제3 가상선 사이의 제2 사잇각은 0.8~1.2배 범위를 이루도록 형성될 수 있다.Here, the line passing through the longitudinal center of the first suction unit, the first virtual line, the line passing through the contact point and the center of the outer diameter center of the cylinder, the second virtual line, passing through the center of the outer diameter center of the cylinder and the end of the second suction unit When the line is referred to as a third virtual line, a first angle between the first virtual line and the second virtual line may be formed such that a second angle between the first virtual line and the third virtual line ranges from 0.8 to 1.2 times. have.
그리고, 상기 제1 사잇각과 제2 사잇각은 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the first and second angles may be formed in the same way.
그리고, 상기 제2 흡입부는 상기 제1 흡입부의 면적은 상기 제2 흡입부의 면적보다 크게 형성될 수 있다.In addition, the second suction part may have an area of the first suction part larger than that of the second suction part.
그리고, 상기 제2 흡입부의 단면적은 상기 회전축의 회전방향으로 동일하게 형성될 수 있다.Further, the cross-sectional area of the second suction part may be formed in the same direction in the rotational direction of the rotation shaft.
그리고, 상기 제2 흡입부의 단면적은 상기 회전축의 회전방향으로 점차 작아지게 형성될 수 있다.Further, the cross-sectional area of the second suction part may be formed to gradually decrease in the rotation direction of the rotation shaft.
그리고, 상기 제2 흡입부의 축방향 높이는 상기 제1 흡입부의 축방향 높이보다 작게 형성될 수 있다.In addition, the axial height of the second suction part may be smaller than the axial height of the first suction part.
그리고, 상기 제2 흡입부의 축방향 높이는 상기 제1 흡입부의 축방향 높이와 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the axial height of the second suction part may be the same as the axial height of the first suction part.
여기서, 상기 제2 흡입부는 상기 실린더의 원주방향을 따라 동일한 깊이를 가지도록 형성될 수 있다.Here, the second suction part may be formed to have the same depth along the circumferential direction of the cylinder.
여기서, 상기 제2 흡입부는 상기 제1 흡입부에 접근할수록 깊어지도록 경사지게 형성될 수 있다.Here, the second suction part may be formed to be inclined to become deeper as it approaches the first suction part.
그리고, 상기 제2 흡입부는 상기 실린더의 내주면에서 기설정된 깊이까지는 상기 제1 흡입부와 평행하게 직선면으로 된 공간부가 형성될 수 있다.In addition, the second suction part may be formed with a space portion having a straight surface parallel to the first suction part from the inner circumferential surface of the cylinder to a predetermined depth.
여기서, 상기 흡입구는 원주방향의 길이가 축방향의 길이보다 크게 형성될 수 있다.Here, the suction port may have a circumferential length greater than the axial length.
그리고, 상기 복수 개의 베어링 중에서 적어도 어느 한쪽 베어링에는 상기 베인슬롯의 후방측과 연통되는 배압포켓이 형성되며, 상기 배압포켓은 원주방향을 따라 분리되어 서로 다른 내부압력을 갖는 복수 개의 포켓으로 형성되고, 상기 복수 개의 포켓은, 상기 회전축의 외주면을 마주보는 내주측에 구비되어 상기 회전축의 외주면에 대해 반경방향 베어링면을 이루는 베어링돌부가 각각 형성될 수 있다.In addition, a back pressure pocket communicating with a rear side of the vane slot is formed on at least one bearing among the plurality of bearings, and the back pressure pocket is separated along a circumferential direction and formed of a plurality of pockets having different internal pressures, The plurality of pockets may be provided on the inner circumferential side facing the outer circumferential surface of the rotating shaft, and bearing protrusions forming a radial bearing surface with respect to the outer circumferential surface of the rotating shaft may be respectively formed.
그리고, 상기 복수 개의 포켓은, 제1 압력을 가지는 제1 포켓; 및 상기 제1 압력보다 높은 압력을 가지는 제2 포켓;으로 이루어지고, 상기 제2 포켓의 베어링돌부에는 상기 회전축의 외주면을 마주보는 상기 베어링돌부의 내주면과 그 반대쪽 측면인 외주면을 연통시키도록 연통유로가 형성될 수 있다.And, the plurality of pockets, a first pocket having a first pressure; And a second pocket having a pressure higher than the first pressure; consisting of, in the bearing protrusion of the second pocket, the communication passage to communicate the outer circumferential surface opposite to the inner circumferential surface of the bearing protrusion facing the outer circumferential surface of the rotating shaft Can be formed.
본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, 흡입구의 흡입개시각도가 접촉점에 근접하도록 이동시키는 동시에 흡입완료각도와 압축개시각도를 최대한 지연시킴으로써, 압축실의 압축주기를 유지하면서도 흡입주기를 연장시켜 냉매의 흡입유량을 증가시킬 수 있다. 이를 통해 동일한 압축실의 체적 대비 압력저하를 억제하여 압축기의 성능을 높일 수 있다.In the vane rotary compressor according to the present invention, the suction start angle of the suction port is moved to be close to the contact point, and at the same time, the suction completion angle and the compression start angle are delayed as much as possible, thereby extending the suction cycle while maintaining the compression cycle of the compression chamber and inhaling the refrigerant. The flow rate can be increased. Through this, the pressure drop compared to the volume of the same compression chamber can be suppressed to improve the performance of the compressor.
또, 본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, 서로 연통되는 복수 개의 흡입구가 원주방향으로 배열됨으로써, 반경방향으로 관통 형성되는 흡입구의 실링거리를 확보하면서도 흡입면적을 확대할 수 있다. 이를 통해 흡입주기를 연장하여 냉매의 흡입유량을 확대할 수 있다. In addition, in the vane rotary compressor according to the present invention, a plurality of suction ports communicating with each other are arranged in the circumferential direction, thereby increasing the suction area while securing the sealing distance of the suction ports formed through the radial direction. Through this, the suction cycle of the refrigerant can be extended by extending the suction cycle.
또, 본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, 압축실에 대한 압축주기를 유지하면서도 흡입주기를 늘려 냉매의 흡입유량을 확대함으로써, 친환경 냉매인 R32를 적용하는 경우에도 압축실에서의 압력저하를 낮춰 성적계수를 높일 수 있다.In addition, the vane rotary compressor according to the present invention increases the suction flow rate of the refrigerant by increasing the suction cycle while maintaining the compression cycle for the compression chamber, thereby reducing the pressure drop in the compression chamber even when applying the eco-friendly refrigerant R32. The coefficient can be increased.
또, 본 발명에 따른 베인 로터리 압축기는, 난방 저온 조건, 높은 압력비 조건과 고속 운전 조건에서도 앞서 설명한 효과를 높일 수 있다. In addition, the vane rotary compressor according to the present invention can enhance the effects described above even under low temperature heating conditions, high pressure ratio conditions, and high speed operation conditions.
1은 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기의 일례를 종단면하여 보인 단면도,
도 2 및 도 3은 도 1에 적용된 압축유닛을 횡단면하여 보인 단면도로서, 도 2는 도 1의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이고, 도 3은 도 2의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도,
도 4의 (a) 내지 도 4의 (d)는 본 실시예에 따른 실린더에서 냉매가 흡입, 압축되어 토출되는 과정을 보인 단면도,
도 5는 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 각 배압챔버의 배압력을 설명하기 위해 압축부를 종단면하여 보인 단면도,
도 6 및 도 7은 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기에서, 실린더를 보인 사시도 및 평면도,
도 8은 본 실시예에 따른 제1 흡입부와 제2 흡입부를 설명하기 위해 보인 정면도,
도 9는 본 실시예에 따른 흡입구의 위치를 종래의 흡입구 위치와 비교하여 보인 개략도,
도 10a 내지 도 10d는 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기에서, 베인의 위치에 따른 압축실의 형성과정을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 11은 본 실시예에 따른 작용 효과를 설명하기 위해 롤러의 회전각에 대한 압축실에서의 흡입유량과 압축실의 흡입면적을 종래와 비교하여 보인 그래프,
도 12 내지 도 14는 본 실시예에 따른 흡입구에 대한 다른 실시예를 보인 정면도들,
도 15 내지 도 17은 본 실시예에 따른 제2 흡입부에 대한 다른 실시예들을 보인 사시도 및 횡단면도들.1 is a cross-sectional view showing an example of a vane rotary compressor according to the present invention in longitudinal section,
2 and 3 are cross-sectional views of the compression unit applied to FIG. 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line "IV-IV" in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line "V-V" in FIG. 2,
4 (a) to 4 (d) are cross-sectional views showing a process in which refrigerant is sucked, compressed and discharged from the cylinder according to this embodiment
5 is a cross-sectional view of a vane rotary compressor according to this embodiment, showing a compression section in longitudinal section to explain the back pressure of each back pressure chamber;
6 and 7 is a perspective view and a plan view showing a cylinder, in the vane rotary compressor according to the present embodiment,
8 is a front view illustrating the first suction part and the second suction part according to the present embodiment,
Figure 9 is a schematic view showing the position of the inlet according to the present embodiment compared to the conventional inlet position,
10A to 10D are schematic views showing to explain the process of forming the compression chamber according to the position of the vane in the vane rotary compressor according to the present embodiment;
11 is a graph showing the suction flow rate in the compression chamber and the suction area of the compression chamber compared to the prior art for explaining the effect of the operation according to the present embodiment,
12 to 14 are front views showing another embodiment of the intake according to this embodiment,
15 to 17 are perspective and cross-sectional views showing other embodiments of the second suction unit according to the present embodiment.
이하, 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the vane rotary compressor according to the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기의 일례를 종단면하여 보인 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 적용된 압축유닛를 횡단면하여 보인 단면도로서, 도 2는 도 1의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이고, 도 3은 도 2의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a vane rotary compressor according to the present invention in longitudinal section, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing a compression unit applied to FIG. 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line "IV-IV" in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line “V-V” in FIG. 2.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 베인 로터리 압축기는, 케이싱(110)의 내부에 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 일측에는 회전축(123)에 의해 기구적으로 연결되는 압축유닛(130)가 설치된다. Referring to Figure 1, the vane rotary compressor according to the present invention, the
케이싱(110)은 압축기의 설치양태에 따라 종형 또는 횡형으로 구분될 수 있다. 종형은 구동모터와 압축유닛가 축방향을 따라 상하 양측에 배치되는 구조이고, 횡형은 구동모터와 압축유닛가 좌우 양측에 배치되는 구조이다.The
구동모터(120)는 냉매를 압축하는 동력을 제공하는 역할을 한다. 구동모터(120)는 고정자(121), 회전자(122) 및 회전축(123)을 포함한다. The driving
고정자(121)는 케이싱(110)의 내부에 고정 설치되며, 원통형 케이싱(110)의 내주면에 열박음 등의 방법으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 고정자(121)는 중간쉘(110a)의 내주면에 고정 설치될 수 있다.The
회전자(122)는 고정자(121)와 서로 이격되도록 배치되며, 고정자(121)의 내측에 위치된다. 회전자(122)의 중심에는 회전축(123)이 압입되어 결합된다. 이에 따라, 회전축(123)은 회전자(120)와 함께 동심 회전을 하게 된다.The
회전축(123)의 중심에는 오일유로(125)가 축방향으로 형성되고, 오일유로(125)의 중간에는 오일통공(126a)(126b)이 회전축(123)의 외주면을 향해 관통 형성된다. 오일통공(126a)(126b)은 후술할 제1 축수부(1311)의 범위에 속하는 제1 오일통공(126a)과 제2 축수부(1321)의 범위에 속하는 제2 오일통공(126b)으로 이루어진다. 제1 오일통공(126a)과 제2 오일통공(126b)은 각각 1개씩 형성될 수도 있고, 복수 개씩 형성될 수 있다. 본 실시예는 복수 개씩 형성된 예를 도시하고 있다.In the center of the
오일유로(125)의 중간 또는 하단에는 오일피더(127)가 설치된다. 이에 따라, 회전축(123)이 회전을 하면 케이싱의 하부에 채워진 오일은 오일피더(127)에 의해 펌핑되어 오일유로(125)를 따라 흡상되다가 제2 오일통공(126b)을 통해 제2 축수부와의 서브베어링면(1321a)으로, 제1 오일통공(126b)을 통해 메인베어링면(1311a)으로 공급된다. The
제1 오일통공(126a)은 후술할 제1 오일그루브(1311b)에, 제2 오일통공(126b)은 제2 오일그루브(1321b)에 각각 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 제1 오일통공(126a) 및 제2 오일통공(126b)을 통해 메인베어링(131)의 베어링면 및 서브베어링(132)의 베어링면(1311a)(1321a)으로 공급되는 오일이 후술할 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)에 신속하게 유입될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다. The first oil through
압축유닛(130)에는 축방향 양측에 설치되는 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 의해 압축공간(410)이 형성되는 실린더(133)를 포함한다. The compression unit 130 includes a
도 1 및 도 2를 참조하면, 메인베어링(131)과 서브베어링(132)은 케이싱(110)에 고정 설치되고, 회전축(123)을 따라 서로 이격되게 설치된다. 메인베어링(131)과 서브베어링(132)은 회전축(123)을 반경방향으로 지지하는 동시에 실린더(133)와 롤러(134)를 축방향으로 지지하는 역할을 한다. 이에 따라, 메인베어링(131)과 서브베어링(132)은 회전축(123)을 반경방향으로 지지하는 축수부(1311)(1321)와, 축수부(1311)(1321)에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부(1312)(1322)로 각각 이루어질 수 있다. 편의상, 메인베어링(131)의 축수부를 제1 축수부(1311) 및 플랜지부를 제1 플랜지부(1312)로, 서브베어링(132)의 축수부를 제2 축수부(1321) 및 제2 플랜지부(1322)로 정의한다.1 and 2, the
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 축수부(1311)와 제2 축수부(1321)는 각각 부시 형상으로 형성되고, 제1 플랜지부와 제2 플랜지부는 원판 형상으로 형성된다. 제1 축수부(1311)의 내주면인 반경방향 베어링면(이하, 베어링면 또는 제1 베어링면으로 약칭함)(1311a)에는 제1 오일그루브(1311b)가, 제2 축수부(1321)의 내주면인 반경방향 베어링면(이하, 베어링면 또는 제2 베어링면으로 약칭함)(1321a)에는 제2 오일그루브(1321b)가 각각 형성된다. 제1 오일그루브(1311b)는 제1 축수부(1311)의 상하 양단 사이에서 직선 또는 사선으로 형성되고, 제2 오일그루브(1321b)는 제2 축수부(1321)의 상하 양단 사이에서 직선 또는 사선으로 형성된다. Referring to FIGS. 1 and 3, the
제1 오일그루브(1311b)에는 후술할 제1 연통유로(1315)가, 제2 오일그루브(1321b)에는 후술할 제2 연통유로(1325)가 각각 형성된다. 제1 연통유로(1315)와 제2 연통유로(1325)는 각각의 베어링면(1311a)(1321a)으로 유입되는 오일을 메인측 배압포켓(1313)과 서브측 배압포켓(1323)으로 안내하기 위한 것으로, 이에 대해서는 나중에 배압포켓과 함께 다시 설명한다.A
제1 플랜지부(1312)에는 메인측 배압포켓(1313)이, 제2 플랜지부(1322)에는 서브측 배압포켓(1323)이 각각 형성된다. 메인측 배압포켓(1313)은 메인측 제1 포켓(1313a)과 메인측 제2 포켓(1313b)으로, 서브측 배압포켓(1323)은 서브측 제1 포켓(1323a)과 서브측 제2 포켓(1323b)으로 이루어진다. A main side back
메인측 제1 포켓(1313a)과 메인측 제2 포켓(1313b)은 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성되며, 서브측 제1 포켓(1323a)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성된다.The main side
메인측 제1 포켓(1313a)은 메인측 제2 포켓(1313b)에 비해 낮은 압력, 예를 들어 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 형성하며, 서브측 제1 포켓(1323a)은 서브측 제2 포켓(1323b)에 비해 낮은 압력, 예를 들어 메인측 제1 포켓(1313a)과 거의 같은 중간압을 형성한다. 메인측 제1 포켓(1313a)은 후술할 메인측 제1 베어링돌부(1314a)와 롤러(134)의 상면(134a) 사이의 미세통로를, 서브측 제1 포켓(1323a)은 후술할 서브측 제1 베어링돌부(1314a)와 롤러(134)의 하면(134b) 사이의 미세통로를 오일이 각각 통과하여 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)으로 유입되면서 감압되어 중간압을 형성하게 된다. 하지만, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 제1 오일통공(126a)과 제2 오일통공(126b)을 통해 메인베어링면(1311a)과 서브베어링면(1321a)으로 유입되는 오일이 후술할 제1 연통유로(1315)와 제2 연통유로(1325)를 통해 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)으로 유입되므로 토출압 또는 거의 토출압 상태의 압력을 유지하게 된다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.The main side
실린더(133)는 압축공간(V)을 이루는 내주면이 타원 형상으로 형성된다. 실린더(133)의 내주면은 한 쌍의 장축과 단축을 가지는 대칭형 타원 형상으로 형성될 수도 있다. 하지만, 본 실시예에서는 실린더(133)의 내주면이 여러 쌍의 장축과 단축을 가지는 비대칭형 타원 형상으로 형성된다. 이러한 비대칭형 타원으로 된 실린더(133)를 통상 하이브리드 실린더라고 하고, 본 실시예는 하이브리드 실린더가 적용되는 베인 로터리 압축기를 설명한다. 다만, 본 발명에 따른 배압포켓의 구조는 대칭형 타원 형상의 베인 로터리 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다. In the
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이브리드 실린더(이하, 실린더로 약칭함)(133)는 그 외주면은 원형으로 형성될 수도 있지만, 비원형이라도 케이싱(110)의 내주면에 고정되는 형상이면 족할 수 있다. 물론, 메인베어링(131)이나 서브베어링(132)이 케이싱(110)의 내주면에 고정되고, 실린더(133)는 케이싱(110)에 고정된 메인베어링(131) 또는 서브베어링(132)에 볼트로 체결될 수도 있다.2 and 3, the hybrid cylinder according to the present embodiment (hereinafter abbreviated as a cylinder) 133 may be formed in a circular outer circumferential surface, even if it is non-circular, the inner circumferential surface of the
또, 실린더(133)의 중앙부에는 내주면을 포함하여 압축공간(V)을 이루도록 빈 공간부가 형성된다. 이 빈공간부는 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 의해 밀봉되어 압축공간(V)을 형성하게 된다. 압축공간(V)에는 후술할 롤러(134)가 회전 가능하게 결합된다. In addition, an empty space portion is formed in the central portion of the
실린더(133)의 내주면(133a)에는 그 실린더(133)의 내주면(133a)과 롤러(134)의 외주면(134c)이 거의 접촉되는 지점을 중심으로 원주방향 양쪽에 각각 흡입구(1331)와 토출구(1332a)(1332b)가 형성된다. The inner
흡입구(1331)는 실린더(133)의 내주면에서 외주면으로 관통 형성되는 제1 흡입부(1331a)와, 제1 흡입부(1331a)의 일측 끝단에서 원주방향을 따라 연장되어 홈 형상으로 형성되는 제2 흡입부(1331b)로 이루어질 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.The
흡입구(1331)는 케이싱(110)을 관통하는 연결관(미부호)에 의해 흡입관(113)이 직접 연결되고, 토출구(1332a)(1332b)는 케이싱(110)의 내부공간(110)을 향해 연통되어 그 케이싱(110)에 관통 결합되는 토출관(114)과 간접적으로 연결된다. 이에 따라, 냉매는 흡입구(1331)를 통해 압축공간(V)으로 직접 흡입되는 반면, 압축된 냉매는 토출구(1332a)(1332b)를 통해 케이싱(110)의 내부공간(110)으로 토출되었다가 토출관(114)으로 배출된다. 따라서, 케이싱(110)의 내부공간(110)은 토출압을 이루는 고압상태가 유지된다.The
또, 흡입구(1331)에는 별도의 흡입밸브가 설치되지 않는 반면, 토출구(1332a)(1332b)에는 그 토출구(1332a)(1332b)를 개폐하는 토출밸브(1335a)(1335b)가 설치된다. 토출밸브(1335a)(1335b)는 일단이 고정되고 타단이 자유단을 이루는 리드형 밸브로 이루어질 수 있다. 하지만, 토출밸브(1335a)(1335b)는 리드형 밸브 외에도 피스톤 밸브 등 필요에 따라 다양하게 적용될 수 있다. In addition, while a separate suction valve is not installed in the
또, 토출밸브(1335a)(1335b)가 리드형 밸브로 이루어지는 경우 실린더(133)의 외주면에는 그 토출밸브(1335a)(1335b)가 장착될 수 있도록 밸브홈(1336a,1336b)이 형성된다. 이에 따라, 토출구(1332a)(1332b)의 길이가 최소한으로 줄어들어 사체적을 줄일 수 있다. 밸브홈(1336a,1336b)은 도 2 및 도 3과 같이 평평한 밸브시트면을 확보할 수 있도록 삼각형 모양으로 형성될 수 있다.In addition, when the
한편, 토출구(1332a)(1332b)는 압축경로(압축진행방향)를 따라 복수 개가 형성된다. 편의상, 복수 개의 토출구(1332a)(1332b)는 압축경로를 기준으로 상류측에 위치하는 토출구를 부 토출구(또는, 제1 토출구)(1332a), 하류측에 위치하는 토출구를 주 토출구(또는, 제2 토출구)(1332b)라고 한다. On the other hand, a plurality of
하지만, 부 토출구는 반드시 필요한 필수구성은 아니고, 필요에 따라 선택적으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예와 같이 실린더(133)의 내주면(133a)이 후술하는 바와 같이 압축주기를 길게 형성하여 냉매의 과압축을 적절하게 감소시키는 경우라면 부 토출구를 형성하지 않을 수도 있다. 다만, 압축되는 냉매의 과압축량을 최소한으로 줄이기 위해서라면 종래와 같은 부 토출구(1332a)를 주 토출구(1332b)의 앞쪽, 즉 압축진행방향을 기준으로 주 토출구(1332b)보다 상류측에 형성할 수 있다. However, the secondary discharge port is not necessarily an essential configuration, and can be selectively formed as necessary. For example, if the inner
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 실린더(133)의 압축공간(V)에는 앞서 설명한 롤러(134)가 회전 가능하게 구비된다. 롤러(134)는 그 외주면(134c)이 원형으로 형성되고, 롤러(134)의 중심에는 회전축(123)이 일체로 결합된다. 이로써, 롤러(134)는 회전축(123)의 축중심(Os)과 일치하는 중심(Or)을 가지며, 그 롤러(134)의 중심(Or)을 중심으로 하여 회전축(123)과 함께 동심 회전을 하게 된다.Meanwhile, referring to FIGS. 2 and 3, the
롤러(134)의 중심(Or)은 실린더(133)의 중심(Oc), 즉 실린더(133)의 내부공간의 중심(이하에서는, 편의상 실린더의 중심으로 정의한다)(Oc)에 대해 편심되어 그 롤러(134)의 외주면(134c) 일측이 실린더(133)의 내주면(133a)과 거의 접촉된다. 여기서, 롤러(134)의 외주면 일측이 실린더(133)의 내주면에 가장 근접하여 롤러(134)가 실린더(133)에 거의 접촉하게 되는 실린더(133)의 임의의 지점을 접촉점(P)이라고 할 때, 그 접촉점(P)과 실린더(133)의 중심을 지나는 중심선이 실린더(133)의 내주면(133a)을 이루는 타원곡선의 단축에 해당하는 위치가 될 수 있다.The center (Or) of the
롤러(134)는 그 외주면에 원주방향을 따라, 적당개소에 복수 개의 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)이 형성되고, 각 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)마다에는 베인(1351,1352,1353)이 각각 미끄러지게 삽입되어 결합된다. 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)은 롤러(134)의 중심을 기준으로 반경방향을 향해 형성될 수도 있지만, 이 경우에는 베인의 길이를 충분히 확보하기 어렵게 된다. 따라서 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)은 반경방향에 대해 소정의 경사각만큼 경사지게 형성되는 것이 베인의 길이를 충분히 확보할 수 있어 바람직할 수 있다.The
여기서, 베인(1351,1352,1353)이 기울어지는 방향은 그 롤러(134)의 회전방향에 대해 역방향, 즉 실린더(133)의 내주면(133a)과 접하는 베인(1351,1352,1353)의 전방면이 롤러(134)의 회전방향 쪽으로 기울어지도록 하는 것이 압축이 빨리 시작될 수 있도록 압축개시각을 롤러(134)의 회전방향 쪽으로 당길 수 있어 바람직할 수 있다. Here, the direction in which the
또, 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)의 내측단에는 베인(1351,1352,1353)의 후방측으로 오일(또는 냉매)이 유입되도록 하여 각 베인(1351,1352,1353)을 실린더(133)의 내주면 방향으로 가세할 수 있는 배압챔버(1334a,1334b,1334c)가 형성된다. 편의상, 베인의 운동방향을 기준으로 실린더를 향하는 방향을 전방, 반대쪽을 후방이라고 정의한다. In addition, at the inner end of the
배압챔버(1334a,1334b,1334c)는 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 의해 밀봉 형성된다. 이 배압챔버(1334a,1334b,1334c)는 각각 독립적으로 배압포켓(1313)(1323)와 연통될 수도 있지만, 복수 개의 배압챔버(1334a,1334b,1334c)가 배압포켓(1313)(1323)에 의해 서로 연통되도록 형성될 수도 있다. The back pressure chambers 1334a, 1334b, and 1334c are sealed by the
배압포켓(1313)(1323)은 도 1에서와 같이 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 각각 형성될 수도 있다. 하지만, 경우에 따라서는 메인베어링(131)이나 서브베어링(132) 중에서 어느 한쪽에만 형성될 수도 있다. 본 실시예는 배압포켓(1313)(1323)이 메인베어링(131)과 서브베어링(132)에 모두 형성된 예를 설명한다. 편의상, 배압포켓은 메인베어링(131)에 형성되는 것을 메인측 배압포켓(1313)으로, 서브베어링(132)에 형성되는 것을 서브측 배압포켓(1323)으로 정의한다. The back pressure pockets 1313 and 1323 may be formed on the
앞서 설명한 바와 같이, 메인측 배압포켓(1313)은 다시 메인측 제1 포켓(1313a)과 메인측 제2 포켓(1313b)으로, 서브측 배압포켓(1323)은 서브측 제1 포켓(1323a)과 서브측 제2 포켓(1323b)으로 이루어진다. 또, 메인측과 서브측 모두 제2 포켓이 제1 포켓에 비해 고압을 형성하게 된다. 따라서, 메인측 제1 포켓(1313a)과 서브측 제1 포켓(1323a)은 베인 중에서 상대적으로 상류측(흡입행정에서 토출행정 전)에 위치하는 베인이 속하는 배압챔버와 연통되고, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 베인 중에서 상대적으로 하류측(토출행정에서 흡입행정 전)에 위치하는 베인이 속하는 배압챔버와 연통될 수 있다. As described above, the main side back
베인(1351,1352,1353)은 압축진행방향을 기준으로 접촉점(P)에서 가장 근접하는 베인을 제1 베인(1351)이라고 하고, 이어서 제2 베인(1352), 제3 베인(1353)이라고 하면, 제1 베인(1351)과 제2 베인(1352)의 사이, 제2 베인(1352)과 제3 베인(1353)의 사이, 제3 베인(1353)과 제1 베인(1351)의 사이는 모두 동일한 원주각만큼 이격된다. When the
따라서, 제1 베인(1351)과 제2 베인(1352)이 이루는 압축실을 제1 압축실(V1), 제2 베인(1352)과 제3 베인(1353)이 이루는 압축실을 제2 압축실(V2), 제3 베인(1353)과 제1 베인(1351)이 이루는 압축실을 제3 압축실(V3)이라고 할 때, 모든 압축실(V1,V2,V3)은 동일한 크랭크각에서 동일한 체적을 가지게 된다.Accordingly, the compression chamber formed by the
베인(1351,1352,1353)은 대략 직육면체 형상으로 형성된다. 여기서, 베인의 길이방향 양단 중에서 실린더(133)의 내주면(133a)에 접하는 면을 베인의 전방면이라고 하고, 배압챔버(1334a,1334b,1334c)에 대향하는 면을 후방면이라고 정의한다. The
베인(1351,1352,1353)의 전방면은 실린더(133)의 내주면(133a)과 선접촉하도록 곡면 형상으로 형성되고, 베인(1351,1352,1353)의 후방면은 배압챔버(1334a,1334b,1334c)에 삽입되어 배압력을 고르게 받을 수 있도록 평면지게 형성될 수 있다. The front surfaces of the
도면중 미설명 부호인 110b는 상부쉘, 110c는 하부쉘이다.In the drawing,
상기와 같은 하이브리드 실린더가 구비된 베인 로터리 압축기는, 구동모터(120)에 전원이 인가되어 그 구동모터(120)의 회전자(122)와 이 회전자(122)에 결합된 회전축(123)이 회전을 하게 되면, 롤러(134)가 회전축(123)과 함께 회전을 하게 된다.In the vane rotary compressor equipped with the hybrid cylinder as described above, power is applied to the driving
그러면, 베인(1351,1352,1353)이 롤러(134)의 회전에 의해 발생되는 원심력과 그 베인(1351,1352,1353)의 후방측에 구비된 배압챔버(1334a,1334b,1334c)의 배압력에 의해 각각의 베인슬롯(1341a,1341b,1341c)으로부터 인출되어, 각 베인(1351,1352,1353)의 전방면이 실린더(133)의 내주면(133a)에 접하게 된다. Then, the vane (1351,1352,1353) centrifugal force generated by the rotation of the
그러면 실린더(133)의 압축공간(V)이 복수 개의 베인(1351,1352,1353)에 의해 그 베인(1351,1352,1353)의 개수만큼의 압축실(흡입실이나 토출실을 포함)(V1,V2,V3)을 형성하게 되고, 각각의 압축실(V1,V2,V3)은 롤러(134)의 회전을 따라 이동하면서 실린더(133)의 내주면(133a) 형상과 롤러(134)의 편심에 의해 체적이 가변되며, 각각의 압축실(V1,V2,V3)에 채워지는 냉매는 롤러(134)와 베인(1351,1352,1353)을 따라 이동하면서 냉매를 흡입, 압축하여 토출하게 된다.Then, the compression space V of the
이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다. 도 4의 (a) 내지 도 4의 (d)는 본 실시예에 따른 실린더에서 냉매가 흡입, 압축되어 토출되는 과정을 보인 단면도이다. 도 4의 (a) 내지 도 4의 (d)에서는 메인베어링을 투영하여 도시하였고, 도면으로 도시하지 않은 서브베어링은 메인베어링과 동일하다. The details are as follows. 4 (a) to 4 (d) are cross-sectional views showing a process in which refrigerant is sucked and compressed in a cylinder according to the present embodiment. 4(a) to 4(d), the main bearing is projected and illustrated, and the sub-bearing not shown in the drawing is the same as the main bearing.
도 4의 (a)와 같이, 제1 베인(1351)이 흡입구(1331)를 통과하고 제2 베인(1352)이 흡입완료시점에 도달하기 전까지 제1 압축실(V1)의 체적은 지속적으로 증가하게 되어, 냉매가 흡입구(1331)에서 제1 압축실(V1)로 지속적으로 유입된다.As shown in FIG. 4(a), the volume of the first compression chamber V1 is continuously increased until the
이때, 제1 베인(1351)의 후방측에 구비된 제1 배압챔버(1334a)는 메인측 배압포켓(1313)의 제1 포켓(1313a)에, 제2 베인(1352)의 후방측에 구비된 제2 배압챔버(137b)는 메인측 배압포켓(1313)의 제2 포켓(1313b)에 각각 노출된다. 이에 따라 제1 배압챔버(1334a)에는 중간압, 제2 배압챔버(1334b)에는 토출압 또는 토출압에 근접한 압력(이하, 토출압으로 정의함)이 형성되고, 제1 베인(1351)은 중간압으로, 제2 베인(1352)은 토출압으로 각각 가압되어 실린더(133)의 내주면에 밀착된다.At this time, the first back pressure chamber 1334a provided on the rear side of the
도 4의 (b)와 같이, 제2 베인(1352)이 흡입완료시점(또는, 압축개시각)을 지나 압축행정을 진행하게 되면 제1 압축실(V1)은 밀봉상태가 되어 롤러(134)와 함께 토출구 방향으로 이동을 하게 된다. 이 과정에서 제1 압축실(V1)의 체적은 지속적으로 감소하게 되면서 그 제1 압축실(V1)의 냉매는 점진적으로 압축된다.As shown in FIG. 4(b), when the
이때, 제1 압축실(V1)의 냉매 압력이 상승하게 되면 제1 베인(1351)이 제1 배압챔버(1334a)쪽으로 밀려날 수 있고, 이에 따라 제1 압축실(V1)이 선행하는 제3 압축실(V3)과 연통되면서 냉매 누설이 발생할 수 있다. 따라서 냉매의 누설을 방지하기 위해서는 제1 배압챔버(1334a)에 더욱 높은 배압력이 형성되어야 한다.At this time, when the refrigerant pressure in the first compression chamber (V1) increases, the first vane (1351) may be pushed toward the first back pressure chamber (1334a), and accordingly, the third compression preceded by the first compression chamber (V1) Refrigerant leakage may occur while communicating with the seal (V3). Therefore, in order to prevent leakage of the refrigerant, a higher back pressure must be formed in the first back pressure chamber 1334a.
도면을 보면, 제1 베인(1351)의 배압챔버(1334a)는 메인측 제1 포켓(1313a)을 지나 메인측 제2 포켓(1313b)으로 진입하기 전단계에 위치하고 있다. 이에 따라, 제1 베인(1351)의 제1 배압챔버(1334a)에 형성되는 배압은 곧 중간압에서 토출압으로 상승되게 된다. 이에 제1 배압챔버(1334a)의 배압력이 상승하면서 제1 베인(1351)이 후방으로 밀려나는 것을 억제할 수 있다.Referring to the drawing, the back pressure chamber 1334a of the
도 4의 (c)와 같이, 제1 베인(1351)은 제1 토출구(1332a)를 통과하고 제2 베인(1352)은 제1 토출구(1332a)에 도달하지 않은 상태가 되면, 제1 압축실(V1)은 제1 토출구(1332a)와 연통되면서 그 제1 압축실(V1)의 압력에 의해 제1 토출구(1332a)가 개방된다. 그러면 제1 압축실(V1)의 냉매 일부가 제1 토출구(1332a)를 통해 케이싱(110)의 내부공간으로 토출되어, 제1 압축실(V1)의 압력이 소정의 압력으로 하강하게 된다. 물론, 제1 토출구(1332a)가 없는 경우에는 제1 압축실(V1)의 냉매가 토출되지 않고 주 토출구인 제2 토출구(1332b)를 향해 더 이동을 하게 된다.As shown in FIG. 4C, when the
이때, 제1 압축실(V1)의 체적은 더욱 감소하여 제1 압축실(V1)의 냉매는 더욱 압축되게 된다. 하지만, 제1 베인(1351)이 수용된 제1 배압챔버(1334a)는 완전히 메인측 제2 포켓(1313b)에 연통된 상태여서 제1 배압챔버(1334a)는 거의 토출압을 형성하게 된다. 그러면, 제1 베인(1351)은 제1 배압챔버(1334a)의 배압력에 의해 밀려나는 것이 저지되면서 압축실 간 누설을 억제할 수 있게 된다.At this time, the volume of the first compression chamber (V1) is further reduced so that the refrigerant in the first compression chamber (V1) is further compressed. However, the first back pressure chamber 1334a in which the
도 4의 (d)와 같이, 제1 베인(1351)이 제2 토출구(1332b)를 통과하고 제2 베인(1352)이 토출개시각에 도달하게 되면, 제1 압축실(V1)의 냉매 압력에 의해 제2 토출구(1332b)가 개방되면서 제1 압축실(V1)의 냉매가 제2 토출구(1332b)를 통해 케이싱(110)의 내부공간으로 토출된다. 4(d), when the
이때, 제1 베인(1351)의 배압챔버(1334a)는 토출압 영역인 메인측 제2 포켓(1313b)을 지나 중간압 영역인 메인측 제1 포켓(1313a)으로 진입하기 직전이다. 따라서 제1 베인(1351)의 배압챔버(1334a)에 형성되는 배압은 곧 토출압에서 중간압으로 낮아지게 된다.At this time, the back pressure chamber 1334a of the
반면, 제2 베인(1352)의 배압챔버(1334b)는 토출압 영역인 메인측 제2 포켓(1313b)에 위치하고, 제2 배압챔버(1334b)에는 토출압에 해당하는 배압이 형성된다.On the other hand, the back pressure chamber 1334b of the
도 5는 본 실시예에 의한 베인 로터리 압축기에서, 각 배압챔버의 배압력을 설명하기 위해 압축부를 종단면하여 보인 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of the vane rotary compressor according to the present embodiment, showing a compression section in longitudinal section to explain the back pressure of each back pressure chamber.
도 5를 참조하면, 메인측 제1 포켓(1313a)에 위치하게 되는 제1 베인(1351)의 후단부에는 흡입압과 토출압 사이의 중간압(Pm)이, 제2 포켓(1313b)에 위치하게 되는 제2 베인(1352)의 후단부에는 토출압(Pd)(실제로는 토출압보다 약간 낮은 압력)이 형성된다. 특히, 메인측 제2 포켓(1313b)은 제1 오일통공(126a)과 제1 연통유로(1315)를 통해 오일유로(125)와 직접 연통됨에 따라, 그 메인측 제2 포켓(1313b)에 연통되는 제2 배압챔버(1334b)의 압력이 토출압(Pd) 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 메인측 제1 포켓(1313a)에는 토출압(Pd)보다 크게 낮은 중간압(Pm)이 형성됨으로써 실린더(133)와 베인(135) 사이의 기계효율을 높일 수 있으며, 메인측 제2 포켓(1313b2)은 토출압(Pd) 또는 토출압(Pd)보다는 약간 낮은 압력이 형성됨에 따라 베인이 실린더에 적절하게 밀착되어 압축실 간 누설을 억제하면서도 기계효율을 높일 수 있다. Referring to FIG. 5, an intermediate pressure Pm between the suction pressure and the discharge pressure is located at the rear end of the
한편, 본 실시예에 따른 메인측 배압포켓(1313)의 제1 포켓(1313a)과 제2 포켓(1313b)은 제1 오일통공(126a)을 통해 오일유로(125)와 연통되고, 서브측 배압포켓(1323)의 제1 포켓(1323a)과 제2 포켓(1323b)은 제2 오일통공(126b)을 통해 오일유로(125)와 연통된다. On the other hand, the first pocket (1313a) and the second pocket (1313b) of the main side back pressure pocket (1313) according to this embodiment communicates with the oil passage (125) through the first oil through hole (126a), and the back pressure on the sub side The
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 메인측 제1 포켓(1313a)과 서브측 제1 포켓(1323a)은 메인측 및 서브측 제1 베어링돌부(1314a)(1324a)에 의해 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)이 마주보는 각각의 베어링면(1311a)(1321a)에 대해 폐쇄된다. 이에 따라, 메인측 및 서브측 제1 포켓(1313a)(1323a)의 오일(냉매오일)은 각각의 오일통공(126a)(126b)을 통해 베어링면(1311a)(1321a)으로 유입된 후, 메인측 및 서브측 제1 베어링돌부(1314a)(1324a)와 마주보는 롤러(134)의 상면(134a) 또는 하면(134b) 사이를 통과하면서 감압되어 중간압을 형성하게 된다. 2 and 3 again, the main side
반면, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 메인측 및 서브측 제2 베어링돌부(1314b)(1324b)에 의해 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)이 마주보는 각각의 베어링면(1311a)(1321a)에 대해 연통된다. 이에 따라, 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)의 오일(냉매오일)은 각각의 오일통공(126a)(126b)을 통해 베어링면(1311a)(1321a)으로 유입된 후, 메인측 및 서브측 제2 베어링돌부(1314b)(1324b)를 통과하여 각각의 제2 포켓(1313b)(1323b)으로 유입됨에 따라 토출압 또는 토출압보다 다소 낮은 압력을 형성하게 된다. On the other hand, the main side
다만, 본 실시예 따른 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)은 그 메인측 및 서브측 제2 포켓(1313b)(1323b)이 마주보는 각각의 베어링면(1311a)(1321a)에 대해 완전히 개구되어 연통되지는 않는다. 즉, 메인측 제2 베어링돌부(1314b)와 서브측 제2 베어링돌부(1324b)는 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)을 대부분 차단하기는 하지만, 일부는 연통유로(1315)(1325)를 두고 각각의 제2 포켓(1313b)(1323b)을 차단하게 된다. However, the main side
메인베어링(131)의 플랜지부(1312)에는 앞서 설명한 메인측 제1 포켓(1313a)과 제2 포켓(1313b)이 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성되고, 서브베어링(132)의 플랜지부(1322)에는 앞서 설명한 서브측 제1 포켓(1323a)과 제2 포켓(1323b)이 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된다.In the
메인측 제1 포켓(1313a)과 제2 포켓(1313b)의 내주측은 각각 메인측 제1 베어링돌부(1314a)와 제2 베어링돌부(1314b)에 의해 차단되고, 서브측 제1 포켓(1323a)과 제2 포켓(1323b)의 내주측은 각각 서브측 제1 베어링돌부(1324a)와 제2 베어링돌부(1324b)에 의해 차단된다. 이에 따라, 메인베어링(131)의 축수부(1311)는 거의 연속면으로 된 원통형의 베어링면(1311a)을 형성하게 되고, 서브베어링(132)의 축수부(1321)는 거의 연속면으로 된 원통형의 베어링면(1321a)을 형성하게 된다. 아울러, 메인측 제1 베어링돌부(1314a)와 제2 베어링돌부(1314b), 그리고 서브측 제1 베어링돌부(1324a)와 제2 베어링돌부(1324b)는 일종의 탄성베어링면을 형성하게 된다. The inner circumferential sides of the main side
메인베어링(131)의 베어링면(1311a)에는 앞서 설명한 제1 오일그루브(1311b)가 형성되고, 서브베어링(132)의 베어링면(1321a)에는 앞서 설명한 제2 오일그루브(1321b)가 형성된다. 메인측 제2 베어링돌부(1314b)에는 메인베어링면(1311a)과 메인측 제2 포켓(1313b)을 연통시키는 제1 연통유로(1315)가 형성되고, 서브측 제2 베어링돌부(1324b)에는 서브베어링면(1321a)과 서브측 제2 포켓(1323b)을 연통시키는 제2 연통유로(1325)가 형성된다. The
제1 연통유로(1315)는 메인측 제2 베어링돌부(1315b)와 중첩되는 동시에 제1 오일그루브(1311b)와 중첩되는 위치에 형성되고, 제2 연통유로(1325)는 서브측 제2 베어링돌부(1324b)와 중첩되는 동시에 제2 오일그루브(1321b)와 중첩되는 위치에 형성된다. The first
또, 제1 연통유로(1315) 및 제2 연통유로(1325)는 도 5에서와 같이 메인측 및 서브측 제2 베어링돌부(1315b)(1325b)의 내주면과 외주면 사이를 관통하는 연통구멍으로 형성되거나 또는 도면으로 도시하지는 않았으나 메인측 제2 베어링돌부(1315b)와 서브측 제2 베어링돌부(1325b)의 단면에 소정의 폭과 깊이를 가지도록 리세스된 연통홈으로 형성될 수 있다.In addition, the
상기와 같은 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기는, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)에서도 대부분은 연속된 베어링면을 형성함에 따라, 회전축(123)의 거동을 안정시켜 압축기의 기계효율을 높일 수 있다. As described above, the vane rotary compressor according to the present embodiment stabilizes the behavior of the
또, 메인측 제2 베어링돌부(1314b)와 서브측 제2 베어링돌부(1324b)가 연통유로를 제외하고는 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)을 거의 폐쇄함에 따라 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)이 일정한 체적을 유지하게 된다. 이를 통해, 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)에서 베인을 지지하는 배압력의 압력맥동을 낮춰 베인의 거동을 안정시키는 동시에 떨림을 억제시키고, 이에 따라 베인과 실린더 사이의 충돌소음을 낮추며 압축실 간 누설을 줄여 압축효율을 향상시킬 수 있다.In addition, as the main side second bearing
또, 장시간 운전시에도 이물질이 메인측 제2 포켓(1313b)과 서브측 제2 포켓(1323b)으로 유입되었다가 베어링면(1311a)(1321a)과 회전축(123) 사이로 흘러들어 누적되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 베어링(131)(132) 또는 회전축(123)이 마모되는 것을 억제할 수 있다. In addition, it is possible to prevent foreign matter from flowing into the
또, 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기는, 롤러의 외주면에 복수 개의 베인이 구비되어 롤러의 회전당 복수 개의 압축실이 형성되게 된다. 그러면 흡입행정(흡입주기)이 짧아지면서 압축실의 면적, 즉 흡입실의 면적이 작아지게 되어 냉매의 흡입유량이 감소하게 된다. 그러면 각 압축실에 대한 압력강하가 발생되어 압축기를 포함한 냉동사이클의 성적계수가 저하될 수 있다. In addition, the vane rotary compressor according to the present embodiment is provided with a plurality of vanes on the outer circumferential surface of the roller to form a plurality of compression chambers per rotation of the roller. Then, as the suction stroke (suction cycle) becomes shorter, the area of the compression chamber, that is, the area of the suction chamber becomes smaller, so that the suction flow rate of the refrigerant decreases. Then, a pressure drop is generated for each compression chamber, and the coefficient of performance of the refrigeration cycle including the compressor may decrease.
이러한 현상은 실린더의 내주면이 비대칭 형상으로 형성되는 경우에 더욱 크게 발생될 수 있다. 즉, 실린더의 내주면을 비대칭 형상으로 형성하여 압축행정을 증가시키게 되면, 그 압축행정이 늘어나는 만큼 흡입행정(흡입주기)이 감소하게 되게 된다. 그러면, 앞서 설명한 바와 같이 압축실을 이루는 흡입실의 면적이 더욱 작아지게 되면서 냉매의 흡입유량이 더욱 감소하게 되어 각 압축실에서의 압력강하가 더욱 크게 발생되게 된다. This phenomenon can be caused even larger when the inner circumferential surface of the cylinder is formed in an asymmetric shape. That is, when the inner peripheral surface of the cylinder is formed in an asymmetrical shape to increase the compression stroke, the suction stroke (suction cycle) decreases as the compression stroke increases. Then, as described above, as the area of the suction chamber constituting the compression chamber becomes smaller, the suction flow rate of the refrigerant is further reduced, and a pressure drop in each compression chamber is generated more.
이를 감안하여, 본 실시예에서는 흡입구의 면적을 넓혀 흡입주기를 연장함으로써 냉매의 흡입유량을 확대하고자 하는 것이다. 다만, 흡입구는 앞서 설명한 바와 같이 실린더의 높이에 의해 규정되므로 흡입구의 면적을 확대하는데에는 한계가 있다. 특히, 흡입구가 한 개의 원으로 형성되는 경우에는 흡입구의 크기를 확대하는데에 한계가 있다. 이에 본 실시예에서는 흡입구를 접촉점 근처로 최대한 이동하는 동시에 흡입구를 내경이 상이한 비정원형 또는 복수 개의 형상이 조합된 형상으로 형성하여 흡입구의 끝단을 최대한 접촉점으로부터 멀리 위치하도록 형성한다. 즉, 흡입구의 흡입개시시점은 최대한 앞당기는 반면 흡입구의 흡입완료시점은 최대한 지연시킴으로써 흡입구의 실질적인 흡입면적을 확대할 수 있다. 편의상, 접촉점에 근접한 부분을 흡입구의 시작단으로 정의한다. In view of this, in the present exemplary embodiment, the suction flow rate of the refrigerant is to be expanded by extending the suction cycle by increasing the area of the suction port. However, since the intake port is defined by the height of the cylinder as described above, there is a limit in expanding the area of the intake port. In particular, when the intake port is formed of a single circle, there is a limit in expanding the size of the intake port. Accordingly, in the present embodiment, the suction port is moved as close as possible to the contact point, and at the same time, the suction port is formed in a non-spherical shape or a combination of a plurality of shapes with different inner diameters to form the end of the suction port as far as possible from the contact point. That is, the intake initiation point of the intake port is advanced as much as possible, while the inhalation completion point of the intake port is delayed as much as possible to increase the actual intake area of the intake port. For convenience, the portion close to the contact point is defined as the starting end of the inlet.
도 6 및 도 7은 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기에서, 실린더를 보인 사시도 및 평면도이고, 도 8은 본 실시예에 따른 제1 흡입부와 제2 흡입부를 설명하기 위해 실린더의 내주면에서 반경방향으로 보인 정면도이다.6 and 7 are a perspective view and a plan view showing a cylinder in the vane rotary compressor according to the present embodiment, and FIG. 8 is a radial direction from the inner circumferential surface of the cylinder to describe the first suction part and the second suction part according to the present embodiment. It is a front view shown.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 흡입구(1331)는 제1 흡입부(1331a)와 제2 흡입부(1331b)로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 흡입구(1331)는 원주방향 길이(D1)가 축방향 길이(D2)보다 길게 형성될 수 있다. As shown in these drawings, the
제1 흡입부(1331a)는 앞서 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 실린더(133)의 내주면과 외주면 사이를 관통하여 형성된다. 제1 흡입부(1331a)는 실린더(133)의 외경의 중심(이하, 실린더의 중심)(Oc)에서 반경방향인 법선방향으로 형성될 수 있다. 하지만, 제1 흡입부(1331a)가 반드시 법선방향으로 형성될 필요는 없다. 다만, 제1 흡입부(1331a)가 법선방향으로 형성되는 것이 다른 부품들을 조립할 때 조립 기준이 통일되면서 압축기의 조립이 용이할 수 있다. The
또, 제1 흡입부(1331a)는 반경방향 투영시 원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 제1 흡입부(1331a)는 냉매 누설을 감안하여 실린더(133)의 상면 및 하면에서 제1 흡입부(1331a)까지는 적절한 축방향 실링길이(D3)를 확보하도록 형성되는 것이 바람직하다. 축방향 실링길이(D3)는 상하 각각 대략 2mm씩 형성될 수 있다. 제1 흡입부(1331a)는 원형 외에 사각형 또는 다각형 또는 타원형 등 다양하게 형성될 수 있고, 이들 경우에도 앞서 설명한 축방향 실링거리(D3)를 확보하도록 형성되는 것이 바람직하다.Also, the
한편, 제2 흡입부(1331b)는 반경방향 투영시 사각 단면 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 제2 흡입부(1331b)는 역시 제1 흡입부(1331a)와 마찬가지로 축방향 실링거리를 확보하도록 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 실시예에 따른 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)보다 작게 형성되므로 통상적으로는 제1 흡입부(1331a)보다 큰 축방향 실링거리를 확보할 수 있다. 제2 흡입부(1331b)는 사각 단면 형상 외에 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.Meanwhile, the
한편, 본 실시예에 따른 흡입구는 종래의 흡입구에 비해 접촉점쪽으로 근접하도록 형성될 수 있다. 도 9는 본 실시예에 따른 흡입구의 위치를 종래의 흡입구 위치와 비교하여 보인 개략도이다. Meanwhile, the suction port according to the present embodiment may be formed to be closer to the contact point than the conventional suction port. 9 is a schematic view showing the position of the inlet according to the present embodiment compared to the conventional inlet position.
도 9와 같이, 제1 흡입부(또는 제1 흡입구)(1331a)의 중심선을 제1 가상선(L1), 실린더 중심(Oc)에서 접촉점(P)을 지나는 선을 제2 가상선(L2), 실린더중심(Oc)에서 제2 흡입부(또는 제2 흡입구)(1331b)의 끝단을 지나는 선을 제3 가상선(L3)이라고 할 때, 제1 가상선(L1)과 제2 가상선(L2) 사이의 제1 사잇각(α1)은 제1 가상선(L1)과 제3 가상선(L3) 사이의 제2 사잇각(α2)에 비해 0.8배 내지 1.2배가 되도록 형성될 수 있다. As illustrated in FIG. 9, the center line of the first suction part (or first suction port) 1331a is the first virtual line L1 and the line passing through the contact point P at the cylinder center Oc is the second virtual line L2. , When the line passing through the end of the second suction part (or second suction port) 1331b at the cylinder center Oc is referred to as the third virtual line L3, the first virtual line L1 and the second virtual line ( The first angle (α1) between L2) may be formed to be 0.8 to 1.2 times as compared to the second angle (α2) between the first virtual line (L1) and the third virtual line (L3).
도 9에서는 나중에 설명할 도 11을 참조하여 제1 사잇각(α1)이 제2 사잇각(α2)에 비해 1.0배, 즉 제1 사잇각(α1)과 제2 사잇각(α2)이 동일한 예를 도시하고 있다. Referring to FIG. 11, which will be described later, FIG. 9 shows an example in which the first angle angle α1 is 1.0 times the second angle angle α2, that is, the first angle angle α1 and the second angle angle α2 are the same. .
즉, 흡입주기라고 할 수 있는 제2 가상선(L2)과 제3 가상선(L3) 사이의 각도가 대략 60도 정도라고 하면, 흡입구(1331)는 실린더 중심(Oc)을 기준으로 하는 시작단에서 끝단까지의 사잇각이 대략 40도 정도가 된다. That is, when the angle between the second virtual line L2 and the third virtual line L3, which can be referred to as a suction cycle, is about 60 degrees, the
먼저, 종래 흡입구(S)는 끝단이 제3 가상선(L3')에 만나게 되므로 종래 흡입구(S)의 시작단은 접촉점(P)을 지나는 제2 가상선(L2')으로부터 대략 20도 정도 이격된 지점에서 시작된다. 다시 말해, 종래의 흡입구(S)는 접촉점(P)에서 20도 정도 이격된 위치에서 형성되는 것이다. First, since the end of the conventional suction port S meets the third virtual line L3', the starting end of the conventional suction port S is spaced approximately 20 degrees from the second virtual line L2' passing through the contact point P. Begins at the point where it was. In other words, the conventional inlet (S) is formed at a position spaced about 20 degrees from the contact point (P).
반면, 본 실시예의 흡입구(1331)는 제1 흡입부(1331a)의 시작단과 끝단 사이의 사잇각이 종래 흡입구(S)와 동일한 대략 40도 정도가 된다. 그러면 본 실시예의 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)의 끝단에서 대략 10도 정도 연장되어 형성되므로, 제1 흡입부(1331a)의 시작단은 종래 흡입구(S)보다 접촉점(P)쪽으로 대략 10도 정도 가깝게 이동하여 형성되어야 한다. 즉, 본 실시예의 제1 흡입부(1331a)는 제2 가상선(L2)으로부터 대략 10도 정도 이격된 위치에서 시작된다. 이에 따라, 본 실시예의 흡입구(1331)는 종래의 흡입구(S)에 비해 대략 10도 정도 앞선 위치에 형성되게 된다. 그러면서 본 실시예의 흡입구(1331)의 끝단은 종래 흡입구(S)의 끝단과 동일한 각도까지 형성된다.On the other hand, in the
통상, 베인 로터리 압축기는 롤러가 원형이므로 흡입구가 접촉점으로부터 멀리 위치하는 것이 흡입실의 흡입면적을 넓게 확보하는데 유리하다. 따라서, 베인 로터리 압축기에서 흡입구는 압축주기가 짧아지지 않는 범위내에서 가능한 한 접촉점으로부터 멀리 위치하는 것이 흡입실의 흡입면적을 최대한으로 확보할 수 있어 유리하다. Normally, the vane rotary compressor has a circular roller, so it is advantageous for the suction port to be located far from the contact point to secure a wide suction area of the suction chamber. Therefore, in the vane rotary compressor, it is advantageous that the suction port is located as far from the contact point as possible within the range in which the compression cycle is not shortened, thereby ensuring the suction area of the suction chamber to the maximum.
이를 위해, 종래의 베인 로터리 압축기는 도 9와 같이 제1 사잇각(α1')이 제2 사잇각(α2')에 비해 대략 1.5배 정도가 되도록 형성하고 있다. 하지만, 이는 앞서 설명한 바와 같이, 흡입구(S)가 열리는 흡입개시시점이 지연되게 되므로 냉매의 흡입유량을 증가시키는데 불리하다. 이하에서 냉매의 흡입유량은 냉매의 질량유량과 동일한 의미이나, 편의상 냉매의 흡입유량이라고 설명한다.To this end, the conventional vane rotary compressor is formed such that the first angle (α1') is approximately 1.5 times that of the second angle (α2') as shown in FIG. However, as described above, it is disadvantageous to increase the suction flow rate of the refrigerant since the intake opening time at which the suction port S is opened is delayed. Hereinafter, the suction flow rate of the refrigerant has the same meaning as the mass flow rate of the refrigerant, but for convenience, it is described as the suction flow rate of the refrigerant.
이에, 본 실시예에서는 제1 흡입부(1331a)를 접촉점(P)에 최대한 근접되게 위치시키는 한편 제2 흡입부(1331b)를 접촉점(P)에서 최대한 멀리 위치시켜, 흡입주기를 최대한 길게 형성하는 것이다. 이를 통해 냉매의 흡입유량을 증가시켜 압력저하를 억제하는 것이다.Accordingly, in the present embodiment, the
한편, 도 6 내지도 8과 같이 제1 흡입부(1331a)는 접촉점(P)과의 사이에 적절한 원주방향 실링거리(D4)를 확보해야 하는데, 이를 위해 도 9에서와 같이 제1 흡입부(1331a)는 접촉점(P)으로부터 대략 10도 정도 이격되어 위치하게 된다. 원주방향 실링거리(D4)는 대략 2mm 내외가 될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 6 to 8, the
상기와 같이, 제1 흡입부(1331a)가 접촉점(P)에 근접하도록 이동시켜 형성되게 되면 제1 흡입부(1331a)의 흡입개시시점이 접촉점(P)쪽으로 이동하는 만큼 흡입완료시점(즉, 압축개시시점)도 함께 접촉점(P)쪽으로 이동을 하게 된다. 그러면, 제1 흡입부(1331a)가 접촉점(P) 쪽으로 이동한 만큼 오히려 흡입면적이 감소될 수 있다. 이에 본 실시예는 앞서 설명한 제2 흡입부(1331b)를 추가 형성하여 제1 흡입부(1331a)가 접촉점(P) 쪽으로 이동하면서 발생되는 흡입면적이 감소 및 그로 인한 흡입손실을 보상할 수 있다. As described above, when the
이하에서는 제2 흡입부에 대하여 살펴본다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)의 일측에 연통되어 형성된다. 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)를 기준으로 접촉점(P)의 반대쪽인 후방쪽으로 연장 형성된다. 즉, 제1 흡입부(1331a)가 접촉점(P)에 최대한 근접하게 형성됨에 따라, 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)의 일측, 즉 회전축(123)의 회전방향(또는, 롤러의 회전방향)을 기준으로 원주방향을 따라 제1 흡입부(1331a)의 후방측에 형성된다. 편의상, 제1 흡입부(1331a)를 기준으로 접촉점(P)쪽을 전방측, 반대쪽을 후방측이라고 정의한다. Hereinafter, the second suction part will be described. 8, the
한편, 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)를 기준으로 접촉점(P)쪽인 전방측에 형성될 수도 있다. 하지만, 제2 흡입부(1331b)가 제1 흡입부(1331a)를 기준으로 전방측에 형성되게 되면 후방측에 형성되는 것에 비해 흡입면적이 감소될 수 있다. Meanwhile, the
즉, 베인 로터리 압축기는 앞서 설명한 바와 같이 롤러(134)가 원형으로 형성됨에 따라, 접촉점(P)에 근접할수록 흡입실의 면적이 감소하게 형성된다. 따라서, 제1 흡입부(1331a)에 비해 작은 면적을 가지는 제2 흡입부(1331b)가 제1 흡입부(1331a)의 전방측에 형성되게 되면 흡입개시시점은 당겨지더라도 흡입실로 유입되는 냉매의 흡입유량은 크게 증가하지 못할 수 있다. That is, in the vane rotary compressor, as described above, since the
더군다나, 제2 흡입부(1331b)의 일부가 롤러와 함께 회전하는 베인에 의해 가려지게 되면 냉매의 흡입유량은 거의 증가하지 못할 수도 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 제1 흡입부(1331a)가 제2 흡입부(1331b)보다 전방측에 형성되는 것이 흡입행정이 개시될 때부터 흡입실의 흡입면적이 확대되어 냉매의 흡입유량을 증가시키는데 유리할 수 있다.Furthermore, if a part of the
또, 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)의 중심을 원주방향으로 지나는 가상선에 대해 서로 대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 이에 따라 냉매가 균일하게 흡입될 수 있다. In addition, the
또, 제2 흡입부(1331b)는 실린더(133)의 내주면(133a)에 기설정된 넓이와 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서와 같이 제2 흡입부(1331b)의 원주방향 길이(D6)는 제1 흡입부(1331a)의 원주방향 길이(D5)보다 짧게 형성될 수 있다. 제2 흡입부(1331b)의 원주방향 길이(D6)는 제1 흡입부(1331a)의 원주방향 길이(D5)의 대략 30% 이하가 되도록 형성될 수 있다. 만약, 제2 흡입부(1331b)의 원주방향 길이(D6)가 과도하게 길어지게 되면 압축개시점이 지연되면서 압축주기가 짧아지게 된다. 그러면 짧은 시간에 냉매를 압축하게 되면서 압축효율이 저하될 수 있다. 따라서, 제2 흡입부(1331b)는 최대한 넓게 형성하면서도 압축개시시점이 지연되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 제2 흡입부(1331b)의 단면적은 제1 흡입부(1331a)의 단면적 대비 대략 20% 이하가 되도록 형성될 수 있다. In addition, the
또, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 흡입부(1331b)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제2 흡입부(1331b)는 압축개시시점이 지연되지 않으면서도 최대한 넓게 형성하는 것이 냉매의 흡입유량 측면에서 유리하다. 도 6 및 도 8과 같이, 제2 흡입부(1331b)는 실린더(133)의 내주면에서 반경방향으로 투영시 사각 단면 형상으로 형성될 수 있다. In addition, as described above, the
다만, 제2 흡입부(1331b)가 사각형으로 형성되면 나중에 설명할 원형이나 타원형 보다는 동일 원주길이 대비 흡입면적이 넓어지면서 냉매의 흡입유량을 증가시키는데는 유리할 수 있다. 하지만, 베인의 전방면을 지지하는 면압 측면에서 보면 불리할 수 있다. 즉, 제2 흡입부(1331b)가 사각형이면 베인이 접하는 접촉면이 제2 흡입부(1331b)의 끝단에서 갑작스럽게 증가하게 된다. 그러면, 베인을 지지하는 면압이 급격하게 변하면서 베인의 거동이 불안정하게 될 수 있다. 따라서, 제2 흡입부(1331b)는 후술할 원형이나 타원형으로 형성되는 것이 베인에 대한 면압을 점진적으로 증가시킬 수 있어 베인의 거동 측면에서는 바람직할 수 있다. 이들에 대해서는 제2 흡입부의 형상과 함께 나중에 설명한다.However, when the
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 베인 로터리 압축기에서 흡입구(1331)를 제1 흡입부(1331a)와 제2 흡입부(1331b)로 형성하게 되면, 냉매의 흡입주기가 길어지면서 흡입유량이 증가되고, 이를 통해 압축실의 압력강하를 억제하여 압축기를 포함한 냉동사이클의 성능을 높일 수 있다. On the other hand, as described above, when the
즉, 본 실시예와 같이 제1 흡입부(1331a)와 제2 흡입부(1331b)를 서로 연통시켜 원주방향으로 배열하게 되면, 흡입구(1331)를 접촉점(P)쪽으로 최대한 근접시킬 수 있어 흡입개시시점을 앞당기는 동시에, 제2 흡입부(1331b)에 비해 면적이 넓은 제1 흡입부(1331a)가 접촉점쪽에 위치함에 따라 흡입개시부터 냉매의 흡입유량을 더욱 높일 수 있다. That is, when the
반면, 제2 흡입부(1331b)는 종래 흡입구와 마찬가지로 원래의 흡입완료시점까지 유지되도록 연장하여 형성할 수 있다. 그러면 베인이 제1 흡입부(1331a)를 통과하는 시점에서도 제2 흡입부(1331b)는 열려진 상태를 유지하게 되어, 냉매는 제2 흡입부(1331b)를 통해서도 계속하여 압축실로 유입되게 된다. 그러면, 해당 압축실에서의 흡입주기가 제2 흡입부(1331b)의 범위만큼 연장되면서 압축실의 실질적인 흡입면적이 확대될 수 있다. 이를 통해 동일한 압축공간의 면적 대비 압축실에서의 압력강하를 줄여 압축효율을 높일 수 있다.On the other hand, the
도 10a 내지 도 10d는 본 실시예에 따른 베인 로터리 압축기에서, 베인의 위치에 따른 압축실의 형성과정을 설명하기 위해 보인 개략도이다. 10A to 10D are schematic views shown to explain a process of forming a compression chamber according to the position of a vane in the vane rotary compressor according to the present embodiment.
먼저,도 10a는, 선행 베인(1351)은 제1 흡입부(1331a)의 시작단에 접근한 상태이다. 그러면, 선행 베인(1351)의 후방측에는 그 선행 베인(1351)과 실린더(133) 사이의 제2 접촉점(P2)과 롤러(134)와 실린더(133) 사이의 접촉점(이하, 제1 접촉점)(P1) 사이에는 제1 압축실(V1)이 형성된다. 이때, 선행 베인(1351)이 아직 제1 흡입부(1331a)의 시작단을 통과하지 못한 상태여서 제1 압축실(V1)은 흡입면적을 형성하였지만 냉매는 제1 압축실(V1)로 흡입되지 못한 상태이다. First, FIG. 10A is a state in which the leading
도 10b는, 선행 베인(1351)이 제1 흡입부(1331a)와 제2 흡입부(1331b)의 경계점에 도달한 상태이다. 통상 베인 로터리 압축기의 흡입구는 베인이 흡입구의 원주방향 끝단에 도달하게 되면 해당 압축실에 대한 최대 흡입면적(또는 최대 열림면적)을 형성하게 된다. 따라서, 본 실시예는 선행 베인(1351)이 제1 흡입부(1331a)와 제2 흡입부(1353)의 경계점에 도달하면 제1 압축실은 최대 흡입면적에 도달하게 된다. 이 상태에서는 냉매가 선행 압축실로는 더 이상 흡입되지 않고 후행하는 제1 압축실(V1)로만 흡입된다. 그러나, 본 실시예는 제2 흡입부(1331b)가 형성됨에 따라, 일부 냉매가 선행 압축실로도 흡입될 수 있다.10B is a state in which the leading
도 10c는, 선행 베인(1351)이 제2 흡입부(1331b)를 통과한 상태이다. 이는, 선행 압축실로는 더 이상 냉매가 흡입되지 않고 후행하는 제1 압축실로만 냉매가 흡입된다. 따라서, 선행 압축실은 압축이 진행되는 반면 후행하는 제1 압축실(V1)은 냉매가 지속적으로 흡입된다. 10C is a state in which the preceding
도 10d는, 선행 베인(1351)은 물론 후행 베인(1352)이 제2 흡입부(1331b)를 통과한 상태이다. 이는, 제1 압축실(V1)이 흡입행정이 완료되고 압축행정이 진행되는 상태이다. 따라서, 이후에는 제1 압축실(V1)의 흡입면적이 감소되면서 흡입된 냉매에 대해 압축이 진행된다. 10D is a state in which the leading
본 실시예에 따른 흡입구를 종래의 흡입구와 비교하여 보면 도 11에 도시된 그래프와 같다. 도 11은 본 실시예에 따른 작용 효과를 설명하기 위해 롤러의 회전각에 대한 압축실에서의 흡입유량과 압축실의 흡입면적을 종래와 비교하여 보인 그래프이다. 냉매의 흡입유량은 해당 압축실로 흡입되는 냉매의 질량유량을 의미한다. The intake port according to the present embodiment is compared with the conventional intake port, and the graph is shown in FIG. 11. 11 is a graph showing the suction flow rate in the compression chamber and the suction area of the compression chamber compared to the prior art for explaining the effect of the operation according to the present embodiment. The refrigerant flow rate means the mass flow rate of the refrigerant that is sucked into the corresponding compression chamber.
이 그래프에서는 롤러 또는 회전축(구체적으로는, 선행 베인)이 회전한 각도를 회전각이라고 정의하고, 회전각은 실린더와 롤러의 접촉점을 0도로 정의하였다. 또, 이는 본 실시예의 제1 흡입부와 종래의 흡입구는 동일한 형상과 동일한 면적을 가지며, 본 실시예의 제1 흡입부는 종래의 흡입구에 비해 대략 10도 정도 접촉점쪽으로 이동하여 형성된 것을 기준으로 실험한 결과이다. 또, 이는 베인이 120도 간격을 두고 3개가 배열된 예를 기준으로 실험한 결과이다. In this graph, the angle at which the roller or the rotating shaft (specifically, the leading vane) rotates is defined as the rotation angle, and the rotation angle defines the contact point between the cylinder and the roller as 0 degrees. In addition, this is the result of the experiment based on the fact that the first suction part of the present embodiment and the conventional suction port have the same shape and the same area, and the first suction part of the present embodiment is formed by moving toward the contact point about 10 degrees compared to the conventional suction port. to be. In addition, this is the result of the experiment based on an example in which three vanes are arranged at 120 degree intervals.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 제1 흡입부(1331a)와 종래 흡입구(S)는 동일한 형상과 면적을 가지도록 형성되되, 본 실시예의 흡입구가 종래 흡입구에 비해 대략 10도 정도의 회전각만큼 접촉점에 근접되게 형성된다. 이에 따라, 도 11과 같이, 본 실시예와 종래는 압축실에 대한 냉매의 흡입유량이 특정 회전각까지 대략 10도 정도의 차이를 두고 거의 동일한 패턴으로 변하게 된다. Referring to FIG. 9, the
먼저, 회전각이 대략 10도 이전까지는 본 실시예와 종래가 모두 해당 압축실에 대해 흡입구의 흡입면적을 형성하지 못한 상태이다. 이는, 도 10a가 해당하는 상태로서, 해당 압축실에 제1 흡입부가 연통되기 이전의 상태이다.First, until the rotation angle is approximately 10 degrees, both the present embodiment and the prior art are in a state where the suction area of the suction port is not formed for the corresponding compression chamber. This is a state in which FIG. 10A corresponds to a state before the first suction part communicates with the compression chamber.
다음, 회전각이 대략 10도 정도가 되면, 본 실시예는 해당 압축실에 대한 흡입구의 흡입면적이 형성되기 시작한다. 반면, 종래는 해당 압축실에 대한 흡입면적이 아직 형성되기 전 상태다. 종래는 회전각이 대략 20도 정도가 되어야 해당 압축실에 대한 흡입구의 흡입면적이 형성되기 시작한다. 하지만, 본 실시예는 회전각이 대략 20도 정도가 되면 이미 해당 압축실에 대한 흡입구의 흡입면적이 상당 부분 확대된다. 따라서, 냉매의 흡입유량은 본 실시예가 종래에 비해 이미 많은 상태다.Next, when the rotation angle becomes approximately 10 degrees, this embodiment starts to form the suction area of the suction port for the corresponding compression chamber. On the other hand, in the prior art, the suction area for the corresponding compression chamber is not yet formed. Conventionally, the rotational angle should be approximately 20 degrees, so that the suction area of the suction port to the compression chamber starts to form. However, in the present embodiment, when the rotation angle becomes approximately 20 degrees, the suction area of the suction port for the corresponding compression chamber is already enlarged. Therefore, the suction flow rate of the refrigerant is already in a state where the present embodiment has more than the conventional one.
다음, 회전각이 대략 50도 정도가 되면 본 실시예는 최대 흡입면적에 도달하게 된다. 종래는 아직 최대 흡입면적에 도달하기 전이다. 이는, 도 10b에 해당하는 상태다. 이후, 회전각이 대략 50~130도 정도까지는 최대 흡입면적을 유지하면서 냉매의 흡입유량도 최대로 증가하였다가 점차 감소한다. 종래는 회전각이 대략 60도 정도 되면 최대 흡입면적에 도달한다.Next, when the rotation angle is about 50 degrees, the present embodiment reaches the maximum suction area. Conventionally, it is before reaching the maximum suction area. This is the state corresponding to FIG. 10B. Thereafter, the suction angle of the refrigerant increases to the maximum while the maximum suction area is maintained until the rotation angle is about 50 to 130 degrees, and then gradually decreases. Conventionally, when the rotation angle is approximately 60 degrees, the maximum suction area is reached.
다음, 회전각이 대략 130도 정도가 되면, 본 실시예는 해당 압축실에 대한 흡입면적이 감소하기 시작하면서 냉매의 흡입유량도 급격하게 감소하기 시작한다. 이는, 후행 베인이 제1 흡입부의 시작단에 도달한 상태다. 종래는 회전각이 대략 140도 정도가 되어야 흡입면적이 감소하기 시작한다. Next, when the rotation angle becomes approximately 130 degrees, this embodiment begins to decrease the suction flow rate of the refrigerant while the suction area for the compression chamber starts to decrease. This is a state in which the trailing vane has reached the start end of the first suction part. Conventionally, the suction area begins to decrease when the rotation angle is about 140 degrees.
다음, 회전각이 대략 180도 정도가 되면, 본 실시예는 해당 압축실에 대한 흡입면적이 영(zero)이 되면서 해당 압축실에 대한 압축을 개시한다. 이는 도 10d에 해당하는 상태로서, 냉매의 흡입유량은 이론적으로는 영(zero)가 된다. 여기서, 종래에도 대략 180도 정도에서 압축개시각을 형성하게 된다. 이는, 본 실시예의 경우 종래에 비해 제1 흡입부의 시작단이 10도 정도 앞서서 형성되지만, 본 실시예는 제2 흡입부가 추가 형성됨에 따라 종래와 동일한 압축개시각도를 형성할 수 있게 된다. Next, when the rotation angle becomes approximately 180 degrees, the present embodiment starts compression for the compression chamber while the suction area for the compression chamber becomes zero. This is the state corresponding to FIG. 10D, and the suction flow rate of the refrigerant is theoretically zero. Here, the compression start angle is formed at about 180 degrees in the related art. In the case of this embodiment, the starting end of the first suction part is formed about 10 degrees ahead of the conventional one, but in the present embodiment, as the second suction part is further formed, it is possible to form the same compression start angle as in the prior art.
만약, 본 실시예에서 제2 흡입부가 형성되지 않았다면 본 실시예의 흡입완료각도는 압축개시각도에 비해 10도 앞서서 형성하게 된다. 그러면 압축기는 압축실의 체적 대비 냉매를 최대한으로 흡입하지 못한 상태에서 운전을 하게 된다. 그러면 냉매는 압축기가 대략 10도만큼 운전하는 동안 팽창된 뒤 압축을 개시하게 되어 압축기 효율이 크게 저하될 수 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 흡입개시각도를 앞당기는 경우에는 흡입완료각도와 압축개시각도를 일치시켜야 압축기의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.If the second suction part is not formed in the present embodiment, the suction completion angle of this embodiment is formed 10 degrees ahead of the compression start angle. Then, the compressor is operated in a state in which the refrigerant is not sucked to the maximum level compared to the volume of the compression chamber. Then, the refrigerant expands while the compressor is operated for approximately 10 degrees, and then starts to compress, so that the compressor efficiency may be greatly reduced. Therefore, when the suction start angle is advanced as in the present embodiment, the suction completion angle and the compression start angle must be matched to prevent the compressor from being deteriorated.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 흡입행정 중에서 후반부에서의 냉매 흡입량을 높이기 위해서는 제2 흡입부(1331b)의 면적을 증가시키는 것이 바람직하다. 하지만, 제2 흡입부(1331b)의 원주방향 길이는 압축개시시점과 함께 정해지게 되므로 결국 제2 흡입부(1331b)의 축방향을 최대한으로 확대하여 제2 흡입부(1331b)의 면적을 증가시킬 수 있다. On the other hand, as described above, it is preferable to increase the area of the
도 12 내지 도 14는 본 실시예에 따른 흡입구에 대한 다른 실시예를 보인 정면도들이다.12 to 14 are front views showing another embodiment of the intake according to the present embodiment.
도 12와 같이, 본 실시예에 따른 제2 흡입부(1331b)는 사각모양으로 형성하되, 제2 흡입부(1331b)의 축방향 높이(D7)를 제1 흡입부(1331a)의 축방향 높이(또는 내경)(D2)와 동일하게 형성할 수 있다. 이를 통해 제2 흡입부의 면적을 최대로 확대할 수 있다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이 제2 흡입부(1331b)가 사각모양으로 형성되게 되면 제2 흡입부(1331b)가 끝나는 지점에서 베인에 대한 면압이 급격하게 변하면서 베인의 거동이 불안정하게 될 수 있다. 12, the
이를 감안하여, 도 13과 같이 제2 흡입부(1331b)는 원형으로 형성되되, 그 축방향 높이(D7)가 제1 흡입부(1331a)의 축방향 높이(D2)와 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우 제2 흡입부(1331b)는 그 일부가 제1 흡입부(1331a)와 중첩되는 위치에 형성되는 것으로, 제1 흡입부(1331a)에 중첩된 부분을 가상원으로 연결하면 제2 흡입부(1331b)는 타원형상을 띄게 된다. 그러면, 제2 흡입부(1331b)는 후방쪽으로 갈수록 면적이 좁아지게 되고, 반대로 실링거리(D3)는 점차 확대되게 된다. 이에 따라, 제2 흡입부(1331b)의 면적을 확대하면서도 베인에 대한 면압이 급격하게 변하는 것을 억제할 수 있다.In consideration of this, as shown in FIG. 13, the
하지만, 제2 흡입부(1331b)는 도 14와 같이 원형으로 형성되되, 그 가상원의 내경인 축방향 높이(D7)가 제1 흡입부(1331a)의 내경인 축방향 높이(D2)보다 작게 형성될 수 있다. 이 경우 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)에 중첩된 부분을 가상원으로 연결하면 제2 흡입부(1331b)는 한 개의 곡률로 이루어지는 진원형상을 띄게 된다. 그러면, 도 13의 실시예와 같이 제2 흡입부(1331b)는 후방쪽으로 갈수록 면적이 좁아지게 되고, 반대로 실링거리는 점차 확대되게 된다. 이에 따라, 제2 흡입부(1331b)의 면적을 확대하면서도 베인에 대한 면압이 급격하게 변하는 것을 억제할 수 있다. 다만, 본 실시예는 도 13의 실시예에 비해 제2 흡입부(1331b)의 면적이 작아지면서 실링거리(D3)는 더욱 확대되어 베인에 대한 면압이 증가되고, 이로 인해 베인을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.However, the
또, 제2 흡입부는 도면으로 도시하지는 않았으나, 쐐기 모양이나 각진 형상 등 다양하게 형성될 수 있다.In addition, although not illustrated in the drawings, the second suction unit may be formed in various ways such as a wedge shape or an angled shape.
상기와 같은 본 실시예들에 따른 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)에서 멀어지는 방향으로 갈수록 단면적이 감소하도록 형성됨에 따라, 베인이 흡입구(1331)를 통과하는 과정에서 그 베인에 대한 면압의 변동폭이 과도하게 증가되는 것을 억제하여 베인의 거동을 안정시킬 수 있고, 이를 통해 압축실 간 누설을 억제하여 압축효율을 높일 수 있다. As the
한편, 앞서 설명한 제2 흡입부(1331b)들은 원주방향을 따라 깊이를 동일하게 형성할 수 있다. 제2 흡입부(1331b)의 원주방향을 따라 깊이를 동일하게 형성되는 경우에는 제2 흡입부(1331b)를 포함하는 실린더의 가공을 용이하게 할 수 있다. 하지만, 제2 흡입부(1331b)의 깊이가 동일한 경우에는 그 끝단, 즉 흡입완료각도를 이루는 지점이 단차지게 된다. 그러면 제2 흡입부(1331b)를 통해 흡입실로 흡입되는 냉매가 와류를 형성하면서 흡입손실이 발생될 수 있다. 따라서, 제2 흡입부(1331b)는 원주방향을 따라 깊이를 상이하게 형성할 수도 있다. Meanwhile, the
도 15 내지 도 17은 본 실시예에 따른 제2 흡입부에 대한 다른 실시예들을 보인 사시도 및 횡단면도들이다.15 to 17 are perspective and cross-sectional views showing other embodiments of the second suction unit according to the present embodiment.
도 15 및 도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 흡입부(1331b)는 길이방향을 따라 내주면이 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제2 흡입부(1331b)는 실린더(133)의 내주면(133a)에서 외주면쪽으로 갈수록 깊어지는 형상, 즉 제2 흡입부(1331b)의 내주면이 기설정된 경사각을 가지는 경사면부(1331c)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 흡입부(1331b)는 제1 흡입부(1331a)에 접하는 쪽이 가장 깊고 제1 흡입부(1331a)에서 실린더(133)의 원주방향으로 멀어질 수록 얕게 형성될 수 있다. 15 and 16, the
상기와 같이, 제2 흡입부(1331b)의 내주면에 경사면부(1331c)가 형성되면, 제1 흡입부(1331a)에서 제2 흡입부(1331b)로 유입되는 냉매가 완만한 경사면부(1331c)를 따라 이동함에 따라 냉매가 신속하게 흡입될 수 있다. 또, 흡입완료각도를 이루는 지점에서도 단차면이 형성되지 않게 되어 흡입되는 냉매에서의 와류발생을 억제할 수 있다. 이에 따라, 냉매가 제2 흡입부(1331b)를 통해 압축실을 이루는 흡입실로 신속하게 유입되면서 냉매의 흡입유량이 증가될 수 있다. 그러면 압축실에서의 냉매에 대한 압력강하가 발생되는 것을 억제하여 압축효율을 높일 수 있다.As described above, when the
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 흡입부(1331b)는, 앞서 설명한 도 16과 같이 내주면이 경사면부(1331c)로 형성되되, 제2 흡입부(1331b)의 끝단에는 실린더(133)의 내주면에서 동일한 깊이로 함몰된 공간부(1331d)가 더 형성될 수 있다. 즉, 경사면부(1331c)의 내측 끝단에는 제1 흡입부(1331a)와 평행하도록 직선면으로 된 공간부(1331d)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 흡입부(1331b)는 시작단부가 경사면부(1331c)를 이룸에 따라 냉매가 신속하게 흡입되는 동시에 끝단부에 공간부(1331d)를 형성함에 따라 흡입구의 체적이 확대되어 냉매가 더욱 신속하게 흡입될 수 있다.Referring to FIG. 17, in the
한편, 상기와 같은 베인 로터리 압축기에 친환경 냉매인 R32를 적용하는 경우 그 효과를 높일 수 있다. On the other hand, when the eco-friendly refrigerant R32 is applied to the vane rotary compressor as described above, the effect can be enhanced.
앞서 설명한 바와 같이, 친환경 냉매인 R32는 R410a를 대체하는 냉매로 개발되었다. 하지만, R32는 R410a에 비해 냉매의 입자밀도가 작아 질량유량이 부족하게 된다. 그러면 동일한 압축실의 체적 대비 냉매 흡입량이 감소하게 된다. 특히, 실린더의 내주면이 비대칭 형상인 경우에는 흡입주기가 짧아지면서 냉매 흡입량이 더욱 감소할 수 있다. 그러면 압축실에서의 압력강하가 발생하게 되어 앞서 설명한 흡입손실의 증가와 그로 인한 체적효율의 저하가 더욱 증가하게 되면서 압축기의 성적계수가 더욱 낮아지게 될 수 있다. 이는, 난방 저온 조건, 높은 압력비 조건(Pd/Ps ≥ 6), 그리고 고속 운전 조건(80Hz 이상)에서 더 크게 발생될 수 있다. As described above, the eco-friendly refrigerant R32 was developed as a refrigerant that replaces R410a. However, R32 has a smaller particle density of the refrigerant than R410a, resulting in insufficient mass flow rate. Then, the refrigerant intake amount is reduced compared to the volume of the same compression chamber. In particular, when the inner circumferential surface of the cylinder has an asymmetric shape, the suction cycle may be shortened, and the refrigerant suction amount may be further reduced. Then, the pressure drop in the compression chamber occurs, and the increase in suction loss described above and the decrease in volume efficiency resulting from the increase in the compression coefficient may be further reduced. This can occur more significantly under low temperature heating conditions, high pressure ratio conditions (Pd/Ps ≥ 6), and high speed operating conditions (80 Hz or more).
하지만, 본 실시예와 같이, 흡입구가 제1 흡입부(1331a)와 제2 흡입부(1331b)로 이루어지고, 제2 흡입부(1331b)가 제1 흡입부(1331a)를 중심으로 흡입실 측(회전축의 회전방향을 기준으로 후방측)으로 연장 형성됨에 따라, 흡입완료시점(또는 압축개시시점)이 지연되고, 이로 인해 압축실의 실질적인 흡입면적이 확대되어 압축실로 흡입되는 냉매량이 증가하게 된다. 그러면 R32와 같이 입자밀도가 낮은 냉매를 베인 로터리 압축기에 적용하면도 R410a와 같은 냉매를 적용할 때와 비슷한 정도의 토출압력을 유지할 수 있다. 이에 따라, R410와 같이 지구온난화지수가 높은 냉매를 대신하여 지구온난화지수가 낮은 R32를 대체 냉매로 활용할 수 있게 된다.However, as in the present embodiment, the suction port is composed of the
Claims (14)
상기 실린더에 결합되어 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하는 메인베어링 및 서브베어링;
상기 메인베어링과 서브베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 회전축;
상기 실린더의 내주면과 접촉점을 이루도록 상기 압축공간에 편심지게 수용되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 복수 개의 베인슬롯이 원주방향을 따라 형성되는 롤러; 및
상기 롤러의 베인슬롯에 각각 미끄러지게 삽입되며, 상기 실린더의 내주면을 향하는 방향으로 돌출되어 상기 압축공간을 복수 개의 압축실로 구획하는 복수 개의 베인;을 포함하며,
상기 흡입구는,
상기 실린더의 내주면과 외주면 사이를 관통하여 형성되는 제1 흡입부; 및
상기 실린더의 내주면에서 기설정된 깊이를 가지는 홈 형상으로 형성되고, 상기 제1 흡입부를 기준으로 상기 접촉점의 반대쪽에서 상기 제1 흡입부에 연통되며, 상기 실린더의 내주면에서 상기 회전축의 회전방향으로 연장 형성되는 제2 흡입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.A cylinder equipped with an intake port;
A main bearing and a sub bearing coupled to the cylinder to form a compression space together with the cylinder;
A rotating shaft supported in the radial direction by the main bearing and the sub bearing;
A roller which is eccentrically accommodated in the compression space to form a contact point with the inner circumferential surface of the cylinder and rotates with the rotating shaft, and a plurality of vane slots formed along the circumferential direction; And
It includes; a plurality of vanes that slide into the vane slots of the rollers and protrude in the direction toward the inner circumferential surface of the cylinder to divide the compression space into a plurality of compression chambers.
The inlet,
A first suction part formed through the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylinder; And
It is formed in a groove shape having a predetermined depth on the inner circumferential surface of the cylinder, communicates with the first suction portion on the opposite side of the contact point based on the first suction portion, and extends in the rotational direction of the rotation axis on the inner circumferential surface of the cylinder The second suction unit; vane rotary compressor comprising a.
상기 제1 흡입부의 길이방향 중심을 지나는 선을 제1 가상선, 상기 실린더의 외경 중심과 상기 접촉점을 지나는 선을 제2 가상선, 상기 실린더의 외경 중심과 상기 제2 흡입부의 끝단을 지나는 선을 제3 가상선이라고 할 때,
상기 제1 가상선과 제2 가상선 사이의 제1 사잇각은 상기 제1 가상선과 제3 가상선 사이의 제2 사잇각은 0.8~1.2배 범위를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 1,
A line passing through the longitudinal center of the first suction part, a first virtual line, a line passing through the center of the outer diameter of the cylinder and the contact point, a second virtual line, a line passing through the center of the outer diameter of the cylinder and the end of the second suction part Speaking of the third virtual line,
The vane rotary compressor, characterized in that the first angle between the first virtual line and the second virtual line is formed so that the second angle between the first virtual line and the third virtual line ranges from 0.8 to 1.2 times.
상기 제1 사잇각과 제2 사잇각은 동일한 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 2,
A vane rotary compressor, wherein the first angle and the second angle are the same.
상기 제2 흡입부는
상기 제1 흡입부의 면적은 상기 제2 흡입부의 면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 1,
The second suction part
The vane rotary compressor, characterized in that the area of the first suction portion is formed larger than the area of the second suction portion.
상기 제2 흡입부의 단면적은 상기 회전축의 회전방향으로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 4,
The vane rotary compressor, characterized in that the second suction part has the same cross-sectional area in the rotational direction of the rotating shaft.
상기 제2 흡입부의 단면적은 상기 회전축의 회전방향으로 점차 작아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 4,
The vane rotary compressor, characterized in that the cross-sectional area of the second suction part is gradually reduced in the rotational direction of the rotating shaft.
상기 제2 흡입부의 축방향 높이는 상기 제1 흡입부의 축방향 높이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 4,
The axial height of the second suction portion is smaller than the axial height of the first suction portion vane rotary compressor.
상기 제2 흡입부의 축방향 높이는 상기 제1 흡입부의 축방향 높이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 4,
Vane rotary compressor, characterized in that the axial height of the second suction portion is formed equal to the axial height of the first suction portion.
상기 제2 흡입부는 상기 실린더의 원주방향을 따라 동일한 깊이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 1,
The second suction portion vane rotary compressor, characterized in that formed to have the same depth along the circumferential direction of the cylinder.
상기 제2 흡입부는 상기 제1 흡입부에 접근할수록 깊어지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.According to claim 1,
The second suction unit is vane rotary compressor characterized in that it is formed to be inclined to become deeper as it approaches the first suction unit.
상기 제2 흡입부는 상기 실린더의 내주면에서 기설정된 깊이까지는 상기 제1 흡입부와 평행하게 직선면으로 된 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.The method of claim 10,
The second suction unit is a vane rotary compressor, characterized in that a space portion having a straight surface parallel to the first suction unit is formed to a predetermined depth from the inner circumferential surface of the cylinder.
상기 흡입구는 원주방향의 길이가 축방향의 길이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.The method according to any one of claims 1 to 11,
The suction port is a vane rotary compressor, characterized in that the circumferential length is formed larger than the axial length.
상기 복수 개의 베어링 중에서 적어도 어느 한쪽 베어링에는 상기 베인슬롯의 후방측과 연통되는 배압포켓이 형성되며, 상기 배압포켓은 원주방향을 따라 분리되어 서로 다른 내부압력을 갖는 복수 개의 포켓으로 형성되고,
상기 복수 개의 포켓은,
상기 회전축의 외주면을 마주보는 내주측에 구비되어 상기 회전축의 외주면에 대해 반경방향 베어링면을 이루는 베어링돌부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기. The method of claim 12,
A back pressure pocket communicating with the rear side of the vane slot is formed on at least one bearing among the plurality of bearings, and the back pressure pocket is separated along a circumferential direction and formed of a plurality of pockets having different internal pressures,
The plurality of pockets,
A vane rotary compressor, characterized in that bearing protrusions provided on an inner circumferential side facing the outer circumferential surface of the rotating shaft and forming a radial bearing surface with respect to the outer circumferential surface of the rotating shaft are respectively formed.
상기 복수 개의 포켓은,
제1 압력을 가지는 제1 포켓; 및
상기 제1 압력보다 높은 압력을 가지는 제2 포켓;으로 이루어지고,
상기 제2 포켓의 베어링돌부에는 상기 회전축의 외주면을 마주보는 상기 베어링돌부의 내주면과 그 반대쪽 측면인 외주면을 연통시키도록 연통유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 로터리 압축기.The method of claim 13,
The plurality of pockets,
A first pocket having a first pressure; And
It is made of; a second pocket having a pressure higher than the first pressure,
A vane rotary compressor, characterized in that a communication flow path is formed in the bearing protrusion of the second pocket so as to communicate an inner circumferential surface opposite to the inner circumferential surface of the bearing protrusion facing the outer circumferential surface of the rotating shaft.
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---|---|---|---|
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KR20230154333A (en) * | 2022-04-29 | 2023-11-08 | 엘지전자 주식회사 | Rotary compressor |
Citations (3)
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---|---|---|---|---|
KR19990012043U (en) * | 1997-08-30 | 1999-04-06 | 구자홍 | Cylinder structure of hermetic rotary compressor |
JP2014040797A (en) | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Calsonic Kansei Corp | Gas compressor |
CN105402125A (en) * | 2015-11-13 | 2016-03-16 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | Slide vane compressor |
-
2019
- 2019-01-28 KR KR1020190010727A patent/KR102190063B1/en active IP Right Grant
- 2019-11-19 CN CN201922007837.XU patent/CN212106257U/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR19990012043U (en) * | 1997-08-30 | 1999-04-06 | 구자홍 | Cylinder structure of hermetic rotary compressor |
JP2014040797A (en) | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Calsonic Kansei Corp | Gas compressor |
CN105402125A (en) * | 2015-11-13 | 2016-03-16 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | Slide vane compressor |
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KR20230154333A (en) * | 2022-04-29 | 2023-11-08 | 엘지전자 주식회사 | Rotary compressor |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |