KR20230066964A - 베인 로터리 압축기 - Google Patents

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송세영
김옥현
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 흡입행정과 압축행정이 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어지는 2개의 압축부를 포함하며, 각 압축부에서 복수의 베인이 실린더의 내주면과 가이드부에 의해 가이드됨에 따라, 밸런스가 향상되고 소음 저감 및 실링성 확보가 가능한 베인 로터리 압축기를 제공한다.

Description

베인 로터리 압축기{VANE ROTARY COMPRESSOR}
본 발명은 베인 로터리 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡입행정과 압축행정이 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어지는 2개의 압축부를 포함하며, 각 압축부에서 복수의 베인이 실린더의 내주면과 가이드부에 의해 가이드됨에 따라, 밸런스가 향상되고 소음 저감 및 실링성 확보가 가능한 베인 로터리 압축기에 관한 것이다.
베인 로터리 압축기는 공기조화기 등에 사용되며, 냉매 등의 유체를 압축하여 외부로 공급한다.
도 1은 일본 공개특허공보 특개2010-031759에 개시된 종래의 베인 로터리 압축기를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 베인 로터리 압축기(10)는 리어 하우징(11)과 프론트 하우징(12)으로 구성되는 하우징(H)이 외관을 이루며, 리어 하우징(11)의 내부에는 원통 형상의 실린더(13)가 수용된다. 이때, 실린더(13)의 내주면은 도 2에 도시된 바와 같이 타원 단면 형상으로 이루어진다.
또한, 리어 하우징(11)의 내부에 있어서, 실린더(13)의 전방에는 프론트 커버(14)가 결합되고, 실린더(13)의 후방에는 리어 커버(15)가 결합되며, 실린더(13)의 외주면과, 이와 대향하는 리어 하우징(11)의 내주면, 프론트 커버(14), 및 리어 커버(15) 사이에 토출공간(Da)이 형성된다.
프론트 커버(14) 및 리어 커버(15)에는 회전축(17)이 실린더(13)를 관통하여 회전 가능하게 설치되며, 회전축(17)에는 원통 형상의 로터(18)가 결합되어 회전축(17)의 회전시 회전축(17)과 함께 실린더(13) 내에서 회전하게 된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 로터(18)의 외주면에는 방사상으로 다수의 슬롯(18a)이 형성되고, 각각의 슬롯(18a)에는 베인(20)이 슬라이드 이동 가능하게 수용되며, 슬롯(18a) 내에는 윤활유가 공급된다.
회전축(17)의 회전에 의해 로터(18)가 회전하게 되면, 베인(20)의 선단부가 슬롯(18a)의 외측으로 돌출되어 실린더(13)의 내주면에 밀착되며, 이에 따라 로터(18)의 외주면과, 실린더(13)의 내주면, 및 서로 인접하는 한 쌍의 베인(20)과, 실린더(13)와 대향하는 프론트 커버(14)의 대향면(14a), 및 리어 커버(15)의 대향면(15a)으로 이루어지는 압축실(21)이 복수 개 구획 형성된다.
여기서, 베인 로터리 압축기의 경우, 로터(18)의 회전방향에 따라 압축실(21)의 체적이 확대되는 행정이 흡입행정이며, 압축실(21)의 체적이 감소되는 행정이 압축행정이 된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 프론트 하우징(12)의 상부에는 흡입포트(24)가 형성되고, 이 흡입포트(24)와 연통되는 흡입공간(Sa)이 프론트 하우징(12)의 내부에 형성된다. 그리고, 프론트 커버(14)에는 흡입공간(Sa)과 연통되는 흡입구(14b)가 형성되며, 흡입구(14b)와 연통하는 흡입통로(13b)가 실린더(13)의 축방향으로 관통 형성된다.
아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(13)의 외주면 양측에는 내측으로 함몰된 토출실(13d)이 형성되고, 이들 한 쌍의 토출실(13d)은 토출공(13a)에 의해 압축실(21)과 연통되며, 토출공간(Da)의 일부를 형성한다. 또한, 리어 하우징(11)에는 리어 커버(15)에 의해 구획되며 압축된 냉매가 유입되는 고압실(30)이 형성된다. 즉, 리어 하우징(11)의 내부는 리어 커버(15)에 의해 토출공간(Da)과 고압실(30)로 구획된다. 이때, 한 쌍의 토출실(13d) 중 어느 하나에는 고압실(30)과 연통되는 토출구(15e)가 형성된다.
따라서, 회전축(17)의 회전에 따라 로터(18)와 베인(20)이 회전하면, 냉매가 흡입공간(Sa)으로부터 흡입구(14b) 및 흡입통로(13b)를 거쳐 각각의 압축실(21)로 흡입되며, 압축실(21)의 체적감소에 따라 압축된 냉매는 토출공(13a)을 통해 토출실(13d)로 토출되어, 토출구(15e)를 통해 고압실(30)로 유입되고, 배출포트(31)를 통해 외부로 공급된다.
한편, 고압실(30)에는 고압실(30)로 유입된 압축냉매에서 윤활유를 분리하기 위한 오일 분리기(40)가 구비될 수 있다.
전술한 종래의 베인 로터리 압축기(10)의 경우, 구동 시 베인(20)이 원심력을 받음과 동시에 베인(20) 내측에 배압이 작용하여 베인(20)이 실린더(13)의 내주면에 밀착되어 실링(sealing)하게 된다.
하지만, 이러한 구조는 초기 구동시에는 베인(20)의 외측이 실린더(13)의 내주면에 밀착되지 않아 실링이 효과적으로 이루어지지 않으며, 베인 타격에 의한 소음이 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 고속 구동시에는 원심력이 과도하게 커짐으로 인해 내구성이 문제될 수 있으므로, 특히 고속 운전이 요구되는 전동식 압축기의 경우 적용하기 어려운 점이 있다.
일본 공개특허공보 특개2010-031759(2010.02.12.공개)
본 발명은 흡입행정과 압축행정이 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어지는 2개의 압축부를 포함하며, 각 압축부에서 복수의 베인이 실린더의 내주면과 가이드부에 의해 가이드됨에 따라, 밸런스가 향상되고 소음 저감 및 실링성 확보가 가능한 베인 로터리 압축기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 하우징 내부에 구비되며, 각각 중공을 갖는 제1 실린더 및 제2 실린더;와, 상기 하우징의 중심에 회전 가능하게 설치되는 회전축;과, 상기 제1 실린더 및 상기 제2 실린더 사이에 구비되는 분리부;와, 상기 제1 실린더의 제1 중공 내부에 배치되며, 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 로터;와, 상기 제1 로터에 방사상으로 형성되는 복수의 제1 슬롯 내에 슬라이드 가능하게 배치되는 복수의 제1 베인;과, 상기 제2 실린더의 제2 중공 내부에 배치되며, 상기 회전축과 함께 회전하는 제2 로터; 및 상기 제2 로터에 방사상으로 형성되는 복수의 제2 슬롯 내에 슬라이드 가능하게 배치되는 복수의 제2 베인;을 포함하며, 상기 분리부는 상기 복수의 제1 베인의 일측을 지지하는 제1 가이드부 및 상기 복수의 제2 베인의 일측을 지지하는 제2 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기를 제공한다.
실시 예에 따라, 상기 복수의 제1 베인은 각각 일측과 타측이 상기 제1 가이드부와 상기 제1 실린더의 내주면에 의해 동시에 지지되며, 상기 복수의 제2 베인은 각각 일측과 타측이 상기 제2 가이드부와 상기 제2 실린더의 내주면에 의해 동시에 지지될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 실린더 내부에서 냉매의 흡입행정 및 압축행정은 상기 제2 실린더 내부에서 냉매의 흡입행정 및 압축행정과 상기 회전축의 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어질 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 로터에는 상기 제1 가이드부가 수용되기 위한 제1 홈부가 구비되고, 상기 제2 로터에는 상기 제2 가이드부가 수용되기 위한 제2 홈부가 구비될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 홈부 및 상기 제2 홈부는 각각, 상기 제1 로터 및 상기 제2 로터의 상기 분리부를 향하는 단부면으로부터 반대측 단부면을 향해 축방향으로 형성될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 분리부는 상기 제1 실린더와 상기 제2 실린더 사이에 배치되는 플레이트 형상의 본체를 포함하며, 상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부는 각각 상기 제1 로터의 내측과 상기 제2 로터의 내측을 향해 연장되는 원형의 돌출부로 형성될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 중공과 상기 제2 중공은 상기 회전축에 대해 편심 형성되되, 상기 회전중심에 대해 점대칭으로 형성될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부는 상기 회전축에 대해 편심 형성되되, 상기 회전중심에 대해 점대칭으로 형성될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 중공의 중심과 상기 제1 가이드부의 중심은 동일하며, 상기 제2 중공의 중심과 상기 제2 가이드부의 중심은 동일하다.
실시 예에 따라, 상기 제1 실린더의 내주면과 상기 제1 가이드부의 외주면 사이의 거리는 상기 제1 베인의 길이와 동일하며, 상기 제2 실린더의 내주면과 상기 제2 가이드부의 외주면 사이의 거리는 상기 제2 베인의 길이와 동일하다.
실시 예에 따라, 상기 제1 중공과 연결되어 냉매가 흡입 및 토출되기 위한 제1 흡입구 및 제1 토출구는 상기 제2 중공과 연결되어 냉매가 흡입 및 토출되기 위한 제2 흡입구 및 제2 토출구와 상기 회전중심에 대해 점대칭으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 냉매의 흡입행정과 압축행정이 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어지는 2개의 압축부를 포함함에 따라, 밸런스가 향상되고 흡입/압축행정에 따라 발생할 수 있는 편심력을 억제할 수 있다.
또한, 종래와 같이 원심력 및 배압에 의해 각각의 베인이 슬라이드를 반복하며 실린더의 내주면에 밀착되어 실링이 이루어지는 형태가 아닌, 각 압축부에서 복수의 베인이 실린더의 내주면과 가이드부에 의해 가이드되는 구조를 가짐으로써 원심력 및 배압이 없는 경우에도 확실한 실링성 확보가 가능하며, 베인 타격으로 인한 소음이 저감될 수 있다.
더욱이, 회전축의 선회 운동이 이루어지지 않고 밸런스가 향상되므로 고속회전에 적합하고, 압축기 구조가 단순화될 수 있으며, 패키지 소형화 및 비용절감이 가능하다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 베인 로터리 압축기를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 A-A선 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베인 로터리 압축기를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 리어 하우징 내에 배치되는 구성들을 분리하여 도시한 사시도,
도 5는 도 4에서 회전축, 분리부, 실린더, 로터 및 복수의 베인이 결합된 상태를 도시한 사시도,
도 6은 도 5의 정면도,
도 7은 도 5의 배면도,
도 8a 및 8b는 도 5에서 로터를 분리하여 도시한 사시도,
도 9는 도 5에서 분리부를 분리하여 도시한 측면도,
도 10a 및 10b는 도 9의 사시도,
도 11은 회전축의 외주면, 로터의 외주면, 제1 실린더 및 제2 실린더의 내주면, 제1 가이드부 및 제2 가이드부의 외주면을 선으로 간략하게 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 베인 로터리 압축기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도 3 내지 10을 참고하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 베인 로터리 압축기(1)를 설명하도록 한다.
도 3 내지 5를 참고하면, 베인 로터리 압축기(1)의 외관을 이루는 하우징(100)은 프론트 하우징(120)과 리어 하우징(140)을 포함하여, 프론트 하우징(120) 내부에는 회전축(200)을 구동하기 위한 구동부가 배치되고, 리어 하우징(140) 내부에는 회전축(200)의 회전에 의해 냉매를 압축하는 압축부가 배치될 수 있다. 회전축(200)은 하우징(100)의 중심에 회전 가능하도록 설치되어, 구동부의 구동력에 의해 회전한다. 이때, 구동부는 모터일 수 있으며, 하우징(100)은 모터를 제어하기 위한 인버터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 리어 하우징(140) 내부에는 2개의 압축부가 구비되어, 각 압축부에서 냉매의 흡입행정과 압축행정이 회전축(200)의 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 각각의 압축부는 중공을 갖는 원통 형상의 실린더(300), 실린더(300) 내부에 배치되어 회전축(200)과 함께 회전하는 로터(400) 및 로터(400)에 방사상으로 형성되는 복수의 슬롯(420) 내에 슬라이드 가능하게 배치되어 실린더(300)의 내주면과 분리부의 가이드부(640, 660)에 의해 가이드되는 복수의 베인(500)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 리어 하우징(140) 내부에는 제1 중공(320a)을 갖는 제1 실린더(300a)와 제2 중공(320b)을 갖는 제2 실린더(300b)가 나란히 배치된다. 제1 실린더(300a)와 제2 실린더(300b) 사이에는 분리부(600)가 구비되어, 각 압축부를 분리할 수 있다. 분리부(600)는 하우징(100)에 고정되어 회전하지 않는다.
제1 실린더(300a)의 전방에는 프론트 커버(122)가 결합되고, 제2 실린더(300b)의 후방에는 리어 커버(142)가 결합된다. 이로 인해, 제1 실린더(300a)의 내부에는 프론트 커버(122)와 분리부(600)에 의해 밀폐된 공간이 형성되고, 제2 실린더(300b)의 내부에는 분리부(600)와 리어 커버(142)에 의해 밀폐된 공간이 형성될 수 있다. 프론트 커버(122)와 리어 커버(142)에는 회전축(200)이 실린더(300a, 300b) 및 분리부(600)를 관통하여 회전 가능하게 설치된다.
제1 실린더(300a)의 제1 중공(320a) 및 제2 실린더(300b)의 제2 중공(320b)은 원형으로 형성되되 회전축(200)에 대해 편심 형성된다. 특히, 2개의 압축부에서 냉매의 흡입행정과 압축행정이 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어져야 하므로, 제1 중공(320a)과 제2 중공(320b)은 회전중심에 대해 점대칭으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서는, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 제1 실린더(300a)의 제1 중공(320a)은 상측으로 편심 형성되며, 제2 실린더(300b)의 제2 중공(320b)은 하측으로 편심 형성되고 있다.
회전축(200)에는 제1 실린더(300a)의 제1 중공(320a) 내부에 배치되는 원통 형상의 제1 로터(400a)와, 제2 실린더(300b)의 제2 중공(320b) 내부에 배치되는 원통 형상의 제2 로터(400b)가 설치되며, 제1 로터(400a)와 제2 로터(400b)는 회전축(200)과 함께 회전한다. 제1 로터(400a)는 상측으로 편심된 제1 중공(320a)과 하측에서 맞닿도록 배치되고, 제2 로터(400b)는 하측으로 편심된 제2 중공(320b)과 상측에서 맞닿도록 배치된다.
도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 제1 로터(400a)에는 외측둘레면으로부터 내측을 향해 연장되는 복수의 제1 슬롯(420a)이 방사상으로 형성되며, 각각의 제1 슬롯(420a)에는 제1 베인(500a)이 슬라이드 가능하게 배치된다. 마찬가지로, 제2 로터(400b)에는 외측둘레면으로부터 내측을 향해 연장되는 복수의 제2 슬롯(420b)이 방사상으로 형성되며, 각각의 제2 슬롯(420b)에는 제2 베인(500b)이 슬라이드 가능하게 배치된다. 슬롯 및 베인의 개수는 한정되는 것은 아니며, 본 실시 예에서는 3개의 슬롯 내에 3개의 베인이 각각 배치되는 것을 기준으로 설명하도록 한다.
회전축(200)에 의해 로터(400)가 회전하면 로터의 슬롯(420)에 배치된 복수의 베인(500)이 함께 회전하게 되며, 베인의 이동경로를 따라 로터(400)와 실린더(300)의 내주면 사이의 간격이 변화하므로 복수의 베인(500)이 슬롯(420) 내에서 슬라이드 이동하게 된다. 이때, 본 발명에서는 복수의 베인(500)이 실린더(300)의 내주면과 분리부의 가이드부(640, 660)에 의해 가이드된다.
이를 위해, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 분리부(600)는 제1 로터(400a)의 내측을 향해 돌출하며 복수의 제1 베인(500a)의 일측을 지지하는 제1 가이드부(640) 및 제2 로터(400b)의 내측을 향해 돌출하며 복수의 제2 베인(500b)의 일측을 지지하는 제2 가이드부(660)를 포함한다. 구체적으로, 분리부(600)는 제1 실린더(300a)와 제2 실린더(300b) 사이에 배치되는 플레이트 형상의 본체(620)를 포함하며, 제1 가이드부(640)와 제2 가이드부(660)는 각각 제1 로터(400a)의 내측과 제2 로터(400b)의 내측을 향해 연장되는 원형의 돌출부로 형성될 수 있다. 본체(620)는 실린더(300)의 형상에 대응되는 원형의 플레이트로 형성되고 있다.
또한, 제1 로터(400a)에는 제1 가이드부(640)가 수용되기 위한 제1 홈부(440a)가 구비되고, 제2 로터(400b)에는 제2 가이드부(660)가 수용되기 위한 제2 홈부(440b)가 구비될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 홈부(440a)와 제2 홈부(440b)는 각각, 제1 로터(400a) 및 제2 로터(400b)의 분리부를 향하는 단부면으로부터 반대측 단부면을 향해 축방향으로 음각지게 형성될 수 있다. 즉, 제1 홈부(440a)는 제1 로터(400a)의 후방면으로부터 전방을 향해 음각지게 형성되고, 제2 홈부(440b)는 제2 로터(400b)의 전방면으로부터 후방을 향해 음각지게 형성될 수 있다. 또한, 제1 홈부(440a)는 복수의 제1 슬롯(420a)과 중첩되도록 형성되고, 제2 홈부(440b)는 복수의 제2 슬롯(420b)과 중첩되도록 형성된다. 이로 인해, 제1 가이드부(640)와 제2 가이드부(660)가 각각 제1 홈부(440a)와 제2 홈부(440b) 내에 수용되었을 때, 제1 가이드부(640)는 복수의 제1 베인(500a)과 접촉하고, 제2 가이드부(660)는 복수의 제2 베인(500b)과 접촉할 수 있다.
제1 가이드부(640)와 제2 가이드부(660)는 회전축(200)에 대해 편심 형성되되, 회전중심에 대해 점대칭으로 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 제1 가이드부(640)는 제1 중공(320a)과 마찬가지로 상측으로 편심 형성되고, 제2 가이드부(660)는 제2 중공(320b)과 마찬가지로 하측으로 편심 형성됨에 따라, 제1 중공(320a)의 중심과 제1 가이드부(640)의 중심은 동일하며, 제2 중공(320b)의 중심과 제2 가이드부(660)의 중심은 동일하게 형성될 수 있다.
더욱이, 제1 실린더(300a)의 내주면과 제1 가이드부(640)의 외주면 사이의 거리는 제1 베인(500a)의 길이와 동일하며, 제2 실린더(300b)의 내주면과 제2 가이드부(660)의 외주면 사이의 거리는 제2 베인(500b)의 길이와 동일하게 형성될 수 있다. 본 실시 예에서, 제1 베인(500a)의 길이와 제2 베인(500b)의 길이는 동일하게 형성된다.
이에 따라, 회전축(200)과 함께 제1 로터(400a) 및 제2 로터(400b)가 회전하면, 복수의 제1 슬롯(420a)에 배치된 복수의 제1 베인(500a)이 함께 회전하면서 제1 가이드부(640)와 제1 실린더(300a)의 내주면에 의해 일측과 타측이 동시에 지지되고, 복수의 제2 슬롯(420b)에 배치된 복수의 제2 베인(500b)이 함께 회전하면서 제2 가이드부(660)와 제2 실린더(300b)의 내주면에 의해 일측과 타측이 동시에 지지되면서 슬라이드할 수 있는 것이다.
이와 같이, 각각의 제1 베인(500a)이 제1 가이드부(640)에 의해 제1 실린더(300a)의 내주면에 밀착됨으로써, 제1 로터(400a)의 외주면과 제1 실린더(300a)의 내주면 그리고 인접하는 제1 베인(500a) 사이에는 각각 압축실(C)이 구획 형성될 수 있으며, 원심력 및 배압이 없는 경우에도 확실한 실링성 확보가 가능하다. 마찬가지로, 각각의 제2 베인(500b)이 제2 가이드부(660)에 의해 제2 실린더(300b)의 내주면에 밀착됨으로써, 제2 로터(400b)의 외주면과 제2 실린더(300b)의 내주면 그리고 인접하는 제2 베인(500b) 사이에는 각각 압축실(C)이 구획 형성될 수 있으며, 원심력 및 배압이 없는 경우에도 확실한 실링성 확보가 가능하다. 또한, 베인 타격으로 인한 소음이 저감될 수 있다.
도 11에는 회전축(200)의 외주면(S1), 로터(400a, 400b)의 외주면(S2), 제1 실린더(300a)의 내주면(S3), 제2 실린더(300b)의 내주면(S4), 제1 가이드부(640)의 외주면(S4) 및 제2 가이드부(660)의 외주면(S5)이 선으로 간략하게 도시되고 있다. 여기서, 제1 중공(320a)과 제1 가이드부(640)는 상측으로 편심되고 중심이 동일한 것을 쉽게 확인할 수 있으며, 제2 중공(320b)과 제2 가이드부(660)는 하측으로 편심되고 중심이 동일한 것을 쉽게 확인할 수 있다. 이로 인해, 제1 실린더(300a)의 내주면과 제1 가이드부(640)의 외주면 사이에서 복수의 제1 베인(500a)이 가이드되고, 제2 실린더(300b)의 내주면과 제2 가이드부(660)의 외주면 사이에서 복수의 제2 베인(500b)이 가이드될 수 있다.
로터(400)의 회전에 따라 인접하는 베인(500) 사이에 각각 구획된 압축실(C)의 체적이 변화하게 된다. 압축실(C)의 체적이 확대되는 행정이 냉매의 흡입행정이 되고, 압축실(C)의 체적이 감소되는 행정이 냉매의 압축행정이 된다.
도 6에 점선으로 도시된 바와 같이, 제1 실린더(300a)의 정면을 기준으로 좌측 하부에는 냉매가 흡입되기 위해 제1 중공(320a)과 연통되는 제1 흡입구(340a)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 흡입구(340a)는 제1 실린더(300a)의 후면에 음각지게 형성되어 분리부(600)에 의해 폐쇄될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실린더(300b)의 후면을 기준으로 좌측 상부에는 냉매가 흡입되기 위해 제2 중공(320b)과 연통되는 제2 흡입구(340b)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 흡입구(340b)는 제2 실린더(300b)의 후면에 음각지게 형성되어 리어 커버(142)에 의해 폐쇄될 수 있다. 제1 및 제2 흡입구(340a, 340b)는 하우징(100)의 외부로부터 냉매를 받아들이기 위해, 하우징(100)에 형성되는 흡입포트와 하우징(100) 내부에 형성되는 흡입공간 등에 연통될 수 있음은 물론이다.
도 6에 점선으로 도시된 바와 같이, 제1 실린더(300a)의 정면을 기준으로 우측 하부에는 냉매가 토출되기 위해 제1 중공(320a)과 연통되는 제1 토출구(360a)가 관통 형성될 수 있다. 이때, 제1 실린더(300a)의 외주면에는 내측으로 함몰된 제1 토출실(370a)이 형성되고, 제1 토출실(370a)은 제1 토출구(360a)와 연통됨에 따라, 압축실에서 압축된 냉매가 제1 토출구(360a)를 통해 제1 토출실(370a)로 토출될 수 있다. 또한, 도 7에 점선으로 도시된 바와 같이, 제2 실린더(300b)의 후면을 기준으로 우측 상부에는 냉매가 토출되기 위해 제2 중공(320b)과 연통되는 제2 토출구(360b)가 관통 형성될 수 있다. 이때, 제2 실린더(300b)의 외주면에는 내측으로 함몰된 제2 토출실(370b)이 형성되고, 제2 토출실(370b)은 제2 토출구(360b)와 연통됨에 따라, 압축실에서 압축된 냉매가 제2 토출구(360b)를 통해 제2 토출실(370b)로 토출될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 리어 하우징(140)에는 리어 커버(142)에 의해 구획되며 압축된 냉매가 유입되는 고압실(P)이 형성되며, 제1 토출실(370a)과 제2 토출실(370b)이 고압실(P)과 각각 연통됨에 따라 제1 토출실(370a)과 제2 토출실(370b)로 토출된 냉매가 고압실(P)로 유입된 후 하우징(100)에 형성된 토출포트를 통해 외부로 배출될 수 있다. 제1 토출실(370a)과 제2 토출실(370b)이 고압실(P)과 각각 연통되기 위해, 분리부(600), 제2 실린더(300b), 리어 커버(142) 등에는 연통구가 관통 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 중공(320a)과 연결되어 냉매가 흡입 및 토출되기 위한 제1 흡입구(340a) 및 제1 토출구(360a)는, 제2 중공(320b)과 연결되어 냉매가 흡입 및 토출되기 위한 제2 흡입구(340b) 및 제2 토출구(360b)와 회전중심에 대해 점대칭으로 형성된다.
본 발명에 따르면, 냉매의 흡입행정과 압축행정이 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어지는 2개의 압축부를 포함함에 따라, 밸런스가 향상되고 흡입/압축행정에 따라 발생할 수 있는 편심력을 억제할 수 있다.
더욱이, 회전축의 선회 운동이 이루어지지 않고 밸런스가 향상되므로 고속회전에 적합하고, 압축기 구조가 단순화될 수 있으며, 패키지 소형화 및 비용절감이 가능하다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
1: 베인 로터리 압축기 100: 하우징
120: 프론트 하우징 122: 프론트 커버
140: 리어 하우징 142: 리어 커버
200: 회전축 300: 실린더
320: 중공 340: 흡입구
360: 토출구 370: 토출실
400: 로터 420: 슬롯
440: 홈부 500: 베인부
600: 분리부 620: 본체
640, 660: 가이드부
C: 압축실 P: 고압실

Claims (11)

  1. 하우징 내부에 구비되며, 각각 중공을 갖는 제1 실린더 및 제2 실린더;
    상기 하우징의 중심에 회전 가능하게 설치되는 회전축;
    상기 제1 실린더 및 상기 제2 실린더 사이에 구비되는 분리부;
    상기 제1 실린더의 제1 중공 내부에 배치되며, 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 로터;
    상기 제1 로터에 방사상으로 형성되는 복수의 제1 슬롯 내에 슬라이드 가능하게 배치되는 복수의 제1 베인;
    상기 제2 실린더의 제2 중공 내부에 배치되며, 상기 회전축과 함께 회전하는 제2 로터; 및
    상기 제2 로터에 방사상으로 형성되는 복수의 제2 슬롯 내에 슬라이드 가능하게 배치되는 복수의 제2 베인;을 포함하며,
    상기 분리부는 상기 복수의 제1 베인의 일측을 지지하는 제1 가이드부 및 상기 복수의 제2 베인의 일측을 지지하는 제2 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 베인은 각각 일측과 타측이 상기 제1 가이드부와 상기 제1 실린더의 내주면에 의해 동시에 지지되며, 상기 복수의 제2 베인은 각각 일측과 타측이 상기 제2 가이드부와 상기 제2 실린더의 내주면에 의해 동시에 지지되는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실린더 내부에서 냉매의 흡입행정 및 압축행정은 상기 제2 실린더 내부에서 냉매의 흡입행정 및 압축행정과 상기 회전축의 회전중심에 대해 점대칭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 로터에는 상기 제1 가이드부가 수용되기 위한 제1 홈부가 구비되고, 상기 제2 로터에는 상기 제2 가이드부가 수용되기 위한 제2 홈부가 구비되는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 홈부 및 상기 제2 홈부는 각각, 상기 제1 로터 및 상기 제2 로터의 상기 분리부를 향하는 단부면으로부터 반대측 단부면을 향해 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 분리부는 상기 제1 실린더와 상기 제2 실린더 사이에 배치되는 플레이트 형상의 본체를 포함하며, 상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부는 각각 상기 제1 로터의 내측과 상기 제2 로터의 내측을 향해 연장되는 원형의 돌출부로 형성되는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 중공과 상기 제2 중공은 상기 회전축에 대해 편심 형성되되, 상기 회전중심에 대해 점대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부는 상기 회전축에 대해 편심 형성되되, 상기 회전중심에 대해 점대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 중공의 중심과 상기 제1 가이드부의 중심은 동일하며, 상기 제2 중공의 중심과 상기 제2 가이드부의 중심은 동일한 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 실린더의 내주면과 상기 제1 가이드부의 외주면 사이의 거리는 상기 제1 베인의 길이와 동일하며, 상기 제2 실린더의 내주면과 상기 제2 가이드부의 외주면 사이의 거리는 상기 제2 베인의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 중공과 연결되어 냉매가 흡입 및 토출되기 위한 제1 흡입구 및 제1 토출구는 상기 제2 중공과 연결되어 냉매가 흡입 및 토출되기 위한 제2 흡입구 및 제2 토출구와 상기 회전중심에 대해 점대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 베인 로터리 압축기.
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