KR870001337Y1 - 전동 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전동 압축기

도면은 본 고안의 한 실시예를 도시하고.

제1도는 전동 압축기의 종단면도.

제2도는 피스톤체의 경시도.

제3(a)도 및 제3(b)도는 압축기부의 동작설명도.

제4(a)도 내지 제4(d)도는 제3도와 다른 방향에서 본 개략적으로 설명하는 압축기의 동작 설명도.

제5도는 흡입공의 위치설정 설명도.

제6도는 토출공의 위치설정 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 8a : 실린더실

8 : 실린더 9 : 피스톤받이

10 : (제1의)사면 12 : 피스톤 자(子)

13 : 스프링 14 : (제2)의사면

19 : 피스톤체 20 : 흡입공

21 : 토출공

본 고안은 흡입밸브 및 토출밸브가 없는 밀패형 전동압축기에 관한 것이다.

예를들면 종래의 레시프로식의 전동압축기에 있어서는 실린더실에 피스톤의 왕복운동으로 개폐되는 흡입밸브와 토출밸브가 설치되어 피압축가스의 실린더실에의 흡입과 토출을 제어하도록 구성된다.

그런데, 상기 각 밸브는 모두 밸브판으로 구성되기 때문에 피스톤의 동작에 정확히 추종하는 것을 불가능하고, 약간의 시간 지연이 나타난다. 이 지연은 피압축 가스의 과압축, 과팽창등을 가져오고, 체적효율을 저하시킨다. 또 각 밸브는 장기간 사용하면 금속피로가 나타나서 파손되는 염려가 있고, 고장 발생의 최대 요인이 된다.

로오타리식의 전동압축기의 한 종류인 스크롤식(scroll)의 것이나 스크류우식의 것 등의 압축기에서는 밸브가 필요없으나, 대신 내부 구조가 복잡하고 제조상에 난점이 있다.

그런데 예를들면 일본국 실개소 47-3307호 공보, 일본국 실개소 47-19806호 공보 및 일본국 특개소 49-97313호 공보등에는 레시프로식의 것에 있어서, 흡입밸브를 없앤 구조가 애시되고 있다. 일본국 실공소 53-3452호 공보에서는 흡입밸브 및 토출밸브를 없앤 구조가 예시된다. 또 일본국 실공소 50-41524호 공보에서는 로오타리식의 것에 있어서의 토출밸브를 없앤 구조가 예시되다.

이들의 공보에 의하면 적어도 한쪽의 밸브가 불필요해지나, 레시프로식 또는 로오타리식의 어느 하나의 기본 구조는 변동이 없다. 따라서 개조로 인한 압축조건에 영향이 나타난다. 특히 토출밸브로 변동되기 위한 홈이나 구멍은 톱클리어런스와 동일한 작용이 되어 압축효율이 저하한다.

또, 종래의 압축기 구조와 완전히 상이한 것으로서, 예를들면 일본국 특개소 53-143016호 공보와 같이, 케이싱 내에 회전 원판과 스프링으로 가압되는 비회전 원판을 수용하고 이들 사이에 피압축 가스를 흡인하여 압축하는 구조가 있다. 이 경우 신규의 압축방식이긴 하나, 각 원판의 접합면을 치형(齒形)으로 하여 완전 밀착시켜야 할 뿐 아니라, 가공이 대단히 번거롭고 접촉부분이 많으므로 일이 많아지고 서로가 마모되기 쉽다. 또 각 원판 사이에 파압축 가스를 유도하기 위한 흡입공 및 토출공은 각각의 원판을 관통하여 접합면의 오목부에 연통시킨 것을 여러개씩 설치하여 구성되나 각 구멍에 도통하는 피압축 가스량에 차이가 생겨서 효과적인 압축이 가능하다고 인정할 수 없다. 또, 압축량을 증가하기 위해서는 비회전 원판의 스토로오크를 길게 해야하나, 이것은 치형(齒形)의 깊이를 깊게 하므로써 비로소 가능하고, 따라서 가공성은 더욱 나빠진다.

본 발명은 상기 사정에 따라 연구된 것으로 그 목적은 흡입, 토출용의 밸브를 없애고, 압축효율 및 안정성의 향상화를 도모할 수 있는 전등압축기를 제공하는 것이다.

이하 본 고안의 한 실시예를 도면에 따라서 설명한다. 제1도에서(1)은 토출관(도시생략)이 구비된 케이싱이고, 이 내부는 프레임(2)에 의하여 상하로 구분된다. 프레임(2)의 하방부 위에 전동기부(3), 상방부 위에 압축기부(4)가 설치된다. 상기 전동기부(3)는 프레임(2)에 한몸으로 설치되는 축받이부(2a)에 의해 지지되는 샤프트(5)와 이 샤프트(5)에 부착되는 로우터(6) 및 로우터(6)의 외주면에 협소한 간극을 두고 설치되는 스테이터(7)로 구성된다. 상기 압축기부(4)는 프레임(2)의 상면에 설치되는 실린더(8)와, 이 실린더(8)의 내부의 실린더실(8a)에 수용되는 피스톤체(19)로 구성된다. 즉 상기 샤프트(5)의 상단부에 피스톤받이(9)가 한몸으로 형성되다. 이 피스톤받이(9)의 도면에서의 상단축의 단면은(제2도의 도시와 같이) 주연부를 제외하고 소정 각도 경사하는 제1의 사면(10)이 형성된다. 제1의 사면(20)의 주연부은 수평으로 옴폭하게 제외되는 요단부(凹段部)(11)를 이루고 있다. 또 실린더실(8a)에는 피스톤자(12)가 수용된다. 이 피스톤자(12)의 상부에 형성된 홈과 실린더실(8a) 단면과의 사이에는 스프링(13)이 설치되어 피스톤자(12)를 상기 피스톤받이(9)축으로 탄성적으로 가압한다. 피스톤자(12)의 단면은 주연부를 제외하고 상기 제1의 사면(10)과 같은 각도로 경사하는 제2의 사면(14)이 형성된다. 제2의 사면(14)의 주연부는 수평으로 돌출되는 돌단부(15)를 이루고 있다. 실린더(8)의 상단부에는 1쌍의 안내홈(16)(16)이 형성되고 피스톤자(12)의 샤프트(17)에 고정되는 키이(18)(18)를 안내할 수 있도록 구성되고, 피스톤자(12)는 상하 방향으로 접동이 자유롭다. 이와같이 피스톤받이(9)와 피스톤받이(9)와 피스톤자(12)로 피스톤체(19)가 구성된다. 또 실린더(8)의주벽부에는 흡입공(20)이 뚫려 있다. 이 흡입공(20)은 실린더(8)의 주벽 및 프레임(2)에 설치되는 흡입로(20a)를 통하여 도시를 생략한 흡입관에 연통한다. 또 흡입공(20)과 샤프트(5)의 반회전 방향으로 대략 90°각도를 둔 위치에는 토출공(21)이 뚫려 있고, 케이싱(1)내와 연통된다(도면에서는 흡입공(20)의 정반대 위치에 기입한다.)

이와같은 구성에서 전동기부(3)를 통전시킴으로써 피스톤받이(9)가 회전한다. 이 피스톤받이(9)에 탄성적으로 접촉하는 피스톤자(12)는 피스톤받이(9)의 회전에 따라 적어도 일부가 접촉된채로 왕복동한다. 피스톤받이(9)의 위치에 따라서는 1회전마다 제1의 사면(10)이 제2의 사면(14)에 밀착한다.

또, 설명하면 제3(a)도 같이 제2의 사면(14)에 대하여 제1의 사면(10)이 정반대 방향으로 경사했을때 이들의 사이의 내용적은 최대가 된다. 이것보다 먼저, 즉 피스톤받이(9)의 회전을 대략 90°되돌린 곳에서 흡입공(20)은 개방되고 피압측 가스가 흡입된다. (A)의 상태에서 피스톤받이(9)가 회전하면, 피스톤방이(9)의 요단부(11)에 피스톤자(12)의 돌단부(15)가 서로 접촉된채로 강하한다. 상기 흡입공(23)은 피스톤받이(9) 주벽에 의해서 닫혀지고, 또 피스톤받이(9)와 피스톤자(12) 사이의 내용적이 차차 작아지는 데에 따라 상기 파압축 가스가 압축된다. 제3(b)도의 도시와 같이 피스톤받이(9)가 대략 180°회전하여 토출공(21)에 대향하면 제1, 제2의 사면(10),(14)이 서로 밀착되어 이들 사이의 내용적은 대략 제로가 되고, 피압축 가스는 충분히 압축되어서 토출공(21)에서 토출된다.

피스톤받이(9)는 더욱 회전하여 피스톤자(12)가 상승하면 실린더실(8a)의 내용적이 증대하여 실린더실(8a)에 잔류하는 피압축 가스는 팽창한다. (B)의 위치에서 90°회전한 곳에서 재차 피압축 가스가 흡입되고, 상기의 사이클을 반복한다. 제4도는 상기 토출공(21)축에서 본 실린더실(8a)내의 피스톤받이(9)와 피스톤자(12)와의 동작을 90°마다 순서적으로 도시하는 것이다. 즉, (A)의 상태로는 계속 흡입공(20)이 닫히고 실린더실(8a)에 흡입된 피압축 가스는 압축된다. (B)의 상태로는 피스톤자(12)가 강하하여 피압축 가스에 대한 압축이 계속된다. (C)의 상태로는 피스톤자(12)가 가장 하강한 위치에 있고, 또 토출공(도시생략)이 개구하여 압축된 피압축 가스가 토출된다. (D)의 상태에서는 흡입공(20)이 개방되고, 피압축 가스가 실린더실(8a)에 흡입되고, (A)의 상태로 돌아간다.

제5도는 흡입공(20)의 위치설정 이유를 도시한다. 흡입공(20)의 위치는 피스톤받이(9)의 제1의 사면(10)의 중심보다 하방에 있고, 이 주벽에 의하여 개폐된다. 도면에서 (a) 곡선은 흡입공(20)에 접점하는 피스톤받이(9)의 단연의 높이를 나타내고, 흡입공(20)의 상단을 중심으로 하여 나타낸다. 즉, 0°일때 피스톤받이(9)의 단연(端緣)의 높이를 0로 하면, 여기에서 90°회전했을때 최고 위의 부분의 접접되고, 이하 도면과 같은 곡선을 그린다. (b) 곡선은 피스톤자(12)의 최하 부위의 동작을 나타내고, 피스톤받이(9)가 180°회전했을때 가장 강하한다. (a) 곡선과 (b) 곡선과의 사이의 경사부분은 피스톤 가스가 존제하는 부분을 나타낸다. 따라서 제4(a)도 내지 제4(d)도와는 90°마다 대응한다. 180°의 곳에서 피압축 가스는 토출되고, 이곳에서90°회전한곳, 즉 270°를 중심으로 앞뒤 각 90°의 범위에서 흡입공(20)이 개방된다. 도면에서 검은띠 부분이고, 이 사이에서 피압축 가스는 팽창하고, 0°에서 180°의 사이에서 피압축 가스는 압축된다. 실제로는 상기와 같이 흡입공(20)이 토출공(21)의 위치에서 피스톤받이(9)의 회전방향으로 대략 90° 변위한 위치에 설치된다.

제6도는 토출공(21)의 위치 설정이유를 도시한는 것이다. (a) 곡선은 토출공(21)에 접점하는 피스톤받이(9)의 단연높이를 나타내고, X-X선은 토출공(21)의 상단위치를 나타낸다. (b) 곡선은 피스톤자(12)의 최하부위의 동작을 나타내고, 이것이 가장 강하하는 위치에 피스톤받이(9)의 가장 낮은 단명이 대응된다. 즉, 180°전후에서 토출공(21)은 검은띠 부분으로 도시하는 바와 같이 개방하고, 피압축 가스가 토출된다. 이보다 이전에 피압축 가스는 압축되고, 이후에 팽창이 이루어진다.

또한 상기 케이싱(1)은 밀폐된 상태이기 때문에 실린더실(8a)로부터 토출공(21)을 지나서 토출된 고압의 가스 냉매는 일단 킨이싱(1)의 내부에 저장되고, 그후 케이싱(1)에 설치된 토출관(도시생략)을 통해서 외부의 냉동사이클에 유도된다. 따라서 케이싱(1) 내부 및 상기 케이싱(1) 내부와 연통된 스프링(13)의 수용실은 고압상태가 됨으로 상기 스프링(13)은 대단히 약한 스프링을 사용할 수 있다. 따라서 압축기의 기동(起動)이 극히 용이해진다.

이상의 설명과 같이 본 고안에 의하면 흡입공 및 토출공을 개폐하는 피스톤체를 실린더실에 수용하고, 피압축 가스를 실린더실에 도입하여 압축하고 토출하는 것에 있어서 상기 피스톤체는 일단면을 사면으로 하고 회전구동되는 피스톤받이와 이 피스톤받이의 사면에 접촉하도록 탄성적으로 가압되는 사면을 가지고, 왕복 운동하는 피스톤자로 구성한 것이다. 따라서, 흡입밸브 및 토출밸브가 필요없고, 피스톤체는 원활한 동작으로써 피압축 가스의 압축효과를 높이고, 간단한 구조로 조립, 보수가 용이한 값싼 전동압축기를 제공할 수 있다.

아울러 본 원은 피스톤받이의 사면 및 피스톤자의 사면에서 각각의 주연에 단부를 형성해서 서로 면접촉시키므로써 피스톤받이와 피스톤자와의 원활한 접촉을 얻을 수 있는 동시에 사면 상호의 주연부의 마모를 적게하여 충분한 내구성을 얻을 수 있고, 또한 스프링을 피스톤자 상부의 홈속에 수용함으로 인해 실린더의 축방향 치수를 작게하여 압축기의 소형화를 도모하고 압축기 운전시의 발생열을 양호하게 방열할 수 있게 한다.

Claims (1)

1. 실리더실을 가지는 동시에 이 실린더실에 연통되는 흡입공 및 토춤공을 설치한 실린더와 상기 실린더실내에 수용되고, 상기 흡입공 및 토출공을 개폐하여 피압축가스를 실린더실에 도입, 압축, 토출하는 피스톤체를 구비하고, 상기 피스톤은 일단면을 사면으로 하여 회전 구동되는 피스톤받이와 일단면에 형성된 사면이 이 피스톤받이의 회전에 따라 왕복운동하는 피스톤자로 구성되는 전동압축기에 있어서, 내부가 고압의 토출 가스냉매를 저장 유지할 수 있도록 밀봉된 케이싱(1)과, 일단이 상기 피스톤자(12)의 상부홈속에 접촉하여 피스톤자(12)를 탄성적으로 지지하면서 상기 고압토출 가스냉매중에서 작동하는 스프링(13)을 구비하고, 상기 피스톤받이(9)의 사면 및 피스톤자(12)의 사면은 각 각의 주연에 요단부(11) 및 돌단부(15)가 설치되어 상호 면접촉되는 것을 특징으로 하는 전동압축기.