KR930008933B1 - 가로형 로터리식 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가로형 로터리식 압축기

제 1 도는 종래의 압축기의 세로 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 A-A 단면도.

제 3 도는 제 1 도의 B-B 단면도.

제 4 도는 제 1 도의 운전시의 상태를 관찰한 결과를 도시한 도면.

제 5 도는 제 4 도의 소음측정결과를 도시한 도면.

제 6 도는 종래의 배출 싸이렌서의 정면도.

제 7 도는 본 발명을 구비한 배출 싸이렌서의 정면도.

제 8 도는 본 발명을 구비한 배출 싸이렌서의 단면도.

제 9 도는 흡입압력과 어떤 특정 주파수의 소음 레벨의 관계를 도시한 도면.

제 10 도는 본 발명을 구비한 다른 실시예를 설명하는 베어링의 단면도.

제 11 도는 본 발명을 구비한 싸이렌서용 카바의 정면도.

제 12 도는 본 발명을 구비한 다른 실시예를 설명하는 압축부의 단면도.

제 13 도는 본 발명을 구비한 싸이렌서 카바의 정면도.

제 14 도는 제 12 도의 E-E 단면도.

본 발명은 로터리식 압축기에 관하여, 특히 압축기의 높은 효율화에 가장 적합한 로터리식 압축기에 관한 것이다.

종래의 압축기는 제 1 도의 세로단면도에 도시한 것과 같이, 케이스(1)의 내부에 전동요소(2)와 압축요소(3)이 수납되고, 압축요소(3)의 아래쪽에는 기름(20)이 저장되어 있다. 상기 기름(20)은 케이스(1)내에 봉입된 냉매와 혼합된다. 회전축(4)는 대략수평으로 마련되고, 상기 전동요소(2)의 회전력을 압축요소(3)에 전달하여 실린더(6)의 내벽을 편심회전하는 로울러(7)을 구동한다. 상기 로울러(7)의 구동에 의해 냉매의 압축은 제 2 도와 제 3 도에 도시한 바와같이 행하여 진다.

그리고, 제 2 도와 제 3 도는 각각 제 1 도의 A-A 단면도와 B-B 단면도이다.

도면에 있어서, 저압가스는 상기 회전축(4)방향으로 마련된 파이프(27)을 거쳐 실린더(6)내로 흡입된다. 흡입된 저압가스는 상기 로울러(7)의 회전에 의해 압축된다. 압축되어 고압가스로된 배출가스(21)은 제 1 도에 도시한 서브 베어링(9)의 배출포트(15)로부터 서브 베어링(9)의 내부에 형성된 배출 싸이렌서(silencer)(22)내로 배출된다. (16)은 배출밸브로서, 상기 실린더(6)내의 흡입배기작용으로 배출포트(15)를 개폐한다. (17)은 밸브를 누르는 것으로써 상기 배출밸브(16)의 개폐동작범위를 규제하는 것이다. (21)은 배출가스구멍(18a), (18b), (18c)를 거쳐서 케이스(1)내부로 방출된 후, 배출 파이프(19)로부터 냉동 사이클의 고압측으로 유도된다. 한편, 제 2 도에 있어서, 베인(8)은 뒷면부의 스프링(12)에 의해 로울러를 항상 눌러서 실린더내를 고압실(25)와 저압실(24)로 나누는 기능을 갖고, 회전축(4)의 회전에 따라서 왕복운동한다. 이 베인(8)의 뒷부분 공간부(8')는 베인(8)의 왕복운동에 의해서 용적이 대소로 가변하는 것을 이용해서 형성한 급유펌프가 구성되어 있다. 제 1 도에 도시된 메인 베어링(5)의 아래쪽에는 기름을 흡입하기 위한 테이퍼형상의 흡인 피이스(13)을 고정하고 있다. 서브 베어링(9)의 아래쪽에는 테이퍼상의 배출구멍(14)를 마련하고 있다. 이 배출구멍(14)는 베인(8)의 펌프작용에 의해서 기름(20a)를 급유 파이프(11)을 거쳐서, 축(4)의 내측까지 급유하고 있다. 급유된 기름(20a)는 축(4)에 마련된 기름구멍(4a)로부터 회전축(4)와 메인 베어링(5), 서브 베어링(9)와 로울러(7)의 사이를 윤활한다. 그러나, 고온, 고압으로된 로울러(7)의 내측에 충만된 고온의 기름(20a)는 로울러(7)과 실린더(6)의 축방향으로 존재하는 틈새로부터 제 2 도의 화살표로 표시한 것과 같이, 실린더 저압실(24)로 빠져서 제 1 도에 도시한 것과 같이 배출가스(21)과 함께 배출 싸이렌서(22)의 내부로 배출된다. 따라서 실린더 저압실(24)에서 상기 기름(20a)내의 고온냉매가 증발하게 되어 냉동 사이클중에 고온의 냉매가 침입하여 냉력저하로 되어버리는 결점이 있다.

또, 고온의 기름이 저압실쪽으로 침입한 분량만큼 압축 열량이 증대하여 소비전력량의 증대로 된다. 또한, 이 기름이 압축기의 소음에 대해서도 영향을 주는 경우가 있다. 예를들면, 종래의 압축기는 흡입압력이 저하하면 800Hz 대역의 소음레벨이 증대할 때가 있었다.

이러한 소음의 원인을 규명하기 위해서, 본 발명자는 제 1 도에 도시한 압축기의 평판상 카바(10)을 유리판으로 제작하고, 케이스(1)의 끝면의 일부도 유리판으로 제작해서 운전시의 배출 싸이렌서(22)내부의 상태를 관찰하였다.

이러한 관찰에 사용한 압축기의 배출 싸이렌서의 정면도를 제 4 도에 도시한다.

도면에 있어서, 종래의 압축기는 배출 싸이렌서(22)의 내부에 상당한 양의 기름(20a)가 고여 있는 것을 알게 되었다.

제 4 도에 도시한 압축기의 관찰상태에서의 소음의 측정 결과를 제 5 도에 도시한다. 도면에 있어서, 실선으로 표시한 바와같이 기름이 배출 싸이렌서내에 잔류하고 있으면 800Hz 대역에서의 소음 레벨이 크며, 또한 변동하고 있는 것이 확인되었다. 이 소음의 원인으로서 배출 싸이렌서(22)내에 마련된 배출밸브(16)이 기름(20a)에 침지되면 배출밸브(16)이 동작할때, 배출밸브가 기름을 때리는 충격음으로 되어서 발생하는 것이다.

더욱이 종래의 압축기에서는 배출 싸이렌서내의 공동공명에 의해서 잡음이 발생하는 것이 알려져 있다. 이러한 소음을 방지하는 것으로서, 예를들면 제 6 도에 도시한 바와같이 미국 특허 제 3130902호 명세서가 있다.

이 미국 특허 명세서를 배출 싸이렌서 내부에 다수개의 방사상 장벽을 마련해서 공동공명에 의해 발생하는 소음을 방지하는 구조로 하고 있다.

그러나, 상기 미국 특허 명세서에 있어서는 배출 싸이렌서내에 잔류하는 기름의 배출수단이 강구되어 있지 않으므로 인해서, 고온의 기름과 공존하는 고온, 고압냉매에 의한 냉력의 저하, 압축기의 압축효율의 저하, 소음의 발생의 방지에 대해서는 고려되어 있지 않았다.

본 발명의 목적은 배출 싸이렌서내의 기름의 잔류를 방지하고, 냉력저하, 압축기의 압축효율의 저하, 소음발생의 방지를 도모한 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해서 배출 싸이렌서에 마련된 방사상 장벽의 일부에 경사부를 마련해서, 기름을 배출 싸이렌서내에서 배출하는 것을 특징으로 한다.

다음에 본 발명의 1실시예의 구조를 제 7 도, 제 8 도, 제 9 도에 따라 설명한다.

먼저, 제 7 도에 배출 싸이렌서의 정면도를 가지고 설명한다.

도면에 있어서, 본 발명의 서브 베어링(31)은 외주 장벽(31a)와 베어링 보스(31b) 사이에 3개소의 장벽(32), (33), (34a)를 마련하고 있다. 이 장벽에 의해, 서브 베어링(31)에 다수개의 작은실이 형성된다. 상기 작은실은 배출밸브(16)을 수납한 제 1 실(36), 제 2 실(37), 제 3 실(38)로 되고, 이들 작은실에 의해 배출 싸이렌서(22)가 형성된다. 상기 제 1 실과 제 3 실사이의 장벽(34a)는 외주장벽(31a)와 베어링 보스(31b)와 같은 높이로 하고, 다음에 기술하는 카바(39)의 내벽면에 밀착한다. 이로 인해, 배출 가스(21)과 기름(20a)도 마찬가지로 제 1 실(36), 제 2 실(37), 제 3 실(38), 배출가스구멍(18a)의 순서로 인도된다. 즉, 장벽(34a)가 카바(39)의 내벽면에 밀착하고 있으므로, 기름이 흐르는 방향이 결정된다. 카바(39)는 제 7 도에 도시한 장벽(34a) 및 외주장벽(31a) 베어링 보스(31b)에 맞닿게 하는 형태로 고정볼트(23)에 의해서 메인 베어링(5)에 일체로 조여서 고정한 것이다. 또한, 카바(39)에는 상기 배출 싸이렌서(22)의 제 2 실(37)에 개방하는 위치를 기름배출구멍(39b)를 마련하여 배출 싸이렌서내의 기름을 배출하는 구조로 한 것이다. 이 기능을 제 8 도에 따라 설명하면, (35)는 배출밸브(16)의 주변을 테이퍼형상으로 한 테이퍼 부분이다. (32a)는 제 1 실(36)과 제 2 실(37)사이의 장벽(32)이고, 또한 제 1 실(36)측에 면해서 마련된 경사부이다. 이 경사부는 제 1 의 경사부(32a)와 제 2 의 경사부(32b)로 되어 있다. 상기 테이퍼부(35)와 경사부(32a)는 연속해서 형성되어 있다. 배출포트(15)로부터 배출된 기름(20a)는 배출가스(21)과 함께 상기 테이퍼부(35)와 경사부(32a)로 동시에 분출되기 쉽다. 분출된 기름(20a)는 카바(39)의 배출된 부분(39a)의 내벽을 전도하여 제 2 실(37)에 개방된 기름배출구멍(39b)로부터 배출 싸이렌서(22)밖으로 배출된다.

그리고, 상기 경사부(32a)를 마련하면, 기름의 배출량이 증대하는 것은 물론이지만 반드시 마련할 필요는 없고, 필요에 따라서 마련하면 된다.

따라서, 고온의 기름과 공존하는 고온, 고압의 냉매는 배출 싸이렌서(22)내에 존재하지 않으므로, 냉매 싸이클중으로는 배출되지 않고, 또 기름배출밸브의 응답동작이 빨라지므로 배출가스의 역류가 없어 냉각저하로는 되지 않는다. 또, 기름은 저압실측으로도 침입하지 않으므로, 입력은 증대하지 않아서 압축기의 압축효율 저하가 없는 곳은 높은 효율의 압축기를 제공할 수 있다. 또, 압축기가 고온으로 되어도 기름이 존재하지 않으므로 기름의 탄화가 방지된다.

또한, 본 발명에 의한 압축기의 소음 측정결과를 제 9 도에 도시한 것과 같이 800Hz 대역에서의 소음레벨은 증대하지 않는다.

그리고, 본 발명의 로터리식 압축기는 치수의 대소, 출력의 대소에 관계없이 마찬가지 효과가 있다.

또, 본 실시예에서는 배출 싸이렌서(22)를 서브 베어링축으로 마련하는 예에 대해서 설명하였지만, 배출밸브(16)을 메인 베어링에 장착하는 압축기에 있어서도 구성이 가능하며, 동일의 효과를 얻을 수가 있다.

다음에 다른 실시예의 구조를 제 20 도, 제 11 도에 따라 설명한다.

제 10 도는 배출 싸이렌서의 정면도이고, 제 11 도는 제 12 도의 배출 싸이렌서에 평판상 카바를 부착한 것이다.

도면에 있어서, 서브 베어링(40)은 외주리브(40a), 베어링 보스(40c)의 사이에 대략 원통상의 장벽(40b)를 마련하고 있다. 또한, 베어링 보스(40c)와 그 대략 원통상의 장벽(40b)를 연결하는 형상의 방사상의 장벽(40d), 대략 원통상의 장벽(40b)와 외주리브(40a)를 연결하는 형상의 방사상 장벽(40e)를 마련하고 있다. 배출 싸이렌서(22)는 배출밸브(16)을 수납하는 제 1 실(41), 제 2 실(42), 제 3 실(44)로 되고, 제 1 실과 제 2 실(42)의 사이는 상기 장벽(40b)에 홈(40g)을 마련해서 연통시키고, 제 2 실과 제 3 실의 사이는 긴홈(43)을 마련해서 연통시키고 있다. 제 1 실(41)의 배출밸브(16)보다도 낮은 위치에 기름배출 홈(40f)를 마련하고, 그 기름배출 홈(40f)는 긴홈(43)에 연통시킨 것이다.

이와같이 구성한 본 발명의 압축기의 동작을 다음에 설명한다. 전동요소(2)의 회전에 의해, 회전축(4)가 회전하고, 로울러(7)이 실린더(6)의 내벽을 편심회전한다. 로울러(7)의 회전에 의해서 흡입 파이프(도시하지 않음)로부터 흡입된 저압가스는 압축된 배출포트(15)로부터 배출 싸이렌서의 제 1 실(41)로 배출된다. 상술한 바와같이, 이때 기름(20a)도 마찬가지로 제 1 실(41)로 배출된다. 기름(20a)는 기름배출 홈(40f)로부터 상기 긴홈(43)으로 배출된다. 또, 배출가스(21)은 홈(40g)을 거쳐서 제 2 실(42)를 통과한 후, 긴홈(43)을 거쳐서 제 3 실(44)로 인도된다. 배출가스(21) 긴홈(43)을 통과할때 배출가스의 유속에 의해 기름(20a)를 분출하는 것으로 된다. 따라서, 제 1 실(41)의 기름은 연속적으로 배출이 가능하여 제 3 실(44)까지 분출하는 것이 가능하다. 또, 제 11 도에 도시한 바와같이, 카바(45)의 상기 배출 싸이렌서의 제 3 실(44)에 연통하는 위치에 기름배출의 작은 구멍(45a)를 마련하는 것으로 제 3 실(44)의 기름을 재빨리 배출 싸이렌서의 외부로 배출할 수가 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예를 제 12 도, 제 13 도, 제 14 도에 의해 설명한다. 제 12 도는 압축기의 세로단면도, 제 13 도는 제 12 도의 C에서 본 정면도, 제 14 도는 제 12 도의 E-E단면도이다.

도면에 있어서, 컵(cup)상의 배출 싸이렌서(46)의 외주끝면(46a)는 서브 베어링(31)의 끝면(31b)와 밀착시켜서, 고정볼트(23)으로 조여서 고정하고, 컵의 내측과 서브 베어링으로 둘러싸인 공간을 배출 싸이렌서로 한 것이다. 또, 서브 베어링(31)의 보스(31a)와 축방향으로 맞닿는 형상으로 쓰로틀링(46c)를 가하고, 배출가스(21)의 흐름을 제 14 도에 있어서 시계방향으로 하고 있다. 배출 싸이렌서의 공간을 링상이 아닌 상태로 하는 것으로서, 공동공명의 발생을 방지한다. 또한 배출포트(15)의 주위를 R형상으로 드로오잉 가공한 쓰로틀링(46a)와 임의의 위치에 가한 쓰로틀링(46b)에 의해 배출 싸이렌서를 제 1 실(36)과 제 2 실(37), 제 3 실(38)로 되는 다수개의 방을 구성한 것이다. 여기서, 쓰로틀링(46a)의 형상은 배출포트(15)와 배출밸브(16)을 둘러싼 형상의 R형상으로서 배출포트(15)로부터 제 1 실(36)으로 배출된 기름(20a)를 배출가스(21)에 의해 분출되기 쉬운 구조로 한 것이다. 제 13 도에 도시한 바와같이, 배출 싸이렌서(46)의 제 2 실에 개방하는 위치에 기름배출구멍(46d)를 마련하여 상기 R형상의 쓰로틀링(46a)에 의해 분출된 기름을 외부(케이스(1)의 내부)로 배출될 수 있도록 한 것이다.

Claims (4)

1. 전동요소(2)와 압축요소(3)을 연결하는 회전축(4)를 회전 지지하도록 마련된 베어링(5, 31), 상기 베어링의 끝면에 고정한 평판상 카바(39), 상기 평판상 카바측으로 대면하는 베어링에 마련된 다수개의 장벽(32, 33, 34a), 상기 장벽의 일부에 마련된 경사부(32a, 32b), 상기 평판상 카바에 마련된 작은 구멍(39b)으로 이루어지고, 상기 작은구멍은 베어링의 내측과 외측을 연통하는 것을 특징으로 하는 가로형 로터리식 압축기.
2. 특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 상기 장벽의 적어도 1개의 장벽은 평판상 카바(39)와 밀착하고, 다른 장벽에 상기 경사부를 마련한 것을 특징으로 하는 가로형 로터리식 압축기.
3. 전동요소(2)와 압축요소(3)을 연결하는 회전축(4)를 회전지지하도록 마련된 베어링, 상기 베어링의 끝면에 고정한 평판상 카바(45), 상기 평판상 카바측으로 대면하는 베어링에 다수개의 장벽(40b, 40d, 40e)으로 형성된 다수개의 작은실(41, 42, 44), 상기 작은실의 적어도 1개의 작은실에 마련된 배출밸브(16), 상기 장벽의 일부에 마련된 경사부, 상기 평판상 카바에 마련된 작은 구멍(45a)로 이루어지고, 상기 작은 구멍은 베어링의 내측과 외측을 연통하는 것을 특징으로 하는 가로형 로터리식 압축기.
4. 특허청구의 범위 제 3 항에 있어서, 상기 경사부는 배출밸브(16)측으로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 가로형 로터리식 압축기.

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