KR940003309B1

KR940003309B1 - 유체 압축기

Info

Publication number: KR940003309B1
Application number: KR1019900009742A
Authority: KR
Inventors: 다까요시 후지와라; 모리아끼 시모다
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 아오이 죠이찌
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1994-04-20
Also published as: JPH0333487A; JP2798981B2; KR910001255A

Abstract

내용 없음.

Description

유체 압축기

제1도 내지 제6도는 본 발명의 한 실시예에 관계되는 유체 압축기를 도시한 것으로써, 제1도는 압축기 전체를 도시한 종단면도.

제2도는 압축기 회전체를 도시한 측면도.

제3도는 제3도에 도시된 회전체를 180도 회전시킨 상태의 측면도.

제4도는 제1도의 선에 따른 단면도.

제5도는 제4도에서 실린더 및 회전축을 90° 회전시킨 상태를 도시한 단면도.

제6도는 상기 압축기의 부하 토크 및 토출 압력의 변동 특성을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이스 12 : 전동기부

14 : 압축부 16 : 고정자

18 : 회전자 20 : 실린더

22a,22b : 베어링 24 : 로드

26a,26b : 추축부(樞軸部) 28 : 흡기통로

30a,30b : 홈 32a,32b : 시점

34 : 흡기구멍 36 : 흡기튜브

38a,38b : 흡입포트 45 : 토출구멍

50 : Oldham′s 기구

본 발명은 예를들면 냉동사이클의 냉매가스를 압축하는 유체압축기에 관한 것이다.

예를들면 본 출원인에 의한 USP 4,871,304(filed 7. 11. 1988)에 공개되어 있는 유체 압축기가 알려져 있다.

이러한 종류의 압축기는 밀폐 케이스 안에 설치된 모터에 의해 구동되는 압축기부를 구비하고 이 압축기부는 모터의 회전자와 일체적으로 회전하는 실린더를 가지고 있다.

실린더안에는 실린더의 축에 대하여 편심된 중심축을 갖는 피스톤이 회전이 자유롭게 배치되어 있다.

피스톤의 바깥둘레면에는 피스톤의 축방향 일단에서 타단까지 연속해서 뻗어 있는 나선홈이 형성되고 이 나선형의 피치는 피스톤의 일단에서 타단을 향해서 서서히 작아지고 있다.

그리고 나선홈에는 적절한 탄성을 가진 브레이드가 끼워져 있다. 실린더와 피스톤과의 사이의 공간은 상기 브레이드에 의해 복수의 작동실로 구분되며, 이러한 작동실의 용적은 실린더의 흡입축에서 토출측을 향해서 서서히 용적이 감소하고 있다.

그리고 상기 모터에 의해 실린더와 피스톤을 서로 동시에 회전시킴으로써 실린더의 흡입측으로부터 작동실내에 냉동사이클중의 냉매가스가 흡입된다.

흡입된 가스는 압축되면서 순차적으로 토출측의 작동실로 보내어지며 실린더의 토출측단에 밀폐 케이스내로 토출된다.

그러나 상기 구성의 압축기에 있어서 실린더의 흡입측의 작동실내의 냉매가스의 압력과 비교해서 실린더의 토출측의 동작실내의 냉매가스의 압력이 높았다.

그렇기 때문에 피스톤에서는 실린더의 토출측에서 흡입측을 향해 스러스트(thrust) 힘이 작용하며 피스톤과 축받이와의 사이의 마찰력이 증대한다.

따라서 실린더 및 피스톤을 회전시키기 위하여 큰 구동력을 필요로 한다.

따라서 본 출원인은 일본 특원소 소화 63-170693호에 있어서 상기 압축기의 문제를 해결한 압축기를 제안하고 있다.

본 압축기에 의하면 피스톤은 그 중간부분에서 피스톤의 양단을 향해서 난 두개의 나선형 홈을 가지고 있으며 각 나선형홈에 브레이드가 끼워 맞추어져 있다.

그리고 이 압축기는 실린더의 축방향 중간부에서 실린더내에 냉매가스를 흡입하며 이 냉매가스를 두 방향 즉 실린더의 양단부로 각각 이송하면서 압축하고 실린더의 양단에서 토출한다.

상기 구성의 압축기는 이하의 이점을 가지고 있다.

즉 냉매가스는 상반하는 두 방향으로 이송 및 압축되는 것으로부터 피스톤에 그 양단에서 중간부를 향해서 작용하는 스러스트 힘은 서로 균형을 이루며 서로 소멸된다.

또 이 압축기는 연속한 한개의 나선형 홈이 있는 피스톤을 구비한 타입의 압축기와 비교해서 같은 압축능력을 가진 경우에는 각 브레이드에 작용하는 변형 응력은 작다.

일반적으로 압축기의 부하토크는 피스톤의 회전에 따라서 사인곡선을 그리며 변동하는 동시에 토출 압력도 상기와 대략 동일한 사인 곡선을 그리며 맥동한다.

그리고 상기 압축가스를 두 방향으로 이송 및 반송하는 타입의 압축기에 있어서 부하토크 및 토툴 압력의 변동폭은 냉매가스를 한 방향으로만 이송 및 압축하는 압축기의 상기 변동폭의 약 2배가 된다.

이와같이 부하 토크 및 토출 압력의 변동폭이 큰 경우 진동 및 소음이 증대하는 등의 문제가 발생한다.

따라서 냉매가스를 두방향으로 반송 및 압축하는 타입의 압축기의 잇점을 살리면서 압축기의 성능을 향상시키기 위하여 부하토크 및 토출 압력의 변동폭을 작게 하는 것이 요구된다.

본 발명은 이상의 점을 감안해서 이루어진 것으로써 그 목적은 회전체로서의 피스톤에 작용하는 스러스트 힘을 가소시킬 수 있는 동시에 부하 토크 및 토출 압력의 변동폭이 작은 콤팩트한 유체압축기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 압축기는 제1 및 제2의 토출측단을 갖는 실린더와 일부가 실린더의 내부 둘레면에 접촉한 상태에서 회전 가능하도록 실린더내에 실린더의 축방향을 따라서 편심시켜 설치한 원주 형상의 회전체, 이 회전체는 그 바깥둘레면에 형성된 제1 및 제2의 나선형홈을 갖고 있으며 제1의 나선형 홈은 회전체의 축방향 중간부분에 위치한 시점을 가지고 있으며 이 시점으로부터 실린더의 상기 제1의 토출단을 향해서 연장되어 있는 동시에 그 피치가 상기 시점에서 상기 제1의 토출단측을 향해서 서서히 작아지도록 형성되며 제2의 나선형홈은 회전체의 축방향 중간부분에 위치한 시점을 가지고 있으며 이 시점에서 실린더의 상기 제2의 토출단을 향해서 연장되어 있는 동시에 그 피치가 상기 시점에서 상기 제2의 토출단측을 향해서 서서히 작아지도록 형성되며 상기 제1 및 제2의 나선형홈은 서로 다른 방향으로 감겨있는 동시에 제1 및 제2의 나선형홈의 시점은 회전체의 원주방향을 따라서 소정각도로 어긋나 위치해 있다.

상기 제1 및 제2의 홈내에 상기 회전체의 직경방향을 따라서 자유롭게 미끄러져 움직이도록 각각 끼워 맞추어져 있는 동시에 상기 실린더의 안쪽 둘레면에 밀착된 바깥둘레면을 가지며 상기 실린더의 안쪽 둘레면과 회전체의 바깥둘레면과의 사이의 공간을 복수의 작동실로 나눈 제1 및 제2의 나선형태의 브레이드와 상기 실린더 안쪽둘레면과 회전체와의 사이의 공간의 내부, 상기 제1 및 제2의 나선형홈의 시점근방의 영역에 작동유체를 안내하는 장치와 상기 실린더 및 회전체를 동시에 회전시켜서 상기 가이드 장치를 통해서 상기 실린더의 제1 및 제2의 토출단측으로 순차적으로 이송시키는 구동장치를 구비하고 있다.

상기와 같이 구성된 압축기에 의하면 실린더내에 도입된 작동유체를 상반하는 두 방향으로 반송 및 압축된후 제1 및 제2의 토출단으로부터 외부로 토출된다.

그렇기 때문에 회전체에 그 양단에서 중간부를 향해서 작용하는 스러스트힘은 서로 균형을 이루며 서로 소멸된다.

또 제1도 및 제2도의 나선형홈의 시점은 회전체의 원주방향을 따라서 서로 어긋나 위치해 있다.

그렇기 때문에 실린더의 제1의 토출단에서 토출하는 압축 유체로 인한 부하토크의 변동주기 및 토출압력의 변동주기는 실린더의 제2의 토출단에서 토출되는 압축유체로 인한 부하 토크 및 토출압력의 변동주기와 상기 시점의 어긋난 분량만큼 위상이 어긋나게 된다.

따라서 제1의 토출단으로부터 토출된 압축유체와 제2의 토출단으로부터 토출된 압축유체가 서로 작용함으로써 압축기 전체의 부하토크 및 토출압의 변동폭은 대폭적으로 감소된다.

이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명을 냉동사이클의 냉매를 압축하기 위한 밀폐형 압축기에 적용한 실시예를 도시하고 있다.

압축기는 밀폐 케이스(10)와 이 케이스내에 배치된 전동기부(12) 및 압축부(14)를 구비하고 있다.

전동기부(12)는 케이스(10)의 내면에 고정된 대략 환상의 고정자(16)와 고정자의 내면에 설치된 환상의 회전자(18)를 가지고 있다.

압축부(14)는 실린더(20)을 가지고 있으며 이 실린더의 바깥둘레면에 회전자(18)가 동축적으로 고정되어 있다.

실린더(20)의 양단은 케이스(10)의 내면에 각각 고정된 베어링(22a)(22b)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있는 동시에 공기실에 폐쇄되어 있다.

특히 실린더(20)의 무단부 즉 제1의 토출 축단부는 베어링(22a)의 주변부에 회전이 자유롭게 끼워맞추워지며 실린더의 좌단부 즉 제2의 토출측단부는 베어링(22b)의 주변부에 회전이 자유롭게 끼워맞추워져 있다.

따라서 실린더(20) 및 이것에 고정된 회전자(18)는 베어링(22a)(22b)의 의해 고정자(16)와 동축적으로 지지되어 있다.

실린더(20)내에는 실린더의 내경보다도 작은 직경을 갖는 원주형상의 회전 로드(24)가 실린더의 축방향을 따라서 설치되어 있으며 또한 베어링(22a)(22b) 사이의 대략 전장에 걸쳐서 설치되어 있다.

로드(24)는 그 중심축(A)이 실린더(20)의 중심축(B)에 대하여 거리(e)만큼 편심되어 위치해 있는 동시에 그 바깥둘레면의 일부는 실린더의 안쪽 둘레면에 접촉되어 있다.

그리고 회전로드(24)의 양단부에 형성된 작은지름의 추축부(26a)(26b)는 베어링(22a)(22b)에 의해 각각 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

실린더(20) 및 회전로드(24)는 후술하는 회전력 전달장치로써의 Oldham′s 기구(50)에 의해 연결되어 있다.

따라서 전동기부(12)에 통전해서 실린더(20)가 회전자(18)와 일체적으로 회전되면 실린더의 회전력은 Oldham′s 기구(50)를 통해서 회전로드(24)에 전달된다.

그 결과 로드(24)는 그 일부가 실린더(20)의 안쪽둘레면에 접촉한 상태로 실린더내에서 회전된다.

제2도 및 제3도에 나타낸 것처럼 회전로드(24)의 바깥둘레면에는 로드의 축방향 중심에서 로드의 좌단까지 연장된 나선형태의 제1의 홈(30a)과 로드의 축방향중심에서 로드의 좌단까지 연장된 나선형태의 제2의 홈(30b)이 형성되어 있다.

그리고 제1의 홈(30a)은 그 피치가 로드(24)의 중간부분에서 좌단을 향해서 즉 실린더의 중간부분에서 제1의 토출좌단을 향해서 소정의 변화율로써 서서히 작아지도록 형성되어 있다.

제2의 홈(30b)은 그 피치가 로드(24)의 중간부분에서 좌단을 향해서 즉 실린더의 중간부분에서 제2의 토출단측을 향해서 상기 소정의 변화율로써 서서히 작아지도록 형성되어 있다.

제1 및 제2의 홈(30a)(30b)은 동일한 회전수를 가지고 있는 동시에 그 감기는 방향은 서로 반대방향으로 되어 있다.

또한 제3도는 회전로드(24)를 제2도에 나타낸 상태에서 중심축의 주위로 180°회전 시킨 상태를 나타내고 있다.

제1도 및 제2도의 홈(30a)(30b)은 로드(24)의 중간부분에 위치한 시점(32a)(32b)을 각각 가지고 있으며 이러한 시점은 로드의 원주방향을 따라서 180°어긋나 위치해 있다.

또 시점(32a)(32b)은 로드(24)의 축방향으로 어긋나 위치해 있으며 특히 한쪽의 홈의 시점은 다른쪽의 홈과 교차하지 않을 정도로 타방의 홈에 근접해서 위치하고 있다.

각홈(30a)(30b)의 폭 및 깊이는 홈의 전장에 걸쳐서 대략 일정한 동시에 홈의 깊이 방향은 로드(24)의 직경방향과 대략 일치하고 있다.

회전로드(24)안에는 추축부(26a) 우단에서 로드의 중간부분까지 연장된 흡기통로(28)가 형성되어 있다.

흡기통로(28)의 우단은 베어링(22a)에 형성된 흡기구멍(34)을 통해서 냉동사이클의 흡입튜브(36)에 연결되어 통한다.

또 흡기통로(28)의 좌단부는 회전로드(24)의 중간부분 바깥둘레면에 열린 제1 및 제2의 흡입포트(38a)(38b)에 연결되어 통해 있다.

제1의 흡입포트(38a)는 제1의 홈(30a)의 시점(32a)과 홈의 제1권의 종단과의 사이에 형성되어 있다.

동일하게 제2의 흡입포트(38b)는 제2의 홈(30b)의 시점(32b)과 홈의 제1권의 종단과의 사이에 형성되어 있다.

또한 흡입포트(38a)(38b)는 로드(24)의 바깥둘레면에 있어서 사선으로 나타낸 영역 즉 제1의 홈(30)의 제1턴(turn)과 제2의 홈(30b)의 제1턴으로 둘러싸여진 영역으로 형성되어 있으면 좋고 또한 어느쪽인가 한쪽의 흡입구멍이 생략되어 있어도 좋다.

이 홈(30a)(30b)에는 제1도에 나타낸 나선형태의 제1 및 제2의 브레이드(40a)(40b)가 각각 끼워맞추워져 있다.

각 브레이드는 적절한 강성을 가진 재료로써 형성되어 있으며 그 탄성을 사용해서 대응하는 홈에 나사맞춤함으로써 홈내에 장착된다.

브레이드의 두께는 홈의 폭과 대략 일치해 있다.

그리고 이러한 브레이드(40a)(40b)는 홈(30a)(30b)에 대하여 회전로드(24)의 직경방향을 따라서 진퇴가 자유롭게 되어 있다.

또 각 브레이드의 바깥둘레면은 실린더(20)의 안쪽 둘레면에 밀착되어 있다.

그리고 제1도에 나타낸 것처럼 실린더(20)의 안쪽 둘레면과 로드(24)의 바깥둘레면과의 공간내, 실린더의 중간부분과 제1의 토출단과의 사이의 공간은 제1의 브레이드(40a)에 의해 복수의 작동실(42)로 구분되어져 있다.

각 작동실(42)은 브레이드(40a)에 인접한 두개의 감기 사이에 규정되어 있으며 브레이드를 따라서 로드(24)의 실린더(20)의 안쪽둘레면의 접촉부에서 다음 접촉부까지 연장된 대략 초승달 형태를 이루고 있다.

그리고 작동실(42)의 용적은 실린더(20)의 중간 부분에서 제1의 토출단측을 향해 서서히 작아지고 있다.

동일하게 실린더(20)의 안쪽둘레면과 로드(24)의 바깥둘레면과의 공간내, 실린더의 중간부분과 제2의 토출단과의 사이의 공간은 제2의 브레이드(40b)에 의해 복수의 작동실(44)로 구분되어져 있다.

각 작동실(44)은 브레이드(40b)의 인접한 두개의 감기사이에 규정되어 있으며 브레이드를 따라서 로드(24)와 실린더(20)의 한쪽둘레면과의 접촉부에서 다음의 접촉부까지 연장된 대략 초승달형태를 이루고 있다.

그리고 작동실(44)의 용적은 실린더(20)의 중간부분에서 제2의 토출단측을 향해 서서히 작아지고 있다.

제1도에 나타낸 것처럼 베어링(22a)(22b)에는 토출구멍(45a)(45b)이 각각 형성되어 있다.

토출구멍(45a)의 일단은 실린더(20)의 제1의 토출측단내에 개구하고 타단은 케이스(10)내부에 개구해 있다.

토출구멍(45b)의 일단은 실린더(20)의 제2의 토출측단내에 개구하고 타단은 케이스(10)내부에 개구해 있다.

또한 이러한 토출구멍(45a)(45b)은 실린더(20)에 형성되어 있어도 좋다.

제1도에 있어서 참조부호 “46”은 케이스(10)내부에 연결되어 통한 토출튜브를 나타내고 있다.

제1도, 제4도 및 제5도에 나타낸 것처럼 Oldham′s 기구(50)는 제1의 핀 부재로써 Oldham′s 핀(52)과 제2의 핀부재로써의 Oldham′s 슬라이드(54)를 구비하고 있다. Oldham′s 핀(52)은 전장에 걸쳐서 동일한 직경을 가진 원주형상으로 형성되어 있다.

이 핀(52)은 실린더(20)내에 실린더의 직경방향으로 설치되어 있으며 그 양단은 실린더에 고정되어 있다.

따라서 핀(52)은 이 핀을 수직으로 통과하는 실린더(20)의 중심축(B)의 주위에 실린더와 일체적으로 회전가능하도록 되어 있다.

또 핀(52)은 회전로드(24)에 그 직경방향으로 관통되어 형성된 투과구멍(56)에 느슨하게 끼워져 있다. 투과구멍(56)의 직경은 Oldham′s 핀(52)의 직경보다 2e(e)는 실린더(20)의 중심축(B)에 대한 구동로드(24)의 중심축(A)의 편심거리) 이상 크게 형성되어 있다.

Oldham′s 슬라이드(54)는 전장에 걸쳐서 일정한 지름을 가진 원주형상으로 형성되며 그 직경은 Oldham′s 핀(52)의 직경보다도 크게 설정되어 있다.

슬라이더(54)는 회전로드(24)에 그 직경방향으로 관통되어 형성되 슬라이드 구멍(58)내에 자유롭게 미끄러져 움직이도록 삽입되어 있다. 슬라이더 구멍(58)은 투과구멍(56)과 직교해서 연장되어 있다.

또 슬라이드(54)는 축방향 중간 부분에는 슬라이드의 축과 직교하는 투과구멍(60)이 형성되어 있다.

그리고 Oldham′s 핀(52)은 이 투과구멍(60)에 자유롭게 미끄러져 움직이도록 끼워지며 Oldham′s 슬라이드(54)와 직교해서 연장되어 있다.

따라서 Oldham′s 슬라이드(54)는 슬라이드 구멍(58)안을 슬라이드(54)의 축방향으로 자유롭게 미끄러져 움직이는 동시에 Oldham′s 핀(52)에 대하여 Oldham′s 핀의 축방향으로 변위 가능하도록 되어 있다. 이어서 이상과 같이 구성된 압축기의 동작에 대하여 설명한다.

먼저 전동기부(12)에 통전되면 회전자(18)가 회전하고 이것과 일체로 실린더(20)도 회전한다.

실린더(20)의 회전은 Oldham′s 기구(50)를 통해서 회전로드(24)에 전달되며 그것에 의해 로드(24)는 실린더와 동시에 회전된다.

상세하게 설명하면 Oldham′s 핀(52)은 실린더(20)와 일체로 회전하여 Oldham′s 슬라이드(54)도 핀(52)과 수직관계를 유지한 상태로 핀(52)과 일체로 회전된다.

이때 제4도 및 제5도에 나타낸 것처럼 Oldham′s 핀(52) 및 Oldham′s 슬라이드(54)는 서로 직교 상태를 유지하며 서로 미끄러져 움직인다.

또 슬라이드(54)는 슬라이드 구멍(58)안에 그 축방향으로 미끄러져 움직이며 핀(52)은 투과구멍(56)안을 투과구멍의 직경방향으로 변위한다.

그것에 의해 실린더(20)의 회전은 Oldham′s 핀(52) 슬라이드(54)를 통해서 회전 로드(24)로 전달되며 로드는 그 중심축(B)의 주위에서 회전된다.

이와같이 회전로드(24)는 바깥둘레면의 일부가 실린더(20)의 안쪽 둘레면에 접촉한 상태로 실린더(20)의 회전과 동시에 회전구동된다.

그리고 제1 및 제2의 브레이드(40a)(40b)도 로드(24)와 일체 회전된다.

브레이드(40a)(40b)는 그 바깥둘레면이 실린더(20)의 안쪽둘레면에 접촉한 상태에서 회전하기 때문에 브레이드의 각 부분은 로드(24)의 바깥둘레면과 실린더(20)의 안쪽둘레면과의 접촉부에 가까와짐으로써 홈(30a)(30b)내에 밀려서 들어가며 접촉부로부터 떨어져 나감으로써 홈에서 튀어나가는 방향으로 이동한다.

한편 압축부(14)가 작동되면 흡입튜브(36) 흡입구멍(34) 흡기 통로(28) 및 제1 및 제2의 흡입포트(38a)(38b)를 통해서 실린더(20)내에 냉매가스가 흡입된다.

이 가스는 먼저 제1의 브레이드(40a)의 제1 및 제2의 감기사이에 규정된 작동실(42) 및 제2의 브레이드(40b)의 제1 및 제2의 감기 사이에 규정된 작동실(44)내에 밀폐된다.

그리고 회전로드(24)의 회전에 따라서 작동실(42)내의 가스는 브레이드(40a)의 인접한 두개의 감기사이에 밀폐된 상태에서 점차로 인접한 작동실(42)로 이송된다.

동일하게 작동실(44)내의 가스는 브레이드(40b)의 인접한 두개의 감기 사이에 밀폐된 상태에서 점차 인접한 작동실(44)로 이송된다. 그리고 작동실(42)의 용적은 실린더(20)의 중간부분에서 제1의 토출단부측으로 옮겨감으로써 서서히 작아지는 동시에 작동실(44)의 용적은 실린더의 중간부분에서 제2의 토출단측을 향해 서서히 작아지고 있다.

그렇기 때문에 작동실(42)(44)내의 냉매가스는 각각 제1 및 제2의 토출단측으로 이송되는 동안 서서히 압축된다.

그리고 압축된 냉매가스는 베어링(22a)(22b)에 형성된 토출구멍(45a)(45b)에서 케이스(10)안으로 각각 토출되며 또한 토출튜브(46)를 통해서 냉매 사이클안으로 되돌아 온다.

제6도는 회전로드(24)의 회전각과 압축기의 부하토크 및 토출압력과의 관계를 나타내고 있다.

제6도에 있어서 일점쇄선(C)으로 표시된 곡선은 토출구멍(45a)에서 토출되는 압축가스의 토출압력 및 여기에 대응하는 부하토크를 나타내며 이것은 회전로드(24)의 회전에 따른 사인 곡선을 그리면서 변동한다.

또 쇄선(D)으로 나타낸 곡선은 토출구멍(45ba)에서 토출되는 압축가스의 토출압력 및 여기에 대응하는 부하토크를 나타내며 이것은 회전로드(24)의 회전에 따라서 사인곡선을 그리며 변동한다.

여기서 전술한 것처럼 회전로드(24)에 형성된 제1 및 제2의 나선형홈(30a)(30b)의 시점(38a)(38b)은 로드의 원주방향을 따라서 180° 어긋나서 위치하고 있다.

그렇기 때문에 작동실(42)(44)내에서 압축된 가스는 회전로드(24)가 180° 회전할때 마다 교대로 토출구멍(45a)(45b)으로부터 토출된다.

이러한 것으로부터 곡선 “C” 및 “D”는 진폭 및 주기가 서로 동일한 반면 위상이 서로 180° 어긋나 있다.

따라서 이러한 곡선 “C” 및 “D”로써 나타낸 특성은 서로 중복되며 압축기 전체로써의 부하 토크 및 토출압력의 변동특성은 제6도에 실선의 곡선(E)으로 나타낸 것처럼 변동폭이 작은 매끄러운 것이 된다.

이상과 같이 구성된 압축기에 의하면 실린더(20)의 중간부분에 흡입된 냉매가스는 실린더의 제1 및 제2의 토출단축을 향해서 상반된 두 방향으로 이송되면서 압축된다.

그렇기 때문에 압축동작시 회전로드(24)에는 실린더(20)의 제1의 토출단에서 중간부분을 향해서 스러스트 힘과 실린더의 제2의 토출단에서 중간부분을 향해서 스러스트 힘이 작용하며 이러한 스러스트힘은 서로 크기가 같으며 서로 조화를 이루고 있다.

그렇기 때문에 회전로드(24)의 단면은 베어링에 눌려질 수 있는 로드의 변위를 방지할 수 있다.

따라서 동작시에 있어서 회전로드(24)와 베어링(22a)(22b)과의 사이의 마찰을 감소시킬 수 있으며 운전효율의 향상을 도모할 수 있다.

또 회전로드의 일단에서 타단까지 연속해서 연장된 단일한 나선형 홈 및 브레이드를 가진 타입의 압축기와 비교해서 동일한 압축능력을 가지는 경우 본 실시예의 압축기는 각 나선형홈 및 브레이드의 피치를 작게해서 각 브레이드에 작용하는 변형응력을 감소할 수 있다고 생각된다.

그 결과 브레이드의 마모를 감소시킬 수 있는 동시에 브레이드의 원활한 이동을 확보할 수 있다.

제1 및 제2의 나선형홈(30a)(30b)의 시점(32a)(32b)은 회전로드(24)의 회전방향으로 어긋나게 위치해 있으므로 압축기의 부하토크 및 토출압력의 변동폭을 대폭적으로 감소시킬 수 있으며 압축기의 진동 및 소음을 대폭적으로 감소시킬 수 있다.

또 나선형 홈의 시점(32a)(32b)은 회전로드의 축방향을 따라서 서로 어긋나며 특히 양나선형홈은 서로 근접한 방향으로 어긋나게 위치해 있기 때문에 단일한 나선형홈을 가진 종래의 압축기와 비교해서 회전로드의 길이를 짧게 할 수 있으며 그 결과 압축기의 소형화를 도모할 수 있다.

실린더(20)의 회전을 회전로드(24)로 전달하는 Oldham′s 기구(50)는 회전로드에 형성된 두개의 투과구멍과 여기에 끼워져 통한 Oldham′s 핀 및 Oldham′s 슬라이드로써 구성되어 있다.

그렇기 때문에 이 기구(50)는 종래의 Oldham′s 기구와 비교해서 작은 설치 공간밖에 필요하지 않으며 압축기의 소형화에 공헌할 수 있다.

또 Oldham′s 기구(50)는 Oldham′s 실린더를 필요로 하지않기 때문에 회전로드(24)의 추축부의 외경을 크게해서 실린더의 안쪽 둘레면과 추축부 바깥면과의 사이의 공간을 작게 설정하지 않으면 안되는 경우에도 쉽게 실린더내에 설치할 수 있다.

또한 이러한 경우에도 기구(50)는 회전로드(24)의 편심량(e)에 대응해서 Oldham′s 및 Oldham′s 슬라이드의 충분한 변위량을 확보할 수 있다.

또한 Oldham′s 기구(50)는 단지 회전로드에 형성된 Oldham′s 핀 및 Oldham′s 슬라이드를 삽입하는 간단한 구성이기 때문에 압축기의 제조 특히 압축기의 Oldham′s 기구의 조립작업을 쉽게 행할 수 있다.

또한 본 발명은 상술한 실시예 한정되지 않고 본 발명의 범위내에서 여러가지 변형이 가능하다.

예를들면 제1 및 제2의 나선형홈(30a)(30b)의 시점(32a)(32b)은 회전로드(24)의 회전방향으로 180° 어긋나게 위치해 있는 것이 가장 바람직하지만 어긋난량이 180°보다도 작은 경우에도, 어긋난량이 제로인 경우와 비교해서 입축기의 부하 토크 및 토출압력의 변동폭을 저감할 수 있다.

또 제1의 나선형홈의 감는 횟수 및 피치는 제2의 나선형홈의 감는 횟수 및 피치와 상위해도 좋으며, 이 경우에도 회전로드에 작용하는 스러스트힘의 감소 및 부하토크 및 토출압력의 변동폭의 감소를 도모할 수 있다. 또 본 발명의 압축기는 냉동사이클에 한정되지 않으며 다른 기기에도 적용할 수 있다.

Claims

제1 및 제2의 토출단측을 가진 실린더(20)와 이 실린더내의 축방향을 따라서 편심시켜 설치되며 일부가 실린더의 안쪽둘레면에 접촉한 상태에서 회전가능한 원주형상의 회전체(24)와, 이 회전체의 바깥둘레에 형성되고, 회전체의 축방향의 대략중간부분에 위치한 시점(32a)에서 실린더의 제1의 토출측단을 향해서 그 피치가 서서히 작아지도록 연장되어 있는 제1의 나선형홈(30a)과, 이 회전체의 바깥둘레에 제1의 나선형홈과는 다른 방향으로 감겨서 형성되고, 회전체의 축방향의 대략 중간부분에 위치하며 또한 전술한 제1의 나선형홈의 시점과는 회전체의 원주방향을 따라서 소정각도로 어긋나게 위치한 시점(32b)에서 실린더의 제2의 토출측단을 향해서 그 피치가 서서히 작아지도록 연장되어 있는 제2의 나선형홈(30b)과, 전술한 제1 및 제2의 나선형홈내에 회전체의 직경방향으로 자유롭게 미끄러져 움직이도록 각각 끼워져 맞추워져 있는 동시에 실린더의 안쪽둘레면에 밀착된 바깥둘레면을 가지며, 실린더의 안쪽둘레면과 회전체의 바깥쪽 둘레면과의 공간을 복수의 작동실로 구분한 제1, 제2의 나선형의 브레이드(40a)(40b)와, 전술한 실린더 안쪽둘레면과 회전체와의 사이의 공간내, 전술한 제1 제2의 나선형홈의 시점근방의 영역으로 작동유체를 안내하는 가이드장치(28)(38a)(38b)와, 전술한 실린더 안쪽 둘레면 및 회전체를 동시에 회전시키며 전술한 가이드 장치를 통해서 전술한 영역을 유입한 작동유체를 전술한 작동실을 통해서 실린더의 제1 및 제2의 토출측단으로 순차적으로 이송하고 실린더의 토출측단에서 외부로 토출하는 구동장치(12)를 가진 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 나선형홈의 시점은 상기 회전체의 원주방향을 따라서 서로 약 180° 어긋나게 위치해 있는 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 나선형홈은 동일한 감기 횟수를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 나선형 홈의 피치는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제1항에 있어서, 상기 제1의 나선형 홈의 시정은 회전체의 축방향에 관해서 제2의 나선형홈의 시점에서 상기 실린더의 제2의 토출단측으로 어긋나게 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제1항에 있어서, 상기 가이드 장치는 상기 회전체의 바깥둘레면에 개구한 상기 제1 및 제2의 나선형홈 사이에 위치한 흡입포트와 회전체내에 형성되며 흡입포트에 연결되어 통한 일단과 상기 실린더의 바깥쪽에 개구한 타단을 가진 흡기 통로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제6항에 있어서, 상기 흡입포트는 상기 회전체의 바깥둘레면의 내면 제1의 나선형홈의 제1턴과 제2의 나선형홈의 제2턴으로써 둘러쌓여진 영역내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제1항에 있어서, 상기 가이드 장치는 상기 회전체의 바깥둘레면에 개구한 상기 제1 및 제2의 나선형홈사이에 위치한 제1 및 제2의 흡입포트와 회전체내에 형성되어 제1 및 제2의 흡입포트에 연결되어 통한 일단과 상기 실린더의 바깥에 개구한 타단을 가진 흡기 통로를 구비한 것을 특징으로 하는 유체 압축기.
제8항에 있어서, 상기 제1의 흡입포트는 상기 제1의 나선형홈의 시점과 제1턴의 종단과의 사이에 위치하며 상기 제2의 흡입포트는 상기 제2의 나선형홈의 시점과 제1턴의 종단과의 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 유체 압축기.