KR940007759B1 - 유체압축기 - Google Patents

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KR940007759B1
KR940007759B1 KR1019900014228A KR900014228A KR940007759B1 KR 940007759 B1 KR940007759 B1 KR 940007759B1 KR 1019900014228 A KR1019900014228 A KR 1019900014228A KR 900014228 A KR900014228 A KR 900014228A KR 940007759 B1 KR940007759 B1 KR 940007759B1
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다까요시 후지와라
히사노리 혼마
소네요시노리
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가부시끼가이샤 도시바
아오이 죠이찌
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    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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Abstract

내용 없음.

Description

유체압축기
제 1 도 및 제 2 도는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 것으로서,
제 1 도는 측단면도.
제 2 도는 주요부를 확대시켜 모터와 주베어링의 관계를 나타낸 설명도.
제 3 도는 종래예를 나타낸 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12, 29 : 선단측 단면 13, 30 : 기단측단면
21 : 유체압축기 5, 23 : 모터(구동부)
24 : 압축기구부 6, 27 : 실린더
19, 28 : 주베어링(베어링부재) 8, 33 : 브레이드
7, 34 : 피스톤(회전체) 37 : 작동실
A : 모터의 중심부 B : 베어링부재의 축심
O : 기준위치
본 발명은 가령 냉동사이클의 냉매가스를 압축하는 유체압축기에 관한 것이다.
예를들면, 본 출원인에 의한 일본 특개소 64-36990호 공보에 개시되어 있는 유체압축기(이하, 압축기라 칭한다)가 알려져 있다. 즉, 제 3 도에 나타낸 것처럼 이 타입의 압축기(1)는 밀폐케이스(2) 속에, 밀폐케이스(2)에 고정된 고정자(3)와 이 고정자(3)의 안쪽에 동축상에 배치된 회전자(4)로된 구성되는 모터(5)를 가지고 있다. 그리고, 압축기(1)는 회전자(4)의 안쪽에 동축상에 배치된 실린더(6)을 회전자(4)와 동심적으로 회전시키도록 되어 있다.
또한, 압축기(1)는 실린더(6)내에 실린더(6)에 대하여 편심된 피스톤(7)을 가지고 있다. 그리고, 압축기(1)는 피스톤(7)의 외주에 나선상의 홈이 형성되어 있으며, 이 나선상의 홈에 적절한 탄력성을 가진 나선상의 브레이드(8)가 끼워져 있다.
그리고, 이 압축기(1)는 실린더(6)의 내부에 실린더(6)의 유출구쪽으로 서서히 용적이 작아지도록 이루어진 복수의 작동실을 지니고 있으며, 실린더(6)의 유입구쪽에 위치하는 작동실로 냉동사이클의 작동유체를 흡입한다. 그리고, 압축기(1)는 모터(5)에 의해 실린더(6)를 회전시키고, 상기 작동유체를 실린더의 유출구쪽으로 이동시키면서 서서히 압축하고, 압축되어 고압이 된 작동유체를 일단 밀폐케이스(2)내로 배출하여 냉동사이클 속으로 되돌린다.
또한, 압축기(1)에서는 실린더(6) 유입구쪽의 단부가 밀폐케이스(2)의 내벽에 고정된 부베어링(9)에 의해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 그리고 압축기(1)에는 유출구쪽 단부가 부베어링(10)에 맞물려 있다. 그리고, 압축기(1)는 실린더(6) 및 피스톤(7)등을 한쪽에서 고정 지지하고 있으며, 부베어링(10)을 밀폐케이스(2)내에 부착된 판스프링등의 탄성 지지부재(11)에 부착하고 있다. 그리고, 압축기(1)는 탄성 지지부재(11)에 의해 부베어링(10)을 회전하지 않도록 한다.
전술한 압축기(1)는 모터(5)를 실린더(6)의 축 중간부에 배치하고 있으며, 또한 모터(5)의 무게중심(A)을 실린더(6)의 축방향 중간부에 위치시키고 있다. 그리고 상기 압축기(1)에서는 모터(5)의 무게중심(A)을 주베어링(9)의 선단측단면(12)에서 멀리 떨어져 위치하도록 하고 있다.
즉, 제 3 도에 나타낸 것처럼 주베어링(9)의 기단측단면(13)상의 상기 모터(5) (및 실린더(6)등)의 축심(B)이 통과하는 부위를 기준위치(O)라 하고, 모터의 무게중심(A)의 위치를 LM라 하고, 또한 주베어링(9)의 선단측단면(12)상의 상기 모터(5)(및 실린더(6)등)의 축심(B)이 통과하는 부위를 LB라 하면, 주베어링(9)의 기단측단면(13)으로부터 모터의 무게중심(A)까지의 거리
Figure kpo00001
과, 주베어링(9)의 기단측단면(13)에서 주베어링(9)의 선단측단면(12)까지의 거리
Figure kpo00002
의 관계는
Figure kpo00003
가 된다.
그리고 전술한 타입의 압축기(1)의 진동과 소음은 회전운동의 특성 및 실린더(6)나 모터(5)등의 지지상태에 기인하여 크게 영향을 받는다. 그리고 종래에는 전술한 것처럼
Figure kpo00004
였으므로, 예를들어 센터조절이 불충분하여 고정자(3)와 회전자(4) 또는 회전자(4)와 실린더(6)의 축심사이에 상호 어긋남이 있으면 진동이 증가되어 압축기(1)의 운전진동음과 소음이 증가하는 동시에 베어링 미끄럼운동을 하는 부위의 마찰손실이 증가되어 버리는 불합리함이 있었다.
본 발명의 목적은 실린더와 피스톤을 축방향의 한쪽에서만 실질적으로 지지하는 베어링 구조에 있어서 진동이나 소음을 줄일 수 있으므로 베어링 접동부의 마찰손실이 적고, 고성능인 유체압축기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 나선형 브레이드를 감아서 장착시킨 회전체를 유입구와 유출구를 가진 원통형의 실린더내에 편심 배치시키고, 실린더의 유입구에서 유출구쪽으로 서서히 그 용적을 작게하는 복수의 작동실을 실린더내에 설치하는 동시에, 적어도 실린더 한쪽끝에 실린더 및 회전체를 한쪽 측면에서만 실질적으로 지지하는 베어링부재를 끼워서 이루어진 압축기구부와, 실린더와 회전체를 상대적으로 회전시켜서 작동실에 도입된 작동유체를 실린더의 유입구에서 유출구로 이동하면서 압축하는 동시에, 그 중심부를 베어링부재 내의 대략 축 중심상에 위치시킨 구동부를 구비한 것에 있다.
이렇게 실린더 및 회전체를 축방향의 한쪽에서만 실질적으로 지지하는 베어링 구조에 의하여 진동과 소음을 줄일 수 있어서 미끄럼 운동을 하는 부위의 마찰손실을 작게하는 동시에 성능을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.
이하, 본 발명의 한 실시예를 제 1 도 및 제 2 도에 의거하여 설명한다.
제 1 도 및 제 2 도는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 것이다. 그리고, 제 1 도는 냉동사이클에 사용하는 냉매가스용 유체압축기(1)(이하, 압축기라 칭한다)를 나타내고 있다. 이 압축기(21)는 밀폐케이스(22)와, 이 밀폐케이스(22) 속에 배치된 구동부로서의 모터(23) 및 이 모터(23)로 회전구동되는 압축기구부(24)를 구비하고 있다.
상기 모터(23)는 밀폐케이스(22)의 내벽면에 고정된 환상의 고정자(25)와, 이 고정자(25)의 안쪽에 배치된 환상의 회전자(26)를 가진 것이다. 그리고, 모터(23)는 제 2 도에 나타낸 것처럼 그 무게중심(A)의 위치는 회전자(26)의 축심(B)과 회전자(26)의 지름방향으로 뻗은 중심선(C)과의 교차점에 위치하며, 또한 그 무게중심(A)과 회전자(26)의 중심부는 대략 동일한 부위에 위치한다. 그리고, 모터(23)는 밀폐케이스(22)의 안쪽방향으로 편위되어 배치되어 있다.
또한, 제 1 도에 나타낸 것처럼 상기 압축기구부(24)는 원통형으로 형성되어 유입구와 유출구를 가진 원통형 실린더(27)를 가지고 있으며, 이 실린더(27)의 유입구쪽 단부 외부둘레면은 회전자(26)의 안쪽둘레에 회전자(26)와 동축적으로 고정되어 있다. 또한, 압축기구부(24)에는 밀폐케이스(22)의 내벽면에 고정되고 밀폐케이스(22)의 내부에 돌출하는 베어링 부재로서의 주베어링(28)이 동축상에서 미끄러져 움직일 수 있도록 실린더(27)의 유입구쪽 단부에 끼워져 있다.
또한, 압축기구부(24)에는 실린더(27)의 유입구쪽 단부가 주베어링(28)에 의해 공기밀폐적으로 폐쇄되어 있다. 그리고 압축기구부(24)는 주베어링(28)의 선단측단면(29)을 실린더(27)속에 위치시키고 있으며, 이 선단측단면(29)을 회전자(26)의 안쪽에 두고 있다. 그리고 모터(23)의 무게중심(A)은 주베어링(28)내, 즉 주베어링(28)의 선단측단면(29)과 기단측단면(30) 사이에서의 축심(B)상의 부위에 위치한다.
또한, 압축기구부(24)에는 실린더(27)의 유축구쪽 단부에 부베어링(31)이 동축적상에서 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워져 있다. 그리고, 압축기구부(24)에는 실린더(27)의 유출구쪽 밀폐케이스(22)의 내벽에 부착된 판스프링등의 탄성 지지부재(32)에 부베어링(31)이 끼워져 붙여져 있다. 그리고 압축기구부(24)는 탄성 지지부재(32)에 의해 부베어링(31)이 회전되지 않도록 하고 있다.
즉, 압축기구부(24)는 실린더(27)를 한쪽에 고정지지하고 있다.
또한, 압축기구부(24)는 실린더(27) 속에 나선형 브레이드(33)를 감아서 장착시킨 원주형의 회전체로서의 피스톤(34)을 배치하고 있다. 그리고 압축기구부(24)는 피스톤(34)을 실린더(27) 및 회전자(26)에 대하여 편심시켜져 있으며, 피스톤(34)의 축 양단부에 형성된 유입구쪽 져널부(35) 및 유출구쪽 져널부(36)에 주베어링(38)과 부베어링(31)이 각각 삽입되어 있다.
또한, 압축기구부(24)는 브레이드(33)에 의해 실린더(27)와 피스톤(34) 사이에 실린더(27)의 유입구에서 유출구에 걸쳐서 늘어선 복수의 작동실(37)을 포함하고 있다. 그리고 압축기구부(24)는 작동실(37)의 용적이 실린더(27)의 유입구에서 유출구쪽으로 갈수록 서서히 작아지도록 설정되어 있다.
그리고 압축기구부(24)는 모터(23)에 의해 실린더(27)를 회전구동시키고, 브레이드(33)를 피스톤(34)에 형성된 나선형 홈에 대하여 출입시키면서 피스톤(34)을 실린더(27)와 동기적으로 회전시키도록 되어 있다. 그리고, 실린더(27)의 유입구로부터 작동실(37)로 들어온 작동유체를 실린더(26)의 유출구쪽으로 순차 이동시키면서 압축하고, 고온이 된 작동유체를 일단 밀폐케이스(22)내에 배출시킨 뒤 냉동사이클 속으로 되돌린다.
여기에서 제 1 도의 "D"는 피스톤(34)의 축심을 나타내고 있다.
즉, 전술한 압축기(1)에서는 제 2 도에 나타낸 것처럼 주베어링(28)의 기단쪽 단면(30)상의 상기 주베어링(28)의 축심(B)이 통과하는 위치를 기준위치(O)로 하고, 모터(23)의 무게중심(A)의 위치를 LM이라 하고, 또한 주베어링(28)의 선단쪽 단면(29)상의 상기 주베어링(28)의 축심(B)이 통과하는 부위를 LB라 하면, 주베어링(28)의 기단쪽 단면(30)에서 모터의 무게중심(A)까지의 거리
Figure kpo00005
과 주베어링(28)의 기단쪽 단면(30)에서 주베어링(28)의 선단쪽 단면(29)까지의 거리
Figure kpo00006
와의 관계는
Figure kpo00007
가 된다.
그리고, 상기 압축기(21)는 모터(23)의 무게중심(A)을 주베어링(28)이 실린더(27)를 지지하고 있는 부위에 근접시키고 있으며, 이렇게 하므로써 회전자(26), 실린더(27) 및 주베어링(28)등이 지름방향으로 흔들렸을때 발생하는 모멘트를 대폭 줄일 수 있다.
따라서, 전술한 압축기(21)는 회전자(26)의 고유진동수, 회전자(26)와 실린더(27), 그리고 주베어링(28)등과의 축심 어긋남 및 모터(23)의 고정자(25)와 회전자(26)의 편심등에 의하여 발생하여 회전자(26), 실린더(27) 및 주베어링(28)의 진동을 줄일 수 있으며, 그리고 압축기(21)의 운전진동과 진동에 기인한 소음 및 진동에 의한 베어링의 미끄럼 운동부위의 마찰손실을 줄일 수 있다. 그리고 베어링과 미끄럼 운동부위의 마찰손실을 줄일 수 있으므로, 압축기(21)의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 모터(23)를 실린더(27)의 유입구쪽의 단부에 배치하여 모터(23)의 무게중심(A)이 주베어링(28)내에 위치하도록 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를들어 모터(23)를 실린더(27)의 축방향 중간부에 배치하는 동시에 주베어링(28)의 축방향의 치수를 연장하여 모터(23)의 무게중심(A)이 주베어링(28)내에 위치하도록 해도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 압축기는 냉동사이클에 사용될 뿐만 아니라 다른 용도의 압축기에도 적용시킬 수 있다.
이상 설명한 것처럼 본 발명은 나선형 브레이드를 감아서 장착시킨 회전체를 유입구와 유출구를 가진 원통형 실린더내에 편심 배치하여 실린더의 유입구에서 유출구으로 서서히 그 용적이 작아지는 복수의 작동실을 실린더내에 설치하고, 적어도 실린더 축방향의 한쪽끝에 실린더 및 회전체를 한쪽으로 치우쳐 지지하는 베어링부재를 끼운 압축기구부와, 중심부를 베어링부재내의 축심상에 위치시키고, 실린더와 회전체를 상대적으로 회전시켜서 작동실에 들어온 작동유체를 실린더의 유입구쪽에서 유출구쪽으로 이동시키면서 압축하는 구동부를 구비한 것이다.
이와같이 본 발명은 모터의 중심부를 주베어링내에 위치시킴으로써 회전자 및 실린더가 그 지름방향으로 흔들릴때 발생하는 모멘트를 대폭 줄임으로써 진동이나 소음을 줄일 수 있어서 베어링 접동부의 마찰손실을 작게하는 동시에, 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 나선형의 브레이드를 감아서 장착시킨 회전체를 유입구와 유출구를 가진 원통상의 실린더내에 편심배치하고, 상기 실린더의 유입구에서 유출구쪽으로 서서히 그 용적을 작게하는 복수의 작동실을 실린더내에 병설하는 동시에, 적어도 상기 실린더의 축방향 한쪽끝에 상기 실린더 및 상기 회전체를 지지하는 베어링 부재를 끼워 맞추어서된 압축기구부와, 상기 실린더와 회전체를 상대적으로 회전시켜서 상기 작동실에 도입된 작동유체를 실린더의 유입구에서 유출구쪽으로 이송하면서 압축하는 동시에, 그 중심부가 상기 베어링 부재내의 대략 축심상에 위치시켜진 구동부를 구비한 유체압축기.
KR1019900014228A 1989-09-08 1990-09-07 유체압축기 KR940007759B1 (ko)

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