KR100575804B1 - 로터리 압축기의 가스토출 안내구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기의 토출가스 안내구조에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 고정 설치하는 환형의 실린더와, 실린더의 일측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고 구동모터에 결합한 회전축이 관통하여 반경방향으로 지지되도록 축구멍을 형성하며 축구멍 일측에 실린더의 내부공간과 연통하여 압축가스를 케이싱의 내부로 토출하도록 토출포트를 형성하는 메인베어링과, 실린더의 타측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고 회전축이 관통하여 반경방향으로 지지되도록 축구멍을 형성하는 서브베어링과, 실린더의 내부에서 회전축의 편심부에 회전 가능하게 결합하여 편심 회전을 하면서 냉매가스를 이동시키는 롤링피스톤과, 실린더의 흡입구와 토출구 사이에서 롤링피스톤의 편심 회전에 따라 반경방향으로 직선운동을 하도록 설치하여 냉매가스를 차단하는 베인을 포함한 로터리 압축기에 있어서, 실린더는 그 내부공간의 냉매를 토출포트로 안내하는 토출안내홈을 배제하여 그 내주측 모서리면이 진원형이 되도록 형성하고, 메인베어링의 토출포트는 그 입구측에서 출구측으로 갈수록 단면적이 점차 확대되어 상기 실린더의 내부공간에 연통되도록 형성함으로써, 냉매가스의 토출을 원활하게 하면서도 사체적을 줄여 압축기의 흡입손실을 낮출 수 있고 이를 통해 냉매가스의 흡입량을 증가시켜 압축기 성능을 높일 수 있다.

Description

로터리 압축기의 가스토출 안내구조{GAS DISCHARGE GUIDE STRUCTURE FOR ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 종래 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 로터리 압축기에서 냉매가스의 토출유로를 보인 단면도,

도 3은 본 발명 로터리 압축기의 요부를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 로터리 압축기에서 냉매가스의 토출유로를 보인 단면도,

도 5는 본 발명 로터리 압축기에서 토출유로를 확대하여 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 케이싱 4 : 서브베어링

5 : 회전축 6 : 롤링피스톤

10 : 실린더 11 : 흡입구

20 : 메인베어링 21 : 축구멍

22 : 토출포트

본 발명은 로터리 압축기의 가스토출 안내구조에 관한 것으로서, 특히 실린 더의 사체적을 줄이면서도 냉매가스의 토출을 원활하게 유도할 수 있는 로터리 압축기의 가스토출 안내구조에 관한 것이다.

일반적으로 로터리 압축기는 전동기구부에 결합한 회전축에 압축기구부의 롤링피스톤을 편심되게 결합하고 롤링피스톤이 원형 실린더의 내부공간 내에서 선회운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 도 1은 종래 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도이고, 도 2는 종래 로터리 압축기에서 냉매가스의 토출유로를 보인 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 로터리 압축기는, 소정량의 오일을 채우고 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 연통 설치하는 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 상측에 설치하여 회전력을 발생하는 전동기구부와, 케이싱(1)의 하측에 설치하여 상기 전동기구부에서 발생한 회전력으로 냉매를 압축하는 압축기구부로 구성하고 있다.

전동구동부는 케이싱(1)의 내부에 고정하여 외부에서 전원을 인가하는 고정자(Ms)와, 고정자(Ms)의 내부에 일정 공극을 두고 배치하여 상기한 고정자(Ms)와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(Mr)로 이루어져 있다.

압축기구부는 환형으로 형성하여 케이싱(1)의 내부에 설치하는 실린더(2)와, 실린더(2)의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 이루는 메인베어링(3) 및 서브베어링(4)과, 회전자(2)에 압입하고 메인베어링(3)과 서브베어링(4)에 지지되어 회전력을 전달하는 회전축(5)과, 회전축(5)의 편심부에 회전 가능하게 결합하여 실린더(2)의 내부공간에서 선회하면서 냉매를 압축하는 롤링피스톤(6)과, 롤링피스톤(6)의 외주면에 압접하도록 실린더(2)에 반경방향으로 이동 가능하게 결 합하여 상기 실린더(2)의 내부공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인(미도시)과, 메인베어링(3)의 중앙부근에 구비한 토출포트(3b) 선단에 개폐 가능하게 결합하여 압축실에서 토출되는 냉매가스를 제한하는 토출밸브 조립체(7)와, 토출밸브 조립체(7)를 수용하도록 공명실을 구비하여 메인베어링(4)의 외측면에 설치하는 머플러(8)로 이루어져 있다.

실린더(2)는 상기한 롤링피스톤(6)이 상대운동할 수 있도록 환형으로 형성하고, 그 일측에는 상기한 베인이 반경방향으로 직선운동을 하도록 베인슬릿(미도시)을 형성하며, 베인슬릿의 일측에는 가스흡입관(SP)을 연통하는 흡입구(2a)를 반경방향으로 관통 형성하는 반면 베인슬릿의 타측에는 상기한 메인베어링(3)의 토출포트(3b)에 연통하여 냉매가스의 토출을 유도하도록 토출안내홈(2b)을 형성하고 있다.

메인베어링(3)은 원판모양으로 형성하여 그 중앙에 상기한 축구멍(3a)을 형성하고, 축구멍(3a)의 일측에 상기한 토출포트(3b)를 원형으로 형성하고 있다. 토출포트(3b)는 그 입구측과 출구측의 내경을 동일하게 형성하고 있다.

상기와 같은 종래 로터리 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 전동기구부의 고정자(Ms)에 전원을 인가하여 회전자(Mr)가 회전하면, 압축기구부의 회전축(5)이 회전자(Mr)와 함께 회전하고, 롤링피스톤(6)이 실린더(2)의 내부공간에서 편심 회전하며, 롤링피스톤(6)의 편심 회전에 따라 냉매가스가 흡입실로 흡입되어 일정압력까지 지속적으로 압축되다가 압축실 압력이 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 메인베어링(3)의 토출포트(3b)를 통해 머플러(8)로 토출되었다가 케이싱(1)의 내부로 토출된다.

이때, 냉매가스는 실린더(2)의 내부에서 원주방향으로 이동을 하면서 압축되다가 베인에 막혀 토출포트(3b)를 향해 축방향으로 이동을 함에 따라 유동저항이 발생할 수 있으나 상기한 실린더(2)의 토출안내홈(2b)에 의해 토출측 면적이 넓어져 냉매가스의 유동저항이 낮아지면서 토출포트(3b)로 원활하게 토출되도록 하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 로터리 압축기에 있어서는, 전술한 바와 같이 실린더(2)에 토출안내홈(2b)을 형성하여 냉매가스가 원활하게 토출되도록 하는 것이었으나, 이 토출안내홈(2b)이 일종의 사체적이 되어 냉매가스가 잔류하게 되고 이로 인해 냉매가스의 흡입시 비체적을 상승시키면서 압축기의 흡입손실을 야기하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 로터리 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 실린더에서의 사체적을 줄이면서도 냉매가스가 원활하게 토출되도록 하는 로터리 압축기의 가스토출 안내구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 고정 설치하는 환형의 실린더와, 실린더의 일측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고 구동모터에 결합한 회전축이 관통하여 반경방향으로 지지되도록 축구멍을 형성하며 축구멍 일측에 실린더의 내부공간과 연통하여 압축가스를 케이싱의 내부로 토출하도록 토출포트를 형성하는 메인베어링과, 실린더의 타측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고 회전축이 관통하여 반경방향으로 지지되도록 축구멍을 형성하는 서브베어링과, 실린더의 내부에서 회전축의 편심부에 회전 가능하게 결합하여 편심 회전을 하면서 냉매가스를 이동시키는 롤링피스톤과, 실린더의 흡입구와 토출구 사이에서 롤링피스톤의 편심 회전에 따라 반경방향으로 직선운동을 하도록 설치하여 냉매가스를 차단하는 베인을 포함한 로터리 압축기에 있어서, 실린더는 그 내부공간의 냉매를 토출포트로 안내하는 토출안내홈을 배제하여 그 내주측 모서리면이 진원형이 되도록 형성하고, 메인베어링의 토출포트는 그 입구측에서 출구측으로 갈수록 단면적이 점차 확대되어 상기 실린더의 내부공간에 연통되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 가스토출 안내구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 로터리 압축기의 가스토출 안내구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 로터리 압축기의 요부를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명 로터리 압축기에서 냉매가스의 토출유로를 보인 단면도이며, 도 5는 본 발명 로터리 압축기에서 토출유로를 확대하여 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 로터리 압축기는, 가스흡입관과 가스토출관을 연통 설치하는 케이싱(1)과, 그 케이싱(1)의 내부에 설치하여 회전력을 발생하도록 고정자(도 1에 도시)(Ms)와 회전자(도 1에 도시)(Mr)로 이루어진 전동기구부와, 전동기구부의 회전자에 결합하여 그 회전력으로 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 압축기구부로 구성한다.

압축기구부는 케이싱(1)의 내부에 고정하는 실린더(10)와, 실린더(10)의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 이루는 메인베어링(20) 및 서브베어링(4)과, 회전자(Mr)에 압입하고 메인베어링(20)과 서브베어링(4)에 지지되어 회전력을 전달하는 회전축(5)과, 회전축(5)의 편심부에 회전 가능하게 결합하여 실린더(10)의 내부공간에서 선회하면서 냉매를 압축하는 롤링피스톤(6)과, 롤링피스톤(6)의 외주면에 압접하도록 실린더(10)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 실린더(10)의 내부공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인(미도시)과, 메인베어링(20)의 중앙부근에 구비한 토출포트(22)의 선단에 개폐 가능하게 결합하여 압축실에서 토출되는 냉매가스를 제한하는 토출밸브 조립체(7)와, 토출밸브 조립체(7)를 수용하도록 공명실을 구비하여 메인베어링(20)의 외측면에 설치하는 머플러(8)로 이루어진다.

실린더(10)는 상기한 롤링피스톤(6)이 상대운동할 수 있도록 환형으로 형성하고, 그 일측에는 상기한 베인이 반경방향으로 직선운동을 하도록 베인슬릿(12)을 형성하며, 베인슬릿(12)의 일측에는 가스흡입관(SP)을 연통하는 흡입구(11)를 반경방향으로 관통 형성한다. 또, 실린더(10)는 냉매의 토출시 사체적의 발생을 최소화하기 위하여 그 내주면 모서리를 진원형으로 형성하고, 축중심을 기준으로 할 때 후술할 메인베어링(20)의 토출포트(22) 최외곽 원주면과 대체로 일치하도록 그 내주면을 동일하게 형성한다.

메인베어링(20)은 원판 모양으로 형성하여 그 중심에 상기한 축구멍(21)을 형성하고, 축구멍(21)의 일측에는 상기한 실린더(10)의 압축실과 연통하도록 토출포트(22)를 형성한다.

토출포트(22)는 도 4 또는 도 5에서와 같이 냉매가스가 압축실에서 원활하게 토출될 수 있도록 상기 실린더(10)의 내부공간과 연통되는 입구측의 내경 보다 출구측의 내경을 크게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 토출포트(22)는 냉매가스가 압축되는 과정에서 원심력을 받음에 따라 가급적이면 축중심을 기준으로 안쪽보다는 바깥쪽으로 확장되도록 정면투영시 바깥쪽 주면이 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 로터리 압축기의 가스토출 안내구조가 가지는 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 전동기구부의 고정자(Ms)에 전원을 인가하여 회전자(Mr)가 회전하면, 압축기구부의 회전축(5)이 회전자(Mr)와 함께 회전하고, 롤링피스톤(6)이 실린더(10)의 내부공간에서 편심 회전하며, 롤링피스톤(6)의 편심 회전에 따라 냉매가스가 실린더(10)의 흡입실로 흡입되어 일정압력까지 지속적으로 압축되다가 실린더(10)의 압축실 압력이 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 토출포트(22)를 통해 머플러(8)로 토출되고, 이 냉매가스는 머플러(8)의 공명실을 통과하면서 소음이 감쇄되어 케이싱(1)으로 토출된다.

이때, 냉매가스는 실린더(10)의 내부에서 원주방향으로 이동을 하면서 압축되다가 베인에 막혀 토출포트(22)를 향해 축방향으로 이동을 하는데, 토출포트(22)가 도 4 및 도 5에서와 같이 출구측으로 갈수록 확장 형성됨에 따라 실린더(10)에 별도의 토출안내홈을 형성하지 않더라도 토출면적이 넓어져 압축실의 냉매가스가 원활하게 토출될 수 있다.

이렇게 하여, 실린더의 내주면이 롤링피스톤의 외주면과 균일하게 접촉함에 따라 냉매가스의 토출시 토출되지 않고 남는 냉매가스의 잔류량이 크게 줄면서도 원활하게 토출될 수 있도록 하여 압축기의 흡입손실을 낮출 수 있고 이를 통해 냉매가스의 흡입량을 늘려 압축기의 성능을 한층 높일 수 있다.

본 발명에 의한 로터리 압축기의 가스토출 안내구조는, 실린더에 토출안내홈을 형성하지 않고 그 대신 토출포트를 출구측으로 확장 형성함으로써, 냉매가스의 토출을 원활하게 하면서도 사체적을 줄여 압축기의 흡입손실을 낮출 수 있고 이를 통해 냉매가스의 흡입량을 증가시켜 압축기 성능을 높일 수 있다.

Claims (3)

1. 케이싱의 내부에 고정 설치하는 환형의 실린더와, 실린더의 일측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고 구동모터에 결합한 회전축이 관통하여 반경방향으로 지지되도록 축구멍을 형성하며 축구멍 일측에 실린더의 내부공간과 연통하여 압축가스를 케이싱의 내부로 토출하도록 토출포트를 형성하는 메인베어링과, 실린더의 타측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고 회전축이 관통하여 반경방향으로 지지되도록 축구멍을 형성하는 서브베어링과, 실린더의 내부에서 회전축의 편심부에 회전 가능하게 결합하여 편심 회전을 하면서 냉매가스를 이동시키는 롤링피스톤과, 실린더의 흡입구와 토출구 사이에서 롤링피스톤의 편심 회전에 따라 반경방향으로 직선운동을 하도록 설치하여 냉매가스를 차단하는 베인을 포함한 로터리 압축기에 있어서,

   실린더는 그 내부공간의 냉매를 토출포트로 안내하는 토출안내홈을 배제하여 그 내주측 모서리면이 진원형이 되도록 형성하고, 메인베어링의 토출포트는 그 입구측에서 출구측으로 갈수록 단면적이 점차 확대되어 상기 실린더의 내부공간에 연통되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 가스토출 안내구조.
2. 제1항에 있어서,

   토출포트는 축중심을 기준으로 바깥쪽 내주면을 경사지게 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 가스토출 안내구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   실린더는 축중심을 기준으로 토출포트의 입구측 최외곽 원주면과 대략 일치하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 가스토출 안내구조.

Images