KR102317529B1 - 로터리 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 로터리 압축기는, 회전축; 상기 회전축을 지지하는 베어링 플레이트; 상기 베어링 플레이트에 결합되며, 흡입구와 베인슬롯이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 구비되는 실린더; 상기 회전축에 결합되고, 상기 실린더의 내부에 구비되어 상기 베어링 플레이트 및 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하며, 외주면에 힌지홈이 형성되는 롤러; 및 일단은 상기 실린더의 베인슬롯에 미끄러지게 결합되고, 타단은 상기 롤러의 힌지홈에 회전 가능하게 결합되는 베인;를 포함하고, 상기 롤러의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 흡입안내부가 함몰되어 형성될 수 있다. 이를 통해, 압축기의 체적효율이 향상되고 모터의 입력을 줄여 압축기의 성능이 향상될 수 있다.

Description

로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 특히 롤러와 베인이 결합되는 로터리 압축기에 관한 것이다.

로터리 압축기는 실린더의 압축공간에서 선회운동을 하는 롤러와 그 롤러의 외주면에 접하여 실린더의 압축공간을 복수 개의 공간으로 구획하는 베인을 이용하여 냉매를 압축하는 방식이다.

로터리 압축기는 롤러와 베인의 결합 여부에 따라 롤링피스톤 방식과 힌지베인 방식으로 구분될 수 있다. 롤링피스톤 방식은 베인이 롤러로부터 분리 가능하게 결합되어 베인이 롤러에 밀착되는 방식이고, 힌지베인 방식은 베인이 롤러에 힌지 결합되는 방식이다. 이러한 힌지베인 방식은 롤링피스톤 방식에 비해 베인의 거동이 안정되어 축방향 누설을 줄일 수 있다.

통상 로터리 압축기는 흡입유로의 형상에 따라서는 흡입냉매의 와류와 반력을 감소시켜 흡입손실을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 로터리 압축기는 압축실의 공간이 클수록 체적효율이 증가하게 되고, 이에 따라, 특허문헌 1(일본공개특허 제2012-154235호)과 같이 실린더의 내주면에 홈을 형성하여 흡입공간을 확대하는 기술이 알려져 있다.

일본공개특허공보 제2012-154235호(2012.08.16)

본 발명의 목적은, 압축실의 체적을 확대하여 체적효율을 향상시킬 수 있는 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명은 압축실의 체적을 확대하면서도 압축실로 흡입되는 냉매의 흡입반력을 줄여 냉매의 흡입량이 향상되도록 하는 로터리 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 압축실의 체적을 확대하면서도 구동부의 무게를 줄여 모터효율을 높일 수 있는 로터리 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 베인이 롤러에 힌지 결합되는 로터리 압축기에서, 상기 롤러의 외주면에 홈이 형성되는 로터리 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 실린더에는 흡입구가 형성되며, 상기 홈은 상기 흡입구를 마주보는 면에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 홈의 원주방향 양단 사이의 길이는 상기 흡입구의 내경과 동일하게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 홈은 상기 롤러의 외주면 중간에 홈파기 형성될 수 있다.

그리고, 상기 홈은 상기 롤러의 축방향을 관통하여 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 내부에 환형부재와 판형부재가 힌지 결합되어 구비되고, 상기 환형부재는 회전축의 편심부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 판형부재는 상기 실린더에 미끄러지게 결합되며, 상기 판형부재를 중심으로 원주방향 일측에는 흡입압을 이루는 공간이, 원주방향 타측에는 토출압을 이루는 공간이 형성되며, 상기 흡입압을 이루는 공간에 속하는 상기 환형부재의 외주면에 리세스된 흡입안내홈이 형성되는 로터리 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내홈의 내주면은 적어도 일부가 곡면으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내홈의 내주면은 그 흡입안내홈의 원주방향 중심을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내홈의 내주면은 그 흡입안내홈의 원주방향을 중심을 기준으로 비대칭되게 형성되고, 상기 흡입안내홈은 상기 베인에서 멀어지는 방향으로의 길이가 가까워지는 방향으로의 길이보다 길게 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 회전축; 상기 회전축을 지지하는 베어링 플레이트; 상기 베어링 플레이트에 결합되며, 흡입구와 베인슬롯이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 구비되는 실린더; 상기 회전축에 결합되고, 상기 실린더의 내부에 구비되어 상기 베어링 플레이트 및 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하며, 외주면에 힌지홈이 형성되는 롤러; 및 일단은 상기 실린더의 베인슬롯에 미끄러지게 결합되고, 타단은 상기 롤러의 힌지홈에 회전 가능하게 결합되는 베인;를 포함하고, 상기 롤러의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 흡입안내부가 함몰되어 형성되는 로터리 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 상기 흡입구를 마주보는 면에 형성되고, 상기 힌지홈이 상기 실린더의 내주면에 접하는 시점에서 상기 흡입안내부와 상기 흡입구는 반경방향으로 적어도 일부가 중첩될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 상기 롤러의 축방향 양측 단면에 중에서 적어도 어느 한 쪽 단면으로부터 기설정된 축방향 높이만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내부는 상기 롤러의 축방향 양측 단면으로부터 각각 기설정된 축방향 높이만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 상기 롤러의 축방향 양측 단면을 관통하여 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 상기 힌지홈으로부터의 최단길이인 제1간격만큼 이격되고, 상기 제1간격은 상기 롤러의 반경방향 두께보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1간격은 상기 롤러의 내주면과 상기 힌지홈 사이의 간격인 제2간격보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 실린더의 내주면과 상기 롤러의 외주면 사이에는 허용간격이 구비되고, 상기 허용간격은 원주방향을 따라 최대 허용간격과 최소 허용간격을 가지며, 상기 흡입안내부는 상기 힌지홈으로부터 먼 끝단이 상기 최대 허용간격이 위치하는 범위내에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내부는 상기 힌지홈으로부터 먼 끝단이 상기 압축공간의 흡입완료되는 범위내에 위치될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내부의 원주방향 양단 사이의 최단길이는 상기 흡입구의 내경보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 그 내면의 적어도 일부가 곡면으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내부는 그 내면이 원호 형상으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 그 내면의 적어도 일부가 직선면으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내부는 그 내면의 적어도 일부가 서로 교차되는 경사면으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 그 흡입안내부의 원주방향 중심을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 그 흡입안내부의 원주방향 중심을 기준으로 비대칭되게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입안내부는 원주방향을 따라 복수 개가 형성되고, 상기 복수 개의 흡입안내부는 원주방향을 따라 기설정된 제3간격만큼 이격될 수 있다.

그리고, 상기 각 흡입안내부의 원주방향 양단을 연결하는 각 최단길이의 합은 상기 흡입구의 내경보다 크게 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 로터리 압축기는, 힌지베인 방식에서 롤러의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 흡입안내부가 함몰되어 형성됨에 따라 압축실의 체적이 증가되고 이에 따라 압축기의 체적효율이 향상될 수 있다.

또, 본 발명은, 힌지베인 방식에서 롤러의 외주면에 흡입안내부가 형성되되, 흡입안내부가 흡입구를 마주보는 면에 함몰지게 형성됨에 따라 압축실의 체적이 확대되면서도 압축실로 흡입되는 냉매의 흡입반력을 줄일 수 있다. 이를 통해 냉매의 흡입시 롤러의 외주면에 부딪혀 역류하거나 와류가 형성되는 것을 억제하여 냉매의 흡입량이 향상될 수 있다.

또, 본 발명은, 힌지베인 방식에서 롤러의 외주면에 흡입안내부가 함몰지게 형성됨에 따라 압축실의 체적을 확대하면서도 롤러의 무게를 줄일 수 있고, 이를 통해 모터의 입력을 낮춰 모터효율을 높일 수 있다.

또, 본 발명은, 힌지베인 방식에서 흡입안내부가 힌지홈에서 최대 허용간격위치까지의 범위 내에 형성됨에 따라, 흡입안내부로 인한 압축실 간 냉매누설을 최소화하여 흡입안내부로 인한 체적효율의 향상을 실현할 수 있다.

또, 본 발명은, 힌지베인 방식에서 흡입안내부가 힌지홈에서 흡입완료시점 또는 토출완료시점까지의 범위내에 형성됨에 따라, 롤러의 외주면에 흡입안내부가 함몰지게 되면서도 압축실 간 냉매누설을 미연에 방지할 수 있다. 이를 통해 압축기의 체적효율이 향상될 수 있다.

또, 본 발명은, R32와 같은 고압냉매를 사용할 때 흡입반력이 증가할 수 있으므로, 이러한 고압냉매가 적용되는 힌지베인 방식의 로터리 압축기에 앞서 설명한 흡입안내부가 유용하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 로터리 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 로터리 압축기에서 압축부를 보인 횡단면도,
도 3은 본 실시예에 따른 로터리 압축기에서 회전축의 회전각에 대한 베인롤러의 위치변화를 보인 개략도,
도 4는 도 1에서 압축부를 파단하여 보인 사시도,
도 5는 도 4에서 베인롤러를 보인 사시도,
도 6은 도 5에서 베인롤러를 흡입구와 비교하여 보인 정면도,
도 7은 도 5의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도,
도 8은 도 1에서 압축부를 확대하여 보인 단면도,
도 9는 흡입안내부의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 10은 흡입안내부의 가공각도에 따른 냉매 토출량을 비교하여 보인 그래프,
도 11은 흡입안내부를 통해 냉매가 흡입되는 과정을 보인 개략도,
도 12는 롤러의 선회각도별 입력토크의 변화를 비교하여 보인 그래프,
도 13 및 도 14는 흡입안내부에 대한 다른 실시예들을 파단하여 보인 평면도들,
도 15는 흡입안내부에 대한 또다른 실시예를 파단하여 보인 평면도,
도 16는 흡입안내부에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도,
도 17은 흡입안내부에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도,
도 18a 및 도 18b는 도 17에 따른 흡입안내부의 동작을 설명하기 위해 보인 평면도.

이하, 본 발명에 의한 로터리 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 로터리 압축기는 실린더의 개수에 따라 단식 로터리 압축기 또는 복식 로터리 압축기로 구분될 수 있다. 본 발명은 롤러와 베인이 결합된 힌지베인 방식의 로터리 압축기에서 롤러 또는 이 롤러가 마주보는 플레이트의 축방향 측면 형상에 관한 것이다. 따라서, 단식 로터리 압축기나 복식 로터리 압축기에 모두 적용될 수 있다. 이하에서는 단식 로터리 압축기를 예로 들어 설명하지만, 복식 로터리 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 실시예에 의한 로터리 압축기를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 로터리 압축기에서 압축부를 보인 횡단면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 로터리 압축기는, 케이싱(10)의 내부공간(11)에 전동부(20)가 설치되고, 전동부(20)의 하측에는 회전축(30)에 의해 기구적으로 연결되는 압축부(100)가 케이싱(10)의 내부공간(11)에 설치된다.

케이싱(10)은 원통형으로 형성되어 종방향으로 배치된다. 하지만, 경우에 따라서는 케이싱(10)이 횡방향으로 배치될 수도 있다.

전동부(20)는 케이싱(10)의 내주면에 압입되어 고정되는 고정자(21)와, 고정자(21)의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 회전자(22)로 이루어진다. 회전자(22)에는 회전축(30)이 압입되어 결합된다. 회전축(30)에는 편심부(35)가 축부(31)에 대해 편심지게 형성되고, 편심부(35)에는 후술할 베인롤러(140)의 롤러(141)가 미끄러지게 결합된다.

압축부(100)는 메인 베어링 플레이트(이하, 메인 베어링)(110)와, 서브 베어링 플레이트(이하, 서브 베어링)(120)와, 실린더(130)와 베인롤러(140)를 포함한다. 메인 베어링 플레이트(110)와 서브 베어링 플레이트(120)는 실린더(130)를 사이에 두고 축방향 양쪽에 구비되어 실린더(130)의 내부에 압축공간(V)을 형성한다.

또, 메인 베어링(110)과 서브 베어링(120)은 실린더(130)를 관통하는 회전축(30)을 반경방향으로 지지한다. 베인롤러(140)는 회전축(30)의 편심부(35)에 결합되어 실린더(130)에서 선회운동을 하면서 냉매를 압축한다.

메인 베어링(110)은 메인 플레이트부(111)가 원판 모양으로 형성되고, 메인 플레이트부(111)의 가장자리에는 케이싱(10)의 내주면에 열박음되거나 용접되도록 환형 측벽부(111a)가 형성된다. 메인 플레이트부(111)의 중앙에는 메인 베어링부(112)가 전동부를 향해 상향 돌출되어 형성되고, 메인 베어링부(112)에는 회전축(30)이 삽입되어 지지되도록 메인 축수구멍(112a)이 관통 형성된다.

서브 베어링(120)은 서브 플레이트부(121)가 원판 모양으로 형성되어 실린더(130)와 함께 메인 베어링(110)에 볼트로 체결될 수 있다. 물론, 실린더(130)가 케이싱(10)에 고정되는 경우에는 메인 베어링(110)은 서브 베어링(120)과 함께 실린더(130)에 각각 볼트 체결될 수 있고, 서브 베어링(120)이 케이싱(10)에 고정되는 경우에는 실린더(130)와 메인 베어링(110)이 서브 베어링(120)에 볼트로 체결될 수 있다.

서브 플레이트부(121)의 중앙에는 서브 베어링부(122)가 케이싱(10)의 저면을 향해 하향 돌출되어 형성되고, 서브 베어링부(122)에는 서브 축수구멍(122a)이 메인 축수구멍(112a)과 동일축선 상에서 관통되어 형성된다. 서브 축수구멍(122a)에는 회전축(30)의 하단을 지지하게 된다.

실린더(130)는 환형으로 형성된다. 실린더(130)의 내주면은 내경이 동일한 진원형상으로 형성된다. 실린더(130)의 내경은 롤러(141)의 외경보다 크게 형성된다. 이에 따라 실린더(130)의 내주면과 롤러(141)의 외주면 사이에는 압축공간(V)이 형성된다.

예를 들어, 실린더(130)의 내주면은 압축공간(V)의 외벽면을, 롤러(141)의 외주면은 압축공간(V)의 내벽면을, 베인(145)은 압축공간(V)의 측벽면을 각각 형성할 수 있다. 따라서, 롤러(141)가 선회운동을 함에 따라 압축공간(V)의 외벽면은 고정벽을 이루는 반면 압축공간(V)의 내벽면과 측벽면은 그 위치가 가변되는 가변벽을 형성하게 될 수 있다.

실린더(130)에는 흡입구(131)가 형성되고, 흡입구(131)의 원주방향 일측에는 베인슬롯(132)이 형성되며, 베인슬롯(132)을 사이에 두고 흡입구(131)의 반대쪽에는 토출안내홈(133)이 형성된다.

흡입구(131)는 상기 실린더(130)의 외주면에서 내주면을 반경방향으로 관통되도록 형성되며, 흡입구(131)의 외주측에는 케이싱(10)을 관통하는 흡입관(12)이 연결된다. 이에 따라, 냉매는 흡입관(12)과 흡입구(131)를 통해 실린더(130)의 압축공간(V)으로 흡입된다.

또, 흡입구(131)는 통상 원형 단면 형상으로 형성되는 것이 일반적이나, 경우에 따라서는 타원단면 형상으로 형성될 수도 있고 각진 형상으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 흡입구(131)가 원형 단면 형상으로 형성된 예를 중심으로 설명한다. 따라서, 본 실시예에서의 흡입구(131)의 내경은 일정하다.

베인슬롯(132)은 실린더(130)의 내주면에 외주면을 향하는 방향으로 길게 형성된다. 베인슬롯(132)의 내주측은 개구되고, 외주측은 막히거나 또는 케이싱(10)의 내주면에 의해 막히도록 개구되어 형성된다.

베인슬롯(132)은 후술할 베인롤러(140)의 베인(145)이 미끄러질 수 있도록 베인(145)의 두께 또는 폭과 대략 비슷한 정도의 폭을 가지도록 형성된다. 이에 따라, 베인(145)의 양쪽 측면은 베인슬롯(132)의 양쪽 내벽면에 의해 지지되어 대략 직선으로 미끄러지게 된다.

토출안내홈(133)은 실린더(130)의 내측 모서리에 반구 형상으로 모따기하여 형성된다. 토출안내홈(133)은 실린더(130)의 압축공간(V)에서 압축된 냉매를 메인 베어링(110)의 토출구(114)로 안내하는 역할을 한다. 이에 따라, 토출안내홈(133)은 토출구(114)와 연통되도록 축방향 투영시 토출구(114)와 중첩되는 위치에 형성된다.

하지만, 토출안내홈(133)은 사체적을 발생시키므로 가급적 토출안내홈(133)을 형성하지 않는 것이 바람직하며, 토출안내홈(133)을 형성하더라도 그 체적이 최소가 되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 베인롤러(140)는 앞서 설명한 바와 같이 롤러(141)와 베인(145)으로 이루어진다. 롤러(141)와 베인(145)이 단일체로 형성될 수도 있고, 상대운동을 할 수 있도록 결합될 수도 있다. 이하, 본 실시예는 롤러와 베인이 회전 가능하게 결합된 예를 중심으로 설명한다.

롤러(141)는 원통 형상으로 형성된다. 롤러(141)는 그 내주면과 외주면이 동일한 중심을 가지는 진원 형상으로 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 롤러(141)의 내주면과 외주면이 서로 다른 중심을 가지는 진원 형상으로 형성될 수도 있다.

또, 롤러(141)의 축방향 높이는 실린더(130)의 내주면 높이와 대략 동일하게 형성된다. 하지만, 롤러(141)가 메인 베어링(110)과 서브 베어링(120)에 대해 미끄럼 운동을 하여야 하므로, 롤러(141)의 축방향 높이는 실린더(130)의 내주면 높이보다 약간 작게 형성될 수도 있다.

또, 롤러(141)의 내주면 높이와 외주면 높이는 거의 동일하게 형성된다. 이에 따라, 롤러(141)의 내주면과 외주면 사이를 연결하는 양쪽 축방향 단면은 각각 실링면을 형성하게 된다. 이 실링면들은 롤러(141)의 내주면 또는 외주면에 대해 각각 직각을 이루게 된다. 하지만, 롤러(141)의 내주면과 각 실링면 사이의 모서리 또는 롤러(141)의 외주면과 각 실링면 사이의 모서리는 미세하게 경사지거나 곡면으로 형성될 수도 있다.

또, 롤러(141)는 회전축(30)의 편심부(35)에 회전 가능하게 삽입되어 결합되고, 베인(145)은 실린더(130)의 베인슬롯(132)에 미끄러지게 결합되어 롤러(141)의 외주면에 힌지 결합된다. 이에 따라, 회전축(30)의 회전시 롤러(141)는 편심부(35)에 의해 실린더(130)의 내부에서 선회운동을 하고 베인은 롤러(141)에 결합된 상태로 왕복운동을 하게 된다.

다만, 롤러(141)는 실린더(130)에 대해 동일 중심에 위치하도록 정렬될 수도 있지만, 경우에 따라서는 약간 편심되게 정렬될 수 있다. 예를 들어, 롤러(141)의 중심과 실린더(130)의 중심이 일치하는 경우에는 실린더(130)의 내주면과 롤러(141)의 외주면 사이의 간극(이하, 허용간격)이 원주방향을 따라 거의 일정하게 유지된다. 그러면, 실린더(130)의 내주면과 롤러(131)의 외주면이 가장 근접하는 접촉점이 흡입구(131)의 원주방향 끝단(131a)에 도달하는 시점에서 압축행정이 개시되고, 이 압축행정은 토출행정까지 균일하게 지속된다.

하지만, 롤러(141)의 중심과 실린더(130)의 중심이 일치하는 경우에는 압축실의 압력이 점점 상승하여 토출행정에 도달하는 과정에서 선행 압축실과 후행 압축실 사이에서의 압력차로 인한 냉매 누설이 발생될 수 있다.

이에, 롤러(141)의 중심과 실린더(130)의 중심이 편심되도록 정렬될 수 있다. 예를 들어, 롤러(141)의 중심(O')은 실린더(130)의 중심(축중심과 동심)(O)에 대해 대략 토출구(114)에 근접하는 방향으로 편심되도록 실린더(130)를 정렬시킬 수 있다. 이에 따라, 힌지홈(145)의 중심(O")과 축중심(O)을 연결하는 가상선을 중심으로 흡입구(131)가 위치하는 쪽에서의 허용간격은 최대 대략 40~50㎛ 정도로 넓게 정렬되고, 반대쪽인 토출구(114)가 위치하는 쪽에서의 허용간격은 최대 10~20㎛정도로 좁게 정렬된다.

그러면, 초기 압축행정에서는 비록 허용간격이 넓더라도 선행 압축실(V1)과 후행 압축실(V2) 사이에서의 압력차가 크지 않아 양쪽 압축실(V1)(V2) 사이에서의 냉매누설이 크지 않게 된다. 반면, 선행 압축실(V1)의 압력이 점점 상승하여 토출행정에 도달하는 과정에서 선행 압축실(V1)과 후행 압축실(V2) 사이에서의 압력차가 증가하더라도 허용간격이 상대적으로 좁아 두 압축실(V1)(V2) 사이에서의 냉매 누설이 억제될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 흡입안내부와 함께 다시 설명한다.

또, 롤러(141)는 그 내주면이 회전축(30)의 편심부(35) 외주면과 미끄럼 접촉될 수 있는 정도의 내경을 가지도록 환형으로 형성된다. 롤러(141)의 반경방향 폭(두께)는 후술할 힌지홈(1411)과 실링거리를 확보할 수 있을 정도의 두께로 형성된다.

또, 롤러(141)는 두께는 원주방향을 따라 일정하게 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 상이하게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 롤러(141)의 내주면은 타원 형상으로 형성될 수도 있다.

다만, 회전축(30)의 회전시 부하를 최소화하기 위해서는 롤러(141)의 내주면과 외주면은 동일한 중심을 가지는 진원 형상으로 형성되고, 롤러(141)의 반경방향 두께(t1)는 원주방향을 따라 일정하게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

또, 롤러(141)의 외주면에는 후술할 베인(145)의 힌지돌부(1452)가 삽입되어 회전할 수 있도록 한 개의 힌지홈(1411)이 형성된다. 힌지홈(1411)은 외주면이 개구된 원호 형상으로 형성된다.

힌지홈(1411)의 내경은 힌지돌부(1452)의 외경보다는 크게 형성되되, 힌지돌부(1452)가 삽입된 상태에서 빠지지 않으면서 미끄럼 운동을 할 수 있을 정도의 크기로 형성된다.

또, 힌지홈(1411)의 일측, 즉 회전축(30)의 회전방향으로는 흡입안내부(1415)가 형성된다. 흡입안내부에 대해서는 나중에 베인롤러를 설명하면서 다시 설명한다.

한편, 베인(145)은 슬라이딩부(1451), 힌지돌부(1452)를 포함한다.

슬라이딩부(1451)는 베인몸체를 이루는 부분으로, 기설정된 길이와 두께를 가지는 평판모양으로 형성된다. 예를 들어, 슬라이딩부(1451)는 전체적으로는 장방형의 6면체 형상으로 형성된다. 또, 슬라이딩부(1451)는 롤러(141)가 베인슬롯(132)의 반대쪽으로 완전히 이동한 상태에서도 베인(145)이 베인슬롯(132)에 남아있을 정도의 길이로 형성된다.

힌지돌부(1452)는 롤러(141)를 마주보는 슬라이딩부(1451)의 전방측 단부에 연장되어 형성된다. 힌지돌부(1452)는 힌지홈(1411)에 삽입되어 회전할 수 있는 단면적을 가지도록 형성된다. 힌지돌부(1452)는 힌지홈(1411)에 대응하도록 반원형 또는 연결부분을 제외한 거의 원형 단면 단면 형상으로 형성될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 13은 토출관, 150은 토출밸브, 160은 토출머플러이다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 전동부(20)에 전원이 인가되면 전동부(20)의 회전자(22)가 회전을 하여 회전축(30)이 회전시키게 된다. 그러면 회전축(30)의 편심부(35)에 결합된 베인롤러(140)의 롤러(141)가 선회운동을 하면서 냉매를 실린더(130)의 압축공간(V)으로 흡입하게 된다.

이 냉매는 베인롤러(140)의 롤러(141)와 베인(145)에 의해 압축되고, 메인 베어링 플레이트(110)에 구비된 토출밸브(150)를 열고 토출구(114)를 통해 머플러(160)의 내부공간으로 토출되며, 케이싱(10)의 내부공간(11)으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 롤러(141)와 베인(145)은 회전축(30)의 회전각에 따라 위치가 이동된다. 도 3은 본 실시예에 따른 로터리 압축기에서 회전축의 회전각에 대한 베인롤러의 위치변화를 보인 개략도이다.

먼저, 이 도면에서는 회전축(30)의 편심부(35)가 베인슬롯(132)을 마주보는 위치에서 그 회전축(30)의 축중심[실린더의 축중심과 동일하다](O)과 힌지홈(1411)의 중심(O")을 지나는 가상선의 위치를 0°라고 한다. 이는 도 3의 (a)에 해당한다. 이때에는 롤러(141)의 힌지홈(1411)이 실린더(130)의 내주면에 거의 접촉되어 베인(145)은 베인슬롯(132)의 안쪽으로 인입되게 된다.

다음, 도 3의 (b) 및 (c)는 회전축이 60° 및 120°정도 회전한 상태다. 도 3의 (a)에서 도 3의 (b),(c) 상태가 되면서 롤러(141)의 힌지홈(1411)은 실린더(130)의 내주면으로부터 이격되고, 베인(145)의 일부가 베인슬롯(132)으로부터 인출되게 된다. 이때, 후행 압축실(V2)은 흡입실을 형성하면서 냉매가 흡입구(131)를 통해 후행 압축실(V2)로 유입된다. 반면, 선행 압축실(V1)은 압축실을 형성하면서 그 선행 압축실(V1)에 채워진 냉매를 압축한다. 선행 압축실(V1)에 수용된 냉매는 아직 토출압에 도달하지 않게 되므로, 선행 압축실(V1)에서는 가스력 또는 베인반력이 발생되지 않거나 발생되더라도 무시할 수 있는 정도이다.

다음, 도 3의 (d)는 회전축이 180°정도 회전한 상태다. 도 3의 (c)에서 도 3의 (d) 상태가 되면서 롤러(141)의 힌지홈(1411)은 실린더(130)의 내주면으로부터 최대로 이격되고, 베인(145)은 베인슬롯(132)으로부터 최대로 인출되게 된다. 선행 압축실(V1)은 압축행정이 상당히 진행된 상태여서 선행 압축실(V1)에 수용된 냉매는 토출압에 근접한 상태가 된다.

다음, 도 3의 (e)는 회전축이 240°정도 회전한 상태이다. 이 상태에서 롤러(145)의 힌지홈(1411)은 다시 실린더(130)의 내주면 쪽으로 이동하게 되고, 베인(145)은 베인슬롯(132)으로 일부가 인입된다. 이때, 선행 압축실(V1)에 수용된 냉매가 토출압에 도달하여 토출을 개시하거나 거이 토출개시시점에 도달한 상태이다. 따라서, 이 상태에서는 선행 압축실(V1)의 압력과 후행 압축실(V2)의 압력 간 압력차가 최고 또는 거의 최고에 도달한 상태가 되므로, 앞서 설명한 바와 같이 실린더(130)와 롤러(141) 사이의 허용간극을 거의 최소한으로 정렬하게 된다.

다음, 도 3의 (f)는 회전축이 300°정도 회전한 상태이다. 이는 선행 압축실(V1)의 냉매가 거의 토출완료된 상태로서, 롤러(141)의 힌지홈(1411)이 실린더(130)의 내주면에 거의 접촉되고, 베인(145)은 베인슬롯(132)에 거의 인입된 상태이다. 이 상태에서는 선행 압축실(V1)과 후행 압축실(V2) 사이의 압력차가 감소하게 되어, 실린더(130)와 롤러(141) 사이의 허용간극이 점차 증가하도록 정렬하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 로터리 압축기는 그 특성상 압축실의 체적에 따라 체적효율이 결정되고, 흡입유로의 형상에 따라 흡입되는 냉매의 와류 및 반력이 가감된다. 따라서, 압축실의 체적을 증가시키게 되면 압축기의 체적효율이 향상될 수 있고, 흡입유로를 냉매의 순방향으로 형성하게 되면 냉매의 와류 및 반력을 줄일 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 압축실을 이루는 실린더의 내주면과 롤러의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 흡입안내부(또는 흡입안내홈)가 형성될 수 있다. 흡입안내부는 압축실의 체적이 확대될 수 있도록 실린더의 내주면에서 함몰되거나 또는/및 롤러의 외주면에서 함몰되어 형성될 수 있다.

다만, 실린더의 내주면에 흡입안내부가 형성되면 그 흡입안내부의 형상에 따라서는 압축개시시점이 지연될 수 있고, 롤러의 무게는 감소하지 않아 모터의 입력을 줄이지 못할 수 있다. 반면, 롤러의 외주면에 흡입안내부가 형성되면 그 흡입안내부의 형상에 따라서는 압축개시시점이 지연되는 것을 방지할 수 있고, 롤러의 무게가 감소하여 모터의 입력을 줄여 모터 효율이 향상될 수 있다.

따라서, 이하에서는 롤러의 외주면에 흡입안내부가 형성되는 예를 중심으로 설명한다. 하지만 흡입안내부가 반드시 롤러의 외주면에만 형성되는 것으로 한정되지는 않는다. 즉, 흡입안내부는 롤러의 외주면과 실린더의 내주면, 또는 실린더의 내주면에 형성될 수도 있다.

도 4는 도 1에서 압축부를 파단하여 보인 사시도이고, 도 5는 도 4에서 베인롤러를 보인 사시도이며, 도 6은 도 5에서 베인롤러를 흡입구와 비교하여 보인 정면도이고, 도 7은 도 5의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이다.

도 4 내지 도 7을 참고하면, 베인롤러(140)의 일부를 이루는 롤러(141)는, 앞서 설명한 바와 같이, 기설정된 두께와 높이를 가지는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 롤러(141)의 외주면 일측에는 베인(145)이 회전 가능하게 삽입되는 힌지홈(1411)이 형성되고, 힌지홈(1411)의 원주방향 일측(도면에서는 우측)에는 흡입안내부(1415)가 형성될 수 있다.

흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 외주면에서 롤러(141)의 중심(O')을 향해 기설정된 깊이만큼 함몰되도록 형성될 수 있다. 따라서, 흡입안내부(1415)는 흡입안내홈과 혼용될 수 있다.

흡입안내부(1415)는 힌지홈(1411)을 중심(O")으로 회전축(30)의 회전방향 쪽, 즉 흡입구(131)를 마주보는 쪽에 형성될 수 있다. 다만, 롤러(141)는 실린더(130)에 대해 상대운동을 하게 되므로, 롤러(141)의 선회위치(이동된 위치)에 따라서는 흡입안내부(1415)가 흡입구의 범위를 벗어날 수도 있다.

이에, 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 선회위치가 0도인 시점(즉, 롤러의 힌지홈이 실린더의 내주면에 가장 근접하는 시점)을 기준으로 흡입안내부(1415)의 적어도 일부가 흡입구(131)와 반경방향으로 중첩되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

또, 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 외주면 중에서 축방향 중간 위치에 형성될 수도 있고, 롤러(141)의 축방향 양쪽 측면을 관통하거나 또는 한쪽 측면을 관통하여 형성될 수도 있다. 도 4 내지 도 7은 흡입안내부가 롤러의 축방향 중간에 형성되는 예를 도시한 것이다. 흡입안내부(1415)가 롤러(141)의 축방향 측면을 관통하여 형성되는 실시예에 대해서는 나중에 설명한다.

도 5 내지 도 7을 참고하면, 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 축방향 양측 단면으로부터 각각 기설정된 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입안내부(1415)는 대략 롤러(141)의 외주면 중간에 위치하고, 흡입안내부(1415)의 축방향 양쪽에는 각각 축방향 실링면(141a)(141b)이 형성될 수 있다.

여기서, 축방향 실링면(141a)(141b)이은 롤러(141)의 축방향 측면과 흡입안내부(1415)의 축방향 측면 사이의 간격으로 정의되고, 축방향 실링면(141a)(141b)이은 전동부(20)에 인접한 쪽을 상측 축방향 실링면(제1축방향 실링면)(141a)으로, 반대쪽을 하측 축방향 실링면(제2축방향 실링면)(141b)이라고 각각 정의될 수 있다

제1축방향 실링면(141a)의 원주방향 길이와 제2축방향 실링면(141b)의 원주방향 길이는 서로 동일하게 형성될 수도 있고, 상이하게 형성될 수도 있다. 또, 제1축방향 실링면(141a)의 축방향 길이와 제2축방향 실링면(141b)의 축방향 길이는 서로 동일하게 형성될 수도 있고, 상이하게 형성될 수도 있다. 도 4는 양쪽 축방향 실링면(141a)(141b)의 원주방향 길이와 축방향 길이가 각각 동일한 예를 도시하고 있다.

예를 들어, 제1축방향 실링면(141a)과 제2축방향 실링면(141b)의 각 원주방향 길이와 축방향 길이가 서로 동일한 경우에는 제1축방향 실링면(141a)과 제2축방향 실링면(141b)을 용이하게 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 회전축(30)의 편심부(35)에 대한 롤러(141)의 무게 중심이 편심부(35)의 축방향 중심쪽에 위치하게 되므로 롤러(141)의 거동이 일정하게 유지될 수 있다.

하지만, 제1축방향 실링면(141a)의 원주방향 길이 또는 축방향 길이가 제2축방향 실링면(141b)의 원주방향 길이 또는 축방향 길이보다 크게 형성될 수 있다. 이는, 토출구(114)가 롤러(141)의 축방향 상측에 위치하는 메인 베어링(110)에 형성됨에 따라 토출실을 이루는 선행 압축실(V1)에서의 냉매가 상측으로 더 몰리게 되고, 이 냉매가 베인(145)의 상면 또는 롤러(141)의 상면를 타고 흡입실을 이루는 후행 압축실(V2)쪽으로 유입되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 힌지홈(1411)으로부터 기설정된 거리만큼 이격되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 힌지홈(1411) 주변에서 일종의 살빼기부를 형성하는 것과 유사하다. 따라서, 흡입안내부(1415)와 힌지홈(1411) 사이가 얇아지게 되므로 흡입안내부(1415)는 가능한 한 힌지홈(1411)으로부터 멀리 위치하는 것이 롤러(141)의 파손을 억제하는데 유리할 수 있다.

하지만, 반대로 흡입안내부(1415)는 흡입구(131)를 통해 흡입실을 이루는 압축실로 유입되는 냉매를 수용하는 공간이므로 가능한 한 힌지홈(1411)에 인접하도록 형성되는 것이 흡입체적을 확보하는데 유리하다.

예를 들어, 흡입안내부(1415)와 힌지홈(1411) 사이의 최단간격(제1간격)(L1)은 롤러(141)의 반경방향 두께(t1)보다는 작거나 같게 형성될 수 있다. 더 정확하게, 제1간격(L1)은 롤러(141)의 내주면에서 힌지홈(1411)까지의 최단간격(제2간격)(L2)보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 즉, 제1간격(L1)은 제2간격(L2) 대비 0.7~0.9배가 되도록 형성될 수 있다. 제2간격(L2)은 통상 2mm 내외가 될 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 내주면으로부터 반경방향으로 기설정된 거리만큼 이격되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 흡입안내부(1415)가 형성되는 부위에서는 롤러(141)의 두께가 얇아지게 되므로 회전축(30)의 회전시 편심부(35)로부터 힘을 받아 롤러(141)가 변형될 수 있다. 따라서, 흡입안내부(1415)의 내면과 롤러(141)의 내주면 사이에는 적정한 간격이 확보되어야 한다.

다만, 롤러(141)는 회전축(30)의 편심부(35)에 상대운동이 가능하게 결합되므로 힌지홈(1411)보다는 적은 힘을 받게 된다. 따라서, 흡입안내부(1415)의 내면과 롤러(141)의 내주면 사이의 최단간격(제3간격)(L3)은 대략 제1간격(L1) 또는 제2간격(L2)보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

한편, 흡입안내부(1415)가 반경방향으로 최대한 깊게 형성되기 위해서는 롤러(141)의 내경이 가능한 한 작게 형성되는 것이 유리하다. 하지만, 롤러(141)의 내경은 회전축(30)의 외경이나, 메인 축수구멍(112a)의 내경 또는 서브 축수구멍(122a)의 내경에 의해 제한된다.

도 8은 도 1에서 압축부를 확대하여 보인 단면도이다. 예를 들어, 서브 베어링(120)의 경우에는 서브 플레이트부(121)와 서브 축수구멍(122a)이 만나는 모서리에 모따기부(123)가 형성된다. 따라서, 모따기부(123)와 롤러(141)의 내주면은 롤러(141)가 회전하는 동안 기설정된 간섭거리(제4간격)(L4)만큼 반경방향으로 간섭되어야 한다. 이 제4간격(L4)은 대략 제1간격(L1)의 절반정도가 되도록 형성될 수 있다.

한편, 흡입안내부(1415)는 앞서 설명한 바와 같이 롤러(141)의 외주면에 홈을 형성하여 압축공간(V)의 체적을 확대하는 역할을 하게 된다. 따라서, 흡입안내부(1415)는 가능한 한 원주방향으로 길게 형성하는 것이 체적효율을 향상시키는데 유리할 수 있다.

하지만, 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 외주면이 실린더(130)의 내주면에 접촉된 상태에서도 그 실린더(130)의 내주면으로부터 이격되게 된다. 따라서, 흡입안내부(1415)는 그 흡입안내부(1415)를 통해 선행 압축실(V1)과 후행 압축실(V2)이 서로 연통되면서 일종의 냉매누설통로로 작용할 수 있다.

이를 고려하여, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 원주방향을 따라 냉매누설이 발생되지 않거나 최소화할 수 있는 범위내에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이하에서는 힌지홈(1411)에 인접한 흡입안내부(1415)의 원주방향 단부를 제1단(1415a), 반대쪽을 제2단(1415b)으로 정의하여 설명한다.

도 9는 흡입안내부의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 힌지홈(1411)의 끝단(1411a)에서 최대 허용간격위치(maximum clearance point)(P1)까지의 범위 내에 형성될 수 있다. 즉, 흡입안내부(1415)의 제1단(1415a)은 힌지홈(1411)의 끝단(1411a)쪽으로 최대한 가까이 위치하도록 형성되고, 흡입안내부(1415)의 제2단(1415b)은 최대 허용간격위치(P1)에 최대한 가까이 위치하도록 형성될 수 있다.

힌지홈(1411)의 끝단(1411a)은 힌지홈(1411)의 양단 중에서 흡입구(131)쪽 단부로 정의되고, 최대 허용간격위치(P1)는 실린더(130)의 내주면와 롤러(141)의 외주면 사이의 허용간격 중에서 가장 큰 지점으로 정의될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 실린더(130)의 내주면과 롤러(141)의 외주면은 각각 원형으로 형성됨에 따라 롤러(141)의 중심(O')이 실린더(130)의 중심(O)과 일치하게 되면 롤러(141)와 실린더(130) 사이의 허용간격(clearance)는 원주방향을 따라 균일하게 된다.

하지만, 통상적으로는 롤러(141)의 중심(O')이 실린더(130)의 중심(O)으로부터 편심되게 정렬됨에 따라, 실린더(130)의 내주면과 롤러(141)의 외주면 사이의 허용간격은 원주방향을 따라 상이하게 형성된다. 즉, 도 9를 참조하면, 최대 허용간격위치(P1)와 최소 허용간격위치(P2)는 180도의 위상차를 두고 서로 반대쪽에서 형성된다.

따라서, 허용간격(t22)이 최소가 되는 최소 허용간격위치(P2)에서 허용간격(t21)이 최대가 되는 최대 허용간격위치(P1)까지는 허용간격이 점차 증가하고, 최대 허용간격위치(P1)에서 180도 반대쪽인 최소 허용간격위치(P2)까지는 허용간격이 점차 감소하게 된다.

통상, 힌지홈(1411)이 실린더(130)의 내주면에 가장 근접하는 지점을 0도라고 할 때, 최소 허용간격위치(P2)는 토출개시각도의 주변인 대략 260도 부근에 형성된다. 따라서, 최대 허용간격위치(P1)는 최소 허용간격위치(P2)로부터 180도의 위상차를 둔 80도 부근에 형성되게 된다. 물론, 이는 압축기의 규격에 따라 달라질 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)의 제2단(1415b)은 최대 허용간격위치(P2)보다 작거나 같은 지점, 즉 힌지홈(1411)이 실린더(130)의 내주면에 가장 근접한 지점인 0도에서 회전축(30)의 회전방향을 기준으로 80도 범위 내에 형성될 수 있다.

만약, 흡입안내부(1415)가 최대 허용간격위치(P1)를 초과하여 형성되면 선행 압축실(V1)의 냉매가 후행 압축실(V2)로 과도하게 누설되게 된다. 그러면 선행 압축실(V1)에서의 압축손실이 발생되어 실질적인 체적효율이 감소하게 될 수 있다. 따라서, 흡입안내부(1415)의 제2단(1415b), 즉 흡입안내부(1415)의 최대 가공각도(θ)는 앞서 설명한 바와 같이 최대 허용간격위치(P1) 이내에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

하지만, 흡입안내부(1415)는 제2단(1415b)이 최대 허용간격위치(P1)보다 작은 범위에 형성되더라도 냉매 토출량은 차이가 발생될 수 있다. 즉, 롤러(141)의 외주면 전체가 실린더(130)의 내주면 전체를 차례대로 접촉하면서 선회운동을 함에 따라, 흡입안내부(1415) 역시 제1단(1415a)에서 제2단(1415b)까지 원주방향을 따라 차례대로 실린더(130)의 내주면과 반경방향으로 대면하게 된다.

이에 따라, 흡입안내부(1415)가 실린더(130)의 내주면을 대면하는 위치(또는 각도)에 따라 양쪽 압축실(V1)(V2)이 연통되거나 또는 분리되면서 선행 압축실(V1)에서의 실질적인 압축개시시점(또는, 압축실 간 냉매 누설량)이 달라질 수 있다.

예를 들어, 흡입안내부(1415)가 최대 가공각도(θ)인 80도까지 형성되는 경우라면, 흡입구(131)가 닫힌 시점에서도 선행 압축실(V1)과 후행 압축실(V2)은 흡입안내부(1415)를 통해 서로 연통되게 된다. 그러면 선행 압축실(V1)에 수용된 냉매의 일부가 후행 압축실(V2)로 역류하여 결국 선행 압축실(V1)에 대한 냉매 토출량이 일정 정도는 감소하게 된다.

하지만, 흡입안내부(1415)가 0도에서 흡입완료시점(또는 압축개시시점)까지 형성되게 되면 선행 압축실(V1)의 흡입완료시점에서 그 선행 압축실(V1)이 후행 압축실(V2)로부터 분리되면서 흡입안내부(1415)를 통한 압축실 간 냉매 누설을 억제할 수 있다. 이를 통해 선행 압축실(V1)에 대한 냉매 토출량이 감소되는 것을 억제할 수 있다. 도 10은 흡입안내부의 가공각도에 따른 냉매 토출량을 비교하여 보인 그래프이다.

도 10을 참조하면, 흡입안내부(1415)의 제2단에 대한 최대 가공각도(θ)가 흡입안내부(1415)의 최대 허용간격위치(P1)에 해당하는 각도인 80도를 초과하게 되면, 냉매 토출량이 급격하게 감소하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 흡입안내부(1415)의 최종 가공각도는 0도에서 최대 허용간격위치(P1)의 각도인 80도까지의 범위 내에 형성되는 것이 유리할 수 있다.

하지만, 흡입안내부(1415)의 위치가 최대 허용간격위치(P1)에서 흡입구(131)쪽으로 이동할수록 냉매 토출량이 서서히 감소하는 것을 볼 수 있다. 그리고 흡입안내부(1415)의 위치(즉, 흡입안내부의 제2단)가 흡입구(131)의 원주방향 끝단(베인슬롯 쪽을 시작단이라고 정의한다)과 같은 지점(D=L5)까지에서는 냉매 흡입량이 일정하게 유지되는 것을 볼 수 있다.

이는, 롤러(141)의 외주면이 흡입구(131)의 원주방향 끝단(131a)에 접하는 시점이 앞서 설명한 선행 압축실(V1)에 대한 흡입완료시점이 되므로, 선행 압축실(V1)의 흡입완료시점에서 그 선행 압축실(V1)이 후행 압축실(V2)로부터 분리되면서 흡입안내부(1415)를 통한 압축실 간 냉매 누설이 억제되기 때문이다.

따라서, 흡입안내부(1415)의 제2단(1415b)은 롤러(141)의 외주면이 흡입구(131)의 끝단(131a)에 접촉되는 부위, 즉 흡입완료시점(또는 압축개시시점)을 이루는 각도까지 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 흡입구(131)의 원주방향 끝단(131a)에 해당하는 위치이고, 이 각도는 힌지홈(1411)이 실린더(130)에 접하는 각도를 기준으로 대략 15~20도 정도 회전한 위치가 된다. 물론, 이는 압축기의 규격에 따라 약간씩 달라질 수 있다.

다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 흡입안내부(1415)의 원주방향 최단길이(L3)는 흡입구(131)의 내경(D)과 거의 동일하게 형성될 수 있다. 흡입안내부(1415)의 원주방향 최단길이(L5)는 흡입안내부(1415)의 제1단(1415a)과 제2단(1415b)을 연결하는 직선거리이다. 이하에서는 흡입안내부(1415)의 원주방향 최단길이(L5)는 흡입안내부(1415)의 최단길이로 정의하여 설명한다.

한편, 흡입안내부(1415)의 최단길이(L5)가 흡입구의 내경(원주방향 내경)(D)보다 작게 형성될 수도 있다. 하지만, 이 경우에는 흡입구(131)가 흡입안내부(1415) 주변의 롤러(141) 외주면과 근접되게 위치에서 마주보게 되므로, 흡입구(131)를 통해 흡입되는 냉매가 흡입안내부(1415) 주변과 충돌하여 와류를 형성하거나 반력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 흡입안내부(1415)의 최단길이(L5)는 흡입구(131)의 내경(D)과 같거나 크게 형성되는 것이 흡입체적을 높이는 측면에서 유리할 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)의 축방향 길이(L6)는 흡입구(131)의 내경(축방향 길이)(D)보다는 크거나 같게 형성될 수 있다. 더 바람직하게는 흡입안내부(1415)의 축방향 길이(도 6에 도시)(L6)는 흡입구(131)의 내경(D)보다는 크게 형성되는 것이 흡입체적을 높이는데 유리할 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)는 그 내면이 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 흡입안내부(1415)의 내면은 흡입구(131)를 통해 흡입되는 냉매가 롤러(141)의 선회방향을 따라 원활하게 이동할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 11은 흡입안내부를 통해 냉매가 흡입되는 과정을 보인 개략도이다. 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 외주면에서 기설정된 깊이만큼 함몰되되, 내면이 곡면으로 형성될 수 있다. 이 경우 흡입안내부(1415)의 내면은 전체가 곡면으로 형성될 수도 있고, 일부가 곡면으로 형성될 수도 있다.

또, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 축방향 투영시 내주면을 이루는 제1내면(1415c)이 반원 또는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c)에 대한 곡률은 압축기의 규격에 따라 설정될 수 있으나, 대략 롤러(141)의 외주면 곡률과 같거나 크게 형성될 수 있다.

흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c)은 그 제1내면(1415c)의 원주방향 중심(P3)이 흡입구(131)의 중심선(CL)과 일치된 상태에서 그 흡입구(131)의 중심선(CL)을 기준으로 원주방향 양쪽이 대칭되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입안내부(1415)의 가공이 용이할 뿐만 아니라, 흡입구(131)를 통해 유입되는 냉매 전체가 흡입안내부(1415)에서 원활하게 이동하게 되어 유동저항을 줄일 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)의 내면 중에서 상측 내면을 이루는 제2내면(1415d)과 하측 내면을 이루는 제3내면(1415e)은 각각 평면으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입안내부(1415)가 롤러(141)의 외주면 중간에 형성되면서도 그 흡입안내부(1415)의 체적을 최대한으로 크게 형성할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 흡입안내부는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 냉매는 흡입구(131)를 통해 압축공간(V)으로 흡입된다. 흡입구(131)는 롤러(141)의 외주면에 대해 대략 법선 방향으로 형성된다. 따라서, 냉매가 흡입되는 방향은 롤러(141)의 외주면에 대해 법선방향이고, 롤러(141)의 외주면과 실린더(130)의 내주면 사이의 간격은 매우 좁다.

이에 따라, 롤러(141)의 외주면에 흡입안내부(1415)가 형성되지 않는 경우라면 흡입구(131)를 통해 흡입실을 이루는 압축공간(V)으로 흡입되는 냉매가 고속으로 회전하는 롤러(141)의 외주면에 부딪혀 와류를 형성하거나 또는 흡입반력에 의해 흡입구쪽으로 역류하려는 경향이 발생될 수 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)가 롤러(141)의 외주면에 기설정된 깊이만큼 함몰되어 형성되면 그 흡입안내부(1415)에 의해 롤러(141)의 외주면과 실린더(130)의 내주면 사이의 실질적인 간격이 벌어지게 된다. 즉, 흡입안내부(1415)가 흡입되는 냉매에 대해 일종의 완충공간으로 작용하게 된다.

그러면, 흡입구(131)를 통해 흡입실을 이루는 압축공간(V)으로 흡입되는 냉매는 흡입구(131)를 마주보는 흡입안내부(1415)의 내부로 유입되고, 이 냉매는 흡입안내부(1415)에서 충돌로 인한 충격이 완충되면서 롤러(141)를 따라 원활하게 이동하게 된다.

이에 따라, 흡입실을 이루는 압축공간(V)으로 흡입되는 냉매의 와류현상을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 냉매의 흡입반력을 줄일 수 있게 된다. 그러면, 냉매는 흡입실을 이루는 압축공간(V)으로 원활하게 흡입되어 냉매의 흡입량이 증가되면서 압축기 효율이 향상될 수 있다.

아울러, 흡입안내부(1415)가 일종의 살빼기부 역할을 하게 되므로 흡입안내부(1415)의 체적만큼 롤러(141)의 무게를 줄일 수 있고, 롤러(141)의 무게가 감소함에 따라 전체적인 모터의 입력을 줄여 압축기 효율이 향상될 수 있다. 도 12는 롤러의 선회각도별 입력토크의 변화를 비교하여 보인 그래프이다. 종래는 롤러에 흡입안내부가 적용되지 않은 예이고, 본 실시예는 롤러의 외주면에 흡입안내부가 적용된 예를 보인 표시한 것이다.

이를 보면, 종래에 비해 본 실시예에서의 입력토크가 감소되는 것을 볼 수 있다. 이는 종래와 같이 롤러에 흡입안내부가 적용되지 않으면 그만큼 롤러의 무게가 증가하여 모터의 입력토크가 증가하는 반면, 본 실시예와 같이 롤러(141)에 흡입안내부(1415)가 적용되면 그만큼 롤러(141)의 무게가 감소하여 입력토크가 감소하게 되는 것을 알 수 있다.

한편, 흡입안내부에 대한 다른예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 흡입안내부의 내면이 원호 형상으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입안내부(1415)의 내면이 직선면 또는 직선면과 곡면으로 형성될 수도 있다.

도 13 및 도 14는 흡입안내부에 대한 다른 실시예들을 파단하여 보인 평면도들이다.

도 13을 참고하면, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 제1내면(1415c)의 일부는 쐐기 단면 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c) 중에서 외주측은 흡입구(131)의 길이방향을 따라 평행한 직선면으로 형성되고, 내주측은 중심쪽으로 갈수록 좁아지는 쐐기 단면 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 흡입안내부(1415)의 외주측 최단길이(L5)는 흡입구(131)의 내경(D)과 동일하게 형성되거나 또는 크게 형성될 수 있다. 또, 흡입안내부(1415)의 외주측 최단길이(L5)는 흡입구(131)의 내경(D)보다 작게 형성될 수도 있다.

상기와 같이 흡입안내부(1415)의 내면이 쐐기 단면 형상을 이루는 경우에도 그 흡입안내부(1415)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c)이 쐐기 단면 형상으로 형성됨에 따라, 흡입안내부(1415)는 전체적으로는 직선면으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예는 흡입안내부(1415)의 내면이 원호 형상으로 형성되는 것에 비해 용이하게 가공될 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)의 최단길이가 동일한 경우하면, 흡입안내부(1415)의 체적은 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 내면이 쐐기 단면 형상으로 형성되는 것이 전술한 실시예와 같이 원호 형상으로 형성되는 것에 비해 증가될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)에서의 롤러(141)는, 전술한 실시예에 비해 롤러(141)의 무게가 감소하게 되어, 본 실시예는 전술한 실시예에 비해 모터의 입력이 더 낮아질 수 있다.

나아가, 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c)이 쐐기 단면 형상으로 형성되면, 흡입구(131)를 통해 흡입실을 이루는 압축공간(V)으로 흡입되는 냉매가 흡입안내부(1415)의 내부에서 비교적 원활하게 이동하게 되어 냉매의 와류 및 반력도 효과적으로 줄일 수 있다.

한편, 도 14를 참고하면, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 제1내면(1415c)이 전체적으로 사각 단면 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c) 중에서 외주측은 흡입구(131)의 길이방향을 따라 평행한 직선면으로 형성되고, 내주측은 흡입구(131)의 길이방향에 직교하는 직선면으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 흡입안내부(1415)의 외주측 최단길이(L51)와 내주측 최단길이(L52)는 서로 동일하게 형성되며, 흡입구(131)의 내경(D)과 동일하게 형성되거나 크게 형성될 수 있다. 물론, 흡입안내부(1415)의 외주측 최단길이(L51)는 내주측 최단길이(L52)보다 약간 크게 형성될 수도 있다.

상기와 같이 흡입안내부(1415)의 내면이 사각 단면 형상을 이루는 경우에도 그 흡입안내부(1415)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 제1내면이 사각 단면 형상으로 형성됨에 따라, 흡입안내부(1415)는 전체적으로는 직선면으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예는 흡입안내부(1415)의 내면이 원호 형상으로 형성되거나 또는 쇄기 형상으로 형성되는 것에 비해 용이하게 가공될 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)의 최단길이가 동일한 경우하면, 흡입안내부(1415)의 체적은 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c)이 사각 단면 형상으로 형성되는 것이 전술한 실시예와 같이 원호 형상으로 형성되거나 또는 사각 단면 형상으로 형성되는 것에 비해 증가될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)에서의 롤러(141)는 전술한 실시예에 비해 롤러(141)의 무게가 더욱 감소하게 되어, 본 실시예는 전술한 실시예에 비해 모터의 입력이 더욱 낮아질 수 있다.

나아가, 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c)이 사각 단면 형상으로 형성되면, 흡입구(131)를 통해 흡입실을 이루는 압축공간(V)으로 흡입되는 냉매가 흡입안내부(1415)의 내부에서 완충되어 냉매의 와류 및 반력도 효과적으로 줄일 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 흡입안내부(1415)의 내주측은 롤러(141)의 내주면을 따라 곡면지게 형성될 수도 있다. 이 경우에는 흡입안내부(1415)의 체적이 그만큼 증가하게 될 수 있다.

한편, 흡입안내부에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 흡입안내부(1415)가 흡입구(131)의 중심선(CL)에서 연장되는 가상선을 중심으로 원주방향 양쪽이 서로 대칭되게 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 상기한 가상선을 중심으로 원주방향 양쪽이 서로 비대칭되도록 형성될 수도 있다.

도 15는 흡입안내부에 대한 또다른 실시예를 파단하여 보인 평면도이다. 도 15를 참고하면, 흡입안내부(1415)는 제1내면(1415c)의 원주방향 일측은 막힌 형상으로 형성되는 반면 원주방향 타측은 열린 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c) 중에서 힌지홈(1411)에 인접한 제1단(1415a)쪽의 제1내면(1415c)은 흡입구(131)의 길이방향을 따라 기설정된 깊이까지 평행하게 형성되고, 제1단(1415a)의 반대쪽인 제2단(1415b)쪽 제1내면(1415c)은 제1단쪽의 제1내면(1415c)에서 흡입구(131)의 길이방향에 직교하도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 흡입안내부(1415)는 전체적으로는 'ㄴ'형상으로 형성되어 베인(145)에 인접한 제1단쪽은 막힌 형상으로 형성되는 반면 베인(145)에서 멀어진 제2단쪽은 개구된 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 흡입안내부(1415)의 내면이 비대칭 형상을 이루는 경우에도 그 흡입안내부(1415)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 제1내면(1415c)이 베인(145)에 인접한 쪽은 막히고 베인(145)에서 먼 쪽은 개구된 형상으로 형성됨에 따라, 전술한 실시예들과 같이 원주방향 양단이 막힌 대칭 형상으로 형성되는 것에 비해 흡입안내부(1415)를 더 용이하게 가공될 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)의 원주방향 일단이 개구된 형상으로 형성됨에 따라, 원주방향 양단이 막힌 대칭 형상으로 형성되는 전술한 실시예들의 흡입안내부(1415)에 비해 흡입안내부(1415)의 체적이 증가될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)에서의 롤러(141)는 전술한 실시예의 롤러에 비해 롤러(141)의 무게가 더욱 감소하게 되어, 본 실시예는 전술한 실시예에 비해 모터의 입력이 더욱 낮아질 수 있다.

나아가, 본 실시예와 같이 흡입안내부(1415)의 원주방향 일단이 개구된 형상으로 형성되면, 흡입구(131)를 통해 흡입실을 이루는 압축공간(V)으로 흡입되는 냉매가 롤러(141)의 회전방향으로 신속하게 이동할 수 있어 냉매의 와류 및 반력도 효과적으로 줄일 수 있다.

한편, 흡입안내부에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 흡입안내부(1415)가 롤러(141)의 외주면 중간에서 기설정된 깊이로 함몰되어 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입안내부(1415)가 롤러(141)의 축방향 양쪽 측면 중에서 어느 한 쪽 측면을 관통하여 형성되거나 또는 양쪽 측면을 모두 관통하여 형성될 수도 있다. 이하에서는 흡입안내부(1415)가 롤러의 축방향 양쪽 측면을 모두 관통하여 형성되는 예를 중심으로 설명한다.

도 16는 흡입안내부에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도이다.

도 16을 참고하면, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 롤러(141)의 축방향 상면에서 축방향 하면까지 관통하여 형성될 수 있다. 이 경우에는 흡입안내부(1415)의 축방향 양측에서 각각 축방향 실링면이 배제된다.

또, 흡입안내부(1415)는 축방향을 따라 동일한 단면 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 흡입안내부(1415)는 축방향을 따라 이종 단면 형상으로 형성될 수도 있지만, 가공측면을 고려하면 축방향을 따라 동일한 단면 형상으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)는 전술한 실시예들, 예를 들어 원호 단면 형상, 쐐기 단면 형상, 사각 단면 형상, 비대칭 단면 형상 등 다양하게 형성될 수 있다. 이하에서는 원호 단면 형상을 대표예로 삼아 설명한다.

본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 앞서 도 5의 실시예에서와 같이 원호 단면 형상이면서 롤러(141)의 외주면에서 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성될 수 있다.

또, 흡입안내부(1415)의 제1단(1415a)은 힌지홈(1411)으로부터 기설정된 제1간격(L1)만큼 이격되어 형성되며, 흡입안내부(1415)는 제2단(1415b)은 접촉점(더 정확하게는 흡입구의 끝단)에서 흡입완료시점 또는 압축개시시점까지의 범위내에 형성될 수 있다. 구체적으로는, 도 6 내지 도 9를 참조하면, 흡입안내부(1415)의 제2단(1415b)은 흡입구(131)의 끝단(131a)에 접하는 롤러(141)의 외주면까지 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 물론, 흡입안내부(1415)는 최대 허용간격위치(P1)까지 형성될 수도 있다.

또, 앞서 설명한 바와 같이, 흡입안내부(1415)의 최단길이(L5)는 흡입구(131)의 내경(D)과 동일하거나 크게 형성될 수도 있다. 물론, 흡입안내부(1415)의 최단길이(L5)는 흡입구(131)의 내경(D)보다 작게 형성될 수도 있다.

본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 전술한 실시예들의 흡입안내부(1415)와 기본적인 구조 및 작용 효과가 유사하다. 다만, 본 실시예에서는 흡입안내부(1415)가 롤러(141)의 외주면을 포함하여 축방향 양쪽 측면을 관통하여 형성됨에 따라, 도 5에 도시된 실시예와는 다르게 제1축방향 실링면과 제2축방향 실링면이 배제될 수 있다.

이에 따라, 흡입안내부(1415)를 더욱 용이하게 가공될 수 있을 뿐만 아니라, 흡입안내부(1415)의 체적이 증가될 수 있다. 또, 도 5에 도시된 실시예의 롤러(141)에 비해 롤러(141)의 무게가 더욱 감소하게 되어, 모터의 입력이 더욱 낮아질 수 있다.

한편, 흡입안내부에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 흡입안내부가 롤러의 외주면에 원주방향을 따라 한개만 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입안내부(1415)가 원주방향을 따라 복수 개가 형성될 수도 있다.

도 17은 흡입안내부에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 18a 및 도 18b는 도 17에 따른 흡입안내부의 동작을 설명하기 위해 보인 평면도이다.

도 17을 참고하면, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 제1안내부(1416) 및 제2안내부(1417)를 포함할 수 있다. 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)의 사이에는 원주방향을 따라 기설정된 간격(제5간격)(L7)을 두고 원주방향 실링면(141c)이 형성될 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 흡입안내부(1415)는 제1,제2안내부(1416)(1417) 외에 제3안내부, 제4안내부 등이 원주방향을 따라 각각 원주방향 실링면(L7)을 사이에 두고 연이어 형성될 수도 있다. 편의상, 이하에서는 제1안내부와 제2안내부로 한정하여 설명한다.

또, 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)는 동일한 형상으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 편의상, 이하에서는 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)가 동일한 형상으로 형성된 예를 중심으로 설명한다.

제1안내부(1416)의 제1단은 전술한 다른 실시예들과 같이 힌지홈(1411)으로부터 제1간격(L1)을 두고 형성되며, 제1안내부(1417)의 제2단(1416b)은 접촉점(더 정확하게는 흡입구의 끝단)에서 흡입완료시점 또는 압축개시시점까지의 범위내에 형성될 수 있다. 구체적으로는, 앞서 설명한 바와 같이 제1안내부(1416)의 제2단(1416b)은 흡입구(131)의 끝단(131a)에 접하는 롤러(141)의 외주면까지 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

제1안내부(1416)의 최단간격(L5')과 제2 안내부(1417)의 최단간격(L5")은 각각 흡입구(131)의 내경과 같거나 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1안내부(1416)의 최단간격(L5')과 제2안내부(1417)의 최단간격(L5")을 합한 흡입안내부(1415)에 대한 총 최단간격(L5)은 흡입구(131)의 내경(D)보다 대략 2배 이상 크게 형성될 수 있다.

상기와 같이, 흡입안내부(1415)가 복수 개의 안내부(L5')(L5")로 이루어지는 본 실시예의 경우에도 흡입안내부(1415)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용 효과는 흡입안내부(1415)가 한개로 이루어지는 전술한 실시예들과 유사하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예에서는 흡입안내부(1415)가 원주방향을 따라 원주방향 실링면(141c)을 사이에 두고 복수 개가 형성됨에 따라, 전술한 실시예에 비해 흡입안내부(1415)의 전체 원주방향 길이(이하, 흡입안내부의 원호길이 또는 흡입안내부의 최단간격)(L5)가 확대될 수 있다.

이때, 흡입안내부(1415)의 원호길이가 증가하는 만큼 압축실의 체적이 증가하게 되어 체적효율이 향상될 수 있다. 하지만, 흡입안내부(1415)의 원호길이가 증가하게 되면 해당 압축실이 흡입완료시점(대략 80°)에 도달하기 전에 흡입안내부(1415)를 통해 해당 압축실이 선행 압축실(V1)에 연통될 수 있다. 그러면 압축실에서 압축되는 냉매의 일부가 흡입안내부(1415)를 통해 흡입실을 이루는 압축실로 누설되어 토출량이 감소될 수 있다.

이에, 본 실시예에 따른 흡입안내부(1415)는 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)로 구분되고, 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)의 사이에 제5간격(L7)만큼의 원주방향 실링면(141c)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 선행압축실(V1)에서 압축되는 냉매가 흡입안내부(1415)를 통해 후행 압축실(V2)로 역류하는 것을 억제할 수 있다.

도 18a에서와 같이, 롤러(141)가 0도인 위치에서는 흡입안내부(1415)의 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)의 일부가 흡입실을 이루는 선행 압축실(V1)에 포함된 상태이다. 이때, 선행 압축실(V1)의 체적은 해당 압축실의 체적 외에 그 선행 압축실(V1)에 포함되는 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)의 체적을 합친 총 체적이 된다. 따라서, 전술한 실시예와 같이 흡입안내부(1415)가 한개로 이루어진 경우보다 흡입실을 이루는 압축실의 흡입체적이 증가하게 된다.

도 18b에서와 같이, 롤러(141)가 대략 20도 정도를 선회하게 되면, 흡입구(131)에 연통되는 후행 압축실(V2)에는 제1안내부(1416)가, 선행 압축실(V1)에는 제2안내부(1417)가 각각 위치하게 된다. 이때, 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417) 사이는 제5간격(L7)만큼 이격된 원주방향 실링면(141c)이 형성됨에 따라, 제1안내부(1416)와 제2안내부(1417)는 원주방향으로 분리된다. 이에 따라, 제2안내부(1417)가 포함된 선행 압축실(V1)의 냉매가 제1안내부(1416)가 포함된 후행 압축실(V2)로 역류하는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해, 실질적인 토출량이 증가될 수 있다.

아울러, 흡입안내부(1415)의 체적이 증가하는 만큼 롤러(141)의 무게가 감소하게 되어 모터의 입력을 낮출 수 있고, 이를 통해 압축기 효율이 향상될 수 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 제1안내부와 제2안내부가 서로 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1안내부는 롤러(141)의 축방향 양면을 관통하는 형상이고, 제2안내부는 롤러(141)의 외주면 중간에서 함몰되는 형상으로 형성될 수 있다. 또, 제1안내부(1416)는 체적이 크고, 제2안내부(1417)는 체적이 작게 형성될 수도 있다. 또, 제1안내부(1416)는 곡면으로 형성되고, 제2안내부(1417)는 직선면으로 형성될 수도 있다. 물론 반대 형상도 가능하다.

한편, 본 발명은 R32와 같은 고압냉매를 사용할 때 흡입반력이 증가할 수 있으므로, 이러한 고압냉매가 적용되는 힌지베인 방식의 로터리 압축기에 본 실시예에 따른 흡입안내부가 유용하게 적용될 수 있다.

10: 케이싱 11: 내부공간
12: 흡입관 13: 토출관
20: 전동부 21: 고정자
22: 회전자 30: 회전축
35: 편심부 100: 압축부
110: 메인 베어링 플레이트 111: 메인 플레이트부
111a: 환형 측벽부 112: 메인 베어링부
112a: 메인 축수구멍 114: 토출구
120: 서브 베어링 플레이트 121: 서브 플레이트부
122: 서브 베어링부 122a: 서브 축수구멍
123: 모따기부 130 : 실린더
131: 흡입구 131a: 흡입구의 끝단
132 : 베인슬롯 133: 토출안내홈
140 : 베인롤러 141: 롤러
141a: 제1축방향 실링면 141b: 제2축방향 실링면
141c: 원주방향 실링면 1411: 힌지홈
1411a: 힌지홈의 끝단 1415: 흡입안내부
1415a: 흡입안내부의 제1단 1415b: 흡입안내부의 제2단
1415c: 제1내면 1415d: 제2내면
1415e: 제3내면 145: 베인
1451: 슬라이딩부 1452: 힌지돌부
150: 토출밸브 160: 토출머플러
CL: 흡입구의 중심선 t1: 롤러의 반경방향 두께
t21: 최대 허용간격 t22: 최소 허용간격
D: 흡입구의 내경
L1: 흡입안내부와 힌지홈 사이의 최단간격(제1간격)
L2: 롤러의 내주면에서 힌지홈까지의 최단간격(제2간격)
L3: 흡입안내부의 내면과 롤러의 내주면 사이의 최단간격(제3간격)
L4: 모따기부와 롤러의 간섭거리(제4간격)
L5: 흡입안내부의 원주방향 최단길이
L51: 흡입안내부의 외주측 원주방향 최단길이
L52: 흡입안내부의 내주측 원주방향 최단길이
L5': 제1안내부의 원주방향 최단길이
L5": 제2안내부의 원주방향 최단길이
L6: 흡입안내부의 축방향 길이
L7: 제1안내부와 제2안내부 사이의 원주방향 간격(제5간격)
P1: 최대 정렬간격 위치 P2: 최소 정렬간격 위치
P3: 흡입안내부의 원주방향 중심 θ: 최대 가공각도
O: 축중심(실린더의 중심) O': 롤러의 중심
O": 힌지홈의 중심 V: 압축공간
V1: 선행 압축실 V2: 후행 압축실

Claims (17)

1. 회전축;
   상기 회전축을 지지하는 베어링 플레이트;
   상기 베어링 플레이트에 결합되며, 흡입구와 베인슬롯이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 구비되는 실린더;
   상기 회전축에 결합되고, 상기 실린더의 내부에 구비되어 상기 베어링 플레이트 및 상기 실린더와 함께 압축공간을 형성하며, 외주면에 힌지홈이 형성되는 롤러; 및
   일단은 상기 실린더의 베인슬롯에 미끄러지게 결합되고, 타단은 상기 롤러의 힌지홈에 회전 가능하게 결합되는 베인;를 포함하고,
   상기 롤러의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 흡입안내부가 함몰되어 형성되며,
   상기 흡입안내부의 축방향 양쪽에는,
   상기 흡입안내부가 상기 롤러의 축방향 양측 단면으로부터 기설정된 축방향 높이만큼 이격되도록 제1 축방향 실링면과 제2 축방향 실링면이 각각 형성되는 로터리 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡입안내부는 상기 흡입구를 마주보는 면에 형성되고,
   상기 힌지홈이 상기 실린더의 내주면에 접하는 시점에서 상기 흡입안내부와 상기 흡입구는 반경방향으로 적어도 일부가 중첩되는 로터리 압축기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 축방향 실링면과 상기 제2 축방향 실링면은 원주방향 길이와 축방향 길이가 서로 동일하게 형성되는 로터리 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 흡입안내부의 내면 중에서 축방향 일측 내면과 축방향 타측 내면은 서로 평행한 평면으로 형성되는 로터리 압축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 흡입안내부는 상기 힌지홈으로부터의 최단길이인 제1간격만큼 이격되고,
   상기 제1간격은 상기 롤러의 반경방향 두께보다 작거나 같은 로터리 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1간격은 상기 롤러의 내주면과 상기 힌지홈 사이의 간격인 제2간격보다 작거나 같은 로터리 압축기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 실린더의 내주면과 상기 롤러의 외주면 사이에는 허용간격이 구비되고, 상기 허용간격은 원주방향을 따라 최대 허용간격과 최소 허용간격을 가지며,
   상기 흡입안내부는 상기 힌지홈으로부터 먼 끝단이 상기 최대 허용간격이 위치하는 범위내에 형성되는 로터리 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 흡입안내부는 상기 힌지홈으로부터 먼 끝단이 상기 압축공간의 흡입완료되는 범위내에 위치하는 로터리 압축기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 흡입안내부의 원주방향 양단 사이의 최단길이는 상기 흡입구의 내경보다 작거나 같게 형성되는 로터리 압축기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 흡입안내부는 그 내면의 적어도 일부가 곡면으로 형성되는 로터리 압축기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 흡입안내부는 그 내면이 원호 형상으로 형성되는 로터리 압축기.
12. 제1항에 있어서,
    상기 흡입안내부는 그 내면의 적어도 일부가 직선면으로 형성되는 로터리 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 흡입안내부는 그 내면의 적어도 일부가 서로 교차되는 경사면으로 형성되는 로터리 압축기.
14. 제1항에 있어서,
    상기 흡입안내부는 그 흡입안내부의 원주방향 중심을 기준으로 대칭되게 형성되는 로터리 압축기.
15. 제1항에 있어서,
    상기 흡입안내부는 그 흡입안내부의 원주방향 중심을 기준으로 비대칭되게 형성되는 로터리 압축기.
16. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입안내부는 원주방향을 따라 복수 개가 형성되고, 상기 복수 개의 흡입안내부는 원주방향을 따라 기설정된 제3간격만큼 이격되는 로터리 압축기.
17. 제16항에 있어서,
    상기 복수 개의 흡입안내부는, 각 흡입안내부의 원주방향 양단을 연결하는 각 최단길이의 합이 상기 흡입구의 내경보다 크게 형성되는 로터리 압축기.

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