KR100214192B1 - 개량형 회전 압축기 밸브 포트 입구 - Google Patents

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Abstract

제거부는 토출 포트 구역에서 회전 압축기의 모터 단부 베어링 내에 마련된다. 제거부는 모따기부 등과 유사한 것으로 유동 통로를 매끄럽게 함으로써 유동성을 향상시킨다. 제거부는 제거부가 틈새 용적에 대해 영향을 미치는 것을 제한하기 위하여 실린더 보어 위에 놓이는 모터 단부 베어링의 부분으로 제한된다.

Description

개량형 회전 압축기 밸브 포트 입구
고정 베인식 또는 롤링 피스톤식 회전 압축기(rotary compressor)에서, 토출 포트는 모터 단부 베어링 내에 있다. 토출 포트는 토출 포트의 대략 절반이 피스톤 보어 위에 놓이고 나머지가 실린더 위에 놓이도록 배치된다. 토출 포트가 위에 놓이는 실린더 부분은 실린더 보어로부터 토출 포트로의 유체 통로를 제공하도록 만입되어 있다. 따라서, 토출 포트는 피스톤 보어 및 만입부(recess)와 대면한다. 매끄러운 유동 통로를 제공하기 위하여, 토출 포트로의 입구는 통상적으로는 모따기되어 있다.
틈새 용적(clearance volume)은 압축 과정의 말기에 토출되지 않는 압축 가스의 체적이며, 압축되었지만 토출되지 않아 이후에 팽창하여 흡입 채적의 일부를 형상하므로 손실을 나타낸다. 롤링 피스톤식 압축기의 경우에, 틈새 용적은 실린더의 만입부의 체적과, 토출 밸브의 상류측의 토출 포트의 체적으로 구성된다. 토출 포트 체적의 일부분은 모따기부 또는 제거부를 형성할 때에 제거되는 재료의 체적으로 구성되며, 상기 모따기부 체적의 일부는 실린더의 만입부 위에 놓인다.
초승달형 모따기부 또는 제거부는 모터 단부 베어링 내에 마련된다. 모따기부는 압축실로부터 토출 포트로의 유동을 위한 매끄러운 전이부를 제공한다. 부가적으로, 모따기부는 실린더의 만입부 위에 놓이는 토출 포트의 부분으로 연장되지 않음으로서, 틈새 용적이 불필요하게 증가되는 것을 방지한다.
본 발명의 목적은 토출 밸브를 가로지른 압력 강하를 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 틈새 용적을 최소화하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 토출 유동을 위한 매끄러운 전이부를 제공하기 위한것이다. 이하에서 명백하게 되는 상기 목적 및 다른 목적은 본 발명에 의해 성취된다.
제1도는 흡입 구조체를 통해 절취한 롤링 피스톤식 압축기의 종단면도.
제2도는 제1도의 선 2-2를 따라 절취한 단면도.
제3도는 본 발명의 주제인 토출 구조체를 통해 절취한, 제1도의 롤링 피스톤식 압축기의 부분 종단면도.
제4도는 모터 베어링의 펌프 단부면도.
제5도는 제4도의 선 5-5를 따라 절취한 단면도.
제6도는 제1수정 실시예를 도시하는 제5도에 대응하는 단면도.
제7도는 제2수정 실시예를 도시하는 제5도에 대응하는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 압축기 12 : 쉘
20 : 실린더 20-1, 22-1, 28-1 : 보어
20-3 : 토출 만입부 22 : 피스톤
28 : 모터 단부 베어링 28-2 : 토출 포트
28-3 : 모따기부 또는 제거부 38 : 토출 밸브
기본적으로, 초승달형 모따기부는 토출 포트를 둘러싸고 피스톤 보어 위에 놓이는 모터 단부 베어링의 부분 내에 마련된다.
도 1 및 도 2에서, 도면 부호 10은 수직형 롤링 피스톤식 압축기(vertical, high side rolling piston compressor)를 나타낸다. 도면 부호 12는 쉘 또는 케이싱을 나타낸다. 흡입 튜브(16)는 쉘(12)에 대해 밀봉되고, (도시되지 않은) 증발기에 연결된 흡입 축압기(14)와 흡입실(S)을 유체 연통시킨다. 흡입실(S)은 실린더(20) 내의 보어(20-1), 피스톤(22), 펌프 단부 베어링(24) 및 모터 단부 베어링(28)에 의해 형성된다.
편심축(40)은 펌프 단부 베어링(24)의 보어(24-1) 내에 지지되어 수납된 부분(40-1)과, 피스톤(22)의 보어(22-1) 내에 수납된 편심륜(40-2)과, 모터 단부 베어링(28)의 보어(28-1) 내에 지지되어 수납된 부분(40-3)을 포함한다. 오일 픽업 튜브(34)는 부분(40-1) 내의 보어로부터 섬프(sump, 36) 내로 연장된다. 고정자(stator, 42)는 수축 끼워 맞춤, 용접 또는 임의의 다른 적당한 수단에 의해 쉘(12)에 고정된다. 로터(rotor, 44)는 수축 끼워 맞춤에 의해 축(40)에 적당히 고정되고, 고정자(42)의 보어(42-1) 내에 배치도며, 전기 모터를 형성하도록 보어(42-1)와 상호 작용한다. 베인(30)은 스프링(31)에 의해 피스톤(22)과 접촉하도록 편의된다.
도 3을 참조하면, 토출 포트(28-2)는 모터 단부 베어링(28) 내에 형성되고, 보어(20-1) 위에 부분적으로 놓이며, 압축실(C)로부터 토출 포트(28-2)로의 유동 통로를 제공하는 도 2에 가장 잘 도시된 토출 만입부(20-3) 위에 놓인다. 토출 포트(28-2)는 통상적인 것처럼 토출 밸브(38) 및 이격된 밸브 정지 부재(39)에 의해 연속적으로 덮인다. 지금까지 설명된 바와 같이, 압축기(10)는 대체로 통상의 것이다. 본 발명은 도 3 내지 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이 모따기부 또는 제거부(28-3)를 부가한다. 모따기부(28-3)는 원주 방향 범위가 공칭으로 200°인 초승달형의 것으로서, 보어(20-1) 위에 또는 더욱 구체적으로는 압축실(C) 위에 놓이는 토출 포트(28-2)의 일부분에 대응한다. 가능하게는, 모따기부로부터 모따기부가 아닌 부분으로의 혼화부(blend)를 형성하여 틈새 용적을 부가하는 초승달 형상의 선단의 일부분을 제외하고는 모따기부는 실린더(20) 위에 놓이지 않는다. 그러나, 모따기부(28-3)는, 모따기부가 없다면 손실을 수반하는 90°모서리에 걸쳐 압축실(C)로부터 토출 포트(28-2)로의 유동이 발생하는 곳에 배치된다. 도 5에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 모따기부(28-3)는 30°내지 60°범위의 각도를 형성하며, 모따기부의 치수는 0.5mm 내지 0.8mm 정도이다.
작동시, 로터(44) 및 편심축(40)은 일체로 회전하며, 편심륜(40-2)은 피스톤(22)의 이동을 일으킨다. 섬프(36)로부터의 오일은 원심 펌프로서 작용하는 보어(40-4) 내로 오일 픽업 튜브(34)를 통해 흡입된다. 펌핑 작용은 축(40)의 회전 속도에 따라 좌우된다. 보어(40-4)로 반송된 오일은 베어링(24), 피스톤(22) 및 베어링(28)을 각각 윤활시키기 위하여 부분(40-1), 편심륜(40-2) 및 부분(40-3) 내의 일련의 반경 방향으로 연장된 통로 내로 유동할 수 있다. 피스톤(22)은 가스가 흡입 튜브(16) 및 통로(20-2)를 통해 흡입실(S)로 흡입되도록 종래의 방식으로 베인(30)과 상호 작용한다. 흡입실(S) 내의 가스는 포집되어 압축되며, 모따기부(28-3) 및 만입부(20-3)에 의해 형성된 유동 통로를 통해 압축실(C)로부터 토출 포트(28-2) 내로 토출된다. 고압 가스는 밸브(38)를 개방시켜(unseat), 소음기(32)의 내부로 들어간다. 압축 가스는 소음기(32)를 지나 쉘(12)의 내부로 들어가며, 회전하는 로터(44)와 고정자(42) 사이의 환상 간극을 지난 토출 라인(60)을 통해 (도시되지 않은) 냉동 회로의 응축기로 들어간다.
압축 과정의 완료 시에, 피스톤(22)은 만입부(20-3)의 구역에서 보어(20-1)에 접하게 된다. 틈새 용적은 만입부(20-3)의 체적, 토출 포트(28-2)의 체적 및 모따기부(28-3)로부터 제거된 재료의 체적이 된다. 따라서, 틈새 용적은 모따기부(28-3)의 감소된 크기로 인해 매끄러운 유동 통로를 제공하면서 최소화된다. 그러나, 유동을 촉진하기에 바람직한 모따기부(28-3)의 부분은 유지된다.
모따기부(28-3)의 경우에서와 같은 경사진 모서리 이외에도, 다른 형상이 채택될 수 있다. 도 6은 모따기부(28-3) 대신에 원형 곡선부 또는 둥근 부분(128-3)의 사용을 도시한다. 마찬가지로, 도 7은 타원형 곡선부(228-3)의 사용을 도시한다. 모따기부(28-3)와 같은 둥근 부분(128-3) 및 곡선부(228-3)는 원주 방향 범위가 200°정도이며, 0.5mm 내지 0.8mm 정도의 코드 길이를 갖는다. 본 발명은 수직 가변 속도 압축기에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당해 기술 분야의 숙련자에게는 다른 변경이 가능하다. 예컨대, 본 발명은 수평 및 수직 압축기 모두에 적용할 수 있다. 마찬가지로, 모터는 가변 속도 모터일 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위의 범주에 의해서만 제한된다.
이와 같은 개량된 압축기 토출 포트 입구를 갖는 본원 발명에 의한 회전 압축기는 틈새 용적에 추가되는 제거부의 체적을 최소화하고, 아울러 압축실로부터 토출 포트로의 압력 강하, 즉 유동 손실을 감소시킴으로써 회전 압축기의 성능을 향상시킨다.

Claims (7)

  1. 수직형 회전 압축기 수단에 있어서, 제1단부 및 제2단부를 갖는 쉘 수단(12)과; 흡입실(S) 및 압축실(C)을 형성하도록 실린더 수단과 상호 작용하는 베인(30) 및 피스톤(22)을 갖는 펌프 수단을 내장하는 보어(20-1)를 구비하고, 상기 제1단부 부근에서 상기 쉘 수단 내에 고정 배치된 실린더 수단(20)과; 상기 보어 위에 위치하고, 상기 실린더 수단에 고정되고, 상기 제1단부를 향해 연장된 제1베어링 수단(24)과; 상기 실린더 수단(20)에 고정되고, 상기 보어 위에 배치되고, 상기 제2단부를 향해 연장된 제2베어링 수단(28)과; 상기 제1베어링 수단 및 제2베어링 수단에 의해 지지되고 상기 피스톤에 작동적으로 연결된 편심륜 수단(40-2)을 구비하는 편심축 수단(40)과; 상기 실린더 수단과 상기 제2단부 사이에서 상기 쉘 수단 내에 고정 배치되고 상기 실린더 수단 및 상기 제2베어링 수단으로부터 축방향으로 이격된 고정자 수단(42)과, 상기 편심축 수단과 일체로 되도록 상기 편심축 수단에 고정되고 고정자 수단과 함께 환상 간극(42-1)을 형성하도록 상기 고정자 수단 내에 배치된 로터 수단(44)을 구비하는 모터 수단과; 가스를 상기 펌프 수단에 공급하는 흡입 수단(16)과; 상기 쉘 수단에 유동적으로 연결된 토출 수단(60)과; 상기 제2베어링 수단(28) 내에 위치되고, 단일 제거부(28-3)를 갖는 토출 포트 수단(28-2)과; 상기 실린더 수단(20) 내에 위치되고, 상기 토출 포트 수단(28-2)과 연통하는 만입부 수단(20-3)과; 상기 토출 포트 수단(28-2)과 위에 위치하는 밸브 수단(38)과; 상기 밸브 수단 위에 위치하는 소음기 수단(32)과; 상기 압축실(C) 및 상기 토출 수단(60) 사이에서 연장하고, 상기 만입부 수단(20-3)과, 상기 제2베어링 수단(28) 내에 위치하고 상기 보어 위에만 위치하는 상기 단일 제거부(28-3)와, 상기 토출 포트 수단(28-2)과, 상기 밸브 수단(38)과, 상기 소음기 수단(32)과, 그리고 상기 쉘 수단의 내부 만으로 구성된 토출 유동 통로를 포함하며; 상기 만입부 수단, 상기 토출 포트 수단 및 상기 제거부는 틈새 용적을 형성하고, 상기 만입부 수단 및 상기 제거부는 상기 토출 포트 수단으로부터의 유동이 상기 소음기 수단으로 토출되게 상기 토출 포트 수단 내로 유동이 향하도록 상호 작용하여 상기 쉘 수단의 내부로 유동하게 하는 것을 특징으로 하는 수직형 회전 압축기 수단.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제거부는 모따기부인 것을 특징으로 하는 수직형 회전 압축기 수단.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모따기부는 초승달 형상인 것을 특징으로 하는 수직형 회전 압축기 수단.
  4. 제3항에 있어서, 상기 모따기부는 그 범위가 공칭으로 200°인 것을 특징으로 하는 수직형 회전 압축기 수단.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제거부는 곡선형인 것을 특징으로 하는 수직형 회전 압축기 수단.
  6. 제5항에 있어서, 상기 곡선형 제거부는 초승달 형상인 것을 특징으로 하는 수직형 회전 압축기 수단.
  7. 제6항에 있어서, 상기 초승달 형상은 그 범위가 공칭으로 200°인 것을 특징으로 하는 수직형 회전 압축기 수단.
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