KR102063083B1 - 로터리 압축기 - Google Patents

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cylinder
groove
coupling
rolling piston
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설세석
사범동
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 구체적으로, 유체가 흡입되는 흡입실 및 유체가 압축되는 압축실을 내측에 구비하는 실린더; 구동축에 연결되어, 상기 실린더 내측에서 요동하는 롤링 피스톤; 및 상기 흡입실과 상기 압축실을 구분하기 위하여 상기 실린더와 상기 롤링 피스톤 사이로 연장되고, 상기 실린더에 형성된 슬라이딩홈에 일부 길이가 삽입되며, 상기 롤링 피스톤에 형성된 결합홈에 선단이 결합되는 베인;을 포함하고, 상기 베인의 선단과 상기 결합홈 사이에 오일 유로가 마련된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기에 관한 것이다.

Description

로터리 압축기{Rotary compressor}
본 발명은 유체를 압축하기 위해 실린더 내측에서 요동하는 피스톤과 상기 실린더 내측의 흡입실과 압축실을 구분하도록 형성된 베인 사이의 마찰면에 급유가 원활하게 이루어질 수 있는 로터리 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 로터리 압축기는 내측에 흡입실과 압축실이 구비되는 실린더와, 상기 실린더 내측에서 요동하는 피스톤을 포함할 수 있다.
상기 흡입실과 상기 압축실은 베인에 의해서 구분될 수 있다. 상기 베인은 일부 길이가 상기 실린더의 슬라이딩홈에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 선단부가 상기 피스톤의 둘레에 형성된 결합홈에 결합된다.
로터리 압축기가 구동되어 상기 피스톤이 요동할 때, 상기 베인의 선단부와 상기 결합홈 사이에 마찰이 발생될 수 있다.
따라서, 상기 베인의 선단부와 상기 결합홈 사이에 오일의 공급이 효율적으로 이루어지지 않으면, 상기 베인의 선단부와 상기 결합홈의 마모로 인해 압축기의 효율이 저하될 수 있는 문제가 있다.
또한, 베인의 선단부와 피스톤의 결합홈 사이에 유막이 불완전하게 형성될 경우, 압축 대상 유체의 누설로 인해 압축 효율이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 베인의 선단부와 피스톤의 결합홈 사이에 오일의 공급이 효율적으로 이루어질 수 있는 로터리 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 베인의 선단부와 상기 결합홈의 마모를 방지할 수 있는 로터리 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 베인의 선단부와 피스톤의 결합홈 사이에 유막을 전체적으로 형성하여 압축 대상 유체의 누설을 방지할 수 있는 로터리 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 유체가 흡입되는 흡입실 및 유체가 압축되는 압축실을 내측에 구비하는 실린더; 구동축에 연결되어, 상기 실린더 내측에서 요동하는 피스톤; 및 상기 흡입실과 상기 압축실을 구분하기 위하여 상기 실린더와 상기 피스톤 사이로 연장되고, 상기 실린더에 형성된 슬라이딩홈에 일부 길이가 삽입되며, 상기 피스톤에 형성된 결합홈에 선단이 결합되는 베인;을 포함하고, 상기 베인의 선단과 상기 결합홈 사이에 오일 유로가 마련된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기를 제공한다.
상기 베인은 상기 슬라이딩홈에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩부 및 상기 결합홈에 요동가능하게 결합되는 결합부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 오일 유로는 상기 결합부와 상기 결합홈 사이에 마련될 수 있다. 따라서, 상기 결합부와 상기 결합홈 사이에 효율적으로 오일이 공급될 수 있다.
상기 오일 유로는 상기 결합부의 외주면과 상기 결합홈의 내주면 사이에 마련될 수 있다. 따라서, 기 결합부의 외주면과 상기 결합홈의 내주면이 오일에 의해 윤활될 수 있다.
제1실시예에 따르면, 상기 오일 유로는 상기 결합부의 외주면에 상기 결합부의 반경방향 내측으로 오목하게 형성되고 상기 결합부의 높이방향으로 연장된 제1오일홈이 될 수 있다.
제2실시예에 따르면, 상기 오일 유로는 상기 결합홈의 내주면에 상기 결합홈의 반경방향 외측으로 오목하게 형성되고 상기 결합홈의 높이방향으로 연장된 제2오일홈이 될 수 있다.
제3실시예에 따르면, 상기 오일 유로는 상기 결합부의 외주면에 상기 결합부의 반경방향 내측으로 오목하게 형성되고 상기 결합부의 높이방향으로 연장된 제1오일홈 및 상기 결합홈의 내주면에 상기 결합홈의 반경방향 외측으로 오목하게 형성되고 상기 결합홈의 높이방향으로 연장된 제2오일홈을 포함할 수 있다.
제3실시예에서, 상기 제1오일홈 및 상기 제2오일홈은 서로 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1오일홈 및 상기 제2오일홈은 상기 피스톤의 요동 중에 간헐적으로 서로 마주치도록 배치될 수 있다.
상기 오일 유로는 상기 결합부 또는 상기 결합홈의 높이방향을 따라서 스파이럴 형태로 연장될 수 있다. 따라서, 결합부 및 결합홈의 전체 둘레에 걸쳐서 오일이 균일하게 도포될 수 있다.
상기 오일 유로는 상기 결합부 또는 상기 결합홈의 높이방향 전체에 걸쳐서 연장될 수 있다. 따라서, 결합부 및 결합홈의 전체 높이에 걸쳐서 오일이 균일하게 도포될 수 있다.
상기 오일 유로의 상단 및 하단은 개방될 수 있다. 따라서, 오일 유로의 개방된 부분을 통해 오일이 오일 유로 내로 공급될 수 있다.
상기 결합부는 횡단면이 180도 이상의 원호로 형성된 원호부를 구비하고, 상기 결합홈의 내주면은 상기 원호부에 대응하도록 형성되며, 상기 결합부의 원호부 또는 상기 결합홈의 내주면 중 적어도 하나에 상기 오일 유로가 마련될 수 있다.
상기 피스톤은 상기 구동축에 구비된 편심부에 결합될 수 있다. 따라서, 구동축이 회전될 대, 피스톤은 실린더 내에서 편심 요동할 수 있다.
로터리 압축기는 외관을 형성하는 케이스를 더 포함할 수 있다. 상기 케이스 내의 하측에 수용된 오일은 상기 구동축에 구비된 오일공급홀을 통해 상기 구동축을 지지하는 하나 이상의 베어링을 향해 공급될 수 있다. 상기 베어링에는 공급된 오일을 수용하는 링형 단차부가 구비될 수 있다. 상기 오일 유로의 길이방향 단부는 상기 단차부와 간헐적으로 연통될 수 있다.
상기 베어링은 상기 실린더의 상측에서 상기 실린더에 결합되는 상부 베어링 및 상기 실린더의 하측에서 상기 실린더에 결합되는 하부 베어링을 포함하고,
상기 단차부는 상기 상부 베어링의 하면 및 상기 하부 베어링의 상면에 각각 구비될 수 있다.
다른 실시예에 따른 로터리 압축기에 따르면, 상기 실린더는 상하방향으로 이격된 제1실린더 및 제2실린더를 포함하고, 상기 피스톤은 제1실린더 내측에 배치되는 제1피스톤 및 제2실린더 내측에 배치되는 제2피스톤을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 베인은 상기 제1실린더와 상기 제1피스톤 사이에 구비되는 제1베인 및 상기 제2실린더와 상기 제2피스톤 사이에 구비되는 제2베인을 포함할 수 있다. 이때, 상상 제1실린더와 상기 제2실린더 사이는 중간판에 의해 구획될 수 있다.
본 발명에 따르면, 베인의 선단부와 피스톤의 결합홈 사이에 오일의 공급이 효율적으로 이루어질 수 있는 로터리 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 베인의 선단부와 상기 결합홈의 마모를 방지할 수 있는 로터리 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 베인의 선단부와 피스톤의 결합홈 사이에 유막을 전체적으로 형성하여 압축 대상 유체의 누설을 방지할 수 있는 로터리 압축기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 종단면도이다.
도 2는 실린더 내측에 배치되는 피스톤과 베인의 결합관계를 나타내는 사시도이다.
도 3은 제1실시예에 따른 베인과 피스톤 사이의 급유구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 제2실시예에 따른 베인과 피스톤 사이의 급유구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 제3실시예에 따른 베인과 피스톤 사이의 급유구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1과 다른 실시예에 따른 로터리 압축기의 종단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 로터리 압축기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 종단면도이다. 구체적으로, 도 1은 실린더와 롤링 피스톤이 각각 하나씩 구비되는 싱글 로터리 압축기의 종단면도이다. 이하, 다른 설명이 없는 경우, 유체는 냉매(특히, 기상 냉매)를 의미할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기(10)는 케이스(100), 상기 케이스(100) 내에 구비되는 모터(200), 상기 모터(200)에 의해 구동되는 롤링 피스톤(300), 상기 롤링 피스톤(300)이 요동하는 공간을 구비하는 실린더(400) 및 상기 실린더(400) 내의 공간을 흡입실과 압축실로 구분하기 위한 베인(500)을 포함할 수 있다.
상기 케이스(100)는 측면을 형성하는 중공의 측면 케이스(110), 상기 측면 케이스(110)의 상단을 덮는 상부 케이스(120) 및 상기 측면 케이스(110)의 하단을 덮는 하부 케이스(130)를 포함할 수 있다.
상기 측면 케이스(110)에는 로터리 압축기(10) 내로 유체를 유입시키기 위한 유입유로(115)가 연결될 수 있다. 상기 유입유로(115)는 상기 실린더(400) 내의 흡입실과 연통될 수 있다.
상기 상부 케이스(120)에는 압축된 유체가 토출되는 토출유로(125)가 연결될 수 있다. 상기 토출유로(125)는 케이스(100) 내의 공간을 통하여 상기 실린더(400) 내의 압축실과 연통될 수 있다.
상기 하부 케이스(130)에는 로터리 압축기(10)에 포함된 구성들의 마찰면을 윤활하기 위한 오일이 수용될 수 있다. 즉, 케이스(100) 내의 하측에 오일이 수용될 수 있다. 하부 케이스(130)에 수용된 오일은 후술할 모터(200)의 구동축에 형성된 오일공급홀을 통해 베어링 및 후술할 편심부(240) 등의 마찰면에 공급될 수 있다. 도면에 표시된 화살표는 오일이 공급되는 경로를 나타낼 수 있다.
상기 모터(200)는 외부 전원에 의해 구동될 수 있다. 상기 모터(200)는 상기 케이스(100) 내에 고정 설치되는 스테이터(210), 상기 스테이터(210)의 반경방향 내측에 회전 가능하게 구비되는 로터(220) 및 상기 로터(220)의 반경방향 중앙부에 압입되는 구동축(230)을 포함할 수 있다.
상기 구동축(130)의 반경방향 내측에는 상기 구동축(130)의 길이방향을 따라 연장된 오일공급홀(231)이 구비될 수 있다. 상기 오일공급홀(231)은 베어링 및 상기 편심부(240)와 같은 마찰면을 향해 복수개로 분지될 수 있다.
상기 롤링 피스톤(300)은 상기 모터(200)에 의해 구동될 수 있다. 상기 모터(200)의 구동축(230)은 상기 롤링 피스톤(300)에 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 구동축(230)에는 편심부(240)가 구비되고, 상기 편심부(240)에 상기 롤링 피스톤(300)이 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 롤링 피스톤(300)은 링 형태로 형성되고 상기 롤링 피스톤(300)의 중앙부에 상기 편심부(240)가 끼워질 수 있다. 상기 롤링 피스톤(300)은 후술할 실린더(400) 내의 공간에서 편심 요동하며,'롤러'라고 나타낼 수도 있다.
상기 실린더(400)는 반경방향 내측에 상기 롤링 피스톤(300)을 수용하는 공간을 구비할 수 있다. 상기 공간은 전술한 롤링 피스톤(300)이 요동하기에 충분한 크기로 형성될 수 있다. 상기 실린더(400) 내의 공간은 유체가 흡입되는 흡입실과 흡입된 유체가 압축되는 압축실을 포함할 수 있다.
상기 베인(500)은 상기 실린더(400) 내의 공간을 흡입실과 압축실로 구분하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입실은 상기 베인(500)의 일 측면과 상기 롤링 피스톤(300)의 외주면 및 상기 실린더(400)의 내주면에 의해 구획될 수 있다. 그리고, 상기 압축실은 상기 베인(500)의 타 측면과 상기 롤링 피스톤(300)의 외주면 및 상기 실린더(400)의 내주면에 의해 구획될 수 있다.
상기 베인(500)은 상기 롤링 피스톤(300)과 상기 실린더(400) 사이로 연장되며, 상기 베인(500)에 의해 상기 롤링 피스톤(300)은 상기 실린더(400) 내의 공간에서 자전하지 않고 상기 실린더(400)의 내주면을 따라서 요동할 수 있다. 여기서, 롤링 피스톤(300)의 요동은 롤링 피스톤(300)의 외주면의 일부가 상기 실린더(400)의 내주면의 일부에 접한 상태로 롤링 피스톤(300)이 실린더(400) 내에서 회전 구동되는 것을 의미할 수 있다.
상기 로터리 압축기(10)는 상기 구동축(230)을 지지하기 위한 베어링(610, 620)을 더 포함할 수 있다. 상기 베어링(610, 620)은 상기 실린더(400)의 상측에서 상기 실린더(400)에 결합되는 상부 베어링(610) 및 상기 실린더(400)의 하측에서 상기 실린더(400)에 결합되는 하부 베어링(620)을 포함할 수 있다.
상기 상부 베어링(610)은 상부 베어링 바디(611) 및 상부 베어링 축수(617)를 구비할 수 있다. 상기 상부 베어링 바디(611)는 상기 흡입실 및 상기 압축실의 상면을 구획할 수 있다. 상기 상부 베어링 축수(617)는 상기 상부 베어링 바디(611)의 중앙부로부터 상측으로 돌출 형성되며, 상기 구동축(230)의 일부 길이(예를 들어, 구동축(230)의 중간부)를 지지하도록 형성될 수 있다.
상기 하부 베어링(620)은 하부 베어링 바디(621) 및 하부 베어링 축수(627)를 구비할 수 있다. 상기 하부 베어링 바디(621)는 상기 흡입실 및 상기 압축실의 하면을 구획할 수 있다. 상기 하부 베어링 축수(627)는 상기 하부 베어링 바디(621)의 중앙부로부터 하측으로 돌출 형성되며, 상기 구동축(240)의 일부 길이(예를 들어, 구동축(230)의 하부)를 지지하도록 형성될 수 있다.
이하, 다른 도면을 더 참조하여, 롤링 피스톤(300)과 실린더(400)와 베인(500)의 결합관계에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 실린더 내측에 배치되는 롤링 피스톤과 베인의 결합관계를 나타내는 사시도이다. 구체적으로, 도 2는 롤링 피스톤과 베인이 결합된 상태의 하면을 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 구동축(230)의 편심부(240)가 롤링 피스톤(300)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 롤링 피스톤(300)의 반경방향 중앙부에 결합홀(340)이 형성될 수 있으며, 상기 편심부(240)가 상기 결합홀(340)에 압입될 수 있다.
실린더(400)의 내측 공간은 흡입실(410) 및 압축실(420)로 구분될 수 있다. 흡입실(410) 및 압축실(420)은 전술한 베인(500)에 의해 구분될 수 있다.
상기 실린더(400)에는 유체가 유입되는 유입구(411)가 형성될 수 있다. 상기 유입구(411)는 상기 흡입실(410)과 연통될 수 있다. 구체적으로, 상기 유입구(411)에 의해 전술한 유입유로(115)와 상기 흡입실(410)이 연통될 수 있다.
상부 베어링(610)에는 상기 압축실(420)에 연통하는 토출구(612)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상부 베어링 바디(611)에 상기 토출구(612)가 형성될 수 있다. 상기 토출구(612)에 의해 전술한 토출유로(125)와 상기 압축실(420)이 연통될 수 있다.
상기 실린더(400)에는 베인(500)의 일부 길이가 삽입되는 슬라이딩홈(450)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 슬라이딩홈(450)은 상기 실린더(400)의 반경방향 외측으로 연장되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 베인(500)의 길이방향 후단이 상기 슬라이딩홈(450) 내에서 상기 슬라이딩홈(450)의 연장방향으로 슬라이딩할 수 있다.
로터리 압축기(10)가 구동될 때, 상기 베인(500)은 상기 슬라이딩홈(450)으로부터 이탈하지 않는 상태로 상기 슬라이딩홈(450)을 따라 슬라이딩 운동할 수 있다.
상기 베인(500)의 선단은 상기 롤링 피스톤(300)에 형성된 결합홈(390)에 결합될 수 있다. 상기 베인(500)의 선단은 상기 결합홈(390)에 요동 가능하게 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 결합홈(390)은 상기 베인(500)의 선단을 향해 개방되도록 형성되고, 원통형 둘레를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 베인(500)의 선단은 상기 결합홈(390)의 내주면을 따라서 요동 가능하게 상기 결합홈(390)에 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 베인(500)은 상기 슬라이딩홈(450)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩부(580) 및 상기 결합홈(390)에 요동 가능하게 결합되는 결합부(590)를 포함할 수 있다. 상기 슬라이딩부(580)와 상기 결합부(590)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 결합홈(390)의 높이는 상기 결합부(590)의 높이와 동일할 수 있다.
상기 슬라이딩홈(450) 및 슬라이딩부(580)는 직선으로 연장하도록 형성될 수 있다.
상기 결합부(590)는 상기 베인(500)의 선단에 구비될 수 있으며, 상기 결합부(590)의 외주면은 상기 결합홈(390)의 내주면에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 결합부(590)는 횡단면이 180도 이상(바람직하게는 200도 이상)의 원호로 형성된 원호부를 구비하고, 상기 결합홈(390)의 내주면은 상기 원호부에 대응하도록 형성될 수 있다.
구동축(230)의 오일공급홀(231)을 통해 공급되는 오일은 오일공급홀(231)로부터 분지되어 전술한 상부 베어링(610) 및 하부 베어링(620)을 향해 안내될 수 있다.
상기 베어링(610, 620)에는 오일공급홀(231)을 통해 안내된 오일을 수용하기 위한 링형 단차부가 구비될 수 있다.
도시된 실시예에서, 상부 베어링(610)을 향해 안내된 오일은 상부베어링(610)의 중앙부에 형성된 단차부(615)에 수용될 수 있다. 상기 단차부(615)는 상기 상부 베어링(610)의 하면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 단차부(615)는 상부 베어링 바디(611)의 하면에 형성될 수 있다.
상기 단차부(615)에 수용된 오일에 의해, 롤링 피스톤(300)의 상면과 상부 베어링(610)의 하면이 윤활될 수 있다. 그리고, 상기 단차부(615)에 수용된 오일에 의해, 롤링 피스톤(300)의 상면과 상부 베어링(610)의 하면 사이로 유체가 누설되는 것이 방지될 수 있다.
설명의 편의를 위해 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 전술한 하부 베어링(620)에도 하부 베어링(620)을 향해 안내된 오일을 수용하는 단차부가 형성될 수 있다. 하부 베어링(620)의 단차부는 하부 베어링(620)의 상면(즉, 하부 베어링 바디(621)의 상면)에 형성될 수 있다.
한편, 로터리 압축기(10)가 구동될 때, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390) 사이에 마찰이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390) 사이로 오일이 공급될 필요가 있다.
따라서, 상기 베인(500)의 선단과 상기 결합홈(390) 사이에 오일 유로가 마련될 수 있으며, 상기 오일 유로의 길이방향 단부는 전술한 단차부에 간헐적으로 연통하여 단차부에 수용된 오일이 상기 오일 유로로 안내될 수 있다. 이하 다른 도면을 더 참조하여, 상기 오일 유로의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 제1실시예에 따른 베인과 롤링 피스톤 사이의 급유구조를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 3의 (a)는 베인과 롤링 피스톤이 결합된 상태를 나타내고, (b)는 베인만을 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 베인(500)의 결합부(590)는 롤링 피스톤(300)의 일측 둘레에 형성된 결합홈(390)에 요동 가능하게 체결될 수 있다.
상기 결합부(590)가 상기 결합홈(390)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여, 상기 결합홈(390)은 상기 결합부(590)의 일부 둘레를 감싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합부(590)의 횡단면은 200도 이상의 원호부를 구비할 수 있고, 상기 결합홈(390)는 상기 원호부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
베인(500)은 상기 슬라이딩부(580) 및 상기 결합부(590) 사이에 오목부(570)를 구비할 수 있다. 상기 오목부(570)는 상기 베인(500)의 양 측면에서 상기 베인(500)의 두께방향 내측으로 오목하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 롤링 피스톤(300)은 상기 오목부(570)를 향해 돌출된 돌출부(370)를 구비할 수 있다. 상기 돌출부(370)는 상기 결합홈(390)의 양 단부에 구비될 수 있다. 즉, 상기 돌출부(370)는 상기 결합홈(390)에서 상기 베인(500)의 슬라이딩부(580)를 향해 개방된 개방부의 입구에 구비될 수 있다.
로터리 압축기가 구동될 때(즉, 롤링 피스톤이 실린더 내측에서 요동할 때), 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면에 마찰이 발생될 수 있다.
상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면 사이의 마찰로 인해, 베인(500) 또는 롤링 피스톤(300)이 손상될 수 있는 문제가 있다. 또한, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면 사이의 마찰로 인해, 유체(예를 들어, 냉매)가 누설될 수 있는 문제가 있다.
예를 들어, 전술한 흡입실(410)로부터 압축실(420)로 냉매가 누설되거나, 압축실(420)로부터 흡입실(410)로 냉매가 누설될 수 있다.
이러한 문제를 방지하기 위하여, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면 사이에 오일을 공급할 필요가 있다. 특히, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면 사이에 전체적으로 오일이 도포되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 베인(500)의 선단과 상기 결합홈(390) 사이에 오일 유로가 마련될 수 있다. 상기 오일 유로를 통해 상기 베인(500)의 선단과 상기 결합홈(390) 사이로 오일이 공급될 수 있다.
구체적으로, 상기 오일 유로는 상기 결합부(590)와 상기 결합홈(390) 사이에 마련될 수 있다. 따라서, 상기 오일 유로로 공급되는 오일에 의해, 상기 결합부(590)와 상기 결합홈(390) 사이의 마찰면에 오일이 도포될 수 있다.
상기 오일 유로는 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면 사이에 마련될 수 있다. 따라서, 롤링 피스톤(300)의 요동에 의해 마찰이 발생되는 결합부(590)의 외주면과 결합홈(390)의 내주면이 오일에 의해 윤활될 수 있다.
상기 오일 유로는 결합부(590)의 원호부 또는 결합홈(390)의 내주면 중 적어도 하나에 마련될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 오일 유로는 상기 결합부(590)의 외주면에 마련된 제1오일홈(710)이 될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1오일홈(710)은 결합부(590)의 반경방향 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1오일홈(710)은 결합부(590)의 높이방향으로 연장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1오일홈(710)은 결합부(590)의 높이방향 전체에 걸쳐서 연장되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1오일홈(710)의 상단부 및 하단부는 개방될 수 있다.
따라서, 제1오일홈(710)으로 공급되는 오일에 의해, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면에 높이방향 전체에 걸쳐서 오일이 효율적으로 도포될 수 있다.
전술한 상부 베어링에는 구동축이 결합되는 상부 베어링 홀(611)의 둘레에 단차부(615)가 형성될 수 있다. 즉, 상부 베어링 바디(610)의 중앙부에 링 형태의 상기 단차부(615)가 구비될 수 있다.
상기 구동축에 구비된 오일공급홀을 통해 공급되는 오일이 분지되어 상기 상부 베어링 홀(611)의 내주면으로 안내되면, 오일은 상기 단차부(615)로 흘러서 상기 단차부(615)에 수용될 수 있다.
롤링 피스톤(300)이 요동할 때, 상기 오일 유로는 상기 단차부(615)에 간헐적으로 연통될 수 있다. 상기 오일 유로가 상기 단차부(615)에 연통될 때 상기 단차부(615)에 수용된 오일이 상기 오일 유로 내로 공급될 수 있다.
즉, 상기 제1오일홈(710)의 길이방향 양 단부는 개방될 수 있다. 롤링 피스톤(300)의 요동에 의해 베인(500)이 요동할 때, 제1오일홈(710)은 상기 단차부(615)에 간헐적으로 연통될 수 있다. 즉, 제1오일홈(710)의 일 단부는 상기 단차부(615)에 간헐적으로 연통될 수 있다. 상기 제1오일홈(710)이 상기 단차부(615)에 연통될 때, 상기 단차부(615)에 수용된 오일이 상기 제1오일홈(710)으로 안내될 수 있다.
도시되어 있지는 않으나, 오일을 수용하는 베어링의 단차부는 하부 베어링에도 형성될 수 있다.
한편, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면의 둘레방향 전체에 걸쳐서 오일이 도포되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 상기 오일 유로는 상기 결합부(590)의 높이방향을 따라서 나선 형태(즉, 스파이럴 형태)로 연장될 수 있다. 즉, 상기 제1오일홈(710)은 상기 결합부(590)의 높이방향을 따라서 연장되되, 상기 결합부(590)의 적어도 일부 둘레를 나선 형태로 감으면서 연장될 수 있다. 즉, 상기 제1오일홈(710)은 상기 결합부(590)의 외주면의 적어도 일부 둘레를 나선 형태로 둘러싸도록 형성될 수 있다.
따라서, 상기 오일 유로로 오일이 공급될 때, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면의 둘레방향 전체에 걸쳐서 오일이 균일하게 도포될 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 다른 실시예에 따른 베인과 롤링 피스톤 사이의 급유구조에 대하여 설명한다.
도 4는 제2실시예에 따른 베인과 롤링 피스톤 사이의 급유구조를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 도모함과 동시에 이해를 돕기 위하여, 이하 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명하며, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서, 오일 유로는 결합홈(390)의 내주면에 마련된 제2오일홈(720)이 될 수 있다. 구체적으로, 오일 유로는 결합홈(390)의 내주면에 상기 결합홈(390)의 반경방향 외측으로 오목하게 형성될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 도 3을 통해 설명한 제1오일홈은 마련되지 않을 수 있다. 대신에, 상기 제2오일홈(720)을 통해 결합부(590)의 외주면과 결합홈(390)의 내주면 사이로 오일이 공급될 수 있다.
상기 제2오일홈(720)은 결합홈(390)의 높이방향 전체에 걸쳐서 연장되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2오일홈(720)은 결함홈(390)의 적어도 일부 둘레를 나선 형태(즉, 스파이럴 형태)로 감으면서 연장될 수 있다. 즉, 상기 제2오일홈(720)은 상기 결합홈(390)의 내주면의 적어도 일부 둘레를 나선 형태로 둘러싸도록 형성될 수 있다.
본 실시예에서도, 베어링에 구비되는 단차부에 수용된 오일이 상기 제2오일홈(720)으로 안내될 수 있다.
상기 제2오일홈(720)의 상단 및 하단은 개방되어 있다. 따라서, 롤링 피스톤(300)이 요동할 때, 상부 베어링 바디(610)에 형성된 단차부(615)와 상기 제2오일홈(720)이 간헐적으로 연통될 수 있다. 즉, 단차부(615)와 상기 제2오일홈(720)의 일 단부가 간헐적으로 연텅될 수 있다. 그리고, 상기 단차부(615)와 상기 제2오일홈(720)이 연통될 때, 상기 단차부(615)에 수용된 오일이 상기 제2오일홈(720) 내로 안내될 수 있다.
상기 제2오일홈(720)으로 안내되는 오일에 의해, 상기 결합홈(390)의 전체 높이에 걸쳐서 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면 사이에 오일이 공급될 수 있다.
그리고, 상기 제2오일홈(720)이 나선 형태로 형성되기 때문에, 상기 결합홈(390)의 전체 둘레에 걸쳐서, 상기 결합부(590)의 외주면과 상기 결합홈(390)의 내주면 사이에 오일이 공급될 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 또 다른 실시예에 따른 베인과 롤링 피스톤 사이의 급유구조에 대하여 설명한다.
도 5는 제3실시예에 따른 베인과 롤링 피스톤 사이의 급유구조를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 도모함과 동시에 이해를 돕기 위하여, 이하 제1실시예 및 제2실시예와의 차이점을 중심으로 설명하며, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 결합부(590)의 외주면과 결합홈(390)의 내주면 사이에 오일을 공급하기 위한 오일 유로는 상기 결합부(590)의 외주면에 형성된 제1오일홈(710) 및 상기 결합홈(390)의 내주면에 형성된 제2오일홈(720)을 포함할 수 있다.
상기 제1오일홈(710)은 상기 결합부(590)의 외주면에 상기 결합부(590)의 반경방향 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1오일홈(710)은 상기 결합부(590)의 높이방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제1오일홈(710)은 상기 결합부(590)의 외주면 둘레의 적어도 일부를 둘러싸는 나선 형태로 연장될 수 있다.
상기 제2오일홈(720)은 상기 결합홈(390)의 내주면에 상기 결함홈(390)의 반경방향 외측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2오일홈(720)은 상기 결합홈(390)의 높이방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제2오일홈(720)은 상기 결함홈(390)의 내주면 둘레의 적어도 일부를 둘러싸는 나선 형태로 연장될 수 있다.
따라서, 롤링 피스톤(300)이 요동할 때, 상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)은 베어링에 구비된 링형 단차부(615)에 간헐적으로 연통될 수 있다. 그리고, 상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)이 상기 단차부(615)에 연통될 때, 상기 단차부(615)에 수용된 오일이 상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)으로 안내될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)을 통해 충분한 양의 오일이 결합부(590)의 외주면과 결합홈(390)의 내주면 사이로 공급될 수 있다.
상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)은 서로 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1오일홈(710)과 상기 제2오일홈(720)은 동일한 나선 형태로 형성될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제1오일홈(710)과 상기 제2오일홈(720)은 형성되는 위치가 상이할 뿐 연장 방향 및 형태는 서로 동일할 수 있다.
롤링 피스톤(300)의 요동 중에, 상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)은 간헐적으로 마주칠 수 있다. 상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)이 마주칠 때, 각각의 오일홈으로 안내되는 오일이 서로 공유될 수 있다. 따라서, 어느 하나의 오일홈에 안내되는 오일의 양이 상대적으로 적더라도, 상기 제1오일홈(710) 및 상기 제2오일홈(720)이 마주칠 때 오일이 제1오일홈(710) 및 제2오일홈(720)으로 균일하게 분배될 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 도 1과 다른 형태의 로터리 압축기에 대하여 설명한다.
도 6은 도 1과 다른 실시예에 따른 로터리 압축기의 종단면도이다. 구체적으로, 도 6은 실린더와 롤링 피스톤이 각각 두 개씩 구비되는 트윈 로터리 압축기의 종단면도이다.
이하, 설명의 편의를 도모함과 동시에 이해를 돕기 위하여, 도 1과의 차이점을 중심으로 설명하며, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에서도, 로터리 압축기(10')는 케이스(100) 내에 구비되는 모터(200), 모터(200)의 구동축(230)에 의해 구동되는 롤링 피스톤(300), 상기 롤링 피스톤(300)을 수용한는 실린더(400), 실린더 내에서 흡입실 및 압축실을 구분하기 위한 베인(500)을 포함할 수 있다.
상기 실린더(400)는 상하방향으로 이격되어 배치된 제1실린더(401) 및 제2실린더(402)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 롤링 피스톤(300)은 상기 제1실린더(401) 내측에 배치되는 제1롤링 피스톤(301) 및 상기 제2실린더(402) 내측에 배치되는 제2롤링 피스톤(302)을 포함할 수 있다.
상기 베인(500) 역시, 상기 제1실린더(401)와 상기 제1롤링 피스톤(301) 사이에 구비되는 제1베인(501) 및 상기 제2실린더(402)와 상기 제2롤링 피스톤(302) 사이에 구비되는 제2베인(502)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 두 개의 압축부를 통해 유체의 압축이 이루어질 수 있다. 두 개의 압축부를 구부하기 위하여, 상기 제1실린더(401)와 상기 제2실린더(402) 사이는 중간판(800)에 의해 구획될 수 있다.
즉, 상기 제1실린더(401)의 상단은 상부 베어링(610)에 의해 덮이고, 하단은 상기 중간판(800)에 의해 덮일 수 있다. 또한, 상기 제2실린더(402)의 상단은 상기 중간판(800)에 의해 덮이고, 하단은 하부 베어링(620)에 의해 덮일 수 있다.
본 실시예에서는, 로터리 압축기(10') 내로 유체를 유입시키기 위한 두 개의 유입유로(115)가 마련될 수 있다. 즉, 상기 유입유로(115)는 제1실린더(401)의 흡입실과 연통되는 제1유입유로(115-1) 및 제2실린더(402)의 흡입실과 연통되는 제2유입유로(115-2)를 포함할 수 있다.
구동축(230)에도 두 개의 편심부(240)가 구비될 수 있다. 즉, 구동축(230)에 구비되는 편심부(240)는 제1롤링 피스톤(301)에 결합되는 제1편심부(241) 및 제2롤링 피스톤(302)에 결합되는 제2편심부(242)를 포함할 수 있다. 상기 제1편심부(241) 및 상기 제2편심부(242)는 상기 제1롤링 피스톤(301) 및 상기 제2롤링 피스톤(302)에 대응하도록 상하방향으로 서로 이격될 수 있다.
본 실시예에 따른 로터리 압축기(10')는 제2실린더(402) 내에서 압축된 유체를 안내하기 위한 머플러(900)를 더 포함할 수 있다. 상기 머플러(900)는 상기 제2실린더(402)의 하부에 구비될 수 있다. 즉, 상기 머플러(900)는 하부 베어링(620)의 하측에 배치될 수 있다.
상기 제1실린더(401) 내에서 압축된 유체는 상부 베어링(610)을 통해 토출유로(125)를 향해 안내될 수 있다. 상기 제2실린더(402) 내에서 압축된 유체는 하부 베어링(620)을 통해 머플러(900) 내로 안내된 후에, 상기 토출유로(125)를 향해 안내될 수 있다(도 6의 화살표 참조).
반복 설명을 피하기 위하여, 오일 유로에 대한 설명은 생략하나, 도 2 내지 5를 통해 설명한 베인의 결합부와 롤링 피스톤의 결합홈 사이에 마련되는 오일 유로의 구성이 본 실시예에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 케이스 200 모터
300 롤링 피스톤 390 결합홈
400 실린더 500 베인
590 결합부 710 제1오일홈
720 제2오일홈

Claims (16)

  1. 유체가 흡입되는 흡입실 및 상기 유체가 압축되는 압축실을 내측에 구비하며 내측에서 외측으로 연장되는 슬라이딩홈을 포함하는 실린더;
    상기 실린더의 내부를 관통하는 구동축을 회전시키는 구동부;
    상기 실린더의 축방향 일측에 결합되어 상기 구동축을 지지하며 오일이 수용되는 단차부를 포함하는 베어링;
    상기 구동축에 연결되어, 상기 실린더 내측에서 유체를 압축하며, 외주면에 오목하게 형성되는 결합홈을 포함하는 롤링 피스톤;
    상기 슬라이딩홈에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩부와 상기 슬라이딩부에서 연장되어 상기 결합홈과 접촉하는 결합부와 상기 결합부의 축방향 일측에 형성되어 상기 단차부에 간헐적으로 접촉하는 연통부를 포함하여 상기 흡입실과 압축실을 구분하고 상기 오일을 공급받는 베인; 및
    상기 결합부 또는 결합홈 중 적어도 하나에 마련되어 상기 결합부와 결합홈에 오일을 공급하는 오일 유로를 포함하며,
    상기 오일 유로는 상기 결합부의 외주면에 오목하게 형성되는 제1오일홈을 포함하며,
    상기 제1오일홈은 상기 연통부에서 상기 구동축의 수직 방향으로 중첩되는 것이 방지되며 상기 결합부의 높이에 대응되도록 스파이럴 형상으로 연장되어 오일을 안내하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오일 유로는 상기 결합홈의 내주면에 상기 결합홈의 반경방향 외측으로 오목하게 형성되고 상기 결합홈의 높이방향으로 연장된 제2오일홈인 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오일 유로는 상기 결합홈의 내주면에 상기 결합홈의 반경방향 외측으로 오목하게 형성되고 상기 결합홈의 높이방향으로 연장된 제2오일홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1오일홈 및 상기 제2오일홈은 서로 대응하는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1오일홈 및 상기 제2오일홈은 상기 롤링 피스톤의 요동 중에 간헐적으로 서로 마주치는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2오일홈은 상기 결합부의 높이에 대응되도록 스파이럴 형태로 연장되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2오일홈은 상기 결합부의 높이방향 전체에 걸쳐서 연장된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오일 유로의 상단 및 하단은 개방된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는 횡단면이 180도 이상의 원호로 형성된 원호부를 구비하고,
    상기 결합홈의 내주면은 상기 원호부에 대응하도록 형성되며,
    상기 제1오일홈은 상기 원호부에 마련되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 롤링 피스톤은 상기 구동축에 구비된 편심부에 결합된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  14. 제1항에 있어서,
    외관을 형성하는 케이스를 더 포함하고,
    상기 케이스 내의 하측에 수용된 오일은 상기 구동축에 구비된 오일공급홀을 통해 상기 구동축을 지지하는 하나 이상의 베어링을 향해 공급되고,
    상기 베어링에는 공급된 오일을 수용하는 링형 단차부가 구비되고,
    상기 오일 유로의 길이방향 단부는 상기 단차부와 간헐적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 실린더의 상측에서 상기 실린더에 결합되는 상부 베어링 및 상기 실린더의 하측에서 상기 실린더에 결합되는 하부 베어링을 포함하고,
    상기 단차부는 상기 상부 베어링의 하면 및 상기 하부 베어링의 상면에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는 상하방향으로 이격된 제1실린더 및 제2실린더를 포함하고,
    상기 롤링 피스톤은 제1실린더 내측에 배치되는 제1롤링 피스톤 및 제2실린더 내측에 배치되는 제2롤링 피스톤을 포함하며,
    상기 베인은 상기 제1실린더와 상기 제1롤링 피스톤 사이에 구비되는 제1베인 및 상기 제2실린더와 상기 제2롤링 피스톤 사이에 구비되는 제2베인을 포함하고,
    상기 제1실린더와 상기 제2실린더 사이는 중간판에 의해 구획되는 로터리 압축기.
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