KR200167983Y1 - 로타리형 압축기 - Google Patents

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Abstract

고 측면, 수직형, 트윈 실린더 로링 피스톤 기밀식 압축기(10)에 있어서, 고압 가스의 일부가 하부 머플러(30)와 펌프 베어링(26)에 의하여 형성된 챔버(31)로부터 크랭크 축(16)의 축 방향 보어(16-5)로 방향 전환된다. 크랭크 축은 오일 저장통(36) 내로 연장되어 축이 회전하게 되면 오일 저장통으로부터 윤활이 필요한 구조로 오일을 펌핑하는 펌핑 작동을 발생시킨다. 또한, 챔버로부터 축 방향 보어로 방향 전환된 유동은 특히 저속으로 회전하는 축에 의해 발생하는 펌핑 작용을 보조하는 제트 펌핑 효과를 발생시킨다.

Description

로타리형 압축기{ROTARY COMPRESSOR}
수직형 기밀식 압축기에 있어서는 윤활유를 저장통으로부터 윤활이 필요한 위치로 펌핑하기 위하여 회전 축을 원심 펌프로서 사용하는 것이 통상적이다. 원심 펌프는 어느 정도까지는 속도에 의존한다. 변속 모터의 광범위한 사용으로 부적절한 윤활을 제공하는 속도 범위에서 압축기를 작동시킬 수 있다.
가스는 토출 밸브의 하류측 부분 상에 작용하는 머플러 내의 유체 압력과 조합된 토출 밸브의 편의력에 대항하여 압축실로부터 토출되기 때문에 밸브 포트를 통해 머플러 내로 지나는 가스의 압력은 압축기 내의 어느 곳에서 보다 0.35kg/cm2(5psi) 정도 커질 수 있다. 2 실린더, 수직 롤링 피스톤형 또는 고정 베인형 기밀식 압축기에 있어서, 머플러들 중 하나는 펌프 측 베어링에 고정되어서 오일 저장통 내로 연장된다. 따라서 오일 저장통에서는 가장 높은 압력 가스가 이용될 수 있다. 본 고안은 윤활유 펌핑을 보조하기 위해 이와 같은 가장 높은 압력 가스를 이용한다. 구체적으로 설명하면, 하부 실린더로부터 토출되고 혼입 오일을 운반하는 가스의 일부는 원심 펌프로서 작용하는 축 내의 보어 안으로 보내진다. 보어 내를 통과하는 가스는 저장통 내의 오일에 대해 제트 펌프로서 작동하고 이에 따라 윤활이 필요한 구조로 윤활유를 송출하기 위한 원심 펌프의 펌핑 작용을 보완하게 된다.
본 고안의 목적은 저속 작동에서 윤활을 향상시키기 위한 것이다.
본 고안의 또다른 목적은 저장통의 낮아진 수위로 인해 보다 높은 수두가 요구되는 경우 윤활유의 펌핑을 보조하는 것이다. 이러한 목적들과 기타 다른 목적들은 이하의 설명으로부터 명확해질 것이고 또한 본 고안에 의하여 달성된다.
도1은 본 고안을 구체화한 수직형 압축기의 부분 단면 부분도이다.
도2는 도1의 도면을 90°방향에서 취하여 도시한 부분 단면 부분도이다.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 압축기
16 : 축
20 : 실린더
22 : 피스톤
30 : 머플러
47 : 토출 밸브
첨부된 도면과 관련하여 설명한 이하의 상세한 설명을 참고하면 본 고안을 보다 충분히 이해할 수 있게 된다.
도1 및 도2에서 도면 부호 10은 일반적으로 셀(12)을 가진 트윈 실린더, 고 측면, 수직, 기밀식 롤링 피스톤 압축기를 지칭한 것이다. 이 압축기에는 함께 펌프 카트리지를 구성하는 2개의 펌프 조립체가 있다. 제1 펌프 조립체 또는 하부 펌프 조립체는 보어(20-1)를 가진 실린더(20)를 포함한다. 환형 피스톤(22)은 실린더 보어(20-1) 내에 배치되며 보어(22-1) 내의 편심 축(16)의 편심 저널(16-1)을 수용한다. 베인(24)은 베인 슬롯(도시되지 않음) 내에 배치되고 스프링(25)에 의해 피스톤(22)과 트랙킹 접촉이 이루어지도록 편의되며 피스톤(22)과 보어(20-1) 사이의 초생달형 간극을 흡입실과 토출실로 분할한다. 펌프 베어링(26)은 보어(20-1)와 피스톤(22) 아래에 놓여 축(16)의 하단부(16-3)를 형성하는 저널을 베어링 관계를 이루며 수용한다. 펌프 베어링(26)은 원주 방향으로 이격된 복수의 볼트(29)에 의해 실린더(20) 상의 제위치에 고정된다. 토출 밸브(27)와 밸브 멈치(28)는 베어링(26)에 고정되어 토출 밸브(27)는 밸브 멈치(28)와 펌프 베어링(26) 내의 배출 포트(26-1)와 상호 작용하게 된다. 머플러(30)는 볼트(32)에 의해 베어링(26)에 고정되고 그와 함께 상호 작용하여 챔버(31)를 형성한다. 볼트(29)와 볼트(32) 간의 유일한 차이점은 볼트(32)가 머플러(30)를 베어링(26)에 추가적으로 고정시킨다는 점 뿐이라는 점을 주목해야 한다.
제2 펌프 조립체 또는 상부 펌프 조립체도 위에서 기술한 제1 펌프 조립체 또는 하부 펌프 조립체와 유사하고 보어(40-1)를 가진 실린더(40)를 포함한다. 환형 피스톤(42)은 실린더 보어(40-1) 내에 배치되고 보어(42-1) 내의 편심 축(16)의 편심 저널(16-2)을 수용한다. 베인(44)은 베인 슬롯(도시되지 않음) 내에 배치되고 스프링(45)에 의해 피스톤(42)과 트랙킹 접촉이 이루어지도록 편의되며 피스톤(42)과 보어(40-1) 사이의 초생달형 간극을 흡입실과 배출실로 분할한다. 모터 베어링(46)은 보어(40-1)와 피스톤(42) 위에 놓여 축(16)의 상단부(16-4)를 형성하는 저널을 베어링 관계를 이루며 수용한다. 모터 베어링(46)은 볼트(29)에 대응하는 원주 방향으로 이격된 복수의 볼트(49)에 의해 실린더(40) 상의 제위치에 고정된다. 토출 밸브(47)와 밸브 멈치(48)는 베어링(46)에 고정되어 토출 밸브(47)는 밸브 멈치(48)와 모터 베어링(46) 내의 배출 포트(46-1)와 상호 작용하게 된다. 머플러(50)는 볼트(52)에 의해 베어링(46)에 고정되고 그와 함께 상호 작용하여 포트(50-1)를 통하여 셀(12)의 내부와 연통하는 챔버(51)를 형성한다. 볼트(49)와 볼트(52) 간의 유일한 차이점은 볼트(52)가 머플러(50)를 베어링(46)에 추가로 고정시킨다는 점 뿐이라는 점을 주목해야 한다.
실린더(20, 40)에는 오목부(20-2)와 오목부(40-2)가 각각 형성되어 있고, 이들 오목부 내부에 분리기 판(60)을 수용한다. 판(60)과 펌프 베어링(26)은 각각 피스톤(22)과 베인(24)의 상부 및 하부와의 밀봉 윤활 접촉부를 제공하는 반면, 판(60)과 모터 베어링(46)은 피스톤(42)과 베인(44) 각각의 저부 및 상부와의 밀봉 윤활 접촉부를 제공한다. 또한, 판(60)은 오목부들과 상호 작용하여 실린더(20, 40)를 서로에 대해 반경 방향으로 배치시키고 축(16)의 저널 베어링(16-3, 16-4)을 베어링(26, 46)과 동축으로 정렬시킨다.
작동 시, 압축기(10)는 셀(12)에 고정된 고정자(18)와, 축(16)에 고정되어서 이와 함께 하나의 유니트로서 선회하는 회전자(19)를 포함하는 전기 모터에 의해 구동된다. 축(16)이 회전하면, 종래의 방식과 마찬가지로, 오일을 저장통(36)으로부터 보어(16-5) 내로 끌어들이고 그 오일을 여러가지 부재들을 윤활시킬 수 있도록 급송 통로(16-6 내지 16-9)로 송출하는 원심 펌핑 효과가 발생한다. 피스톤(22, 42)과 베인(24, 44)이 각각 상호 작용하게 되면, 압력 감소가 발생하게 되어 냉동 또는 공기 조화 시스템(도시되지 않음)으로부터 가스를 끌어들이게 된다. 가스는 흡입 라인(13)과 튜브(14)를 차례로 통과하여 반경 방향 보어(20-3) 안으로 들어가 바로 보어(20-1) 내에 이르게 된다. 도1에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 반경 방향 보어(20-3)는 또한 축 방향 보어(20-4)와 연결되고 축 방향 보어(60-1, 40-3)를 차례로 거쳐서 보어(40-1)와 연결된다. 실린더(20) 내에서 압축된 가스는 도2에 가장 잘 도시된 바와 같이 포트(26-1)를 통해 챔버(31) 내로 들어간다. 챔버(31)로부터 나온 가스는 실린더(20) 내의 축 방향 보어(20-5, 20-6)와 실린더(40) 내의 축 방향 보어(40-4, 40-5)로 나타낸 바와 같은 2개의 경로 중 어느 한 경로를 통하여 챔버(51) 내로 들어간다. 도2에 도시된 경로에서, 챔버(31)로부터 나온 압축 가스는 보어(26-2, 20-5, 60-2, 40-4, 46-2)를 차례로 통과하여 챔버(51) 내로 들어간다. 실린더(40) 내의 압축 가스는 포트(46-1)를 통해 챔버(51) 내로 들어간다. 챔버(51)로부터 나온 가스는 포트(50-1)를 통해 셀(12)의 내부로 들어가서 밖으로 토출된다(도시되지 않음).
또한, 본 고안에 따르면 제3 유동 경로가 머플러(30) 내의 챔버(31)로부터 제공된다. 튜브(34)는 머플러(30)에 밀봉 연결되어 챔버(31)로부터 축(16) 내의 보어(16-5)까지 유체 경로를 제공한다. 토출 중 머플러(30, 50) 내의 가스 압력은 셀(12) 내의 압력보다 약 0.35kg/cm2(5psi) 정도 약간 더 높고 토출 맥동의 원인이 된다. 머플러(30) 내의 토출 맥동은 머플러(30) 내의 가스의 일부가 튜브(34)를 통해 축(16) 내의 보어(16-5) 안으로 들어가게 함으로써 오일을 저장통(36)으로부터 보어(16-5)를 거쳐 급송 통로(16-6 내지 16-9)로 송출하는 것을 보조하는 실질적인 에너지를 제공한다. 튜브(34)로부터 보어(16-5)까지 통과하는 고압 가스는 저장통(36)으로부터 나온 오일에 대해 제트 펌핑 효과를 발생시킨다. 튜브(34)를 통과하는 유동은 모터 속도, 오일 저장통 수위, 압력 맥동의 크기, 그리고 예시된 바와 같이 원심형이든 양변위형이든 간에 특정의 펌핑 기구의 기능에 실질적으로 관여한다. 그러나 제트 펌핑 효과는 가장 요구되는 시점, 즉 저속 작동시에 펌핑을 보조하게 된다.
본 고안의 바람직한 실시예가 예시되어 설명되었지만, 당업자라면 이와 다르게 변경할 수 있다. 일례로, 본 고안은 단일 실린더, 고 측면, 수직형 롤링 피스톤식 압축기에도 적용 가능하다. 주요 요건은 하부 머플러(30) 또는 그와 동등한 것이 존재하고, 추가적인 소음 감소를 위해 단일 실린더 압축기에 두 개의 머플러를 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라 실린더의 저부에 단일 머플러를 사용할 수도 있다. 또한, 원심 펌프가 아닌 양변위 펌프를 사용하여도 본 고안의 이점을 얻을 수 있다. 따라서 본 고안의 범위는 청구의 범위에 의해서만 한정되는 것으로 되어 있다.
기본적으로, 단일 실린더, 수직형 압축기의 저부 또는 트윈 실린더, 수직형 압축기의 하부 실린더로부터 토출되는 압축 가스의 일부는 원심 펌프로서 작동하는 축의 보어 안으로 보내진다. 보어 안으로 보내진 가스의 일부는 오일 저장통과 상호 작용하여 제트 펌프로서 작동하고 이에 따라 오일을 펌핑하는 데 있어 원심 펌프를 보조하게 된다. 즉, 본 고안에 따르면 압축기의 저속 작동시에도 윤활을 향상시킬 수 있게 되고, 아울러 오일 저장통의 낮아진 수위로 인해 보다 높은 수두가 요구되는 경우 윤활유의 펌핑을 보조할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 수직, 고 측면, 기밀식 로타리형 압축기 수단에 있어서,
    셀 수단과,
    상기 셀 수단 내에 배치된 펌프 조립체 수단과,
    상기 펌프 조립체 수단 위에서 상기 셀 수단 내에 배치된 모터 수단과,
    상기 모터 수단에 의해 회전 구동되고 상기 펌프 조립체 수단을 통하여 상기 셀 수단의 저부에 배치된 오일 저장통 내로 하향 연장되고 또한 상기 펌프 조립체 수단에 의해 가스가 압축되도록 상기 펌프 조립체 수단과 상호 작용하며 상기 오일 저장통으로부터 연장되는 오일 분배 수단을 포함하는 축 수단과,
    상기 펌프 조립체 수단에 고정되고 상기 축 수단을 지지 가능하게 수용하는 베어링 수단과,
    상기 베어링 수단에 고정되고 상기 베어링 수단과 상호 작용하여 토출 밸브 수단을 거쳐 상기 펌프 조립체와 유체 연통되는 챔버를 형성함으로써 상기 펌프 조립체 내의 압축 가스가 상기 챔버로 공급되도록 되어 있는 머플러 수단과,
    상기 머플러 수단으로 공급된 압축 가스의 대부분을 상기 셀 수단 내로 보내기 위한 제1 유체 경로와,
    상기 머플러 수단으로 공급된 압축 가스의 미량을 상기 오일 분배 수단 내로 보냄으로써 상기 오일 분배 수단 내로 들어간 상기 압축 가스가 상기 저장통의 상기 오일과 상호 작용하여 상기 저장통으로부터 상기 오일 분배 수단으로의 오일 공급을 보조하는 제트 펌핑 효과를 발생시키는 제2 유체 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 수단.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오일 분배 수단은 상기 대체로 축방향으로 연장되는 보어와 연통하는 적어도 하나의 반경 방향으로 연장되는 보어와 연통하는 상기 축 수단 내의 대체로 축 방향으로 연장되는 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 수단.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 유체 경로는 상기 오일 저장통의 일부에 관통 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기 수단.
  4. 제1항에 있어서, 상기 펌프 조립체 수단은 상부 펌프 조립체와 하부 펌프 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 수단.
  5. 제4항에 있어서, 상기 머플러 수단은 상기 하부 펌프 조립체에 고정된 것을 특징으로 하는 압축기 수단.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상부 펌프 조립체에 고정되고 상기 제1 유체 경로의 일부를 형성하는 머플러 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 수단.
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