KR20230144170A - 로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기 - Google Patents

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김준형
권문성
박재우
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삼성전자주식회사
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Abstract

로터리 압축기가 개시된다. 본 로터리 압축기는, 케이스, 케이스의 내부에 배치되고, 내부 공간을 갖고, 내부 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤, 롤링 피스톤과 접하여 내부 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인, 흡입실과 연통하는 흡입구 및 압축실과 연통하는 토출구를 포함하는 실린더, 롤링 피스톤과 연결되는 회전축 및 회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 구동 장치 및 베인의 측면에 고정되고, 베인이 전후 왕복 이동함에 따라 토출구를 선택적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함한다.

Description

로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기{ROTARY COMPRESSOR AND HOME APPLIANCE INCLUDING THE SAME}
본 개시는 베인과 일체로 형성되는 밸브 부재가 압축실의 토출구를 개폐함에 따라 효율성이 개선된 로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기에 관한 것이다.
압축기는 모터나 터빈 등을 이용하여 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동 가스를 압축시켜 압력을 높이는 기계적 장치이다. 압축기는 산업 전반에 걸쳐 다양하게 사용될 수 있으며, 냉매 사이클에 사용되는 경우, 낮은 압력의 냉매를 높은 압력의 냉매로 변환시켜 다시 응축기로 전달할 수 있다.
압축기를 크게 분류하면, 피스톤과 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기와 선회스크롤과 고정스크롤 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여, 선회스크롤이 고정스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 스크롤 압축기 및 편심 회전되는 롤링피스톤과 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 롤링피스톤이 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 로터리 압축기로 나뉘어진다.
종래의 로터리 압축기는, 압축 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인과 압축실의 토출구를 개폐하는 밸브를 포함한다. 압축실의 압력이 기설정된 값을 초과하면, 밸브는 압축실의 토출구를 개방하고, 압축실의 압력이 기설정된 값보다 작으면, 밸브는 압축실의 토출구를 폐쇄한다.
밸브가 압축실의 토출구를 의도치 않게 늦게 개방시킴에 따라, 냉매의 과압축이 발생하고, 이는 압축기의 효율을 저하시킨다. 또한, 밸브가 토출구를 주기적으로 타격함에 따라, 소음이 발생하고, 밸브가 파손되는 문제점이 있었다.
본 개시의 목적은, 베인과 일체로 형성되는 밸브 부재가 압축실의 토출구를 개폐함에 따라 효율성이 개선된 로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기를 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기는, 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤, 상기 롤링 피스톤과 접하여 상기 내부 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인, 상기 흡입실과 연통하는 흡입구 및 상기 압축실과 연통하는 토출구를 포함하는 실린더, 상기 롤링 피스톤과 연결되는 회전축 및 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 구동 장치 및 상기 베인의 측면에 고정되고, 상기 베인이 전후 왕복 이동함에 따라 상기 토출구를 선택적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함할 수 있다.
상기 밸브 부재는, 상기 토출구의 상측에 배치될 수 있다.
상기 베인은, 전후 방향을 따라 제1 길이를 갖고, 상기 밸브 부재의 전단은, 상기 베인의 전단보다 제2 길이만큼 후방에 배치되고, 상기 제2 길이는, 상기 제1 길이의 0.1배 이상 0.5배 이하일 수 있다.
상기 밸브 부재의 상면은, 상기 베인의 상면과 동일한 높이에 배치될 수 있다.
상기 실린더는, 상기 베인이 배치되고, 상기 베인의 이동 경로를 가이드하는 베인 슬롯 및 상기 베인 슬롯 및 상기 토출구와 연통하고, 상기 밸브 부재가 안착되는 밸브 슬롯을 포함할 수 있다.
상기 밸브 슬롯의 깊이는, 상기 밸브 부재의 두께와 동일할 수 있다.
상기 베인은, 측면에 형성되는 체결홀을 포함하고, 상기 밸브 부재는, 상기 베인의 측면을 바라보는 일면에 형성되어 상기 체결홀에 삽입되는 체결 돌기를 포함할 수 있다.
상기 밸브 부재는, 상기 베인의 상기 토출구를 바라보는 측면에 고정될 수 있다.
상기 로터리 압축기는, 상기 실린더의 내부 공간을 폐쇄하고, 상기 실린더의 토출구와 선택적으로 연통하는 플랜지 홀을 포함하는 플랜지 부재를 더 포함하고, 상기 밸브 부재는, 상기 토출구와 상기 플랜지 홀의 사이에 배치될 수 있다.
상기 플랜지 부재는, 상기 실린더의 내부 공간의 상부를 폐쇄하는 제1 플랜지 및 상기 실린더의 내부 공간의 하부를 폐쇄하는 제2 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지 홀은, 상기 제1 플랜지에 형성될 수 있다.
상기 밸브 부재는, 상기 실린더를 바라보는 하면에 복수의 그루브가 형성될 수 있다.
상기 베인은, 상기 밸브 부재가 고정되는 측면에 복수의 그루브가 형성될 수 있다.
상기 실린더는, 상기 밸브 부재를 바라보는 상면에 복수의 그루브가 형성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 냉매를 이용한 외부와의 열 교환을 통해 온도를 조절하는 가전기기는 로터리 압축기를 포함하고, 상기 로터리 압축기는, 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤, 상기 롤링 피스톤과 접하여 상기 내부 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인, 상기 흡입실과 연통하는 흡입구 및 상기 압축실과 연통하는 토출구를 포함하는 실린더, 상기 롤링 피스톤과 연결되는 회전축 및 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 구동 장치 및 상기 베인의 측면에 고정되고, 상기 베인이 전후 왕복 이동함에 따라 상기 토출구를 선택적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함할 수 있다.
상기 가전기기는 에어컨, 냉장고 및 냉동고 중 하나일 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축부의 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 압축부의 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 9는 회전축의 회전에 따른 밸브 부재의 위치를 나타내는 상면도이다.
도 10은 베인과 밸브 부재의 체결 구조를 나타내는 사시도이다.
도 11은 베인 및 밸브 부재에 형성된 그루브를 나타내는 사시도이다.
도 12는 실린더에 형성된 그루브를 나타내는 도면이다.
도 13은 트윈 실린더 구조를 갖는 로터리 압축기의 단면도이다.
이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 사시도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 단면도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축부의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉동사이클은 압축, 응축, 팽창, 증발의 네 가지 행정이 있으며, 압축, 응축, 팽창, 증발의 네 가지 행정은 냉매가 로터리 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3), 증발기(4)를 순환하면서 발생된다.
로터리 압축기(1)는 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하며, 로터리 압축기(1)에서 배출되는 고온고압의 냉매가스는 응축기(2)로 유입된다.
응축기(2)에서는 압축기(1)에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하며, 응축과정을 통해 주위로 열을 방출하게 된다.
팽창밸브(3)는 응축기(2)에서 응축된 고온고압 상태의 냉매를 저압상태의 팽창시키고, 증발기(4)는 팽창밸브(3)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 증발잠열을 이용하여 피 냉각 물체와 열교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압 상태의 냉매가스를 로터리 압축기(1)로 복귀시키는 기능을 하며, 이러한 사이클을 통해 실내공간의 공기 온도를 조절 할 수 있게 된다.
아울러, 이러한 냉각 사이클을 구비하는 가전기기는 에어컨, 냉장고, 냉동고 중 하나일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 냉각 사이클을 구비하는 다양한 가전기기에 사용될 수 있다.
로터리 압축기(1)는 증발기(4)와 연결되어 증발기(4)로부터 냉매를 유입하는 흡입 포트(11), 응축기(2)와 연결되고 로터리 압축기(1)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가 토출되는 토출 포트(12)를 포함할 수 있다.
로터리 압축기(1)의 흡입 포트(11)와 증발기(4)에 어큐뮬레이터(5)가 배치될 수 있다. 어큐뮬레이터(5)는 증발기(4)로부터 전달받은 저온 저압의 냉매 중 가스에 이르지 못하고 액상으로 존재하는 냉매를 임시 수용하여, 액상의 냉매가 로터리 압축기(1)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 어큐뮬레이터(A)의 내부에는 액상의 냉매만 남게 되고, 가스 상태의 냉매는 로터리 압축기(1)의 내부로 유입될 수 있다.
로터리 압축기(1)는 외관을 형성하는 케이스(10) 및 케이스(10) 내부에 구비되어 흡입 포트(11)를 통해 유입된 냉매를 압축시키는 압축부 및 압축부와 연결되어 압축부를 구동시키는 구동 장치(200)를 포함할 수 있다. 케이스(10)는, 하부에 오일(O)이 저류될 수 있다.
압축부는, 실린더(100), 제1 플랜지(300), 제2 플랜지(400)를 포함할 수 있다. 실린더(100)는, 케이스(10)의 내부에 배치되어 냉매를 압축할 수 있다. 제1 플랜지(300)는 실린더(100)의 상부에 배치되고, 제2 플랜지(400)는 실린더(100)의 하부에 배치될 수 있다. 압축부의 상세한 구조는 후술하기로 한다.
구동 장치(200)는 회전축(210) 및 모터(220)를 포함할 수 있다. 회전축(210)은 롤링 피스톤(110)과 연결될 수 있다. 모터(220)는 회전축(210)을 회전시킬 수 있다. 모터(220)는, 케이스(10)의 내면에 고정된　고정자(222)와, 고정자(222)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(221)를 포함할 수 있다. 회전축(210)은, 회전자(221)의 내부에서 회전자(221)와 함께 회전되도록 마련될 수 있다.
회전축(210)은 압축부와 연결되어 압축부의 롤링 피스톤(110)을 선회시켜 압축부에 유입된 냉매를 압축시킬 수 있다. 회전축(210)과 롤링 피스톤(110)의 사이에는 편심부(214)가 배치될 수 있다.
이에 따라, 구동 장치(200)는 회전축(210)을 통해 압축부와 연결되어 압축부로 동력을 전달할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 압축부의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실린더(100)는 내부 공간(V)을 갖고, 롤링 피스톤(110), 베인(120), 흡입구(140) 및 토출구(130)를 포함할 수 있다.
롤링 피스톤(110)은, 실린더(100)의 내부 공간(V)에서 편심을 가지고 선회 운동할 수 있다. 베인(120)은, 롤링 피스톤(110)과 접하여 실린더(100)의 내부 공간(V)을 흡입실(V1)과 압축실(V2)로 구획할 수 있다. 흡입구(140)는 흡입실(V1)과 연통하고, 토출구(130)는 압축실(V2)과 연통할 수 있다.
흡입구(140)는, 실린더(100)의 측면으로부터 반경 방향을 따라 실린더(100)를 관통하여 형성될 수 있다. 흡입구(140)의 일단은 실린더(100)의 외부와 연통되고, 흡입구(140)의 타단은 흡입실(V1)과 연통될 수 있다.
토출구(130)는, 압축실(V2)의 내측면으로부터 실린더(100)의 상면을 향하여 형성된 홈(groove)의 형상을 가질 수 있다. 토출구(130)는 베인(120)과 인접하게 배치될 수 있다. 압축실(V2)에서 압축된 냉매는 토출구(130)를 따라 상승할 수 있다.
냉매는 실린더(100)의 흡입구(140)를 통하여 실린더(100)의 흡입실(V1)로 유입되고, 롤링 피스톤(110)의 선회 운동에 따라 압축된 후, 토출구(130)를 통하여 압축실(V2)로부터 실린더(100)의 외부로 토출될 수 있다.
베인(120)의 후단은 탄성 부재(미도시)에 연결되고, 탄성 부재는 베인(120)을 전방으로 가압할 수 있다. 이에 따라, 베인(120)의 전단은 롤링 피스톤(110)과 항상 접하고, 베인(120)은 롤링 피스톤(110)의 선회 운동에 의해 전후방으로 왕복 직선 운동할 수 있다.
실린더(100)는 반경 방향을 따라 길게 형성된 베인 슬롯(S1)을 포함할 수 있다. 베인(120)은 베인 슬롯(S1)의 내부에 배치되고, 베인 슬롯(S1)에 의해 이동 경로가 가이드될 수 있다.
로터리 압축기(1)는 밸브 부재(500)를 포함할 수 있다. 밸브 부재(500)는, 베인(120)의 측면(121)에 고정되고, 베인(120)이 전후 왕복 이동함에 따라 토출구(130)를 선택적으로 개폐할 수 있다.
밸브 부재(500)는 대략 직육면체 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 토출구(130)의 상부를 커버할 수 있는 어떠한 형상을 가질 수 있다. 밸브 부재(500)는 토출구(130)보다 큰 단면을 가질 수 있다.
압축 행정 중, 롤링 피스톤(110)이 회전함에 따라, 베인(120)이 기설정된 값보다 크게 전진되어 있으면, 밸브 부재(500)도 베인(120)과 일체로 전진하여 토출구(130)의 상부를 폐쇄할 수 있다.
압축 행정의 말기에서, 롤링 피스톤(110)이 더 회전함에 따라, 베인(120)이 기설정된 값보다 크게 후진하면, 밸브 부재(500)도 베인(120)과 일체로 후진할 수 있다. 이 때, 토출구(130)가 밸브 부재(500)에 의해 개방되어 압축된 냉매가 압축실(V2)로부터 토출될 수 있다.
밸브 부재(500)는, 토출구(130)의 상측에 배치될 수 있다. 즉, 밸브 부재(500)는 토출구(130)의 상측에서 슬라이딩하면서, 토출구(130)를 선택적으로 개폐할 수 있다.
밸브 부재(500)는, 베인(120)의 토출구(130)를 바라보는 측면(121)에 고정될 수 있다. 즉, 밸브 부재(500)는 베인(120)의 측면(121)에 고정되어 베인(120)과 함께 주기적으로 전진 및 후진할 수 있다.
로터리 압축기(1)는, 플랜지 부재(300, 400)를 더 포함할 수 있다. 플랜지 부재(300, 400)는, 실린더(100)의 내부 공간(V)을 폐쇄하고, 실린더(100)의 토출구(130)와 선택적으로 연통하는 플랜지 홀(310)을 포함할 수 있다. 플랜지 홀(310)은 토출구(130)의 동일 축 상에 형성될 수 있다.
밸브 부재(500)는, 토출구(130)와 플랜지 홀(310)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 밸브 부재(500)는, 토출구(130)와 플랜지 홀(310)의 사이에서 전후로 왕복 이동하며, 토출구(130)와 플랜지 홀(310)을 선택적으로 연통시킬 수 있다.
베인(120) 및 밸브 부재(500)가 충분히 후진하면, 토출구(130)가 개방되어, 압축된 냉매가 토출구(130) 및 플랜지 홀(310)을 통하여 압축부의 외부로 토출될 수 있다.
플랜지 부재(300, 400)는, 실린더(100)의 내부 공간(V)의 상부를 폐쇄하는 제1 플랜지(300) 및 실린더(100)의 내부 공간(V)의 하부를 폐쇄하는 제2 플랜지(400)를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 플랜지 홀(310)은, 제1 플랜지(300)에 형성될 수 있다.
제1 플랜지(300)의 상부에는 실린더(100)의 내부에서 압축되어 토출구(130) 및 플랜지 홀(310)을 차례로 통과하는 냉매 가스의 소음을 저감시키기 위한 머플러(13)가 마련될 수 있다.
실린더(100)는, 베인 슬롯(S1) 및 밸브 슬롯(S2)을 포함할 수 잇다. 베인 슬롯(S1)은, 베인(120)이 배치되고, 베인(120)의 이동 경로를 가이드할 수 있다.
밸브 슬롯(S2)은, 베인 슬롯(S1) 토출구(130)와 연통하고, 밸브 부재(500)가 안착될 수 있다. 밸브 슬롯(S2)은, 실린더(100)의 상면 중 밸브 부재(500)에 대응하는 영역이 소정 깊이만큼 인입되어 형성될 수 있다.
밸브 슬롯(S2)의 깊이는, 밸브 부재(500)의 두께와 동일할 수 있다. 밸브 슬롯(S2)의 깊이 및 밸브 부재(500)의 두께는 수직 방향을 따라 측정된 것일 수 있다. 즉, 밸브 부재(500)의 하면은 실린더(100)의 상면 중 밸브 슬롯(S2)에 대응하는 영역과 접하고, 밸브 부재(500)의 상면은 실린더(100)의 상면 중 밸브 슬롯(S2)이 형성되지 않은 영역과 동일한 높이에 배치될 수 있다. 즉, 밸브 부재(500)의 상면과 실린더(100)의 상면 중 밸브 슬롯(S2)이 형성되지 않은 영역은 동일한 수평면 상에 배치될 수 있다.
이에 따라, 냉매가 밸브 부재(500)와 실린더(100)의 사이 틈새로 의도치 않게 누설되어 압축 효율이 저하되는 경우를 방지할 수 있다.
밸브 부재(500)의 상면은, 베인(120)의 상면과 동일한 높이에 배치될 수 있다. 즉, 밸브 부재(500)의 상면과 베인(120)의 상면은 동일한 수평면 상에 배치될 수 있다.
이에 따라, 냉매가 밸브 부재(500)와 제1 플랜지(300)의 사이 틈새로 의도치 않게 누설되어 압축 효율이 저하되는 경우를 방지할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 회전축의 회전에 따른 밸브 부재의 위치를 나타내는 상면도이다. 도 6 내지 도 9는, 회전축(210) 및 롤링 피스톤(110)이 0도(또는 360도), 90도, 180도, 270도만큼 회전한 상태를 각각 나타낸 도면일 수 있다. 회전축(210) 및 롤링 피스톤(110)은 시계 방향으로 회전할 수 있다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 회전축(210)의 편심부(214)가 롤링 피스톤(110)과 내접한 상태로 회전함에 따라, 롤링 피스톤(110)은 편심을 갖고 회전할 수 있다. 상술한 바와 같이 베인(120)의 후단은 전방을 향하여 가압되므로, 베인(120)의 전단(122)은 롤링 피스톤(110)과 항상 접하고, 베인(120)은 롤링 피스톤(110)의 선회 운동에 의해 전후방으로 왕복 직선 운동할 수 있다.
도 6 내지 도 8을 순서대로 살펴보면, 회전축(210) 및 롤링 피스톤(110)이 0도로부터 180도로 회전함에 따라, 베인(120) 및 밸브 부재(500)는 회전축(210)을 향하여 전진할 수 있다.
도 8, 도 9 및 도 6을 차례대로 살펴보면, 회전축(210) 및 롤링 피스톤(110)이 180도로부터 0도로 회전함에 따라, 베인(120) 및 밸브 부재(500)는 회전축(210)으로부터 멀어지는 방향으로 후진할 수 있다.
예를 들어, 회전축(210) 및 롤링 피스톤(110)이 90도로부터 270도까지 회전할 때, 밸브 부재(500)는 토출구(130)를 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 회전축(210) 및 롤링 피스톤(110)이 270도로부터 90도까지 회전할 때, 밸브 부재(500)는 토출구(130)를 개방할 수 있다. 다만, 상술한 임계 회전 각도는 예시적인 것이며, 밸브 부재(500)의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
베인(120)은, 전후 방향을 따라 제1 길이(L1)를 가질 수 있다. 밸브 부재(500)의 전단(501)은, 베인(120)의 전단(122)보다 제2 길이(L2)만큼 후방에 배치될 수 있다. 제2 길이(L2)가 증가할수록 토출구(130)가 빨리 개방될 수 있고, 제2 길이(L2)가 감소할수록 토출구(130)가 늦게 개방될 수 있다.
제2 길이(L2)는, 제1 길이(L1)의 0.1배 이상 0.5배 이하일 수 있다. 이에 따라, 냉매가 목표 압력까지 충분히 압축된 이후, 과압축되기 이전에 토출구(130)가 개방되므로, 로터리 압축기(1)의 압축 효율이 증가할 수 있다.
도 10은 베인과 밸브 부재의 체결 구조를 나타내는 사시도이다. 도 10을 참조하면, 베인(120)은 체결홀(121a)을 포함하고, 밸브 부재(500)는 체결돌기(510)를 포함할 수 있다. 체결홀(121a) 및 체결돌기(510)는 복수개로 형성되고, 동일한 개수만큼 형성될 수 있다.
체결홀(121a)은, 베인(120)의 측면(121)에 형성될 수 있다. 체결돌기(510)는, 베인(120)의 측면(121)을 바라보는 일면(502)에 형성되어 체결홀(121a)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 베인(120) 및 밸브 부재(500)는 서로 안정적으로 체결될 수 있다.
도 11은 베인 및 밸브 부재에 형성된 그루브를 나타내는 사시도이다.
도 11을 참조하면, 밸브 부재(500) 및 베인(120) 중 적어도 하나는, 일면에 복수의 그루브를 포함할 수 있다.
밸브 부재(500)는, 실린더(100)를 바라보는 하면(503)에 복수의 그루브(G1)가 형성될 수 있다. 복수의 그루브(G1)는 밸브 부재(500)의 하면(503)의 일 영역이 상측으로 인입되어 형성될 수 있다. 복수의 그루브(G1)는 전후 방향을 따라 서로 나란하게 형성될 수 있다.
밸브 부재(500)의 하면(503)은 실린더(100)의 상면과 접하면서 전후 슬라이딩할 수 있다. 즉, 복수의 그루브(G1)에 의하여, 밸브 부재(500)와 실린더(100)의 사이의 접촉 면적이 저감되어 마찰 손실이 감소될 수 있다. 또한, 복수의 그루브(G1)에 오일이 채워져서, 냉매가 의도치 않게 밸브 부재(500)와 실린더(100)의 사이 틈새를 통하여 외부로 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
베인(120)은, 밸브 부재(500)가 고정되는 측면(121)에 복수의 그루브(G2)가 형성될 수 있다. 복수의 그루브(G2)는 베인(120)의 측면(121)의 일 영역이 인입되어 형성될 수 있다. 복수의 그루브(G2)는 전후 방향을 따라 서로 나란하게 형성될 수 있다.
베인(120)의 측면(121)은 실린더(100)의 베인 슬롯과 대응하는 내측면과 접하면서 전후 슬라이딩할 수 있다. 즉, 복수의 그루브(G2)에 의하여, 베인(120)과 실린더(100)의 사이의 접촉 면적이 저감되어 마찰 손실이 감소될 수 있다. 또한, 복수의 그루브(G2)에 오일이 채워져서, 냉매가 의도치 않게 베인(120)과 실린더(100)의 사이 틈새를 통하여 외부로 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
도 12는 실린더에 형성된 그루브를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 실린더(100)는, 밸브 부재(500)를 바라보는 상면에 복수의 그루브(G3)가 형성될 수 있다. 복수의 그루브(G3)는 실린더(100)의 상면 중 베인 슬롯(S2)과 대응하는 일 영역이 하측으로 인입되어 형성될 수 있다. 복수의 그루브(G3)는 전후 방향을 따라 서로 나란하게 형성될 수 있다.
밸브 부재(500)는 실린더(100)의 상면과 접하면서 전후 슬라이딩할 수 있다. 즉, 복수의 그루브(G3)에 의하여, 밸브 부재(500)와 실린더(100)의 사이의 접촉 면적이 저감되어 마찰 손실이 감소될 수 있다. 또한, 복수의 그루브(G3)에 오일이 채워져서, 냉매가 의도치 않게 밸브 부재(500)와 실린더(100)의 사이 틈새를 통하여 외부로 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
도 13은 트윈 실린더 구조를 갖는 로터리 압축기의 단면도이다. 도 13을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기(1)는, 트윈 실린더 구조를 가질 수 있다.
도 13의 로터리 압축기(1)는 도 2의 싱글 실린더 구조에서 실린더가 하나 추가된 구조를 가질 수 있다. 도 13의 로터리 압축기(1)의 구성 중 전술한 것과 동일한 내용은 설명이 생략될 수 있다.
로터리 압축기(1)는, 제1 실린더(100a), 제2 실린더(100b), 구동 장치(200), 제1 플랜지(300), 제2 플랜지(400), 미들 플레이트(MP)를 포함할 수 있다.
제1 플랜지(300)는 제1 실린더(100a)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 플랜지(300)는 제1 및 제2 실린더(100a, 100b)의 내부 공간으로부터 압축된 냉매를 토출 포트(12)로 가이드할 수 있다.
제1 및 제2 실린더(100a, 100b)는 상하로 배치될 수 있고, 중간 플레이트(MP)는 제1 실린더(100)와 제2 실린더(100b) 사이에 배치될 수 있다.
제1 및 제2 실린더(100a, 100b)의 각 롤링 피스톤은 서로 회전축(210)의 회전 방향으로 180도의 위상차를 갖도록 편심되어 회전할 수 있다.
제1 플랜지(300), 제1 실린더(100a) 및 중간 플레이트(MP)는 제1 실린더(100a)의 내부 공간을 형성할 수 있다. 또한, 제2 플랜지(400), 제2 실린더(100b) 및 중간 플레이트(MP)는 제2 실린더(100b)의 내부 공간을 형성할 수 있다.
제1 실린더(100a)에서 압축된 냉매는 제1 플랜지(300)를 통하여 상부로 토출되고, 제2 실린더(100b)에서 압축된 냉매는 중간 플레이트(MP), 제1 실린더(100a) 및 제1 플랜지(300)를 통하여 상부로 토출될 수 있다.
제1 및 제2 실린더(100a, 100b)는 베인과 일체로 전후 이동하여 토출구를 개폐하는 밸브 부재를 포함할 수 있다. 즉, 제1 실린더(100a)의 밸브 부재는 제1 실린더(100a)의 내부 공간을 상부로 노출시키고, 제2 실린더(100b)의 밸브 부재는 제2 실린더(100b)의 내부 공간을 하부로 노출시킬 수 있다.
이에 따라, 트윈 실린더 구조의 로터리 압축기(1)도, 2개의 밸브 부재가 각각 제1 및 제2 실린더(100a, 100b)의 토출구를 정확한 시점에 개방시킴에 따라, 냉매의 과압축이 발생하지 않으며, 압축 효율이 증대될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기(1)는, 종래의 밸브가 토출구를 주기적으로 타격함에 따라, 소음이 발생하고, 밸브가 파손되는 문제점을 해결하고, 베인과 일체로 형성되는 밸브 부재가 압축실의 토출구를 개폐함에 따라 효율성이 개선될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1: 로터리 압축기 10: 케이스
100: 실린더 110: 롤링 피스톤
120: 베인 130: 토출구
200: 구동 장치 300: 제1 플랜지
400: 제2 플랜지 500: 밸브 부재

Claims (15)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤, 상기 롤링 피스톤과 접하여 상기 내부 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인, 상기 흡입실과 연통하는 흡입구 및 상기 압축실과 연통하는 토출구를 포함하는 실린더;
    상기 롤링 피스톤과 연결되는 회전축 및 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 구동 장치; 및
    상기 베인의 측면에 고정되고, 상기 베인이 전후 왕복 이동함에 따라 상기 토출구를 선택적으로 개폐하는 밸브 부재;를 포함하는, 로터리 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 부재는, 상기 토출구의 상측에 배치되는, 로터리 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베인은, 전후 방향을 따라 제1 길이를 갖고,
    상기 밸브 부재의 전단은, 상기 베인의 전단보다 제2 길이만큼 후방에 배치되고,
    상기 제2 길이는, 상기 제1 길이의 0.1배 이상 0.5배 이하인, 로터리 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 부재의 상면은, 상기 베인의 상면과 동일한 높이에 배치되는, 로터리 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 베인이 배치되고, 상기 베인의 이동 경로를 가이드하는 베인 슬롯 및
    상기 베인 슬롯 및 상기 토출구와 연통하고, 상기 밸브 부재가 안착되는 밸브 슬롯을 포함하는, 로터리 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브 슬롯의 깊이는, 상기 밸브 부재의 두께와 동일한, 로터리 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베인은, 측면에 형성되는 체결홀을 포함하고,
    상기 밸브 부재는, 상기 베인의 측면을 바라보는 일면에 형성되어 상기 체결홀에 삽입되는 체결 돌기를 포함하는, 로터리 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 부재는, 상기 베인의 상기 토출구를 바라보는 측면에 고정되는, 로터리 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실린더의 내부 공간을 폐쇄하고, 상기 실린더의 토출구와 선택적으로 연통하는 플랜지 홀을 포함하는 플랜지 부재;를 더 포함하고,
    상기 밸브 부재는, 상기 토출구와 상기 플랜지 홀의 사이에 배치되는, 로터리 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플랜지 부재는,
    상기 실린더의 내부 공간의 상부를 폐쇄하는 제1 플랜지 및
    상기 실린더의 내부 공간의 하부를 폐쇄하는 제2 플랜지를 포함하고,
    상기 플랜지 홀은, 상기 제1 플랜지에 형성되는, 로터리 압축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 부재는,
    상기 실린더를 바라보는 하면에 복수의 그루브가 형성되는, 로터리 압축기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 베인은,
    상기 밸브 부재가 고정되는 측면에 복수의 그루브가 형성되는, 로터리 압축기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 밸브 부재를 바라보는 상면에 복수의 그루브가 형성되는, 로터리 압축기.
  14. 냉매를 이용한 외부와의 열 교환을 통해 온도를 조절하는 가전기기에 관한 것으로,
    상기 가전기기는 로터리 압축기를 포함하고,
    상기 로터리 압축기는,
    케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤, 상기 롤링 피스톤과 접하여 상기 내부 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인, 상기 흡입실과 연통하는 흡입구 및 상기 압축실과 연통하는 토출구를 포함하는 실린더;
    상기 롤링 피스톤과 연결되는 회전축 및 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 구동 장치; 및
    상기 베인의 측면에 고정되고, 상기 베인이 전후 왕복 이동함에 따라 상기 토출구를 선택적으로 개폐하는 밸브 부재;를 포함하는, 가전기기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가전기기는 에어컨, 냉장고 및 냉동고 중 하나인 가전기기.
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