KR970005979B1 - 압력맥동절감수단을 갖는 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압력맥동절감수단을 갖는 압축기

제1도는 일반적인 압축기를 도시한 분리 사시도.

제2도는 (a)는 압축기의 종래 프론트 헤드를 도시한 정면도.

제2도는 (b)는 압축기의 종래 리어헤드를 도시한 정면도.

제3도는 압축기의 종래 프론트 헤드와 리어 헤드에서 시간에 따른 압력상태를 나타내 보인 그래프.

제4도는 종래 압축기 출구에서 시간에 따른 압력상태를 나타내보인 그래프.

제5도 (a)는 본 발명에 따른 압축기의 프론트 헤드를 도시한 정면도.

제5도 (b)는 본 발명에 따른 압축기의 리어 헤드를 도시한 정면도.

제6도는 본 발명에 따른 프론트 헤드와 리어 헤드에 작용되는 압력을 시간에 따라 나타내 보인 그래프.

제7도는 본 발명에 따른 압축기의 출구에서 시간에 따른 압력상태를 나타내 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 실린더 12 : 회전축

13 : 사판 14 : 피스톤

30 : 리어헤드 31 : 격벽

32,42 : 토출축 캐비티 33,43 : 흡입측 캐비티

34 : 제2토출구 40 : 프론트 헤드

41 : 격벽 44 : 제1토출구

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 맥동압을 감소시킨 왕복식 복동 압축기에 관한 것이다.

통상적으로 압축기는 사용용도 및 압축하고자 하는 매체의 특성에 따라 여러 종류의 것이 있는데, 제1도에는 이러한 압축기중 사판식 왕복 압축기의 일실시예를 나타내 보였다.

이것은 한 쌍의 실린더(11) 사이에 이 실린더(11)에 의해 지지되는 회전축(12)에 사판(13)이 설치되고 상기 실린더(11)에는 회전축(12)을 중심으로 하여 원주 방향으로 복수개의 피스톤(14)이 삽입설치 되는데, 이 피스톤(14)의 중앙부에는 절개부(14a)가 형성되어 이에 사판이 삽입되어 사판(13)의 회전시 상기 복수개의 피스톤(14)이 순차적으로 왕복 이동될 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 실린더(11)의 양측에는 흡입공(15a)과 토출공(15b)이 형성된 밸브판(15)이 설치되고 이 밸브판(15)의 양측에는 흡입공(15a)을 개폐하는 박판상의 밸브(16)와 토출공(15b)을 개폐하는 리드(17)가 각각 설치된다. 그리고 상기 밸브(16)와 밸브판(15)이 설치된 실린더(11)의 양측에는 프론트 헤드(18)와 리어헤드(19)가 설치되는데, 이들 헤드는 제2도에 나타내보인 바와같이 상기 실린더(11)와 대향되는 내면에 상기 흡입공(15a)과 토출공(15b)의 경계를 연결하는 격벽(18a)(19a)이 각각 형성되고 이 격벽(18a)(19a)에 의해 형성된 내측의 캐비니(18b)(19b)중 리어헤드(19)에 위치하는 내측 캐비티(19b)는 압축기의 토출구와 연결되어 있으며, 외측 캐비티(18c)(19c)중 외측의 리어헤드(19)에 위치하는 외측 캐비티(19c)는 압축기의 흡입구와 연결되어 있다. 그리고 상기 실린더(11)에는 그 길이 방향으로 프론트헤드(18)와 리어헤드(19)의 내부 캐비티(18b)(19b)를 연결하는 제1구멍(11a)와 외부 캐비티(18c)(19c)를 연결하는 제2구멍(11b)이 형성되어 있으며, 상기 회전축(12)의 일측 단부에는 도면에 도시되어 있지 않으나 풀리와 전자 클러치가 마련되어 있다.

이와같이 구성된 종래의 압축기는 소정의 구동수단에 의해 회전축(12)이 회전하게 되면 이에 설치된 사판(13)이 회전하여 실린더(11)에 원주방향으로 배열설치된 피스톤(14)이 왕복운동 함에따라 상기 밸브판(15)의 흡입공(15a)으로 압축 매치를 흡입하여 토출공(15b)으로 토출시킴으로써 압축하게 된다. 이때에 상기 밸브(16)와 리드(17)는 흡입 또는 압축되는 매체에 의해 토출공(15b)과 흡입공(15a)을 개폐하게 된다. 여기에서 상기 피스톤(14)은 사판에 의해 왕복되면서 압축작용을 하게 되므로 프론트 헤드(18)측과 리어헤드(19)측에서 각각 흡입 및 압축작용이 동시에 일어나게 되고 상기 프론트 헤드(18)측에서 압축된 매체는 상기 프론트 헤드(18)와 리어헤드(19)의 내측 캐비티(18b)(19b)를 연결하는 실린더(11)의 제1구멍(11a)을 통하여 압축기의 토출구로 토출되게 된다.

그런데, 상술한 바와같이 압축작용을 수행하는 압축기는 실린더의 내부에서 왕복운동하는 각 피스톤(14)의 압축시점이 서로다르기 때문에 압축기로 토출되는 압력의 맥동이 발생되게 된다. 이 맥동압은 제3도에 나타내 보인 바와같이 프론트 헤드(18)와 리어헤드(19)측에서 서로 다르게 나타나게 되고 이들 각 맥동압은 압축기의 토출구로의 토출시 중첩되게 되는데, 피스톤(14)의 왕복운동에 따른 위상차가 크게 나타나 맥동압이 크게 나타나게 된다. 즉, 제5도에 나타내 보인바와 같이 토출구에서의 토출압력의 변화는 크게 나타나게 된다.

이를 더욱 상세하게 설명하면 종래의 압축기는 프론트헤드(18)와 리어 헤드(19)에서의 압축되는 매체의 토출구가 상호대향되는 동일 위치 형성되어 실린더(11)에 형성된 제1구멍에 의해 연결되어 있으므로 프론트 헤드(18)측에서의 맥동압과 리어헤드(19)측에서의 맥동압이 중첩되는 경우가 많아 최종적으로 토출되는 토출압력은 심한 맥동현상을 나타내게 된다.

본 발명인의 실험에 의하면 실린더(11)에 원주 방향으로 배열설치되는 피스톤이 5개를 갖는 경우 프론트 헤드 측과 리어헤드측의 토출구가 동일 위치에 있을 경우 맥동압의 위상차 즉, 하나의 피스톤(14)이 왕복운동하면서 압축착용을 하게 되므로 사판(13)의 일회전시 10번의 압축작용함으로써 발생되는 맥동압의 위상차는 하기 표 1와 같다.

상기표에서 알수 있는 바와같이 5개의 피스톤 행정의 위상차가 매우 크게 나타나는 것으로 알수 있는 바와같이 압축되는 매체의 압력의 변화가 심하게 나타나게 되고 나아가서는 압축 매체를 균일한 압력으로 압축할 수 없는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 프론트 헤드측과 리어 헤드측의 맥동압이 중첩되는 것을 방지하여 토출구로 토출되는 압력의 변화를 극소화할 수 있는 압력맥동절감수단을 갖는 압축기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 토출되는 맥동압을 최소화하여 압축기에 발생되는 진동 및 소음을 줄이고 압축효율을 향상시킬 수 있는 압축기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실린더와, 이 실린더에 설치되어 회전하는 사판에 의해 왕복이송되는 피스톤과, 상기 실린더의 양측에 결합되며 그 내면에 흡입측 캐비티와 토출측 캐비티를 구획하는 격벽이 각각 형성된 프론트 헤드와 리어 헤드를 구비하여 된 압축기에 있어서,

상기 리어 헤드에 형성된 토출측 캐비티의 제1토출구와 상기 프론트 헤드에 형성된 토출측 캐비티의 제2토출구의 위상차가 180도인 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

압축기는 제1도에 나타내 보인 바와같이 한 쌍의 실린더(11)에 회전축(12)이 지지되고 실린더(11)에 의해 지지되는 회전축(12)에는 사판(13)이 설치된다. 그리고 상기 실린더(11)에는 회전축(12)을 중심으로 하여 원주방향으로 복수개의 피스톤(14)이 삽입설치되는데, 이 피스톤(14)의 중앙부에는 절개부(14a)가 형성되고 이에 시판(13)이 삽입되어 사판(13)의 회전시 상기 복수개의 피스톤(14)이 순차적으로 왕복 이송될 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 실린더(11)의 양측에는 흡입공(15a)과 토출공(15b)이 형성된 밸브판(15)이 설치되고 이 밸브판(15)의 양측에는 흡입공(15a)을 개폐하는 박판상의 밸브(16)와 토출공(15b)을 개폐하는 리드(17)가 각각 설치된다. 그리고 상기 밸브(16)와 밸브판(15)이 설치된 실린더(11)의 양측에는 프론트 헤드(30)와 리어헤드(40)가 설치되는데, 이들 헤드는 본 발명의 특징에 따라 제5도에 나타내 보인 바와같이 상기 실린더(11)와 대향되는 내면에 상기 밸브판(15)에 형성된 흡입공(15a)과 토출공(15b)의 경계를 연결하는 격벽(31)(41)이 각각 형성되고 이 격벽(31)(41)에 의해 흡입측 캐비티(32)(42)와 토출측 캐비티(33)(43)가 형성되는데, 상기 프론트 헤드(30)의 토출측 캐비티(33)의 제1토출구(34)와 리어헤드(40)의 토출측 캐비티(43)의 제2토출구(44)는 그 위상차가 180도가 되도록 형성되어 있다. 상기 제1,2토출구(34)(44)의 180도 위상차가 발생됨으로써 상기 프론트 헤드(30)측에서 압축된 매체를 토출하기 위해서는 상기 리어헤드(40)의 제1토출구(44)와 동일 위상차를 가지는 위치의 프론트 헤드(30)의 내면에 제3토출부(36)를 형성하고 상기 흡입측 캐비티(33)와 토출측 캐비티(32)를 연결하는 격벽(31)과 나란한 격벽(37)을 형성하여 제2토출구(34)와 제3토출구(36)를 연결하는 토출통로를 형성하여 토출측 캐비티(32)에 압축된 매체를 토출시킬 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 실린더(11)에는 그 길이 방향으로 프론트 헤드(18)와 리어헤드(40)의 제2토출공과 프론트 헤드의 제3토출공을 연결하는 제1구멍(11a)이 형성되어 있으며, 상기 사판이 설치된 회전축의 일측 단부에는 풀리와 전자 클러치가 마련되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 압축기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 압축기는 소정의 구동수단에 의해 회전축(12)이 회전하게 되면 이에 설치된 사판(13)이 회전하여 실린더(11)에 원주방향으로 배열설치된 피스톤(14)이 왕복운동함에 따라 상기 밸프판(15)의 흡입공(15a)으로 압축매체를 흡입하여 토출공(15b)으로 토출시킴으로써 압축하게 된다. 이때에 상기 밸브(16)와 리드(17)는 흡입 또는 압축되는 매체에 의해 토출공(15b)과 흡입공(15a)을 개폐하게 된다. 여기에서 상기 피스톤(14)은 사판(13)에 의해 왕복되면서 압축작용을 하게 되므로 프론트 헤드(30)측과 리어헤드(40)측에서 각각 흡입 및 압축작용이 순차적으로 일어나게 되고 상기 프론트 헤드(30)측에서 압축된 매체는 제1토출구(34)와, 토출통로, 제3토출구(36), 실린더(11)에 형성된 제1구멍(15a) 및 리어헤드(40)의 제1토출구(44)를 통하여 토출되게 된다. 이와같이 토출되는 매체는 프론트 헤드(30)의 토출측 캐비티(32)의 제1출구(34)와 리어헤드(40) 토출측 캐비티(42)의 제2출구(44)의 위상차가 180도로 되어 있으므로 토출되는 압력의 변화를 극소화 할 수 있다.

이를 더욱 상세하게 설명하면 상기 프론트 헤드(30)에서 압축되는 매체와 상기 리어헤드(40)측에서 압축되는 매체는 토출시 토출구의 위상차이에 의해 토출압 즉, 맥동압이 중첩되는 것을 방지할 수 있어 토출구측에서의 압력 변화를 줄일 수 있는 것이다.

본 발명인의 실험에 의하면 실린더(11)에 원주 방향으로 배열설치되는 피스톤이 5개를 갖는경우 프론트 헤드 측과 리어헤드측의 제1,2토출구가 180도의 위상차를 가지는 경우 맥동압의 위상차 즉, 하나의 피스톤이 왕복 운동하면서 압축작용을 하게 되므로 사판의 일회전시 10번의 압축작용으로 발생되는 맥동압의 위상차는 하기 표 2와 같다.

상기 표에서 알수 있는 바와같이 피스톤의 행정에 따른 위상차의 변화를 종래에 비하여 크게 줄일수 있어 토출구 측에서의 압력 변화를 줄일 수 있다. 즉 제6도 및 제7도에 도시된 바와같이 프로트 헤드측과 리어 헤드측의 압력이 토출구 측에서 합쳐져 토출되는 압력으로 인한 맥동이 최소로 되는 것이다.

이와같이 본 발명에 따른 압축기는 토출되는 압력의 맥동을 줄일 수 있으므로 냉매를 균일한 압력으로 압축할 수 있으며, 나아가서는 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있고 진동 및 소음을 줄일수 있는 잇점을 가진다.

Claims (2)

1. 실린더와, 이 실린더에 설치되어 회전하는 사판에 의해 왕복이송되는 피스톤과, 상기 실린더의 양측에 결합되며 그 내면에 흡입측 캐비티와 토출측 캐비티를 구획하는 격벽이 각각 형성된 프론트 헤드와 리어 헤드를 구비하여 된 압축기에 있어서, 상기 리어헤드(40)에 형성된 토출측 캐비티(42)의 제1토출구(44)와 상기 프론트 헤드(30)에 형성된 토출측 캐비티(32)의 제2토출구(34)의 위상차가 180도인 것을 특징으로 하는 압력 맥동절감수단을 갖는 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 리어 헤드에 형성된 토출측 캐비티의 제1토출구와 프론트 헤드에 형성된 투출측 캐비티의 제2토출구의 위상차가 상기리어헤드(40)의 제1토출구(44)와 동일 위상차를 가지는 위치의 프론트 헤드(30)의 내면에 제3토출부(36)를 형성하고 상기 흡입측 캐비티(33)와 토출측 캐비티(32)를 연결하는 격벽(31)과 동일한 길이의 격벽(37)을 형성하여 제2토출구(34)와 제3토출구(36)를 연결하는 토출통로를 형성하여 토출측 캐비티(32)에 압축된 매체를 토출시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 압력맥동절감수단을 압축기.