KR100575837B1

KR100575837B1 - 압축기의 베인 지지구조

Info

Publication number: KR100575837B1
Application number: KR1020040022695A
Authority: KR
Inventors: 안재우; 사범동
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2006-05-03
Anticipated expiration: 2024-04-01
Also published as: KR20050097335A

Abstract

본 발명은 압축기의 베인 지지구조에 관한 것으로서, 압축실을 이루도록 상하 양측을 개구한 내부공간을 갖으며 케이싱의 내부에 장착되는 실린더와, 상기 실린더의 내부공간을 관통하고 전동기구부의 고정자에 회전 가능하도록 삽입된 회전자에 압입되어 회전하는 회전축과, 상기 실린더의 상하 개구측에 복개되어 실린더와 함께 압축공간을 형성하며 회전축을 지지하는 상하부 베어링플레이트와, 사익 회전축에 결합하여 실린더의 내부공간을 각각의 압축실로 구획하면서 가 압축실의 유체를 이동시키는 구획판과, 각각의 상하부 베어링플레이트에 상하로 이동 가능하게 결합하는 동시에 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축실내 유체를 차단하여 압축한 후 케이싱의 내부로 토출되도록 하는 각각의 베인과, 상기 각각의 베인 끝단을 각각 함께 탄성 지지하도록 연장된 베인스프링이 구비되어 구성된 압축기에 있어서, 상기 베인스프링과 회전자의 간섭이 발생되지 않도록 하여 회전자의 열박음높이를 줄일 수 있도록 상기 실린더를 복개하는 상하부 베어링플레이트 및 실린더를 관통하는 베인스프링 삽입공이 형성되고, 상기 베인스프링 삽입공에 삽입되어 상하 왕복시에 상기 회전자와 간섭이 발생되지 않으며 상기 베인 끝단을 탄성지지하는 베인스프링이 구비되어 구성됨으로써, 회전축의 열박음높이를 줄여 전자음을 저감할 수 있도록 한 것이다.

Description

압축기의 베인 지지구조{SUPPORTED DEVICE FOR VANE IN HERMETIC COMPRESSOR}

도 1은 종래 베인식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 압축기의 압축기구부를 개략적으로 도시한 사시도,

도 3은 압축기의 압축기구부를 개략적으로 도시한 단면도,

도 4는 압축기의 베인 지지구조를 도시한 평면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예인 베인 지지구조를 갖는 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,

도 6은 도 5에 도시된 베인 스프링 장착부를 도시한 평면도,

도 7은 도 6에 도시된 "A-A" 부분을 단면하여 도시한 단면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

1 : 케이싱 4 : 회전축

6A, 6B : 베인 102 : 실린더

103A : 상부 베어링 플레이트 103B : 하부 베어링 플레이트

102a, 103a, 103b : 베인스프링 삽입공 107 : 베인 스프링

본 발명은 압축기의 베인 지지구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베인을 지지하는 베인스프링의 장착 구조를 변경함으로써, 전동기구부와 압축기구부간의 간격을 줄일 수 있도록 회전축의 길이를 축소시키는 압축기의 베인 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 베인식 압축기는 회전체에 베인을 압접시켜 실린더의 내부공간을 흡입영역과 압축영역으로 구획한 상태에서 회전체를 회전하여 상기 흡입영역과 압축영역을 서로 연속적으로 바꾸면서 유체를 흡입 압축 토출하도록 하는 것이다.

도 1은 종래 베인식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 압축기의 압축기구부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 압축기의 압축기구부를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 압축기의 베인 지지구조를 도시한 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 베인식 압축기는, 케이싱(1)의 내측 상부에 동력을 발생하도록 설치하는 전동기구부와, 전동기구부에 연결하여 유체를 흡입 압축 토출하도록 설치하는 압축기구부로 구성하고 있다.

전동기구부는 케이싱(1)의 내부에 장착되어 권선코일이 권선되는 고정자(11)와 중심부에 회전축(4)이 압입되어 고정되고 고정자(11)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(12)로 구성된다.

압축기구부는 냉매가스를 흡입 압축하기 위한 내부공간(V)을 구비하여 케이싱(1)의 하반부에 고정하는 실린더(2)와, 실린더(2)의 상면과 하면에 각각 체결하여 함께 실린더조립체를 형성하는 상부베어링플레이트(3A) 및 하부베어링플레이트(3B)와, 전동기구부의 회전자(12)에 결합하는 동시에 각각의 베어링플레이트(3A,3B)에 관통 결합하여 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 회전축(4)에 결합하거나 또는 일체로 성형하고 실린더(2)의 내부공간(V)을 제1 압축실(S1) 및 제2 압축실(S2)로 구획하기 위하여 상하 양 측면에 각각 절곡점을 가지도록 정현파 모양으로 형성하는 구획판(5)과, 구획판(5)의 양면에 각각 하단 및 상단을 접촉하여 회전축(4)의 회전시 각각의 압축실(S1)(S2)을 흡입영역 및 압축영역으로 구획하는 제1 베인(6A) 및 제2 베인(6B)과, 각 베인(6A)(6B)을 양단으로 함께 탄력 지지하는 베인스프링(7)과, 상부베어링플레이트(3A)와 하부베어링플레이트(3B)의 외곽면에 설치하여 각 압축실(S1)(S2)에서 토출하는 압축가스를 토출 소음을 감쇠하는 상부머플러(미도시) 및 하부머플러(미도시)를 포함하고 있다.

베어링플레이트(3A)(3B)는 실린더(2)의 상면과 하면을 복개하도록 원판 모양으로 형성하여 후술할 회전축(4)의 확장부(4b)를 축방향으로 미끄럼 지지하는 스러스트베어링부(3a)(3a)와, 그 중앙에 회전축(4)이 관통하는 축구멍을 형성하여 후술할 회전축(4)의 축부(4a)를 반경방향으로 회전 가능하게 지지하는 레이디얼베어링부(3b)(3b)로 이루어져 있다.

회전축(4)은 상하 베어링플레이트(3A)(3B)의 축구멍에 삽입하여 레이디얼베어링부(3b)(3b)에 반경방향으로 지지되는 축부(4a)와, 축부(4a)의 하반부에 반경방향으로 확장 형성하여 그 외주면에 상기 구획판(5)을 일체 또는 후조립으로 결합하고 상 하면이 상기한 상하 베어링플레이트(3A)(3B)의 스러스트베어링부(3a)(3a)에 얹혀 지지되는 확장부(4b)로 이루어져 있다.

확장부(4b)는 그 중심이 축부(4a)의 중심과 일치하도록 평면투영시 축부(4a)와 동 심상에 형성하고 있다. 또, 확장부(4b)는 구획판(5)을 중심으로 할 때 상하 양측의 직경이 동일하도록 대칭형으로 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 r1은 레이디얼베어링면, r2는 스러스트베어링면, SP는 흡입관이다.

상기와 같은 종래 베인식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 전동기구부의 회전자(11)에 권선된 권선코일에 전원을 인가하여 회전자(12)가 회전하면, 회전자(12)에 결합한 회전축(4)이 구획판(5)과 함께 어느 한 방향으로 회전하고, 구획판(5)의 상하 양 측면에 각각 접촉한 베인(6A,6B)이 구획판(5)의 높낮이를 따라 상하 서로 반대방향으로 왕복하면서 실린더(2)의 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)의 용적을 가변하며, 이와 함께 상기한 실린더(2)의 일 측에 구비한 흡입관(SP)을 통해 새로운 냉매가스가 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)로 연속으로 흡입하고, 이 냉매가스는 구획판(5)의 회전과 함께 점차 압축되었다가 구획판(5)의 양쪽 볼록곡면부가 토출개시시점에 도달하는 순간에서 각 토출구(미도시)를 지나는 순간까지 각각의 토출구를 통해 번갈아 가면서 토출된다.

이때, 회전축(4)의 축부(4a)는 상하 베어링플레이트(3A)(3B)의 축구멍(즉, 레이디얼베어링면)(r1)에 대응하여 반경방향으로 지지되는 한편 확장부(4b)는 상하 베어링플레이트(3A)(3B)의 평면(즉, 스러스트베어링면)(r2)에 대응하여 축방향으로 지지되면서 안정적으로 회전을 지속하는 것이었다.

그러나, 상기와 같이 종래 구조로 구성된 압축기는 구획판(5)을 따라 상하방향으로 이동하며 냉매가스를 압축하는 구획판(5)이 장착위치를 벗어나지 않도록 지지함과 동시에 압축기의 작동 중, 다른 부품과 간섭이 발생되는 것을 방지하기 위해 도 1에 도시한 바와 같이 상하부 베어링 플레이트(3A, 3B)의 외주면 바깥부분까지 연장되는 지지부(7a)와 각각의 지지부(7a)에 수직한 방향으로 절곡되고 각각의 지지부(7a)를 연결하도록 일정길이를 갖는 연결부(7b)로 이루어진 베인스프링(7)이 고정자(11)와 일정간격(L1)을 유지하기 위해 회전축(4)에 열박음 되는 회전자(12)와 확장부(4a) 간의 간격인 열박음높이(L2)가 일정간격 이상을 유지해야 하고, 열박음높이(L2)가 길어지면 회전축(4)의 길이 연장에 따른 축강성이 약해져 회전시 전자음이 발생에 의한 진동 및 소음이 발생되는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 베인을 지지하는 베인스프링의 장착구조를 개선하여 회전자의 열박은 높이를 줄여 전자음에 의해 진동 및 소음을 저감할 수 있도록 하는 압축기의 베인 지지구조를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 압축기의 베인 지지구조는 압축실을 이루도록 상하 양측을 개구한 내부공간을 갖으며 케이싱의 내부에 장착되는 실린더와, 상기 실린더의 내부공간을 관통하고 전동기구부의 고정자에 회전 가능하도록 삽입된 회전자에 압입되어 회전하는 회전축과, 상기 실린더의 상하 개구측에 복개되어 실린더와 함께 압축공간을 형성하며 회전축을 지지하는 상하부 베어링플레이트와, 사익 회전축에 결합하여 실린더의 내부공간을 각각의 압축실로 구획하면서 가 압축실의 유체를 이동시키는 구획판과, 각각의 상하부 베어링플레이트에 상하로 이동 가능하게 결합하는 동시에 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축실내 유체를 차단하여 압축한 후 케이싱의 내부로 토출되도록 하는 각각의 베인과, 상기 각각의 베인 끝단을 각각 함께 탄성지지하도록 연장된 베인스프링이 구비되어 구성된 압축기에 있어서, 상기 베인스프링과 회전자의 간섭이 발생되지 않도록 하여 회전자의 열박음높이를 줄일 수 있도록 상기 실린더를 복개하는 상하부 베어링플레이트 및 실린더를 관통하는 베인스프링 삽입공이 형성되고, 상기 베인스프링 삽입공에 삽입되어 상하 왕복시에 상기 회전자와 간섭이 발생되지 않으며 상기 베인 끝단을 탄성지지하는 베인스프링이 구비되어 구성된다.

또한, 상기 베인스프링 삽입공은 회전축의 반경 방향에 대해 수직한 방향으로 베인스프링이 배열되어 베인을 지지할 수 있도록 베인 장착부에서 반경방향에 대해 수직한 연장선상에 관통되어 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베인스프링 삽입공은 상기 상하부 베어링플레이트 및 실린더를 관통하고 외주면으로 연장되어 장방형으로 관통되어 형성되는 것이 효과적이다.

또한, 상기 베인스프링은 각각의 베인 끝단을 지지하고 상기 베인스프링 삽입공 형성부까지 연장된 지지부와, 각각의 상기 지지부를 연결하도록 수직한 방향으로 절곡되어 상기 베인스프링 삽입공에 삽입되는 연결부가 구비되어 구성되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 일 실시예인 압축기의 베인 지지구조를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예인 베인 지지구조를 갖는 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 베인 스프링 장착부를 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 "A-A" 부분을 단면하여 도시한 단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 베인 지지구조를 갖는 압축기의 전동기구부는 케이싱(1)의 내부에 장착되어 권선코일이 권선되는 고정자(11)와 중심부에 회전축(4)이 압입되어 고정되고 고정자(11)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(12)로 구성된다.

압축기구부는 냉매가스를 흡입 압축하기 위한 내부공간(V)을 구비하여 케이싱(1)의 하반부에 고정하는 실린더(102)와, 실린더(102)의 상면과 하면에 각각 체결하여 함께 실린더조립체를 형성하는 상부베어링플레이트(103A) 및 하부베어링플레이트(103B)와, 전동기구부의 회전자(12)에 결합하는 동시에 각각의 베어링플레이트(103A, 103B)에 관통 결합하여 전동기구부의 동력을 압축기구부에 전달하는 회전축(4)과, 회전축(4)에 결합하거나 또는 일체로 성형하고 실린더(2)의 내부공간(V)을 제1 압축실(S1) 및 제2 압축실(S2)로 구획하기 위하여 상하 양 측면에 각각 절곡점을 가지도록 정현파 모양으로 형성하는 구획판(5)과, 구획판(5)의 양면에 각각 하단 및 상단을 접촉하여 회전축(4)의 회전시 각각의 압축실(S1)(S2)을 흡입영역 및 압축영역으로 구획하는 제1 베인(6A) 및 제2 베인(6B)과, 상기 회전자(11)와 간섭이 발생되지 않도록 실린더(102)를 복개하는 상하부 베어링 플레이트(103A, 103B) 및 실린더(102)를 관통하는 베인스프링 삽입공(103a, 103b, 102a)이 형성되고 그 베인스프링 삽입공(103a, 103b, 102a)에 삽입되어 각 베인(6A)(6B) 을 양단으로 함께 탄력 지지하는 베인스프링(107)과, 상부베어링플레이트(103A)와 하부베어링플레이트(103B)의 외곽면에 설치하여 각 압축실(S1)(S2)에서 토출하는 압축가스를 토출 소음을 감쇠하는 상부머플러(미도시) 및 하부머플러(미도시)를 포함하고 있다.

베어링플레이트(103A)(103B)는 실린더(102)의 상면과 하면을 복개하도록 원판 모양으로 형성하여 후술할 회전축(4)의 확장부(4b)를 축방향으로 미끄럼 지지하는 스러스트베어링부(3a)(3a)와, 그 중앙에 회전축(4)이 관통하는 축구멍을 형성하여 후술할 회전축(4)의 축부(4a)를 반경방향으로 회전 가능하게 지지하는 레이디얼베어링부(3b)(3b)로 이루어져 있다.

상기 상부 베어링플레이트(103A)에 형성되는 베인스프링 삽입공(103a)과 하부 베어링플레이트(103B)에 형성되는 베인 스프링 삽입공(103b)과, 실린더(102)에 형성되는 베인스프링 삽입공(102b)은 각각 회전축(4)의 반경 방향에 대해 수직한 방향으로 베인스프링(107)이 배열되어 베인(6A, 6B)을 지지할 수 있도록 베인 장착부에서 반경방향에 대해 수직한 연장선상에 관통하여 형성되고, 이때 베인 스프링 삽입공(103a, 103b, 102b)은 상하부 베어링플레이트(103A, 103B)의 외주면까지 연장되어 장방형으로 관통되어 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 베인스프링(107)은 각각의 베인(6A, 6B) 끝단을 지지하고 상기 베인스프링 삽입공(103a, 103b, 102b) 형성부까지 연장된 지지부(107a)와, 각각의 상기 지지부(107a)를 연결하도록 수직한 방향으로 절곡되어 상기 베인스프링 삽입공(103a, 103b, 102b)에 삽입되는 연결부가 구비되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예인 베인 지지구조를 갖는 압축기는 다음과 같이 동작한다.

전동기구부의 회전자(11)에 권선된 권선코일에 전원을 인가하여 회전자(12)가 회전하면, 회전자(12)에 결합한 회전축(4)이 구획판(5)과 함께 어느 한 방향으로 회전하고, 구획판(5)의 상하 양 측면에 각각 접촉한 베인(6A,6B)이 구획판(5)의 높낮이를 따라 상하 서로 반대방향으로 왕복하면서 실린더(102)의 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)의 용적을 가변하며, 이와 함께 상기한 실린더(102)의 일 측에 구비한 흡입관(SP)을 통해 새로운 냉매가스가 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)로 연속으로 흡입하고, 이 냉매가스는 구획판(5)의 회전과 함께 점차 압축되었다가 구획판(5)의 양쪽 볼록곡면부가 토출개시시점에 도달하는 순간에서 각 토출구(미도시)를 지나는 순간까지 각각의 토출구를 통해 번갈아 가면서 토출된다.

상기와 같이 토출구를 통해 냉매가스가 토출되는 과정중에 구획판(5)을 따라 상하방향으로 이동하며 냉매가스를 압축하는 구획판(5)이 장착위치를 벗어나지 않도록 지지함과 동시에 고정자(11)와의 간섭이 발생되지 않도록 도 5내지 도 7에 도시한 바와 같이 베인스프링(107)의 장착위치가 회전축의 중심방향으로 베인스프링 삽입공(103a, 103b, 102b)을 통해 베인스프링(107)이 삽입되어 장착되므로, 도 5에 도시한 바와 같이 고정자(11)의 끝단부보다 베인스프링(107)의 위치가 일정간격(L3) 만큼 높게 장착 가능하게 되므로 회전축(4)에 열박음 되는 회전자(12)와 확장부(4a) 간의 간격인 열박음높이가 L4로 유지할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 압축기의 베인 지지구조는 베인스프링(107)이 상하부 베어링플레이트(103A, 103B) 및 실린더(102)에 관통되어 형성된 베인스프링 삽입공(103a, 103b, 102b)에 삽입되어 각각의 베인(6A, 6B)을 지지하므로 베인스프링(107)의 장착위치가 회전축(4) 중심방향으로 이동되어 고정자(11) 끝단부와 간섭이 되지 않게 되므로 베인스프링(107)의 장착위치가 일정간격(L3) 만큼 높게 장착되어 회전축(4)에 열박음 되는 회전자(12)와 확장부(4a) 간의 간격인 열박음높이가 L4로 유지되고 열박음높이(L4)의 축소됨에 따라 전자음이 저감되어 진동 및 소음이 저감되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 압축기의 베인 지지구조는 베인스프링이 상하부 베어링플레이트 및 실린더에 관통되어 형성된 베인스프링 삽입공에 삽입되어 각각의 베인을 지지하므로 베인스프링의 장착위치가 회전축 중심방향으로 이동되어 고정자 끝단부와 간섭이 되지 않게 되므로 베인스프링의 장착위치가 일정간격(L3) 만큼 높게 장착되어 회전축에 열박음 되는 회전자와 확장부 간의 간격인 열박음높이가 L4로 유지되고 종래 구조에 비하여 열박음높이의 축소됨에 따라 전자음이 저감되어 진동 및 소음이 저감되므로 압축기의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

압축실을 이루도록 상하 양측을 개구한 내부공간을 갖으며 케이싱의 내부에 장착되는 실린더와, 상기 실린더의 내부공간을 관통하고 전동기구부의 고정자에 회전 가능하도록 삽입된 회전자에 압입되어 회전하는 회전축과, 상기 실린더의 상하 개구측에 복개되어 실린더와 함께 압축공간을 형성하며 회전축을 지지하는 상하부 베어링플레이트와, 사익 회전축에 결합하여 실린더의 내부공간을 각각의 압축실로 구획하면서 가 압축실의 유체를 이동시키는 구획판과, 각각의 상하부 베어링플레이트에 상하로 이동 가능하게 결합하는 동시에 구획판에 얹힌 상태에서 미끄러지면서 각 압축실내 유체를 차단하여 압축한 후 케이싱의 내부로 토출되도록 하는 각각의 베인과, 상기 각각의 베인 끝단을 각각 함께 탄성지지하도록 연장된 베인스프링이 구비되어 구성된 압축기에 있어서,

상기 베인스프링과 회전자의 간섭이 발생되지 않도록 하여 회전자의 열박음높이를 줄일 수 있도록 상기 실린더를 복개하는 상하부 베어링플레이트 및 실린더를 관통하는 베인스프링 삽입공이 형성되고, 상기 베인스프링 삽입공에 삽입되어 상하 왕복시에 상기 회전자와 간섭이 발생되지 않으며 상기 베인 끝단을 탄성지지하는 베인스프링이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 베인 지지구조.
제 1항에 있어서, 상기 베인스프링 삽입공은 회전축의 반경 방향에 대해 수직한 방향으로 베인스프링이 배열되어 베인을 지지할 수 있도록 베인 장착부에서 반경방향 에 대해 수직한 연장선상에 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 베인 지지구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 베인스프링 삽입공은 상기 상하부 베어링플레이트 및 실린더를 관통하고 외주면으로 연장되어 장방형으로 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 베인 지지구조.
제 1항에 있어서, 상기 베인스프링은 각각의 베인 끝단을 지지하고 상기 베인스프링 삽입공 형성부까지 연장된 지지부와, 각각의 상기 지지부를 연결하도록 수직한 방향으로 절곡되어 상기 베인스프링 삽입공에 삽입되는 연결부가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 베인 지지구조.