KR19990077882A - 용적형 유체기계 - Google Patents

Abstract

펌프, 압축기 및 팽창기 등의 용적형 유체기계에 관한 것으로서, 디스플레이서와 실린더의 마모를 저감하기 위해, 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 실린더의 중심과 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 실린더의 내벽면 및 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 디스플레이서와 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서, 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구, 작동실중의 한쪽에서 유체를 토출시키는 토출구 및 실린더의 외벽면과 대향하는 내벽면과 디스플레이서의 흡입구측의 외벽면으로 윤활유를 공급하는 급유계를 마련하였다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해, 실린더의 내벽면과 디스플레이서의 흡입구측의 선단부의 외벽면의 미끄럼부로 윤활유를 공급할 수 있기 때문에 마찰손실을 저감할 수 있게 된다.

Description

용적형 유체기계{DISPLACEMENT TYPE FLUID MACHINE}

본 발명은 펌프, 압축기 및 팽창기 등의 용적형 유체기계에 관한 것이다.

종래의 용적형 유체기계로서는 원통형상의 실린더내를 피스톤이 왕복운동을 반복하는 것에 의해 작동유체를 이동시키는 왕복식 유체기계, 원통형상의 실린더내를 원통형상의 피스톤이 편심 회전운동하는 것에 의해 작동유체를 이동시키는 회전식(롤링피스톤형) 유체기계 및 끝판상에 세워마련되고(직립되고) 소용돌이형상 랩을 갖는 한쌍의 고정스크롤과 선회스크롤을 맞물리게 하고 또한 선회스크롤을 선회운동시키는 것에 의해 작동유체를 이동시키는 스크롤식 유체기계가 알려져 있다.

왕복식 유체기계는 그 구조가 단순하기 때문에 제작이 용이하고 또한 저렴하다는 이점이 있다. 그 반면, 흡입종료부터 토출종료까지의 행정이 회전축의 회전각으로 보아 180°로 짧아 토출과정의 유속이 빨라지기 때문에, 왕복식 유체기계에 있어서는 압력손실의 증가에 의한 성능저하라는 문제가 있다. 또한, 피스톤을 왕복운동시키는 것이 필요로 되기 때문에 회전축계를 완전하게 균형이 잡히도록 할 수 없어 진동이나 소음이 크다는 문제가 있다.

또, 회전식 유체기계는 흡입종료부터 토출종료까지의 행정이 회전축의 회전각으로 보아 360°이기 때문에 토출과정의 압력손실이 증가한다는 문제는 왕복식 유체기계에 비해 적다. 그러나, 작동유체는 축의 1회전당 1회 토출하기 때문에 가스압축토크의 변동이 비교적 크다. 이 때문에, 왕복식 유체기계와 마찬가지로 진동과 소음의 문제가 있다.

또, 스크롤식 유체기계는 흡입종료부터 토출종료까지의 행정이 회전축의 회전각으로 보아 360°이상으로 길기 때문에(공조용으로서 실용화되어 있는 스크롤식 유체기계의 경우에는 통상 900°정도) 토출과정의 압력손실이 작다. 또한, 일반적으로 여러개의 작동실이 형성되어 있기 때문에 1회전중의 가스압축토크의 변동도 작다. 이것에 의해, 진동 및 소음이 작아진다. 따라서, 스크롤식 유체기계는 상기한 점에서 이점이 있다. 그러나, 스크롤식 유체기계에 있어서는 랩맞물림상태에서의 소용돌이형상의 랩 사이의 클리어런스(틈)나 끝판과 랩의 선단(tip) 사이의 틈의 관리가 필요로 된다. 이 때문에, 정밀도가 높은 가공을 실시하지 않으면 안되어 가공비용이 고가로 된다는 문제가 있다. 또, 흡입종료부터 토출종료까지의 행정이 회전축의 회전각으로 보아 360°이상으로 길기 때문에 압축과정(압축행정)의 기간이 길면 길수록 내부누출이 증가한다는 문제가 있었다.

그러나, 작동유체를 이동시키는 디스플레이서가 작동유체가 흡입된 실린더에 대해서 상대적으로 자전운동하지 않고 대략 일정한 반경으로 공전운동 즉 선회운동하는 것에 의해 작동유체를 반송하는 용적형 유체기계의 일종이 일본국 특허공개공보 소화 55-23353호(문헌 1), 미국특허 2,112,890호(문헌 2), 일본국 특허공개공보 평성 5-202869호(문헌 3) 및 일본국 특허공개공보 평성 6-280758호(문헌 4)에 제안되어 있다. 여기에 제안되어 있는 용적형 유체기계는 여러개의 부재(베인)가 디스플레이서의 중심에서 방사형상으로 연장하고 있는 꽃잎형상의 디스플레이서 및 이 디스플레이서와 대략 동일한 형상의 중공부를 갖는 실린더로 구성된다. 이 디스플레이서가 상기 실린더내를 선회운동하는 것에 의해서 작동유체를 이동시키는 것이다.

상기 문헌 1 ∼문헌 4에 개시된 용적형 유체기계는 다음과 같은 특징을 갖고 있다. 왕복식 유체기계와 같이 왕복운동하는 부분을 갖지 않으므로 회전축계를 완전하게 균형잡히게 할 수 있다. 이 때문에, 진동이 작아지고 또 디스플레이서와 실린더 사이의 미끄럼속도(슬라이딩속도)가 작기 때문에 마찰손실을 비교적 적게 할 수 있다.

그러나, 용적형 유체기계는 디스플레이서의 베인과 실린더에 의해 규정되는 개개의 작동실에 있어서의 흡입종료부터 토출종료까지의 행정이 회전축의 회전각θc로 보아 약 180°(210°)로 짧기 때문에(회전식 유체기계의 약 1/2로서 왕복식 유체기계과 동일정도), 토출과정에 있어서의 유속이 빨라지고 압력손실이 증가해서 기계의 성능이 저하하는 문제가 있다.

상기 문제를 해결하기 위한 용적형 유체기계가 일본국 특허공개공보 평성 9-268987호(문헌 5)에 제안되어 있다.

그러나, 상기 문헌 1∼5에 개시된 용적형 유체기계에 있어서는 디스플레이서의 외벽면이 실린더의 내벽면을 슬라이딩할(미끄러질) 때 디스플레이서와 실린더가 마모된다는 새로운 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 끝판사이에 디스플레이서와 실린더가 배치되어 있고, 실린더의 중심과 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 실린더의 내벽면 및 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 디스플레이서와 실린더의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되어 있어 디스플레이서와 실린더의 마모를 저감할 수 있는 용적형 유체기계를 제공하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 용적형 유체기계를 압축기에 적용한 경우의 밀폐형 압축기의 압축요소의 종단면도 및 평면도,

도 2의 (a)∼도 2의 (d)는 본 발명에 따른 용적형 유체기계의 동작원리를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 용적형 유체기계의 종단면도,

도 4는 본 발명에 있어서의 작동실의 용적변화특성을 도시한 그래프,

도 5는 본 발명의 가스압축토크의 변화를 도시한 그래프,

도 6a 및 도 6b는 4조 랩의 경우의 작동실과 회전축의 회전각 사이의 관계를 도시한 타이밍도,

도 7a 및 도 7b는 3조 랩의 경우의 작동실과 회전축의 회전각 사이의 관계를 도시한 타이밍도,

도 8a∼도 8c는 압축요소의 감기각이 360°보다 큰 경우에서의 동작을 도시한 도면,

도 9a 및 도 9b는 압축요소의 감기각의 확대를 도시한 도면,

도 10a 및 도 10b는 도 1의 용적형 유체기계의 변형예를 도시한 도면,

도 11은 압축요소의 자전모멘트비와 회전축의 회전각 사이의 관계를 도시한 도면,

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 주요부의 종단면도,

도 13의 (a)∼도 13의 (f)는 도 1b의 흡입구부의 확대도,

도 14의 (a)∼도 14의 (f)는 도 13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ에 따른 단면도,

도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용적형 유체기계를 압축기에 적용한 경우의 밀폐형 압축기의 압축요소의 종단면도 및 평면도,

도 16의 (a)∼도 16의 (d)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용적형 유체기계의 동작원리를 도시한 도면,

도 17의 (a)∼도 17의 (f)는 도 15b의 흡입구부의 확대도,

도 18의 (a)∼도 18의 (f)는 도 17의 ⅩⅧ-ⅩⅧ에 따른 단면도,

도 19a 및 도 19b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용적형 유체기계를 압축기(4조 랩)에 적용한 경우의 밀폐형 압축기의 압축요소의 종단면도 및 평면도,

도 20a 및 도 20b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용적형 유체기계를 압축기(4조 랩)에 적용한 경우의 밀폐형 압축기의 압축요소의 종단면도 및 평면도.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 실린더의 중심과 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 실린더의 내벽면 및 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 디스플레이서와 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서, 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구, 작동실중의 한쪽에서 유체를 토출시키는 토출구 및 실린더의 외벽면과 대향하는 내벽면과 디스플레이서의 흡입구측의 외벽면으로 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계에 의해 달성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 목적은 내벽의 단면윤곽이 연속 곡선으로 이루어진 실린더, 실린더의 내벽과 대향하는 외벽을 갖고, 디스플레이서와 실린더 사이의 위치관계를 선회위치로 했을 때 내벽과 협동해서 외벽에 의해 여러개의 작동실을 형성하는 디스플레이서, 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구, 작동실중의 한쪽에서 유체를 토출시키는 토출구 및 흡입구로 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계에 의해 달성된다.

상기한 본 발명은 실린더의 내벽면과 디스플레이서의 흡입구측의 선단부의 외벽면의 미끄럼부(슬라이딩부)로 윤활유를 공급할 수 있기 때문에 마찰손실을 저감할 수 있다는 효과가 있다.

이상 설명한 본 발명의 특징은 이하의 실시예에 의해 더욱 명확하게 될 것이다. 이하, 본 발명의 실시예를 도면을 사용해서 설명한다. 우선, 본 발명의 1실시예에 따른 용적형 유체기계의 구조를 도 1a∼도 3을 사용해서 설명한다. 도 1a는 본 발명에 따른 용적형 유체기계를 압축기로서 사용한 경우에 있어서의 밀폐형 압축기의 주요부를 도시한 종단면도이다. 도 1a는 도 1b의 IA-IA에 따른 단면도이다. 도 1b는 도 1a의 IB-IB에 따른 평면도로서 압축실을 형성하고 있는 상태를 도시한 도면이다. 도 2는 용적형 압축요소의 작동원리도이다. 도 3은 밀폐형 압축기의 종단면도이다.

도 1a 및 도 1b와 도 3에 있어서, 밀폐용기(3)내에는 용적형 압축요소(1) 및 이것을 구동하는 전동요소(motor element)(2)가 수납되어 있다. 이하, 용적형 압축요소(1)을 상세하게 설명한다. 도 1b에는 동일한 형상의 3조(組)의 윤곽부가 조합된 3조(條)랩이 도시되어 있다. 실린더(4)의 내주형상은 동일한 형상의 중공부가 120°(중심O'를 중심으로) 간격으로 나타나도록 형성되어 있다. 이 개개의 중공부의 끝부에는 내측을 향해서 돌출하는 대략 아치형의 베인(4b)가 형성되어 있다. 이 경우, 랩이 3조이기 때문에 베인(4b)는 3개 존재한다. 디스플레이서(5)는 이 실린더(4)내에 배치되어 실린더(4)의 내주벽(4a)(베인(4b)의 부분보다 곡률이 큰 부분) 및 베인(4b)와 맞물리도록 그들의 중심을 ε만큼 서로 떨어지게 해서 구성되어 있다. 또한, 실린더(4)의 중심O'와 디스플레이서(5)의 중심O를 일치시키면, 양자의 윤곽형상 사이에는 베이스형상으로서 일정크기의 틈이 형성된다. 디스플레이서와 실린더 사이에 형성된 갭은 각각 선회반경(회전반지름)에 상당한다. 이 갭은 전체둘레에 걸쳐서 선회반경에 상당하는 것이 바람직하다. 그러나, 디스플레이서의 외부윤곽과 실린더의 내부윤곽에 의해 형성된 작동실이 정확하게 작동하는한 일부에서 상기 관계를 만족시키지 않아도 좋다.

다음에, 용적형 압축요소(1)의 작동원리를 도 1a∼도 1b에 따라 설명한다. 기호O는 디스플레이서(5)의 중심이고, 기호O'는 실린더(4)(또는 회전축(6))의 중심이다. 기호a, b, c, d, e, f는 실린더(4)의 내주벽(4a) 및 베인(4b)와 디스플레이서(5)가 맞물리는 접점을 나타낸다. 여기에서, 실린더(4)의 내주윤곽 형상을 보면, 동일한 곡선의 조합의 3개소가 연속해서 원활하게 서로 접속되어 있다. 이 중의 1개소에 주목하면, 내주벽(4a), 베인(4b)를 형성하는 곡선을 두께가 있는 1개의 소용돌이곡선(베인(4b)의 선단부터 개시)으로 볼 수 있다. 이 내벽곡선(g-a)는 곡선을 구성하는 각 원호각의 합계인 감기각이 대략 360°(여기서, 대략 360°라는 것은 각 소용돌이 곡선의 감기각이 360°로 되도록 설계되어 있지만 약간의 제조오차로 인해 정확히 그 값으로는 되지 않는다는 것을 의미이다. 이하, 설명은 동일하다. 또한, 이 감기각의 상세한 것에 대해서는 후술한다)인 소용돌이곡선이다. 외벽곡선(g-b)도 감기각이 대략 360°인 소용돌이곡선이다. 이와 같이, 각 조합부의 내주윤곽 형상은 내벽곡선 및 외벽곡선으로 형성되어 있다. 이들 2개의 곡선을 원주상에 대략 등피치(이 경우, 3조랩이므로 120°)로 배치하고, 인접하는 소용돌이체의 외벽곡선과 내벽곡선을 원호 등의 원활한 접속곡선(b-b')으로 연결하는 것에 의해, 실린더(4)의 내주윤곽형상 전체가 구성되어 있다. 디스플레이서(5)의 외주윤곽형상도 실린더(4)와 동일한 원리로 구성되어 있다.

상기 구성에 있어서, 각각 3개의 곡선으로 이루어지는 소용돌이체는 원주상에 대략 등피치(120°)로 배치되어 있다. 이것은 후술하는 압축동작에 따른 하중을 균등하게 분산시키고 또한 제조를 용이하게 하기 위해서이다. 이들의 이점이 필요로 되지 않는 경우에는 부등피치라도 좋다.

그리고, 이와 같이 구성된 실린더(4)와 디스플레이서(5)에 의한 압축동작을 도 2를 사용해서 설명한다. 3개의 흡입구(7a)와 2개의 토출구(8a)는 각각 대응하는 끝판에 마련되어 있다. 회전축(6)을 회전시키는 것에 의해 디스플레이서(5)가 고정측의 실린더(4)의 중심O'의 주위를 자전하지 않고 선회반경ε(=OO')로 공전운동하므로, 디스플레이서(5)의 중심O 주위에 여러개의 압축작동실(15)(본 실시예에서는 항상 3개)이 형성된다. (여기서, "압축작동실"은 실린더 내주윤곽(내벽)과 디스플레이서의 외주윤곽(측벽)에 의해 둘러싸여 밀폐된 여러개의 공간 중 흡입이 종료한 후 압축(토출)과정으로 되어 있는 공간으로 사용된다. 즉, 흡입종료부터 토출종료까지의 기간으로 되어 있는 공간이다. 상술한 바와 같이 감기각이 360°인 경우, 압축종료시점에서는 이 공간은 없어지지만, 그 순간에 흡입도 종료한다. 그래서, 이 공간도 1개로 고려한다. 단, 펌프로서 사용하는 경우, "작동실"은 토출구를 거쳐서 외부와 연통하고 있는 공간으로 사용된다.) 여기서, 접점a와 접점b 사이에 배치되어 해칭이 실시된 작동실에 대해서 설명한다. 이 작동실은 흡입종료시점에서는 2개로 나뉘어져 있지만, 다음의 압축과정이 개시되는 즉시 이 2개의 작동실은 1개로 연결된다. 도 2의 (a)는 흡입구(7a)에서 이 작동실로의 작동가스의 흡입이 종료한 상태를 도시한 도면이다. 도 2의 (b)는도 2의 (a)의 상태에서 회전축(6)이 90°회전한 상태를 도시한 도면이다. 도 의 (c)는 도 2의 (a)의 상태에서 회전축(6)이 180°회전한 상태를 도시한 도면이다. 또, 도 2의 (d)는 도 2의 (a)의 상태에서 회전축(6)이 270°회전한 상태를 도시한 도면이다. 회전축(6)이 도 2의 (d)의 상태에서 90°더 회전하면 도 2의 (a)의 상태로 되돌아온다. 이와 같이 회전축(6)의 회전이 진행됨에 따라, 작동실(15)는 그의 용적을 축소하고, 토출구(8a)는 토출밸브(9)(도 1 참조)의 작동에 의해 폐쇄되기 때문에 작동유체의 압축작용이 실행되게 된다. 그리고, 작동실(15)내의 압력이 외부의 압력(토출압력)보다 높아지면 압력차로 인해 토출밸브(9)가 자동적으로 열리고 압축된 작동가스가 토출구(8a)를 통해서 토출된다. 흡입종료부터 토출종료까지의 회전축의 회전각은 360°이다. 압축과정 및 토출과정이 실시되고 있는 동안에 다음의 흡입과정이 준비된다. 흡입종료시에 다음의 압축과정이 개시된다. 예를 들면, 접점a와 d에 의해 형성되는 공간에 주목하면, 도 2의 (a)의 상태에서 이미 흡입구(7a)를 통해 흡입과정이 개시되었다. 회전이 진행함에 따라 공간 용적이 증가한다. 도 2의 (d)의 상태로 되면 이 공간은 분리된다. 이 분리된 양에 상당하는 유체의 양은 접점b와 e에 의해 형성되는 공간으로부터 보충된다.

이 보충방법에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2의 (a)의 상태에서 접점a와 b에 의해 형성된 작동실의 인접하는 접점a와 d에 의해 형성된 공간은 이미 흡입과정을 개시하였다. 이 공간은 일단 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 확대된 후 도 2의 (d)의 상태로 분리된다. 따라서, 접점a와 d에 의해 형성된 공간의 모든 유체가 접점a와 b에 의해 형성되는 공간에서 압축된다는 것은 아니다. 접점a와 d에 의해 형성된 분리된 공간으로 유입되지 않았던 유체의 용적과 동량의 유체는 도 2의 (d)의 상태에 있어서 흡입과정에 있는 접점b와 e에 의해 형성되는 공간이 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 분리되고 또한 토출구 부근의 접점e와 접점b에 의해 형성되는 공간으로 유입되고 있는 유체에 의해 충당된다. 이것은 상술한 바와 같이 랩부를 균등피치로 배치했기 때문이다. 즉, 디스플레이서 및 실린더의 형상이 동일한 윤곽형상을 반복하는 것에 의해 형성되어 있기 때문에, 다른 공간에서 유체를 얻는 경우에도 모든 작동실에 있어서 대략 동량의 유체를 압축할 수 있게 된다. 또한, 불균등피치라도 각 공간에 형성되는 용적이 동일하게 되도록 가공을 실시하는 것은 가능하지만 제작성이 나쁘다. 상술한 모든 종래기술에 있어서도 흡입과정에 있는 공간이 폐쇄되어 내부의 유체가 그대로 압축되고 토출되는데 반해, 이와 같이 작동실에 인접하는 흡입과정에 있는 공간이 분리되어 압축동작을 실행하는 것은 본 실시예의 특징중의 하나이다.

이상 설명한 바와 같이, 연속적인 압축동작을 실시하는 작동실은 디스플레이서(5)의 중심부에 위치하는 회전축(6)의 크랭크부(6a)의 주위에 대략 등피치로 배치되고, 서로 다른 위상에서 압축동작을 실시한다. 즉, 1개의 공간을 주목하면, 흡입부터 토출까지의 회전축의 회전각은 360°이다. 본 실시예의 경우에는 3개의 작동실이 형성되고 이들이 서로 120°어긋난 위상에서 작동유체를 토출시킨다. 이 때문에, 유체의 냉매를 압축하는 압축기의 경우, 회전축의 회전각이 360°인 동안 3회 냉각매체를 토출하게 된다.

또, 압축동작을 종료한 순간의 공간(접점a와 b에 의해 둘러싸인 공간)을 1개의 공간으로서 간주하면, 본 실시예와 같이 감기각이 360°인 경우, 압축기는 압축기의 어떠한 동작상태에 있어서도 흡입과정에 있는 공간과 압축과정에 있는 공간이 교대로 되도록 설계되어 있다. 이 때문에, 압축과정이 종료한 즉시 다음의 압축과정을 개시할 수 있고 원활하고 연속적으로 유체를 압축할 수 있다.

다음에, 이와 같은 형상을 한 용적형 압축요소(1)을 구비한 압축기를 도 1a 및 도 1b와 도 3을 사용해서 설명한다. 도 3에 있어서, 용적형 압축요소(1)은 앞에서 상세하게 설명한 실린더(4) 및 디스플레이서(5)에 부가해서, 디스플레이서(5)의 중심부의 축받이부(베어링부)(5a)와 크랭크부(6a)가 끼워맞추어져 디스플레이서(5)를 구동하는 회전축(6), 상기 실린더(4)의 양끝 개구부를 폐쇄하는 끝판과 회전축(6)을 축지지하는 주축받이부재(7)과 부축받이부재(8), 상기 주축받이부재(7)의 끝판에 형성된 흡입구(7a), 상기 부축받이 부재(8)의 끝판에 형성된 토출구(8a), 이 토출구(8a)를 차압(差壓)으로 개폐하는 토출밸브(9)를 갖는다. 단, 토출밸브(9)는 리이드밸브형식(lead valve type)이라도 좋다. 도 3에 있어서, (5b)는 디스플레이서(5)에 형성된 관통구멍이고, (10)은 주축받이 부재(7)에 부착된 흡입커버, (11)은 부축받이부재(8)과 일체적으로 토출실(8b)를 형성하기 위한 토출커버이다.

전동요소(2)는 고정자(2a)와 회전자(2b)로 이루어진다. 회전자(2b)는 회전축(6)에 수축끼워맞춤 등에 의해 고정되어 있다. 이 전동요소(2)는 전동기 효율 향상을 위해 무브러시모터(brushless motor)로 구성되고 3상인버터에 의해 구동제어된다. 단, 전동요소(2)는 다른 전동기형식 예를 들면 직류전동기나 유도전동기라도 상관없다.

윤활유(12)는 밀폐용기(3)내의 바닥부에 저장된다. 이 윤활유(12)내에 회전축(6)의 하단부가 잠겨져 있다. (13)은 흡입파이프, (14)는 토출파이프, (15)는 실린더(4)의 내주벽(4a) 및 베인(4b)와 디스플레이서(5)의 맞물림에 의해 형성되는 상술한 작동실이다. 또, 토출실(8b)는 O링 등의 실(sealing)부재(16)에 의해 밀폐용기(3)내의 압력과 구획되어 있다.

본 실시예에 있어서의 용적형 유체기계를 공조용 압축기로서 이용한 경우의 작동가스(냉매가스)의 흐름을 도 1a에 따라 설명한다. 도 1a에 있어서 화살표로 표시한 바와 같이, 흡입파이프(13)을 통해서 밀폐용기(3)으로 들어간 작동가스는 주축받이부재(7)에 부착된 흡입커버(10)내로 들어간 후 흡입구(7a)를 통해서 용적형 압축요소(1)로 들어간다. 용적형 압축요소(1)에 있어서, 회전축(6)의 회전에 의해 디스플레이서(5)가 선회운동을 실행하는 것에 의해, 작동실의 용적이 축소되어 작동가스가 압축된다. 그 후, 압축된 작동가스는 부축받이부재(8)의 끝판에 형성된 토출구(8a)를 통과하여 토출밸브(9)를 밀어올리고 토출실(8b)내로 들어간다. 그리고, 이 작동가스는 토출밸브(14)를 통해서 외부로 유출된다. 또, 흡입파이프(13)과 흡입커버(10) 사이에 틈이 형성되어 있는 이유는 작동가스를 전동요소(2)내에도 유통시키는 것에 의해 전동요소를 냉각시키기 위함이다.

밀폐용기(3)내에 저장된 윤활유(12)는 차압이나 원심펌프동작에 의해 밀폐용기(3)의 바닥부에서 회전축(6) 내부에 마련된 구멍을 통해서 각 미끄럼부로 보내져 윤활한다. 윤활유(12)의 이 일부는 갭(틈)을 통해서 작동실 내부로도 공급된다.

이하, 용적형 유체기계와 같은 다중랩의 작용 및 효과에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 작동실의 용적변화특성(흡입용적Vs와 작동실용적V의 비로 나타낸다)을 다른 형식의 압축기와 비교해서 도시한 도면이다. 도 4에 있어서, 흡입종료시부터의 회전축의 회전각θ를 횡축에 나타낸다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 용적형 압축요소(1)의 용적변화특성은 토출 개시시의 용적비가 0.37인 일종의 공조기 운전조건(예를 들면, 작동가스가 하이드로클로로플루오로카본HCFC 또는 하이드로플루오로카본22인 경우, 흡입압력Ps=0.64MPa, 토출압력Pd=2.07MPa)하에서 비교해 보면, 왕복식과 대략 동일하다. 단시간에 압축과정이 종료하므로, 작동가스의 누출이 저감되고 압축기의 능력 및 효율을 향상시킬 수 있다. 게다가, 토출과정은 회전식(롤링피스톤식)보다 약 50% 길어진다. 또, 토출유속은 감소하기 때문에 압력손실은 저감된다. 토출과정중의 유체손실(과압축손실)을 대폭으로 저감해서 성능향상을 도모할 수 있다.

도 5는 본 실시예에 있어서의 회전축의 1회전중의 일량(work load)의 변화 즉 가스압축토크T의 변화를 다른 형식의 압축기와 비교해서 도시한 도면이다(여기에서 Tm은 평균토크이다). 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 용적형 압축요소(1)의 토크변동은 회전식의 약 1/10로 매우 작고 스크롤식과 거의 동일하다. 그러나, 본 발명의 압축기는 스크롤식의 올덤 커플링과 같은 선회스크롤 자전방지를 위한 왕복식 기구를 갖고 있지 않으므로, 회전축계의 관성균형을 이룰 수 있고 압축기의 진동, 소음을 저감시킬 수 있다.

또, 상술한 바와 같이, 다중랩의 윤곽선은 스크롤식과 같은 긴 소용돌이형상이 아니므로, 가공시간의 단축 및 비용저감을 도모할 수 있다. 또, 소용돌이형상을 유지하기 위한 끝판(경판(鏡板))이 없기 때문에 지그(working tool)를 관통시켜서 가공할 수 없었던 스크롤식과는 달리 회전식과 같은 가공으로 제작할 수 있다.

또, 가스압에 의한 스러스트하중이 디스플레이서에 작용하지 않으므로, 스크롤식 압축기에 비해서 압축기의 성능에 중요한 영향을 미치는 축방향 틈의 관리도 용이하게 된다. 따라서, 성능향상을 도모할 수 있다. 또, 계산결과와 동일한 용적, 동일한 외경의 스크롤식 압축기에 비해서 두께를 얇게 할 수 있어 압축기의 소형화 및 경량화도 가능하게 된다.

다음에, 상술한 감기각과 흡입종료부터 토출종료까지의 회전축의 회전각θc의 관계에 대해서 설명한다. 상술한 실시예에서는 감기각을 360도로 해서 설명했지만, 감기각을 변경하는 것에 의해 회전축의 회전각θc를 변경하는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 2의 (a)∼도 2의 (d)에서는 감기각이 360°이므로, 흡입종료부터 토출종료까지의 회전각θc가 360°로 행정 조건이 원래의 상태로 되돌아간다. 이 감기각을 360°보다 작게 하는 것에 의해 흡입종료부터 토출종료까지의 회전축의 회전각θc를 작게 하면, 토출구(8a)와 흡입구(7a)가 연통하는 상태가 발생한다. 이것에 의해, 토출구(8a)내의 유체의 팽창작용에 의해 일단 흡입된 유체가 역류한다는 문제가 발생한다. 감기각을 360°보다 크게 하면 흡입종료부터 토출종료까지의 회전축의 회전각θc가 360°보다 커지고, 유체가 흡입종료부터 토출구(8a)가 있는 공간을 통과할 때까지의 동안에 크기가 다른 2개의 작동실이 형성된다. 이것을 압축기로서 사용했을 때 이들 작동실의 압력이 서로 다르게 상승하므로, 양자 합류시에 불가역적인 혼합손실(loss)이 발생한다. 이것에 의해, 압축동력이 증가된다. 또, 기기를 액체펌프로서 사용하려고 해도 토출구(8a)와 연통하지 않는 작동실이 형성되기 때문에 펌프로서는 적용하기 어렵게 된다. 이 때문에, 감기각은 허용되는 정밀도의 범위내에 있어서 극력 360°가 바람직하다고 할 수 있다.

상술한 일본국 특허공개공보 소화 55-23353호(문헌 1)에 기재된 압축과정의 회전축의 회전각θc는 θc=180°이고, 일본국 특허공개공보 평성 5-202869호(문헌 3) 또는 일본국 특허공개공보 평성 6-280758호(문헌 4)에 기재된 압축과정의 회전축의 회전각θc는 θc=210°이다. 작동유체의 토출이 종료하고 나서 다음의 압축과정이 개시될 때(흡입종료)까지의 기간은 문헌 1에 있어서는 회전축의 회전각θc가 180°, 문헌 3 및 문헌 4에 있어서는 150°이다.

도 6a는 압축과정의 회전축의 회전각θc가 210°인 경우에 있어서의 축의 1회전중의 작동실(부호Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ로 나타낸다)의 압축과정을 도시한 도면이다. 단, 랩부의 수N은 N=4이다. 회전축의 회전각θc가 360°내에서는 4개의 작동실이 형성되지만, 각각의 각도에 있어서 동시에 형성되는 작동실의 수 n은 n=2 또는 3이다. 동시에 형성되는 작동실의 수의 최대값은 랩부의 수보다 적은 3이다.

마찬가지로, 도 7a는 랩부의 수가 N=3이고, 압축과정의 회전축의 회전각θc가 210°인 경우를 도시한 도면이다. 이 경우에도 동시에 형성되는 작동실의 수n은 n=1 또는 2이고, 동시에 형성되는 작동실의 수의 최대값은 랩부의 수보다 적은 2이다.

이와 같은 상태에서는 작동실이 회전축 주위에 치우쳐서 형성되므로, 역학적(dynamic) 불균형이 발생해서 디스플레이서에 작용하는 자전모멘트가 과대하게 되고, 디스플레이서와 실린더 사이의 접촉하중이 증대한다. 기계마찰손실의 증가에 의한 성능저하나 베인의 마모에 의한 신뢰성 저하의 문제가 있다.

이들 문제를 해결하기 위해서, 본 실시예에서는 흡입종료부터 토출종료까지의 회전축의 회전각θc가

(((N-1)/N)×360°)＜θc≤360°

를 만족시키도록, 디스플레이서의 외주윤곽형상 및 실린더의 내주윤곽형상을 형성하고 있다. 즉, 상술한 감기각이 식 1의 범위내에 있다. 도 6a를 참조하면, 압축과정의 회전축의 회전각θc가 270°보다 크게 되어 있고, 동시에 형성되는 작동실의 수n은 n=3 또는 4로 된다. 따라서, 동시에 형성되는 작동실의 수의 최대값은 랩부의 수N(N=4)와 일치하는 4이다. 또, 도 7a를 참조하면, 압축과정의 회전축의 회전각θc가 240°보다 크게 되어 있고, 동시에 형성되는 작동실의 수n은 n=2 또는 3으로 된다. 따라서, 동시에 형성되는 작동실의 수의 최대값은 랩부의 수N(N=3)과 일치하는 3이다.

이와 같이, 압축과정의 회전축의 회전각θc의 하한값을 식 1의 좌변의 값보다 크게 하는 것에 의해, 동시에 형성되는 작동실의 수의 최대값이 랩부의 수N과 동일 또는 그 이상으로 되고, 이것에 의해 작동실을 회전축 주위에 고르게(분산해서) 배치할 수 있다. 따라서, 역학적인 균형이 향상되고, 디스플레이서에 작용하는 자전모멘트가 저감되고, 디스플레이서와 실린더 사이의 접촉하중도 저감된다. 그 때문에, 기계마찰손실의 저감에 의한 성능향상과 함께 접촉부의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

한편, 압축과정의 회전축의 회전각θc의 상한은 식 1에 의하면 360°이다. 이 압축과정의 회전축의 회전각θc의 상한은 360°이다. 상술한 바와 같이, 작동유체의 토출이 종료하고 나서 다음의 압축과정이 개시될 때(흡입종료)까지의 타임래그를 0으로 할 수 있다. θc＜360°인 경우에 발생하는 틈(클리어런스) 용적내의 가스의 재팽창에 의한 흡입효율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, θc＞360°인 경우에 발생하는 2개의 작동실의 압력이 서로 다르게 상승하기 때문에 양자 합류시에 발생하는 불가역적인 혼합손실을 방지할 수 있다. 후자에 대해서 도 8을 사용해서 설명한다.

도 8의 (a)∼도 8의 (c)는 압축과정이 회전축의 회전각θc의 375°로 되는 용적형 유체기계를 도시한 도면이다. 도 8의 (a)는 도면중 2개의 작동실(15a)와 (15b)의 흡입과정이 종료한 상태이다. 이 때, 2개의 작동실(15a)와 (15b)의 압력은 흡입압력Ps로서 서로 동일하다. 토출구(8a)는 작동실(15a)와 (15b) 사이에 위치하고 있고, 양 작동실과는 연통하고 있지 않다. 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 상태에서 회전축이 회전각 15°만큼 회전된 상태를 도시한 도면이다. 이것은 토출구(8a)와 양 작동실(15a)와 (15b)가 연통하기 직전의 상태이다. 이 때, 작동실(15a)의 용적은 도 8의 (a)의 흡입종료시보다 작고, 압축과정은 진행중이며, 그 내부의 압력도 흡입압력Ps보다 높다. 이에 반해, 작동실(15b)의 용적은 도 8의 (a)의 흡입종료시보다 크게 되어 있고, 팽창작용 때문에 그 내부의 압력도 흡입압력Ps보다 낮게 되어 있다. 다음 순간에 작동실(15a)와 (15b)가 일체로 되면(서로 연통하면) 도 8의 (c)에 화살표로 나타낸 바와 같이 불가역적인 혼합이 발생한다. 이 때문에 압축동력의 증가에 의한 성능저하가 발생하게 된다. 따라서, 압축과정의 회전축의 회전각θc의 상한은 360°인 것이 바람직하다.

도 9a 및 도 9b는 문헌 3 또는 문헌 4에 기재된 용적형 유체기계의 압축요소를 도시한 도면으로서, 도 9a가 평면도, 도 9b가 측면도이다. 랩부의 수는 3이고, 압축과정의 회전축의 회전각θc(감기각 θ)는 210°이다. 이 실시예에 있어서, 작동실의 수n은 도 7a에 도시한 바와 같이 n=1 또는 2로 된다. 도 9a 및 도 9b는 회전축의 회전각θ가 0°인 상태를 도시한 도면이고, 작동실의 수n은 2이다. 도 9에서 명확한 바와 같이, 디스플레이서의 외주윤곽형상과 실린더의 내주윤곽형상에 의해 형성되는 공간의 우측 공간은 작동실로 되지 않고, 그 공간을 통해서 흡입구(7a)와 토출구(8a)가 서로 연통하고 있다. 이 때문에, 토출구(8a)의 틈 용적내 가스의 재팽창에 의해 일단 흡입구(7a)에서 실린더(4)내로 유입된 가스가 역류한다. 이것에 의해, 흡입효율이 저하한다는 문제가 생긴다.

그러나, 도 9a 및 도 9b에 도시한 용적형 유체기계의 압축과정의 회전축의 회전각θc를 본 실시예의 이론을 사용해서 확대하는 경우를 고려한다. 압축과정의 회전축의 회전각θc를 확대하기 위해서는 2점쇄선으로 도시한 바와 같이 실린더(4)의 윤곽곡선의 감기각을 크게 하지 않으면 안된다. 그러나, 도 9a에 도시한 바와 같이, 베인(4b)의 두께가 극단적으로 얇게 되므로, 작동실의 수n의 최대값이 랩부의 수N(N=3) 이상으로 되도록 압축과정의 회전축의 회전각θc를 240°보다 크게 하는 것은 곤란하다.

도 10은 도 9에 도시된 용적형 유체기계와 동일 행정용적(흡입용적), 동일 외경치수, 동일 선회반경을 갖는 본 발명의 1실시예에 따른 용적형 유체기계의 압축요소의 1실시예를 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 압축요소의 압축과정의 회전축의 회전각θc는 240°보다 큰 360°를 실현하고 있다. 다음과 같은 이유 때문이다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 압축요소에서는 작동실을 형성하는 실(seal)점 사이의 윤곽이 균일한 곡선으로 구성되어 있으므로, 가령 본 실시예의 이론에 따라 압축과정의 회전축의 회전각θc를 확대하려고 해도 최대 240°가 한계이지만, 도 10a 및 도 10b에 도시된 본 실시예에 의한 압축요소에서는 실점 사이의 윤곽(a-c)가 균일한 곡선으로 되어 있지 않고 접점b 부근의 형상이 디스플레이서에서 보아 비교적 돌출되어 있고, 디스플레이서의 각 랩부는 디스플레이서의 중심부와 각 랩부의 선단부 사이에 잘록한 부분(네킹부)을 갖고 있다. 이들의 특징은 도 1a 및 도 1b의 실시예에서도 설명하였다. 이 형상에 있어서, 접점a에서 접점b까지의 감기각을 240°보다 큰 360°로 할 수 있고, 또 접점b에서 접점c까지의 감기각을 240°보다 큰 360°로 할 수 있다. 이 결과, 압축과정의 회전축의 회전각θc를 240°보다 큰 360°로 할 수 있고, 작동실의 수n의 최대값을 랩부의 수N 이상으로 할 수 있다. 이 때문에, 작동실이 분산 배치되어 자전모멘트를 작게 할 수 있다.

또, 이와 같이 유효하게 기능할 수 있는 작동실의 수가 증가하므로, 도 9a 및 도 9b에 도시된 압축요소의 실린더 높이(두께)를 H로 했을 때, 도 10a 및 도 10b에 도시된 압축요소의 실린더 높이는 0. 7H로 되어 30% 낮아지므로, 압축요소의 소형화를 도모할 수 있다.

다음에, 디스플레이서(5)에 작용하는 하중 및 모멘트에 대해서 설명한다. 도 1b를 참조하면, 작동가스가 압축됨에 따라서 각 작동실(15)의 내압에 의해 디스플레이서(5)에는 편심방향과 직각인 접선방향력Ft와 편심방향의 반경방향력Fr이 작용한다. Ft와 Fr의 합력F가 디스플레이서(5)의 중심O에서 시프트(암(arm)길이ℓ)하기 때문에 디스플레이서(5)를 회전시키기 위해서 반시계방향으로 자전모멘트M(=F·ℓ)이 작용한다. 이 자전모멘트M을 지지하는 것이 디스플레이서(5)와 실린더(4)의 접점a와 접점d에 있어서의 반력이다(이것은 다른 작동실에 있어서도 마찬가지이다). 이 다중랩에 있어서는 항상 흡입구(7a)에 가까운 2∼3개소의 접점에서 모멘트를 받고, 그밖의 접점에는 반력이 작용하지 않는다. 본 발명의 용적형 압축요소(1)에 있어서, 디스플레이서(5)의 중심부에 끼워맞추어진 회전축(6)의 크랭크부(6a)의 주위에는 대략 등피치로 흡입종료부터 토출종료까지의 회전축의 회전각이 대략 360°인 작동실이 배치되어 있다. 이 때문에, 합력F의 작용점을 디스플레이서(5)의 중심O에 근접시킬 수 있다. 그래서, 모멘트의 암의 길이ℓ을 짧게 하고 자전모멘트M을 저감시킬 수 있다. 따라서, 반력이 급격하게 경감된다. 또, 접점a와 접점d의 위치에서 알 수 있는 바와 같이, 자전모멘트M을 받는 디스플레이서(5)와 실린더(4)의 미끄럼부분이 온도가 낮고 오일점도가 높은 작동가스의 흡입구(7a) 부근에 존재하므로, 미끄럼부의 유막이 확보된다. 이 때문에,마찰, 마모의 문제를 해결한 신뢰성이 높은 용적형 유체기계를 제공할 수 있다.

도 11은 작동유체의 내압에 의해 디스플레이서에 작용하는 축의 1회전중의 자전모멘트M을 도 9에 도시된 압축요소와 도 10에 도시된 압축요소를 서로 비교해서 도시한 도면이다. 계산조건은 작동유체 HFC134a의 냉동조건(흡입압력 Ps=0. 095MPa, 토출압력 Pd=1. 043MPa)이다. 도 11을 참조하면, 작동실의 수n의 최대값이 랩부의 수 이상으로 되는 본 실시예에 의한 압축요소에서는 흡입종료부터 토출종료까지의 작동실이 회전축의 주위에 대략 동일피치로 배치되므로, 역학적인 균형이 향상되어 하중벡터가 대략 중심을 향하도록 구성할 수 있다. 이 때문에, 디스플레이서에 작용하는 자전모멘트M을 저감시킬 수 있다. 이 결과, 디스플레이서와 실린더의 접촉하중도 경감되어 기계효율을 향상시킬 수 있음과 동시에 압축기로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

여기에서, 흡입구(7a)와 토출구(8a)가 서로 연통하는 기간과 압축과정의 회전축의 회전각의 관계에 대해서 설명한다. 흡입구(7a)와 토출구(8a)가 서로 연통하는 기간 즉 작동유체의 토출이 종료하고 나서 다음의 압축과정이 개시될 때(흡입종료)까지의 동안의 회전축의 회전각으로 나타내어지는 지연(time-lag)Δθ는 Δθ=360°-θc이며, 여기서 압축과정의 회전축의 회전각이 θc이다.

Δθ≤0°인 경우에는 흡입구와 토출구가 서로 연통하는 기간이 존재하지 않으므로, 토출구의 틈 용적내의 가스의 재팽창에 의한 흡입효율의 저하는 발생하지 않는다.

Δθ＞0°인 경우에는 흡입구와 토출구가 서로 연통하는 기간이 존재하므로, 토출구의 틈 용적내의 가스의 재팽창에 의한 흡입효율의 저하가 발생해서 압축기의 (냉동)능력이 저하하게 된다. 또, 흡입효율(체적효율)의 저하는 압축기의 에너지효율인 단열효율 또는 성적계수의 저하로도 이어진다.

압축과정의 회전축의 회전각θc는 디스플레이서 또는 실린더의 윤곽곡선의 감기각과 흡입구 및 토출구의 위치에 의해 결정된다. 디스플레이서 또는 실린더의 윤곽곡선의 감기각을 360°로 한 경우에는 압축과정의 회전축의 회전각θc를 360°로 할 수 있다. 이 경우, 흡입구 또는 토출구의 실(seal)점을 이동시키는 것에 의해 θc＜360°로도 할 수 있다. 그러나, θc＞360로는 할 수 없다. 예를 들면, 도 8에 도시한 압축요소의 압축과정에 있어서의 회전축의 회전각θc=375°를 토출구의 위치나 크기를 변경하는 것에 의해 θc=360°로 변경할 수 있다. 이것은 도 8a∼도 8c에 있어서의 흡입종료상태 직후에 작동실(15a)와 작동실(15b)가 서로 연통하도록 토출구를 확대하는 것에 의해 실현할 수 있다. 이와 같은 변경을 실행하는 것에 의해, θc=375°인 경우 2개의 작동실의 압력상승의 차에 기인해서 발생하는 불가역적인 혼합손실을 저감시킬 수 있다. 따라서, 윤곽곡선의 감기각은 압축과정의 회전축의 회전각θc를 결정하는 필요조건이기는 하지만 충분조건은 아니다.

또, 상술한 본 실시예 즉 도 3에 도시한 실시예에서는 밀폐용기(3)내의 압력이 저압(흡입압력)으로 유지되는 형태의 밀폐형 압축기에 대해서 설명했다. 이와 같이 저압식으로 하는 것에 의해 다음과 같은 이점을 얻는다.

〔1〕 전동요소(2)는 압축된 고온의 작동가스에 의해 거의 가열되지 않고 흡입가스에 의해 냉각되므로, 고정자(2a), 회전자(2b)의 온도가 저하되고 전동효율이 향상해서 성능향상을 도모할 수 있다.

〔2〕 하이드로클로로플루오로카본 또는 하이드로플루오로카본 등의 윤활유(12)와 상용성(相溶性)이 있는 작동유체의 경우에는 압력이 낮기 때문에 윤활유(12)중에 용해되는 작동가스의 비율이 적어지고, 축받이부 등에서의 오일의 발포현상이 발생하지 않아 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

〔3〕 밀폐용기(3)의 내압을 작게 할 수 있어 용기의 박막, 경량화를 도모할 수 있다.

다음에, 밀폐용기(3)내의 압력이 고압(토출압력)으로 유지되는 형태의 것에 대해서 설명한다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용적형 유체기계를 압축기로서 사용한 고압식의 밀폐형 압축기의 주요부 확대단면도이다. 도 12에 있어서, 상술한 도 1a∼도 3에 대응하는 부품은 도 1a∼도 3과 동일부호를 붙이며, 이들은 각각 도 1a∼도 3의 것과 동일한 방법으로 동작한다. 도 12를 참조하면, 흡입실(7b)는 주축받이부재(7) 및 이 주축받이부재(7)과 일체로 형성된 흡입커버(10)에 의해 형성된다. 흡입실(7b)는 실(seal)부재(16) 등에 의해 밀폐용기(3)내의 압력(토출압력)과 구획되어 있다. 토출통로(17)은 토출실(8b)내와 밀폐용기(3)내를 연통하기 위해 마련된다. 용적형 압축요소(1)의 작동원리 등은 상술한 저압(흡입압력)식과 마찬가지이다.

작동가스의 흐름은 도 12에 화살표로 나타낸 바와 같이 흡입파이프(13)을 통해서 흡입실(7b)로 들어간 작동가스가 주축받이부재(7)에 형성된 흡입구(7a)를 통해서 용적형 압축요소(1)로 들어간다. 용적형 압축요소(1)에 있어서, 회전축(6)의 회전에 의해 디스플레이서(5)가 선회운동을 실행하고 작동실(15)의 용적이 축소되는 것에 의해 작동가스가 압축된다. 그리고, 이 압축된 작동가스는 부축받이부재(8)의 끝판에 형성된 토출구(8a)를 통과해서 토출밸브(9)를 밀어올리고 토출실(8b)내로 들어간다. 그 후, 이 작동가스는 토출통로(17)을 통과해서 밀폐용기(3)내로 들어가고, 이 밀폐용기(3)에 접속된 토출파이프(도시하지 않음)를 통해서 외부로 유출된다.

이와 같은 고압식은 다음과 같은 이점이 있다. 윤활유(12)가 고압으로 되어 있기 때문에, 회전축(6)의 회전에 의한 원심펌프작용 등에 의해 각 축받이부의 미끄럼부(슬라이딩부)로 급유된 윤활유(12)가 디스플레이서(5)의 끝면 근방의 틈 등을 통해서 실린더(4)내로 공급되기 쉽다. 그 결과, 작동실(15)의 실(seal)성 및 미끄럼부의 윤활성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 기술한 바와 같이, 본 발명의 용적형 유체기계를 사용한 압축기로서는 기기의 사양이나 용도 또는 생산설비 등에 따라서 저압식과 고압식중 어느쪽이라도 선택할 수 있어 설계의 자유도가 대폭으로 향상된다.

다음에, 도 1a 및 도 1b, 도 2의 (a)∼도 2의 (d), 도 13의 (a)∼도 13의 (f), 도 14의 (a)∼도 14의 (f)를 사용해서 급유계에 대해서 설명한다, 도 13의 (a)∼도 13의 (f)는 도 1b의 흡입구(7a) 근방의 확대도로서, 흡입종료(압축개시)부터 회전축의 1회전중에 60°마다 급유가 개시되는 것을 도시한 도면이다. 도 14는 도 13의 (a)∼도 13의 (f)의 ⅩⅣ-ⅩⅣ에 따른 단면도이다.

본 실시예의 용적형 유체기계에 있어서, 디스플레이서(5)의 흡입구(7a)측의 선단부의 외벽면은 상술한 바와 같이 자전운동에 의한 토크 때문에 실린더(4)의 내벽면과 접촉해서 미끄러진다. 이것에 의해, 그 부분에서 오일 부족이 발생하기 쉽다는 문제가 발생한다. 이 때문에, 본 실시예는 그 부분에 우선적으로 윤활유를 공급하는 급유계를 채용한다.

디스플레이서(5)에는 디스플레이서(5)의 선회운동시에도 흡입구(7a)와 연통하지 않는 급유홈(5c) 및 디스플레이서(5)의 선회운동시에 흡입구(7a)와 연통하는 급유포켓(5d)가 각 끝면에 마련되어 있다. 급유홈(5c)에는 항상 회전축(6)의 원심펌프동작에 의해 급유통로(6c)를 통해서 윤활유(12)가 공급된다. 도 13의 (a)∼도 14의 (f)에 도시한 바와 같이, 주축받이부재(7) 및 부축받이부재(8)의 끝면에는 실린더(4)의 중심O'가 원점인 것과 동일한 디스플레이서(5)의 각 랩부의 위치에 대응하는 위치에 급유홈(오목부)(7c) 및 (8c)가 각각 형성된다. 또, 부축받이부재(8)에는 흡입구(7a)의 형상과 대략 동일한 형상의 오일받이홈(8d)가 흡입구(7a)와 대향하는 위치에 형성된다. 주베어링측에 형성된 흡입구(7a), 급유포켓(5d) 및 급유홈(7c), (5c)와 부베어링측에 형성된 오일받이홈(8d), 급유포켓(5d) 및 급유홈(8c), (5c)는 각 측에서 동시에 서로 연통되는 일이 없다. 급유홈(7c), (8c)는 회전축(6)의 임의의 회전위치에서 디스플레이서(5)의 끝면과 항상 대향하도록 배치되고, 작동실(15)측으로는 개방되지 않는다. (5b)는 디스플레이서(5)가 진행할 때 위치결정을 위한 관통구멍이다. 이 관통구멍(5b)는 오일저장소로서 이용된다. 그리고, 통과구멍(5b)내를 흐르는 윤활유는 디스플레이서(5)의 선회운동에 의해 디스플레이서(5)와 끝판(디스플레이서(5)와 대향하는 주축받이부재(7)과 부축받이부재(8)의 표면) 사이로 들어가서 미끌러짐면을 윤활시킨다.

상술한 바와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 흡입구(7a) 부근으로의 급유를 적당하게 간헐적으로 중단시키는 것이 가능하게 되어 윤활유(12)의 과급유에 의한 압축기의 성능저하를 방지할 수 있다.

밀폐용기(3)의 바닥부에 저장된 윤활유(12)는 원심펌프동작에 의해 회전축(6)에 부착된 급유부재(6b)를 거쳐서 빨아들여져 회전축(6)내에 형성된 급유통로(6c)을 통해서 용적형 유체기계(1)의 각 미끄럼부로 공급된다. 크랭크부(6a)에 마련된 급유통로(6c)를 통과한 윤활유(12)는 디스플레이서(5)와 크랭크부(6a) 사이의 갭(틈)을 통해서 디스플레이서(5)의 끝면에 형성된 급유홈(5c)로 공급된다. 회전축(6)이 0°에서 60°까지 회전하는 동안, 급유홈(5c)는 주축받이부재(7) 및 부축받이부재(8)에 형성된 급유홈(7c) 및 급유홈(8c)와 연통하여 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이 윤활유(12)를 공급한다. 회전축(6)이 120°에서 240°까지 회전하면, 급유홈(5c)는 급유포켓(5d)와 급유홈(7c) 및 급유홈(8c)를 거쳐서 연통하여 급유포켓(5d)로 윤활유(12)를 공급한다. 윤활유(12)를 급유포켓(5d)로 공급하는 것은 원심펌프동작에 의해 급유홈(5c)로 공급된 오일 압력에 의해 실행된다. 또, 회전축(6)이 300°에서 60°까지 회전하면, 윤활유(12)가 공급된 급유포켓(5d)는 흡입구(7a)와 오일받이홈(8d)와 연통한다. 이 때, 흡입구(7a)측은 저압실 형태이지만 원심펌프동작에 의해 발생된 오일 압력에 상당하는 약간의 부압상태에 있다. 그래서, 이 차압에 의해 급유포켓(5d)내의 윤활유(12)가 흡입구(7a) 부근으로 이동되어 미끄럼부로 공급된다. 윤활유(12)는 흡입구(7a)로 공급된 후 디스플레이서(5)의 선회과정중에 작동실내에서 제거되는 식으로 토출구(8a)측으로 이동된다. 급유통로(6c)는 급유홈(5c)가 급유홈(8c)와 연통하는 각도기간(angular period)동안 급유홈(5c)로 윤활유(12)를 공급하도록 배치된다.

상기 급유계는 급유를 간헐적으로 중단하기 위한 것이다. 그 이유는 다음과 같다. 디스플레이서(5)의 흡입구(7a)측의 선단부의 외벽면과 실린더(4)의 내벽면의 미끄럼짐면(흡입구(7a) 근방)을 윤활하기 위해서는 급유홈(5c)를 급유포켓(5d)를 거쳐서 디스플레이서(5)의 선단 부근까지 연장시켜서 항상 오일이 공급되도록 하는 것이 고려된다. 그러나, 이와 같은 방법에는 다음과 같은 문제가 있다. 디스플레이서(5)의 선단부로 윤활유(12)을 연속해서 공급하면 오일의 과급유가 발생한다. 그리고, 흡입가스는 따뜻한 윤활유(12)에 의해 가열되고, 그의 용적을 증가시킨다. 따라서, 흡입효율(체적효율)이 대폭으로 저감된다. 또, 매우 많은 양의 윤활유(12)가 작동실로 들어가기 때문에 작동실의 일부를 윤활유(12)의 용적이 점유하게 된다. 따라서, 작동실의 유효용적이 상기 오일의 용적에 의해 감소된다. 이것에 의해, 체적효율이 저하하고 압축기의 효율이 저하된다.

한편, 디스플레이서(5)의 선단 근방의 급유포켓(5d)의 앞면에 급유홈(5c)를 형성하고, 그 내부에 항상 윤활유(12)가 저장되어 있으면(끝판과 디스플레이서 사이의 윤활이 가능하면), 상기한 경우와는 달리 실린더(4)의 내벽면과 디스플레이서(5)의 흡입구(7a)측의 선단부의 외벽면 사이의 영역으로 윤활유(12)가 연속해서 공급되지 않게 되므로, 상기한 과급유의 문제를 해결할 수 있게 된다. 그러나, 저압실이기 때문에 급유홈(5c)로 윤활유(12)를 공급하는 구동력은 원심급유력뿐이다. 그 결과, 작동실내의 냉매압이 원심급유동작에 의한 압력보다 커져 오일이 디스플레이서(5)와 끝판 사이의 갭을 통해서 디스플레이서(5)의 외벽면과 실린더(4)의 내벽면에 도달하지 않게 된다는 문제가 생긴다.

서로 상반되는 상기 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에서는 윤활유(12)가 디스플레이서(5)의 흡입구(7a)측의 선단부의 외벽면과 실린더(4)의 내벽면에 사이의 영역으로 간헐적으로 공급되는 상기 급유계를 채용한다.

그러나, 윤활유가 과도하게 공급되지 않도록 하기 위해서 예를 들어 중심부에서 디스플레이서(5)의 선단부측으로 갈수록 가늘어지는 급유홈(5c)를 마련하여 유로의 저항을 증가시켜 오일의 양을 적당하게 유지할 수 있으면, 연속급유계를 사용할 수도 있다.

본 실시예의 간헐적 급유계에서는 급유홈(7c)와 (8c)를 일단 공급된 윤활유(12)를 모으는데 사용한다. 그러나, 급유홈(7c)와 (8c)를 사용하지 않고 급유홈(5c)를 직접 급유포켓(5d)와 연결하는 경우에도 간헐적인 급유가 가능하게 된다. 그러나, 이 경우, 급유포켓(5d)가 흡입구(7a)측으로 개방되어 있는 기간동안 급유포켓(5d)는 윤활유의 공급원과 연통되므로, 과급유의 가능성이 있는 경우에는 유로에 저항을 마련해야 한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 접촉해서 미끄러지기 쉬운 흡입구 부근으로 확실하게 윤활유를 공급할 수 있고, 필요한 양의 윤활유를 간헐적 급유에 의해 흡입구 부근으로 공급할 수 있으며, 급유홈(7c)와 (8c)를 마련하는 것에 의해 최소량의 윤활유를 흡입구 부근으로 공급할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 급유포켓(5d)의 용적을 변경하는 것에 의해, 실린더(4)와 디스플레이서(5)의 접촉위치로 공급된 오일의 양을 용적형 유체기계의 용도에 따라 변하는 유체기계의 능력에 따라서 조정할 수 있다. 이것에 의해, 오일의 과급유에 의한 압축기 성능의 저하를 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

다음에, 본 발명의 제2의 실시예에 따른 급유계를 도 15a∼도 18f를 사용해서 설명한다. 도 15a는 본 발명에 따른 용적형 유체기계를 압축기로서 사용한 밀폐형 압축기의 종단면도이다(도 15b의 XVA-XVA에 따른 단면도에 대응). 도 15b는 도 15a의 XVB-XVB에 따른 평면도이다. 도 16의 (a)∼도 16의 (d)는 용적형 유체기계의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 17은 도 15b의 흡입구(7a) 근방의 확대도로서, 흡입종료(압축개시)부터 회전축(6)의 1회전중에 60°마다 급유가 개시되는 것을 도시한 도면이다. 도 18의 (a)∼도 18의 (f)는 도 17의 (a)의 ⅩⅧ-ⅩⅧ에 따른 단면도이다. 본 실시예의 용적형 유체기계의 기본 구조는 제1의 실시예와 동일하다. 본 실시예에 있어서 제1의 실시예에 대응하는 부품은 제1의 실시예와 동일한 부호로 표시되며, 제1의 실시예와 마찬가지로 동작한다. 따라서, 여기에서는 베어링(축받이)의 미끄러짐부의 급유계와 압축기의 동작에 대한 설명은 생략한다.

디스플레이서(5)에는 각 끝면에 급유홈(5c)가 마련되어 있다. 급유홈(5c)에는 항상 제1의 실시예와 마찬가지로 윤활유(12)가 공급된다. 디스플레이서(5)의 선회운동시, 급유홈(5c)는 주축받이부재(7)에 형성된 연통구멍(8e)와 연통되어 있다. 연통구멍(8e)는 회전축(6)의 임의의 회전위치에서 디스플레이서(5)의 끝면과 항상 대향하도록 배치되고, 작동실(15)측으로는 개방되지 않는다. 도 17의 (a)∼도 17의 (f) 및 도 18의 (a)∼도 18의 (f)에서 화살표로 표시한 바와 같이, 회전축(6)이 0°에서 120°까지 회전하는 동안, 윤활유(12)는 디스플레이서(5)의 끝면에 형성된 급유홈(5c)에서 연통구멍(8e)를 거쳐서 흡입실(7b)로 이동한다. 이러한 동작은 회전축(6)의 회전각 360°동안 각 랩부에 있어서 1회 실시된다. 이 동작을 반복하는 것에 의해, 압축요소내의 작동유체의 순환오일의 양을 냉동사이클에 있어서 작동유체의 순환오일의 양보다 많게 증가시킬 수 있다. 이와 같이 하는 것에 의해, 윤활유(12)는 작동유체내에 혼합된 상태(미스트(mist)상태)로 디스플레이서(5)와 실린더(4)의 접촉부로 확실하게 공급되기 때문에 윤활조건을 향상시킬 수 있고 신뢰성이 한층 향상된 용적형 유체기계를 제공할 수 있게 된다. 다량의 윤활유를 공급하는 경우, 제1의 실시예와 마찬가지로 연통구멍(8e)와 급유홈(5c) 사이에 급유홈(8c)를 마련하고 디스플레이서(5)측에 연통구멍(8e)와 급유홈(8c)를 연통시키는 오목부를 마련하는 것에 의해, 흡입실(7b)로 일정량의 윤활유를 공급할 수 있게 된다.

상기 제1 및 제2의 실시예에 있어서는 밀폐용기(3)내의 압력이 저압(흡입압)상태인 밀폐형 압축기(저압실)에 대해서 설명하였다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 다음과 같은 이점이 얻어진다.

〔1〕 전동요소(2)는 압축된 고온의 작동가스에 의해 거의 가열되지 않고 흡입가스에 의해 냉각되므로, 고정자(2a), 회전자(2b)의 온도가 저하되고 전동효율이 향상해서 성능향상을 도모할 수 있다.

〔2〕 클로로플루오로카본 등의 윤활유(12)와 상용성(相溶性)이 있는 작동유체의 경우에는 압력이 낮기 때문에 윤활유(12)중에 용해되는 작동가스의 비율이 적어지고, 축받이부 등에서의 오일의 발포현상이 발생하지 않아 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

〔3〕 밀폐용기(3)의 내압을 작게 할 수 있어 용기의 박막, 경량화를 도모할 수 있다.

다음에, 본 발명을 4조랩의 경우에 적용한 제3의 실시예를 도 19a∼도 20b를 사용해서 설명한다. 도 19a는 본 발명에 따른 4조랩의 용적형 유체기계를 압축기로서 사용한 밀폐형 압축기의 종단면도이다(도 19b의 ⅩⅨA-XⅨA에 따른 단면도에 대응). 도 19b는 도 19a의 ⅩⅨB-XⅨB에 따른 평면도이다. 본 실시예는 상기한 3조랩의 실시예와 동일한 구조 및 동일한 동작을 하므로, 여기에서는 본 실시예에 대한 상세한 설명은 생략한다.

실린더(4)와 주축받이부재(7) 사이에는 간막이(27)이 배치되어 있다. 이 간막이(27)에는 흡입구(7a)와 급유홈(27a)가 형성되어 있다. 이와 같이 랩부의 수를 증가시키는 것에 의해, 회전축(6) 주위에 분산 배치된 작동실(15)의 수가 증가한다. 그 결과, 역학적인 균형이 더욱 향상되고, 디스플레이서(5)에 작용하는 자전모멘트가 저감되고, 디스플레이서(5)와 실린더(4) 사이의 접촉하중도 저감된다. 그 때문에, 기계마찰손실의 저감에 의한 성능향상과 함께 접촉부의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 유효한 작동실의 수를 늘릴 수 있으므로, 실린더(4)와 디스플레이서(5)의 높이(두께)를 감소시킬 수 있다. 따라서, 용적형 압축요소(1)의 소형화를 도모할 수 있다.

도 20a는 본 발명에 따른 4조랩의 용적형 유체기계를 압축기로서 사용한 밀폐형 압축기의 종단면도이다(도 20b의 ⅩXA-XXA에 따른 단면도에 대응). 도 20b는 도 20a의 XXB-XXB에 따른 평면도이다. 본 실시예의 용적형 유체기계의 기본구성은 상기한 3조랩의 실시예와 동일하다. 본 발명에 있어서 상기한 실시예에 대응하는 부품은 상기한 실시예와 동일한 부호로 표시되며, 각각 상기한 실시예와 마찬가지로 동작한다. 따라서, 여기에서는 베어링(축받이)의 미끄러짐부의 급유계와 압축기의 동작에 대한 설명은 생략한다.

도 20b에 도시한 바와 같이, 주축받이부재(7)의 끝면과 부축받이부재(8)의 끝면에 배치된 간막이(27)에는 각각 항상 윤활유가 공급되는 급유홈(27a)와 급유홈(8e)가 형성되어 있다. 윤활유(12)를 상술한 것과 동일한 동작원리로 흡입구(7a) 부근으로 공급할 수 있다. 급유홈(27a)와 (8e)는 실린더(4)의 중심O'가 원점인 것과 동일한 위치에 형성되고, 항상 디스플레이서(5)의 끝면에 배치되며, 작동실(15)측으로는 개방되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에서 설명한 급유홈(5c), (7c), (8c), (27a), (8e), 오일받이홈(8d), 급유포켓(5d)의 형상은 처리과정 등에 따라서 제한은 있지만 어떠한 형성이라도 좋다. 본 발명의 이러한 급유계에 있어서는 랩부의 수는 제한되지 않는다.

도 19a∼도 20b에 도시된 실시예에 기재된 밀폐형 압축기(고압실 형태)는 흡입파이프(13)이 압축기구부의 흡입공간과 연통되고, 토출구(8a)로부터의 냉매가 밀폐용기로 토출되고, 밀폐용기(3)의 내부는 예를 들어 냉매가 토출파이프(14)에서 밀폐용기의 내부를 거쳐서 냉동사이클로 공급되는 구성이기 때문에 고압(토출압력)으로 되도록 되어 있다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 윤활유(12)가 고압으로 되어 용적형 압축요소(1)의 각 미끄럼부로의 급유가 용이하게 된다. 따라서, 작동실(15)의 실성능(밀봉성) 및 각 미끄럼부의 윤활성을 향상시킬 수 있다.

상술한 저압실의 실시예와 마찬가지로, 디스플레이서(5)의 흡입구(7a)측의 선단부의 외벽면과 실린더(4)의 내벽면의 미끄럼부(흡입구(7a)의 근방)는 접촉해서 미끄러지기 쉬운 위치이므로, 이들 위치로 윤활유(12)를 공급하는 것이 필요로 된다.

디스플레이서(5)의 흡입구(7a)측의 선단부의 외벽면과 실린더(4)의 내벽면의 미끄럼부를 윤활하기 위해서는 급유홈(5c)를 급유포켓(5d)를 거쳐서 디스플레이서(5)의 선단 부근까지 연장시켜서 항상 오일이 공급되도록 하는 것이 고려된다. 그러나, 이와 같은 방법에는 다음과 같은 문제가 있다. 이 실(室)은 토출압력이 높은 고압실 형태로서, 윤활유(12)를 차압에 의해 공급한다. 따라서, 급유홈(5c)를 급유포켓(5d)를 거쳐서 디스플레이서(5)의 선단부까지 연장시키고 흡입구와 연통시키면, 토출압력과 흡입압력 사이의 차에 대응하는 압력만큼 윤활유(12)가 디스플레이서(5)의 선단으로 연속해서 공급된다. 이것에 의해, 오일의 과급유가 발생한다. 따라서, 작동실내의 윤활유의 용적비가 증가한다. 용적비의 증가 때문에 흡입구에서 공급되는 냉매의 양이 대폭으로 감소한다. 이것에 의해, 압축기의 체적효율이 저하하는 문제가 생긴다. 또한, 고압실 형태이기 때문에 저장소에 저장된 윤활유(12)내에 다량의 냉매가 용해되고, 윤활유가 흡입구로 들어오는 순간, 윤활유에서는 윤활유의 발포현상이 발생한다. 윤활유에서 생성된 이 냉매의 일부는 외부에서 흡입된 냉매의 일부와 결합되고 압축되어 토출구를 거쳐서 토출된다. 그러나, 냉매는 모두 토출파이프(14)를 거쳐서 냉동사이클로 되돌아오지 않는다. 고압실의 압력은 차압 급유에 의해 토출구로 토출된 냉매의 양만큼 감소된다. 토출압력은 토출구로 토출된 상기 양에 대응하는 양만큼 토출구에서 토출된 냉매에 의해 보상하는 것에 의해 유지된다. 즉, 윤활유내에 용해되고 급유계를 거쳐서 흡입구로 토출된 냉매와 동량의 냉매가 재차 윤활유내에 용해되는 폐(close)루프를 형성한다. 폐루프내에서 순환하는 냉매의 양은 냉동사이클로 들어오는 것에 의해 히트펌프로서의 작용을 못하기 때문에 압축기는 냉매의 양만큼 과도한 압축작용을 실행하여 압축기의 성능이 저하하게 된다.

한편, 디스플레이서(5)의 선단 근방의 급유포켓(5d)의 앞면에 급유홈(5c)를 형성하고, 그 내부에 항상 윤활유(12)가 저장되어 있으면(끝판과 디스플레이서 사이의 윤활이 가능하면), 상기한 경우와는 달리 실린더(4)의 내벽면과 디스플레이서(5)의 흡입구(7a)측의 선단부의 외벽면 사이의 영역으로 윤활유(12)가 연속해서 공급되지 않게 되므로, 상기한 과급유의 문제를 해결할 수 있게 된다. 그러나, 고압실이기 때문에 급유홈(5c)로 윤활유(12)를 공급하는 구동력은 차압급유에 의한 압력 차에 의해 발생한다. 윤활유(12)는 디스플레이서(5)와 끝판 사이에 형성된 갭을 통해서 토출압력보다 저압으로 디스플레이서(5)에 형성된 급유홈(5c)에서 작동실로 누설된다. 그러나, 오일량은 누설량만큼 충분하지는 않다. 갭이 확대되어 급유량이 증가하면 작동실로 공급되는 윤활유의 양은 확실하게 증가하지만, 윤활유를 공급하기에 최적인 상기한 흡입구 근방의 위치로 윤활유를 공급할 수 있다는 것은 아니다. 또한, 압축과정에서 작동실내에서 오일이 누설되므로, 작동실의 내압이 증가하여 선회운동을 발생시키는 구동부(전동기:motor)의 작용이 증가한다. 그 결과, 전동기의 입력이 증가한다는 문제가 발생한다.

상기 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에서는 상술한 바와 같은 간헐적인 급유방식을 채용한다. 이 간헐적인 급유는 상기 3조랩의 실시예에서와 동일하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 급유계가 마련된 용적형 유체기계로서는 기기의 사양이나 용도 또는 생산설비 등에 따라서 저압식과 고압식중 어느쪽이라도 선택할 수 있다.

본 발명은 냉각 및 가열이 가능한 히트펌프 사이클의 공조시스템에 적용할 수 있고, 본 발명에 따른 용적형 유체기계는 압축기로서 사용된다. 그 경우, 용적형 압축기는 도 2에서 설명한 동작원리에 따라서 작동한다. 압축기를 개시시키는 것에 의해, 작동유체(하이드로클로로플루오로카본HCFC22 또는 하이드로플루오로카본, R407C 및 R-410A 등)의 압축동작이 실린더(4)와 디스플레이서(5) 사이에서 실행된다.

또한, 본 발명에 다른 용적형 유체기계는 냉동기 등의 냉동장치에도 적용할 수 있다. 또, 상기 실시예에서는 용적형 유체기계의 1예로서 압축기에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이 이외에 팽창기, 동력기계에도 적용할 수 있다. 또, 상기 실시예에서는 한쪽(실린더측)은 고정이고, 다른쪽(디스플레이서측)은 자전운동하지 않고 대략 일정한 반경으로 공전운동 즉 선회운동하는 것으로 했지만, 본 발명은 상기한 모멘트와 상대적으로 동일한 모멘트로 양 회전방식의 용적형 유체기계에도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 실린더의 내벽면과 디스플레이서의 흡입구측의 선단부의 외벽면의 미끄럼부(슬라이딩부)로 윤활유를 공급할 수 있기 때문에 마찰손실을 저감할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구 및

   상기 실린더의 상기 외벽면과 대향하는 내벽면과 상기 디스플레이서의 흡입구측의 외벽면으로 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계.
2. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구 및

   상기 실린더의 상기 외벽면과 대향하는 내벽면과 상기 디스플레이서의 흡입구측의 외벽면으로 윤활유를 간헐적으로 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계.
3. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구 및

   상기 실린더의 상기 외벽면과 대향하는 내벽면과 상기 디스플레이서의 흡입구측의 외벽면으로 조정된 양의 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계.
4. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구,

   상기 디스플레이서의 중심부에서 상기 흡입구와 대향하는 위치로 연장하도록 상기 끝판의 한쪽과 대향하는 상기 디스플레이서의 표면에 형성된 홈 및

   상기 디스플레이서의 상기 중심부에서 상기 홈으로 윤활유를 공급하는 수단을 구비한 용적형 유체기계.
5. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구,

   상기 디스플레이서의 중심부에서 상기 흡입구측의 선단부측으로 상기 디스플레이서의 자전모멘트만큼 상기 흡입구와 연통하는 위치로 연장하도록 상기 끝판의 한쪽과 대향하는 상기 디스플레이서의 표면에 형성된 홈 및

   상기 디스플레이서의 상기 중심부에서 상기 홈으로 윤활유를 공급하는 수단을 구비한 용적형 유체기계.
6. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구,

   상기 디스플레이서의 중심부에서 상기 흡입구측의 선단부측으로 상기 디스플레이서의 자전모멘트만큼이라도 상기 흡입구와 연통하지 않는 위치로 연장하도록 상기 끝판의 한쪽과 대향하는 상기 디스플레이서의 표면에 형성된 홈,

   상기 디스플레이서의 상기 자전모멘트만큼 상기 홈과 연통하는 위치에 있어서 상기 홈과 대향하는 상기 끝판의 한쪽의 면에 형성된 끝판측 오목부,

   상기 끝판측 오목부가 형성되어 있는 상기 끝판의 한쪽의 면과 대향하는 상기 디스플레이서의 표면에 형성되어 상기 디스플레이서의 상기 자전모멘트만큼 상기 흡입구 및 상기 끝판측 오목부와 교대로 연통하는 디스플레이서측 오목부 및

   상기 디스플레이서의 상기 중심부에서 상기 홈으로 윤활유를 공급하는 수단을 구비한 용적형 유체기계.
7. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구,

   상기 디스플레이서와 대향하는 면과는 반대측의 상기 끝판중의 한쪽의 면에 형성되어 상기 흡입구와 연통하는 흡입공간 및

   상기 흡입공간으로 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계.
8. 끝판사이에 디스플레이서와 실린더를 배치하고, 상기 실린더의 중심과 상기 디스플레이서의 중심을 일치시켰을 때 상기 실린더의 내벽면 및 상기 디스플레이서의 외벽면에 의해 1개의 공간이 형성되고, 상기 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치에 두었을 때에는 여러개의 작동실이 형성되는 용적형 유체기계에 있어서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구,

   상기 디스플레이서와 대향하는 면과는 반대측의 상기 끝판중의 한쪽의 면에 형성되어 상기 흡입구와 연통하는 흡입공간,

   상기 디스플레이서의 측면과 상기 흡입공간을 거쳐서 연장하도록 상기 끝판의 한쪽에 형성된 관통구멍,

   상기 디스플레이서의 중심부에서 상기 흡입구측의 선단부측으로 상기 디스플레이서의 선회모멘트만큼 상기 관통구멍과 연통하는 위치로 연장하도록, 상기 관통구멍을 갖는 상기 끝판중의 한쪽과 대향하는 상기 디스플레이서의 표면에 형성된 홈 및

   상기 디스플레이서의 상기 중심부에서 상기 홈으로 윤활유를 공급하는 수단을 구비한 용적형 유체기계.
9. 내벽의 단면윤곽이 연속 곡선으로 이루어진 실린더,

   상기 실린더의 상기 내벽과 대향하는 외벽을 갖고, 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치로 했을 때 상기 내벽과 협동해서 상기 외벽에 의해 여러개의 작동실을 형성하는 디스플레이서,

   상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

   상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구 및

   상기 흡입구로 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계.
10. 내벽의 단면윤곽이 연속 곡선으로 이루어진 실린더,

    상기 실린더의 상기 내벽과 대향하는 외벽을 갖고, 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 선회위치로 했을 때 상기 내벽과 협동해서 상기 외벽에 의해 여러개의 작동실을 형성하는 디스플레이서,

    상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

    상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구 및

    상기 디스플레이서측에서 상기 흡입구로 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계.
11. 끝판 사이에 배치되고 내벽의 단면윤곽이 연속 곡선으로 이루어진 실린더,

    상기 끝판 사이에 배치되고, 상기 실린더의 상기 내벽과 대향하는 외벽을 갖고, 디스플레이서와 상기 실린더 사이의 위치관계를 회전위치로 했을 때 상기 내벽과 협동해서 상기 외벽에 의해 여러개의 작동실을 형성하는 디스플레이서,

    상기 끝판중의 한쪽에 형성된 관통구멍을 갖고, 상기 디스플레이서와 대향하는 면에 형성되며, 상기 작동실중의 한쪽으로 유체를 도입하는 흡입구,

    상기 작동실중의 한쪽에서 상기 유체를 토출시키는 토출구 및

    상기 끝판중의 한쪽의 반대면측에서 상기 흡입구로 윤활유를 공급하는 급유계를 구비한 용적형 유체기계.