KR0128898Y1 - 왕복동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전축을 개선하여 이의 중량을 감소하는 왕복동식 압축기의 회전축에 관한 것이다.

본 고안의 왕복동식 압축기는 회전축의 일단이 개방된 중공부(71)를 가진 중공회전축(70)으로 형성되고, 그 일단은 밀폐용기(10)에 고정되고 타단은 중공부(71)에 삽입되어 중공호전축(70)의 이탈을 방지해주는 축 이탈방지부재(60)를 구비하여 회전축의 중량을 감소시켜 소비 입력 절감으로 인한 효율을 향상시키는 것이다.

Description

왕복동식 압축기

제1도는 일반적인 왕복동식 압축기의 전체 구성을 보인 단면도.

제2도는 제1도의 회전축과 축 이탈방지부재를 보인 발췌도.

제3도는 본 고안에 따른 왕복동식 압축기의 전체 구성을 보인 단면도.

제4도의 (a)는 제3도의 중공회전축과 축 이탈방지부재를 보인 발췌도.

(b)는 제3도의 축 이탈방지부재의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 밀폐용기 20 : 구동부

30 : 압축부 50 : 지지부

60 : 축 이탈방지부재 61 : 고정부

62 : 삽입부 63 : 걸림턱

70 : 중공회전축 71 : 중공부

본 고안은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전축을 개선하여 이의 중량을 감소하는 왕복동식 압축기의 회전축에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 압축, 응축, 팽창, 증발 과정이 연속적으로 수행되는 냉동 사이클에서 냉매를 압축하여 외부로 내보내는 작용을 한다. 이러한 기능을 하는 종래의 왕복동식 압축기는 제1도에 도시한 바와 같이 상부용기(11)와 하부용기(12)가 결합하여 밀폐된 밀폐용기(10)와 그 내부에 동력을 발생시키는 구동부(20), 냉매를 흡입, 압축하여 토출하는 압축부(30) 그리고 구동부(20)와 압축부(30)를 지지해주는 지지부(50)를 구비한다.

구동부(20)는 고정자(21)와 회전자(22) 그리고 하단에 편심부(24)가 일체로 마련된 회전축(23)을 구비하여 밀폐용기(10) 내부 상측에 설치된다. 압축부(30)는 그 내부로 냉매를 흡입하여 압축하는 실린더(31)가 마련되고, 실린더(31) 내부를 왕복 운동하는 피스톤(32), 그리고 이 피스톤(32)과 회전축(23)의 편심부(24)를 회전가능하게 결합하는 연결로드(33)를 구비하여 밀폐용기(10) 내부 하측에 설치가 된다.

지지부(50)에는 하부용기(12)의 네 곳에 고정된 지지대(51)와 진동흡수부재(52)가 있고, 그 상측으로는 지지부재(53)와 지지베어링(54)이 구비되어 있다. 한편, 지지부재(53)는 상측으로는 고정자(21), 지지베어링(54)과 결합되며, 회전자(22)와 중공회전축(70)을 회동가능하게 지지한다. 또한 하측으로는 압축부(30)의 실린더(31)와 일체로 구성되어있다. 상부용기(11) 안쪽으로는 축 이탈방지부재(13)가 고정되어 있고, 제2도에 도시한 바와 같이 축 이탈방지부재(13)의 홈(14)에는 회전축(23)의 상단부와 축 이탈방지부재(13)사이에 축방향으로의 간격(H₁)과 회전방향으로의 간격(W₁)이 있어 접촉하지 않은 상태로 삽입되어 있다.

이와 같이 구성된 왕복동식 압축기에 전원이 공급되면 제1도에 도시한 바와 같이 회전자(22)와 고정자(21) 사이에 자장이 발생하여, 회전자(22)와 이에 결합된 회전축(23)이 지지부재(53)에 고정된 지지베어링(54)의 지지를 받으며 회전을 한다. 이와 동시에 편심부(24)와 회전가능하게 결합된 연결로드(33)를 통해 피스톤(32)이 실린더(31) 내부를 왕복 운동을 하게 되며 냉매를 흡입, 압축하여 토출하게 된다.

이와 같은 과정에서 구동부(20)와 압축부(30)에 진동이 발생하게 되고 이 진동을 밀폐용기(10) 외부로의 전달을 방지하기 위해 마련된 진동흡수부재(52)가 진동을 흡수하게 된다. 그러나 구동부(20)와 압축부(30)를 지지하는 지지부(50)는 진동흡수부재(52)로 인해 불완전한 고정이 되므로 압축기의 과도한 작동이나 운반시 구동부(20)와 압축부(30)는 조립상태에서 이탈하게 된다. 이때 상부용기(11)내에 설치된 축 이탈방지부재(13)는 회전축(23) 상단부의 이탈을 막아줌으로서 회전축(23)과 회전축(23)에 직접 또는 간접 연결되는 구동부(20)와 압축부(30)의 이탈을 막아준다.

이러한 구성과 작동을 하는 종래의 왕복동식 압축기는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

상기의 구성 및 동작에서 설명한 것과 같이,

회전축(23)은 축 이탈방지부재(13)의 홈(14)에 직접 삽입되어 지지하게 되므로써, 필요 이상으로 전장이 길어지게 되고 이로 인하여 회전축(23)의 전체 중량 증가를 가져오게 된다. 그리고 회전축(23)의 중량 증가는 압축기 초기 운전시 부하의 증가로 인하여 과부하 압력 조건 등에서 기동 불량이 발생하게 되므로, 필요 이상의 전력을 소비하게 된다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로,

본 고안의 목적은 회전축의 중량을 감소하기 위해 전장을 줄이고 중공부를 형성함으로써, 이에 따른 소비 입력을 절감하여 효율을 향상시키는 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 왕복동식 압축기는, 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부에 마련된 고정자와 상기 고정자와 상호 자장을 발생시켜 회전하는 회전자 그리고 상기 회전자와 결합하여 회전하는 회전축을 포함하는 구동부, 상기 구동부를 지지하여 주는 지지부재를 구비하는 왕복동식 압축기에 있어서,

상기 회전축은 상단이 개방된 중공부를 가진 중공회전축으로 형성되고, 그 일단은 상기 밀폐용기에 고정되고 타단은 상기 중공부의 개방단에 삽입되어 상기 중공회전축의 이탈을 방지해주는 축 이탈방지부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 왕복동식 압축기는 중공회전축(70)과 축 이탈방지부재(60)의 구조를 제외하고는 제1도에 도시된 구성 요소와 같기 때문에, 제3도에서는 동일 부호와 동일 명칭을 사용하여 제1도를 참조한다.

제3도는 본 고안에 따른 실시예를 보인 단면도이다. 도시된 바와 같이 밀폐용기(10) 내부에 구동부(20)와 압축부(30) 그리고 구동부(20)와 압축부(30)를 고정하는 지지부(50)가 구비되어 있다. 구동부(20)는 밀폐용기(10)의 내부 상측에 설치가 되고 고정자(21)와 회전자(22), 그리고 회전자(22)와 압입되어 일체로 회전하며 하단부에 연결로드(33)와 회전가능하게 결합되는 편심부(24)를 가진 중공회전축(70)으로 구성된다.

한편, 중공회전축(70)의 중공부(71)는 상측으로 개구되어 있고 하측으로는 막혀있다. 그 깊이는 중공회전축(70)의 하단에 위치한 편심부(24)의 작동에 지장을 주지 않는 한도내에서 깊게 한다. 또한, 중공회전축(70)은 회전자(22)의 회전력을 최대한으로 받는 한도내에서 전장을 줄여 중량을 감소한다. 즉 회전자(22)와 중공회전축(70)의 맞닿는 부위까지를 중공회전축(70)의 상측 높이로 한다.

압축부(30)는 그 내부로 냉매를 흡입하여 압축하는 압축실이 마련된 실린더(31)와 실린더(31) 내부를 왕복 운동하는 피스톤(32), 그리고 이 피스톤(32)과 중공회전축(70)의 편심부(24)를 연결하는 연결로드(33)를 구비하여 밀폐용기(10)의 내부 하측에 설치가 된다. 지지부(50)는 하부용기(12)의 네곳에 고정된 지지대(51)와 이에 결합된 진동흡수부재(52)가 있고, 그 상측으로는 고정자(21), 지지베어링(54)과 결합되며 압축부(30)의 실린더(31)와 일체로 구성된 지지부재(53)가 구비되어 있다.

축 이탈방지부재(60)는 제5도에 도시한 바와 같이 상측이 하측보다 큰 마름모꼴 형태의 철판에 상측부분이 둘로 나뉘어져 좌,우로 90°씩 구부려진 고정부(61)와 하측에 일체로 된 원형봉의 형태인 삽입부(62)로 구성되어 있다. 고정부(61)는 상부용기(11)내측에 고정되며 이때 중공회전축(70)의 축심과 삽입부(62)가 일치하게 한다. 한편, 축 이탈방지부재(60)의 삽입부(62)는 제4도 (a)에 도시한 바와 같이 진동흡수부재(52)의 압축으로 지지부재(53)와 지지대(51) 사이의 간격이 없더라도 중공부와 이탈되지 않는 일정길이(H₃)만큼 삽입 설치되고, 회전방향으로는 압축기의 정상운전시 삽입부(62)와 중공부(71)가 서로 닿지 않도록 일정간격(W₂)을 두어 설치된다. 또한 제4도 (b)에 도시한 바와 같이 중공회전축(70)의 상측 이탈을 방지하기 위하여 삽입부(62) 시작 부위에 중공부(71)의 지름보다 큰 걸림턱(63)을 형성한다.

이와 같이 구성된 왕복동식 압축기에 전원이 공급되면, 제3도에 도시한 바와 같이 고정자(21)와 회전자(22) 사이에 자장이 형성되고, 이 자장에 의해 회전자(22)와 이에 결합된 중공회전축(70)이 지지부재(53)에 고정된 지지베어링(54)의 지지를 받으며 회전한다. 이 회전으로 중공회전축(70)과 일체로 구성된 편심부(24)의 편심운동이 연결로드(33)를 통해 실린더(31)내의 피스톤(32)을 왕복운동을 하게 한다. 이때 냉매가스의 흡입, 압축, 토출하는 과정에서 구동부(20)와 압축부(30)에 진동이 발생하게 되고, 이 진동을 밀폐용기(10) 외부로의 전달을 방지하기 위해 마련된 진동흡수부재(52)가 흡수하게 된다. 그러나 구동부(20)와 압축부(30)를 지지하는 지지부(50)는 진동흡수부재(52)로 인해 불완전한 고정이 되므로 압축기의 과도한 작동이나 운반시에 구동부(20)와 압축부(30)는 조립상태에서 이탈하게 된다. 이때 상부용기(11)내에 설치된 축 이탈방지부재(60)의 삽입부(62)는 중공회전축(70)의 중공부(71)에 삽입되어 중공회전축(70)의 회전 방향으로의 이탈을 방지하고, 걸림턱(63)은 상측 방향으로의 이탈을 방지한다.

이상에서 설명한 바와 같이 축 이탈방지부재(60)는 중공회전축(70) 상단부의 이탈을 막아줌으로서 중공회전축(70)과 중공회전축(70)에 직접 또는 간접 연결되는 구동부(20)와 압축부(30)의 이탈을 막아준다.

본 고안은 회전하지 않는 축 이탈방지부재의 길이를 늘이는 대신 회전부위인 회전축의 전장을 줄이고 중공축으로 만들어 회전축의 무게를 반 이상으로 줄여 소비 입력 절감으로 인한 압축기의 효율이 향상되는 이점이 있다.

참고로 본 고안과 같은 중공회전축과 축 이탈방지부재를 제작하여 운전한 결과 소비 입력 저하로 약 2% 이상의 압축기 효율 향상을 가져왔다.

Claims (3)

1. 밀폐용기(10), 상기 밀폐용기(10) 내부에 마련된 고정자와 상기 고정자와 상호 자장을 발생시켜 회전하는 회전자 그리고 상기 회전자와 결합하여 회전하는 회전축을 포함하는 구동부(20), 상기 구동부(20)를 지지하여 주는 지지부재(53)를 구비하는 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 회전축은 상단이 개방된 중공부(71)를 가진 중공회전축(70)으로 형성되고, 그 일단은 상기 밀폐용기(10)에 고정되고 타단은 상기 중공부(71)의 개방단에 삽입되어 상기 중공회전축(70)의 이탈을 방지해주는 축 이탈방지부재(60)를 구비하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 중공부(71)의 지름은 압축기의 정상운전시 상기 축 이탈방지부재(60)의 타단에 형성된 삽입부(62)와 닿지 않을 정도의 크기를 가지는 왕복동식 압축기.
3. 제2항에 있어서, 상기 회전축(70)의 상단은 상기 회전자(22)와의 상축 접촉 부위까지로 하는 왕복동식 압축기.