KR0153343B1

KR0153343B1 - 왕복동형 압축기

Info

Publication number: KR0153343B1
Application number: KR1019950035404A
Authority: KR
Inventors: 진선익
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1999-03-20
Also published as: IT1286343B1; ITRM960693A1; CN1075876C; CN1151479A; JP2825468B2; KR970021745A; JPH09126129A; US5795140A

Abstract

본 발명은 왕복동형 압축기에 관한 것으로, 특히 크랭크샤프트와 베어링 사이의 마찰손실을 줄임으로써 소비전력을 절감시킨 왕복동형 압축기의 크랭크샤프트 구조에 관한 것이다.

본 발명은, 하부에 오일이 저장된 밀폐용기(10), 상기 밀폐용기에 내장되어 고정자(21)와 회전자(22)에 의해 고속으로 회전하는 크랭크샤프트(50), 상기 크랭크샤프트(50)의 하단에 일체로 형성된 편심축(24), 상기 크랭크샤프트(50)가 회전할 수 있도록 지지해주는 베어링(25), 냉매를 흡입하여 압축하는 공간을 형성하는 실린더(31), 상기 실린더의 내부에서 왕복운동하는 피스톤(32), 상기 편심축(24)과 피스톤(32)을 연결하여 상기 크랭크샤프트(50)의 회전운동을 상기 피스톤(32)의 왕복운동으로 변환시키는 커넥팅로드(33)를 구비하여 이루어진 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 베어링(25)과 상기 크랭크샤프트(50) 사이의 접동면(29)을 줄여서 마찰저항이 감소되도록 상기 크랭크샤프트(50)의 외주면에 종방향으로 다수의 마찰면저감용 홈(70)을 형성시킨 것을 특징으로 한다.

Description

왕복동형 압축기

제1도는 일반적인 왕복동형 압축기의 내부를 보인 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 종래의 크랭크샤프트와 베어링의 단면도.

제3도는 제2도에 도시된 종래의 크랭크샤프트의 여러 부분에서의 단면형상을 보인 도면.

제4도는 본 발명에 따른 크랭크샤프트와 베어링의 단면도.

제5도는 제4도에 도시된 크랭크샤프트의 여러 부분에서의 단면형상을 보인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 구동부 22 : 회전자

25 : 베어링 27 : 오일픽업

42,43 : 오일홈 50 : 크랭크샤프트

70 : 마찰면저감용 홈

일반적으로 왕복동형 압축기는 냉매가스 또는 공기를 고온, 고압으로 압축하여 외부로 토출시키는 장치이다. 이러한 왕복동형 압축기는 제1도에 도시한 바와 같이, 상부용기(11)와 하부용기(12)가 결합되어 밀폐된 밀폐용기(10)의 내부에 동력을 발생시키는 구동부(20)와 이 구동부(20)로 부터 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축시킨 후 외부로 토출시키는 압축부(30)로 구성된다.

구동부(20)에는 고정자(21)와 회전자(22), 회전자(22)에 삽입되어 회전하는 크랭크샤프트(23), 그리고 이 크랭크샤프트(23)와 일체로 형성된 편심축(24)이 구비되어 있다. 또한, 이 구동부(20)에는 회전자(22)와 이 회전자(22)에 결합된 크랭크샤프트(23)가 회전할 수 있게 지지해주는 베어링(25)이 배설되며, 이 베어링(25)의 상면과 회전자(22) 사이에는 와샤(26)가 설치된다.

구동부(20)에 윤활유를 공급하기 위하여 편심축(24)의 하단에는 오일픽업(27)이 부착되어 있는 바, 이 오일픽업(27)은 제2도에 도시된 바와 같이, 크랭크샤프트(23)의 회전에 의해 윤활유를 상승시키기 위해 편심축 오일공급유로(41)를 통해 크랭크샤프트 오일공급구(40)까지 연결되어 있다. 그리고, 크랭크샤프트(23)와 베어링(25) 사이의 접동면(28)에 윤활유를 공급하기 위한 오일홈(42)(43)이 상기의 오일공급구(43)로 부터 베어링(25)의 상단까지 형성되어 있다. 상기 크랭크샤프트(23)의 중간부분, 즉 크랭크샤프트(23)의 하부의 오일홈(43)과 상부의 오일홈(42) 사이에는 크랭크샤프트(23)에 공급되는 오일의 양을 조절하기 위한 오일뱅크(44)가 형성되어 있다.

제1도에 도시된 바와 같이, 압축부(30)는 그 내부로 냉매를 흡입하여 압축하는 공간을 형성하는 실린더(31), 이 실린더(31)의 내부에서 왕복운동하는 피스톤(32), 상기 편심축(24)과 피스톤(32)을 연결하여 상기 크랭크샤프트(23)의 회전운동을 피스톤(32)의 왕복운동으로 변환시키는 커넥팅로드(33)로 구성되며, 이 압축부(30)에 윤활유를 공급해주기 위해 모세관(34)이 마련되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 왕복동형 압축기는 전원이 인가됨에 따라 고정자(21)와 회전자(22) 사이에 발생하는 자장에 의해 크랭크샤프트(23)가 회전하게 된다. 이 크랭크샤프트(23)의 회전운동은 그 하단에 마련된 편심축(24)과 피스톤(32)을 연결하는 커넥팅로드(33)에 의해 직선 왕복운동으로 변환되어 피스톤(32)이 실린더(31) 내부를 왕복운동하면서 냉매를 흡입, 압축하여 토출시킨다.

한편, 크랭크샤프트(23)가 회전함에 따라 편심축(24)의 하부에 부착된 오일픽업(27)도 이와 함께 회전하여 원심력이 발생하게 된다. 이 원심력에 의해 오일이 펌핑되어 편심축(24)의 오일공급유로(41)를 거쳐 크랭크샤프트(23)의 오일공급구(40)까지 상승이동하게 된다. 이 윤활유는 다시 크랭크샤프트(23)에 형성된 하부오일홈(43), 오일뱅크(44), 그리고 상부오일홈(42)을 따라 상승이동하여 베어링(25)과 크랭크샤프트(23) 사이의 접동면(28)을 윤활, 냉각한 후에 중력에 의해 베어링(25)의 외부면을 통해 흘러내려 모이게 된다. 이러한 윤활유의 순환은 크랭크샤프트(23)의 회전운동에 의해 이루어지므로 압축기의 구동중에는 구동부(20)와 압축부(30)의 윤활 및 냉각작용은 계속해서 이루어지는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동형 압축기는 제3도에 도시된 바와 같이, 베어링(25)과 접촉하는 크랭크샤프트(23)의 접동면(28)이 넓어서 크랭크샤프트(23)의 회전에 따른 마찰손실이 너무 큰 단점이 있다.

또한, 크랭크샤프트(23)의 오일홈(42)(43)을 통한 윤활유의 상승이동은 크랭크샤프트(23)의 고속회전에 의해 단시간에 이루어지게 되므로 크랭크샤프트(23)와 베어링(25) 사이의 접동면(28)에 윤활유가 충분하게 공급되지 못하게 되어 마찰손실은 더욱 커지게 된다.

따라서, 종래의 왕복동형 압축기는 기계적인 효율이 떨어지게 될 뿐만 아니라 크랭크샤프트의 내구성이 저하하는 단점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 크랭크샤프트와 베어링의 접동부분을 축소, 개선하여 회전마찰 저항을 저감시킴과 동시에 충분한 공간의 오일홈을 확보하여, 마찰손실을 극소화한 왕복동형 압축기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부에 오일이 저장된 밀폐용기, 상기 밀폐용기에 내장되어 고정자와 회전자에 의해 고속으로 회전하는 크랭크샤프트, 상기 크랭크샤프트의 하단에 일체로 형성된 편심축, 상기 크랭크샤프트가 회전할 수 있도록 지지해주는 베어링, 냉매를 흡입하여 압축하는 공간을 형성하는 실린더, 상기 실린더의 내부에서 왕복운동하는 피스톤, 상기 편심축과 피스톤을 연결하여 상기 크랭크샤프트의 회전운동을 상기 피스톤의 왕복운동으로 변환시키는 커넥팅로드를 구비하여 이루어진 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 베어링과 상기 크랭크샤프트 사이의 접동면을 줄여서 마찰저항이 감소되도록 상기 크랭크샤프트의 외주면에 종방향으로 다수의 마찰면저감용 홈을 형성시킨 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 상세한 실시예를 설명하고자 한다.

제3도는 본 발명에 따른 왕복동형 압축기의 구동부를 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 크랭크샤프트(50)는 종래의 구조에서와 같이 상, 하부에 각각 오일홈(42)(43)이 형성된다. 하부오일홈(43)의 하단에는 종래에서와 같이, 오일공급유로(41)를 통하여 오일픽업(27)과 연결되는 오일공급구(40)가 마련되어 있다.

또한, 상기의 상, 하 오일홈(42)(43) 사이에는 오일뱅크(52)가 마련된다. 상기의 오일뱅크(52)는 종래와는 다르게 크랭크샤프트(50)의 일측면에만 그루브를 주어서 형성시킨 것으로, 이는 후술할 마찰면저감용 홈(70)을 더욱 많이 형성시키기 위한 것이다. 상기의 상, 하 오일홈(42)(43)은 이 오일뱅크(52)를 중심으로 하여 크랭크샤프트(50) 하단의 오일공급구(40)로부터 상단까지 대략 일피치의 나선형상으로 형성된다.

본 발명의 특징을 이루는 다수의 마찰면저감용 홈(70)은 상기의 상, 하 오일홈(42)(43)과 오일뱅크(52)를 제외한 크랭크샤프트(50)의 외주면에 걸쳐서 종방향으로 형성된다. 이 마찰면저감용 홈(70)은 크랭크샤프트(50)의 외주면의 넓은 면적에 걸쳐서 형성될 수 있도록 사선으로 형성된다.

제4도는 상기의 마찰면저감용 홈(70)이 형성된 크랭크샤프트(50)의 여러 부분에서의 단면형상을 나타낸 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 크랭크샤프트(50)에 다수의 마찰면저감용 홈(70)을 형성시킴으로써 크랭크샤프트(50)와 베어링(25)과의 접동면(29)이 종래에 비해 대략 반으로 줄여들게 되는 것이다.

본 발명에 따른 크랭크샤프트(50)는 종래의 크랭크샤프트의 외주면에 마찰면저감용 홈(70)만을 추가로 가공한 것이므로 크랭크샤프트의 제작에 큰 영향을 주지는 않는다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 왕복동형 압축기에서의 윤활작용을 설명하면 다음과 같다.

밀폐용기(10)의 하단에 저장되어 있는 오일(5)(제1도 참조)은 크랭크샤프트(50)의 회전에 의한 원심력에 의해 편심축(24)의 하단에 부착되어 있는 오일픽업(27)을 통해 상승하여 오일공급유로(41)를 거쳐서 크랭크샤프트(50)의 오일공급구(40)로 유입된다. 오일공급구(40)로 유입된 오일은 상, 하 오일홈(42)(43)을 따라 상승하면서 회전하는 크랭크샤프트(50)에 의해 베어링(25)과 크랭크샤프트(50) 사이의 접동면(29)에 유막을 형성하여서 윤활 및 냉각작용을 하게 된다. 계속되는 크랭크샤프트(50)의 회전에 의한 펌핑작용에 의해 상부 오일홈(42)의 선단에 다다른 오일은 베어링(25)의 외부로 넘쳐 흘러서 중력에 의해 다시 밀폐용기(10)의 하단에 모이게 되는 것이다.

이때, 마찰면저감용 홈(70)에 의해, 회전하는 크랭크샤프트(50)와 이를 지지하는 베어링(25) 사이의 마찰면적이 저감되어서 마찰손실이 감소하므로 압축기의 기계효율이 향상될 뿐만 아니라, 이 마찰면저감용 홈(70)에도 상승하는 오일이 흘러들게 되어 크랭크샤프트(50)와 베어링(25) 사이의 접동면(29)에 충분하게 오일을 공급하게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 왕복동형 압축기는 크랭크샤프트와 이를 회전가능하게 지지해주는 베어링 사이의 마찰저항이 감소하게 되어 동력손실이 낮아지므로 소비전력이 절감되는 효과가 있는 것이다.

Claims

하부에 오일이 저장된 밀폐용기(10), 상기 밀폐용기에 내장되어 고정자(21)와 회전자(22)에 의해 고속으로 회전하는 크랭크샤프트(50), 상기 크랭크샤프트(50)의 하단에 일체로 형성된 편심축(24), 상기 크랭크샤프트(50)가 회전할 수 있도록 지지해주는 베어링(25), 냉매를 흡입하여 압축하는 공간을 형성하는 실린더(31), 상기 실린더의 내부에서 왕복운동하는 피스톤(32), 상기 편심축(24)과 피스톤(32)을 연결하여 상기 크랭크샤프트(50)의 회전운동을 상기 피스톤(32)의 왕복운동으로 변환시키는 커넥팅로드(33)를 구비하여 이루어진 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 베어링(25)과 상기 크랭크샤프트(50) 사이의 접동면(29)을 줄여서 마찰저항이 감소되도록 상기 크랭크샤프트(50)의 외주면에 종방향으로 다수의 마찰면저감용 홈(70)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기.