KR100235759B1

KR100235759B1 - 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기

Info

Publication number: KR100235759B1
Application number: KR1019960044304A
Authority: KR
Inventors: 김소현
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1999-12-15
Also published as: KR19980025983A

Abstract

본 발명은 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축의 윤활구조를 개선하여 안정적인 윤활을 이룰 수 있는 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기를 제공한다.

그 압축기는, 프레임의 부싱부 내에서 회전하는 샤프트(22)의 내외면에 각각 내부수직홈(12b) 및 외부나선홈(12a)이 유출홈(H₁) 및 유입홈(H₂)을 개재하여 연통되도록 형성되고, 샤프트(22)의 회전에 따라 그 내부수직홈(12b) 및 외부나선홈 (12a)과 유출홈(H₁)을 통하여 상부로 급유되는 압축기에 있어서 : 상기 샤프트(22)의 외부나선홈(12a)의 하단부에서 유출홈(H₁)과 교차되는 지점 및 상기 유입홈(H₂)의 외측 일단에서 소정의 길이만큼 하방향으로 연장되어 형성되는 한쌍의 제1포켓부(22a); 상기 유입홈(H₂)의 내측 일단으로 부터 상방향으로 샤프트(22) 내부에 연통되어 형성되는 제1토출홈(22b); 그리고 상기 샤프트(22)의 제1토출홈(22b)의 하단부는 유입홈(H₂)을 지나서 하방향으로 소정의 길이 만큼 연장되어 형성된 제2포켓부(22d)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기

본 발명은 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기(compressor)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축의 윤활구조를 개선하는 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기에 관한 것이다.

냉장고에 있어서 압축기는 통상적으로 전기적 에너지에 의한 회전력을 왕복운동의 기계적 에너지로 변환하는 수단으로서, 비등점이 낮은 냉매가 압축기를 거치면서 고압(약12기압) 상태로 된다. 다시 고압의 냉매는 응축기에서 냉각되어 액체 상태가 되고, 이러한 액체 상태의 냉매가 냉각기에서 기체화되면 하나의 냉동 사이클이 완료된다.

제1도는 밀폐형 압축기의 내부를 개략적으로 나타내는 구성도가 도시된다.

밀폐형 압축기(10)는 밀폐케이스(11) 외부에 냉매의 흡입파이프(도시생략) 및 배출파이프(도시 생략)가 접합되고 내부에 고압발생부 및 모터부가 장착된 구조이다.

고압발생부는 실린더(13)·피스톤(14)·밸브(15) 등으로 대별할 수 있으며, 모터부는 스테이터(18) 및 로터(19)로 대별할 수 있는데, 고압발생부는 하부에 설치되는 모터부와 샤프트(12)로 연결된다.

이러한 실린더(13)·피스톤(14)·밸브(15)·토출머플러(16)등은 일체의 조립체로 형성되고 프레임(17) 상에 지지된다. 프레임(17)은 또한 로터(19)가 장착된 샤프트(12)를 회전가능하게 지지하며 슬라이딩 베어링의 역할도 수행하는 부싱부(17a)를 지닌다.

샤프트(12)가 모터에 의해 회전되어 그 상단의 편심부에서 편심캠 운동을 유도하면, 편심캠 운동은 다시 커넥팅로드를 통하여 실린더(13) 내의 피스톤(14)을 왕복운동시키고, 밸브(15)는 이때 형성되는 양면의 압력차에 의해 피동적으로 개폐되어 냉매를 일 방향으로 이동시킨다.

그러므로, 흡입파이프를 통해 들어온 냉매는 밀폐케이스(11) 내부에 충전된후 흡입머플러를 통하여 실린더(13)로 유입되고, 실린더(13)에서 압축된 냉매는 토출머플러(16)를 지나고 배출파이프를 통해 응축기(도시생략)로 보내진다. 상기 흡입머플러 및 토출머플러(16)는 냉장고 작동소음의 대부분을 차지하는 압축기 소음을 감소시키는 역할을 수행한다.

이러한 구성을 지닌 압축기(10)에서 기계적 마찰손실은 압축기 효율과 밀접적인 관계에 있으므로 회전 접촉부에 적절한 윤활을 요하는 바, 특히 마찰면적이 가장 큰 샤프트(12)와 프레임(17)의 부싱부(17a) 사이에서 고윤활성 있는 구조가 필요하다.

수직축을 중심으로 회전하는 샤프트(12)를 지지하는 부싱부(17a)와 같은 슬라이딩 베어링에 있어서는 적하급유(drop oiling), 나사급유(screw oiling), 강제급유(forced lubrication) 등 다양한 급유방식이 적용될 수 있다.

종래의 압축기(10)는 상부에 편심부를 지니는 샤프트(12)가 사용되는데, 샤프트(12)의 외주면에 외부나선홈(12a)이 형성되고 하단부로부터 형성되는 내부수직홈(12b)과 유출홈(H)으로 연결시켜, 샤프트(12)의 회전에 따라 일종의 나사펌프 작용으로 급유하는 나사급유 방식이 적용된다.

나사급유 방식을 채용하는 압축기(10)에서 밀폐케이스(11)의 내부에서 소정의 높이로 윤활 기능을 수행하는 작동유를 채우고 내부수직홈(12b)의 일단이 작동유에 잠기도록 하면 샤프트(12)의 회전으로 작동유가 상승하여 부싱부(17a)를 윤활하고 샤프트(12)의 상부로 토출된 후 다시 밀폐케이스(11)로 낙하하는 순환과정을 거쳐 미끄럼마찰 저항손실을 줄인다.

그러나, 자동온도 조절 시스템을 지니는 냉장고에서 압축기(10)가 간헐적으로 작동되는데 압축기(10)가 정지하는 동안 외부나선홈(12a)에 있는 작동유가 경사면을 따라 밀폐케이스(11)로 빠져나가므로 압축기(10)가 다시 작동되는 순간 부싱부(17a)의 건마찰은 피할 수 없게 되고 불안정한 윤활상태가 되는 결점이 있다.

또한, 일본특허공개번호 제83-174177호 내지 더웬트 초록 제94-59284호에 개시된 샤프트에 있어서도 오일통로가 일측방향으로만 형성되어 있어 압축기의 정지후에 오일이 하방으로 유출되게 되어 재기동시에 즉각적인 오일공급이 안되어 과부하 내지 마모와 소음의 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축의 윤활구조를 개선하여 안정적인 윤활을 이룰 수 있는 고윤활 구조의샤프트를 지닌 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다

제1도는 밀폐형 압축기의 내부를 개략적으로 나타내는 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 샤프트를 확대하여 나타내는 정면도.

제3도는 제2도의 샤프트를 종단하여 나타내는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 압축기 11 : 밀폐케이스

12 : 샤프트(종래) 12a : 외부나선홈

12b : 내부수직홈 13 : 실린더

14 : 피스톤 15 : 밸브

16 : 토출머플러 17 : 프레임

17a : 부싱부 18 : 스테이터

19 : 로터 22 : 샤프트(본 발명)

22a : 제1포켓부 22b : 제1토출홈

22c : 제2토출홈 22d : 제2포켓부

H₁: 유출홈 H₂: 유입홈

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기는, 프레임의 부싱부 내에서 회전하는 샤프트의 내외면에 각각 내부수직홈 및 외부나선홈이 유출홈 및 유입홈을 개재하여 연동하도록 형성되고 샤프트의 회전에 따라 그 내부수직홈 및 외부나선홈과 유출홈을 통하여 상부로 급유되는 압축기에 있어서 : 상기 샤프트의 외부나선홈의 하단부에서 유출홈과 교차되는 지점 및 상기 유입홈의 외측 일단에서 소정의 길이만큼 하방향으로 연장되어 형성되는 한쌍의 제1포켓부; 상기 유입홈의 내측 일단으로 부터 상방향으로 샤프트 내부에 연통되어 형성되는 제1토출홈; 그리고 상기 샤프트의 제1토출홈의 하단부는 유입홈을 지나서 하방향으로 소정의 길이 만큼 연장되어 형성된 제2포켓부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 샤프트의 상단부에는 제1토출홈의 일지점으로부터 수평으로 분기되는 제2토출홈이 추가로 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

제2도는 본 발명에 따른 샤프트를 확대하여 나타내는 정면도가 도시된다.

본 발명은 프레임의 부싱부(17a)(도1)내에서 회전하는 샤프트(22)의 내외면에 각각 내부수직홈(12b) 및 외부나선홈(12a)이 유출홈(H₁)을 개재하여 연통되도록 형성되고, 샤프트(22)의 회전에 따라 나사펌프 작용으로 급유하는 압축기에 적용한다.

제1도를 참조하면 나사급유 방식을 채용하는 압축기(10)에서 밀폐케이스(11)의 내부에서 소정의 높이로 윤활 기능을 수행하는 작동유를 채우고 내부수직홈 부싱부(17a)를 윤활하고 샤프트(12)의 상부로 토출되어 샤프트(12)의 편심부와 피스톤(14), 피스톤(14)과 실린더(13) 사이에도 작동유가 산포된다.

이때, 본 발명에 따른 샤프트(22)의 외부나선홈(12a)은 그 하단부에서 유출홈(H₁)과 교차되는 지점에 소정의 길이만큼 하방향으로 연장되는 제1포켓부(22a)가 형성된다.

제1포켓부(22a)는 압축기 정지시 외부나선홈(12a)을 흘러내리는 작동유의 일부가 포집되는 곳으로서, 그 폭과 깊이는 외부나선홈(12a)의 폭과 깊이와 동일하게 하는 것이 작업성 측면에서 유리하다.

그러나 제1포켓부(22a)의 폭과 깊이를 적절히 크게 하여 제1포켓부(22a)의 체적을 증가시키면 포집되는 작동유의 양도 증가시킬 수 있다. 이때 제1포켓부(22a)의 깊이는 샤프트(22)의 비틀림강도에 큰 영향을 끼치므로 외부나선홈(12a)의 깊이와 동일하게 하고, 제1포켓부(22a)의 폭을 크게 하는 편이 바람직하다.

본 발명은 외부나선홈(12a)의 상단에서 작동유의 흐름을 상측으로 유도하기 위해 유입홈(H) 제1토출홈(22b)을 사용하고, 상기 제1포켓부(22a)와 동일한 것을 추가로 형성한다.

상기 유입홈(H)은 샤프트(22)의 외부나선홈(12a)의 상단부에서 중심을 향해 수평으로 형성된다.

유입홈(H₂)은 전술한 유출홈(H₁)과 마찬가지로 샤프트(22)의 중심을 향해 수평으로 드릴가공하여 형성한다.

상기 제1토출홈(22b)은 유입홈(H)의 내측 일단으로 부터 상방향으로 샤프트(22) 내부에 형성된다.

샤프트(22)의 상단으로부터 하방향으로 드릴가공되는 제1토출홈(22b)은 압축기의 고압발생부에 작동유가 용이하게 산포되도록 하는 기능을 수행한다.

상기 유입홈(H₂)의 외측 일단에는 소정의 길이만큼 하방향으로 연장되는 제1포켓부(22a)가 형성된다.

도시에 나타낸 바와 같이 제1포켓부(22a)는 외부나선홈(12a)의 양단에 하나씩 형성되는데, 모두 부싱부(17a)(제1도) 내에 위치하도록 하여 상부가 개방되는 작은 공간이 형성되도록 한다.

이러한 제1포켓부(22a)는 외부나선홈(12a)의 나선 방향과 직각을 이루면서 하방향으로 형성하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 간헐적으로 작동되는 압축기(10)(제1도)의 정지주기 동안 샤프트(22)의 외부나선홈(12a)에 있는 작동유가 경사면을 따라 밀폐케이스(11)로 빠져나가도 제1포켓부(22a) 내에는 작동유가 충전되기 때문에 압축기(10)가 다시 작동되는 순간 부싱부(17a)에 신속히 작동유를 공급하여 건마찰을 피할 수 있도록 한다.

이때, 상기 샤프트(22)의 상단부에는 제1토출홈(22b)의 일지점으로부터 수평으로 분기되는 제2토출홈(22c)이 추가로 형성된다.

제1도에서 피스톤(14)은 빅엔드부싱을 개재하여 샤프트(12)의 상단부인 편심캠에 연결되므로 빅엔드부싱과 편심캠은 미끄럼 마찰되는데, 상기 제2토출홈(22c)은 부싱부(17a)와 마찬가지로 미끄럼베어링 구실을 하는 빅엔드부싱에 작동유를 공급하는 역할을 수행한다.

제2토출홈(22c)은 제1토출홈(22b) 보다 작은 직경으로 형성하는데, 다수개를 방사형으로 가공하는 것도 가능하다.

제3도는 제2도의 샤프트를 종단하여 나타내는 단면도가 도시된다.

상기 샤프트(22)의 제1토출홈(22b)의 하단부는 유입홈(H₂)을 지나서 하방향으로 소정의 길이 만큼 연장되어 형성된다.

제1토출홈(22b)의 드릴가공시 유입홈(H₂) 하부로 연장되는 부분은 제2도에서 설명한 제1포켓부(22a)와 같은 기능을 수행하는 제2포켓부(22d)가 형성된다. 즉, 제2포켓부(22d)에 작동유가 충전되기 때문에 압축기(10)가 다시 작동되는 순간 샤프트(12), 피스톤(14) 및 그 연결부인 빅엔드부싱에 신속히 작동유를 공급하여 건마찰을 피할 수 있도록 한다.

이러한 제1포켓부(22a)·유입홈(H₂)·제1토출홈(22b)·제2토출홈(22c)등을 지니는 샤프트(22)의 가공시 상기 홈들이 상호 교차하는 지점에서 버어(burr)가 발생하기 쉽다. 버어는 내부수직홈(12b) 및 외부나선홈(12a)을 상승하는 작동유가 유동하는 저항을 증가시켜 작동유의 충분한 공급을 방해한다.

작동유의 유동저항을 줄이기 위해 외부나선홈(12a)을 비롯하여 상기 제1포켓부(22a)·유입홈(H₂)·제1토출홈(22b)·제2토출홈(22c)이 교차하는 지점의 버어를 제거하고, 표면조도를 양호하게 처리하는 것이 바람직하다.

제1도를 참조하면, 부싱부(17a)가 건마찰 등의 요인에 기인하여 마모되면 샤프트(12)의 흔들림이 심화되고 고속으로 작동하는 피스톤(14)의 마모를 초래하므로 압축기(10)의 성능 및 수명이 저하되는 것은 물론 압축기(10)의 진동과 소음이 증가한다.

반면, 본 발명에 다른 샤프트(22)가 적용되는 압축기는 상기의 부싱부(17a) 및 고압발생부의 건마찰 시간을 최대한 단축시킨다.

또, 압축기 기동 초기에 미끄럼 마찰부의 저항력 증가로 기동이 실패되는 것을 방지한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기는 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축의 윤활구조를 개선하여 안정적인 윤활상태를 유지함으로써, 압축기의 성능 및 수명을 향상시키는 것은 물론 작동중의 진동과 소음 증가를 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정시이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims

프레임의 부싱부 내에서 회전하는 샤프트(22)의 내외면에 각각 내부수직홈(12b) 및 외부나선홈(12a)이 유출홈(H₁) 및 유입홈(H₂)을 개재하여 연통되도록 형성되고, 샤프트(22)의 회전에 따라 그 내부수직홈(12b) 및 외부나선홈(12a)과 유출홈(H₁)을 통하여 상부로 급유되는 압축기에 있어서; 상기 샤프트(22)의 외부나선홈(12a)의 하단부에서 유출홈(H₁)과 교차되는 지점 및 상기 유입홈(H₂)의 외측 일단에서 소정의 길이만큼 하방향으로 연장되어 형성되는 한쌍의 제1포켓부(22a); 상기 유입홈(H₂)의 내측 일단으로 부터 상방향으로 샤프트(22) 내부에 연통되어 형성되는 제1토출홈(22b); 그리고 상기 샤프트(22)의 제1토출홈(22b)의 하단부는 유입홈(H₂)을 지나서 하방향으로 소정의 길이 만큼 연장되어 형성된 제2포켓부(22d)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기.
제2항에 있어서, 상기 샤프트(22)의 상단부에는 제1토출홈(22b)의 일지점으로부터 수평으로 분기되는 제2토출홈(22c)이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 고윤활 구조의 샤프트를 지닌 압축기.