KR100310444B1

KR100310444B1 - 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치

Info

Publication number: KR100310444B1
Application number: KR1019990024284A
Authority: KR
Inventors: 주재만
Original assignee: 이충전; 삼성광주전자 주식회사
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-09-29
Also published as: CN1284606A; EP1063436A1; CN1187528C; KR20010003824A; US6419049B1; BR0002867A; JP2001020862A; EP1063436B1

Abstract

본 발명은 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치에 관한 것으로, 압축기의 회전축에 고정설치되어 이 회전축과 함께 회전하는 로우터가 트러스터와셔를 사이에 두고 주축베어링에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 지지되어 있으며, 상기 회전축의 한쪽 선단에 크랭크를 통하여 압축기의 왕복동 피스톤이 연결된 구조의 밀폐형 왕복동 압축기에서, 상기 트러스트 와셔와 밀착되는 주축베어링의 상단면에 로우터와 회전축의 회전방향을 따라 직선 또는 곡선의 형태로 굽게 형성된 다수개의 윤활홈이 구비되어 있고, 상기 윤활홈의 반경방향 내측단면이 외측단면보다 크게 형성된 구조적 특징이 있는 것이다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 상기 윤활홈에 유입된 윤활유가 주축베어링의 반경방향 바깥쪽으로 이동할 때 윤활홈의 입구단면적보다 출구단면적이 좁기 때문에, 유동저항을 받게 되어 윤활홈속에서 정체하는 시간이 길어지게 되어,주축베어링과 트러스트와셔 사이를 충분하게 윤활시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

밀폐형 왕복동압축기의 주축베어링 윤활장치{An apparatus for lubricating a main shaft in a sealing type reciprocating compressor}

본 발명은 밀폐형 압축기의 주축베어링 윤활장치에 관한 것으로, 특히 주축베어링과 모터의 로우터를 지지하는 트러스트 와셔 사이에 윤활유가 충분히 공급되게 하여 주축베어링과 로우터사이에 금속소음이 발생되지 않게 한 밀폐형 압축기의 주축베어링 윤활장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고나 에어콘과 같이 냉매를 사용하여 음식물 등을 저장하기 위한 공간의 온도를 낮추는 기기에서는 열교환 과정을 거치면서 증발된 기체냉매를 액체냉매로 압축하여 순환시켜 하는 바, 이러한 기능을 위해 압축기를 사용하는데, 특히 냉장고와 에어컨 등에서 사용되는 압축기는 소음의 발생을 줄이기 위해 밀폐형을 많이 사용하고 있다.

한편, 이와 같은 냉매 압축용 밀폐형 압축기는 도면 5 에 도시되어 있는 바와 같이, 모터의 로우터(101)에 회전축(102)이 압입되어 로우터(101)의 회전에 따라 회전축(102)이 함께 회전하게 되어 있고, 이 회전축(102)의 하단에 커넥팅로드(103)가 연결되어 있으며, 이 커넥팅로드(103)에 압축실린더(104)의 피스톤로드(105)가 편심상태로 연결된 구조로 되어 있다.

따라서, 상기 로우터(101)가 모터의 회전에 따라 회전하면 이 로우터(101)에 고정 삽입되어 있는 회전축(102)이 함께 회전하게 되고, 이 회전축(102)이 회전함에 따라 하단의 커넥팅로드(103)에 연결된 피스톤로드(105)가 왕복이동 하면서 상기 압축실린더(104)의 피스톤헤드(106)를 왕복동시키게 되며, 이 피스톤헤드(106)가 왕복이동함에 따라 상기 압축실린더(104)로 유입된 증발 냉매가 압축되어 응축하게 되는 것이다.

즉, 냉장고나 에어컨의 열교환부를 이루는 증발기에서 열교환하면서 기체상태로 증발된 냉매가 상기 압축실린더(104)에서 압축되면서 액체상태로 응축되어 다시 냉각회로를 순환하게 하는 것이다.

한편 상기한 바와 같은 밀폐형 압축기는 모터의 로우터(101)를 지지하는 주축베어링(107)이 블록(108)에 보울트 등으로 결합되어 있고, 상기 회전축(102)의 하단에 오일픽업부(109)가 연결되어, 상기 로우터(101)가 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 아래쪽의 윤활유 저장쉘(도시안됨)에 저장되어 있는 윤활오일이 압축실린더(104)를 비롯한 각종 작동부에 전달되게 되며, 최종적으로 상기 주축베어링(107)까지 도달하게 되어 있다.

그리고, 상기 주축베어링(107)과 로우터(101)사이에는 로우터(101)의 하중을 직접적으로 지지하면서 이 로우터(101)와 함께 회전하는 트러스트 와셔(110)가 삽입디어 있고, 상기 트러스트 와셔(110)와 접촉하는 주축베어링(107)의 윗면는 도면 6 과 도면 7 에 각각 도시되어 있는 바와 같이 반경방향으로 1 개이상의 직선 윤활홈(111)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 오일픽업부(109)에서 픽업되어 주축베어링(102)의 윗면까지 도달한 윤활유는 상기 트러스트 와셔(110)의 원심력에 의해 윤활홈(111)을 통해 주축베어링(102)의 바깥쪽으로 흘러나가게 된다.

그런데, 도면 6에 도시된 바와 같이 종래의 압축기에 있어서는, 상기 주축베어링(107)을 통해 올라온 윤활유가 이 주축베어링(107)의 선단면과 트러스트 와셔(110)의 접촉면사이에 충분히 도달하기 전에 그대로 주축베어링(107)의 바깥으로 빠져나가게 되어버리게 되므로, 상기 주축베어링(107)과 트러스트 와셔(110)사이에 윤활유가 존재하지 않게 되어 유체 윤활특성을 갖기 어렵다는 문제가 있다.

한편, 상기 주축베어링(107)의 상단면에는 로우터(101)의 무게가 수직아래로 전달되게 되므로, 이 주축베어링(107)에 지지되어 있는 로우터(101)의 무게가 상기 트러스트 와셔(110)를 통해 주축베어링(107)의 상단면으로 전달되게 된다.

즉, 주축베어링(107)의 상단면에 로우터(101)의 무게가 전달되어 상당한 하중으로 마찰을 일으키게 되는 것이다.

따라서, 상기 주축베어링(107)의 윗면과 트러스트 와셔(110)의 아랫면 사이에 상기한 바와 같이 충분한 윤활오일이 전달되지 못하기 때문에 주축베어링(107)가 트러스트 와셔(110)사이에 금속마찰이 발생되어 마찰손실이 발생하게 될 뿐만 아니라, 효율을 저감시키는 등의 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기한 바와 같은 금속마찰로 인한 이상소음 및 고주파 구역대의 소음이 발생되어 결과적으로 압축기의 품질을 악화시키는 등의 문제를 발생시키는 원인이 되었다.

이와 같이 종래의 압축기에 있어서, 상기 주축베어링(107)과 트러스트 와셔(110)사이에 윤활유가 충분하게 공급되지 못하고, 주축베어링(107)으로 전달된 윤활유가 거의 전부 주축베어링(107)의 바깥으로 빠져 나가버리는 이유는, 상기 주축베어링(107)의 윗면에 형성되어 있는 윤활홈(111)이 도면 7 에 도시되어 있는 바와 같이, 주축베어링(107)의 반경방향을 따라 직선형으로 형성되어 있기 때문에 윤활유의 이동거리가 짧 아 윤활유가 빨리 빠져 나가버리게 되는 현상과, 또 이 윤활홈(111)의 입구(111a)와 출구(111b)의 단면적이 동일하기 때문에 유체가 이동하는데 있어서 아무런 저항도 받지 않기 때문에 트러스트 와셔(110)로부터 전달되는 원심력에 의해 빠른 속도로 빠져나가는 현상 때문인 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하여, 밀폐형 압축기에서 주축베어링으로 전달된 윤활유가 트러스트 와셔와 접하는 주축베어링의 윗면에 충분히 전달되게 하여, 상기 트러스트 와셔와 주축베어링 사이가 윤활마찰이 이루어지게 함으로써, 금속마찰에 의한 손실과 이상 소음의 발생을 막아 줄 수 있게 한 밀폐형 압축기의 주축베어링 윤활장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 압축기의 회전축에 압입고정되어 이 회전축과 함께 회전하는 로우터가 트러스터와셔를 사이에 두고 주축베어링에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 지지되어 있으며, 상기 회전축의 한쪽 선단에 크랭크를 통하여 압축기의 왕복동 피스톤이 연결된 구조의 밀폐형 왕복동 압축기에서, 상기 트러스트 와셔와 접촉하는 주축베어링의 상단면에 로우터와 회전축의 회전방향을 따라 직선 또는 곡선의 형태로 굽게 형성된 다수개의 윤활홈이 구비되고, 상기 윤활홈의 반경방향 내측단면이 외측단면보다 크게 형성된 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는, 회전축이 회전하면서 발생하는 원심력에 의해 아래쪽의 윤활유 저장쉘에서부터 뽑아 올려진 윤활유가 주축베어링의 선단면으로 전달되면, 이 주축베어링의 선단면에 형성된 상기 윤활홈을 통해 반경의 바깥방향으로 이동할 때 입구단면적과 출구단면적의 차이로 인하여, 유동저항을 받게 되므로 이 윤활홈을 넘쳐 흘러 주축베어링의 선단으로 흘러가게 되고, 그 결과 주축베어링과 트러스트 와셔 사이의 윤활성능을 향상시키게 되는 것이다.

따라서, 트러스트 와셔와 주축베어링사이의 금속마찰로 인한 압축기의 성능저하 문제와 주축베어링의 소음 문제를 해결할 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따라 상단면에 다수개의 곡선형 윤활홈이 형성된 주축베어링의 상단부 사시도,

도 2 는 도 1의 주축베어링에 본 발명에 따라 형성된 윤활홈의 일 실시예를 타나낸 것으로서 윤활홈의 단면이 좌우대칭적으로 형성된 구조의 윤활홈 사시도,

도 3 은 본 발명에 따른 윤활홈의 다른 실시예를 나타낸 것으로서 윤활홈의 단면이 좌우비대칭적으로 형성된 구조의 윤활홈 사시도,

도 4 는 왕복동 압축기의 로우터와 트러스트 와셔 및 주축베어링의 밀착관계를 나타내기 위한 부분확대 단면도,

도 5 는 일반적인 밀폐형 왕복동 압축기의 내부구조를 나타낸 단면도,

도 6 은 종래의 밀폐형 왕복동 압축기에서 주축베어링의 상단에 형성된 윤활홈의 형태를 나타내기 위한 주축베어링의 상단부 사시도,

도 7 은 도 6 의 종래 압축기에서 주축베어링에 형성된 윤활홈의 형성구조를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 - 주축베어링 2 - 선단면

3 - 윤활홈 4 - 입구면

5 - 출구면 6 - 회전축

7 - 로우터 8 - 트러스트 와셔

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1 는 본 발명에 따라 주축베어링(1)의 선단면(2)에 회전축의 회전방향을 따라 굽어지게 형성된 다수개의 윤활홈(3)이 구비된 구조로 되어 있다.

즉, 상기 윤활홈(3)의 입구점(3a)와 출구점(3b)의 위치가 주축베어링(1)의 회전중심점(O)을 기준으로 하여 소정의 각도(θ)로 서로 다른 위치에 배치되어 평면상으로 곡선형상을 이루도록 되어 있는 것이다.

여기서, 상기 윤활홈(3)의 입구점과 출구점을 잇는 선이 도면 2 및 도면 3과 같이 곡선형상으로 할 수도 있고, 도면에는 도시되지 않았지만 중간지점이 꺽여진직선형상으로 할 수도 있다.

한편, 상기 윤활홈(3)의 단면형상은 입구면(4)보다 출구면(5)의 단면적이 좁게 형성시키는 것이 바람직한 바, 그 구체적 형상은 여러 가지로 할 수가 있다.

예컨대 도면 2에 도시되어 있는 바와 같이 윤활홈(3)의 단면이 좌우대칭을 이루면서 점진적으로 좁아지게 할 수가 있고, 또는 도면 3 에 도시한 바와 같이 윤활홈(3)의 단면이 좌우비대칭을 이루는 상태에서 점진적으로 좁아지게 할 수도 있다.

그리고, 상기 윤활홈(3)의 깊이(h)도 입구면(4)보다 출구면(5)의 높이를 낮게 형성시켜 전체적으로 윤활홈(3)의 입구단보다 출구단의 단면적을 좁게 형성시킬 수도 있으며, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 윤활홈(3)의 바닥면에 입구면(4)에서 출구면(5)으로 나아가면서 중간중간에 계단형의 단차를 형성시켜 윤활유의 흐름을 느리게 할 수도 있다.

이러한 형상의 윤활홈(3)을 구비한 본 발명의 주축베어링(1)은 도면 4에 도시되어 있는 바와 같이 회전축(6)을 지지하게 되고, 이렇게 주축베어링(1)에 의해 지지되어 있는 회전축(6)이 회전함에 따라 발생하는 원심흡입력에 의해 윤활유저장쉘에서 회전축(6)을 통해 흡입된 윤활유가 주축베어링(1)의 내면을 타고 올라간 후 그 선단면(2)에 이르게 된다.

이렇게 주축베어링(1)의 선단면(2)에 이른 윤활유는 로우터(7)의 회전력과 이 로우터(7)와 주축베어링(1)사이에 게재되어 있는 트러스트 와셔(8)의 회전력에 의해 발생하는 원심력을 전달받아, 상기 주축베어링(1)의 선단면(2)에 형성된 윤활홈(3)을 통해 반경방향의 외부로 배출되게 되는데, 상기에서 설명한 바와 같이 출구면(5)의 단면적이 입구면(4)의 단면적 보다 좁게 형성되어 있기 때문에, 윤활홈(3)의 입구면(4)을 통해 유입되는 윤활유의 양이 출구면(5)을 통해 배출되는 윤활유의 양보다 적게 된다.

그러므로, 상기 윤활홈(3)속에 있는 윤활유의 유동속도는 느려지면서 정체상태를 이루게 되는 한편, 윤활홈(3)의 입구면(4)쪽에서는 계속하여 윤활유가 주입되게 되므로, 그 결과 윤활홈(3)속 정체해 있는 윤활유가 주축베어링(1)의 선단면(2) 위쪽으로 넘쳐흐르면서 주축베어링(1)과 트러스트 와셔(8)사이로 유입되어 윤활막을 형성시켜 주게 된다.

따라서, 윤활유가 충분하게 공급된 주축베어링(1)가 트러스트 와셔(8)사이에 윤활마찰이 이루어지게 되므로, 상기 주축베어링(1)과 트러스트 와셔(8)사이에 금속마찰이 발생하지 않게 되어 마찰력이 적어질 뿐만 아니라, 금속마찰로 인한 소음도 발생하지 않게 되는 것이다.

그리고, 상기한 바와 같이 윤활홈(3)속으로 유입된 윤활유가 가능한 천천히 유동하게 하기 위해 도면 2에 도시한 바와 같이 그 단면이 좌우대칭을 이루게 할 수도 있고 도면 3에 도시한 바와 같이 좌우 비대칭을 이루게 할 수도 있다.

한편, 상기 주축베어링(1)의 선단면과 트러스트 와셔(8)의 접촉면은 윤활유가 고르게 분포확산될 수 있도록 충분한 정도의 면가공을 해 두는 것이 바람직하다.

그리고, 상기한 바와 같은 구조의 윤활홈(3)을 트러스트 와셔(8)의 아랫면에추가로 형성시켜 주축베어링(1)에 형성된 윤활홈(3)의 기능이 트러스트 와셔(8)에서도 발생되게 하므로써 윤활성능을 더욱 향상시킬 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 장치는, 압축기의 로우터(7)를 지지하는 주축베어링(1)의 선단면(2)에 다수개의 윤활홈(3)이 형성되어 있으면서, 이 윤활홈(3)의 입구점과 출구점이 주축베어링(1)의 회전중심에 대해 소정각도(θ)로 다른 위치에 위치하도록 경사지게 형성되어 있으면서, 그 출구면(5)이 입구면(4)보다 좁게 형성되어 있기 때문에, 주축베어링(1)의 내면을 타고 윤활홈(3)으로 유입된 윤활유가 배압을 받게 되고, 그 결과 입구면(4)을 통해 지속적으로 유입되는 윤활유의 압력에 의해 윤활홈(3)의 상단 경계선을 넘어 주축베어링(1)의 선단면(2)으로 유입되게 되므로, 이 주축베어링(1)과 트러스트 와셔(8)사이에 충분한 윤활유의 공급에 의해 윤활막이 형성되게 된다.

따라서, 상기 주축베어링(1)과 트러스트 와셔(8)사이가 윤활마찰을 하게 되어 큰 마찰저항을 발생시키지 않을 뿐만 아니라, 금속마찰로 인한 소음 등과 같은 문제를 야기시키지 않으므로 압축기의 품질을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims

압축기의 회전축(6)에 고정설치되어 이 회전축(6)과 함께 회전하는 로우터(7)가 트러스터와셔(8)를 사이에 두고 주축베어링(1)에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 지지되어 있으며, 상기 회전축(6)의 한쪽 선단에 크랭크를 통하여 압축기의 왕복동 피스톤이 연결된 구조의 밀폐형 왕복동 압축기에 있어서,

상기 주축베어링(1)의 선단면(2)에 다수개의 윤활홈(3)이 형성되어 있으면서, 이 윤활홈(3)의 입구점(3a)와 출구점(3b)의 위치가 주축베어링(1)의 회전중심점(O)을 기준으로 하여 소정의 각도(θ)로 서로 다른 위치에 배치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 1 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)의 입구점(3a)과 출구점(3b)을 잇는 선이 둥근 곡선형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 2 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)의 입구점(3a)과 출구점(3b)을 잇는 선이 중간에서 꺽여진 직선 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 1 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)의 입구면(4) 단면적보다 출구면(5)의 단면적이 좁게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 4 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)의 입구면(4)과 출구면(5)의 단면이 상하중심선을 기준으로 하여 좌우 대칭적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 4 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)의 입구면(4)과 출구면(5)의 단면이 상하중심선을 기준으로 하여 좌우 비대칭적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 4 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)의 깊이(h)가 출구면(5)에서부터 입구면(4)으로 갈수록 낮게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 4 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)의 바닥면이 입구면(4)에서부터 출구면(5)까지 계단형으로 단차지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치
제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활홈(3)이 트러스트 와셔(8)의 바닥면에 추가하여 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 주축베어링 윤활장치