KR100317927B1 - 왕복동 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 왕복동 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 왕복동 압축기는 전자기력을 발휘하는 고정자, 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자, 회전자에 압입되어 회전하는 회전축, 회전축에 편심 형성된 편심축, 편심축에 연동 가능하게 설치된 커넥팅로드, 커넥팅로드의 타단에 마련된 피스톤, 피스톤이 왕복 운동하여 냉매가 압축되는 압축실을 형성하는 실린더를 구비하고, 커넥팅로드의 일단에는 편심축과의 결합상태를 유지하되 편심축의 기울어짐으로 커넥팅로드의 왕복운동방향이 유지된 상태에서 동력을 피스톤으로 전달하는 동력전달수단이 마련된 것으로, 이러한 본 발명에 따른 왕복동 압축기에서의 커넥팅로드는 회전자의 기울어짐으로 편심축이 기울어진 상태에서 회전구동 하게 되더라도 커넥팅로드의 편심축 설치부에 마련된 동력전달관이 이 기울어짐의 상태를 보상하여 균일한 상태에서 왕복구동력을 피스톤으로 전달할 수 있기 때문에 피스톤의 기울어진 구동에 의한 압축실 내부에서 불필요한 편마모를 예방함으로써 압축기의 구동소음을 줄이고, 냉매의 압축효율을 보다 향상시키며 압축기의 사용수명을 보다 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

왕복동 압축기{Reciprocating compressor}
본 고안은 왕복동 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편심축과 커넥팅로드의 결합부분을 개선하여 피스톤이 압축실 내부에서 적절한 운동위치를 유지하여 왕복운동할 수 있도록 한 왕복동 압축기에 관한 것이다.
종래의 왕복동 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 외관을 형성하며 내부를 밀폐하는 밀폐용기(10)를 구비하고, 이 밀폐용기(10) 내부에는 구동력을 발휘하는 구동부(20)와 이 구동부(20)의 구동력을 전달받아 냉매를 고압으로 압축하는 압축부(30)가 마련된다.
먼저 구동부(20)는 외부에서 인가된 전류로 전자기력을 발휘하는 고정자(21)와 이 고정자(21)의 중공부에 삽입되어 고정자(21)와의 전자기력의 상호작용으로 고속 회전하는 회전자(22)를 구비하고, 이 회전자(22)의 중앙에는 회전자(22)와 함께 회전하도록 회전자(22)에 압입된 회전축(23)을 구비하고 있다. 그리고 이 회전자(22)는 하단부분의 일부가 편심지게 형성된 편심축(24)을 형성하고 있다.
그리고 압축부(30)는 이 편심축(24)에 수직 방향으로 편심지게 결합된 커넥팅로드(31)와 이 커넥팅로드(31)의 단부에 장착된 피스톤(32)을 포함하고 있으며, 이 피스톤(32)이 왕복 운동함으로써 냉매의 흡입과 압축이 이루어지는 압축실(34)이 형성된 실린더(33)와 이 압축실(34)로 냉매의 흡입시 소음을 감소시키는 흡입머플러(35)가 장착되어 있다.
이러한 종래의 왕복동 압축기에서 편심축(24)과 커넥팅로드(31)는 도 2에 도시된 바와 같이 편심축(24)이 회전축(23)의 회전으로 편심 회전함으로써 피스톤(32)이 왕복구동하게 된다.
그런데. 이 커넥팅로드(31)와 편심축(24)은 커넥팅로드(31)의 대경부에 편심축이 삽입된 상태이기 때문에 편심축(24)이 회전축(23)과 함께 기울어지게 될 경우 커넥팅로드(31) 또한 함께 기울어진다. 이러한 경우는 회전자(22)의 편심회전으로 발생할 수 도 있지만, 회전축(23)이 정확한 축심으로 결합되지 않고 소정의 각도로 편심지게 결합된 경우에도 발생하게 된다.
따라서 이러한 경우 피스톤(32)은 실린더(33)의 압축실(34) 내부에서 왕복구동하면서 피스톤(32)의 끝단부가 압축실(34) 내부의 벽면과 마찰하게 되어 상당한 마모를 발생시키게 되어 피스톤(32)의 왕복구동에 의한 마찰소음을 유발시킬 뿐만아니라 압축기의 수명을 단축시키게 되고, 더욱이 압축실(34) 내부의 마모에 의한 내경 확대로 인하여 압축실(34)로 흡입된 냉매가 누설되거나 적절한 압력으로 압축되지 않아 냉매의 압축효율을 떨어뜨리게 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전축의 편심축과 커넥팅로드의 결합된 부분에서 그 결합각도가 기울어지더라도 피스톤이 실린더의 압축실 내부에서 평형을 유지할 수 있도록 한 커넥팅로드를 가진 왕복동 압축기를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 왕복동 압축기의 전체 구성을 보인 단면도이다.
도 2는 종래의 왕복동 압축기에서의 편심축과 커넥팅로드의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 왕복동 압축기의 전체 구성을 보인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 왕복동 압축기에서의 편심축과 커넥팅로드의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 왕복동 압축기에서의 커넥팅로드의 분해사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200...밀폐용기
210...고정자
220..회전자
250...편심축
300...압축부
310...커넥팅로드
313...몸체부
400...동력전달관
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전자기력을 발휘하는 고정자, 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자, 상기 회전자에 압입되어 회전하는 회전축, 상기 회전축에 편심 형성된 편심축, 상기 편심축에 연동 가능하게 설치된 커넥팅로드, 상기 커넥팅로드의 타단에 마련된 피스톤, 상기 피스톤이 왕복 운동하여 냉매가 압축되는 압축실을 형성하는 실린더를 구비한 왕복동 압축기에 있어서, 상기 커넥팅로드의 일단에는 상기 편심축과의 결합상태를 유지하되 상기 편심축의 기울어짐으로 상기 커넥팅로드의 왕복운동방향이 유지된 상태에서 동력을 상기 피스톤으로 전달하는 동력전달수단이 마련된다.
그리고 상기 동력전달수단은 상기 커넥팅로드의 상기 편심축 설치부에 축 결합되도록 양측에 축 결합돌기가 형성되고, 중간부로 상기 편심축이 삽입되어 상기 편심축의 외주가 밀착 지지되도록 하는 설치홀이 형성된 동력전달관을 포함하며, 상기 커넥팅로드의 상기 편심축 설치부는 상기 동력전달관의 외경보다 큰 내경을 갖는 홈형상으로 마련되되 상기 커넥팅로드에 일체로 형성되어 상기 편심축 설치부의 일측부를 형성하는 제 1결합부와 상기 커넥팅 로드에 결합되어 상기 편심축 설치부의 타측부를 형성하도록 된 제 2결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 왕복동 압축기는 도 3에 도시된 바와 같이 외관을 형성하며 내부에 밀폐공간을 형성하도록 결합된 상부 밀폐용기(100)와 하부 밀폐용기(110)를 구비하고, 이 각각의 밀폐용기(100)(110) 내부에는 구동력을 발휘하는 구동부(200)와 이 구동부(200)의 구동력을 전달받아 냉매를 고압으로 압축하는 압축부(300)가 마련된다.
먼저 구동부(200)는 외부에서 인가된 전류로 전자기력을 발휘하도록 코일이 권선되어 있는 고정자(210)와 이 고정자(210)의 중공부에 삽입되어 고정자(210)와의 전자기력의 상호작용으로 고속 회전하는 회전자(220)를 구비하고, 이 회전자(200)의 중앙에는 회전자(220)와 함께 회전하도록 회전자(220)에 압입된 회전축(230)을 구비하고 있다.
또한, 이 회전자(220)와 회전축(230)을 지지하는 지지베어링(240)이 설치되어 있고, 이 회전축(230)는 하단부분의 일부가 편심지게 형성된 편심축(250)을 형성하고 있으며, 편심축(250)의 하부에는 오일픽업(260)이 압입 설치되어 있다.
그리고 압축부(300)는 이 편심축(250)에 수직 방향으로 결합된 커넥팅로드(310)와 이 커넥팅로드(310)의 단부에 장착된 피스톤(320)을 포함하고 있으며, 이 피스톤(320)이 왕복 운동함으로써 냉매의 흡입과 압축이 이루어지는 압축실(340)이 형성되며, 밀폐용기(100)(110) 내부에 스프링에 의하여 탄성 지지된 실린더(330)와 이 실린더(330)의 압축실(340)으로 냉매의 흡입시 소음을 감소시키는 흡입머플러(350)가 각각 장착되어 있다.
한편, 커넥팅로드(310)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤이 결합되는 피스톤 결합부(311)와 회전축(230)의 편심축(250)이 위치하는 편심축 설치부(312)를 각각의 단부에 형성하고 있다.
특히 이 편심축 설치부(312)는 피스톤(320)이 결합되는 소경부와 달리 외측으로 절개 개구되어 반원형 홈형상으로 형성되며, 그 내측으로 편심축(250)이 위치하도록 마련되는데, 이 편심축(250)은 커넥팅로드(310)에 직접 접하여 결합되지 않고, 별도의 동력전달수단을 매개로 하여 커넥팅로드(310)로 동력을 전달하도록 되어 있다.
이 동력전달수단은 소정의 크기로 된 동력전달관(400)으로 마련된다. 이 동력전달관(400)은 편심축(250)의 상하 폭보다 조금 작은 폭을 가지며 중간부에 편심축(250)이 삽입 끼워질 수 있도록 하는 설치홀(410)이 형성된 관 형상으로 마련되고, 그 외면 양측으로는 제 1결합돌기(420)와 제 2결합돌기(430)가 서로 상대하는 방향으로 돌출되어 각각 형성되어 있다.
그리고 커넥팅로드(310)의 편심축 설치부(312) 내측으로는 전술한 동력전달관(400)의 제 1결합돌기(420)와 제 2결합돌기(430)가 각각 끼워져 결합되도록 하기 위한 제 1결합홈(315)과 제 2결합홈(317)이 형성되어 있다. 또한, 이 커넥팅로드(310)의 편심축 설치부(312)에 동력전달관(400)이 결합되도록 하기 위하여 커넥팅로드(310)는 두 개의 부재로 마련된다.
즉 커넥팅로드(310)는 피스톤(320)이 결합되는 소경부로부터 편심축 설치부(312)로 연장되어 피스톤 설치부(311)의 원형 일측벽을 형성하도록 전술한 제 1결합홈(315)을 형성한 제 1결합부(314)가 일체로 마련된 몸체부(313)와 이 몸체부(313)의 편심축 설치부(312)에 결합되며 피스톤 설치부(312)의 원형 타측벽을 형성하고, 전술한 제 2결합홈(317)이 형성된 제 2결합부(316)으로 구분되어 된다. 그리고 제 2결합부(317)과 몸체부(313)가 용접 또는 리벳(440)으로 결합됨으로써하나의 커넥팅로드(310)가 완성하도록 되어 있다.
따라서 커넥팅로드(310)와 동력전달관(400)의 결합은 커넥팅로드(310)의 몸체부(313)에 형성된 제 1결합부(314)의 제 1결합홈(315)에 동력전달관(400)의 제 1결합돌기(420)를 끼우고, 다음으로 제 2결합부(316)에 형성된 제 2결합홈(317)에 동력전달관(400)의 제 2결합돌기(430)를 끼운 후 커넥팅로드(310)의 몸체부(313)와 제 2결합부(316)을 서로 체결함으로써 커넥팅로드(310)가 조립되도록 되어 있다.
이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 왕복동 압축기의 작용상태에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 왕복동 압축기는 외부의 전류가 고정자(210)로 인가됨에 따라 고정자(210)에서는 전자기력을 생성시키게 되고, 이 고정자(210)에서의 전자기력으로 회전자(220)는 회전 구동하게 된다.
그리고 회전자(220)의 회전구동으로 회전축(230)과 편심축(250) 또한 회전 구동하게 되고, 편심축(250)의 회전구동으로 동력은 동력전달관(400)과 커넥팅로드(310)를 거쳐 피스톤(320)으로 전달되어 피스톤(320)이 실린더(330)의 압축실(340) 내부에서 왕복 구동하도록 함으로써 흡입머플러(350)를 통하여 흡입된 냉매가 압축되게 되어 공급된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 회전축(230)의 설치각도가 소정각도로 기울어져 일부 어긋나게 되어 있거나. 또는 편심축(250)의 편심 회전으로 회전축(230)자체가 완전한 동심으로 회전하지 않고 약간 어긋나게 회전할 수 도 있다.
이러한 경우 편심축(250)의 편심 회전은 커넥팅로드(310)와 수직 상태를 유지하지 못하고 회전축(230)이 기울어진 것 만큼의 편차를 발생시키게 되는데. 이러한 편차가 발생하더라도 편심축(250)에 결합된 동력전달관(400)이 편심축(250)과 함께 기울어지게 된다.
그러나 이 동력전달관(400)은 편심축(250)과 함께 기울어지더라도 커넥팅로드(310)의 편심축 설치부(312)에 결합돌기(420)(430)에 의하여 축 결합되어 있으므로 커넥팅로드(310)와의 결합부분에서의 변위없이 편심축(250)이 기울어진 것 만큼 회전한 상태에서 지속적으로 커넥팅로드에(310) 균일한 방향의 왕복구동력을 전달하도록 함으로써 피스톤(250)의 기울어짐을 방지할 수 있게 된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 왕복동 압축기에서의 커넥팅로드는 회전자의 기울어짐으로 편심축이 기울어진 상태에서 회전구동 하게 되더라도 커넥팅로드의 편심축 설치부에 마련된 동력전달관이 이 기울어짐의 상태를 보상하여 균일한 상태에서 왕복구동력을 피스톤으로 전달할 수 있기 때문에 피스톤의 기울어진 구동에 의한 압축실 내부에서 불필요한 편마모를 예방함으로써 압축기의 구동소음을 줄이고, 냉매의 압축효율을 보다 향상시키며 압축기의 사용수명을 보다 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 전자기력을 발휘하는 고정자, 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자, 상기 회전자에 압입되어 회전하는 회전축, 상기 회전축에 편심 형성된 편심축, 상기 편심축에 연동 가능하게 설치된 커넥팅로드, 상기 커넥팅로드의 타단에 마련된 피스톤, 상기 피스톤이 왕복 운동하여 냉매가 압축되는 압축실을 형성하는 실린더를 구비한 왕복동 압축기에 있어서,
    상기 커넥팅로드의 몸체로부터 분지되고, 내측에 반원형상의 홈이 형성되고, 내측벽에 결합홈이 형성된 제 1 결합부와, 내측에 반원형상의 홈이 형성되고, 내측벽에 결합홈이 형성되며 그 일단이 상기 제 1 결합부가 상기 몸체로부터 분지되는 부분에 결합수단에 의하여 결합되는 제 2 결합부로 이루어지는 상기 일단에 상기 편심축을 설치하기 위한 편심축 설치부와; 및
    상기 제 1 결합부와 상기 제 2 결합부가 이루는 원형상의 홈의 내부에 위치하며 상기 결합홈에 관통, 삽입되는 결합돌기에 의하여 상기 제 1 결합부와 상기 제 2 결합부에 결합되며, 내측 관통공에 상기 편심축의 외주면이 밀착 지지되도록하는 설치홀이 형성되는 동력전달관을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
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  3. 삭제
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