KR100323543B1 - 회전식압축기의마찰저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축 작용을 하도록 회전력을 공급하는 구동부와 밀폐 공간의 내부에서 냉매 가스를 압축하는 압축부로 이루어진 회전식 압축기에서 회전축의 쓰러스트 부분에서 발생되는 마찰을 저감시키기 위한 회전식 압축기의 마찰 저감장치(A reducing apparatus of friction for a rotary compressor)에 관한 것으로서,

회전식 압축기에서 주베어링 및 보조 베어링이 회전축과 축방향으로 접하는 쓰러스트 부분에 오일을 직접 분사시킴으로써 회전축의 쓰러스트 부분의 마찰이 상당히 저감되어 소음이 감소되는 동시에 효율이 증대될 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

회전식 압축기의 마찰 저감장치

본 발명은 회전식 압축기의 마찰 저감장치에 관한 것으로서, 특히 주베어링 및 보조 베어링이 회전축과 축방향으로 쓰러스트(thrust) 부분에 마찰 및 마모가 발생됨으로 인해 소음이 증가되고 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 회전축의 쓰러스트 부분에 오일을 공급함으로써 쓰러스트 부분의 마찰을 감소시킴과 아울러 저소음 및 고효율이 이루어질 수 있는 회전식 압축기의 마찰 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 회전식 압축기는 압축 작용을 하도록 회전력을 공급하는 구동부와 밀폐 공간의 내부에서 냉매 가스를 압축하는 압축부로 이루어져 있다.

이와 같은 회전식 압축기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 셀(1a)과 상부 덮개(1b), 하부 덮개(1c)로 구성되어 소정의 내부 용적을 갖는 밀폐형 케이스(1)로 이루어지는 내부 공간의 상부에 모터의 고정자(2)와 회전자(3)가 함께 구동부를 구성하며, 상기 회전자(3)는 회전축(4)과 결합되어 회전력을 압축부(10)로 전달한다.

그리고, 상기 압축부(10)는 압축실(C)의 외벽을 형성하는 실린더(11)와, 상기 실린더(11) 내부에 위치되고 회전축(4)의 둘레에 상부 편심축(5a) 및 하부 편심축(5b)이 설치된 편심부(5)와, 상기 편심부(5)의 회전 운동에 따라 실린더(11) 내면과 접촉하면서 압축 작용을 하는 로울러(12)와, 상기 회전축(4)을 지지하면서 압축실(C)을 고압부와 저압부로 분리하며 직선 운동하는 베인(13), 및 실린더(11) 내경에 접하면서 자전 및 공전하게 되는 로울러(12)와 함께 상부와 하부에서 압축실(C)을 형성하는 주베어링(14) 및 보조 베어링(15)과, 상기 실린더(11)로 흡입 및 토출되는 냉매 가스의 유동 통로가 되는 흡입구(16)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 주베어링(14)의 상부에는 소음을 줄이기 위하여 머플러(20)가 설치되고, 이 머플러(20)에는 토출구(11a)를 통해 유입된 냉매 가스가 배출되는 머플러 토출구(21)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 종래의 회전식 압축기의 작동은 모터의 회전자(3)가 회전함에 따라 회전축(4)이 회전되게 되고, 로울러(12)가 베인(13)에 접촉된 상태에서 실린더(11) 내부에서 편심 회전하게 된다. 그리고, 상기 로울러(12)의 편심 회전에 의한 체적 변화로 저온 저압의 냉매 가스가 흡입구(16)를 통하여 압축실(C)로 빨려 들어가게 되어 고온 고압의 상태로 압축되게 된다.

또한, 상기 로울러(12)의 회전에 의해 압축실(C)의 체적이 축소되면서 압력이 토출 압력까지 상승된 후, 고온 고압의 냉매 가스가 주베어링(14)에 설치되어 있는 밸브의 작동에 따라 실린더 토출구(11a)를 통과하여 주베어링(14)의 상부에 위치한 머플러(20)의 내부 공간으로 토출된다.

이와 같이 상기 머플러(20)의 내부 공간으로 토출된 냉매 가스는 머플러 토출구(21)를 통해 밀폐형 케이스(1)의 내부로 배출된 후, 상기고정자(2)와 회전자(3) 사이에 일정 틈새가 벌어짐으로 인해 형성된 에어갭(6) 또는 셀(1a)과고정자(2) 사이의 틈새를 통해서 상부 덮개(1b)쪽으로 이동하여 상기 상부 덮개(1b)에 형성되어 있는 토출 파이프(1b')를 통해 상기 밀폐형 케이스(1)의 외부로 배출되게 된다.

그런데, 상기 회전축(4)이 회전될 경우에 압축실(C)의 압력차와 모터의 전자기적 힘에 의해 회전축(4)은 상하 운동을 하게 된다. 이때, 상기 주베어링(14)과 상부 편심축(5a)이 서로 접촉되거나 보조 베어링(15)과 하부 편심축(5b)이 서로 접촉되어 상기 회전축(4)이 회전함에 따라 마찰이 발생되고, 그로 인하여 소음이나 진동이 발생될 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 상기에서와 같이 상기 주베어링(14)과 보조 베어링(15)이 상부 편심축(5a) 및 하부 편심축(5b)과 서로 마찰되게 되면 베어링 마멸이 증가되어 신뢰성이 저하된다는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 회전식 압축기에서 주베어링 및 보조 베어링이 회전축과 축방향으로 접하는 쓰러스트 부분에 오일을 직접 분사시킴으로써 회전축의 쓰러스트 부분의 마찰이 상당히 저감되어 소음이 감소되는 동시에 효율이 증대될 수 있는 회전식 압축기의 마찰 저감장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 회전식 압축기의 마찰 저감장치의 구성이 정단면도,

도 2는 도 1의 평단면도,

도 3은 본 발명에 따른 회전식 압축기의 마찰 저감장치의 구성이 도시된 도면,

도 4a는 도 3의 일부 구성요소인 상부 편심축에서 오일이 공급되는 상태가 도시된 단면도,

도 4b는 도4a의 다른 실시예가 도시된 단면도,

도 5a는 도 3의 일부 구성요소인 하부 편심축에서 오일이 공급되는 상태가 도시된 단면도,

도 5b는 도 5a의 다른 실시예가 도시된 단면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 회전축 55 : 오일통로

56 : 프로펠러 60 : 편심부

61, 62 : 상부 및 하부 편심축

61a, 62a, 61a',62a' : 제1 내지 제4 오일유출홈

61b, 62b, 61b', 62b' : 제1 내지 제4 연통홀

A1, A2 : 제1 및 제2 접촉면

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 회전식 압축기의 마찰 저감장치의 냉매 가스가 압축될 수 있도록 일정한 밀폐 공간을 제공하는 압축실과, 상기압축실에 회전력을 전달하여 압축 작용을 수행하는 회전축과, 상기 압축실의 외벽을 형성하는 실린더 내부에 위치되고 상기 회전축의 둘레에 편심 회전이 가능하도록 설치된 편심부와, 상기 회전축을 지지하면서 상부와 하부에서 압축실을 형성하는 베어링부와, 상기 회전축이 회전함에 따라 상기 편심부와 베어링부의 일부가 서로 접촉되어 마찰되는 것을 저감시키기 위해 윤활 오일을 제공하는 윤활부와, 상기 윤활부에 오일을 공급하기 위해 상기 회전축 및 편심부의 내부로 관통되어 오일이 통과되는 오일 통로를 포함하는 회전식 압축기의 마찰 저감장치에 의하여, 상기 윤활부에는 상기 편심부의 상부측 또는 하부측과 상기 베어링부가 서로 접촉되는 면에 오일을 공급시킬 수 있는 오일유출홈이 형성되고, 상기 오일유출홈과 오일통로를 연결하는 연통홀이 형성되는 바, 상기 연통홀은 오일 공급이 원활하게 진행되도록 상기 회전축의 중심에서 최대편심지점을 연결한 선을 기준으로 회전방향으로 110° 또는 회전반대방향으로 20°이내의 범위로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 회전식 압축기의 마찰 저감장치의 구성이 도시된 도면이고, 도 4a는 도 3의 일부 구성요소인 상부 편심축에서 오일이 공급되는 상태가 도시된 단면도이고, 도 4b는 도4a의 다른 실시예가 도시된 단면도이다. 또한, 도 5a는 도 3의 일부 구성요소인 하부 편심축에서 오일이 공급되는 상태가 도시된 단면도이고, 도 5b는 도 5a의 다른 실시예가 도시된 단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 냉매 가스가 압축될 수 있게 일정한 밀폐 공간을 제공하는 압축실(미도시)과, 상기 압축실에 회전력을 전달하여 압축 작용을 수행하는 회전축(50)과, 상기 압축실의 외벽을 형성하는 실린더(미도시) 내부에 위치되고 회전축(50)의 둘레에 편심 회전이 가능하도록 상부 편심축(61) 및 하부 편심축(62)을 포함하여 설치된 편심부(60)와, 상기 회전축(50)을 지지하면서 상부와 하부에서 압축실을 형성하는 주베어링 및 보조 베어링(미도시)과, 상기 회전축(50) 및 편심부(60)의 내부로 오일이 통과되도록 관통되게 설치된 오일 통로(55)와, 상기 회전축(50)이 회전하면 오일 통로(55)로 오일이 공급될 수 있도록 상기 오일 통로(55)의 하부에 설치된 프로펠러(56)와, 상기 상부 편심축(61)과 주베어링 또는 하부 편심축(62)과 보조 베어링이 서로 접촉되는 제1 및 제2 접촉면(A1, A2)에서 윤활 작용이 수행되도록 오일을 전달하기 위해 상기 오일 통로(55)와 연통된 제1 및 제2 연통홀(61b, 62b)이 포함된다.

또한, 상기 제1 및 제2 연통홀(61b, 62b)이 제1 접촉면(A1)과 제2 접촉면(A2)에 접하는 부분, 즉 상기 제1 및 제2 연통홀(61b, 62b)과 오일 통로(55)가 연결되어 있는 반대 방향쪽에는 제1 및 제2 오일유출홈(61a, 62a)이 형성되어 있어 오일이 직접 상기 주베어링 및 보조 베어링과 편심부(60)의 일부가 상호 접촉되는 부분에 분사되기 때문에 미리 주베어링 및 보조 베어링과 편심부(60)의 일부가 상호 접촉됨으로 인해 발생될 수 있는 마찰이 방지되게 된다.

그리고, 상기 제1 및 제2 연통홀(61b, 62b)은 오일 공급을 원활하게 하기 위해 도 4a 및 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 회전축(50)의 중심에서 최대편심지점을 연결한 선을 기준으로 하여 회전반대방향으로 θ1, 회전방향으로 θ2 이내의 범위로 경사지게 형성되는데, 상기 θ1 및 θ2는 각각 20。 와 110。 이내의 각도를 갖도록 함으로써 상기 회전축(50)의 회전관성력의 반작용을 이용하여 오일 공급 효과를 높일 수 있게 된다.

한편, 상기 제1 및 제2 오일유출홈(61a, 62a)은 도 4a 및 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 접촉면(A1, A2)에 사각형 형태의 홈으로 형성될 수도 있고, 도 4b와 도 5b에 도시된 바와 같이 제3 및 제4 연통홀(61b', 62b')과 만나는 제3 및 제4 접촉면을 따라 오목 형태의 제3 및 제4 오일유출홈(61a', 62a')이 형성될 수도 있다. 상기 제1 내지 제4 오일유출홈(61a, 62a, 61a', 62a')은 그 외에도 다양한 방식으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 다단 디스크형 로터의 영구자석 조립장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 회전축(50)이 회전함에 따라 주베어링과 상부 편심축(61) 또는 보조 베어링과 하부 편심축(62)이 서로 접촉되는 제1 및 제2 접촉면(A1, A2)에서 마찰이 발생될 수 있다.

따라서, 상기 제1 및 제2 접촉면(A1, A2)에서 발생되는 마찰을 방지하기 위해 상기 주베어링과 상부 편심축(61)이 접촉되는 제1 접촉면(A1)이나 상기 보조 베어링과 하부 편심축(62)이 접촉되는 제2 접촉면(A2) 중에서 어느 하나에 오일을 공급하거나 상기 제1 및 제2 접촉면(A1, A2) 모두에 오일을 공급하여 마찰이 저감시킬 수 있고, 그로 인하여 소음이 대폭적으로 감소되고 효율도 상승될 수 있다.

즉, 상기 회전축(50)이 회전하게 되면 프로펠러(56)가 회전되면서 오일통로(55)로 오일이 공급되게 되고, 상기 오일 통로(55)를 따라 흐르던 오일은 상부 및 하부 편심축(61, 62)과 연통되어 있는 제1 내지 제4 연통홀(61b, 62b, 61b', 62b')을 통하여 회전 선속도가 높아 압력이 상대적으로 낮아진 상기 제1 및 제2 접촉면(A1, A2)으로 제1 내지 제4 오일유출홈(61a, 62a, 61a', 62a')을 통해 전달되게 된다.

이때, 상기 제1 내지 제4 연통홀(61b, 62b, 61b', 62b')이 회전축(50)의 회전방향 또는 회전반대방향으로 일정 각도(θ1=20。 또는 θ2=110。) 경사지게 형성되어 있기 때문에 회전관성력의 반작용으로 오일 공급이 원활하게 진행될 수 있다.

따라서, 상기 회전축(50)의 쓰러스트 부분, 즉 상기 제1 및 제2 접촉면(A1, A2)에서 발생될 수 있는 마찰이 상당히 감소되어 저소음 및 고효율을 제공할 수 있고, 더욱이 상기와 같은 마찰의 감소로 인하여 주베어링 및 보조 베어링의 마모가 감소되기 때문에 제품의 신뢰성도 증가될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 회전식 압축기의 마찰 저감장치는 회전식 압축기에서 주베어링 및 보조 베어링이 회전축과 축방향으로 접하는 쓰러스트 부분에 오일을 직접 분사시킴으로써 회전축의 쓰러스트 부분의 마찰이 상당히 저감되어 소음이 감소되는 동시에 효율이 증대될 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉매 가스가 압축될 수 있도록 일정한 밀폐 공간을 제공하는 압축실과, 상기 압축실에 회전력을 전달하여 압축 작용을 수행하는 회전축과, 상기 압축실의 외벽을 형성하는 실린더 내부에 위치되고 상기 회전축의 둘레에 편심 회전이 가능하도록 설치된 편심부와, 상기 회전축을 지지하면서 상부와 하부에서 압축실을 형성하는 베어링부와, 상기 회전축이 회전함에 따라 상기 편심부와 베어링부의 일부가 서로 접촉되어 마찰되는 것을 저감시키기 위해 윤활 오일을 제공하는 윤활부와, 상기 윤활부에 오일을 공급하기 위해 상기 회전축 및 편심부의 내부로 관통되어 오일이 통과되는 오일 통로를 포함하는 회전식 압축기의 마찰 저감장치에 있어서,

   상기 윤활부에는 상기 편심부의 상부측 또는 하부측과 상기 베어링부가 서로 접촉되는 면에 오일을 공급시킬 수 있는 오일유출홈이 형성되고, 상기 오일유출홈과 오일통로를 연결하는 연통홀이 형성되는 바, 상기 연통홀은 오일 공급이 원활하게 진행되도록 상기 회전축의 중심에서 최대편심지점을 연결한 선을 기준으로 회전방향으로 110° 또는 회전반대방향으로 20° 이내의 범위로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 회전식 압축기의 마찰 저감장치.