KR100341684B1 - 감소된측면치수를갖는모터구동식압축기 - Google Patents

Abstract

모터 구동식 압축기(1)는, 커넥팅 로드(16)와 편심으로 연결된 크랭크(15A)를 갖추고 있는 크랭크 기구(15) 상에서 전기 모터(8)에 의해 구동되는 구동 샤프트를 작동한다. 이러한 실린더는 90°이외의 각도(α)에서 구동 샤프트(13)의 축선 (X)에 대해서 경사진 종축(W)을 가지며, 상기 피스톤(17)을 지지하는 커넥팅 로드 (16)는 크랭크(15A)가 놓여져 있는 평면과 교차하는 종축(K)을 가진다.

Description

감소된 측면 치수를 갖는 모터 구동식 압축기

본 발명은 특허청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 모터 구동식 압축기를 그 대상으로 한다.

이런 형태의 모터 구동식 압축기는 DE-A-2 436 407 및 GB-A-2 179 709 (또는 그 대응특허 US-A-4547131)과 같은 자료의 예로부터 공지되어 있다.

이러한 공지의 모터 구동식 압축기에서, 그 내부에서 왕복 운동하는 각각의 피스톤을 보유하는 실린더는 구동 샤프트의 축선에 대체로 수직인 종축을 갖는다.

이런 형태의 압축기가 냉장고와 같은 가전제품 내에 설치되는 경우, 구동 샤프트의 축선은 냉장고 등을 지지하는 지지면에 대해 대체로 수직이다. 특히, 실린더의 축선은 실린더 내부의 피스톤의 행정의 각각의 지점에서 커넥팅 로드의 종축을 포함하는 평면 상으로 놓여져 있으며, 이러한 평면은 크랭크가 놓여져 있는 평면과 평행하다.

이러한 구성은 필연적으로 대형의 수직 방향 치수를 갖는 모터 구동식 압축기를 제공한다. 그러므로, 부피가 크지 않은 모터 구동식 압축기를 제공하기 위해서는 실린더의 크기가 소정의 제한된 치수로 유지되어야 한다. 따라서, 모터 구동식 압축기의 토출량(displacement)을 소정의 크기 이상으로 증가시키는 것은 불가능하며, 이는 냉동 회로내에서 순환하는 냉각 유체의 단위 시간당 유량에 불리한 영향을 끼치는 문제점을 포함하는 것이다.

더욱이, 공지된 구성에서는 실린더의 종축과 구동 샤프트 간에 요구되는 수직성(perpendicularity)을 이루기 위해 크랭크 기구와 구동 샤프트의 여러 부품들이 매우 정밀하게 형성되어야만 한다. 이는, 압축기의 사용상의 문제점에 해당하는 실린더 내부의 피스톤과 편심 핀 상에 설치된 커넥팅 로드의 작동 불량(jamming)을 방지하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 공지된 모터 구동식 압축기의 단점을 극복한 새로운 모터 구동식 압축기를 제조하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 특히 냉장고에서 보다 양호한 위치 선정이 가능하도록 수직 방향 치수가 감소된 모터 구동식 압축기를 제조하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 보다 많은 용도의 다양성(versatility)을 제공하도록 다양한 토출량을 갖는 전술한 형태의 모터 구동식 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 신뢰성 있고 낮은 비용으로 제조가 용이한 전술한 형태의 모터 구동식 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압축기의 열역학적 성능을 개선하기 위해 흡입 및 압축 단계중에 가변의 속도로 이동할 수 있는 피스톤을 갖는 전술한 형태의 모터 구동식 압축기를 제공하는 것이다.

당업자에게는 명백하겠지만, 이들 목적 및 또 다른 목적이 특허청구범위 제 1 항의 특징부에 따른 모터 구동식 압축기에 의해 성취될 수 있다.

본 발명은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 단면을 도시한, 비제한적 실시예로서 제시된 도 1을 참조하여 다음의 상세한 설명에 의해보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1을 참조하면, 모터 구동식 압축기(1)는 임의의 공지된 방식으로 결합된 두 개의 반분 쉘(3 및4)에 의해 형성된 케이싱(2)을 포함하고 있다. 케이싱(2)에 의해 형성된 공동(cavity)(5) 내에 위치된 전기 모터(8)는 종래 기술의 고정자(9) 및 회전자(10)를 포함하고 있다. 모터(8)는 타원 형상이며, 반분 쉘(3)의 벽(12)에 연결된(도 1에는 하나만 도시된) 스프링식 충격 흡수기(11)상에 임의의 공지된 방식으로 지지되어 있다.

고정자(9)는 모터(8) 상에 횡방향으로 배치된 종래 기술의 지지 부재에 의해 지지되어 있으며, 이러한 지지 부재는 임의의 공지된 방식으로 케이싱(2)에 고정된 공지된 형태의 부재(7)에 의해 지지되어 있다. 구멍(6A)이 형성된 지지 부재(6)가 볼 베어링(6B)을 지지하고 있고, 이러한 볼 베어링(6B)은 부호 13A로 지시된 바와 같이, 중공형 출력 샤프트 또는 구동 샤프트(13)에 키이(key) 연결되어 있다. 따라서, 샤프트(13)는 지지 부재(6)에 의해 회전가능하게 횡방향으로 안내된다. 샤프트(13)의 횡방향 단부(13B)에는 파이프(13C)가 연결되어 있으며, 파이프(13C)는 공동(5)의 하부(5A)로 개방되어 있다. 크랭크 기구(15)가 샤프트(13)의 상단부 (14)와 공지된 방식으로 연결되어 있는데, 이러한 크랭크 기구(15)는 크랭크(15A)와 커넥팅 로드(16)를 포함하고 있으며, 커넥팅 로드(16)는 유체, 예컨대, 모터 구동식 압축기를 사용하는 냉장고의 냉각 유체를 압축하기 위해, 실린더(20)의 공동 (18)내에서 이동가능한 종래 기술의 피스톤(17) 상에 작동한다. 이러한 공동(18)의 일단부에는, 종래 기술의 밸브를 갖는 덕트(도시되지 않음)를 갖추고 있는 밸브판(22)이 제공되어 있다. 끝으로, 압축기 헤드(25)는 밸브 판(22) 상에 배열되어 있다.

크랭크(15A)는 커넥팅 로드의 소형 단부(16A)와 연결되어 있는 볼 소켓 연결부(19)를 편심으로 지지한다. 크랭크(15A)는 압축기 몸체(26) 내부의 상응하는 시이트(26A) 내에 삽입되어 있는 롤러 드러스트 베어링(21)상에 지지되어 있는데, 압축기 몸체(26)의 관통 구멍(26C) 내에는 샤프트(13)가 회전가능하게 장착되어 있다. 볼 소켓 연결부(19)는 커넥팅 로드의 소형 단부(16A)와 연결된 볼(28)을 포함하는 종래 기술의 몸체(27)를 포함하고, 이러한 몸체(27)는 크랭크(15A) 내에서 전술한 바와 같이 편심으로 형성되어 있는 상응하는 시이트(29) 내에 배열되어 있다.

피스톤(17)은 또 다른 볼 소켓 연결부(30)에 의해 커넥팅 로드(16)와 연결되어 있는데, 볼 소켓 연결부(30)는 커넥팅 로드(16)와 연결된 볼(31)을 포함하고 있으며, 이러한 볼(31)이 공지된 방식으로 피스톤(17)의 내부에 고정된 하우징 몸체 (32)내에 삽입되어 있다. 몸체(27)와 마찬가지로, 몸체(32)도 공지된 방식으로 상응하는 볼의 삽입을 허용하도록 형성되어 있다.

볼 소켓 연결부(19 및 30)는 피스톤(17)이 실린더(20) 내부의 어떤 위치에 있든지 커넥팅 로드(16)로 하여금 크랭크(15A)가 놓여진 평면에 대해서 경사진 축선(K)을 가진 채 배열되는 것이 가능하도록 한다.

실린더(20)는 90°이상의 각(α)으로 구동 샤프트(13)의 축선(X)에 대해 경사진 종축(W)을 갖는다. 이러한 배열에 의해, 모터 구동식 압축기는 (이러한 압축기가 내부에 배열되어 있는 냉장고를 가로지르는 축선(X)의 방향으로) 비교적 큰종방향 크기를 갖는 반면에, (이러한 축선(X)에 대해서 수직인 평면, 즉 상기한 미도시된 냉장고가 배열되는 평면에서) 상당히 제한된 높이를 갖는다. 이는, 모터 구동식 압축기의 높이가 높아서 가정용 냉장고의 냉동실 또는 냉장실 사용 체적에 불리한 영향을 끼치는 점을 감안할 때, 이러한 냉장고에서의 사용상의 잇점을 제공하는 것이다.

실린더(20)는 예를 들어 스크류(42)에 의해 압축기 몸체(26)에 연결된 플랜지 부분(41)을 갖는 몸체(40)의 형태로 주조에 의해 형성된 것이다. 피스톤(17)이 이동하는 공동(18)의 아래쪽으로, 실린더 몸체(40)에는, 크랭크(15A)와 커넥팅 로드(16)가 (X축에 대해)이동하는 공동 구역(43)이 형성되어 있다. 샤프트(13)내의 덕트(13A)는 (몸체(40)의 벽(40A)에 형성된 구멍(45)에 의해 케이싱(2)의 공동(5)과 연통하는)이러한 공동 구역(43) 안으로 개방되어 있고, 파이프(13C)에 의해 공동(5)의 하부 구역(5A)과 연결된다. 이러한 하부 구역(5A)에 수용되어서 압축되는 유체는 크랭크 기구(15)및 샤프트(13)의 작동에 의해 파이프(13C)로부터 공동(43) 안으로 유입된다. 이러한 유체는 공동(43) 내에서 분무화되어 작동 부재들에 대한 윤활제로서 작용한다. 볼 소켓 연결부(19)를 윤활시키기 위해서, 덕트(44)가 샤프트(13) 안쪽의 덕트(13A)를 시이트(29)와 연결시키며, 공동(43) 내에서 분무화된 유체가 이러한 덕트(44)에 의해 볼 소켓 연결부(19)를 윤활시켜서, 크랭크(15A) 상에서의 커넥팅 로드(16)의 작동 불량(jamming)을 방지한다. 한편, 커넥팅 로드 (16)를 피스톤(17)과 연결하는 볼 소켓 연결부(30)는 덕트(13A)로부터 제공되는 윤활제 "분무" 내로 잠겨지며, 이에 따라 피스톤(17)이 실린더(20) 내에서 왕복 운동할 때 피스톤(17)과 마찬가지로 볼 소켓 연결부(30)도 직접적으로 윤활된다.

실린더(20)의 몸체(40)는 반쪽 쉘(3)의 벽(12)과 연결된 압축 스프링(50)에 의해 작동되는데, 이러한 스프링(50)은 모터 구동식 압축기(1)가 사용 중일 때 실린더(20)의 수직 운동에 반하여 저항한다.

마지막으로, 종래 기술의 연결봉(55)이 압축기 몸체(26)를 지지 부재(6)에 연결한다. 이러한 몸체(26)는 적절한 컵 형상으로 형성되어 있고 모터(8)의 상부 를 둘러싸는 측벽(56)을 갖추고 있으며, 모터(8)의 고정자 극(stator pole)(8A)은 그 각각의 단부를 압축기 몸체(26)에 가장 가깝게 한 채, 압축기 몸체 내에 제공된 상응하는 시이트 (또는 단일의 환형 시이트(57)) 내에 부분적으로 수용되어 있다. 측벽(56)에는 연결봉(55)의 한쪽 단부(60)와 협동하도록 치형의 구멍(threaded hole)(58)이 형성되어 있으며, 연결봉(55)의 다른쪽 단부는 부재(6)에 고정된 고정 부재(62)와 협동한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터 구동식 압축기(1)는 공지의 모터 구동식 압축기와 비교하여 상당히 감소된 측방향(횡방향) 크기를 갖는다. 더욱이, 본 발명의 압축기는 사용중에 신뢰성이 있으며 조립과 제조가 용이하다.

이상으로 본 발명의 특정 실시예를 설명하였다. 그러나, 이러한 실시예와는 다른 실시예들, 예를 들면 공동(43)과 공동(5) 사이의 광범위한 소통을 허용하는 별도의 연결 부재에 의해 실린더 몸체를 압축기 몸체와 연결시킨 구조의 또 다른 실시예들이 가능하다. 이와 같은 또 다른 구성 또한 본 발명의 범주 내에 속하도록 의도되었다.

Claims (8)

1. 전기적 구동기(8)에 의해 구동되는 구동 샤프트(13)를 포함하고 있고, 상기 구동 샤프트(13)가 커넥팅 로드(16)와 편심으로 연결된 크랭크(15A)를 갖추고 있는 크랭크 기구(15) 상에서 작동하며, 상기 커넥팅 로드(16)는 상응하는 실린더(20) 내에서 이동가능한 피스톤(17)을 지지하고 있는 모터 구동식 압축기(1)에 있어서,

   상기 실린더(20)는 90°이외의 각도(α)로 상기 구동 샤프트(13)의 축선(X)에 대해서 경사진 종축(W)을 가지며, 이로써 상기 피스톤(17)을 지지하는 상기 커넥팅 로드(16)는 상기 실린더(20) 내에서의 상기 피스톤(17)의 행정의 적어도 일부 중에 상기 크랭크(15A)가 놓여져 있는 평면과 교차하는 종축(K)을 갖는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥팅 로드(16)는 상응하는 볼 소켓 연결부(19, 30)에 의해 각각 피스톤(17) 및 크랭크(15A)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 커넥팅 로드(16)의 소형 단부(16A)와 협동하는 상기 볼 소켓 연결부(19)가 상기 크랭크(15A) 내에 편심으로 형성된 시이트(29)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더(20)가 압축기 몸체(26)와 연결된 실린더 몸체(40)를 포함하고 있고, 상기 실린더 몸체(40)는 상기 커넥팅 로드(16)가 작동하는 챔버(43)를 가지며, 상기 챔버(43)는 상기 구동 샤프트(13) 내에 종방향으로 제공된 덕트(13A)에 의해 상기 모터 구동식 압축기(1)의 케이싱(2) 내부의 공동(5)과 소통하며, 상기 덕트(13A)는 상기 케이싱(2) 내부의 상기 공동(5)의 하부 구역(5A)내에 잠겨있는 파이프(13C)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 구동 샤프트(13) 내의 덕트(13A)에 덕트(44)가 연결되어 있고, 상기 덕트(44)는 상기 커넥팅 로드(16A)의 소형 단부와 연결된 상기 볼 소켓 연결부(19)가 내부에 배열되어 있는 시이트(29)와 소통하는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 크랭크(15A)는 압축기 몸체(26) 내의 각각의 시이트 (26A)에 배열된 기계적인 결합 부재(21) 상에서 이동하는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.
7. 제 4항에 있어서, 상기 실린더 몸체(40)는 상기 압축기 몸체(26)와 연결된 플랜지 단부(41)를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 압축기 몸체(26)는 컵 형상으로 형성되어 있고 상기 전기적 구동기(8)의 일부분(8A)을 수용하는 측벽(56)을 갖추고 있으며, 상기 측벽(56)은, 상기 전기적 구동기(8) 옆에 배열된 치형의 연결 부재(55)에 의해, 상기 전기적 구동기(8)의 아래로 배열된 지지 부재(6)와 협동하는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 압축기.

Images