KR100466618B1 - 로타리 압축기 - Google Patents

Abstract

로타리 압축기가 정지된 상태에서 회전축의 내부에 오일이 남아 있도록 함으로써 로타리 압축기의 재기동시 회전축 및 회전축과 접촉되는 윤활부위의 마모를 방지할 수 있도록 한 로타리 압축기가 개시된다. 회전축에는 케이싱의 하부에 저장된 오일이 회전축을 따라 상승되도록 하는 중공부가 형성되어 있으며, 회전축의 하단에는 중공부에 삽입되어 중공부로 오일이 원활하게 유입되도록 하는 오일캡이 설치된다. 오일캡은 그 상단부가 회전축의 중공부에 압입되도록 대경부를 형성하며, 그 하단부가 오일이 유입되는 입구를 형성하도록 소경부를 형성하여 이루어진다. 오일캡의 내부에는 소경부의 직경보다 더 큰 직경을 가진 볼이 내장되어, 회전축이 회전하면 볼이 소경부 위로 상승하여 오일캡으로 오일이 유입되도록 하며, 회전축이 정지되면 볼이 소경부를 막아서 오일캡을 통해 중공부로 상승된 오일이 빠져나가지 못하도록 한다.

Description

로타리 압축기{Rotary Compressor}

본 발명은 로타리 압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 로타리 압축기가 정지된 상태에서 회전축 내부에 오일이 남아 있도록 함으로써 로타리 압축기의 재기동시 회전축 및 회전축과 접촉되는 윤활부위의 마모를 방지할 수 있도록 한 로타리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 로타리 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부에 고정자와 회전자 등으로 이루어진 회전장치와, 회전축과 롤러, 그리고 실린더 등으로 이루어진 압축장치가 설치되어 실린더 내부에서 롤러의 편심 회전에 의해 케이싱 내부로 기체를 흡입및 압축하여 케이싱 외부로 토출시키는 장치이다.

도 1은 종래기술에 따른 오일픽업구조를 가진 일반적인 로타리 압축기의 내부구조를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 로타리 압축기는 공기와 냉매가스와 같은 기체를 흡입하기 위한 흡입구(1a)와 압축된 기체를 토출하기 위한 토출구(1b)가 마련되며 밀폐용기를 형성하는 케이싱(1)에 의해 외관을 형성한다. 케이싱(1)의 내부에는 고정자(2)와 회전자(3)를 구비하여 회전력을 발생시키는 회전장치와, 회전축(4)과 편심캠(5), 그리고 롤러(6)와 실린더(7)를 구비하여 회전장치의 회전력을 이용하여 기체를 압축시키는 압축장치가 설치되어 있다.

회전축(4)은 그 상부가 회전자(3)의 내부에 삽입되며, 그 하단부는 실린더(7)를 관통하여 종방향으로 배치되어, 회전자(3)의 회전에 의해 회전되게 된다. 편심캠(5)은 실린더(7)의 내부에서 회전축(4)에 편심된 상태로 일체로 형성되며, 롤러(6)는 편심캠(5)의 외주면에 배치되어 편심캠(5)에 의해 실린더(7)의 내주면을 따라 회전하면서 기체를 압축시키게 된다. 실린더(7)의 상단과 하단에는 각각상부 플랜지(8)와 하부 플랜지(9)가 설치되어 상기 회전축(4)을 회전 가능하게 지지하게 된다.

케이싱(1)의 하부는 회전축(4)과 상하부 플랜지(8)(9), 편심캠(5)과 롤러(6), 그리고 롤러(6)와 실린더(7) 사이의 접촉부위를 윤활시키기 위한 오일이 저장되는 하부캡(10)을 형성하게 된다.

상기 하부캡(10)으로부터 오일을 상승시켜서 회전부위를 윤활시키기 위해 상기 회전축(4)에는 회전축(4)의 하단에서 상부 플랜지(8)의 직상부에 이르는 지점까지 종방향으로 형성된 중공부(4a)와, 회전축(4)의 여러 위치에 상기 중공부(4a)와 연통되어 반경방향으로 형성된 복수의 오일토출홀(4b)과 오일픽업(4c)이 마련되어 오일픽업구조를 이루게 된다. 따라서, 회전축(4)의 회전에 따른 원심력에 의해 하부캡(10)에 있는 오일이 회전축(4)의 중공부(4a)에 삽입된 오일픽업(4c)에 의해 오일이 상승하면서 상기 오일토출홀(4b)들을 통해 토출됨으로써 각 회전부위를 윤활시키게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 오일픽업구조를 가진 로타리 압축기는 회전축(4)의 고속 회전시 발생하는 원심력에 의해 오일이 상승된 후에, 중력에 의해 하향으로 흘러내리면서 회전부위들을 윤활하게 되며, 로타리 압축기가 정지되어 회전축의 회전이 멈추게 되면 회전부위들에 있는 오일은 모두 하부캡으로 흘러내리게 되는 구조를 갖게 된다.

따라서, 종래의 오일픽업구조를 가진 로타리 압축기는 정지된 상태에서 재기동하는 경우에는 회전부위들에 오일이 남아있지 않게 됨으로써 회전축의 회전에 따른 원심력이 발생하여 오일이 상승할 때까지는 회전부위들이 윤활될 수 없기 때문에, 로타리 압축기의 기동시 회전축과 각 상하부 플랜지 사이의 접촉부위, 편심캠과 롤러 사이의 접촉부위, 그리고 롤러와 실린더 사이의 접촉부위가 마모됨으로써 수명이 단축되는 단점이 있는 것이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 로타리 압축기가 정지된 상태에서 회전축 내부에 오일이 남아 있도록 함으로써 로타리 압축기의 재기동시 회전축 및 회전축과 접촉되는 윤활부위의 마모를 방지할 수 있도록 한 로타리 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 오일픽업구조를 가진 로타리 압축기의 종단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 오일픽업구조를 가진 로타리 압축기의 종단면도이다.

도 3은 로타리 압축기의 작동시 본 발명에 따른 오일픽업구조에 의해 회전축을 따라 오일이 상승되는 것을 보인 도면이다.

도 4는 로타리 압축기의 정지시 본 발명에 따른 오일픽업구조에 의해 회전축의 내부에 오일이 정체되어 있는 것을 보인 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

4: 회전축 5: 편심캠

6: 롤러 7: 실린더

8: 상부 플랜지 9: 하부 플랜지

10: 하부캡 20: 오일캡

21: 대경부 22: 소경부

30: 볼

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밀폐용기를 형성하는 케이싱, 상기 케이싱의 내부에 설치되어 기체를 압축하는 공간을 제공하는 실린더, 상기 실린더를 관통하여 배치된 회전축, 상기 회전축과 일체로 형성되며 상기 실린더의 내부에 배치된 편심캠, 상기 편심캠의 외주면에 배치되며 상기 실린더의 내주면을 따라 회전하여 기체를 압축시키는 롤러를 구비한 로타리 압축기에 있어서,

상기 회전축에는 상기 케이싱의 하부에 저장된 오일이 상기 회전축을 따라 상승되도록 하는 중공부가 형성되어 있으며, 상기 회전축의 하단에는 상기 중공부에 삽입되어 상기 중공부로 오일이 원활하게 유입되도록 하는 오일캡이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 오일캡은 대략 관형상을 이루어 형성되되 그 상단부는 상기 회전축의중공부에 압입되도록 대경부를 형성하며, 그 하단부는 오일이 유입되는 입구를 형성하도록 소경부를 형성하여 이루어진다.

또한, 상기 오일캡의 내부에는 상기 소경부의 직경보다 더 큰 직경을 가진 볼이 내장되어, 상기 회전축이 회전하면 상기 볼이 상기 소경부 위로 상승하여 상기 오일캡으로 오일이 유입되도록 하며, 상기 회전축이 정지되면 상기 볼이 상기 소경부를 막아서 상기 오일캡을 통해 상기 중공부로 상승된 오일이 빠져나가지 못하도록 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다. 여기서, 종래의 로타리 압축기와 동일한 요소들은 동일한 부호를 부여하여 설명할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 오일픽업구조를 가진 로타리 압축기의 내부구조를 보인 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로타리 압축기는 흡입구(1a)와 토출구(1b)가 마련된 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1)의 내부에 설치된 회전장치와 압축장치를 구비하여 이루어진다.

회전장치는 케이싱(1)의 상부에 배치된 고정자(2)와 회전자(3)를 구비하여 압축장치가 기체를 압축시키기 위한 회전력을 제공하게 되며, 압축장치는 기체를 압축시키기 위한 공간을 제공하는 실린더(7)와, 그 상단부가 회전자(3)의 내부에 삽입되고 그 하단부가 하향으로 연장되어 실린더(7)를 관통하여 배치된 회전축(4)과, 회전축(4)과 일체로 형성되어 실린더(7)의 내부에 배치된 편심캠(5)과, 편심캠(5)의 외주면에 배치되어 실린더(7)의 내주면을 따라 회전하는 롤러(6)를 구비하여 기체를 압축시켜서 케이싱(1)의 외부로 토출되도록 한다. 또한, 실린더(7)의 상단과 하단에는 회전축(4)을 회전 가능하게 지지할 수 있도록 각각 상부 플랜지(8)와 하부 플랜지(9)가 결합되어 있다.

케이싱(1)의 하부는 회전축(4)과 상하부 플랜지(8)(9), 편심캠(5)과 롤러(6), 그리고 롤러(6)와 실린더(7) 사이의 접촉부위를 윤활시키기 위한 오일이 저장되는 하부캡(10)을 형성하게 된다.

상기 하부캡(10)으로부터 오일을 상승시켜서 회전부위를 윤활시키기 위해 상기 회전축(4)에는 회전축(4)의 하단에서 상부 플랜지(8)의 직상부에 이르는 지점까지 종방향으로 형성된 중공부(4a)와, 회전축(4)의 여러 위치에 상기 중공부(4a)와 연통되어 반경방향으로 형성된 복수의 오일토출홀(4b)이 마련되어 있으며, 회전축(4)의 하단에는 상기 중공부(4a)에 결합되어 오일이 회전축(4)의 상부로 원활하게 상승하도록 안내하는 오일캡(20)과, 상기 오일캡(20)의 내부에 내장되어 있는 볼(30)이 마련되어서 본 발명에 따른 오일픽업구조를 이루게 된다.

하기에서는 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 오일픽업구조와 작용효과에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 로타리 압축기의 작동시 본 발명에 따른 오일픽업구조에 의해 회전축을 따라 오일이 상승되는 것을 보인 도면이고, 도 4는 로타리 압축기의 정지시 본 발명에 따른 오일픽업구조에 의해 회전축의 내부에 오일이 정체되어 있는 것을 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 오일캡(20)은 대략 관형상을 이루어 형성되어 종방향으로 개방되어 있으며, 그 상단부는 회전축(4)의 중공부(4a)에 압입될 수 있는 직경으로 된 대경부(21)를 형성하며, 그 하단부는 하부캡(10)으로부터 원활하게 오일이 유입되도록 하는 직경으로 된 소경부(22)를 형성하게 된다. 따라서, 소경부(22)는 대경부(21)에 비해 작은 직경을 가져서 오일캡(20)으로 오일이 유입되도록 하는 유입구를 이루게 되며, 대경부(21)는 소경부(22)에 비해 큰 직경을 가져서 회전축(4)의 중공부(4a)로 오일이 상승되도록 하는 유출구를 이루게 된다.

상기와 같이 구성된 오일캡(20)의 내부에는 일정직경을 가진 볼(30)이 내장되어 있는데, 상기 볼(30)의 직경은 소경부(22)의 직경보다 약간 더 큰 크기를 가져서 상기 오일캡(20)의 대경부(21)의 직경보다는 훨씬 작은 크기가 되도록 한다. 따라서 상기 볼(30)이 소경부(22) 위에 위치한 상태에서는 오일이 아무런 장애없이 오일캡(20)을 통과해서 회전축(4)의 중공부(4a)로 상승할 수 있게 된다.

또한, 상기 회전축(4)의 중공부(4a)에는 오일픽업(4c)이 삽입되어 원심력에 의해 오일이 상승되도록 형성되어 있다.

따라서, 로타리 압축기가 작동되어 회전축(4)이 회전하게 되면 도 3에 도시된 바와 같이,회전축(4)의 회전에 따른 원심력에 의해 볼(30)이 오일캡(20)의 내부에서 소경부(22) 위로 상승됨과 동시에, 하부캡(10)(도 2 참조)에 저장된 오일이 오일캡(20)의 소경부(22)로 유입되어 상승되게 된다. 이렇게 유입된 오일은 다시 오일캡(20)의 대경부(21)를 통과하여 회전축(4)의 중공부(4a)에 삽입된 오일픽업(4c)을 따라 상승하여 회전축(4)의 종방향을 따라 일정간격으로 배치된 오일토출홀(4b)을 통해 토출되는 것이다.

오일토출홀(4b)을 통해 토출된 오일은 중력에 의해 하부로 흐르면서 회전축(4)과 상하부 플랜지(8)(9), 편심캠(5)과 롤러(6), 그리고 롤러(6)와 실린더(7) 사이의 접촉부위를 윤활시키게 된다.

한편, 상기와 같이 오일이 유동하는 동안에 로타리 압축기의 작동이 중지되어 회전축(4)의 회전이 멈추게 되면 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 오일캡(20)에 내장된 볼(30)이 중력에 의해 하강하여 오일캡(20)의 소경부(22)에 밀착되게 됨으로써 회전축(4)의 내부와 각 윤활부위에 있는 오일이 오일캡(20)을 통해 하부캡(10)으로 빠져나가지 못하도록 한다.

따라서, 회전축(4)이 정지된 상태에서도 회전축(4)의 내부와 각 윤활부위에는 일정량의 오일이 남아있게 되어 로타리 압축기가 재가동하여 회전축(4)이 다시 회전하게 되면 지체없이 윤활부위를 윤활시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로타리 압축기는 회전축의 하단에 오일캡을 설치하고, 상기 오일캡의 내부에 볼을 내장시켜서, 회전축의 회전과 정지에 상응하여 상기 볼이 오일캡의 입구를 개폐하도록 함으로써 회전축의 회전에 의해 오일캡을 통해 회전축의 상부로 상승된 오일이 회전축의 정지시에도 회전축의 내부에 남아있게 되는 것이다. 따라서, 로타리 압축기의 재기동시에도 회전축과의 접촉부위들이 시간지연없이 윤활될 수 있게 됨으로써 그 접촉부위들에서 마모가 발생하지 않게 되고, 이에 따라 회전축과 접촉부위들의 부품들의 수명이 연장되는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 밀폐용기를 형성하는 케이싱, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 실린더, 상기 실린더를 관통하여 배치된 회전축, 상기 회전축과 일체로 형성되며 상기 실린더의 내부에 배치된 편심캠, 상기 편심캠의 외주면에 배치되어 상기 실린더의 내주면을 따라 회전하는 롤러를 구비한 로타리 압축기에 있어서,

   상기 회전축에는 상기 케이싱의 하부에 저장된 오일이 상승되도록 하는 중공부가 형성되고 상기 회전축의 하단에는 상기 중공부에 삽입되는 오일캡이 설치되며,

   상기 오일캡은 그 상단부가 상기 회전축의 중공부에 압입되는 대경부로 되고 그 하단부가 오일이 유입되는 소경부로 되는 형상을 가지며,

   상기 오일캡의 내부에는 상기 소경부의 직경보다 더 큰 직경을 가진 볼이 내장되어 상기 오일캡의 내부로 오일이 유입되는 한편 유입된 오일이 빠져 나가지 않도록 작용하는 것을 특징으로 하는 로타리 압축기.
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