KR100602230B1 - 인버터 압축기의 급유량 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전 주파수의 변화에 따라 오일의 공급을 가변시켜 오일의 과도한 공급이 방지되면서 동시에 오일의 안정적인 공급이 이루어지도록 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치에 관한 것으로서, 회전수의 조절이 가능한 인버터 구동부에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 내부에 축방향으로 형성된 오일유로를 통해 쉘의 내부에 채워진 오일이 압축부에 공급되도록 상기 회전축의 하단에 설치되는 급유펌프를 포함하는 인버터 압축기에 있어서; 상기 회전축의 하단에서 그 내측 상부로 상기 오일유로와 연통되게 형성되는 설치홈과; 상기 설치홈에 삽입되어 고정되고, 내부에 축방향으로 상기 오일유로와 연이어지는 급유통로가 형성되는 삽입부재와; 상기 삽입부재의 상단으로 상기 오일유로와 연이어지는 상기 급유통로에 설치되고, 상기 회전축의 회전속도가 증가함에 따라 상기 급유통로의 단면적으로 점차 감소시켜 상기 오일유로를 통해 상승되는 급유량을 조절하는 급유량 조절부를; 포함한다.

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Description

인버터 압축기의 급유량 조절장치{Apparatus for controlling oil supply quantity of an inverter compressor}

도 1은 종래의 인버터 압축기를 보인 전체 종단면도,

도 2는 도 1의 요부 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 인버터 압축기를 보인 전체 종단면도,

도 4는 도 3에 따른 A부분의 확대도,

도 5는 저속 운전 시의 작동상태를 보인 요부 확대 종단면도,

도 6은 고속 운전 시의 작동상태를 보인 요부 확대 종단면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 요부 확대 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 설치홈

20 : 삽입부재

21 : 급유통로

30 : 급유량 조절부

31 : 슬라이딩홈 32 : 편심질량체

33 : 탄성부재

331 : 스프링

34 : 바이패스통로

본 발명은 인버터 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전 주파수의 변화에 따라 오일의 공급을 가변시켜 오일의 과도한 공급이 방지되면서 동시에 오일의 안정적인 공급이 이루어지도록 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 인버터 압축기를 보인 전체 종단면도이고, 도 2는 도 1의 요부 확대도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 인버터 압축기는 흡입관(101)과 토출관(102)을 구비한 쉘(100)과, 상기 쉘(100)의 내부 상하 양측에 각각 고정되는 메인프레임(200) 및 서브프레임(300)과, 상기 메인프레임(200)과 서브프레임(300)의 사이에 장착되는 인버터 구동부(400)와, 상기 인버터 구동부(400)에 의해 회전되는 회전축(500)과, 상기 회전축(500)과 메인프레임(200)의 상부로 설치되어 유입된 냉매를 압축하는 압축부(600)로 구성된다.

상기 인버터 구동부(400)는 회전축(500)의 둘레에 장착되는 회전자(401)와, 상기 회전자(401)를 둘러싸는 고정자(402)로 구성되고, 인가된 전원에 의해 냉매의 압축량을 가변시킬 수 있도록 상기 회전축(500)을 고속 또는 저속으로 회전시키는 역할을 한다.

그리고, 상기 압축부(600)는 메인프레임(200)의 상면에 구비되고 회전축(500)의 상단에 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤(601)과, 상기 선회스크롤(601)에 맞물려 복수개의 압축실을 형성하도록 상기 메인프레임(200)의 상면에 장착되는 고정스크롤(602)로 구성된다.

상기 회전축(500)은 내부에 축방향으로 길게 오일유로(501)가 관통 형성되고, 상기 회전축(500)의 하단에는 쉘(100) 내부에 채워진 오일을 펌핑하여 상기 오일유로(501)를 통해 압축부(600)로 공급하는 급유펌프(700)가 구비된다.

상기 급유펌프(700)는 서브프레임(300)과 함께 오일챔버(C)를 형성하고 오일흡입구(701a)를 갖는 펌프커버(701)와, 회전축(500)의 하단에 회전 가능하면서 편심되게 결합되어 상기 오일챔버(C)의 내부에서 편심 회전하면서 오일을 펌핑하는 펌프롤러(702)와, 상기 펌프커버(701)의 상면과 상기 펌프롤러(702)의 하면 사이에 구비되어 상기 펌프롤러(702)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 펌프플레이트(703)로 구성된다.

이와 같이 구성된 급유펌프(700)는 회전축(500)의 회전에 따라 펌프롤러(702)가 오일챔버(C)에서 선회운동을 하면서 압력차를 발생시키고 이 압력차에 의해 쉘(100)의 내부에 채워진 오일이 펌프커버(701)의 오일흡입구(701a)를 통해 흡입되어 상기 회전축(500)의 오일유로(501)로 강제 압송되면서 압축부(600)로 공급된다.

그런데, 상기와 같은 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기와 같은 인버터 압축기는 인버터 구동부에 의해 고주파 즉 고속으로 운 전되면 강제 압송방식의 용적식 급유펌프에 의해 오일유로를 통한 급유량이 상대적으로 증가하게 되고, 그에 따라 오일이 압축부에 과도하게 공급되는 문제점이 있었다.

이와 같이 압축부에 과잉 공급된 오일은 압축된 냉매가스와 함께 쉘의 외부로 과도하게 토출되어 상기 쉘의 내부로 오일의 유면을 저하시키는 문제점이 있었다.

상기와 같이 과도한 유토출로 인한 오일 유면의 저하는 급유불량을 유발하여 압축불능을 일으킬 수 있으며 동시에 압축기의 성능을 저하시키는 주요한 요인이 되어왔다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 운전 주파수의 변화에 따라 오일의 공급을 가변시켜 오일의 과도한 공급이 방지되면서 동시에 오일의 안정적인 공급이 이루어지도록 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 회전축의 원심력을 이용하여 급유량의 조절이 이루어지도록 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 바이패스통로를 통해 급유량의 감소가 보다 현저하게 이루어지도록 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 인버터 압축기의 급유량 조절장치는 회전수의 조절이 가능한 인버터 구동부에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 내부에 축방향으로 형성된 오일유로를 통해 쉘의 내부에 채워진 오일이 압축부에 공급되도록 상기 회전축의 하단에 설치되는 급유펌프를 포함하는 인버터 압축기에 있어서; 상기 회전축의 하단에서 그 내측 상부로 상기 오일유로와 연통되게 형성되는 설치홈과; 상기 설치홈에 삽입되어 고정되고, 내부에 축방향으로 상기 오일유로와 연이어지는 급유통로가 형성되는 삽입부재와; 상기 삽입부재의 상단으로 상기 오일유로와 연이어지는 상기 급유통로에 설치되고, 상기 회전축의 회전속도가 증가함에 따라 상기 급유통로의 단면적으로 점차 감소시켜 상기 오일유로를 통해 상승되는 급유량을 조절하는 급유량 조절부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 급유량 조절부는, 상기 급유통로와 연이어지도록 그 상단 둘레로 형성되는 슬라이딩홈과, 상기 회전축의 중심에서 편심되게 상기 슬라이딩홈의 내부 일측에 밀착된 상태로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 편심질량체와, 상기 편심질량체의 일측면과 상기 슬라이딩홈의 내부 타측면 사이에 장착되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 편심질량체는 상기 회전축의 중심에서 상기 탄성부재 측으로 치우쳐지도록 편심되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는, 상기 편심질량체의 일측면에 일단이 부착되고 타단이 상기 슬라이딩홈의 내측면에 부착되는 스프링으로 구비되는 것을 특징으로 한 다.

또한, 상기 편심질량체의 일측면이 밀착되는 상기 슬라이딩홈의 내측면에서 상기 회전축을 관통하여 바이패스통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 인버터 압축기의 급유량 조절장치를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터 압축기를 보인 전체 종단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 A부분의 확대도이다.

이에 도시된 바와 같이, 인버터 압축기의 급유량 조절장치는 회전축(5)의 하단에서 그 내측 상부로 오일유로(5a)와 연통되게 형성되는 설치홈(10)과, 상기 설치홈(10)에 삽입되고 내부에 축방향으로 상기 오일유로(5a)와 연이어지는 급유통로(21)가 형성되는 삽입부재(20)와, 상기 삽입부재(20)의 상단으로 상기 오일유로(5a)와 연이어지는 상기 급유통로(21)에 설치되고 상기 회전축(5)의 회전속도가 증가함에 따라 상기 급유통로(21)의 단면적으로 점차 감소시켜 상기 오일유로(5a)를 통해 상승되는 급유량을 조절하는 급유량 조절부(30)로 구성된다.

상기 설치홈(10)은 회전축(5)의 하단에서 그 상부로 형성되는 것으로, 삽입부재(20)가 삽입되어 고정되는 공간이 된다.

또한, 상기 삽입부재(20)는 내부에 수직으로 급유통로(21)가 형성되고 설치홈(10)에 삽입되는 것으로, 그 상단에 급유량 조절부(30)가 설치되는 공간을 제공하면서 상기 급유량 조절부(30)가 회전축(5)의 외부에서 제작 및 조립된 상태로 상기 회전축(5)의 내부에 상기 설치홈(10)을 통해 손쉽게 설치될 수 있도록 하는 하 는 것이다.

그리고, 상기 급유통로(21)는 회전축(5)의 오일유로(5a)와 연이어지도록 삽입부재(20)에 형성되는 것으로, 상기 급유통로(21)의 하단에서 급유펌프(7)를 통해 쉘(1) 내부의 오일이 유입된 후에 상기 급유통로(21)를 지나 상기 오일유로(5a)를 통해 상승된다.

또한, 상기 급유량 조절부(30)는 급유통로(21)와 연이어지도록 그 상단 둘레로 형성되는 슬라이딩홈(31)과, 회전축(5)의 중심에서 편심되게 상기 슬라이딩홈(31)의 내부 일측에 밀착된 상태로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 편심질량체(32)와, 상기 편심질량체(32)의 일측면과 상기 슬라이딩홈(31)의 내부 타측면 사이에 장착되는 탄성부재(33)로 구성된다.

상기 편심질량체(32)는 회전축(5)의 중심에서 탄성부재(33) 측으로 치우쳐지도록 편심되게 형성됨으로써, 상기 편심질량체(32)가 상기 회전축(5)의 회전에 따른 원심력에 의해 편심된 방향 즉 상기 탄성부재(33) 측으로 보다 원활히 슬라이딩된다.

그리고, 상기 탄성부재(33)는 편심질량체(32)의 일측면에 일단이 부착되고 타단이 슬라이딩홈(31)의 내측면에 부착되는 스프링(331)으로 구성된다.

상기 급유량 조절부(30)는 인버터 구동부(4)의 저주파 운전 시에 즉 상기 인버터 구동부(4)에 의해 회전축(5)이 저속으로 회전되면 상기 회전축(5)의 원심력이 작아 편심질량체(32)가 슬라이딩홈(31)과의 마찰력과 탄성부재(33) 즉 스프링(331)의 탄성지지력에 의해 정지되고, 그에 따라 상기 편심질량체(32)가 상기 슬라이딩 홈(31)의 일측면에 밀착된 상태로 유지되어 오일유로(5a)와 연통되는 급유통로(21)가 개방된 상태로 유지된다.

이와 같이 상기 급유통로(21)가 개방된 상태로 유지됨으로써, 급유펌프(7)에 의해 상승되는 오일이 상기 급유통로(21)를 통해 오일유로(5a)로 원활히 유입된다.

그리고, 상기 급유량 조절부(30)는 인버터 구동부(4)의 고주파 운전 시에 즉 상기 인버터 구동부(4)에 의해 회전축(5)이 고속으로 회전되면 상기 회전축(5)의 원심력이 편심질량체(32)와 슬라이딩홈(31) 사이의 마찰력과 탄성부재(33)인 스프링(331)의 탄성지지력을 합한 값보다 켜져 상기 편심질량체(32)가 상기 스프링(331)을 가압하는 상태로 상기 슬라이딩홈(31)을 따라 외측으로 슬라이딩되면서 급유통로(21)의 일부가 가리게 된다.

이와 같이 상기 편심질량체(32)가 급유통로(21)의 일부를 가려 폐쇄함으로써, 상기 급유통로(21)의 단면적이 줄어들어 상기 급유통로(21)를 통해 상승되는 오일의 유량이 줄어들게 된다.

아울러, 상기 편심질량체(32)는 인버터 구동부(4)의 운전 주파수가 증가됨에 따라 회전축(5)의 원심력이 점차 커져 슬라이딩홈(31)을 따라 이동되는 간격이 점차 길어지게 된다.

다시 말해서, 상기 편심질량체(32)는 압축기의 운전 속도가 증가됨에 따라 더 많이 슬라이딩됨으로써, 상기 편심질량체(32)에 의해 급유통로(21)의 개방부위 단면적이 점차 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 급유통로(21)를 통해 오일유로(5a)로 유입되는 오일의 유량이 원활히 조절된다.

그리고, 상기 편심질량체(32)는 회전축(5)의 중심을 기준으로 일측에 편심되게 구비됨으로써, 상기 회전축(5)의 원심력에 의해 편심된 방향으로 원활히 슬라이딩된다.

이와 같이 본 압축기가 고속으로 운전될 때에 급유펌프(7)를 통해 상승되는 오일이 급유통로(21)에서 편심질량체(32)에 의해 적절한 양으로 줄어듦으로써, 상기 급유통로(21)에서 회전축(5)의 오일유로(5a)를 지나 오일이 과도하게 압축부(6)로 공급되는 것이 원활히 방지되어 유토출의 증대가 미연에 방지되고, 그에 따라 과도한 유토출로 인한 쉘(1) 내부의 오일 유면의 저하가 방지된다.

상기 탄성부재(33)는 편심질량체(32)에 탄성지지력을 부가하는 것으로, 여기에 제시된 스프링(331)뿐만 아니라 다양한 형태의 탄성지지체로 구현될 수 있다.

도 5는 저속 운전 시의 작동상태를 보인 요부 확대 종단면도이고, 도 6은 고속 운전 시의 작동상태를 보인 요부 확대 종단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(5)이 저속으로 회전되면 상기 회전축(5)의 원심력이 작아 편심질량체(32)가 슬라이딩홈(31)과의 마찰력과 스프링(331)의 탄성지지력에 의해 정지된다.

이와 같이 상기 편심질량체(32)가 슬라이딩홈(31)의 내부 일측면에 맞닿은 상태로 정지되면, 삽입부재(20)에 형성되는 급유통로(21)가 개방된 상태가 되고, 그에 따라 본 압축기의 저속 운전 시에는 상기 급유통로(21)를 통해 상승되는 오일이 회전축(5)의 오일유로(5a)로 원활히 유입된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 회전축(5)이 고속으로 회전되면 상기 회전축(5)의 원심력이 편심질량체(32)와 슬라이딩홈(31) 사이의 마찰력과 스프링(331)의 탄성지지력을 합한 값보다 켜져 상기 편심질량체(32)가 상기 스프링(331)을 가압하는 상태로 상기 슬라이딩홈(31)을 따라 외측으로 슬라이딩된다.

이와 같이 상기 편심질량체(32)가 슬라이딩홈(31)을 따라 슬라이딩되면 상기 슬라이딩홈(31)의 하단에 연이어 있는 급유통로(21)의 일부가 폐쇄되어 상기 급유통로(21)의 선단 개방된 부위의 단면적이 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 급유통로(21)를 통해 회전축(5)의 오일유로(5a)로 상승되는 오일의 유량이 줄어들게 된다.

이때, 상기 편심질량체(32)의 슬라이딩 간격은 회전축(5)의 회전속도에 비례하게 되고, 그에 비례하여 급유통로(21)의 단면적이 줄어들어 오일유로(5a)를 통해 상승되는 오일의 유량이 점차 줄어들게 된다.

그러므로, 상기 회전축(5)의 고속 운전 시에는 급유통로(21)의 단면적이 점차 줄어들어 오일유로(5a)를 통해 상승되는 오일의 유량이 줄어들게 되고, 그에 따라 고속 운전 시에 오일의 과도한 공급이 방지되면서 오일의 공급량이 원활히 조절된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 요부 확대 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 회전축(5)이 고속으로 회전되면 상기 회전축(5)의 원심력이 편심질량체(32)와 슬라이딩홈(31) 사이의 마찰력과 스프링(331)의 탄성지지력을 합한 값보다 켜져 상기 편심질량체(32)가 상기 스프링(331)을 가압하는 상태로 상기 슬라이딩홈(31)을 따라 외측으로 슬라이딩된다.

이와 같이 상기 편심질량체(32)가 슬라이딩홈(31)을 따라 슬라이딩되면 상기 슬라이딩홈(31)의 하단에 연이어 있는 급유통로(21)의 일부가 폐쇄되어 상기 급유통로(21)의 선단 단면적이 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 급유통로(21)를 통해 회전축(5)의 오일유로(5a)로 상승되는 오일의 유량이 줄어들게 된다.

이때, 상기 편심질량체(32)가 슬라이딩되면서 슬라이딩홈(31)의 일측면에서 회전축(5)을 관통하여 형성되는 바이패스통로(34)를 통해 오일유로(5a)의 오일이 바이패스된다.

이와 같이 본 압축기의 고속 운전 시에 오일유로(5a)의 오일이 바이패스통로(34)를 통해 회전축(5)의 외부로 바이패스됨으로써, 상기 오일유로(5a)를 통한 오일의 급유량이 보다 현저하게 감소된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 운전 주파수의 변화에 따라 오일의 공급을 가변시켜 오일의 과도한 공급이 방지되면서 동시에 오일의 안정적인 공급이 이루어지도록 함으로써, 유토출량이 감소되고 쉘 내부로 채워진 오일의 유면 저하가 방지되며 압축기의 신뢰성이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 간단한 구조로 회전축의 원심력을 이용하여 급유량의 조절이 이루어지도록 함으로써, 제작 및 설치가 간편하고 작동상의 안정성과 정밀성이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 바이패스통로를 통해 급유량의 감소가 보다 현저하게 이루어지도록 함으로써, 유토출량이 보다 현저하게 감소되면서 동시에 오일 유면의 저하가 보다 현저하게 방지되는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 회전수의 조절이 가능한 인버터 구동부에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 내부에 축방향으로 형성된 오일유로를 통해 쉘의 내부에 채워진 오일이 압축부에 공급되도록 상기 회전축의 하단에 설치되는 급유펌프를 포함하는 인버터 압축기에 있어서;

   상기 회전축의 하단에서 그 내측 상부로 상기 오일유로와 연통되게 형성되는 설치홈과;

   상기 설치홈에 삽입되어 고정되고, 내부에 축방향으로 상기 오일유로와 연이어지는 급유통로가 형성되는 삽입부재와;

   상기 삽입부재의 상단으로 상기 오일유로와 연이어지는 상기 급유통로에 설치되고, 상기 회전축의 회전속도가 증가함에 따라 상기 급유통로의 단면적으로 점차 감소시켜 상기 오일유로를 통해 상승되는 급유량을 조절하는 급유량 조절부를;

   포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치.
2. 제1항에 있어서;

   상기 급유량 조절부는, 상기 급유통로와 연이어지도록 그 상단 둘레로 형성되는 슬라이딩홈과, 상기 슬라이딩홈의 내부 일측에 밀착된 상태로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 편심질량체와, 상기 편심질량체의 일측면과 상기 슬라이딩홈의 내부 타측면 사이에 장착되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치.
3. 제2항에 있어서;

   상기 편심질량체는 상기 회전축의 중심에서 상기 탄성부재 측으로 치우쳐지도록 편심되게 형성되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치.
4. 제2항에 있어서;

   상기 탄성부재는, 상기 편심질량체의 일측면에 일단이 부착되고 타단이 상기 슬라이딩홈의 내측면에 부착되는 스프링으로 구비되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서;

   상기 편심질량체의 일측면이 밀착되는 상기 슬라이딩홈의 내측면에서 상기 회전축을 관통하여 바이패스통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 급유량 조절장치.

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