KR100635822B1 - 인버터 압축기의 급유량 제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전수가 증가하면 바이패스를 통해 급유량을 제한하여 오일의 과도한 공급이 방지되도록 하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치에 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 오일유로와 연통되게 상기 회전축에 형성되는 설치공과; 상기 설치공의 내부 선단과 연이어지도록 상기 회전축에 형성되는 바이패스유로와; 상기 설치공의 내부에 설치된 상태로 상기 회전축의 저속 회전 시에 상기 바이패스유로를 폐쇄하면서 고속 회전 시에는 상기 바이패스유로를 개방하여 상기 오일유로를 통해 상승되는 오일을 바이패스시켜 급유량을 제한하는 급유량 제한부를; 포함한다.

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Description

인버터 압축기의 급유량 제한장치{Apparatus for limiting 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.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 설치공

20 : 바이패스유로

30 : 급유량 제한부

31 : 밀폐턱 32 : 중량체

33 : 탄성가압부

331 : 스프링 332 : 고정부재

본 발명은 인버터 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전수가 증가하면 바이패스를 통해 급유량을 제한하여 오일의 과도한 공급이 방지되도록 하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치에 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 운전되면 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 외부 로 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 회전수가 증가하면 바이패스를 통해 급유량을 제한하여 오일의 과도한 공급이 방지되도록 하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 회전축의 원심력을 이용하여 급유량이 제한되도록 하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 중량체의 탄성복원이 원활히 이루어지도록 하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치를 제공함에 있다.

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상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 인버터 압축기의 급유량 제한장치는 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 포함하고, 상기 오일유로와 연통되게 상기 회전축에 형성되는 설치공과, 상기 설치공의 내부 선단과 연이어지도록 상기 회전축에 형성되는 바이패스유로와, 상기 설치공의 내부에 설치된 상태로 상기 회전축의 저속 회전 시에 상기 바이패스유로를 폐쇄하면서 고속 회전 시에는 상기 바이패스유로를 개방하여 상기 오일유로를 통해 상승되는 오일을 바이패스시켜 급유량을 제한하는 급유량 제한부를 포함하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치에 있어서; 상기 바이패스유로는 상기 설치공의 선단에서 상기 회전축의 외주면을 향해 상부방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 인버터 압축기의 급유량 제한장치를 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 제한장치는 회전축(5)의 오일유로(5a)와 연통되게 상기 회전축(5)에 형성되는 설치공(10)과, 상기 설치공(10)의 내부 선단과 연이어지도록 상기 회전축(5)에 형성되는 바이패스유로(20)와, 상기 설치공(10)의 내부에 설치된 상태로 상기 회전축(5)의 저속 회전 시에 상기 바이패스유로(20)를 폐쇄하면서 고속 회전 시에는 상기 바이패스유로(20)를 개방하여 상기 오일유로(5a)를 통해 상승되는 오일을 바이패스시켜 급유량을 제한하는 급유량 제한부(30)로 구성된다.

상기 설치공(10)은 급유펌프(7)에 의해 오일유로(5a)를 통해 압축부(6)로 상승되는 오일을 급유량 제한부(30)로 유도하는 역할을 하면서 동시에 상기 급유량 제한부(30)가 회전축(5)의 내부에 원활히 설치될 수 있도록 공간을 제공하는 역할을 한다.

그리고, 상기 설치공(10)은 오일유로(5a)와 직교되게 수평으로 형성되면서 회전축(5)의 원주와 직교되게 형성되는 것이 바람직한 데, 이는 상기 설치공(10)의 내부에 설치된 상태로 상기 회전축(5)의 원심력에 의해 상기 설치공(10)을 따라 외측으로 슬라이딩되는 급유량 제한부(30)가 보다 안정적으로 작동되도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 바이패스유로(20)는 압축부(6)로 상승되는 오일의 일부를 설치공(10)을 통해 유입시켜 회전축(5)의 외주면을 통해 쉘(1)의 내부로 바이패스시키는 역할을 하는 것이다.

그리고, 상기 바이패스유로(20)는 설치공(10)의 선단에서 회전축(5)의 외주면을 향해 상부방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직한 데, 이는 오일유로(5a)를 통해 상승되는 오일이 상기 바이패스유로(20)로 유입되면서 그 상승력에 의해 보다 원활히 유동되도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 급유량 제한부(30)는 설치공(10)의 선단과 오일유로(5a)의 사이에 형성되는 밀폐턱(31)과, 상기 밀폐턱(31)에 일측면이 맞닿고 회전축(5)의 원심력에 의해 외측으로 슬라이딩되도록 상기 설치공(10)의 내부에 구비되는 중량체(32)와, 상기 중량체(32)를 탄성적으로 가압하도록 상기 설치공(10)의 내부에 설치되는 탄성가압부(33)로 구성된다.

그리고, 상기 탄성가압부(33)는 중량체(32)의 일면에 맞닿도록 설치공(10)의 내부로 구비되는 스프링(331)과, 상기 스프링(331)을 고정하면서 상기 설치공(10)의 외측단을 폐쇄하도록 회전축(5)의 외주면에 부착되는 고정부재(332)로 구성된다.

상기 급유량 제한부(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 중량체(32)가 설치공(10)과의 마찰력과 스프링(331)의 탄성지지력에 의해 정지되고, 그에 따라 오일유로(5a)와 연통되는 설치공(10)의 선단 즉 밀폐턱(31)에 상기 중량체(32)의 일측면이 밀착된 상태로 유지되어 바이패스유로(20)가 폐쇄시키는 역할을 한다.

그리고, 상기 급유량 제한부(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 중량체(32)와 설치공(10) 사이의 마찰력과 스프링(331)의 탄성지지력을 합한 값보다 켜져 상기 중량체(32)가 상기 스프링(331)을 가압하는 상태로 상기 설치공(10)을 따라 외측으로 슬라이딩되면서 상기 설치공(10)의 입구를 통해 오일유로(5a)로 상승되는 오일의 일부가 유입된 후에 바이패스유로(20)를 통해 상기 회전축(5)의 외주면을 통해 쉘(1)의 내부로 바이패스시키는 역할을 한다.

이와 같이 본 압축기가 고속으로 운전 시에 급유펌프(7)와 오일유로(5a)를 통해 압축부(6)로 공급되는 오일의 일부가 쉘(1)의 내부로 바이패스됨으로써, 상기 압축부(6)로 오일의 과도한 공급이 방지되어 유토출의 증대가 미연에 방지되고, 그에 따라 과도한 유토출로 인한 오일 유면의 저하가 방지된다.

그리고, 상기 탄성가압부(33)는 중량체(32)를 탄성적으로 지지하는 역할을 하면서 동시에 고정부재(332)를 통해 회전축(5)에 가공 형성된 설치공(10)의 외단을 폐쇄하여 기밀이 유지되도록 하는 것이다.

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 중량체(32)가 설치공(10)과의 마찰력과 스프링(331)의 탄성지지력에 의해 정지된다.

이와 같이 상기 중량체(32)가 설치공(10)의 내부에서 밀폐턱(31)에 맞닿은 상태로 정지되면, 오일유로(5a)와 연통되는 설치공(10)의 선단과 이와 연통되는 바이패스유로(20)가 밀폐된 상태가 되고, 그에 따라 저속 운전 시에 상기 오일유로(5a)를 통한 오일의 상승이 원활히 유지된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 회전축(5)이 고속으로 회전되면 상기 회전축(5)의 원심력이 중량체(32)와 설치공(10) 사이의 마찰력과 스프링(331)의 탄성지지력을 합한 값보다 켜져 상기 중량체(32)가 상기 스프링(331)을 가압하는 상태로 상기 설치공(10)을 따라 외측으로 슬라이딩된다.

이와 같이 상기 중량체(32)가 설치공(10)을 따라 슬라이딩되면서 상기 설치공(10)의 입구 밀폐턱(31)에서 이탈되면 상기 설치공(10)을 통해 오일유로(5a)로 상승되는 오일의 일부가 유입된 후에 상기 설치공(10)의 선단과 함께 개방된 바이패스유로(20)를 통해 회전축(5)의 외주면으로 오일이 바이패스된다.

그러므로, 상기 회전축(5)의 고속 운전 시에 오일유로(5a)를 통해 상승되는 오일의 일부가 바이패스유로(20)를 통해 압축기의 내부로 바이패스되어 오일의 과도한 공급이 방지되면서 오일의 공급량이 일정하게 제한된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 회전수가 증가하면 바이패스를 통해 급유량을 제한하여 오일의 과도한 공급이 방지되도록 함으로써, 오일 토출량이 감소되고 쉘 내부로 채워진 오일의 유면 저하가 방지되며 압축기의 신뢰성이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 간단한 구조로 회전축의 원심력을 이용하여 급유량이 제한 되도록 함으로써, 제작 및 설치가 간편하고 작동상의 안정성과 정밀성이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 간단한 구조로 중량체의 탄성복원이 원활히 이루어지도록 함으로써, 설치 및 조립이 간편하고 작동상의 안정성이 향상되는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 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 포함하고, 상기 오일유로와 연통되게 상기 회전축에 형성되는 설치공과, 상기 설치공의 내부 선단과 연이어지도록 상기 회전축에 형성되는 바이패스유로와, 상기 설치공의 내부에 설치된 상태로 상기 회전축의 저속 회전 시에 상기 바이패스유로를 폐쇄하면서 고속 회전 시에는 상기 바이패스유로를 개방하여 상기 오일유로를 통해 상승되는 오일을 바이패스시켜 급유량을 제한하는 급유량 제한부를 포함하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치에 있어서;

   상기 바이패스유로는 상기 설치공의 선단에서 상기 회전축의 외주면을 향해 상부방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 급유량 제한장치.
5. 삭제

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