KR100681459B1

KR100681459B1 - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR100681459B1
Application number: KR1020050122168A
Authority: KR
Inventors: 고병수
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-02-09

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 냉매를 압축하는 압축부와, 상기 압축부를 구동하기 위한 구동부를 포함하는 밀폐형 압축기로서, 상기 구동부는, 자기장을 형성하도록 철심과 코일이 권선된 스테이터; 상기 스테이터의 내부에 이격 설치되며, 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 고자력 물질이 매입된 로터; 상기 로터의 중심에 압입되어 상기 로터와 함께 회전하는 샤프트; 상기 샤프트가 삽입되는 소정형상의 프레임; 및 상기 프레임 내에 고정되며, 상기 샤프트와 상기 프레임을 자성적으로 격리시키는 비자성체인 베어링을 포함해서 이루어져, 자화된 샤프트와 프레임 사이의 인력과 척력을 감소시킴으로써 샤프트의 습동부 마찰계수를 줄여 모터의 회전운동에 공급되는 에너지(전력)가 피스톤의 직선운동으로 변환하는데 있어서의 손실을 줄일 수 있도록 된 것이다.

밀폐형 압축기, 구동부, 로터, 프레임, 샤프트, 베어링, 비자성체

Description

밀폐형 압축기{Hermetic Compressor}

도 1은 종래기술에 따른 밀폐형 압축기의 내부 구조를 보여주는 단면도,

도 2는 종래기술에 따른 밀폐형 압축기의 구성 부품인 프레임, 샤프트 및 로터를 간략화하여 분리 도시한 도면,

도 3은 도 2의 프레임, 샤프트 및 로터가 조립된 상태를 보여주는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 구성 부품인 프레임, 샤프트, 로터 및 베어링을 간략화하여 분리 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 요부인 베어링의 평면도,

도 6은 도 4의 프레임, 샤프트, 로터 및 베어링이 조립된 상태를 보여주는 도면,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 볼베어링이 삽입된 베어링의 단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 : 샤프트 200 : 프레임

210 : 삽입홈 300 : 로터

400,400' : 베어링 410 : 연장부

420 : 절개부 430 : 볼베어링

H : 높이 D₁ : 내경

D₂ : 외경

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 샤프트와 프레임 사이에 비자성체로 이루어진 베어링을 삽입하여 샤프트와 프레임이 자화되는 것을 방지하여 샤프트의 습동부 마찰계수를 감소시킬 수 있는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 밀폐형 압축기는 밀폐공간 내로 냉매를 흡입하여 압축한 다음 토출하는 장치로서, 냉매를 압축하는 압축부와, 이 압축부를 구동하는 구동부로 구성된다. 이러한 종래 밀폐형 압축기의 일반적인 구조는 국내 특허출원 제2004-26845호 또는 국내 특허출원 제2004-32323호 등에 게재되어 있다.

도 1을 참조하여 전술한 밀폐형 압축기를 살펴보면, 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기(10) 내부에는 냉매를 압축하도록 마련된 압축부(20)와, 이 압축부(20)를 구동하기 위한 구동부(30)가 구비된다.

상기 압축부(20)는 압축실(21a)이 형성된 실린더블록(21)과, 압축실(21a) 내를 왕복운동하며 냉매를 압축하는 피스톤(22)을 구비하고, 실린더블록(21) 일측에는 외부와 연통된 흡입실(23a) 및 토출실(23b)이 각각 형성된 실린더헤드(23)가 결 합되며, 실린더블록(21)과 실린더헤드(23) 사이에는 냉매의 유출입을 제어하는 밸브장치(24)가 마련된다.

그리고, 상기 구동부(30)는 압축부(20)에서 냉매의 압축이 이루어지도록 피스톤(22)을 왕복운동시키는 부분으로, 자기장을 형성하도록 철심과 코일이 권선된 스테이터(Stator,31)와, 이 스테이터(31)의 내부에 이격 설치되어 스테이터(31)와 전자기적으로 상호 작용하는 로터(Rotor,40)와, 이 로터(40)의 중심에 압입되어 로터(40)와 함께 회전하는 샤프트(32)가 마련된 모터와, 프레임(34)에 삽입된 샤프트(32)에 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 피스톤(22)을 왕복운동시키는 커넥팅로드(33)를 포함하여 구성된다.

여기서, 전술한 로터(40)의 결합 구조를 좀 더 자세히 살펴보면, 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 소정형상의 프레임(34) 내에 샤프트(32)가 삽입되고, 이 샤프트(32)에 원통형의 로터(40)가 삽입되는 구조로 이루어진다.

한편, 샤프트(32)와 프레임(34)은 FC20 ~ FC25 상당의 회주철로 이루어진 강자성체(强磁性體)로서 높은 비투자율(Relative Permeability)을 갖는데, 이러한 샤프트(32)와 프레임(34)은 영구자석이 매입되어 고자력(高磁力)을 갖는 로터(40)에 인접하여 위치되기 때문에 상기 샤프트(32)와 프레임(34)이 모두 자화되는 문제점이 있었다.

이렇게 자화된 샤프트(32)와 프레임(34) 사이에는 자기력인 인력과 척력이 작용하게 되며, 이러한 인력과 척력으로 인해 샤프트(32)와 프레임(34) 사이의 마찰계수가 증가하게 되고, 마찰계수의 증가는 로터(40)의 회전저항으로 이어져 전체 적으로 모터의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 샤프트와 프레임 사이에 비자성체로 이루어진 베어링을 삽입하여 고자력을 갖는 로터에 의해 자화된 샤프트와 프레임 사이의 인력과 척력을 감소시켜 샤프트의 습동부 마찰계수를 줄일 수 있게 하여, 모터의 회전운동에 공급되는 에너지가 피스톤의 직선운동으로 변환하는데 있어서의 손실을 감소시킬 수 있도록 된 밀폐형 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 압축하는 압축부와, 상기 압축부를 구동하기 위한 구동부를 포함하는 밀폐형 압축기로서, 상기 구동부는, 자기장을 형성하도록 철심과 코일이 권선된 스테이터; 상기 스테이터의 내부에 이격 설치되며, 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 고자력 물질이 매입된 로터; 상기 로터의 중심에 압입되어 상기 로터와 함께 회전하는 샤프트; 상기 샤프트가 삽입되는 소정형상의 프레임; 및 상기 프레임 내에 고정되며, 상기 샤프트와 상기 프레임을 자성적으로 격리시키는 비자성체인 베어링을 포함해서 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 베어링의 내부에는 축방향으로 다수의 볼베어링이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따르면, 상기 베어링의 일측에는 축방향으로 절개부가 형 성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 베어링의 내경은 상기 샤프트의 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 베어링의 외경은 상기 프레임의 삽입홈의 직경과 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 베어링의 재질은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 구성 부품인 프레임, 샤프트, 로터 및 베어링을 간략화하여 분리 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 요부인 베어링의 평면도이며, 도 6은 도 4의 프레임, 샤프트, 로터 및 베어링이 조립된 상태를 보여주는 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 볼베어링이 삽입된 베어링의 단면도이다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일반적인 구성은 전술한 종래의 밀폐형 압축기와 유사한 구성을 갖는다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기 역시, 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기 내부에는 냉매를 압축하도록 마련된 압축부와, 이 압축부를 구동하기 위한 구동부가 구비되는데, 이러한 일반적인 구성은 전술한 종래의 밀폐형 압축기와 유사하므로 이를 참고하기로 하고 자세한 설명은 생략한다.

도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 구동부는 자기장을 형성하도록 철심과 코일이 권선된 스테이터(미도시)와, 상기 스테이 터의 내부에 이격 설치되며 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 고자력 물질(예를 들어, 영구자석 등)이 매입된 로터(300)와, 상기 로터(300)의 중심에 압입되어 상기 로터(300)와 함께 회전하는 샤프트(100)와, 상기 샤프트(100)가 삽입되는 삽입홈(210)이 형성된 소정형상의 프레임(200) 및 상기 프레임(200) 내에 고정되며 상기 샤프트(100)와 상기 프레임(200)을 자성적으로 격리시키는 비자성체(非磁性體)인 베어링(400)을 포함해서 이루어진다.

여기서, 상기 베어링(400)은 비자성체의 역할을 수행하도록 알루미늄 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 베어링(400)의 상부에는 연장부(410)가 형성되며, 일측에는 축방향으로 절개부(410)가 형성된다.

그리고, 상기 베어링(400)의 내경(D₁)을 상기 샤프트(100)의 외경보다 크게 형성하여 베어링(400)의 내주면과 샤프트(100)의 외주면이 서로 맞닿지 않고 이격된 상태를 유지하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 베어링의 외경(D₂)은 상기 프레임(200)의 삽입홈(210)의 직경과 같거나 크게 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베어링(400)의 높이(H)는 상기 샤프트(100)의 높이에 따라 정비례하도록 가변적으로 성형할 수 있다.

한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 7에서 보는 바와 같이, 베어링(400')의 내부에는 축방향으로 다수의 볼베어링(430)이 구비될 수 있다.

이하 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 상기 프레임(200)의 삽입홈(210)에 상기 베어링(400)을 삽입하여 고정시키게 되는데, 이때 별도의 고정수단 없이 상기 베어링(400)의 절개부(420)를 프레임(200) 상에 끼워 넣어 고정시킬 수 있게 된다.

이후, 샤프트(100)가 상기 베어링(400)을 통과하여 프레임(200)에 장착되고, 상기 샤프트(100) 상에는 고자력을 갖는 영구자석이 매입된 로터(300)가 장착되지만, 자력은 거리의 제곱에 반비례하므로 비자성체인 상기 베어링(400)이 설치됨에 따라 상기 로터(300)에서 발생되는 자력에 의해 상기 샤프트(100)와 프레임(200)이 함께 자화되는 것을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 자화된 샤프트(100)와 프레임(200) 사이의 인력과 척력을 감소시키게 된다.

이에 따라, 상기 샤프트(100)의 습동부는 주변과의 간섭이 최소화되면서 마찰계수 또한 감소하게 되므로 모터의 회전운동에 공급되는 에너지(전력)가 피스톤의 직선운동으로 변환하는데 있어서의 손실을 줄일 수 있게 된다.

한편, 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따라 내부에 다수의 볼베어링(430)이 구비된 베어링(400')을 전술한 바와 같이 상기 프레임(200)의 삽입홈(210)에 삽입하게 되면, 상기 베어링(400')에 구비된 볼베어링(430)에 의해 상기 샤프트(100)의 습동부 마찰계수는 더욱 작아질 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 밀폐형 압축기의 구동부를 이루는 샤프트와 프레임 사이에 비자성체로 이루어진 베어링을 삽입하여 고자력을 갖는 로터에 의해 자화된 샤프트와 프레임 사이의 인력과 척력을 감소시켜 샤프트의 습동부 마찰계수를 줄일 수 있음은 물론, 모터의 회전운동에 공급되는 에너지가 피스톤 의 직선운동으로 변환하는데 있어서의 손실을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims

냉매를 압축하는 압축부와, 상기 압축부를 구동하기 위한 구동부를 포함하는 밀폐형 압축기로서,

상기 구동부는,

자기장을 형성하도록 철심과 코일이 권선된 스테이터;

상기 스테이터의 내부에 이격 설치되며, 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 고자력 물질이 매입된 로터;

상기 로터의 중심에 압입되어 상기 로터와 함께 회전하는 샤프트;

상기 샤프트가 삽입되는 소정형상의 프레임; 및

상기 프레임 내에 고정되며, 상기 샤프트와 상기 프레임을 자성적으로 격리시키는 비자성체인 베어링을 포함해서 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,

상기 베어링의 내부에는 축방향으로 다수의 볼베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베어링의 일측에는 축방향으로 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베어링의 내경은 상기 샤프트의 외경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베어링의 외경은 상기 프레임의 삽입홈의 직경과 같거나 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베어링의 재질은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.