KR100785318B1 - Compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉매의 압축시 압축 속도를 상대적으로 저하시키고, 재팽창의 속도는 빨리 이루어질 수 있도록 하여 흡입 효율의 극대화를 이룰 수 있는 압축기에 관한 것으로, 냉매 압축시 피스톤부의 이동 속도를 저감시킴과 더불어 냉매 흡입시 상기 피스톤부의 이동 속도를 증가시키는 보조 토크 제공부를 포함하는 압축기를 제공한다.The present invention relates to a compressor capable of maximizing suction efficiency by relatively lowering a compression speed during compression of a refrigerant and allowing a rapid expansion of re-expansion. It provides a compressor including an auxiliary torque providing unit for increasing the moving speed of the piston portion when the refrigerant is sucked.
Description
본 발명은 압축기에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 냉매의 압축시 압축 속도를 상대적으로 저하시키고, 재팽창의 속도는 빨리 이루어질 수 있도록 하여 흡입 효율의 극대화를 이루고자 한 왕복동식 압축기의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor, and more particularly, to a structure of a reciprocating compressor which is intended to achieve a relatively low compression rate during compression of a refrigerant and a rapid reexpansion speed to maximize suction efficiency. .
일반적으로 압축기는 냉동기기나 공기 조화기 등과 같은 냉동 공조장치에 잇어서, 증발 열교환기를 통과한 작동 유체를 압축하여 응축 열교환기로 공급하는 역할을 수행한다.In general, the compressor is connected to a refrigeration air conditioner such as a refrigerating machine or an air conditioner, and serves to compress the working fluid passed through the evaporation heat exchanger and supply it to the condensation heat exchanger.
도시한 도 1은 상기한 압축기 중 커넥팅 로드에 연결된 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더 내부의 가스를 압축하는 종래의 왕복동식 압축기가 개시되고 있으며, 상기 왕복동식 압축기를 설명하면 다음과 같다.1 illustrates a conventional reciprocating compressor that compresses gas in a cylinder by reciprocating a piston connected to a connecting rod among the compressors, and the reciprocating compressor will be described as follows.
먼저, 상기 왕복동식 압축기는 크게 케이스(10)와, 전동부(20) 및 압축부(30)를 포함한다.First, the reciprocating compressor includes a
상기 케이스(10)는 하부셀(11)과 상부셀(12)을 포함하며, 상기 하부셀(11) 및 상기 상부셀(12)은 서로 결합되어 상기 케이스(10) 내부 공간을 밀폐한다.The
이 때, 상기 하부셀(11) 내의 하부에는 각종 기계부품의 마모 방지를 위한 냉동기유가 적정 깊이만큼 고여있다.At this time, in the lower part of the lower cell 11, refrigeration oil for abrasion prevention of various mechanical parts is accumulated to an appropriate depth.
그리고, 상기 전동부(20)는 상기 케이스(10) 내에 구비되며, 전류를 인가받아 전자기력을 발생시키는 스테이터(21)와, 상기 스테이터(21)의 전자기력에 의해 회전력을 발생시키는 로터(22)를 포함한다.In addition, the
그리고, 상기 압축부(30)는 상기 전동부(20)의 회전력에 의해 작동유체를 압축시키며, 크랭크샤프트(31)와, 편심부(32)와, 커넥팅 로드(33)와, 피스톤(34)을 포함하여 구성된다.Then, the
여기서, 상기 크랭크샤프트(31)는 상기 로터(22) 내에 압입되어 상기 로터(22)와 같이 회전되며, 그 하단부는 하부셀(11)의 냉동기유에 잠겨진다.Here, the
또한, 상기 편심부(32)는 상기 크랭크샤프트(31)의 상단에 구비되고, 상기 크랭크샤프트(31)의 축 중심으로부터 편심되도록 위치된다.In addition, the
또한, 상기 커넥팅 로드(33)는 일단이 상기 크랭크샤프트(31)의 상단에 형성된 편심부(32)에 핀 결합되고, 타단이 상기 피스톤(34)에 핀 결합되어 상기 크랭크샤프트(31)의 회전 운동을 직선 왕복운동으로 전환하게 된다.In addition, one end of the connecting
또한, 상기 피스톤(34)은 상기 커넥팅 로드(33)에 의해 실린더 블록(35)의 내부에서 작동유체를 압축하게 된다.In addition, the
도시한 도 2는 상기 실린더 블록(35)과, 피스톤(34)과, 커넥팅 로드(33) 및 크랭크샤프트(31) 간의 연결 구조를 간략히 나타내고 있다.FIG. 2 schematically shows a connection structure between the
즉, 상기한 구성의 왕복동식 압축기는 그 전원이 인가될 경우 스테이터(21)와의 전기력에 의한 자장 발생에 의해 로터(22)가 회전되고, 상기 로터(22)의 회전에 따라 크랭크샤프트(31)가 회전된다.That is, in the reciprocating compressor having the above-described configuration, when the power is applied, the
따라서, 상기 크랭크샤프트(31)의 편심부(32)와 연결된 커넥팅 로드(33)는 정해진 토크(torque)에 의해 도면상 좌/우 방향으로 반복 이동되면서 피스톤(34)을 실린더 블록(35) 내부에서 직선으로 왕복운동시키고, 도시하지 않은 흡입밸브와 토출밸브의 밸브작용에 의해 냉매의 흡입, 압축, 토출이 반복적으로 수행된다.Accordingly, the connecting
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 왕복동식 압축기는 냉매의 압축시 냉매 압축 속도가 대체적으로 빠르기 때문에 과압축 손실이 커질 수 밖에 없었다.However, the conventional reciprocating compressor as described above has a large overcompression loss because the refrigerant compression speed is generally high during the compression of the refrigerant.
물론, 상기의 문제를 해결하기 위해 로터(22)의 회전 속도를 감소시키면 되지만 이의 경우 냉매의 흡입 속도가 느려지기 때문에 상기 냉매의 흡입이 용이하지 못하다는 문제점을 가진다.Of course, in order to solve the above problem, the rotational speed of the
특히, 상사점의 위치에서 시간적인 지연이 없었기 때문에 전동부(20)의 발생 토크를 상승시켜야 하지만 이의 경우 상기 전동부(20)의 크기가 커져야만 한다는 문제점이 있다.In particular, since there is no time delay at the top dead center position, the generated torque of the
또한, 왕복동식 압축기의 경우 한 싸이클 중에서 반 싸이클 사이에 압축 및 재팽창이 이루어지기 때문에 토크의 변화가 크게 발생되어 출력점 대비 전동부(20)의 사이즈가 커지거나 흡입 효율에 나쁜 영향을 미치게 된 문제점을 가진다.In addition, in the case of the reciprocating compressor, since the compression and re-expansion is performed between half cycles in one cycle, a change in torque is largely generated, which increases the size of the
본 발명은 상기한 종래의 각종 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉매의 압축 과정은 상대적으로 느리게 이루어질 수 있도록 하되, 냉매의 흡입 과정은 상대적으로 빠르게 이루어질 수 있도록 함으로써 흡입 효율을 향상시키고, 전동부의 토크 저감을 얻을 수 있도록 한 압축기를 제공하고자 한 것이다.The present invention has been made to solve the above-described various problems, the object of the present invention is to allow the compression process of the refrigerant to be made relatively slow, the suction process of the refrigerant can be made relatively fast to increase the suction efficiency It is an object of the present invention to provide a compressor capable of improving and reducing torque of an electric drive.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 냉매의 압축과, 배기 및 흡입이 이루어지는 실린더 블록과; 상기 실린더 블록 내부를 왕복 이동하는 피스톤부와; 전동부로부터 토크를 제공받아 회전되고, 그 끝단에는 편심부가 구비된 크랭크샤프트와; 일단은 상기 피스톤부에 연결되고, 타단은 상기 크랭크샤프트의 편심부에 연결되어 상기 크랭크샤프트의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 피스톤을 이동시키는 커넥팅 로드; 그리고, 상기 피스톤부의 이동 방향을 따라 인장과, 복원이 이루어지도록 위치되며, 냉매 압축시 상기 피스톤부의 이동 속도를 저감시킴과 더불어 냉매 흡입시 상기 피스톤부의 이동 속도를 증가시키는 보조 토크 제공부:를 포함하는 압축기가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a cylinder block for compressing, exhausting and suctioning a refrigerant; A piston unit reciprocating inside the cylinder block; A crankshaft rotated with torque received from the transmission, and having an eccentric portion at an end thereof; A connecting rod having one end connected to the piston part and the other end connected to an eccentric part of the crankshaft to convert the rotational movement of the crankshaft into a linear motion to move the piston; In addition, the auxiliary torque providing unit is positioned to be tensioned and restored along the moving direction of the piston unit, and reduces the moving speed of the piston unit when compressing the refrigerant and increases the moving speed of the piston unit when the refrigerant is sucked. A compressor is provided.
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또한, 상기 피스톤부는 제1피스톤 및 제2피스톤으로 각각 분리되며, 상기 보조 토크 제공부는 상기 제1피스톤 및 제2피스톤 사이에 구비되고, 양 끝단이 상기 제1피스톤 및 제2피스톤에 각각 연결되어 냉매의 압축시 압축되며, 냉매의 흡입시 복원되는 제2탄성부재를 포함함을 그 특징으로 한다.In addition, the piston portion is separated into a first piston and a second piston, respectively, the auxiliary torque providing portion is provided between the first piston and the second piston, both ends are connected to the first piston and the second piston, respectively It is characterized in that it comprises a second elastic member that is compressed when the refrigerant is compressed, and is restored when the refrigerant is sucked.
또한, 상기 커넥팅 로드는 상기 피스톤부에 연결되는 제1연결부와, 상기 크랭크샤프트의 편심부에 연결되는 제2연결부를 포함하여 구성되며, 상기 보조 토크 제공부는 상기 커넥팅 로드를 이루는 제1연결부 및 제2연결부 사이에 위치되고, 양단이 상기 제1연결부 및 제2연결부에 각각 연결되는 적어도 하나 이상의 제3탄성부재가 포함됨을 그 특징으로 한다.The connecting rod may include a first connection part connected to the piston part and a second connection part connected to an eccentric part of the crankshaft, and the auxiliary torque providing part may include a first connection part and a first connection part constituting the connecting rod. It is characterized in that it comprises at least one third elastic member positioned between the two connecting portions, both ends are respectively connected to the first connecting portion and the second connecting portion.
또한, 상기 커넥팅 로드는 상기 피스톤부에 연결되는 제1연결부와, 상기 크랭크샤프트의 편심부에 연결되는 제2연결부를 포함하여 구성되며, 상기 보조 토크 제공부는 상기 커넥팅 로드를 이루는 제1연결부 및 제2연결부 사이에 위치되고, 양단이 상기 제1연결부 및 제2연결부에 각각 연결된 상태로 외부 둘레면을 이루는 제4탄성부재 및 상기 제4탄성부재의 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 제5탄성부재가 포함됨을 그 특징으로 한다.The connecting rod may include a first connection part connected to the piston part and a second connection part connected to an eccentric part of the crankshaft, and the auxiliary torque providing part may include a first connection part and a first connection part constituting the connecting rod. Located between the second connection portion, the fourth elastic member and the at least one fifth elastic member provided in the interior of the fourth elastic member forming an outer circumferential surface with both ends connected to the first connecting portion and the second connecting portion, respectively It is characterized by being included.
본 발명의 특징 및 장점들은 뒤따르는 본 발명의 각 실시예에 따른 상세한 설명과 함께 다음의 첨부된 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:The features and advantages of the present invention may be better understood with reference to the following accompanying drawings in conjunction with the following detailed description of each embodiment of the present invention, of which:
도 1 은 일반적인 압축기의 내부 구조를 나타낸 단면도;1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a typical compressor;
도 2 는 종래 압축기를 구성하는 실린더 블록과, 피스톤과, 커넥팅 로드 및 크랭크샤프트 간의 연결 구조를 간략히 나타낸 구성도;2 is a configuration diagram schematically showing a connection structure between a cylinder block constituting a conventional compressor, a piston, and a connecting rod and a crankshaft;
도 3a 내지 도 3c 은 본 발명 제1실시예의 구조에 따른 동작 과정을 간략히 나타낸 구성도;3A to 3C are schematic diagrams showing an operation process according to the structure of the first embodiment of the present invention;
도 4 는 본 발명 제1실시예의 제1탄성부재에 대한 다른 예의 적용상태를 간략히 나타낸 구성도;4 is a configuration diagram schematically showing an application state of another example to the first elastic member of the first embodiment of the present invention;
도 5a 내지 도 5c 는 본 발명 제2실시예의 구조에 따른 동작 과정을 간략히 나타낸 구성도;5A to 5C are schematic diagrams showing an operation process according to the structure of the second embodiment of the present invention;
도 6a 내지 도 6c 는 본 발명 제3실시예의 구조에 따른 동작 과정을 간략히 나타낸 구성도;6A to 6C are schematic diagrams showing an operation process according to the structure of the third embodiment of the present invention;
도 7a 내지 도 7c 는 본 발명 제4실시예의 구조에 따른 동작 과정을 간략히 나타낸 구성도;7A to 7C are schematic diagrams illustrating an operation process according to the structure of the fourth embodiment of the present invention;
도 8a 내지 도 8c 는 본 발명 제5실시예의 구조에 따른 동작 과정을 간략히 나타낸 구성도; 그리고,8A to 8C are schematic diagrams showing an operation process according to the structure of the fifth embodiment of the present invention; And,
도 9a 내지 도 9c 는 본 발명 제6실시예의 구조에 따른 동작 과정을 간략히 나타낸 구성도:이다.9A to 9C are schematic diagrams illustrating an operation process according to the structure of the sixth embodiment of the present invention.
발명의 실시를 위한 최선의 형태 또는 발명의 실시를 위한 형태BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 각 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that the above object can be specifically realized as follows.
먼저, 본 발명의 각 실시예에 따른 압축기는 실린더 블록(350)과, 피스톤(340)과, 크랭크샤프트(310)와, 커넥팅 로드(330) 그리고, 보조 토크 제공부를 포함하여 구성된다.First, the compressor according to each embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 실린더 블록(350)은 냉매의 압축과, 배기 및 흡입이 이루어진다.Here, the
그리고, 상기 피스톤부(340)는 상기 실린더 블록(350) 내부를 왕복 이동하면서 냉매를 압축하거나 흡입한다.In addition, the
그리고, 상기 크랭크샤프트(310)는 스테이터(21)와 로터(22)를 포함하는 전동부(20)로부터 토크를 제공받아 회전되고, 그 끝단에는 편심부(320)가 구비된다.The
이 때, 상기 편심부(320)는 상기 크랭크샤프트(310)의 축방향과는 편심된 위 치에 구비되어 상기 크랭크샤프트(310)의 회전 중심과는 편심되어 회전된다.At this time, the
그리고, 상기 커넥팅 로드(330)는 일단이 상기 피스톤부(340)에 좌우 회전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 편심부(320)에 좌우 회전 가능하게 연결된다.In addition, one end of the connecting
이 때, 상기 커넥팅 로드(330)의 양단은 그 내부가 개구된 관의 형상을 이루며, 피스톤부(340)에 형성된 장착축(341) 및 상기 편심부(320)가 각각 삽입 장착된다.At this time, both ends of the connecting
그리고, 상기 보조 토크 제공부는 냉매의 압축시 상기 피스톤부(340)의 이동 속도를 저감시킴과 더불어 냉매의 흡입시에는 상기 피스톤부(340)의 이동 속도를 증가시키도록 구성된다.In addition, the auxiliary torque providing unit is configured to reduce the moving speed of the
하기에서는, 전술한 보조 토크 제공부의 장착 위치 및 형태를 각 실시예별로 보다 상세히 설명한다.In the following, the mounting position and shape of the above-described auxiliary torque providing unit will be described in more detail for each embodiment.
먼저, 제1실시예는 도시한 도 3a 내지 도 3c와 같이 상기 보조 토크 제공부가 상기 피스톤부(340)의 이동 방향을 따라 압축 및 복원이 이루어지도록 위치됨이 제시된다.First, as shown in FIGS. 3A to 3C, the first embodiment is provided such that the auxiliary torque providing unit is positioned to be compressed and restored along the moving direction of the
이를 위해 상기 보조 토크 제공부는 일단이 유동되지 않은 압축기 내부의 어느 한 부분에 고정되고, 타단은 상기 편심부(320)에 접촉된 상태로 냉매의 압축시 피스톤부(340)의 이동 방향을 따라 인장 혹은, 압축되면서 토크 저장 정도가 증가되는 제1탄성부재(410)가 포함된다.To this end, the auxiliary torque providing unit is fixed to any part of the inside of the compressor that does not flow, and the other end is tensioned along the moving direction of the
즉, 상기 제1탄성부재(410)는 냉매의 압축시 피스톤부(340)의 이동 방향과는 반대 방향으로 상기 편심부(320)에 복원력을 제공하도록 구성되며, 특히 상기 피스 톤부(340)가 상사점에 도달될 경우 최대한 인장된 상태를 이루도록 상기 편심부(320)의 외주면에 접촉된 판 스프링으로 이루어진다.That is, the first
물론, 상기 제1탄성부재(410)는 도시한 도 4와 같이 상기 편심부(320)의 외주면에 접촉된 코일형 압축 스프링으로 구성되어 냉매의 압축시 피스톤부(340)의 이동 방향과는 반대 방향으로 상기 편심부(320)에 복원력을 제공함으로써 상기 피스톤부(340)가 상사점에 도달될 경우 최대한 압축된 상태를 이루도록 할 수도 있다.Of course, the first
이하, 상기 제1실시예의 구성에 의한 압축기의 동작 과정을 도시한 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the compressor according to the first embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 3A to 3C.
우선, 압축기의 동작을 위한 전원이 인가되면 로터(22)의 회전에 의해 크랭크샤프트(310)가 회전된다.First, when power for operating the compressor is applied, the
이 때, 상기 크랭크샤프트(310)의 끝단에 구비된 편심부(320)는 상기 크랭크샤프트(310)의 축 중심으로부터 임의 거리만큼 편심 회전되면서 커넥팅 로드(3300를 직선 왕복 운동 시킨다.At this time, the
따라서, 피스톤부(340)는 실린더 블록(350) 내에서 왕복 이동하면서 상기 실린더 블록(350) 내부로 냉매를 흡입하고 압축하며, 배기하는 일련의 과정을 반복한다.Accordingly, the
상기의 과정에서, 흡입된 냉매의 압축을 위해 도시한 도 3a와 같이 피스톤부(340)가 최 하부에 위치된 상태에서 점차 상향 이동될 경우 즉, 크랭크샤프트(310)의 회전에 의해 편심부(320)가 점차 상측을 향하여 회동된다면 상기 편심부(320)의 상면에 접촉된 제1탄성부재(410)는 고정된 일단을 기준으로 그 타단이 점차 상측으로 들려지면서 토크가 저장된다.In the above process, as shown in FIG. 3A for the compression of the sucked refrigerant, when the
이 때, 상기 편심부(320)는 비록 크랭크샤프트(310)의 회전에 의해 편심 회전 되지만 그 상면에서 복원력을 제공하는 상기 제1탄성부재(410)에 의해 상사점을 향하여 위치될수록 상향 이동되는 회전속도가 느려지게 된다.At this time, although the
따라서, 압축시의 냉매 압축 속도가 저감되기 때문에 과압축 손실이 미연에 방지될 수 있다. 이는, 과압축 손실이 피스톤의 상승 속도 제곱(상승속도2)에 비례하기 때문이다.Therefore, overcompression loss can be prevented because the compression rate of refrigerant during compression is reduced. This is because the overcompression loss is proportional to the rise speed square of the piston (rising speed 2 ).
그리고, 전술한 과정에 의해 도시한 도 3b와 같이 피스톤부(340)가 상사점에 위치된다면 상기 제1탄성부재(410)에 저장되는 토크의 힘은 최대가 된다.If the
상기의 상태에서 압축된 냉매가스의 폭발이 이루어져 상기 냉매가스가 배기됨과 더불어 계속적인 크랭크샤프트(310)의 회전 및 편심부(320)의 회전에 의해 커넥팅 로드(330)와 연결된 피스톤부(340)가 도시한 도 3c와 같이 하향 이동된다면 상기 제1탄성부재(410)는 복원력에 의해 복원되면서 저장된 기 토크를 이용하여 상기 편심부(320)의 더욱 빠른 회전이 이루어지도록 동작된다.The
따라서, 재팽창이 이루어지는 과정에서 피스톤부(340)는 보다 빠른 속도로 하향 이동되기 때문에 보다 원활한 냉매의 흡입이 이루어지게 된다.Therefore, in the process of re-expansion, the
한편, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2실시예에 따른 구성이 도시되고 있다.On the other hand, Figures 5a to 5c is shown a configuration according to a second embodiment of the present invention.
즉, 본 발명의 제2실시예는 보조 토크 제공부가 피스톤부(340)의 내부에 장착됨이 제시된다.That is, in the second embodiment of the present invention, it is suggested that the auxiliary torque providing unit is mounted inside the
이를 위해, 상기 피스톤부(340)는 제1피스톤(341)과 제2피스톤(342)으로 각각 분리되고, 상기 보조 토크 제공부는 상기 분리된 각 피스톤(341,342)의 내부에 양단이 연결된 상태로 구비된다.To this end, the
이 때, 상기 보조 토크 제공부는 냉매의 압축시 압축되며, 냉매의 흡입시에는 복원되는 제2탄성부재(420)를 포함하고, 상기 제2탄성부재(420)는 코일스프링이나 혹은, 판스프링 중 어느 하나로 이루어진다.At this time, the auxiliary torque providing unit is compressed when the refrigerant is compressed, the second
특히, 제2실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 제2탄성부재(420)가 저부로 갈수록 즉, 커넥팅 로드(330)와 연결된 측으로 갈수록 점차 직경이 커지는 원추형의 코일스프링으로 이루어짐을 제시한다.In particular, the second embodiment suggests that the second
물론, 상기 피스톤부(340)는 전술한 바와 같이 두 개의 피스톤(341,342) 조각으로만 분리되는 것이 아니라 셋 이상의 다수 조각으로 분리되도록 구성될 수도 있다.Of course, the
이의 경우, 상기 제2탄성부재(420)는 상기 분리된 각 조각의 피스톤 사이 사이에 각각 구비된다.In this case, the second
또한, 상기에서 도면상 가장 하부에 위치되는 제2피스톤(342)에 커넥팅 로드(330)가 연결되며, 제1피스톤(341)은 상기 제2탄성부재(420)에 의해 상기 제2피스톤(342)을 따라 이동된다.In addition, the connecting
이 때, 상기 제2탄성부재(420)와 각 피스톤(341,342) 간의 연결은 볼트, 스 크류, 용접, 리벳 등의 체결부재(421)에 의해 이루어지거나 혹은, 상기 각 피스톤(341,342)의 대향되는 면에 걸림 돌기(도시는 생략함)를 형성하여 상기 제2탄성부재(420)의 끝단이 걸리도록 함으로써 연결될 수도 있다.At this time, the connection between the second
이하, 상기 제2실시예의 구성에 의한 압축기의 동작 과정을 도시한 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the compressor according to the configuration of the second embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 5A to 5C.
우선, 압축기의 동작을 위한 전원이 인가되면 로터(22)의 회전에 의해 크랭크샤프트(310)가 회전된다.First, when power for operating the compressor is applied, the
이 때, 상기 크랭크샤프트(310)의 끝단에 구비된 편심부(320)는 상기 크랭크샤프트(310)의 축 중심으로부터 임의 거리만큼 편심 회전되면서 커넥팅 로드(330)를 직선 왕복 운동 시킨다.At this time, the
따라서, 피스톤부(340)는 실린더 블록(350) 내에서 왕복 이동하면서 상기 실린더 블록(350) 내부로 냉매를 흡입하고 압축하며, 배기하는 일련의 과정을 반복한다.Accordingly, the
상기의 과정에서, 흡입된 냉매의 압축을 위해 도시한 도 5a와 같이 피스톤부(340)가 최 하부에 위치된 상태에서 점차 상향 이동된다면 각 피스톤(341,342) 내부에 구비된 제2탄성부재(420)는 점차적으로 압축되면서 소정량의 토크가 저장된다.In the above process, as shown in FIG. 5A to compress the sucked refrigerant, the second
이 때, 상기 편심부(320)는 비록 크랭크샤프트(310)의 회전에 의해 편심 회전 되지만 그 상면에서 복원력을 제공하는 상기 제2탄성부재(420)에 의해 상사점을 향하여 위치될수록 상향 이동되는 회전속도가 느려진다.At this time, although the
즉, 상기 제2탄성부재(420)가 완전히 압축되어 상기 제1피스톤(341)으로 전달된 힘이 완전히 제2피스톤(342)으로 전달되기 전까지는 상기 제2피스톤(342)의 상승하는 속도에 비해 상기 제1피스톤(341)의 상승 속도가 느려지게 되는 것이다.That is, until the second
따라서, 압축시의 냉매 압축 속도가 저감되기 때문에 과압축 손실이 미연에 방지될 수 있다.Therefore, overcompression loss can be prevented because the compression rate of refrigerant during compression is reduced.
그리고, 전술한 과정에 의해 도시한 도 5b와 같이 피스톤부(340)가 상사점에 위치된다면 상기 제2탄성부재(420)에 저장되는 토크의 힘은 최대가 된다.If the
상기의 상태에서 압축된 냉매가스의 폭발이 이루어져 상기 냉매가스가 배기됨과 더불어 계속적인 크랭크샤프트(310)의 회전 및 편심부(320)의 회전에 의해 커넥팅 로드(330)와 연결된 피스톤부(340)가 도시한 도 5c와 같이 하향 이동된다면 상기 제2탄성부재(420)는 복원력에 의해 복원되면서 기 저장된 토크를 이용하여 상기 제2피스톤(342)은 하부로 밀기 때문에 편심부(320)의 더욱 빠른 회전이 이루어진다.The
따라서, 재팽창이 이루어지는 과정에서 피스톤부(340)는 보다 빠른 속도로 하향 이동되기 때문에 보다 원활한 냉매의 흡입이 이루어지게 된다.Therefore, in the process of re-expansion, the
한편, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제3실시예에 따른 구성이 도시되고 있다.6A to 6C illustrate a configuration according to the third embodiment of the present invention.
즉, 본 발명의 제3실시예는 보조 토크 제공부가 커넥팅 로드(330)에 제공됨이 제시된다.That is, in the third embodiment of the present invention, the auxiliary torque providing unit is provided to the connecting
이를 위해, 상기 커넥팅 로드(330)는 제1연결부(331)와 제2연결부(332)로 각 각 분리되고, 상기 보조 토크 제공부는 상기 분리된 제1연결부(331) 및 제2연결부(332) 사이에 구비된다.To this end, the connecting
여기서, 상기 제1연결부(331)는 피스톤부(340)에 연결되고, 상기 제2연결부(332)는 편심부(320)에 연결된다.Here, the
또한, 상기 보조 토크 제공부는 양단이 상기 제1연결부(331) 및 제2연결부(332)의 서로 대향되는 면에 각각 연결되는 적어도 하나 이상의 제3탄성부재(430)를 포함한다.In addition, the auxiliary torque providing unit includes at least one or more third
상기 제3탄성부재(430)는 판스프링으로 이루어지며, 상기 제3탄성부재(430)와 상기 각 연결부(331,332)간은 볼트, 스크류, 리벳, 용접 결합 중 적어도 어느 하나의 결합 방식에 의해 연결된다.The third
즉, 본 발명의 제3실시예는 도시한 도 6a와 같이 냉매의 압축시에는 커넥팅 로드(330)가 상기 제3탄성부재(430)에 의해 휘어지기 때문에 비교적 피스톤부(340)의 상승 속도가 저감되어 과압축에 따른 손실이 방지된다.That is, in the third embodiment of the present invention, as the connecting
즉, 상기 제3탄성부재(430)의 휘어지는 양만큼 상기 피스톤부(340)의 상승 속도가 느려지게 되는 것이다.That is, ascending speed of the
그리고, 도시한 도 6b와 같이 상사점 위치에서는 상기 제3탄성부재(430)가 완전히 복원된 상태이다.In addition, as shown in FIG. 6B, the third
이후, 도시한 도 6c와 같이 재팽창시에는 상기 제3탄성부재(430)가 전술한 압축시와 동일하게 일정 부분 휘어져 상기 피스톤부(340)가 상사점 근처에서 유지하도록 하다가 편심부(320)가 일정 각도 이상 편심회전된다면 상기 휘어져 있던 제 3탄성부재(430)는 상기 피스톤부(340)를 보다 빠르게 하강시키도록 복원되기 때문에 냉매의 흡입이 용이하게 이루어질 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 6C, when the third
이 때, 상기 냉매의 압축 및 재팽창시 피스톤부(340)의 상승 및 하강에 따른 속도는 상기 제3탄성부재(430)의 스프링 계수로 조절될 수 있다.At this time, during the compression and re-expansion of the refrigerant, the speed according to the rise and fall of the
또한, 압축시 커넥팅 로드(330)의 측편 방향(X측 방향)으로 가해지는 분력이 감소되기 때문에 피스톤부(340)의 외측면과 실린더 블록(350)의 내측면간 마찰력이 감소된다는 장점도 얻을 수 있게 된다.In addition, since the force applied to the side piece direction (X side direction) of the connecting
한편, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제4실시예에 따른 구성이 도시되고 있다.On the other hand, Figure 7a to Figure 7c is a configuration according to a fourth embodiment of the present invention.
즉, 본 발명의 제4실시예는 전술한 본 발명의 제3실시예의 보조 토크 제공부를 이루는 제3탄성부재가 코일스프링(431)으로 이루어짐을 제시한다.That is, the fourth embodiment of the present invention suggests that the third elastic member constituting the auxiliary torque providing unit of the third embodiment of the present invention is formed of the
이 때, 상기 코일스프링(431)은 전체적으로 동일한 직경을 이루는 원통형으로 형성될 수도 있고, 저부로 갈수록 점차 그 직경이 커지는 원추형으로 형성될 수도 있다.At this time, the
또한, 상기 제3탄성부재가 코일스프링(431)으로 이루어질 경우 상기 코일스프링(431)과 상기 각 연결부(331,332)간은 상기 각 연결부(331,332)의 외주면에 그 길이 방향을 따라 돌출부(331a,332a)를 형성하고, 상기 코일스프링(431)의 양 끝단을 상기 돌출부(331a,332a)에 걸리도록 함으로써 연결된다.In addition, when the third elastic member is formed of a
상기의 연결 구조는 코일스프링(431)의 휨에 따른 탈거가 최대한 방지될 수 있도록 한 것이다.The above connection structure is intended to prevent the removal of the
특히, 상기 돌출부(331a,332a)는 나사산의 형상을 이루도록 형성될 수도 있고, 적어도 둘 이상의 돌기로 형성될 수도 있다.In particular, the
이 때, 상기 적어도 둘 이상의 돌기 형상은 도시된 바와 같이 연결부위로부터 외곽측으로 갈수록 외향 경사지게 형성됨으로써 상기 각 돌기 사이에 상기 코일스프링(431)의 결합은 원활히 이루어지되, 그 탈거는 방지될 수 있다.At this time, the at least two protrusions are formed to be inclined outward from the connecting portion toward the outer side as shown, so that the coupling between the coil springs 431 may be smoothly performed, but the detachment may be prevented.
물론, 상기 커넥팅 로드(330)의 각 연결부(331,332)와 상기 코일스프링(431) 간의 연결은 볼트, 나사, 리벳, 용접 등에 의해 이루어질 수도 있다.Of course, the connection between the connecting
따라서, 도시한 도 7a와 같이 냉매의 압축시에는 상기 코일스프링(431)이 일정부분 휘어지기 때문에 상기 피스톤부(340)의 상승 속도가 비교적 저감되어 과압축에 따른 손실이 방지되고, 도시한 도 7b와 같이 상사점 위치에서는 상기 코일스프링(431)의 휨이 발생되지 않는다.Therefore, as shown in FIG. 7A, when the refrigerant is compressed, the
이후, 도시한 도 7c와 같이 재팽창시에는 상기 코일스프링(431)이 피스톤부(340)를 빠르게 하강시키도록 복원되기 때문에 냉매의 흡입이 용이하게 이루어질 수 있다.Subsequently, upon re-expansion as shown in FIG. 7C, the
한편, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제5실시예에 따른 구성이 도시되고 있다.8A to 8C illustrate a configuration according to the fifth embodiment of the present invention.
즉, 본 발명의 제5실시예는 전술한 본 발명의 제3실시예의 보조 토크 제공부가 금속 재질 이외의 유연(flexible)한 재질로 이루어진 봉이나 바(bar) 혹은, 판으로 이루어짐을 제시한다.That is, the fifth embodiment of the present invention suggests that the auxiliary torque providing unit of the third embodiment of the present invention is formed of a bar, a bar, or a plate made of a flexible material other than a metal material.
이 때, 상기 유연한 재질의 보조 토크 제공부(440)와 상기 각 연결부 (331,332)간 역시 볼트, 스크류, 리벳 등의 체결부재(421)를 이용한 결합 혹은, 용접 결합 중 적어도 어느 하나의 결합 방식에 의해 연결된다.At this time, the coupling between the auxiliary
전술한 본 발명의 제5실시예에 따른 구성은 전술한 본 발명의 제3실시예에 따른 구성과 동일하게 도시한 도 8a와 같이 냉매의 압축시에는 상기 유연한 재질의 보조 토크 제공부(440)가 휘어지기 때문에 피스톤부(340)의 상승 속도가 느려져 과압축에 따른 손실이 방지된다.The configuration according to the fifth embodiment of the present invention described above is the same as the configuration according to the third embodiment of the present invention as shown in Figure 8a when the refrigerant is compressed auxiliary
계속해서, 도시한 도 8b와 같이 상사점 위치에서는 상기 유연한 재질의 보조 토크 제공부(440)가 곧게 펴진 상태임과 더불어 도시한 도 8c와 같이 재팽창시에는 상기 유연한 재질의 보조 토크 제공부(440)는 피스톤부(340)를 빠르게 하강시키도록 휘어지기 때문에 냉매의 흡입이 용이하게 이루어질 수 있다.Subsequently, in the top dead center position as shown in FIG. 8B, the auxiliary
한편, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제6실시예에 따른 구성이 도시되고 있다.9A to 9C illustrate a structure according to the sixth embodiment of the present invention.
즉, 본 발명의 제6실시예는 보조 토크 제공부가 커넥팅 로드(330)에 제공되되, 제4탄성부재(450) 및 제5탄성부재(460)를 동시에 포함되어 구성됨이 제시된다.That is, in the sixth embodiment of the present invention, the auxiliary torque providing unit is provided to the connecting
이 때, 상기 커넥팅 로드(330)는 전술한 제3실시예와 같이 제1연결부(331)와 제2연결부(332)로 각각 분리된다.At this time, the connecting
이와 함께, 상기 제4탄성부재(450)는 양단이 상기 제1연결부(331) 및 제2연결부(332)에 각각 연결된 상태로 외부 둘레면을 형성하며, 상기 제5탄성부재(460)는 상기 제4탄성부재(450)의 내부에 구비된다.In addition, the fourth
여기서, 상기 제1연결부(331) 및 제2연결부(332)의 상호 대향되는 면에는 수 용되는 입구에 비해 내부 공간이 크게 형성된 제1수용부(331b) 및 제2수용부(332b)가 각각 형성되고, 상기 제5탄성부재(460)의 양단에는 상기 제1수용부(331b) 및 제2수용부(332b) 내에 각각 수용되어 탈거가 방지되도록 걸림부(461)가 각각 외향 돌출 형성되어 이루어진다.Here, the first
상기 각 수용부(331b,332b)의 내부 공간 크기는 상기 각 걸림부(461)의 직경에 비해 임의의 간격만큼 크게 형성된다. 이 때, 상기 임의의 간격은 냉매의 압축시 상기 제4탄성부재(450)의 휨에 따른 벤딩 모멘트의 길이를 제한해 줄 수 있도록 하며, 재팽창 및 흡입시 상기 제4탄성부재(450)의 인장에 의해 변형되는 길이변화를 제한하는 역할을 수행한다.The inner space sizes of the
상기와 같은 구조에 있어서, 제4탄성부재(450)는 코일스프링으로 구성되고, 제5탄성부재(460)는 유연한 재질의 봉이나 바, 금속재질의 판스프링이나 코일스프링 중 어느 하나로 구성된다.In the above structure, the fourth
또한, 상기 제4탄성부재(450)가 코일스프링으로 이루어질 경우 상기 제1수용부(331b) 및 제2수용부(332b)의 끝단에는 상기 코일스프링의 장착을 위한 장착턱(331c,332c)이 요입 형성된다.In addition, when the fourth
물론, 전술한 제4실시예와 같이 상기 각 수용부(331b,332b)의 끝단에 나사산이나 다수의 돌기를 형성하여 상기 코일스프링과의 안정적인 장착이 이루어질 수 있도록 하거나 볼트, 나사, 리벳, 용접 등에 의한 안정적인 장착이 이루어질 수 있도록 할 수도 있으나, 상기 제6실시예에서는 제5탄성부재(460)에 의해 각 연결부(331,332) 간의 간격이 항상 일정하게 유지되기 때문에 상기 제4탄성부재(450)를 상기 장착턱(331c,332c)에 끼워넣기만 하여도 그 탈거가 방지될 수 있다.Of course, as in the above-described fourth embodiment, a thread or a plurality of protrusions are formed at the ends of the respective receiving
따라서, 도시한 도 9a와 같이 냉매의 압축시 피스톤부(340)를 밀어올리는 힘은 제4탄성부재(450)로 제공되면서 상기 제4탄성부재(450)의 휨이 이루어짐과 더불어 계속해서 제5탄성부재(460)의 휨이 이루어지고, 상대적으로 상기 피스톤부(340)의 상승 속도는 임의의 시간(상기 휨이 이루어지는 시간)만큼 지연되기 때문에 과압축에 따른 손실이 방지된다.Accordingly, as shown in FIG. 9A, the force pushing up the
또한, 도시한 도 9b와 같이 상사점 위치에서는 상기 커넥팅 로드(330)의 휨이 발생되지 않음과 더불어 도시한 도 9c와 같이 재팽창시에는 상기 제4탄성부재(450) 및 제5탄성부재(460)가 점차적으로 휘면서 피스톤부(340)를 빠르게 하강시키는 힘을 제공하도록 적용되기 때문에 냉매의 흡입이 보다 용이하게 이루어진다.In addition, the bending of the connecting
이외에도 본 발명이 그 취지와 범주에서 벗어남 없이 많은 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술된 상세한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위내에서 변경될 수도 있다.In addition, the fact that the present invention can be embodied in many other specific forms without departing from the spirit and scope is apparent to those skilled in the art. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and thus, the invention is not limited to the above detailed description, but may vary within the scope of the appended claims and their equivalents.
본 발명의 각 실시예에 따른 압축기의 구조는 보조 토크 제공부로 인해 냉매를 압축하는 과정에서 상기 냉매의 압축 속도를 저감하게 된다.In the structure of the compressor according to each embodiment of the present invention, the compression speed of the refrigerant is reduced in the process of compressing the refrigerant due to the auxiliary torque providing unit.
따라서, 냉매의 과압축에 따른 손실을 최대한 저감할 수 있게 된다.Therefore, the loss due to overcompression of the refrigerant can be reduced as much as possible.
또한, 본 발명의 각 실시예에 따른 보조 토크 제공부로 인해 상사점의 위치 에서 시간적 지연이 이루어진다.In addition, due to the auxiliary torque providing unit according to each embodiment of the present invention is made a time delay at the position of the top dead center.
따라서, 전동부로부터 발생되는 토크의 저감을 얻을 수 있게 된다.Therefore, the torque generated from the transmission portion can be reduced.
또한, 본 발명의 각 실시예에 따른 보조 토크 제공부로 인해 냉매의 재팽창시 피스톤부를 빠른 속도로 하강시키게 된다.In addition, the auxiliary torque providing unit according to each embodiment of the present invention to lower the piston at a high speed when the expansion of the refrigerant.
따라서, 냉매의 흡입이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.Therefore, suction of the refrigerant can be made more easily.
또한, 본 발명의 제3실시예 내지 제6실시예의 구조에 따른 보조 토크 제공부로 인해 냉매의 압축시 피스톤부의 측편으로 가해지는 힘의 X축 방향 분력이 저감되어 상기 피스톤부의 마찰력을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, the auxiliary torque providing unit according to the structure of the third to sixth embodiments of the present invention can reduce the frictional force in the X-axis direction of the force applied to the side of the piston portion when the refrigerant is compressed to reduce the frictional force of the piston portion do.
따라서, 상기 피스톤부 혹은, 실린더 블록 내면의 마모 저감을 이룰 수 있게 된다.Therefore, wear reduction of the piston portion or the inner surface of the cylinder block can be achieved.
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