KR100813585B1 - Oil pump for a reciprocating hermetic compressor - Google Patents
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Abstract
자유 단부(12)가 오일에 잠겨 있고, 반대측 단부(13)가 압축기에 결합되어 있으며, 축방향 왕복 운동하도록 압축기에 의해 구동되는 펌프 본체(11)를 포함하는 밀폐형 왕복 압축기용 오일 펌프로서, 상기 펌프 본체(11)는 그의 자유 단부(12)에 밸브 시트(15)를 구비하고 있고, 또한 밀봉 수단(20)을 수용하고 있으며, 이 밀봉 수단(20)는 밸브 시트(15) 상에 착좌되는 폐쇄 위치와, 밸브 시트(15)로부터 떨어지는 개방 위치 사이에서 변위되고, 상기 개방 위치와 폐쇄 위치는 펌프 본체(11)가 그 안의 밀봉 수단(20)에 대하여 접근하고 멀어지는 변위의 결과로 얻어지는 밀폐형 왕복 압축기용 오일 펌프.An oil pump for a hermetic reciprocating compressor comprising a pump body (11) driven by a compressor such that the free end (12) is submerged in oil, the opposite end (13) is coupled to the compressor, and is axially reciprocated. The pump body 11 has a valve seat 15 at its free end 12 and also houses a sealing means 20, which sealing means 20 is seated on the valve seat 15. A closed reciprocating displacement between the closed position and the open position away from the valve seat 15, the open position and the closed position resulting in displacement of the pump body 11 approaching and away from the sealing means 20 therein. Compressor oil pump.
오일 펌프, 펌프 본체, 밀봉 수단, 밸브 시트, 윤활유 유도 튜브, 반경 방향 돌출부, 스프링 부재Oil pump, pump body, sealing means, valve seat, lubricating oil induction tube, radial projection, spring member
Description
본 발명은 냉장고, 냉동고, 냉수기 등과 같은 소형 냉각 기기에서 사용되는 타입의 밀폐형 왕복 압축기용 오일 펌프에 관한 것이고, 특히 통상의 왕복 압축기 또는 선형 모터에 의해 구동되는 타입의 압축기에 적용되는 오일 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to oil pumps for hermetic reciprocating compressors of the type used in small refrigeration appliances such as refrigerators, freezers, chillers and the like, and particularly to oil pumps applied to compressors of the type driven by conventional reciprocating compressors or linear motors. It is about.
공업용 및 가정용 냉각 기기를 위한 밀폐형 압축기에서는, 기기의 정확한 작동에 중요한 인자는 서로에 대하여 상대적으로 운동하는 구성 부품들의 적절한 윤활이다. 이러한 윤활을 얻는데 있어서의 난점(難點)은 상대적으로 운동하는 상기 부품들을 윤활하기 위해 오일을 상방으로 유동시켜야 한다는 것과 관련되어 있다. 이러한 윤활을 얻기 위한 공지의 해결책들 중에는, 원심력 및 기계적 항력(抗力)의 원리를 사용하는 것이 있다.In hermetic compressors for industrial and domestic refrigeration appliances, an important factor in the correct operation of the appliance is the proper lubrication of the components moving relative to one another. The difficulty in obtaining this lubrication involves the fact that the oil must flow upward to lubricate the relatively moving parts. Among the known solutions for obtaining such lubrication are the use of the principles of centrifugal force and mechanical drag.
이들 해결책 중, 리니어 압축기와 왕복 압축기 모두에서 사용되는 한가지 해결책에서는, 오일을 피스톤/실린더 조립체에 공급하기 위해, 압축기의 흡입측에서 기체 흐름을 만드는 것이 필요하고, 이 기체 흐름이 오일 섬프(sump)에 대한 작은 압력차를 발생시키고, 상기 오일을 모세관을 통해 흡인하고, 이것을 압축기에 의해 흡인된 기체와 혼합하고, 그 혼합물을 흡입 밸브에 의해 실린더 내부에 넣어, 그 오일에 의해 피스톤과 실린더 사이의 접촉 부분을 윤활한다. 어떤 상황에서 압축기에 의해 흡인되는 낮은 기체 흐름에 따라, 이 구조는 항상 효율적인 것은 아니다.In one of these solutions, which is used in both linear compressors and reciprocating compressors, in order to supply oil to the piston / cylinder assembly, it is necessary to create a gas flow on the suction side of the compressor, which is an oil sump. Generate a small pressure differential over the oil, suck the oil through the capillary and mix it with the gas sucked by the compressor, and put the mixture inside the cylinder by the suction valve, Lubricate the contacts. Depending on the low gas flow drawn by the compressor in some situations, this structure is not always efficient.
다른 공지의 구조(WO97/01033)에서는, 피스톤의 압축력과 흡입력을 사용하여 윤활유를 오일 섬프로부터 모세관을 통해 실린더 둘레에 형성된 상부 저장조로 이동시키고, 이 저장조는 실린더의 벽에 형성된 다수의 오리피스에 의해 실린더의 내측에 연결되어 있고, 피스톤이 흡입 운동을 행할 때 오일을 피스톤과 실린더 사이의 틈새로 도입하고, 피스톤이 반대 운동을 행할 때는 상기 오일을 배출하도록 작용한다. 오일은 압축기의 밸브판에 형성된 다수의 채널 내로 배출되어, 흡입 흐름을 더욱 증가시키고, 상기 오일이 실린더에 재진입하는 것을 가능하게 한다.In another known structure (WO97 / 01033), the compression and suction forces of the piston are used to transfer lubricant from an oil sump to an upper reservoir formed around a cylinder through a capillary, which is driven by a number of orifices formed in the wall of the cylinder. It is connected to the inside of the cylinder, and acts to introduce oil into the gap between the piston and the cylinder when the piston performs the suction movement and to discharge the oil when the piston performs the opposite movement. The oil is discharged into a plurality of channels formed in the valve plate of the compressor, further increasing the suction flow and allowing the oil to re-enter the cylinder.
다른 공지의 해결책(WO97/01032)은, 실린더의 외측에 형성된 공동(空洞)의 내측에서 왕복 운동하는 공진 질량체를 사용하고, 이 공진 질량체는 한쪽 방향으로 운동하면서 오일 섬프로부터 오일을 흡인하고, 상기 오일은 튜브를 통과하고, 또한 오일이 상기 공동 내로 들어가는 것만을 가능하게 하는 일방향 밸브를 통과한다. 상기 공동은 실린더의 벽에 형성된 다수의 오리피스에 의해 실린더의 내측에 연결되어 있다. 상기 공동 내의 오일은 공진 질량체가 다른 방향으로 이동할 때 방출되고, 오일이 상기 공동을 떠나는 것만을 가능하게 하는 일방향 밸브를 통과한다. 이 해결책은 기능적이지만, 제작하는 것이 어렵고, 그의 구조는 다수의 구성 부품을 가진다.Another known solution (WO97 / 01032) uses a resonant mass that reciprocates inside a cavity formed outside the cylinder, which retracts oil from the oil sump while moving in one direction, and The oil passes through the tube and also through a one-way valve that only allows oil to enter the cavity. The cavity is connected to the inside of the cylinder by a plurality of orifices formed in the wall of the cylinder. The oil in the cavity is released as the resonant mass moves in the other direction and passes through a one-way valve that only allows oil to leave the cavity. This solution is functional but difficult to fabricate, and its structure has a large number of components.
따라서, 본 발명의 목적은, 공지된 종래 기술의 해결책들이 나타내는 난점이 없이 그리고 그러한 해결책들의 저효율성 없이, 상대 운동하는 압축기 부품들의 적절한 윤활을 행하는 것을 가능하게 하는, 저비용이고 제조가 용이한 밀폐형 왕복 압축기용 오일 펌프를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is a low cost and easy to manufacture hermetic reciprocating which makes it possible to perform proper lubrication of relative moving compressor components, without the difficulties indicated by known prior art solutions and without the low efficiency of such solutions. An oil pump for a compressor is provided.
상기 목적 및 다른 목적은, 내부에 오일 섬프(sump)가 획정되어 있고 , 액츄에이터에 의해 구동되는 피스톤이 내부에서 왕복 운동하는 실린더를 수용하고 있는 쉘(shell)을 포함하는 밀폐형 왕복 압축기용의 오일 펌프로서, 상기 오일 펌프는, 오일 내에 잠겨 있는 자유 단부와, 상대 운동하는 압축기 부품들로 오일을 안내하는 윤활유 유도 튜브에 연결되어 있는 반대측 단부를 가지는 관형 펌프 본체를 포함하고, 상기 펌프 본체는 그의 자유 단부에 밸브 시트(seat)를 구비하고 있고, 또한, 밀봉 수단을 수용하고 있으며, 이 밀봉 수단은 상기 밸브 시트 상에 착좌(着座)되는 폐쇄 위치와, 상기 밸브 시트로부터 떨어지는 개방 위치 사이에서 변위되고, 상기 개방 위치와 폐쇄 위치는 왕복 운동으로 인해 상기 펌프 본체가 그 안의 상기 밀봉 수단에 대하여 접근하고 멀어지는 변위를 행할 때 얻어지는 밀폐형 왕복 압축기용 오일 펌프에 의해 달성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.The above and other objects are oil pumps for hermetic reciprocating compressors comprising a shell in which an oil sump is defined therein and containing a cylinder in which a piston driven by an actuator reciprocates therein. The oil pump comprises a tubular pump body having a free end submerged in oil and an opposite end connected to a lubricating oil induction tube guiding oil to the relative moving compressor parts, the pump body having its free end. A valve seat is provided at the end and also receives a sealing means, which is displaced between a closed position seated on the valve seat and an open position away from the valve seat. The open position and the closed position approach the pump body with respect to the sealing means therein due to the reciprocating motion. When performing a high-away displacement is achieved by means of a hermetic reciprocating a compressor oil pump is obtained.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
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도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라 구성된 오일 펌프를 구비하고, 피스톤의 축선이 수직방향으로 배치된, 선형 모터를 구비한 밀폐형 왕복 압축기의 일부의 개략적인 길이방향 단면도이다.1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a portion of a hermetic reciprocating compressor with a linear motor having an oil pump constructed in accordance with one embodiment of the present invention, with the axis of the piston disposed in a vertical direction.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시형태에 따라 구성되고, 피스톤의 축선이 수평방향으로 배치된, 선형 모터를 구비한 밀폐형 왕복 압축기의 일부의 개략적인 길이방향 단면도이다. FIG. 2 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a portion of a hermetic reciprocating compressor with a linear motor, constructed in accordance with the embodiment of the invention shown in FIG. 1, with the axis of the piston disposed horizontally;
도 3(a), 도 3(b) 및 도 3(c)는 도 1에 도시된 본 발명의 오일 펌프의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.3 (a), 3 (b) and 3 (c) are diagrams schematically showing the operation of the oil pump of the present invention shown in FIG.
도 4(a) 및 도 4(b)는 90°만큼 서로 변위되어 있고 밀폐형 왕복 압축기의 크랭크축의 편심에 부착된 본 발명의 2가지 오일 펌프를 개략적으로 나타내는 도면이다. 4 (a) and 4 (b) are schematic representations of two oil pumps of the present invention displaced from each other by 90 ° and attached to the eccentricity of the crankshaft of the hermetic reciprocating compressor.
도 5(a), 도 5(b) 및 도 5(c)는 수평 위치에 있는 본 발명의 오일 펌프를 위한 다른 구조 형태의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.5 (a), 5 (b) and 5 (c) are diagrams schematically showing the operation of another structural form for the oil pump of the present invention in a horizontal position.
내측에서 피스톤(3)이 왕복 운동하는 실린더(2)를 수용하고 있는 쉘(shell)(1)을 가진 밀폐형 왕복 압축기(예를 들어, 냉각 시스템에 적용되는 타입의)와 관련하여 본 발명을 설명한다. 쉘(1) 내부에는 오일 섬프(sump)(4)가 획정(劃定)되어 있고, 이곳으로부터 압축기 부품들 중 가동(可動) 부품의 윤활유가 오일 펌프(10)에 의해 펌핑된다.The invention is described in the context of a hermetic reciprocating compressor (eg of a type applied to a cooling system) with a
도 1 및 도 2에 도시된 선택적인 구조에서, 밀폐형 왕복 압축기는 선형 모터에 의해 구동되고, 피스톤(3)은 액츄에이터(5)에 의해 구동된다.1 and 2, the hermetic reciprocating compressor is driven by a linear motor and the
후술되는 다른 선택적인 구조(도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된)에서는, 밀폐형 왕복 압축기가 피스톤(3)을 이동시키는 크랭크축(6)에 의해 구동되는 타입으로 되어 있다.In another optional structure (shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b)) described later, the hermetic reciprocating compressor is of a type driven by the
선형 모터를 구비한 밀폐형 왕복 압축기에서, 피스톤(3)의 왕복 운동은 선형 모터에 의해 구동되는 자성(磁性) 부품을 지지하고 있는 액츄에이터(5)에 의해 행해진다. 피스톤(3)은 연결 로드에 의해 공진 스프링(7)에 연결되어 있고, 이 공진 스프링 및 자성 부품과 함께 압축기의 공진 조립체를 형성한다. 압축기의 비(非)공진 조립체는 실린더(2)와, 흡입 및 배출 시스템과, 선형 모터를 포함한다. In the hermetic reciprocating compressor provided with the linear motor, the reciprocating motion of the
본 발명에 따르면, 오일 펌프(10)는 관형 펌프 본체(11)를 포함하고, 이 펌프 본체(11)의 자유 단부(12)는 오일 내에 잠겨 있고, 반대측 단부(13)는 오일 섬프(4)로부터 오일을 안내하는 윤활유 유도 튜브(14)에 연결되어 있다. 상기 오일은 펌프 본체(11)에 의해, 상대 운동하는 압축기 부품들, 특히 실린더(2)의 내벽과 피스톤(3) 사이로 펌핑된다.According to the invention, the
펌프 본체(11)는, 압축기가 그 안의 진동 질량체와 관련되는 공진력의 상호 반작용에 따라, 피스톤(및 그의 전체 부품)의 질량 대 압축기의 질량의 비(比)의 함수인 진동 진폭으로 진동할 때, 압축기의 작동에 의해 야기되는 축방향 왕복 운동으로 구동되도록 압축기에 결합되어 있다.The
펌프 본체(11)는 그의 자유 단부(12)에 밸브 시트(15)를 가지고 있고, 또한 밀봉 수단(20)을 수용하고 있다. 이 밀봉 수단은 밸브 시트(15) 상에 착좌(着座)되는 폐쇄 위치와, 밸브 시트(15)로부터 떨어지는 개방 위치 사이에서 변위한다. 이러한 개방 위치 및 폐쇄 위치는, 왕복 운동으로 인하여 펌프 본체(11)가 그 안의 밀봉 수단(20)에 대하여 접근하고 멀어지는 변위를 행할 때 얻어진다. The pump
도시된 실시형태에서, 밸브 시트(15)는 펌프 본체(11)의 자유 단부(12)에 인접하여 펌프 본체(11)의 테이퍼진 부분 내에 형성되어 있다.In the illustrated embodiment, the
본 발명에 따르면, 오일 펌프(10)의 펌프 본체(11)는 윤활유 유도 튜브(14)에 의해 압축기에 결합되어 있다.According to the invention, the
압축기에 의한 본 발명의 오일 펌프의 작동은, 예를 들어, 공진 조립체의 반력(反力)으로부터 생기는 것과 같은, 압축기의 진동 운동의 결과로 일어난다. 그러한 진동 운동은 압축기가 현가 스프링에 의해 지지되어 있기 때문에 가능하다.The operation of the oil pump of the present invention by the compressor occurs as a result of the vibrational movement of the compressor, for example resulting from the reaction force of the resonant assembly. Such vibratory motion is possible because the compressor is supported by a suspension spring.
선형 모터를 구비한 밀폐형 압축기의 구조에서, 윤활유 유도 튜브(14)는, 예를 들어, 그의 한쪽 고정 단부(14a)가 실린더(2)의 본체에 제공된 채널(2a)에 끼워짐으로써 압축기에 부착되고(도 1 및 도 2), 이것은 통상 실질적으로 수직방향의 전개를 제공한다(도 1). 그럼에도 불구하고, 상기 채널(2a)은, 수평방향의 축을 가진 선형 모터를 구비한 구성(도 2)에서와 같이, 실질적으로 수평방향의 연장부를 가질 수도 있다. In the structure of a hermetic compressor with a linear motor, the lubricating
본 발명의 해결책에서는, 펌핑 기구는 윤활유 유도 튜브(14)내에 수용된 오일의 관성 효과에 의존한다. 운동이 하향일 때 이 오일 기둥이 흐름을 발생시키고(도 3(b) 참조), 상향 운동에서는 밀봉 수단(20)이 윤활유 유도 튜브(14)로부터 오일이 유출되는 것을 방지한다(도 3(c) 참조).In the solution of the invention, the pumping mechanism depends on the inertial effects of the oil contained in the lubricating
선형 모터를 구비한 압축기에 대해 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 선택적인 구조에 따르면, 오일 펌프의 동작 및 운동은, 예를 들어, 압축기를 지지하는 스프링(8)의 조립체(도 1 및 도 2)의 진동 운동에 따라 이들 스프링(8)과 동일한 방향으로 진동하는, 쉘(1) 내에서의 압축기의 왕복 운동에 의해 결정된다. 압축기의 이러한 진동은 현가 스프링에 의한 쉘에의 압축기의 장착의 결과로 생긴다. 압축기가 쉘 내에 스프링에 의해 장착되어 있지 않으면, 이러한 진동은 존재하지 않을 것이다.According to an optional structure of the invention shown in FIGS. 1 and 2 with respect to a compressor with a linear motor, the operation and movement of the oil pump is, for example, an assembly of a
왕복 압축기가 크랭크축(6)을 가지는 구조에서는(도 4(a) 및 도 4(b)), 본 발명의 오일 펌프의 운동 및 동작은, 예를 들어, 상기 크랭크축(6)(도 4(a) 및 도 4(b))의 운동에 의해 결정된다. 이 경우에, 윤활유 유도 튜브(14)는 크랭크축(6)의 편심에 그의 축방향 축선에 직각으로 편심 부착되어 있고, 이것에 의해, 압축기의 작동 중에 크랭크축(6)의 회전의 결과로, 오일 섬프(4)로부터 멀어지거나 오일 섬프에 접근하는 본 발명의 오일 펌프의 축방향 변위가 일어난다.In the structure in which the reciprocating compressor has the crankshaft 6 (FIGS. 4A and 4B), the motion and operation of the oil pump of the present invention are, for example, the crankshaft 6 (FIG. 4). (a) and 4 (b)). In this case, the lubricating
도시된 구조에서는, 윤활유 유도 튜브(14)는 관형 연장부(14c)를 가지고, 이 관형 연장부는 수용 단부(14b)에 의해 펌프 본체(11)의 인접한 단부(윤활유에 잠겨 있는 펌프 본체의 단부의 반대측의 단부)에 부착되어 있고, 그의 고정 단부(14a)에서는 압축기에 결합되어 있다.In the structure shown, the lubricating
도 3(a)∼도 3(c)에 도시된 본 발명의 구조 형태에 따르면, 밀봉 수단(20)은, 예를 들어, 실질적으로 구체(球體) 윤곽을 나타내는 부유(浮遊) 부재이고, 펌프 본체(11)의 내측에 제공되고, 밀봉 수단(20)의 변위를 유발하는 압축기 요소의 운동의 결과로 밸브 시트(15)와 이 밸브 시트(15)로부터 떨어진 펌프 본체(11) 내의 위치와의 사이에서 부유한다.According to the structural form of this invention shown to FIG. 3 (a)-FIG. 3 (c), the sealing means 20 is a floating member which shows a substantially spherical outline, for example, and pumps Between the
도시된 선택적인 구조에서, 밸브 시트(15)에 대한 밀봉 수단(20)의 멀어지는 이동은, 밸브 시트(15)로부터 떨어져 펌프 본체(11) 내에 형성된 정지 수단에 의해 제한된다.In the optional structure shown, the distal movement of the sealing means 20 relative to the
도시된 구조에서(도 3(a)∼도 3(c)), 정지 수단은, 예를 들어, 반경방향 돌출부(16)에 의해 펌프 본체(11)의 내부에 형성되고, 밸브 시트(15)로부터 소정의 거리에 위치되어 있다. 이 돌출부는 최소로, 펌프 본체(11) 내측에서의 밀봉 수단(20)의 자유롭고 제한되지 않은 이동을 방지하기에 충분한, 펌프 본체(11)의 길이방향 축선에 대해 횡방향의 어떤 길이를 차지한다.In the structure shown (FIGS. 3A-3C), the stop means is formed inside the
펌프 본체(11) 내측의 밸브 시트(15)와 정지 수단 사이의 소정의 거리는 압축기 내에서의 오일 펌핑을 최적화하도록 정해진다.The predetermined distance between the
도 5(a)∼도 5(c)에 도시된 본 발명의 다른 실시형태에서는, 정지 수단은, 한쪽 단부 부분이 펌프 본체(11)의 반대측 단부(13)에 장착되고 다른쪽 단부 부분이 밀봉 수단(20)에 결합되어 있는 스프링 부재(36)의 형태이다. 이 스프링 부재(36)는 제1 작동 위치에서 밀봉 수단(20)의 개방 위치를 규정하고, 제2 작동 위치에서 밀봉 수단(20)의 폐쇄 위치를 규정한다.In another embodiment of the present invention shown in Figs. 5 (a) to 5 (c), the stop means has one end portion mounted to the
도 5(a)∼도 5(c)에 도시된 실시형태에 따르면, 밀봉 수단(20)은 개방 위치에 있을 때 밀봉 수단(20)의 개방 한계를 결정하는 최대치까지 스프링 부재(36)를 가압한다.According to the embodiment shown in FIGS. 5A-5C, the sealing means 20 presses the
선택적인 구조에서, 스프링 부재(36)는 제1 작동 위치와 제2 작동 위치의 중간의 비작동 휴지(休止) 위치(도 5(b))를 더 가지고, 이 비작동 휴지 위치에서, 밀봉 수단(20)은 스프링 부재(36)의 다른 단부에 부착된 때 밸브 시트(15)로부터 떨어진 채 있고, 밸브 시트 상에 착좌되는 것이 방지된다. 이러한 비작동 위치는 압축기가 작동하지 않을 때 얻어진다.In an optional configuration, the
펌프 본체(11)내에 설치된 스프링 부재(36) 형태의 정지 수단을 구비한 실시형태가 도시되었지만, 예를 들어, 반경방향 돌출부(16)와 같은, 펌프 본체(11)의 어떠한 내부 부분에도 상기한 설치가 행해질 수도 있음이 이해될 것이다. 또한, 정지 수단이 부유 스프링 부재(36)에 의해 형성되는 경우, 밀봉 수단(20)이 펌프 본체(11)의 내측에 제공될 수도 있고, 밀봉 수단(20)의 개방 위치는 압축기의 작동의 결과로 밀봉 수단(20)이 스프링 부재(36)에 압력을 가함으로써 얻어진다는 것이 이해될 것이다.Although an embodiment is provided with stop means in the form of a
도 5(a)∼도 5(c)는 본 발명의 오일 펌프가 수평방향인 구조를 나타내고 있지만, 이 실시형태는 오일 펌프(10)가 수직방향인 구조에도 적용될 수 있음이 이해될 것이다.5 (a) to 5 (c) show the structure in which the oil pump of the present invention is in the horizontal direction, it will be understood that this embodiment can be applied to the structure in which the
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