KR100873680B1 - 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조 - Google Patents

밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조에 관한 것으로, 본 발명은 실린더의 양측면에 복개 결합되는 상부 베어링 및 하부 베어링과, 소정의 길이를 가지며 그 일측에 편심부가 구비되어 상기 상부 베어링과 하부 베어링에 관통 삽입됨과 아울러 그 편심부가 상기 실린더의 내부 공간에 위치하는 회전축과, 상기 실린더 내부 공간 내벽과 접촉되도록 상기 회전축의 편심부에 삽입되어 상기 회전축의 회전과 함께 공전 운동하는 롤링 피스톤을 포함하여 구성된 밀폐형 회전식 압축기에서, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 롤링 피스톤이 상기 실린더 내부 공간 내벽과 회전축의 편심부 외주면사이에서 구름 운동하도록 상기 회전축의 편심부의 외경이 상기 롤링 피스톤의 내경보다 작게 형성되도록 구성하여 전동기구부의 회전력을 전달받아 회전하면서 실린더의 내부 공간을 체적 변화시켜 가스를 압축하는 회전축의 편심부와 롤링 피스톤사이의 마찰을 최소화할 뿐만 아니라 오일 공급이 충분히 이루어지게 함으로써 그 회전축의 편심부와 롤링 피스톤의 마모 및 마찰 손실을 감소시키고 실링 성능을 우수하게 하여 부품의 수명을 연장시키고 압축 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조{STRUCTURE FOR PREVENTING FRICTION SHIFT IN HERMETIC TYPE COMPRESSOR}
도 1,2는 일반적인 밀폐형 회전식 압축기를 도시한 정단면도 및 평단면도,
도 3은 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 마모 방지구조가 구비된 밀폐형 회전식 압축기를 도시한 정단면도,
도 4는 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 마모 방지구조가 구비된 밀폐형 회전식 압축기의 평단면도,
도 5는 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 마모 방지구조를 도시한 단면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
4 ; 회전축 4a,4e ; 편심부
5 ; 실린더 6 ; 상부 베어링
7 ; 하부 베어링 9 ; 롤링 피스톤
d1 ; 편심부 외경 d2 ; 롤링 피스톤 내경
P ; 실린더 내부 공간
본 발명은 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것으로, 특히 전동기구부의 회전력을 전달받아 회전하면서 실린더의 내부 공간을 체적 변화시켜 가스를 압축하는 회전축과 롤링 피스톤의 마찰을 최소화할 수 있도록 한 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조에 관한 것이다.
일반적인 밀폐형 회전식 압축기는, 도 1, 2에 도시한 바와 같이, 소정 형상으로 형성된 밀폐용기(1)내에의 일측에 전동기구부가 장착되고 상기 전동기구부의 소정의 간격을 두고 압축기구부가 장착된다. 상기 전동기구부는 밀폐용기(1)에 고정 결합되는 고정자(2)와 그 고정자(2)에 회전 가능하도록 결합되는 회전자(3)를 포함하여 구성된다.
상기 압축기구부는 소정의 길이를 갖도록 형성되고 그 일측에 편심부(4a)가 구비되어 상기 회전자(3)의 내경에 압입되는 회전축(4)과, 소정 형상으로 형성되며 그 내부에 가스가 흡입되고 압축되는 내부 공간(P)이 구비되어 상기 밀폐용기(1)에 고정 결합됨과 아울러 그 내부 공간(P)에 상기 회전축의 편심부(4a)가 삽입되는 실린더(5)와, 상기 실린더의 내부 공간(P)을 밀폐시키도록 실린더(5)의 상,하부에 각각 복개 결합됨과 아울러 상기 회전축(4)을 지지하는 상부 베어링(6) 및 하부 베어링(7)과, 상기 상부 베어링(6) 및 하부 베어링(7)을 상기 실린더(5)와 함께 체결하는 다수개의 체결볼트(8)와, 상기 회전축의 편심부(4a)에 삽입되어 그 회전축(4)의 회전에 따라 상기 실린더 내부 공간(P)에서 공전하는 롤링 피스톤(9)과, 상기 실린더(5)의 일측에 반경 방향으로 직선 왕복운동 가능하도록 삽입됨과 아울러 그 단부가 상기 롤링 피스톤(9)의 외주면과 선 접촉되어 실린더(5)의 내부 공간(P) 내주면 과 롤링 피스톤(9)의 외주면에 의해 형성되는 공간부를 흡입영역과 압축영역으로 변환시키는 베인(V)을 포함하여 구성된다.
상기 실린더(5)에 가스가 흡입되는 흡입구(5a)가 베인(V)의 측부에 위치하도록 형성되고 그 베인(V)의 타측에 압축영역에서 압축된 가스가 토출되는 토출포트(5b)가 형성되며 상기 실린더(5)의 상면에 결합되는 상부 베어링(6)에 상기 토출포트(5b)와 연통되도록 토출공(6a)이 관통 형성되고 그 상부 베어링(6)의 상면에 상기 토출공(6a)을 개폐하는 개폐수단(10)이 장착되며 상기 상부 베어링(6)의 상부에 토출 소음을 저감시키는 소음기(11)가 복개 결합된다.
상기 회전축(4)은 소정의 길이를 갖는 축부(4b)의 일측에 일정 길이와 외경을 갖는 편심부(4a)가 형성되고 그 회전축(4)의 내부, 즉 축부(4b)와 편심부(4a)에 축 방향으로 오일통공(4c)이 관통 형성되며 상기 편심부(4a)의 양측 및 편심부(4a)에 위치하도록 상기 축부에 그 오일통공(4c)과 연통되는 오일공(4d)이 각각 형성되고 그 오일통공(4c)의 내부에 오일피더(F)가 장착된다. 상기 편심부(4a)는 상기 축부(4b)의 외경보다 큰 외경과 일정 길이를 갖는 환봉체 형태로 형성되며 그 편심부(4a)의 중심이 상기 축부(4b)의 중심과 편심되게 형성된다. 상기 오일피더(F)는 상기 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일에 잠겨지게 된다.
상기 롤링 피스톤(9)은 상기 회전축 편심부(4a)의 길이와 상응하는 길이 및 일정 내,외경을 갖는 원통체 형상으로 형성된다. 상기 롤링 피스톤(9)의 내경은 상기 회전축 편심부(4a)의 외경과 상응하게 형성되며 그 롤링 피스톤(9)의 외경은 상기 실린더 내부 공간(P)의 내경 보다 작게 형성된다. 상기 롤링 피스톤(9)은 상기 회전축의 편심부(4a)에 삽입된 상태에서 그 회전축의 편심부(4a)와 함께 실린더의 내부 공간(P)에 위치하게 된다. 이때 상기 롤링 피스톤(9)의 외주면은 상기 실린더 내부 공간(P)의 내주면에 선접촉된 상태가 되고 그 롤링 피스톤(9)의 내주면은 상기 회전축의 편심부(4a) 외주면과 면접촉 된 상태가 된다.
상기 밀폐용기(1)에 가스가 흡입되는 흡입관(12)과 가스가 토출되는 토출관(13)이 각각 결합된다.
상기한 바와 같은 밀폐형 압축기의 작동은 다음과 같다.
먼저, 상기 전동기구부의 구동력이 회전축(4)에 전달되어 회전축(4)이 회전하게 되면 그 회전축(4)의 회전에 의해 회전축(4)의 편심부(4a)에 결합된 롤링 피스톤(9)이 실린더 내부 공간 내벽 및 상기 베인(V)과 접촉된 상태에서 실린더 내부공간(P)에서 회전축 축부(4b) 중심을 기준으로 공전하게 된다.
상기 롤링 피스톤(9)의 공전 회전에 의한 실린더 내부공간(P)의 내주면과 롤링 피스톤(9)의 외주면에 의해 형성되는 공간부의 체적변화로 저온저압의 냉매가스가 흡입관(12) 및 흡입구(5a)를 통해 실린더(5)의 내부공간으로 흡입되어 고온고압의 상태로 압축된다. 그 압축된 고온고압의 냉매 가스는 개폐수단(10)의 작동과 함께 토출포트(5b) 및 토출공(6a)을 통해 토출되어 소음기(11)를 거치면서 밀폐용기(1)내부를 통해 토출관(13)으로 토출된다.
한편, 상기 회전축(4)의 회전에 의해 그 회전축(4)의 하부에 결합된 오일피더(F)가 회전하면서 밀폐용기(1) 저면에 채워진 오일을 펌핑하게 되며 그 오일피더(F)에 의해 펌핑된 오일은 오일통공(4c)을 통해 흡상되어 밀폐용기(1) 내 부로 비산되며 상기 오일통공(4c)을 통해 흡상되는 오일의 일부는 오일공(4d)을 통해 빠져 나와 상,하부 베어링(6)(7)에 공급됨과 아울러 롤링 피스톤(9)과 회전축의 편심부(4a)사이에 공급된다.
그러나 상기한 바와 같은 구조는 상기 회전축의 편심부(4a)에 삽입되어 그 편심부(4a)와 함께 실린더 내부 공간(P)에 위치하는 롤링 피스톤(9)의 내주면과 그 롤링 피스톤(9)이 삽입되는 회전축 편심부(4a)의 외주면사이에 면접촉된 상태에서 상기 회전축(4)이 회전함에 따라 그 회전축의 편심부(4a)에 삽입된 롤링 피스톤(9)이 상기 실린더 내부 공간(P)의 내벽 및 베인(V)에 접촉되어 공전 운동하면서 가스를 압축하게 되므로 상기 롤링 피스톤(9)과 회전축의 편심부(4a)사이에 미끄럼 마찰 접촉이 발생될 뿐만 아니라 오일의 공급이 충분히 이루어지지 않게 되어 마모 및 마찰 손실이 크게 발생되는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 전동기구부의 회전력을 전달받아 회전하면서 실린더의 내부 공간을 체적 변화시켜 가스를 압축하는 회전축과 롤링 피스톤의 마찰을 최소화할 수 있도록 한 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 실린더의 양측면에 복개 결합되는 상부 베어링 및 하부 베어링과, 소정의 길이를 가지며 그 일측에 편심부가 구비되어 상기 상부 베어링과 하부 베어링에 관통 삽입됨과 아울러 그 편심부 가 상기 실린더의 내부 공간에 위치하는 회전축과, 상기 실린더 내부 공간 내벽과 접촉되도록 상기 회전축의 편심부에 삽입되어 상기 회전축의 회전과 함께 공전 운동하는 롤링 피스톤을 포함하여 구성된 밀폐형 회전식 압축기에 있어서, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 롤링 피스톤이 상기 실린더 내부 공간 내벽과 회전축의 편심부 외주면사이에서 구름 운동하도록 상기 회전축의 편심부의 외경이 상기 롤링 피스톤의 내경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조가 제공된다.
이하, 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.
도 3, 4는 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조의 일예가 구비된 밀폐형 회전식 압축기를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 밀폐형 회전식 압축기는 소정 형상으로 형성된 밀폐용기(1)내에의 일측에 전동기구부가 장착되고 상기 전동기구부의 소정의 간격을 두고 압축기구부가 장착된다. 상기 전동기구부는 밀폐용기(1)에 고정 결합되는 고정자(2)와 그 고정자(2)에 회전 가능하도록 결합되는 회전자(3)를 포함하여 구성된다.
상기 압축기구부는 소정의 길이를 갖도록 형성되고 그 일측에 편심부(4e)가 구비되어 상기 회전자(3)의 내경에 압입되는 회전축(4)과, 소정 형상으로 형성되며 그 내부에 가스가 흡입되고 압축되는 내부 공간(P)이 구비되어 상기 밀폐용기(1)에 고정 결합됨과 아울러 그 내부 공간(P)에 상기 회전축의 편심부(4e)가 삽입되는 실린더(5)와, 상기 실린더의 내부 공간(P)을 밀폐시키도록 실린더(5)의 상,하부에 각 각 복개 결합됨과 아울러 상기 회전축(4)을 지지하는 상부 베어링(6) 및 하부 베어링(7)과, 상기 상부 베어링(6) 및 하부 베어링(7)을 상기 실린더(5)와 함께 체결하는 다수개의 체결볼트(8)와, 상기 회전축의 편심부(4e)에 삽입되어 그 회전축(4)의 회전에 따라 상기 실린더 내부 공간(P)에서 공전하는 롤링 피스톤(9)과, 상기 실린더(5)의 일측에 반경 방향으로 직선 왕복운동 가능하도록 삽입됨과 아울러 그 단부가 상기 롤링 피스톤(9)의 외주면과 선 접촉되어 실린더(5)의 내부 공간(P) 내주면과 롤링 피스톤(9)의 외주면에 의해 형성되는 공간부를 흡입영역과 압축영역으로 변환시키는 베인(V)을 포함하여 구성된다.
상기 실린더(5)에 가스가 흡입되는 흡입구(5a)가 베인(V)의 측부에 위치하도록 형성되고 그 베인(V)의 타측에 압축영역에서 압축된 가스가 토출되는 토출포트(5b)가 형성되며 상기 실린더(5)의 상면에 결합되는 상부 베어링(6)에 상기 토출포트(5b)와 연통되도록 토출공(6a)이 관통 형성되고 그 상부 베어링(6)의 상면에 상기 토출공(6a)을 개폐하는 개폐수단(10)이 장착되며 상기 상부 베어링(6)의 상부에 토출 소음을 저감시키는 소음기(11)가 복개 결합된다.
상기 회전축(4)은 소정의 길이를 갖는 축부(4b)의 일측에 일정 길이와 외경을 갖는 편심부(4e)가 형성되고 그 회전축(4)의 내부, 즉 축부(4b)와 편심부(4e)에 축 방향으로 오일통공(4c)이 관통 형성되며 상기 편심부(4e)의 양측 및 편심부(4e)에 위치하도록 상기 축부(4b)에 그 오일통공(4c)과 연통되는 오일공(4d)이 각각 형성되고 그 오일통공(4c)의 내부에 오일피더(F)가 장착된다.
상기 회전축의 편심부(4e)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 축부(4b)의 외 경보다 큰 외경과 일정 길이를 갖는 환봉체 형태로 형성되며 그 환봉체인 편심부(4e)의 축 중심(a1)이 상기 축부(4b)의 중심(a)과 일정 편심 거리(δ)를 두고 편심되게 형성된다.
그리고 상기 회전축의 편심부(4e)에 삽입되는 롤링 피스톤(9)은 상기 회전축 편심부(4e)의 길이와 상응하는 길이 및 일정 내,외경을 갖는 원통체 형상으로 형성되며 그 롤링 피스톤(9)의 내경은 상기 회전축 편심부(4e)의 외경보다 크게 형성된다. 즉 상기 롤링 피스톤(9)은 종래와 같은 크기로 이루어지고 상기 회전축 편심부(4e)의 외경이 상기 롤링 피스톤(9)의 내경보다 작게 형성된다.
상기 회전축의 편심부(4e)의 외경(d1)과 상기 롤링 피스톤(9)의 내경(d2) 차(E)는 상기 회전축의 축 중심(a)과 편심부(4e)의 중심(a1)사이의 거리인 편심 거리 (δ)를 반으로 나눈 거리와 같거나 작게 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 편심부(4e)의 외경(d1)과 롤링 피스톤(9)의 내경 차(E)는 0 ＜E ≤ δ/2인 것이 바람직하다. 상기 롤링 피스톤(9)의 외경은 상기 실린더 내부 공간의 내경 보다 작게 형성된다.
상기 롤링 피스톤(9)은 상기 회전축의 편심부(4e)에 삽입된 상태에서 그 회전축의 편심부(4e)와 함께 실린더의 내부 공간(P)에 위치하게 된다. 이때 상기 롤링 피스톤(9)의 외주면은 상기 실린더 내부 공간(P)의 내주면에 선접촉된 상태가 되고 그 롤링 피스톤(9)의 내주면은 상기 회전축의 편심부(4e) 외주면과 선접촉 된 상태가 된다.
상기 오일피더(F)는 상기 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일에 잠겨지게 된 다.
상기 밀폐용기(1)에 가스가 흡입되는 흡입관(12)과 가스가 토출되는 토출관(13)이 각각 결합된다.
이하, 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 밀폐형 회전식 압축기는 전원이 인가되어 전동기구부가 구동하게 되면 그 전동기구부의 회전력이 상기 회전축(4)에 전달되어 그 회전축(4)이 회전하게 되며 그 회전축(4)이 회전하게 되면 그 회전축(4)의 회전에 의해 회전축(4)의 편심부(4e)에 결합된 롤링 피스톤(9)이 베인(V)과 접촉됨과 아울러 상기 실린더 내부 공간(P) 내벽에 접촉되면서 상기 회전축(4)의 축 중심(a)을 기준으로 그 실린더 내부 공간(P)에서 공전하게 된다. 이때, 상기 롤링 피스톤(9)의 내부에 삽입되는 회전축 편심부(4e)의 외경(d1)이 롤링 피스톤(9)의 내경(d2)보다 작게 되므로 상기 롤링 피스톤(9)은 그 내부에 삽입된 회전축의 편심부(4e)와 선접촉됨과 아울러 실린더 내부 공간(P) 내주면과 선접촉된 상태에서 공전 운동하게 되어 그 롤링 피스톤(9)은 공전과 함께 구름 운동하게 된다.
상기 롤링 피스톤(9)의 공전 회전에 의한 실린더 내부공간(P)의 내주면과 롤링 피스톤(9)의 외주면에 의해 형성되는 공간부의 체적변화로 냉매가스가 흡입관(12) 및 흡입구(5a)를 통해 실린더(5)의 내부 공간(P)으로 흡입되어 고온고압의 상태로 압축된다. 그 압축된 고온고압의 냉매 가스는 개폐수단(10)의 작동과 함께 토출포트(5b) 및 토출공(6a)을 통해 토출되어 소음기(11)를 거치면서 밀폐용 기(1)내부를 통해 토출관(13)으로 토출된다.
한편, 상기 회전축(4)의 회전에 의해 그 회전축(4)의 하부에 결합된 오일피더(F)가 회전하면서 밀폐용기(1) 저면에 채워진 오일을 펌핑하게 되며 그 오일피더(F)에 의해 펌핑된 오일은 오일통공(4c)을 통해 흡상되어 밀폐용기(1) 내부로 비산되며 상기 오일통공(4c)을 통해 흡상되는 오일의 일부는 오일공(4d)을 통해 빠져 나와 상,하부 베어링(6)(7)에 공급됨과 아울러 롤링 피스톤(9)의 내주면과 회전축 편심부(4e)의 외주면사이의 공간에 공급된다. 그 롤링 피스톤(9)과 회전축의 편심부(4e)사이에 공급된 오일은 롤링 피스톤(9)과 회전축 편심부(4e)사이에서 윤활 작용을 하게 된다.
본 발명은 상기 롤링 피스톤(9)의 내부에 삽입되는 회전축의 편심부(4e) 외경(d1)이 그 롤링 피스톤(9)의 내경(d2)보다 작게 되므로 상기 롤링 피스톤(9)이 그 내부에 삽입된 회전축의 편심부(4e)와 선접촉됨과 아울러 실린더 내부 공간(P) 내주면과 선접촉된 상태에서 공전 운동함과 동시에 구름 운동, 즉 자전하게 됨으로써 상기 회전축의 편심부(4e)와 롤링 피스톤(9)의 마찰을 억제하게 될 뿐만 아니라 응력 집중을 분산시키게 된다. 그리고 상기 롤링 피스톤(9)과 회전축 편심부(4e)사이에 충분한 오일이 공급되어 그 롤링 피스톤(9)의 양측면과 그에 접면되는 상,하부 베어링(6)(7)사이의 실링 성능이 우수하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조는 전동기구부의 회전력을 전달받아 회전하면서 실린더의 내부 공간을 체 적 변화시켜 가스를 압축하는 회전축의 편심부와 롤링 피스톤사이의 마찰을 최소화하게 될 뿐만 아니라 오일 공급이 충분히 이루어지게 됨으로써 그 회전축의 편심부와 롤링 피스톤의 마모 및 마찰 손실을 감소시키고 실링 성능이 우수하게 되어 부품의 수명을 연장시키고 압축 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 실린더의 양측면에 복개 결합되는 상부 베어링 및 하부 베어링과, 소정의 길이를 가지며 그 일측에 편심부가 구비되어 상기 상부 베어링과 하부 베어링에 관통 삽입됨과 아울러 그 편심부가 상기 실린더의 내부 공간에 위치하는 회전축과, 상기 실린더 내부 공간 내벽과 접촉되도록 상기 회전축의 편심부에 삽입되어 상기 회전축의 회전과 함께 공전 운동하는 롤링 피스톤을 포함하여 구성된 밀폐형 회전식 압축기에 있어서,
    상기 회전축의 편심부 외경과 상기 롤링 피스톤의 내경 차를 E라 하고 상기 회전축의 축 중심과 편심부의 중심 사이의 거리인 편심 거리를 δ라 할 때 상기 편심부의 외경과 롤링 피스톤의 내경 차(E)는 0 ＜E ≤ δ/2 인 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 마모 방지구조.
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