KR100924389B1

KR100924389B1 - 다중 압축기

Info

Publication number: KR100924389B1
Application number: KR1020030088238A
Authority: KR
Inventors: 박성운
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2009-10-30
Also published as: KR20050054721A

Abstract

본 발명은 다중 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 구동력을 제공하는 모터부와 상기 모터부에 의해 구동되어 작동유체를 압축하는 압축기구부가 밀폐용기의 내부에 구비되는 압축기에 있어서, 밀폐용기 내부의 프레임(20)에 회전가능하게 설치되어 상기 모터부에 의해 구동되고 회전중심에서 편심되게 편심핀(32)을 구비하는 크랭크축(30)과, 상기 프레임(20)에 상기 크랭크축(30)의 회전중심을 중심으로 일정 각도 간격으로 적어도 2개가 구비되고 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실(51)과 피스톤(55)이 각각 구비되는 실린더(50,50')와, 상기 크랭크축(30)의 편심핀(32) 및 피스톤(55)과 볼로 연결되어 상기 실린더(50,50')의 내부에서 각각 직선왕복운동하는 피스톤(55)으로 크랭크축(30)의 구동력을 각각 전달하는 커넥팅로드(60,60')와, 상기 각각의 커넥팅로드(60,60')의 일단부에 구비되는 핀연결볼(62)을 상기 크랭크축(30)의 편심핀(32)에 회동가능하게 연결하고 적어도 상기 커넥팅로드중 어느 하나와 일체로 연결되는 연결캡(40)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 압축기의 동작소음이 최소화되고, 압축기의 용량이 현저하게 커지며, 압축기의 효율이 높아지는 이점이 있다.

압축기, 실린더, 다수, 대칭, 소음

Description

다중 압축기{A multiple hermetic compressor}

도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부구성을 보이는 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 다중 압축기의 바람직한 실시예의 요부 구성을 보인 분해사시도.

도 3은 본 발명 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 4는 본 발명 실시예의 구성을 보인 부분단면 평면도.

도 5a는 본 발명 실시예를 구성하는 연결캡의 사시도.

도 5b는 본 발명 실시예를 구성하는 연결캡의 저면도.

도 6은 본 발명 실시예가 동작되는 것을 순차적으로 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 프레임 22: 보스부

23: 연통공 30: 크랭크축

32: 편심핀 33: 볼안착홈

35: 오일유로 36: 록커공

38: 록커 39: 균형추

40: 연결캡 41: 관통공

43: 볼관통부 50,50': 실린더

51: 압축실 55: 피스톤

60,60': 커넥팅로드 62: 핀연결볼

62': 용접부 64: 피스톤연결볼

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작동유체가 압축되는 압축실이 다수개 구비되는 다중 압축기에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 먼저, 밀폐용기(1)는 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 구성되어 내부에 밀폐공간을 형성한다. 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)에는 압축기를 구성하는 각종 부품들이 설치된다. 즉, 압축기의 구동을 위한 동력을 제공하는 모터부(3)와 상기 모터부(3)의 구동력으로 작동유체를 압축하는 압축기구부(7)가 상기 프레임(2)에 설치된다.

상기 모터부(3)는 상기 프레임(2)에 고정되는 고정자(4)와 상기 고정자(4)와 전자기적 상호작용하여 회전되는 회전자(5)로 구성된다. 상기 회전자(5)는 상기 고정자(4)의 중앙에 소정의 간극을 가지도록 설치되어 회전된다.

상기 압축기구부(7)는 모터부(3)의 구동력을 전달받는 크랭크축(8)을 구비한다. 상기 크랭크축(8)은 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여 회전가능하게 지지된다. 상기 크랭크축(8)의 상단에는 편심핀(8')이 크랭크축(8)의 회전중심에 대해 편심되게 구비된다.

상기 프레임(2)에는 내부에 압축실(9')이 형성된 실린더(9)가 구비된다. 상기 압축실(9')에서는 작동유체의 압축이 이루어진다. 이를 위해 상기 압축실(9')에는 피스톤(10)이 설치된다. 상기 피스톤(10)은 상기 크랭크축(8)의 편심핀(8')과 커넥팅로드(11)를 통해 연결된다. 상기 커넥팅로드(11)는 크랭크축(8)의 회전운동을 피스톤(10)의 직선왕복운동으로 변환하게 된다.

도면부호 12는 상기 압축실(9') 내외부로 작동유체가 입출되는 것을 제어하는 밸브기구이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래의 압축기에서는 크랭크축(8)이 회전가능하게 설치된 프레임(2)의 일측에 실린더(9)가 형성되고, 상기 크랭크축(8)의 회전에 의해 실린더(9) 내부에 구비된 압축실(9')에서 피스톤(10)이 직선왕복운동하면서 작동유체의 압축이 이루어진다.

하지만, 상기 압축실(9')이 구비되는 실린더(9)가 상기 프레임(2)의 중심에서 일측으로 치우쳐서 형성되므로, 특히 피스톤(10)이 압축행정을 수행할 때, 프레임(2)에 대해 일방향으로만 힘이 작용하면서 모터부의 토크 파동(fluctuation)이 발생하면서, 프레임(2)에 진동이 발생한다. 이와 같은 진동에 의해 소음이 발생되고, 또 진동이 심한 경우 상기 프레임(2)에 구비된 부품이 밀폐용기(1)의 내벽에 접촉되면서 손상되며, 프레임(2)의 진동에 의한 크랭크축(8) 등 압축기구부(7)의 진동으로 습동부의 마모와 마찰손실이 발생하는 문제점도 있다.

또한, 종래 기술에서는 압축실(9')이 하나 밖에 없어 상대적으로 작동유체를 압축시킬 수 있는 용량이 작은 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 상기 압축실(9')의 내경을 크게 하거나, 크랭크축(8)의 편심핀(8')의 편심량을 증가시켜야 한다. 하지만 이와 같은 설계변경에 의해서 압축기를 구성하는 다른 부품의 크기가 전체적으로 커져야 하는 등의 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기의 동작중에 기구부에서 발생하는 불균형을 제거하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다른 조건이 동일하면서도 상대적으로 압축용량이 큰 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수개 구비되는 압축부로의 동력전달을 위한 구성을 상대적으로 간소화하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압축기의 동작중에 발생하는 동작소음을 최소화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 구동력을 제공하는 모터부와 상기 모터부에 의해 구동되어 작동유체를 압축하는 압축기구부가 밀폐용기 내부에 구비되는 압축기에 있어서, 밀폐용기 내부의 프레임에 회전가능하게 설치되어 상기 모터부에 의해 구동되고 회전중심에서 편심되게 편 심핀을 구비하는 크랭크축과, 상기 프레임에 상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 대칭되게 구비되고 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실과 피스톤이 각각 구비되는 실린더와, 상기 크랭크축의 편심핀과 볼조인트로 연결되어 상기 실린더의 내부에서 각각 직선왕복운동하는 피스톤으로 크랭크축의 구동력을 각각 전달하는 커넥팅로드와, 상기 각각의 커넥팅로드의 일단부에 구비되는 볼을 상기 크랭크축의 편심핀에 회동가능하게 연결하는 연결캡을 포함하여 구성된다.

상기 크랭크축의 편심핀의 외주면을 둘러서는 상기 커넥팅로드의 볼의 일부가 안착되는 볼안착홈이 형성되고, 상기 연결캡에는 상기 볼안착홈과 대응되는 위치에 상기 볼이 볼안착홈에 회동가능하게 안착되어 이탈되지 않게 하는 볼관통부가 형성된다.

상기 볼관통부중 연결캡의 외측의 폭은 상기 볼의 직경보다 상대적으로 작게 형성되고, 볼관통부의 내부에는 적어도 상기 볼의 직경과 대응되는 폭의 부분이 구비된다.

상기 볼관통부는 상기 연결캡의 일측에서 하단부로 개구되게 형성된다.

상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 대칭되게 구비되는 실린더의 피스톤과 상기 크랭크축을 연결하는 커넥팅로드 중 하나는 상기 연결캡과 일체로 체결된다.

상기 편심핀의 상단을 관통하여서는 상기 연결캡의 탈거를 방지하는 록커가 설치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 구동력을 제공하는 모터부와 상기 모터부에 의해 구동되어 작동유체를 압축하는 압축기구부가 밀폐용기의 내부에 구 비되는 압축기에 있어서, 밀폐용기 내부의 프레임에 회전가능하게 설치되어 상기 모터부에 의해 구동되고 회전중심에서 편심되게 편심핀을 구비하는 크랭크축과, 상기 프레임에 상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 일정 각도 간격으로 적어도 2개가 구비되고 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실과 피스톤이 각각 구비되는 실린더와, 상기 크랭크축의 편심핀과 볼조인트로 연결되어 상기 실린더의 내부에서 각각 직선왕복운동하는 피스톤으로 크랭크축의 구동력을 각각 전달하는 커넥팅로드와, 상기 각각의 커넥팅로드의 일단부에 구비되는 볼을 상기 크랭크축의 편심핀에 회동가능하게 연결하는 연결캡을 포함하여 구성된다.

상기 크랭크축의 편심핀의 외주면 전체를 둘러서는 상기 각각의 커넥팅로드의 볼의 일부가 안착되는 볼안착홈이 형성되고, 상기 연결캡에는 상기 커넥팅로드와 대응되는 위치에 상기 볼이 볼안착홈에 회동가능하게 안착되어 이탈되지 않게 하는 볼관통부가 형성된다.

상기 연결캡의 상부로 돌출된 편심핀의 상단을 관통하여 상기 연결캡의 고정을 위한 록커가 편심핀을 관통하여 설치된다.

상기 커넥팅로드중 어느 하나는 상기 연결캡과 일체로 회동되게 체결된다.

상기 커넥팅로드중 어느 하나와 상기 연결캡은 용접에 의해 체결된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 구동력을 제공하는 모터부와 상기 모터부에 의해 구동되어 작동유체를 압축하는 압축기구부가 밀폐용기의 내부에 구비되는 압축기에 있어서, 밀폐용기 내부의 프레임에 회전가능하게 설치되어 상기 모터부에 의해 구동되고 회전중심에서 편심되게 편심핀을 구비하는 크랭크축 과, 상기 프레임에 상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 일정 각도 간격으로 적어도 2개가 구비되고 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실과 피스톤이 각각 구비되는 실린더와, 상기 크랭크축의 편심핀과 볼조인트로 연결되어 상기 실린더의 내부에서 각각 직선왕복운동하는 피스톤으로 크랭크축의 구동력을 각각 전달하는 커넥팅로드와, 상기 각각의 커넥팅로드의 일단부에 구비되는 볼을 상기 크랭크축의 편심핀에 회동가능하게 연결하고 적어도 상기 커넥팅로드중 어느 하나와 일체로 연결되는 연결캡을 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 다중 압축기에 의하면 압축기의 동작중에 프레임에 발생하는 힘의 불균형이 해소되어 진동과 소음의 발생이 최소화되고, 상대적으로 압축기의 용량이 커지는 이점이 있며, 동력을 전달하는 부품 사이에서 발생하는 소음을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 다중 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 다중 압축기의 바람직한 실시예의 요부 구성이 분해사시도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예의 요부 구성이 단면도로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명 실시예의 구성이 부분단면 평면도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 연결캡의 구성이 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 프레임(20)은 밀폐용기의 내부에 설치되는 것으로, 압축기를 구성하는 각종 부품이 설치되는 부분이다. 상기 프레임(20)은 일반적으로 밀폐용기의 내부에 스프링에 의해 지지된다. 상기 프레임(20)의 중앙 하부로 연장되게 보스부(22)가 형성되고, 상기 보스부(22)의 중앙으로 상기 프레임(20)을 상하로 관통하여 연통공(23)이 형성된다.

상기 연통공(23)을 관통하여 크랭크축(30)이 설치된다. 상기 크랭크축(30)은 상기 프레임(20)의 하부에 구비되는 모터부의 회전자와 연결되어 회전자와 일체로 회전된다. 상기 크랭크축(30)은 모터부의 회전운동을 아래에서 설명될 커넥팅로드(60,60')로 전달하는 역할을 한다.

상기 크랭크축(30)의 상단에는 편심핀(32)이 구비된다. 상기 편심핀(32)은 상기 크랭크축(30)의 회전중심에서 편심된 위치에 형성되는 것으로, 아래에서 설명될 커넥팅로드(60,60')와 연결된다. 상기 편심핀(32)의 외주면 전체를 둘러서는 볼안착홈(33)이 형성된다. 상기 볼안착홈(33)은 아래에서 설명될 커넥팅로드(60)의 핀연결볼(62)의 일부가 안착되는 부분이다.

상기 편심핀(32)의 내부를 상하로 관통하여서는 오일유로(35)가 형성된다. 상기 오일유로(35)는 상기 크랭크축(30)의 하부에서 연장된 것으로, 크랭크축(30) 의 회전에 의해 밀폐용기 하부의 오일을 흡상시켜 크랭크축(30)과 보스부(22) 사이의 습동부에 전달하여 윤활작용하고, 편심핀(32)의 상부로 오일을 비산시키도록 한다. 그리고, 상기 편심핀(32)에서 상기 오일유로(35)와 각각의 볼안착홈(33)을 연통시키도록 오일공급유로(도시되지 않음)가 형성될 수 있다. 상기 오일공급유로는 상기 편심핀(32)을 횡으로 관통하여 형성된다.

상기 편심핀(32)의 상단부를 횡으로 관통하여서는 록커공(36)이 형성된다. 상기 록커공(36)은 아래에서 설명될 연결캡(40)을 고정하기 위한 록커(38)가 삽입되는 부분이다. 상기 록커(38)는 그 양단부가 각각 상기 록커공(36)의 외부로 돌출될 수 있는 길이로 형성된다.

상기 편심핀(32)이 형성된 크랭크축(30)의 상단부에는 상기 편심핀(32)이 크랭크축(30)의 회전중심에서 편심됨에 의해 발생하는 회전불균형을 해소하기 위해 균형추(39)가 구비된다. 상기 균형추(39)는 상기 크랭크축(30)의 회전중심을 중심으로 상기 편심핀(32)의 반대쪽에 형성된다.

연결캡(40)은 상기 편심핀(32)의 상부에서 편심핀(32)에 결합되게 형성되는 것으로, 아래에서 설명될 커넥팅로드(60,60')의 핀연결볼(62)을 편심핀(32)에 연결하는 역할을 한다. 상기 연결캡(40)은, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 그 중앙을 관통하여 관통공(41)이 형성된다. 상기 관통공(41)은 그 내경이 상기 편심핀(32)의 외경보다는 약간 크게 형성된다.

상기 연결캡(40)의 외주면에는 볼관통부(43)가 형성된다. 상기 볼관통부(43)는 커넥팅로드(60,60')와 대응되는 갯수만큼 형성된다. 본 실시예에서는 상기 볼관 통부(43)가 상기 연결캡(40)에 서로 대칭되게 형성된다. 상기 볼관통부(43)는 아래에서 설명될 커넥팅로드(60,60')의 핀연결볼(62)이 걸어지는 부분이다.

상기 볼관통부(43)는 연결캡(40)의 외측에서의 폭(W)보다 내측에서의 폭(w)이 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 반드시 그러하여야 하는 것은 아니고, 적어도 내부에 상기 핀연결볼(62)의 직경과 같은 내경을 가지는 부분이 구비되고 외측에서의 폭(W)은 상기 핀연결볼(62)의 직경보다 작게 형성되어야 한다. 이는 상기 핀연결볼(62)이 상기 볼관통부(43)를 통해 연결캡(40)에서 빠져 나오지 않도록 하기 위함이다.

상기 볼관통부(43)는 상기 연결캡(40)의 하부로까지 연장되어 형성된다. 이와 같이 됨에 의해 상기 연결캡(40)을 상기 핀연결볼(62)이 상기 볼안착홈(33)에 안착된 상태에서 편심핀(32)의 상부로부터 조립할 수 있게 된다.

한편, 상기 프레임(20)의 상면 양단에는 각각 제1 및 제2 실린더(50,50')가 대칭되게 구비된다. 상기 실린더(50,50')의 내부에는 각각 압축실(51)이 형성되고, 상기 압축실(51)의 내부에는 각각 피스톤(55)이 직선왕복운동가능하게 구비된다. 물론, 상기 실린더(50,50')의 압축실(51) 선단에는 각각 밸브어셈블리와 헤드커버(도시되지 않음) 등이 구비되어 압축실(51)의 내외부로 작동유체가 입출되는 것을 제어한다.

상기 양측 압축실(51)의 중심선의 연장선은 서로 일치하도록 구성되는 것이 바람직하다. 하지만, 설계조건에 따라서는 상기 압축실(51)의 중심선의 연장선이 서로 평행하게 오프셋되도록 구성할 수도 있다.

상기 피스톤(55)과 크랭크축(30)은 커넥팅로드(60,60')에 의해 연결된다. 즉, 상기 커넥팅로드(60,60')에 의해 상기 크랭크축(30)의 회전운동이 피스톤(55)의 직선왕복운동으로 변환된다. 상기 커넥팅로드(60,60')는 상기 크랭크축(30) 및 피스톤(55)과 볼조인트로 연결된다. 즉, 상기 커넥팅로드(60,60')의 양단에는 각각 핀연결볼(62)과 피스톤연결볼(64)이 각각 구비된다.

상기 핀연결볼(62)은 상기 연결캡(40)에 의해 상기 편심핀(32)의 볼안착홈(33)에 안착되어 편심핀(32)과 연결되고, 상기 피스톤연결볼(64)은 상기 피스톤(55)의 후단에 코킹되어 연결된다. 물론 본 실시예에서는 상기 피스톤(55)과 커넥팅로드(60,60')가 볼조인트로 연결되는 것으로 도시되었으나, 반드시 그러할 필요는 없고, 다양한 방식으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 연결캡(40)과 어느 하나의 상기 커넥팅로드(60')는 서로 일체로 연결되는 것이 바람직하다. 상기 커넥팅로드(60')와 연결캡(40)은 용접에 의해 서로 일체로 연결될 수 있다. 도면부호 62'는 용접부이다. 이와 같이 어느 하나의 커넥팅로드(60')와 연결캡(40)이 서로 체결되면, 상기 연결캡(40)이 압축기의 동작중 자전되는 방향으로 임의로 유동되지 않게 된다.

다음으로, 도면으로 도시되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 압축실(51)을 구비하는 실린더(50,50')가 크랭크축(30)의 회전중심에서 일정한 거리에 있는 원형의 궤적상에 일정 각도 간격으로 다수개 구비되도록 할 수 있다.

예를 들어, 실린더(50,50')가 120°간격으로 3개 구비되거나, 90°간격으로 4개가 구비되게 할 수 있다. 그리고, 이들 실린더(50,50')의 압축실(51)에 각각 구 비되는 피스톤(55)을 각각 커넥팅로드(60,60')로 크랭크축(30)의 편심핀(32)에 연결하여 동력을 전달받을 수 있게 한다. 이를 위해 상기 연결캡(40)에는 볼관통부(43)를 커넥팅로드(60,60')의 갯수만큼 형성하여야 한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 다중 압축기의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에서 상기 크랭크축(30)의 편심핀(32)과 피스톤(55)을 연결하는 커넥팅로드(60,60')를 조립하는 것을 설명한다. 커넥팅로드(60')의 핀연결볼(62)이 연결캡(40)과 체결되지 않은 경우에는, 먼저, 상기 커넥팅로드(60,60')의 피스톤연결볼(64)을 각각 피스톤(55)에 코킹하여 결합한다. 그리고, 상기 각각 커넥팅로드(60,60')가 연결된 피스톤(55)을 해당되는 압축실(51)에 삽입한다. 이때, 상기 커넥팅로드(60,60')와 피스톤(55)은 각각 해당되는 압축실(51)의 선단, 즉 밸브어셈블리가 장착되는 쪽에서 삽입된다.

다음으로, 상기 압축실(51)에 삽입된 피스톤(55)에 피스톤연결볼(64)이 코킹되어 연결되어 압축실(51)외부로 연장된 커넥팅로드(60,60')의 핀연결볼(62)을 상기 편심핀(32)의 볼안착홈(33)에 각각 위치시킨다.

이와 같은 상태에서 상기 연결캡(40)을 상기 편심핀(32)의 상부에서 편심핀(32)에 삽입한다. 이때, 상기 핀연결볼(62)과 상기 볼관통부(43)가 대응되게 연결캡(40)을 편심핀(32)에 위치시킨다.

상기 연결캡(40)을 상기 편심핀(32)에 삽입하면, 상기 볼관통부(43)의 상단이 상기 핀연결볼(62)상에 안착된다. 이때, 상기 볼관통부(43)의 외측 폭(W)은 상 기 핀연결볼(62)의 최대 직경보다 작으므로, 상기 핀연결볼(62)이 상기 연결캡(40)의 볼관통부(43)에서 분리되지 않게 된다. 그리고, 상기 핀연결볼(62)은 상기 볼안착홈(33)에 안착되어 하부로 이동되는 것이 방지된다.

그리고, 상기 연결캡(40)을 편심핀(32)에 삽입한 후에는, 상기 편심핀(32)에서 연결캡(40)이 분리되지 않도록 상기 록커공(36)에 록커(38)를 삽입한다. 따라서, 상기 록커공(36)의 외부로 돌출된 상기 록커(38)의 양단부 때문에 상기 연결캡(40)이 상기 편심핀(32)에서 임의로 탈거되지 않게 된다. 이와 같이 되면, 상기 커넥팅로드(60)와 크랭크축(30)의 연결이 완성된다.

한편, 일측 커넥팅로드(60')의 핀연결볼(62)을 연결캡(40)에 체결할 수도 있다. 이는 압축기의 동작중에 상기 연결캡(40)이 자전하는 방향으로 유동되는 것을 방지하기 위한 경우이다. 이때에는 위에서 설명된 바와 같이 조립된 상태에서 상기 커넥팅로드(60')의 핀연결볼(62)과 연결캡(40)을 용접하면 된다.

다음으로, 도 6을 참고하여 본 발명의 다중 압축기가 동작되는 것을 설명한다. 먼저, 도 6a에는 제1실린더(50)의 피스톤(55)이 상사점에 위치되고, 제2실린더(50')의 피스톤(55)이 하사점에 있는 상태가 도시되어 있다. 따라서, 상기 제1실린더(50)에서는 압축된 작동유체가 토출완료된 상태이고, 제2실린더(50')에서는 압축될 작동유체가 흡입완료된 상태이다.

이와 같은 상태에서, 상기 크랭크축(30)이 도면을 기준으로 시계방향으로 회전하면, 도 6b의 상태가 된다. 즉, 상기 제1실린더(50)에서는 압축될 작동유체의 흡입이 진행되고, 제2실린더(50')에서는 작동유체의 압축이 진행된다.

이때, 상기 커넥팅로드(60,60')와 편심핀(32) 사이에 작용하는 힘관계를 살펴보면, 상기 제1실린더(50)쪽에서는 흡입행정이 진행되므로 상기 편심핀(32)쪽이 상기 커넥팅로드(60')를 당기는 방향으로 힘이 작용한다. 따라서 상기 핀연결볼(62)이 상기 볼관통부(43)의 측벽에 밀착된다.

그리고, 상기 제2실린더(50')쪽에서는 상기 편심핀(32)이 상기 커넥팅로드(60)를 밀어주는 방향으로 힘이 작용한다. 따라서, 상기 핀연결볼(62)은 상기 볼안착홈(33)에 밀착된다.

계속하여 크랭크축(30)이 회전되면, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제1실린더(50)에서는 피스톤(55)이 하사점에 위치하여 압축될 작동유체의 흡입이 완료된 상태가 된다. 그리고 제2실린더(50')에서는 피스톤(55)이 상사점에 위치하여 압축된 작동유체가 토출완료된 상태가 된다.

도 6d에는 계속하여 상기 크랭크축(30)이 회전됨에 의해 제1실린더(50)에서는 압축실(51) 내부의 작동유체에 대한 압축이 진행되고, 상기 제2실린더(50')에서는 압축할 작동유체를 흡입하는 과정이 진행된다. 이때는 도 6b에서 설명된 것과 반대방향으로 편심핀(32)과 커넥팅로드(60,60') 사이에서 작용하게 된다. 이와 같은 도 6의 과정은 계속하여 반복 수행된다.

이와 같은 동작과정에서 상기 연결캡(40)은 상기 편심핀(32)과 함께 크랭크축(30)의 회전에 의해 소정의 원궤적을 그리게 된다. 즉, 편심핀(32)이 그리는 원궤적과 같은 궤적의 공전을 한다.

그리고, 상기 연결캡(40)이 일측 커넥팅로드(60')와 체결되지 않은 경우에는 상기 연결캡(40)이 상기 편심핀(32)을 중심으로 자전하는 방향으로 유동될 수 있다. 이와 같은 유동은 상기 편심핀(32), 핀연결볼(62) 및 연결캡(40) 사이의 회동이 원활하게 되도록 하기 위해 구비되어야 하는 틈새 때문에 발생한다. 하지만, 상기 연결캡(40)이 유동되면 상기 핀연결볼(62)과의 충돌에 의해 동작소음이 발생될 수 있다.

상기 동작소음은 도 6b 및 도 6d의 경우에 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 상기 연결캡(40)과 커넥팅로드(60')를 용접하여 체결함에 의해 동작소음의 발생을 방지한다. 즉, 상기 연결캡(40)이 일측 커넥팅로드(60')와 체결되어 있는 경우에는 상기 연결캡(40)이 동작중에 자전되는 방향으로 유동되는 것이 방지된다. 따라서, 연결캡(40)과 핀연결볼(62)사이의 충돌이 발생하지 않아 동작소음을 발생시키지 않게 된다.

그리고, 본 발명에서 상기 편심핀(32), 연결캡(40) 및 커넥팅로드(60,60')의 결합구조는 이들 사이에서의 습동부를 최소화하여 마찰손실을 줄이도록 설계되었다. 즉, 상기 핀연결볼(62)은 상기 편심핀(32)의 볼안착홈(33)에 점접촉되고, 상기 연결캡(40)의 볼관통부(43) 내면에 또한 상대적으로 좁은 면적이 접촉되어 이들 사이에서의 마찰에 의한 동력손실을 최소화한다.
참고로, 청구범위에 기재된 '볼'은 커넥팅로드의 양단에 구비되는 핀연결볼과 피스톤연결볼을 모두 포함하는 용어이다. 즉, 커넥팅로드의 양단에 구비되는 볼 중 핀에 연결되는 것이 핀연결볼(62)이며, 피스톤과 연결되는 것이 피스톤연결볼(64)이라고 볼 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 다중 압축기에서는 프레임에 작동유체의 압축을 위한 부분이 서로 대칭되게 또는 일정한 각도 간격으로 배치된다. 따라서, 작동유체의 압축을 위한 압축기구부의 동작시에 발생하는 여러가지 힘이 서로 상쇄되어 프레임의 불평형이 해소되므로 프레임의 진동이 최소화된다.

이와 같이 압축기의 동작중 프레임의 진동이 최소화됨에 의해 동작소음이 줄어들고, 프레임에 설치되는 부품이 밀폐용기에 충돌하여 손상되는 것이 방지되며, 진동에 의한 습동부품의 마모가 최소화되므로 압축기의 내부 설계가 용이하면서도 내구성이 개선되는 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 작동유체의 압축이 여러개의 실린더에서 순차적으로 진행되므로 전체적인 압축기의 크기 등이 커지지 않으면서도 압축기의 용량이 현저하게 늘어나게 되는 효과도 기대할 수 있다.

또한, 작동유체가 여러개의 실린더에서 순차적으로 압축되어 배출될 수 있으므로 압축되어 배출되는 작동유체의 맥동이 상대적으로 줄어들게 되는 효과도 기대할 수 있다.

마지막으로, 본 발명에서는 연결캡이 일측 커넥팅로드와 체결되어 있어 동작중에 연결캡이 커넥팅로드에 대해 유동하지 않는다. 따라서, 연결캡과 커넥팅로드의 핀연결볼 사이의 충돌이 미연에 방지될 수 있어 동작소음이 최소화된다.

Claims

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구동력을 제공하는 모터부와 상기 모터부에 의해 구동되어 작동유체를 압축하는 압축기구부가 밀폐용기 내부에 구비되는 압축기에 있어서,

밀폐용기 내부의 프레임에 회전가능하게 설치되어 상기 모터부에 의해 구동되고 회전중심에서 편심되게 편심핀을 구비하는 크랭크축과,

상기 프레임에 상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 대칭되게 구비되고 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실과 피스톤이 각각 구비되는 실린더와,

상기 크랭크축의 편심핀과 볼조인트로 연결되어 상기 실린더의 내부에서 각각 직선왕복운동하는 피스톤으로 크랭크축의 구동력을 각각 전달하는 커넥팅로드와,

상기 각각의 커넥팅로드의 일단부에 구비되는 볼을 상기 크랭크축의 편심핀에 회동가능하게 연결하는 연결캡을 포함하여 구성되고,

상기 크랭크축의 편심핀의 외주면을 둘러서는 상기 커넥팅로드의 볼의 일부가 안착되는 볼안착홈이 형성되고, 상기 연결캡에는 상기 볼안착홈과 대응되는 위치에 상기 볼이 볼안착홈에 회동가능하게 안착되어 이탈되지 않게 하는 볼관통부가 형성됨며,

상기 볼관통부중 연결캡의 외측의 폭은 상기 볼의 직경보다 상대적으로 작게 형성되고, 볼관통부의 내부에는 적어도 상기 볼의 직경과 대응되는 폭의 부분이 구비됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
제 3 항에 있어서, 상기 볼관통부는 상기 연결캡의 일측에서 하단부로 개구되게 형성됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
제 4 항에 있어서, 상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 대칭되게 구비되는 실린더의 피스톤과 상기 크랭크축을 연결하는 커넥팅로드 중 하나는 상기 연결캡과 일체로 체결됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편심핀의 상단을 관통하여서는 상기 연결캡의 탈거를 방지하는 록커가 설치됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
구동력을 제공하는 모터부와 상기 모터부에 의해 구동되어 작동유체를 압축하는 압축기구부가 밀폐용기의 내부에 구비되는 압축기에 있어서,

밀폐용기 내부의 프레임에 회전가능하게 설치되어 상기 모터부에 의해 구동되고 회전중심에서 편심되게 편심핀을 구비하는 크랭크축과,

상기 프레임에 상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 일정 각도 간격으로 적어도 2개가 구비되고 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실과 피스톤이 각각 구비되는 실린더와,

상기 크랭크축의 편심핀과 볼조인트로 연결되어 상기 실린더의 내부에서 각각 직선왕복운동하는 피스톤으로 크랭크축의 구동력을 각각 전달하는 커넥팅로드와,

상기 각각의 커넥팅로드의 일단부에 구비되는 볼을 상기 크랭크축의 편심핀에 회동가능하게 연결하는 연결캡을 포함하여 구성되고,

상기 크랭크축의 편심핀의 외주면을 둘러서는 상기 커넥팅로드의 볼의 일부가 안착되는 볼안착홈이 형성되고, 상기 연결캡에는 상기 볼안착홈과 대응되는 위치에 상기 볼이 볼안착홈에 회동가능하게 안착되어 이탈되지 않게 하는 볼관통부가 형성됨며,

상기 볼관통부중 연결캡의 외측의 폭은 상기 볼의 직경보다 상대적으로 작게 형성되고, 볼관통부의 내부에는 적어도 상기 볼의 직경과 대응되는 폭의 부분이 구비됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
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제 7 항에 있어서, 상기 연결캡의 상부로 돌출된 편심핀의 상단을 관통하여 상기 연결캡의 고정을 위한 록커가 편심핀을 관통하여 설치됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
제 7 항에 있어서, 상기 커넥팅로드중 어느 하나는 상기 연결캡과 일체로 회동되게 체결됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
제 10 항에 있어서, 상기 커넥팅로드중 어느 하나와 상기 연결캡은 용접에 의해 체결됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
구동력을 제공하는 모터부와 상기 모터부에 의해 구동되어 작동유체를 압축하는 압축기구부가 밀폐용기의 내부에 구비되는 압축기에 있어서,

밀폐용기 내부의 프레임에 회전가능하게 설치되어 상기 모터부에 의해 구동되고 회전중심에서 편심되게 편심핀을 구비하는 크랭크축과,

상기 프레임에 상기 크랭크축의 회전중심을 중심으로 일정 각도 간격으로 적어도 2개가 구비되고 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실과 피스톤이 각각 구비되는 실린더와,

상기 크랭크축의 편심핀과 볼조인트로 연결되어 상기 실린더의 내부에서 각각 직선왕복운동하는 피스톤으로 크랭크축의 구동력을 각각 전달하는 커넥팅로드와,

상기 각각의 커넥팅로드의 일단부에 구비되는 볼을 상기 크랭크축의 편심핀에 회동가능하게 연결하고 적어도 상기 커넥팅로드중 어느 하나와 일체로 연결되는 연결캡을 포함하여 구성되고,

상기 크랭크축의 편심핀의 외주면을 둘러서는 상기 커넥팅로드의 볼의 일부가 안착되는 볼안착홈이 형성되고, 상기 연결캡에는 상기 볼안착홈과 대응되는 위치에 상기 볼이 볼안착홈에 회동가능하게 안착되어 이탈되지 않게 하는 볼관통부가 형성됨며,

상기 볼관통부중 연결캡의 외측의 폭은 상기 볼의 직경보다 상대적으로 작게 형성되고, 볼관통부의 내부에는 적어도 상기 볼의 직경과 대응되는 폭의 부분이 구비됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
제 12 항에 있어서, 상기 커넥팅로드중 어느 하나와 상기 연결캡은 용접에 의해 체결됨을 특징으로 하는 다중 압축기.
삭제
제 12 항 또는 제13항에 있어서, 상기 연결캡의 상부로 돌출된 편심핀의 상단을 관통하여 상기 연결캡의 고정을 위한 록커가 편심핀을 관통하여 설치됨을 특징으로 하는 다중 압축기.