KR101121878B1

KR101121878B1 - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR101121878B1
Application number: KR1020067005862A
Authority: KR
Inventors: 히로나리 아카시; 고스케 쓰보이
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2012-03-19
Also published as: EP1673538B1; WO2005035984A1; EP1673538A1; JP4617656B2; CN1846064A; CN100432431C; JP2005120837A; DE602004012588T2; US7832994B2; DE602004012588D1; KR20070020178A; US20060269428A1

Abstract

본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 주축의 외부 둘레에 형성된 나선홈이 주축 베어링의 안쪽 둘레와 조합하여 점성 펌프를 가지며, 상기 주축 베어링과 슬라이딩 가능하게 맞물린 적어도 하나의 슬라이딩부와, 상기 주축 베어링과 함께 일정한 틈새를 가지는 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부가, 상기 비접촉 슬라이딩부에서 상기 나선홈의 하단이 위치하는 주축 베어링에 대향하는 주축의 외부 둘레에 마주보고 형성된다.

압축기, 냉각, 비접촉, 슬라이딩, 밀폐형

Description

밀폐형 압축기{Hermetic-Type Compressor}

본 발명은 냉장고, 에어컨(Air Conditioner) 등의 냉동 사이클에 제공되는 밀폐형 압축기(Hermetic- Type Compressor)에 관한 것이다.

근래, 밀폐형 압축기는 높은 신뢰성을 가져야 한다는 전제 하에, 상기 밀폐형 압축기가 그 작동 중 소음을 줄이고 전력 소모를 저감할 것이 요구되고 있다. 이러한 요구에 대처하기 위하여, 압축기를 인버터(Inverter)로 구동함으로써 압축기를 보다 낮은 회전수로 하고, 사용되는 윤활유의 점도를 더 낮추기 위한 일부 진전이 이루어지고 있다. 낮은 점도(Low Viscosity)를 가진 윤활유를 사용하는 그러한 압축기의 저속 작동을 수행하는 경우, 상기 압축기의 슬라이딩부(Sliding Portion)에 확실하게 윤활유를 공급하는 일이 중요한 과제이다. 최근의 밀폐형 압축기에 대한 그러한 과제로서, 윤활유를 확실하게 공급함으로써 상기 슬라이딩부의 신뢰성을 개선하는 것이다. 상기 과제를 달성하기 위하여, 종래의 몇몇 밀폐형 압축기에서는 상기 슬라이딩부에 급유하기 위한 오일 펌프가 이미 개량되어 있다. 그러한 종래의 밀폐형 압축기로서, 일본 특허공개공보 제2000-110723호에 개시된 하나의 예가 있다.

이하, 첨부된 도 6을 참조하면서 상기 일본 특허공개공보 제2000-110723호에 개시된 종래의 밀폐형 압축기를 설명할 것이다.

도 6은, 종래의 밀폐형 압축기에 대한 내부구조를 나타내는 종단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 고정자(2)와 회전자(3)로 구성된 전동부(4)와 전동부(4)에 의해서 구동되는 압축부(5)가 밀폐용기(1) 내에 수용되어 있다. 밀폐용기(1) 내에는 윤활유(6)가 저장되어 있다.

크랭크축(7)은, 전동부(4)의 회전 구동력을 압축부(5)에 전달하는 역할을 하는데, 회전자(3)를 압입(Press-fix)하여 고정된 주축(Main Shaft, 8) 및 주축(8)에 형성된 크랭크부(9)를 가진다. 크랭크부(9)는 주축(8)의 회전 중심축에 대하여 편심져 형성되어 있다. 압축부(5)의 실린더 블록(Cylinder Block, 14)은, 거의 원통 형상의 압축실(15)과, 주축(8)을 회전 가능하게 지지하는 주축 베어링(16)을 포함한다. 주축(8)의 외부 둘레에는, 주축 베어링(16)의 상부 및 하부와 슬라이딩 가능하게 맞물린 두개의 슬라이딩부(17)와, 주축 베어링(16)과 접촉하지 않고 슬라이딩하며 상기 슬라이딩부(17, 17) 사이에 형성된 비슬라이딩부(Non-sliding Section, 18)가 제공된다.

압축부(5)에는 피스톤(19)이 실린더 블록(14)의 압축실(15)에 삽입되어, 상기 압축실에서 왕복 슬라이딩이 가능하다. 피스톤(19)은 커넥팅 로드(Connectiong Rod, 20)로 크랭크축(7)의 크랭크부(9)에 연결되어 있다.

상기 크랭크축(7)에는, 하나의 급유통로(30)가 주축(8) 내부에 형성되고, 다른 급유통로(31)가 주축(8)의 상부로부터 크랭크부(9)까지 형성되어 있다. 주축(8)의 외부 둘레 위에는, 크랭크축(7)의 회전방향과 역방향으로 위쪽을 향해 나선홈 (32)이 형성되어 있다. 나선홈(32)의 하단은 급유통로(30)의 상단 근방과 연결된다. 나선홈(32)의 상단은 급유통로(31)의 하단 근방과 연결된다. 주축(8)의 하단 위에는, 한쪽 끝단이 윤활유(6)에 개방되고 다른 쪽 끝단이 급유통로(30)와 연결되는 오일 펌프(33)가 고정되어 있다.

다음에, 상기한 종래의 밀폐형 압축기의 동작을 설명한다.

크랭크축(7)은 전동부(4)의 회전자(3)의 회전 운동과 함께 회전하고, 크랭크부(9)는 주축(8)의 중심축에 대하여 회전운동(Revolving Movement)을 수행한다. 크랭크부(9)의 회전운동은 커넥팅 로드(20)와 함께 왕복운동으로 바뀌어 피스톤(19)에 전달된다. 그 결과, 피스톤(19)은 압축실(15) 내에서 왕복 슬라이딩 운동을 수행하고, 그에 따라 압축실(15)에 냉매가스를 흡입하여 압축한다. 이런 방식에서, 냉각 시스템의 냉매가스는, 압축실(15)에 흡입되어 그 속에서 압축된 후, 냉각 시스템을 통하여 계속된 순환을 위해 상기 밀폐용기 밖으로 배출된다.

크랭크축(7)의 하단에 제공된 오일 펌프(33)는, 크랭크축(7)의 회전에 의해 윤활유(6)를 퍼올리는 펌핑 작용(Pumping Action)을 하게 된다. 오일 펌프(33)의 펌핑 작용에 의해, 밀폐용기(1)의 바닥부에 저장된 윤활유(6)는 주축(8)의 급유통로(30)를 통하여 위에 올라온다. 급유통로(30)의 상부에 이른 윤활유(6)는 나선홈(32)에 도입된다. 나선홈(32)은 크랭크축(7)의 회전 방향과 역방향으로 작용하는 관성력과 동일한 방향으로 경사져 있기 때문에, 위쪽으로 반송력(Transporting Force)이 윤활유(6)에 작용한다. 그 결과, 윤활유(6)는 나선홈(32)을 따라 위쪽으로 올라오며, 크랭크축(7)의 슬라이딩부(17)에 공급된다. 그리고 나선홈(32)의 상 단에 이른 윤활유(6)는 급유통로(31)에 도입되어 크랭크부(9)와 압축부(5)의 슬라이딩 부품에 공급된다.

상기한 방식으로 구성된 종래의 밀폐형 압축기에서는, 조립과정 중 발생되는 미소한 먼지와 쓰레기가 윤활유(6)에 들어갈 수 있다. 오일 펌프(33)에 의해 윤활유(6)와 함께 쌓인 미소한 먼지와 쓰레기는 원심력에 의해 급유통로(30)를 통하여 올라온다. 급유통로(30)는 주축(8)의 중심선에 대하여 편심져 있는 수직선을 따라 주축(8)에 형성되어 있기 때문에, 미소한 먼지 등은 그 외부 둘레쪽을 따라 급유통로(30)를 통하여 올라온다. 그리고 미소한 먼지 등은 원심력에 의해 주축(8)의 외부 둘레 위에 형성된 나선홈(32)의 방향을 향해 급유통로(30) 근방에서 모여진다. 즉 윤활유(6)의 흐름 방향이 급유통로(30)의 근방에서 수평방향으로 거의 90도 만큼 변한다. 이러한 이유로, 미소한 먼지 등은 원심력과 중력에 의해 나선홈(32)의 하단 근방 주위에 쉽게 모인다. 미소한 먼지 등이 나선홈(32)의 하단 부근에 모이면, 미소한 먼지 등은 크랭크축(7)의 슬라이딩부(17)와 주축 베어링(16) 사이의 좁은 틈새에 쉽게 들어가고, 부드러운 슬라이딩 운동을 방해하는 요인이 된다. 그 결과, 종래의 밀폐형 압축기에서는 원하는 출력을 얻기 위하여 입력 에너지를 증가시켜야만 했고, 따라서 효율 저하를 초래하였다. 또한, 상기 슬라이딩부(17)의 손상에 의해 신뢰성이 저하된다는 문제가 있다.

또, 전원 주파수 이하의 저속 운전 주파수로 인버터에 의해 구동되는 경우는, 미소한 먼지 등은 나선홈(32)의 하단 부근에서 원심력에 의해 외부 둘레쪽에 모일 때, 윤활유(6)의 유속이 느리기 때문에 중력에 의해 나선홈(32)의 하단에 한 층 체류하기 쉬워진다. 따라서, 종래의 밀폐형 압축기를 저속으로 구동하는 경우, 미소한 먼지와 작은 쓰레기는 슬라이딩부(17)와 주축 베어링(16)의 좁은 틈새에 더 쉽게 들어가서, 부드러운 슬라이딩 운동을 방해한다.

본 발명은 상기 종래의 밀폐형 압축기에 대한 문제를 해결하기 위한 것으로, 고효율과 높은 신뢰성을 가지는 밀폐형 압축기를 제공하는데 목적이 있다. 본 발명에서, 기대하는 부드러운 슬라이딩 운동은, 윤활유가 상기 슬라이딩부와 부품들에 충분히 공급될 수 있는 압축기를 구성하고, 먼지와 쓰레기들이 축부(Shaft Portion)의 슬라이딩부와 부품들에 들어가지 않도록 함으로써 구현될 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 윤활유를 저장하는 밀폐용기 내에, 전동부와, 상기 전동부에 의해 구동되는 압축부를 수용하는 밀폐형 압축기로서, 상기 압축부는, 연직방향의 회전축을 가지며 크랭크부와 주축을 구비하는 크랭크축, 및 상기 주축을 회전 가능하게 지지하는 주축 베어링을 갖고, 상기 주축의 외주면에 형성된 적어도 일부가 나선 모양인 홈과, 상기 주축 베어링의 내주면에 의해 점성 펌프가 구성되어 있으며, 상기 주축은, 상기 주축 베어링과 대향하는 상기 주축의 외주면에서, 상기 주축 베어링과 슬라이딩하는 적어도 하나의 슬라이딩부와, 상기 주축 베어링과 접촉하지 않도록 상기 주축 베이링의 내주면으로부터 소정의 간극을 갖고 배치된 원통 형상의 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부를 갖고 있고, 상기 적어도 하나의 슬라이딩부와 상기 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부가 상기 주축의 중심축과 동일한 축상에 있으며, 상기 적어도 하나의 슬라이딩부가 제1 외경(外徑)을 갖고, 상기 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부가 제2 외경을 가지며, 상기 제2 외경이 상기 제1 외경보다 작게 설정되어 있고, 상기 제1 외경과 상기 제2 외경의 각 중심축이 상기 주축의 중심축과 동일한 축이며, 상기 주축의 내부에는, 상기 주축의 축에 대하여 경사진 적어도 하나의 급유통로가 형성되고, 상기 적어도 하나의 급유통로의 하단 개구가, 윤활유를 퍼올리는 펌프작용을 행하도록 상기 주축의 하단에 설치된 오일 펌프에 연이어 통해 있으며, 상기 홈의 하단은, 상기 주축과 상기 주축 베어링이 슬라이딩하는 상기 적어도 하나의 슬라이딩부보다 하측인 상기 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부에 배치되고, 및 상기 비접촉 슬라이딩부에서, 상기 홈의 하단이 상기 적어도 하나의 급유통로의 상단 개구에 연이어 통해 있으며, 상기 홈의 하단과, 상기 급유통로의 상단 개구가 연이어 통하는 상기 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 상기 주축 베어링과의 직경 간극이 0.05 내지 0.40mm의 범위내인 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

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이러한 구성으로, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 윤활유와 함께 흡입된 미소한 먼지와 쓰레기가 상기 나선홈의 하단에 쌓여, 상기 주축의 비접촉 슬라이딩부와 상기 주축 베어링 사이의 틈새로 들어가더라도, 상기 비접촉 슬라이딩부가 크기 때문에, 상기 미소한 먼지와 쓰레기는 그곳에 쌓이지 않고 상기 틈새로부터 배출될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 입력의 증가에 의한 효율저하와 상기 슬라이딩부의 손상과 마모에 의한 신뢰성 저하를 방지함으로써, 고효율과 높은 신뢰도를 가진 장치를 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 상기 주축이 상기 주축 베어링과 슬라이딩 가능하게 맞물린 상기 슬라이딩부 아래쪽의 비접촉 슬라이딩부에 상기 홈의 하단이 위치하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 밀폐형 압축기는 이렇게 구성됨으로써, 윤활유와 함께 흡입된 미소한 먼지와 쓰레기가 상기 홈의 하단 부근에 모여 상기 주축의 비접촉 슬라이딩부와 주축 베어링 사이의 틈새에 들어가도, 비접촉 슬라이딩부의 틈새가 크기 때문에, 미소한 먼지와 쓰레기가 상기 주축과 주축 베어링을 손상시키지 않을 것이다. 또한, 밀폐용기의 바닥에 저장된 윤활유의 유면으로부터 상기 베어링부에서의 홈의 하단까지의 양정(Lift, 거리)을 짧게 설정할 수 있기 때문에, 동일한 회전수에서 급유량이 증가하며, 저속 회전에서도 충분한 급유를 수행하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명에 따르면, 미소한 먼지와 쓰레기가 비접촉 슬라이딩부에서 상기 주축과 주축 베어링을 손상시키지 않고 배출될 수 있고, 동시에 안정된 급유량을 확보될 수 있기 때문에, 효율과 신뢰성을 더욱 높게 할 수 있다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 상기 주축 베어링과 대향하는 주축의 외부 둘레면 위에 복수의 비접촉 슬라이딩부가 형성되고, 최하위 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 주축 베어링 사이의 틈새가 다른 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 주축 베어링 사이의 틈새보다 더 좁게 형성될 수 있다. 상기한 구조를 가지는 본 발명의 밀폐형 압축기에서 상기 비접촉 슬라이딩부의 하부는 개방되어 있기 때문에, 상기 미소한 먼지와 쓰레기는 중력에 의해 상기 주축 베어링의 하부를 통하여 배출될 수 있다. 또한, 상기 밀폐용기의 바닥에 저장된 윤활유의 유면으로부터 상기 베어링부의 홈의 하단까지의 양정(거리)를 짧게 설정할 수 있기 때문에, 급유량은 동일한 회전수이면 증가하며, 저속 회전에서도 충분한 급유를 수행하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기에서, 상기 홈의 하단이 위치한 비접촉 슬라이딩부에서의 주축와 주축 베어링 사이의 직경 틈새(Diameter Gap)를 0.05㎜와 0.40㎜ 사이의 범위에 있도록 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성된 본 발명의 밀폐형 압축기는, 비접촉 슬라이딩부의 틈새가 너무 큰 경우에 비해 윤활유가 주축 베어링의 하단에서 하부로 새기 쉽지 않고, 이에 따라 비접촉 슬라이딩부 위쪽의 주축, 크랭크부 등과 같은 슬라이딩부에 충분히 급유 동작을 실시할 수 있다. 또, 비접촉 슬라이딩부의 틈새가 너무 작은 경우에 비해, 비접촉 슬라이딩부에서 윤활유의 점성 마찰에 의한 입력을 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 상기 홈의 상단은, 상기 주축이 상기 주축 베어링과 슬라이딩 가능하게 맞물린 슬라이딩부 위의 비접촉 슬라이딩부에 위치될 수 있다. 이렇게 구성된 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에서, 상기 주축이 상기 주축 베어링과 슬라이딩 가능하게 맞물린 슬라이딩부에 윤활유의 유막(Oil Film)이 확실하게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 상기 홈의 상단이 위치하는 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 주축 베어링 사이의 직경 틈새를 0.05㎜와 0.50㎜ 사이의 범위 내에 있도록 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성된 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에서, 상기 비접촉 슬라이딩부에서 점성 마찰을 충분히 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 상기 주축과 동축(Coaxial)이면서 상기 크랭크부를 사이에 두도록 제공된 보조축(Auxiliary Shaft)과, 상기 보조축을 회전 가능하게 지지하는 보조 베어링을 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이렇게 구성된 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에서, 상기 보조 베어링은 상기 주축의 기울기를 규제하며 상기 주축은 거의 수직인 방향으로 상기 축 주위를 회전한다.

또한, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 상기 주축과 주축 베어링 사이에 단지 하나의 슬라이딩부를 구비할 수 있다. 이렇게 구성된 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에서, 유막이 상기 주축과 주축 베어링 사이에 확실하게 형성될 수 있고, 상기 슬라이딩 영역이 최소이기 때문에, 슬라이딩 손실(Sliding Loss)이 감소하며 효율이 개선될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 적어도 상용 전원 주파수 이하의 구동 주파수를 포함하는 복수의 구동 주파수로 인버터에 의해 구동되도록 구성될 수 있다. 이렇게 구성된 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에서, 저구동 주파수에 의한 압축 부하의 감소가 실현될 수 있기 때문에, 상기 밀폐형 압축기에 입력을 낮출 수 있고, 이에 따라 상기 냉장고 등에서의 냉동 사이클의 전력 소모가 크게 감소될 수 있다.

본 발명의 뛰어난 특징은 첨부된 청구범위에서 특별히 설명되지만, 본 발명은 구성과 내용 모든 면에 관하여, 도면과 관련한 다음의 상세한 설명으로부터 다른 목적과 특징과 함께 더 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 종단면도이다.

도 2는 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 제2 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 종단면도이다.

도 4는 제2 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 제3 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 6은 종래의 밀폐형 압축기의 내부 구조를 나타내는 종단면도이다.

일부 또는 모든 도면은 예시적인 목적을 위한 개략도이며, 도시된 부재들의 실제 상대적인 크기나 위치를 묘사하는 것은 아님을 알 수 있을 것이다.

이하, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 바람직한 실시형태에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다.

<<제1 실시형태>>

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 종단면도이고, 도 2는 제1 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 고정자(102)와 회전자(103)를 포함하는 전동부(104) 및 전동부(104)에 의해 구동되는 압축부(105)가 밀폐용기(101) 내에 수용되어 있다. 밀폐용기(101)는 그 내부에 윤활유(106)가 저장되어 있다.

전동부(104)의 회전 구동력을 압축부(105)에 전달하는 크랭크축(107)은, 회전자(103)를 주위에 압입 고정하여 수직선을 따라 회전축을 가지는 주축(108)과, 주축(108)의 회전 중심축에 대해 편심져 형성된 크랭크부(109)를 포함한다. 압축부(105)의 실린더 블록(115)은 거의 원통 형상의 압축실(116)을 가지는 동시에 주축(108)을 회전 가능하게 지지하는 주축 베어링(117)을 가지고 있다. 주축(108)의 외부 둘레 위에는, 그 상부와 하부에서 주축 베어링(117)과 슬라이딩 가능하게 맞물린 두개의 슬라이딩부(130, 131)가 제공되는 동시에, 각각 슬라이딩(130, 131) 아래에 형성된 두개의 비접촉 슬라이딩부(132, 133)가 제공된다(도 2 참조). 비접촉 슬라이딩부(132, 133)의 직경은 슬라이딩부(130, 131)의 직경보다 작도록 선택된다. 따라서, 크랭크축(107)은, 주축(108) 위에 형성된 슬라이딩부(130, 131)에 의 해 주축 베어링(117) 내에 회전 가능하게 지지되어 있다.

주축(108)의 회전 운동에 의해, 주축(108)에 편심진 크랭크축(107)의 크랭크부(109)는, 주축(108)의 회전축에 대하여 회전 운동을 수행하며, 크랭크부(109)에 연결된 커넥팅 로드(122)에 의해 회전 운동을 왕복 운동으로 바꾼다. 크랭크부(109)는 커넥팅 로드(122)를 통하여 압축부(105)에서 피스톤(121)에 연결되어 있다. 그 결과, 크랭크축(107)의 회전 운동은 피스톤(121)을 실린더 블록(115)의 압축실(116)에서 왕복 슬라이딩 운동을 수행하도록 한다.

크랭크축(107)의 내부에는 제1 급유통로(123) 및 제2 급유통로(124)가 설치되어 있다. 주축(108)의 하단부 안쪽의 제1 급유통로(123)는 경사져 형성되어 있다. 즉 제1 급유통로(123)의 하단부는 주축(108)의 중심에 위치하지만, 제1 급유통로(123)의 상단은 주축(108)의 외부 둘레쪽에 형성된다. 상기 제1 실시형태에서, 제1 급유통로(123)는 주축(108)의 중심 회전축에 대하여 3도 정도 경사져 형성되어 있다. 그러한 구조로, 주축(108)이 회전하면, 윤활유(106)는 원심력에 의해 제1 급유통로(123)를 통하여 올라온다. 또한 제2 급유통로(124)도 경사져 형성되어 있기 때문에, 크랭크축(107)의 회전 운동에 의해 원심력이 윤활유(106)에 작용하며, 이에 따라 제2 급유통로(124)를 통하여 윤활유(106)가 올라온다.

주축(108)의 외부 둘레에는, 크랭크축(107)의 회전 방향과 반대 방향으로 윗쪽으로 경사져 나선홈(125)이 형성되어 있다. 점성 펌프부(126)는 나선홈(125)을 주축 베어링(117)의 내부 둘레에 조합하여 형성된다. 나선홈(125)의 하단은 제1 급유통로(123)의 상단 근방과 연결되어 있지만, 나선홈(125)의 상단은 제2 급유통로 (124)의 하단 근방과 연결되어 있다. 주축(108)의 하단에는, 한쪽 끝단이 윤활유(106) 내에 개방되고 다른 끝단이 제1 급유통로(123)에 연결된 오일 펌프(127)가 제공되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크축(107)의 주축(108)의 외부 둘레 위에는, 주축 베어링(117)과 슬라이딩 가능하게 맞물린 두개의 슬라이딩부(130, 131)와, 주축 베어링(117)과 접촉하지 않는 두개의 비접촉 슬라이딩부(132, 133)가 제공되어 있다. 나선홈(125)의 하단은 슬라이딩부(130) 아래 쪽의 비접촉 슬라이딩부(133)에 위치되어 있다. 나선홈(125)의 하단이 위치한 비접촉 슬라이딩부(133)에서 주축(108)과 주축 베어링(117) 사이의 직경 틈새는 0.05㎜와 0.40㎜ 사이의 범위에서 설정되어 있다. 상기 직경 틈새는 주축 베어링(117)의 내부 직경과 주축(108)의 외부 직경과의 차이를 의미한다. 제1 실시형태에서, 비접촉 슬라이딩부(133)에서의 직경 틈새는 0.20㎜로 설정되어 있다. 슬라이딩부(130, 131)에서 주축(108)과 주축 베어링(117) 사이의 직경 틈새는 0.01㎜와 0.03㎜ 사이의 범위에서 설정된다. 제1 실시형태에서, 슬라이딩부(130, 131)의 직경 틈새는 0.02mm로 설정되어 있다.

또한, 제1 실시형태의 밀폐형 압축기에 사용되는 냉매가스는, 오존 파괴지수(Ozone Destruction Coefficient)가 제로인 R134a나 R600a로 대표되는 지구 온난화 지수(Global Warming Coefficient)가 낮은 천연냉매이다. 이들 천연냉매인 탄화수소계 냉매 등은 각각 상대적 용해도(Relative Solubility)가 높은 윤활유와 조합하여 이용되고 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 제1 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 동작을 설 명한다.

전동부(104)의 회전자(103)의 회전 운동에 의해, 크랭크축(107)이 회전하며, 크랭크부(109)는 주축(108)의 중심축을 주위로 회전 운동을 수행한다. 크랭크부(109)의 회전 운동은 커넥팅 로드(122)에 의해 왕복 운동으로 변환되어 피스톤(121)에 전달된다. 그 결과, 피스톤(121)은 압축실(116) 내에서 왕복 슬라이딩 운동을 하며, 이에 의해 냉매가스가 흡입되어 압축실(116) 내에서 압축된다. 이러한 방식으로, 냉매가스가 냉각 시스템으로부터 압축실(116)로 흡입되어 압축된 후, 다시 상기 냉각 시스템을 통한 계속된 순환으로 밀폐용기(101) 밖으로 배출된다.

크랭크축(107)의 하단에 제공된 오일 펌프(127)는 크랭크축(107)의 회전과 함께 윤활유(106)를 퍼 올리는 펌핑 동작을 수행한다. 오일 펌프(127)의 안쪽에는 분할판(Partition Plate)들이 제공되는데, 이들은 크랭크축(127)의 회전으로 윤활유(106)를 교반하는 동안 이들 분할판들이 윤활유(106)를 흡입하도록 한 구조를 가진다. 오일 펌프(127)의 펌핑 동작에 의해, 밀폐용기(101)의 바닥에 저장된 윤활유(106)가 주축(108) 내의 제1 급유통로(123)를 통하여 올라온다. 또한, 제1 급유통로(123)는 주축(108)의 회전 중심축에 대하여 경사진 방식으로 형성되기 때문에, 윤활유(106)는 주축(108)의 회전에 따라 원심력에 의해 제1 급유통로(123)를 통하여 올라온다. 제1 급유통로(123)의 상부에 이른 윤활유(106)는 나선홈(125)에 도입된다. 나선홈(125)은 크랭크축(107)의 회전 방향과 역방향으로 작용하는 원심력과 동일한 방향으로 경사져 있기 때문에, 나선홈(125)은 점성 펌프(126)로서 작용하고, 이에 따라 나선홈(125) 내부의 윤활유(106)에 큰 상방 반송력(Upward Transporting Force)을 부여한다. 그 결과, 윤활유(106)는 나선홈(125)을 통하여 올라와 크랭크축(107)의 슬라이딩부(130, 131)에 공급된다. 나선홈(125)의 상단에 이른 윤활유(106)는 제2 급유통로(124)에 도입되어 크랭크부(109)와 압축부(105)의 슬라이딩부 및 부품들에 공급된다.

제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 오일 펌프(127)에 의해 윤활유(106)와 함께 흡입된 미소한 먼지와 쓰레기는, 원심력에 의해 제1 급유통로(123)를 통하여 올라온다. 그리고, 제1 급유통로(123)의 상단 근방에서, 미소한 먼지와 쓰레기는 원심력에 의해 주축(108)의 외부 둘레에 형성된 나선홈(125)의 하단에 모여진다. 그러나 나선홈(125)의 하단은 주축(108)의 비접촉 슬라이딩부(133)에 형성되고, 비접촉 슬라이딩부(133)의 틈새가 미소한 먼지와 쓰레기의 직경보다 넓어, 이에 따라 상기 부분에서의 틈새는 상기 미소한 먼지와 쓰레기로 거의 방해받지 않는다. 따라서 윤활유(106)와 함께 흡입된 미소한 먼지와 쓰레기는 비접촉 슬라이딩부(133)와 주축 베어링(117) 사이의 넓은 틈새를 통하여 떨어진다.

상술한 바와 같이, 급유 동작에서, 윤활유(106)와 함께 흡입된 미소한 먼지와 쓰레기가 나선홈(125)의 하단 부근에 체류하여 비접촉 슬라이딩부(133)에서 주축(108)과 주축 베어링(117) 사이의 틈새에 들어가도, 이들은 거기에서 체류되지 않고 중력에 의해 주축 베어링(117)의 끝에서부터 배출된다.

또한, 제1 실시형태에 따라 구성된 밀폐형 압축기에서는, 밀폐용기(101)의 바닥에 저장된 윤활유(106)의 유막으로부터 나선홈(125)의 하단까지의 양정(거리)을 낮게 할 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에 다른 밀폐형 압축기의 양정은 짧아질 수 있기 때문에, 같은 회전수를 가지는 오일 펌프(127)의 급유량을 증가시킬 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기는, 나선홈(125)의 하단의 개구(Opening)가 비교적 큰 면적을 차지하며 주축(108)의 비접촉 슬라이딩부(133)에서 형성되고 슬라이딩부(130)에는 존재하지 않는 구조를 가진다. 따라서 윤활유(106)는 슬라이딩부(130)와 주축 베어링(117) 사이의 틈새에 확실하게 유지되는 구조를 가져, 슬라이딩부(130)와 주축 베어링(117) 사이에 유막이 쉽게 형성된다. 그 결과, 슬라이딩부(130)가 주축 베어링(117)과 금속 대 금속 접촉으로 직접 접촉하는 경우가 확실히 방지된다.

따라서, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기로, 윤활유(106) 내의 미소한 먼지와 쓰레기를 거의 완전하게 주축 베어링(117)의 내부로부터 배출하여, 안정적으로 상기 슬라이딩부와 부품들에 윤활유(106)를 공급하고, 용이하게 유막을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기는 부드러운 슬라이딩 운동을 구현할 수 있고, 고효율과 높은 신뢰성을 가진 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서는, 이물질이 상기 슬라이딩부에 들어가 마모에 의한 상기 슬라이딩부의 손상을 방지할 수 있기 때문에, 높은 신뢰성을 가지는 냉각 시스템을 구축할 수 있다. 상기 이물질이 슬라이딩부로 인입됨으로써 구동력을 증가할 필요가 없기 때문에, 제1 실시형태의 밀폐형 압축기는 입력에서의 증가를 가져오지 않고, 이에 따라 항상 고효율로 작동할 수 있다.

제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 나선홈(125)의 하단에 형성된 비접촉 슬라이딩부(133)에서 주축(108)과 주축 베어링(117) 사이의 직경 틈새는 0.05㎜와 0.40㎜ 사이의 범위에서 설정하고 있다. 비접촉 슬라이딩부(133)에서의 직경 틈새가 상술한 범위보다 더 넓게 설정되면, 윤활유(106)가 주축 베어링(117)의 하단으로부터 아래로 누출될 수 있는 문제가 발생한다. 그러나, 비접촉 슬라이딩부(133)에서의 직경 틈새가 상술한 범위 이내로 설정되면, 윤활유(106)는 상기 주축 베어링(117)로부터 쉽게 누출되지 않는다. 따라서, 비접촉 슬라이딩부(133) 위의 주축(108)과 크랭크부(109)의 슬라이딩부에 급유 동작을 충분히 수행할 수 있다.

반면, 비접촉 슬라이딩부(133)의 틈새가 상술한 범위보다 더 좁게 설정되면, 비접촉 슬라이딩부(133)에서 윤활유(106)의 점성 마찰이 더 크게 되어 입력의 증가가 요구된다. 그러나, 비접촉 슬라이딩부(133)의 틈새를 상기한 범위 이내로 설정함으로써, 비접촉 슬라이딩부(133)에서 윤활유(106)의 점성 마찰을 작게 하여 입력을 적게 할 수 있다. 다시 말하면, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서는, 비접촉 슬라이딩부(133) 위의 주축(108)과 크랭크부(109)의 슬라이딩부에 충분한 급유를 수행하고, 비접촉 슬라이딩부(133)에서의 윤활유(106)의 점성 마찰을 감소시킴으로써 입력의 감소를 실현할 수 있다. 따라서 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기는 고효율로 작동하는 신뢰성이 높은 장치가 된다.

제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기가 전원 주파수 이하의 저속의 구동 주파수로 인버터에 의해 구동되는 경우, 그리고 미소한 먼지와 쓰레기는 나선홈(125)의 하단 부근에서 원심력에 의해 외부 둘레에 모여질 때, 윤활유(6)의 유속이 늦기 때 문에, 이들은 중력에 의해 나선홈(125)의 하단부에 이를 수 있다. 그러나, 미소한 먼지와 쓰레기가 비접촉 슬라이딩부(133)의 틈새를 통하여 떨어지기 때문에, 상기 미소한 먼지와 쓰레기는 슬라이딩부에 체류되지 않을 것이며, 이에 따라 저속 운전에서도 높은 효율과 신뢰성을 가지고 동작을 실현할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서는, 제1 급유통로(123)에 연결되어 있는 나선홈(125)의 하단이 베어링으로 역활을 하는 슬라이딩부(130) 아래의 비접촉 슬라이딩부(133)에 형성되어 있다. 따라서 밀폐용기(101) 바닥의 윤활유(106)로부터 나선홈(125)의 하단까지의 양정(거리)이 짧게 설정될 수 있으므로, 이에 따라 저속 운전이 가능하다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기로, 저구동 주파수에서의 압축 부하 및 상기 밀폐형 압축기로의 입력을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 냉장고 등의 냉동 사이클에서 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서 상술한 운전은, 냉매가스 및 상기 냉매가스와 조합되는 윤활유의 종류에 관계없이 보편적이다.

<<제2 실시형태>>

이하, 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 발명에 따른 제2 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 종단면도이다. 도 4는, 제2 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 주요부를 나타내는 단면도이다. 제2 실시형태에서, 상기한 제1 실시형태와 동일한 기능과 구조를 가지는 부품 및 구성요소들은 동일한 참조 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다. 또, 제2 실시형태의 밀폐형 압축기와 제1 실시형태의 밀폐형 압축기의 구조에 있어서의 차이점은 상기 크랭크부의 구조 및 상기 크랭크축을 회전 가능하게 지지하는 메카니즘이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 고정자(102)와 회전자(103)로 구성된 전동부(104)와, 이 전동부(104)에 의해 구동되는 압축부(201)가 윤활유(106)를 저장하는 밀폐용기(101) 내에 제공된다.

크랭크축(202)은, 회전자(103)가 주위에 압입 고정된 주축(203), 주축(203)의 회전축 주위에 편심져 회전하도록 축에 제공된 크랭크부(204) 및 크랭크부(204)를 사이에 두고 주축(203)과 같은 축상에 마련한 보조축(205)을 포함한다. 보조축(205)은 주축(203)과 같은 축에 대하여 회전하도록 제공된다. 보조축(205)을 회전 가능하게 지지하는 보조 베어링(206)이 실린더 블록(207) 위에 제공된다.

크랭크축(202)의 내부에는 제1 급유통로(208)와 제2 급유통로(209)가 제공된다. 주축(203)의 하단 안쪽에 있는 제1 급유통로(208)는 경사져 제공된다. 즉, 제1 급유통로(208)의 하단은 주축(203)의 중심에 위치하는 반면, 제1 급유통로(208)의 상단은 주축(203)의 외부 둘레에 형성되어 있다. 제2 실시형태에서, 제1 급유통로(208)는 주축(203)의 회전 중심축에 대하여 3도 정도 경사져 형성되어 있다. 그러한 구조로, 주축(203)이 회전하면, 윤활유(106)가 원심력에 의해 제1 급유통로(208)를 통하여 올라온다. 주축(203)의 외부 둘레에는, 나선홈(210)이 크랭크축(202)의 회전 방향에 역방향 위쪽으로 경사진 방식으로 형성되어 있다. 점성 펌프(212)는 나선홈(210)을 주축 베어링(211)의 안쪽 둘레와 조합하여 형성되고 있다. 나선홈(210)의 하단은 제1 급유통로(208)의 상단 근방과 통해 있지만, 나선홈(210) 의 상단은 제2 급유통로(209)의 하단 근방과 연결되어 있다. 주축(203)의 하단에는, 한쪽 끝단이 윤활유(106)에 개방되어 있고 다른 쪽 끝단이 제1 급유통로(208)과 연결된 오일 펌프(127)가 제공된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 크랭크축(202)의 주축(203)의 외부 둘레에는, 주축 베어링(211)과 슬라이딩하는 두개의 슬라이딩부(213, 214)와, 주축 베어링(211)과 접촉하지 않는 3개의 비접촉 슬라이딩부(215, 216, 217)가 제공되고 있다. 나선홈(210)의 하단은 제1 슬라이딩부(213) 아래 쪽의 제1 비접촉 슬라이딩부(215)에 위치하고 있다. 나선홈(210)의 상단은 제2 슬라이딩부(214) 위쪽의 제3 비접촉 슬라이딩부(217)에 위치하고 있다.

나선홈(210)의 하단이 형성되는 제1 비접촉 슬라이딩부(215)에서의 주축(203)과 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는, 0.05㎜와 0.40㎜ 사이의 범위에서 설정되어 있다. 제2 실시형태에서, 제1 비접촉 슬라이딩부(215)에서의 직경 틈새는 0.20㎜로 설정된다. 제2 비접촉 슬라이딩부(216)와 제3 비접촉 슬라이딩부(217)에서 주축(203)과 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는, 0.05㎜와 0.40㎜ 사이의 범위에서 설정된다. 제2 실시형태에서, 제2 비접촉 슬라이딩부(216)와 제3 비접촉 슬라이딩부(217)에서의 직경 틈새들은 0.02㎜로 설정된다.

제1 슬라이딩부(213)와 제2 슬라이딩부(214)에서의 주축(203)과 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는 0.01㎜와 0.03㎜ 사이의 범위에서 설정된다. 제2 실시형태에서, 제1 슬라이딩부(213)와 제2 슬라이딩부(214)에서의 직경 틈새들은 0.02㎜로 설정되어 있다.

제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 보조축(205)은 크랭크축(202)의 최상단부 위에 형성되며, 이 보조축(205)은 보조 베어링(206)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 즉, 크랭크축(202)은 주축 베어링(211)에 의해 주축(203)에서 회전 가능하게 지지되고, 주축(203)과 동축인 크랭크부(204) 위에 형성된 보조축(205)은 보조 베어링(206)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 보조축(205)의 외부 둘레와 보조 베어링(206)의 안쪽 둘레 사이의 직경 틈새를 0.01㎜와 0.03㎜ 사이의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다. 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서 상기 직경 틈새는 0.02㎜로 설정되어 있다.

제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에 사용되는 냉매가스는, 오존 파괴지수가 제로인 R134a나 R600a로 대표되는 온난화 지수가 낮은 천연냉매이다. 이들 천연냉매 중 탄화수소계 냉매가 각각 상대적으로 높은 용해도를 가지는 윤활유와 조합해서 사용된다.

이하, 이상과 같이 구성된 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기의 작동에 대하여 설명한다.

전동부(104)의 회전자(103)의 회전 운동에 의해, 크랭크축(202)은 회전하며 상기 편심축 상의 크랭크부(204)는 주축(203)의 중심축에 대하여 회전 운동을 수행한다. 크랭크부(204)의 회전 운동은 커넥팅 로드(122)에 의해 왕복운동으로 변환되어 피스톤(121)에 전달된다. 그 결과, 피스톤(121)은 압축실(116)에서 왕복 슬라이딩 운동을 수행하며, 이에 따라 냉매가스를 흡입하여 압축실(116)에서 압축한다. 이러한 방식으로, 냉매가스가 냉각 시스템으로부터 압축실(116)로 흡입되어 압축된 후, 상기 냉각 시스템을 통하여 계속된 순환을 위하여 밀폐용기(101) 밖으로 배출된다.

또한, 크랭크축(202)의 회전 운동으로, 밀폐용기(101)의 바닥에 저장된 윤활유(106)는 오일펌프(127) 및 점성 펌프(212) 등의 펌핑 작용에 의해 위로 흡입되어, 크랭크축(202)의 슬라이딩부와 압축부(201)의 슬라이딩부로 공급된다. 상술한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기의 동작은, 앞서 개시된 제1 실시형태에 따른 밀폐형 압축기의 동작과 같다. 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 제2 급유통로(209)는 보조축(205)을 통과하기 때문에, 제2 급유통로(209)를 통과한 윤활유는 보조축(205)과 보조 베어링(206) 사이의 틈새에 공급되었다.

제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 제1 비접촉 슬라이딩부(215) 및 제3 비접촉 슬라이딩부(217)는, 주축(203)이 주축 베어링(211)에 의해 지지되는 부분의 양쪽에 형성된다. 또한, 크랭크축(202)에서, 상기 중심축에 대하여 편심져 회전하는 크랭크부(204)가 주축(203)의 상부에 제공된다. 따라서, 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기가 크랭크축(202)이 보조축(205) 및 보조 베어링(206) 없이 주축 베어링(211)만으로 지지하도록 구성되는 경우, 주축(203)이 크랭크축(202)의 회전 운동에 대하여 크게 경사질 가능성이 있다. 그러한 경우, 크랭크축(202) 및 압축부(201)의 슬라이딩부에서 끼거나 뒤틀리는(Pinching or Wrenching) 문제가 발생할 우려가 있다. 제2 실시형태의 밀폐형 압축기는 크랭크부(204)의 하단과 상단 양쪽의 주축(203)과 보조축(205)이 각각 주축 베어링(211) 및 보조 베어링(206)에 의해 회전 가능하게 지지되도록 구성된다. 이러한 이유로, 크랭크축(202)이 회전 운동하 는 동안, 주축(203)은 획실하게 원하는 위치에서 회전하도록 유지되며, 끼거나 뒤틀리는 어떠한 오작동도 크랭크부(204) 및 압축부(201)의 슬라이딩부에서 효과적으로 발생하지 않는다.

상술한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 보조 베어링(206)이 주축 베어링(211)과 함께 크랭크축(202)의 기울기를 확실히 규제하기 때문에, 제2 슬라이딩부(213)와 제2 슬라이딩부(214) 사이의 공차를 주축 베어링(211)만 있는 경우에 비하여 더 작게 할 수 있다. 또한, 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 나선홈(210)의 하단을 제1 슬라이딩부(213) 아래에 위치시키고, 나선홈(210)의 상단을 제2 슬라이딩부(214) 위에 위치시킬 수 있다. 이러한 구조로, 아래쪽의 제1 슬라이딩부(213)와 위쪽의 제2 슬라이딩부(215)에서, 상기 미소한 먼지와 쓰레기가 이들 슬라이딩부에 들어가는 것을 크게 줄일 수 있다. 따라서, 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기로, 슬라이딩부(213, 214)에서의 손상 등에 의한 신뢰성 저하를 방지하고 효율과 신뢰성을 증가시킬 수 있다.

또한, 제2 실시형태의 밀폐형 압축기에 있어서, 베어링으로서 작용하는 제1 슬라이딩부(213) 아래의 제1 비접촉 슬라이딩부(215)에서, 제1 급유통로(208)와 연결될 나선홈(210)의 하단이 형성된다. 따라서, 밀폐용기(101)의 바닥에 저장된 윤활유(106)의 표면으로부터 나선홈(210)의 하단까지의 양정(거리)을 짧게 설정할 수 있고, 이에 따라 저속 운전이 가능하다. 따라서, 이러한 방식으로, 제2 실시형태의 밀폐형 압축기에 따르면, 낮은 운전 주파수에서 압축 부하가 줄고, 밀폐형 압축기의 입력이 저하되고, 그리고 냉장고 등의 냉동 사이클에서의 전력 소비를 저감할 수 있다.

<<제3 실시형태>>

이하, 첨부된 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에 대하여 설명한다. 도 5는 제3 실시형태의 밀폐형 압축기에 대한 주요부를 나타내는 단면도이다. 제3 실시형태에서, 상술한 제2 실시형태와 같은 기능과 구조를 가지는 부품과 구성은 동일한 부호를 붙이며, 그 상세한 설명은 생략한다. 제3 실시형태의 밀폐형 압축기와 제2 실시형태의 밀폐형 압축기의 구조에 있어서의 차이점은 크랭크축의 구조이다. 제3 실시형태에 관한 다음의 설명에 있어서, 제2 실시형태와 다른 점을 주로 설명할 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 크랭크축(301)은 주축(302), 주축(302)에 대해 편심져 형성된 크랭크부(303) 및 크랭크부(303)을 사이에 두어 주축(302)과 같은 축상에 마련한 보조축(304)을 포함한다. 주축(302)의 외부 둘레에는, 주축 베어링(211)과 슬라이딩하는 하나의 슬라이딩부(305)와, 주축 베어링(211)과 접촉하지 않는 3개의 비접촉 슬라이딩부(306, 307, 308)가 제공되고 있다. 즉, 주축(302)은 슬라이딩부(305)에서만 주축 베어링(211)과 슬라이딩 가능하게 맞물려 있다. 나선홈(310)의 하단은 주축 베어링(211)의 하단부와 마주보는 제1 비접촉 슬라이딩부(306)에 제공되며, 나선홈(310)의 상단은 제3 비접촉 슬라이딩부(308)에 제공되고 있다.

제3 실시형태에서, 주축(302)의 외부 둘레에는, 제1 비접촉 슬라이딩부(306), 제2 비접촉 슬라이딩부(307), 슬라이딩부(305) 및 제3 비접촉 슬라이딩부 (308)가 밑에서부터 이 순서로 형성되어 있다. 이렇게 형성된 비접촉 슬라이딩부들에서, 제1 비접촉 슬라이딩부(306)와 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는 약 0.20㎜이며, 제2 비접촉 슬라이딩부(307)와 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는 0.50㎜이다. 또, 제3 비접촉 슬라이딩부(308)와 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는 0.50㎜이다.

상술한 제3 실시형태에 따른 밀폐형 압축기의 동작은 상술한 제1 실시형태의 밀폐형 압축기와 같다. 제3 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 제2 급유통로(209)가 제2 실시형태의 경우와 마찬가지로 보조축(304)을 통과하기 때문에, 제2 급유통로(209)를 통과한 윤활유(106)는 보조축(304)과 보조 베어링(206) 사이의 틈새에 공급된다.

상술한 제2 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서는, 슬라이딩부(213, 214)가 두개의 위치에서 형성되기 때문에, 각 슬라이딩부(213, 214)의 상단과 하단은 4개소에 위치한다. 슬라이딩부(213, 214)의 각 상단과 하단에서, 슬라이딩부(213, 214)와 주축(211) 사이의 오일 압력은 사라지기 쉽고, 이에 따라 그곳에서 유막이 형성되기 어렵다. 따라서, 그러한 슬라이딩부들은 한 개소로 모으는 것이 바람직하다. 제3 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 슬라이딩부(305)는 한 개소에 있기 때문에, 슬라이딩부(305)의 상단과 하단은 두 개소에 위치한다. 따라서, 내부 오일 압력이 사라지는 위치의 개수를 작게 하였으며, 이에 따라 유막이 형성되기 쉬워진다.

상술한 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 슬라이딩 개소 가 최소가 되어 슬라이딩부가 차지하는 영역도 작게 할 수 있으므로, 슬라이딩 손실을 줄이고 효율을 향상시킬 수 있다.

제3 실시형태의 밀폐형 압축기에서, 제1 비접촉 슬라이딩부(306)와 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는, 예컨대 0.20㎜로 설정되며, 제2 비접촉 슬라이딩부(307)과 주축 베어링(211) 사이의 직경 틈새는, 예컨대 0.50㎜로 설정된다. 상술한 바와 같이, 제1 비접촉 슬라이딩부(306)에서의 직경 틈새를 제2 비접촉 슬라이딩부(307)에서의 직경 틈새보다 작게 설정함으로써, 제1 비접촉 슬라이딩부(306) 위에서 공급된 윤활유(106)가 제1 비접촉 슬라이딩부(306)로부터 아래로 새기 어려워지도록 구성할 수 있다. 따라서, 주축(302) 윗쪽에 위치한 슬라이딩부(305) 및 크랭크부(303) 등의 슬라이딩부에 급유를 충분히 실시할 수 있다. 또, 제2 비접촉 슬라이딩부(307)의 틈새가 충분히 크기 때문에, 제2 비접촉 슬라이딩부(307)에서의 틈새에서 윤활유(106)의 점성 마찰을 충분히 작게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 밀폐형 압축기에서, 제1 비접촉 슬라이딩부(306) 위의 주축(302)이나 크랭크부(303) 등에서의 슬라이딩부에 충분한 급유를 할 수 있고, 이에 따라 비접촉 슬라이딩부(307)에서의 틈새에 있는 윤활유(106)의 점섬 마찰을 작게 하여 입력 전원을 줄일 수 있다. 그 결과, 제3 실시형태에 따른 밀폐형 압축기는 고효율과 높은 신뢰성을 가지는 장치가 된다.

제3 실시형태에 따른 상술한 밀폐형 압축기의 작용은 냉매가스 및 그 냉매가스와 조합될 윤활유의 종류와 관계없이 보편적이다.

상기한 실시형태에 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력 전원의 증가 에 의한 효율 저하를 효과적으로 방지하고, 상기 슬라이딩부에서의 손상과 마모를 가져오는 신뢰성 저하를 방지함으로써, 고효율과 높은 신뢰성을 가지는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.

본 발명은 어느 정도 특정성을 가지고 바람직한 형태로 설명되었지만, 현재 나타난 상기 바람직한 형태는 세부적인 구성 및 조합에서 변경될 수 있고, 부품들의 배치는 특허청구되는 바와 같이 본 발명의 사상과 영역을 벗어나지 않도록 재분류될 수 있음을 알 수 있다.

본 발명은, 입력 전원의 증가에 의한 효율 저하를 방지하는 동시에, 상기 슬라이딩부의 손상과 마모에 의한 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있기 때문에, 냉장고 및 에어컨 용 냉동 사이클에 유용하다.

Claims

윤활유를 저장하는 밀폐용기 내에, 전동부와, 상기 전동부에 의해 구동되는 압축부를 수용하는 밀폐형 압축기로서,

상기 압축부는, 연직방향의 회전축을 가지며 크랭크부와 주축을 구비하는 크랭크축, 및 상기 주축을 회전 가능하게 지지하는 주축 베어링을 갖고,

상기 주축의 외주면에 형성된 적어도 일부가 나선 모양인 홈과, 상기 주축 베어링의 내주면에 의해 점성 펌프가 구성되어 있으며,

상기 주축은, 상기 주축 베어링과 대향하는 상기 주축의 외주면에서, 상기 주축 베어링과 슬라이딩하는 적어도 하나의 슬라이딩부와, 상기 주축 베어링과 접촉하지 않도록 상기 주축 베이링의 내주면으로부터 소정의 간극을 갖고 배치된 원통 형상의 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부를 갖고 있고, 상기 적어도 하나의 슬라이딩부와 상기 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부가 상기 주축의 중심축과 동일한 축상에 있으며, 상기 적어도 하나의 슬라이딩부가 제1 외경(外徑)을 갖고, 상기 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부가 제2 외경을 가지며, 상기 제2 외경이 상기 제1 외경보다 작게 설정되어 있고, 상기 제1 외경과 상기 제2 외경의 각 중심축이 상기 주축의 중심축과 동일한 축이며,

상기 주축의 내부에는, 상기 주축의 축에 대하여 경사진 적어도 하나의 급유통로가 형성되고, 상기 적어도 하나의 급유통로의 하단 개구가, 윤활유를 퍼올리는 펌프작용을 행하도록 상기 주축의 하단에 설치된 오일 펌프에 연이어 통해 있으며,

상기 홈의 하단은, 상기 주축과 상기 주축 베어링이 슬라이딩하는 상기 적어도 하나의 슬라이딩부보다 하측인 상기 적어도 하나의 비접촉 슬라이딩부에 배치되고, 및 상기 비접촉 슬라이딩부에서, 상기 홈의 하단이 상기 적어도 하나의 급유통로의 상단 개구에 연이어 통해 있으며,

상기 홈의 하단과, 상기 급유통로의 상단 개구가 연이어 통하는 상기 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 상기 주축 베어링과의 직경 간극이 0.05 내지 0.40mm의 범위내인 밀폐형 압축기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 주축 베어링과 대향하는 주축의 외주면 상에 복수의 비접촉 슬라이딩부가 형성되고, 최하위에 있는 하나의 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 주축 베어링 사이의 직경 틈새가, 다른 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 주축 베어링 사이의 직경 틈새보다 더 좁게 형성되는 밀폐형 압축기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 홈의 상단은 상기 주축이 상기 주축 베어링과 슬라이딩하는 상기 슬라이딩부 위의 비접촉 슬라이딩부에 배치되는 밀폐형 압축기.
제5항에 있어서, 상기 홈의 상단에 배치된 비접촉 슬라이딩부에서의 상기 주축과 주축 베어링 사이의 직경 틈새는 0.05㎜와 0.50㎜ 사이의 범위 내에 있는 밀폐형 압축기.
제1항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크랭크부를 사이에 두도록 상기 주축과 동축인 보조축과, 상기 보조축을 회전 가능하게 지지하는 보조축 베어링을 더 포함하는 밀폐형 압축기.
제7항에 있어서, 상기 주축의, 상기 주축 베어링과 접촉하는 하나의 슬라이딩부는 상기 주축의 외주면 상에 형성되는 밀폐형 압축기.
제1항, 제3항, 제5항, 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀폐형 압축기는 적어도 전원 주파수 이하의 구동 주파수를 포함하는 복수의 구동 주파수로 인버터에 의해 구동되는 밀폐형 압축기.