KR101240266B1 - 로터리 압축기의 진동 저감 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기의 진동 저감 구조에 관한 것으로, 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 고정되어 외부의 전원이 인가되는 고정자, 상기 고정자의 내부에 일정 간극을 두고 배치되는 회전자, 상기 회전자에 압입되며 편심부가 형성된 회전축으로 구성된 전동기구부; 및 상기 회전축의 회전에 의해 냉매를 가압하는 압축실을 구비한 실린더, 상기 압축실에서 편심회전 운동하는 로울러로 구성된 압축기구부; 및 상기 회전축을 지지하는 메인 및 서브 베어링을 포함하는 로터리 압축기에 있어서, 상기 회전축에는 상기 편심부의 회전에 의해 발생하는 불평형 질량을 상쇄하기 위한 밸런싱웨이트가 부착되며, 상기 밸런싱웨이트는 상기 실린더와 상기 메인 베어링의 사이에 설치된 밸런싱웨이트 커버의 내부에 위치시킴으로써, 압축부의 불평형 질량을 가까운 곳에서 상쇄할 수 있게 되어 회전축의 진동을 방지할 수 있으며, 오일의 교반을 원활하게 하여 오일의 교반으로 인한 소음도 방지할 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 구조를 제공한다.

밸런싱웨이트, 밸런싱웨이트 커버

Description

로터리 압축기의 진동 저감 구조 {STRUCTURE FOR DECREASING VIBRATION OF ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 종래의 로터리 압축기의 사시도,

도 2는 종래의 로터리 압축기의 종단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 압축기의 정면도,

도 4는 도 3에 따른 로터리 압축기의 사시도,

도 5는 도 3에 따른 로러티 압축기의 종단면도,

도 6은 도 3에 따른 밸런싱웨이트 커버의 사시도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

1 : 밀폐용기 11 : 회전자

12 : 고정자 21 : 실린더

23 : 롤러 24 : 회전축

25 : 편심부 33 : 서브 베어링

34 : 메인 베어링 35 : 실린더 커버

36 : 밸런싱웨이트 커버 37 : 밸런싱웨이트

본 발명은 로터리 압축기의 진동 저감 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축부의 불평형 질량을 가까운 곳에서 감쇠시켜 회전축의 진동량을 대폭 감소시킬 수 있으며, 밸런싱웨이트의 재료비를 절감할 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 구조에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨에 적용되는 로터리 압축기는 회전축에 롤러를 편심지게 결합하고, 이 롤러는 원형 실린더에 선접촉시켜 선회운동을 시키는 동시에 롤러의 선회운동에 따라 반경방향으로 왕복운동을 하는 베인을 상기한 롤러의 외주면에 압접시켜 냉매를 압축하는 것이다.

도 1은 종래의 로터리 압축기의 사시도이고, 도 2는 종래의 로터리 압축기의 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 로터리 압축기는, 소정량의 오일을 채우고 냉매흡입관(SP)과 냉매토출관(DP)을 연통 설치하는 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기(1)의 상측에 설치하여 회전력을 발생하는 전동기구부와, 상기 밀폐용기(1)의 하측에 설치하여 상기 전동기구부에서 발생한 회전력으로 냉매를 압축하는 압축기구부를 포함하여 구성된다.

전동기구부는 상기 밀폐용기(1)의 내부에 고정하여 외부에서 전원을 인가받는 고정자(12)와, 상기 고정자(12)의 내부에 일정한 간격을 두고 설치되어 상기 고정자(12)와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(11)와, 상기 회전자(11)에 압입되어 회전력을 상기 압축기구부에 전달하며 편심부(25)가 형성된 회전축(24)을 포함하여 구성된다.

압축기구부는 환형으로 형성하여 상기 밀폐용기(1)의 내부에 설치하는 실린더(21)와, 상기 실린더(21)의 상하 양측에 접촉하여 상기 회전축(24)을 지지하는 메인베어링(26) 및 서브베어링(27)과, 상기 회전축(24)의 편심부(25)에 회전 가능하게 결합하여 상기 실린더(21)의 내부공간(22)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 롤러(23)와, 상기 롤러(23)의 외주면에 압접하도록 상기 실린더(21)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 실린더(21)의 내부 공간(22)을 흡입실과 압축기로 구획하는 베인(미도시)을 포함하여 구성된다.

상기 회전축(24)의 상반부는 전동기구부의 회전자(11)에 압입되고, 하반부는 압축기구부에 결합하여 상기 메인베어링(26)과 서브베어링(27)에 축방향과 반경방향으로 지지되는 축부(24)와, 상기 축부(24)의 하반부에 편심지게 형성하여 상기 롤러(23)가 삽입되는 편심부(25)로 이루어진다.

상기 축부(24)는 그 중앙에 축방향으로 오일유로(24a)가 형성되어 있고, 상기 편심부(25)는 속이 찬 원기둥 모양으로 형성되어 있다.

상기 회전자(11)의 상단 및 하단에는 회전축의 편심부의 회전에 의해 발생하는 불평형 질량을 보상하기 위한 밸런싱웨이트(13)가 부착되어 있다.

도면중 미설명 부호인 26a는 토출포트이다.

상기과 같은 종래의 로터리 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 전동기구부의 고정자(12)에 전원을 인가하여 회전자(11)가 회전하면, 압축기구부의 회전축(24)이 회전자(11)와 함께 회전하고, 롤러(23)가 실린더(21)의 내부공간(22)에서 편심 회전하며, 롤러(23)의 편심 회전에 따라 냉매가스가 실린더(21)의 흡입실로 흡입되어 일정압력까지 지속적으로 압축되다가 실린더(21)의 압축실 압력이 밀폐용기(1) 내의 압력보다 고압이 되는 순간 메인베어링(26)의 토출포트(26a)와 머플러(미도시)를 통해 밀폐용기(1)로 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

이 때, 회전축(24)의 축부는 메인베어링(26)과 서브베어링(27)의 레이디얼 베어링부에 반경방향으로 지지되는 동시에 스러스트 베어링부에 축방향으로 지지되어 회전운동하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 로터리 압축기에 있어서는, 회전축의 편심부의 편심회전에 의해 주로 발생하는 압축부의 불평형 질량은 메인베어링과 서브베어링의 사이에 위치하지만, 이를 상쇄하기 위한 밸런싱웨이트는 메인베어링과 서브베어링의 바깥쪽인 회전자의 상하단에 부착되어 있기 때문에, 로터리 압축기의 운전시 회전축을 휘도는 진동과 진동으로 인한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 압축기의 운전시에 회전축을 휘도는 진동을 줄일 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 구조를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 오일의 교반에 의한 소음까지도 저감시킬 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 밸런싱웨이트의 제조에 소용되는 비용을 절감할 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 고정되어 외부의 전원이 인가되는 고정자, 상기 고정자의 내부에 일정 간극을 두고 배치되는 회전자, 상기 회전자에 압입되며 편심부가 형성된 회전축으로 구성된 전동기구부; 및 상기 회전축의 회전에 의해 냉매를 가압하는 압축실을 구비한 실린더, 상기 압축실에서 편심회전 운동하는 로울러로 구성된 압축기구부; 및 상기 회전축을 지지하는 메인 및 서브 베어링을 포함하는 로터리 압축기에 있어서, 상기 회전축에는 상기 편심부의 회전에 의해 발생하는 불평형 질량을 상쇄하기 위한 밸런싱웨이트가 부착되며, 상기 밸런싱웨이트는 상기 실린더와 상기 메인 베어링의 사이에 설치된 밸런싱웨이트 커버의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 진동 저감 구조를 제공한다.

여기서, 상기 밸런싱웨이트는 상기 메인 베어링 및 상기 서브 베어링의 사이에 위치시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성함으로써, 압축부에서 발생하는 불평형 질량을 가까운 쪽에서 상쇄할 수 있어 회전축의 진동량을 대폭 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 밸런싱웨이트는 상기 회전축과 일체로 형성되는 것이 효과적이다. 이로 인해, 밸런싱웨이트의 제조에 소요되는 재료비를 절감할 수 있다.

한편, 상기 밸런싱웨이트 커버의 측면에 개구부가 형성되고, 상기 밸런싱웨이트 커버는 원통 형상인 것이 바람직하다. 밸런싱웨이트 커버에 개구부를 형성함 으로써 상부 베어링 부근까지 봉입되는 오일의 교반을 원활하게 할 수 있다. 뿐만 아니라, 개구부를 통해 냉매의 토출을 원활하게 수행할 수 있게 된다.

이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 압축기의 정면도이고, 도 4는 도 3에 따른 로터리 압축기의 사시도이며, 도 5는 도 3에 따른 로러티 압축기의 종단면도이고, 도 6은 도 3에 따른 밸런싱웨이트 커버의 사시도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 압축기는 소정량의 오일을 채우고 냉매흡입관(SP)과 냉매토출관(DP)을 연통 설치하는 밀폐용기(1)과, 밀폐용기(1)의 상측에 설치되어 회전력을 발생하는 전동기구부와, 밀폐용기(1)의 하측에 설치하여 상기 전동기구부에서 발생한 회전력으로 냉매를 압축하는 압축기구부로 구성된다.

전동기구부는 밀폐용기(1)의 내부에 고정되어 외부에서 전원을 인가받는 고정자(12)와, 상기 고정자(12)의 내부에 일정 간격을 두고 설치되어 상기한 고정자(12)와 상호작용을 하면서 회전하는 회전자(11)와, 상기 회전자(11)에 압입되어 회전력을 상기 압축기구부에 전달하며 편심부(25)가 형성된 회전축(24)을 포함하여 이루어진다.

압축기구부는 환형으로 형성되며 밀폐용기(1)의 내부에 설치되는 실린더(21)와, 상기 실린더(21)의 상측에 접촉하여 실린더(21)의 상부를 밀폐하는 실린더 커버(35)와, 상기 회전축(24)의 편심부(25)에 의해 실린더(21)의 내부 공간(22)에서 편심회전하는 롤러(23)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 실린더 커버(35)에는 냉매의 토출을 위한 토출구(35a)가 형성되어 있다. 또한, 상기 실린더 커버(35)는 상기 회전축(24)을 지지하는 베어링이 될 수도 있다.

회전축(24)은, 상반부는 전동기구부의 회전자(11)에 압입되고, 하반부는 압축기구부에 결합되며, 메인 베어링(34)과 서브 베어링(33)에 의해서 지지된다.

여기서, 상기 메인 베어링(34)은 상기 회전자(11)와 상기 실린더(21)의 사이에서 회전축(24)을 지지하며, 상기 서브 베어링(33)은 회전축(24)의 하단을 지지한다. 또한, 상기 실린더 커버(35)에 의해서 상기 실린더(21) 상부의 회전축(24)이 지지될 수도 있다.

상기 메인 베어링(34) 또는 서브 베어링(33)은 용접에 의해서 상기 밀폐용기(1)의 내면에 고정되는 것이 바람직한데, 상기 베어링(33,34)을 밀폐용기(1)의 내면에 고정하는 방법은 용접에 국한되는 것은 아니다.

회전축(24)의 중앙에는 밀폐용기(1)에 저장된 오일을 상단까지 흡상하는 오일공급유로(24a)가 축방향을 따라 형성되어 있다.

또한, 상기 회전축(24)에는 압축부의 불평형 질량을 상쇄하기 위한 밸런싱웨이트(37)가 부착된다. 이 때, 상기 밸런싱웨이트(37)는 밸런싱웨이트 커버(36)의 내부에 위치하게 된다.

상기 밸런싱웨이트 커버(36)는 상기 실린더 커버(35)와 상기 메인 베어링(34)의 사이에 설치되고 밸런싱웨이트(37)가 상기 밸런싱웨이트 커버(36) 내부에 위치하기 때문에, 결국 상기 밸런싱웨이트(37)는 상기 메인 베어링(34)과 상기 서브 베어링(33)의 사이에 위치하는 결과가 된다. 또한, 경우에 따라서는 상기 밸런싱웨이트(37)를 상기 실린더(21)와 상기 서브 베어링(33)의 사이에 위치하도록 형성할 수도 있다.

이와 같이 구성함으로써, 밸런싱웨이트(37)가 불평형 질량과 가까운 곳에서 불평형 질량을 상쇄할 수 있게 되고, 결국 회전축(24)에서 발생하는 진동을 줄일 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 밸런싱웨이트 커버(36)의 일측면에는 개구부(36a)가 형성되어 있으며, 그 상단에는 밸런싱웨이트 커버(36)의 양단을 상기 메인 베어링(34) 및 상기 실린더(21)에 고정하기 위한 체결공(36b)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 밸런싱웨이트 커버(36)는 원통형상을 가지는 것이 바람직하다. 이로 인해, 상기 밸런싱웨이트(37)가 편심회전할 수 있는 공간을 효과적으로 확보할 수 있으며, 오일의 교반을 원활하게 할 수 있다.

밀폐용기(1)의 내부에 저장되는 오일은 상기 메인 베어링(34) 부근까지 봉입되기 때문에 마찰부를 윤활한 오일이 봉입된 오일과 원활하게 교반될 수 있어야 하 는데, 상기 개구부(36a)를 통해 오일의 교반작용이 원활하게 일어날 수 있다.

즉, 밸런싱웨이트 커버(36)에 개구부(36a)가 없다면 밸런싱웨이트(37)의 회전에 의해 교반되는 오일이 밸런싱웨이트 커버(36) 내부에서 불안정한 유동을 하게 되고, 이로 인해 오일이 밸런싱웨이트 커버(36)의 내부 벽면에 부딪히는 소음도 발생할 수 있다.

따라서, 개구부(36a)를 형성함으로써 교반하는 오일이 오일개구부(36a)를 통해 유동할 수 있게 되어 오일로 인한 소음을 방지할 수 있게 된다. 또한, 냉매토출구(35a)가 실린더(21)의 아래쪽에 형성되는 경우에는 상기 개구부(36a)를 통해 냉매를 원활하게 토출시킬 수 있다.

한편, 상기 밸런싱웨이트(37)는 상기 회전축(24)과 일체로 형성될 수도 있다. 이로 인해, 밸런싱웨이트(37)의 제조비용을 절감할 수 있다.

도면 중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일실시예의 동작에 관하여 설명한다.

전동기구부의 고정자(12)에 전원이 인가되어 회전자(11)가 회전하면, 압축기구부의 회전축(24)이 회전자(11)와 함께 회전하고, 롤러(23)가 실린더(21)의 내부공간(22)에서 편심 회전하며, 롤러(23)의 편심 회전에 따라 냉매가스가 실린더(21)의 흡입실로 흡입되어 일정압력까지 지속적으로 압축된 후 실린더의 압축실 압력이 밀폐용기(1) 내의 압력보다 고압이 되는 순간, 토출구(35a)를 통해 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

이 때, 회전축(24)의 편심부(25)가 편심회전함으로써 발생하는 압축부의 불 평형 질량과, 이를 상쇄하기 위해 상기 회전축(24)에 부착된 밸런싱웨이트(37)가 모두 상기 메인 베어링(34)과 상기 서브 베어링(34)의 사이에 위치하고, 압축부의 불평형 질량과 가까운 곳에 부착된 밸런싱웨이트(37)에 의해서 압축부의 불평형 질량이 상쇄되기 때문에 회전축(24)을 휘도는 진동 및 진동으로 인한 소음이 줄어들게 된다.

또한, 상기 밸런싱웨이트(37)를 상기 회전축(24)과 일체형으로 형성함으로써 밸런싱웨이트(37)의 제조에 소용되는 비용을 절감할 수 있다.

상기 밸런싱웨이트(37)를 개구부(36a)가 형성된 밸런싱웨이트 커버(36) 내부에 위치시킴으로써 오일의 교반으로 인한 소음을 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 압축부의 불평형 질량을 상쇄시키는 밸런싱웨이트를 회전축에 부착하여 밸런싱웨이트를 메인 베어링과 서브 베어링의 사이에 위치시킴으로써 압축부의 불평형 질량을 가까운 곳에서 상쇄할 수 있게 되어 회전축의 진동을 방지할 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은, 밸런싱웨이트를 개구부가 형성된 밸런싱웨이트 커버 내부에 수용함으로써 오일의 교반을 원활하게 할 수 있고 오일의 교반으로 인한 소음도 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은, 밸런싱웨이트를 회전축과 일체형으로 형성함으로써 밸런싱웨이트의 제조에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 구조를 제공한다.

Claims (5)

1. 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 고정되어 외부의 전원이 인가되는 고정자, 상기 고정자의 내부에 일정 간극을 두고 배치되는 회전자, 상기 회전자에 압입되며 편심부가 형성된 회전축으로 구성된 전동기구부; 및 상기 회전축의 회전에 의해 냉매를 가압하는 압축실을 구비한 실린더, 상기 압축실에서 편심회전 운동하는 로울러를 포함한 압축기구부; 및 상기 회전축을 지지하는 메인 및 서브 베어링을 포함하고,

   상기 회전축에는 상기 편심부의 회전에 의해 발생하는 불평형 질량을 상쇄하기 위한 밸런싱웨이트가 구비되며,

   상기 메인 베어링과 서브베어링의 사이에는 상기 밸런싱웨이트를 수용하는 밸런싱웨이트 커버가 설치되고,

   상기 밸런싱웨이트 커버의 측면에는 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 진동 저감 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 밸런싱웨이트 커버는 상기 메인베어링과 실린더의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 진동 저감 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 밸런싱웨이트는 상기 회전축과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 진동 저감 구조.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 밸런싱웨이트 커버는 원통 형상인 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 진동 저감 구조.

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