KR101313551B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 배기량이 달라지더라도 압축실을 구비하는 실린더를 공용화하여 사용할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 구동유닛의 구동력을 전달받아 직선왕복운동하는 피스톤과, 상기 피스톤이 내부에서 직선왕복운동하게 되는 압축실을 구비하는 실린더를 구비하고, 상기 실린더는 중공부를 구비하는 몸체와, 내경을 통해 상기 압축실을 형성하도록 상기 중공부에 삽입되도록 마련된 압축실형성부재를 포함하여 상기 압축실형성부재의 내경 크기에 따라 배기량이 가변될 수 있도록 마련된다.

Description

밀폐형 압축기 {HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1에서 실린더 쪽 구조를 발췌하여 확대 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 실린더 쪽 구조를 발췌도시한 사시도로, 압축실형성부재가 실린더의 몸체에서 분리된 상태를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에 있어서 실린더 쪽 구조를 발췌도시한 사시도로, 다른 실시예에 따른 압축실형성부재가 실린더의 몸체에서 분리된 상태를 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

22: 피스톤 23: 실린더

23a: 압축실 30: 프레임

50: 몸체 51: 중공부

60: 압축실형성부재

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기량이 달라지더라도 압축실을 구비하는 실린더부재를 공용화할 수 있도록 한 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 냉장고나 공기조화기의 냉동사이클에 냉매를 압축하도록 채용되는 것으로, 밀폐용기를 통해 외관을 이루게 되며, 밀폐용기의 일측과 타측에는 냉동사이클의 증발기를 거친 냉매를 밀폐용기 내부로 안내하는 흡입관과 밀폐용기 내부에서 압축된 냉매를 냉동사이클의 응축기 쪽으로 안내하는 토출관이 각각 설치된다.

상기 밀폐용기의 내부에는 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛이 마련되고, 이러한 압축유닛과 구동유닛은 프레임을 통해 설치된다.

구동유닛은 프레임의 하부 외곽에 고정되도록 설치되는 고정자와, 고정자와의 전기적인 상호작용으로 회전하도록 고정자 내측에 설치되는 회전자를 구비하며, 이러한 구동유닛의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달된다.

회전축의 설치를 위해 프레임의 중앙에는 회전축을 회전가능하게 지지하도록 관통부가 형성되며, 관통부 하부의 회전축은 상기 회전축의 중심에 압입되어 회전자의 회전시 회전축이 함께 회전할 수 있도록 마련된다.

또 상기 관통부 상부의 회전축 일단은 편심회전하는 편심축부를 형성하게 되는데, 상기 압축유닛은 이러한 편심축부와 커넥팅로드를 통해 연결되어 편심축부의 편심회전시 직선왕복운동하도록 마련된 피스톤과, 피스톤이 직선왕복운동하게 되는 압축실을 형성하도록 프레임 상부 일측에 형성되는 실린더를 구비한다. 여기서 실린더는 상기 프레임과 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 프레임과 별도로 제작된 상태에서 상기 프레임에 체결되도록 마련될 수도 있다.

또 압축유닛은 압축실을 밀폐시키기 위한 것으로 상호 구획되게 마련된 냉매흡입실과 냉매토출실을 구비하여 실린더 일단에 결합되는 실린더헤드와, 실린더와 실린더헤드 사이에 마련되어 상기 냉매흡입실로부터 압축실로 흡입되거나 압축실로부터 냉매토출실로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하도록 마련된 밸브장치를 더 구비한다. 여기서 상기 냉매흡입실은 상기 흡입관을 통해 밀폐용기 내부로 안내된 냉매를 압축실로 안내하게 되고, 상기 냉매토출실은 압축실로부터 압축되어 토출된 냉매를 전달받아 상기 토출관으로 안내하게 된다.

이러한 구조를 통해 상기 구동유닛의 구동에 따라 회전축이 회전하게 되면서 상기 편심축부가 편심회전하게 되면, 상기 편심축부와 커넥팅로드를 통해 연결된 피스톤이 압축실 내부에서 직선왕복운동하며 압축실 내부와 외부 사이에 압력차가 형성되고, 이러한 압력차를 통해 흡입관을 따라 밀폐용기 내부로 안내된 냉매는 상기 냉매흡입실을 경유하여 압축실로 흡입되어 압축되고, 압축실에서 압축된 냉매는 상기 냉매토출실로 토출된 후 상기 토출관을 따라 냉동사이클의 응축기 쪽으로 전달되면서 냉매의 압축작용을 수행하게 된다.

한편, 이러한 밀폐형 압축기에 있어서, 냉매의 압축용량을 나타내게 되는 배기량은 통상 상기 피스톤의 직선왕복운동거리나 상기 압축실의 크기에 따라 결정되 는데, 이중 상기 압축실의 크기를 변화시키는 경우에는 밀폐형 압축기의 배기량에 따라 상기 실린더를 여러 개 별도로 제작하여야 하는 문제점이 발생하게 된다.

즉, 이러한 종래 밀폐형 압축기는 배기량을 크게하도록 압축실이의 체적을 크게 형성하거나 배기량이 작아지도록 압축실의 체적을 잘게 형성할 경우 이에 따라 상기 실린더의 구조가 변경되는데, 이때는 밀폐형 압축기의 배기량에 따라 그에 맞는 체적의 압축실을 구비하는 여러 개의 실린더를 준비하여야 하므로 밀폐형 압축기의 제조비용이 과도하게 증가하게 되며, 특히 상술한 것처럼 실린더와 프레임이 일체로 형성되는 경우에는 실린더가 일체로 형성된 프레임 전체를 배기량에 따라 여러 개 준비하여야 하는 번거로움이 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 배기량이 달라지더라도 압축실을 구비하는 실린더를 공용화하여 사용할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 구동유닛의 구동력을 전달받아 직선왕복운동하는 피스톤과, 상기 피스톤이 내부에서 직선왕복운동하게 되는 압축실을 구비하는 실린더를 구비하고, 상기 실린더는 중공부를 구비하는 몸체와, 내경을 통해 상기 압축실을 형성하도록 상기 중공부에 삽입되도록 마련된 압축실형성부재를 포함하여 상기 압축실형성부재의 내경 크기에 따라 배기량이 가변될 수 있도록 마련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 압축실을 밀폐시키도록 상기 피스톤의 전진방향 쪽 상기 실린더 일단에 결합되는 실린더헤드와, 상기 압축실로 흡입되거나 상기 압축실로부터 토출되는 냉매의 흐름을 단속하도록 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 개재되는 밸브장치를 더 포함하되, 상기 피스톤의 전진방향 쪽 상기 압축실형성부재의 일단은 상기 밸브장치에 지지되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 압축실형성부재가 상기 피스톤의 후진방향 쪽으로 빠지게 되는 것을 방지하도록 상기 압축실형성부재의 외경은 상기 피스톤의 전진방향 쪽이 상기 피스톤의 후진방향 쪽보다 크게 형성되도록 단차지게 형성되고, 상기 중공부의 내경형상은 상기 압축실형성부재의 외경형상에 대응하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 압축실형성부재가 상기 피스톤의 후진방향 쪽으로 유동되는 것을 방지하도록 상기 압축실형성부재의 외경에는 삽입돌기가 형성되고 이에 대응하는 위치의 상기 중공부 내경에는 상기 삽입돌기가 삽입되도록 삽입홈이 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부용기(1a)와 하부용기(1b)가 상호 결합되어 형성되는 밀폐용기(1)를 통해 외관을 이루게 된다.

밀폐용기(1)의 일측에는 냉동사이클의 증발기를 거친 냉매를 밀폐용기(1) 내 부로 안내하는 흡입관(1c)이 설치되고, 타측에는 밀폐용기(1) 내부에서 압축된 냉매를 냉동사이클의 응축기 쪽으로 안내하는 토출관(1d)이 각각 설치된다.

또 이러한 밀폐용기(1)의 내부에는 압축유닛(20)과 구동유닛(10)이 설치되며, 본 실시예에 있어서, 이러한 압축유닛(20)과 구동유닛(10)은 프레임(30)을 통해 설치된다.

먼저 상기 구동유닛(10)은 상기 프레임(30)의 하부 외곽에 고정되도록 설치되는 고정자(11)와, 고정자(11)와의 전기적인 상호작용으로 회전하도록 고정자(11) 내측에 설치되는 회전자(12)를 구비하며, 이러한 구동유닛(10)의 구동력은 회전축(40)을 통해 압축유닛(20)으로 전달된다.

회전축(40)은 상기 프레임(30)의 중앙에 형성된 관통부(31)에 회전 가능하게 지지되는데, 관통부(31) 하부의 회전축(40)은 상기 회전자(12)의 중심에 압입되어 회전자(12)의 회전시 회전축(40)이 함께 회전할 수 있도록 마련되고, 상기 관통부(31) 상부의 회전축(40) 일단은 편심회전하는 편심축부(41)를 형성하게 된다.

그리고 상기 압축유닛(20)은 이러한 편심축부(41)와 커넥팅로드(21)를 통해 연결되어 편심축부(41)의 편심회전시 직선왕복운동하도록 마련된 피스톤(22)과, 피스톤(22)이 내부에서 직선왕복운동하게 되는 압축실(23a)을 구비하도록 상기 프레임(30) 상부 일측에 프레임(30)과 일체로 형성된 실린더(23)를 구비한다.

또 압축유닛(20)은 압축실(23a)을 밀폐시키기 위한 것으로 상호 구획되게 마련된 냉매흡입실(24a)과 냉매토출실(24b)을 구비하여 피스톤(22)의 전진방향 쪽 상기 실린더(23) 일단에 결합되는 실린더헤드(24)와, 실린더(23)와 실린더헤드(24) 사이에 마련되어 상기 냉매흡입실(24a)로부터 압축실(23a)로 흡입되거나 압축실(23a)로부터 냉매토출실(24b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하도록 마련된 밸브장치(25)를 더 구비한다.

여기서 상기 냉매흡입실(24a)은 상기 흡입관(1c)을 통해 밀폐용기(1) 내부로 안내된 냉매를 압축실(23a)로 안내하게 되고, 상기 냉매토출실(24b)은 압축실(23a)로부터 압축되어 토출된 냉매를 전달받아 상기 토출관(1d)으로 안내하게 된다.

이러한 구조를 통해 상기 구동유닛(10)의 구동에 따라 회전축(40)이 회전하게 되면서 상기 편심축부(41)가 편심회전하게 되면, 상기 편심축부(41)와 커넥팅로드(21)를 통해 연결된 피스톤(22)이 압축실(23a) 내부에서 직선왕복운동하며 압축실(23a) 내부와 외부 사이에 압력차가 형성되고, 이러한 압력차를 통해 흡입관(1c)을 따라 밀폐용기(1) 내부로 안내된 냉매는 상기 냉매흡입실(24a)을 경유하여 압축실(23a)로 흡입되어 압축되고, 압축실(23a)에서 압축된 냉매는 상기 냉매토출실(24b)로 토출된 후 상기 토출관(1d)을 따라 냉동사이클의 응축기 쪽으로 전달되면서 냉매의 압축작용을 수행하게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 실린더(23)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 중공부(51)를 구비하는 몸체(50)와, 상기 몸체(50)의 중공부(51)에 삽입되도록 마련된 압축실형성부재(60)를 통해 구성되며, 상기 압축실(23a)은 상기 압축실형성부재(60)의 내경을 통해 형성된다.

이와 같이 실린더(23)가 중공부(51)를 구비하는 몸체(50)와 상기 중공부(51)에 삽입되는 압축실형성부재(60)를 통해 구성되고, 상기 압축실(23a)이 이러한 압 축실형성부재(60)의 내경을 통해 형성되도록 한 구조는 각기 배기량이 다른 밀폐형 압축기를 제작함에 있어서 압축실(23a)을 구비하는 상기 실린더(23) 및 실린더(23)가 일체로 형성된 프레임(30)을 공용화하여 사용할 수 있도록 함으로써 각기 다른 배기량을 갖는 다수의 밀폐형 압축기의 제조비용을 저감시키기 위한 것이다.

즉, 밀폐형 압축기에 있어서, 냉매의 압축용량을 나타내게 되는 배기량은 상기 압축실(23a)의 크기에 따라 결정되는데, 본 실시예와 같이 이러한 압축실(23a)이 실린더(23) 몸체(50)의 중공부(51)에 삽입되는 압축실형성부재(60)의 내경을 통해 형성되면, 내경의 체적을 달리하는 상기 압축실형성부재(60)만을 교체할 경우 실린더(23) 및 프레임(30)의 교체없이 각기 다른 배기량을 갖는 밀폐형 압축기를 제조할 수 있게 되기 때문이다. 물론 이때 상기 피스톤(22)은 당연히 압축실(23a)의 체적변화에 대응하여 다른 것이 사용되어야 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 압축실형성부재(60)는 압축실(23a)을 형성하는 내경은 피스톤(22)의 직경과 대응하도록 형성되어 피스톤(22)의 원활한 직선왕복운동을 위해 일직선 원통형상을 취하게 된다.

또 이러한 압축실형성부재(60)의 외경은 상기 피스톤(22)의 전진방향 쪽이 피스톤(22)의 후진방향 쪽 보다 크게 형성되도록 단차지게 형성되고, 상기 중공부(51)의 내경형상은 이러한 압축실형성부재(60)의 외경형상에 대응하도록 단치지게 형성되며, 상기 피스톤(22)의 전진방향 쪽 상기 압축실형성부재(60)의 단부는 상기 밸브장치(25)에 지지되도록 마련된다.

따라서 상기 압축실형성부재(60)는 상기 중공부(51)에 삽입된 상태에서 별도 로 고정시키지 않더라도 상기 밸브장치(25)와 실린더헤드(24)가 상기 실린더(23)의 몸체(50)의 일단에 결합됨과 동시에 상기 피스톤(22)의 전진방향 쪽 단부가 상기 밸브장치(25)에 지지되고 그 외경의 단차구조로 인해 상기 피스톤(22)의 후진방향 쪽으로도 유동되지 않게 되면서 자연스럽게 고정될 수 있게 된다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 있어서 압축실형성부재(60′)는 그 외경에 삽입돌기(61)가 형성되고, 이러한 삽입돌기(61)가 삽입되도록 삽입돌기(61)의 위치에 대응하는 부위의 중공부(51) 내경에 삽입홈(51a)을 형성하는 경우에도 압축실형성부재(60′)가 상기 피스톤(22)의 후진방향 쪽으로 유동되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이때 상기 삽입돌기(61)가 피스톤(22)의 후진방향 쪽 압축실형성부재(60′)의 외경 쪽이나 압축실형성부재(60′)의 길이방향 중도에 형성되고 상기 삽입홈(51a) 역시 이에 대응하는 위치의 중공부(51)에 형성될 경우에는 상기 피스톤(22)의 전진방향 쪽에서 상기 중공부(51)로 삽입되는 상기 압축실형성부재(60′)의 삽입동작을 위해 상기 삽입돌기(61)의 길이에 비해 상기 삽입홈(51a)의 길이가 길어지게 되면서 상기 압축실형성부재(60′)가 중공부(51)에 삽입된 상태에서 피스톤(22) 전진방향 쪽 삽입홈(51a)이 비게 되어 이러한 부위를 통해 냉매가 누설될 우려가 있으므로, 상기 삽입돌기(61)는 상기 피스톤(22)의 전진방향 쪽 상기 압축실형성부재(60′)의 외경 끝단으로부터 피스톤(22)의 후진방향을 따라 소정길이에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하며, 상기 삽입홈(51a)은 이러한 삽입돌기(61)와 대응하는 위치에 삽입돌기(61)의 길이대로 형성되는 것이 바람직하다. 또 이러한 삽입 돌기(61)와 삽입홈(51a)은 상기 압축실형성부재(60′)의 외경과 중공부(51)의 내경에 각각 원주방향을 따라 복수개로 마련되어도 무방하다.

이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 실린더가 중공부를 구비하는 몸체와 상기 중공부에 삽입되어 그 내경을 통해 압축실을 형성하는 압축실형성부재를 통해 구성된다. 따라서 이러한 본 발명에 따른 실린더구조를 채용하게 되면 각기 배기량을 달리하는 밀폐형 압축기를 제작함에 있어서 압축실을 구비하는 상기 실린더 및 실린더가 일체로 형성된 프레임을 공용화하여 사용할 수 있게 됨으로써 서로 다른 배기량을 갖는 밀폐형 압축기의 제조시 제조비용을 큰 폭으로 저감시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 구동유닛의 구동력을 전달받아 직선왕복운동하는 피스톤과, 상기 피스톤이 내부에서 직선왕복운동하게 되는 압축실을 구비하는 실린더를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 실린더는 중공부를 구비하는 몸체와, 내경을 통해 상기 압축실을 형성하도록 상기 중공부에 삽입되도록 마련된 압축실형성부재를 포함하여 상기 압축실형성부재의 내경 크기에 따라 배기량이 가변될 수 있도록 마련되되,

   상기 압축실형성부재가 상기 피스톤의 후진방향 쪽으로 유동되는 것을 방지하도록 상기 압축실형성부재의 외경에는 삽입돌기가 형성되고 이에 대응하는 위치의 상기 중공부 내경에는 상기 삽입돌기가 삽입되도록 삽입홈이 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 압축실을 밀폐시키도록 상기 피스톤의 전진방향 쪽 상기 실린더 일단에 결합되는 실린더헤드와, 상기 압축실로 흡입되거나 상기 압축실로부터 토출되는 냉매의 흐름을 단속하도록 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 개재되는 밸브장치를 더 포함하되,

   상기 피스톤의 전진방향 쪽 상기 압축실형성부재의 일단은 상기 밸브장치에 지지되도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 압축실형성부재가 상기 피스톤의 후진방향 쪽으로 빠지게 되는 것을 방 지하도록 상기 압축실형성부재의 외경은 상기 피스톤의 전진방향 쪽이 상기 피스톤의 후진방향 쪽보다 크게 형성되도록 단차지게 형성되고, 상기 중공부의 내경형상은 상기 압축실형성부재의 외경형상에 대응하도록 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 삭제

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