KR101366564B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 커넥팅로드와 피스톤핀 사이의 윤활작용을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 상단에 편심축부가 형성되고 상기 편심축부 상부로 오일을 비산시키는 오일유로를 구비하는 회전축과, 실린더 내부에 직선왕복운동 가능하도록 피스톤과, 상기 편심축부의 편심회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 전환시키도록 상기 편심축부와 피스톤 사이를 연결하며 상기 피스톤 내부로 삽입되는 소경부를 구비하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드와 상기 피스톤 사이의 결합을 위해 상기 소경부 내경에 삽입되도록 상기 피스톤에 체결되는 피스톤핀을 구비하되, 상기 피스톤핀은 상기 편심축부 상부로부터 비산된 오일 중 일부를 내부에 일시 저장하였다가 상기 피스톤핀 외면으로 공급할 수 있도록 마련되고, 상기 피스톤핀 외면에는 상기 피스톤핀 외면으로 공급된 오일이 상기 피스톤핀 외면에 전체적으로 고르게 안내될 수 있도록 하는 오일그루브가 마련된다.

Description

밀폐형 압축기{HERMETIC TYPE COMPRESSOR}
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커넥팅로드와 피스톤핀 사이의 윤활작용을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐형 압축기는 냉매의 압축동력을 제공하는 구동유닛과, 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛을 포함하며, 이러한 구동유닛과 압축유닛은 프레임을 통해 밀폐용기 내부에 설치된다.
압축유닛은 프레임의 상부 일측에 내부공간이 압축실을 형성하도록 마련된 실린더와, 압축실 내부에서 직선왕복운동하도록 마련된 피스톤 등을 구비하며, 구동유닛의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달된다.
회전축은 프레임 중앙에 형성된 관통부에 회전 가능하도록 체결되는데, 회전축의 하부는 상기 구동유닛의 회전자에 압입되어 회전자의 회전시 함께 회전하게 되고, 프레임 상부로 연장된 회전축의 상단은 편심회전하는 편심축부를 형성하게 되며, 이러한 편심축부와 피스톤 사이에는 편심축부의 편심회전운동을 피스톤의 직 선왕복운동으로 전환시키기 위한 커넥팅로드가 설치된다.
커넥팅로드는 상기 편심축부에 연결되는 일단의 대경부와, 상기 피스톤과 연결되도록 타단에 마련된 소경부를 구비한다. 상기 소경부는 피스톤 내부로 삽입되고, 이 상태에서 피스톤에는 피스톤핀이 체결되며, 피스톤과 커넥팅로드는 이러한 피스톤핀이 상기 소경부 내경에 삽입됨에 따라 상호 연결된다. 그리고 이 상태에서 피스톤핀은 고정핀을 통해 피스톤에 고정되어 소경부로부터 이탈될 우려가 없게 된다.
이러한 구조를 통해 상기 구동유닛의 구동으로 회전축이 회전하게 되면, 편심축부와 커넥팅로드를 통해 연결된 피스톤이 압축실 내부에서 직선왕복운동하며 냉매의 압축작용을 수행하게 되는 것이다.
또한, 밀폐용기의 저부에는 소정량의 오일이 저장된 오일저장공간이 형성되고, 상기 회전축에는 상기 회전축의 원심력에 의해 오일저장공간의 오일이 회전축과 프레임 사이를 경유하여 편심축부 상부로 비산시키는 오일유로가 형성된다.
따라서 프레임과 회전축 사이는 오일유로를 경유하여 상부로 흡상되는 오일을 통해 윤활되고, 커넥팅로드와 피스톤핀 사이 등 상기 실린더 쪽 압축유닛의 습동부는 회전축의 상단으로 분사되어 비산되는 오일을 통해 윤활된다.
그러나 이와 같이 오일에 의한 압축유닛 쪽 윤활작용이 상기 편심축부 상부로 비산되는 오일에 의해 간접적으로 이루어지는 종래 밀폐형 압축기에서는 상기 소경부 내경과 피스톤핀 외경 사이와 같이 마찰 및 마모가 급격하게 이루어지는 부위를 오일을 통해 효과적으로 윤활시키는데 한계가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 커넥팅로드와 피스톤핀 사이의 윤활작용을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 상단에 편심축부가 형성되고 상기 편심축부 상부로 오일을 비산시키는 오일유로를 구비하는 회전축과, 실린더 내부에 직선왕복운동 가능하도록 피스톤과, 상기 편심축부의 편심회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 전환시키도록 상기 편심축부와 피스톤 사이를 연결하며 상기 피스톤 내부로 삽입되는 소경부를 구비하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드와 상기 피스톤 사이의 결합을 위해 상기 소경부 내경에 삽입되도록 상기 피스톤에 체결되는 피스톤핀을 구비하되, 상기 피스톤핀은 상기 편심축부 상부로부터 비산된 오일 중 일부를 내부에 일시 저장하였다가 상기 피스톤핀 외면으로 공급할 수 있도록 마련되고, 상기 피스톤핀 외면에는 상기 피스톤핀 외면으로 공급된 오일이 상기 피스톤핀 외면에 전체적으로 고르게 안내될 수 있도록 하는 오일그루브가 마련된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 편심축부 상부로부터 비산된 오일 중 일부가 상기 피스톤핀 내부에 일시 저장될 수 있도록 상기 피스톤핀 상부 쪽에는 상부로 개방된 오일저장홈 이 형성되고, 상기 오일저장홈에 저장된 오일이 상기 피스톤 핀 외면으로 공급될 수 있도록 상기 오일저장홈 쪽 피스톤핀에는 상기 오일저장홈과 상기 피스톤핀 외면 사이를 연통시키는 오일공급홀이 마련되며, 상기 오일그루브는 상기 오일공급홀로부터 상기 피스톤핀 하부 쪽으로 나선형태를 이루도록 마련된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 오일저장홈과 오일공급홀은 상기 소경부 상부 쪽에 대응하는 상기 피스톤핀의 상부 쪽에 형성되고, 상기 오일그루브는 상기 오일공급홀로부터 상기 피스톤핀 하단까지 형성된 것을 특징으로 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 커넥팅로드의 소경부를 피스톤에 체결시키기 위한 피스톤핀이 상기 편심축부 상부로부터 비산된 오일 중 일부를 내부에 일시 저장하였다가 상기 피스톤핀 외면으로 공급할 수 있도록 마련되고, 상기 피스톤핀 외면에는 상기 피스톤핀 외면으로 공급된 오일이 상기 피스톤핀 외면에 전체적으로 고르게 안내될 수 있도록 하는 오일그루브가 마련된다.
따라서 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 회전축의 오일유로를 통해 편심축부 상부로 비산되는 오일이 상기 피스톤핀에 일시 저장되었다가 상기 오일그루브를 통해 피스톤핀 외경과 커넥팅로드의 소경부 내경 사이로 지속적으로 공급됨에 따라 오일을 통한 피스톤핀과 커넥팅로드 사이의 윤활작용을 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
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 되고, 밀폐용기(1)의 일측과 타측에는 밀폐용기(1) 내부로의 냉매유입을 안내하는 흡입관(1c)과, 밀폐용기(1) 내부에서 압축된 냉매를 밀폐용기(1) 외부로 안내하는 토출관(1d)이 각각 설치된다.
밀폐용기(1)의 내부에는 냉매의 압축동력을 제공하는 구동유닛(10)과, 구동유닛(10)의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛(20)이 설치되며, 이러한 구동유닛(10)과 압축유닛(20)은 프레임(30)을 통해 설치된다.
먼저 구동유닛(10)은 프레임(30) 하부 외곽 측에 고정되는 고정자(11)와, 고정자(11)와의 전자기적인 상호 작용으로 회전하도록 고정자(11) 내측에 마련되는 회전자(12)를 구비하고, 이러한 구동유닛(10)의 구동력이 압축유닛(20)으로 전달되도록 프레임(30)과 회전자(12)의 중심에는 회전축(40)이 관통되도록 설치된다.
회전자(12) 내측 회전축(40)은 회전자(12) 중심에 압입되어 회전자(12)의 회전시 회전축(40)과 함께 회전하게 되고, 프레임(30)의 중앙에는 회전축(40)이 회전 가능하게 지지되도록 관통부(31)가 형성된다. 여기서 프레임(30) 상부로 연장되는 회전축(40)의 상단은 편심회전하는 편심축부(41)를 형성하게 된다.
그리고 압축유닛(20)은 편심축부(41) 외측 프레임(30)의 상부에 프레임(30)과 일체로 형성되는 것으로 내부공간이 압축실(21a)을 형성하는 실린더(21)와, 압축실(21a) 내부에서 직선왕복운동하도록 마련된 피스톤(22)을 구비한다.
여기서 상기 피스톤(22)과 편심축부(41) 사이에는 커넥팅로드(23)가 연결되어 편심축부(41)의 편심회전운동이 피스톤(22)의 직선왕복운동으로 전환되도록 한다.
커낵팅로드(4)는 편심축부(41) 외주에 회전가능하게 체결되는 일단의 대경부(23a)와, 피스톤(22)에 체결되는 피스톤핀(24) 외주에 체결되도록 조립되는 타단의 소경부(23b)를 구비한다.
상기 피스톤(22)에는 상기 소경부(23b)가 삽입되도록 후방쪽으로 개구된 삽입홈(22a)이 형성되고 삽입홈(22a) 상부와 하부의 피스톤(22)에는 피스톤핀(24)의 체결을 위해 상하방향으로 형성된 체결홀(22b,22c)이 마련된다(도4 참고). 따라서 커넥팅로드(23)의 소경부(23b)를 삽입홈(22a) 내부로 삽입시킨 상태에서 상기 체결홀(22b,22c)과 소경부(23b) 내경에 체결되도록 피스톤핀(24)을 피스톤(22)에 체결하게 되면, 커넥팅로드(23)의 소경부(23b)가 피스톤핀(24) 외주에 회전 가능하게 체결된다.
여기서 상기 피스톤핀(24)과 상기 소경부(23b) 내경 사이에는 슬라이딩공차가 형성되고, 피스톤핀(24)과 상기 체결홀(22b,22c) 사이에는 압입공차가 형성되어 상기 피스톤핀(24)은 피스톤(22)에 압입되도록 체결되는데, 이에 따라 피스톤 핀(24)은 종래 고정핀과 같은 구성이 없는 상태에서는 상기 피스톤(22)에 이탈될 우려없이 견고하게 고정될 수 있게 된다.
또 압축실(21a)을 밀폐시키도록 피스톤(22)의 전진방향 측 실린더(21)의 단부에는 냉매흡입실(26a)과 냉매토출실(26b)이 상호 구획되도록 마련된 실린더헤드(26)가 결합된다. 이중 상기 냉매흡입실(26a)은 상기 흡입관(1c)을 통해 밀폐용기(1) 내부로 유입된 냉매를 전달받아 압축실(21a)로 공급하고, 냉매토출실(26b)은 압축실(21a)에서 압축된 냉매를 전달받아 상기 토출관(1d) 측으로 안내하며, 실린더(21)와 실린더헤드(26) 사이에는 냉매흡입실(26a)로부터 압축실(21a)로 흡입되거나 압축실(21a)로부터 냉매토출실(26b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치(27)가 개재된다.
이러한 구조를 통해 고정자(11)와 회전자(12)의 전자기적인 상호 작용으로 회전자(12)와 함께 회전축(40)이 회전하게 되면, 편심축부(41)와 커넥팅로드(23)를 통해 연결된 피스톤(22)이 압축실(21a) 내부에서 직선왕복운동하며 냉매의 압축작용을 수행하게 된다.
또한, 밀폐용기(1)의 저부에는 소정량의 오일이 저장된 오일저장공간(1e)이 형성되고, 회전축(40)에는 상기 회전축(40)의 원심력에 의해 오일저장공간(1e)의 오일이 회전축(40)과 프레임(30) 관통부(31) 사이를 경유하여 편심축부(41) 상부로 분사되도록 안내하는 오일유로(43)가 형성된다.
이러한 오일유로(43)는 회전축(40)의 하부 내측에 형성되는 홀형태의 제1오일유로(43a)와, 프레임(30)의 중공부(31)와 대응하는 부위의 회전축(40) 외면에 나 선형성으로 마련되고 하단이 제1오일유로(43a)와 통하도록 형성된 제2오일유로(43b)와, 제2오일유로(43b)의 상단으로부터 다시 회전축(40) 내부를 통해 편심축부(41)의 상단까지 연장되도록 형성된 제3오일유로(43c)를 포함하여 구성된다.
또 회전축(40)의 하단에는 회전축(40)의 회전에 따른 원심력을 이용하여 오일저장공간(1e)의 오일을 상기 오일유로(43)로 픽업시키기 위한 오일픽업부재(51)가 압입되고, 오일픽업부재(51)의 내부에는 오일픽업날개(52)가 설치된다.
이러한 구성을 통해 냉매의 압축작용에 따른 회전축(40)의 회전시 오일저장공간(1e)의 오일은 회전축(40)의 원심력에 의해 오일픽업부재(51)를 거쳐 제1오일유로(43a)로 전달된 후 다시 제2오일유로(43b)로 공급되어 회전축(40)과 프레임(30)의 관통부(31) 사이를 지나면서 이들 사이를 윤활시키고, 제2오일유로(43b)를 거친 오일은 계속해서 제3오일유로(43c)로 안내되어 편심축부(41) 상부로 분사된다.
한편, 이러한 오일공급 구조에서는 오일에 의한 압축유닛(20) 쪽 윤활작용이 편심축부(41) 상부로 비산되는 오일을 통해 간접적으로 이루어지기 때문에, 상기 커넥팅로드(23)의 소경부(23b)와 상기 피스톤핀(24) 사이와 같이 극심한 마찰과 마모가 발생하는 부위에 충분한 량의 오일을 공급할 수 없게 될 우려가 있다.
따라서 이를 방지하기 위해 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 먼저 소경부(23b) 상부 쪽에 대응하는 상기 피스톤핀(24)의 상부에는 상기 편심축부(41) 상부로 비산된 오일 중 일부를 내부에 일시 수용하도록 상부로 개방된 오일저장홈(24a)과, 상기 오일저장홈(24a)에 저장된 오일을 상기 피스톤핀(24) 외면으로 공 급하도록 상기 오일저장홈(24a)과 상기 피스톤핀(24) 외면 사이를 연통시키는 오일공급홀(24b)이 형성된다.
상기 오일저장홈(24a)의 형성을 위해 피스톤핀(24)의 상부는 중공으로 형성되고, 오일저장홈(24a) 하부 쪽 피스톤핀(24)은 내부가 막혀 있는 구조를 취하며, 상기 오일공급홀(24b)은 오일저장홈(24a)의 하부 쪽과 연통된다.
또 오일공급홀(24b)을 따라 피스톤핀(24) 외면으로 공급된 오일이 피스톤핀(24) 외면에 전체적으로 고르게 안내될 수 있도록 상기 피스톤핀(24) 외면에는 오일그루브(24c)가 형성된다.
오일그루브(24c)는 상기 오일공급홀(24b)을 통해 피스톤핀(24) 외면으로 공급된 오일이 자중에 의해 하부로 이동하는 과정에서 소경부(23b)와 피스톤핀(24) 사이에 고르게 전달될 수 있도록 상기 오일공급홀(24b)로부터 상기 피스톤핀(24) 하부 쪽으로 나선형태를 이루며 피스톤핀(24) 하단까지 형성된다.
따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매의 압축과정에서 회전축(40)의 원심력을 통해 편심축부(41) 상부로 비산되는 오일 중 상기 피스톤핀(24) 쪽을 향하여 비산되는 오일은 상기 오일저장홈(24a)에 일시 저장될 수 있게 되며, 상기 실린더(21) 상부로 비산된 오일 중 일부도 실린더(21) 외면을 따라 하부로 이동하는 과정에서 상기 오일저장홈(24a) 내부에 수용되게 된다.
그리고 이와 같이 오일저장홈(24a)에 일시 저장된 오일은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 오일공급홀(24b)을 통해 오일그루브(24c)로 안내되고, 오일그루브(24c)로 안내된 오일은 상기 오일그루브(24c)를 따라 하부쪽으로 안내되는 과정 에서 피스톤핀(24) 외경과 소경부(23b) 내경 사이를 전체적으로 고르게 윤활시키게 된다.
또한 본 실시예에 있어서 상기 피스톤핀(24)은 상기 피스톤(22)에 형성된 체결홀(22b.22c)에 강제 압입방식으로 체결되어 종래 고정핀과 같은 구성이 없이도 피스톤(22)에 이탈이 방지되도록 고정될 수 있게 되고, 이에 따라 상기 피스톤핀(24)에도 종래 고정핀과 같은 구성의 체결을 위한 구멍이 형성될 필요가 없게 되므로, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 상기 오일저장홈(24a)이나 오일공급홀(24b) 및 오일그루브(24c)를 따라 안내되는 오일이 외부로 세어나가지 않고 고스란히 소경부(23b)와 피스톤핀(24) 사이를 윤활시키는데 사용될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 피스톤핀 쪽 구조를 분해 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 피스톤핀 쪽 구조를 발췌하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에서 피스톤핀 쪽을 확대도시한 단면도로, 피스톤핀과 커넥팅로드의 소경부 내경 사이로 오일이 공급되고 있는 상태를 나타낸 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
21: 실린더 22: 피스톤
23: 커넥팅로드 23b: 소경부
24: 피스톤핀 24a: 오일저장홈
24b: 오일공급홀 24c: 오일그루브

Claims (3)

  1. 상단에 편심축부가 형성되고 상기 편심축부 상부로 오일을 비산시키는 오일유로를 구비하는 회전축과, 실린더 내부에 직선왕복운동 가능하도록 피스톤과, 상기 편심축부의 편심회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 전환시키도록 상기 편심축부와 피스톤 사이를 연결하며 상기 피스톤 내부로 삽입되는 소경부를 구비하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드와 상기 피스톤 사이의 결합을 위해 상기 소경부 내경에 삽입되도록 상기 피스톤에 체결되는 피스톤핀을 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,
    상기 피스톤핀은 상기 편심축부 상부로부터 비산된 오일 중 일부를 내부에 일시 저장하였다가 상기 피스톤핀 외면으로 공급할 수 있도록 마련되고, 상기 피스톤핀 외면에는 상기 피스톤핀 외면으로 공급된 오일이 상기 피스톤핀 외면에 전체적으로 고르게 안내될 수 있도록 하는 오일그루브가 마련되되,
    상기 편심축부 상부로부터 비산된 오일 중 일부가 상기 피스톤핀 내부에 일시 저장될 수 있도록 상기 피스톤핀 상부 쪽에는 상부로 개방된 오일저장홈이 형성되고, 상기 오일저장홈에 저장된 오일이 상기 피스톤 핀 외면으로 공급될 수 있도록 상기 오일저장홈 쪽 피스톤핀에는 상기 오일저장홈과 상기 피스톤핀 외면 사이를 연통시키는 오일공급홀이 마련되며, 상기 오일그루브는 상기 오일공급홀로부터 상기 피스톤핀 하부 쪽으로 나선형태를 이루도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 오일저장홈과 오일공급홀은 상기 소경부 상부 쪽에 대응하는 상기 피스톤핀의 상부 쪽에 형성되고, 상기 오일그루브는 상기 오일공급홀로부터 상기 피스톤핀 하단까지 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
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