KR101410751B1

KR101410751B1 - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR101410751B1
Application number: KR1020070099121A
Authority: KR
Inventors: 홍명중
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2014-06-23
Also published as: KR20090034005A

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 크랭크샤프트의 편심축부와 커넥팅로드 사이에서 마찰로 인해 발생되는 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 오일유로가 형성된 크랭크샤프트의 편심축부와 피스톤을 연결하여 상기 편심축부의 편심회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 전환시키면서 상기 오일유로의 오일을 상기 피스톤 쪽으로 전달하도록 마련된 커넥팅로드를 구비하되, 상기 커넥팅로드는 상기 편심축부가 회전 가능하게 체결되는 제1관통홀을 구비하여 상기 편심축부와 결합되는 제1단부와, 상기 피스톤에 체결되는 피스톤핀이 회전 가능하게 체결되는 제2관통홀을 구비하여 상기 피스톤과 결합되는 제2단부와, 상기 제1단부와 제2단부 사이를 연결하며 오일의 공급을 위해 상기 제1관통홀과 제2관통홀 사이를 연통시키는 연통홀을 구비하는 연결부를 포함하고, 상기 제1관통홀의 내벽에는 상기 오일유로로부터 전달된 오일중 일부를 상기 제1관통홀 외부로 안내하기 위한 오일안내홈이 마련된다.

Description

밀폐형 압축기{A HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크샤프트의 편심축부와 커넥팅로드 사이에서 마찰로 인해 발생되는 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 냉장고나 공기조화기의 냉동사이클에 냉매를 압축하도록 채용되는 것으로, 밀폐용기를 통해 외관을 이루며, 밀폐용기의 내부에는 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛과, 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛이 마련된다.

상기 구동유닛은 고정자와 회전자를 구비하는 통상의 모터로 마련되며, 회전자에는 크랭크샤프트가 압입되어 회전자의 회전시 함께 회전하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 크랭크샤프트(1)의 일단에는 편심회전하도록 편심축부(1a)가 마련되는데, 압축유닛은 압축실(2a)을 형성하는 실린더(2)와, 상기 편심축부(1a)와 커넥팅로드(3)를 통해 연결되어 편심축부(1a)의 편심회전운동시 직선왕복운동하도록 압축실(2a)에 설치되는 피스톤(4)을 포함하여 구성된다. 따라서 밀 폐형 압축기는 구동유닛의 구동에 따른 편심축부(1a)의 편심회전운동시 편심축부(1a)와 커넥팅로드(3)를 통해 연결된 피스톤(4)이 압축실(2a) 내부에서 직선왕복운동을 하게 되면서 냉매의 압축작용을 수행하게 된다. 참고로 미설명 부호 5는 크랭크샤프트(1)를 회전 가능하게 지지하도록 마련된 저널베어링이다.

그리고 밀폐용기의 저부에는 소정량의 오일이 저장된 오일저장공간(6)이 형성되고, 상기 편심축부(1a)에는 크랭크샤프트(1)의 회전에 따른 원심력을 통해 오일저장공간(6)의 오일을 상부로 흡상시키는 오일픽업(7)이 마련된다.

또 오일픽업(7)을 통해 상승된 오일은 크랭크샤프트(1)의 마찰부나 피스톤(4)과 실린더(2) 사이와 같은 마찰습동부로 전달되어 윤활작용을 수행하게 되는데, 이를 위해 크랭크샤프트(1)에는 오일유로(8)가 형성되고, 상기 커넥팅로드(3)는 오일유로(8)의 오일을 피스톤(4) 쪽으로 전달하기 위한 구조를 갖는다.

먼저 오일유로(8)는 오일픽업(7)과 통하도록 편심축부(1a) 내측에 마련된 오일홀(8a)과, 상기 오일홀(8a)과 통하도록 저널베어링(5) 쪽 크랭크샤프트(1) 외면에 마련된 오일그루브(8b)와, 상기 오일홀(8a)의 중도에 편심축부(1a) 외면으로 분기되도록 마련된 분기홀(8c)을 포함하여 구성된다.

그리고 커넥팅로드(3)는 편심축부(1a)가 회전 가능하게 체결되는 제1관통홀(3a)을 구비하여 상기 편심축부(1a)와 결합되는 제1단부(3b)와, 피스톤(4)에 체결되는 피스톤핀(4a)이 회전 가능하게 체결되는 제2관통홀(3c)을 구비하여 피스톤(4)과 결합되는 제2단부(3d), 그리고 제1단부(3b)와 제2단부(3d) 사이를 연결하며 오일의 공급을 위해 상기 제1관통홀(3a)과 제2관통홀(3c) 사이를 연통시키는 연 통홀(3e)을 구비하는 연결부(3f)를 포함하여 구성된다.

따라서 오일픽업(7)을 통해 상부로 흡상된 오일은 오일홀(8a)을 거쳐 오일그루부(8b)로 안내되면서 크랭크샤프트(1)와 저널베어링(5) 사이를 윤활시키고, 오일홀(8a)로 안내된 오일 중 일부는 상기 분기홀(8c)을 통해 편심축부(1a) 외면으로 전달된다.

편심축부(1a) 외면으로 전달된 오일은 편심축부(1a)와 제1관통홀(3a) 내벽 사이를 윤활시키고, 그 중 일부는 상기 연결홀(3e)을 통해 제2관통홀(3c)로 전달되어 피스톤핀(4a)과 제2관통홀(3c) 내벽 사이 및 피스톤(4)과 실린더(2) 사이를 윤활시키게 된다.

한편, 상기 크랭크샤프트(1)와 커넥팅로드(3)의 재질을 살펴보면, 통상 크랭크샤프트(1)의 경우 주철로 마련되고 커넥팅로드(3)는 주철에 비해 내마모성이 작은 알루미늄으로 마련되는 것이 일반적인데, 이에 따라 냉매가 압축되는 과정에서 상기 편심축부(1a)와 제1관통홀(3a)의 내벽이 서로 과도한 마찰할 경우에는 제1관통홀(3a)의 내벽 일부가 떨어져 나오게 되면서 이물질을 형성하게 된다.

그리고 간혹 이러한 이물질이 편심축부(1a)와 제1관통홀(3a) 내벽 사이에 끼게 되는 경우에는 편심축부(1a)의 편심회전 운동이 저해되면서 냉매의 원활한 압축작용이 어렵게 될 우려가 발생하는데, 상술한 종래 밀폐형 압축기의 오일공급구조에서는 이와 같이 편심축부(1a)와 커넥팅로드(3)의 제1관통홀(3a) 내벽 사이에 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 없었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 크랭크샤프트의 편심축부와 커넥팅로드 사이에서 마찰로 인해 발생되는 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 오일유로가 형성된 크랭크샤프트의 편심축부와 피스톤을 연결하여 상기 편심축부의 편심회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 전환시키면서 상기 오일유로의 오일을 상기 피스톤 쪽으로 전달하도록 마련된 커넥팅로드를 구비하되, 상기 커넥팅로드는 상기 편심축부가 회전 가능하게 체결되는 제1관통홀을 구비하여 상기 편심축부와 결합되는 제1단부와, 상기 피스톤에 체결되는 피스톤핀이 회전 가능하게 체결되는 제2관통홀을 구비하여 상기 피스톤과 결합되는 제2단부와, 상기 제1단부와 제2단부 사이를 연결하며 오일의 공급을 위해 상기 제1관통홀과 제2관통홀 사이를 연통시키는 연통홀을 구비하는 연결부를 포함하고, 상기 제1관통홀의 내벽에는 상기 오일유로로부터 전달된 오일중 일부를 상기 제1관통홀 외부로 안내하기 위한 오일안내홈이 마련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 오일안내홈은 나선형상으로 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 오일안내홈은 상기 연통홀과 연통이 방지되도록 마련된 것을 특징 으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 크랭크샤프트의 오일유로를 따라 크랭크샤프트의 편심축부와 커넥팅로드의 제1관통홀 내벽 사이로 전달된 오일 중 일부가 제1관통홀 내벽에 마련된 오일안내홈을 따라 제1관통홀 외부로 안내되도록 마련된다.

따라서 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 크랭크샤프트의 편심축부와 커넥팅로드의 제1관통홀 내벽 사이의 과도한 마찰시 제1관통홀 내벽으로부터 마모되어 발생하는 이물질이 상기 오일안내홈을 따라 제1관통홀 외부로 안내되는 오일에 의해 제1관통홀 외부로 배출될 수 있게 되므로, 크랭크샤프트의 편심축부와 커넥팅로드 사이에서 마찰로 인해 발생되는 이물질이 효과적으로 제거면서 냉매의 압축작용을 항시 원할하게 수행할 수 있게 된다.

다음은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(10)를 통해 외관을 이루며, 밀폐용기(10)의 일측과 타측에는 냉동사이클의 증발기를 거친 냉매를 밀폐용기(10) 내부로 안내하는 흡입관(11)과 밀폐용기(10) 내부에서 압축된 냉매를 냉동사이클의 응축기 쪽으로 안내하는 토출관(12)이 각각 설치된다.

그리고 밀폐용기(10)의 내부에는 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛(20)과, 구동유닛(20)의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛(30)이 프레임(40)을 통해 설치된다.

이중 먼저 구동유닛(20)은 프레임(40)의 상부 외곽 쪽에 고정되는 고정자(21)와, 고정자(21)와의 전자기적인 상호작용으로 회전하도록 고정자(21) 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전자(22)를 포함하여 구성되며, 이러한 구동유닛(20)의 구동력은 크랭크샤프트(50)를 통해 압축유닛(30)으로 전달된다.

크랭크샤프트(50)는 주철재질을 통해 마련되는 것으로, 상부가 회전자(22)의 중심에 압입되어 회전자(22)의 회전시 함께 회전하게 된다. 프레임(40)의 중앙을 회전 가능하게 관통한 크랭크샤프트(50)의 하단은 편심회전하는 편심축부(51)를 형성하며, 프레임(40)과 회전자(22) 사이의 크랭크샤프트(50)는 프레임(40)에 설치되는 저널베어링(41)을 통해 회전 가능하게 지지된다.

그리고 압축유닛(30)은 압축실(31a)을 형성하도록 프레임(40) 일측에 프레임(40)과 일체로 마련되는 실린더(31)와, 상기 편심축부(51)와 커넥팅로드(32)를 통해 연결되어 편심축부(51)의 편심회전운동시 직선왕복운동하도록 압축실(31a) 내부에 마련되는 피스톤(33)을 을 포함하여 구성된다.

상기 도 3을 함께 참고하면, 커넥팅로드(32)는 상기 편심축부(51)가 회전 가능하게 체결되는 제1관통홀(61)을 구비하여 편심축부(51)와 결합되는 제1단부(62)와, 피스톤(33)에 체결되는 피스톤핀(33a)이 회전 가능하게 체결되는 제2관통 홀(63)을 구비하여 피스톤(33)과 결합되는 제2단부(64), 그리고 제1단부(62)와 제2단부(64) 사이를 연결하는 연결부(66)를 구비하며, 연결부(66) 내부에는 제1관통홀(61)과 제2관통홀(63) 사이를 연통시키기 위한 것으로 후술하게 될 연통홀(65)이 형성된다. 이러한 커넥팅로드(32)는 알루미늄재질을 통해 마련된다.

또 압축유닛(30)은 압축실(31a)을 밀폐시키도록 실린더(31) 일단에 결합되며 냉매흡입실(34a)과 냉매토출실(34b)이 상호 구획되게 마련된 실린더헤드(34)와, 실린더헤드(34)와 실린더(31) 사이에 개재되어 냉매흡입실(34a)로부터 압축실(31a)로 흡입되거나 압축실(31a)로부터 냉매토출실(34b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치(35)를 더 구비한다.

여기서 냉매흡입실(34a)은 상기 흡입관(11) 쪽과 연계되어 흡입관(11)을 따라 밀페용기(10) 내부로 안내된 냉매를 압축실(31a)로 안내하고, 상기 냉매토출실(34b)은 토출관(12) 쪽과 연계되어 압축실(31a)에서 토출되는 냉매를 전달받아 토출관(12)으로 안내하게 된다.

이러한 구성을 통해 고정자(21)와 회전자(22) 간의 전자기적인 상호작용으로 회전자(22)와 함께 크랭크샤프트(50)가 회전하게 되면서 편심축부(51)가 편심회전하게 되면, 편심축부(51)와 커넥팅로드(32)를 통해 연결된 피스톤(33)이 압축실(31a) 내부에서 직선왕복운동을 수행하여 압축실(31a) 내부와 외부 사이에 압력차가 형성되고, 이러한 압력차에 의해 증발기를 거친 후 흡입관(11)을 따라 밀페용기(10) 내부로 안내된 냉매는 냉매흡입실(34a)을 거쳐 압축실(31a)로 흡입되어 압축되며, 압축실(31a)에서 압축되어 토출되는 냉매는 냉매토출실(34b)과 토출관(12) 을 따라 냉동사이클의 응축기 쪽으로 전달된다.

또한, 이러한 냉매의 압축과정에서 각종 마찰습동부, 즉 상기 크랭크샤프트(50)와 저널베어링(41) 사이, 크랭크샤프트(50)의 편심축부(51)와 커넥팅로드(32)의 제1관통공(61) 내벽 사이, 커넥팅로드(32)의 제2관통공(63) 내벽과 피스톤핀(33a) 사이 등에는 압축기의 구동시 과도한 마찰이 발생하게 되는데, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 이러한 마찰습동부의 윤활 및 냉각을 목적으로 하는 오일공급구조를 갖는다.

상세히 설명하면, 밀폐용기(10)의 저부에는 소정량의 오일이 저장되도록 오일저장공간(13)이 형성되고, 크랭크샤프트(50)의 편심축부(51) 하단에는 크랭크샤프트(50)의 회전운동에 따른 원심력을 이용하여 오일저장공간(13)의 오일을 상부로 흡상시키기 위한 오일픽업(70)이 소정의 각을 이루도록 경사지게 설치되며, 크랭크샤프트(50)에는 오일픽업(70)을 통해 상부로 흡상된 오일을 마찰습동부로 안내하기 위한 오일유로(52)가 형성된다.

오일유로(52)는 오일픽업과 통하도록 편심축부(51) 내측에 마련된 오일홀(52a)과, 상기 오일홀(52a)과 통하도록 저널베어링(41) 쪽 크랭크샤프트(50) 외면에 마련된 오일그루브(52b)와, 상기 오일홀(52a)의 중도에 편심축부(51) 외면으로 분기되도록 마련된 분기홀(52c)을 포함하여 구성된다.

또 커넥팅로드(32)의 연결부(66) 내부에는 분기홀(52c)을 통해 편심축부(51)와 제1관통홀(61) 내벽 사이로 전달된 오일 중 일부를 계속해서 제1관통홀(63) 쪽으로 안내하기 위해 제1관통홀(61)과 제2관통홀(63) 사이를 연통시키는 연통홀(65) 이 형성된다.

따라서 크랭크샤프트(50)의 회전운동시 오일픽업(70)을 통해 상부로 흡상된 오일은 오일홀(52a)을 거쳐 오일그루부(52b)로 안내되는 과정에서 크랭크샤프트(50)와 저널베어링(41) 사이를 윤활시키고, 오일홀(52a)로 안내된 오일 중 일부는 상기 분기홀(52c)을 통해 편심축부(51) 외면으로 전달된다.

편심축부(51) 외면으로 전달된 오일은 편심축부(51)와 제1관통홀(61) 내벽 사이를 윤활시키고, 그 중 일부는 계속해서 상기 연통홀(65)을 통해 제2관통홀(63)로 전달되어 피스톤핀(33a)과 제2관통홀(63) 내벽 사이 및 피스톤(33)과 실린더(31) 사이를 윤활시키게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 제1관통홀(61)의 내벽에는 상기 분기홀(52c)을 통해 제1관통홀(61)로 전달된 오일중 일부를 상기 제1관통홀(61) 외부로 안내하기 위한 오일안내홈(61a)이 마련된다.

이러한 오일안내홈(61a)은 편심축부(51)와 커넥팅로드(32)의 제1관통홀(61) 내벽 사이에서 마찰로 인해 발생하는 이물질을 제1관통홀(61)로 전달된 일부 오일과 함께 제1관통홀(61) 외부로 배출시키게 되는데, 이에 따라 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 상기 편심축부(51)의 편심회전 운동이 항시 원활하게 이루어지게 된다.

즉, 냉매가 압축되는 과정에서 주철로 마련되는 크랭크샤프트(50)의 편심축부(51)와 알루미늄으로 마련되는 커넥팅로드(32)의 제1관통홀(61) 내벽이 서로 과도한 마찰할 경우에는 내마모성이 적은 제1관통홀(61)의 내벽 일부가 마모되어 떨 어져 나오게 되면서 이물질을 형성하게 되고, 간혹 이러한 이물질이 편심축부(51)와 제1관통홀(61) 내벽 사이에 끼게 되는 경우에는 편심축부(51)의 편심회전 운동이 저해되면서 냉매의 원활한 압축작용이 어렵게 될 우려가 발생하게 된다. 그러나 본 실시예와 같이 제1관통홀(61)의 내벽에 상기 오일안내홈(61a)을 형성하게 되면, 상기 분기홀(52c)을 통해 편심축부(51)와 제1관통홀(61) 내벽 사이로 전달된 오일 중 일부가 상기 오일안내홈(61a)에 안내되어 제1관통홀(61) 외부로 배출되는 과정에서 제1관통홀(61)의 내벽으로부터 떨어져 나온 이물질이 오일과 함께 외부로 배출되기 때문에, 상기 이물질을 제1관통홀(61)로부터 용이하게 제거할 수 있게 된다.

보다 상세하게 설명하자면, 오일안내홈(61a)은 제1관통홀(61)의 내벽에 나선형상으로 마련되며, 오일안내홈(61a)의 상단과 하단은 제1관통홀(61)의 상부와 하부 외측으로 통하도록 형성된다.

따라서 냉매의 압축을 위해 크랭크샤프트(50)가 회전하게 되면, 편심축부(51)와 제1관통홀(61) 내벽 사이로 안내된 오일 중 상기 연통홀(65)을 따라 제2관통홀(63) 쪽으로 전달되지 않은 나머지 일부 오일은 크랭크샤프트(50)의 원심력에 의해 상기 오일안내홈(61a)을 따라 제1관통홀(61) 외부로 안내되고, 제1관통홀(61)의 내벽으로부터 떨어져 나온 이물질은 이러한 오일과 함께 오일안내홈(61a)을 따라 제1관통홀(61) 외부로 배출된다.

또한 상기 오일안내홈(61a)은 상기 제1관통홀(61)의 내벽에 상기 연통홀(65)의 입구를 피하여 형성되는 것이 바람직한데, 이는 오일안내홈(61a)이 상기 연통 홀(65)과 연통되는 것을 방지하여 오일안내홈(61a)을 따라 유동하는 오일 중의 이물질이 상기 연통홀(65)을 통해 피스톤(33) 쪽으로 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 1은 종래 밀폐형 압축기에 있어서 커넥팅로드 쪽 구조를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서 커넥팅로드 쪽 구조를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서 커넥팅로드의 구조를 도시한 단면도로, 오일안내홈을 나타내기 위해 일부를 절개하여 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

32: 커넥팅로드 50: 크랭크샤프트

51: 편심축부 52: 오일유로

61: 제1관통홀 61a: 오일안내홈

62: 제1단부 63: 제2관통홀

64: 제2단부 65: 연통홀

66: 연결부

Claims

오일유로가 형성된 크랭크샤프트의 편심축부와 피스톤을 연결하여 상기 편심축부의 편심회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 전환시키면서 상기 오일유로의 오일을 상기 피스톤 쪽으로 전달하도록 마련된 커넥팅로드를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,

상기 커넥팅로드는 상기 편심축부가 회전 가능하게 체결되는 제1관통홀을 구비하여 상기 편심축부와 결합되는 제1단부와, 상기 피스톤에 체결되는 피스톤핀이 회전 가능하게 체결되는 제2관통홀을 구비하여 상기 피스톤과 결합되는 제2단부와, 상기 제1단부와 제2단부 사이를 연결하며 오일의 공급을 위해 상기 제1관통홀과 제2관통홀 사이를 연통시키는 연통홀을 구비하는 연결부를 포함하고,

상기 제1관통홀의 내벽에는 상기 오일유로로부터 전달된 오일중 일부를 상기 제1관통홀 외부로 안내하기 위한 오일안내홈이 마련되되,

상기 오일안내홈은 나선형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 오일안내홈은 상기 연통홀과 연통이 방지되도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.