KR101412583B1 - 왕복동식 압축기 - Google Patents

왕복동식 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR101412583B1
KR101412583B1 KR1020080024025A KR20080024025A KR101412583B1 KR 101412583 B1 KR101412583 B1 KR 101412583B1 KR 1020080024025 A KR1020080024025 A KR 1020080024025A KR 20080024025 A KR20080024025 A KR 20080024025A KR 101412583 B1 KR101412583 B1 KR 101412583B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
connecting rod
sleeve
crankshaft
outer diameter
bearing
Prior art date
Application number
KR1020080024025A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090098561A (ko
Inventor
김진국
박경준
이종목
김영환
김경호
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020080024025A priority Critical patent/KR101412583B1/ko
Publication of KR20090098561A publication Critical patent/KR20090098561A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101412583B1 publication Critical patent/KR101412583B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0094—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 crankshaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • F04B39/0022—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons piston rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/14—Provisions for readily assembling or disassembling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/50—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/10—Inorganic materials, e.g. metals
    • F05B2280/102—Light metals
    • F05B2280/1021—Aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/42—Pumps with cylinders or pistons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S384/00—Bearings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 상기 슬리브의 외경이 커넥팅로드의 내경보다 작게 형성되어 비압입으로 조립함에 따라 상기 슬리브의 조립공정이 용이하게 되고, 상기 슬리브의 조립시 그 슬리브의 내경이 변형되는 것을 방지하여 상기 슬리브의 변형에 따른 상기 전동부의 입력부하가 증가하거나 상기 크랭크축의 핀부가 마모되는 미연에 것을 방지할 수 있다.
왕복동식 압축기, 커넥팅로드, 슬리브, 비압입

Description

왕복동식 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR}
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 회전운동을 하는 크랭크축에 피스톤이 커넥팅로드로 연결되어 왕복운동을 하는 왕복동식 압축기에서 커넥팅로드와 크랭크축 사이에 개재되는 슬리브에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐용기의 내부에 동력을 발생하는 전동부와 그 전동부의 동력을 전달받아 작동하는 압축부가 함께 구비되는 압축기이다. 상기 밀폐형 압축기는 압축성 유체인 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 베인식, 스크롤식 등으로 구분할 수 있다.
상기 왕복동식 압축기는 전동부의 크랭크축에 커넥팅로드가 결합되고, 상기 커넥팅로드에 피스톤이 결합되어 상기 전동부의 회전력이 피스톤의 직선운동으로 전환된다. 상기 커넥팅로드는 그 일단이 상기 피스톤에 회전 가능하게 결합되는 반면 타단은 상기 크랭크축의 핀부에 회전 가능하게 삽입되어 결합된다.
하지만, 상기 커넥팅로드는 조립공정상 상기 커넥팅로드의 타단을 상기 크랭크축의 핀부에 끼워 조립하여야 하므로 상기 크랭크축의 핀부와 커넥팅로드를 결합 하기 위하여는 상기 커넥팅로드의 끝단에 상기 크랭크축의 핀부 직경보다 큰 환형 연결부를 형성하여야 한다. 그리고 상기 환형 연결부의 내주면과 상기 핀부의 외주면 사이에 간격만큼의 두께를 갖는 슬리브를 조립하여 상기 크랭크축의 회전력이 상기 커넥팅로드에 전달되도록 하고 있다.
그러나, 종래의 왕복동식 압축기에서는, 상기 슬리브가 소결합금한 커넥팅로드와 동일한 재질, 또는 상기 커넥팅로드와 동일한 열팽창계수를 가지는 재질로 제작하여 상기 커넥팅로드의 연결부에 압입하는 것었으나, 이는 상기 슬리브를 커넥팅로드에 압입하는 과정이 용이하지 않을 뿐만 아니라 상기 슬리브를 압입하는 과정에서 상기 슬리브의 변형이 발생되어 슬리브 내경의 진원도가 나빠지면서 상기 크랭크축의 핀부와 슬리브 사이에서의 마찰손실이 증가될 수 있다. 또, 이로 인해 상기 전동부의 입력부하가 증가할 뿐만 아니라 상대적으로 경도가 낮은 크랭크축의 마모가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 상기 슬리브의 조립시 그 슬리브의 조립을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 상기 슬리브의 변형을 방지할 수 있고, 상기 슬리브의 조립후 상기 전동부의 입력부하가 증가하거나 크랭크축의 핀부가 마모되는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 전동부의 회전자에 결합되어 회전력을 전달하는 크랭크축; 상기 크랭크축에 결합되어 그 크랭크축의 회전력을 피스톤의 직선운동으로 전환시키는 커넥팅로드; 및 상기 크랭크축와 커넥팅로드 사이에 개재되어 베어링 역할을 하는 슬리브;를 포함하고, 상기 슬리브는 그 열팽창계수가 상기 커넥팅로드의 열팽창계수보다 높은 이종재질로 형성되는 왕복동식 압축기가 제공된다.
또, 전동부의 회전자에 결합되어 회전력을 전달하는 크랭크축; 상기 크랭크축에 결합되어 그 크랭크축의 회전력을 피스톤의 직선운동으로 전환시키는 커넥팅로드; 및 상기 크랭크축와 커넥팅로드 사이에 개재되어 베어링 역할을 하는 슬리브;를 포함하고, 상기 슬리브는 그 외경이 상기 커넥팅로드의 내경보다 작게 형성되어 상기 커넥팅로드와 크랭크축 사이에 개재되는 베어링부와, 상기 베어링부의 일단에 플랜지 형상으로 형성되어 상기 커넥팅로드에 축방향으로 지지되는 지지부 로 이루어지는 왕복동식 압축기가 제공된다.
또, 모터의 회전력을 전달하는 크랭크축과 그 크랭크축이 결합되어 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 커넥팅로드 사이에 설치되는 베어링은 그 열팽창계수가 상기 커넥팅로드의 열팽창계수보다 높은 이종재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마모 방지 기구가 제공된다.
본 발명에 의한 마모 방지 기구 및 이를 적용한 왕복동식 압축기는, 상기 슬리브의 외경이 커넥팅로드의 내경보다 작게 형성되어 비압입으로 조립함에 따라 상기 슬리브의 조립공정이 용이하게 되고, 상기 슬리브의 조립시 그 슬리브의 내경이 변형되는 것을 방지하여 상기 슬리브의 변형에 따른 상기 전동부의 입력부하가 증가하거나 상기 크랭크축의 핀부가 마모되는 미연에 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 첨부도면에 도시된 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 밀폐용기(1)의 내부에 설치되어 정,역회전을 하는 전동부(100)와, 상기 전동부(100)의 상측에 설치되어 그 전동부(100)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(200)로 구성된다.
상기 전동부(100)는 정회전과 역회전이 가능한 정속 모터이나 인버터 모터가 적용될 수도 있다. 그리고 상기 전동부(100)는 상기 밀폐용기(1)의 내부에 프레 임(2)으로 지지되어 탄력 설치되는 고정자(110)와, 상기 고정자(110)의 안쪽에 회전 가능하게 설치되는 회전자(120)와, 상기 회전자(120)의 중심에 결합되어 회전력을 압축부(200)에 전달하는 크랭크축(130)로 이루어진다. 상기 크랭크축(130)는 그 상단에 후술할 슬리브(240)가 결합되어 상기 피스톤(220)이 왕복운동을 하도록 핀부(131)가 축중심에서 일정한 편심량을 가지도록 편심지게 형성되고, 상기 크랭크축(130)은 축방향으로 오일유로(132)가 관통 형성된다.
상기 압축부(200)는 소정의 압축공간(V1)을 형성하는 실린더(210)와, 상기 실린더(210)의 압축공간(V1) 내부에서 반경방향으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤(220)과, 상기 피스톤(220)에 그 일단이 회전 가능하게 결합되고 그 타단은 상기 크랭크축(130)의 핀부(131)에 대해 회전 가능하게 결합되어 상기 전동부(100)의 회전운동을 상기 피스톤(220)의 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드(230)와, 상기 크랭크축(130)의 핀부(131)와 커넥팅로드(230)의 사이에 삽입되어 베어링역할을 하는 슬리브(240)와, 상기 실린더(210)의 선단에 결합되어 흡입밸브와 토출밸브가 구비되는 밸브조립체(250)와, 상기 밸브조립체(250)의 흡입측에 결합되는 흡입머플러(260)와, 상기 밸브조립체(250)의 토출측을 수용하도록 결합되는 토출커버(270)와, 상기 토출커버(270)에 연통되어 토출되는 냉매의 토출소음을 감쇄시키는 토출머플러(280)로 이루어진다.
상기 실린더(210)는 원통모양으로 형성되어 상기 프레임(2)에 일체로 형성되거나 또는 조립하여 형성된다.
상기 피스톤(220)은 그 일단이 막힌 원통모양으로 형성되어 후술할 커넥팅로 드(230)의 피스톤연결부(233)에 회전 가능하게 핀 결합된다.
상기 커넥팅로드(230)는 소결합금재질로 형성된다. 그리고 상기 커넥팅로드(230)는 상기 슬리브(240)의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 축연결부(231)와, 그 축연결부(231)에서 연장되는 로드부(232)와, 상기 로드부(232)의 타단에 형성되어 상기 피스톤(220)에 회동 가능하게 결합되는 피스톤연결부(233)로 이루어진다. 상기 축연결부(231)와 피스톤연결부(233)는 모두 환형으로 형성되고, 상기 축연결부(231)가 상기 피스톤연결부(233)보다 나중에 조립되는 점을 감안하여 상기 축연결부(231)의 내경(D1)은 상기 피스톤연결부(233)의 내경(D2)보다 크고 상기 크랭크축(130)의 핀부(131) 외경(D3)보다 크게 형성된다.
상기 슬리브(240)는 상기 커넥팅로드(230)의 열팽창계수보다 큰 재질, 예를 들어 구리와 규소의 성분비가 특히 높은 알루미늄 재질로 형성된다. 그리고 상기 슬리브(240)는 도 3 및 도 4에서와 같이 그 외주면과 내주면이 진원형이며 두께가 축방향으로 동일한 원통모양으로 베어링부(242)가 형성되고, 그 베어링부(241)의 상단에는 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 상면에 지지되도록 플랜지 형상의 지지부(242)가 형성된다. 그리고 상기 베어링부(241)와 지지부(242)의 연결부위에는 상기 베어링부(241)의 가공시 그 연결부위가 직각을 이루도록 상기 베어링부(241)보다 깊게 환형으로 된 모서리홈(243)이 형성되고, 상기 베어링부(241)의 타단, 즉 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)를 중심으로 상기 모서리홈(243)의 반대쪽에는 후술할 고정링(290)을 압입할 수 있도록 링삽입홈(244)이 형성된다.
상기 모서리홈(243)은 전술한 바와 같이 상기 베어링부(241)를 밀링 등으로 정밀 가공할 때 그 밀링툴에 의해 상기 연결부위가 곡면질 수 있으므로 이를 감안하여 상기 연결부위가 곡면지지 않도록 상기 밀링툴의 규격을 고려하여 그 깊이와 폭을 적절하게 결정할 수 있다.
상기 링삽입홈(244)은 상기 지지부(242)의 저면에서부터 일정 거리, 즉 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 두께보다 짧지 않은 거리를 두고 환형으로 형성된다. 그리고 상기 링삽입홈(244)에 삽입되는 고정링(290)은 도 3에서와 같이 그 지지부(291)가 "C"자 모양의 스냅링으로 형성될 수 있고, 그 지지부(291)의 외주면 중간에는 작업자가 파지하기 용이하거나 또는 지그로 물기 용이하도록 반경방향으로 연장되는 손잡이부(292)가 형성될 수 있다.
상기 베어링부(241)는 그 내경이 적어도 상기 크랭크축(130)의 핀부(131) 외경보다 작지 않게, 보다 바람직하게는 상기 핀부(131)의 외경(D3)보다 대략 2㎛이상 크게 형성되는 것이 상기 슬리브(240)의 조립을 용이하게 할 수 있다. 그리고 상기 베어링부(241)는 그 외경(D4)이 적어도 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 내경(D1)보다 작게, 즉 상기 슬리브(240)가 커넥팅로드(230)의 열팽창계수보다 큰 이종재질로 형성될 경우 상기 슬리브(240)가 압축기의 운전시, 보다 정확하게는 상온(통상, 25~30℃)보다 높은 온도범위에서는 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)에 밀착될 수 있도록 그 간격(t)이 대략 0 < t < 25㎛ 정도 작게 형성될 수 있다. 그리고 상기 베어링부(241)는 압축기의 초기 기동시 그 외주면이 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 내주면에 대해 베어링역할을 하게 되므로 상기 베어링부(241)의 외주면 역시 정밀 가공하는 것이 바람직하다. 하지만, 상기 베어 링부(241)의 내주면은 상기 크랭크축(130)의 핀(131)와 주로 베어링면을 형성하게 되므로 그 외주면보다 정밀 가공하는 것이 더 바람직할 수 있다.
그리고 상기 베어링부(241)에는 그 내주면과 외주면을 관통하는 적어도 한 개 이상의 오일구멍(245)이 형성된다. 상기 오일구멍(245)은 상기 슬리브(240)의 베어링부(241)가 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)에 밀착되기 전에 베어링 역할을 할 때 상기 크랭크축(130)의 오일유로(132)를 통해 공급되는 오일의 일부가 상기 베어링부(241)의 외주면으로 공급되도록 한다.
상기 슬리브(240)의 지지부(242)는 그 외경(D5)이 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 내경(D1)보다 큰 플랜지형상으로 형성된다.
한편, 도 5에서와 같이 상기 슬리브(240)의 지지부(242)는 경우에 따라서는 생략되고, 상기 지지부(242)를 대신하여 다른 고정링(295)이 삽입 결합될 수도 있다. 이 경우 상기 슬리브(240)의 베어링부(241) 상측에는 상기 고정링(295)이 삽입될 수 있도록 링삽입홈(246)이 더 형성될 수 있다.
도면중 미설명 부호인 3은 흡입관, 296은 지지부, 297은 손잡이부, V2는 토출공간이다.
상기와 같은 본 발명의 왕복동식 압축기는 다음과 같이 조립된다.
먼저, 상기 피스톤(230)과 커넥팅로드(230)의 베어링측 연결부(233)를 별도의 연결핀(미부호)으로 회전 가능하게 연결한다. 그리고 상기 커넥팅로드(230)가 연결된 피스톤(220)을 상기 실린더(210)의 압축공간(V1)에 삽입한다.
다음, 상기 커넥팅로드(230)의 크랭크측 연결부(233)를 상기 크랭크축(130) 의 핀부(131)에 삽입하여 회전 가능하게 삽입한다. 이때, 상기 슬리브(240)가 커넥팅로드(230)와 피스톤(220)의 연결점을 중심으로 회전하면서 상기 핀부(131)에 삽입되어야 하므로 상기 슬리브(240)의 내경이 상기 핀부(131)의 외경보다 상당히 크게 형성된다. 따라서, 상기 슬리브(240)를 삽입한 후에 그 슬리브(240)의 내경과 상기 핀부(131)의 외경 사이에는 큰 틈새가 발생하게 되므로 이 틈새는 상기 슬리브(240)를 삽입하여 채우게 된다.
여기서, 상기 슬리브(240)의 외경(D4)이 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 내경(D1)과 거의 유사하게 형성될 경우에는 상기 슬리브(240)를 커넥팅로드(230)에 압입하여야 하므로 이 과정에서 상기 슬리브(240)의 압입변형이 발생될 수 있으나, 본 발명에서는 상기 슬리브(240)의 외경(D4)이 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 내경(D1)보다 전술한 범위, 즉 0 < t < 25㎛정도 작게 형성됨에 따라 상기 슬리브(240)의 삽입을 용이하게 할 수 있고, 상기 슬리브(240)가 삽입되는 과정에서도 상기 슬리브(240)의 변형을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.
즉, 상기 전동부(100)의 고정자(110)에 전원이 인가되면, 그 고정자(110)와 회전자(120)의 상호작용력에 의해 상기 회전자(120)가 크랭크축(130)과 함께 회전을 하고, 상기 크랭크축(130)의 핀부(131)에 상기 슬리브(240)를 사이에 두고 결합된 상기 커넥팅로드(230)가 선회운동을 하며, 상기 커넥팅로드(230)에 결합된 상기 피스톤(220)이 실린더(210)의 압축공간(V1)에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 일련의 과정을 반복하게 된다.
이때, 상기 슬리브(240)는 압축기의 운전여부에 따라 상기 커넥팅로드(230)와 이격되어 상대운동을 하거나 또는 밀착되어 상기 크랭크축(130)의 핀부(131)에 대해 베어링 역할을 하게 된다.
예컨대, 압축기의 조립시 또는 초기 기동시와 같은 상온에서는 도 6의 (a)에서와 같이 상기 슬리브(240)의 상대온도가 낮아 상기 커넥팅로드(230)는 물론 상대적으로 열팽창계수가 높은 슬리브(240) 역시 크게 변형하지 않으면서 상기 슬리브(240)와 커넥팅로드(230) 사이에 일정 간격이 유지된다. 이에 따라 상기 슬리브(240)는 크랭크축(130)의 핀부(131)의 선회운동을 따라 상기 커넥팅로드(230)에 대해 회전운동을 하게 된다.
하지만, 압축기가 운전을 지속하여 일정 시간이 경과하게 되는, 즉 상온보다 높은 온도범위에서는 상기 슬리브(240)의 상대온도가 상승하게 되고, 이에 따라 도 6의 (b)에서와 같이 상기 슬리브(240)가 열팽창하면서 그 베어링부(241)의 외경(D4')이 증가하게 되며, 이에 따라 상기 슬리브(240)와 커넥팅로드(230) 사이의 간격이 좁아지면서 그 슬리브(240)의 베어링부(241)가 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)에 밀착된다. 그리고 상기 슬리브(240)의 내주면은 상기 크랭크축(230)의 핀부(131)와 베어링면을 형성하게 된다.
도 7은 상기 슬리브의 온도변화에 따른 외경변화를 보인 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이 압축기의 정지 또는 초기운전과 같은 상온조건에서는 상기 슬리브(240)의 상대온도(상온에 대한 슬리브의 온도변화)가 대략 0℃ 정도를 유지하여 상기 슬리브(240)의 외경(D4)은 거의 변하지 않는다. 하지만, 압축기가 운전을 개 시하여 일정 시간 진행되면 상기 슬리브(20)의 상대온도가 높아지게 되고 그 상대온도가 대략 25℃정도가 되면 슬리브(240)의 외경(D4)은 대략 5㎛ 정도로 증가하게 된다. 그리고 압축기가 정상운전을 하게 되면 압축기의 온도는 대략 90℃ 정도가 되어 상기 슬리브(240)의 상대온도는 65℃가 되면서 슬리브(240)의 외경(D4)은 대략 14㎛ 정도로 증가하게 된다. 그리고 상기 슬리브(240)의 외경변화는 압축기의 운전조건, 예컨대 냉매나 오일의 종류, 케이싱의 내부가 흡입압을 형성하는지 또는 토출압을 형성하는지 등에 따라 다르겠지만 압축기의 내부온도는 대략 130℃이상으로는 상승하지 않게 된다. 그러므로, 압축기의 내부온도가 130℃인 조건, 즉 상기 슬리브(240)의 상대온도가 100℃ 정도까지 증가할 때 그 슬리브(240)의 외경은 대략 25㎛ 정도 증가하게 된다. 따라서, 상기 슬리브(240)와 커넥팅로드(230) 사이의 적정간격은 앞에서 언급한 대로 대략 0 < t < 25㎛정도가 되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
이렇게 하여, 상기 슬리브의 조립시 그 슬리브가 커넥팅로드에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다. 도 8은 상기 슬리브를 소결합금으로 제작하여 압입하는 경우와 알루미늄으로 제작하여 비압입하는 경우에 있어서 상기 슬리브의 온도변화에 따른 외경과 내경의 변화를 각각 비교한 그래프이다.
이에 도시된 바와 같이 소결합금 슬리브를 압입하는 경우 그 외경(①번 선)은 온도변화에 따라 약간 변화하는 반면 그 내경(②번 선)은 거의 변화가 없음을 알 수 있다. 특히, 외경의 경우 온도가 0 ~ 20℃까지는 오히려 마이너스(-) 변형되는 것으로 나타났는데, 이는 슬리브(240)의 압입시 그 외경이 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)에 의해 눌려 변형되었음을 알 수 있다.
반대로, 알루미늄 슬리브를 비압입하는 경우 그 외경(③번 선)은 크게 변화하는 동시에 그 내경(④번 선)도 일정온도(대략 40℃) 이상에서 약간 변화가 있음을 알 수 있다. 특히, 온도가 0℃에서 상기 슬리브의 외경은 그 최대변형율이 제로(zero)로 나타났는데, 이는 상기 슬리브(240)가 비압입으로 삽입됨으로 인해 그 외경이 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)에 의해 전혀 눌려 변형되지 않았슴을 알 수 있다. 여기서, 상기 슬리브(240)를 비압입하는 경우 온도가 상승하면서 상기 슬리브(240)의 내경이 커지기는 하지만 진원도의 변화는 거의 제로(zero)가 되면서 상기 크랭크축(230)과의 면압이 줄어 상대적으로 마모를 줄일 수 있슴을 알 수 있다.
본 발명에 의한 마모 방지 기구 및 이를 적용한 왕복동식 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 상기 슬리브의 외경이 커넥팅로드의 축연결부 내경 보다 작게 제작한 후 압축기의 운전시 온도상승에 따라 상기 슬리브가 열팽창하면서 컨넥팅로브에 밀착되도록 하는 것이었으나, 본 실시예는 상기 슬리브의 외경이 커넥팅로드의 내경보다 작게 형성하여 조립을 용이하게 하는 점에서는 동일하다. 하지만, 상기 슬리브가 온도상승에도 상기 커넥팅로드에 밀착되지 않도록 하는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다. 그리고, 이를 위해 상기 커넥팅로드와 슬리브 사이에는 상기 슬리브의 상대운동을 구속할 수 있는 슬리브 구속수단을 더 구비하는 점에서도 전술한 실시예와 차이가 있다.
예컨대, 도 9 및 도 10에서와 같이 본 실시예에 따른 왕복동식 압축기는, 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231) 상면에는 축방향으로 구속돌기(235)를 형성하고, 상기 슬리브(240)의 지지부(242)에는 상기 커넥팅로드(230)의 구속돌기(235)가 삽입되어 상기 슬리브(240)가 원주방향으로 구속되도록 구속구멍(247)을 형성할 수 있다.
상기 구속구멍(247)은 상기 슬리브(240)가 커넥팅로드(230)와 동일한 재질로 제작되는 경우에는 상기 구속돌기(235)와 거의 밀착되도록 형성될 수 있으나, 상기 슬리브(240)가 커넥팅로드(230)보다 열팽창계수가 높은 이종재질로 제작되는 경우에는 그 슬리브(240)가 반경방향으로 열변형되는 것을 고려하여 상기 구속돌기(235)의 직경보다 큰 진원형으로 형성하거나 또는 반경방향의 장구멍으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 구속돌기(235)와 구속구멍(또는, 구속홈)(247)은 반경방향으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에 따른 기본적인 구성과 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 의한 마모 방지 기구 및 이를 적용한 왕복동식 압축기에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 상기 슬리브(240)가 커넥팅로드(230)와 이종재질로 형성되는 것이나, 본 실시예는 상기 슬리브(240)가 커넥팅로드(230)와 동일한 재질로 형성되는 경우에 관한 것이다.
이 경우에도, 상기 슬리브(240)의 베어링부(241) 외경(D4)은 커넥팅로 드(230)의 축연결부(231) 내경(D1) 보다 전술한 범위내에서 작게 형성되어 상기 슬리브(240)의 조립시 그 슬리브(240)의 베어링부(241)가 압입변형되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다만, 이 경우에는 상기 슬리브(240)가 커넥팅로드(230)에 대해 회전운동을 하면서 마찰손실이 야기될 수 있으므로 이를 구속하기 위하여 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)와 슬리브(240)의 지지부(242) 사이에 구속돌기(236)과 구속홈(248)이 형성된다. 상기 구속돌기(236)와 구속홈(248)은 상기 슬리브(240)가 크랭크축(130)의 회전력을 커넥팅로드(230)에 원활하게 전달할 수 있을 정도의 강도를 가져야 하므로 도 11 및 도 12와 같이 상기 커넥팅로드(230)의 축연결부(231)의 원주방향을 따라 대략 90°정도씩 일정 간격을 두고 형성될 수 있다. 물론, 상기 구속돌기(236)와 구속홈(248)의 원주각은 90°로 한정되지 않고 상기 회전력을 전달하여 압축기가 구동할 수 있는 정도면 족하다. 또, 도면에서는 상기 구속돌기가 커넥팅로드에 형성되는 반면 상기 구속홈이 슬리브에 형성되는 예가 도시되었으나, 상기 구속돌기와 구속홈이 서로 반대로 형성될 수도 있고, 상기 슬리브와 커넥팅로드에 기어모양으로 맞물리도록 각각 번갈아 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따른 기본적인 구성과 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명은 실리더가 한 개인 단식 왕복동식 압축기를 설명하였으나 경우에 따라서는 실린더가 복수 개인 다중 왕복동식 압축기에도 적용하 수 있다. 또, 본 발명은 왕복동식 압축기의 크랭크축과 커넥팅로드 사이에 삽입되는 슬리브에 적용하였으나, 이 외에도 부시베어링이 적용되는 분야에 폭넓게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명 왕복동식 압축기의 일실시예를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 압축부를 보인 사시도,
도 3은 도 2에 따른 압축부에서 커넥팅로드와 슬리브를 크랭크축의 일실시예를 분해하여 보인 사시도,
도 4는 도 3에 따른 압축부에서 커넥팅로드와 슬리브를 크랭크축과 결합하여 보인 종단면도,
도 5는 도 2에 따른 압축부에서 커넥팅로드와 슬리브를 크랭크축의 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도,
도 6은 도 2에 따른 압축부에서 압축기의 운전동작에 따른 슬리브의 변형상태를 보인 개략도,
도 7은 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 슬리브의 온도변화에 따른 외경변화를 보인 그래프,
도 8은 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 슬리브를 소결합금으로 제작하여 압입하는 경우와 알루미늄으로 제작하여 비압입하는 경우에 대한 슬리브의 온도변화에 따른 외경과 내경의 변화를 각각 비교한 그래프,
도 9 및 도 10은 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 커넥팅로드와 슬리브 그리고 크랭크축의 조립구조에 대한 다른 실시예를 보인 분해사시도 및 조립사시도,
도 11 및 도 12는 도 9에 따른 왕복동식 압축기에서 커넥팅로드와 슬리브의 조립구조에 대한 또다른 실시예를 보인 조립사시도 및 도 11에 대한 "Ⅰ-Ⅰ"선단면 도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 밀폐용기 100 : 전동부
110 : 고정자 120 : 회전자
130 : 크랭크축 131 : 핀부
132 : 오일유로 200 : 압축부
210 : 실린더 220 : 피스톤
230 : 커넥팅로드 231 : 축연결부
232 : 로드부 233 : 피스톤연결부
235,236 : 구속돌기 240 : 슬리브
241 : 베어링부 242 : 지지부
243 : 모서리홈 244 : 링삽입홈
245 : 오일구멍 246 : 링삽입홈
247 : 구속구멍 248 : 구속홈
250 : 밸브조립체 260 : 흡입머플러
270 : 토출커버 280 : 토출커버
290 : 고정링 291 : 지지부
292 : 손잡이부

Claims (21)

  1. 전동부의 회전자에 결합되어 회전력을 전달하는 크랭크축;
    상기 크랭크축에 결합되어 그 크랭크축의 회전력을 피스톤의 직선운동으로 전환시키는 커넥팅로드; 및
    상기 크랭크축와 커넥팅로드 사이에 개재되어 베어링 역할을 하는 슬리브;를 포함하고,
    상기 슬리브는 그 열팽창계수가 상기 커넥팅로드의 열팽창계수보다 높은 이종재질로 형성되며,
    상기 커넥팅로드는 그 일측에 상기 슬리브가 삽입되도록 환형으로 된 연결부가 구비되고, 상기 슬리브는 그 외경이 상온에서 상기 커넥팅로드의 연결부 내경보다 작고 상온보다 높은 범위에서 상기 커넥팅로드의 연결부 내주면에 접촉될 수 있도록 형성되고,
    상기 슬리브에는 그 내주면과 외주면을 관통하는 적어도 한 개 이상의 오일구멍이 상기 커넥팅로드의 연결부와 중첩되는 범위에 형성되는 왕복동식 압축기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커넥팅로드의 연결부 내경과 상기 슬리브의 외경 간 차이(t)는 0 < t < 25㎛ 범위가 되도록 형성되는 왕복동식 압축기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 커넥팅로드의 연결부에 대해 축방향으로 지지할 수 있도록 축방향 지지수단이 구비되는 왕복동식 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 축방향 지지수단은 그 외경이 상기 커넥팅로드의 연결부 내경보다 큰 지지부가 일체로 형성되어 이루어지는 왕복동식 압축기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 축방향 지지수단은 그 외경이 상기 커넥팅로드의 연결부 내경보다 큰 지지부재가 조립되어 이루어지는 왕복동식 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지부재는 원호형의 링모양으로 형성되고, 그 외주면 일측에는 반경방향으로 돌출되어 조립작업을 용이하게 하는 돌출부가 형성되는 왕복동식 압축기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 알루미늄 재질로 형성되는 왕복동식 압축기.
  11. 전동부의 회전자에 결합되어 회전력을 전달하는 크랭크축;
    상기 크랭크축에 결합되어 그 크랭크축의 회전력을 피스톤의 직선운동으로 전환시키는 커넥팅로드; 및
    상기 크랭크축와 커넥팅로드 사이에 개재되어 베어링 역할을 하는 슬리브;를 포함하고,
    상기 슬리브는 그 외경이 상기 커넥팅로드의 내경보다 작게 형성되어 상기 커넥팅로드와 크랭크축 사이에 개재되는 베어링부와, 상기 베어링부의 일단에 플랜지 형상으로 형성되어 상기 커넥팅로드에 축방향으로 지지되는 지지부로 이루어지며, 상기 슬리브는 그 열팽창계수가 상기 커넥팅로드의 열팽창계수보다 큰 이종재질로 형성되고,
    상기 커넥팅로드의 축방향 일측면과 이에 대응하는 상기 슬리브의 축방향 일측면 중에서 어느 한 쪽에는 돌기가 형성되는 반면 다른 한 쪽에는 상기 돌기가 삽입되어 원주방향으로 구속되도록 홈 또는 구멍이 형성되며,
    상기 홈 또는 구멍은 상기 돌기가 반경방향으로 이동 가능하도록 그 돌기의 외경보다 크거나 반경방향으로 길게 형성되는 왕복동식 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 베어링부와 지지부가 연결되는 부위는 원주방향을 따라 상기 지지부의 외경보다 깊게 환형으로 홈이 형성되는 왕복동식 압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 베어링부의 내주면은 그 외주면 보다 정밀 가공되는 왕복동식 압축기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 커넥팅로드를 중심으로 상기 지지부의 반대쪽에는 고정링을 결합하기 위하여 환형으로 홈이 더 형성되는 왕복동식 압축기.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
KR1020080024025A 2008-03-14 2008-03-14 왕복동식 압축기 KR101412583B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080024025A KR101412583B1 (ko) 2008-03-14 2008-03-14 왕복동식 압축기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080024025A KR101412583B1 (ko) 2008-03-14 2008-03-14 왕복동식 압축기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090098561A KR20090098561A (ko) 2009-09-17
KR101412583B1 true KR101412583B1 (ko) 2014-06-26

Family

ID=41357618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080024025A KR101412583B1 (ko) 2008-03-14 2008-03-14 왕복동식 압축기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101412583B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105952771A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 压缩机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304111A (ja) * 2000-04-28 2001-10-31 Matsushita Refrig Co Ltd 往復動圧縮機
JP2003120533A (ja) * 2001-10-18 2003-04-23 Samsung Kwangju Electronics Co Ltd 密閉型往復動式圧縮機のコネクティングロッド装置
KR200382921Y1 (ko) * 2005-01-31 2005-04-27 엘지전자 주식회사 밀폐형 압축기의 슬리브와 커넥팅로드의 결합구조

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304111A (ja) * 2000-04-28 2001-10-31 Matsushita Refrig Co Ltd 往復動圧縮機
JP2003120533A (ja) * 2001-10-18 2003-04-23 Samsung Kwangju Electronics Co Ltd 密閉型往復動式圧縮機のコネクティングロッド装置
KR200382921Y1 (ko) * 2005-01-31 2005-04-27 엘지전자 주식회사 밀폐형 압축기의 슬리브와 커넥팅로드의 결합구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105952771A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090098561A (ko) 2009-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2455627B1 (en) Anti-abrasion apparatus and reciprocating compressor adopting the same
CN102906426B (zh) 可变排量的润滑剂泵
EP1930590A1 (en) Oscillation plate type compressor
JP2008519928A (ja) 密閉型圧縮機
KR20020087837A (ko) 올덤 커플링을 위한 클리어런스를 가진 스크롤 압축기
KR101510697B1 (ko) 회전축 및 이를 적용한 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기
KR101412583B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR101441925B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR101510698B1 (ko) 로터리 압축기
JP3703482B2 (ja) 固定ベーン回転圧縮機
US9790941B2 (en) Compressor and bearing assembly
CN215949828U (zh) 压缩机的止推结构和压缩机
KR200382921Y1 (ko) 밀폐형 압축기의 슬리브와 커넥팅로드의 결합구조
KR101444784B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR101514664B1 (ko) 왕복동식 압축기
JP7010202B2 (ja) 流体機械
KR101983458B1 (ko) 왕복동식 압축기
US6186759B1 (en) Helical blade type compressor and a refrigeration cycle apparatus using the same
JP4750561B2 (ja) スコッチヨーク式レシプロ圧縮機及びそれを用いた冷凍・冷蔵庫
CN104675705A (zh) 压缩机
CN219281904U (zh) 往复式压缩机
WO2023045968A1 (zh) 压缩机的止推结构和压缩机
KR101463822B1 (ko) 압축기용 슬리브 및 이를 적용한 압축기
US5368456A (en) Fluid compressor with bearing means disposed inside a rotary rod
KR101335274B1 (ko) 왕복동식 압축기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170512

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180514

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190514

Year of fee payment: 6