KR101606066B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

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안재찬
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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부공간에 설치되는 회전 구동부; 상기 회전 구동부에 결합되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 냉매를 흡입 압축하는 압축 기구부; 상기 압축 기구부에 고정되어 상기 회전축을 지지하는 제1 베어링; 및 상기 밀폐용기에 고정되며, 상기 회전축 상에서 상기 제1 베어링과 먼 쪽의 단부를 지지하는 제2 베어링;을 포함하고, 상기 제2 베어링과 회전축 사이의 공차(C1)가 상기 제1 베어링과 회전축 사이의 공차(C2)의 0.55 내지 11.5 배인 밀폐형 압축기가 제공된다.

Description

밀폐형 압축기{HERMETIC COMPRESSOR}
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 크랭크 축의 상하 양단에 베어링이 설치되는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 구동력을 발생하는 구동모터와, 그 구동모터에 결합되어 작동하면서 냉매를 압축하는 압축 기구부가 함께 설치되어 있다. 그리고 상기 밀폐형 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 스크롤식, 로터리식, 진동식 등으로 구분할 수 있다. 상기 왕복동식과 스크롤식 그리고 로터리식은 구동모터의 회전력을 이용하는 방식이고, 상기 진동식은 구동모터의 왕복운동을 이용하는 방식이다.
상기와 같은 밀폐형 압축기 중에서 회전력을 이용하는 밀폐형 압축기의 구동모터에는 회전축이 구비되어 그 구동모터의 회전력을 압축 기구부에 전달하도록 구성되어 있다. 예컨대, 상기 로터리식 밀폐형 압축기(이하, 로터리 압축기)의 구동모터는 상기 밀폐용기에 고정되는 고정자와, 상기 고정자에 일정 공극을 두고 삽입되어 상기 고정자와의 상호작용으로 회전하는 회전자와, 상기 회전자에 결합되어 그 회전자의 회전력을 상기 압축 기구부에 전달하는 회전축으로 이루어져 있다. 그리고 상기 압축 기구부는 상기 회전축에 결합되어 실린더의 내부에서 회전운동을 하면서 냉매를 흡입,압축,토출시키는 압축 기구부과, 상기 압축 기구부를 지지하는 동시에 상기 실리더와 함께 압축공간을 형성하는 복수 개의 베어링부재로 이루어져 있다. 상기 베어링부재는 통상 구동모터의 일측에 배치되어 상기 회전축을 지지하고 있다. 하지만, 최근에는 압축기가 고성능화되면서 상기 회전축의 상하 양단에 각각 베어링을 설치하여 압축기 진동을 최소화하는 기술이 소개되고 있다.
이렇게, 회전축을 지지하는 베어링이 추가되면 베어링과 회전축과의 접촉 면적이 증가되게 되고, 이렇게 증가된 접촉 면적은 마찰 손실의 증대로 이루어진다. 이러한 마찰 손실은 압축기의 운전속도가 증가할수록 커지므로, 마찰 손실을 최소화할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 마찰 손실을 최소화할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
종래부터 압축기의 효율을 높이기 위한 다양한 시도가 있어왔고, 그에 따른 다양한 형태의 압축기들이 개시되고 사용되고 있다. 그러나, 이러한 효율 향상의 수단으로서는 대부분 압축기를 구성하는 각각의 구성요소들의 형태 또는 재질 등을 변경하거나, 압축기의 구조를 근본적으로 변형하는 것들이 대부분이었다. 이러한 수단들은 물론 압축기의 효율 향상에 어느 정도 기여하는 것은 사실이지만, 필연적으로 재설계에 따른 비용의 상승을 동반하게 된다.
즉, 구조 변경에 따른 재료 소모량의 증가 또는 가공성의 저하 외에도, 이미 구비된 생산설비를 교체하여야 하므로, 이러한 시도들은 기생산 중인 압축기에는 적용될 수 없는 것이었다. 본 발명자들은 이러한 점을 감안하여, 기존의 압축기의 구조를 크게 변경하지 않고서도 추가된 베어링으로 인한 마찰 손실을 최소화할 수 있는 압축기를 발명하였다.
일반적으로, 베어링의 윤활작용에 영향을 미치는 인자들은 다양하다. 밀폐형 압축기에 적용되는 베어링과 유사한 저널 베어링의 예를 고려해보면, 그러한 인자들 중에서 상대적으로 크게 영향을 미치는 인자들로서 윤활유의 점도(η), 회전축의 회전수(N) 및 회전축에 가해지는 단위 면적당의 압력(P)을 고려할 수 있다.
그리고, 저널 베어링에서의 윤활 형태는 다음과 같이 분류할 수 있다.
- 유체윤활 (Hydrodynamic Lubrication)
유체윤활은 접촉면이 윤활제에 의하여 완전히 분리된 경우를 말한다. 이 경우에 접촉표면에 걸리는 하중은 모두 접촉면의 상대운동에 의해 발생되어지는 유압에 의하여 지지되게 된다. 따라서 접촉 표면이 마모는 매우 작으며 마찰 손실도 오직 윤활막 내에서 이루어지게 된다. 유체윤활시의 최소 유막두께는 0.008 - 0.020 mm 정도이며 마찰계수는 0.002 - 0.01 범위이다.
- 혼합윤활 (Mixed-film Lubrication)
혼합윤활은 접촉표면의 돌기들의 간헐적인 접촉과 부분적인 유체윤활이 혼합되어 있는 윤활을 말한다. 이때 마찰 계수는 0.004 - 0.10 정도의 범위에 있고 접촉 표면의 약간의 마모도 수반하게 된다.
- 경계윤활 (boundary Lubrication)
경계 윤활은 계속적이고 심한 표면 접촉이 일어나면서도 유활유는 접촉 표면에 계속하여 공급되어서 접촉표면에 마찰과 마모를 감소시킬 수 있는 표면막을 형성하는 윤활을 말한다. 이 경우 마찰계수는 보통 0.05 - 0.20 범위에 있다.
상기와 같은 윤활의 형태 중 유체윤활 상태에 있는 경우에 마찰 손실을 최소화할 수 있고, 그로 인해 효율도 최대화할 수 있다. 그리고, 이러한 윤활의 형태 중 어떠한 형태의 윤활이 이루어지는 지는 앞서 설명한 인자들에 의해 결정될 수 있다. 이러한 세 가지 인자들과 마찰계수와의 관계를 도시한 스트리벡 선도(Stribeck Curve)를 도 1에 도시하였다. 상기 스트리벡 선도에서 가로축의 ηN/P를 베어링 특성치라고 하며 상기 베어링 특성치가 윤활 작용에 미치는 영향을 살펴보면 다음과 같다.
- 점도 (Viscosity)
점도가 높을수록 주어진 부하에서 유체윤활을 이루기 위한 회전속도는 낮아진다. 유체윤활을 이루기 위하여 필요한 점도보다 높은 점도는 축의 회전시 오일막을 전단하는데 필요한 힘을 증가시키므로 마찰을 증가시킨다.
- 회전속도 (Rotation speed)
회전속도가 빠를수록 유체윤활을 이루기 위한 윤활유의 점도는 낮아진다. 그러나 일단 유체윤활이 이루어지면 회전속도의 증가는 축의 회전시 오일막을 전단하는 일의 증가를 수반하므로 마찰을 증가시킨다.
- 단위면적당 부하 (Bearing Unit Load)
단위 면적당의 부하가 작으면 작을수록 유체윤활을 이루기 위하여 필요한 회전속도와 점도도 낮아진다. 그러나 오일막을 전단하는 데는 어떤 힘이 필요하므로 부하를 계속 줄인다고 하여서 그만큼 마찰력이 줄어드는 것은 아니다. 따라서 마찰계수는 증가한다.
이러한 인자들 중 상기 점도 및 회전속도는 압축기에 적용된 윤활유의 종류 및 압축기가 사용되는 시스템의 상황에 의해 정해지는 것이므로, 상기 단위면적당 부하를 최소화할 수 있는 구조를 얻도록 함으로써 유체윤활이 이루어지도록 할 수 있고, 이를 통해 효율의 상승을 도모할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점과 그에 대한 본 발명자들의 연구 결과를 통해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부공간에 설치되는 회전 구동부; 상기 회전 구동부에 결합되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 냉매를 흡입 압축하는 압축 기구부; 상기 압축 기구부에 고정되어 상기 회전축을 지지하는 제1 베어링; 및 상기 밀폐용기에 고정되며, 상기 회전축 상에서 상기 제1 베어링과 먼 쪽의 단부를 지지하는 제2 베어링;을 포함하고, 상기 제2 베어링과 회전축 사이의 공차를 C1이라 하고, 상기 제1 베어링과 회전축 사이의 공차를 C2라 할 때,
0.55 ≤ C1/C2 ≤ 11.5
의 관계를 만족하는 밀폐형 압축기가 제공된다.
본 발명자들의 연구 결과 하나의 회전축을 지지하는 두 개의 베어링 사이에서, 하나의 베어링에서의 윤활상태가 다른 베어링에서의 윤활상태에 영향을 미칠 수 있는 점에 착안하여, 각각의 베어링에서의 공차를 개별적으로 설정하는 것이 아니라 두 개의 공차가 특정한 관계를 만족하는 경우 유체윤활을 이루기에 용이함을 알 수 있었다. 이러한 점들을 고려하여, 실험한 결과 상기 제2 베어링과 회전축 사이의 공차를 C1이라 하고, 상기 제1 베어링과 회전축 사이의 공차를 C2라고 할 때에,
0.55 ≤ C1/C2 ≤ 11.5
를 만족하도록 하면, 상부 베어링에서 원활한 윤활이 이루어질 수 있는 점을 확인하였다. 만일, C1 / C2가 0.55 미만인 경우에는 제2 베어링과 회전축 사이의 공차가 지나치게 작아져서 조립이 어려울 뿐만 아니라 회전축이 베어링의 내부에서 로킹(Locking)될 우려가 있다. 아울러, 최소 유막두께가 작아져서 유체윤활이 이루어지지 못하고 경계윤활이 이루어질 가능성이 높아진다. 특히, 크랭크축의 형태를 갖는 회전축은 회전하면서 편심이 발생되고, 이러한 편심을 회전축의 길이가 길어질수록 증가한다. 따라서, 크랭크축의 편심 등을 감안하였을 때 상기 C1/C2는 0.55 이상으로 한다.
반대로, C1 / C2가 11.5를 초과하는 경우에는, 유체윤활 영역에 포함되기는 하지만 윤활유의 급유가 원활하게 이루지지 않는 운전영역에서는 마찰계수가 증가되어 급속한 발열이 발생될 우려가 있고, 이로 인한 회전축 마모가 발생할 수 있다.
따라서, C1 / C2가 0.55 내지 11.5인 경우에는 원활한 윤활이 이루어져 효율이 증대될뿐만 아니라 마찰계수도 작아지므로 성능 및 신뢰성의 측면에서도 유리하다.
여기서, C1 ≥ C2인 관계를 만족하도록 할 수도 있다.
또한, 상기 회전축 상에서 상기 제1 베어링과 가까운 쪽의 단부를 지지하는 제3 베어링을 추가적으로 포함하고, 상기 제3 베어링과 회전축 사이의 공차를 C3라 할 때, C1 ≥ C2 ≥ C3인 관계를 만족하도록 할 수도 있다.
또한, 상기 압축 기구부는 냉매가 흡입되어 압축되는 실린더를 포함하고, 상기 제1 및 제3 베어링은 상기 실린더의 양단부에 각각 밀착되도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 밀폐용기 내에 지지 프레임이 추가적으로 구비되고, 상기 제2 베어링은 상기 지지 프레임에 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 밀폐용기; 상기 밀폐용기 내에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축 기구부; 및 상기 회전축을 지지하는 적어도 2개의 베어링을 포함하는 밀폐형 압축기로서, 상기 압축 기구부와 이격되어 위치하는 베어링의 회전축과의 공차를 C1이라 하고, 압축 기구부와 상대적으로 인접하여 위치하는 베어링의 회전축과의 공차를 C2라고 할 때, 0.55 ≤ C1 / C2 ≤ 11.5의 관계를 만족하는 밀폐형 압축기가 제공된다.
여기서, C2 ≤ C1의 관계를 만족하도록 할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 마찰손실을 최소화하여 효율의 손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 저널 베어링에서의 스트라이벡 선도를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 I-I선에 따른 단면도이다.
도 4는 C1/C2 비율에 따른 입력량의 관계를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 첨부도면에 도시된 로터리 압축기의 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 로터리 압축기는, 밀폐용기(100)의 내부공간(101) 상측에 구동력을 발생하는 구동모터(200)가 설치되고, 상기 밀폐용기(100)의 내부공간(101) 하측에는 상기 구동모터(200)에서 발생된 동력으로 냉매를 압축하는 압축 기구부(300)가 설치되며, 상기 구동모터(200)의 하측과 상측에는 후술할 회전축으로서의 크랭크축(230)을 지지하는 하부 베어링(400)과 상부 베어링(500)이 각각 설치된다.
상기 밀폐용기(100)는 상기 구동모터(200)와 압축 기구부(300)이 설치되는 용기본체(110)와, 상기 용기본체(110)의 상측 개구단(이하, 제1 개구단)(111)을 복개하는 상부캡(이하, 제1 캡)(120)과, 상기 용기본체(110)의 하측 개구단(이하, 제2 개구단)(112)을 복개하는 하부캡(이하, 제2 캡)(130)으로 이루어진다.
상기 용기본체(110)는 원통모양으로 형성되고, 그 용기본체(110)의 하반부 주면에는 흡입관(140)이 관통 결합되며, 상기 흡입관은 후술할 실린더(310)에 구비된 흡입구(미도시)에 직접 연결된다.
상기 제1 캡(120)은 그 가장자리가 절곡되어 상기 용기본체(110)의 제1 개구단(111)에 용접 결합된다. 그리고 상기 제1 캡(120)의 중앙에는 상기 압축 기구부(300)에서 상기 밀폐용기(100)의 내부공간(101)으로 토출되는 냉매를 냉동사이클로 안내하는 토출관(150)이 관통 결합된다.
상기 제2 캡(130)은 그 가장자리가 절곡되어 상기 용기본체(110)의 제2 개구단(112)에 용접 결합된다.
상기 구동모터(200)는 상기 밀폐용기(100)의 내주면에 열박음되어 고정되는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)에 열박음 되어 함께 회전을 하면서 상기 구동모터(200)의 회전력을 압축 기구부(300)으로 전달하는 크랭크축(230)으로 이루어진다.
상기 고정자(210)는 다수 장의 스테이터시트가 소정의 높이만큼 적층되고, 그 내주면에 구비되는 티스에는 코일(240)이 권선된다.
상기 회전자(220)는 상기 고정자(210)의 내주면에 일정 공극을 두고 배치되며 그 중앙에 상기 크랭크축(230)이 열박음으로 압입되어 일체로 결합된다.
상기 크랭크축(230)은 상기 회전자(220)에 결합되는 축부(231)와, 그 축부(231)의 하단부에 편심지게 형성되어 후술할 롤링피스톤이 결합되는 편심부(232)로 이루어진다. 그리고 상기 크랭크축(230)의 내부에는 상기 밀폐용기(100)의 오일이 흡상되도록 오일유로(233)가 축방향으로 관통 형성된다.
상기 압축 기구부(300)는 상기 밀폐용기(100)의 내부에 설치되는 실린더(310)와, 상기 크랭크축(230)의 편심부(232)에 회전 가능하게 결합되고 상기 실린더(310)의 압축공간에서 선회하면서 냉매를 압축하는 롤링피스톤(320)과, 상기 실린더(310)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합되어 그 일측의 실링면이 상기 롤링피스톤(320)의 외주면에 접촉되고 상기 실린더(310)의 압축공간(미부호)을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인(330)과, 상기 베인(330)의 후방측을 탄력 지지하도록 압축스프링으로 된 베인스프링(340)으로 이루어진다.
상기 실린더(310)는 환형으로 형성되고, 상기 실린더(310)의 일측에는 상기 흡입관과 연결되는 흡입구(미도시)가 형성되며, 상기 흡입구의 원주방향 일측에는 상기 베인(330)이 미끄러지게 결합되는 베인슬롯(311)이 형성되고, 상기 베인슬롯(311)의 원주방향 일측에는 후술할 상부베어링(410)에 구비되는 토출구(411)에 연통되는 토출안내홈(미도시)이 형성된다.
상기 하부 베어링(400)은 상기 실린더(310)의 상측을 복개하는 동시에 상기 밀폐용기(100)에 용접 결합되어 상기 크랭크축(230)을 축방향과 반경방향으로 지지하는 상측 베어링(410)과, 상기 실린더(310)의 하측을 복개하여 상기 크랭크축(230)을 축방향과 반경방향으로 지지하는 하측 베어링(420)으로 이루어진다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 베어링(500)은 상기 고정자(210)의 상측에서 상기 밀폐용기(100)의 내주면에 용접 결합되는 프레임(510)과, 상기 프레임(510)에 결합되어 상기 크랭크축(230)과 회전 가능하게 결합되는 하우징(520)으로 이루어진다.
상기 프레임(520)은 환형으로 형성되고, 그 외주면에 소정의 높이로 돌출되어 상기 용기본체(110)에 용접되는 고정돌부(511)가 형성된다. 상기 고정돌부(511)는 대략 원주방향을 따라 120도의 간격을 두고 소정의 원호각 길이를 갖도록 형성된다.
상기 하우징(520)은 상기 프레임(510)에 3점 지지될 수 있도록 대략 120도의 간격을 두고 지지돌부(521)들이 형성되고, 상기 지지돌부(521)들의 중심에는 상기 크랭크축(230)의 상단이 삽입되어 지지될 수 있도록 베어링돌부(522)가 하향 돌출되도록 형성된다. 상기 베어링돌부(522)에는 베어링부시(530)가 결합되거나 또는 볼베어링이 결합될 수 있다.
도면 중 미설명 부호인 250은 오일피더이다.
상기와 같은 본 발명에 의한 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다.
즉, 상기 구동모터(200)의 고정자(210)에 전원을 인가하여 상기 회전자(220)가 회전하면, 상기 크랭크축(230)이 상기 하부 베어링(400)과 상부 베어링(500)에 의해 양단이 지지되면서 회전을 하게 된다. 그러면 상기 크랭크축(230)이 상기 구동모터(200)의 회전력을 상기 압축 기구부(300)에 전달하고, 상기 압축 기구부(300)에서는 상기 롤링피스톤(320)이 상기 압축공간에서 편심 회전운동을 한다. 그러면, 상기 베인(330)이 상기 롤링피스톤(320)과 함께 압축공간을 형성하면서 냉매를 압축하여 상기 밀폐용기(100)의 내부공간(101)으로 토출하게 된다.
이때, 상기 크랭크축(230)은 고속으로 회전을 하면서 그 하단에 구비된 오일피더(250)가 상기 밀폐용기(100)의 저유부에 채워진 오일을 펌핑하게 되고, 이 오일은 상기 크랭크축(230)의 오일유로(233)를 통해 흡상되면서 각 베어링면을 윤활하게 된다.
한편, 상기 크랭크축(230)과 각각의 베어링들 사이는 소정의 공차를 갖도록 설정된다. 이들 사이의 관계는 상기 상부 베어링(500)의 베어링 부시(530)의 내경을 D1, 크랭크축(230)의 직경을 D2, 상기 상측 베어링(410)의 내경을 D3, 상측 베어링(410) 내부에서의 크랭크축(230)의 직경을 D4라 할 때, C1은 D1 - D2, C2는 D3 - D4로 정의되고, 상기 C1과 C2는 다음의 조건을 만족하도록 설정된다.
[수학식 1]
0.55 ≤ C1/C2 ≤ 11.5
즉, 상기 상부 베어링(500)에서의 공차가 상측 베어링(410)에서의 공차의 0.55배 내지 11.5배가 되도록 설정되며, 이러한 범위에서 상기 상부 베어링(500)에서 유체윤활이 이루어지게 된다.
예 1) C1 / C2 = 0.55인 경우
C1/C2를 0.55로 설정한 경우, 하기의 예에 대해서 상부 베어링(500)에서의 윤활상태를 확인하여 보았다.
회전수(N) : 60 rpm
오일점도(η) : 0.00000000083 Ns/㎡
베어링 내부의 평균 부하(Pm) : 0.0499 N/㎡
베어링 반경(R) : 7.15 ㎜
상부 베어링 공차(C1) : 0.0055 ㎜
상기 조건에서 좀머펠트 수(S0)를 계산하면 다음과 같다.
S0 = (R/C)2·ηN/P = 1.710
이렇게 얻어진 좀머펠트 수(S0)를 이용하여 회전시에 상기 상부 베어링 내에서 크랭크축의 편심률(X)을 구하면 다음과 같다.
ln X = C0 + C1S0 + C2S0 2 + C3S0 3 + C4S0 4
여기서,
C0 = -6.733511e-2+5.953856e-2*(L/D)-7.877801e-3*(L/D)2
C1 = 0.0173906-4.3371078*(L/D)-0.41195896*(L/D)2
C2 = 2.0091537+0.5112015*(L/D)+4.083148*(L/D)2
C3 = -6.32445+7.878233*(L/D)-7.09259*(L.D)2
C4 = 4.081927-6.025585*(L/D)+3.665192*(L/D)2
L : 크랭크축의 길이, D : 크랭크축의 직경
상기 식을 이용하여 편심률(X)을 구하면, X = 1.014가 되며, 이렇게 얻어진 편심률을 이용하여 최소 유막두께(hm)를 구하면,
hm = C(1-X) = -0.0000774 mm
가 된다.
여기서, 최소유막두께가 -인 경우에는 크랭크축과 베어링 사이의 공차가 작아서 유막이 형성되지 못함을 의미하는 것으로서, 축에 하중이 가해지는 경우 유막에 의해 축이 지지를 받지 못하고 베어링과 접촉을 하게 되는 것을 의미한다. 즉, 경계윤활이 이루어지는 것을 의미한다. 그러나, 상기 수치는 근사화로 인한 계산상의 오차 등을 감안하면 실제로는 0에 가까운 것이고, 좀머펠트 수가 1.7 이상이므로 유체윤활이 이루어질 수 있는 충분한 조건을 갖고 있음을 알 수 있다. 따라서, C1/C2를 0.55로 결정하는 경우에 경계윤활과 유체윤활의 경계가 되는 것임을 의미한다.
예2) C1 / C2 = 11.5
다른 예로서, C1 / C2를 11.5로 설정하면, 상술한 계산식에 의하면 좀머펠트 수(S0)는 0.039이고, 편심률(X)은 0.958로 계산된다. 이 경우 최소유막두께(hm)는 0.0047 mm로 계산된다.
이 경우에는 좀머펠트 수가 상대적으로 낮지만, 최소유막두께가 4.7㎛으로 크랭크축과 베어링 사이에 충분한 유막이 형성될 수 있으며, 이로 인해 축에 하중이 가해지더라도 유막에 의해 축이 지지되어 축과 베어링이 접촉되지 않게 된다. 즉, 이 경우는 완전윤활영역에 해당됨을 알 수 있다.
한편, 도 4는 상기 C1/C2 값에 따른 입력일(압축일)의 변화를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이 상기 C1/C2 값이 1미만 이거나 11.5를 초과하는 경우에 입력일이 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 수학식 1을 만족하면 상부 베어링에서 유체윤활이 이루어질 수 있지만, 입력일의 변화 추이를 고려하면 상기 C1/C2 값이 1 내지 11.5의 범위에 있는 것이 유리함을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 밀폐용기;
    상기 밀폐용기의 내부공간에 설치되는 회전 구동부;
    상기 회전 구동부에 결합되는 회전축;
    상기 회전축에 결합되어 냉매를 흡입 압축하는 압축 기구부;
    상기 압축 기구부에 고정되며, 상기 회전 구동부를 사이에 두고 상기 회전축의 일단부를 지지하는 제1 베어링; 및
    상기 밀폐용기에 고정되며, 상기 회전 구동부를 사이에 두고 상기 회전축의 타단부를 지지하는 제2 베어링;을 포함하고,
    상기 제2 베어링의 내경과 회전축의 외경 사이의 공차를 C1이라 하고, 상기 제1 베어링의 내경과 회전축의 내경 사이의 공차를 C2라 할 때,
    0.55 ≤ C1/C2 ≤ 11.5
    의 관계를 만족하는 밀폐형 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    C1 ≥ C2인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐용기 내에 지지 프레임이 추가적으로 구비되고,
    상기 제2 베어링은 상기 지지 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  4. 밀폐용기;
    상기 밀폐용기 내에 회전 가능하게 설치되는 회전축;
    상기 회전축에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축 기구부; 및
    상기 회전축을 지지하는 적어도 2개의 베어링을 포함하는 밀폐형 압축기로서,
    상기 압축 기구부와 이격되어 위치하는 베어링의 내경과 회전축의 외경 사이의 공차를 C1이라 하고, 압축 기구부와 상대적으로 인접하여 위치하는 베어링의 내경의 회전축의 외경 사이의 공차를 C2라고 할 때,
    0.55 ≤ C1 / C2 ≤ 11.5의 관계를 만족하는 밀폐형 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    C2 ≤ C1의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
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