KR101711539B1

KR101711539B1 - 압축기 및 이를 적용한 냉동기기

Info

Publication number: KR101711539B1
Application number: KR1020160148958A
Authority: KR
Inventors: 박복안; 조필호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2017-03-02
Also published as: KR20160132801A

Abstract

본 발명은 압축기 및 이를 구비한 냉동기기에 관한 것이다. 본 발명은 양쪽 스러스트베어링면 사이에 볼베어링이 설치되고 그 볼베어링과 스러스트베어링면 사이에 탄성부재가 설치됨으로써, 상기 베어링부재가 스러스트베어링면 또는 와셔와 구름접촉되도록 하여 상기 스러스트베어링면에서의 마찰손실을 줄이고 이를 통해 압축기의 성능을 높일 수 있다.

Description

압축기 및 이를 적용한 냉동기기{COMPRESSOR AND REFRIGERATING MACHINE HAVING THE SAME}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 특히 실린더블록과 크랭크축 사이의 스러스트베어링면에 볼베어링이 설치되는 압축기 및 이를 적용한 냉동기기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐된 용기의 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 회전자에 크랭크축이 결합되고, 그 크랭크축에 커넥팅로드가 결합되어 그 커넥팅로드에 결합된 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 방식이다.

상기 왕복동식 압축기는 실린더블록에 크랭크축의 축부가 삽입되어 반경방향으로 지지되는 동시에 편심질량부가 실린더블록에 얹혀 스러스트방향으로도 지지된다. 따라서, 상기 크랭크축과 실린더블록 사이에는 저널베어링면과 스러스트베어링면이 형성됨에 따라 상기 저널베어링면과 스러스트베어링면에서의 마찰손실을 최소한으로 줄이는 것이 압축기의 에너지효율을 향상시키는 중요한 요인으로 작용하게 된다.

이를 위해, 종래의 크랭크축에는 오일유로가 형성되어 오일피더로부터 펌핑되는 오일이 상기 오일유로를 통해 각각의 베어링면으로 고르게 공급되도록 하고 있다.

하지만, 종래의 왕복동식 압축기는 스러스트베어링면을 이루는 실린더블록과 크랭크축의 편심질량부가 서로 면접촉됨에 따라 마찰손실을 줄이는데 한계가 있고, 이를 감안하여 상기 스러스트베어링면이 점접촉될 수 있도록 볼베어링과 같은 별도의 베어링을 설치하는 방식이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같이 실린더블록과 크랭크축 사이의 스러스트베어링면에 볼베어링이 설치되는 경우에는 그 볼베어링이 상기 실린더블록 또는 크랭크축과 미끄럼접촉되어 마찰손실이 가중되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 볼베어링이 스러스트베어링면과 구름접촉되도록 하여 마찰손실을 줄일 수 있는 압축기 및 이를 구비한 냉동기기를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 스러스트베어링면이 형성되는 실린더블록; 상기 실린더블록에 스러스트방향으로 지지되도록 스러스트베어링면이 구비되어 회전하면서 피스톤이 실린더에서 왕복운동을 하도록 커넥팅로드와 결합되는 크랭크축; 상기 실린더블록과 크랭크축 사이의 스러스트베어링면에 설치되어 상기 크랭크축을 실린더블록에 대해 스러스트 방향으로 지지하는 볼베어링; 및 상기 볼베어링을 스러스트 방향으로 지지하도록 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 구비되는 탄성부재;를 포함하는 압축기가 제공된다.

또, 스러스트베어링면이 형성되는 실린더블록; 상기 실린더블록에 스러스트방향으로 지지되도록 스러스트베어링면이 구비되어 회전하면서 피스톤이 실린더에서 왕복운동을 하도록 커넥팅로드와 결합되는 크랭크축; 상기 실린더블록과 크랭크축 사이의 스러스트베어링면에 설치되어 상기 크랭크축을 실린더블록에 대해 스러스트 방향으로 지지하는 볼베어링; 및 상기 볼베어링을 스러스트 방향으로 지지하도록 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 구비되는 탄성부재; 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에서 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 탄성부재의 내주면쪽에 구비되며 상기 탄성부재의 내주면을 지지하는 연장부; 및 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 볼베어링과 탄성부재의 외주면쪽에 구비되며, 상기 볼베어링과 탄성부재를 반경방향으로 지지하는 블록가이드;를 포함하고, 상기 볼베어링은, 환형의 볼케이지; 상기 볼케이지에 소정의 간격을 두고 회전 가능하게 결합되는 복수 개의 볼; 상기 볼과 탄성부재 사이에 구비되는 하부와셔; 및 상기 볼과 크랭크축의 스러스트베어링면 사이에 구비되는 상부와셔;를 포함하며, 상기 연장부는, 그 축방향 상면이 상기 하부와셔의 저면과 일정 간격을 유지할 수 있는 높이를 가지며, 상기 하부와셔의 반경방향 일부와 중첩되는 위치에 형성되는 압축기가 제공된다.

또, 스러스트베어링면이 형성되는 실린더블록; 상기 실린더블록에 스러스트방향으로 지지되도록 스러스트베어링면이 구비되어 회전하면서 피스톤이 실린더에서 왕복운동을 하도록 커넥팅로드와 결합되는 크랭크축; 상기 실린더블록과 크랭크축 사이의 스러스트베어링면에 설치되어 상기 크랭크축을 실린더블록에 대해 스러스트 방향으로 지지하는 볼베어링; 및 상기 볼베어링을 스러스트 방향으로 지지하도록 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 구비되는 탄성부재; 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에서 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 탄성부재의 내주면쪽에 구비되며 상기 탄성부재의 내주면을 지지하는 연장부; 및 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 볼베어링과 탄성부재의 외주면쪽에 구비되며, 상기 볼베어링과 탄성부재를 반경방향으로 지지하는 블록가이드;를 포함하고, 상기 볼베어링은, 환형의 볼케이지; 상기 볼케이지에 소정의 간격을 두고 회전 가능하게 결합되는 복수 개의 볼; 상기 볼과 탄성부재 사이에 구비되는 하부와셔; 및 상기 볼과 크랭크축의 스러스트베어링면 사이에 구비되는 상부와셔;를 포함하며, 상기 연장부는, 그 축방향 상면이 상기 하부와셔의 저면과 일정 간격을 유지할 수 있는 높이를 가지도록 상기 연장부의 축방향 상면의 높이가 상기 탄성부재의 변형 전 높이보다 낮게 형성되는 압축기가 제공된다.

여기서, 상기 탄성부재는 파형단면 형상의 판스프링으로 이루어지고, 상기 탄성부재의 내주면과 외주면은 상기 연장부의 외주면과 상기 블록가이드의 내주면에 지지될 수 있다.

그리고, 상기 연장부와 블록가이드는 서로 높이가 다르게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 블록가이드의 상면높이는 상기 상부와셔의 저면높이보다 높고 상면높이보다 낮게 형성될 수 있다.

또, 압축기; 상기 압축기의 토출측에 연결되는 응축기; 상기 응축기에 연결되는 팽창기; 및 상기 팽창기에 연결되고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 증발기;를 포함하고, 상기 압축기는 앞서 설명한 압축기로 이루어지는 냉동기기가 제공된다.

또, 압축기; 상기 압축기의 토출측에 연결되는 응축기; 상기 응축기에 연결되는 팽창기; 및 상기 팽창기에 연결되고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 증발기;를 포함하고, 상기 압축기는 양쪽 스러스트베어링면에 설치되는 볼베어링을 탄성부재로 지지하는 냉동기기가 제공된다.

본 발명에 의한 압축기 및 이를 적용한 냉동기기는, 상기 실린더블록과 크랭크축의 스러스트베어링면들 사이에 볼베어링이 설치되고 그 볼베어링과 스러스트베어링면 사이에 탄성부재가 설치됨으로써, 상기 베어링부재가 스러스트베어링면 또는 와셔와 구름접촉되도록 하여 상기 스러스트베어링면에서의 마찰손실을 줄이고 이를 통해 압축기의 성능을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 볼베어링과 탄성부재를 분해하여 보인 사시도,
도 3은 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 스러스트베어링면 주변을 보인 단면도,
도 4는 도 3의 "I-I"선단면도,
도 5는 도 3에 따른 스러스트베어링면을 이루기 위한 연장부와 블록가이드의 높이를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 6은 본 발명의 왕복동식 압축기가 적용된 냉장고의 일례를 보인 개략도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 볼베어링과 탄성부재가 적용된 스크롤 압축기와 로터리 압축기를 보인 개략도.

이하, 본 발명에 의한 압축기 및 이를 구비한 냉동기기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 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 실린더블록(210)으로 지지되어 탄력 설치되는 고정자(110)와, 상기 고정자(110)의 안쪽에 회전 가능하게 설치되는 회전자(120)로 이루어진다.

상기 압축부(200)는 압축공간을 이루도록 실린더(211)를 갖고 상기 밀폐용기(1)에 탄력 지지되는 실린더블록(210)과, 상기 실린더블록(210)에 삽입되어 반경방향과 스러스트방향으로 지지되고 상기 전동부(100)의 회전자(120)에 결합되어 회전력을 전달하는 크랭크축(220)과, 상기 크랭크축(220)에 회전 가능하게 결합되어 회전운동을 직선운동으로 전환하는 커넥팅로드(230)와, 상기 커넥팅로드(230)에 회전 가능하게 결합되어 상기 실린더(211)에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤(240)과, 상기 실린더블록(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.

도면중 미설명 부호인 O는 오일피더이다.

상기와 같은 본 발명의 왕복동식 압축기에서 상기 전동부(100)의 고정자(110)에 전원이 인가되면, 그 고정자(110)와 회전자(120)의 상호작용력에 의해 상기 회전자(120)가 크랭크축(220)과 함께 회전을 하고, 상기 크랭크축(220)의 캠부(223)에 결합된 상기 커넥팅로드(230)가 선회운동을 하며, 상기 커넥팅로드(230)에 결합된 상기 피스톤(240)이 실린더(211)에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하여 상기 토출커버(270)로 토출하고, 이 토출커버(270)로 토출되는 냉매는 토출머플러(280)를 거쳐 냉동사이클로 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이와 동시에, 상기 크랭크축(220)이 회전을 하면서 그 크랭크축(220)의 하단에 설치된 오일피더(O)가 상기 밀폐용기(1)의 저유부에 저장된 오일을 펌핑하고, 이 오일의 일부는 상기 크랭크축(220)의 오일유로를 통해 흡상되어 각 베어링면에 공급되는 한편 일부는 상기 크랭크축(220)의 상단에서 비산되어 전동부(200)를 냉각하게 된다.

여기서, 상기 크랭크축은 상기 실린더블록에 구비되는 저널베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 한편 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 구비되는 베어링부재에 의해 스러스트 방향으로 지지되어 안정적으로 회전을 하게 된다.

도 2는 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 볼베어링과 탄성부재를 분해하여 보인 사시도이고, 도 3은 도 1에 따른 왕복동식 압축기에서 스러스트베어링면 주변을 보인 단면도이며, 도 4는 도 3의 "I-I"선단면도이고, 도 5는 도 3에 따른 스러스트베어링면을 이루는 볼베어링과 탄성부재를 확대하여 보인 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더블록(210)은 상기 크랭크축(220)이 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 저널베어링면(215)을 이루는 축수구멍(212)이 형성되고, 상기 축수구멍(212)의 상단 주변에는 후술할 베어링부재(300)와 탄성부재(600)를 스러스트방향으로 지지하여 그 베어링부재(300)가 상기 크랭크축(220)의 편심질량부(222) 저면을 스러스트방향으로 지지하도록 실린더블록측 스러스트베어링면(이하, 제1 스러스트베어링면)(213)이 형성된다. 그리고 상기 제1 스러스트베어링면(213)의 안쪽 모서리, 즉 상기 저널베어링면(215)과 제1 스러스트베어링면(213)가 접하는 모서리에는 일정량의 오일이 모일 수 있도록 오일포켓(216)이 챔퍼(chamfer) 또는 라운드지게 형성될 수 있다.

상기 크랭크축(220)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전자(120)에 결합되고 상기 실린더블록(210)의 축수구멍(212)에 삽입되어 상기 실린더블록(210)에 반경방향으로 지지되는 축부(221)와, 상기 축부(221)의 상단에 부채꼴 또는 편심진 원형 플랜지형상으로 편심지게 형성되어 상기 실린더블록(210)의 제1 스러스트베어링면(213)에 얹혀질 베어링부재(300)에 의해 스러스트방향으로 지지되는 편심질량부(222)와, 상기 편심질량부(222)의 상면에서 상기 축부(221)에 대해 편심지게 형성되고 상기 커넥팅로드(230)가 회전 가능하게 삽입되는 캠부(223)로 이루어진다.

도 3에서와 같이, 상기 베어링부재(300)는 상기 실린더블록(210)의 상면에 형성되는 제1 스러스트베어링면(213)과 상기 크랭크축(220)의 편심질량부(222) 저면에 형성되는 크랭크축측 스러스트베어링면(이하, 제2 스러스트베어링면)(224) 사이에 배치되는 볼베어링(이하, 베어링부재와 혼용함)으로 이루어진다. 그리고 상기 볼베어링(300)의 상하 양측 스러스트베어링면에는 상기 볼베어링(300)의 베어링효과를 높여주는 상부와셔(410)와 하부와셔(420)가 각각 구비된다.

상기 볼베어링(300)은 환형으로 형성되어 그 외경이 후술할 블록가이드(500)의 내경보다 크지 않게 형성되는 볼케이지(310)와, 상기 볼케이지(310)에 회전 가능하게 결합되어 상기 실린더블록(210)과 크랭크축(220) 사이에서 베어링 역할을 하도록 소정의 직경을 갖는 복수 개의 볼(320)들로 이루어진다.

상기 상부와셔(410)와 하부와셔(420)는 각각 윤활성이 있는 재질, 즉 플라스틱 재질이나 금속 재질로 이루어지고, 상기 볼케이지(310)의 외경과 거의 동일한 외경을 갖으며, 상기 볼(320)의 직경보다 크지 않은 두께를 갖도록 형성된다. 즉, 상기 볼(320)의 직경은 상기 상부와셔(410)와 하부와셔(420)의 두께 × 1.5 ~ 10의 범위내에서 형성되는 것이 상기 볼(320)의 스러스트방향 강도를 유지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 왕복동식 압축기에 있어서는, 상기 크랭크축(220)의 편심질량부(222)가 반경방향으로 연장되도록 형성되어 상기 실린더블록(210)과 스러스트 베어링면을 형성하게 되고, 상기 크랭크축(220)의 편심질량부(222)와 실린더블록(210)의 사이에는 볼베어링(300)이 구비되어 상기 크랭크축(220)의 회전운동시 그 편심질량부(222)와 실린더블록(210) 사이의 스러스트 베어링면(213)(224)에서 발생되는 마찰손실을 줄여주고 있다.

하지만, 상기 제1 스러스트베어링면(213)과 제2 스러스트베어링면(224) 사이의 간격이 너무 넓으면 상기 크랭크축(220)의 오일유로(225)를 통해 흡상되는 오일의 일부가 상기 스러스트베어링면 쪽으로 흘러나갈 수 있다. 특히, 상기 스러스트베어링면(213)(224) 사이에 볼베어링(300)과 같이 소정의 높이를 갖으며 원주방향으로 틈새가 있는 베어링이 설치되는 경우에는 그 볼베어링(300)의 높이만큼 스러스트베어링면(213)(224) 사이의 간격, 즉 상기 제1 스러스트베어링면(213)과 제2 스러스트베어링면(224) 사이의 간격이 벌어져 오일의 누설량이 증가될 수 있다.

이를 감안하여, 상기 실린더블록(210)과 크랭크축(220) 사이에 설치되는 볼베어링(300)의 높이, 즉 볼(320)의 직경을 가급적 작게 형성하는 경우에는 상기 볼베어링(300)의 볼(320)이 실린더블록(210)의 제1 스러스트베어링면(213)와 저널베어링면(215) 사이에 구비된 오일포켓(216)에 빠져 베어링 역할을 하지 못하게 될 우려가 있다. 따라서 볼의 직경은 작은 것을 사용하면서도 압축기의 신뢰성이 유지되기 위해서는 상기 볼베어링(300)의 외주면에 소정의 높이를 갖는 블록가이드(500)를 형성하여 상기 볼베어링(300)의 반경방향 변위가 일정한 범위 안에서 유지되도록 할 필요가 있다.

상기 블록가이드(500)는 상기 제1 스러스트베어링면(213)의 가장자리에서 소정의 높이, 예를 들면 상기 크랭크축(220)의 제2 스러스트베어링면(224)과 접촉되지 않도록 상기 제1 스러스트베어링면(213)에서 상기 블록가이드(500)의 상단높이(H3)가 그 제1 스러스트베어링면(213)에서 상기 상부와셔(410)의 상단높이(H4)보다 낮게 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 블록가이드(500)는 환형으로 형성되어 상기 제1 스러스트베어링면(213)에 삽입될 수도 있지만, 상기 제1 스러스트베어링면(213)에서 스러스트방향으로 연장되어 단차지도록 일체로 형성될 수도 있다. 또, 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 제1 스러스트베어링면(213)이 넓게 형성되는 경우에는 상기 블록가이드(500)가 스러스트베어링면에 얹혀 별도의 고정수단에 의해 고정될 수도 있다.

여기서, 상기 블록가이드(500)의 높이(H3)는 적어도 볼케이지(310)의 저면까지의 높이(H2), 즉 상기 제1 스러스트베어링면(213)에서 볼케이지(310)의 저면까지 높이(H2)보다 높게 형성되어야 바람직하나, 더 바람직하게는 상기 블록가이드(500)의 높이(H3)가 상기 제1 스러스트베어링면(213)에서 상부와셔(410)의 중간까지의 높이 정도로 형성되는 것이 상기 볼케이지(310)와 상부와셔(410)의 횡방향 요동을 방지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기에 있어서는, 상기 제1 스러스트베어링면과 제2 스러스트베어링면 사이에 볼베어링이 설치됨에 따라 상기 스러스트베어링면에서의 마찰손실이 현저하게 감소되고 이에 따라 압축기의 에너지 효율이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 볼베어링의 높이를 낮게 함으로써 상기 실린더블록과 크랭크축 사이의 간격이 과도하게 벌어져 발생되는 오일누설을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 크랭크축의 모멘트아암 길이를 줄여 상기 크랭크축의 저널베어링면에 가해지는 힘이 커지는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 모터입력을 낮춰 압축기 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 볼베어링은 볼의 직경을 작게 하면서도 볼케이지를 반경방향으로 지지할 수 있도록 상기 실린더블록에 블록가이드를 형성하여 상기 볼베어링이 항상 제위치를 유지할 수 있도록 하고 이를 통해 상기 볼베어링의 성능저하를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 상기 베어링부재의 저면에는 그 베어링부재를 스러스트방향으로 탄력 지지하는 탄성부재가 더 구비되어 상기 베어링부재가 상부와셔 또는 하부와셔와 구름접촉되도록 함으로써 상기 스러스트베어링면에서의 마찰손실을 줄일 수 있다.

도 2 및 도 3에서와 같이, 상기 탄성부재(600)는 파형단면 형상을 갖는 판스프링이 적용될 수 있으나, 그 외에 스러스트방향으로 탄성변형되는 부재이면 족하다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 예를 들어 복수 개의 코일스프링과 그 코일스프링들의 상면에 얹히는 스프링시트로 이루어질 수도 있다.

상기 탄성부재(600)는 그 외주면이 상기 블록가이드(500)의 내주면에 접하여 반경방향으로 지지될 수도 있지만, 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 실린더블록측 스러스트베어링면(213)의 안쪽, 즉 상기 축수구멍(212)의 주변에는 상기 제1 스러스트베어링면(213)을 기준으로 소정의 높이(H1)를 갖는 스러스트방향 연장부(217)가 형성되고, 그 스러스트방향 연장부(217)의 외주면에 상기 탄성부재(600)의 내주면이 반경방향으로 지지될 수도 있다.

상기 스러스트방향 연장부(217)는 그 상단면이 상기 볼베어링(300)의 저면, 즉 상기 하부와셔(420)의 저면과 일정 간격(t)을 유지할 수 있도록 형성되는 것이 상기 볼베어링(300)의 하부와셔(420) 저면과의 마찰손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 볼베어링(300)의 볼(320)과 와셔(410)(420) 사이에서의 구름접촉을 유도하여 마찰손실을 줄일 수 있어 바람직하다. 즉, 상기 스러스트방향 연장부(217)의 상면이 상기 탄성부재(600)의 변형 전 높이와 동일하거나 더 높게 형성되는 경우에는 상기 스러스트방향 연장부(217)의 상면이 상기 볼베어링(300)의 하부와셔(420) 저면과 지속적으로 접촉되어 마찰손실이 가중될 뿐만 아니라, 상기 하부와셔(420)가 상기 스러스트방향 연장부(217)에 의해 균일한 높이면을 갖게 되어 상기 하부와셔(420)와 볼베어링(300)의 볼(320)이 미끄럼 접촉을 하면서 마찰손실이 가중될 수 있다. 따라서, 상기 스러스트방향 연장부(217)의 상면이 상기 탄성부재(600)의 변형 전 높이보다 낮게 형성함으로써 상기 하부와셔(420)가 스러스트방향 연장부(217)와 가급적 접촉되지 않으면서 상기 하부와셔(420)와 볼베어링(300)의 볼(320)이 구름접촉되도록 하여 마찰손실을 줄일 수 있다.

다시 말해, 도 5에서와 같이, 상기 스러스트방향 연장부(217)는, 그 축방향 상면이 상기 하부와셔(420)의 저면과 일정 간격을 유지할 수 있는 높이를 가지며, 상기 하부와셔(420)의 반경방향 일부와 중첩되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 스러스트방향 연장부(217)는 그 축방향 상면이 상기 하부와셔(420)의 저면과 일정 간격을 유지할 수 있는 높이를 가지도록 상기 스러스트방향 연장부(217)의 축방향 상면의 높이가 상기 탄성부재(600)의 변형 전 높이보다 낮게 형성될 수 있다.

한편, 상기 스러스트방향 연장부는 도 4에서와 같이 환형으로 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 원주방향으로 소정의 간격을 두고 돌출되는 돌기 모양으로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 스러스트방향 연장부와 가이드블록은 그 위치가 서로 바뀌어 형성될 수도 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기가 냉동기기에 적용되는 경우, 그 냉동기기의 성능을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 도 6에서와 같이 압축기, 응축기, 팽창기 그리고 증발기를 포함한 냉매압축식 냉동사이클을 갖는 냉동기기(700)에서 그 냉동기기(700)의 내부에는 냉동기기의 운전 전반을 제어하는 메인기판(710)에 상기와 같이 스러스트베어링면에 볼의 직경이 작은 볼베어링(300)이 설치된다. 그리고 상기 실린더블록(210)에는 상기 볼베어링(300)과 하부와셔(420)는 물론 상기 상부와셔(410)를 반경방향으로 지지하도록 블록가이드(500)가 형성되어 상기 볼베어링(300)과 상부 및 하부와셔(410)(420)가 반경방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 상기 볼베어링(300)의 크기를 줄여 그 볼베어링(300)을 통한 오일누설을 미연에 방지하면서도 상기 볼베어링(300)의 위치이탈로 인한 베어링 성능의 저감을 미연에 방지할 수 있다. 그리고 상기 볼베어링(300)의 저면에는 그 볼베어링(300)을 스러스트방향으로 탄력 지지하도록 탄성부재(600)를 설치하여 상기 볼베어링(300)이 상부 및 하부와셔(410)(420)와 구름접촉될 수 있도록 함으로써 상기 볼베어링(300)의 베어링 성능을 높일 수 있다. 그리고 상기 실린더블록(210)에는 상기 탄성부재(600)의 변형량을 제한하도록 스러스트방향 연장부(217)를 형성함으로써 상기 탄성부재(600)의 사용으로 인한 상기 크랭크축(220)이 과도하게 기울어지는 것을 방지하여 압축기의 진동을 줄일 수 있다. 이로써, 상기 냉동기기는 앞서 왕복동식 압축기에서 언급된 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 이 왕복동식 압축기가 적용된 냉동기기의 성능이 향상될 수 있다.

한편, 도 7에서와 같이 스크롤 압축기의 프레임과 선회스크롤 사이의 스러스트베어링면이나 또는 도 8에서와 같이 로터리 압축기의 베어링부재와 크랭크축 사이의 스러스트베어링면 등에도 볼베어링을 적용할 때 그 볼베어링의 저면에 와셔와 탄성부재를 동일하게 적용할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

1 : 밀폐용기 100 : 전동부
200 : 압축부 210 : 실린더블록
212 : 축수구멍 213 : 스러스트베어링면
216 : 오일포켓 217 : 스러스트방향 연장부
220 : 크랭크축 222 : 편심질량부
300 : 볼베어링 310 : 볼케이지
320 : 볼 410,420 : 와셔
500 : 가이드블록 600 : 탄성부재

Claims

스러스트베어링면이 형성되는 실린더블록;
상기 실린더블록에 스러스트방향으로 지지되도록 스러스트베어링면이 구비되어 회전하면서 피스톤이 실린더에서 왕복운동을 하도록 커넥팅로드와 결합되는 크랭크축;
상기 실린더블록과 크랭크축 사이의 스러스트베어링면에 설치되어 상기 크랭크축을 실린더블록에 대해 스러스트 방향으로 지지하는 볼베어링; 및
상기 볼베어링을 스러스트 방향으로 지지하도록 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 구비되는 탄성부재;
상기 실린더블록의 스러스트베어링면에서 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 탄성부재의 내주면쪽에 구비되며 상기 탄성부재의 내주면을 지지하는 연장부; 및
상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 볼베어링과 탄성부재의 외주면쪽에 구비되며, 상기 볼베어링과 탄성부재를 반경방향으로 지지하는 블록가이드;를 포함하고,
상기 볼베어링은,
환형의 볼케이지;
상기 볼케이지에 소정의 간격을 두고 회전 가능하게 결합되는 복수 개의 볼;
상기 볼과 탄성부재 사이에 구비되는 하부와셔; 및
상기 볼과 크랭크축의 스러스트베어링면 사이에 구비되는 상부와셔;를 포함하며,
상기 연장부는,
그 축방향 상면이 상기 하부와셔의 저면과 일정 간격을 유지할 수 있는 높이를 가지며, 상기 하부와셔의 반경방향 일부와 중첩되는 위치에 형성되는 압축기.
스러스트베어링면이 형성되는 실린더블록;
상기 실린더블록에 스러스트방향으로 지지되도록 스러스트베어링면이 구비되어 회전하면서 피스톤이 실린더에서 왕복운동을 하도록 커넥팅로드와 결합되는 크랭크축;
상기 실린더블록과 크랭크축 사이의 스러스트베어링면에 설치되어 상기 크랭크축을 실린더블록에 대해 스러스트 방향으로 지지하는 볼베어링; 및
상기 볼베어링을 스러스트 방향으로 지지하도록 상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 구비되는 탄성부재;
상기 실린더블록의 스러스트베어링면에서 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 탄성부재의 내주면쪽에 구비되며 상기 탄성부재의 내주면을 지지하는 연장부; 및
상기 실린더블록의 스러스트베어링면에 스러스트 방향으로 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 볼베어링과 탄성부재의 외주면쪽에 구비되며, 상기 볼베어링과 탄성부재를 반경방향으로 지지하는 블록가이드;를 포함하고,
상기 볼베어링은,
환형의 볼케이지;
상기 볼케이지에 소정의 간격을 두고 회전 가능하게 결합되는 복수 개의 볼;
상기 볼과 탄성부재 사이에 구비되는 하부와셔; 및
상기 볼과 크랭크축의 스러스트베어링면 사이에 구비되는 상부와셔;를 포함하며,
상기 연장부는,
그 축방향 상면이 상기 하부와셔의 저면과 일정 간격을 유지할 수 있는 높이를 가지도록 상기 연장부의 축방향 상면의 높이가 상기 탄성부재의 변형 전 높이보다 낮게 형성되는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 탄성부재는 파형단면 형상의 판스프링으로 이루어지고,
상기 탄성부재의 내주면과 외주면은 상기 연장부의 외주면과 상기 블록가이드의 내주면에 지지되는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 연장부와 블록가이드는 서로 높이가 다르게 형성되는 압축기.
제4항에 있어서,
상기 블록가이드의 상면높이는 상기 상부와셔의 저면높이보다 높고 상면높이보다 낮게 형성되는 압축기.
압축기;
상기 압축기의 토출측에 연결되는 응축기;
상기 응축기에 연결되는 팽창기; 및
상기 팽창기에 연결되고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 증발기;를 포함하고,
상기 압축기는 상기 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항의 압축기로 이루어지는 냉동기기.