KR101983465B1 - 윤활유 공급장치 및 이를 적용한 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 윤활유 공급 유로가 형성되고 외주에 바이패스 홀이 형성된 압축기 회전축에 대해 상대적인 위치가 고정되는 고정지지부와, 상기 고정지지부로부터 상기 바이패스 홀을 막는 위치까지 연장되고, 상기 회전축의 회전 속도에 따라 발생하는 원심력의 크기에 의해 탄성 변형 정도가 결정되어 상기 바이패스 홀을 개방하는 정도를 결정하는 탄성변형부를 포함하는 윤활유 공급장치이다. 이를, 오일(윤활유)의 급유량이 운전 속도에 비례하여 증가하는 오일 펌프에 적용하면, 저속에서 충분한 오일(윤활유)의 급유량을 확보할 수 있고, 고속 운전 시 필요 이상으로 오일이 공급되지 않도록 할 수 있다.

Description

윤활유 공급장치 및 이를 적용한 압축기{A Lubricant Oil Provider and a Compressor Using the Same}

본 발명은 압축기 등에 사용되는 윤활유 공급장치에 관한 것이다.

압축기는 기체를 압축하여 압력을 높여주는 장치이다. 압축기가 기체를 압축하는 방식은, 실린더에 흡입된 기체를 피스톤으로 압축하여 방출하는 왕복동(recipro) 압축기, 두 스크롤을 상대적으로 회전시켜 기체를 압축하는 스크롤 압축기 등이 있다.

상기 압축기에는 기체를 압축하는 힘을 제공하는 회전축이 마련된다. 그리고 상기 압축기에는 상호 마찰이 일어나는 기계요소들이 다수 구비되므로, 이에 대한 윤활이 필요하다.

도 1을 참조하면, 왕복동 압축기는 하우징(10) 내부에 프레임(20)이 수용된 구조이다. 그리고 상기 프레임(20)은 회전축(50)을 지지한다. 상기 회전축(50)의 내부에는 윤활유 공급 유로(53)가 마련되고, 회전축(50)의 하단부에는 윤활유 공급부(60)가 설치된다. 하우징(10) 내부 공간의 아랫 부분에는 윤활유가 저장되고, 상기 윤활유 공급부(60)의 하단부는 상기 윤활유에 잠긴다.

상기 윤활유 공급부(60)는 상기 회전축(50)과 함께 회전하는 부분과, 상기 프레임(20)에 고정된 부분을 포함한다. 상기 회전축(50)이 회전함에 따라, 하우징(10)의 하부의 윤활유는 상기 윤활유 공급부(60)에 의해 펌핑되어 상기 회전축(50)의 윤활유 공급 유로(53)를 따라 상부로 올라가고, 윤활이 필요한 부위에 공급된다.

위와 같은 오일 펌프 구조는 회전축(50)의 회전력을 이용하여 오일을 공급하므로, 도 2에 도시된 바와 같이 오일(윤활유)의 급유량이 운전 속도에 비례하여 증가하는 특징이 있다. 이러한 경향은 원심형 펌프, 그리고 점성형 펌프에 모두 해당한다.

인버터 압축기의 효율성과 신뢰성을 확보하기 위해서는, 저속 운전에서 급유량을 높게 설정하여야 한다. 그런데 인버터 압축기에 위와 같은 오일 펌프 구조를 사용하면, 저속 운전에서 급유량을 높게 설정하였을 때, 고속 운전에서 급유량이 지나치게 높게 된다. 고속 운전에서 지나치게 높은 급유량은 효율을 떨어뜨리는 원인이 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오일(윤활유)의 급유량이 운전 속도에 비례하여 증가하는 특징을 가지는 오일 펌프 구조를 적용하면서도, 고속 운전 시 오일 공급량을 낮출 수 있는 윤활유 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 회전축(50); 상기 회전축의 길이방향을 따라 형성된 중공의 윤활유 공급 유로(53); 상기 회전축(50)의 일측 단부에 설치되어 상기 윤활유 공급 유로(53)에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급부(60); 상기 회전축의 측면에 구비되어 상기 회전축(50)의 외부 공간과 상기 윤활유 공급유로(53)을 연통하는 바이패스 홀(55); 및 상기 바이패스 홀(55)을 개방하거나 폐쇄하도록 상기 회전축(50)에 설치되는 밸브(71);를 포함하고, 상기 밸브(71)는, 상기 회전축(50)에 대해 상대적인 위치가 고정되는 고정지지부(711)와, 상기 고정지지부(711)로부터 적어도 상기 바이패스 홀(55)을 막는 위치까지 연장되고, 상기 회전축의 회전 속도에 따라 발생하는 원심력의 크기에 의해 탄성 변형 정도가 결정되어 상기 바이패스 홀(55)을 개방하는 정도를 결정하는 탄성변형부(712)를 포함하는 윤활유 공급장치를 제공한다.

상기 탄성변형부(712)에는, 상기 탄성변형부(712)에 작용하는 원심력의 크기를 확대하기 위한 중량체(73)가 더 설치될 수 있다.

상기 중량체(73)의 적어도 일부분은 상기 바이패스 홀(55)과 대응하는 위치에 마련되고, 상기 일부분은 상기 바이패스 홀(55)에 의해 연통하는 공간을 막는 형상을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 밸브(71)와 회전축(50)에 각각 장착구조(80)가 마련되어, 상기 밸브(71)가 상기 회전축(50)에 직접 고정될 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 상기 밸브(71)는, 상기 회전축(50)이 삽입되는 바디(75)에 마련될 수 있다.

상기 바디(75)에는 연통부(753)가 마련되고, 상기 바디(75)에 상기 회전축(50)이 삽입된 상태에서 상기 연통부(753)는 상기 바이패스 홀(55)과 마주할 수 있다.

구체적으로, 상기 밸브(71)와 바디(75)에 각각 장착구조(80)가 마련되어, 상기 밸브(71)가 상기 바디(75)에 장착된 상태로 상기 회전축(50)에 고정될 수 있다.

상기 바디(75)는 상기 회전축(50)의 둘레를 둘러싸는 제1바디(751)와 상기 회전축(50)의 둘레를 둘러싸는 제2바디(752)를 포함하고, 상기 장착구조(80)는, 상기 제1바디(751)에 마련된 홀(81)과, 상기 밸브(71)의 고정지지부(711)에 마련되어 상기 홀(81)에 끼워지는 체결구(82)를 포함하며, 상기 제2바디(752)가 상기 제1바디(751)에 체결됨으로 인해 상기 체결구(82)가 상기 홀(81)에서 빠지는 것이 방지될 수 있다.

이와 달리, 상기 밸브(71)는 상기 바디(75)의 일부분으로 형성될 수 있다.

상기 밸브(71)의 탄성변형부(712)는 상기 바디(75)에서 절개된 부분에 의해 규정되고, 상기 밸브(71)의 고정지지부(711)는 상기 바디(75)에서 절개되지 않은 부분에 의해 규정될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 윤활유 공급부(60)는, 상기 회전축(50)에 고정되어 상기 회전축(50)과 함께 회전하는 회전부(62)와, 상기 회전부(61)에 대해 상대적인 회전이 가능하도록 상기 회전부(61)와 체결되는 고정부(61)를 포함하고, 상기 밸브(71)의 고정지지부(711)는 상기 회전부(62)에 고정될 수 있다.

상기 회전부(62)에는 연통부(623)가 마련되고, 상기 회전축(50)과 상기 회전부(62)가 결합된 상태에서 상기 연통부(623)는 상기 바이패스 홀(55)과 마주할 수 있다.

또한 본 발명은, 상술한 윤활유 공급장치를 포함하는 압축기로서, 상기 회전축(50)의 회전을 지지하는 회전지지부(25)를 포함하는 프레임(20); 및 하부에 윤활유가 저장되고, 상기 윤활유 저장 공간의 상부에 상기 프레임(20)이 수용되는 하우징(10);을 포함하는 압축기를 제공한다.

상기 압축기는, 상기 프레임(20)에 대해 상대적인 위치가 고정되는 실린더(30), 상기 실린더(30)에 삽입되어 상기 실린더(30)의 길이방향을 따라 왕복하는 피스톤(40), 상기 회전축(50)에 구비되고, 상기 회전축(50)의 길이 방향에서 편심된 위치에 마련되며, 상기 회전축의 길이 방향과 나란한 방향으로 연장되는 크랭크핀(51), 및 일측 단부가 상기 피스톤(40)에 힌지 결합되고, 타측 단부가 상기 크랭크핀(51)에 회전 가능하게 결합되는 커넥팅로드(46)를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 윤활유 공급장치에 의하면, 오일(윤활유)의 급유량이 운전 속도에 비례하여 증가하는 오일 펌프 구조를 적용하더라도, 저속에서 충분한 오일(윤활유)의 급유량을 확보할 수 있고, 고속 운전 시 필요 이상으로 오일이 공급되지 않도록 조정할 수 있다. 따라서 인버터 압축기의 효율과 신뢰성이 더욱 높아진다.

또한 본 발명의 윤활유 공급장치에 의하면, 오일의 공급량을 밸브의 탄성계수, 밸브의 탄성변형부의 길이, 중량체의 질량 등으로 조절할 수 있기 때문에, 운전 속도에 따라 원하는 급유량을 쉽게 설정할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 왕복동식 압축기의 일실시예를 나타낸 측면 단면도이다.
도 2는 원심형 펌프 또는 점성형 펌프에서 운전 속도에 따른 급유량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 왕복동식 압축기의 다른 일실시예를 나타낸 측면 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제1실시예에서 회전축에 설치된 밸브 부분을 나타낸 측면 단면도이다.
도 5는 도 4의 밸브 부분의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 밸브 부분이 조립된 상태의 사시도이다.
도 7은 도 6의 회전축의 내경부 쪽에서 바라본 밸브 부분을 나타낸 도면이다.
도 8은 밸브에 중량체가 설치되는 구조의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제2실시예의 측면 단면도이다.
도 10은 밸브에 중량체가 설치되는 구조의 다른 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 밸브와 중량체가 결합된 부분을 확대한 도면이다.
도 12는 도 9의 윤활유 공급장치의 밸브체의 분해 사시도이다.
도 13은 도 12의 밸브체가 조립된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 14는 도 13의 밸브체의 밸브 부분의 단면도이다.
도 15는 도 12의 밸브체가 회전축에 설치된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제3실시예의 측면 단면도이다.
도 17은 도 16의 윤활유 공급장치의 밸브체를 나타낸 사시도이다.
도 18은 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제4실시예의 윤활유 공급장치의 사시도이다.
도 19는 도 18의 윤활유 공급장치를 회전축에 설치한 상태를 나타낸 측면 단면도이다.
도 20은 압축기의 운전 속도에 따라 밸브가 열리는 정도를 나타낸 그래프이다.
도 21은 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 설치 유무에 따라, 압축기의 운전 속도에 따른 급유량을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[압축기 구조]

도 1과 도 3을 참조하여, 본 발명의 윤활유 공급장치가 적용되는 압축기의 구조를 설명한다. 본 발명에서 예시하는 압축기(1)는 왕복동식 압축기이다.

압축기(1)의 각 구성은 하우징(10) 내부에 설치된다. 하우징(10)은 깊은 용기 형태의 메인 하우징(11)과, 상기 메인 하우징(11)의 상부를 덮어 밀봉하는 커버 하우징(12)을 포함한다. 메인 하우징(11)의 저부에는 레그(13)가 마련되어 있다. 상기 레그(13)는 상기 압축기(1)를 설치 위치에 고정하기 위한 구성이다.

하우징(10)의 내부 공간에서 바닥에는 돌기(15)가 마련된다. 돌기(15)는 코일스프링과 같은 탄성체(16)를 고정한다. 상기 탄성체(16)의 상부에는 프레임(20)이 고정된다. 상기 탄성체(16)는 상기 하우징(10)과 상기 프레임(20)이 직접 연결되지 않도록 하면서 상기 프레임(20)을 상기 하우징(10)에 고정한다. 따라서 탄성체(16)에 의해, 상기 프레임(20)의 진동이 상기 하우징(10)으로 전달되는 것을 방지한다.

프레임(20)의 회전지지부(25)는 회전축(50)의 회전을 지지한다. 회전축(50)은 수직 방향으로 연장되고, 두 지점에서 프레임에 의해 회전 지지된다. 참고로 도 1에 도시된 압축기의 회전축(50)은 크랭크핀(51)의 하부에서 2점 지지된다. 그리고 도 3의 압축기의 회전축(50)은 크랭크핀(51)의 상부와 하부에서 각각 1점씩 2점 지지된다.

회전축(50)은 모터 방식으로 회전하며, 이는 인버터 제어된다. 프레임(20)에는 스테이터(21)가 고정되고, 회전축(50)에는 로터(52)가 고정되며, 인버터 제어에 의해 상기 회전축(50)이 회전하게 된다.

회전축(50)의 상부에는 크랭크핀(51)이 마련된다. 크랭크핀(51)은 상기 회전축과 평행하되, 상기 회전축의 중심에서 편심하여 위치한다.

상기 크랭크핀(51)이 마련된 높이와 대응하는 높이에는 수평 방향으로 연장되는 실린더(30)가 구비된다. 참고로 도 1에 도시된 압축기의 실린더(30)는 프레임(20)의 회전지지부(25)와 일체로 제작되는 구조이다. 그리고 도 3에 도시된 압축기의 실린더(30)는 회전지지부(25)와는 별개의 부품으로 제작되어 조립되는 구조이다.

상기 회전축(50)의 하부에는 윤활유 공급부(60)가 설치된다. 하우징(10) 내부 공간의 하부에는 윤활유가 저장된다. 그리고 상기 윤활유 공급부(60)는 상기 윤활유에 담겨 있다. 상기 윤활유 공급부(60)는, 프레임(20)에 대해 고정되어 있는 고정부(61)와, 회전축(50)과 함께 회전하는 회전부(62)를 구비한다. 고정부(61)에 대한 회전부(62)의 상대적인 회전은, 윤활유를 상부로 펌핑한다.

도 1에는, 외주면에 나선의 돌출부가 형성된 고정부(61)가 프레임(20)에 대해 고정되어 있고, 상기 고정부(61)를 둘러싸는 회전부(62)가 회전축(50)에 고정되어 회전축(50)과 함께 회전하는 구조가 도시되어 있다. 회전부(62)가 회전하면, 윤활유의 점성에 의해, 윤활유가 상기 고정부(61)의 돌출부를 타고 나선 방향으로 상부로 공급된다. 따라서 상기 회전축(50)의 회전속도가 빠를수록, 상부로 공급되는 윤활유의 양도 많아진다.

도 3에는, 트로코이드 방식의 윤활유 공급부(60)가 도시되어 있다. 이는 하단부가 일부 개방된 고정부(61)와, 회전축(50)에 고정되어 상기 고정부(61) 내에서 회전하는 회전부(62)를 포함한다. 고정부(61)의 하부로부터 유입되는 오일은 상기 회전부(62)의 회전에 의해 상부로 가압 공급된다.

상기 회전축(50)에는 중공의 윤활유 공급유로(53)가 마련된다. 윤활유 공급유로(53)는 회전축의 하단부로부터 윤활이 필요한 위치 부근까지 연장 형성된다. 가령 오일(윤활유)은 실린더(30)와 피스톤(40)의 마찰 구간, 크랭크핀(51)과 커넥팅로드(46)의 연결 부위, 커넥팅로드(46)와 피스톤(40)의 연결 부위, 및 회전축(50)의 지지 부위에 공급될 수 있다.

상기 윤활유 수요처에 공급된 윤활유는 해당 부위를 적신 후 중력에 의해 다시 하우징(10)의 바닥으로 흘러 내리거나 떨어진다.

[윤활유 공급장치]

본 발명에 따른 윤활유 공급장치는 회전축(50)의 회전속도가 빨라지더라도 윤활유의 공급량이 이에 비례하지 않도록 한다. 이에 본 발명에서는, 오일이 윤활유 공급 유로(53)를 통해 목적지에 가기 전에 바이패스 하여, 다시 하우징 내부공간의 바닥으로 돌아가도록 하는 원리를 이용한다. 그리고 회전축(50)의 회전속도가 빠를수록 바이패스 되는 오일의 양도 그만큼 증가하도록 한다. 이러한 원리는 회전축(50)의 회전속도가 빨라질수록 윤활유 공급부(60)에서 회전축(50)의 윤활유 공급 유로(53)로 공급되는 오일의 양이 많아지는 것에 대응하여, 오일의 바이패스 양을 증가시키므로, 회전축(50)의 회전속도가 빨라지더라도 오일의 공급량이 증가하지 않도록 할 수 있다.

회전축(50)의 회전속도에 대응하여 바이패스 되는 오일의 양을 증가시키기 위해, 본 발명에서는 회전 운동에 의해 발생하는 원심력을 이용한다. 이를 위해 본 발명은, 회전축(50)에 바이패스 홀(55)을 형성하고, 상기 바이패스 홀(55)을 밸브(71)로 개폐하는 구조를 적용한다. 그리고 상기 밸브(71)의 개방 정도는 원심력에 의해 결정되도록 한다. 즉 회전축의 회전속도가 빨라질수록 커지는 원심력에 의해, 밸브(71)가 더 열리게 된다.

이러한 원리는 회전축의 회전속도가 증가함에 따라 오일 공급량도 증가하는 경향을 가지는 오일 공급 구조에 모두 적용 가능하다.

<제1실시예>

이하, 앞서 설명한 도 1, 도 3, 그리고 도 4 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제1실시예를 설명한다.

회전축(50)에는 바이패스 홀(55)이 형성된다. 상기 바이패스 홀(55)은 회전축(50) 내부의 윤활유 공급 유로(53)를 회전축 외부 공간으로 통하도록 한다. 따라서 윤활유 공급 유로(53)의 오일의 일부는 상기 바이패스 홀(55)을 통해 빠져 나가서, 다시 하우징 바닥으로 떨어지게 된다.

상기 바이패스 홀(55)은 밸브(71)에 의해 개폐된다. 제1실시예에서 상기 밸브(71)는 회전축(50)에 직접적으로 고정된다. 밸브(71)는 대략 "T" 형상의 박판형 금속 스프링이다. 밸브의 상부는 밸브(71)를 회전축(50)에 고정하는 고정지지부(711)를 이루고, 밸브의 하부는 상기 고정지지부(711)에 대해 탄성 변형 가능한 탄성변형부(712)를 이룬다.

밸브의 고정지지부(711)는 장착구조(80)를 통해 회전축(50)의 외면에 고정된다. 상기 장착구조(80)는 회전축에 형성된 홀(81)과, 상기 회전축의 외부에서 고정지지부(71)를 관통하여 상기 홀(81)에 체결되는 볼트, 핀, 리벳 등의 체결구(82)를 포함한다.

상기 탄성변형부(712)의 단부에는 중량체(73)가 설치된다. 중량체(73)의 끼움부(731)는 밸브(71)의 홀(713)과 맞춰져서 고정된다. 중량체(73)와 밸브(71)는 레이저 용접이나 접착 결합 등에 의해 상호 고정된다.

중량체(73)는 밸브의 개방에 필요한 원심력을 조절할 수 있는 구성으로서, 필요에 따라 생략 가능하다. 가령 중량체(73) 대신 탄성변형부(712)의 하단부의 사이즈나 두께를 조정하는 방식으로, 중량체(73)를 생략할 수 있다.

상기 탄성변형부(712)의 단부는 상기 회전축(50)의 바이패스 홀(55)을 가로막는다. 그리고 회전축(50)이 회전하여 중량체(73)에 원심력이 가해지면, 탄성변형부(712)가 회전축으로부터 멀어지면서 바이패스 홀(55)이 개방된다. 회전축(50)의 회전속도가 증가할수록, 탄성변형부(712)의 변형량도 더 커져서, 바이패스 홀(55)의 개방 정도가 더 증가하게 된다.

가령 중량체(73)에 가해지는 원심력(P)은 mr(2πHz)² 이 된다. 여기서 m은 중량체(73)의 질량, r은 회전축의 회전중심에서 중량체의 질량중심까지의 거리, Hz는 회전축의 회전 주파수(Hz)이다.

그리고 밸브(71)의 하단부의 들림 양(δ)은 PL³/3EI 가 된다. 상기 I는 bh³/12 이다. 여기서 L은 밸브(71)의 탄성변형부(712)의 상하방향 길이, E는 밸브의 탄성계수, b는 탄성변형부(712)의 폭, h는 탄성변형부(712)의 두께이다.

이와 같은 방식으로, 상기 식 들에서 각 변수를 조정하면, 회전축의 회전 속도에 대응하여 밸브가 원하는 만큼 개방되도록 설계하는 것이 가능하다.

상기 중량체(73)와 밸브(71)의 결합 구조는 다양할 수 있다. 가령 중량체(73)와 밸브(71)에, 후술할 제2실시예의 결합 구조를 적용할 수도 있다.

<제2실시예>

이하, 앞서 설명한 도 3, 그리고 도 9 내지 도 15를 참조하여, 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제2실시예를 설명한다.

제1실시예와 대비하여 제2실시예가 가지는 가장 큰 차이는, 제1실시예는 회전축(50)에 밸브(71)를 직접 설치하는 구조인 반면, 제2실시예는 밸브를 밸브체(70; valve assembly) 형태로 제작하고 이를 회전축에 결합하는 구조라는 것이다.

도 9에는, 도 3의 트로코이드 윤활유 공급부(60) 구조를 적용한 압축기의 회전축(50)의 외경부에 밸브체(70)를 끼운 구조가 도시되어 있다.

도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 밸브(71)는 고정지지부(711)와 탄성변형부(712)를 구비한다. 밸브(71)의 탄성변형부(712)의 단부에 형성된 홀(713)에는 중량체(73)가 끼워진다. 홀(713)은 파형(wave formed) 내주면을 가진다. 상기 중량체(73)의 끼움부(731)는 상기 홀의 파형의 최대 반경과 최소 반경 사이의 반경을 가진다. 따라서 끼움부(731)를 끼울 때 파형 부분이 변형되며 끼움부(731)가 홀(713)에 끼워질 수 있다. 상기 끼움부(731)의 반대편에는 막음면(732)이 구비되고, 상기 끼움부(731)와 막음면(732)은 네크(733)에 의해 상호 연결된다. 네크(733)의 반경은 상기 홀의 파형의 최소 반경과 대응한다. 이와 같은 방식으로, 중량체(73)는 밸브(71)에 고정된다.

도 12를 참조하면, 밸브(71)는 바디(75)에 고정되어 밸브체(70)를 이룬다. 밸브(71)의 체결구(82) 부위가 제1바디(751)의 홀(81)에 끼워진 상태에서, 제2바디(752)가 제1바디(751)와 결합되며 상기 밸브(71)의 고정지지부(711)를 고정한다.

이와 같은 결합이 완료되면, 도 13과 도 14에 도시된 바와 같이, 제1바디(751)에 마련된 홀 형태의 연통부(753)에 상기 밸브(71)의 막음면(732)이 끼워 맞춰지게 된다.

이처럼 밸브(71)가 밸브체(70)에 조립된 상태에서, 도 9 및 도 15에 도시된 바와 같이 상기 밸브체(70)를 회전축(50)의 외경부에 끼운다. 물론 이때 밸브체(70)의 연통부(753)와 회전축(50)의 바이패스 홀(55)이 서로 위치 정렬되도록 끼운다.

그리고, 트로코이드 방식의 윤활유 공급부(60)를 회전축의 단부에 설치한다. 제작과 조립의 편의성을 위해, 고정부(61)는 제1고정부(611)와 제2고정부(612)로 분할 제작되고, 회전부(62)를 고정부(61) 내부에 끼운 후 조립된다. 회전부(62)는 회전축(50)의 내부에 끼워진다. 만약 회전부(62)가 회전축(50)의 바이패스 홀(55)과 중첩되는 부위까지 결합된다면, 회전부(62)에도 연통부(623)를 형성한다. 그리고 상기 연통부(623)와 바이패스 홀(55)이 서로 위치 정렬되도록 상기 회전부(62)를 상기 회전축(50)의 내경 부위에 끼운다. 이에 따라 회전축(50) 내부의 윤활유 공급 유로(53)는 상기 연통부(623), 바이패스 홀(55), 및 연통부(753)를 통해 회전축(50) 외부 공간과 통하게 된다.

제2실시예에 따르면, 밸브(71)는 밸브체(70) 형태로 제작되어 회전축(50) 외경부에 끼워 고정되므로, 조립 공정이 더욱 용이하다. 또한 제2실시예에서는 회전축의 회전 운동 시 편심이 생기지 않도록, 밸브(71)가 회전축(50)을 기준으로 양쪽에 설치되는 구조가 제시된다.

제1실시예와 마찬가지로, 제2실시예에서도, 회전축(50)이 회전하여 중량체(73)에 원심력이 가해지면, 탄성변형부(712)가 회전축으로부터 멀어지면서 바이패스 홀(55)이 개방된다. 그리고 회전축(50)의 회전속도가 증가할수록, 탄성변형부(712)의 변형량도 더 커져서, 바이패스 홀(55)의 개방 정도가 더 증가하게 된다.

<제3실시예>

이하, 앞서 설명한 도 1, 도 3, 그리고 도 16과 도 17을 참조하여, 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제3실시예를 설명한다.

제2실시예와 대비하여 제3실시예가 가지는 가장 큰 차이는, 제2실시예는 복수 개의 부품이 조립되어 밸브체(70)를 구성한 반면, 제3실시예는 하나의 부품으로 밸브(71)와 밸브체(70)를 구현하였다는 것이다. 또한 제1 및 제2 실시예와 대비하여 제3실시예가 가지는 가장 큰 차이는, 제3실시예에서는 중량체(73)를 생략하였다는 것이다.

도 17을 참조하면, 원통 형의 밸브체(70)가 하나의 부품으로 제작된다. 그리고 밸브체(70)의 일부분에, 도시된 바와 같이 "ㄷ" 형태의 커팅을 하여, 밸브(71)를 밸브체(70)에 일체로 제작한다.

커팅 부위에 의해 둘러싸이는 영역은 밸브(71)의 탄성변형부(712)가 되고, 커팅이 되지 아니하여 탄성변형부(712)가 밸브체(70)와 연결되는 부분은 밸브(71)의 고정지지부(711)가 된다.

상기 밸브체(70)는 회전축(50)보다 더욱 얇게 제작될 수 있다. 도 16을 참조하면, 밸브체(70)는 회전축(50)의 외경부에 열 박음 등의 방식으로 삽입 고정된다. 이때 회전축(50)의 바이패스 홀(55)은 밸브체(70)의 밸브(71) 부분과 대응하는 부분에 정렬되도록 한다.

제3실시예에 의하더라도, 회전축(50)이 회전하여 중량체(73)에 원심력이 가해지면, 탄성변형부(712)가 회전축으로부터 멀어지면서 바이패스 홀(55)이 개방된다. 그리고 회전축(50)의 회전속도가 증가할수록, 탄성변형부(712)의 변형량도 더 커져서, 바이패스 홀(55)의 개방 정도가 더 증가하게 된다.

제3실시예에 따르면, 하나의 부품으로 밸브(71)와 밸브체(70)가 제작되므로, 부품의 제작과 조립 공정 모두 더 용이하다.

<제4실시예>

이하, 앞서 설명한 도 3, 그리고 도 18과 도 19를 참조하여, 본 발명에 따른 윤활유 공급장치의 제4실시예를 설명한다.

제1 내지 제3 실시예와 대비하여 제4실시예가 가지는 가장 큰 차이는, 밸브(71)가 윤활유 공급부(60)에 일체로 조립되어 있어서, 별도로 밸브(71)나 밸브체(70)를 회전축(50)에 조립하는 과정 없이, 어차피 해야 할 윤활유 공급부(60) 조립 과정에서 밸브(71)도 회전축(50)에 함께 설치된다는 것이다.

제4실시예에서는 도 3의 트로코이드 방식의 윤활유 공급부(60)에 밸브(71)가 설치되는 구조가 예시된다. 도 18을 참조하면, 윤활유 공급부(60)는 고정부(61)와 회전부(62)를 포함한다. 제2실시예의 회전부(62)가 회전축(50)의 내경부에 끼워진 것과 달리, 제4실시예의 회전부(62)는 회전축(50)의 외경부에 끼워진다.

회전부(62)에서, 상기 회전축(50)의 바이패스 홀(55)과 대응하는 부위에는, 도시된 바와 같이 연통부(623)가 형성된다. 연통부(623)는 바이패스 홀(55)이 회전축 외부로 노출되도록 해준다. 또한 연통부(623)는 윤활유 공급부(60)에 일체로 조립된 밸브(71)가 변형되는 공간을 제공한다.

밸브(71)는, 도시된 바와 같이, 하단부가 회전부(62)의 내경 부위에 고정되는 고정지지부가 되고, 상부가 탄성변형부가 된다. 그리고 밸브의 상단부는 바이패스 홀(55)을 막는 형상으로 되어 있다.

따라서 도 19에 도시된 바와 같이, 밸브(71)와 바이패스 홀(55)을 정렬하며 상기 윤활유 공급부(60)를 회전축(50)의 하단부에 설치하면, 윤활유 공급부(60)와 밸브(71)를 회전축(50)에 설치하는 과정이 함께 이루어진다.

제4실시예에 따르면, 밸브(71)가 윤활유 공급부(60)에 일체로 조립되므로, 부품 수의 증가 및 조립 공수의 증가 없이 본 발명에 따른 윤활유 공급장치를 구현하는 것이 가능하다.

도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 윤활유 공급장치를 적용할 경우, 압축기의 운전주파수(압축기 회전축의 회전속도)가 증가할수록 밸브의 개방도가 증가하게 된다. 따라서 도 21의 b에 도시된 바와 같이, 바이패스 홀(55)과 밸브(71)가 적용되지 않은 구조(a)와 대비하여, 압축기의 운전주파수가 증가하더라도 급유량이 따라서 증가하지 않게 된다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 압축기(왕복동식; recipro type compressor)
10: 하우징
11: 메인 하우징
12: 커버 하우징
13: 레그(leg)
15: 돌기
16: 탄성체
20: 프레임
21: 스테이터
25: 회전지지부
30: 실린더
40: 피스톤
46: 커넥팅로드
50: 회전축
51: 크랭크핀
52: 로터
53: 윤활유 공급 유로
55: 바이패스 홀
60: 윤활유 공급부
61: 고정부
611: 제1고정부
612: 제2고정부
62: 회전부
623: 연통부
70: 밸브체
71: 밸브
711: 고정지지부
712: 탄성변형부
713: 홀
73: 중량체(mass)
731: 끼움부
732: 막음면
733: 네크
75: 바디
751: 제1바디
752: 제2바디
753: 연통부
80: 장착구조
81: 홀
82: 체결구

Claims (14)

1. 회전축(50);
   상기 회전축의 길이방향을 따라 형성된 중공의 윤활유 공급 유로(53);
   상기 회전축(50)의 일측 단부에 설치되어 상기 윤활유 공급 유로(53)에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급부(60);
   상기 회전축의 측면에 구비되어 상기 회전축(50)의 외부 공간과 상기 윤활유 공급유로(53)을 연통하는 바이패스 홀(55); 및
   상기 바이패스 홀(55)을 개방하거나 폐쇄하도록 상기 회전축(50)에 설치되는 밸브(71);를 포함하고,
   상기 밸브(71)는,
   상기 회전축(50)에 대해 상대적인 위치가 고정되는 고정지지부(711)와,
   상기 고정지지부(711)로부터 적어도 상기 바이패스 홀(55)을 막는 위치까지 연장되고, 상기 회전축의 회전 속도에 따라 발생하는 원심력의 크기에 의해 탄성 변형 정도가 결정되어 상기 바이패스 홀(55)을 개방하는 정도를 결정하는 탄성변형부(712)를 포함하고,
   상기 밸브(71)는, 상기 회전축(50)이 삽입되는 바디(75)에 마련되는 윤활유 공급장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성변형부(712)에는, 상기 탄성변형부(712)에 작용하는 원심력의 크기를 확대하기 위한 중량체(73)가 더 설치되는 윤활유 공급장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 중량체(73)의 적어도 일부분은 상기 바이패스 홀(55)과 대응하는 위치에 마련되고, 상기 일부분은 상기 바이패스 홀(55)에 의해 연통하는 공간을 막는 형상을 포함하는 윤활유 공급장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 바디(75)에는 연통부(753)가 마련되고,
   상기 바디(75)에 상기 회전축(50)이 삽입된 상태에서 상기 연통부(753)는 상기 바이패스 홀(55)과 마주하여 매칭 되는 윤활유 공급장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 밸브(71)와 바디(75)에 각각 장착구조(80)가 마련되어, 상기 밸브(71)가 상기 바디(75)에 장착된 상태로 상기 회전축(50)에 고정되는 윤활유 공급장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 바디(75)는 상기 회전축(50)의 둘레를 둘러싸는 제1바디(751)와 상기 회전축(50)의 둘레를 둘러싸는 제2바디(752)를 포함하고,
   상기 장착구조(80)는, 상기 제1바디(751)에 마련된 홀(81)과, 상기 밸브(71)의 고정지지부(711)에 마련되어 상기 홀(81)에 끼워지는 체결구(82)를 포함하며,
   상기 제2바디(752)가 상기 제1바디(751)에 체결됨으로 인해 상기 체결구(82)가 상기 홀(81)에서 빠지는 것이 방지되는 윤활유 공급장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 밸브(71)는 상기 바디(75)의 일부분인 윤활유 공급장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 밸브(71)의 탄성변형부(712)는 상기 바디(75)에서 절개된 부분에 의해 규정되고,
    상기 밸브(71)의 고정지지부(711)는 상기 바디(75)에서 절개되지 않은 부분에 의해 규정되는 윤활유 공급 장치.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 윤활유 공급부(60)는,
    상기 회전축(50)에 고정되어 상기 회전축(50)과 함께 회전하는 회전부(62)와,
    상기 회전부(62)에 대해 상대적인 회전이 가능하도록 상기 회전부(62)와 체결되는 고정부(61)를 포함하고,
    상기 밸브(71)의 고정지지부(711)는 상기 회전부(62)에 고정되는 윤활유 공급장치.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 회전부(62)에는 연통부(623)가 마련되고,
    상기 회전축(50)과 상기 회전부(62)가 결합된 상태에서 상기 연통부(623)는 상기 바이패스 홀(55)과 마주하여 매칭 되는 윤활유 공급장치.
    
13. 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 6 내지 청구항 12 중 어느 한 항의 윤활유 공급장치를 포함하는 압축기로서,
    상기 회전축(50)의 회전을 지지하는 회전지지부(25)를 포함하는 프레임(20); 및
    하부에 윤활유가 저장되고, 상기 윤활유 저장 공간의 상부에 상기 프레임(20)이 수용되는 하우징(10);을 포함하는 압축기.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 프레임(20)에 대해 상대적인 위치가 고정되는 실린더(30),
    상기 실린더(30)에 삽입되어 상기 실린더(30)의 길이방향을 따라 왕복하는 피스톤(40),
    상기 회전축(50)에 구비되고, 상기 회전축(50)의 길이 방향에서 편심된 위치에 마련되며, 상기 회전축의 길이 방향과 나란한 방향으로 연장되는 크랭크핀(51), 및
    일측 단부가 상기 피스톤(40)에 힌지 결합되고, 타측 단부가 상기 크랭크핀(51)에 회전 가능하게 결합되는 커넥팅로드(46)를 더 구비하는 압축기.
    

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