KR19990015512U - 밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤에 관한 것으로서, 피스톤의 내부에 내면 일단으로 지지부재가 설치된 결합부로 피스톤 로드의 일단으로 형성된 결합구가 삽입 결합되어 실린더의 내부로 설치되는 밀폐형 왕복동 압축기에 있어서, 상기 피스톤(59)의 결합부(590)에 삽입되어 결합되는 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')가 고하중의 접촉압을 분산시킬 수 있도록 상호 면접촉되게 결합된 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤을 제공하므로서, 밀폐형 왕복동 압축기의 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤을 면접촉될 수 있도록 결합부재와 이황화 몰리브덴(MoS₂) 코팅되어 코팅부를 갖도록 설치하여 마찰손실을 최소한으로 저감시켜 마모로 인한 압축기의 신뢰성 저하를 방지할 수 있도록 한 밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤에 관한 것이다.

Description

밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤(A piston of a enclosed reciprocating compressor).

본 고안은 밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤에 관한 것으로서, 더 상세하게 설명하면 밀폐형 왕복동 압축기의 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤을 면접촉될 수 있도록 결합부재와 이황화 몰리브덴(MoS₂) 코팅되어 코팅부를 갖도록 설치하여 마모로 인한 압축기의 신뢰성 저하를 방지할 수 있도록 한 밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤에 관한 것이다.

일반적으로, 압축기는 공조싸이클의 압축, 응축, 팽창, 증발의 4과정중에서 열매체를 압축하는, 즉 열매체를 고온, 고압의 기체상태 열매체로 변화시켜 다음 단계로 보내는 일을 하는 것으로, 이러한 압축기에는 압축하는 방식에 따라 체적압축식 즉, 왕복동 압축기, 스크류식 압축기, 회전 압축기와, 원심식의 터보 압축기로 나누어진다.

상기 압축기는 외형에 따라 개방형, 밀폐형, 반밀폐형으로 분류되고, 냉각방식에 의해 수냉식과 공냉식으로 분류되며, 회전속도에 따라 저·중·고속으로 분류되고, 실린더수에 의해 단기통과 다기통으로 분류된다.

상기와 같이 여러 형태로 나누어진 압축기 중, 본 원에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이 밀폐형 왕복동 압축기를 예로 들어 설명하면 전기모터 및 압축기가 상부케이스(51)와 하부케이스(52)으로 밀폐되며, 그 내부에는 적당한 방진 및 방음 수단을 목적으로 압축스프링(53) 또는 판스프링으로 지지봉(54)에 의해 지지되는 본체프레임(55)이 내장되어 있다.

상기 본체프레임(55)은 고정자와 회전자를 가지는 전동기부(56)와, 회전자가 고정된 크랭크축(57)의 상단으로 실린더블럭(58)과 그 내부의 실린더(58a)에 왕복 운동가능하게 피스톤(59)이 설치되며, 그 피스톤(59)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(58)의 좌측 단부에 설치된 흡입 및 토출밸브체(60)를 설치하여 저압·저온의 냉매가스가 흡입되고, 고압·고온의 냉매가스가 토출된다.

상기 흡입 및 토출밸브체(60)는 소형화를 위하여 통상 탄성을 지니는 플랩퍼(flapper) 내지는 리드(reed)형 박판 구조로 구성되며, 그 플랩퍼 내지는 리드형 흡입 및 토출밸브체(60)는 양면에 작용하는 압력차에 의해 피동적으로 개폐된다.

이와 같이 구성된 밀폐형 왕복동 압축기(50)는 피스톤(59)의 후진 운동시 상기 저압·저온의 냉매가스는 상기 상부 내지는 하부 케이스(51)(52)에 밀폐되게 고정된 흡입관(61) 및 흡입머플러(62)를 통해 외부의 증발기(도시되지 않음)로 부터 흡입 및 토출밸브체(60)의 흡입리드밸브로 토출머플러(64)의 흡입실로 유입된 후 실린더(58a) 내로 유입되고, 피스톤(59)의 전진 운동시에는 상기 압축기에서 토출된 고압·고온의 냉매가스는 그 흡입 및 토출밸브체(60)의 토출밸브로 부터 토출머플러(64)를 거쳐 상기 상부 내지는 하부 케이스(51)(52)에 밀폐되게 고정된 토출관(65)을 거쳐 외부의 응축기(도시되지 않음)로 송출된다.

미설명부호 67는 냉매충진파이프로 상기 하부 케이스(52)에 밀폐되게 고정되고 초기에 내부에 냉매가스를 충진시킨 후, 밀봉시킨다.

이러한, 밀폐형 왕복동 압축기(50)의 소음은 피스톤(59)의 왕복운동, 흡입 및 토출밸브체(60)의 개폐충격, 냉매가스의 흡입 및 토출압력의 맥동 등에 의해 발생하며, 그 중 냉매가스의 흡입 및 토출압력의 맥동에 의한 소음을 감소시키기 위해 흡입관(61)으로 유입된 냉매가스는 상부 및 하부케이스(51)(52) 내부에 충진된 상태에서 흡입머플러(62)를 통해 토출머플러(64)의 흡입실를 거쳐 실린더(58a) 내로 흡입되고, 실린더(58a)에서 압축된 냉매는 토출머플러(64)의 제 1토출실과 제 2토출실을 통하여 토출관(65)으로 토출된다.

한편, 전동기부(56)는 본체프레임(55)의 하부에 고정되게 설치되는 고정자(68)와 이 고정자(68)와 간극을 두고 회전하는 회전자(69)로 구성되고(도 3참조), 이 회전자(69)는 크랭크축(57)에 고정되어 함께 회전하도록 본체프레임(55)에 회전가능하게 지지된다.

상기 전동기부(56)의 크랭크축(57)의 단부에는 상기 본체프레임(55)의 상부로 편심축(57a)을 돌출되게 형성하여 피스톤(59)을 피스톤 로드(59a) 및 축수로 그 편심축(57a)에 연결함으로서, 상기 편심축(57a)의 편심회전량만큼 피스톤(59)이 왕복운동하게 된다. 또한, 상기 전동기부(56)의 고정자(68)의 권선코일에는 상부 및 하부 케이스(51)(52)에 밀폐되게 고정되는 외부단자(70)를 설치하여 외부 전원이 인가된다.

상기와 같이 작동되는 압축기 및 구동모터의 원활한 운전을 위해 하부 케이스(52)의 바닥에는 냉동기유가 저장되는 냉동기유 저유조(52a)를 형성하여 크랭크축(57)의 윤활유 공급홈(57b)을 따라 상부로 흡입되면서 각 윤활부위에 냉동기유를 공급하여 윤활작용을 할 수 있도록 하였다.

상기에서 실린더(58a) 내에서 왕복운동하는 피스톤(59)은 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(59a)의 일단으로 형성된 결합구(59a')에 피스톤(59)의 내부로 내면 일단에 지지부재(592)가 설치된 결합부(590)로 선접촉에 의해 결합되어 있다.

상기 결합부(590)의 인입부에 설치된 지지부재(592)는 피스톤(59)이 왕복운동을 하는 과정에서 결합구(59a')가 결합부(590)에서 좌우로 유동될 때, 원활하게 유동될 수 있도록 하기 위해 설치된 것이다.

그러나, 상기와 같이 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')는 열처리되고 이 결합구(59a')와 선접촉에 의해 결합된 피스톤(59)의 결합부(590)는 질화처리(Tuffride)된 동질의 금속재로 되어 있는 관계로 경도는 증가시킬 수 있었으나, 동적 고하중을 받으며 좌우로 유동되어 왕복운동되는 결합구(59a')와 결합부(590)의 선접촉 부위에 심한 마모가 발생하여 압축기의 전체적인 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

이에, 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하고자 안출한 것으로서, 밀폐형 왕복동 압축기의 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤을 면접촉될 수 있도록 결합부재와 이황화 몰리브덴(MoS₂) 코팅되어 코팅부를 갖도록 설치하여 마모로 인한 압축기의 신뢰성 저하를 방지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 피스톤의 내부에 내면 일단으로 지지부재가 설치된 결합부로 피스톤 로드의 일단으로 형성된 결합구가 삽입 결합되어 실린더의 내부로 설치되는 밀폐형 왕복동 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 결합부의 타단에는 상기 피스톤 로드의 결합구와 면접촉 가능하게 결합부재를 설치하고 이 결합부에 삽입되어 결합되는 피스톤 로드의 결합구에는 이황화 몰리브덴으로 코팅된 코팅부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안이 적용된 상태를 도시한 요부 단면도.

도 2는 일반적인 밀폐형 왕복동 압축기의 개략적인 구성을 도시한 횡단면도.

도 3은 도 2에 따른 개략적인 종단면도.

도 4는 종래 피스톤이 결합된 상태를 도시한 개략적인 요부 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

10 : 결합부재 20 : 코팅부

59 : 피스톤 59a : 피스톤 로드

59a' : 결합구 590 : 결합부

592 : 지지부재

이하, 첨부된 도면에 의해 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안이 적용된 상태를 도시한 요부 단면도로서, 압축기의 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤(59)이 그 내부로 일단에 지지부재(592)가 설치되며 타단에는 결합부재(10)가 설치된 결합부(590)가 형성되고 이 결합부(590)에 삽입되어 결합되는 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')에는 이황화 몰리브덴(MoS₂)이 코팅된 코팅부(20)가 형성되어 결합된 것을 도시한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 의해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

실린더(58a)의 내부에서 냉매가스를 흡입하고 압축시킨 후 토출시킬 수 있도록 실린더(58a) 내에서 왕복운동을 하는 피스톤(59)은 이 피스톤(59)의 내부로 일단에 지지부재(592)가 설치되며 타단에는 결합부재(10)가 형성된 결합부(590)로 일측에 이황화 몰리브덴으로 코딩된 코딩부(20)가 형성되어 있는 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')가 도 1에서와 같이 결합된다.

이렇게, 피스톤(59)의 결합부(590)에 형성된 결합부재(10)로 인해 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')가 면접촉되게 결합되어 실린더(58a) 내에서 좌우로 유동되면서 전후진 왕복운동할 때, 결합구(59a')의 인입부에 설치된 지지부재(592)와, 결합부(590)의 내주연과 결합구(59a')의 외주연이 면접촉되어 있어 종래 선접촉으로 인해 동적 고하중을 받으며 운동시에 마모가 발생하였던 것을 면접촉으로 고하중의 접촉압을 분산시키므로서 마모되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')에는 이황화 몰리브덴으로 코팅된 코딩부(20)가 형성되어 있어 마찰저항이 매우작고 접촉수직압력에 매우 강한 내구성을 갖으므로서, 피스톤(59)의 결합부(590) 내주연과 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a') 외주면과의 마찰을 최소한으로 줄일 수 있어 마모 없이 원활하게 유동될 수 있는 것이다.

한편, 상기 결합부(590)와 결합구(59a')에는 크랭크축(57)에 형성된 윤활유 공급홈(57b)을 따라 공급되는 냉동기유가 편심축(57a)을 거쳐 비산되는 냉동기유가 유입되면서 더욱더 원활하게 운동할 수 있는 여건과, 접촉면과 접촉면에 공급되어 접촉면이 마모되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 실린더 내에서 냉매가스를 흡입하고 압축시킨 후에 토출시킬 수 있도록 왕복운동하는 피스톤을 이 피스톤의 결합부와 결합되는 피스톤 로드의 결합구와 결합부재로 인해 면접촉되게 결합하고 상기 결합구에는 이황화 몰리브덴으로 코팅된 코팅부를 형성하므로서, 마찰손실을 최소한으로 저감시키며 왕복운동시에 발생하였던 마모를 방지할 수 있어 압축기의 전체적인 신뢰성을 향상시킬 수 있는 바람직한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 피스톤의 내부에 내면 일단으로 지지부재가 설치된 결합부로 피스톤 로드의 일단으로 형성된 결합구가 삽입 결합되어 실린더의 내부로 설치되는 밀폐형 왕복동 압축기에 있어서, 상기 피스톤(59)의 결합부(590)의 타단에는 상기 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')와 면접촉 가능하게 결합부재(10)를 설치하고 이 결합부(590)에 삽입되어 결합되는 피스톤 로드(59a)의 결합구(59a')에는 이황화 몰리브덴으로 코팅된 코팅부(20)가 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동 압축기의 피스톤.