KR19990037979A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축밀폐공간을 형성하는 외부케이싱과, 상기 외부케이싱내에 회전가능한 크랭크샤프트의 회전력을 실린더내에 수용되어 있는 피스톤에 전달하여 유입되는 냉매가스를 압축시키는 압축구동부를 가지는 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 상기 피스톤과 상기 실린더블록이 상호 슬라이딩접면하는 상기 크랭크샤프트측의 소정 길이구간에 상기 외부케이싱내의 압축오일의 침입을 허용하는 사이뜸이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 실린더와 피스톤 사이의 상호 마찰면에 윤활오일이 제공될 수 있어서, 피스톤의 압축효율을 향상시킬 수 있는 동시에 피스톤과 실린더의 마모가 줄게되어 수명이 연장된다.

Description

왕복동식 압축기

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히, 실린더와 이 실린더내에 유입되는 냉매가스를 왕복이동하며 압축시키는 피스톤과의 상호 슬라이딩 마찰면에 오일공급이 이루어질 수 있도록 하여 내구성이 되도록 한 것이다.

왕복동식 압축기는 외관을 형성하는 외부케이싱과, 이 외부케이싱내에 수용되는 회전가능한 크랭크샤프트를 가지는 구동모터부 및 크랭크샤프트의 회전력을 냉매가스가 유입되는 실린더내에 왕복이동 가능하게 수용된 피스톤에 전달하여 압축시키는 압축부를 가지고 있다.

도 4는 종래 왕복동식 압축기의 부분종단면도로서, 외부케이싱내의 압축부를 구체적으로 도시한 도면이고, 도 5는 피스톤 및 커넥팅로드가 분리된 상태로 도시되어 있는 도 4의 분해사시도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 압축밀폐공간을 형성하는 도시않은 외부케이싱내에는 고정장착된 실린더블록(31)을 중심으로 상하부에 각각 회전구동력을 발생시키는 도시않은 구동모터부와, 냉매가스를 압축시키는 압축부(21)가 마련되어 있다.

구동모터부에는 하단에 편심부(12)가 형성되어 있는 크랭크샤프트(13)가 수직방향으로 결합되어 있다. 크랭크샤프트(13)의 하단 즉, 편심부(12)에는 소정의 하향 경사각을 이루는 관형상의 오일픽업튜브(41)가 설치되어 있다. 오일픽업튜브(41)는 외부케이싱(3)의 저면에 수용되어 있는 도시않은 윤활오일에 침지되어 크랭크샤프트(13)의 회전시 일체로 회전하게 된다. 이에 의해 윤활오일은 오일픽업튜브(41)의 원심력에 의하여 그 내경을 통해 유입되어 각 윤활부로 제공된다.

한편, 압축부(21)는 실린더블록(31)의 일측 하부에 외부로부터의 냉매가스가 흡인되는 공간을 형성하는 실린더(32)와, 이 실린더내에 왕복이동 가능하게 수용되는 피스톤(51), 구동모터부의 크랭크샤프트(13)와 피스톤(51) 사이에 동력전달가능하게 설치되는 커넥팅로드(35)로 구성되어 있다. 실린더(32)의 전면에는 실린더내를 밀폐하여 압축공간을 형성하는 실린더헤드(42)가 결합된다. 커넥팅로드(35)는 그 길이방향 축심을 따라 형성된 오일안내유로(38)를 가지고 있다. 오일안내유로(38)는 오일픽업튜브(41)의 작용으로 각 윤할부에 제공되는 일부 윤활오일을 피스톤(51)과 커넥팅로드(35)의 상호 결합부로 안내하여, 원할한 작동이 이루어지도록 한다.

이러한 구성에 의하여, 구동모터부의 크랭크샤프트(13)가 회전하면, 그 회전구동력이 커넥팅로드(35)에 의하여 직선운동으로 변환되어 피스톤(51)에 전달된다. 이에 의해 피스톤(51)은 실린더내에서 왕복이동 가능하며, 이 때, 실린더헤드(42)를 통해 외부로부터 유입되는 냉매가스의 압축이 이루어지게 된다.

그런데, 이러한 종래의 왕복동식 압축기(1)에서는, 실린더(32)와 이 실린더내에서 왕복운동하는 피스톤(51)의 상호 마찰면에 윤활오일이 제공될 수 없어서, 상호 마찰열에 의한 온도상승 및 마모가 발생하여, 압축효율이 저하됨은 물론, 제품의 수명이 줄어들게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 실린더와 피스톤 사이의 상호 마찰면에 윤활오일이 제공될 수 있도록 하여, 압축효율을 향상시킴은 물론, 제품의 수명이 연장될 수 있도록 한 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 종단면도,

도 2는 도 1의 부분확대도,

도 3은 도 2의 분해사시도,

도 4는 종래의 왕복동식 압축기의 부분종단면도,

도 5는 도 4의 분해사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3 : 외부케이싱 11 : 구동모터부

13 : 크랭크샤프트 21 : 압축부

23 : 피스톤 24 : 수용홈

25 : 핀수용홈 26, 27 : 절취부

30, 40 : 사이뜸 32 : 실린더

35 : 커넥팅로드 36, 37 : 결합공

38 : 오일안내유로 41 : 오일픽업튜브

43, 45 : 오일그루브 61 : 피스톤핀

63 : 핀고정핀

상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축밀폐공간을 형성하는 외부케이싱과, 상기 외부케이싱내에 회전가능한 크랭크샤프트의 회전력을 실린더내에 수용되어 있는 피스톤에 전달하여 유입되는 냉매가스를 압축시키는 압축구동부를 가지는 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 피스톤과 상기 실린더블록이 상호 슬라이딩접면하는 상기 크랭크샤프트측의 소정 길이구간에 상기 외부케이싱내의 압축오일의 침입을 허용하는 사이뜸이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 사이뜸은 상기 피스톤의 상부 및 하부 외경면이 각각 절취되어 상호 대향하는 절취부에 의하여 형성되며; 상기 각 절취부를 상호 연통시키는 연통홈이 형성되도록 구성하거나, 상기 사이뜸은 상기 실린더의 상부 및 하부 내경면에 소정 함몰되어 상호 대향하는 함몰부에 의하여 형성되며; 상기 각 함몰부를 상호 연통시키는 연통홈이 형성되도록 구성할 수 있다.

이 때, 상기 압축구동부는, 상기 크랭크샤프트와 상기 피스톤 사이에 개재되는 커넥팅로드와; 상기 피스톤내에 삽입된 상기 커넥팅로브의 일단을 동력전달가능하게 결합시키는 피스톤핀을 포함하며; 상기 연통홈은 상기 피스톤핀의 길이방향을 따라 형성되도록 구성할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 부분확대도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 왕복동식 압축기는, 반구형상의 상부케이싱(5) 및 하부케이싱(7)을 가지고 내부에 압축밀폐공간을 형성하는 외부케이싱(3)과, 이 외부케이싱내에 수용되어 회전가능한 크랭크샤프트(13)를 가지는 구동모터부(11)와 크랭크샤프트(13)의 회전력을 제공받아 유입되는 냉매가스를 압축시키는 압축부(21)로 구성되어 있다.

구동모터부(11)는 적층구조를 가지는 판상의 성형철심(17)과 여자코일(16)을 갖는 고정자(15)와, 고정자(15)내에 회전가능하도록 설치되는 회전자(18)를 가진다. 회전자(18)는 하부케이싱(7)내에 완충지지되도록 설치되어 있는 실린더블럭(31)위에 고정설치되는 베어링(33)에 의하여 지지되어 있으며, 회전자(17)의 축심에는 하단에 편심부(12)가 형성되어 있는 크랭크샤프트(13)가 회전가능하도록 압입되어 있다.

크랭크샤프트(13)의 하단 즉, 편심부(12)에는 소정의 하향 경사각을 이루는 관형상의 오일픽업튜브(41)가 설치되어 있고, 외표면에 축심을 관통하는 하부오일그루브(43)가 수평방향으로 형성되어 있다. 오일픽업튜브(12)는 하부케이싱(7)의 저면에 수용되어 있는 윤활오일(39)에 침지되어 크랭크샤프트(13)의 회전시 일체로 회전하게 된다. 그리고, 상부에는 하부오일그루브(43)로부터 분지되어 외표면을 나선상으로 감싸는 상부오일그루브(45)가 형성되어 있다. 이에 의해 크랭크샤프트(13)가 회전하게 되면, 오일픽업튜브(12)의 원심력에 의해 윤활오일(39)이 그 내경을 통해 상향 유입되고, 상부 및 하부 오일그루브(45, 43)를 따라 각 윤활부로 제공된다.

한편, 도 3은 도 2의 분해사시도로서, 이 도면에는 압축부를 구성하는 커넥팅로드와 피스톤이 구체적으로 도시되어 있다. 커넥팅로드(35)는, 양측 단부에 소정의 단면 직경을 가지는 결합공(36, 37)이 형성되어 있다. 일측 결합공(36)은 크랭크샤프트(13)의 편심부를 상대회전가능하게 수용하고, 타측 결합공(37)은 피스톤(23)에 형성된 수용홈(55)내에 수용되어 피스톤핀(61)에 의하여 회전가능하게 결합된다. 이러한 커넥팅로드(35)에는, 길이방향 축심을 따라 형성되어 양측 결합공(36, 37)을 상호 연결하는 오일안내유로(38)가 형성되어 있다. 오일안내유로(38)는, 커넥팅로드(35)가 크랭크샤프트(13)의 편심부(12)에 결합될 때, 하부오일그루브(43)와 상호 대응하게 된다.

피스톤(23)은 원기둥형상을 가지고 있으며, 상호 마주보는 대면중 일측면은 실린더헤드(42)와 상호 대향하여 압축면을 형성하고, 타측면에는 커넥팅로드(35)의 타측 단부를 수용시키는 수용홈(24)이 직교방향으로 마련되어 있다. 이 수용홈(24)은 내부에 수용되는 커넥팅로드(35)의 단부가 좌우방향으로 이동가능도록 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상하 외경면에는 수직방향의 핀수용홈(25)이 수용홈(24)과 연통하도록 형성되어 있다. 피스톤핀(61)은 관형상을 가지며, 피스톤(23)에 형성된 수용홈(24)에 커넥팅로드(35)의 타측 단부가 수용된 상태에서 핀수용홈(25)과 결합공(37)을 일체로 관통하여 그 내부에 고정된다.

커넥팅로드(35)의 타측 결합공(37)을 피스톤(23)의 수용홈내에 회전가능하게 고정시킨 피스톤핀(61)은, 커넥팅로드(35)와 평행하게 체결되는 핀고정핀(63)에 의하여 고정된다. 이에 의해 커넥팅로드(35)의 타측 단부는 피스톤(25)의 수용홈내에서 피스톤핀(29)을 축으로 상대회전 가능하게 되는 것이다.

한편, 피스톤핀(63)의 상하 외경면 즉, 핀수용홈(25)의 개구면 영역에는 실린더(32)의 내벽면과의 사이에 소정의 사이뜸을 형성하도록 절취부(26)가 마련되어 있다. 이 절취부(26)는, 수용홈(24)의 개구가 형성되어 있는 피스톤(23)의 타측면으로부터 핀수용홈(25)의 개구면의 소정 후방까지 수평하게 연장되어 있으며, 이렇듯 상하부에 각각 마련된 절취부(26, 27)는 상호 대향하고 있다. 이에 따라 피스톤(23)의 상부절취부(26)와 실린더(32)의 상부 내벽면과의 사이에 형성된 상부 사이뜸(30)과, 피스톤핀(61)의 내경(29), 그리고, 피스톤(23)의 하부절취부(27)와 실린더(32)의 하부 내벽면과의 사이에 형성된 하부 사이뜸(40)은 상호 연통하여 윤활오일(39)의 이동로를 형성하게 된다. 본 도면에서는, 상부 사이뜸(30)과 하부 사이뜸(40)이 다소 과장된 상태로 도시되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 왕복동식 압축기(1)에서는, 구동모터부(11)에 전원이 인가되면 회전자(18)는 크랭크샤프트(13)를 축으로 회전하게 되고, 크랭크샤프트(13)의 편심부(12)에 결합된 피스톤로드(35)에 의하여 피스톤(23)이 왕복운동하게 된다. 이에 따라, 외부로 부터의 냉매가스가 실린더헤드(42)를 통해 흡인 및, 압축된후 배기되며, 이 때, 외부케이싱(3)의 저면에 수용되어 있는 윤활오일(39)은 오일픽업튜브(41)의 원심력에 의하여 상부 및 하부 오일그루브(43, 45)를 따라 각 윤할부에 공급된다.

한편, 회전하는 오일픽업튜브(41)는 외부케이싱(3)의 하부에 수용되어 있는 윤활오일(39)을 양측방으로 비산시키게 된다. 이 때, 비산되는 오일중에는 피스톤(23)이 실린더헤드측으로 압축이동 하였을 때, 실린더(32)의 하부 내벽면으로 낙하하는 오일도 있으며, 이러한 오일은 하부 사이뜸(40) 사이에서 실린더(32)와 피스톤(23)의 상호 마찰면에 윤활작용을 하게 된다. 그리고, 오일픽업튜브(41)에 의하여 상부 오일그루브(45)를 따라 이동하는 오일중 일부는, 회전하는 크랭크샤프트(13)와 회전자(18) 사이로 흘러내려 상호 맞물림부의 말단에서 양측방으로 비산되게 된다. 이러한 비산되는 오일중 일부가 상부 사이뜸(30) 사이로 유입되어 상부 마찰면에 윤활작용을 하게 된다.

또한, 밀폐공간을 형성하는 외부케이싱내는 고압상태이기 때문에, 기상상태의 오일이 유동하게 된다. 이러한 기상상태의 오일이 실린더(32)와 피스톤(23)의 상호 마찰면 사이에 형성된 상부 및 하부 사이뜸(30. 40) 사이로 스며들어 윤할작용하게 된다. 상부 사이뜸(30) 사이로 유입된 윤활오일(39)은 피스톤(23)의 내경을 통하여 하부 사이뜸(40)으로 이동가능하다. 그리고, 하부 사이뜸(40)의 윤활오일(39)은 실린더(32)의 수용홈(24)의 개구 연부를 따라 흘러내려 외부케이싱(3)의 저면에 낙하하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실린더와 피스톤 사이의 상호 마찰면에 윤활오일이 제공될 수 있어서, 피스톤의 압축효율을 향상시킬 수 있으며, 또한, 윤활오일의 작용으로 피스톤과 실린더의 마모가 줄게되어, 제품의 수명이 연장될 수 있는 왕복동식 압축기가 제공된다.

Claims (4)

1. 압축밀폐공간을 형성하는 외부케이싱과, 상기 외부케이싱내에 회전가능한 크랭크샤프트의 회전력을 실린더내에 수용되어 있는 피스톤에 전달하여 유입되는 냉매가스를 압축시키는 압축구동부를 가지는 왕복동식 압축기에 있어서,

   상기 피스톤과 상기 실린더블록이 상호 슬라이딩접면하는 상기 크랭크샤프트측의 소정 길이구간에 상기 외부케이싱내의 압축오일의 침입을 허용하는 사이뜸이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 사이뜸은 상기 피스톤의 상부 및 하부 외경면이 각각 절취되어 상호 대향하는 절취부에 의하여 형성되며;

   상기 각 절취부를 상호 연통시키는 연통홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 사이뜸은 상기 실린더의 상부 및 하부 내경면에 소정 함몰되어 상호 대향하는 함몰부에 의하여 형성되며;

   상기 각 함몰부를 상호 연통시키는 연통홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 압축구동부는,

   상기 크랭크샤프트와 상기 피스톤 사이에 개재되는 커넥팅로드와;

   상기 피스톤내에 삽입된 상기 커넥팅로브의 일단을 동력전달가능하게 결합시키는 피스톤핀을 포함하며;

   상기 연통홈은 상기 피스톤핀의 길이방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.