KR20010028031A - 밀폐형 회전식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것으로서, 종래의 밀폐형 회전식 압축기는 상기 메인베어링의 내주부에 오일홈이 형성되어 하부에서는 적절한 위치에 설치되어 있으나, 상부에서는 최대면압이 작용되는 부적절한 위치에 설치되어 있는 바, 오일의 급유량이 불충분하여 고체마찰 내지는 경계윤활상태가 되므로 상기 회전축과의 접촉부에 고열이 발생되어 압축기의 운전성능이 저하되는 문제점이 있었으나, 본 발명은 상기 메인베어링의 내주부에 상호 대향하는 두개의 오일홈을 형성하여 메인베어링의 하부 뿐만 아니라 상부에서도 최적의 장소에 오일홈을 위치시킴으로써, 메인베어링의 내주부에 오일을 충분히 급유하여 회전축과의 마찰을 최소화할 수 있으며, 유체윤활상태를 유지하여 압축기의 운전성능을 향상시킬 수 있다.

Description

밀폐형 회전식 압축기{ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밀폐형 회전식 압축기에서 메인베어링의 내주부에 구비된 오일홈의 위치를 최적화시킴으로써, 급유량을 증가시켜 회전축과의 마찰을 최소화하고 유체윤활상태를 유지시켜 압축기의 운전성능을 향상시키도록 한 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것이다.

일반적인 밀폐형 회전식 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 소정의 내부체적을 갖고 압축기의 외부케이스를 이루는 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기(1)의 내부에서 그 내주부에 연하여 고정되는 고정자(2)와 그 내측에 설치되는 회전자(3)로 이루어지는 전동기구부가 구성되며, 상기 회전자(3)의 내경에 압입되는 환봉 형상의 동심부(4a)와 그 하부에 일측으로 편심되어 있는 편심부(4a)가 형성된 회전축(4)과, 상기 회전축(4)을 내삽하며 일측에서 압축된 냉매가스를 토출하는 토출공(5a)과 토출밸브(5b)가 설치된 메인베어링(5)과, 상기 회전축(4)의 편심부(4a)를 감싸며 메인베어링(5) 및 서브베어링(6)과 함께 볼트에 의해 결합되어 그 내부에 압축부(P)를 형성하는 실린더(7)와, 상기 회전축(4)의 편심부(4a)에 삽입되어 실린더(7)의 내경을 접하면서 자전 및 공전하는 롤링피스톤(8)과, 상기 롤링피스톤(8)의 외주면과 슬라이딩 접촉되면서 실린더(7)내부를 고압부와 저압부로 분리하며 직선운동하는 베인(10) 등으로 이루어지는 압축기구부로 구성된다.

그리고, 상기 메인베어링(5)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 원판체의 중심에 상기 회전축(4)이 내삽되는 축삽입공(5d)이 관통된 보스부(5c)와, 상기 원판체의 주위에서 상기 실린더(7)와 결합되는 볼트가 삽입되는 수개의 나사공(5e)과, 일측에서 상기 토출구(7a)와 연통되어 냉매가스를 토출시키는 토출공(5a)과, 그 상면에는 상기 압력을 감지하여 상기 토출공(5a)을 개폐시키는 토출밸브(5b)와, 상기 축삽입공(5d)의 내주부 일측에는 상부는 좌측으로 만곡되고 하부는 우측으로 만곡된 포물선형으로 소정의 깊이로 음각되어 오일을 공급하는 오일홈(5f)으로 구성된다.

또한, 상기 밀폐용기(1)의 하면에는 슬라이딩되는 부분에 공급되는 오일이 채워져 있고, 상기 베인(10)에 의해 형성되는 고압부는 실린더(7)의 일측에서 압축된 냉매가스를 토출할 수 있는 토출구(7a)가 형성되어 있으며, 상기 실린더(7)의 저압부에는 상기 밀폐용기(1)의 측부에 설치되는 어큐뮬레이터(9)로부터 냉매가스가 유입되는 흡입구(7b)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 밀폐형 회전식 압축기의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 1에서, 상기 밀폐형 회전식 압축기는 고정자(2)에 전원이 인가되어 회전자(3)가 회전되면, 회전자(3)와 함께 고정된 회전축(4)이 회전되어 회전축(4)의 편심부(4a)에 결합된 롤링피스톤(8)이 실린더(7) 내부를 베인(10)과 접촉된 상태에서 편심 회전하게 되고, 상기 회전축(4)과 롤링피스톤(8)의 회전에 의해 어큐뮬레이터(9)로부터 유입된 저온저압의 냉매가스가 흡입구(7b)를 통하여 실린더(7) 내부로 흡입되어 고온고압의 상태로 압축되며, 상기 압축된 냉매가스는 일정압 이상시 토출구(7a)를 경유하여 토출공(5a) 및 토출밸브(5b)를 통하여 실린더(7)의 외부로 토출되어 고정자(2)와 회전자(3)의 사이 및 고정자(2)와 밀폐용기(1) 사이의 틈새를 통하여 밀폐용기(1)의 상부에서 외부로 토출된다.

한편, 상기 메인베어링(5)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(4)이 내삽되는 축삽입공(5d)의 내주부 일측에서 상부는 좌측으로 만곡되고 하부는 우측으로 만곡된 포물선형의 오일홈(5f)이 구비되어 상기 회전축(4)과의 접촉부에 오일을 급유하여 마찰을 감소시키고, 발열을 방지하도록 유막을 형성시킨다.

그리고, 상기 롤링피스톤(8)의 회전에 의하여 실린더(7) 내부를 압축할 경우 강한 압축력에 의하여 메인베어링(5)과 회전축(4)의 접촉부에 높은 면압이 발생되며, 일반적으로 면압해석에 의하면 도 2a에 도시된 바와 같이, A부의 45도 부근에서 고압부를 형성하고, B부의 45도 부근에서 저압부를 형성하는 바, 면압이 가장 작게 작용되는 위치에 상기 오일홈(5f)이 설치되는 것이 바람직하다.

그러나, 종래의 밀폐형 회전식 압축기는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인베어링(5)의 하부에는 압축력에 의하여 화살표 L의 위치에 최대면압이 작용되고, 상기 메인베어링(5)의 상부에는 상기 회전축(4)의 처짐에 의한 변형으로 화살표 U의 위치에 최대면압이 작용되어 상기 위치에서는 최소유막을 형성하게 된다.

따라서, 상기 오일홈(5f)은 메인베어링(5)의 하부에서는 적절한 위치에 설치되어 있으나, 메인베어링(5)의 상부에서는 최대면압이 작용되는 저압부(B)의 부적절한 위치에 설치되어 있는 바, 오일의 급유량이 불충분하여 고체마찰 내지는 경계윤활상태가 되므로 상기 회전축과의 접촉부에 고열이 발생되어 압축기의 운전성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 메인베어링의 하부 뿐만 아니라 상부에도 최적의 장소에 오일홈을 위치시킴으로서, 회전축과의 마찰을 최소화하고 유체윤활상태를 유지시켜 압축기의 운전성능을 향상시킬 수 있는 밀폐형 회전식 압축기를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 회전식 압축기의 종단면도.

도 2a는 종래 밀폐형 회전식 압축기에서 메인베어링의 평면도.

도 2b는 종래 밀폐형 회전식 압축기에서 메인베어링의 종단면도.

도 3은 메인베어링과 회전축의 관계에서 면압이 작용되는 상태를 나타내 보인 개요도.

도 4a는 본 발명에 따른 밀폐형 회전식 압축기에서 메인베어링의 평면도.

도 4b는 도 4a의 C-C'선을 절개시킨 좌우측 종단면도.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호설명〉

21 : 밀폐용기 24 : 회전축

24a: 편심부 24b: 동심부

25 : 메인베어링 25a: 토출공

25b: 토출밸브 25c: 보스부

25d: 축삽입공 25e: 나사공

26 : 서브베어링 27 : 실린더

27a: 토출구 27b: 흡입구

28 : 롤링피스톤 30 : 베인

31 : 제1오일홈 32 : 제2오일홈

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 밀폐형 회전식 압축기는 외부케이스를 이루는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내주부에 연하여 고정되는 고정자와, 그 내측에 설치되어 회전하는 회전자와, 상기 회전자의 내경에 압입되는 환봉 형상의 동심부와 그 하부에 일측으로 편심되어 있는 원형 단면의 편심부가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 축삽입공에 내삽하며 일측에서 압축된 냉매가스를 토출하는 토출공과 토출밸브가 설치된 메인베어링과, 상기 회전축의 편심부를 감싸며 상기 메인베어링 및 서브베어링과 함께 볼트에 의해 결합되어 그 내부에 압축부를 형성하는 실린더와, 상기 회전축의 편심부에 삽입되어 실린더의 내경을 접하면서 자전 및 공전하는 롤링피스톤과, 상기 롤링피스톤의 외주면과 슬라이딩 접촉되면서 실린더 내부를 고압부와 저압부로 분리하며 직선운동하는 베인을 포함하여 구성되는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서, 상기 메인베어링은 상기 회전축이 고압부와 저압부의 사이에 위치되는 상기 축삽입공의 내주부에서 면압이 최소화되도록 상부는 좌측으로 만곡되고 하부는 우측으로 만곡된 포물선형으로 형성되며 소정의 깊이로 음각되어 오일을 공급하는 제1오일홈과, 상기 축삽입공의 내주부에서 상기 제1오일홈과 대향되도록 형성된 제2오일홈이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시례를 첨부도면에 의거하여 설명토록 한다.

본 발명에 따른 밀폐형 회전식 압축기는 외부케이스를 이루는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내주부에 연하여 고정되는 고정자와, 그 내측에 설치되어 회전하는 회전자와, 상기 회전자의 내경에 압입되는 환봉 형상의 동심부(24a)와 그 하부에 일측으로 편심되어 있는 원형 단면의 편심부(24a)가 형성된 회전축(24)과, 상기 회전축(24)을 내삽하며 일측에서 압축된 냉매가스를 토출하는 토출공(25a)과 토출밸브(25b)가 설치된 메인베어링(25)과, 상기 회전축(24)의 편심부(24a)를 감싸며 상기 메인베어링(25) 및 서브베어링(26)과 함께 볼트에 의해 결합되어 그 내부에 압축부(P)를 형성하는 실린더(27)와, 상기 회전축(24)의 편심부(24a)에 삽입되어 실린더(27)의 내경을 접하면서 자전 및 공전하는 롤링피스톤(28)과, 상기 롤링피스톤(28)의 외주면과 슬라이딩 접촉되면서 실린더(27)내부를 고압부와 저압부로 분리하며 직선운동하는 베인(30)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 메인베어링은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 원판체의 중심에 상기 회전축(24)이 내삽되는 축삽입공(25d)이 관통된 보스부(25c)와, 상기 원판체의 주위에서 상기 실린더(27)와 결합되는 볼트가 삽입되는 수개의 나사공(25e)과, 일측에서 상기 토출구(27a)와 연통되어 냉매가스를 토출시키는 토출공(25a)과, 그 상면에는 상기 압력을 감지하여 상기 토출공(25a)을 개폐시키는 토출밸브(25b)와, 상기 회전축이 고압부와 저압부의 사이에 위치되는 상기 축삽입공의 내주부에서 면압이 최소화되도록 상부는 좌측으로 만곡되고 하부는 우측으로 만곡된 포물선형으로 형성되며 소정의 깊이로 음각되어 오일을 공급하는 제1오일홈(31)과, 상기 축삽입공(25d)의 내주부에서 상기 제1오일홈(31)과 대향되도록 형성된 제2오일홈(32)으로 구성된다.

또한, 바람직하게는 상기 제1오일홈(31)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 상부는 우측으로 만곡되고 하부는 좌측으로 만곡된 포물선형으로 형성되고, 상기 제2오일홈(32)은 상기 제1오일홈(31)과 대향되도록 형성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 밀폐형 회전식 압축기에 대한 작용을 살펴보면 다음과 같다.

상기 고정자에 전원이 인가되어 회전자가 회전되면, 회전자와 함께 고정된 회전축(24)이 회전되어 회전축(24)의 편심부(24a)에 결합된 롤링피스톤(28)이 실린더(27) 내부를 베인(30)과 접촉된 상태에서 편심 회전하게 되고, 상기 회전축(24)과 롤링피스톤(28)의 회전에 의해 어큐뮬레이터로부터 유입된 저온저압의 냉매가스가 흡입구(27b)를 통하여 실린더(27) 내부로 흡입되어 고온고압의 상태로 압축된다. 상기 압축된 냉매가스는 일정압 이상시 실린더(27)의 토출구(27a)를 경유하여 상기 메인베어링(25)의 토출공(25a) 및 토출밸브(25b)를 통하여 실린더(27)의 외부로 토출되어 고정자와 회전자의 사이 및 고정자와 밀폐용기 사이의 틈새를 통하여 밀폐용기의 상부에서 외부로 토출된다.

그리고 본 발명도 종래와 동일하게 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 메인베어링(25)의 하부에는 압축력에 의하여 A부의 45도 부근에서 고압부를 형성하고, B부의 45도 부근에서 저압부를 형성하여 고압부(A)에서 최대면압이 작용되고, 상기 메인베어링(25)의 상부에는 상기 회전축(24)의 처짐에 의한 변형으로 저압부(B)의 위치에 최대면압이 작용되어 상기 위치에서는 최소유막을 형성하게 되므로, 본 발명에 따른 메인베어링(25)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(25)이 고압부(A)와 저압부(B)의 사이에 두개의 오일홈(31,32)을 형성한다.

즉, 상기 축삽입공(25d)의 내주부에서 상부는 좌측으로 만곡되고 하부는 우측으로 만곡된 포물선형의 제1오일홈(31)이 형성되고, 상기 회전축(24)이 저압부에 위치되는 상기 축삽입공(25d)의 내주부에서 상기 제1오일홈(31)과 대향되도록 제2오일홈(32)이 형성되는 바, 상기 메인베어링(25)의 하부 뿐만 아니라 상기 메인베어링(25)의 상부에서도 최적의 장소에 제2오일홈(32)을 위치시킴으로서, 오일을 충분히 급유하여 회전축(24)과의 마찰을 최소화하고 유체윤활상태를 유지시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기는 상기 메인베어링의 내주부에 상호 대향하는 두개의 오일홈을 형성하여 메인베어링의 하부 뿐만 아니라 상부에서도 최적의 장소에 오일홈을 위치시킴으로써, 메인베어링의 내주부에 오일을 충분히 급유하여 회전축과의 마찰을 최소화하고, 유체윤활상태를 유지하여 압축기의 운전성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 외부케이스를 이루는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내주부에 연하여 고정되는 고정자와, 그 내측에 설치되어 회전하는 회전자와, 상기 회전자의 내경에 압입되는 환봉 형상의 동심부와 그 하부에 일측으로 편심되어 있는 원형 단면의 편심부가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 축삽입공에 내삽하며 일측에서 압축된 냉매가스를 토출하는 토출공과 토출밸브가 설치된 메인베어링과, 상기 회전축의 편심부를 감싸며 상기 메인베어링 및 서브베어링과 함께 볼트에 의해 결합되어 그 내부에 압축부를 형성하는 실린더와, 상기 회전축의 편심부에 삽입되어 실린더의 내경을 접하면서 자전 및 공전하는 롤링피스톤과, 상기 롤링피스톤의 외주면과 슬라이딩 접촉되면서 실린더 내부를 고압부와 저압부로 분리하며 직선운동하는 베인을 포함하여 구성되는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서,

   상기 메인베어링은 상기 회전축이 고압부와 저압부의 사이에 위치되는 상기 축삽입공의 내주부에서 면압이 최소화되도록 상부는 좌측으로 만곡되고 하부는 우측으로 만곡된 포물선형으로 형성되며 소정의 깊이로 음각되어 오일을 공급하는 제1오일홈과, 상기 축삽입공의 내주부에서 상기 제1오일홈과 대향되도록 형성된 제2오일홈이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1오일홈은 상부는 우측으로 만곡되고 하부는 좌측으로 만곡된 포물선형으로 형성되고, 상기 제2오일홈은 상기 제1오일홈과 대향되도록 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.