KR20010055151A - 밀폐형 압축기의 프레임과 크랭크축 간의 마모방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로써, 압축기의 정지시에 오일이 크랭크축과 프레임이 이루는 회전간극에 잔류하도록 하여, 압축기의 재운전시에 무급유 상태로 회전하는 크랭크축과 상기 크랭크축을 지지하는 프레임과의 마모를 방지하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 내부에 공간부를 갖는 프레임(30)과, 상기 공간부내에 회전가능하게 삽입되며 그 일부분에는 상기 프레임과의 회전부하를 줄이기 위한 축부 단차(40d)가 형성된 크랭크축(40)을 구비한 것에 있어서, 상기 프레임의 공간부 벽면과, 상기 프레임의 공간부 벽면과 대향하는 크랭크축의 외주면 중 적어도 어느 한 곳에 오일잔류부를 구비하여, 상기 프레임과 크랭크축의 회전간극(50)에 오일이 잔류됨에 따라 프레임(30)과 크랭크축(40)의 마모를 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 프레임과 크랭크축 간의 마모방지 장치가 제공된다.

Description

밀폐형 압축기의 프레임과 크랭크축 간의 마모방지 장치{device of for avoiding abrasion between frame and crank shaft in hermetic compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로써, 더욱 자세하게는 상기 압축기에 구비된 크랭크축과 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 증발기와 응축기 사이에 설치되어 증발기에서 유입되는 냉매가스를 고온고압으로 압축하여 응축기로 보내주는 작용을 한다.

이와 같은 작용을 하는 압축기 중 밀폐형 압축기는 도 1 에 도시한 바와 같이 상부용기(1a)와 하부용기(1b)의 결합으로 이루어진 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기 내측 상부에 위치하여 냉매가스를 압축하는 압축부와, 상기 압축부의 하부 위치하여 회전동력을 발생시키는 전동부로 크게 구성된다.

특히, 상기 전동부는 내부에 공간부를 갖는 프레임(3)에 체결되는 고정자(2a)와, 상기 프레임의 공간부에 회전가능하게 삽입되는 크랭크축(4)과, 상기 크랭크축(4)의 상부에서 축의 중심과 편심되어 일체로 설치된 편심부(6), 상기 크랭크축의 하부에 축결합되는 회전자(2b)로 구성된다.

그리고, 밀폐용기(1) 내부 저면에는 오일이 저장되어, 상기 크랭크축(4)의 하부에 체결된 오일 흡입관(7)을 통하여 오일을 흡입할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 크랭크축(4)에는 도 2 에 도시한 바와 같이, 그 내부에 경사진 상태로 내부 오일 유로(4a)가 형성되며, 상기 내부 오일 유로와 연통되어 크랭크축 외주면에 배출공(4b)이 천공되고, 상기 크랭크축(4)의 상부 외주면에는 축부 단차(4d)가 구비되며, 상기 크랭크축 외주면을 따라 나선형으로 이루어진 외부 오일 유로(4c)가 형성된다.

상기 압축부는 도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 편심부 외주에 끼워지는 슬리브(15)와, 상기 슬리브에 그 일측이 회전가능한 상태로 삽입되는 커넥팅로드(10)와, 상기 커넥팅로드의 타측과 피스톤핀(9a)에 의해 체결되는 피스톤(9)과, 상기 피스톤의 일단이 삽입되는 실린더(8)로 구성된다.

또한, 상기 실린더(8)의 전면에는 흡입밸브(11),헤드(12), 토출밸브(13), 헤드커버(14)가 차례로 상기 실린더(8)에 체결되며, 상기 헤드커버(14)에는 흡입냉매유로구(21) 및 토출냉매유로구(22)가 형성되고, 상기 헤드커버(14)의 일단에는 각각 흡입파이프(19) 및 토출파이프(20)가 설치된다.

한편, 상기 헤드(12)에는 흡입구(16)와 토출구(18)가 각각 형성되고 상기 흡입구(16)를 개폐하는 흡입밸브(11)가 상기 헤드(12)와 상기 실린더(8) 사이에 설치되며, 상기 흡입밸브와 상기 실린더 및 피스톤(9)에 의해 압축실(17)이 형성되고 헤드(12)에 형성된 토출구(18)를 개폐하는 토출밸브(13)가 상기 헤드(12)와 헤드커버(14) 사이에 설치된다.

이와 같이 구성된 종래 밀폐형 압축기의 작용을 설명하면, 후술하는 바와 같다.

고정자(2a)와 회전자(2b)로 구성된 유도전동기(2)에 전원이 인가되면, 상기 회전자와 고정자 사이에 유도전류가 발생하여 회전자(2a)와 상기 회전자에 압입된 크랭크축(4)이 상기 크랭크축에 형성된 축부 단차(4d)에 의해 프레임(3)과의 회전부하가 줄어든 상태로 회전하게 된다.

상기 크랭크축(4)의 회전에 따라 편심부(6)의 외주에 설치된 슬리브(15)와 커넥팅로드(10)의 일측이 선회하면, 상기 커넥팅로드의 타측에서 피스톤핀(9a)에 의해 체결된 피스톤(9)이 실린더(8) 내에 형성된 압축실(17)을 왕복운동하게 된다.

이 때, 흡입구(16)을 통하여 저온저압의 냉매가스가 압축실(17)내로 흡입되고 상기 압축실내에서 고온고압의 냉매가스로 압축된 후, 토출구(18)를 통하여 토출된다.

한편, 크랭크축(4)의 회전에 의해 밀폐용기(1) 저면에 저장되어 있던 오일은 오일 흡입관(7)을 통해 흡입되어 크랭크축 내부에 경사져 형성된 내부 오일 유로(4a)를 따라 상승한다.

이와 같이, 상승한 오일은 배출공(4b)에서 배출되어 일부는 회전자(2b)를 냉각하고, 다른 일부는 상기 크랭크축(4)의 외주면에 나선형으로 형성된 외부 오일 유로(4c)를 따라 상승하여 편심부(6) 상단에서 비산된다.

특히, 상기 외부 오일 유로(4c)는 크랭크축(4)의 외주면에 형성되어 있기 때문에, 오일이 상승하면서 크랭크축(4)과 프레임(3)과의 회전간극(5)에서 유막을 형성하여 윤활을 수행하게 된다.

그러나, 압축기가 정지되어 크랭크축(4)의 회전이 멈추게 되면, 상기 크랭크축에 형성된 각 오일 유로(4a),(4c)를 통한 오일의 공급은 중단된다.

그리고, 상기 각 오일 유로를 상승하던 오일은 원심력을 상실하여 밀폐용기 저면에 유입되고, 회전간극(5)에 유막을 형성하고 있던 오일은 상기 회전간극의 틈새에서 하부로 유동하여 밀폐용기 저면에 유입된다.

즉, 소량의 오일만이 상기 회전간극 하부에 남게 됨에 따라 회전간극(5)에는 오일이 부족한 상태가 된다.

따라서, 압축기가 재운전되고 크랭크축(4)이 회전하게 되어, 회전간극(5)에 오일이 재차 공급되기 전까지 상기 크랭크축은 무급유 상태로 회전하기 때문에 프레임(3)과의 마찰에 의한 심한 마모가 발생하게 되어 압축기의 신뢰성에 나쁜 영향을 미치게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 압축기의 정지시에 오일이 회전간극에 머무르도록 하여, 압축기의 재운전시에 크랭크축과 프레임과의 마모를 방지하여 압축기의 신뢰성을 향상시키는데 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 밀폐형 압축기의 종단면도

도 2 는 도 1 의 "A"부 확대도

도 3 은 일반적인 밀폐형 압축기의 압축부 횡단면도

도 4 는 본 발명의 제1실시예에 따른 밀폐형 압축기의 종단면도

도 5 는 본 발명의 제1실시예에 따른 도 4 의 "B"부 확대도

도 6 는 본 발명의 제2실시예에 따른 도 4 의 "B"부 확대도

도 7 은 본 발명의 제3실시예에 따른 도 4 의 "B"부 확대도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 프레임 40 크랭크축

50 회전간극 100, 101 홈부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 내부에 공간부를 갖는 프레임과, 상기 공간부내에 회전가능하게 삽입되며 그 일부분에는 상기 프레임과의 회전부하를 줄이기 위한 축부 단차가 형성된 크랭크축을 구비한 것에 있어서, 상기 프레임의 공간부 벽면과, 상기 프레임의 공간부 벽면과 대향하는 크랭크축의 외주면 중 적어도 어느 한 곳에 다수의 홈 또는 돌기를 형성하여 된 오일잔류부를 구비하여, 상기 프레임과 크랭크축의 회전간극에 오일이 잔류됨에 따라 프레임과 크랭크축의 마모를 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 프레임과 크랭크축 간의 마모방지 장치가 제공된다.

즉, 본 발명은 오일과 접하는 크랭크축 및 프레임의 접촉면적을 넓힘으로써, 오일이 표면장력에 의하여 상기 크랭크축과 프레임 사이의 회전간극에 잔류하도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 4 내지 도 7 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도시한 도 4 는 본 발명의 제1실시예에 따른 밀폐형 압축기의 종단면도이고,도 5 는 도 4 의 "B"부에 대한 확대도로써, 본 발명의 오일잔류부는 프레임(30)의 내부 공간부에 회전가능하게 삽입되는 크랭크축(40)의 외주면에 형성되어 있는 축부 단차(40d)의 상부 끝에서 상기 크랭크축의 외주면을 따라 종단면의 형상이 톱니모양인 홈을 형성하고, 상기 홈의 위쪽에 다수의 홈을 반복 형성하여 골과 산이 연속되어진 홈부(100)를 이루도록 한다.

또한, 상기 크랭크축(40)의 축부 단차(40d)의 상부 끝에 형성한 홈부에 대칭되도록 축부 단차 하부 끝에도 홈부(100)를 형성한다.

이 때, 외부 오일 유로(40c)는 크랭크축(40)의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 있기 때문에, 상기 외부 오일 유로와 본 발명에 의해 축부 단차(40d) 상부와 하부에 형성되는 홈부(100)는 상기 크랭크축 외주면에서 교차하게 된다.

따라서, 상기 외부 오일 유로(40c)에는 본 발명에 의한 홈이 형성되지 않는데, 이는 상기 홈의 깊이가 상기 외부 오일 유로의 깊이보다 얕기 때문이다.

본 발명에서 크랭크축(40)에 형성되는 오일잔류부의 종단면 형상은 골과 산이 연속적으로 반복된 톱니모양이지만, 그 이외의 다각형 혹은 원형등으로 골과 산을 형성할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 오일잔류부를 축부 단차의 상부와 하부에 모두 구비하였으나, 이에 한정하지 않고 상부 또는 하부 중 어느 한 곳에 구비하여도 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 작용은 후술하는 바와 같다.

냉매가스가 흡입구(16)를 통하여 압축실(17)내로 흡입되어 피스톤(9)의 왕복운동에 의하여 압축되어 토출구(18)를 통하여 토출되며, 크랭크축(40)의 회전에 의해 밀폐용기(1) 저면에 저장되어 있던 오일이 상기 크랭크축의 내부에 형성된 내부 오일 유로(40a)를 따라 상승되는 것은 종래 압축기와 같으므로 이해 가능하다.

한편, 상기 배출공(40b)에서 배출된 오일은 상기 크랭크축 외주면에 나선형으로 형성된 외부 오일 유로(40c)를 따라 상승하며, 그 일부가 상기 외부 오일 유로에 교차되어 형성된 홈부(100)로 유입되어 회전간극(50)에서 유막을 형성하게 된다.

이 때, 운전중이던 압축기가 정지하면, 나선형의 외부 오일 유로(40c)를 상승하던 오일은 원심력을 잃고 밀폐용기(1) 저면으로 유입되지만, 본 발명에 의해 축부 단차(40d)의 상부와 하부에 형성된 홈부(100)에서 유막을 이루고 있던 오일은 흘러내리지 않고 상기 홈부에 남게 된다.

상기에서 오일이 흘러내리지 않고 홈부(100)에 잔류하게 되는 것은, 상기 홈부(100)에 의해 오일이 접촉하는 표면적이 넓어짐에 따라 오일의 표면장력이 증가하기 때문이다.

따라서, 압축기가 재운전되어 회전간극(50)에 오일이 재공급되기까지 상기 홈부(100)에 남아 있는 오일이 윤활을 담당하여 크랭크축(40)이 원활하게 회전하도록 하는 것이다.

한편, 오일의 표면장력을 향상시키기 위한 방법으로써, 상기 축부 단차(40d)면에 다수의 돌기를 형성하여 구성하는 것도 가능하다.

도시한 도 6 은 본 발명의 제2실시예에 따른 도 4 의 "B"부 확대도로써, 본발명의 오일잔류부는 크랭크축(40)을 지지하는 프레임(30)의 공간부 벽면 중 상기 크랭크축에 형성되어 있는 축부단차(40d)의 상부 끝과 대략 같은 높이에 위치하는 벽면을 따라 종단면의 형상이 톱니 모양인 홈을 형성하고, 상기 홈의 위쪽에 다수의 홈을 반복 형성하여 골과 산이 연속되어진 홈부(101)를 이루도록 한다.

또한, 축부단차(40d)의 하부 끝과 대략 같은 높이에 위치하는 프레임(30) 공간부 벽면에도 상기에서 설명한 홈부(101)와 대칭되도록 또 다른 홈부(101)를 형성한다.

상기와 같이 프레임(30) 공간부 벽면의 상부와 하부에 홈부(101)를 형성해도 되고, 상기 프레임 공간부 벽면 전체에 걸쳐 홈부를 형성해도 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 작용은, 오일이 크랭크축 외주면의 나선형 외부 오일 유로(40c)를 따라 상승하면서, 그 일부가 회전간극(50)에서 유막을 형성하게 된다.

이 때, 운전중이던 압축기가 정지하면, 나선형의 외부 오일 유로(40c)를 상승하던 오일은 원심력을 잃고 밀폐용기(1) 저면으로 유입되지만, 본 발명에 의해 프레임(30) 내주면에 형성된 홈부(101)에서 유막을 이루고 있던 오일은 흘러내리지 않고 상기 홈부에 머물게 된다.

유막을 이루는 오일이 상기 홈부(101)에 머물게 되는 것은, 상기 제1실시예와 같이 홈부(101)에 의해 오일이 접촉하는 표면적이 넓어져서 오일의 표면장력이 증가하기 때문이며, 상기 홈부(101)에 남아 있는 오일은 압축기가 재가동될 때 회전간극(50)을 윤활하여 크랭크축(40)과 프레임(30)과의 마모를 방지하게 된다.

또한, 도시한 도 7 은 본 발명의 제3실시예에 따른 도 4 의 "B"부 확대도로써, 본 발명의 오일잔류부는 크랭크축(40) 외주면과 프레임(30) 공간부 벽면 양쪽 모두에 홈부(100),(101)를 형성함으로써, 상기에서 설명한 각 실시예와 같은 작용에 의해 회전간극(50)에서의 크랭크축(40)과 프레임(30)과의 마모를 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 밀폐형 압축기의 크랭크축과 프레임이 이루는 회전간극에 오일이 잔류하도록하여, 압축기가 정지후에 재운전되어 무급유 상태에서 크랭크축이 회전하더라도 상기 크랭크축과 프레임과의 마모를 방지함으로써 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 내부에 공간부를 갖는 프레임과, 상기 공간부내에 회전가능하게 삽입되며 그 일부분에는 상기 프레임과의 회전부하를 줄이기 위한 축부 단차가 형성된 크랭크축을 구비한 것에 있어서,

   상기 프레임의 공간부 벽면과, 상기 프레임의 공간부 벽면과 대향하는 크랭크축의 외주면 중 적어도 어느 한 곳에 다수의 홈 또는 돌기를 형성하여 된 오일잔류부를 구비하여, 상기 프레임과 크랭크축의 회전간극에 오일이 잔류됨에 따라 프레임과 크랭크축의 마모를 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 프레임과 크랭크축 간의 마모방지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   오일잔류부는 골과 산이 연속적으로 반복된 형상으로 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 프레임과 크랭크축 간의 마모방지 장치.