KR200149015Y1 - 밀폐형 압축기용 샤프트 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축의 윤활구조를 개선하는 밀폐형 압축기용 샤프트에 관한 것이다.
본 고안은 샤프트치의 내외면을 연통하여 유입홈·나선홈·토출홈이 형성되고, 샤프트의 회전에 따라 나사펌프 작용으로 급유하는 압축기에 있어서: 상기 샤프트(22)의 상단부에서 소징의 직경(d)으로 형성되는 상기 토출홈 상에 소정의 리드 및 나선각을 지니는 나선 구조의 회전홈(22a)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 고안은 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축에 나선 윤활구조를 도입함으로써, 압축기의 고온부로 토출되는 작동유를 효과적으로 비산시켜 윤활 및 냉각 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

밀폐형 압축기용 샤프트
본 고안은 압축기(compressor)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압 발생부와 모터부를 연결하는 회전축의 윤활구조를 개선하는 밀폐형 압축기용 샤프트에 관한 것이다.
냉장고에 있어서 압축기는 통상적으로 전기적 에너지에 의한 회전력을 왕복 운동의 기계적 에너지로 변환하는 수단으로서, 비등점이 낮은 냉매가 압축기를 거치면서 고압(약 12기압) 상태로 된다. 다시 고압의 냉매는 응축기에서 냉각되어 액체 상태가 되고, 이러한 액체 상태의 냉매가 냉각기에서 기체화되면 하나의 냉동 사이클이 완료된다.
제1도는 밀폐형 압축기를 개략적으로 나타내는 내부구성도가 도시된다.
냉장고용 밀폐형 압축기(10)는 밀폐케이스(11) 외부에 냉매의 흡입파이프(도시 생략) 및 배출파이프(도시 생략)가 접합되고 내부에 고압발생부 및 모터부가 장착된 구조이다.
고압발생부는 실린더(13)·피스톤(14)·밸브(15) 등으로 대별할 수 있으며, 모터부는 스테이터(18) 및 로터(19)로 대별할 수 있는데, 고압발생부는 하부에 설치되는 모터부와 샤프트(12)로 연결된다.
이러한 실린더(13)· 피스톤(14)· 밸브(15)·토출머플러(16) 등은 일체의 조립 체로 형성되고 프레임(17) 상에 지지된다. 프레임(17)은 또한 로터(19)가 장착된 샤프트(12)를 회전가능하게 지지하며 슬라이딩 베어링의 역할도 수행하는 부싱부(17a)를 지닌다.
작동을 보면, 모터에 의해 회전되는 샤프트(12)가 그 상부에서 편심캠의 캠 운동을 유도하고, 캠운동은 다시 커넥팅로드를 통하여 실린더(13) 내의 피스톤(14)을 왕복운동시키고, 밸브(15)는 이때 형성되는 양면의 압력차에 의해 피동적으로 개폐되어 냉매를 일 방향으로 이동시킨다.
이에 따라, 흡입파이프를 통해 들어온 냉매는 밀폐케이스(11) 내부에 충전된 후 흡입머플러를 통하여 실린더(13)로 유입되고, 실린더(13)에서 압축된 냉매는 토출 머플러(16)를 지나고 배출파이프를 통해 응축기(도시 생략)로 보내진다.
이러한 구성을 지닌 압축기(10)에서 기계적 마찰손실은 압축기 효율과 밀접적인 관계에 있으므로 회전 접촉부에 적절한 윤활을 요하는 바, 프레임(17)의 부싱부(17a) 및 피스톤(14)의 일단인 빅엔드부싱 등 슬라이딩 베어링부에서 고윤활성 있는 구조가 필요하다.
압축기(10)의 샤프트(12)를 지지하는 슬라이딩 베어링에 있어서는 적하급유(drop oiling), 나사급유(screw oiling), 강제급유(forced lubrication) 등 다양한 급유방식이 적용될 수 있는데, 종래의 압축기(10)에는 샤프트(12)의 내외면을 연통하여 유입홈(A)·나선홈(B)·토출홈(C)을 차례로 형성하고 샤프트(12)의 회전에 따라 일종의 나사펌프 작용으로 급유하는 나사급유 방식이 적용된다.
나사급유 방식을 채용하는 압축기(10)에서 밀폐케이스(11)의 내부에서 소정의 높이로 윤활 기능을 수행하는 작동유를 채우고 유입홈(A)의 일단이 작동유에 잠기도록 하면 샤프트(12)치 회전으로 작동유가 상승하여 나선홈(B)에서 부싱부(17a)를 윤활하고 토출홈(C)을 통해 샤프트(12)의 상부로 토출된 후 다시 밀폐케이스(11)로 낙하하는 순환과정을 거쳐 미끄럼마찰 저항손실을 줄인다.
이때, 토출홈(C)으로 분출되는 작동유는 가급적 충분한 양이 멀리 비산되어야 실린더(13)·피스톤(14)·냉매 흡입/토출배관 등의 고온부를 윤활하고 냉각하는 효과를 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 고안은 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축의 윤활 구조를 개선하여 상부로 토출되는 작동유를 효과적으로 비산시킬 수 있는 밀폐형 압축기용 샤프트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
제1도는 밀폐형 압축기를 개략적으로 나타내는 내부구성도.
제2도는 본 고안에 따른 샤프트를 부분 단면으로 나타내는 정면도.
제3도는 제2도의 회전홈에 대한 일예를 나타내는 전개도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 압축기 11 : 밀폐케이스
12 : 샤프트(종래) 13 : 실린더
14 : 피스톤 15 : 밸브
16 : 토출머플러 17 : 프레임
17a : 부싱부 18 : 스테이터
19 : 로터 22 : 샤프트(본 고안)
22a :회전홈 A : 유입홈
B : 나선홈 C : 토출홈
d : 직경 p1, p2: 피치
Z : 줄수 L : 리드
α : 나선각
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 샤프트의 내외면을 연통하여 유입홈·나선홈·토출홈이 형성되고, 샤프트의 회전에 따라 나사펌프 작용으로 급유하는 압축기에 있어서: 상기 샤프트(12)의 상단부에서 소정의 직경(d)으로 형성되는 상기 토출홈 상에 소정의 리드 및 나선각을 지니는 나선 구조의 회전홈(22a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기용 샤프트를 제공한다.
이때, 상기 회전홈(22a)은 소정의 피치(p1)(p2)를 지니는 나선을 다수의 줄수 (Z)로 형성한다.
[실시예]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상술한다.
제2도는 본 고안에 따른 샤프트를 부분 단면으로 나타내는 정면도가 도시된다.
본 고안은 제1도에서 샤프트(12)의 내외면을 연통하여 유입홈(A)·나선홈(B)·토출홈(C)이 형성되고, 샤프트(12)의 회전에 따라 나사펌프 작용으로 급유하는 압축기(10)에 적용한다.
전술한 바와 같이 나사급유 방식을 채용하는 압축기(10)에서 밀폐케이스(11)의 내부에서 소징의 높이로 윤활 기능을 수행하는 작동유를 채우고 유입홈(A)의 일단이 작동유에 잠기도록 하면 샤프트(12)의 회전으로 작동유가 상승한다.
이후, 작동유은 나선홈(B)에서 부싱부(17a)를 윤활하고 토출홈(C)에서 샤프트(12)의 상부로 토출되어 샤프트(12)의 편심부와 피스톤(14), 피스톤(14)과 실린더(13) 사이에도 산포된다. 이때, 본 고안에서는 상기 샤프트(22)의 상단부에서 소정의 직경(d)으로 형성되는 상기 토출홈(C) 상에 소정의 리드 및 나선각을 지니는 나선 구조의 회전홈(22a)을 형성한다.
샤프트(22)의 회전홈(22a)이 나선 구조인 것은 나선홈(R)(제1도)을 돌면서 상승하여 토출홈(C)에 유입되는 작동유가 수직방향의 운동 외에 회전운동을 병행하도록 하기 위한 목적이다. 이러한 회전홈(22a)의 나선 구조는 제3도에 의해 설명된다.
제3도는 제2도의 회전홈에 대한 일예를 나타내는 전개도가 도시된다.
본 고안에 따른 샤프트(22)의 회전홈(22a)은 소정의 피치(p1)(p2)를 지니는 나선을 다수의 줄수(Z)로 형성한다.
회전홈(22a)의 줄수(Z)를 3으로 하는 경우 각각의 줄은 도시와 같이 점선, 일점쇄 선, 이점쇄선으로 표시할 수 있다. 점선으로 표시된 줄에서 나선각(α) 및 리드(L)가 결정되면, πd로 표현되는 회전홈(22a)의 원주 및 수직방향 길이에 대해 각 줄은 동일한 나선각(α) 및 리드(L)를 지니고 피치(p1)(p2)도 일정하다. 회전홈(22a)을 상승하는 작동유는 샤프트(22)의 회전에 의한 원심력으로 회전 운동력을 받고 회전홈(22a)이 이에 회전력을 더해 주어 작동유가 비산되도록 하는 데, 상기 나선각(α)이 작을수록(즉, 리드(L)가 작을수록) 회전력이 증가한다.
그러나, 회전력을 증가시키기 위한 회전홈(22a)의 나선 구조는 작동유의 유동저항을 증가시키는데, 특히 나선각(α)이 작을수록 작동유의 유동저항이 증가되어 비산 유량을 감소시킨다.
이에 따라, 피스톤(14)(제1도)과 샤프트(22)의 미끄럼 회전 부위가 건마찰 상태로 되어 샤프트(22)가 마모되면 흔들림이 심화되고, 고속으로 작동하는 피스톤(14)이 마모되면 압축기의 성능이 저하되는 것은 물론 압축기의 진동과 소음이 증가되는 등 역효과를 줄 수 있다.
그러므로, 회전홈(22a)의 리드(L)를 크게 하고 많은 줄을 형성하도록 줄수(Z)를 증가시키면서, 작동유의 수직이동속도 및 회전속도를 고려하여 그 속도비와 어느 정도 일치하는 범위내에서 나선각(α)을 선택한다.
tanα= L/πd , πd= Z·p1, L= Z P2인 관계로 부터 tanα= p2/p1가 되고, 이것은 수직이동속도 및 회전속도의 속도비가 된다. 이러한 속도비에 맞는 α를 구 하면 p2및 p1가 산출되고, 줄수(Z)는 이에 영향을 미치지 않으므로 가급적 크게 잡아 작동유와의 접촉면적을 증가시킨다.
회전홈(22a)은 통상의 삼각형 요철홈으로 형성하되 골지름 부분을 적당히 연삭하여 등글게 하면서 표면조도를 양호하게 유지하고, 회전홈(22a)의 가공시 발생하기 쉬운 버어(burr)를 제거하는 것이 바람직하다. 버어는 회전홈(22a)을 상승하는 작동유의 유통저항을 증가시켜 작동유의 충분한 공급을 방해하기 때문이다.
한편, 본 실시예는 회전홈(22a)이 수직으로 형성되는 것을 예시하였으나, 수직축에 대해 약간 기울어지게 형성하는 것도 작동유의 비산 능력을 향상시키는 방법이 될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 밀폐형 압축기용 샤프트는 냉장고의 밀폐형 압축기에서 고압발생부와 모터부를 연결하는 회전축에 나선 윤활구조를 도입함으로써, 압축기의 고온부로 토출되는 작동유를 효과적으로 비산시켜 윤활 및 냉각 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 고안은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신안등록 청구의 범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (2)

  1. 샤프트의 내외면을 연통하여 유입홈·나선홈·토출홈이 형성되고, 샤프트의 회전에 따라 나사펌프 작용으로 급유하는 압축기에 있어서: 상기 샤프트(12)의 상단부에서 소정의 직경(d)으로 형성되는 상기 토출홈상에 소정의 리드 및 나선각을 지니는 나선 구조의 회전홈(22a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기용 샤프트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전홈(22a)은 소정의 피치(pl)(p2)를 지니는 나선을 다수의 줄수(Z)로 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기용 샤프트.
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WO2023080381A1 (ko) * 2021-11-03 2023-05-11 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기

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