KR200181958Y1 - 밀폐형 압축기의 윤활유공급구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 압축기에서 윤활유의 공급을 가장 원활하게 할 수 있는 압축기의 윤활유공급구조에 관한 것이다.

본 고안에 의한 구조는, 공급되는 윤활유를 상측으로 안내할 수 있도록 크랭크축의 외주면에 형성된 외부안내경로와, 상기 외부안내경로의 출구와 크랭크축의 외측을 통하여 연통하고, 윤활유를 상부로 이동시킬 수 있도록 크랭크축의 상부 내측에 형성되는 연결공, 그리고 상기 외부안내경로의 출구에서 소정 간격 이격된 상태로 출구주위에 형성된 프레임의 이격측벽을 포함하여 구성된다. 상기 외부안내경로의 출구 부분으로 안내된 윤활유는 프레임의 이격측벽에 일차적으로 부딪히게 되어, 직접 외측(프레임의 트러스트부)으로 빠져 나가버리는 것을 방지하게 된다.

Description

밀폐형 압축기의 윤활유공급구조

본 고안은 밀폐형 압축기의 윤활유 공급구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 윤활유의 분배를 적정하게 할 수 있는 윤활유 분배구조를 가지는 크랭크축의 구조에 관한 것이다.

밀폐형 압축기(이하에서는 단순히 압축기라고도 칭함)는 밀폐된 용기 내에서, 냉매와 같은 동작유체를 압축하여 공급하기 위한 장치를 말한다. 개괄적인 구성을 제1도를 참조하여 살펴보면, 상부케이싱(12)과 하부케이싱(14)으로 구성되는 밀폐용기(10)의 내부에는, 전류의 인가에 의하여 회전동력을 발생시키는 전동부(20)과, 상기 전동부(20)에 의하여 동작유체를 압축하는 압축부(30)가 설치되어 있다.

전동부(20)는, 전류의 인가에 의하여 소정의 전자기력을 발생시키는 고정자(22)와, 상기 고정자(22)의 전자기력에 의하여 회전하는 회전자(24)를 포함하여 구성된다.

그리고 압축부(30)는, 상기 회전자(24)와 같이 회전하는 크랭크축(32)과, 상기 크랭크축(32)의 회전운동을 직선 왕복운동을 변환시키는 컨넥팅로드(33)와, 상기 컨넥팅로드(33)에 의하여 실린더(38)의 내부에서 동작유체를 압축하는 피스톤(36)으로 구성된다.

상기 크랭크축(32)은 회전자(24)와 같이 회전하게 되고, 상단부에는 편심된 위치의 편심핀(32p)을 구비하고 있다. 컨넥팅로드(33)의 일측은 상기 편심핀(32p)에 회전 가능하게 삽입된 상태로 지지되고 있어서 컨넥팅로드(33)의 회전운동에 대하여 피스톤(36)을 왕복운동시키게 된다. 그리고 컨넥팅로드(33)의 다른 일측은 피스톤(36)의 일측과 핀연결되어 있어서, 실질적으로 피스톤(36)을 실린더(38)의 내부에서 왕복운동시키면서 동작유체를 압축할 수 있도록 구성되는 것이다.

그리고 밀폐용기(10)의 내부에는 윤활유(L)가 들어 있고, 상기 크랭크축(32)의 하단부는 상기 윤활유(L)에 잠긴 상태를 유지하고 있다. 그리고 크랭크축(32)의 상부에는 프레임(35)에 의하여 지지되어 있다.

도시한 바와 같이, 윤활유(L)에 하단부가 잠겨있는 크랭크축(32)의 하단내부에는 펌핑기구(32a)가 설치되고, 상기 펌핑기구(32a)에 의하여 윤활유(L)가 상부로 펌핑된다. 상부로 펌핑된 윤활유(L)는 크랭크축 내부의 내부안내경로(32bi)와, 외부안내경로(32bo)로 구성되는 안내경로(32b)를 통하여 상부로 안내된다. 이렇게 크랭크축(32)의 상부로 안내된 윤활유는, 상기 크랭크축(32)의 상부의 편심핀(32p) 부근에서 비산되어 압축부(30)에서 윤활유를 필요로 하는 여러가지 접촉운동 부분에 공급되어 소정의 윤활작용을 하게 된다. 그리고 상기 윤활유(L)는 상기와 같은 윤활작용 이외에, 냉각작용도 겸하고 있다. 즉 밀폐형 압축기의 내부에서 접촉운동에 의한 발열부분을 냉각시키는 작용도 하고 있는 것이다.

윤활유를 안내하기 위한 안내경로(32b)에 대하여 살펴본다. 크랭크축(32)의 내부에서 상부로 형성된 내부안내경로(32bi)는, 상기 펌핑기구(32a)에 의하여 상부로 퍼올려지는 윤활유를 크랭크축(32)의 회전원심력으로 상부로 공급하게 된다. 그리고 내부안내경로(32bi)에서 크랭크축(32)의 외주면으로 이어지는 외부안내경로(32bo)를 따라 윤활유(L)는, 크랭크축(32)의 상부로 안내된다.

다음에는 상기 외부안내경로(32bi)의 구성 및 그것을 통한 윤활유의 흐름에 대하여 제2도를 참조하면서 살펴본다.

도시한 바와 같이 상기 외부안내경로(32bo)를 통하여 상부로 안내된 윤활유는, 크랭크축(32)의 발란서(32f)를 상하로 관통하도록 성형된 연결경로(32bc)를 통하여, 편심핀(32p) 측으로 안내된 후, 크랭크축(32)의 상단부를 통하여 컨넥팅로드(33) 및 피스톤(36), 그리고 실린더(38) 측으로 비산되어, 소정의 윤활작용 및 냉각작용을 수행하게 된다.

이때 상부로 안내된 윤활유는, 외부안내경로(32bo)의 상단부(32bt)를 통하여, 발란서(32f)의 연결경로(32bc)의 내부로 안내된다. 여기서 외부안내경로(32bo)에서 상단부(32bt)를 제외한 대부분의 구간에서는 프레임(35)에 의하여 외측에서 막혀 있기 때문에 상단부(32bt)까지의 경로 중에서 외부로의 윤활유의 손실은 거의 없다고 볼 수 있다. 물론 이렇게 공급되는 과정에서도 프레임(35)와의 윤활 작용이 필요한 곳에서는 윤활작용을 하는 것은 당연하다.

그러나 상기 발란서(32f)의 직하부에 있는 외부안내경로(32bo)의 출구(32bt)는, 프레임(35)의 상부면과 상기 발란서(32f) 사이에서, 대부분이 열린 상태를 유지하고 있다. 이렇게 외부안내경로(32bo)의 출구(32bt)가 프레임(35) 상부의 열린 상태로 있기 때문에, 공급되는 윤활유는, 상기 발란서(32f)의 하면과 프레임(35) 트러스트부(35a) 사이의 접촉면에 윤활유를 공급하게 된다.

상기 트러스트부(35a)로의 윤활유의 공급은, 외부안내경로(32bo)의 하부는 상기 프레임(35)에 의하여 막혀 있는 상태로 되어 있다가, 출구(32bt)에서 열린 상태로 되기 때문에, 크랭크축(32)의 회전에 의한 원심력을 순간적으로 받게 되기 때문에, 외부안내경로(32bo)의 출구(32bt)로 공급되는 윤활유는 순간적으로 원심력에 의하여 많은 양이, 발란서(32f)와 프레임(35) 사이의 공간, 즉 트러스트부(35a) 측으로 빠져 나가게 된다.

그러나 실제로 압축기에 있어서는, 상기와 같이 외부안내경로(32bo)의 출구(32bt)에서 트러스트(35a) 측으로 빠져나가는 윤활유보다는, 크랭크축(32) 상부의 편심핀(32p) 상부를 통하여 실린더(38) 측으로 비산되는 윤활유를 더욱 많이 요구하고 있다.

상술한 바와 같은 종래의 구조에 의해서는 크랭크축(32)에 형성된 외부안내경로(32bo)의 출구(32bt)에서 외측으로 빠져 나가는 오일량이 많기 때문에 크랭크축(32)의 상단부에서 피스톤(36) 측으로 공급되는 윤활유의 양이 충분하지 않게 될 우려가 있다.

즉 종래의 구조에 의하면, 윤활유의 점도가 높은 상온에서는 급유량의 정적 수준을 유지하는 것은 가능하더라도, 특히 윤활유의 점도가 낮은 저온에서는 대부분의 윤활유가 트러스트(35a) 측으로 빠져 나가 버리기 때문에, 오일을 편심핀 측으로 공급하기에는 부족하게 된다.

이렇게 윤활유가 충분하게 공급되지 않으면, 압축기에서 가장 마찰이 많은 부분인 피스톤(36)과 실린더(38) 사이에는 윤활유의 부족에 의한 마모가 발생하게 됨과 동시에, 과도한 마찰에 의한 마찰열이 발생하게 된다. 결국 이러한 단점은, 원활한 윤활과 충분한 냉각을 요구하는 압축기의 동작에 문제점으로 나타나게 되어 제품 자체의 신뢰성이 문제시 된다.

본 고안의 목적은, 압축기에서 가장 마찰이 많은 부분을 포함하여, 전체적으로 윤활유를 적절하게 분배하여 공급할 수 있는 윤활유 공급구조를 제공하는 것이다.

실질적으로 본 고안은, 크랭크축과 관련된 윤활유의 공급구조에 있어서, 트러스트(35a)측으로는 상대적으로 매우 소량의 윤활유를 공급하여도 전혀 문제시되는 것이 없고, 충분한 양을 상부의 편심핀 측으로 공급하여야 한다는 점에 착안하고 있다.

제1도는 일반적인 밀폐형 압축기의 구성을 보인 단면도.

제2도는 종래의 크랭크축의 구조를 보인 것으로 제1도의 A에 대응하는 부분의 확대도.

제3도는 본 고안에 의한 크랭크축의 구조를 보인 상세 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 크랭크축 52 : 외부안내경로

54 : 출구 60 : 프레임

62 : 트러스트부 64 : 이격측벽

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의하면, 공급되는 윤활유를 상측으로 안내할 수 있도록 크랭크축의 외주면에 형성된 외부안내경로와, 상기 외부안내경로의 출구와 크랭크축의 외측을 통하여 연통하고, 윤활유를 상부로 이동시킬 수 있도록 크랭크축의 상부 내측에 형성되는 연결공, 그리고 상기 외부안내경로의 출구에서 소정 간격 이격된 상태로 출구주위에 형성된 프레임의 이격측벽(64)을 포함하여 구성되는 윤활유 공급구조를 기술적 요지로 하고 있다.

이러한 구성에 의하여, 프레임의 트러스트부로 과도한 양의 윤활유가 공급되는 것을 막고, 크랭크축의 상단부로 공급되는 윤활유량을 조절하는 것이 가능하게 된다. 그리고 이격측벽과 크랭크축의 외주면과의 간격을 조절하는 것에 의하여, 크랭크축의 상단부와, 상기 크랭크축을 지지하는 트러스트부분으로 공급되는 윤활유량을 조절할 수 있게 된다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 고안에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

제3도에는 본 고안에 의한 크랭크축(50)과 프레임(60)의 관계가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 의하면 크랭크축(50)은, 그 상부 외주면에 홈으로 성형되어 윤활유를 상부로 안내하는 외부안내경로(52)와, 상기 외부안내경로(52)의 출구(54)를 통하여 안내되는 윤활유를 상부의 편심핀(70) 측으로 안내하기 위한 연결공(66)을 구비하고 있다.

상기 연결공(66)는, 도시한 바와 같이 실질적으로 크랭크축(66)의 내부를 통하여 형성되어 있고, 외부안내경로(52)로 유입된 윤활유를 상기 연결공(66)으로 연결시키기 위한 출구(54)가 크랭크축의 상단외주면에 노출된 상태로 형성되어 있다. 그리고 상기 출구(54)의 외측에는, 프레임(60)이 소정 간격 이격된 상태로 막고 있다. 제1도 및 제2도에 도시한 종래의 구성과 비교하여 볼 때, 외부안내경로(52)의 출구(54)는, 종래의 것에 비하여 상대적으로 크랭크축(50)에서 하방으로 이격된 위치에 성형되어 있음을 알 수 있다.

그리고 상기 출구(54)의 외측에는 프레임(60)이 지지되어 있는 바, 본 고안에 의하면 상기 출구(54)의 외측에는 프레임(60)이 소정 간격 이격된 상태에서 수직방향으로 출구(54)를 막고 있다. 이하에서는 상기 출구(54)를 막고 있는 프레임(60)의 수직벽부분을 이격측벽(64)이라고 칭하기로 한다. 따라서 외부안내경로(52)를 따라 상부로 안내되는 윤활유는, 상기 출구(54)에서 나오면 이격측벽(64)에서 부딪히게 된다. 이렇게 출구(54)를 나온 윤활유가 직접 프레임(60)의 트러스트부(62)에 공급되지 않고, 1차적으로 프레임(60)의 이격측벽(64)에 부딪히도록 하는 것에 의하여, 트러스트부(62)를 통하여 외측으로 빠져나가는 윤활유가 적당량이 될 수 있도록 조절하는 것이 가능하게 된다.

그리고 상기 출구(54)와 연통하는 연결공(66)으로는, 상기 출구(54)에서의 윤활유의 일부가 공급된다. 상기 연결공(66)으로 공급되는 윤활유는, 편심핀(70)의 상부를 통하여, 피스톤(제1도 참조)측으로 비산되어, 피스톤 및 실린더 등과 같이 압축기에 있어서, 가장 접촉 운동을 많이 하는 부분으로 공급되어, 소정의 윤활작용 및 냉각작용을 수행하는 것이 가능하게 된다.

다음에는 이상과 같이 구성되는 본 고안에 의한 윤활유의 분배에 대하여 살펴본다. 압축기의 밀폐용기 내부에 담겨 있는 윤활유는, 크랭크축의 하단부에 설치되어 있는 펌핑기구에 의하여 크랭크축(50)의 내부로 유입된다. 내부로 유입된 윤활유는 외부안내경로(52)를 통하여 상부로 이동하게 되어, 크랭크축(50)의 상부 외주면에 형성된 출구(54)로 안내된다.

상기 출구(54)를 나온 윤활유는, 상기 크랭크축(50)의 출구(54) 면과 소정간격 이격되어 있는 프레임(60)의 이격측벽(64)을 향하여 외측으로 나가려고 하나, 이때 이격측벽(64)이 출구(54)에서 소정 간격 이격된 상태로 막고 있기 때문에 윤활유는 한번에 트러스트(62)측으로 나가지는 못한다. 즉 출구(54)를 나온 윤활유는 상기 이격측벽(64)에 의하여 1차적으로 외부로의 유동이 멈춰지면서, 지속적으로 공급되는 윤활유에 의하여 이격측벽(64)의 개방된 상부로 올라가게 된다. 이때 상기 이격측벽(64)에 일차적으로 부딪힌 윤활유의 일부는 상기 출구(54)와 연통할 수 있도록 성형되어 있는 연결공(66)측으로 유입되어, 크랭크축(50)의 상부로 이동하기도 한다. 물론 상기 출구(54)와 연통하는 연결공(66) 측으로 직접 윤활유가 공급되기도 하는 것은 물론이다.

이렇게 하여 상기 이격측벽(64)의 개방된 상부로 이동하는 윤활유는, 프레임(60)의 트러스트부(62)로 공급되고, 연결공(66)으로 공급되는 윤활유는 크랭크축(50) 상부의 편심핀(70)의 상부로 비산되면서, 압축기의 피스톤 부분으로 공급될 것이다.

그리고 이때 실질적으로 상기 이격측벽(64)의 이격간격(크랭크축의 외주면과 이격측벽 사이의 간격)을 조절하는 것에 의하여 윤활유의 분배량을 조절할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 이격간격을 좁게하면 출구(54)를 나온 윤활유는 바로 이격측벽에 부딪히면서 반력을 받게 되고, 따라서 크랭크축(50)의 상단 내부에 형성된 연결공(66)을 통하여 상부로 이동되는 윤활유의 양이 많아질 것이다. 그리고 이격간격을 넓히면 트러스트부(62)로 공급되는 윤활유의 양이 많아진다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은, 실질적으로 크랭크축의 외부안내경로(52)에서의 윤활유가 연결공(66)으로 이어지는 부분에서 외측으로 나오는 부분에 프레임(60)의 이격측벽(64)에 부딪히도록 함으로서, 크랭크축의 회전력에 의하여 외측으로 직접 나가는 것을 방지할 수 있도록 구성하는 것을 기술적 요지로 하고 있다. 그리고 이러한 이격측벽(64)을 프레임(60)에 형성하는 것에 의하여 크랭크축의 변경 없이 상기 목적을 달성할 수 있도록 구성되고 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 외부안내경로의 출구를 통하여 빠져나오는 윤활유를, 프레임의 트러스트부분으로 빠져나가는 양과 상부로 공급되는 양으로 조절하는 것이 가능하게 된다. 즉 상부로 공급된 후, 압축기 부분으로 공급되는 윤활유의 양을 충분하게 조절하는 것이 가능하게 되는 것이다.

이러한 본 고안에 의한 구조에 의하면, 압축기 내부의 부품에서 많은 양의 윤활유를 필요로 하는 부분, 즉 접촉 구동이 많은 부분에 충분한 윤활기능 및 냉각기능을 제공하는 것이 가능하게 되어, 제품의 신뢰성을 확보할 수 있게 되는 잇점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 공급되는 윤활유를 상측으로 안내할 수 있도록 크랭크축의 외주면에 형성된 외부안내경로와; 크랭크축의 외주면을 통하여 상기 외부안내경로와 연통하고, 윤활유를 상부로 이동시킬 수 있도록 크랭크축의 상부 내측에 형성되는 연결공; 그리고 상기 외부안내경로의 출구에서 소정 간격 이격된 상태로 출구주위에 형성된 프레임의 이격측벽을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 윤활유 공급구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 이격측벽과 크랭크축의 외주면과의 간격을 조절하는 것에 의하여, 크랭크축의 상단부와, 상기 크랭크축을 지지하는 트러스트부분으로 공급되는 윤활유량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 윤활유 공급구조.