KR200184096Y1 - 밀폐형 압축기의 피스톤구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 압축기의 피스톤구조에 관한 것이다. 본 고안은 압축실(6')의 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤(20)의 후단부에 절제부(25,25')를 형성하였다. 상기 절제부(25,25')는 피스톤(20)의 후단부 양측을 잘라낸 것으로, 그 만큼 피스톤(20)과 압축실(6')의 접촉 면적을 줄일 수 있게 된다. 상기 절제부(25,25')는 상기 피스톤(20)과 압축실(6') 사이의 유효접촉면적을 확보하기 위한 구간(L1)이 끝나는 부분부터 형성되고, 커넥팅로드(8)와의 체결을 위한 핀삽입공(22)이 형성되는 부분의 강도를 고려하여 피스톤몸체(21)의 후단 양측에 형성하였다. 이와 같은 본 발명에 의하면 피스톤(20)과 압축실(6') 사이의 접촉면적이 최소화되어 피스톤(20)의 구동을 위한 입력이 저감되어 압축기의 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

밀폐형 압축기의 피스톤구조{piston structure for hermetic compressor}

본 고안은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축실의 내부에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축시켜 주는 피스톤구조에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 커넥팅로드 방식의 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다.

이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 지지되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(4)와 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있다. 상기 크랭크축(5)의 하단에는 하부용기(1b)의 저면에 있는 오일(L)을 크랭크축(5)에 형성되어 있는 오일유로(5a)로 빨아 올리기 위한 프로펠러(5d)가 설치되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 도면 부호 10은 헤드커버이고, 11은 흡입머플러이며, 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

한편, 도 2에는 종래 기술에 의한 피스톤(7)이 상기 압축실(6')의 내부에 직선왕복운동되게 설치된 것을 자세하게 도시하고 있다. 이에 따르면, 상기 피스톤(7)이 압축실(6')의 내부에서 운동하기 위해서, 피스톤(7)의 외경은 상기 압축실(6')의 내경보다 작아야 한다. 그리고 상기 피스톤(7)과 압축실(6')의 내벽 사이의 누설을 방지하기 위한 실링구조로서 상기 피스톤(7)의 외경에는 피스톤링(7')이 설치된다. 또한 상기 피스톤(7)의 형상은 도 3에 사시도로 잘 나타나 있는 바와 같이 원통형의 구성을 가진다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기는 전원이 인가되면 상기 회전자(4)와 고정자(3)의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(4)가 회전하면서, 상기 회전자(4)와 일체로 상기 크랭크축(5)이 회전하게 된다. 상기 크랭크축(5)이 회전하면 상기 크랭크축(3)에 편심되게 형성되어 있는 편심핀(5b)이 원을 그리면서 회전하게 되고, 상기 편심핀(5b)과 연결되어 있는 커넥팅로드(8)가 상기 편심핀(5b)과 연동되어 상기 피스톤(7)을 직선왕복운동하게 한다. 이와 같이 되면, 상기와 같이 피스톤(7)이 압축실(6') 내에서 직선왕복 운동하면서 냉매를 압축시켜 주게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 피스톤(7)은 압축실(6')의 내부에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하게 되는데 도 2에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(7)은 그 외면 전체가 상기 압축실(6')의 내면에 접촉하면서 운동을 하게 된다.

따라서 상기 피스톤(7)과 상기 압축실(6')의 내면사이의 마찰력이 상대적으로 커지게 된다. 이와 같이 되면 상기 피스톤(7)의 구동을 위한 동력의 많은 부분이 마찰을 극복하기 위해 사용되어 압축기의 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피스톤과 압축실 사이의 마찰면적을 최소화하는 것이다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤과 압축실의 구성을 보인 단면도.

도 3은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤의 구성을 보인 개략사시도.

도 4는 본 발명에 의한 피스톤의 바람직한 실시예의 구성을 보인 개략 사시도.

도 5는 본 발명 실시예의 피스톤의 구성을 보인 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기 1b: 하부용기

1t: 상부용기 2: 프레임

3: 고정자 4: 회전자

5: 크랭크축 5a: 오일유로

5b: 편심핀 5c: 균형추

5d: 프로펠러 6: 실린더

6': 압축실 7: 피스톤

8: 커넥팅로드 9: 밸브어셈블리

10: 실린더헤드 11: 흡입소음기

12: 흡입파이프 13: 토출파이프

20: 피스톤 22: 핀삽입공

25,25': 절제부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 압축실 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤몸체와, 상기 피스톤몸체를 커넥팅로드와 연결하기 위한 연결부와, 상기 피스톤몸체의 연결부 사이를 소정 구간 절제하여 낸 절제부를 포함하여 구성된다.

상기 절제부는 상기 피스톤몸체의 유효접촉면이 끝나는 부분부터 후단을 향해 양측에 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤에 의하면 피스톤과 압축실 사이의 접촉면이 최소화되어 피스톤의 구동에 소요되는 입력이 최소화되어 압축기의 효율이 상승되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 것과 동일한 것은 동일 부호를 부여하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤의 바람직한 실시예를 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 실시예의 측면도이다.

이에 도시된 바에 따르면, 본 발명 실시예의 피스톤(20)은 그 피스톤몸체(21)가 원통형으로 형성된다. 상기 원통형의 피스톤몸체(21)는 압축실(6')의 내면에 대응되게 형성된 것으로, 그 외면은 상기 압축실(6')의 내면과 접촉한 상태로 슬라이딩된다.

이와 같은 피스톤몸체(21)의 후단에는 커넥팅로드(8)와의 연결을 위한 핀삽입공(22)이 형성되어 있다. 상기 핀삽입공(21)에는 커넥팅로드(8)와의 연결을 위한 피스톤핀이 삽입된다.

그리고 상기 피스톤몸체(21)의 후단부 양측에는 절제부(25,25')가 형성된다. 상기 절제부(25,25')는 상기 압축실(6')의 내면과의 접촉면적을 최소화하기 위해 형성하는 것이다. 상기 절제부(25,25')는 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 피스톤(20)이 상기 압축실(6')의 내부에서 압축작용을 하기 위해서, 피스톤(20)의 전체 구간(L)에서 유효접촉면적을 형성하기에 필요한 구간(L1)을 제외한 나머지 구간(L2)의 부분에 형성된다. 여기서 유효접촉면적이란 상기 피스톤(20)이 압축실(6')의 내부에서 압축작용을 할 때, 압축실(6')의 내벽과 반드시 접촉해야만 하는 면적을 말한다.

또한 상기 절제부(25,25')는 상기 핀삽입공(22)이 형성되어 커넥팅로드(8)와 체결하기 위한 부분의 강도에서 영향을 주지 않도록 형성되어야 한다. 따라서 상기 피스톤몸체(21)의 후단부 양단이 절제부(25,25')가 형성될 수 있는 가장 적절한 위치이다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤의 작용을 상세하게 설명한다.

상기 피스톤(20)은 압축실(6')의 내부에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다. 이때 상기 피스톤(20)의 외면과 압축실(6')의 내면 사이에는 누설이 발생하지 않아야 한다. 따라서 상기 피스톤(20)의 외면과 압축실(6')의 내면 사이는 서로 접촉한 상태로 슬라이딩될 수 있도록 구성하고 있다.

하지만 상기와 같이 접촉한 상태로 피스톤(20)이 동작됨에 의해 이들 사이에는 마찰력이 작용하게 되고, 상기 마찰력은 상기 피스톤(20)을 동작시켜 주기 위한 입력을 크게 하는 원인이 된다.

이에 본 고안에서는 피스톤몸체(21)의 후단부 양단에 절제부(25,25')를 형성하여, 상기 절제부(25,25')의 면적 만큼 상기 압축실(6') 내벽과의 접촉면적을 줄여 주는 것이다.

물론 상기 피스톤(20)이 상기 압축실(6')의 내부에서 압축작용을 하기에 필요한 최소한의 접촉면적(유효접촉면적)을 확보하며서, 또한 커넥팅로드(8)와의 체결을 위한 핀삽입공(22)이 형성되는 부분의 강도를 유지할 수 있는 상태에서 상기 절제부(25,25')를 형성하게 된다.

이와 같이 하게 되면, 상기 피스톤(20)이 압축실(6')의 내부에서 압축을 수행함에 있어서 서로 접촉하는 면적이 최소화되어 피스톤(20)의 동작에 필요한 입력을 최소화할 수 있게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤은 그 후단부에 절제부를 형성하여 압축실의 내면과의 접촉면적을 최소화하였다. 따라서 본 고안에 의한 피스톤을 사용하게 되면 피스톤의 구동을 위한 입력이 최소화되어 압축기의 효율을 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한 상기와 같이 피스톤에 절제부를 형성하게 되면 피스톤의 형성에 들어가는 재료의 양을 절감할 수 있어 제조원가를 낮출 수 있고, 피스톤의 무게 또한 줄일 수 있게 되어, 무게의 감소에 의한 압축기의 효율증대로 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 압축실 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤몸체와,

   상기 피스톤몸체를 커넥팅로드와 연결하기 위한 연결부와,

   상기 피스톤몸체의 연결부 사이를 소정 구간 절제하여 낸 절제부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 피스톤.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절제부는 상기 피스톤몸체의 유효접촉면이 끝나는 부분부터 후단을 향해 양측에 형성됨을 특징으로 밀폐형 압축기의 피스톤.