KR20020006319A - 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조에 관한 것으로, 본 발명은 소정량의 오일이 채워진 케이싱의 내부에 고정자와 회전자로 이루어진 전동기구부가 설치되고, 상기 전동기구부의 회전자에 일체된 회전축에 결합되어 그 회전축의 회전시 흡입되는 유체를 압축하여 케이싱의 내부로 토출시키는 압축기구부가 설치되며, 상기 압축기구부에서 토출되는 압축가스가 고정자와 회전자 사이의 공극을 지나 케이싱의 외부로 배출되도록 전동기구부를 사이에 두고 압축기구부의 맞은편에 토출관이 장착되어 이루어지는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서 ; 상기 회전자의 양측단 중에서 상기한 토출관의 입구측에 대향되는 회전자의 단부에 오일차단부가 일체로 구비되도록 토출측 최종코어를 확대 형성하거나 또는 토출측 엔드링을 확대 형성하여 구성함으로써, 상기 고정자와 회전자 사이의 공극을 최대한 차단할 수 있게 되어 이 공극을 통한 오일의 유출을 방지할 수 있다.

또한, 별도의 오일차단부재를 고정하던 것을 삭제하여 부품수를 절감함과 아울러 이에 따른 공정수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조{STRUCTURE FOR REDUCING OIL-LEAKAGE ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것으로, 특히 압축가스의 토출시 오일이 함께 토출되는 것을 방지하는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨 등에 적용되는 밀폐형 회전식 압축기는 전동기구부에 일체된 회전축에 압축기구부의 롤링피스톤이 편심되게 결합되고, 그 롤링피스톤이 원형 실린더 내에서 선회운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것으로, 종래의 밀폐형 회전식 압축기는 도 1에 도시된 바와 같다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 밀폐형 회전식 압축기는, 소정량의 오일이 채워지고 흡입관(SP)과 토출관(DP)이 구비되는 케이싱(1)의 내부에 전동기구부인 고정자(2) 및 회전자(3)가 설치되고, 그 중 회전자(3)의 중심에는 회전축(4)이 압입되며, 그 회전축(4)의 하부에는 압축기구부가 설치되어 이루어져 있다.

상기 압축기구부는 케이싱(1)의 내주면에 고정되어 흡입관(SP)과 연통되는 원형의 실린더(5)와, 그 실린더(5)의 양측면에 밀착되는 동시에 회전축(4)이 관통되는 상부베어링(6A) 및 하부베어링(6B)과, 상기 회전축(4)에 접동되어 자전하면서 실린더(5)내에서 편심 회전하는 롤링피스톤(7)과, 그 롤링피스톤(7)의 외주면에 압접되어 롤링피스톤(7)의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더(5)를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인(미도시)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 회전축(4)의 내부에는 오일유로(4a)가 축방향으로 길게 관통되도록 형성되고, 그 오일유로(4a)의 하단에는 케이싱(1)에 채워진 오일을 흡상하는 오일피더(미도시)가 장착되어 있다.

상기 회전자(3)의 상단에는 그 회전자(3)의 편심회전을 감안한 밸런스 웨이트(3A)가 고정 결합되고, 그 밸런스 웨이트(3A)의 상단에는 회전축(4)의 오일유로(4a)를 통해 흡상되었다가 비산되는 오일이 토출관(DP)을 통해 유출되는 것을 차단하는 유분리판(10)이 체결볼트(B)에 의해 고정 결합되어 있다.

도면중 미설명 부호인 3a는 체결공, 8은 토출밸브 조립체, 9는 토출머플러, 10a는 관통공, A는 어큐뮬레이터, G는 고정자와 회전자 사이의 공극이다.

상기와 같이 구성된 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 동작은 다음과 같다.

즉, 상기 고정자(2)에 전원이 인가되면 그 전원의 인가에 따라 회전자(3)가 고정자(2)의 내부에서 회전을 하게 되고, 이와 함께 회전축(4)이 회전을 하면서 롤링피스톤(7)이 실린더(5)내에서 편심 회전을 하게 되며, 그 롤링피스톤(7)의 편심회전에 따라 냉매가스가 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되었다가 일정압력까지 지속적으로 압축되고, 그 실린더(5)의 압축공간 압력이 임계압력을 지나 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 상기 상부베어링(6A)에 장착된 토출밸브(9)가 열리면서 압축가스가 압축공간에서 케이싱(1)의 내부로 토출되며, 이 토출가스는 케이싱(1)과 고정자(2) 사이의 틈새 또는 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 틈새 등을 통해 상부로 이동하여 토출관(D)을 거쳐 냉동사이클시스템으로 배출된다.

이때, 상기 케이싱(1)의 내부에 채워져 있던 오일은 회전축(4)의 오일피더(미도시) 및 오일유로(4a)에 의해 상단까지 흡상되었다가 비산되면서 각 습동부를 윤활시키게 되는데, 이 비산되는 오일의 일부는 회전자(3)의 상단에 결합된 유분리판(10)에 막혀 다시 케이싱(1)의 바닥으로 흘러 내리는 반면, 나머지 일부는 토출가스와 혼합되어 토출관(DP)을 통해 함께 토출되었다가 냉동사이클시스템을 순환한 후 냉매가스의 흡입시 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되는 일련의 과정을 반복하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 밀폐형 회전식 압축기에 있어서는, 토출관(DP)을 통해 냉매가스와 함께 토출되었던 오일이 냉동사이클시스템을 지나면서 압력이 강하되어 냉매관의 하부나 또는 구부러진 부위 등에 잔류하게 되고, 이로 인해 토출되는 오일량에 비해 흡입되는 오일량이 적어져 결국 케이싱(1)내의 오일이 점진적으로 감소함에 따라 각 습동부에 오일부족으로 인한 건마모가 발생되면서 각 부품의 수명이 단축될 우려가 있었다. 이를 감안한 종래의 유분리판(10)은 회전자(3)의 중심으로부터 가장 먼 지점인 밸런스 웨이트(3A)의 상단에 결합되었으나, 이는 회전자(3)의 상단이 가장 편심길이가 길어 유분리판(10)이 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 공극(G)을 충분히 차단할 만큼 넓게 구비될 수 없으므로 압축가스에 함유된 오일이 상기한 공극을 통해 유출되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 유분리판(10)의 설치시 별도의 체결부재(B)를 이용하여 밸런스 웨이트(3A)의 상단에 고정하여야 하므로 이를 위한 작업공수의 증가 및 부품수의 증가를 초래하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 회전식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 케이싱내의 오일이 압축가스와 함께 냉동사이클시스템으로 유출되는 것을 최소화하면서도 부품수의 증가 및 이에 따른 작업공수의 증가를 최소화할 수 있는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 밀폐형 회전식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 도 1의 "A"부를 보인 상세도.

도 3은 종래 밀폐형 회전식 압축기에서 오일차단판을 결합하는 과정을 보인 분해 사시도.

도 4는 본 발명 밀폐형 회전식 압축기의 요부를 보인 종단면도.

도 5는 도 4의 "B"부를 보인 상세도.

도 6은 본 발명 밀폐형 회전식 압축기에서 유토출 저감구조의 일례를 보인 분해 사시도.

도 7은 본 발명 밀폐형 회전식 압축기에서 유토출 저감구조의 변형예를 보인 분해 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 회전자 110 : 최종코어

111,221 : 오일차단부 120,210 : 코어

130 : 엔드링 140,240 : 밸런스 웨이트

220 : 토출측 엔드링 G : 공극

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 소정량의 오일이 채워진 케이싱의 내부에 고정자와 회전자로 이루어진 전동기구부가 설치되고, 상기 전동기구부의 회전자에 일체된 회전축에 결합되어 그 회전축의 회전시 흡입되는 유체를 압축하여 케이싱의 내부로 토출시키는 압축기구부가 설치되며, 상기 압축기구부에서 토출되는 압축가스가 고정자와 회전자 사이의 공극을 지나 케이싱의 외부로 배출되도록 전동기구부를 사이에 두고 압축기구부의 맞은편에 토출관이 장착되어 이루어지는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서 ;

상기 회전자의 양측단 중에서 상기한 토출관의 입구측에 대향되는 회전자의 단부에 오일차단부가 일체로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 유토출 저감구조가 구비된 밀폐형 회전식 압축기의 요부를 보인 종단면도이고, 도 5는 도 4의 "B"부를 보인 상세도이며, 도 6은 본 발명 밀폐형 회전식 압축기에서 유토출 저감구조의 일례를 보인 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명 밀폐형 회전식 압축기에서 유토출 저감구조의 변형예를 보인 분해 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 유토출 저감구조가 구비된 밀폐형 회전식 압축기는, 소정량의 오일이 채워지고 흡입관과 토출관(DP)을 갖는 케이싱(1)과, 그 케이싱(1)의 내부에 이루어져 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)와, 그 전동기구부(M)의 회전자(100)에 일체로 결합되어 구동력을 전달하여 냉매가스를 흡입하여 압축 토출시키는 압축기구부(미도시)로 구성된다.

상기 전동기구부(M)는 고압식 입형 압축기의 경우 통상 토출관(DP)의 입구측에 대면되도록 압축기구부의 상측에 배치되는 것으로, 코일이 감긴 고정자(2)가 케이싱(1)의 내주면에 고정 결합되고, 그 고정자(2)의 내주면에 소정의 공극을 두고 다수개의 원판형 코어가 적층된 회전자(100)가 회전축(4)에 결합되어 삽입 구성된다.

상기 회전자(100)는 전술한 바와 같이 다수개의 박판형 코어가 원통모양으로 층층이 적층되되, 그 중 토출관측 최종 코어(110)는 고정자(2)와 회전자(100) 사이의 공극(G) 일부를 차단하도록 다른 코어(120)보다 넓게 연장된 오일차단부(111)가 형성되거나 또는 도 7에 도시된 바와 같이 적층된 코어(210)를 고정시키는 상하 양측 엔드링(220,230) 중에서 토출관측 엔드링(220)의 외주연을 역시 다른 코어(210) 보다 넓게 연장된 오일차단부(221)가 형성되어 이루어진다.

상기 오일차단부(111,221)는 압축기구부로부터 토출되어 토출관(DP)으로 향하는 압축가스가 원활하게 유동할 수 있도록 토출관(DP)측으로 상향 경사지거나 만곡지게 형성되는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 4a는 오일유로, 130 및 230은 엔드링, 131 및 222는 엔드링 연결부, 140 및 240은 밸런스 웨이트이다.

상기와 같은 윤활구조를 갖는 밀폐형 회전식 압축기의 일반적인 동작은 종래와 유사하다.

즉, 상기 전동기구부(M)에 전원이 인가되어 회전축(4)이 회전자(100)와 함께 회전을 하게 되면, 상기 회전축(4)의 편심부(미도시)에 결합된 롤링피스톤(미도시)이 실린더(미도시)의 밀폐공간에서 편심 회전을 하면서 냉매가스를 흡입영역으로 흡입하였다가 점차 압축영역으로 밀어 일정압력까지 압축시키게 되고, 이 과정에서 실린더(미도시)의 밀폐공간 압력이 케이싱(1)내 압력보다 높아지게 되는 시점에서 케이싱(1)으로 토출시키게 되며, 이 케이싱(1)의 내부로 토출되는 압축가스는 토출관을 통해 통상의 냉동사이클장치로 유출되었다가 압축기구부의 흡입행정시 다시 흡입되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 회전축(4)의 회전시 케이싱(1)의 내부에 채워져 있던 오일이 오일유로(4a)를 따라 흡상되어 일부는 그 오일유로(4a)의 끝단에서 비산되면서 전동기구부(M)를 냉각시키는 반면, 나머지 일부는 회전축(4)과의 습동부에 공급되어 윤활시킨 다음에 케이싱(1)으로 복귀하게 된다.

이 중 일부 오일은 케이싱(1)내 고온의 압축가스에 녹아 그 압축가스와 함께고정자(2)와 회전자(100) 사이의 공극(G)을 통해 토출관(DP)쪽으로 흘러나가게 되나, 상기 회전자(100)의 상단에 구비된 오일차단부(111)에 접촉되어 더이상 토출되지 못하고 다시 케이싱(1)의 바닥쪽으로 흘러내리게 된다.

이렇게, 상기 오일차단부가 회전자의 상단, 즉 밸런스 웨이트의 하단에 위치시키게 되면, 상기 회전자의 편심회전시 그 편심량이 종래에 비해 적어지게 되므로 결국 고정자와 회전자 사이의 공극을 최대한 차단할 수 있게 되어 이 공극을 통한 오일의 유출을 최대한 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 오일차단부를 형성함에 있어서도 기존의 회전자 형성시 필수성분인 코어를 이용하거나 또는 엔드링을 이용하므로 별도의 오일차단부재를 구비하여 후조립하는 것에 비해 부품수의 절감 및 이로 인한 조립공수의 절감을 기대할 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조는, 회전자의 양측단 중에서 상기한 토출관의 입구측에 대향되는 회전자의 단부에 오일차단부가 일체로 구비되도록 토출측 최종코어를 확대 형성하거나 또는 토출측 엔드링을 확대 형성함으로써, 상기 고정자와 회전자 사이의 공극을 최대한 차단할 수 있게 되어 이 공극을 통한 오일의 유출을 방지할 수 있다.

또한, 별도의 오일차단부재를 고정하던 것을 삭제하여 부품수를 절감함과 아울러 이에 따른 공정수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 소정량의 오일이 채워진 케이싱의 내부에 고정자와 회전자로 이루어진 전동기구부가 설치되고, 상기 전동기구부의 회전자에 일체된 회전축에 결합되어 그 회전축의 회전시 흡입되는 유체를 압축하여 케이싱의 내부로 토출시키는 압축기구부가 설치되며, 상기 압축기구부에서 토출되는 압축가스가 고정자와 회전자 사이의 공극을 지나 케이싱의 외부로 배출되도록 전동기구부를 사이에 두고 압축기구부의 맞은편에 토출관이 장착되어 이루어지는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서 ;

   상기 회전자의 양측단 중에서 상기한 토출관의 입구측에 대향되는 회전자의 단부에 오일차단부가 일체로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 오일차단부는 박판형으로 형성되어 회전자의 일부를 이루도록 적층되는 코어 중에서 토출관측 코어를 다른 코어보다 넓게 형성하여 고정자와의 공극 일부를 차단하도록 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 오일차단부는 박판형 코어를 고정시키는 엔드링 중에서 토출관측 엔드링의 외주연을 연장 형성하여 고정자와의 공극 일부를 차단하도록 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 오일차단부는 유체가 원활하게 토출되도록 유체의 유동방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 오일차단부는 유체와 접촉되는 면이 토출관쪽으로 만곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 유토출 저감구조.