KR20020044319A - 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 그 목적은 회전축 구조를 개선하여 압축기의 초기 구동 시 회전축과 베어링 사이로 오일을 즉시 공급할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 압축기에 의하면, 회전축(23)에는 중공부(23a)를 통해 펌핑되는 오일이 회전축(23) 외부로 토출되는 토출홀(26a)이 마련되고, 중공부(23a)에는 펌핑되는 오일을 일시 저장하는 오일저장부재(27)가 배치되어 있다. 따라서 압축기의 초기 기동 시 오일저장부재(27)에 일시 저장된 오일이 토출홀(26a)을 통해 회전축(23)과 베어링(40) 사이로 우선 공급되어 윤활 및 냉각작용을 수행함으로써, 회전축(23)의 회전운동이 보다 원활하게 이루어지는 이점이 있으며, 또한 압축기가 적용된 공기조화기 등을 장기간 중지한 후 다시 작동시켜도 압축기 초기 기동이 원활하게 이루어져 전반적인 제품 신뢰성이 보다 향상되는 작용효과가 있다.

Description

압축기{Compressor}

본 발명은 공기조화기 등에 장착되는 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어링부에 의해 회전운동 가능하게 지지되는 회전축을 갖춘 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축 → 응축 → 팽창 → 증발과정이 연속적으로 수행되는 공기조화기 등의 냉동사이클에서 냉매를 고온 고압으로 압축하여 내보내는 기기로서, 회전축의 회전운동이 피스톤의 직선운동으로 변환되어 냉매가 압축 토출되는 왕복동형 압축기와, 회전축에 결합된 롤러의 편심 회전에 따라 냉매가 압축되는 회전압축기 등이 있다.

이러한 기능을 하는 종래 회전압축기는 외형 몸체를 이루는 밀폐용기와, 밀폐용기에 내장되어 동력을 발생시키는 구동장치와, 구동장치의 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축장치를 포함한다.

밀폐용기에는 각 구동부를 윤활 및 냉각시키기 위해 오일이 저장되며, 냉매의 흡입 / 배출을 안내하기 위한 냉매유입관과 냉매토출관이 마련된다.

압축장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 내부에 압축실(1a)을 형성하도록 양면이 개방된 실린더(1)와, 압축실(1a)에 회전 및 자전운동 가능하게 배치된 롤러(2)와, 실린더(1)의 상 하측에 각각 배치되어 압축실(1a)을 형성함과 동시에 후술하는 회전축(3)을 회전 가능하게 지지하는 상부베어링(4) 및 하부베어링(5) 등으로 구성된다. 그리고 실린더(1)에는 롤러(2) 외주와 지속적으로 접하는 베인(미도시)과, 냉매유입관(미도시)이 연결되는 냉매흡입구(1b)가 마련된다. "미설명부호 1c 는 냉매토출을 안내하기 위한 반달홈이다.

그리고 구동장치는 롤러(2)와 결합되어 편심 회전하도록 편심부(3a)가 일체로 형성된 회전축(3)과, 회전축(3) 상단이 압입되는 회전자(미도시)와, 전원 인가 시 자장을 형성하여 회전자를 고속 회전시키기 위한 고정자(미도시)를 구비한다.또한, 오일패들(3b)이 장착된 회전축(3) 하단은 오일에 수용되어 있어서, 고속 회전 시 오일을 펌핑하여 각 구동부로 공급하게 된다. 이를 위해 회전축(3) 내부에는 축방향으로 중공부(3c)가 형성되며, 각 구동부로 오일을 토출시키기 위한 토출홀(3d)이 마련되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 회전압축기는 전원이 인가됨에 따라 회전자와 함께 회전축(3)이 고속으로 회전하고, 아울러 편심부(3a)와 롤러(2)가 실린더(1)의 압축실(1a)에서 편심회전 및 자전운동을 한다.

따라서 냉매유입관과 냉매흡입구(1b)를 통해 압축실(1a)로 들어온 냉매가 압축되며, 일정압에 도달하면 반달홈(1c)의 안내를 받으면서 밀폐용기(미도시)내로 토출된다. 계속하여 토출냉매는 냉매토출관(미도시)을 통해 밀폐용기 외부로 빠져나가 냉동사이클로 재 공급된다. 이 때, 회전축(3)의 회전으로 오일도 같이 펌핑되며 회전축(3)을 지지하는 상부베어링(4) 등에 공급됨으로써, 각 구동부를 윤활 및 냉각시킨다.

그러나, 이러한 종래 회전압축기에서는 소정시간 기동한 후에 각 구동부에 오일공급이 이루어지기 때문에, 초기기동 시 상당한 부하가 걸리는 단점이 있다.

즉, 회전압축기의 구동이 정지되면, 각 구동부 사이로 펌핑된 오일은 자중에 의해 흘러 내려와 밀폐용기 저부에 고인다. 이러한 상태에서 회전압축기가 재 구동하면, 회전축(3)과 베어링(4)(5) 사이에 오일이 펌핑되어 공급될 때까지는 회전축(3)의 회전이 원활하게 이루어지지 않는다. 특히, 이러한 현상은 회전압축기가 공기조화기 등에 적용되어 겨울철 비운전 시즌을 지나고 초여름에 다시 구동될 때심하게 발생되며, 회전축(3)과 베어링(4)(5)사이에 오일이 존재하지 않는 건식기동에 의해 경우에 따라 이들이 서로 소착되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전축을 개선하여 초기 기동 시 회전축과 베어링 사이에 오일을 즉시 공급함으로써, 이의 초기 구동이 보다 원활하게 이루어지는 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 회전압축기의 압축장치를 발췌하여 보인 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 회전압축기의 전체적인 구조를 보인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 회전압축기의 베어링부를 발췌하여 보인 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 오일저장부재의 설치구조를 보인 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10..밀폐용기 11..오일 20..구동장치

21..고정자 22..회전자 23..회전축

23a..중공부 26a,26b..토출홀 27..오일저장부재

27a..대경부 27b..소경부 27c..공간형성부

40..상부베어링

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

밀폐용기에 저장된 오일을 펌핑하기 위해 축방향으로 중공부가 마련되며 이를 외부로 토출시키기 위한 토출홀이 천공된 회전축과, 상기 회전축이 관통되어 이를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖춘 압축기에 있어서,

상기 중공부에는 펌핑되는 오일을 일시 저장한 후 상기 토출홀을 통해 상기 회전축과 상기 베어링 사이에 공급하기 위한 오일저장부재가 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일저장부재는 하단에 이루어지며 상기 토출홀 하측과 인접하는 상기 중공부내에 결합되는 대경부와, 상단에 마련되며 펌핑되는 오일을 상기 중공부 상측으로 유도하는 소경부와, 상기 소경부와 상기 대경부 사이에 마련되며 상기 중공부 상측으로 유도된 오일을 저장하기 위한 공간을 형성하는 공간형성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일저장부재는 상 하단이 개방되며 상기 대경부에서 상기소경부측으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 깔때기 형상으로 이루어 진 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 회전압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이고, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 베어링부 및 오일저장부재를 발췌하여 보인 것이다.

본 발명에 따른 회전압축기는 도 2에 도시한 바와 같이, 밀폐 구성되며 저부에 오일(11)이 저장되는 밀폐용기(10)와, 밀폐용기(10)의 상측 공간에 내장되며 전원을 인가받아 구동하여 동력을 발생시키는 구동장치(20)와, 구동장치(20)의 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축장치(30)를 포함한다.

밀폐용기(10)는 회전압축기의 외관을 이루는 것으로, 이의 상부면에는 압축 냉매가 토출되는 냉매토출관(12)과, 외부전원을 공급받기 위한 터미널(13)이 마련된다. 그리고 밀폐용기(10)의 하부에는 액냉매의 유입을 방지하는 어큐뮤레이터(15)가 냉매유입관(14)을 매개로 연결된다.

구동장치(20)는 전원을 인가 받아 자장을 형성하는 고정자(21)와, 고정자(21)에 회전 가능하게 설치되는 회전자(22)와, 상단은 회전자(22)에 압입되며 하단부위에 편심부(24)를 갖춘 회전축(23) 등으로 이루어져 있다. 이로 인해 회전자(22)와 회전축(23)이 일체로 회전함과 동시에 편심부(24)가 편심 회전하게 된다.

그리고 구동장치(20)의 동력으로 작동하는 압축장치(30)는 내부에압축실(31a)이 이루어지며 이와 연통되도록 측면에 냉매흡입구(31b)가 형성된 실린더(31)와, 압축실(31a)에 설치되며 편심부(24)와 결합되어 회전 및 자전운동하는 롤러(32)와, 실린더(31)의 상 하부에 각각 설치되어 압축실(31a)을 밀폐함과 동시에 회전축(23)을 회전가능하게 지지하는 상부, 하부베어링(40)(50)을 구비한다. 이 실린더(31)에는 선단이 롤러(32)의 외주와 지속적으로 접하여 압축실(31a)을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인(미도시)이 진퇴운동 가능하게 배치되며, 베인을 중심으로 냉매흡입구(31a)와 대향하는 부분에는 냉매토출을 안내하는 반달홈(31c)과, 토출소음을 줄이기 위한 공명기(미도시)가 마련된다. 또한, 상부베어링(40)에는 중심부에 축방향으로 관통공(41)이 형성되며, 여기에 회전축(23)이 관통함으로써 이를 회전운동 가능하게 지지하게 된다. 미설명부호 "42"은 압축냉매가 토출되는 토출포트이다. 그리고 하부베어링(50)은 회전축(23) 하단이 결합되어 이를 회전가능하게 지지하게 된다.

한편, 회전축(23)의 회전으로 냉매가 압축 토출되는 것은 물론이며, 구동장치(20)와 압축장치(30)의 각 구동부측으로 오일이 펌핑되어 윤활 및 냉각작용을 하게 되는데, 이의 펌핑구조를 도 3과 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하부베어링(50)을 통해 지지되는 회전축(23)의 최하단은 밀폐용기(10) 저부에 고여있는 오일(11)에 수용된다.

그리고, 회전축(23) 내부에는 축방향으로 중공부(23a)가 마련되며, 이를 통해 펌핑되는 오일을 외부로 분출시키기 위한 토출홀(26a)(26b)이 복수개 형성된다. 이 중공부(23a)는 회전축(23) 하단에서부터 상부베어링(40)을 통해 지지되는 중심부위까지 이루어지며, 토출홀(26a)(26b)은 상부베어링(40) 및 롤러(32)의 내주와 상응하는 부분에 각각 천공되어 있다. 이러한 회전축(23)의 하단에는 일체로 회전하여 밀폐용기(10)에 저장된 오일(11)을 보다 용이하게 펌핑시키기 위한 오일패들(25)이 마련된다. 따라서 오일패들(25)을 통해 오일(11)은 중공부(23a)를 따라 회전축(23) 상측으로 올라가게 되며, 토출홀(26a)(26b)을 통해 외부로 분출되게 된다.

또한, 회전축(23)의 중공부(23a) 상측공간에는 펌핑되는 오일(11)을 일시 저장하여 압축기의 초기 기동 시 회전축(23)과 상부베어링(40) 사이로 즉시 공급하기 위한 원통형상의 오일저장부재(27)가 배치되어 있다.

이 오일저장부재(27)는 상 하단이 개방되며 하부에서 상측으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 깔때기 형상으로 구성되는데, 이것은 최하단에 마련되며 가장 큰 직경을 갖는 대경부(27a)와, 상단부에 마련되며 상대적으로 작은 직경으로 이루어져 펌핑되는 오일(11)을 중공부(23a) 상측으로 유도하는 소경부(27b)와, 소경부(27b)와 대경부(27a) 사이에 마련되며 중공부(23a) 내주와의 틈새를 통해 오일 저장공간(28)을 형성하는 공간형성부(27c)로 정의된다.

즉, 오일저장부재(27)의 대경부(27a)를 최상측의 토출홀(26a)과 인접하는 중공부(23a)내에 밀착 결합하면, 공간형상부(27c)와 중공부(23a) 내주 사이에 소정의 오일 저장공간(28)이 형성되며, 이것에 의해 소경부(27b)를 통과하여 중공부(23a) 최상측으로 펌핑된 오일(11)은 일부가 저장공간(28)에 고이게 된다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 회전압축기의 작동 및 효과를 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 회전압축기에 전원이 인가되면, 고정자(21)와 상호 작용하여 회전자(22)와 회전축(23)이 일체로 고속 회전하며, 편심 회전되는 편심부(24)와 함께 롤러(32)가 압축실(31a)에서 편심회전 및 자전 운동한다. 따라서 냉매는 어큐뮬레이터(15) →냉매유입관(14) → 냉매흡입구(31b)를 통해 압축실(31a)로 유입되고, 일정압력에 도달하면 반달홈(31c)과 토출포트(42)를 통해 밀폐용기(10)내로 토출되며, 계속하여 냉매토출관(12)을 통해 냉동사이클로 내보내진다.

아울러, 회전축(23)의 고속 회전으로 오일(11)이 펌핑됨으로써, 각 구동부가 윤활 및 냉각된다. 즉, 오일패들(25)을 통해 중공부(23a)내로 펌핑되는 오일은 각각의 토출홀(26a)(26b)을 통해 롤러(32)와 편심부(24) 사이 및 회전축(23)과 상부베어링(40) 사이에 공급되며, 이것에 의해 각 구동부가 원활하게 작동함과 동시에 냉각된다. 이 때, 회전축(23)내로 펌핑되는 오일(11)의 일부는 오일저장부재(27)의 소경부(27b)를 따라 중공부(23a) 최상측 공간까지 비산되면서 올라가며, 계속하여 오일저장부재(27)를 통해 형성된 저장공간(28)에 고이면서 토출홀(26a)을 통해 상부베어링(40)측으로 공급된다.

한편, 회전압축기의 기동이 중지되면, 더 이상의 냉매 압축작용은 이루어지지 않으며 각 구동부로 공급된 오일(11)은 자중에 의해 흘러 내려와 다시 밀폐용기(10) 저부에 고인다. 이 때, 중공부(23a) 최상측까지 펌핑된 오일(11)의 일부는 앞에서 설명한 바와 같이, 중공부(23a) 상측에 형성된 별도의 저장공간(28)에 고인다.

이러한 상태에서 회전압축기가 재 기동하면, 밀폐용기(10) 저부의 오일(11)이 펌핑되기 이전에 저장공간(28)에 고여있던 것이 토출홀(26a)을 통해 회전축(23) 외부로 먼저 빠져나간다. 즉, 회전압축기의 초기 기동 시 저장공간(28)에 있던 오일(11)이 비산되면서 토출홀(26a)을 통해 회전축(23)과 상부베어링(40) 사이로 즉시 공급되며, 이로 인해 소착현상이 발생되지 않고 회전축(23)의 회전운동이 보다 원활하게 이루어진다.

이러한 기술적 사상은 회전압축기에 적용된 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고 왕복동형 압축기의 회전축에 적용하여도 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기에 의하면, 회전축에는 중공부를 통해 펌핑되는 오일이 회전축 외부로 토출되는 토출홀이 마련되고, 중공부에는 펌핑되는 오일을 일시 저장하는 오일저장부재가 배치되어 있다. 따라서 압축기의 초기 기동 시 오일저장부재에 일시 저장된 오일이 토출홀을 통해 회전축과 베어링 사이로 우선 공급되어 윤활 및 냉각작용을 수행함으로써, 회전축의 회전운동이 보다 원활하게 이루어지는 이점이 있으며, 또한 압축기가 적용된 공기조화기 등을 장기간 중지한 후 다시 작동시켜도 압축기 초기 기동이 원활하게 이

루어져 전반적인 제품 신뢰성이 보다 향상되는 작용효과가 있다.

Claims (3)

1. 밀폐용기에 저장된 오일을 펌핑하기 위해 축방향으로 중공부가 마련되며 이를 외부로 토출시키기 위한 토출홀이 천공된 회전축과, 상기 회전축이 관통되어 이를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖춘 압축기에 있어서,

   상기 중공부에는 펌핑되는 오일을 일시 저장한 후 상기 토출홀을 통해 상기 회전축과 상기 베어링 사이에 공급하기 위한 오일저장부재가 배치된 것을 특징으로 하는 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오일저장부재는,

   하단에 이루어지며 상기 토출홀 하측과 인접하는 상기 중공부내에 결합되는 대경부와,

   상단에 마련되며 펌핑되는 오일을 상기 중공부 상측으로 유도하는 소경부와,

   상기 소경부와 상기 대경부 사이에 마련되며 상기 중공부 상측으로 유도된 오일을 저장하기 위한 공간을 형성하는 공간형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 오일저장부재는 상 하단이 개방되며 상기 대경부에서 상기 소경부측으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 깔때기 형상으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 압축기.