KR20020088625A

KR20020088625A - 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치

Info

Publication number: KR20020088625A
Application number: KR1020010027389A
Authority: KR
Inventors: 김종혁
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-11-29
Also published as: CN1217101C; CN1386980A; KR100395956B1; US20020170778A1; US6866123B2

Abstract

본 발명은 오일의 점성을 이용한 오일펌핑장치에 관한 것이다. 본 발명의 오일펌핑장치는 크랭크축(7)에 압입되는 슬리이브(20)와 상기 슬리이브(20)의 상단에 설치되는 걸이핀(30)에 지지되고 하단부에 걸이볼(33)을 구비하는 걸이바아(32)와 상기 걸이볼(33)에 지지되어 회전되는 상기 슬리이브(20)에 대해 상대적으로 정지되어 있는 프로펠러(40)로 구성된다. 상기 프로펠러(40)의 외면에는 상기 슬리이브(20)와의 사이에서 오일(15)이 이동되는 경로가 되는 나선유로(42)가 형성되어 있다. 이와 같은 구성의 본 발명에서는 오일펌핑장치가 서브조립라인에서 완전히 조립된 상태로 상기 크랭크축(7)에 설치될 수 있어 상대적으로 조립작업의 작업성이 좋아지게 되고, 상기 프로펠러(40)와 슬리이브(20) 사이의 간격이 보다 정확하게 유지될 수 있어 상대적으로 동작신뢰성이 높아지는 이점이 있다.

Description

밀폐형 압축기의 오일펌핑장치{Oil Pumping apparatus for hermetic compressor}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀폐형 압축기의 발열부나 습동부에 오일을 공급하여 방열과 윤활작용을 수행하도록 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치에 관한 것이다.

밀폐형 압축기에서는 내부의 발열부나 습동부에서 방열이나 윤활을 위한 오일을 순환시켜 주어야 하는데, 이를 위해 오일펌핑장치가 사용된다. 오일펌핑장치는 크게 크랭크축의 회전에 의한 원심력을 이용하는 것과 오일의 점성력을 이용하는 것으로 나누어진다.

이중 원심력을 이용하는 오일펌핑은 상대적으로 높은 회전수로 회전하는 경우에는 가능하나 낮은 회전수로 회전하는 경우에 펌핑력이 떨어지는 문제점이 있다. 특히 압축기가 사용되는 열교환사이클의 동작을 고부하일 때와 저부하일 때로 나누어 구동하는 최근의 경향에서는 오일의 점성력을 이용하는 펌핑장치가 보다 바람직하다.

도 1에는 오일의 점성력을 이용한 종래 기술에 의한 오일펌핑장치의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 밀폐용기(1)의 내부에 밀폐된공간이 형성된다. 상기 밀폐용기(1)는 일반적으로 상부용기와 하부용기로 구성되어 내부에 밀폐공간을 형성한다.

상기 밀폐용기(1)의 내부에는 크게 작동유체의 압축을 수행하는 압축기구부와 상기 압축기구부의 구동을 위한 구동력을 제공하는 모터부가 프레임(도시되지 않음)에 지지되게 구비된다. 상기 프레임은 상기 밀폐용기(1)의 내부에 지지되어 설치된다. 상기 압축기구부는 상기 모터부의 구동력에 의해 압축실 내에서 피스톤이 직선왕복운동하도록 구성되고, 상기 압축실의 내외부로는 밸브어셈블리를 통해 작동유체가 입출되면서 압축이 이루어진다.

상기 모터부의 구성을 살펴보면, 상기 밀폐용기(1)의 내부에 고정자(3)가 설치되고, 상기 고정자(3)와 전자기적 상호작용하여 회전되는 회전자(5)가 상기 프레임에 회전가능하게 지지된다. 상기 고정자(3)의 하단에는 아래에서 설명될 U자형브라켓(13)을 지지하기 위한 쉬라우드(4)가 설치된다.

그리고 상기 회전자(5)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(7)이 설치된다. 상기 크랭크축(7)은 그 상단에서 상기 압축기구부의 피스톤과 연결되어 상기 모터부에서 발생된 동력을 전달한다. 상기 크랭크축(7)의 회전력은 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 변환되어 전달된다.

한편, 상기 압축기 내의 발열부에서 열을 방출시키고 습동부에서 윤활역할을 하는 오일(15)이 상기 밀폐용기(1)의 하부에 저장되어 있는데, 상기 오일(15)을 상기 발열부와 습동부로 전달하기 위해 상기 크랭크축(7)의 내부를 관통하는 오일유로(8)가 형성된다. 상기 오일유로(8)는 상기 크랭크축(7)의 상부로 까지 형성되어오일(15)을 밀폐용기(1)의 내상부로 전달한다.

그리고 상기 크랭크축(7) 내부의 오일유로(8)로 오일(15)을 전달하기 위한 구성이 상기 크랭크축(7)의 하단부에 구비된다. 즉, 상기 크랭크축(7)의 하단부에는 슬리이브(9)가 설치된다. 상기 슬리이브(9)는 원통형태로 형성되는 것으로, 내부가 상하로 관통되어 있다. 상기 슬리이브(9)는 상단부가 상기 크랭크축(7)의 하단부에 압입되고, 그 하단부가 상기 오일(15) 내부에 잠겨있다.

그리고 상기 슬리이브(9)의 내부에는 흡상부재(11)가 설치된다. 상기 흡상부재(11)는 그 외주면을 따라 나선형의 홈이 형성되어 있어 오일(15)을 안내하게 된다. 이와 같은 흡상부재(11)는 U자형브라켓(13)에 의해 상기 슬리이브(9) 내에 지지되어 상기 크랭크축(7)과 일체로 회전되는 슬리이브(9)내에 상대적으로 정지되어 있게 된다.

상기 U자형브라켓(13)은 소정의 탄성을 가지는 것으로, 그 중앙부에서 상기 흡상부재(11)와 연결되어 흡상부재(11)를 지지하고, 양단으로 U자형으로 연장되어 형성된 사이드암(14,14')이 상기 쉬라우드(4)에 걸어져 지지된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 펌핑장치가 동작되는 것을 설명한다.

압축기가 구동되면 상기 압축기구부로는 압축되어야 할 작동유체가 공급된다. 그리고 상기 모터부가 구동되어 상기 작동유체를 압축실 내에서 압축한다. 즉, 상기 고정자(3)와 회전자(5) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(5)가 회전되고, 상기 회전자(5)에 압입되어 있는 크랭크축(7)이 회전하면서 상기 압축기구부로 동력을 전달하여 압축이 이루어지게 한다.

한편, 상기와 같은 크랭크축(7)의 회전에 의해 상기 오일(15)이 흡상되는 것을 설명한다. 즉 그 하단부가 상기 오일(15)에 잠겨있는 상기 슬리이브(9)가 상기 크랭크축(7)와 함께 회전된다. 이때, 상기 흡상부재(11)는 상기 슬리이브(9)의 내부에 상대적으로 정지되어 있게 된다. 이는 상기 흡상부재(11)가 상기 고정자(3)에 고정되어 있는 U자형브라켓(13)에 지지되어 있기 때문이다.

따라서 상기 흡상부재(11)는 고정되어 있고 상기 슬리이브(9)가 회전되면서 상기 오일(15)의 점성력으로 상기 흡상부재(11)의 외면에 형성되어 있는 나선홈을 따라서 오일(15)이 흡상되어 상기 오일유로(8)로 전달된다. 이와 같이 오일유로(8)로 전달된 오일(15)은 상기 크랭크축(7)의 상부로 흡상되어 각각의 습동부 및 발열부로 전달되어 윤활 및 방열작용을 하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉 탄성력을 가지는 U자형브라켓(11)을 사용하는 경우에는 상기 슬리이브(9)의 내부에 설치되는 흡상부재(11)와 슬라이브(9) 사이의 틈새가 정확하게 설정되지 않아 특히 초기 구동시에 상기 오일(15)의 흡상이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

그리고 상기 흡상부재(11)는 상기 슬리이브(9)에 대해 상대적으로 정지되어 있도록 고정되어야 하므로 상기 흡상부재(11)와 슬리이브(9)를 하나의 조립체로 구성할 수 없다. 즉 상기 슬리이브(9)를 먼저 상기 크랭크축(7)의 하단부에 압입하여 설치하고, U자형브라켓(13)과 연결된 흡상부재(11)를 상기 슬리이브(9)의 내부에삽입한 후, 상기 U자형브라켓(13)을 쉬라우드(4)에 고정하여야 하므로 조립작업이 불편한 문제점이 있다.

그리고 상기 흡상부재(11)는 탄성력을 가지는 U자형브라켓(13)에 지지되어 있어 구동의 초기에 상기 슬리이브(9)와의 사이에 정확한 간격을 유지하지 못해 오일흡상이 제대로 되지 않는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기의 구동시 방열과 윤활을 위한 오일의 공급이 보다 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오일펌핑장치의 조립작업성을 높여주는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치의 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 부분 측단면도.

도 3은 본 발명 실시예의 구성을 보인 측단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 구성을 보인 분해사시도.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 구성을 보인 분해사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기3: 고정자

5: 회전자7: 크랭크축

8: 오일유로9: 슬리이브

11: 흡상부재13: U자형브라켓

14,14': 사이드암15: 오일

20: 슬리이브21: 통공

22: 핀홈30: 걸이핀

32: 걸이바아33: 걸이볼

40: 프로펠러42: 나선유로

43: 지지통공

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 크랭크축의 하단부에 설치되어 크랭크축과 일체로 회전되고 내부를 통해 오일이 흡상되는 슬리이브와, 상기 슬리이브의 내면과의 사이에 소정의 틈을 가지고 설치되어 상기 슬리이브에 대해 고정되어 있는 프로펠러와, 상기 프로펠러를 상기 회전하는 슬리이브에 대해 고정되도록 지지하는 걸이부를 포함하여 구성된다.

상기 걸이부는 상기 슬리이브의 상단에 걸어지는 걸이핀과, 상기 걸이핀에 지지되어 슬리이브와 함께 회전되고 상기 프로펠러의 내부로 까지 연장되는 걸이바아와, 상기 걸이바아의 하단부에 구비되어 걸이바아와 함께 회전되면서 상기 프로펠러를 회전되지 않게 지지하는 걸이볼을 포함하여 구성된다.

상기 프로펠러의 하단에는 오일의 저항을 받아 상기 프로펠러가 회전되지 않도록 하는 회전방지판이 일체로 형성된다.

상기 프로펠러의 외면을 따라서는 오일의 흡상을 안내하는 오일안내홈이 나선형으로 형성된다.

상기 걸이핀의 중앙에는 상기 걸이바아의 설치 위치를 한정하는 절곡부가 형성된다.

상기 걸이핀이 지지되는 상기 슬리이브의 상단에는 슬리이브의 상단을 횡으로 관통하여 핀홈이 형성된다.

상기 걸이핀이 지지되는 상기 슬리이브의 내부 상단 양측에는 지지단이 형성된다.

상기 걸이핀은 상기 슬리이브의 내부에 탄성에 의해 지지된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치는 하나의 조립체로 조립되어 조립라인에 제공될 수 있어 조립작업의 작업성이 크게 개선되고, 압축기의 구동시에 오일공급 동작이 보다 원활하게 이루어지는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 것과 동일한 것은 동일 부호를 원용하여 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바에 따르면, 크랭크축(7)의 하단부에는 슬리이브(20)가 압입되어 설치된다. 따라서 상기 슬리이브(20)는 상기 크랭크축(7)과 일체로 회전하게 된다. 상기 슬리이브(20)의 내부에는 상하로 완전히 관통되게 통공(22)이 형성되어 상기 크랭크축(7) 내부의 오일유로(8)와 밀폐용기(1)하부의 오일(15)이 서로 연통되게 한다.

상기 슬리이브(20)의 상단에는 핀홈(22)이 형성된다. 상기 핀홈(22)은 아래에서 설명될 걸이핀(30)의 양단이 지지되는 부분으로, 상기 슬리이브(20)의 상단 양측을 관통하여 형성된다. 이때 상기 핀홈(22)은 상부가 개방되어 있어, 상기 걸이핀(30)을 슬리이브(20)의 상부로부터 안착시킬 수 있다.

상기 핀홈(22)에는 걸이핀(30)이 안착된다. 상기 걸이핀(30)에는 걸이바아(32)가 걸어지는데, 이를 위해 상기 걸이바아(32)에는 걸이공(32')이 형성된다. 상기 걸이공(32')은 상기 걸이바아(32)의 상단에 횡으로 관통되게 형성된다. 상기 걸이바아(32)의 하단에는 걸이볼(33)이 형성되어 있다. 상기 걸이볼(33)은 구형상으로 형성된 것으로, 표면이 매끄럽게 가공되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 걸이볼(33)에는 프로펠러(40)가 지지된다. 상기 프로펠러(40)는 상기 슬리이브(20)의 내부에 설치되는 것으로, 그 외면에는 나선유로(42)가 형성되어 있다. 이와 같은 나선유로(42)는 오일(15)이 흡상되는 경로가 된다. 이와 같은 프로펠러(40)의 외면과 상기 슬리이브(20)의 사이에는 소정의 틈이 형성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 프로펠러(40)의 상단에는 프로펠러(40)를 상하로 관통하게 지지통공(43)이 형성되어 있다. 상기 지지통공(43)은 상기 프로펠러(40)의 내부에 비해 상대적으로 직경이 작게 형성되고, 상기 걸이바아(32)가 위치된다. 그리고 상기 프로펠러(40)의 내부에는 상기 걸이볼(33)이 안착되어 상기 프로펠러(40)가 지지된다. 이때 상기 걸이볼(33)과 접촉되는 프로펠러(40)의 내부는 상대적으로 매끄럽게 가공되는 것이 바람직하다.

상기 프로펠러(40)의 하단에는 회전방지판(45)이 구비된다. 상기 회전방지판(45)은 오일(15) 내에 잠겨있으면서 상기 프로펠러(40)가 회전하려는 것을 방해하게 된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명 실시예가 동작되는 것을 상세하게 설명하기로 한다.

압축기가 구동되면 상기 크랭크축(7)이 회전되면서 작동유체의 압축이 수행되고 상기 크랭크축(7)의 오일유로(8)를 통해 오일(15)이 상부로 흡상된다. 즉 상기 슬리이브(20)가 상기 크랭크축(7)과 일체로 회전되고, 상기 프로펠러(40)가 슬리이브(20)의 내부에서 회전하는 슬리이브(20)에 대해 상대적으로 고정되어 있어, 상기 프로펠러(40)와 슬리이브(20) 사이의 상대회전에 따라 나선유로(42)를 따라 오일(15)이 점성에 의해 상승된다.

여기서 상기 프로펠러(40)와 슬리이브(20) 사이의 동작관계를 살펴본다. 상기 슬리이브(20)는 상기 크랭크축(7)과 함께 회전하고, 상기 슬리이브(20)의 상단부에 안착되어 있는 걸이핀(30)은 상기 슬리이브(20)와 함께 회전된다.

상기 걸이핀(30)이 회전하게 되면 상기 걸이바아(32)가 함께 회전하면서 상기 걸이볼(33) 또한 회전하게 된다. 이때 상기 걸이볼(33)에 지지되어 있는 상기 프로펠러(40)는 상대적으로 정지하여 있게 된다. 이는 상기 프로펠러(40)가 구형의걸이볼(33)에 지지되어 있어 상기 걸이볼(33)은 회전하지만 상기 프로펠러(40)는 회전하지 않기 때문이다.

특히 상기 프로펠러(40)의 회전에 저항을 주기 위해 상기 프로펠러(40)의 하단에는 오일(15)내에 잠겨 있게 되는 회전방지판(45)이 설치된다. 상기 회전방지판(45)은 상기 오일(15) 내에 잠겨서 상기 프로펠러(40)가 회전하려는 경향을 억제하게 된다. 이와 같은 회전방지판(45)은 상기 슬리이브(20)의 회전방향과 반대방향을 향하도록 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 상기 프로펠러(40)와 슬리이브(20)의 사이에는 상대회전이 발생하게 된다. 즉 상기 프로펠러(40)는 정지하여 있고 상기 슬리이브(20)는 회전하면서 그 틈을 통해 오일(15)이 점성에 의해 흡상되어 상기 나선유로(42)를 따라 상승하게 된다.

한편, 상기 걸이바아(32)의 설치위치는 상기 나선유로(42)가 상기 슬리이브(20)외부와 연결되는 부분을 피해서 설치되어야 할 것이다. 이는 상기 통공(21)의 내부에서 상기 크랭크축(7)의 오일유로(8)로 오일(15)이 원활하게 전달되도록 하기 위함이다.

다음으로 도 4에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 여기서는 상기 걸이핀(30')의 중간에 절곡부(31)를 형성한다. 상기 절곡부(31)에는 상기 걸이바아(32)가 안착되어 걸이바아(32)가 걸이핀(30') 상에서 유동되지 않게 한다. 이와 같은 구성에서는 상기 슬리이브(20)와 프로펠러(40) 사이의 간격이 보다 정확하게 유지될 수 있다.

그리고 상기 걸이핀(30')이 상기 슬리이브(20)에 걸어지는 부분이 상기 슬리이브(20) 내부 상단 양측에 걸이단(22')으로 형성된다. 상기 걸이단(22')은 단차구조이다.

또한 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 본 실시예의 걸이핀(30")은 대략 V자형으로 절곡되어 있다. 그리고 이와 같은 걸이핀(30")은 상기 슬리이브(20)의 내부에 약간 탄성변형된 상태로 압입되어 설치된다. 이와 같은 구성에 의하면 상대적으로 상기 슬리이브(20)의 제작이 용이하게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 오일펌핑장치는 슬리이브의 내부에 프로펠러가 조립된 상태로 크랭크축에 직접 조립할 수 있다. 즉, 오일펌핑장치를 서브조립라인에서 조립하여 조립체의 형태로 메인조립라인에 투입할 수 있다. 따라서 상대적으로 압축기의 조립작업성이 좋아지는 이점이 있다.

또한 본 발명에서는 슬리이브의 내면과 프로펠러의 외면 사이의 간격이 상대적으로 정확하게 유지될 수 있어 오일펌핑장치의 동작신뢰성이 상대적으로 커지는 효과도 있다.

Claims

크랭크축의 하단부에 설치되어 크랭크축과 일체로 회전되고 내부를 통해 오일이 흡상되는 슬리이브와,

상기 슬리이브의 내면과의 사이에 소정의 틈을 가지고 설치되어 상기 슬리이브에 대해 고정되어 있는 프로펠러와,

상기 프로펠러를 상기 회전하는 슬리이브에 대해 고정되도록 지지하는 걸이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
제 1 항에 있어서, 상기 걸이부는 상기 슬리이브의 상단에 걸어지는 걸이핀과,

상기 걸이핀에 지지되어 슬리이브와 함께 회전되고 상기 프로펠러의 내부로 까지 연장되는 걸이바아와,

상기 걸이바아의 하단부에 구비되어 걸이바아와 함께 회전되면서 상기 프로펠러를 회전되지 않게 지지하는 걸이볼을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
제 2 항에 있어서, 상기 프로펠러의 하단에는 오일의 저항을 받아 상기 프로펠러가 회전되지 않도록 하는 회전방지판이 일체로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로펠러의 외면을 따라서는 오일의 흡상을 안내하는 오일안내홈이 나선형으로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
제 4 항에 있어서, 상기 걸이핀의 중앙에는 상기 걸이바아의 설치 위치를 한정하는 절곡부가 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
제 5 항에 있어서, 상기 걸이핀이 지지되는 상기 슬리이브의 상단에는 슬리이브의 상단을 횡으로 관통하여 핀홈이 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
제 5 항에 있어서, 상기 걸이핀이 지지되는 상기 슬리이브의 내부 상단 양측에는 지지단이 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
제 5 항에 있어서, 상기 걸이핀은 상기 슬리이브의 내부에 탄성에 의해 지지됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.