KR20070005326A - 왕복동 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임과 회전축이 마찰하는 마찰부에 베어링이 설치되지 않더라도 베어링이 설치된 것과 동일한 효과를 낼 수 있는 왕복동 압축기를 개시한다.

본 발명에 따른 왕복동 압축기는 오일유로 및 오일공급공이 형성된 회전축과

상기 회전축의 상부를 지지하는 프레임을 가지며, 상기 회전축의 상부와 상기 프레임이 마찰하는 마찰부에는 상기 오일공급공으로부터 공급되는 오일을 저장하는 링 모양의 오일홈이 마련되어 압축기의 동작 시 상기 오일홈에 저정된 오일의 압력에 의해 상기 회전축이 상기 프레임으로부터 부상되는 것을 특징으로 한다.

Description

왕복동 압축기 {reciprocating compressor}

도 1은 종래 왕복동 압축기를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 왕복동 압축기의 단면도이다.

도 3은 도 2에서 프레임 부분의 부분확대도이다.

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 오일홈을 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 오일홈을 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

31: 밀폐용기 40: 압축부

41: 프레임 41a: 중공부

50: 구동부 51: 고정자

52: 회전자 53: 회전축

60: 마찰부 65: 오일홈

66: 오일흡입구 67: 오일배출홈

본 발명은 왕복동 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전축과 프레임 사이에 베어링을 설치하지 않고서도 베어링이 설치된 것과 동일한 효과를 발휘할 수 있는 왕복동 압축기에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 왕복동 압축기(1)는 밀폐공간 내로 냉매를 흡입하여 압축한 후 토출하는 장치로써, 냉매를 압축하는 압축장치(10)와 이를 구동하는 구동장치(20)로 구성된다.

압축장치(10)는 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기(5) 내부에 마련되는 것으로, 프레임(11)과 일체로 형성되며 압축실(12a)을 형성하는 실린더블록(12)과, 압축실(12a) 내부를 왕복 운동하는 피스톤(13)을 구비하고, 실린더블록(12) 일측에는 외부와 연통된 흡입실(14a) 및 토출실(14b)이 각각 형성된 실린더헤드(14)가 결합된다.

구동장치(20)는 자장을 형성하는 고정자(21)와, 고정자(21)와 전기적으로 상호 작용하여 회전하는 회전자(22)와, 회전자(22)의 중공부에 압입 고정되어 회전자(22)와 함께 회전하는 회전축(23)을 구비하며, 회전축(23)에는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드(28)가 연결되어 피스톤(13)을 구동하게 된다.

회전축(23)이 회전할 때, 회전축(23) 상부와 프레임(11)의 마찰을 줄이기 위해 베어링(25)이 설치되었다. 그러나, 베어링(24)이 설치됨으로써 부품비용 및 제조비용이 증가하였으며, 회전축(23)이 장기간 회전하게 되면 회전축(23)과 프레임(11)이 마찰하면서 발생하는 이물질이 베어링(25)에 안착되어, 마찰을 감소시키는 베어링(25)의 효율을 감소시킴으로써 압축기의 동작이 방해되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전축과 프레임 사이에 베어링을 설치하지 않고서도 베어링이 설치된 것과 동일한 효과를 발휘하는 왕복동 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 마찰에 의해 발생한 이물질에 의해 압축기의 동작이 방해받을 염려가 없는 왕복동 압축기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 왕복동 압축기는 오일유로 및 오일공급공이 형성된 회전축과 상기 회전축의 상부를 지지하는 프레임을 가지며, 상기 회전축의 상부와 상기 프레임이 마찰하는 마찰부에는 상기 오일공급공으로부터 공급되는 오일을 저장하는 링 모양의 오일홈이 마련되어 압축기의 동작 시 상기 오일홈에 저정된 오일의 압력에 의해 상기 회전축이 상기 프레임으로부터 부상되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축이 압입되어 설치되는 프레임의 중공부와 상기 오일홈을 연결하는 오일유입홈을 통해 상기 오일홈으로 오일이 유입되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 오일유입홈의 반대편에는 상기 오일홈으로부터 오일이 배출되는 오일배출홈이 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일유입홈의 크기는 상기 오일배출홈의 크기보다 큰 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 왕복동 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 왕복동 압축기(30)는 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기(31) 내부에 냉매를 압축하도록 마련된 압축장치(40)와, 압축장치(40)를 구동하기 위한 구동장치(50)를 포함하여 구성된다.

압축장치(40)는 프레임(41)에 일체로 형성되며 일측에 압축실(42a)이 형성된 실린더블록(42)과, 압축실(42a) 내를 진퇴하며 냉매를 압축하는 피스톤(43)을 구비하고, 실린더블록(42) 일측에는 외부와 연통된 흡입실(44a) 및 토출실(44b)이 각각 형성된 실린더헤드(44)가 결합되며, 실린더블록(42)과 실린더헤드(44) 사이에는 냉매의 유출입을 제어하는 밸브장치(45)가 마련된다.

구동장치(50)는 압축장치(40)에서 냉매의 압축이 이루어지도록 피스톤(43)을 진퇴시키는 것으로, 자장을 형성하는 고정자(51)와 이 고정자(51)의 내부에 이격 설치되어 고정자(51)와 전자기적으로 상호 작용하는 회전자(52)를 구비하며, 회전자(52)의 중심에는 회전자(52)와 함께 회전하는 회전축(53)이 압입되어 설치된다. 이러한 회전축(53)은 프레임(41) 내부를 회전하게 되는데, 회전축(53)의 상단에 형성된 편심축(53a)에는 회전운동을 직선운동으로 전환시킬 수 있도록 일측이 피스톤(43)과 결합된 커넥팅로드(54)가 연결된다.

회전축(53)의 내부에는 축방향으로 길게 연장된 오일유로(53b)와, 오일유로(53b)와 연통되게 형성된 오일공급공(53c)이 형성된다. 그리고 회전축(53)의 하단부에는 밀폐용기(30) 저면의 오일을 흡입하여 오일유로(53b)를 통해 회전축(53)의 상측으로 상승시키는 오일픽업튜브(55)가 마련된다.

상기와 같은 밀폐형 압축기에 전류가 인가되어 자장을 형성하는 고정자(51)와 상호 작용하여 회전자(52)가 회전하게 되면 회전축(53) 하단부의 오일픽업튜브(55)에서 상부로 오일을 픽업하게 된다. 이때, 오일은 오일유로(53b)를 지나면서 오일공급공(53c)을 통해 고정자(51) 및 회전자(52)로 구성된 구동장치(50)에 오일을 공급하게 되고, 회전축(53)의 편심부(53a)를 통해 분사되어 압축장치(40) 등에도 일부의 오일을 공급하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이 회전축(53)의 상단에는 회전운동을 직선운동으로 바꾸어주는 커넥팅로드(54)와 연결되는 편심축(53a)과 회전축(53)이 회전할 때 회전축(53)의 균형을 유지시켜주는 웨이트부(59)가 형성되어 있으며, 이와 같이 형성된 회전축(53)의 상단은 프레임(41)에 의해 지지되면서 회전한다.

도 4에는 본 발명의 제 1실시예에 따른 프레임(41)에 형성된 오일홈(65)이 개시되어 있다.

프레임(41)의 상부에는 회전축(53)이 회전할 때 프레임(41)과 회전축(53)의 웨이트부(59)가 마찰하는 마찰부(60)가 형성되어 있으며, 마찰부(60)에는 오일공급공(53c)으로부터 공급되는 오일을 저장하기 위한 링 모양의 오일홈(65)이 형성되어 있다.

또한, 마찰부(60)에는 회전축(53)이 압입되어 설치되는 프레임(41)의 중공부(41a)와 오일홈(65)을 연결하여 오일공급공(53c)으로부터 공급되는 오일이 오일홈(65)으로 유입되기 쉽도록 오일유입홈(66)가 형성된다.

이하, 본 발명에 따른 왕복동 압축기(30)의 동작에 대해 설명한다.

왕복동 압축기(30)에 전류를 인가하여 동작하게 되면 회전자(52)가 회전하게 되고 회전자(52)와 함께 회전하는 회전축(53) 하단부의 오일픽업튜브(55)에서 상부로 오일을 픽업하게 된다. 이때, 오일은 오일유로(53b)를 지나면서 오일공급공(53c)을 통해 배출되며 오일공급공(53c)를 통해 배출된 오일은 회전축(53)의 회전운동으로 상승하게 되어 마찰부(60)에 형성된 오일유입홈(66)를 통해 오일홈(65)으로 유입된다. 마찰부(60)와 웨이트부(59)는 완전히 밀착되어 있으므로 오일홈(65)은 오일유입홈(66)를 제외하고는 밀폐된 공간을 형성한다. 이와 같이 오일유입홈(66)을 통해 밀폐된 오일홈(65)으로 오일이 지속적으로 유입되면 오일홈(65)에는 강한 압력이 발생하게 되어 회전축(53)은 마찰부(60)로부터 소정거리 부상되어 회전하게 된다. 이와 같이 회전축(53)이 마찰부(60)로부터 부상하게 되면 오일홈(65)에 압축되어 저장된 오일은 웨이트부(59)와 마찰부(60)의 공간 사이로 일부가 흘러 넘치게 된다. 이때, 프레임(41)과 웨이트부(59)의 마찰로 인해 생긴 이물질도 오일과 함께 오일홈(65)에서 빠져나오게 된다.

도 5에는 본 발명의 제 2실시예에 따른 왕복동 압축기의 오일홈(60)이 개시되어 있다. 제 2실시예는 오일유입홈(66)의 맞은편에 오일배출홈(67)가 마련되어 있는 점을 제외하고는 제 1실시예와 동일하므로 동일부분에 대해서는 동일 기호를 사용하며, 중복되는 부분의 설명은 생략한다.

본 발명의 제 2실시예에 따른 왕복동 압축기(30) 프레임(41)의 마찰부(60)에는 오일유입홈(66)의 반대편에 오일배출홈(67)이 마련된다. 이때, 오일배출홈(67) 의 크기는 오일유입홈(66)의 크기보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

오일유입홈(66)이 프레임(41)의 중공부(41a)와 오일홈(65)을 연결하여 오일홈(65)으로 오일이 유입되도록 형성되는 반면, 오일배출홈(67)은 오일홈(65)으로부터 마찰부(60) 바깥방향으로 통하도록 형성되어 오일홈(65)으로부터 오일을 배출시킨다.

이와 같이, 오일홈(65)으로 오일이 유입시키는 오일유입홈(66)와 오일홈(65)으로부터 오일을 배출시키는 오일배출홈(67)이 각각 마련되어 있으므로, 오일유입홈(66)을 통해 유입된 오일은 오일배출홈(67)을 통해 빠져나가게 되는데, 오일유입홈(66)과 오일배출홈(67)이 반대편에 배치되어 있으며 오일홈(65)은 링 모양으로 형성되어 있으므로, 오일이 오일유입홈(66)으로 유입되어 반대 방향의 오일배출홈(67)으로 돌아 나가는 시간동안 마찰부에 충분한 윤활작용을 하게된다.

또한, 오일유입홈(66)의 크기에 비해 오일배출홈(67)의 크기가 작기 때문에 회전축(53)의 회전에 의해 오일홈(65)으로 펌핑되는 속도보다 오일홈(65)으로부터 배출되는 속도가 늦기 때문에 오일홈(65)에는 강한 압력이 발생하게 되어 회전축(53)은 마찰부(60)로부터 부상하여 회전하게 된다.

이때, 프레임(41)과 웨이트부(59)의 마찰에 의해 발생되어 오일홈(65)에 고여있던 이물질도 오일과 함께 오일배출홈(67)을 통해 빠져나가게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 왕복동 압축기에 의하면 프레임과 회전축이 마찰하는 마찰부에 오일홈을 형성함으로써 오일홈에 저장되는 오일의 압력에 의해 회전축을 마찰부로부터 부상시키게 되므로, 마찰부에 설치되는 베어링이 없더라도 베어링이 설치된 것과 동일한 효과를 낼 수 있다.

또한, 프레임과 웨이트부의 마찰에 의해 발생된 이물질에 의해 왕복동 압축기의 작동이 방해받을 염려가 없어진다.

Claims (4)

1. 오일유로 및 오일공급공이 형성된 회전축과

   상기 회전축의 상부를 지지하는 프레임을 가지며,

   상기 회전축의 상부와 상기 프레임이 마찰하는 마찰부에는 상기 오일공급공으로부터 공급되는 오일을 저장하는 링 모양의 오일홈이 마련되어 압축기의 동작 시 상기 오일홈에 저정된 오일의 압력에 의해 상기 회전축이 상기 프레임으로부터 부상되는 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전축이 압입되어 설치되는 프레임의 중공부와 상기 오일홈을 연결하는 오일유입홈을 통해 상기 오일홈으로 오일이 유입되는 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 오일유입홈의 반대편에는 상기 오일홈으로부터 오일이 배출되는 오일배출홈이 마련된 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 오일유입홈의 크기는 상기 오일배출홈의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 왕 복동 압축기.

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