KR20080017213A - 밀폐형 압축기 - Google Patents

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KR20080017213A
KR20080017213A KR1020060079063A KR20060079063A KR20080017213A KR 20080017213 A KR20080017213 A KR 20080017213A KR 1020060079063 A KR1020060079063 A KR 1020060079063A KR 20060079063 A KR20060079063 A KR 20060079063A KR 20080017213 A KR20080017213 A KR 20080017213A
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김춘식
박석훈
이성로
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삼성광주전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 오일픽업부재의 구조를 개선하여 오일픽업작용에 따른 소음을 보다 효과적으로 줄일 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 저면에 오일저장공간이 형성된 밀폐용기 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 상기 압축유닛으로 전달하고 상기 오일저장공간의 오일을 상기 압축유닛과 구동유닛의 습동부로 안내하는 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축의 하단에 편심되도록 마련된 편심축부와, 상기 오일저장공간의 오일을 상기 오일유로로 픽업시키기 위해 상기 편심축부 하단에 결합되는 오일픽업부재를 구비하고, 상기 오일픽업부재는 상기 편심축부에 결합되도록 상기 회전축의 길이방향과 평행하게 마련된 상부의 압입부와, 상단과 하단 사이가 일직선 형태를 유지하면서 하단 중심이 상기 회전축의 축심과 일치되도록 상기 압입부의 하부로부터 꺾여 밴딩되는 픽업부를 포함하여 구성된다.

Description

밀폐형 압축기{A HERMETIC TYPE COMPRESSOR}
도 1은 종래 밀폐형 압축기에 있어서 오일픽업부재 쪽 구조를 발췌 도시한 단면도로, 오일픽업부재가 회전되고 있는 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 오일픽업부재 쪽 구조를 발췌도시한 단면도로, 오일픽업부재가 회전되고 있는 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 오일픽업부재의 픽업부와 종래 오일픽업부재의 픽업부를 비교 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11: 오일저장공간 40: 회전축
41: 편심축부 42a: 오일홀
70: 오일픽업부재 71: 압입부
72: 픽업부 C: 회전축의 축심
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오일픽업부재의 구조를 개선하여 오일픽업작용에 따른 소음을 보다 효과적으로 줄일 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고나 공기조화기 등의 냉동사이클에 채용되는 밀폐형 압축기는 저면에 오일저장공간이 형성된 밀폐용기를 통해 외관을 이룬다.
밀폐용기의 내부에는 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛과, 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛이 마련되며, 구동유닛의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달된다.
회전축은 상부가 구동유닛의 회전자에 압입되도록 설치되고, 압축유닛은 구동유닛의 하부에 회전축의 길이방향과 수직되는 방향으로 직선왕복운동하며 냉매를 압축하는 피스톤을 구비하며, 회전축의 하단에는 상기 피스톤과 커넥팅로드를 통해 연결되도록 편심축부가 편심되게 마련된다.
또 구동유닛이 구동되어 압축유닛에 의해 냉매가 압축되는 과정에서 구동유닛과 압축유닛의 습동부에는 상기 오일저장공간의 오일이 공급되어 과도한 마찰작용을 억제하게 되는데, 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상기 회전축(1)에는 오일저장공간(2)의 오일을 구동유닛과 압축유닛의 습동부로 공급하기 위한 오일유로(2)가 형성되고, 오일저장공간(5) 쪽으로 연장되는 상기 회전축(1) 하단의 편심축부(3)에는 회전축(1)의 회전에 따른 원심력을 통해 오일저장공간(5)의 오일을 오일유로(2)로 픽업시키기 위한 오일픽업부재(4)가 설치된다. 참고로 미설명 부호 6 은 회전축(1)을 회전 가능하게 지지하도록 설치된 저널베어링이다.
여기서 오일픽업부재(2)는 폄심축부(3)에 압입되도록 마련된 상부의 압입부(4a)와, 오일픽업작용을 위해 오일저장공간(5)의 오일유면에 잠기도록 하부에 마련된 픽업부(4b)를 구비하게 되는데, 상기 픽업부(4b)는 하단이 회전축(1)의 축심(C)에 근접하도록 압입부(4a)의 하단으로부터 꺾이게 되며 통상 외측으로 볼록해지도록 소정의 곡률을 구비하게 된다.
따라서 냉매의 압축작용시 회전축(1)이 회전하게 되면, 오일저장공간(5)의 오일은 원심력에 의해 상기 오일픽업부재(4)를 따라 상부로 픽업되어 오일유로(2)로 전달되고, 오일유로(2)로 전달된 오일은 오일유로(2)를 따라 압축유닛과 구동유닛의 각 습동부로 공급되어 윤활작용을 수행하게 된다.
그리나 이러한 종래 밀폐형 압축기는 상기 오일픽업부재(4)의 픽업부(4b) 하단 중심이 회전축(1)의 축심(C) 외측에 위치되어 있기 때문에, 회전축(1)의 회전시 오일픽업부재(4)의 픽업부(4b)가 오일저장공간(5)의 오일 유면을 크게 휘젓게 되는 문제점이 있었다.
또 오일픽업부재(4)의 회전시 픽업부(4b) 바깥 쪽의 오일유면에는 픽업부(4b) 외측의 형상과 대응하는 형상의 소용돌이가 형성되는데, 이러한 종래 밀폐형 압축기의 오일픽업부재(4)는 픽업부(4b)가 외측으로 볼록하게 소정의 곡률을 구비하도록 마련되기 때문에, 이렇게 외측으로 볼록해진 부분만큼 픽업부(4b) 외측에 형성되는 소용돌이도 이에 따라 보다 크게 형성되는 문제점이 있었다.
따라서 종래 밀폐형 압축기는 이러한 오일픽업부재의 구조로 인해 오일픽업 부재에 의한 오일픽업작용시 오일유면의 오일이 과도하게 비산되고 큰 소용돌이를 형성하게 되면서 4-5KHz의 비교적 큰 소음이 유발되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 오일픽업부재의 구조를 개선하여 오일픽업작용에 따른 소음을 보다 효과적으로 줄일 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 저면에 오일저장공간이 형성된 밀폐용기 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 상기 압축유닛으로 전달하고 상기 오일저장공간의 오일을 상기 압축유닛과 구동유닛의 습동부로 안내하는 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축의 하단에 편심되도록 마련된 편심축부와, 상기 오일저장공간의 오일을 상기 오일유로로 픽업시키기 위해 상기 편심축부 하단에 결합되는 오일픽업부재를 구비하고, 상기 오일픽업부재는 상기 편심축부에 결합되도록 상기 회전축의 길이방향과 평행하게 마련된 상부의 압입부와, 상단과 하단 사이가 일직선 형태를 유지하면서 하단 중심이 상기 회전축의 축심과 일치되도록 상기 압입부의 하부로부터 꺾여 밴딩되는 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부용기(10a)와 하부용기(10b)가 결합되어 형성되는 밀폐용기(10)와, 이러한 밀폐용기(10) 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축이 수행되도록 하는 압축유닛(20)과, 냉매의 압축에 따른 압축구동력을 제공하는 구동유닛(30), 그리고 구동유닛(30)의 구동력을 압축유닛(20)으로 전달하도록 구동유닛(30)과 압축유닛(20)을 연결하는 회전축(40)을 구비한다.
상기 구동유닛(30)과 압축유닛(20)은 프레임(50)을 통해 밀폐용기(10) 내부에 설치되는데, 먼저 구동유닛(30)은 프레임(50)의 상부 외곽 측에 고정된 고정자(31)와, 이 고정자(31)의 내부에 이격 설치되어 고정자(31)와 전자기적으로 상호작용하여 회전하게 되는 회전자(32)를 구비한다. 여기서 회전자(32)의 중심에는 상기 회전축(40)의 상부가 압입되어 회전자(32)와 함께 회전하도록 마련되고, 회전자(32) 하부쪽 회전축(40)은 프레임(50) 중앙에 설치되는 저널베어링(60)을 통해 회전 가능하게 지지된다.
그리고 압축유닛(20)은 프레임(50) 하부 일측에 프레임(50)과 일체로 형성되는 것으로 냉매 압축을 위한 압축실(21a)을 형성하는 실린더(21)와, 압축실(21a) 내부에서 직선왕복운동하며 냉매의 압축작용을 수행하는 피스톤(22)과, 압축실(21a)을 밀폐시키도록 실린더(21) 일측에 결합되며 냉매흡입실(23a)과 냉매토출실(23b)이 상호 구획되게 형성된 실린더헤드(23)와, 실린더(21)와 실린더헤드(23) 사이에 마련되며 냉매흡입실(23a)로부터 압축실(21a)로 흡입되거나 압축실(21a)로부터 냉매토출실(23b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치(24)로 구 성된다.
또 상기 프레임(50) 하부 중앙의 회전축(40) 하단은 편심회전하도록 마련된 편심축부(41)를 형성하고, 이러한 편심축부(41)와 피스톤(22) 사이에는 편심축부(41)의 편심회전운동이 피스톤의 직선운동으로 전환되도록 하는 커넥팅로드(25)가 연결된다.
이와 같이 구성되는 밀폐형 압축기는 전원 인가에 따른 고정자(31)와 회전자(32) 간의 전자기적인 상호작용에 의해 회전자(32)와 함께 회전축(40)이 회전하게 되면, 커넥팅로드(25)를 통해 편심축부(41)와 연결된 피스톤(22)이 압축실(21a) 내부에 직선왕복운동을 하게 되고, 이를 통해 밀폐용기(10) 외부로부터 실린더헤드(23)의 냉매흡입실(23a)로 유입된 냉매는 압축실(21a)로 전달되어 압축실(21a) 내부에서 압축되고, 이렇게 압축실(21a)에서 압축된 냉매는 다시 실린더헤드(23)의 냉매토출실(23b)로 토출된 후 밀폐용기(10) 외부로 토출된다. 그리고 이러한 과정이 반복진행되며 밀폐형 압축기를 통한 냉매의 압축작용이 이루어진다.
한편, 밀폐용기(10) 내부의 각종 마찰 습동부 즉 상기 회전축(40)과 저널베어링(60) 사이나 커넥팅로드(25)와 피스톤(22) 사이 등에는 밀폐형 압축기의 구동시 마찰에 의한 고열과 함께 마모가 발생하게 되는데, 밀폐형 압축기는 이러한 마찰 습동부의 윤활 및 냉각을 목적으로 하는 윤활구조를 갖는다.
상세히 설명하면, 밀폐용기(10)의 저부에는 소정량의 오일이 저장되도록 오일저장공간(11)이 형성되고, 회전축(40)에는 오일저장공간(11)의 오일을 상기 습동부로 안내하기 위한 오일유로(42)가 형성되며, 편심축부(41)의 하단에는 회전 축(40)의 회전시 원심력에 의해 상기 오일저장공간(11)의 오일을 상기 오일유로(42)로 흡상시키기 위한 관형상의 오일픽업부재(70)가 설치된다.
이중 오일유로(42)는 편심부(41) 내부에 형성되는 오일홀(42a)과, 오일홀(42a)과 통하도록 저널베어링(50) 쪽 회전축(40)의 외주에 나선형상을 취하도록 마련된 오일그루브(42b)를 포함하여 구성된다. 참고로 상기 오일홀(42a)은 커넥팅로드(25) 쪽으로 분기되고, 상기 커넥팅로드(25) 내부에도 상기 오일홀(42a)에서 분기되어 전달된 오일을 피스톤(22) 쪽으로 전달시키기 위한 유로가 가공된다.
또 도 3을 함께 참고하면, 상기 오일픽업부재(70)는 상단을 통해 폄심축부(41)의 오일홀(42a)에 압입되도록 마련된 상부의 압입부(71)와, 오일픽업작용을 위해 오일저장공간(11)의 오일유면에 잠길 수 있도록 하부에 마련된 픽업부(72)를 구비하게 되는데, 상기 픽업부(72)는 압입부(71)의 하단으로부터 회전축(40)의 축심(C) 쪽으로 밴딩되어 꺾인 형태를 취하게 되며, 이러한 오일픽업부재(70)의 내부는 상기 오일홀(42a)과 통하게 된다. 여기서 상기 압입부(71)는 편심축부에 압입되기 용이하도록 상기 회전축(40)의 축심(C)과 평행하게 마련된다.
따라서 냉매의 압축작용을 수행하기 위해 상기 회전축(40)이 회전하면서 원심력이 발생하게 되면, 오일저장공간(11)의 오일은 오일픽업부재(70)를 거쳐 상부로 흡상되고, 상부로 흡상된 오일은 오일유로(42)를 따라 상기 각 습동부로 전달되어 습동부의 윤활 및 냉각작용을 수행하게 된다.
한편, 본 실시예에 있어서, 상기 픽업부(72)는 하단 중심이 회전축(40)의 축심(C)과 일치되도록 마련되고, 픽업부(72)의 상단과 하단 사이는 일직선 형태를 취 하도록 마련된다.
이중 먼저 상기 픽업부(72)의 하단 중심을 회전축(40)의 축심(C)과 일치시킨 것은 오일픽업작용에 따라 회전하는 픽업부(72)의 회전중심이 회전축(40)의 축심(C)과 일치되도록 하여 픽업부(72)가 오일유면을 크게 휘젓지 못하도록 하기 위한 것이며, 상기 픽업부(72)의 상단과 하단 사이가 일직선 형태를 취하도록 한 것은 픽업부(72) 상단과 하단 사이가 외측으로 돌출되지 않도록 하여 픽업부(72) 바깥 쪽 오일유면에 픽업부(72) 외측 형상과 대응하도록 형성되는 소용돌이의 크기가 줄어들도록 하기 위한 것이다.
따라서 이러한 구조의 오일픽업부재(70)를 통해 오일픽업작용을 수행하게 되면, 종래에 비해 픽업부(72)가 오일유면을 휘젓게 되는 것이 억제되고 픽업부(72) 바깥 쪽 오일유면에 형성되는 소용돌이 크기가 줄어들게 되면서 오일저장공간(11)의 오일비산량이 저감되고, 이에 따라 오일유면이 보다 안정된 상태에서 오일픽업작용이 수행되어 오일픽업부재의 오일픽업작용에 따른 소음을 보다 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
물론 이보다 다소 미흡할 수는 있겠으나, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 오일픽업부재(70)는 픽업부(72)의 하단 중심이 회전축(40)의 축심(C)과 일치되도록 한 구조와, 픽업부(72)의 상단과 하단 사이가 일직선 형태를 취하도록 한 구조 중 어느 하나의 구조만을 픽업부(72)에 적용하더라도 오일픽업작용에 따른 소음이 줄어들도록 하는 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다.
또한 이와 같이 오일픽업부재(70)의 픽업부(72) 하단 중심이 회전축(40)의 축심(C)에 일치된 상태에서는 오일픽업부재(70)에 의한 오일펌핑력 또한 증가하게 된다.
상세히 설명하자면, 오일픽업부재(70)에 의한 오일펌핑력은 오일유면에 잠기게 되는 픽업부(72) 상부와 하부 사이에서 발생하는 원심력에 따른 압력차에 의해 형성되는데, 다음은 이러한 압력차이를 나타낸 공식이다.
P1 - P2 = (ρ/2)ω2cos2θ(r22-r12)
여기서 P1과 P2는 각각 픽업부(72) 하부 쪽과 상부 쪽에서의 압력값이고, r1과 r2는 각각 회전축(40) 축심(C)으로부터 픽업부(72) 하부 쪽과 상부 쪽까지의 거리를 나타낸 것이다. 또 ρ는 오일저장공간(11)의 오일의 밀도를, ω는 회전축(40)의 각속도를 나타낸 것이고, θ는 픽업부(72)의 기울기를 나타낸 것이다.
이중 ρ와 ω는 오일픽업부재(70)의 구조와 상관이 없는 인자이므로, 오일픽업부재(70)의 구조와 상관이 있는 인자는 θ 및 r22-r12 값이 되고, 이중 θ 값은 작을수록 그리고 r22-r12 값은 클 수록 픽업부(72) 하부와 상부 사이의 압력차가 커지면서 오일펌핑력이 커지게 된다.
따라서 종래 픽업부(4b)와 본 실시예에 따른 픽업부(72)의 구조를 대비하여 도시한 도 4와 같이, 본 실시예에 따른 픽업부(72)는 하단의 중심이 회전축(40)의 축심(C)에 일치됨에 따라 기울기가 낮아지게 되면서 상기 θ 값은 종래에 비해 상대적으로 작아지게 되고, 상기 r1값이 줄어들게 됨에 따라 상기 r22-r12 값은 종래 에 비해 상대적으로 커지기 때문에, 종래에 비해 오일픽업부재(70)의 오일펌핑력에 있어서도 더욱 효과적이게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 오일픽업부재에서 오일저장공간에 잠기도록 형성되어 회전축의 축심 쪽으로 꺾이게 되는 픽업부의 하단 중심이 회전축의 축심과 일치되고, 픽업부의 상단과 하단 사이가 일직선 형태를 취하도록 마련된다.
따라서 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 오일픽업작용에 따라 회전하는 픽업부의 회전중심이 회전축의 축심과 일치되면서 픽업부가 오일유면을 크게 휘젓지 못하게 되고, 픽업부 상단과 하단 사이가 외측으로 돌출되지 않게 되어 픽업부 바깥 쪽 오일유면에 픽업부 외측 형상과 대응하도록 형성되는 소용돌이 크기가 줄어들게 되며, 이에 따라 오일저장공간의 오일비산량이 감소하고 오일유면이 보다 안정된 상태에서 픽업부가 회전하게 되면서 오일픽업작용시 발생하는 소음을 보다 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 저면에 오일저장공간이 형성된 밀폐용기 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 상기 압축유닛으로 전달하고 상기 오일저장공간의 오일을 상기 압축유닛과 구동유닛의 습동부로 안내하는 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축의 하단에 편심되도록 마련된 편심축부와, 상기 오일저장공간의 오일을 상기 오일유로로 픽업시키기 위해 상기 편심축부 하단에 결합되는 오일픽업부재를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,
    상기 오일픽업부재는 상기 편심축부에 결합되도록 상기 회전축의 길이방향과 평행하게 마련된 상부의 압입부와, 하단 중심이 상기 회전축의 축심과 일치되도록 상기 압입부의 하부로부터 꺾여 밴딩되는 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  2. 저면에 오일저장공간이 형성된 밀폐용기 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 상기 압축유닛으로 전달하고 상기 오일저장공간의 오일을 상기 압축유닛과 구동유닛의 습동부로 안내하는 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축의 하단에 편심되도록 마련된 편심축부와, 상기 오일저장공간의 오일을 상기 오일유로로 픽업시키기 위해 상기 편심축부 하단 에 결합되는 오일픽업부재를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,
    상기 오일픽업부재는 상기 편심축부에 결합되도록 상기 회전축의 길이방향과 평행하게 마련된 상부의 압입부와, 상단과 하단 사이가 일직선 형태를 유지하면서 상기 압입부의 하부로부터 상기 회전축의 축심 쪽으로 꺾여 밴딩되는 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  3. 저면에 오일저장공간이 형성된 밀폐용기 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 전달받아 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 상기 구동유닛의 구동력을 상기 압축유닛으로 전달하고 상기 오일저장공간의 오일을 상기 압축유닛과 구동유닛의 습동부로 안내하는 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축의 하단에 편심되도록 마련된 편심축부와, 상기 오일저장공간의 오일을 상기 오일유로로 픽업시키기 위해 상기 편심축부 하단에 결합되는 오일픽업부재를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,
    상기 오일픽업부재는 상기 편심축부에 결합되도록 상기 회전축의 길이방향과 평행하게 마련된 상부의 압입부와, 상단과 하단 사이가 일직선 형태를 유지하면서 하단 중심이 상기 회전축의 축심과 일치되도록 상기 압입부의 하부로부터 꺾여 밴딩되는 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
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