KR20120076133A - 밀폐형 압축기 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일측면에 의하면, 일측이 개방된 원통 형태를 가지며, 개방단과 폐쇄단이 서로 결합되는 제1 및 제2 쉘; 상기 제1 쉘의 내주면에 고정되는 고정자; 상기 고정자의 하측에 배치되고, 상기 제1 쉘의 내주면에 고정되는 하부 프레임; 일측이 상기 제1 쉘에 고정되고, 타측이 상기 하부 프레임에 고정되는 고정축; 상기 고정축의 축방향으로 지지되며, 상기 고정축에 대해서 회전가능하게 장착되는 압축기구부; 상기 압축기구부의 외측에 결합되며, 상기 고정자와 대향하는 회전자; 상기 하부 프레임의 개방단을 밀봉하는 하부 캡; 및 상기 고정축에 지지되며 상기 제1 및 제2 쉘에 의해 생성되는 공간 내에 배치되는 어큐뮬레이터;를 포함하는 밀폐형 압축기가 제공된다.

Description

밀폐형 압축기 및 그의 제조방법{HERMETIC COMPRESSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 밀폐형 압축기 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 밀폐된 쉘의 내부 공간에 모터와 압축유닛이 구비되는 압축기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐된 쉘(shell)의 내부공간에 구동력을 발생하는 구동모터와 그 구동모터에 결합되어 작동하면서 냉매를 압축하는 압축유닛이 함께 설치되어 있다. 그리고 상기 밀폐형 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 스크롤식, 로터리식, 진동식 등으로 구분할 수 있다. 상기 왕복동식과 스크롤식 그리고 로터리식은 구동모터의 회전력을 이용하는 방식이고, 상기 진동식은 구동모터의 왕복운동을 이용하는 방식이다.

상기와 같은 밀폐형 압축기 중에서 회전력을 이용하는 밀폐형 압축기의 구동모터에는 크랭크축이 구비되어 그 구동모터의 회전력을 압축유닛에 전달하도록 구성되어 있다. 예컨대, 상기 로터리식 밀폐형 압축기(이하, 밀폐형 압축기)의 구동모터는 상기 쉘에 고정되는 고정자와, 상기 고정자에 일정 공극을 두고 삽입되어 상기 고정자와의 상호작용으로 회전하는 회전자와, 상기 회전자에 결합되어 함께 회전을 하면서 상기 구동모터의 회전력을 상기 압축유닛에 전달하는 크랭크축으로 이루어져 있다. 그리고 상기 압축유닛은 압축공간을 형성하는 실린더와, 그 실린더의 압축공간을 흡입실과 토출실으로 분리하는 베인과, 상기 베인을 지지하는 동시에 상기 실리더와 함께 압축공간을 형성하는 복수 개의 베어링부재로 이루어져 있다. 상기 베어링부재는 상기 구동모터의 일측에 배치되거나 또는 양측에 각각 배치되어 상기 크랭크축이 실린더에 대해 회전할 수 있도록 축방향과 반경방향으로 지지하고 있다.

그리고 상기 쉘의 일측에는 상기 실린더의 흡입구에 연결되어 그 흡입구로 흡입되는 냉매를 가스냉매와 액냉매로 분리하여 가스냉매만 압축공간으로 흡입되도록 하는 어큐뮬레이터가 설치되어 있다.

상기 어큐뮬레이터는 압축기의 용량 또는 냉동시스템의 용량에 따라 그 용량이 결정되어 상기 쉘의 외부에서 밴드 또는 클램프 등으로 고정되고 엘(L)자 모양의 흡입관으로 상기 실린더의 흡입구에 연통되어 쉘에 고정되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 밀폐형 압축기의 경우에는, 상기 어큐뮬레이터가 쉘의 외부에 설치됨에 따라 상기 어큐뮬레이터를 포함한 압축기의 크기가 커지고 이로 인해 압축기를 채용하는 전기제품의 크기가 커지게 되는 문제점이 있었다.

또, 종래의 밀폐형 압축기는, 상기 어큐뮬레이터가 쉘의 외곽에서 별도의 흡입관으로 연결됨에 따라 상기 쉘의 조립과 어큐뮬레이터의 조립이 분리되어 압축기의 조립공수가 증가하면서 조립공정이 복잡하게 되는 것은 물론, 상기 어큐뮬레이터의 양측을 냉매관으로 쉘에 연결함에 따라 연결부위가 증가하여 냉매가 누설될 가능성이 증가하는 문제점도 있었다.

또, 종래의 밀폐형 압축기는, 상기 어큐뮬레이터가 상기 쉘의 외곽에 설치됨에 따라 상기 압축기가 차지하는 면적이 증가하게 되고, 이로 인해 상기 압축기를 냉동사이클장치의 실외기 등에 장착하는 경우 실외기의 설계 자유도를 제한하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 어큐뮬레이터를 포함하면서도 용이하게 제조가 가능한 압축기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

또한, 본 발명은 어큐뮬레이터를 포함하면서도 용이하게 압축기를 제조할 수 있는 압축기의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 일측이 개방된 원통 형태를 가지며, 개방단과 폐쇄단이 서로 결합되는 제1 및 제2 쉘; 상기 제1 쉘의 내주면에 고정되는 고정자; 상기 고정자의 하측에 배치되고, 상기 제1 쉘의 내주면에 고정되는 하부 프레임; 일측이 상기 제1 쉘에 고정되고, 타측이 상기 하부 프레임에 고정되는 고정축; 상기 고정축의 축방향으로 지지되며, 상기 고정축에 대해서 회전가능하게 장착되는 압축기구부; 상기 압축기구부의 외측에 결합되며, 상기 고정자와 대향하는 회전자; 상기 하부 프레임의 개방단을 밀봉하는 하부 캡; 및 상기 고정축에 지지되며 상기 제1 및 제2 쉘에 의해 생성되는 공간 내에 배치되는 어큐뮬레이터;를 포함하는 밀폐형 압축기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는, 압축기의 밀폐용기를 복수 개의 쉘로 구성하고, 그 중 하나의 쉘에 대하여 고정축이 고정되도록 함으로써 고정축이 밀폐용기 전체를 가로지르는 경우에 비해서 센터링 작업을 보다 용이하게 할 수 있게 된다.

여기서, 상기 어큐뮬레이터는 그 외주면이 상기 제2 쉘의 내주면으로부터 이격된 상태로 상기 고정축에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 어큐뮬레이터는 상기 제2 쉘과는 결합되지 않으므로 고정축의 센터링에 영향을 주지 않아 센터링 작업을 보다 용이하게 할 수 있다.

이때, 상기 어큐뮬레이터의 바닥면에는 원형 단면을 갖도록 돌출되는 부시부가 형성될 수 있고, 상기 부시부의 내부에 상기 고정축이 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 고정축은 상기 부시부와 직접 결합될 수도 있지만, 일측이 제1 쉘의 폐쇄단에 결합되고 타측이 상기 부시부에 삽입되며, 내부에 상기 고정축이 삽입되는 고정 부시를 추가적으로 포함하고 이를 통해서, 고정축이 간접적으로 상기 부시부에 결합되도록 할 수도 있다.

이때, 상기 고정 부시는 상기 제1 쉘과 결합되는 플랜지부; 및 상기 플랜지부의 중심부에 위치하며 제1 쉘을 관통하여 상기 부시부 내로 삽입되는 축지지부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 부시부의 외경은 상기 제1 쉘에 형성되는 관통공의 내경보다 작게 형성되어, 가공 공차를 흡수할 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 상기 부시부 내면에는 실링 고정구가 장착되고, 상기 실링 고정구의 내면에는 상기 고정축과 접하는 실링이 삽입고정될 수 있다.

한편, 상기 고정축의 단부에 장착되어 상기 어큐뮬레이터의 내부 공간으로 연장되는 연장관을 추가적으로 포함할 수 있다. 이를 통해서, 고정축의 길이를 연장관에 해당되는 만큼 축소하여 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고정축의 가공 오차 및 변형도 감소시킬 수 있다.

상기 연장관의 내경은 상기 고정축의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 연장관의 내경을 확대하여 유입되는 냉매에 대한 흐름 저항을 줄일 수 있으면서도, 고정축의 내경을 확장하는 경우에 비해서 중량 증가를 최소화할 수 있게 된다.

한편, 상기 고정자의 저면과 하부 프레임의 상단부가 서로 접하도록 할 수 있다. 이를 통해, 고정자가 하부 프레임의 상단부에 의해서 보다 안정적으로 지지될 수 있고, 조립 과정에서도 고정자의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 하부 프레임의 상단부에 고정자를 안착시키는 단계; 상기 고정자와 회전자가 소정 간격을 유지한 상태에서, 회전자 조립체가 결합된 고정축의 일단을 상기 하부 프레임에 고정하는 단계; 고정축이 결합된 상기 하부 프레임과 고정자를 일측이 개방된 원통형의 제1 쉘 내부에 고정하는 단계; 상기 고정축의 타단을 상기 제1 쉘의 폐쇄단에 고정하는 단계; 상기 제1 쉘의 개방단에 하부 캡을 결합하는 단계; 상기 고정축의 외주면에 어큐뮬레이터를 결합하는 단계; 상기 제1 쉘의 폐쇄단에 제2 쉘의 개방단이 마주하는 상태로 제1 및 제2 쉘을 결합하는 단계; 및 상기 제2 쉘의 폐쇄단을 관통하여 상기 어큐뮬레이터의 내부와 연통되는 흡입관을 고정하는 단계;를 포함하는 밀폐형 압축기의 제조방법이 제공된다.

여기서, 상기 고정자와 회전자 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 하기 위해서, 고정자를 하부 프레임에 안착시킨 후에 고정자의 내측에 갭 유지구를 삽입하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정축이 고정 부시에 의해 간접적으로 장착되는 경우에는 하부 프레임을 제1 쉘의 내부에 고정하기 전에, 제1 쉘의 폐쇄단에 고정 부시를 설치하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부 프레임과 고정자를 제1 쉘에 고정하는 단계에서, 상기 하부 프레임과 고정자는 동시에 상기 제1 쉘 내부에 열박음되어 고정되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 제조방법.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 내주면에 고정자가 고정설치되는 밀폐용기; 회전자의 내측에 설치된 압축기구부를 회전가능하도록 축방향으로 지지하는 고정축; 상기 밀폐용기 내에서 상기 고정축을 지지하는 상부 지지부재 및 하부 지지부재; 및 상기 상부 지지부재 보다 상측에서 상기 고정축에 고정되며, 상기 밀폐용기의 내부 공간과 차단되는 공간을 갖는 어큐뮬레이터;를 포함하고, 상기 어큐뮬레이터의 외주면은 상기 밀폐용기의 내면으로부터 이격되어 배치되는 밀폐형 압축기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 어큐뮬레이터가 고정축에 고정됨과 동시에 밀폐용기의 내부 공간으로부터 이격되어 위치하므로, 밀폐용기에 대한 고정축의 센터링 작업시에 어큐뮬레이터가 고정축의 위치에 영향을 미치지 않으므로 센터링 작업을 보다 용이하게 할 수 있다.

여기서, 상기 상부 지지부재 및 하부 지지부재는 상기 밀폐용기의 내부를 구획하는 원판 형태를 가질 수 있다.

그리고, 상기 밀폐용기는 적어도 2개의 부재가 서로 결합되어 밀폐된 내부 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 어큐뮬레이터의 내측으로 상기 고정축이 관통되어 삽입되고, 상기 고정축이 삽입된 상태에서 상기 어큐뮬레이터의 내부 공간은 상기 밀폐용기의 내부 공간과 차단되도록 할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 밀폐용기의 내부에 고정축을 설치하는 과정에서 센터링 작업을 보다 용이하게 할 수 있으므로 제조가 용이한 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일 실시예의 내부 구조를 도시한 단면도,
도 2는 도 1 중 B 부분을 확대하여 도시한 단면도,
도 3은 도 1에 따른 밀폐형 압축기에서 고정축과 압축유닛의 결합관계를 보인 단면도,
도 4는 도 1에 따른 밀폐형 압축기에서 고정축의 편심부를 보인 평면도,
도 5는 도 1에 따른 밀폐형 압축기에서 압축유닛을 보인 단면도,
도 6은 도 5에서 "II-II"선단면도,
도 7은 도 1에 따른 밀폐형 압축기에서 실린더와 회전자의 결합구조에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 다른 실시예의 내부 구조를 도시한 단면도,
도 9 내지 도 12는 상기 실시예를 제조하는 과정을 도시한 설명도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3에 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일 실시예가 도시되어 있다. 상기 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 실시예(100)는 일측이 폐쇄된 원통형의 상부쉘(110)을 포함하고 있고, 상기 상부쉘(110)의 하측으로 역시 일측이 폐쇄된 원통형의 하부쉘(120)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 상기 상부쉘(110)의 개방단에 상기 하부쉘(120)의 폐쇄단이 결합된다. 상기 하부쉘(120)의 폐쇄단은 나머지 부분에 비해서 직경이 축소되어, 상부쉘(110)이 결합된 경우에 상부쉘과 하부쉘의 외주면이 대략 일직선을 이룰 수 있도록 형성된다.

상술한 설명에서 폐쇄단이라는 용어는 전면이 완전히 개방된 개방단과 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 도시된 바와 같이 상기 상부쉘(110)이나 하부쉘(120)의 폐쇄단은 실제로 완전히 막힌 것은 아니며, 후술할 흡입관 등을 삽입하거나 냉매가 이동될 수 있는 다수의 홀이 형성되어 있다.

한편, 상기 하부쉘(120)의 개방단에는 하부캡(130)이 하부쉘(120)의 내주면에 접한 상태로 결합된다. 따라서, 상기 실시예에서는 상기 상부쉘(110), 하부쉘(120) 및 하부캡(130)에 의해서 하나의 밀폐용기가 형성된다. 이러한 밀폐용기의 내부공간에 회전력을 발생하는 구동모터(200)가 설치되고, 상기 구동모터(200)의 중심에는 상기 밀폐용기의 내부공간에서 고정되는 고정축(300)이 설치되며, 상기 고정축(300)에는 상기 구동모터(200)의 회전자(220)에 결합되어 회전하는 실린더(410)가 회전 가능하게 결합되고, 상기 밀폐용기의 내부공간에는 상기 내부공간과 분리되는 소정의 어큠공간(accum chamber)(501)이 구비되어 상기 고정축(300)에 결합되는 어큐뮬레이터(500)가 설치된다.

상기 어큐뮬레이터(500)는 상부하우징(510)과 하부하우징(520)이 서로 결합되어 하나의 구조체를 형성한 것으로서, 상기 상부 및 하부 하우징은 상기 상부쉘(110)의 내면으로부터 이격되어 배치된다. 그리고, 하부하우징(520)은 후술할 고정축에 결합되어 지지되며, 상부하우징(510) 및 상기 상부쉘(110)의 상단면을 관통하여 흡입관(102)이 설치된다. 따라서, 유입된 냉매는 상기 밀폐용기의 내부공간과 차단된 상태로 상기 어큠공간(501)으로 유입된다. 상기 어큠공간(501)은 압축될 냉매가 일시적으로 머무는 곳으로서, 상기 상부 및 하부 하우징에 의해 정의된다.

그리고, 상기 흡입관(102)으로부터 유입된 냉매 중에 포함된 액냉매를 포집하여 기화시키는 역할을 하게 된다. 이때, 상기 고정축(300)의 상단부 일부가 상기 하부하우징(520)의 저면에 형성된 부시부(522)에 삽입되어 고정된다. 그리고, 상기 고정축(300)의 상부에 연장관(330)이 장착되어 포집된 액냉매가 상기 고정축으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 상부쉘(110)의 측벽면에는 터미널(104)이 장착되는데, 상기 터미널(104)이 결합될 수 있도록 하기 위해서, 상기 하부 하우징(520)의 일측 하반부에는 터미널 장착부(524)가 함몰되게 형성된다. 상기 터미널(104)은 도 8에서와 같이 경우에 따라서는 상기 상부쉘(110)의 상측면에 설치될 수 있도록 할 수도 있다. 이 경우 상기 어큐뮬레이터(500)의 측벽면에 별도의 터미널 장착부가 형성될 필요가 없고, 후술할 실링부시(530)를 어큐뮬레이터(500)의 어큠공간(501) 내측에 수용되도록 배치하는 것이 상기 터미널(104)로 인해 압축기의 높이가 증가되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 고정축의 길이를 연장하여 동일한 역할을 수행하도록 할 수도 있지만, 연장관(330)을 설치하는 경우가 중량 및 가공비 절감측면에서 유리하다. 아울러, 고정축의 길이가 길어질수록 휨 강성이 감소되므로, 가급적 고정축을 짧게 하는 편이 유리하다.

그리고, 상기 부시부(522)가 상기 고정축(300)과 직접 접촉하도록 하는 예도 고려할 수 있지만, 냉매의 누설을 방지하기 위해서 양자 사이에 실링부시(530)를 설치한다. 상기 실링부시(530)의 내주면에는 상기 어큐뮬레이터(500)의 어큠공간(501)을 실링하기 위한 실링부재(532)가 구비된다. 상기 실링부재로는 오링 등을 사용할 수 있다.

한편, 상기 밀폐용기의 내부공간에는 회전력을 발생하는 구동모터(200)가 설치되고, 상기 구동모터(200)는 상기 고정축(300)을 중심으로 하여 상기 밀폐용기의 내부에 배치된다. 구체적으로, 상기 고정축(300)에는 상기 구동모터(200)의 회전자(220)에 결합되어 회전하는 실린더(410)가 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전자(220)와 대향하도록 배치되어 회전력을 생성하는 고정자(210)가 상기 하부쉘(120)의 내벽에 고정된다.

그리고, 상기 하부쉘(120)의 상부면에는 압축유닛(400)에서 토출된 냉매를 상기 상부쉘(110)에 삽입 고정되는 토출관(103)으로 안내하기 위한 연통구멍(122)이 형성되고, 상기 하부쉘(120)의 내면을 가로지르도록 설치되는 하부 프레임(140)에는 오일이 회수되도록 오일구멍(142)이 형성된다.

상기 하부 프레임은 상기 하부쉘(120)과 서로 결합되어 상기 고정축의 양단을 각각 지지하며, 그 내부에 상술한 구동모터(200) 및 압축유닛(400)이 배치된다. 그리고, 상기 고정축(300)은 일측이 상기 하부쉘의 상측면에 고정부시(160)를 통해서 간접적으로 결합되고, 타측은 상기 하부 프레임(140)에 관통되어 결합 고정된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부쉘(120)의 상단부에는 상기 고정축(300)이 내부에 삽입되는 고정부시(160)의 축수부(161)가 관통되도록 부시구멍(113)이 형성되고, 상기 부시구멍(113)의 주변에는 상기 고정부시(160)를 볼트(115)로 체결하기 위한 관통공(114)이 형성된다. 그리고 상기 고정부시(160)의 플랜지부(165)에는 상기 관통공(114)에 대응되도록 체결공(166)이 형성된다.

여기서, 상기 부시구멍(113)의 내경은 상기 축수부(161)의 외경보다 크게 형성되는 동시에 상기 관통공(114)의 직경은 체결공(166)의 직경보다 크게 형성되는 것이 상기 고정축(300)의 동심도를 맞춰 조립하는데 용이할 수 있다.

그리고 상기 구동모터(200)의 고정자(210)는 하부쉘(120)에 열박음으로 고정되고, 상기 고정자(210)의 하단에는 그 고정자(210)를 지지하는 동시에 상기 고정축(300)의 하단을 지지하는 상기 하부프레임(140)이 열박음으로 상기 하부쉘(120)에 고정된다. 따라서, 상기 고정축(300)이 결합되는 두 개의 지점이 밀폐용기 전체의 길이에 비해 상대적으로 짧아지므로 센터링 작업이 보다 용이해진다.

이제, 상기 압축유닛(400) 및 구동모터(200)에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 상기 구동모터(200)는 상기 본체밀폐용기(100)에 고정되는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전자(220)로 이루어진다.

상기 고정자(210)는 환형으로 형성되는 다수 장의 스테이터시트가 소정의 높이만큼 적층되고, 그 내주면에 구비되는 티스에는 코일(212)이 권선된다. 그리고 상기 고정자(210)는 상기 쉘(110)에 열박음되어 일체로 고정 결합되고, 그 고정자(210)의 저면에는 상기 하부프레임(140)의 선단면이 밀착되어 고정된다.

상기 회전자(220)는 상기 고정자(210)의 내주면에 일정 공극을 두고 배치되며 그 중앙에 실린더(410)가 일체로 결합된다. 상기 회전자(220)와 실린더(410)는 후술할 상부베어링 플레이트(이하, 상부베어링으로 약칭함)(420) 또는 하부베어링 플레이트(이하, 하부베어링으로 약칭함)(430)과 함께 볼트로 결합될 수도 있고, 상기 회전자(220)와 실린더(410)를 소결과 같은 공법을 이용하여 일체로 성형할 수도 있다.

도시된 바와 같이 상기 고정축(300)은 축방향으로 소정의 길이를 갖고 그 양단이 상기 하부쉘(120) 및 하부프레임(140)에 대해 고정되는 축부(310)와, 상기 축부(310)의 중간에서 반경방향으로 편심지게 확장되고 상기 실린더(410)의 압축공간(401)에 수용되어 그 압축공간(401)의 체적을 가변시키는 편심부(320)로 이루어진다. 여기서, 상기 축부(310)는 그 축중심이 상기 실린더(410)의 회전중심 또는 회전자(220)의 회전중심 또는 고정자(210)의 반경중심 또는 밀폐용기(100)의 반경중심과 일치하도록 형성되는 반면 상기 편심부(320)는 그 축중심이 상기 실린더(410)의 회전중심 또는 회전자(220)의 회전중심 또는 고정자(210)의 반경중심 또는 밀폐용기의 반경중심과 편심지도록 형성된다.

상기 축부(310)의 상단은 상기 어큐뮬레이터(500)의 어큠공간(501) 안으로 삽입되는 반면 상기 축부(310)의 하단은 상기 상부베어링(420)과 하부베어링(430)을 반경방향으로 지지하도록 그 상부베어링(420)과 하부베어링(430)을 축방향으로 관통하여 회전 가능하게 결합된다.

상기 축부(310)의 내부에는 그 상단이 상기 어큐뮬레이터(500)의 어큠공간(501)에 연통되어 상기 냉매흡입유로(301)를 이루는 제1 흡입안내구멍(311)이 축방향으로 소정의 깊이, 대략 편심부(320)의 하단까지 형성되고, 상기 편심부(320)에는 일단이 상기 제1 흡입안내구멍(311)과 연통되고 타단이 상기 압축공간(401)에 연통되어 상기 제1 흡입안내구멍(311)과 함께 냉매흡입유로(301)를 이루는 제2 흡입안내구멍(321)이 반경방향으로 관통 형성된다.

그리고, 상기 축부(310)의 상측, 정확하게는 상기 실링부시(530)의 표면과 대응되는 부위에는 상기 어큐뮬레이터(500)에 고인 오일을 압축공간(401)으로 회수하기 위한 배유공(313)이 상기 제1 흡입안내구멍(311)에 연통되도록 형성될 수 있다.

상기 편심부(320)는 도 4에서와 같이 소정의 두께를 갖는 원판 모양으로 형성되어 상기 축부(310)의 축중심에 대해 반경방향으로 편심지게 형성된다. 여기서, 상기 편심부(320)는 상기 고정축(310)이 밀폐용기에 고정 결합됨에 따라 상기 편심부(320)의 편심량은 압축기 용량에 따라 충분히 크게 형성될 수 있다.

그리고 상기 편심부(320)의 내부에는 상기 제1 흡입안내구멍(311)과 함께 냉매흡입유로(301)를 이루는 제2 흡입안내구멍(321)이 반경방향으로 관통 형성된다. 상기 제2 흡입안내구멍(321)은 도면에서와 같이 일직선으로 관통하여 복수 개가 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 상기 제1 흡입안내구멍(311)에 대해 한 쪽 방향으로만 관통하여 형성될 수도 있다.

그리고 상기 편심부(320)의 외주면에는 상기 제2 흡입안내구멍(321)을 통해 반경방향으로 안내되는 냉매가 후술할 롤러베인(440)의 흡입구(443)와 항상 연통될 수 있도록 흡입안내홈(322)이 환형으로 형성될 수 있다. 하지만, 상기 흡입안내홈(322)은 경우에 따라서는 상기 롤러베인(440)의 내주면에 형성될 수도 있고, 상기 롤러베인(440)의 내주면과 편심부(320)의 외주면에 모두 형성될 수도 있다. 그리고 상기 흡입안내홈(322)은 반드시 환형일 필요는 없고 원주방향으로 긴 원호형상으로 형성될 수도 있다.

상기 고정축(300)의 편심부(320)에는 상기 회전자(220)와 결합되어 함께 회전하면서 냉매를 압축하도록 압축유닛(400)이 결합된다. 도 5 및 도 6에서와 같이, 상기 압축유닛(400)은 실린더(410)와, 그 실린더(410)의 양측에 결합되어 함께 압축공간(401)을 형성하는 상부베어링(420) 및 하부베어링(430)과, 상기 실린더(410)와 편심부(320) 사이에 구비되어 압축공간(401)을 가변시키면서 냉매를 압축하는 롤러베인(440)으로 이루어진다.

상기 실린더(410)는 그 내부에 압축공간(401)이 형성되도록 환형으로 형성되고, 상기 실린더(410)의 회전중심은 상기 고정축(300)의 축중심과 일치하도록 설치된다. 그리고 상기 실린더(410)의 일측에는 상기 롤러베인(440)이 회전을 하면서 반경방향으로 미끄러질 수 있도록 삽입되는 베인슬롯(411)이 형성된다. 상기 베인슬롯은 롤러베인의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서와 같이, 후술할 롤러베인(440)의 롤러부(441)와 베인부(442)를 일체로 형성하고, 상기 베인부(442)가 베인슬롯(411)에서 회전운동을 할 수 있도록 상기 베인슬롯(411)에 회전부시(415)를 구비할 수도 있고, 상기 회전부시(415)를 생략하고 롤러부(441)와 베인부(442)가 회전 가능하게 결합하는 경우도 고려할 수 있다. 이 경우에는 상기 베인부(442)가 베인슬롯(411)에서 미끄럼운동을 할 수 있도록 상기 베인슬롯(411)은 미끄럼홈 형태로 형성될 수 있다.

그리고 상기 실린더(410)는 외주면이 상기 회전자(220)에 삽입되어 일체로 결합된다. 이를 위해, 상기 실린더(410)가 상기 회전자(220)에 압입될 수도 있고, 상기 상부베어링(420) 또는 하부베어링(430)에 체결볼트(402)(403)로 체결될 수도 있다.

여기서, 상기 실린더(410)와 회전자(220)가 하부베어링(430)에 의해 체결되는 경우에는 상기 하부베어링(430)의 외경이 상기 실린더(410)의 외경보다 크게 형성되는 반면 상기 상부베어링(420)의 외경은 상기 실린더(410)의 외경과 대략 동일하게 형성될 수 있다. 그리고 상기 하부베어링(430)에는 실린더(410)를 체결하기 위한 제1 관통공(437)과 회전자(220)를 체결하기 위한 제2 관통공(438)이 각각 형성된다. 상기 제1 관통공(437)과 제2 관통공(438)은 체결력을 높이기 위해 방사상 다른 선상에 형성될 수도 있지만 조립성을 고려하여 동일 선상에 형성될 수도 있다. 그리고 상기 하부베어링(430)을 통과하여 상기 실린더(410)의 일측면에 체결되는 체결볼트(402)와 상기 상부베어링(420)을 통과하여 상기 실린더(410)의 타측면에 체결되는 체결볼트(403)의 체결깊이는 서로 동일하게 형성될 수 있다.

한편, 상기 실린더(410)는 도 7에서와 같이 회전자(220)와 일체로 성형될 수 있다. 예를 들어, 상기 실린더(410)와 회전자(220)를 분말야금이나 다이캐스팅과 같은 공법을 통해 일체로 성형할 수 있다. 이 경우, 상기 실린더(410)와 회전자(220)는 동일 재질로 형성할 수도 있지만, 서로 다른 재질로 형성할 수도 있다. 상기 실린더(410)와 회전자(220)를 다른 재질로 형성할 경우에는 실린더(410)의 내마모성을 고려하여 그 실린더(410)는 회전자(220)에 비해 상대적으로 내마모성이 좋은 재질로 형성할 수 있다. 그리고 상기 실린더(410)와 회전자(220)가 일체로 형성될 경우에는 도 7에서와 같이 상기 상부베어링(420)과 하부베어링(430)은 실린더(410)의 외경과 동일하거나 작게 형성될 수 있다.

그리고, 도 6에서와 같이 상기 실린더(410)와 회전자(220) 사이의 결합력을 높일 수 있도록 상기 실린더(410)의 외주면와 회전자(220)의 내주면에는 각각 돌출부(412)와 홈부(221)(도면에서는 실린더에 돌출부가, 회전자에 홈부)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 실린더(410)의 돌출부(412)가 형성되는 원주각 범위에는 상기 베인슬롯(411)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 돌출부(412)와 홈부(221)는 복수 개가 형성될 수 있다. 상기 돌출부(412)와 홈부(221)가 각각 복수 개 형성되는 경우에는 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 것이 자속불균형을 해소할 수 있어 바람직할 수 있다.

상기 상부베어링(420)은 고정판부(421)의 상면 중앙에 상기 고정축(300)의 축부(310)를 반경방향으로 지지하는 축수부(422)가 소정의 높이만큼 상향 돌출되어 형성된다. 여기서, 상기 회전자(220)와 실린더(410) 그리고 상기 상부베어링(420)과 후술할 하부베어링(430)으로 이루어지는 회전체가 상기 고정축(300)의 축중심과 일치하는 회전중심을 갖게 되므로 상기 상부베어링(420)의 축수부(422) 길이 또는 후술할 하부베어링(430)의 축수부(432) 길이는 길게 형성하지 않아도 상기 회전체를 원활하게 지지될 수 있다.

상기 고정판부(421)는 원판모양으로 형성되어 상기 실린더(410)의 상면에 고정되고, 상기 축수부(422)는 축수구멍(423)이 축방향으로 관통 형성되어 상기 고정축(300)에 대해 회전 가능하게 결합된다. 상기 축수구멍(423)의 내주면에는 후술할 오일그루브가 나선형으로 형성된다.

상기 축수부(422)의 일측에는 상기 압축공간(401)과 연통되도록 토출구(425)가 형성되고, 상기 토출구(425)의 출구단에는 토출밸브(426)가 설치된다. 그리고 상기 메이베어링(420)의 상측에는 상기 토출구(425)를 통해 토출되는 냉매의 토출소음을 감쇄시키는 머플러(450)가 결합될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 구동모터(200)의 고정자(210)에 전원을 인가하여 상기 회전자(220)가 회전하면, 상기 회전자(220)에 상부베어링(420) 또는 하부베어링(430)으로 결합된 실린더(410)가 상기 고정축(300)에 대해 회전을 하게 된다. 그러면 상기 실린더(410)에 미끄러지게 결합되는 롤러베인(440)이 상기 실린더(410)의 압축공간(401)을 흡입실과 토출실으로 분리하면서 흡입력을 발생하게 된다.

그러면 상기 흡입관(102)을 통해 냉매가 어큐뮬레이터(500)의 어큠공간(501)으로 흡입되고, 이 냉매는 그 어큐뮬레이터(500)의 어큠공간(501)에서 가스냉매와 액냉매로 분리되어 가스냉매는 상기 고정축(300)의 제1 흡입안내구멍(311)과 제2 흡입안내구멍(321) 그리고 흡입안내홈(322)과 상기 롤러베인(440)의 흡입구(443)를 통해 상기 압축공간(401)의 흡입실으로 흡입된다. 상기 흡입실으로 흡입되는 냉매는 상기 실린더(410)가 회전을 지속함에 따라 상기 롤러베인(440)에 의해 토출실로 이동하면서 압축되어 상기 토출구(425)를 통해 쉘(110)의 내부공간(101)으로 토출되고, 이 밀폐용기(100)의 내부공간(101)으로 토출되는 냉매는 토출관(103)을 통해 냉동사이클 장치로 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다. 이때, 상기 하부베어링(430)은 상기 회전자(220)와 함께 고속으로 회전을 하면서 그 하부베어링(430)의 하단에 구비된 오일피더(460)가 상기 하부캡(130)의 오일을 펌핑하여 하부베어링(430)의 오일그루브(434), 하측 오일포켓(323), 오일통공(325), 상측 오일포켓(324) 그리고 상부베어링(420)의 오일그루브 등을 차례대로 거쳐 각각의 습동면에 공급하게 된다.

이제, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 상기 실시예의 조립 과정에 대해서 설명한다.

우선, 하부 프레임(140)의 상단면에 고정자(210)를 안착시켜 가조립한 후, 고정자의 내측으로 갭 유지구(600)를 삽입한다. 상기 갭 유지구(600)는 원판형의 베이스(602)의 상부면에 다수 개의 갭 라이너(604)가 구비된 형태를 가지며, 상기 갭 라이너(604)의 두께는 상기 고정자(210)와 회전자(220)가 유지해야 할 갭에 해당된다. 따라서, 상기 오일회수구멍(337)을 통해 삽입된 갭 라이너(604)는 회전자의 설치 과정에서 회전자가 상기 고정자에 대해서 정확한 간격을 유지할 수 있도록 한다.

그 후, 상기 회전자(220) 및 압축유닛(400)이 구비된 고정축(300)을 상기 하부 프레임(140)에 결합한다. 이때, 상기 갭 유지구(600)에 의해서 고정자와 회전자 사이의 간격은 의도한 간격을 유지하고 있으므로, 별도의 센터링 작업을 수행할 필요없이 하부 프레임(140)에 고정축을 직접 결합할 수 있다. 그 후, 상기 고정부시(160)를 고정축(300)의 상부에 설치한 후, 열박음 방식에 의해서 상기 고정자와 하부 프레임(140)을 함께 상기 하부쉘(120)에 결합한다. 이를 통해, 조립작업을 단순화할 수 있으며, 고정자가 하부 프레임에 의해 지지되므로 열박음 과정에서 고정자의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

열박음 작업이 완료되면, 상기 두 개의 볼트(115, 116)를 체결하여, 고정축의 상측을 하부쉘에 대해서 결합시킨 후, 상기 갭 유지구를 제거한다.

다음으로, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 순차적으로 하부캡(130), 어큐뮬레이터(500) 및 상부쉘(110)을 결합하여 완성하게 된다. 여기서, 상기 하부캡(130)과 상부쉘(110)은 원주 방향을 따라서 용접 작업을 수행하는 것에 의해 결합될 수 있다. 그리고, 상기 흡입관 및 토출관의 경우 상기 상부쉘 또는 상부하우징에 대해서 은납용접을 통해서 고정할 수 있다.

Claims (16)

1. 일측이 개방된 원통 형태를 가지며, 개방단과 폐쇄단이 서로 결합되는 제1 및 제2 쉘;
   상기 제1 쉘의 내주면에 고정되는 고정자;
   상기 고정자의 하측에 배치되고, 상기 제1 쉘의 내주면에 고정되는 하부 프레임;
   일측이 상기 제1 쉘에 고정되고, 타측이 상기 하부 프레임에 고정되는 고정축;
   상기 고정축의 축방향으로 지지되며, 상기 고정축에 대해서 회전가능하게 장착되는 압축기구부;
   상기 압축기구부의 외측에 결합되며, 상기 고정자와 대향하는 회전자;
   상기 하부 프레임의 개방단을 밀봉하는 하부 캡; 및
   상기 고정축에 지지되며 상기 제1 및 제2 쉘에 의해 생성되는 공간 내에 배치되는 어큐뮬레이터;를 포함하는 밀폐형 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 어큐뮬레이터는 그 외주면이 상기 제2 쉘의 내주면으로부터 이격된 상태로 상기 고정축에 결합되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 어큐뮬레이터의 바닥면에는 원형 단면을 갖도록 돌출되는 부시부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   일측이 제1 쉘의 폐쇄단에 결합되고 타측이 상기 부시부에 삽입되며, 내부에 상기 고정축이 삽입되는 고정 부시를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 고정 부시는 상기 제1 쉘과 결합되는 플랜지부; 및
   상기 플랜지부의 중심부에 위치하며 제1 쉘을 관통하여 상기 부시부 내로 삽입되는 축지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 부시부의 외경은 상기 제1 쉘에 형성되는 관통공의 내경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
7. 제3항에 있어서,
   상기 부시부 내면에는 실링 고정구가 장착되고, 상기 실링 고정구의 내면에는 상기 고정축과 접하는 실링이 삽입고정되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 고정축의 단부에 장착되어 상기 어큐뮬레이터의 내부 공간으로 연장되는 연장관을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 연장관의 내경은 상기 고정축의 내경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 고정자의 저면과 하부 프레임의 상단부가 서로 접하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
11. 하부 프레임의 상단부에 고정자를 안착시키는 단계;
    상기 고정자와 회전자가 소정 간격을 유지한 상태에서, 회전자 조립체가 결합된 고정축의 일단을 상기 하부 프레임에 고정하는 단계;
    고정축이 결합된 상기 하부 프레임과 고정자를 일측이 개방된 원통형의 제1 쉘 내부에 고정하는 단계;
    상기 고정축의 타단을 상기 제1 쉘의 폐쇄단에 고정하는 단계;
    상기 제1 쉘의 개방단에 하부 캡을 결합하는 단계;
    상기 고정축의 외주면에 어큐뮬레이터를 결합하는 단계;
    상기 제1 쉘의 폐쇄단에 제2 쉘의 개방단이 마주하는 상태로 제1 및 제2 쉘을 결합하는 단계; 및
    상기 제2 쉘의 폐쇄단을 관통하여 상기 어큐뮬레이터의 내부와 연통되는 흡입관을 고정하는 단계;를 포함하는 밀폐형 압축기의 제조방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 하부 프레임과 고정자를 제1 쉘에 고정하는 단계에서,
    상기 하부 프레임과 고정자는 동시에 상기 제1 쉘 내부에 열박음되어 고정되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 제조방법.
13. 내주면에 고정자가 고정설치되는 밀폐용기;
    회전자와 결합된 압축기구부를 회전가능하도록 축방향으로 지지하는 고정축;
    상기 밀폐용기 내에서 상기 고정축을 지지하는 상부 지지부재 및 하부 지지부재; 및
    상기 상부 지지부재 보다 상측에서 상기 고정축에 고정되는 어큐뮬레이터;를 포함하고,
    상기 어큐뮬레이터의 외주면은 상기 밀폐용기의 내면으로부터 이격되어 배치되는 밀폐형 압축기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 상부 지지부재 및 하부 지지부재는 상기 밀폐용기의 내부를 구획하는 원판 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
15. 제13항에 있어서,
    상기 밀폐용기는 적어도 2개의 부재가 서로 결합되어 밀폐된 내부 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 어큐뮬레이터의 내측으로 상기 고정축이 관통되어 삽입되고, 상기 고정축이 삽입된 상태에서 상기 어큐뮬레이터의 내부 공간은 상기 밀폐용기의 내부 공간과 차단되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.

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