KR870000135B1

KR870000135B1 - 콤프레사용 수평축 오일펌프

Info

Publication number: KR870000135B1
Application number: KR1019840006777A
Authority: KR
Inventors: 우드 마크따블유.
Original assignee: 테쿰세 프로덕츠 캄파니; 후레드 디. 랜달
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1987-02-12
Also published as: EP0147928B1; EP0147928A3; JPS6339797B2; KR850003947A; MX162760A; CA1221070A; AU3588284A; IN162764B; SU1482537A3; AU560777B2; ZA847737B; BR8405981A; DE3480728D1; EP0147928A2; JPS60119388A

Abstract

내용 없음.

Description

콤프레사용 수평축 오일펌프

제1도는 본 발명에 의한 실시형태의 하나를 보인 종 단면도.

제2도는 제1도 실시형태의 일부를 절개 표시한 정면도.

제3도는 제1도 실시형태의 크랭크샤프트의 정면도.

제4도는 제3도 크랭크샤프트의 평면도.

제5도는 제4도 크랭크샤프트의 측면도.

제6도는 제3도 크랭크샤프트에 형성된 나선요구의 부분확대 단면도.

제7도는 윤활유의 흐름을 보이기 위한 제1도 실시형태의 일부 절개 분해 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8 : 모우터 콤프레사 장치 12 : 하우징

24 : 배출구 30 : 개방부

42 : 크랭크케이스 46 : 오일통로

48 : 유조 52 : 크랭크샤프트

58 : 편심체 59 : 슬로트

62 : 로울러 84 : 소경부

86 : 환상쳄버 88,90 : 나선요구

96,98 : 측부 100,102 : 나선통로

본 발명은 오일펌프에 관한 것으로, 특히 수평 로타리 콤프레사에 사용하기 위한 수평축 오일펌프에 관한 것이다.

종래의 일부 콤프레사에 있어서는, 크랭크샤프트가 콤프레사 하우징에 수직으로 축설되거 그 하측 단부는 유조에 잠기게 되어 있다.

크랭크샤프트에는 나선요구가 형성되어 있으며, 모우터에 의하여 크랭크샤프트가 회전될 때에는 크랭크샤프트의 요구를 따라 오일이 공급되어 베어링과 다른 가동부품을 윤활시키도록 되었다. 일반적으로 크랭크샤프트의 하측 단부에는 나선요구를 따라 오일이 상향 공급되는 것을 돕기 위한 임펠러장치가 설치되어 있다.

오일이 수직으로 축설된 크랭크샤프트의 나선요구를 따라서 상측으로 공급되는 상기 콤프레사와는 다르게 수평 피스턴 또는 로타리 콤프레사의 크랭크샤프트는 이에 형성된 나선요구를 통하여 오일을 직접적으로 상승시킬 수 없게 되었다. 따라서 수평배치형의 콤프레사에 있어서는 베어링과 다른 가동부품을 정상적으로 윤활케하는 데는 많은 문제점이 있다.

이러한 수평 콤프레사가 현재 사용되고 있는 사실은 회전하는 수평 크랭크샤프트에 윤활유를 공급하기 위한 장치가 사용되고 있음을 나타내고 있으나, 베어링과 가동부품을 적절히 윤활시키는데 문제가 있을뿐 아니라 시동할 때 오일펌프가 스스로 오일을 끌어 올리는 것이 불가능한 문제점이 있다.

회전하는 수평 크랭크샤프트에 윤활유를 상향공급하기 위한 종래의 한 방법은 디스크 또는 플레이트를 크랭크샤프트에 취부하여 이와함께 회전케하고 디스크 또는 플레이트의 하측부가 유조내에 잠기도록 하는 방법을 이용하고 있다. 상기 디스크의 평면상 표면에는 환상요구가 형성되어 있어서 크랭크샤프트의 회전시에는 디스크가 유조를 통하여 회전하면서 환상요구에 윤활유를 실어 크랭크샤프트에 인접한 공간부 또는 챔버에 상향 공급하도록 되었다.

그리고 윤활유는 챔버로부터 일련의 통로를 통하여 크랭크샤프트에 공급되어 베어링을 윤활시킨다. 이러한 형태의 오일펌프에 있어서는 여러가지 결점이 있는바, 그 하나는 크랭크샤프트와 이에 결합된 베어링에 필요한 양의 윤활유를 공급할 수 없는 것이다.

다른 결점은 욕구가 형성된 디스크 및 크랭크샤프트와 베어리측으로 이어지는 오일통로를 갖는 크랭크케이스내의 챔버를 제작 또는 구비하는데 부가적으로 자재와 노동이 필요하게 되는 점이다.

수평 모우터-콤프레사에 사용되기 위한 다른 형태의 오일펌프로서는 유조내에 배치되고 크랭크샤프트의 여러 축방향 점에서 접촉하는 심지장치(wick device)를 이용한 것이 있다. 이 심지장치는 유조로부터 오일을 상측으로 빨아올려 크랭크샤프트와 베어링에 공급한다.

이러한 형태의 오일 공급장치가 갖는 명백한 결점은 장기간 사용중에 심지가 크랭크샤프트로부터 수축하여 줄어들므로서 크랭크샤프트와 베어링의 윤활이 적절히 이루어지지 않는다는 것이다.

또한 심지로부터 분리된 부스러기가 오일통로를 폐쇄하고 가동부품 사이에 끼여 정상적인 가동이 이루어지지 않게 되는 문제점도 있다.

그외의 다른 형태의 수평 콤프레사에 있어서는, 크랭크케이스의 일부가 유조내에 잠기고 유조로부터 크랭크샤프트의 편심소경부(偏心小徑部)와 크랭크케이스 사이에 형성된 챔버측으로 상향 연장된 오일통로를 형성하도록 되었다. 크랭크샤프트이 회전으로 크랭크케이스의 통로를 통하여 오일이 상측으로 흡인되어 챔버내로 공급되고 이로부터 크랭크샤프트에 형성된 축방향 연장통로로 공급된다. 이러한 형태의 오일펌프가 갖는 문제점의 하나는 챔버와 연통된 축방향 연장통로가 베어링의 윤활에 필요한 양의 윤활유를 크랭크샤프트를 따라 효과적으로 공급할 수 있는 정도로 회전크랭크샤프트의 원심력을 충분히 이용하지 못한다는 점이다.

수평축 콤프레사에 사용하는 또 다른 형태의 오일펌프에 있어서는, 축의 중심부 직경이 크고 양단부측을 향하여 협소하게 되면서 직경이 점차 적어지도록 경사진 것이었다. 중앙부측의 확장부에 있는 각 경사면에는 한쌍의 대향된 나선요구가 형성되어 그 외단부가 오일 공급원과 연통되어 있다. 축과 이에 형성된 나선요구의 회전시 오일은 요구를 따라서 축방향 내측으로 축의 중앙에 공급되어 이를 윤활시킨다. 이러한 형태의 오일펌프가 갖는 하나의 결점은 회전하는 수평축의 단부 높이와 동일한 높이에 오일공급원이 배치되어야 하는 것이다. 실제로 모든 수평 로타리 콤프레사에 있어서, 크랭크샤르트는 콤프레사 하우징내에 있는 유조의 표면 상부에 배치된다.

전술한 바와같이, 아직까지는 크랭크샤프트를 향하여 상측으로 윤활유를 효율적으로 공급하여 크랭크샤프트를 따라서 수평이로 이동케하므로서 베어링과 다른 가동부품을 적절히 윤활시키며 또한 스스로 윤활유를 빨아올릴 수 있는 특성을 갖는 수평 모우터-콤프레사 장치용 오일펌프에 대한 필요성이 있음을 알수 있다.

본 발명의 수평축 오일펌프는 크랭크샤프트를 향하여 상측으로 윤활유를 공급하기 위한 어떠한 형태의 디스크나 심지장치를 사용하지 않고 그 대신에 오일이 담긴 유조내에 배치되는 크랭크케이스의 일부분에 유조와 연통되면서 크랭크샤프트를 향하여 연장된 수직의 오일 통로를 배치하여서 된 것이다.

크랭크샤프트의 일부는 그 직경이 작게되고 있어 크랭크샤프트와 크랭크케이스 사이에서 크랭크케이스 통로와 연통되는 환상의 챔버를 형성한다. 크랭크샤프트가 회전시에는 이 환상의 챔버내에 저압영역이 형성되므로서 유조로부터 크랭크케이스의 오일통로를 통하여 상측으로 환상챔버에 윤활유를 흡인한다.

본 발명의 수평축 오일펌프에 의하면 베어링과 가동부품을 윤활시키기 위하여 수평 크랭크샤프트를 따라서 필요량의 윤활을 효과적으로 공급할 때 나타나는 종래 오일 펌프의 문제점을 해결할 수 있다. 즉 본 발명은 환상챔버의 대향면에 한쌍의 나선요구를 형성하여 이 요구가 크랭크샤프트와 크랭크케이스 사이에서 환상챔버와 연통되는 나선 통로를 형성하도록 하므로서 종래 오일펌프의 문제점을 해결하였다.

나선통로는 환상챔버로부터 양측 방향으로 윤활유를 공급할 수 있도록 대향되게 배설되어 있다. 수평크랭크샤프트의 회전시에 환상챔버내에 형성된 저압영역은 유조로부터 크랭크케이스의 통로를 통하여 환상챔버로 윤활유를 흡인한다. 그리고 이 윤활유는 크랭크샤프트의 각 나선통로를 따라서 공급되어 베어링과 다른 가동부품을 윤활케 한다.

각 나선요구의 크기는 베어링을 충분히 윤활시킬 수 있도록 적량의 윤활유가 유동될 수 있고 시동시에 펌프의 셀프-프라임(self-priming)기능, 즉 스스로 윤활유를 빨아올릴 수 있는 크기로 되어 있다.

본 발명의 한 실시형태에 있어서, 콤프레사는 유입구, 유출구 및 저면의 유조를 갖는 하우징으로 구성된다. 모우터-콤프레사 장치는 이 하우징내에 착설되고 유조에 연통된 수직통로를 갖는 크랭크케이스, 회전가능한 크랭크샤프트와 냉대 압축장치를 포함한다. 크랭크샤프트는 수평으로 배치되어 크랭크케이스내에 회전 가능하게 삽입되어 있으며, 크랭크샤프트와 크랭크케이스 사이에서 크랭크케이스의 통로와 연통되는 환상의 챔버를 형성하는 소경부(小徑部)를 갖는다.

또한 크랭크샤프트에는 나선 요구가 형성되어 환상챔버와 압축장치 사이에 나선통로를 형성한다. 크랭크샤프트의 회전시 환상챔버에는 저압영역이 형성되어 상측으로 크랭크케이스의 통로를 통하여 환상 챔버측으로 윤활유를 흡인하고 이로부터 윤활유를 크랭크샤프트를 따라서 나선통로를 통해 공급되어 크랭크샤프트 베어링을 윤활케한다.

본 발명의 목적은 유조로부터 상측으로 필요한 양의 윤활유를 공급하여 크랭크샤프트를 따라서 수평으로 이동케하여 베어링과 다른 가동부품을 효과적으로 윤활케하는 개선된 수평축 오일펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스스로 윤활유를 빨아 올릴 수 있는 개선된 수평축 오일펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조경비가 저렴하고 용이하게 조립될 수 있는 개선된 수평축 오일펌프를 제공하는 것이다.

본 발명을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도와 제2도는 본 발명의 수평축 오일펌프(11)가 결합된 로타리 콤프레사(10)을 보여주고 있다. 도면에 의한 설명에서는 로타리 콤프레사(10)에 관하여서 기술되어 있으나 수평축 오일펌프(11)는 회전하는 수평축을 윤활시킬 필요가 있는 다른 형태의 콤프레사에도 결합될 수 있다.

로타리 콤프레사(10)의 모우터-콤프레사장치(8)는 회전자(15)와 코일(16)이 감겨있는 고정자(14)를 갖는 모우터(13)와 고정자(14)측으로 밀착된 원통형 하우징(12)으로 구성된다. 하우징(12)의 양단부는 이에 용착된 단부판(18)(20)으로 폐쇄되어 있다. 단부판(18)는 단자핀조합체(22)와 연결구(28)에 의하여 연결된 배출관(26)을 갖는 배출구(24)를 포함한다. 단부판(20)은 점선으로 표시된 흡입관(32)이 삽입되는 개방부(30)를 갖는다. 하우징(12)의 양측단에는 한쌍의 고정브라킷트(34)가 용착되어 있으며 각 브라킷트(34)에는 한쌍의 탄성지지체(36)(38)가 착설되어 있다.

하우징(12)의 내부(40)에는 수직으로 배치된 오일통로(46)를 갖는 주 베어링블럭(44)을 포함하는 크랭크케이스(43)가 착설되어 있다. 하우징(12)에는 유조(48)가 형성되며 주 베어링블럭(44)의 하측부에는 유조(48)속에 삽입되어 있어서 오일통로(46)와 크랭크케이스(42)에 형성된 수평공(50)가 연통된다. 본 발명의 상세한 설명에서 오일통로(46)가 수직으로 배치되었다든가 연장되었다는 것은 오일통로(46)를 광범위하게 표현한 것으로서 오일이 유조(48)로부터 중력에 반하여 상측으로 유통되어야 함을 의미한다.

크랭크샤프트(52)는 수평공(50)내에 수평으로 회전가능하게 삽입되어있고 회전자(15)는 단자핀조립체(22)를 통하여 모우터(13)에 전류를 공급할때 크랭크샤프트(52)를 회전시킬 수 있도록 크랭크샤프트(52)의 부분(54)에 고정되어 있다.

크랭크샤프트(52)의 대향단부에는 슬로트(59)를 갖는 편심체(58)가 착설되어 있고 이 편심체(58)는 스크류(66)로 주 베어링블럭(44)에 부착된 실린더판체(60)내에 삽입되어 있다. 실린더(56)내에 삽입된 편심체(58)의 둘레에는 로울러(62)가 회전가능하게 삽입되어 있으며 밸브플레이트(64)가 스크류(66)으로 취부되어 있으며, 밸브플레이트(64)는 크랭크샤프트(52) 및 머플러(68)에 있는 개방부(72)와 축방향으로 일직선으로 되게 형성된 개방공(70)을 갖고 있다. 실린더판체(60)에 형성된 슬로트(67)에는 베인(63)이 활동(滑動)가능하게 삽입되어 실린더판체(60)에 착설된 "C"형 스프링(65)에 의하여 로울러(62)에 대하여 압입되어 있다. 실린더판체(60)에는 유입구(69)가 형성되었고 이 유입구(69)는 흡입관(32)에 연통되어 있다.

밸브조립체(74)는 압축된 냉대를 실린더(56)로부터 밸브플레이트(64)를 통하여 배출머플러(68)측으로 유동되도록 한다. 밸브조립체(74)는 실린더(56)와 머플러(68) 사이를 연통하는 밸브플레이트(64)의 개방부(76)가 형성되었고 이 개방부(76)에는 판밸브(78)가 밸브고정체(80)와 스크류(82)(제2도)에 의하여 착설되어 있으며 스크류(82)는 밸브고정체(80)와 밸브(78)를 통하여 밸브플레이트(64)에 나착되어 있다.

제1도와 제3도내지 제6도에 의하면, 크랭크샤프트(52)는 크랭크케이스(42)와의 사이에 환상챔버(86)를 형성하는 소경부(84)를 가지며, 환상챔버(86)는 오일통로(46)와 연통되어 있다. 크랭크샤프트(52)에는 상호 대향되고 환상챔버(86)과 연통하는 한쌍의 나선요구(89)(90)가 형성되어 있다.

특히 제3도와 제4도에서 보인 바와같이, 요구(88)(90)는 크랭크샤프트(52)에 반대측으로 향ㅎ여 형성되어 있으서 환상챔버(86)로부터 윤활유를 크랭크샤프트(52)의 양측방향으로 공급하게 되어 있다.

각 나선요구(88)(90)의 방사상 방향의 깊이와 측방향의 길이는 여러가지 가변적인 함수, 그 중에서도 크랭크샤프트의 수직높이 등에 의하여 결정된다. 요구(88)(90)는 정상면(頂上面)(92)과 크랭크케이스 수평공(50)의 내면사이에 충분한 지지면을 제공하는 동시에 크랭크샤프트(52)를 따라서 필요한 양의 윤활유를 효과적으로 공급할 수 있도록 크랭크샤프트(52)에 형성된다. 도시된 실시형태에 있어서, 각 요구(88)(90)는 상측으로 연장된 측부(96)(98)가 형성된 저면(94)을 가지며, 측부(96)(98)는 용이하게 가공할 수 있도록 저면부(94)로부터 정상면(92)측을 향하여 방사상 외측으로 확개되어 있다.

본 발명에 있어서 크랭크샤프트(52)의 전형적인 형태의 크기는 다음과 같다. 그러나 이는 한 예에 불과한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

콤프레사 마력 1/4

크랭크케이스 수평공의 내경 0.5014-0.5017인치

크랭크샤프트의 외경 0.5008-0.5011인치

편심체(58)를 제외힌 크랭크샤프트의 길이 3.380-3.385인치

소경부(84)의 외경 0.451-0.461인치

나선요구의 깊이 0.005-0.007인치

저면부(94)의 폭 0.035-0.045인치

측부(96)(98)의 경사도 43°-47°

나선요구(88)(90)는 1인치당 4개의 나선을 갖도록 크랭크샤프트(52)에 가공되었으며, 제1도에 도시된 바와같이 각각 환상챔버(86)에 연통되도록 크랭크샤프트(52)와 크랭크케이스(44)사이에 나선통로(100)(102)를 형성한다. 또한 통로(102)는 편심체(58)(제4도)의 슬로트(59)와 연통된다.

작동중에 전류가 단자판조립체(22)에 공급되며 회전자(15)와 크랭크샤프트(52)가 회전하고 냉대가 흡입관(32)과 유입구(69)를 통하여 실린더(56)로 공급된다. 크랭크샤프트(52)가 회전하므로 편심체(58)가 실린더(56)내에 삽입되어 있는 로울러(62)를 회전시키므로서 공급된 냉댜를 압축한다. 압축된 냉재는 밸브조립체(74)를 통하여 머플러(68)로 배출되고 머플러(68)의 개방공(도시하지 않았음)을 통하여 하우징(12)의 내부로 보내어진다. 압축된 냉대는 모우터(13)의 주위를 지나면서 모우터(13)를 냉각시키고 유출구(24)를 통하여 배출관(26)으로 배출된다.

제1도, 제4도 및 제7도에 의하면, 크랭크샤프트(52)가 회전하자마자 윤활이 이루어진다. 크랭크샤프트(52)의 회전으로 환상챔버(86)에는 부분자공 또는 저압영역이 형성되어 유조(48)로부터 오일통로(46)를 통하여 챔버(86)내로 윤활유가 상향 흡인되고 흡인된 윤활유는 환상챔버(86)로부터 나선통로(100)(102)를 통하여 양측방향으로 공급된다. 윤활유는 나선통로(100)를 통하여 회전자(15)측으로 배출되어 냉각을 위하여 하우징(12)의 내면측으로 흩어져 나가고 다시 유조(48)로 되돌아간다.

나선통로(102)측으로 배출되는 윤활유은 크랭크케이스(42)의 수평공(50)을 윤활케하고 편심체(58)의 슬로트(59)를 통하여 배출된다. 슬로트(59)로부터 나온 윤활유는 유조(48)로 되돌아가기 위하여 밸브플레이트(64)에 형성된 개방공(70)과 배출머플러(68)에 형성된 개방부(72)를 통하여 배출된다.

필요에 따라서는 밸브플레이트(64)의 개방공(70)내에서 회전토록 편심체(58)에 외부베어링(도시하지 않았음)을 형성할 수 있다.

이러한 외부베어링은 이를 통하여 윤활유를 공급하고 다시 유조(48)측으로 배출되도록 편심체(58)의 슬로트(59)에 연통하는 오일통로를 포함할 수 있다.

본 발명이 도시된 실시형태로서 설명되었으나 다른 수정을 가하는 것이 가능하다.

Claims

개방부(30), 배출구(24)와 저면의 유조(48)를 갖는 하우징(12), 이 하우징(12)에 착설되고 크랭크케이스(42)와 상기 유조(48)에 연통되도록 수직으로 배치된 오일통로(46), 회전가능한 크랭크샤프트(52), 실린더(60) 및 냉대 압축을 위하여 크랭크샤프트(52)에 연결된 압축장치를 포함하는 모우터 콤프레사장치(8)로 구성되고, 상기 크랭크샤프트는 크랭크케이스(42)에 회전가능하게 수평으로 삽입되고 크랭크케이스(42)와의 사이에 상기 오일통로(46)와 연통되는 환상챔버(86)를 형성하도록 소경부(84)를 가지며, 또한 상기크랭크샤프트(52)에는 환상챔버(86)와 상기 압축장치 사이에 나선 통로(102)를 형성하는 제1나선요구(90)가 형성되어 크랭크샤프트(52)가 회전할때 상기 환상챔버(86)에 저압영역이 생성되어 오일통로(46)를 통하여 환상챔버(86)로 윤활유를 상향 흡인하고 회전하는 크랭크샤프트(52)의 나선통로(102)를 통하여 환상챔버(86)로부터 크랭크샤프트(52)를 따라서 윤활유를 공급하여 베어링을 윤활시키도록 되었음을 특징으로하는 수평축 오일펌프.
청구범위 1항에 있어서, 상기 크랭크샤프트(52)가 상기 환상챔버(86)에 연통되면서 전술한 나선통로(102)의 반대측으로 제2나선통로(100)가 크랭크샤프트(52)와 크랭크케이스(42) 사이에 형성되도록 하는 제2나선요(88)를 포함하고 있으며, 이 제2나선요구(88)는 상기환상챔버(86)를 중심으로 제1나선요구(90)에 대하여 반대방향으로 윤활유를 공급하여 외측 베어링을 윤화시키도록 대칭되게 설치되어 있음을 특징으로 하는 수평측 오일펌프.
청구범위 2항에 있어서, 각 나선요구(88)(90)의 대향된 측부(96)(98)가 방사상 외측으로 확개되었음을 특징으로 하는 수평축 오일펌프.
청구범위 3항에 있어서, 상기 각 나선요구(89)(90)의 방사상 크기가 그 축방향 크기 보다 작게되었음을 특징으로 하는 오일펌프.
청구범위 1항에 있어서, 상기 압축장치가 둘레에 환상의 로울러(62)가 회전 가능하게 삽입된 편심체(58)로 구성된 로타리 압축장치이고, 상기 편심체(58)에는 그 외면에 나선통로(102)와 연통되는 축방향 연장의 슬로트(59)가 형성되어 편심체(58)와 로울러(62)사이에 윤활유가 공급되게 되었음을 특징으로 하는 수평축 오일펌프.
청구범위 5항에 있어서, 상기 크랭크샤프트(52)가 환상챔버(86)와 연통되고 상기 제1나선통로(102)와 반대방향으로 연장된 제2나선통로(100)가 크랭크케이스(42)와의 사이에 형성되도록 하는 제2나선요구(88)를 포함하고, 제2나선요구(88)는 제1나선요구(90)와 대칭되게 형성되어 환상챔버(86)로부터 크랭크샤프트(52)의 대향측 단부로 윤활유를 공급하여 다른 베어링을 윤활케하도록 되었음을 특징으로 하는 수령축 오일펌프.
청구범위 6항에 있어서, 상기 나선요구(88)(90)의 방사상 크기가 그 축방향 크기보다 작으며, 대향된 측부(96)(98)이 각 요구(88)(90)의 저면부(94)로부터 방사상 외측으로 확개되었음을 특징으로 하는 수평축 오일펌프.