KR890001738B1 - 수평형 회전식 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수평형 회전식 압축기

제1도는 본 발명의 한 실시예의 단면도.

제2도는 제1도의 회전샤프트(13)의 일부 절제 사시도.

제3도 및 제4도는 본 발명의 다른 실시예의 일부 단면도.

제5(a)도, 제5(b)도, 제5(c)도는 종래의 수평형 회전식 압축기의 윤활유 급유장치의 개략 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

9 : 프레임의 축공 10 : 냉매개스의 유입로

11 : 냉매개스의 유통로 13 : 회전샤프트

14 : 편심부 18 : 프레임

21 : 윤활유 23 : 밀폐통로

24 : 소직경부 25 : 환형공간

26, 27, 28 : 그루브

본 발명은 수평형 회전식 압축기 특히 윤활유 급유장치를 대폭 간략화한 수평형 회전식 압축기에 관한 것이다.

회전식 압축기(rotary compressor)는 압축기부와 모타부가 직렬로 하나의 케이스내에 내장되어 있는 관계로 압축기의 직경보다는 길이가 훨씬 길어진다. 따라서 회전식 압축기를 수직으로 설치하면 설치작업이 까다롭고 진동방지가 어려울뿐 아니라 상당한 공간 특히 높이를 차지하게 되어 냉동기의 경우 유효 냉동체적이 줄어드는 결점이 있기 때문에 이러한 문제점을 해결하기 위하여 압축기를 수평으로 설치함이 요구되어 왔다. 그러나 압축기를 수평으로 설치할 경우 모타의 모타부에 윤활유가 닿지 않도록 윤활유면을 낮게 유지하면서 회전샤프트와 베어링등의 습동부에 윤활유을 공급하기 위해서는 별도의 윤활유 공급장치가 필요하다.

종래의 수평형 회전식 압축기의 윤활유 급유장치로는 제5도에 도시된 바와 같이 차압(差壓)방식 (a), 나서원심 펌프방식(b), 유체 다이오드방식(c)등이 있었다. 그러나 이들 종래의 방식에서는 별도의 급유펌프 장치(56)나 급유파이프(58), 유체 다이오드 즉 체크밸브(59)등이 요구되며 시동시에 신속한 급유도 어려웠다. 특히 차압방식(제5(a)도)의 경우는 압축된 냉매의 압력으로 윤활유 유면을 눌러 압축실린더와 모타부 격벽 프레임(51)에 형성된 틈(52)으로 윤활유(53)를 밀어 올리는 원리는 채용하고 있으므로 윤활유가 급동부까지 제대로 공급되기가 힘들며 또한 차압효과를 높이기 위하여 회전샤프트(54)와 샤프트의 축공(55)사이에 형성된 습동부의 틈들을 극소화시켜야 하므로 윤활유 공급이 원할하지 못하고 압축기의 부품가공 또는 조립시에 미처 제거하지 못하였던 마이크로 칩이나 기타 이물질이 이들 틈들에 끼여 기계적인 운동방해(mechanical lock)를 일으키거나 심한 마모자국을 남기는등 압축기에 치명적인 영향을 미치는 등의 문제가 있으며 이를 피하기 위해서는 기계가공시의 완전세척, 냉동기유의 엄밀한 찌꺼기 관리등이 필요하며 따라서 압축기 생산단가가 높아진다.

본 발명은 이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위햐여 별도의 급유펌프장치나, 급유파이프, 체크밸브등이 필요없이 그리고 압축기내에 있을 수 있는 절삭칩이나 찌꺼기등에 대한 특별한 대책없이도 간단한 구조로서 횡형 회전식 압축기에 효율적으로 윤활유를 급유하기 위한 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 케이싱에 장착되는 모타부와 압축실 사이에 개재되는 프레임에 윤활유에 잠기는 그 하단으로 부터 회전샤프트가 설치되는 축공과 연통되도록 소직경의 밀폐통로를 형성하고, 또한 이 밀폐통로에 연통되도록 상기 축공과 회전샤프트 사이에 환형공간을 마련하는 한편, 회전샤프트에는 편심부를 포함한 전습동부에 걸쳐서 그 외주상에 샤프트의 길이 방향과 적정각도를 이루며 적정깊이의 그루부를 형성한 특징이 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기 한다.

제1도는 본 발명에 의한 회전식 압축기의 단면도로서, 10은 케이싱, 11은 냉매개스의 유입로, 12는 냉매개스의 유출로, 13은 회전샤프트, 14는 회전피스톤인 편심부, 15는 회전피스톤링, 16은 실린더, 17은 블레이드, 18은 모타부와 압축실 사이에 개재되며 회전샤프트(13)를 지지하는 축공(9)와 대직경부(9')를 가진 프레임이며, 19는 모타의 회전자, 20은 모타의 고정자, 21은 윤활유로서 이상 열거된 요소는 통상의 수평형 회전식 압축기의 기본적인 구조이다. 또한 프레임(18)의 하단부에는 통상 프레임을 중심으로 좌우로 윤활유가 유동이 되도록 통로(22)가 형성되어 있으며 본 발명에 의하면 윤활유에 잠기는 프레임(18)의 하단(18')에서 회전샤프트(13)와 교차되는 부분까지 소직경 밀폐통로(23)가 형성되고 이 밀폐통로에 노출되는 부분의 회전샤프트는 다른 부분보다 직경이 다소 작은 소직경부(24)를 형성하여 프레임(13)과 이 소직경부(24)사잉에 환형공간(25)을 마련하고 이 소직경부에서 모타쪽으로는 샤프트(13)의 외주상에 축과 일정각도를 이루며 일정깊이와 폭의 그루브(26)를 형성하고 압축실쪽으로는 회전 피스톤인 편심부(14) 및 샤프트의 선단부의 외주에는 축과 일정각도를 이루며 일정깊이와 폭의 그루브(27), (28)를 각각 형성하되 그 그루브가 형성되는 부분이 전 습동부에 걸치도록 한다.

미설명 부호 9는 회전샤프트(13)가 설치되는 프레임(18)의 축공이다.

다음에 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.

압축기의 시동전에는 밀폐통로(23), 환형공간(25), 그루브(26)(27)(28)에는 냉매개스가 차있게 되는데 시동이 되어 샤프트(13)가 회전하면 샤프트의 회전으로 인한 관성력 및 냉매의 점성에 의하여 그루브(26)(27)(28)내에 차있는 냉매개스가 빠져 나가게 된다. 이어서 환형공간(25), 밀폐통로(23)에 차있던 냉매개스도 그루브(26)(27)(28)를 통하여 빨려 나가게 되고 따라서 이부분의 압력이 떨어지며, 이에 따라 윤활유(21)가 밀폐통로(23)내로 부상되어서 환형공간(25)를 통하여 그루브(26)(27)(28)에 가지 빨려들어가서 결국 전 습동부에 윤활유가 급유된다.

이와 같은 윤활유가 밀폐통로(23)를 통하여 부상될 수 있는 것은 압축기 기동직후에 밀폐통로(23), 환형공간(25) 및 그루브(26)(27)(28)내에 차있던 개스가 먼저 밀려나감으로써 이들부분에 압력이 떨어지는 덕택인데, 이때 중용한 사실은 외력의 작용이나 기타 별도의 수단을 동원하지 않고도 냉매개스가 압축기 시동 초기에 그루브(26)(27)(28)로 부터 밀려 나간다는 것이며 이는 상기한 바와 같이 샤프트(13)의 회전으로 인한 관성력 및 냉매의 점성으로 인한 것이다.

이중 점성으로 인한 효과를 좀더 부연하면, 샤프트(13)가 회전함에 다라 그루브(26)(27)(28)에 차있던 점성개스의 표면도 축공의 내면과 습동이 되는데 이때 냉매개스의 점성으로 니한 층류 마찰작용으로 냉매개스가 그루브를 따라 끌려나가게 되는 바 이들 그르부들이 마치 점성펌프와 같은 역할을 한다.

이때 그루브(26)(27)(28)의 각 입구부분과 출구부분간의 압력차이는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

P=6μℓ Uh^-2cotβ

여기서 μ는 냉매의 점도, ℓ는 그루브가 형성되어 있는 샤프트 부분의 길이, U는 샤프트(13)의 외주의 선속도, h는 그루브 깊이, β는 축심에 대한 그루부의 각도이다.

여기서

^½이므로, h값을 적정히 선택하면 윤활유를 밀폐통로(23)로 부터 끌어올릴 수 있으며 β와 U 혹은 그루브의 깊이를 조절하면 급유되는 윤활유의 양도 조절할 수 있다.

한편, 회전식 압축기의 특정상 케이싱(10) 내부가 고압이 되므로 이 압력으로 인해 윤활유(21)가 밀폐통로(23)로 다소 상승되므로 본 발명은 치압효과를 동시에 이용하는 셈이 되어 보다 원활한 급유가 가능하다.

앞에서 언급한 바와 같이 본 발명에 의한 수평형 회전식 압축기에서는 급유펌프와 급유파이프, 체크밸브등의 별도 장치 없이도 샤프트 외주에 형성된 그루브(26)(27)(28)의 역할로 습동부에 원활한 급유가 가능하기 때문에 그 구조가 간단하고 제작경비가 절감될뿐 아니라 급유펌프나 급유파이프가 샤프트 선던에 연결된 통상의 압축기보다 압축기의 길이도 짧게 할수 있다.

종래의 수평형 회전식 압축기에도 샤프트에 그루브(제5(a)도의 55, 제5(b)도의 57, 제5(c)도의 60)가 형성되어 있으나 이들은 단순히 샤프트의 중간 또는 선단부로부터 공급되는 윤활유는 샤프트의 전 습동부에 전달하는 통로 역할만 하지 본 발명에서와 같이 밀폐통로(23)와 연통되어 윤활유를 끌어올리는 역할은 하지 못하는 점에서 본 발명과는 큰 차이가 난다.

본 발명에서는 또한 유면과 습동부과의 거리가 멀더라도 회전샤프트(13)의 그루브(26)(27)(28)의 깊이만 적당히 조절하면 습동부에의 윤활유 급유가 자유자재로 가능하다. 뿐만아니라 윤활유 급유통로인 밀폐통로(23), 환형공간(25) 그루브등의 단면적이 어느 정도 커도 급유작용에 지장이 없으므로 차압방식에서 처럼 엄밀한 칩관리가 불필요하며 따라서 압축기의 세척을 합리적이고 경제적인 범위에서 할수 있다.

뿐만 아니라 본 발명에서는 그루브 자체가 급유기이므로 이 그루브가 회전하면서 습동부의 전면에 윤활유가 공급하므로 차압방식의 경우처럼 샤프트(54)상에 별도의 소직경부(54')를 마련한 다든지 전습동면에 윤활유가 골고루 공급되지 않을 염려는 전혀 없다.

이상에서는 본 발명의 특정실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변경과 개조가 가능함은 물론이다.

예컨대 제3도에 도시된 것처럼 밀폐통로(23)와 연통되는 환형공간(25)을 형성함에 있어서, 샤프트(13)는 균일하게 형성하고 프레임(18)의 축공(9)중 밀폐통로(23)가 천공된 부분의 내경을 대직경부(9')로 할수도 있을 것이며, 제4도에 도시된 것처럼 샤프트(13)도 다소 소직경부로 하고 축공의 내경도 다소 대직경부로 하여 적절한 용적의 환형공간(25)을 형성할 수도 있을 것이다.

Claims (1)

1. 케이싱내에 장착되는 모타부와 압축실사이에 개재되어 회전샤프트를 지지하는 프레임(18)에 하단은 윤활유에 잠기고 상단은 회전샤프트의 축공과 연동되는 밀폐통로(23)를 형성하고, 상기 밀폐통로(23)의 상단에 환형공간(25)를 마련하여서 된 것에 있어서, 상기 회전샤프트(13)의 편심부(14)를 포함하는 전체 습동부에 걸쳐서 그 외주면에 샤프트의 길이방향과 적정각도를 이루며 적정깊이를 갖는 그루브를 형성함을 특징으로 한 수평형 회전식 압축기.

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