WO2011019114A1 - 압축기 - Google Patents

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WO2011019114A1
WO2011019114A1 PCT/KR2009/007166 KR2009007166W WO2011019114A1 WO 2011019114 A1 WO2011019114 A1 WO 2011019114A1 KR 2009007166 W KR2009007166 W KR 2009007166W WO 2011019114 A1 WO2011019114 A1 WO 2011019114A1
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WO
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oil
vane
fixed shaft
oil supply
eccentric
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PCT/KR2009/007166
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이강욱
신진웅
이근형
강승민
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엘지전자 주식회사
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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    • F04C2240/60—Shafts
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/12—Vibration

Definitions

  • the present invention relates to a compressor for compressing a refrigerant while rotating while being supported on a bearing while the rotating member is suspended by the fixing member.
  • the present invention not only provides structural stabilization but also improves assembly performance and improves lubrication performance.
  • the present invention relates to a compressor capable of securing reliability.
  • a compressor is a mechanical device that increases power by receiving air from a power generator such as an electric motor or a turbine and compressing air, a refrigerant, or various other working gases, and a home appliance such as a refrigerator and an air conditioner. Or widely used throughout the industry.
  • compressors can be classified into reciprocating compressors for compressing refrigerant while linearly reciprocating inside the cylinders by forming a compression space in which the working gas is absorbed and discharged between the piston and the cylinder.
  • the rotary compressor is configured such that the motor portion and the compression mechanism portion are mounted on the drive shaft in a sealed container.
  • a roller located around the eccentric portion of the drive shaft is positioned in a cylinder forming a cylindrical compression space, and at least one vane It extends between the compression spaces and partitions the compression space into the suction zone and the compression zone, and the roller is located eccentrically in the compression space.
  • the vane is supported by a spring in the groove portion of the cylinder to pressurize the surface of the roller, and by this vane, the compression space is divided into a suction zone and a compression zone as described above.
  • the suction shaft gradually grows as the drive shaft rotates, the suction zone or the working fluid is sucked into the suction zone, and the compression zone gradually decreases, thereby compressing the refrigerant or the working fluid therein.
  • the height of the compressor is inevitably increased as a whole.
  • the weight of the motor portion and the compression mechanism portion are different from each other, not only a difference in inertia force is generated but also an unbalance inevitably occurs on the upper and lower sides of the driving shaft. Therefore, in order to compensate for the imbalance of the motor portion and the compression mechanism portion, the weight member can be added to the relatively small weight, but this causes a result of applying an additional load to the rotating body, which causes a problem of lowering driving efficiency and compression efficiency. .
  • the eccentric portion of the drive shaft rotates to continuously slide contact with the inner surface of the stationary cylinder on which the roller is fixed, and also continuously slides with the end surface of the vane on which the roller is fixed.
  • This changing rotary compressor is disclosed.
  • the rotary compressor disclosed in the Japanese Laid-Open Patent Publication is conventionally provided between the vane and the eccentric portion (piston portion) because the vane is in sliding contact with the outer surface of the eccentric portion (piston portion) which is fixed and supported at the same time by the rotating rotor.
  • the rotary compressor disclosed in the Japanese Patent Laid-Open Publications is practically applicable because it does not disclose any possible configuration for the suction and discharge flow paths of the working fluid, the lubricating oil in the compression mechanism part, and the mounting of the bearing member. There is not enough.
  • US Patent Publication No. 7,217,110 discloses a rotary compressor in which a fixed shaft and an eccentric part are integrally formed, and a compression space is formed between the outer surface of the roller rotatably positioned in the eccentric and the inner surface of the rotating rotor.
  • the rotational force of the rotor has a configuration that is transmitted to the roller through the vane fixed to the upper and lower plates of the rotor that rotates integrally with the rotor, by using the pressure difference in the sealed container and the pressure difference in the compression space, the center of the fixed shaft
  • the working fluid and the lubricating oil are introduced into the compression space through the formed longitudinal flow path.
  • the rotary compressor disclosed in the US Patent Publication also forms a compression mechanism inside the rotor, it is considered that the problems caused by the motor portion and the compression mechanism portion installed in the height direction in the conventional rotary compressor can be solved.
  • the rotor, vanes and rollers since the rotor, vanes and rollers all rotate integrally, there is no difference in relative speed between them, and there is no fear of friction loss due to them.
  • the rotary compressor disclosed in the U.S. Patent Publication discloses that one end of the fixed shaft is fixed to the hermetically sealed container, but the other end of the fixed shaft is manufactured to be suspended in the sealed container in a state in which the other end of the fixed shaft is separated from the hermetically sealed container. It is difficult to center, very vulnerable to lateral vibrations due to the inevitable eccentric rotation due to the nature of the rotary compressor, the actual production is quite difficult, or assembly productivity is poor. In addition, since the vanes protrude inwardly from the rotor and the vane grooves are formed in the rollers to guide the movement trajectory of the vanes, the rollers inevitably become large in order to form the vane grooves.
  • the lubricating oil may be used by using a pressure difference in a sealed container and a compression space. Since it is configured to circulate with the working fluid by pulling up into the compression space, in this case, inevitably a large amount of lubricating oil is incorporated into the working fluid, and there is a problem in that the lubrication performance can be lowered because the compressor can exit the compressor together with the working fluid.
  • an object of the present invention is to provide a compressor that can be easily assembled to center the parts in the sealed container to increase the structural safety.
  • an object of the present invention is to provide a compressor that not only reduces the lateral vibration due to eccentric rotation but also is easy to assemble in actual production.
  • an object of the present invention is to provide a compressor that can easily lubricate the vanes by allowing the oil stored in the sealed container to be easily introduced into the vane mounting holes equipped with vanes.
  • Compressor for solving the above problems is a sealed container in which oil is stored; A stator fixed in a sealed container; A first fixing member including a fixed shaft extending at an upper end of the sealed container and extending inwardly into the sealed container and an eccentric portion formed to be eccentric to the fixed shaft; A second fixing member which is formed to be spaced apart from the lower end of the fixed shaft and is installed to not move below the sealed container; Located between the stator and the first fixing member, the refrigerant can be sucked into the compression space formed therein while rotating about the first fixing member by the rotating electromagnetic field from the stator, and compresses the second fixing member. Rotating member while rotatably supporting; And a lubricating oil passage for guiding the oil stored in the sealed container by using the rotational force of the rotating member to a portion in which the rotating member and the fixing member are bearing.
  • the rotating member the rotor is installed between the stator and the holding member to rotate about the holding member by mutual electromagnetic force with the stator, and is laminated on the rotor to rotate with the rotor and the compression space is provided therein
  • a vane elastically supported by the cylinder so as to partition the cylinder, the compression space between the eccentric portion and the cylinder into a suction pocket into which the refrigerant is sucked, and a compression pocket through which the refrigerant is compressed and discharged, to rotate together with the cylinder, and to make sliding contact with the outer surface of the eccentric part;
  • a vane mounting hole formed in a slot shape on the inner circumferential surface of the cylinder, a vane spring stopper for blocking the vane mounting hole for installing the vane spring to elastically support the vane, and an upper and lower portion of the compression space to be fixed together with the rotating member.
  • an upper and lower bearing cover that rotates about the member.
  • the rotating member, the cylindrical rotor is rotatably supported on the fixed member so as to rotate about the fixed shaft by the rotating electromagnetic field from the stator, and the eccentric together with the cylindrical rotor by receiving the rotational force of the cylindrical rotor It is divided into a roller which forms a compression space between the cylindrical rotor while rotating about the part, and a suction pocket which transmits rotational force from the cylindrical rotor to the roller and the compression space in which the refrigerant is compressed and discharged.
  • a vane mounting hole formed integrally with the roller so as to protrude toward the cylindrical rotor from the outer circumferential surface of the roller and accommodating the vane, and forming upper and lower portions of the compression space to rotate about the fixing member together with the rotating member. It is characterized by consisting of the upper and lower bearing cover.
  • the lower bearing cover includes a lower shaft portion surrounding the fixed shaft, and a lower cover portion coupled to the cylinder to form a lower portion of the compression space, the lower end of the lower shaft portion is installed to be immersed in the oil stored in the sealed container,
  • the lubricating oil passage is characterized in that it comprises a groove formed on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the fixed shaft to the lower shaft portion.
  • the lubricating oil passage includes a first oil supply passage formed in the axial direction under the fixed shaft, and a second oil supply passage formed in the eccentric portion so as to communicate with the first oil supply passage and the upper surface of the eccentric portion. It is done.
  • the present invention further comprises a refrigerant suction passage through the fixed shaft and the eccentric portion connected to the suction pocket of the compression space, the second oil supply passage bypasses the refrigerant suction passage characterized in that it extends to the upper portion of the eccentric portion do.
  • the lubricating oil passage includes upper and lower grooves formed on the upper and lower surfaces of the eccentric, respectively, and the upper and lower grooves function as storage grooves for oil for lubrication of the thrust surface between the rotating member and the eccentric. It is characterized by.
  • the lubricating oil passage is provided with a first oil storage groove provided at a portion where the eccentric portion and the fixed shaft lower and lower bearing cover abut so as to communicate with the first oil supply passage, and the eccentric portion so as to communicate with the second oil supply passage. And a second oil storage groove provided at a portion where the fixed shaft upper portion and the upper bearing cover are in contact with each other.
  • the upper bearing cover includes an upper shaft portion which partially covers the upper end of the fixed shaft, the lubricating oil passage further comprises a groove provided on the inner peripheral surface of the shaft portion of the upper bearing cover to communicate with the second oil storage groove. do.
  • the compressor is characterized in that it further comprises an oil supply member which is mounted to the lower portion of the rotating member, and pumps oil into the lubricating oil as the rotating member is rotated.
  • the lower bearing cover includes a lower shaft portion surrounding the fixed shaft, and the oil supply member is fixed inside the hollow shaft portion so as to spirally raise oil in accordance with the rotation of the lower shaft portion and the lower shaft portion. It is characterized by consisting of the propeller.
  • the compressor communicates a part of the vane mounting port to the inner space of the sealed container so that the oil supply hole to supply the oil in the vane mounting hole; characterized in that it comprises a.
  • the compressor includes an oil supply hole for communicating a portion of the vane mounting port to the inner space of the sealed container so that the oil in the inner space is supplied to the vane mounting hole, the oil supply hole, so as to communicate with the vane mounting hole
  • the vane spring stopper is formed at a position lower than the oil level of the oil stored in the sealed container, so that the oil can be supplied to the vane mounting hole.
  • the vane mounting hole extends to the vane evacuation protrusion formed by protruding from the cylinder outer circumferential surface, and the open space of the vane evacuation protrusion which is not closed by at least one of the upper and lower bearing covers functions as an oil supply hole to the vane mounting hole. Characterized in that.
  • the compressor includes an oil supply hole for communicating a portion of the vane mounting port to the inner space of the sealed container so that the oil in the inner space is supplied to the vane mounting hole, by one or more of the upper and lower bearing cover
  • the open space of the vane mounting holes that are not closed may function as oil supply holes to the vane mounting holes.
  • the compressor according to the present invention configured as described above is assembled to suspend the rotating member to the fixing member, and then the fixing member is fixed to the upper bearing and the rotating member is rotatably supported on the lower bearing, and the upper and lower bearings are sealed. Since the parts are fixed to the container, the parts can be easily assembled and centered in the sealed container, thereby increasing structural safety and assemblability.
  • the compressor according to the present invention even if the eccentric portion is eccentric from the axial center of the fixed shaft to protrude in all the radial directions of the fixed shaft to maintain a stationary state, while the cylinder and the rotor rotates about the fixed shaft and the vanes rotate about the eccentric portion As the cylinder, rotor and vanes rotate about each axis, eccentric rotation does not occur.
  • the balance weight is adopted to reduce the lateral vibration caused by the eccentric rotation and to reduce the vibration caused by the eccentric rotation. Since it can be omitted, the efficiency can be increased, and the actual production assembly is easy.
  • the compressor according to the present invention while the oil stored in the airtight container is supplied through the flow path in communication with the lower bearing cover and the fixing member of the rotating member to lubricate the contact surface with each other, and then the flow path communicated by being pumped by the oil supply member Since the upper bearing cover of the rotating member and the fixing member lubricate the surfaces contacted with each other, the oil can be supplied to parts located above the set height from the oil surface by the oil supply member, and the components lubricated by the oil The friction loss between them can be reduced, thereby increasing not only the compression efficiency but also the operational reliability.
  • the compressor according to the present invention even if the vane is elastically supported by the vane spring, or even if the vanes are installed to abut between the bushes, the oil supply hole for communicating the vane mounting hole equipped with the vane and the inner space of the sealed container in which the oil is stored. Since the oil level is maintained higher than the oil supply hole, the oil can be easily introduced into the vane mounting hole to increase the lubrication performance of the vane, and reduce the friction and wear of the vane and its parts, as well as the movement of the vane. This can be done smoothly to increase operational reliability.
  • FIG. 1 is a side sectional perspective view showing a first embodiment of a compressor according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a compressor according to the present invention
  • FIG. 3 is a side sectional view showing a first embodiment of a compressor according to the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing the vane mounting structure in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view showing an operation cycle of the compression mechanism in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • Figure 6 is a side sectional view showing an example as a lubricant in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are perspective views each showing a lubricating oil passage provided in the lower bearing cover and the upper bearing cover in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an example of the vane lubrication structure in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • FIG. 10 is a side sectional perspective view showing a second embodiment of a compressor according to the present invention.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a second embodiment of a compressor according to the present invention.
  • FIG. 12 is a side sectional view showing a second embodiment of a compressor according to the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view showing a vane mounting structure in a second embodiment of a compressor according to the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing the operating cycle of the compression mechanism in the second embodiment of the compressor according to the present invention.
  • Figure 15 is a side sectional view showing an example as a lubricating oil in the second embodiment of the compressor according to the present invention.
  • 16 is a perspective view showing a lubricating oil passage provided in the fixing member in the second embodiment of the compressor according to the present invention.
  • 17 and 18 are perspective views each showing a lubricating oil passage provided in the lower bearing cover and the upper bearing cover in the second embodiment of the compressor according to the present invention.
  • 19 is a perspective view showing an example of the vane lubrication structure in the second embodiment of the compressor according to the present invention.
  • FIG. 1 to 3 show a first embodiment of a compressor according to the invention.
  • the first embodiment of the compressor according to the present invention is a sealed container 110, a stator 120 fixed in the sealed container 110, and a rotating electromagnetic field from the stator 120 as shown in FIGS.
  • the rotating member 130 is rotatably installed inside the stator 120 to compress the refrigerant, and the rotating member 130 is installed to hang on the outer circumferential surface thereof, and the upper and lower ends of the fixed shaft 141 are sealed in the container 110.
  • Fixed member 140 fixed to not move in the upper portion, the upper bearing 150 for fixing the upper end of the fixed shaft 141 inside the sealed container 110, and the lower end of the fixed shaft 141 and at the same time rotating member 130 includes a lower bearing 160 fixed inside the sealed container 110 so as to be rotatably supported on the upper surface.
  • the electric mechanism for providing power through the electrical action comprises a rotor 131 of the rotating member 130, including the stator 120, the compressor mechanism for compressing the refrigerant through the mechanical action rotating member 130 It includes a fixing member 140, including. Therefore, by partially stacking the electric mechanism part and the compression mechanism part in the vertical direction and providing the radial direction, the overall compressor height can be lowered.
  • the airtight container 110 has a cylindrical body part 111, upper and lower shells 112 and 113 coupled to the upper and lower parts of the body part 111, and a lower shell to fasten and fix the airtight container 110 to another product.
  • 113 is made of a mounting portion 114 provided in the radial direction on the bottom surface, the oil lubricating the rotating member 130 and the fixing member 140 may be stored up to an appropriate height therein.
  • a suction tube (not shown) in which the refrigerant is sucked is provided at the center of the upper shell 112 so that the fixed shaft 141 is directly exposed, and a discharge tube capable of discharging the refrigerant at a predetermined position of the upper shell 112 ( 115) is provided, and the inside of the sealed container 110 is determined to be high-pressure or low-pressure depending on whether the inside of the sealed container 110 is filled with a compressed refrigerant or a refrigerant before being compressed, and the suction tube and the discharge tube may be changed accordingly.
  • the fixed shaft 141 which is a suction pipe is provided to protrude to the outside of the sealed container (110).
  • the fixed shaft 141 does not need to protrude excessively outside the sealed container 110, it is preferable to install a suitable fixed structure outside the sealed container 110 to connect to the external refrigerant pipe.
  • the upper shell 112 is provided with a terminal 116 for supplying power to the stator 120.
  • the stator 120 is composed of a core and a coil wound around the core, and fixed to the inside of the body portion 111 of the sealed container 110 by shrinkage.
  • the core employed in the existing BLDC motor has nine slots along the circumference, whereas in the preferred embodiment of the present invention, the diameter of the stator 120 is relatively large so that the core of the BLDC motor has twelve slots along the circumference. It is composed. As the number of slots of the core increases, the number of turns of the coil increases, so that the height of the core may be lowered in order to generate the electromagnetic force of the stator 120 as in the prior art.
  • the rotating member 130 includes a rotor 131, a cylinder 132, a vane 133, a vane spring 134, an upper bearing cover 135, and a lower bearing cover 138.
  • the rotor 131 is provided with a plurality of permanent magnets in the axial direction so as to rotate by the rotating electromagnetic field from the stator 120, and is installed to maintain a gap inside the stator 120.
  • the cylinder 132 is formed in a cylindrical shape provided with a compression space therein, the inner circumferential surface is provided with a vane mounting hole (132H) formed long in the radial direction so that the vanes 133 and the vane spring 134 can be mounted.
  • the rotor 131 and the cylinder 132 are coupled such that the rotor 131 and the cylinder 132 are stacked up and down on the basis of the upper bearing cover 135 so as to rotate integrally.
  • the vane 133 is one end is supported on the outer peripheral surface of the eccentric portion 142 to be described below, while the other end is installed to be elastically supported by the vane spring 134 in the vane mounting hole 132H of the cylinder 132, the cylinder
  • the compressed space between the 132 and the eccentric portion 142 is divided into a suction pocket (S: shown in FIG. 4) into which the refrigerant is sucked and a compression pocket (D: shown in FIG. 4) into which the refrigerant is compressed and discharged.
  • the lubrication structure is applied to the vanes 133 to move smoothly in the eccentric portion 142 and the vane mounting holes 132H of the cylinder 132.
  • the upper bearing cover 135 is installed in contact with the fixing member 140 in contact with the journal bearing or the thrust bearing, and is coupled to the rotor 131 and the cylinder 132 so as to be stacked in the vertical direction.
  • the outer peripheral portion of the upper surface of the upper bearing cover 135 is formed to be stepped so that the rotor 131 can be fastened, while the rotor 131 is mounted on the stepped portion on the outer peripheral surface of the upper bearing cover 135.
  • the bolt is fastened, and the cylinder 132 is bolted to the center of the bottom surface of the upper bearing cover 135.
  • the upper bearing cover 135 is provided with a discharge port (not shown) through which the refrigerant compressed in the compression space can be discharged, and a discharge valve 135A installed therein.
  • the discharge hole of the upper bearing cover 135 is provided to reduce the dead volume. It is preferably located adjacent to the vane 133.
  • the upper bearing cover 135 is coupled to the bottom of the rotor 131 and the upper surface of the cylinder 132, the lower bearing cover 135 is coupled to the bottom of the cylinder 131, a fastening member such as a kind of long bolt Each is fastened by
  • the fixed member 140 has a fixed shaft 141 provided in a cylindrical shape and a fixed shaft 141 in all radial directions of the fixed shaft 141 to have a cylindrical shape having a larger diameter than the cylinder of the fixed shaft 141. And an eccentric portion 142 eccentrically formed on the fixed shaft 141 at the same time.
  • a lower portion of the fixed shaft 141 is formed with a first oil supply passage 141A through which oil stored in the sealed container 110 can be supplied, while a lower pressure refrigerant can be sucked into the upper portion of the fixed shaft 141. Since the vertical suction passage 141B is formed and the first oil supply passage 141A and the vertical suction passage 141B are formed to be isolated, the oil may be prevented from escaping together with the refrigerant.
  • the eccentric portion 142 is formed to extend in all radial directions of the fixed shaft 141, and extends to the outer circumferential surface in the radial direction of the eccentric portion 142 so as to communicate with the vertical suction passage 141B of the fixed shaft 141.
  • the horizontal suction passage 142B is provided, and the vane 133 may pass along the horizontal suction passage 142B.
  • a supply passage for lubricating oil is formed on the upper and lower surfaces of the eccentric portion 142. Since the outer circumferential surface of the eccentric portion 142 is installed to be in contact with the vane 133, it is preferable that a supply passage of lubricating oil for lubricating between the vane 133 and the eccentric portion 142 is formed.
  • the upper and lower bearings 150 and 160 fix the fixed shaft 141 to the airtight container 110 so as not to move and at the same time rotatably support the rotating member 130.
  • the upper bearing 150 is fixed to the upper shell 112 of the sealed container 110 by welding, the upper portion of the fixed shaft 141 is fitted. At this time, the upper bearing 150 is formed smaller in the radial direction than the lower bearing 160, in order to prevent interference with the suction pipe 115 or the terminal 116 provided in the upper shell (112).
  • the lower bearing 160 is spaced apart from the lower portion of the fixed shaft 141, the shaft portion of the lower bearing cover 136 surrounding the lower portion of the fixed shaft 141 is rotatably supported by the thrust bearing 161,
  • the body portion 111 of the sealed container 110 is fixed by shrinkage or three-point welding or the like.
  • the upper and lower bearings 150 and 160 are manufactured by press working, but the vanes 133, the upper and lower bearing covers 135 and 136, the fixed shaft 141 and the eccentric portion 142 are all cast from cast iron, It is manufactured by grinding and further machining.
  • the upper and lower bearing covers 135, 136 are rotatably installed on the fixing member 130 and the lower bearing 160.
  • the upper bearing cover 135 is composed of an upper shaft portion 135a surrounding an upper portion of the fixed shaft 141, and upper cover portions 135b and 135c contacting the upper surface of the eccentric portion 142, and the upper cover portion ( 135b and 135c have a relatively thick thickness to withstand the pressure of the compression space, and a relatively thin thickness so that the cylinder mounting portion 135b is bolted to the bottom surface of the cylinder 132 and the outer peripheral surface of the cylinder mounting portion 135b is stepped.
  • the rotor mounting portion 135c is bolted in the state where the rotor 131 is seated on the upper surface.
  • the inner circumferential surface of the upper shaft portion (135a) is provided with a journal bearing for journal supporting the upper outer circumferential surface of the fixed shaft (142), the eccentric portion (142) on the bottom surface of the upper cover portion (135b, 135c) or the cylinder coupling portion (135b)
  • the thrust bearing which thrust-supports the upper surface is provided.
  • the lower bearing cover 136 includes a lower shaft portion 136a surrounding the lower portion of the fixed shaft 141 and a lower cover portion 136b in contact with the bottom surface of the eccentric portion 142.
  • the inner circumferential surface of the lower shaft portion 136a is provided with a journal bearing for journal-supporting the lower outer circumferential surface of the fixed shaft 142, and a thrust bearing for thrust supporting the bottom of the eccentric portion 142 is provided on the upper surface of the lower cover portion 136b.
  • the lower bearing 160 has a stepped cylindrical bearing portion 160a surrounding the lower shaft portion 136b, and a mounting portion 160b extended in the radial direction of the bearing portion 160a to be welded and fixed inside the sealed container 110.
  • the inner circumferential surface of the bearing portion 160a is provided with a journal bearing for journal-supporting the outer circumferential surface of the lower shaft portion 136a, and a thrust bearing for supporting the lower end of the lower axial portion 136a on the stepped bottom surface of the bearing portion 160a. It may be provided, or a separate plate-shaped thrust bearing 161 may be inserted therebetween.
  • the bottom surface of the cylinder engaging portion 135b of the upper bearing cover 135 becomes a cylinder.
  • 132 is bolted to abut the upper surface and the upper surface of the rotor coupling portion 135c of the upper bearing cover 135 is bolted to abut the bottom surface of the rotor 132, the cover portion of the lower bearing cover 136 ( 136b) is bolted to abut the bottom surface of the cylinder 132.
  • the upper shaft portion 135a is supported by the journal bearing on the upper portion of the fixed shaft 141 and the upper cover portions 135b and 135c are supported by the upper surface of the eccentric portion 142 so that the upper bearing cover 135 is fixed to the fixing member ( 140 is rotatably installed, and the lower shaft portion 136a is supported by the journal bearing under the fixed shaft 141, while the lower cover portion 136b is thrust supported on the bottom of the eccentric portion 142.
  • 136 is rotatably installed relative to the fixing member 140.
  • the lower shaft portion 136a of the lower bearing cover 136 is fitted to the bearing portion 160a of the lower bearing 160, and the lower bearing cover 136 is supported by the bearings in the journal surface or the thrust surface which abut each other. It is rotatably supported with respect to the lower bearing 160.
  • Figure 4 is a plan view showing the vane mounting structure in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • the vane evacuation protrusion (132A) protruding on one side of the outer peripheral surface of the cylinder 132 is provided, the vane evacuation protrusion (132A) on the inner / outer peripheral surface of the cylinder 132
  • a vane mounting hole 132H penetrated in the radial direction and axially penetrated therein is provided, and a vane spring supporter is provided on the outer circumferential surface of the cylinder 132 to block the vane mounting hole 132H and to support the vane spring 134. 137: shown in FIG. 3). Therefore, one end of the vane 133 is elastically supported by the vane spring 134 in the vane mounting hole 132H, while the other end of the vane 133 is supported on the outer circumferential surface of the eccentric portion 142.
  • the vane 133 mounted as described above divides the compression space provided between the cylinder 132 and the eccentric portion 142 into a suction pocket S and a compression pocket D.
  • the horizontal suction flow path 142B of the eccentric portion 142 described above is positioned to communicate with the suction pocket S, and the discharge port and discharge valve 135A of the upper bearing cover 135 are positioned to communicate with the compression pocket D.
  • the vanes 133 are preferably located close to each other.
  • the cylinder 132 connected by the rotor 131 and the upper bearing cover 135 also rotates integrally.
  • the vanes 133 are elastically supported by the vane mounting holes 132H of the cylinder 132 and are supported on the outer circumferential surface of the eccentric portion 142.
  • the cylinder 132 rotates about the fixed shaft 141, and the vanes ( 133 rotates along the outer circumferential surface of the eccentric portion 142 with respect to the eccentric portion 142. That is, the inner circumferential surface of the cylinder 132 has portions corresponding to each other on the outer circumferential surface of the eccentric portion 142.
  • the portions corresponding to each other are inhaled while repeating the process of contacting each time the cylinder 132 rotates once and away from each other.
  • the pocket S gradually increases, the refrigerant or working fluid is sucked into the suction pocket S, and the compression pocket D gradually decreases while the refrigerant or working fluid therein is compressed, and then discharged.
  • FIG. 5 is a plan view showing an operating cycle of the compression mechanism in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • the compressor configured as described above is installed so that the rotating member 130 is suspended to the fixing member 140, and is rotatably supported by the lower bearing 160 so that the rotating member 130 is provided. Is suspended to the fixing member 140, and the rotating member 130 is supported on the lower bearing 160, that is, the lubrication must be made on the surface, in addition to the rotating member 130 and the fixing member 140 And lubrication is required between the parts which abut each other in the lower bearing 160.
  • Figure 6 is a side cross-sectional view showing an example as a lubricant in the first embodiment of the compressor according to the present invention
  • Figures 7 and 8 are provided in the lower bearing cover and the upper bearing cover in the first embodiment of the compressor according to the present invention
  • the lubricating oil passages shown are respectively perspective views.
  • the oil level of the oil stored in the sealed container 110 is at least higher than the lower bearing 160 (shown in FIG. 3) or the lower portion of the lower bearing cover 136. It is preferable to be kept higher than the lowest end of the shaft portion 136a. Accordingly, as described above, the lower shaft portion 136a of the lower bearing cover 136 is accommodated in the bearing portion 160a (shown in FIG. 3) of the lower bearing 160 (shown in FIG. 3), that is, the surfaces contacting each other. The journal face and the thrust face are bearing-supported respectively, and the contact face is submerged in oil so that a separate lubrication flow path may not be provided.
  • a lubricating oil passage is provided at a portion where the rotating member 130 (shown in FIG. 1) and the fixing member 140 (shown in FIG. 1) come into contact with each other. It can be divided into upper lubrication flow path.
  • the lower lubricating oil passage is configured to supply oil stored in the lower portion of the sealed container 110 to abutting portions of the lower bearing cover 136, the fixed shaft 141, and the eccentric portion 142, and an oil supply member. 170 is configured to pump oil as it rotates together with the rotating member 130 (shown in FIG. 1), and the upper lubricating oil passage includes oil pumped by the oil supply member 170 and the upper bearing cover 135.
  • the fixed shaft 141 and the eccentric portion 142 is configured to supply to abutting portions.
  • the lower lubricating oil passage has a first oil supply passage 141A, which is a hollow space perpendicular to the lower portion of the fixed shaft 141, and an oil supply hole penetrated in the radial direction below the fixed shaft 141 so as to communicate with the oil supply passage 141A. (Not shown) and the first oil supply groove formed on the outer circumferential surface of the fixed shaft 141 directly below the eccentric portion 142 and the eccentric portion 142 which are in contact with the lower bearing cover 136 so as to communicate with the oil supply hole. , b).
  • the first oil supply grooves (a, b) may also be formed in any of the portions in which the lower bearing cover 136, the fixed shaft 141, and the eccentric portion 142 are in contact with each other, but not only relatively thick. It is preferable to form a ring-shaped groove having a side cross-section 'a' on the lower outer circumferential surface of the fixed shaft 141 and the bottom of the eccentric portion 142 that are easy to machine. Of course, the oil surface is preferably formed so that the lower bearing cover 136 is locked. In addition, in order to supply oil to the first oil supply grooves a and b even if the oil does not pass through the first oil supply passage 141A and the oil supply hole, the lower bearing cover 136 of FIG. An inner circumferential surface of the lower shaft portion 136a may be formed with a straight or spiral groove 136g vertical to communicate with the first oil supply grooves a and b.
  • the oil supply member 170 is installed in the hollow shaft portion 171 of the cylindrical shaft fitted to the lower shaft portion 136a of the lower bearing cover 136, and is installed inside the hollow shaft portion 171 and the hollow shaft portion 171 by a rotational force. It includes a propeller 172 so that the oil is supplied through the flow path. Therefore, the oil supply member 170 is rotated in the state submerged in the oil, such as the lower bearing cover 136, the oil is raised through the oil supply member 170.
  • the upper lubrication structure includes two or more extending to the upper surface of the eccentric portion 142 so as to communicate with the first oil supply passage 141A of the fixed shaft 141 and the first oil supply passage 141A of the fixed shaft 141.
  • Upper and eccentric portions of the eccentric portion 142 contacting the upper bearing cover 135 so as to communicate with the second oil supply passage 142A of the eccentric portion 142 and the second oil supply passage 142A of the eccentric portion 142.
  • the second oil supply passage (142A) provided in the eccentric portion (142) is the eccentric portion (142) It is preferable to be provided so as not to overlap with the horizontal suction passage (142B: shown in Figure 3) provided in.
  • the second oil supply grooves c and d may also be formed at any one of the portions in contact with the upper bearing cover 135, the fixed shaft 141, and the eccentric portion 142, but are not only relatively thick.
  • a ring-shaped groove having a side cross-section 'b' on the upper outer circumferential surface of the fixed shaft 141 and the upper surface of the eccentric portion 142 that are easy to machine.
  • vertical or straight grooves 135g may be formed on the inner circumferential surface of the upper shaft portion 135a of the upper bearing cover 135 so as to communicate with the second oil supply grooves c and d. have.
  • the oil stored in the lower portion of the sealed container 110 is formed with a higher oil level than the oil supply hole, including the lower lower shaft portion 136a of the lower bearing cover 136.
  • the first oil supply passage 141A, the oil supply hole of the fixed shaft 141, and the groove 136g of the lower bearing cover 136 are introduced into the first oil supply grooves a and b.
  • lubrication is performed between the lower bearing 160 (shown in FIG. 3), and the lower bearing cover 136 supplies the first oil.
  • the oil gathered in the grooves a and b and the groove 136g is lubricated between the fixed shaft 141 and the eccentric portion 142 and is rotatably installed.
  • the oil is pumped by the oil supply member 170 as the rotating member 130 (shown in Figure 1), this oil is the first oil supply passage (141A), the eccentric portion (141) of the fixed shaft (141)
  • the second oil supply passage 142A of 142 the second oil supply grooves c and d flow into the second oil supply grooves c and d, and are further raised through the groove 135g of the upper bearing cover 135.
  • the upper bearing cover 135 is lubricated between the fixed shaft 141 and the eccentric portion 142 by the oil collected in the second oil supply grooves (c, d) and the groove (135g) so as to be rotatable at the same time. Is installed.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an example of the vane lubrication structure in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
  • a vane evacuation protrusion 132A protruding from the outer circumferential surface of the cylinder 132 is provided, and vane mounting penetrated from the inner circumferential surface of the cylinder 132 to the outer circumferential surface of the vane evacuation protrusion 132A.
  • a sphere 132H is provided, and the vane mounting holes 132H extended to the outer circumferential surface of the vane evacuation protrusion 132A to elastically support the vanes 133 to the vane mounting holes 132H by the vane spring 134.
  • the vane is provided with a vane spring stopper 137
  • the vane spring stopper 137 is provided with an oil supply hole (137h) in communication with the inner space of the sealed container 110 (shown in Figure 1).
  • the oil level of the oil is stored in the airtight container 110 (shown in FIG. 1) through the oil supply hole 137h of the vane spring stopper 137. It is preferable to maintain higher than the oil supply hole (137h).
  • the oil level of the oil should be kept at least higher than the lowest end of the oil supply hole 137h of the vane spring stopper 137.
  • an oil recovery structure is applied in order to maintain an appropriate amount of oil or more in the sealed container 110 (shown in FIG. 1).
  • the oil recovery structure of the above embodiment when the compressed refrigerant exiting the discharge port and the discharge valve 135A of the upper bearing cover 135 hits the oil separation plate 180 (shown in FIG. 1) installed directly on the rotor 131.
  • the oil is separated from the compressed refrigerant.
  • the refrigerant from which the oil is separated passes through the hole 180h (shown in FIG. 3) provided in the oil separation plate 180 (shown in FIG. 1), and the oil separated from the refrigerant is separated from the oil separation plate 180 (see FIG. 1). 1 above the rotor 131 or the upper bearing cover 135, and then to the lower portion of the sealed container 110 (shown in FIG. 1) along the oil return passage between the parts.
  • the oil return flow passage may be composed of a gap between the stator 120 (shown in FIG. 1) and the rotor 131, or a jig may be mounted to bolt the cylinder 132 to the upper and lower bearing covers 135 and 136. It may be composed of a series of jig mounting holes (not shown) provided in the cylinder 131 and the upper and lower bearing covers 135 and 136 so as to communicate vertically.
  • the lower bearing cover 136 is installed so as not to cover a part of the bottom surface of the vane mounting hole 132H of the cylinder 132, and the oil inside the sealed container 110 (shown in FIG. 1). It is preferable that not only the oil level of the lower bearing cover 136 is maintained but also the lowest end of the vane mounting hole 132H is locked. At this time, since the vane mounting holes 132H are provided in the vane evacuation protrusion 132A protruding from the circular cylinder 132, even if the lower cover portion 136b of the lower bearing cover 136 is formed in a disc shape, the vane evacuation protrusion is formed.
  • the upper bearing cover 135 is installed so as not to cover a part of the upper surface of the vane mounting hole 132H of the cylinder 132, and the inside of the sealed container 110 (shown in FIG. 1).
  • the oil level is preferably maintained higher than the upper bearing cover 135 as well as the top of the vane fitting 132H is locked.
  • 10 to 12 show a second embodiment of a compressor according to the invention.
  • the second embodiment of the compressor according to the present invention like the first embodiment, as shown in FIGS. 10 to 12, the sealed container 210, the stator 220 fixed in the sealed container 210, and the stator (
  • the rotating member 230 is rotatably installed inside the stator 220 by the rotating electromagnetic field from the 220 and compresses the refrigerant, and the rotating member 230 is installed to hang on the outer circumferential surface, and at the same time, the upper and lower ends of the fixed shaft 241.
  • the electric mechanism for providing power through the electrical action includes a rotor 231 of the rotating member 230, including the stator 220, the compressor mechanism for compressing the refrigerant through the mechanical action rotating member 230 It includes a fixing member 240, including. Therefore, by installing the transmission mechanism and the compression mechanism in the radial direction, the overall compressor height can be lowered.
  • the airtight container 210 is formed of a body portion 211 and upper and lower shells 212 and 213 in the same manner as the airtight container 210 of the first embodiment, but the high pressure that the inside of the airtight container 210 is filled with a high pressure refrigerant It consists of That is, the fixed shaft 241 is directly exposed to the center of the upper shell 212 as an example of the suction tube in which the refrigerant is sucked, and the discharge tube 214 for discharging the high-pressure refrigerant at one side of the upper shell 212 is provided. A terminal 215 is also provided to supply power to the stator 220. At this time, the fixed shaft 241 does not need to protrude excessively to the outside of the sealed container 210, it is preferable to install a suitable fixed structure to the outside of the sealed container 210 to connect to the external refrigerant pipe.
  • stator 220 is configured in the same manner as in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • the rotary member 230 includes a cylindrical rotor 231 and 232, a roller 233, a vane 234, a bush 235, an upper bearing cover 236 and a muffler 237, and a lower bearing cover 238.
  • the cylindrical rotors 231 and 232 are rotated integrally with the rotor 231 by being located inside the rotor 231 with a plurality of permanent magnets in the axial direction so as to rotate by the rotating electromagnetic field from the stator 220.
  • the rotor 231 and the cylinder 232 may be configured separately, but may be combined, but integrally formed in the form of a powder sintered body or a laminate in which iron pieces are laminated. May be
  • the roller 233 is cylindrically mounted on the outer circumferential surface of the eccentric portion 242 of the fixing member 240 to be described below, and for this purpose, a lubrication structure is applied between the roller 233 and the eccentric portion 242. It is preferable.
  • the roller 233 and the eccentric portion 242 is provided with suction guide flow paths 233A and 242C through which the refrigerant can be sucked, and the roller 233 has a suction port communicating with the suction guide flow paths 233A and 242C ( 233a).
  • the vane 234 is integrally provided on the outer circumferential surface of the roller 233 so as to be located at one side of the suction port 233a of the roller 233, and is provided on the inner rotor surface of the cylindrical rotors 231 and 232 or the cylinder 232. It is installed to fit in the vane mounting holes 232H.
  • the bush 235 is installed to support both end surfaces of the vanes 234 fitted into the vane mounting holes 232H of the cylindrical rotors 231 and 232.
  • a lubrication structure is applied to allow the vanes 234 to move smoothly between the vane mounting holes 232H of the cylindrical rotors 231 and 232 and the bush 235.
  • the upper bearing cover 236 and the muffler 237 and the lower bearing cover 238 are coupled to the cylindrical rotors 231 and 232 in the axial direction, between the cylindrical rotors 231 and 232 and the rollers 233 and vanes 234.
  • the compression space is formed and installed in contact with the journal bearing or the thrust bearing at a portion in contact with the fixing member 240.
  • the upper bearing cover 236 is provided with a discharge port (not shown) through which the refrigerant compressed in the compression space can be discharged and a discharge valve 236A installed therein. It is preferably located adjacent to the vane 233.
  • the muffler 337 is coupled to the upper surface of the upper bearing cover 236, and is provided with a discharge chamber for reducing the opening and closing noise of the discharge valve 236A and the flow noise of the high-pressure refrigerant, the discharge chamber is the upper bearing
  • the discharge hole (not shown) provided in the cover 236 and the muffler 237 are respectively communicated with.
  • the upper bearing cover 236 and the muffler 237 are coupled to the upper surfaces of the cylindrical rotors 231 and 232, and the lower bearing cover 237 is coupled to the lower surfaces of the cylindrical rotors 231 and 232, and the cylindrical rotors 231 and 232. ) Is fastened at once by fastening members such as long bolts.
  • the fixed member 240 has a fixed shaft 241 provided in a cylindrical shape and a fixed shaft 241 in all radial directions of the fixed shaft 241 to have a cylindrical shape having a larger diameter than the cylinder of the fixed shaft 241. And an eccentric portion 242 eccentrically formed on the fixed shaft 241 at the same time.
  • a lower portion of the fixed shaft 241 is formed with a first oil supply passage 241A through which oil stored in the sealed container 210 can be supplied, while a lower pressure refrigerant can be sucked into the upper portion of the fixed shaft 241. Since the vertical suction passage 241B is formed and the first oil supply passage 241A and the vertical suction passage 241B are formed to be isolated, the oil may be prevented from escaping together with the refrigerant.
  • the eccentric portion 242 is formed to extend in all radial directions of the fixed shaft 241, and extends to the outer circumferential surface in the radial direction of the eccentric portion 242 so as to communicate with the vertical suction passage 241B of the fixed shaft 241.
  • the horizontal suction passage 242B is provided.
  • the roller 233 rotates along the outer circumferential surface of the eccentric portion 242
  • the refrigerant is provided because the ring-shaped suction guide flow paths 233A and 242C are provided between the inner circumferential surface of the roller 233 and the outer circumferential surface of the eccentric portion 242.
  • the upper and lower bearings 250 and 260 have the same structure as in the first embodiment, and the rotating member 230 is installed to be suspended to the fixing member 240, and then the upper portion of the fixing shaft 241 is the upper bearing 250. ) Is welded and fixed to the upper portion of the sealed container 210 in a state of being fitted, and welded to the lower portion of the sealed container 210 in a state in which the lower bearing cover 238 is rotatably supported by the lower bearing 260.
  • the upper bearing cover 236 has an upper shaft portion 236a provided with a journal bearing on an inner circumferential surface surrounding the upper portion of the fixed shaft 241, and an upper cover provided with a thrust bearing on a bottom surface in contact with the upper surface of the eccentric portion 242. Part 236b, but the upper cover portion 236b is bolted to the cylindrical rotor (231,232) on the bottom.
  • the lower bearing cover 238 has a lower shaft portion 238a provided with a journal bearing on an inner circumferential surface surrounding the lower portion of the fixed shaft 241, and a lower cover portion provided with a thrust bearing on an upper surface which is in contact with the bottom surface of the eccentric portion 242. 238b).
  • the lower bearing 260 is a stepped cylindrical bearing portion 260a surrounding the lower shaft portion 238a and a mounting portion 260b extended in the radial direction of the bearing portion 260a to be welded and fixed inside the sealed container 210.
  • the inner circumferential surface of the bearing portion 260a is provided with a journal bearing for journal-supporting the outer circumferential surface of the lower shaft portion 238a, and a thrust bearing for thrust supporting the lower end of the lower shaft portion 238a on the stepped bottom surface of the bearing portion 260a. Or a separate plate-shaped thrust bearing 261 may be inserted therebetween.
  • the bottom surface of the upper cover portion 236b of the upper bearing cover 236 becomes the cylindrical rotor ( 231,232 is bolted to abut the upper surface, the cover portion 238b of the lower bearing cover 238 is bolted to abut the bottom of the cylindrical rotor (231,232).
  • the upper bearing cover 236 is fixed member 240.
  • Lower bearing cover 238 because the lower shaft portion 238a is journal bearing supported under the fixed shaft 241 and the lower cover portion 238b is thrust supported on the bottom of the eccentric portion 242. Is rotatably installed relative to the fixing member 240.
  • the lower shaft portion 238a of the lower bearing cover 238 is fitted to the bearing portion 260a of the lower bearing 260, and the lower bearing cover 238 is supported by bearings on the journal surface or the thrust surface which abut each other. It is rotatably supported with respect to the lower bearing 260.
  • FIG. 13 is a plan view showing a vane mounting structure in a second embodiment of a compressor according to the present invention.
  • the inner circumferential surface of the cylindrical rotors (231, 232) is provided with a vane mounting hole (232H) is formed in the radial direction and axially penetrated, the vane mounting hole ( After the pair of bushes 235 are fitted to the 232H, the vanes 234 integrally provided on the outer circumferential surface of the roller 233 are fitted between the bushes 235. At this time, a compression space is provided between the cylindrical rotors 231 and 232 and the roller 233, and the compression space is divided into the suction pocket S and the compression pocket D by the vanes 234.
  • the suction port 233a of the roller 233 is located at one side of the vane 234 so as to be in communication with the suction pocket S, and the discharge port and discharge valve 236A of the upper bearing cover 236 (shown in FIG. 11) described above. 11 is located on the other side of the vane 234 to communicate with the compression pocket (D), it is preferable to be located close to the vane 234 to reduce the dead volume.
  • the vane 234 integrally manufactured with the roller 233 in the compressor of the present invention is assembled to be slidably moved between the bushes 235 in the conventional rotary compressor. The friction loss caused by the sliding contact generated by the spring can be eliminated, and refrigerant leakage can be reduced between the suction pocket S and the compression pocket D.
  • the cylindrical rotors 231 and 232 receive the rotational force by the rotating magnetic field with the stator 220 (shown in Fig. 10), the cylindrical rotors 231 and 232 rotate. While the vane 234 is fitted into the vane mounting holes 232H of the cylindrical rotors 231 and 232, the rotational force of the cylindrical rotors 231 and 232 is transmitted to the roller 233, and the vanes 234 according to the rotation of both vanes 234. ) Reciprocates linearly between the bushes 235. That is, the inner circumferential surfaces of the cylindrical rotors 231 and 232 have portions corresponding to each other on the outer circumferential surfaces of the rollers 233.
  • the portions corresponding to each other are each of the cylindrical rotors 231 and 232 and the roller 233 rotates once.
  • the suction pocket (S) gradually grows while repeating contact with each other, the suction pocket (S) gradually grows, while the refrigerant or working fluid is sucked into the suction pocket (S), and the compression pocket (D) gradually decreases. It is compressed and then discharged.
  • FIG. 14 is a plan view showing an operation cycle of the compression mechanism in the second embodiment of the compressor according to the present invention.
  • the cylindrical rotors 231 and 232 and the roller 233 rotate to (a), (b), (c) and (d). This shows one cycle where the relative position changes.
  • the cylindrical rotors 231 and 232 and the roller 233 are located at (a)
  • the refrigerant or the working fluid is sucked into the suction pocket S through the suction port 233a of the roller 233, and the suction pocket Compression occurs in the discharged compression pocket D, which is divided into S and the vanes 234.
  • the compressor configured as described above is installed such that the rotating member 230 is suspended to the fixing member 240, and is rotatably supported by the lower bearing 260 so that the rotating member 230 is provided. Is suspended on the fixing member 240, and the rotating member 230 is supported on the lower bearing 260, that is, the lubrication must be made to the surface, in addition to the rotating member 230 and the fixing member 240 And lubrication is required between the parts abutting each other in the lower bearing 260.
  • FIG. 15 is a side cross-sectional view showing an example of lubricating oil in a second embodiment of the compressor according to the present invention
  • Figures 16 to 18 is a fixing member, a lower bearing cover, an upper bearing in a second embodiment of the compressor according to the present invention
  • a lubricating oil passage provided in each cover is a perspective view.
  • the oil level of the oil stored in the sealed container 210 is at least higher than the lower bearing 260 (shown in FIG. 12) or the lower portion of the lower bearing cover 238. It is preferable to be kept higher than the lowest end of the shaft portion 238a. Therefore, as described above, the lower shaft portion 238a of the lower bearing cover 238 is accommodated in the bearing portion 260a (shown in FIG. 12) of the lower bearing 260 (shown in FIG. 12).
  • the journal face and the thrust face are bearing-supported respectively, and the contact face is submerged in oil so that a separate lubrication flow path may not be provided.
  • a lubricating oil passage is provided at a portion where the rotating member 230 (shown in FIG. 10) and the fixing member 240 (shown in FIG. 10) come into contact with each other, the lubricating oil passage having a lower lubricating oil passage, an oil supply member, It can be divided into upper lubrication flow path.
  • the lower lubrication flow passage is configured to supply oil stored in the lower portion of the sealed container 210 to the abutting portion of the lower bearing cover 238, the fixed shaft 241, and the eccentric portion 242, and an oil supply member.
  • 270 is configured to pump oil as it rotates together with the rotating member 230 (shown in FIG. 10), and the upper lubricating oil passage includes oil pumped by the oil supply member 270 with the upper bearing cover 236.
  • the fixed shaft 241 and the eccentric portion 242 is configured to supply to abutting portions.
  • the lower lubricating oil passage has a first oil supply passage 241A, which is a hollow space perpendicular to the lower portion of the fixed shaft 241, and an oil supply hole penetrated in the radial direction below the fixed shaft 241 so as to communicate with the oil supply passage 241A.
  • the first oil supply groove (a, b) may also be formed in any of the portions of the lower bearing cover 238, the fixed shaft 241 and the eccentric portion 242 abut each other, but not only relatively thick It is preferable to form a ring-shaped groove having a side cross section 'a' on a lower outer circumferential surface of the fixed shaft 241 and an eccentric portion 242 that are easy to machine.
  • the oil surface is preferably formed so that the lower bearing cover 238 is locked.
  • An inner circumferential surface of the lower shaft portion 238a of the 238 may have a straight or helical groove 238g vertical to communicate with the first oil supply grooves a and b.
  • the oil supply member 270 is installed inside the hollow shaft portion 271 of the cylindrical shaft 271 fitted to the lower shaft portion 238a of the lower bearing cover 238, and the hollow shaft portion 271 and the hollow shaft portion 271 by a rotational force. It includes a propeller 272 to supply the oil through the flow path. Therefore, the oil supply member 270 rotates in the state submerged in the oil like the lower bearing cover 236, and the oil is raised through the oil supply member 270.
  • the upper lubrication structure includes at least two extending to the upper surface of the eccentric portion 242 so as to communicate with the first oil supply passage 241A of the fixed shaft 241 and the first oil supply passage 241A of the fixed shaft 241.
  • Upper and eccentric portions of the eccentric portion 242 contacting the upper bearing cover 236 so as to communicate with the second oil supply passage 242A of the eccentric portion 242 and the second oil supply passage 242A of the eccentric portion 242.
  • a second oil supply groove (c, d) formed on the outer circumferential surface of the fixed shaft 241 immediately above, the second oil supply passage 242A provided in the eccentric portion 242 is the eccentric portion 242 It is preferable to be provided so as not to overlap with the horizontal suction passage (242B) provided in.
  • the second oil supply grooves c and d may also be formed at any of the portions in contact with the upper bearing cover 236, the fixed shaft 241, and the eccentric portion 242, but are not only relatively thick. It is preferable to form a ring-shaped groove having a side cross-section 'b' on the upper outer circumferential surface of the fixed shaft 241 and the upper surface of the eccentric portion 242 that are easy to machine.
  • a straight or spiral groove 236g perpendicular to the second oil supply grooves c and d may be formed on the inner circumferential surface of the upper shaft portion 236a of the upper bearing cover 236.
  • the oil stored in the lower portion of the sealed container 210 has a higher oil surface than the oil supply hole 241h, including the lower lower shaft portion 238a of the lower bearing cover 238.
  • lubrication is performed between the lower bearing 260 (shown in FIG. 12), and the lower bearing cover 238 supplies the first oil.
  • the oil gathered in the grooves a and b and the groove 238g is lubricated between the fixed shaft 241 and the eccentric portion 242 and is rotatably installed.
  • the oil is pumped by the oil supply member 270 as the rotating member 230 (shown in FIG. 10), the oil is the first oil supply passage 241A of the fixed shaft 241, the eccentric portion ( Through the second oil supply passage 242A of 242, it is introduced into the second oil supply grooves c and d and further rises through the groove 236g of the upper bearing cover 236.
  • the upper bearing cover 236 is lubricated between the fixed shaft 241 and the eccentric portion 242 by the oil collected in the second oil supply grooves (c, d) and the grooves (236g) to be rotatable at the same time. Is installed.
  • 19 is a perspective view showing an example of the vane lubrication structure in the second embodiment of the compressor according to the present invention.
  • a coupling protrusion 232a protruding from the outer circumferential surface of the cylinder 232 is provided to form an inner circumferential surface of the rotor 231, and a vane mounting hole 232H extending from the inner circumferential surface of the cylinder 232 to a portion of the coupling protrusion 232a.
  • the vane 234 is installed to abut the vane mounting holes 232H between the bushes 235, and the lower bearing cover 238 removes a portion of the bottom surface of the vane mounting holes 232H of the cylinder 232. Installed so as not to cover.
  • the engaging projection even if the lower cover portion 238b of the lower bearing cover 238 is formed in a disc shape. It may be installed so as not to cover a part of the vane mounting holes (232H) extended to (232a).
  • the outer circumferential portion thereof is formed stepped so as not to cover a part of the vane mounting holes 232H extending to the coupling protrusion 232a. Can be.
  • the oil level of the oil inside the sealed container 210 is not only maintained higher than that of the lower bearing cover 238, but also the vane mounting hole. It is preferable that the bottom end of 232H be kept locked.
  • an oil recovery structure is applied in order to maintain an appropriate amount of oil or more in the sealed container 210 (shown in FIG. 10).
  • the oil separation is installed on the muffler 237 (shown in Fig. 12) immediately above the discharge port of the upper bearing cover 236 and the discharge port of the muffler 237 (shown in Figure 12).
  • the oil is separated from the compressed refrigerant.
  • the refrigerant from which the oil is separated exits through a hole (not shown) provided in the oil separation plate 280 (shown in FIG. 10), and the oil separated from the refrigerant is an oil separation plate (280 shown in FIG. 10).
  • the oil return flow passage may be composed of a gap between the stator 220 and the rotor 231, or a jig may be mounted to bolt the cylinder 232 to the upper and lower bearing covers 236 and 238. It may be composed of a series of jig mounting holes (not shown) provided in the cylinder 231 and the upper and lower bearing cover (236,238) so as to communicate vertically.
  • the upper bearing cover 236 is installed so as not to cover a part of the upper surface of the vane mounting hole 232H of the cylinder 232, and inside the sealed container 210 (shown in FIG. 10).
  • the oil level is preferably kept higher than the upper bearing cover 236 as well as the top of the vane fitting 232H is locked.

Abstract

본 발명은 회전부재(130)가 고정부재(140)에 매달린 상태에서 회전하면서 냉매를 압축시키는 압축기에 관한 것이다. 특히, 회전부재(130)가 제1고정부재(150)에 매달리도록 설치되는 동시에 제1고정부재(150)와 떨어져 있는 제2고정부재(160) 위에 회전 가능하게 지지되기 때문에 구조적으로 안정화될 뿐 아니라 부품들의 중심을 맞추어 손쉽게 조립할 수 있다. 또한, 밀폐용기(110)에 저장된 오일이 고정부재(140)와 회전부재(130) 사이에 구비된 윤활 유로로 공급되도록 하기 때문에 부품들 사이의 마찰 손실을 줄일 뿐 아니라 작동 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 베인(133)이 왕복 직선 운동하는 베인 장착구(132H)에 오일을 손쉽게 유입되도록 하여 베인(133)의 마찰 및 마모를 줄일 뿐 아니라 작동 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

압축기
본 발명은 회전부재가 고정부재에 매달리는 동시에 축받이 위에 지지된 상태에서 회전하면서 냉매를 압축시키는 압축기에 관한 것으로서, 특히 구조적 안정화를 도모할 뿐 아니라 조립성을 향상시킬 수 있고, 윤활 성능을 향상시켜 작동 신뢰성을 확보할 수 있는 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 그 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 형성되는 압축공간에서 작동가스를 압축시키는 로터리식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나눠진다.
왕복동식 압축기는 기계적인 효율이 우수한 반면, 이러한 왕복 운동은 심각한 진동과 소음 문제를 야기한다. 이러한 문제 때문에, 로터리식 압축기가 콤팩트하다는 특징과 우수한 진동 특성 때문에 발전되어 왔다.
로터리식 압축기는 밀폐용기 내에서 모터부와 압축기구부가 구동축에 장착되도록 구성되는데, 구동축의 편심부 주변에 위치하는 롤러가 원통 형상의 압축공간을 형성하는 실린더 내에 위치하고, 적어도 하나의 베인이 롤러와 압축공간 사이에 연장되어 압축공간을 흡입영역과 압축영역으로 구획하고, 롤러는 압축공간 내에서 편심되어 위치하게 된다. 일반적으로 베인은 실린더의 요홈부에 스프링에 의해 지지되어 롤러의 면을 가압하도록 구성되고 이러한 베인에 의해 압축공간은 전술한 바와 같이 흡입영역과 압축영역으로 구획된다. 구동축의 회전에 따라 흡입영역이 점진적으로 커지면서 냉매나 작동유체를 흡입영역으로 흡입함과 동시에 압축영역이 점진적으로 작아지면서 그 안의 냉매나 작동유체를 압축하게 된다.
이러한 종래의 로터리식 압축기에서는 모터부와 압축기구부가 상하로 적층되기 때문에 불가피하게 전체적으로 압축기의 높이가 커지는 문제점이 있다. 또한, 종래의 로터리식 압축기에서는 모터부와 압축기구부의 중량이 서로 다르기 때문에 관성력의 차이가 발생될 뿐 아니라 구동축을 중심으로 상하측에 불가피하게 불균형의 문제점이 발생된다. 따라서, 모터부와 압축기구부의 불균형을 보상하기 위하여 상대적으로 중량이 작은 쪽에 중량 부재를 부가할 수 있지만, 이것은 회전체에 추가적인 부하를 가하는 결과를 초래하여 구동 효율 및 압축 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 종래의 로터리식 압축기에서 압축기구부에서 구동축에 편심부가 형성되기 때문에 구동축이 회전됨에 따라 편심부가 함께 회전되면서 편심부 밖에 있는 롤러를 구동시키게 되는데, 결과적으로 압축기구부에서 구동축과 편심부의 편심 회전에 따른 진동이 불가피하게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 로터리식 압축기에서 구동축의 편심부가 회전하면서 롤러가 고정되어 있는 실린더(stationary cylinder) 내면과 계속적으로 미끄럼 접촉(sliding contact)하고, 역시 롤러가 고정되어 있는 베인의 끝단면과 계속적으로 미끄럼 접촉하기 때문에 이렇게 미끄럼 접촉하는 구성요소들 사이에는 높은 상대 속도가 존재함에 따라 마찰 손실이 발생하고, 이는 압축기의 효율 저하로 이어지며, 나아가 미끄럼 접촉하는 베인과 롤러 사이의 접촉면에서 냉매 누설 가능성도 상존하여 기구적인 신뢰성도 떨어지게 된다.
종래의 로터리 압축기는 고정되어 있는 실린더의 내부에서 구동축이 회전하는 구성을 갖는 반면, 일본공개특허공보 62-284985호와, 64-100291호에서는, 축선 방향으로 흡입포트를 갖는 샤프트와, 샤프트보다 큰 직경으로 편심되어 상기 샤프트의 흡입포트와 연통되는 포트를 반경 방향으로 갖는 피스톤부가 일체로 형성된 고정축; 출목 가능하게 설치되는 베인; 상기 베인을 수용한 채로 회전 가능한 로터; 토출 포트를 갖는 상부 베어링; 하부 베어링; 외경과 내경의 차이보다 높이가 더 큰 중공원통 형상이며, 하부 베어링에 고정되는 영구자석; 영구자석의 외주에 회전되지 않는 코일;을 포함하되, 상부 베어링과 로터와 하부 베어링을 차례로 연결하여 회전 가능하게 구성함으로써, 로터, 상부 베어링 및 하부 베어링과 피스톤부 사이의 공간을 베인이 둘러싸면서 용적이 변화되는 회전식 압축기를 개시하고 있다.
상기 일본공개특허공보에 개시된 회전식 압축기는 스테이터 안쪽에 중공원통 형상의 영구자석이 위치하고, 영구자석 안쪽으로 베인을 포함하는 로터 및 압축 기구부가 위치하기 때문에 종래의 로터리 압축기에서 모터부와 압축기구부가 높이 방향으로 설치되기 때문에 발생되는 문제점을 해결할 수 있을 것으로 생각된다.
그러나, 상기 일본공개특허공보에 개시된 회전식 압축기는 베인이 회전하는 로터에 탄성 지지되는 동시에 고정되어 있는 편심부(피스톤부)의 외면과 미끄럼 접촉하기 때문에 베인과 편심부(피스톤부) 사이에는 종래의 로터리 압축기와 마찬가지로 높은 상대속도 차이가 존재하여 마찰손실이 발생할 뿐 아니라 미끄럼 접촉하는 베인과 편심부 사이의 접촉면에서 냉매 누설의 가능성이 상존하는 문제점을 여전히 갖고 있다. 또한, 상기 일본공개특허공보들에 개시된 회전식 압축기는 작동유체의 흡입 및 토출 유로나, 압축 기구부 내의 윤활유 급유나, 베어링 부재의 장착을 위한 실현 가능한 구성에 대해서는 전혀 개시하는 바가 없기 때문에 실제 적용할 수 있을 정도에 이르지 못하고 있다.
다르게는, 미국특허공개공보 7,217,110호에도 고정축과 편심부가 일체로 형성되고, 편심부에 회전 가능하게 위치하는 롤러의 외면과 회전하는 로터의 내면 사이에 압축공간이 형성되는 로터리 압축기를 개시하고 있다. 여기서, 로터의 회전력은 로터와 일체로 회전하는 로터의 상하부판에 고정된 베인을 통해 롤러에 전달되는 구성을 갖고, 밀폐용기 내부의 압력과 압축공간 내부의 압력차를 이용하여, 고정축의 중심에 형성된 길이방향의 유로를 통해 작동유체와 윤활유를 압축공간 내부로 도입하고 있다.
따라서, 상기 미국특허공개공보에 개시된 로터리 압축기도 로터 안쪽에서 압축 기구부를 형성하기 때문에 종래의 로터리 압축기에서 모터부와 압축 기구부가 높이 방향으로 설치되기 때문에 생기는 문제점들을 해결할 수 있을 것으로 생각된다. 아울러, 상기 일본공개특허공보들과 달리 로터, 베인 및 롤러가 모두 일체로 회전하기 때문에 이들 사이에 상대 속도의 차이가 존재하지 않으며, 그에 기인하는 마찰손실의 우려도 없을 것으로 생각된다.
그러나, 상기 미국특허공개공보에 개시된 로터리 압축기는 고정축의 일단부가 밀폐용기에 고정되지만, 고정축의 타단부가 밀폐용기로부터 이격된 상태에서 밀폐용기에 매달려 있는 형상으로 제작되기 때문에 고정축의 중심을 맞추어서 조립하기(centering) 어렵고, 로터리 압축기의 속성상 피할 수 없는 편심 회전에 기인하는 횡방향 진동에 매우 취약하며, 실제 제작이 상당히 곤란하거나, 조립 생산성이 열악해지는 문제점이 있다. 또한, 베인이 로터로부터 내측으로 돌출 형성되고, 베인의 이동 궤적을 가이드하도록 베인 홈이 롤러에 형성되기 때문에 베인 홈의 형성을 위하여 불가피하게 롤러의 부피가 커지게 되며, 상대적으로 큰 부피의 롤러가 편심 회전에 의해 횡방향의 진동을 가진시키는 결과를 초래하는 문제점이 있다. 윤활유를 이용하지 않는 구성에 대해서도 개시하고 있으나, 이를 위해서는 구성부품들을 매우 값비싼 재질로 제작하여야 하는 문제점이 있으며, 윤활유를 이용하는 구성의 경우에는 밀폐용기 내부와 압축공간 내의 압력 차이를 이용하여 윤활유를 압축공간 내부로 끌어올려 작동유체와 함께 순환하도록 구성하기 때문에 이 경우에 작동유체 내에 불가피하게 많은 윤활유가 합입될 뿐 아니라 작동 유체와 함께 압축기를 빠져나갈 수 있어 윤활 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 부품들을 밀폐용기에 손쉽게 중심을 맞추어 조립할 수 있어 구조적 안전성을 높일 수 있는 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 편심 회전에 의한 횡방향 진동을 저감시킬 뿐 아니라 실제 생산 조립이 용이한 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 밀폐용기에 저장된 오일이 고정부재와 회전부재 사이의 윤활 유로로 공급될 수 있는 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 밀폐용기에 저장된 오일을 베인이 장착된 베인 장착구로 손쉽게 유입되도록 하여 손쉽게 베인을 윤활시킬 수 있는 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 압축기는 오일이 저장된 밀폐용기; 밀폐용기 내에 고정된 스테이터; 밀폐용기에 상단이 움직이지 않도록 설치됨과 동시에 밀폐용기 내부로 길게 연장되는 고정축과, 고정축에 편심되도록 형성된 편심부를 포함하는 제1고정부재; 고정축의 하단과 이격되도록 형성되며, 밀폐용기의 하부에 움직이지 않도록 설치되는 제2고정부재; 스테이터와 제1고정부재 사이에 위치하고, 스테이터로부터의 회전 전자기장에 의해 제1고정부재를 중심으로 회전하면서 그 내에 형성되는 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킬 수 있고, 제2고정부재에 하중을 가하면서 회전 가능하게 지지하는 회전부재; 그리고, 회전부재의 회전력을 이용하여 밀폐용기 내에 저장된 오일을 회전부재와 고정부재가 베어링되는 부분으로 안내하는 윤활유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 회전부재는, 스테이터와의 상호 전자기력에 의해 고정부재를 중심으로 회전하도록 스테이터와 고정부재 사이에 설치된 로터와, 로터에 적층되어 로터와 함께 회전하고 압축공간이 내부에 구비된 실린더와, 편심부와 실린더 사이의 압축공간을 냉매가 흡입되는 흡입포켓과 냉매가 압축 및 토출되는 압축포켓으로 구획하도록 실린더에 탄성 지지되어 실린더와 함께 회전하며 편심부의 외면과 미끄럼 접촉하는 베인과, 실린더의 내주면에 슬롯 형상으로 형성되는 베인 장착구와, 베인을 탄성 지지하는 베인 스프링이 설치될 수 있도록 베인 장착구를 막아주는 베인 스프링 스토퍼와, 압축공간의 상부 및 하부를 형성하여 회전부재와 함께 고정부재를 중심으로 회전하는 상부 및 하부 베어링 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 회전부재는, 스테이터로부터의 회전 전자기장에 의해 고정축을 중심으로 회전하도록 고정부재에 회전 가능하게 지지되는 실린더형 로터와, 실린더형 로터의 회전력을 전달받아 실린더형 로터와 함께 편심부를 중심으로 회전하면서 실린더형 로터와의 사이에 압축공간을 형성하는 롤러와, 실린더형 로터로부터 롤러로 회전력을 전달하고 압축공간을 냉매가 흡입되는 흡입포켓과 냉매가 압축 및 토출되는 압축포켓으로 구획하는 베인과, 롤러의 외주면으로부터 실린더형 로터 쪽으로 돌출되도록 롤러에 일체로 형성됨과 동시에 베인을 수용하도록 형성된 베인 장착구와, 압축공간의 상부 및 하부를 형성하여 회전부재와 함께 고정부재를 중심으로 회전하는 상부 및 하부 베어링 커버로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 하부 베어링 커버는 고정축을 에워싸는 하부 축부와, 실린더와 결합되어 압축공간의 하부를 형성하는 하부 커버부를 포함하고, 하부 축부의 최하단이 밀폐용기 내에 저장된 오일에 잠기도록 설치되며, 윤활유로는 하부 축부에 고정축의 외주면과 베어링되는 내주면에 형성된 그루브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 윤활유로는 고정축 하부에 축방향으로 형성된 제1오일공급유로와, 제1오일공급유로와 편심부 상면과 연통되도록 편심부에 형성된 제2오일공급유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 고정축 및 편심부를 관통하여 압축공간의 흡입포켓으로 연결되는 냉매흡입유로를 더 포함하고, 제2오일공급유로는 냉매흡입유로를 우회하여 편심부의 상부까지 연장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 윤활유로는 편심부의 상면 및 하면에 각각 형성된 상부 및 하부 요홈부를 포함하고, 상부 및 하부 요홈부는 회전부재와 편심부 사이의 트러스트 면의 윤활을 위한 오일의 저장홈으로 기능하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 윤활유로는 제1오일공급유로와 연통되도록 편심부와 고정축 하부 및 하부 베어링 커버가 맞닿는 부분에 구비된 제1오일저장홈과, 제2오일공급유로와 연통되도록 편심부와 고정축 상부 및 상부 베어링 커버가 맞닿는 부분에 구비된 제2오일저장홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상부 베어링 커버는 고정축 상단을 일부 감싸는 상부 축부를 포함하고, 윤활유로는 제2오일저장홈과 연통되도록 상부 베어링 커버의 축부 내주면에 구비된 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 압축기는, 회전부재의 하부에 장착되고, 회전부재가 회전됨에 따라 오일을 윤활유로로 펌핑하는 오일공급부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 하부 베어링 커버는 고정축을 에워싸는 하부 축부를 포함하고, 오일공급부재는 하부 축부에 압입된 중공축부와, 하부 축부의 회전에 따라 오일을 나선형으로 상승시키도록 중공축부 내측에 고정된 프로펠러로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 압축기는 베인 장착구의 일부를 밀폐용기의 내부공간으로 연통시켜 내부공간의 오일이 베인 장착구로 공급되도록 하는 오일공급홀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 압축기는 베인 장착구의 일부를 밀폐용기의 내부공간으로 연통시켜 내부공간의 오일이 베인 장착구로 공급되도록 하는 오일공급홀;을 포함하고, 오일공급홀은, 베인 장착구와 연통하도록 베인 스프링 스토퍼에, 밀폐용기에 저장된 오일의 유면보다 낮은 위치에 형성되어, 오일이 베인 장착구로 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 베인 장착구는 실린더 외주면으로부터 돌출되어 형성된 베인 피난 돌기부까지 연장되고, 상부 및 하부 베어링 커버 중 하나 이상에 의해 폐쇄되지 않은 베인 피난 돌기부의 개방공간이 베인 장착구로의 오일공급홀로 기능하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 압축기는 베인 장착구의 일부를 밀폐용기의 내부공간으로 연통시켜 내부공간의 오일이 베인 장착구로 공급되도록 하는 오일공급홀;을 포함하고, 상부 및 하부 베어링 커버 중 하나 이상에 의해 폐쇄되지 않은 베인 장착구의 개방공간이 베인 장착구로의 오일공급홀로 기능하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 압축기는 회전부재를 고정부재에 매달리도록 조립한 다음, 고정부재를 상부 축받이에 고정시키는 동시에 회전부재를 하부 축받이에 회전 가능하게 지지하고, 상부 및 하부 축받이를 밀폐용기에 고정시키기 때문에 부품들을 밀폐용기에 손쉽게 중심을 맞추어 조립할 수 있어 구조적 안전성 및 조립성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축기는 편심부가 고정축의 축중심으로부터 편심되더라도 고정축의 모든 반경 방향으로 돌출되어 정지된 상태를 유지하고, 실린더 및 로터가 고정축을 중심으로 회전하는 동시에 베인이 편심부를 중심으로 회전함에 따라 실린더 및 로터와 베인이 각각의 축을 중심으로 회전하기 때문에 편심 회전이 발생되지 않으며, 그 결과 편심 회전에 의한 횡방향 진동을 저감시킬 뿐 아니라 편심 회전에 의한 진동을 줄이기 위하여 채용된 밸런스 웨이트를 생략할 수 있어 효율을 높일 수 있으며, 실제 생산 조립이 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축기는 밀폐용기에 저장된 오일이 연통된 유로를 통하여 공급되면서 회전부재의 하부 베어링 커버와 고정부재가 서로 맞닿는 면을 윤활시킨 다음, 오일공급부재에 의해 펌핑됨에 따라 연통된 유로를 통하여 공급되면서 회전부재의 상부 베어링 커버와 고정부재가 서로 맞닿는 면을 윤활시키기 때문에 오일공급부재에 의해 오일 유면으로부터 설정 높이 이상에 위치한 부품들에게도 오일을 공급할 수 있고, 오일에 의해 윤활된 부품들 사이의 마찰 손실을 줄일 수 있으며, 그에 따라 압축 효율을 높일 뿐 아니라 작동 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축기는 베인이 베인 스프링에 의해 탄성 지지되거나, 베인이 부시들 사이에 맞닿도록 설치되더라도, 베인이 장착된 베인 장착구와 오일이 저장된 밀폐용기의 내부공간을 연통시키는 오일공급홀이 제공되기 때문에 오일의 유면을 오일공급홀보다 높게 유지하면, 오일이 손쉽게 베인 장착구로 유입되도록 하여 베인의 윤활 성능을 높일 수 있고, 베인 및 이와 맞닿는 부품들의 마찰 및 마모를 줄일 뿐 아니라 베인의 움직임이 원활하게 이루어짐에 따라 작동 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예가 도시된 측단면 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예가 도시된 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예가 도시된 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 베인 장착구조가 도시된 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 압축기구부의 운전사이클이 도시된 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 윤활유로 일예가 도시된 측단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 하부 베어링 커버 및 상부 베어링 커버에 구비된 윤활유로가 각각 도시된 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 베인 윤활구조 일예가 도시된 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예가 도시된 측단면 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예가 도시된 분해 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예가 도시된 측단면도.
도 13은 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 베인 장착구조가 도시된 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 압축기구부의 운전사이클이 도시된 평면도.
도 15는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 윤활유로 일예가 도시된 측단면도.
도 16은 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 고정부재에 구비된 윤활유로가 도시된 사시도.
도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 하부 베어링 커버 및 상부 베어링 커버에 구비된 윤활유로가 각각 도시된 사시도.
도 19는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 베인 윤활구조 일예가 도시된 사시도.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예가 도시된 도면이다.
본 발명에 따른 압축기의 제1실시예는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 밀폐용기(110)와, 밀폐용기(110) 내에 고정된 스테이터(120)와, 스테이터(120)로부터의 회전 전자기장에 의해 스테이터(120) 내측에서 회전 가능하게 설치되어 냉매를 압축시키는 회전부재(130)와, 회전부재(130)가 외주면에 매달리도록 설치되는 동시에 고정축(141)의 상하단이 밀폐용기(110)에 움직이지 않도록 고정된 고정부재(140)와, 고정축(141)의 상단을 밀폐용기(110) 내측에 고정시키는 상부 축받이(150)와, 고정축(141)의 하단과 이격되는 동시에 회전부재(130)가 상면에 회전 가능하게 지지되도록 밀폐용기(110) 내측에 고정되는 하부 축받이(160)를 포함한다. 이때, 전기적인 작용을 통하여 동력을 제공하는 전동기구부는 스테이터(120)을 비롯한 회전부재(130)의 로터(131)를 포함하고, 기구적인 작용을 통하여 냉매를 압축시키는 압축기구부는 회전부재(130)를 비롯한 고정부재(140)를 포함한다. 따라서, 전동기구부와 압축기구부가 상하 방향으로 일부 적층되는 동시에 반경 방향으로 설치함으로써, 전체적인 압축기 높이를 낮출 수 있다.
밀폐용기(110)는 원통형의 몸통부(111)와, 몸통부(111) 상/하부에 결합된 상/하부 쉘(112,113)과, 밀폐용기(110)를 다른 제품에 체결 고정시키기 위하여 하부 쉘(113) 바닥면에 반경 방향으로 구비된 장착부(114)로 이루어지되, 그 내부에는 회전부재(130)와 고정부재(140)를 윤활시키는 오일이 적정 높이까지 저장될 수 있다. 상부 쉘(112)의 중심에는 냉매가 흡입되는 흡입관(미도시)의 일례로 직접 고정축(141)이 노출되도록 구비되고, 상부 쉘(112)의 소정 위치에는 냉매가 토출될 수 있는 토출관(115)이 구비되되, 밀폐용기(110)의 내부가 압축된 냉매로 충진되는지 혹은 압축되기 전의 냉매로 충진되는지에 따라서 고압식 또는 저압식으로 결정되며, 이에 따라 흡입관 및 토출관이 바뀔 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 고압식으로 구성되고, 흡입관인 고정축(141)이 밀폐용기(110) 외부로 돌출되도록 구비된다. 하지만, 고정축(141)이 밀폐용기(110) 외부로 과도하게 돌출된 필요는 없으며, 적당한 고정구조를 밀폐용기(110) 외부에 설치하여 외부의 냉매관과 연결하도록 하는 것이 바람직하다. 추가로, 상부 쉘(112)에는 스테이터(120)로 전원을 공급하는 터미널(116)이 구비된다.
스테이터(120)는 코어와, 코어에 집중 권선된 코일로 이루어지고, 밀폐용기(110)의 몸통부(111) 내측에 열박음으로 고정된다. 기존의 BLDC 모터에 채용된 코어는 원주를 따라 9개의 슬롯을 가지는 반면, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 스테이터(120)의 직경이 상대적으로 커져서 BLDC 모터의 코어가 원주를 따라 12개의 슬롯을 가지도록 구성된다. 코어의 슬롯이 많을수록 코일의 권선수도 많아지기 때문에 기존과 같은 스테이터(120)의 전자기력을 발생시키기 위해서, 코어의 높이가 낮아지더라도 무방할 것이다.
회전부재(130)는 로터(131)와, 실린더(132)와, 베인(133)과, 베인 스프링(134)과, 상부 베어링 커버(135)와, 하부 베어링 커버(138)로 이루어진다. 로터(131)는 스테이터(120)로부터 회전 전자기장에 의해 회전하도록 축 방향으로 복수개의 영구자석이 구비되고, 스테이터(120) 내측에 간극을 유지하도록 설치된다. 실린더(132)는 압축공간이 내부에 구비된 원통형상으로 형성되되, 내주면에 베인(133) 및 베인 스프링(134)이 장착될 수 있도록 반경방향으로 길게 형성된 베인 장착구(132H)가 구비된다. 로터(131)와 실린더(132)는 일체로 회전하도록 상부 베어링 커버(135)를 기준으로 로터(131) 및 실린더(132)가 상하로 적층되도록 결합된다. 베인(133)은 일단이 하기에서 설명될 편심부(142) 외주면에 지지되는 동시에 다른 일단이 실린더(132)의 베인 장착구(132H)에 베인 스프링(134)에 의해 탄성 지지되도록 설치되고, 실린더(132)와 편심부(142) 사이의 압축공간을 냉매가 흡입되는 흡입포켓(S : 도 4에 도시)과 냉매가 압축 및 토출되는 압축포켓(D : 도 4에 도시)으로 구획한다. 물론, 베인(133)이 편심부(142) 및 실린더(132)의 베인 장착구(132H)에서 원활하게 움직이도록 하기 위하여 윤활 구조가 적용되는 것이 바람직하다.
상부 베어링 커버(135)는 고정부재(140)와 맞닿는 부분에 저널 베어링 또는 트러스트 베어링 접촉하도록 설치되고, 로터(131)와 실린더(132)를 상하 방향으로 적층하도록 결합하도록 결합시킨다. 이때, 로터(131)가 체결될 수 있도록 상부 베어링 커버(135)의 상면 외주 부분이 단차지게 형성되는데, 로터(131)가 상부 베어링 커버(135)의 상면 외주에 단차진 부분에 올려진 상태에서 볼트 체결되고, 실린더(132)가 상부 베어링 커버(135)의 저면 중심에 볼트 체결된다. 또한, 상부 베어링 커버(135)에는 압축공간에서 압축된 냉매가 토출될 수 있는 토출구(미도시) 및 이에 설치된 토출밸브(135A)가 구비되는데, 사체적을 줄이기 위하여 상부 베어링 커버(135)의 토출구는 베인(133)과 인접하게 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 상부 베어링 커버(135)는 로터(131)의 저면 및 실린더(132)의 상면에 결합되고, 하부 베어링 커버(135)는 실린더(131)의 저면에 결합되는데, 일종의 장볼트 등과 같은 체결부재에 의해 각각 체결된다.
고정부재(140)는 원기둥 형상으로 구비된 고정축(141)과, 고정축(141)의 원기둥에 비해 큰 직경을 갖는 원기둥 형상을 가지도록 고정축(141)의 모든 반경 방향으로 고정축(141)으로부터 돌출됨과 동시에 고정축(141)에 편심되게 형성된 편심부(142)로 이루어진다. 고정축(141)의 하부에는 밀폐용기(110)에 저장된 오일이 공급될 수 있는 제1오일공급유로(141A)가 형성되는 반면, 고정축(141)의 상부에는 저압의 냉매가 흡입될 수 있는 수직흡입유로(141B)가 형성되고, 제1오일공급유로(141A)와 수직흡입유로(141B)는 격리되도록 형성됨에 따라 오일이 냉매와 함께 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 편심부(142)는 고정축(141)의 모든 반경 방향에 대해서 확장되도록 형성되는데, 고정축(141)의 수직흡입유로(141B)와 연통되도록 편심부(142)의 반경 방향으로 외주면까지 연장된 수평흡입유로(142B)가 구비되며, 베인(133)은 수평흡입유로(142B)를 따라 지나갈 수 있다. 이때, 편심부(142)의 상/하면이 상부 및 하부 베어링 커버(135,136)와 맞닿으면서 트러스트 면으로 작용하기 때문에 편심부(142)의 상/하면에는 윤활유의 공급유로가 형성되는 것이 바람직하고, 편심부(142)의 외주면이 베인(133)과 맞닿도록 설치되기 때문에 베인(133)과 편심부(142) 사이를 윤활하기 위한 윤활유의 공급유로가 형성되는 것이 바람직하다.
상부 및 하부 축받이(150,160)는 고정축(141)을 움직이지 않도록 밀폐용기(110)에 고정시키는 동시에 회전부재(130)를 회전 가능하게 지지한다. 상부 축받이(150)는 고정축(141)의 상부가 끼워진 다음, 용접 등에 의해 밀폐용기(110)의 상부 쉘(112)에 고정된다. 이때, 상부 축받이(150)가 하부 축받이(160)에 비해 반경 방향으로 작게 형성되는데, 이는 상부 쉘(112)에 구비되는 흡입관(115) 또는 터미널(116)과 간섭을 방지하기 위함이다. 반면, 하부 축받이(160)는 고정축(141)의 하부와 이격되고, 고정축(141)의 하부를 감싸는 하부 베어링 커버(136)의 축부가 트러스트 베어링(161)에 회전 가능하게 지지된 다음, 밀폐용기(110)의 몸통부(111) 측면에 열박음 또는 3점 용접 등으로 고정된다. 이러한 상부 및 하부 축받이(150,160)는 프레스 가공에 의해 제조되지만, 베인(133), 상부 및 하부 베어링 커버(135,136), 고정축(141) 및 편심부(142) 등은 모두 주철로 주조한 다음, 연삭 및 추가 기계 가공에 의해 제조된다.
한편, 회전부재(130)가 고정부재(140)에 회전 가능하게 조립된 구조를 살펴보면, 상부 및 하부 베어링 커버(135,136)가 고정부재(130) 및 하부 축받이(160)에 회전 가능하게 설치된다. 보다 상세하게, 상부 베어링 커버(135)는 고정축(141) 상부를 감싸는 상부 축부(135a)와, 편심부(142) 상면과 접하는 상부 커버부(135b,135c)로 이루어지되, 상부 커버부(135b,135c)는 압축공간의 압력을 견딜 수 있도록 비교적 두께가 두껍게 형성되는 동시에 저면에 실린더(132)가 볼트 체결되는 실린더 장착부(135b)와, 실린더 장착부(135b) 외주면에 단차지도록 비교적 두께가 얇게 형성되는 동시에 상면에 로터(131)가 안착된 상태에서 볼트 체결되는 로터 장착부(135c)로 이루어진다. 이때, 상부 축부(135a)의 내주면에는 고정축(142) 상부 외주면을 저널 지지하는 저널 베어링이 구비되고, 상부 커버부(135b,135c) 또는 실린더 결합부(135b)의 저면에는 편심부(142) 상면을 트러스트 지지하는 트러스트 베어링이 구비된다. 또한, 하부 베어링 커버(136)는 고정축(141) 하부를 감싸는 하부 축부(136a)와, 편심부(142) 저면과 접하는 하부 커버부(136b)로 이루어진다. 이때, 하부 축부(136a)의 내주면에는 고정축(142) 하부 외주면을 저널 지지하는 저널 베어링이 구비되고, 하부 커버부(136b) 상면에는 편심부(142) 저면을 트러스트 지지하는 트러스트 베어링이 구비된다. 또한, 하부 축받이(160)는 하부 축부(136b)를 감싸는 단차진 원통형상의 베어링부(160a)와, 베어링부(160a)의 반경 방향으로 확장되어 밀폐용기(110) 내측에 용접 고정되는 장착부(160b)로 이루어진다. 이때, 베어링부(160a)의 내주면에는 하부 축부(136a) 외주면을 저널 지지하는 저널 베어링이 구비되고, 베어링부(160a)의 단차진 저면에는 하부 축부(136a)의 하부 끝단을 트러스트 지지하는 트러스트 베어링이 구비되거나, 그 사이에 별도의 플레이트 형상의 트러스트 베어링(161)이 삽입될 수도 있다.
따라서, 상부 및 하부 베어링 커버(135,136)가 축방향에서 로터(131)와 실린더(132) 및 고정부재(140)에 결합되면, 상부 베어링 커버(135)의 실린더 결합부(135b)의 저면이 실린더(132) 상면과 맞닿도록 볼트 체결되는 동시에 상부 베어링 커버(135)의 로터 결합부(135c)의 상면이 로터(132)의 저면과 맞닿도록 볼트 체결되고, 하부 베어링 커버(136)의 커버부(136b)가 실린더(132) 저면과 맞닿도록 볼트 체결된다. 이때, 상부 축부(135a)는 고정축(141) 상부에 저널 베어링 지지되는 동시에 상부 커버부(135b,135c)는 편심부(142) 상면에 트러스트 지지되기 때문에 상부 베어링 커버(135)가 고정부재(140)에 대해 회전 가능하게 설치되며, 하부 축부(136a)는 고정축(141) 하부에 저널 베어링 지지되는 동시에 하부 커버부(136b)는 편심부(142) 저면에 트러스트 지지되기 때문에 하부 베어링 커버(136)가 고정부재(140)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 또한, 하부 베어링 커버(136)의 하부 축부(136a)는 하부 축받이(160)의 베어링부(160a)에 끼워지게 되는데, 서로 맞닿는 저널 면 또는 트러스트 면에서 베어링 지지됨에 따라 하부 베어링 커버(136)가 하부 축받이(160)에 대해 회전 가능하게 지지된다.
도 4는 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 베인 장착구조가 도시된 평면도이다.
베인(133)의 장착구조를 도 4를 참조하여 살펴보면, 실린더(132)의 외주면 일측에 돌출된 베인 피난 돌기부(132A)가 구비되고, 베인 피난 돌기부(132A)에는 실린더(132) 내/외주면에 반경 방향으로 길게 관통되는 동시에 축방향으로 관통된 베인 장착구(132H)가 구비되고, 베인 장착구(132H)를 막아주는 동시에 베인 스프링(134)이 지지되도록 실린더(132) 외주면에 베인 스프링 서포터(137 : 도 3에 도시)가 구비된다. 따라서, 베인(133)의 일단이 베인 장착구(132H)에 베인 스프링(134)에 의해 탄성 지지되는 동시에 베인(133)의 다른 일단이 편심부(142) 외주면에 지지된다.
이와 같이 장착된 베인(133)은 실린더(132)와 편심부(142) 사이에 구비된 압축공간을 흡입포켓(S)과 압축포켓(D)으로 나눈다. 상기에서 설명한 편심부(142)의 수평흡입유로(142B)는 흡입포켓(S)과 연통되도록 위치하고, 상부 베어링 커버(135)의 토출구 및 토출밸브(135A)는 압축포켓(D)과 연통되도록 위치하되, 상기에서 설명한 바와 같이 사체적을 줄이기 위하여 베인(133)과 근접하게 위치하는 것이 바람직하다.
따라서, 로터(131)가 스테이터(120 : 도 1에 도시)와의 회전자계에 의해 회전하면, 로터(131)와 상부 베어링 커버(135)에 의해 연결된 실린더(132)도 일체로 회전한다. 베인(133)이 실린더(132)의 베인 장착구(132H)에 탄성 지지되는 동시에 편심부(142)의 외주면에 지지되는데, 실린더(132)는 고정축(141)을 중심으로 회전하고, 베인(133)은 편심부(142)를 중심으로 편심부(142) 외주면을 따라 미끄럼 접촉하면서 회전하게 된다. 즉, 실린더(132)의 내주면은 편심부(142)의 외주면에 서로 대응하는 부분을 갖게 되는데 이렇게 서로 대응하는 부분들은 실린더(132)가 1회전할 때마다 접촉했다가 서로 멀어지는 과정을 반복하면서 흡입포켓(S)이 점진적으로 커지면서 냉매나 작동유체를 흡입포켓(S)으로 흡입함과 동시에 압축포켓(D)이 점진적으로 작아지면서 그 안의 냉매나 작동유체를 압축시킨 다음, 토출시킨다.
도 5는 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 압축기구부의 운전사이클이 도시된 평면도이다.
압축기구부의 흡입, 압축, 토출되는 과정을 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 실린더(132)와 베인(133)이 회전하면서 (a), (b), (c), (d)로 상대적인 위치가 변하게 되는 1싸이클을 보여준다. 보다 상세하게, 실린더(132) 및 베인(133)이 (a)에 위치하면, 흡입포켓(S)으로 냉매나 작동유체가 흡입되고, 흡입포켓(S)과 베인(133)으로 구획되는 토출되는 압축포켓(D)에서는 압축이 일어난다. 실린더(132) 및 베인(133)이 회전하면서 (b)에 도착할 때에도, 흡입포켓(S)이 늘어나는 동시에 압축포켓(D)이 줄어들면서, 흡입포켓(S)으로 냉매나 작동유체가 흡입되고, 압축포켓(D)에서 압축이 계속 일어난다. 실린더(132) 및 베인(133)이 회전하면서 (c)에 도착하면, 흡입포켓(S)으로 계속 흡입되고, 압축포켓(D)에서 냉매나 작동유체의 압력이 설정된 압력이상이 되는 경우에 냉매나 작동유체는 상부 베어링 커버(135 : 도 2에 도시)의 토출구 및 토출밸브(135A : 도 2에 도시)를 통해 토출하게 된다. (d)에서는 냉매나 작동유체의 흡입과 토출이 거의 끝나게 된다. 물론, (d)에서 (a)로 위치가 변경될 때, 베인(133)은 편심부(142)에 구비된 수평흡입유로(142B)를 지나게 된다.
상기와 같이 구성된 압축기는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 회전부재(130)가 고정부재(140)에 매달리도록 설치되고, 하부 축받이(160)에 회전 가능하게 지지되기 때문에 회전부재(130)가 고정부재(140)에 매달리는 부분과, 회전부재(130)가 하부 축받이(160)에 지지되는 부분 즉, 트러스트 면에 반드시 윤활이 이루어져야 하며, 그 외에도 회전부재(130)와 고정부재(140) 및 하부 축받이(160) 중에서 서로 맞닿는 부품들 사이에 윤활이 요구된다.
도 6은 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 윤활유로 일예가 도시된 측단면도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 하부 베어링 커버 및 상부 베어링 커버에 구비된 윤활유로가 각각 도시된 사시도이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(110 : 도 1에 도시)에 저장된 오일의 유면은 적어도 하부 축받이(160 : 도 3에 도시)보다 높거나, 하부 베어링 커버(136)의 하부 축부(136a) 최하단보다 높게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기에서 설명한 바와 같이 하부 베어링 커버(136)의 하부 축부(136a)가 하부 축받이(160 : 도 3에 도시)의 베어링부(160a : 도 3에 도시)에 수용되기 때문에 서로 접촉되는 면 즉, 저널 면과 트러스트 면이 각각 베어링 지지되고, 이런 접촉면이 오일에 잠기기 때문에 별도의 윤활 유로가 구비되지 않더라도 무방하다.
하지만, 회전부재(130 : 도 1에 도시)와 고정부재(140 : 도 1에 도시)가 서로 맞닿는 부분에는 윤활유로가 구비되는 것이 바람직하되, 윤활유로는 하부윤활유로와, 오일공급부재와, 상부윤활유로로 나눌 수 있다. 하부윤활유로는 밀폐용기(110 : 도 1에 도시) 하부에 저장된 오일을 하부 베어링 커버(136)와 고정축(141) 및 편심부(142)의 서로 맞닿는 부분으로 공급하도록 구성되고, 오일공급부재(170)는 회전부재(130 : 도 1에 도시)와 함께 회전함에 따라 오일을 펌핑시키도록 구성되며, 상부윤활유로는 오일공급부재(170)에 의해 펌핑되는 오일을 상부 베어링 커버(135)와 고정축(141) 및 편심부(142)의 서로 맞닿는 부분으로 공급하도록 구성된다.
하부윤활유로는 고정축(141) 하부에 수직한 중공공간인 제1오일공급유로(141A)와, 오일공급유로(141A)와 연통되도록 고정축(141) 하부의 반경 방향으로 관통된 오일공급홀(미도시)과, 오일공급홀과 연통되도록 하부 베어링 커버(136)와 맞닿는 편심부(142) 저면 및 편심부(142) 바로 아래쪽의 고정축(141) 외주면에 형성된 제1오일공급홈(a,b)을 포함한다. 이때, 제1오일공급홈(a,b) 역시 하부 베어링 커버(136)와 고정축(141) 및 편심부(142)의 서로 맞닿는 부분 중에 어느 곳에 형성되더라도 무방하지만, 상대적으로 두께가 두꺼울 뿐 아니라 기계 가공이 용이한 고정축(141) 하부 외주면 및 편심부(142) 저면에 측단면이 ‘ㄱ’인 링 형상의 홈부로 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 오일 유면은 하부 베어링 커버(136)가 잠기도록 형성되는 것이 바람직하다. 그 외에도, 오일이 제1오일공급유로(141A) 및 오일공급홀을 지나지 않더라도 제1오일공급홈(a,b)으로 공급되도록 하기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이 하부 베어링 커버(136)의 하부 축부(136a) 내주면에는 제1오일공급홈(a,b)과 연통되도록 수직한 직선형 또는 나선형의 그루브(136g)가 형성될 수 있다.
오일공급부재(170)는 하부 베어링 커버(136)의 하부 축부(136a)에 끼워지는 원통형상의 중공축부(171)와, 중공축부(171) 내부에 설치되어 회전력에 의해 중공축부(171)와 사이의 유로를 통하여 오일이 공급되도록 하는 프로펠러(172)를 포함한다. 따라서, 오일공급부재(170)는 하부 베어링 커버(136)와 같이 오일에 잠긴 상태에서 회전하게 되고, 오일이 오일공급부재(170)를 통하여 상승하게 된다.
상부윤활구조는 고정축(141)의 제1오일공급유로(141A)와, 고정축(141)의 제1오일공급유로(141A)와 연통되도록 편심부(142)의 상면까지 연장된 두 개 이상의 편심부(142)의 제2오일공급유로(142A)와, 편심부(142)의 제2오일공급유로(142A)와 연통되도록 상부 베어링 커버(135)와 맞닿는 편심부(142) 상면 및 편심부(142) 바로 위쪽에 고정축(141) 외주면에 형성된 제2오일공급홈(c,d)을 포함하되, 편심부(142)에 구비된 제2오일공급유로(142A)는 편심부(142)에 구비된 수평흡입유로(142B : 도 3에 도시)와 겹치지 않도록 구비되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제2오일공급홈(c,d) 역시 상부 베어링 커버(135)와 고정축(141) 및 편심부(142)와 서로 맞닿는 부분 중에 어느 곳에 형성되더라도 무방하지만, 상대적으로 두께가 두꺼울 뿐 아니라 기계 가공이 용이한 고정축(141) 상부 외주면 및 편심부(142) 상면에 측단면이 ‘ㄴ’인 링 형상의 홈부로 형성되는 것이 바람직하다. 그 외에도, 오일이 제2오일공급홈(c,d)에 저장된 오일이 상부 베어링 커버(135)의 상부 축부(135a)와 고정축(142) 상부와 접촉하는 면을 따라 상승되면서 윤활시키도록 하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이 상부 베어링 커버(135)의 상부 축부(135a) 내주면에는 제2오일공급홈(c,d)과 연통되도록 수직한 직선형 또는 나선형의 그루브(135g)가 형성될 수 있다.
따라서, 밀폐용기(110 : 도 1에 도시) 하부에 저장된 오일은 하부 베어링 커버(136)의 하부 하부 축부(136a) 끝단을 비롯하여 오일공급홀보다 유면이 높게 형성되기 때문에 오일이 고정축(141)의 제1오일공급유로(141A), 고정축(141)의 오일공급홀, 하부 베어링 커버(136)의 그루브(136g)를 통하여, 제1오일공급홈(a,b)으로 유입된다. 이때, 하부 베어링 커버(136)의 하부 축부(136a)는 오일에 잠기게 됨에 따라 하부 축받이(160 : 도 3에 도시)와 사이에 윤활이 이루어지고, 하부 베어링 커버(136)는 제1오일공급홈(a,b) 및 그루브(136g)에 모인 오일에 의해 고정축(141) 및 편심부(142)와 사이에 윤활이 이루어지는 동시에 회전 가능하게 설치된다. 또한, 오일은 회전부재(130 : 도 1에 도시)가 회전함에 따라 오일공급부재(170)에 의해 펌핑되고, 이러한 오일은 고정축(141)의 제1오일공급유로(141A), 편심부(142)의 제2오일공급유로(142A)를 통하여, 제2오일공급홈(c,d)으로 유입되고, 추가로 상부 베어링 커버(135)의 그루브(135g)를 통하여 상승하게 된다. 이때, 상부 베어링 커버(135)는 제2오일공급홈(c,d) 및 그루브(135g)에 모인 오일에 의해 고정축(141) 및 편심부(142)와 사이에 윤활이 이루어지는 동시에 회전 가능하게 설치된다.
도 9는 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 베인 윤활구조 일예가 도시된 사시도이다.
도 4와 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기의 제1실시예에서 베인 윤활구조를 살펴보면, 다음과 같다.
베인(133)의 설치 공간을 확보하기 위하여 실린더(132)의 외주면에 돌출된 베인 피난 돌기부(132A)가 구비되고, 실린더(132)의 내주면부터 베인 피난 돌기부(132A)의 외주면까지 관통된 베인 장착구(132H)가 구비되고, 베인(133)을 베인 장착구(132H)에 베인 스프링(134)에 의해 탄성 지지하기 위하여 베인 피난 돌기부(132A)의 외주면까지 연장된 베인 장착구(132H)를 막아주는 베인 스프링 스토퍼(137)가 구비되는데, 베인 스프링 스토퍼(137)는 밀폐용기(110 : 도 1에 도시)의 내부공간과 연통되는 오일공급홀(137h)이 구비된다. 이때, 밀폐용기(110 : 도 1에 도시)에 저장된 오일은 베인 스프링 스토퍼(137)의 오일공급홀(137h)을 통하여 유입될 수 있도록 오일의 유면은 압축기의 작동 시에 베인 스프링 스토퍼(137)의 오일공급홀(137h)보다 높게 유지되는 것이 바람직하다. 물론, 압축기가 고속 작동될 때에도 오일의 유면은 적어도 베인 스프링 스토퍼(137)의 오일공급홀(137h) 최하단보다 높게 유지되어야 한다. 하지만, 오일이 베인 스프링 스토퍼(137)의 오일공급홀(137h)을 통하여 베인 장착구(132H)로 유입되면, 압축 냉매와 섞여서 외부로 빠져나가기 때문에 오일의 유면을 일정 높이 이상 유지하는 것이 어렵다. 따라서, 밀폐용기(110 : 도 1에 도시) 내에 적정량 이상의 오일량을 유지하기 위하여 오일회수구조가 적용되는 것이 바람직하다.
상기의 실시예의 오일회수구조를 살펴보면, 상부 베어링 커버(135)의 토출구 및 토출밸브(135A)를 빠져나온 압축 냉매가 로터(131) 바로 위에 설치된 유분리판(180 : 도 1에 도시)에 부딪히면, 오일이 압축 냉매로부터 분리된다. 이와 같이, 오일이 분리된 냉매는 유분리판(180 : 도 1에 도시)에 구비된 홀(180h : 도 3에 도시)을 통하여 빠져나가고, 냉매로부터 분리된 오일은 유분리판(180 : 도 1에 도시)으로부터 로터(131) 또는 상부 베어링 커버(135) 위로 떨어진 다음, 부품들 사이의 오일회수유로를 따라 밀폐용기(110 : 도 1에 도시) 하부로 회수되도록 한다. 이때, 오일회수유로는 스테이터(120 : 도 1에 도시)와 로터(131) 사이의 간극으로 구성되거나, 실린더(132)와 상부 및 하부 베어링 커버(135,136)를 볼트 체결하기 위하여 지그가 장착될 수 있도록 수직하게 연통되도록 실린더(131)와 상부 및 하부 베어링 커버(135,136)에 구비되는 일련의 지그 장착구(미도시)로 구성될 수 있다.
또한, 베인 윤활구조의 다른 일예를 살펴보면, 하부 베어링 커버(136)가 실린더(132)의 베인 장착구(132H) 저면 일부를 덮지 않도록 설치되고, 밀폐용기(110 : 도 1에 도시) 내부의 오일의 유면은 하부 베어링 커버(136)보다 높게 유지할 뿐 아니라 베인 장착구(132H)의 최하단이 잠기도록 유지되는 것이 바람직하다. 이때, 베인 장착구(132H)는 원형의 실린더(132)로부터 돌출된 베인 피난 돌기부(132A)에 구비되기 때문에 하부 베어링 커버(136)의 하부 커버부(136b)가 원판 형상으로 형성되더라도 베인 피난 돌기부(132A)까지 연장된 베인 장착구(132H)의 일부를 덮지 않도록 설치될 수 있다. 그 외에도, 하부 베어링 커버(136)의 하부 커버부(136b)가 원판 형상으로 형성되더라도 그 외주 부분이 단차지게 형성되어 베인 피난 돌기부(132A)까지 연장된 베인 장착구(132H)의 일부를 덮지 않도록 설치될 수 있다.
또한, 베인 윤활구조의 또 다른 일예를 살펴보면, 상부 베어링 커버(135)가 실린더(132)의 베인 장착구(132H) 상면 일부를 덮지 않도록 설치되고, 밀폐용기(110 : 도 1에 도시) 내부의 오일의 유면은 상부 베어링 커버(135)보다 높게 유지할 뿐 아니라 베인 장착구(132H)의 최상단이 잠기도록 유지되는 것이 바람직하다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예가 도시된 도면이다.
본 발명에 따른 압축기의 제2실시예는 제1실시예와 마찬가지로 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 밀폐용기(210)와, 밀폐용기(210) 내에 고정된 스테이터(220)와, 스테이터(220)로부터의 회전 전자기장에 의해 스테이터(220) 내측에서 회전 가능하게 설치되어 냉매를 압축시키는 회전부재(230)와, 회전부재(230)가 외주면에 매달리도록 설치되는 동시에 고정축(241)의 상하단이 밀폐용기(210)에 움직이지 않도록 고정된 고정부재(240)와, 고정축(241)의 상단을 밀폐용기(210) 내측에 고정시키는 상부 축받이(250)와, 고정축(241)의 하단과 이격되는 동시에 회전부재(230)가 상면에 회전 가능하게 지지되도록 밀폐용기(210) 내측에 고정되는 하부 축받이(260)를 포함한다. 이때, 전기적인 작용을 통하여 동력을 제공하는 전동기구부는 스테이터(220)을 비롯한 회전부재(230)의 로터(231)를 포함하고, 기구적인 작용을 통하여 냉매를 압축시키는 압축기구부는 회전부재(230)를 비롯한 고정부재(240)를 포함한다. 따라서, 전동기구부와 압축기구부가 반경 방향으로 설치함으로써, 전체적인 압축기 높이를 낮출 수 있다.
밀폐용기(210)는 상기 제1실시예의 밀폐용기(210)와 동일하게 몸통부(211), 상/하부 쉘(212,213)로 이루어지되, 밀폐용기(210) 내부가 고압의 냉매로 충진되는 고압식으로 구성된다. 즉, 상부 쉘(212)의 중심에는 냉매가 흡입되는 흡입관의 일예로 직접 고정축(241)이 노출되도록 구비되고, 상부 쉘(212)의 일측에는 고압의 냉매가 토출되는 토출관(214)이 구비되며, 스테이터(220)로 전원을 공급하는 터미널(215)도 구비된다. 이때, 고정축(241)이 밀폐용기(210) 외부로 과도하게 돌출된 필요는 없으며, 적당한 고정구조를 밀폐용기(210) 외부에 설치하여 외부의 냉매관과 연결하도록 하는 것이 바람직하다.
스테이터(220)도 상기 제1실시예와 동일하게 구성되기 때문에 자세한 설명은 생략한다.
회전부재(230)는 실린더형 로터(231,232)와, 롤러(233)와, 베인(234)과, 부시(235)와, 상부 베어링 커버(236) 및 머플러(237)와, 하부 베어링 커버(238)로 이루어진다. 실린더형 로터(231,232)는 스테이터(220)로부터 회전 전자기장에 의해 회전하도록 축 방향으로 복수개의 영구자석이 구비된 로터(231)와, 로터(231) 내측에 위치하여 로터(231)와 일체로 회전하면서 압축공간을 내부에 구비한 실린더(232)로 이루어지되, 로터(231)와 실린더(232)가 별도로 구성되어 형합될 수도 있지만, 분말 소결체 또는 철편이 적층된 적층체 등의 형태로 일체로 구성될 수도 있다. 롤러(233)는 원통 형상으로 하기에서 설명될 고정부재(240)의 편심부(242) 외주면에 회전 가능하게 장착되고, 이를 위하여 롤러(233)와 편심부(242) 사이에는 윤활 구조가 적용되는 것이 바람직하다. 이때, 롤러(233)와 편심부(242) 사이에는 냉매가 흡입될 수 있는 흡입안내유로(233A,242C)가 구비되고, 롤러(233)에는 흡입안내유로(233A,242C)와 연통되는 흡입구(233a)가 구비된다. 베인(234)은 롤러(233)의 흡입구(233a) 일측에 위치하도록 롤러(233)의 외주면에 반경 방향으로 확장되도록 일체로 구비되고, 실린더형 로터(231,232) 또는 실린더(232)의 내주면에 구비된 베인 장착구(232H)에 끼워지도록 설치된다. 부시(235)는 실린더형 로터(231,232)의 베인 장착구(232H)에 끼워진 베인(234)의 단부 양측면을 지지하도록 설치된다. 물론, 베인(234)이 실린더형 로터(231,232)의 베인 장착구(232H) 및 부시(235) 사이에서 원활하게 움직이도록 하기 위하여 윤활 구조가 적용된다.
상부 베어링 커버(236) 및 머플러(237)와 하부 베어링 커버(238)는 축방향에서 실린더형 로터(231,232)에 결합되는데, 실린더형 로터(231,232)와 롤러(233) 및 베인(234) 사이에 압축공간을 형성하고, 고정부재(240)와 맞닿는 부분에서 저널 베어링 또는 트러스트 베어링 접촉하도록 설치된다. 또한, 상부 베어링 커버(236)에는 압축공간에서 압축된 냉매가 토출될 수 있는 토출구(미도시) 및 이에 설치된 토출밸브(236A)가 구비되는데, 사체적을 줄이기 위하여 상부 베어링 커버(236)의 토출구는 베인(233)과 인접하게 위치하는 것이 바람직하다. 머플러(337)는 상부 베어링 커버(236)의 상면에 결합되고, 그 사이에 토출밸브(236A)의 개폐소음 및 고압 냉매의 유동 소음을 저감시킬 수 있는 토출챔버가 구비되는데, 토출챔버는 상부 베어링 커버(236) 및 머플러(237)에 각각 구비된 토출구(미도시)와 연통된다. 이와 같은 상부 베어링 커버(236) 및 머플러(237)는 실린더형 로터(231,232)의 상면에 결합되고, 하부 베어링 커버(237)는 실린더형 로터(231,232)의 하면에서 결합되는데, 실린더형 로터(231,232)에 일종의 장볼트 등과 같은 체결부재에 의해 한꺼번에 체결된다.
고정부재(240)는 원기둥 형상으로 구비된 고정축(241)과, 고정축(241)의 원기둥에 비해 큰 직경을 갖는 원기둥 형상을 가지도록 고정축(241)의 모든 반경 방향으로 고정축(241)으로부터 돌출됨과 동시에 고정축(241)에 편심되게 형성된 편심부(242)로 이루어진다. 고정축(241)의 하부에는 밀폐용기(210)에 저장된 오일이 공급될 수 있는 제1오일공급유로(241A)가 형성되는 반면, 고정축(241)의 상부에는 저압의 냉매가 흡입될 수 있는 수직흡입유로(241B)가 형성되고, 제1오일공급유로(241A)와 수직흡입유로(241B)는 격리되도록 형성됨에 따라 오일이 냉매와 함께 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 편심부(242)는 고정축(241)의 모든 반경 방향에 대해서 확장되도록 형성되는데, 고정축(241)의 수직흡입유로(241B)와 연통되도록 편심부(242)의 반경 방향으로 외주면까지 연장된 수평흡입유로(242B)가 구비된다. 물론, 롤러(233)가 편심부(242)의 외주면을 따라 회전하지만, 롤러(233) 내주면과 편심부(242) 외주면 사이에 링 형상의 흡입안내유로(233A,242C)가 구비되기 때문에 냉매는 고정축(241)의 수직흡입유로(241B), 편심부(242)의 수평흡입유로(242B), 롤러(233)와 편심부(242) 사이의 흡입안내유로(233A,242C), 롤러(233)의 흡입구(233a)를 따라 압축공간으로 유입될 수 있다. 이러한, 편심부(242)의 상/하면이 상부 및 하부 베어링 커버(236,237)와 맞닿으면서 트러스트 면으로 작용하기 때문에 편심부(242)의 상/하면에는 윤활유의 공급유로가 형성되는 것이 바람직하고, 편심부(242)의 외주면에 롤러(233)가 회전 가능하도록 맞닿도록 설치되기 때문에 편심부(242)의 내측에는 외주면까지 연장된 윤활유의 공급유로가 형성되는 것이 바람직하다.
상부 및 하부 축받이(250,260)는 상기 제1실시예에서와 동일한 구조를 가지되, 회전부재(230)가 고정부재(240)에 매달리도록 설치된 다음, 고정축(241)의 상부가 상부 축받이(250)에 끼움된 상태에서 밀폐용기(210) 상부에 용접 고정되고, 하부 베어링 커버(238)가 하부 축받이(260)에 회전 가능하게 지지된 상태에서 밀폐용기(210) 하부에 용접 고정된다.
한편, 회전부재(230)가 고정부재(240)에 회전 가능하게 조립된 구조를 살펴보면, 상부 및 하부 베어링 커버(236,238)가 고정부재(230) 및 하부 축받이(260)에 회전 가능하게 설치된다. 보다 상세하게, 상부 베어링 커버(236)는 고정축(241) 상부를 감싸는 내주면에 저널 베어링이 구비된 상부 축부(236a)와, 편심부(242) 상면과 접하는 저면에 트러스트 베어링이 구비된 상부 커버부(236b)로 이루어지되, 상부 커버부(236b)는 저면에 실린더형 로터(231,232)가 볼트 체결된다. 또한, 하부 베어링 커버(238)는 고정축(241) 하부를 감싸는 내주면에 저널 베어링이 구비된 하부 축부(238a)와, 편심부(242) 저면과 접하는 상면에 트러스트 베어링이 구비된 하부 커버부(238b)로 이루어진다. 또한, 하부 축받이(260)는 하부 축부(238a)를 감싸는 단차진 원통형상의 베어링부(260a)와, 베어링부(260a)의 반경 방향으로 확장되어 밀폐용기(210) 내측에 용접 고정되는 장착부(260b)로 이루어진다. 이때, 베어링부(260a)의 내주면에는 하부 축부(238a) 외주면을 저널 지지하는 저널 베어링이 구비되고, 베어링부(260a)의 단차진 저면에는 하부 축부(238a)의 하부 끝단을 트러스트 지지하는 트러스트 베어링이 구비되거나, 그 사이에 별도의 플레이트 형상의 트러스트 베어링(261)이 삽입될 수도 있다.
따라서, 상부 및 하부 베어링 커버(236,238)가 축방향에서 실린더형 로터(231,232) 및 고정부재(240)에 결합되면, 상부 베어링 커버(236)의 상부 커버부(236b)의 저면이 실린더형 로터(231,232) 상면과 맞닿도록 볼트 체결되고, 하부 베어링 커버(238)의 커버부(238b)가 실린더형 로터(231,232) 저면과 맞닿도록 볼트 체결된다. 이때, 상부 축부(236a)가 고정축(241) 상부에 저널 베어링 지지되는 동시에 상부 커버부(236b)가 편심부(242) 상면에 트러스트 지지되기 때문에 상부 베어링 커버(236)가 고정부재(240)에 대해 회전 가능하게 설치되며, 하부 축부(238a)가 고정축(241) 하부에 저널 베어링 지지되는 동시에 하부 커버부(238b)가 편심부(242) 저면에 트러스트 지지되기 때문에 하부 베어링 커버(238)가 고정부재(240)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 또한, 하부 베어링 커버(238)의 하부 축부(238a)는 하부 축받이(260)의 베어링부(260a)에 끼워지게 되는데, 서로 맞닿는 저널 면 또는 트러스트 면에서 베어링 지지됨에 따라 하부 베어링 커버(238)가 하부 축받이(260)에 대해 회전 가능하게 지지된다.
도 13은 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 베인 장착구조가 도시된 평면도이다.
베인(234)의 장착구조를 도 13을 참조하여 살펴보면, 실린더형 로터(231,232)의 내주면에 반경 방향으로 길게 형성되는 동시에 축방향으로 관통된 베인 장착구(232H)가 구비되고, 베인 장착구(232H)에 한 쌍의 부시(235)가 끼워진 다음, 롤러(233)의 외주면에 일체로 구비된 베인(234)이 부시들(235) 사이에 끼워지게 된다. 이때, 실린더형 로터(231,232)와 롤러(233) 사이에 압축공간이 구비되는데, 압축공간이 베인(234)에 의해 흡입포켓(S)과 압축포켓(D)으로 나뉘어진다. 롤러(233)의 흡입구(233a)는 흡입포켓(S)과 연통되도록 위치하도록 베인(234)의 일측에 위치하고, 상기에서 설명한 상부 베어링 커버(236 : 도 11에 도시)의 토출구 및 토출밸브(236A : 도 11에 도시)는 압축포켓(D)과 연통되도록 베인(234)의 다른 일측에 위치하되, 사체적을 줄이기 위하여 베인(234)과 근접하게 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명의 압축기에서 롤러(233)와 일체로 제작된 베인(234)이 부시들(235) 사이에 슬라이딩 이동 가능하게 조립되는 것은 기존의 로터리 압축기에서 롤러 또는 실린더와 별도로 제작된 베인이 스프링에 의해 지지됨에 따라 발생하는 미끄럼 접촉에 의한 마찰 손실을 없앨 수 있고, 흡입포켓(S)과 압축포켓(D) 사이에 냉매 누설을 저감시킬 수 있다.
따라서, 실린더형 로터(231,232)가 스테이터(220 : 도 10에 도시)와의 회전 자계에 의해 회전력을 받으면, 실린더형 로터(231,232)가 회전한다. 베인(234)이 실린더형 로터(231,232)의 베인 장착구(232H)에 끼워진 상태에서 실린더형 로터(231,232)의 회전력을 롤러(233)에 전달하게 되는데, 이 때 양자의 회전에 따라 베인(234)이 부시(235) 사이에서 왕복 직선 운동하게 된다. 즉, 실린더형 로터(231,232)의 내주면은 롤러(233)의 외주면에 서로 대응하는 부분을 갖게 되는데, 이렇게 서로 대응하는 부분들은 실린더형 로터(231,232)와, 롤러(233)가 1회전할 때마다 접촉했다가 서로 멀어지는 과정을 반복하면서 흡입포켓(S)이 점진적으로 커지면서 냉매나 작동유체를 흡입포켓(S)으로 흡입함과 동시에 압축포켓(D)이 점진적으로 작아지면서 그 안의 냉매나 작동유체를 압축시킨 다음, 토출시킨다.
도 14는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 압축기구부의 운전사이클이 도시된 평면도이다.
압축기구부의 흡입, 압축, 토출되는 과정을 살펴보면, 도 14에 도시된 바와 같이 실린더형 로터(231,232)와 롤러(233)가 회전하면서 (a), (b), (c), (d)로 상대적인 위치가 변하게 되는 1싸이클을 보여준다. 보다 상세하게, 실린더형 로터(231,232) 및 롤러(233)가 (a)에 위치하면, 롤러(233)의 흡입구(233a)를 통하여 흡입포켓(S)으로 냉매나 작동유체가 흡입되고, 흡입포켓(S)과 베인(234)으로 구획되는 토출되는 압축포켓(D)에서는 압축이 일어난다. 실린더형 로터(231,232) 및 롤러(233)가 회전하면서 (b)에 도착할 때에도, 흡입포켓(S)이 늘어나는 동시에 압축포켓(D)이 줄어들면서, 흡입포켓(S)으로 냉매나 작동유체가 흡입되고, 압축포켓(D)에서 압축이 계속 일어난다. 실린더형 로터(231,232) 및 롤러(233)가 회전하면서 (c)에 도착하면, 흡입포켓(S)으로 계속 흡입되고, 압축포켓(D)에서 냉매나 작동유체의 압력이 설정된 압력이상이 되는 경우에 냉매나 작동유체는 상부 베어링 커버(236 : 도 8에 도시)의 토출구 및 토출밸브(236A : 도 11에 도시)를 통해 토출하게 된다. (d)에서는 냉매나 작동유체의 흡입과 토출이 거의 끝나게 된다.
상기와 같이 구성된 압축기는 도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같이 회전부재(230)가 고정부재(240)에 매달리도록 설치되고, 하부 축받이(260)에 회전 가능하게 지지되기 때문에 회전부재(230)가 고정부재(240)에 매달리는 부분과, 회전부재(230)가 하부 축받이(260)에 지지되는 부분 즉, 트러스트 면에 반드시 윤활이 이루어져야 하며, 그 외에도 회전부재(230)와 고정부재(240) 및 하부 축받이(260) 중에서 서로 맞닿는 부품들 사이에 윤활이 요구된다.
도 15는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 윤활유로 일예가 도시된 측단면도이고, 도 16 내지 도 18은 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 고정부재, 하부 베어링 커버, 상부 베어링 커버에 각각 구비된 윤활유로가 도시된 사시도이다.
도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(210 : 도 10에 도시)에 저장된 오일의 유면은 적어도 하부 축받이(260 : 도 12에 도시)보다 높거나, 하부 베어링 커버(238)의 하부 축부(238a) 최하단보다 높게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기에서 설명한 바와 같이 하부 베어링 커버(238)의 하부 축부(238a)가 하부 축받이(260 : 도 12에 도시)의 베어링부(260a : 도 12에 도시)에 수용되기 때문에 서로 접촉되는 면 즉, 저널 면과 트러스트 면이 각각 베어링 지지되고, 이런 접촉면이 오일에 잠기기 때문에 별도의 윤활 유로가 구비되지 않더라도 무방하다.
하지만, 회전부재(230 : 도 10에 도시)와 고정부재(240 : 도 10에 도시)가 서로 맞닿는 부분에는 윤활유로가 구비되는 것이 바람직하되, 윤활유로는 하부윤활유로와, 오일공급부재와, 상부윤활유로로 나눌 수 있다. 하부윤활유로는 밀폐용기(210 : 도 10에 도시) 하부에 저장된 오일을 하부 베어링 커버(238)와 고정축(241) 및 편심부(242)의 서로 맞닿는 부분으로 공급하도록 구성되고, 오일공급부재(270)는 회전부재(230 : 도 10에 도시)와 함께 회전함에 따라 오일을 펌핑시키도록 구성되며, 상부윤활유로는 오일공급부재(270)에 의해 펌핑되는 오일을 상부 베어링 커버(236)와 고정축(241) 및 편심부(242)의 서로 맞닿는 부분으로 공급하도록 구성된다.
하부윤활유로는 고정축(241) 하부에 수직한 중공공간인 제1오일공급유로(241A)와, 오일공급유로(241A)와 연통되도록 고정축(241) 하부의 반경 방향으로 관통된 오일공급홀(241h)과, 오일공급홀(241h)과 연통되도록 하부 베어링 커버(238)와 맞닿는 편심부(242) 저면 및 편심부(242) 바로 아래쪽의 고정축(241) 외주면에 형성된 제1오일공급홈(a,b)을 포함한다. 이때, 제1오일공급홈(a,b) 역시 하부 베어링 커버(238)와 고정축(241) 및 편심부(242)의 서로 맞닿는 부분 중에 어느 곳에 형성되더라도 무방하지만, 상대적으로 두께가 두꺼울 뿐 아니라 기계 가공이 용이한 고정축(241) 하부 외주면 및 편심부(242) 저면에 측단면이 ‘ㄱ’인 링 형상의 홈부로 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 오일 유면은 하부 베어링 커버(238)가 잠기도록 형성되는 것이 바람직하다. 그 외에도, 오일이 제1오일공급유로(241A) 및 오일공급홀(241h)을 지나지 않더라도 제1오일공급홈(a,b)으로 공급되도록 하기 위하여, 도 17에 도시된 바와 같이 하부 베어링 커버(238)의 하부 축부(238a) 내주면에는 제1오일공급홈(a,b)과 연통되도록 수직한 직선형 또는 나선형의 그루브(238g)가 형성될 수 있다.
오일공급부재(270)는 하부 베어링 커버(238)의 하부 축부(238a)에 끼워지는 원통형상의 중공축부(271)와, 중공축부(271) 내부에 설치되어 회전력에 의해 중공축부(271)와 사이의 유로를 통하여 오일이 공급되도록 하는 프로펠러(272)를 포함한다. 따라서, 오일공급부재(270)는 하부 베어링 커버(236)와 같이 오일에 잠긴 상태에서 회전하게 되고, 오일이 오일공급부재(270)를 통하여 상승하게 된다.
상부윤활구조는 고정축(241)의 제1오일공급유로(241A)와, 고정축(241)의 제1오일공급유로(241A)와 연통되도록 편심부(242)의 상면까지 연장된 두 개 이상의 편심부(242)의 제2오일공급유로(242A)와, 편심부(242)의 제2오일공급유로(242A)와 연통되도록 상부 베어링 커버(236)와 맞닿는 편심부(242) 상면 및 편심부(242) 바로 위쪽에 고정축(241) 외주면에 형성된 제2오일공급홈(c,d)을 포함하되, 편심부(242)에 구비된 제2오일공급유로(242A)는 편심부(242)에 구비된 수평흡입유로(242B)와 겹치지 않도록 구비되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제2오일공급홈(c,d) 역시 상부 베어링 커버(236)와 고정축(241) 및 편심부(242)와 서로 맞닿는 부분 중에 어느 곳에 형성되더라도 무방하지만, 상대적으로 두께가 두꺼울 뿐 아니라 기계 가공이 용이한 고정축(241) 상부 외주면 및 편심부(242) 상면에 측단면이 ‘ㄴ’인 링 형상의 홈부로 형성되는 것이 바람직하다. 그 외에도, 오일이 제2오일공급홈(c,d)에 저장된 오일이 상부 베어링 커버(236)의 상부 축부(236a)와 고정축(242) 상부와 접촉하는 면을 따라 상승되면서 윤활시키도록 하기 위하여, 도 18에 도시된 바와 같이 상부 베어링 커버(236)의 상부 축부(236a) 내주면에는 제2오일공급홈(c,d)과 연통되도록 수직한 직선형 또는 나선형의 그루브(236g)가 형성될 수 있다.
따라서, 밀폐용기(210 : 도 10에 도시) 하부에 저장된 오일은 하부 베어링 커버(238)의 하부 하부 축부(238a) 끝단을 비롯하여 오일공급홀(241h)보다 유면이 높게 형성되기 때문에 오일이 고정축(241)의 제1오일공급유로(241A), 고정축(241)의 오일공급홀(241h), 하부 베어링 커버(238)의 그루브(238g)를 통하여, 제1오일공급홈(a,b)으로 유입된다. 이때, 하부 베어링 커버(238)의 하부 축부(238a)는 오일에 잠기게 됨에 따라 하부 축받이(260 : 도 12에 도시)와 사이에 윤활이 이루어지고, 하부 베어링 커버(238)는 제1오일공급홈(a,b) 및 그루브(238g)에 모인 오일에 의해 고정축(241) 및 편심부(242)와 사이에 윤활이 이루어지는 동시에 회전 가능하게 설치된다. 또한, 오일은 회전부재(230 : 도 10에 도시)가 회전함에 따라 오일공급부재(270)에 의해 펌핑되고, 이러한 오일은 고정축(241)의 제1오일공급유로(241A), 편심부(242)의 제2오일공급유로(242A)를 통하여, 제2오일공급홈(c,d)으로 유입되고, 추가로 상부 베어링 커버(236)의 그루브(236g)를 통하여 상승하게 된다. 이때, 상부 베어링 커버(236)는 제2오일공급홈(c,d) 및 그루브(236g)에 모인 오일에 의해 고정축(241) 및 편심부(242)와 사이에 윤활이 이루어지는 동시에 회전 가능하게 설치된다.
도 19는 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 베인 윤활구조 일예가 도시된 사시도이다.
도 13과 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기의 제2실시예에서 베인 윤활구조를 살펴보면, 다음과 같다.
로터(231) 내주면에 형합시키기 위하여 실린더(232)의 외주면에 돌출된 결합용 돌기(232a)가 구비되고, 실린더(232)의 내주면부터 결합용 돌기(232a) 일부까지 연장된 베인 장착구(232H)가 구비되고, 베인(234)을 베인 장착구(232H)에 부시들(235) 사이에 맞닿도록 설치되는데, 하부 베어링 커버(238)가 실린더(232)의 베인 장착구(232H) 저면 일부를 덮지 않도록 설치된다. 이때, 베인 장착구(232H)는 원형의 실린더(232)로부터 돌출된 결합용 돌기(232a)에 구비되기 때문에 하부 베어링 커버(238)의 하부 커버부(238b)가 원판 형상으로 형성되더라도 결합용 돌기(232a)까지 연장된 베인 장착구(232H)의 일부를 덮지 않도록 설치될 수 있다. 또한, 하부 베어링 커버(238)의 하부 커버부(238b)가 원판 형상으로 형성되더라도 그 외주 부분이 단차지게 형성되어 결합용 돌기(232a)까지 연장된 베인 장착구(232H)의 일부를 덮지 않도록 설치될 수 있다. 이와 같이, 베인 장착구(232H)의 저면을 통하여 오일이 유입되도록 하기 위하여, 밀폐용기(210 : 도 10에 도시) 내부의 오일의 유면은 하부 베어링 커버(238)보다 높게 유지할 뿐 아니라 베인 장착구(232H)의 최하단이 잠기도록 유지되는 것이 바람직하다. 하지만, 오일이 베인 장착구(232H)의 저면을 통하여 베인 장착구(232H)로 유입되면, 압축 냉매와 섞여서 외부로 빠져나가기 때문에 오일의 유면을 일정 높이 이상 유지하는 것이 어렵다. 따라서, 밀폐용기(210 : 도 10에 도시) 내에 적정량 이상의 오일량을 유지하기 위하여 오일회수구조가 적용되는 것이 바람직하다.
상기의 실시예의 오일회수구조를 살펴보면, 상부 베어링 커버(236)의 토출구 및 머플러(237 : 도 12에 도시)의 토출구를 빠져나온 압축 냉매가 머플러(237 : 도 12에 도시) 바로 위에 설치된 유분리판(280 : 도 10에 도시)에 부딪히면, 오일이 압축 냉매로부터 분리된다. 이와 같이, 오일이 분리된 냉매는 유분리판(280 : 도 10에 도시)에 구비된 홀(미도시)을 통하여 빠져나가고, 냉매로부터 분리된 오일은 유분리판(280 : 도 10에 도시)으로부터 로터(231) 또는 상부 베어링 커버(236) 위로 떨어진 다음, 부품들 사이의 오일회수유로를 따라 밀폐용기(210 : 도 10에 도시) 하부로 회수되도록 한다. 이때, 오일회수유로는 스테이터(220 : 도 10에 도시)와 로터(231) 사이의 간극으로 구성되거나, 실린더(232)와 상부 및 하부 베어링 커버(236,238)를 볼트 체결하기 위하여 지그가 장착될 수 있도록 수직하게 연통되도록 실린더(231)와 상부 및 하부 베어링 커버(236,238)에 구비되는 일련의 지그 장착구(미도시)로 구성될 수 있다.
또한, 베인 윤활구조의 또 다른 일예를 살펴보면, 상부 베어링 커버(236)가 실린더(232)의 베인 장착구(232H) 상면 일부를 덮지 않도록 설치되고, 밀폐용기(210 : 도 10에 도시) 내부의 오일의 유면은 상부 베어링 커버(236)보다 높게 유지할 뿐 아니라 베인 장착구(232H)의 최상단이 잠기도록 유지되는 것이 바람직하다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

Claims (15)

  1. 오일이 저장된 밀폐용기;
    밀폐용기 내에 고정된 스테이터;
    밀폐용기에 상단이 움직이지 않도록 설치됨과 동시에 밀폐용기 내부로 길게 연장되는 고정축과, 고정축에 편심되도록 형성된 편심부를 포함하는 제1고정부재;
    고정축의 하단과 이격되도록 형성되며, 밀폐용기의 하부에 움직이지 않도록 설치되는 제2고정부재;
    스테이터와 제1고정부재 사이에 위치하고, 스테이터로부터의 회전 전자기장에 의해 제1고정부재를 중심으로 회전하면서 그 내에 형성되는 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킬 수 있고, 제2고정부재에 하중을 가하면서 회전 가능하게 지지하는 회전부재; 그리고,
    회전부재의 회전력을 이용하여 밀폐용기 내에 저장된 오일을 회전부재와 고정부재가 베어링되는 부분으로 안내하는 윤활유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    회전부재는, 스테이터와의 상호 전자기력에 의해 고정부재를 중심으로 회전하도록 스테이터와 고정부재 사이에 설치된 로터와, 로터에 적층되어 로터와 함께 회전하고 압축공간이 내부에 구비된 실린더와, 편심부와 실린더 사이의 압축공간을 냉매가 흡입되는 흡입포켓과 냉매가 압축 및 토출되는 압축포켓으로 구획하도록 실린더에 탄성 지지되어 실린더와 함께 회전하며 편심부의 외면과 미끄럼 접촉하는 베인과, 실린더의 내주면에 슬롯 형상으로 형성되는 베인 장착구와, 베인을 탄성 지지하는 베인 스프링이 설치될 수 있도록 베인 장착구를 막아주는 베인 스프링 스토퍼와, 압축공간의 상부 및 하부를 형성하여 회전부재와 함께 고정부재를 중심으로 회전하는 상부 및 하부 베어링 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    회전부재는, 스테이터로부터의 회전 전자기장에 의해 고정축을 중심으로 회전하도록 고정부재에 회전 가능하게 지지되는 실린더형 로터와, 실린더형 로터의 회전력을 전달받아 실린더형 로터와 함께 편심부를 중심으로 회전하면서 실린더형 로터와의 사이에 압축공간을 형성하는 롤러와, 실린더형 로터로부터 롤러로 회전력을 전달하고 압축공간을 냉매가 흡입되는 흡입포켓과 냉매가 압축 및 토출되는 압축포켓으로 구획하는 베인과, 롤러의 외주면으로부터 실린더형 로터 쪽으로 돌출되도록 롤러에 일체로 형성됨과 동시에 베인을 수용하도록 형성된 베인 장착구와, 압축공간의 상부 및 하부를 형성하여 회전부재와 함께 고정부재를 중심으로 회전하는 상부 및 하부 베어링 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    하부 베어링 커버는 고정축을 에워싸는 하부 축부와, 실린더와 결합되어 압축공간의 하부를 형성하는 하부 커버부를 포함하고,
    하부 축부의 최하단이 밀폐용기 내에 저장된 오일에 잠기도록 설치되며,
    윤활유로는 하부 축부에 고정축의 외주면과 베어링되는 내주면에 형성된 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    윤활유로는 고정축 하부에 축방향으로 형성된 제1오일공급유로와, 제1오일공급유로와 편심부 상면과 연통되도록 편심부에 형성된 제2오일공급유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    고정축 및 편심부를 관통하여 압축공간의 흡입포켓으로 연결되는 냉매흡입유로를 더 포함하고,
    제2오일공급유로는 냉매흡입유로를 우회하여 편심부의 상부까지 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제5항에 있어서,
    윤활유로는 편심부의 상면 및 하면에 각각 형성된 상부 및 하부 요홈부를 포함하고,
    상부 및 하부 요홈부는 회전부재와 편심부 사이의 트러스트 면의 윤활을 위한 오일의 저장홈으로 기능하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 제5항에 있어서,
    윤활유로는 제1오일공급유로와 연통되도록 편심부와 고정축 하부 및 하부 베어링 커버가 맞닿는 부분에 구비된 제1오일저장홈과, 제2오일공급유로와 연통되도록 편심부와 고정축 상부 및 상부 베어링 커버가 맞닿는 부분에 구비된 제2오일저장홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상부 베어링 커버는 고정축 상단을 일부 감싸는 상부 축부를 포함하고,
    윤활유로는 제2오일저장홈과 연통되도록 상부 베어링 커버의 축부 내주면에 구비된 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기는, 회전부재의 하부에 장착되고, 회전부재가 회전됨에 따라 오일을 윤활유로로 펌핑하는 오일공급부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    하부 베어링 커버는 고정축을 에워싸는 하부 축부를 포함하고,
    오일공급부재는 하부 축부에 압입된 중공축부와, 하부 축부의 회전에 따라 오일을 나선형으로 상승시키도록 중공축부 내측에 고정된 프로펠러로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    압축기는 베인 장착구의 일부를 밀폐용기의 내부공간으로 연통시켜 내부공간의 오일이 베인 장착구로 공급되도록 하는 오일공급홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  13. 제2항에 있어서,
    압축기는 베인 장착구의 일부를 밀폐용기의 내부공간으로 연통시켜 내부공간의 오일이 베인 장착구로 공급되도록 하는 오일공급홀;을 포함하고,
    오일공급홀은, 베인 장착구와 연통하도록 베인 스프링 스토퍼에, 밀폐용기에 저장된 오일의 유면보다 낮은 위치에 형성되어, 오일이 베인 장착구로 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  14. 제13항에 있어서,
    베인 장착구는 실린더 외주면으로부터 돌출되어 형성된 베인 피난 돌기부까지 연장되고,
    상부 및 하부 베어링 커버 중 하나 이상에 의해 폐쇄되지 않은 베인 피난 돌기부의 개방공간이 베인 장착구로의 오일공급홀로 기능하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  15. 제3항에 있어서,
    압축기는 베인 장착구의 일부를 밀폐용기의 내부공간으로 연통시켜 내부공간의 오일이 베인 장착구로 공급되도록 하는 오일공급홀;을 포함하고,
    상부 및 하부 베어링 커버 중 하나 이상에 의해 폐쇄되지 않은 베인 장착구의 개방공간이 베인 장착구로의 오일공급홀로 기능하는 것을 특징으로 하는 압축기.
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