KR19980037769A - 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 윤활작용 뿐만 아니라 냉각작용도 크게 향상시켜 압축기의 성능과 수명을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치를 제공한다.

그 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치는, 회전축(20)의 중심축(C)으로 부터 경사지게 그 회전축(20) 하면으로부터 내부로 형성되어 냉동기유를 원심력에 의해 흡입하는 흡입부(51); 흡입부(51)의 상단으로 연통되며 프레임(24)과의 회전 접축부분에 냉동기유를 공급하기 위한 유출공(52) 및 원주나선부(53, 53', 53); 상기 원주나선부(53,53', 53)의 상단으로 연통되어 냉동기유가 상기 흡입부(51)의 흡입압력에 의해 반경방향 내부로 공급되는 유일공(54); 그리고 상기 회전축(20)의 중심축(C)으로 부터 편심량(r)만큼 이격된 위치에서 상기 유입공(54)에 연통되고 그 중심축(C)에 대해 외측으로 경사지게 상기 편심축(21)의 상부로 관통되는 상향 배출공(55')을 포함하는 윤활유 공급홈(20')을 지니는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 편심축 상부로의 펌핑량이 증대되고 냉동기유의 상승속도가 증대되어 비산각도가 크게 됨으로써, 윤활작용과 냉각작용이 크게 향상되어 압축기의 성능과 수명이 향상될 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치

본 발명은 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 하부 케이스의 바닥에 냉동기유가 저장되는 냉동기유 저유조를 형성하고 회전축의 윤활유 공급홈을 따라 상부로 흡입되면서 각 윤활부위에 냉동기유를 공급하여 윤활작용을 하게 하는 구조의 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치에 관한 것이다.

압축기는 통상적으로 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 왕복동형, 회전형 및 터보형이 있다. 이러한 압축기가 냉장고용으로 사용되는 경우, 냉장고 내부를 저열원으로 하고 외부를 고열원으로 하는 저비등점의 냉매의 포화증기를 고압으로 압축하여 응축기로 유동시킨다. 그 응축기에서는 고압, 고열의 냉매로부터 증발의 잠열이 냉장고 외부의 고열원으로 방출되어 액체상태의 냉매로 상변화를 일으키고는 이 액상의 냉매가 팽창밸브를 통과하여 저압, 저온으로 스로틀링된 후, 증발기로 유입된다. 그 증발기에서 그 저압, 저온의 냉매는 대부분 액상으로 냉장고 내부의 저열원으로부터 잠열을 흡수하여 포화증기상태의 냉매로 상변화를 일으킨 후, 다시 상술한 압축기로 유입됨으로써 냉동사이클을 구성하게 된다. 이와 같은 냉동사이클을 반복하는 가운데에 냉장고 내부는 지속적으로 냉기를 공급받아 소망의 냉동(장)효과를 가져오게 된다.

통상 가정용 냉장고용 압축기는 주로 1단의 왕복동형으로 그 구동 전기모터와 함께 케이스내에 밀폐된 채 냉장고의 하부에 설치되며, 도 1에 상부 케이스를 제거한 상태의 내부구조가 평면도로 도시된다.

그 왕복동형 압축기(10)에 있어서, 방음 및 방진을 위하여 전기모터 및 압축기가 상부 및 하부 케이스(12, 11)의 내부에 밀폐되게 수납되며, 또한 그 상부 및 하부 케이스(12, 11)와는 소정의 간격을 두고 적당한 방진 및 방음 수단, 예를 들면 압축스프링 내지는 판스프링으로 그 상부 및 하부 케이스(12, 11)에 하부 또는 측부에서 프레임(24)을 개재하여 지지된다.

상술한 왕복동형 압축기는 도 1에서 횡형으로 프레임(24)의 상부에 고정되는 실린더블럭(13)과 그 내부의 실린더에 왕복 운동가능하게 삽입되는 피스톤(14)으로 구성되며(도 2 참조), 그 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(13)의 좌측 단부에 설치된 흡입 및 토출 밸브(15)를 개재하여 저압, 저온의 냉매가스가 흡입되고, 고압, 고온의 냉매가스가 토출된다. 그 흡입 및 토출 밸브(15)는 소형화를 위하여 통상 탄성을 지니는 플랩퍼(flapper) 내지는 리드(reed)형 박판 구조로 구성되며, 그 플랩퍼 내지는 리드형 흡입 및 토출 밸브(15)는 양면에 작용하는 압력차에 의해 피동적으로 개폐된다.

이와 같이 구성되는 왕복동형 압축기에 있어서, 피스톤(14)의 후진 운동시 상기 저압, 저온의 냉매가스는 상기 상부 내지는 하부 케이스(12,11)에 밀폐되게 고정된 흡입파이프(연결관)(22) 및 흡입머플러(16)를 개재하여 외부의 증발기(도시생략됨)로부터 흡입 및 토출 밸브(15)의 흡입리드밸브로 유입되고, 피스톤(14)의 전진 운동시에 상기 압축기에서 토출된 고압, 고온의 냉매가스는 그 흡입 및 토출 밸브(15)의 토출밸브로부터 토출파이프(23') 및 상기 상부 내지는 하부 케이스(12, 11)에 밀폐되게 고정된 토출파이프 연결관(23)을 거쳐 외부의 응축기(도시생략됨)로 송출된다. 냉매충전파이프(22')는 상기 하부케이스(11)에 밀폐되게 고정되고 초기에 내부에 냉매가스를 충전시킨 후, 밀봉된다.

또한, 냉장고 작동소음의 대분분을 차지하는 압축기 소음은 피스톤(14)의 왕복운동, 흡입 및 토출 밸브(15)의 개폐 충격, 냉매가스의 흡입 및 토출 압력의 맥동 등에 의해 발생하며, 그 중 냉매가스의 흡입 및 토출 압력의 맥동에 의한 소음을 감소시키기 위해 흡입파이프(연결관)(22)로 유입된 냉매가스는 상부 및 하부 케이스(12, 11) 내부에 충전된 채, 흡입머플러(16)를 통해 실린더(13)로 흡입되고, 실린더(13)에서 압축된 냉매는 토출머플러(17)를 통하여 토출파이프(23')로 토출된다.

한편, 전기모터는 프레임(24)의 하부에 고정되게 설치되는 고정자(18)와, 그 고정자(18)와 간극을 두고 회전하는 회전자(19)로 구성되고(도 2참조), 그 회전자(19)는 회전축(20)에 고정되어 함께 회전하도록 프레임(24)에 회전가능하게 지지된다. 그 전기모터의 회전축(20)의 단부에 그 프레임(24)의 상부로 편심축(21)을 돌출되게 형성하여 피스톤(14)을 연결봉 및 축수를 개재하여 그 편심축(21)에 연결함으로써 그 편심축(21)의 편심회전량만큼 피스톤(14)이 왕복 운동하게 된다. 또한, 그 전기모터의 고정자(18)의 권선코일에는 상부 및 하부 케이스(12, 11)에 밀폐되게 고정되는 외부단자(18')를 개재하여 외부 전원이 인가된다.

상술한 바와 같이 작동하는 압축기 및 구동 모터의 원활한 운전을 위해 하부 케이스(11)의 바닥에 냉동기유가 저장되는 냉동기유 저유조(25)를 형성하고 회전축(20)의 윤활유 공급홈(20')을 따라 상부로 흡입되면서 각 윤활부위에 냉동기유를 공급하여 윤활작용을 하게 하고 있다.

도 3a에는 상술한 윤활유 공급홈(20')의 구조가 상세히 도시되는 바, 그 윤활유 공급홈(20')은 흡입부(51), 유출공(52), 원주나선부(53, 53', 53), 유입공(54), 상향 배출공(55) 및 측방향 배출공(56)으로 구성된다.

그 흡입부(51)는 상기 회전축(20)의 중심축(C)으로 부터 경사각δ로 경사지게 그 회전축(20) 하면으로부터 내부로 형성되어 냉동기유를 원심력에 의해 흡입하게 되며, 상기 유출공(52)은, 상기 흡입부(51)의 상단으로부터 외부로 관통되게 형성되어 그 원심력에 의해 흡입된 흡입부(51) 내의 냉동기유를 상기 프레임(24)과의 회전 접촉부분에 형성된 원주나선부(53, 53', 53)에 공급한다.

상기 유입공(54)은 원주나선부(53, 53', 53)의 상단에서 내부 상향 배출공(55)으로 연통되게 형성되어 상기 흡입부(51)의 흡입압력에 의해 반경방향 내부로 다시 냉동기유를 유입시키며, 회전축(20)의 중심축(C)으로부터 편심량(r)만큼 이격된 위치에서 상기 유입공(54)에 연통되고 편심축(21)의 상부로 관통되는 상향 배출공(55')을 통해 그 유입공(54)에 유입된 냉동기유를 편심축의 상부로 이송시켜 상부로 분산시킴으로써 도 2에서 피스톤(14)과 실린더블럭(13') 및 연결봉사이의 접촉부분에 냉동기유를 공급하여 윤활작용을 시킨다.

또, 상기 상향 배출공(55')의 중간부분에서 외부로 연통되는 측방향 배출공(56)에 형성되어 상기 연결봉과 편심축(21)의 접촉부분에 냉동기유를 공급하여 그 회전접촉을 원활하게 한다.

그러나, 도 3b에 도시된 바와 같이 상향오일배출공(55)이 회전축(20)의 중심축(C)로 부터 편심되어 있어 편심축(21)의 상부로 배출되는 오일은 하부로부터 흡입되는 냉동기유의 압력의 수직분력(Fv)에 의해서만 상부로 상승되고 배출된 후 편심량(r)에 따른 원심력인 방사상 분력(Fr)에 의해 비산되기 때문에 하부의 흡입 압력에만 의존하는 오일의 상부로의 상승속도는 크게 감소하여 펌핑량이 줄어들게 되며, 이에 따라 비산각도가 낮아 피스톤(14)과 실린더블럭(13) 사이에의 윤활유 공급이 충분하지 못하게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 편심축 상부로의 펌핑량을 증대시키고 냉동기유의 상승속도를 증대시켜 비산각도를 크게 함으로써 윤활작용 뿐만 아니라 냉각작용도 크게 향상시켜 압축기의 성능과 수명을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 밀폐형 왕복동 압축기의 내부구조를 나타내는 평면도,

도 2는 밀폐형 압축기의 내부구조를 도시하는 도 1의 선 2-2 단면도,

도 3a는 종래의 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치의 구조를 도시한 부분단면도이고, 도 3b는 도 3a의 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치의 작용을 설명하기 위한 편심축의 상부 부분단면도,

도 4a는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치의 구조를 도시한 부분단면도, 도 4b는 도 4a의 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치의 작용을 설명하기 위한 편심축의 상부 부분단면도.

* 도면에 사용된 주요부호의 설명

10 : 압축기, 11 : 하부케이스, 12 : 상부케이스, 13 : 실린더, 14 : 피스톤, 15 : 흡입 및 토출밸브 조립체, 16 : 흡입머플러, 17 : 토출머플러, 18 : 고정자(스테이터), 19 : 회전자(로터), 20 : 회전축, 21 : 편심축, 22 : 흡입파이프(연결관), 23 : 토출파이프연결관, 23' : 토출파이프, 24 : 프레임, 25 : 냉동기유 저유조, 51 : 흡입부, 52 : 유출공, 53, 53', 53 : 원주나선부, 54 : 유입공, 55,55' : 상향배출공, 56 : 측방향 배출공

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 밀폐되는 상부 및 하부 케이스의 내부 바닥에 마련되는 냉동기유 저유조와, 프레임에 회전가능하게 지지되고 하부에서 회전자에 고정되어 함께 회전하며 상부에는 연결봉을 개재하여 피스톤을 왕복운동시키도록 편심된 편심축이 일체로 형성되고 하단부가 상기 냉동기유 저유조에 삽입되며 그 하단부로부터 상기 편심축의 상부로 냉동기유를 펌핑하도록 윤활유 공급홈이 형성된 회전축을 지니는 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치에 있어서, 상기 윤활유 공급홈이: 상기 회전축의 중심축으로부터 경사지게 그 회전축 하면으로부터 내부로 형성되어 냉동기유를 원심력에 의해 흡입하는 흡입부: 상기 흡입부의 상단으로 연통되며 상기 프레임과의 회전 접촉부분에 냉동기유를 공급하기 위한 유출공 및 원주나선부; 상기 원주나선부의 상단으로 연통되어 냉동기유가 상기 흡입부의 흡입압력에 의해 반경방향 내부로 공급되는 유입공; 그리고 상기 회전축의 중심축으로 부터 편심량 만큼 이격된 위치에서 상기 유입공에 연통되고 그 중심축에 대해 외측으로 경사지게 상기 편심축의 상부로 관통되는 상향 배출공을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치를 제공한다.

상기 상향 배출공의 중간부분으로 연통되고 상기 연결봉과의 접촉부분에 냉동기유를 공급하기 위한 측방향 배출공이 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면, 다음과 같다.

도 4a에는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치의 구조가 상부만이 도시되며, 도 4b에는 도 4a의 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치의 작용을 설명하기 위해 편심축의 상부 부분이 단면도로서 도시된다.

도 4a에서 도시가 생략된 부분은 도 3a에 도시된 바와 같다. 즉, 도 3a에서 윤활유 공급홈(20')은 흡입부(51), 유출공(52), 원주나선부(53, 53', 53), 유입공(54), 상향 배출공(55) 및 측방향 배출공(56)으로 구성되나, 도 4a에서는 도 3a에서와 동일한 구조의 흡입부(51), 유출공(52), 원주나선부(53, 53', 53), 유입공(54) 및 측방향 배출공(56)과 도 4a에 도시된 바와 같은 상향 배출공(55')으로 구성된다.

도 3a에서와 동일한 구조의 흡입부(51), 유출공(52), 원주나선부(53, 53', 53), 유입공(54) 및 측방향 배출공(56)의 구조는 상술한 바와 같으며, 본 발명에 따른 상향 배출공(55')은 도 4a에서 상기 회전축(20)의 중심축(C)으로부터 편심량(r)만큼 이격된 위치에서 유입공(54)에 연통되고 그 중심축(C)에 대해 외측으로 경사지게 상기 편심축(21)의 상부로 관통되게 형성된다. 또, 상기 연결봉과 편심축(21)과의 접촉부분에 냉동기유를 공급하기 위한 측방향 배출공(56)은 상기 경사진 상향 배출공(55')의 중간부분으로 연통된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치는 그 윤활유 공급홈(20')의 흡입부(51)에서 경사각도에 따라 원심력에 의해 냉동기유가 회전축(20) 하면으로부터 흡입되면서 상부로 압송되게 된다. 이와 같이 압송된 냉동기유는 유출공(52)을 통해 흡입부(51)의 상단으로부터 원주나선부(53, 53', 53)에 공급되고 그 원주나선부(53)에서 냉동기유가 회전축(20)의 윤활작용을 함과 동시에 상부로 압송되어 원주나선부(53, 53', 53)의 상단에 형성된 유입공(54)을 통해 상술한 경사진 상향 배출공(55')으로 공급된다.

그 상향 배출공(55')에서는 그 편심량(r)과 경사각도(θ)에 따라 냉동기유가 다시 원심력을 얻게 되어 펌핑량이 증대되며, 상부로의 수지분력(Fv')이 하부에서의 수직분력(Fv)에 추가되어 상승속도가 더욱 증대되게 된다. 또한, 원심력 역시 방사상의 분력(Fr')이 종래의 방사상 분력(Fr)보다 크게 되어 그 편심축(21)의 상부에서는 비산각도가 크게 되고 비산력도 커지게 된다.

이에 따라, 도 2에서 피스톤(14)과 실린더블럭(13) 사이에 윤활유인 냉동기유를 충분히 공급할 수 있을 뿐만 아니라 냉동기유의 펌핑력을 증대시켜 냉동기유의 유량을 크게함으로써 윤활작용과 냉각작용이 증대되어 압축의 성능을 최대한 발휘할 수 있게 되고 그 수명도 극대화할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 일실시예에 따른 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치의 구성과 작용에 의하면, 상부의 편심축(21)내부에도 상향 배출공(55)을 경사지게 형성함으로써 편심축 상부로의 펌핑량과 냉동기유의 상승속도가 증대되어 냉동기유의 공급유량이 증대되고 비산각도가 크게 됨으로써, 윤활작용과 냉각작용이 크게 향상되어 압축기의 성능과 수명이 향상될 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 밀폐되는 상부 및 하부 케이스(12, 11)의 내부 바닥에 마련되는 냉동기유 저유조(25)와, 프레임(24)에 회전가능하게 지지되고 하부에서 회전자(19)에 고정되어 함께 회전하며 상부에는 연결봉을 개재하여 피스톤(14)을 왕복운동시키도록 편심된 편심축(21)이 일체로 형성되고 하단부가 상기 냉동기유 저유조(25)에 삽입되며 그 하단부로부터 상기 편심축(21)의 상부로 냉동기유를 펌핑하도록 윤활유 공급홈(20')이 형성된 회전축(20)을 지니는 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치에 있어서, 상기 윤활유 공급홈(20')이 : 상기 회전축(20)의 중심축(C)으로 부터 경사지게 그 회전축(20) 하면으로부터 내부로 형성되며 냉동기유를 원심력에 의해 흡입하는 흡입부(51); 상기 흡입부(51)의 상단으로 연통되어 상기 프레임(24)과의 회전 접촉부분에 냉동기유를 공급하기 위한 유출공(52) 및 원주나선부(53, 53', 53); 상기 원주나선부(53, 53', 53)의 상단으로 연통되어 냉동기유가 상기 흡입부(51)의 흡입압력에 의해 반경방향 내부로 공급되는 유입공(54); 그리고 상기 회전축(20)의 중심축(C)으로 부터 편심량(r)만큼 이격된 위치에서 상기 유입공(54)에 연통되고 그 중심축(C)에 대해 외측으로 경사지게 상기 편심축(21)의 상부로 관통되는 상향 배출공(55')을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치.
2. 상기 상향 배출공(55')의 중간부분으로 연통되고 상기 연결봉과의 접촉부분에 냉동기유를 공급하기 위한 측방향 배출공(56)이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 냉동기유 펌핑장치.