KR100417587B1

KR100417587B1 - 회전축의 역회전 방지장치

Info

Publication number: KR100417587B1
Application number: KR10-2001-0050061A
Authority: KR
Inventors: 김성춘
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: KR20030016482A; ES2271150T3; EP1286051B1; US20030035745A1; CN1403713A; DE60213931D1; EP1286051A2; CN1219156C; ATE336658T1; US6669456B2; EP1286051A3

Abstract

본 발명에 따른 회전축의 역회전 방지장치는 프레임에 지지되어 회전하는 회전축에 있어서, 상기 회전축의 역회전을 방지하기 위해 회전축의 일정부위에 편심된 축을 갖도록 형성된 편심부와, 상기 편심부가 수용되며 회전가능하도록 장착되는 편심부시와, 상기 회전축의 역회전 시, 상기 편심부시가 회전하여 편심부시의 외주면이 간섭되도록 상기 프레임에 돌출 되어 형성된 스토퍼가 구비되어 구성되어 상기 회전축의 역회전을 방지하도록 한 것이다.

Description

회전축의 역회전 방지장치{APPARATUS FOR PREVENT THE INVERSE ROTATION OF AXIS}

본 발명은 회전축의 역회전 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전축 및 프레임에 역회전 방지장치를 장착하여 상기 회전축의 역회전을 방지하는 회전축의 역회전 방지장치에 관한 것이다.

종래의 회전하는 회전축이 장착된 여러 장치 중에서 스크롤 압축기에 장착되는 회전축을 일례로 들어 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 스크롤 압축기는 로터리 압축기의 일종으로 인벌루트 치형의 두 개의 맞물린 스크롤 부품이 선회 운동을 하면서 압축하는 용적형 압축기이다. 냉동능력은 2500~4300Kcal/h 범위이고, 효율적인 작동을 위하여 스크롤 압축기는 스크롤 부품의 정밀한 공차 가공이 요구되며, 최근 제조 기술의 발전으로 고정도의 가공이 가능하게 되어 공조용 및 저온용으로 널리 사용된다. 이러한 스크롤 압축기는 왕복동식이나 로타리식에 비해 토오크 변동이 적고, 흡입밸브나 토출밸브가 없으며, 압축요소의 미끄럼 속도가 늦다. 또한 압축실간의 작동가스의 누설이 적으며, 부품수가 적은, 등의 원리적으로 우수한 장점이 많기 때문에 고효율, 저소음, 저진동, 등 고신뢰성을 갖는다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는 내부에 밀폐된 공간을 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱의 내부에 장착되어 냉매를 압축하는 압축부(20)와, 압축부(20)에 구동력을 제공하는 동력발생부(50)와, 상기 케이싱(10) 내부의 윤활을 도모하는 윤활부(60)가 구비되어 구성된다.

상기 케이싱(10)의 일 측에는 외부로부터 냉매를 흡입하는 흡입관(11)과, 압축된 냉매를 토출하는 토출관(12)이 형성되어 있다.

상기 압축부(20)는, 인벌루트형상의 고정스크롤랩(22)을 가지고 중앙부에 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출구(23)가 형성되어 케이싱(10)의 내부에 고정 장착되는 고정스크롤(21)과, 상기 고정스크롤랩(22)에 대응되게 형성된 동일한 인벌루트형상의 선회스크롤랩(26)을 형성하고 고정스크롤랩(22)과 상기 선회스크롤랩(26)이 서로 180도 위상차로 맞물려서 초생달 모양의 공간이 동시에 4개의 압축공간(P2)을 형성하도록 장착되는 선회스크롤(25)이 구비되어 구성된다.

또한, 상기 고정스크롤(21)의 상측에는 상기 케이싱(10)의 내부공간을 고압측(P3)과, 저압측(P1)으로 구획하는 고저압 분리판(24)이 장착되고, 상기 토출구(23)상측에는 고압측(P3)의 압축된 냉매가 역류하여 압축공간(P2)의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 체크밸브(40)가 장착되어 진다.

상기 동력발생부(50)는 상기 케이싱(10)내부에 고정되는 고정자(51)와, 상기 고정자(51)의 내부에서 전기력을 회전력으로 변환시키는 회전자(52)와, 상기 회전자(52)의 회전력을 선회스크롤(25)에 전달시키는 회전축(53)과, 회전축(53)의 회전운동을 선회운동으로 변환시키도록 회전축(53)과 선회스크롤(25) 사이에 장착되는 올답링(56)과, 상기 회전축(53)이 고정되는 상기 케이싱(10)의 내부에 고정 장착된 메인프레임(54) 및 로우프레임(55)이 구비되어 구성된다.

상기 윤활부(60)는 상기 회전축(53)의 내부에 형성되어 상기 케이싱(10)의 하부에 채워진 오일(61)을 상기 케이싱(10) 내부의 마찰부에 공급되도록 장착된다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 인벌루트 형상의 상기 고정스크롤랩(22) 및 선회스크롤랩(26)이 형성된 상기 고정스크롤(22) 및 선회스크롤(25)에 의하여 압축공간(P2)이 형성되며, 상기 고정스크롤(21)은 고정되어 있고, 상기 선회스크롤(25)은 자전하지 못하도록 고정된 상태에서 일정 반경을 갖는 원을 따라 선회운동을 하도록 구동되어 냉매를 연속적으로 압축할 수 있게된다.

그러나 이와 같은 스크롤 압축기는 운전 도중 정지할 시에 상기 체크밸브(40)에 의해 토출된 냉매가 역류하여 발생되는 역회전을 방지할 수 있으나, 단상 모터를 채용한 경우에는 운전 중에 압축기의 부하가 모터 토크보다 크게 되면 회전력이 감소하여 역회전을 하게 되고, 삼상 모터를 채용한 경우에도 오, 결선 시에 모터의 회전 방향이 역전되어 정상 운전 시와는 반대로 회전하게 된다.

상기와 같이 역회전이 발생되면 이상 진동 및 소음이 발생되어 스크롤 압축기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생된다.

이와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 프레임에 지지되어 한 방향으로의 회전만을 수행하고자 하는 회전축과 프레임에 역회전 방지장치를 장착하여 회전축의 역회전을 방지하는 회전축의 역회전 방지장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기의 종단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예인 회전축의 역회전 방지장치가 장착된 스크롤 압축기의 종단면도,

도 3은 도 2의 스크롤 압축기에 장착되는 역회전 방지장치의 사시도,

도 4는 도 2의 스크롤 압축기에 장착된 회전축이 정 회전 시, 역회전 방지장치의 상태도,

도 5는 도 2의 스크롤 압축기에 장착된 회전축이 역회전 시, 역회전 방지장치의 상태도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

150 : 동력발생부 151 : 고정자

152 : 회전자 153 : 회전축

153a : 회전축 회전중심 154 : 메인프레임

155 : 로우프레임 155a : 스토퍼

156 : 올답링 157 : 편심부

158 : 지지판 158a : 고정핀

159 : 편심축 160 : 편심부시

160a : 편심부시 회전중심 161 : 원통체

162 : 장공 162a : 장공 일측부

162b : 장공 타측부

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 회전축의 역회전 방지장치는 프레임에 지지되어 회전하는 회전축에 있어서, 상기 회전축의 역회전을 방지하기 위해 회전축의 일정부위에 편심된 축을 갖도록 형성된 편심부와, 상기 편심부가 수용되며 회전가능하도록 장착되는 편심부시와, 상기 회전축의 역회전 시, 상기 편심부시가 회전하여 편심부시의 외주면이 간섭되도록 상기 프레임에 돌출 되어 형성된 스토퍼가 구비되어 구성된다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 회전축의 역회전 방지장치는 메인프레임 및 하부프레임에 지지되며 일 측에 회전스크롤이 장착되어 회전하는 회전축과, 상기 회전스크롤에 접하며 상호 작용에 의하여 냉매를 압축하는 고정스크롤이 구비되어 형성된 스크롤 압축기에 있어서, 상기 회전축의 역회전을 방지하기 위해 회전축의 일정부위에 편심된 축을 갖도록 형성된 편심부와, 상기 편심부가 수용되며 회전가능하도록 장착되는 편심부시와, 상기 회전축의 역회전 시, 상기 편심부시가 회전하여 편심부시의 외주면이 간섭되도록 상기 하부프레임에 돌출 되어 형성된 스토퍼가 구비되어 구성된다.

상기와 같은 회전축의 역회전 방지장치 중에서 스크롤 압축기에 장착되는 스크롤 압축기의 회전축 역회전 방지장치를 일례로 들어 설명한다.

이하 본 발명의 일 실시예인 회전축 역회전 방지장치를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래와 동일한 구조에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예인 회전축의 역회전 방지장치가 장착된 스크롤 압축기의 종단면도로써, 도시한 바와 같이 회전축의 역회전 방지장치가 장착된 스크롤 압축기는 내부에 밀폐된 공간을 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱의 내부에 장착되어 냉매를 압축하는 압축부(20)와, 압축부(20)에 구동력을 제공하는 동력발생부(150)와, 상기 케이싱(10) 내부의 윤활을 도모하는 윤활부(60)가 구비되어 구성된다.

상기 동력발생부(150)는 상기 케이싱(10)내부에 고정되는 고정자(151)와, 상기 고정자(151)의 내부에서 상기 고정자(151)와의 상호 작용으로 전기력을 회전력으로 변환시키는 회전자(152)와, 상기 회전자(152)의 회전력을 선회스크롤(25)에 전달시키는 회전축(153)과, 회전축(153)의 회전운동을 선회운동으로 변환시키도록 회전축(153)과 선회스크롤(25) 사이에 장착되는 올답링(156)과, 상기 회전축(153)이 고정되는 상기 케이싱(10)의 내부에 고정 장착된 메인프레임(154) 및 로우프레임(155)이 구비되어 구성된다.

상기 회전축(153)은 상기 로우프레임(155)과 접하는 부위에서 일정 거리만큼떨어진 부위에 형성된 편심부(157)와, 상기 편심부(157)에 장착되는 편심부시(160)와, 상기 회전축(153)의 역회전 시, 상기 편심부시(160)의 외주면이 간섭되도록 상기 편심부시(160)가 장착된 방향인 상기 하부 프레임(155)의 상부로 90。각도로 이루어진 원호 형상으로 돌출 되어 형성된 스토퍼(155a)로 구성된다.

도 3에 도시한 바와 같이 상기 편심부(157)는 상기 회전축(153)의 중심과 동심원상의 일정한 외경과 두께를 갖도록 상기 회전축(153)의 상기 로우프레임(155)과 접하는 부위에서 일정 거리만큼 떨어진 부위에 지지판(158)과, 상기 지지판(158)의 일 측면에 형성되어 상기 회전축(153)의 중심과 편심 된 중심을 갖도록 일정한 외경과 두께로 형성된 편심축(159)과, 상기 편심축(159)의 최대 편심측과 대응되는 위치의 상기 지지판(158) 일 측면에 상기 편심축(159)의 두께만큼 돌출 되어 형성된 고정핀(158a)으로 구성된다.

도 3에 도시한 바와 같이 상기 편심부시(160)는 일정 두께와 내경을 갖는 내주면 및 그 내주면의 중심과 편심된 중심을 갖도록 일정 두께와 외경으로 형성된 외주면을 구비한 원통체(161)와, 상기 원통체(161)의 내주면과 외주면 사이의 최대 폭을 이루는 지점에서 일정 각도만큼 그 내주면과 동심원상으로 일정 폭과 곡선 길이를 갖도록 관통 형성되어 상기 고정핀(158a)이 삽입되는 곡선형 장공(162)을 구비하여 구성된다.

이와 같이 구성된 스크롤 압축기는 동력발생부(150)에 전원이 공급되면, 상기 동력발생부(150)의 고정자(151)와 상기 고정자(151) 내부에 설치된 회전자(152)의 상호작용에 의해 회전자(152)가 회전하고, 그 회전력은 회전축(153)에 전달되며, 회전운동을 하는 회전축(153)은 상기 회전축(153)의 상부에 장착된 올답링(156)에 의해서 회전축(153)의 회전운동이 선회운동으로 변환되어 상기 압축부(20)의 선회스크롤(25)을 구동하게 된다.

상기 선회스크롤(25)은 회전축(153)을 중심으로 고정스크롤(21)에 대해 상대 선회운동을 하게 되어 초생달 모양의 압축공간(P2)이 연속적으로 발생되고, 상기 압축공간(P2)은 바깥쪽일수록 크고 중심에 가까울수록 작게 되어, 흡입관(11)을 통해 흡입된 냉매는 상기 고정스크롤(21)의 중심부로 이동할수록 압축되므로, 상기 압축부(20)의 외주부에는 흡입실이, 중심부에는 토출구(23)가 형성되어 냉매를 흡입하고 압축하며 토출구(23)의 체크밸브(40)를 통하여 고압부(P3)로 토출되고, 토출관(12)을 통하여 상기 케이싱(10)의 외부로 토출된다.

상기와 같이 스크롤 압축기가 작동 할 시에 상기 스크롤 압축기에 장착된 역회전 방지장치는 다음과 같이 작동된다.

도 4에 도시한 바와 같이 상기 회전축(153)이 정 회전(a방향) 시에는 상기 편심부시(160)는 자중에 의하여 정지되어 있으므로 상기 편심부시(160)에 형성된 장공(162) 의 일측부(162a)가 상기 고정핀(158a)에 지지되어 회전하게 된다.

이때, 상기 회전축(153)의 회전중심(153a)과, 상기 회전부시(160) 외주면의 회전중심(160a)이 일치된 상태에서 상기 회전축(153)이 회전하므로 상기 스토퍼(155a)에 상기 편심부시(160)의 외주면이 간섭을 받지 않고 회전하게 되는 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이 상기 회전축(153)이 역회전(b방향) 시에는, 상기편심부시(160)는 자중에 의하여 정지되어 있으므로, 상기 편심부시(160)에 형성된 장공(162)의 타측부(163b)가 상기 고정핀(158a)에 지지되어 회전하게 된다.

이때, 상기 편심부시(160)가 정 회전 시보다 일정 각도만큼 회전하게 되므로 상기 회전축(153)의 회전중심(153a)과, 상기 회전부시(160) 외주면의 회전중심(160a)이 일치하지 않은 상태에서 회전하게 된다.

그러므로, 상기 회전축(153)의 회전중심(153a)에서 상기 편심부시(160)의 외주면 일정부위까지의 거리(R)가, 정회전 시의 상기 회전축(153)의 회전중심(153a)에서 상기 편심부시(160)의 외주면 일정부위까지의 거리(r)보다, 상기 회전축(153)의 회전중심(153a)과 상기 편심부시(160) 외주면의 회전중심(160a)까지의 거리(r')만큼 길어진 상태로, 상기 회전축(153)이 회전중심(153a)을 중심으로 하여 회전하므로 상기 스토퍼(155a)에 상기 편심부시(160)의 외주면 일정부위가 간섭을 받게 되어 역회전하지 못하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 회전축(153)이 역회전 시, 상기 편심부시(160)의 외주면 일정부위가 상기 스토퍼(155a)에 간섭되어 역회전하지 못하는 구조로 이루어지므로, 단상 모터를 사용하는 압축기의 압축 부하가 모터 토크보다 크게 되는 경우나, 삼상 모터를 사용하는 압축기의 오, 결선시 발생될 수 있는 역회전을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 회전축의 역회전 방지장치가 스크롤 압축기에 장착된 경우를 일례로 들어 설명하면, 단상 모터를 채용한 스크롤압축기의 운전 중에, 압축 부하가 모터 토크보다 크게 되는 경우, 삼상 모터를 채용한 스크롤 압축기에서 오, 결선된 경우 등에 발생될 수 있는 회전축의 역회전 시, 상기 회전축에 형성된 편심부에 장착되는 편심부시의 외주면 일정부위가 상기 프레임에 형성된 스토퍼에 간섭되어 회전축의 역회전을 방지하게 되므로, 상기 스크롤 압축기가 역회전 시, 발생되는 이상소음 및 진동을 방지함으로써, 스크롤 압축기의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

마찬가지로 한 방향으로의 회전만을 원하는 다른 장치에 장착하여 역회전을 방지할 수 있게 된다.

Claims

프레임에 지지되어 회전하는 회전축에 있어서,

상기 회전축의 역회전을 방지하기 위해 회전축의 일정부위에 편심된 축을 갖도록 형성된 편심부와,

상기 편심부가 수용되며 회전가능하도록 장착되는 편심부시와,

상기 회전축의 역회전 시, 상기 편심부시가 회전하여 편심부시의 외주면이 간섭되도록 상기 프레임에 돌출 되어 형성된 스토퍼가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 회전축의 역회전 방지장치.
메인프레임 및 하부프레임에 지지되며 일 측에 회전스크롤이 장착되어 회전하는 회전축과, 상기 회전스크롤에 접하며 상호 작용에 의하여 냉매를 압축하는 고정스크롤이 구비되어 형성된 스크롤 압축기에 있어서,

상기 회전축의 역회전을 방지하기 위해 회전축의 일정부위에 편심된 축을 갖도록 형성된 편심부와,

상기 편심부가 수용되며 회전가능하도록 장착되는 편심부시와,

상기 회전축의 역회전 시, 상기 편심부시가 회전하여 편심부시의 외주면이 간섭되도록 상기 하부프레임에 돌출 되어 형성된 스토퍼가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 회전축의 역회전 방지장치.
제 1항, 또는 제 2항에 있어서, 상기 편심부는 상기 회전축의 중심과 동심원상의 일정한 외경과 두께를 갖도록 상기 회전축의 일정부위에 형성된 지지판과, 상기 지지판의 일 측면에 형성되어 상기 회전축의 중심과 편심된 중심을 갖도록 일정한 외경과 두께로 형성된 편심축과, 상기 편심부의 최대 편심측과 대응되는 위치의 상기 지지판 일 측면에 상기 편심축의 두께만큼 돌출 되어 형성된 고정핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전축의 역회전 방지장치.
제 1항, 또는 제 2항에 있어서, 상기 편심부시는 일정 두께와 내경을 갖는 내주면 및 그 내주면의 중심과 편심된 중심을 갖도록 일정 두께와 외경으로 형성된 외주면을 구비한 원통체와, 상기 원통체의 내주면과 외주면 사이의 최대 폭을 이루는 지점 중간부에 상기 고정핀이 삽입가능하도록 소정의 폭과 깊이로 관통되고 일정각도만큼 연장된 곡선형 장공이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 회전축의 역회전 방지장치.
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