KR100745803B1 - 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조에 관한 것이다. 본 발명의 크랭크축(50)의 몸체부(51)하부에는 밀폐용기 하면에 있는 오일을 흡상시키는 하부오일유로(52)가 형성된다. 그리고 프레임(20)과 접촉하는 몸체부(51)의 외주면에는 상기 하부오일유로(52)와 연통되고 상기 외주면을 따라 나선형으로 형성되는 오일홈(53)이 형성된다. 이와 같은 오일홈(53)은 하부에서 상부를 향해 소정의 경사를 가지는 나선형으로 형성되는데, 그 중간에 경사가 없는 수평부(53h)가 형성되어 있다. 그리고 상기 몸체부(51)의 상단에는 균형추(54)와 편심부(56)가 형성되고 상기 편심부(56)를 상하로 관통하여서는 상기 오일홈(53)과 연통되는 상부오일유로(57)가 형성되어 있다. 본 발명에서는 상기 오일홈(53)의 중간구간에 경사가 없는 수평부(53h)를 형성함에 의해 보다 원활하게 오일유동이 일어나게 하므로 윤활과 냉각을 위한 오일의 공급이 보다 원활하게 되는 이점이 있다.

밀폐형 압축기, 오일홈, 수평부

Description

밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조{A oil guide structure of crank-shaft for hermetic compressor}

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조의 구성을 보인 부분단면도.

도 3은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조의 바람직한 실시예의 구성을 보인 부분단면도.

도 4는 본 발명 실시예의 오일홈의 구성을 보인 오일홈 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50: 크랭크축 51: 몸체부

52: 하부오일유로 53: 오일홈

54: 균형추 56: 편심부

57: 상부오일유로 58: 펌핑기구

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크축의 하부에서 상부로 오일을 흡상시키는 크랭크축의 오일안내구조에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1)의 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있고, 상기 크랭크축(5)은 상기 프레임(2)에 회전가능하게 지지되어 있다.

한편, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 상기 크랭크축(5)의 내부에는 오일유로(5a)가 형성되어 있다. 상기 오일유로(5a)는 상기 크랭크축(5)의 중간정도 위치까지 형성되고, 상기 프레임(2)과 습동되는 위치부터는 상기 크랭크축(5)의 외면을 따라 나선형으로 오일홈(5a')과 연결된다. 상기 오일홈(5a')은 상기 프레임(2)과 습동되는 부분인 크랭크축(5)의 외면을 따라 나선형으로 형성되어 있고, 상기 크랭크축(5)의 상단에서 편심핀(5b)의 내부에 형성되는 오일유로(5a")와 연통된다. 그리고 상기 크랭크축(5)의 하단부에는 상기 오일(L)을 펌핑하여 상기 오일통로(5a)로 전달하는 펌핑기구(5d)가 설치되어 있다.

다음으로, 상기 프레임(2)에는 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 일체로 성형되어있다. 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다. 그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(9) 상에는 헤드커버(10)가 장착되어 있고, 상기 헤드커버(10)에는 흡입머플러(11)가 상기 압축실(6')로 냉매를 전달할 수 있도록 밸브어셈블리(9)와 연결설치되어 있다.

도면중 미설명 부호 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

일반적으로 상기 오일유로(5a)를 통해서는 상기 펌핑기구(5d)의 펌핑력에 의해 오일(L)이 흡상되고, 상기 오일홈(5a')을 통해서는 상기 크랭크축(5)의 회전에 의한 원심력 및 상기 오일유로(5a)를 통해 밀려오는 오일(L)의 힘에 의해 오일(L)이 이동하게 된다. 하지만 상기 오일홈(5a')의 피치(p)가 긴 경우 유로저항에 의해 특히 동기모터의 적용시에 저주파 영역에서 회전수가 저하되면서 상기 크랭크축(5)의 원심력이 감소하여 오일공급량이 급격하게 저하되는 문제점이 있다.

이와 같은 오일공급량의 감소가 발생하면 윤활이 필요한 부분으로 오일(L)이 제대로 공급되지 않아 습동부에서 윤활막이 제대로 형성되지 않게 되어 금속마찰에 의한 마모가 발생하게 된다. 또한 발열부에 오일공급이 필요한 만큼 공급되지 않아 냉각이 제대로 이루어지지 않아 압축기의 동작신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크랭크축의 하부에서 상부로의 오일흡상을 원활하게 하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 프레임에 지지된 상태로 구동모터부에 의해 회전되고 상부에 편심회전되는 편심부를 구비하는 크랭크축과, 상기 크랭크축의 내부에 형성되고 크랭크축의 회전에 의한 하부의 펌핑기구의 회전으로 펌핑되는 오일을 상부로 안내하는 하부오일유로와, 상기 하부오일유로와 연결되고 상기 프레임을 관통하는 부분인 크랭크축의 외주면을 따라 적어도 일구간에 수평부를 구비하는 나선형으로 형성되는 오일홈과, 상기 오일홈과 연통되고 상기 편심부의 내부를 관통해 형성되는 상부오일유로를 포함하여 구성된다.

상기 수평부는 상기 오일홈의 중간구간에 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 크랭크축의 회전에 의한 원심력으로 나선형 오일홈을 따라 안내되는 오일의 유로저항이 상기 수평부에서 저감되어 상대적으로 오일홈을 따른 오일의 유동이 원활하게 되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내 구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하며 다음과 같다.

도 3에는 본 발명에 의한 크랭크축의 구성이 부분단면도로 표시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 크랭크축에 형성된 오일홈의 구성을 보인 오일홈 구성도가 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 회전자의 회전과 함께 회전하는 크랭크축(50)은 봉형상으로 길게 연장형성된 몸체부(51)와 상기 몸체부(51)이 상단에 형성되는 균형추(54) 및 편심부(56)를 포함하여 구성된다.

상기 몸체부(51)의 상단은 프레임(20)에 지지되어 설치되는 부분으로 상기 프레임(20)을 관통하는 부분에서 서로 접촉되어 습동된다. 이와 같은 몸체부(51)의 하부에는 그 내부에 하부오일유로(52)가 형성되어 있다. 상기 하부오일유로(52)는 몸체부(51)의 하단부에서부터 시작해서 몸체부(51)의 중간부까지 연장되는데, 보다 상세하게는 상기 프레임(20)과 접촉되는 부분정도까지 연장된다. 그리고 상기 하부오일유로(52)의 입구에는 펌핑기구(58)가 설치되어 크랭크축(50)의 회전에 따라 밀폐용기의 저면에 있는 오일을 펌핑시켜 상기 하부오일유로(52)로 전달한다.

상기 몸체부(51)의 상단, 보다 정확하게는 상기 프레임(20)을 관통하여 프레임(20)과 접촉하는 부분에는 상기 몸체부(51)의 외주면을 따라 오일홈(53)이 형성된다. 상기 오일홈(53)은 상기 하부오일유로(52)와 연통되어 있어, 하부오일유로(52)로부터 오일을 공급받고, 크랭크축(50)의 회전에 의한 원심력으로 오일을 이동시키게 된다.

이와 같은 오일홈(53)은 상기 외주면을 따라 나선형으로 형성되는데, 도 4에 그 구성이 잘 도시되어 있다. 이에 따르면, 상기 오일홈(53)은 상기 몸체부(51)의 표면에 상기 하부오일유로(52)와 연통된 부분에서 시작하여 나선형으로 몸체부(51)를 둘러 아래에서 설명될 상부오일유로(57)와 연통된 부분에서 끝난다. 상기 오일홈(53)의 구간중 일부 구간은 수평부(53h)로 구성된다. 즉 상기 오일홈(53)은 나선형으로 형성되어 크랭크축(50)의 상부를 향해 소정의 경사를 가지도록 형성되는데, 상기 수평부(53h)에서는 상부를 향해 경사지지 않고 수평하게 형성된다.

다음으로 상기 몸체부(51)의 상단에는 균형추(54)가 형성되어 있고, 상기 균형추(54)의 상면 일측에는 커넥팅로드와 연결되는 편심부(56)가 형성되어 있다. 상기 균형추(54)는 상기 크랭크축(50)의 회전시 편심부(56)의 존재에 따른 회전불균형을 보상하는 역할을 한다.

상기 편심부(56)의 내부를 통해서는 상기 오일홈(53)과 연통되는 상부오일유로(57)가 형성되고 상기 편심부(56)의 상부를 통해 개구된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조의 작용을 상세하게 설명한다.

밀폐형 압축기가 구동되면 회전자의 회전에 의해 크랭크축(50)이 회전하게 된다. 상기 크랭크축(50)이 회전하게 되면 상기 편심부(56)가 상기 크랭크축(50)의 회전중심을 중심으로 소정의 원을 그리면서 회전하여, 이에 연결된 커넥팅로드를 통해 피스톤이 직선왕복운동하게 된다.

한편, 상기 크랭크축(50)이 상기 프레임(20)에 지지된 상태로 회전하게 되면, 그 하부의 펌핑기구(58)를 통해 오일이 상기 하부오일유로(52)로 유입되어 흡 상된다. 상기 하부오일유로(52)를 통해 전달된 오일은 상기 오일홈(53)으로 전달되어 상기 오일홈(53)을 따라 상부로 이동된다.

이때, 상기 오일홈(53)을 따라서는 상기 크랭크축(50)의 회전에 의한 원심력과 상기 하부오일유로(52)에서 밀어올려 주는 오일의 힘에 의해 유동된다. 이와 같이 오일홈(53)을 따라서 안내되는 과정에서 상기 나선형으로 형성된 구간을 따라 상승될 때에는 경사가 하나의 유로저항으로 작용하게 된다. 따라서 크랭크축(50)의 회전에 의한 원심력이 상기 유로저항을 극복하는데 사용되어 점차로 오일의 이동속도가 떨어지게 된다.

하지만 상기 수평부(53h)를 따라 오일이 이동되는 동안에는 경사에 의한 유로저항이 적어져 크랭크축(50)의 회전에 의한 원심력이 모두 상기 오일의 유동을 위한 힘으로 사용되므로 상대적으로 오일의 유동이 빨라지게 된다.

따라서 상기 수평부(53h)를 지나 다시 경사구간의 오일홈(53)으로 오일이 진입되더라도 상기 수평부(53h)에서 받은 힘에 의해 보다 원활하게 오일이 상부로 상승하게 된다.

이는 저주파영역에서 크랭크축(50)의 회전수가 어느 정도 떨어지더라도 상기 오일홈(53)을 따른 오일의 유동이 상대적으로 쉽게 이루어 질 수 있는 것을 의미하게 되어, 저속회전을 하는 경우에도 윤활과 냉각이 필요한 부분으로 오일이 보다 원활하게 공급될 수 있게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조에 따르면, 크랭크축의 회전에 따라 발생하는 원심력에 의해 오일이 이동되는 나선형의 오일홈 중간에 수평부를 형성하여, 오일홈을 따라 유동되는 오일의 유로저항을 감소시켜 보다 원활하게 오일이 안내될 수 있게 된다.

따라서 본 발명에서는 크랭크축의 회전수가 어느 정도 떨어지더라도 윤활과 냉각이 필요한 부분으로 충분한 양의 오일을 공급할 수 있게 되어 압축기의 동작신뢰성과 내구성을 높여주는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 프레임에 지지된 상태로 구동모터부에 의해 회전되고 상부에 편심회전되는 편심부를 구비하는 크랭크축과,

   상기 크랭크축의 내부에 형성되고 크랭크축의 회전에 의한 하부의 펌핑기구의 회전으로 펌핑되는 오일을 상부로 안내하는 하부오일유로와,

   상기 하부오일유로와 연결되고 상기 프레임을 관통하는 부분인 크랭크축의 외주면을 따라 적어도 일구간에 수평부를 구비하는 나선형으로 형성되는 오일홈과,

   상기 오일홈과 연통되고 상기 편심부의 내부를 관통해 형성되는 상부오일유로를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수평부는 상기 오일홈의 중간구간에 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 크랭크축 오일안내구조.

Images