KR200224989Y1 - 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조에 관한 것이다. 본 고안은 크랭크축(30)의 상단부에 형성된 편심핀(40)의 외면에 상기 편심핀(40)의 상부를 향해 경사지게 형성되는 상향오일홈(45)과 상기 편심핀(40)의 외면에 상기 편심핀(40)의 하부를 향해 경사지게 형성되는 하향오일홈(47)을 형성하였다. 상기 상향오일홈(45)과 하향오일홈(47)은 상기 편심핀(40)에 형성된 오일유로(42)와 상기 연통유로(43)를 통해 연통된다. 여기서 상기 상향오일홈(45)과 하향오일홈(47)은 각각 나선형상으로 크랭크축(30)의 회전방향과 반대방향으로 형성된다. 이와 같은 본 고안에 의하면 피스톤(60) 전체로의 오일공급이 상대적으로 균일하게 이루어지게 되는 이점이 있다.

Description

밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조{An oil supplying structure for hermetic compressor}

본 고안은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크축의 회전에 의해 발생되는 원심력을 용하여 편심핀을 통해 피스톤의 상하부로 오일을 공급하는 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 커넥팅로드 방식의 전동압축기의 내부 구성이 도시되어 있다.

이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 지지되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐 용기(1) 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(4)과 함께 회전된다.

상기 크랭크축(4)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(4)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있다. 상기 크랭크축(4)의 하단에는 하부용기(1b)의 저면에 있는 윤활유(L)를 크랭크축(4)에 형성되어 있는 오일유로(5a)로 상승시키기 위한 프로펠러(5d)가 설치되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 피스톤(7)이 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결되어 있다.

여기서 상기 편심핀(5b)은 상기 커넥팅로드(8)와 연결되어 크랭크축(5)의 회전운동을 피스톤(7)의 직선운동으로 바꾸어주는 주게 된다. 그리고 상기 편심핀(5b)과 상기 커넥팅로드(8) 사이에는 슬리이브(도시되지 않음)가 상기 커넥팅로드(8)에 압입된다. 따라서 상기 크랭크축(5)이 회전하게 되면 상기 슬리이브의 내면과 편심핀(5b)의 외면은 서로 접촉한 상태로 상대적으로 운동하게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 편심핀(5b)에는 내부에 형성되어 있는 상기 오일유로(5a)와 상기 편심핀(5b)의 외면에 형성된 상향오일홈(5h)을 연통시키도록 상기 편심핀(5b)을 관통하여서는 오일통공(5b')이 천공되어 있다. 그리고 상 기 상향오일홈(5h)은 상기 편심핀(5b)의 외면을 따라 상방향으로 비스듬하게 형성되어 있다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 도면 부호 10은 헤드커버이고, 11은 흡입머플러이며, 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기는 전원이 인가되면 상기 회전자(4)와 고정자(3)의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(4)가 회전하면서, 상기 회전자(4)와 일체로 상기 크랭크축(5)이 회전하게 된다. 상기 크랭크축(5)이 회전하면 상기 크랭크축(3)에 편심되게 형성되어 있는 편심핀(5b)이 원을 그리면서 회전하게 되고, 상기 편심핀(5b)과 연결되어 있는 커넥팅로드(8)가 상기 편심핀(5b)과 연동되어 상기 피스톤(7)을 직선왕복운동하게 한다. 이와 같이 되면, 상기와 같이 피스톤(7)이 압축실(6') 내에서 직선왕복 운동하면서 냉매를 압축시켜 주게 된다.

그리고, 상기 크랭크축(5)의 회전에 의한 원심력에 의해 오일(L)이 오일유로(5a)를 통해 상승되어 각각의 마찰부와 발열부로 전달된다. 이와 같은 오일(L)중 상기 편심핀(5b) 내부의 오일유로(5a)를 통해 상부로 비산된 오일(L)은 낙하되면서 마찰부와 발열부로 전달되어 윤활과 냉각작용을 하게 된다. 특히 상기 편심핀(5b)을 상부로 비산된 오일(L)은 상기 피스톤(7)의 상부로 전달되어 윤활과 방열작용을 한다.

또한 상기 편심핀(5b)의 내부로 전달된 오일(L)중 일부는 상기 오일통공(5b')을 통해 상기 상향오일홈(5h)으로 전달되어 상기 편심핀(5b)과 슬리이브의 사이에서 윤활작용을 하고, 또한 상기 편심핀(5b)의 상단부에서 상부로 비산되어 상기 피스톤(7)의 상부로 전달된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 상기 피스톤(7)은 매우 빠른 속도로 직선왕복운동하고 상기 압축실(6')의 내부에서는 작동유체의 압축이 이루어지므로 많은 열이 발생하게 된다. 하지만 상기 편심핀(5b)을 통해 전달되는 오일(L)은 주로 상기 피스톤(7)의 후단 상부로만 전달되므로, 상대적으로 상기 피스톤(7)의 하부에서의 방열 및 윤활이 제대로 이루어지지 않게 된다.

이와 같이 방열 및 윤활이 제대로 이루어지지 않게 되면 피스톤의 내구성과 동작신뢰성이 떨어지고 윤활작용이 제대로 되지 않으면 습동부에서 마모가 발생하고 이상소음이 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크랭크축 편심핀을 통해 공급되는 오일을 피스톤 전체로 상대적으로 균일하게 전달될 수 있도록 하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 압축기의 윤활작용과 방열작용이 상대적으로 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조를 보인 측면도.

도 3은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 고안 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기 2: 프레임

3: 고정자 4: 회전자

5: 크랭크축 5a: 오일유로

5b: 편심핀 5c: 균형추

5d: 프로펠러 5e: 연결유로

5h: 오일홈 6: 실린더

6': 압축실 7: 피스톤

8: 커넥팅로드 9: 밸브어셈블리

10: 실린더헤드 11: 흡입머플러

12: 흡입파이프 13: 토출파이프

30: 크랭크축 31: 회전축부

32: 오일유로 33: 오일통공

34: 오일홈 40: 편심핀

42: 오일유로 43: 연통유로

45: 상향오일홈 47: 하향오일홈

50: 균형추 60: 피스톤

62: 커넥팅로드

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안 은 크랭크축의 내부를 통해 오일이 상부로 흡상되어 크랭크축의 상단부에 편심되게 형성된 편심핀의 내부로까지 연통되는 오일유로와, 상기 오일유로와 연통되어 상기 오일을 편심핀의 외면으로 전달하는 연통유로와, 상기 연통유로를 통해 오일을 공급받고 상기 편심핀의 외면을 따라 상방으로 경사지게 형성되는 상향오일유로와, 상기 연통유로를 통해 오일을 공급받고 상기 편심핀의 외면을 따라 하방으로 경사지게 형성되는 하향오일유로를 포함하여 구성된다.

상기 상향오일유로와 하향오일유로는 상기 크랭크축의 회전방향과 반대방향으로 나선형으로 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면 크랭크축의 편심핀으로 전달된 오일이 편심핀의 외면에 형성된 상향오일홈과 하향오일홈을 따라 안내되어 피스톤의 상부와 하부로 골고루 전달되어 피스톤의 윤활과 방열이 전체적으로 원활하게 이루어지게 되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도이고, 도 4는 본 고안 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작상태도이다.

이에 도시된 바에 따르면, 회전자와 일체로 회전되는 크랭크축(30)의 회전축부(31) 내부에는 밀폐용기의 하부에 있는 오일을 흡상시키는 오일유로(32)가 형성되어 있다. 상기 오일유로(32)는 상기 회전축부(31)에 일체로 체결되는 회전자의 상단에 해당되는 부분까지 형성되고, 상기 크랭크축(30)이 프레임과 습동되는 부분에서부터 회전축부(31)의 외면으로 오일을 전달하기 위한 오일통공(33)이 형성된다. 여기서 상기 오일유로(32)는 상기 오일통공(33)과 별개로 계속해서 상기 회전축부(31)의 내부를 따라 형성되도록 할 수도 있다.

상기 오일통공(33)은 상기 오일유로(32)와 상기 회전축부(31)의 외면을 연통시키도록 형성된 것으로, 이에 연결되어서는 상기 회전축부(31)의 외주면을 따라 경사지게 오일홈(34)이 형성된다. 상기 오일홈(34)은 상기 회전축부(31)의 상부까지 형성되고, 상기 회전축부(31)의 상단부에서 다시 내부를 관통하여 형성된 오일유로(도시되지 않음)와 연통된다.

한편, 상기 회전축부(31)의 상단에는 편심핀(40)이 상기 회전축부(31)의 회전중심과 편심되게 형성되어 있다. 이와 같은 편심핀(40)의 내부에는 상기 오일홈(34)을 통해 상기 회전축부(31)의 내부를 관통하여 형성된 오일유로와 연통되게 오일유로(42)가 형성된다. 상기 오일유로(42)를 통해서는 크랭크축(30)의 하부에서 흡상된 오일이 상부로 비산되어 낙하되면서 피스톤 등의 발열 및 습동부위로 전달된다.

한편, 상기 편심핀(40) 내부를 관통하는 오일유로(42)와 연통되는 연통유로(43)가 상기 편심핀(40)을 횡으로 관통하여 편심핀(40)의 외면까지 형성된다.

그리고 상기 연통유로(43)와 연통되게 상기 편심핀(40)을 따라서는 상부로 경사지게 상향오일홈(45)이 형성된다. 상기 상향오일홈(45)은 상기 크랭크축(30)의 회전방향과 반대방향으로 형성되고, 바람직하게는 나선형으로 형성된다. 이와 같은 상향오일홈(45)을 통해서 전달되는 오일은 상기 편심핀(40)의 외면에 전달되어 편심핀(40)의 외면과 마찰되는, 예를 들어 슬리이브의 내면과의 사이에서 윤활작용을 한다. 또한 상기 상향오일홈(45)을 통해서도 상부로 오일이 비산되는데, 상기 오일유로(42)를 통해 비산된 오일과 마찬가지로 피스톤(60)의 상부 및 다른 방열 및 습동부위로 전달된다.

다음으로 상기 연통유로(43)와 연통되게 상기 편심핀(40)을 따라서는 하부로 경사지게 하향오일홈(47)이 형성된다. 상기 하향오일홈(47)은 상기 크랭크축(30)의 회전방향과 반대방향으로 형성되고, 이 역시 바람직하게는 나선형으로 형성된다. 이와 같은 하향오일홈(47)을 통해서 전달되는 오일은 상기 편심핀(40)과 예를 들어 슬리이브 사이를 윤활하고 상기 편심핀(40)의 하부로 비산되어 상기 피스톤(60)의 하부 및 다른 방열 및 습동부위로 전달된다.

도면중 미설명 부호 62는 커넥팅로드이다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조의 작용을 상세하게 설명한다.

본 고안에 의해 압축기에서 오일이 공급되는 것을 설명하면, 압축기가 구동되면 상기 크랭크축(30)의 구동력이 커넥팅로드(62)를 통해 피스톤(60)으로 전달되면서 크랭크축(30)의 회전운동이 피스톤(60)의 직선왕복운동으로 변환되어 냉매의 압축이 이루어진다.

이때, 상기 크랭크축(30)의 회전에 의해 밀폐용기 하부에 있던 오일이 상기 오일유로(32)를 통해 흡상된다. 상기 오일유로(32)를 통해 흡상된 오일은 상기 오일유로(32)의 상단에서 상기 오일통공(33)을 통해 상기 회전축부(31)의 외면으로 전달되고, 상기 회전축부(31)의 외면에서 상기 오일홈(34)을 따라 상승하면서 상기 회전축부(31)와 프레임의 사이에서 윤활작용을 한다.

상기 오일홈(34)을 통해 흡상된 오일은 상기 회전축부(31)의 상단에서 다시 상기 크랭크축(30)의 내부로 들어가서 상기 편심핀(40) 내부의 오일유로(42)로 전달된다. 상기 오일유로(42)를 통해 전달된 오일은 상기 편심핀(42)의 상단부를 통해 상부로 비산되어 낙하되면서 피스톤(60)의 상부를 포함하는 발열부와 습동부로 전달되어 방열과 윤활작용을 한다.

한편, 상기 편심핀(40)의 내부에 형성된 오일유로(42)와 연통되는 연통유로(43)를 통해서는 오일이 상기 편심핀(40)의 외면으로 전달된다. 상기 편심핀(40)의 외면으로 전달된 오일은 상기 상향오일홈(45)과 하향오일홈(47)으로 전달된다.

먼저 상기 상향오일홈(45)으로 전달된 오일은 상기 상향오일홈(45)을 따라 편심핀(40)의 외면과 예를 들어 슬리이브 사이를 윤활하게 된다. 그리고 상기 상향오일홈(45)의 최상부로 전달된 오일은 편심핀(40)의 상부로 비산된 후 낙하되면서 상기 피스톤(60)을 포함하는 발열부와 습동부로 전달되어 방열과 윤활작용을 하게 된다.

그리고 상기 하향오일홈(47)으로 전달된 오일은 상기 하향오일홈(45)을 따라 편심핀(40)의 외면과 예를 들어 슬리이브 사이를 윤활하게 된다. 그리고 상기 하향 오일홈(47)의 최하부로 전달된 오일은 편심핀(40)의 하부를 통해, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(60)의 하부로 전달된다. 이와 같이 피스톤(60)의 하부로 전달된 오일은 상기 피스톤(60)의 하부를 방열하고 윤활작용을 하게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조는 상승되는 오일의 일부를 편심핀의 하부로 유도하여 피스톤의 하부로 전달되도록 하였다. 따라서 본 고안에 의하면 피스톤 하부로의 급유가 보다 원할하게 이루어져 피스톤 전체로 오일이 상대적으로 균일하게 전달된다.

이와 같이 되면 상기 피스톤 전체의 윤활 및 방열이 원활하게 이루어지게 되어 피스톤 동작의 신뢰성이 높아지고, 피스톤의 동작을 위한 입력이 줄어들게 되어 압축기의 성능이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 크랭크축의 내부를 통해 오일이 상부로 흡상되어 크랭크축의 상단부에 편심되게 형성된 편심핀의 내부로까지 연통되는 오일유로와

   상기 오일유로와 연통되어 상기 오일을 편심핀의 외면으로 전달하는 연통유로와,

   상기 연통유로를 통해 오일을 공급받고 상기 편심핀의 외면을 따라 상방으로 경사지게 형성되는 상향오일유로와,

   상기 연통유로를 통해 오일을 공급받고 상기 편심핀의 외면을 따라 하방으로 경사지게 형성되는 하향오일유로를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상향오일유로와 하향오일유로는 상기 크랭크축의 회전방향과 반대방향으로 나선형으로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 크랭크축 편심핀 급유구조.