KR880000225B1

KR880000225B1 - 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치

Info

Publication number: KR880000225B1
Application number: KR1019830005958A
Authority: KR
Inventors: 에이이찌 하자끼; 히로 아끼 구노; 나오시 우찌가와; 다까히로 다무라; 아끼라 무라야마; 다까오 미즈노
Original assignee: 가부시기 가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1988-03-15
Also published as: DE3345684C2; JPH0119076B2; JPS59115488A; DE3345684A1; KR840007150A; US4551082A; USRE33236E

Abstract

내용 없음.

Description

밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치

제1도는 본 발명의 축받이 장치의 일예를 나타낸 밀폐형스크로울 압축기의 종단면도.

제2도는 제1도에 나타낸 본 발명의 축받이 장치의 일예를 나타낸 것으로서, 크랭크샤프트 부분을 확대하여 표시한 종단면도.

제3도는 본 발명의 축받이 장치의 다른 예를 나타낸 것으로서, 크랭크 샤프트 부분을 확대하여 표시한 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 1A : 챔버

2 : 고정스크로울 3 : 선회스크로울

4, 5 : 경판 6, 7 : 랩

8 : 슬라이딩축받이 9 : 크랭크샤프트

9a : 크랭크샤프트부 9b : 크랭크부

10 : 프레임 11 : 구르는축받이

12 : 슬라이딩축받이 13 : 전동기

14 : 오울덤링 15 : 오울덤키이

16 : 흡입파이프 17 : 토출구

18 : 토출파이프 19, 19A : 편심급유로

20 : 유실 21 : 급유홈

21A : 급유공 22 : 밸런스웨이트

23 : 환상홈 24 : 드러스트축받이

25 : 중간실 26 : 부시

27 : 원환상홈 28 : 급유공

29 : 급유홈 30 : 급유공

31 : 배유실 32 : 배유공

33 : 세공 34 : 급유공

35 : 급유홈 36, 37 : 구르는축받이

38 : 드로틀

본 발명은 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이장치에 관한 것이다. 밀폐형 스크로울 압축기는 고정스크로울에 대하여 이것에 맞물리는 선회스크로울을 크랭크샤프트에 의해서 외관상으로는 자전하지 않도록 선회시키고, 양스크로울에 의해 형성되는 밀폐공간내의 유체에 펌프작용시키는 것이다.

이런 종류이 밀폐형 스크로울 압축기에 있어서, 크랭크샤프트는 선회스크로울에 걸어맞추는 크랭크부와 프레임에 지지되는 샤프트부로써 구성되어 있다. 이 크랭크샤프트의 지지구조는 대체적으로 구르는 축받이 형식의 것과 슬라이딩 축받이 형식의 것이 있다. 후자인 슬라이딩 축받이형식의 것으로서는, 일본국 특개소 57-76201호 공보에 개시되어 있다. 즉, 선회스크로울에 설치한 제1슬라이딩 축받이에, 그랭크 샤프트이 크랭크부를 걸어맞추고, 프레임에 설치한 2개이 제2슬라이딩 축받이 및 제3슬라이딩 축받이에 의해서 크랭크샤프트부를 지지하는 구조로 되어 있다. 이와같은 축받이 지지형식에 있어서는, 양스크로울에 의해 형성되는 밀폐공간내의 유체압력의 작용에 의해, 크랭크샤프트는 슬라이딩 축받이 사이에 존재하는 틈사이의 범위내에서 기울어지며, 제각기의 축받이를 강하에 억누르게 된다. 이로 인하여 크랭크샤프트는 각 슬라이딩 축받이의 단부(端部)에서 그 일편만이 맞닿게 되어 축받이 손실이 증가함과 동시에 이 부분에서의 유막(油膜)의 반력(反力)이 충분하게 얻어지지 않으므로서, 각 축받이의 마모 및 녹아붙음(seizure)을 일으키는 일이 있었다. 또, 이와같은 일편만이 맞닿는 현상에 의해 슬라이딩 축받이와 크랭크샤프트와의 사이의 축받이 틈사이는 쐐기형상

의 단면형상으로 되어 있다. 이로인하여 특히 밀폐형의 스크로울 압축기에 있어서는 윤활유 속에 섞여있는 냉매가스가 상술한 쐐기형상의 축받이 틈안에 체류하므로서, 이 축받이 틈부분의 윤활유의 점성을 저하시켜 상술한바와 같이 각 축받이의 마모 및 녹아붙음을 일으키는 수가 있었다.

본 발명은 크랭크샤프트의 축받이에의 일편만이 맞닿는 것에 의해서 생기는 축받이 손실의 증가 및 축받이의 마모, 녹아 붙음을 방지할 수 있는 밀폐형스크로울 압축기의 축받이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 밀폐한 챔버내에 고정스크로울과 선회스크로울로써 이루어진 압축요소를 그 상부에, 또 하부에는 전동기부를 배치하고, 크랭크샤프트의 크랭크부를 선회스크로울에 연결하며, 샤프트부를 프레임에 받치게하여 프레임과 선회스크로울과의 사이에 토출압력과 흡입압력과의 중간의 압력을 갖는 중간압실을 구비한 밀폐형 스크로울 압축기에 있어서, 전기한 샤프트부를 프레임에 있어서 크랭크부에 가까운 위치에 설치한 구르는 축받이와 크랭크부에서 멀어지는 위치에 설치한 슬라이딩 축받이로써 지지한 것이다.

본 발명의 다른 복적과 이점 및 특징은 다음에 설명하는 실시예에 의해 더욱 명백하게 이해될수 있을 것이다.

이어서 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 제1도는 본 발명의 축받이 장치의 일예를 나타낸 밀폐형 스크로울 압축기를 표시한 것으로서, 제1도에 있어서, 1은 내부에 챔버(1A)를 형성하는 하우징이고, 2는 고정스크로울이며, 3은 선회스크로울이다. 고정스크로울(2)과 선회스크로울(3)과는 서로가 원판성의 경판(4), (5)과 이것에 직립하여 형성한 소용돌이 형상의 랩(6), (7)등을 구비하고, 이들의 랩(6), (7)을 내측으로 향하게 하여 맞물려져 있다. 선회스크로울(3)에는 그 하면축에 슬라이딩축받이(8)가 장착되어있다. 이 슬라이딩 축받이(8)에는 크랭크샤프트(9)의 샤프트부(9a)의 중심에 대하여 편심되어 있는 크랭크부(9b)가 걸어 맞추어져 있다. 크랭크샤프트(9)의 샤프트부(9a)는 그 상부를 프레임(10)에 장착한 구르는 축받이(11)및 그 하부를 슬라이딩축받이(12)에 의해서 지지되고 있다. 크랭크샤프트(9)는 전동기(13)에 의해서 회전된다. 이 크랭크샤프트(9)의 회전에 의해 선회스크로울(3)은 오울덤링(oldham's ring)(14)과 오울덤키이(15)에 의해서 선회운동을 하지만 외관상으로는 자전은 저지된다. 이 운동에 의해 흡입파이프(16)에서 흡입한 냉매가스는 선회스크로울(3)과 고정스크로울(2)과의 내부에서 압축되고, 토출구(17)에서 챔버(1)내에 방출되며 토출파이프(18)에서 토출된다. 양스크로울(2), (3)에 의해 가두어진 유체의 압축작용에 의해 선회스크로울(3), 슬라이딩 축받이(8)및 그랭크샤프트(9)의 크랭크부(9b)를 통해서 샤프트부(9a)에 작용하는 하중은 구르는 축받이(11)및 슬라이등 축받이(12)에 의해서 받아 저지된다. 크랭크샤프트(9)내에는 그 상부로 감에 따라 샤프트부(9a)의 중심에 대하여 편심량이 크게되는 편심급유로(19)와 샤프트부(9a)의 중심에 대하여 편심한 급유로(19A)가 설치되어 있다. 이 편심급유로(19), (19A)는 크랭크샤프트(9)의 회전에 의해 챔버(1) 저부의 기름을 원심펌프작용에 의해 빨아올려 각 축받이(8), (11), (12)에 공급한다.

각, 축받이(8), (11), (12)의 상세한 구조 및 이들에 대한 급유 구조를 제2도를 참조여 설명하겠다. 도면에 있어서 선회스크로울(3)의 슬라이딩 축받이(8)에 대한 급유는 다음과 같이 행하여 진다. 즉, 편심급유로(19)의 원심폄프작용에 의해서 챔버(1) 저부의 기름을 빨아올려서 크랭크샤프트(9)의 크랭크부(9b) 상단과 슬라이딩 축받이(8)와 선회스크로울(3)등에 의해서 구획형성된 유실(油室)(20)로 유도한다. 유실(20)로 유도된 기름은 편심급유로(19)에 연통하는 급유공(21A)을 통해서 크랭크샤프느(9)의 크랭크부(9b)의 외주면에 측방향으로 설치한 급유홈(21)을 통과하며 또 유실(20)로 유도된 기름은 슬라이딩 축받이(8)와 크랭크부(9b)의 틈 사이를 통과하여 선회스크로울(3)의 슬라이딩 축받이(8)와 크랭크부(9b)등을 윤활한다. 슬라이딩 축받이(8)을 윤활한 기름은 크랭크샤프트(9)의 크랭크부(9b)와 밸런스 웨이트(22)와의 접속부에 설치한 완상홈(23)을 통과하여 슬라이딩 축받이(8)의 하부에 일체로 성형한 드러스트축받이(24)를 윤활한 다음, 프레임(10)과 선회스크로울(3)로써 구획 형성되는 중간실(25)로 배출된다.

크랭크샤프트(9)의 샤프트부(9a)를 지지하는 구르는 축받이(11)에의 급유는 구르는 축받이(11)의 하단과 슬라이딩 축받이(12)의 상단과의 중간위치에 설치한 급유부에서 행한다. 즉, 프레임(10)에 장착하 부시(bush)(26)의 하부에 원환상홈

(27)을 설치하고, 편심급유로 (19)에 의해서 빨아올린 기름을 편심급유로(19)에 통하는 급유공(28)을 통해서 원환상홈(27)으로 유도하여 부시(26)와 샤프트부(9a)와의 틈사이를 통해서 행한다. 또 샤프트부(9a)의 외주면에 있어서, 상단을 부시(26)의 상단에서 위쪽까지 뻗는 축방향의 급유홈(29)을 설치하고, 편심급유로 (19)에 의해서 빨아올린 기름을 편심급유로(19)에 통하는 급유공(30)을 통해서 축방향의 급유홈(29)으로 유도하여 행한다. 원환상홈(27)에 공급된 기름은 챔버 아래쪽의 냉매가 구르는 축받이(11)측으로 침입하는 것을 방지하는 시일 기능을 다하고 있다. 이 구르는 축받이(11)를 윤활한 기름은 중간실(25)에 배출된다. 부시(26)에 공급된 기름의 일부는 부시(26)의 하단에서 샤프트부(9a), 프레임(10), 슬라이딩 축받이(11)및 슬라이딩 축받이(12)에 의해서 구획형성되는 배유실(排油室)(31)에 배출된 다음 프레임(10)에 설치한 배유공(32)을 통해서 챔버(1)에 배출된다.

상술한 중간실(25)에 배출된 기름은 선회스크로울(3)에 설치된 세공(細孔)(33)을 통해서 양스크로울(2), (3)의 맞물리는 부에 배출된다. 이로 인하여 중간실(25)은 토출압력과 흡입압력과의 중간의 압력으로 된다. 따라서, 구르는 축받이(11)와 선회스크로울(3)의 슬라이딩축받이(8)에의 급유는 토출압력과 중간압력등에 의한 차압과 편심급유로(19)의 원심펌프작용에 의해서 행하여 진다.

크랭크샤프트(9)의 샤프트부(9a)를 지지하는 하측의 슬라이딩 축받이(12)에의 급유는, 편심급유로(19A)에 의해서 빨아올려진 기름을 편심급유로(19A)에 통하는 급유공(34)및 이것에 통하고, 또한 샤프트부(9a)의 의주면에 있어서 축방향으로 설치한 급유홈(35)에 공급하므로서 행하여 진다. 이 슬라이딩축받이(12)를 윤활한 기름은 이 슬라이딩축받이(12)의 상단에서 배유실(31), 배유공(32)을 통해서 챔버(1A)에 배출됨과 동시에 슬라이딩 축받이(12)의 하단에서 챔버(1A)에 배출된다.

상술한 축방향의 급유홈(21), (29), (35)및 급유공(30), (34)은 크랭크샤프트(9)의 반경방향으로 작용하는 유체압력의 하중방향에 대하여 어긋난 위치에 설치되어 있다.

이어서 상술한 본 발명의 장치의 일실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다. 크랭크샤프트(9)를 전동기(13)에 의해 회전시키면, 선회스크로울(3)은 고정스크로울(2)에 대하여 선회운동을 행하고, 흡입파이프(16)로서 흡입한 냉매가스를 내부에서 압축하여 토출파이프(18)에서 토출한다. 이와같은 압축과정중에 있어서, 양스크로울(2), (3)에 의해 형성되는 밀폐공간내의 유체의 총합압력 P가 제2도에 나타낸 것처럼 선회스크로울(3), 슬라이딩 축받이(8)를 통해서 크랭크샤프트(9)의 크랭크부(9b)에 작용하다. 이로인하여, 크랭크샤프트는 구르는 축받이(11)와 슬라이딩 축받이(12)내에서 기울어진다. 이 결과, 구르는 축받이(11)에는 하중 F₃이 작용하고, 또 슬라이딩 축받이(12)에는 하중 F₄이 작용한다. 하중의 작용점을 각 축받이의 중간점으로 하고, 하중 P와 하중 F₃의 작용점간의 거리를 1₃, 하중 F₃과 하중 F₄과의 작용점간의 거리를 l₄로 하면, 하중 F₃, F₄는 다음식으로 표시된다.

지금, 종래에 있어서의 선회스크로울의 슬라이딩 축받이에 작용하는 총합압력 P의 작용점과 크랭크축의 샤프트부의 상축받이에의 하중작용점과의 거리(본원 발명에 있어서의 거리 l₃에 상당하는 거리)를 l₁으로 하고, 전기한 크랭크축의 샤프트부에 있어서의 상축받이에서의 하중작용점과 하축받이에의 하중작용점과의 거리(본원 발명에 있어서의 거리 l₄에 상당하는 거리)를 l₂로 한다. 그리고, 구르는 축받이(11)의 축받이폭은 종래의 샤프트부의 상측의 슬라이딩 축받이의 그것보다 작으므로, 본원발명과 종래와의 하중작용점간의 거리 l₁, l₂, l₃, l₄의 관계는 l₃〈l₁, l₄〉₂로 되며,

으로 되므로, 본 발명을 구성하는 구르는 축받이(11)에 작용하는 하중 F₃과 슬라이딩 축받이(12)에 작용하는 하중 F₄은 작아진다. 이 결과, 축받이 손실을 작게할 수 있다. 또, 구르는 축받이(11)의 축받이 틈사이는 종래의 샤프트부에 있어서의 상측의 슬라이딩 축받이와 그 샤프트부와의 틈사이보다 작게할 수 있으므로 크랭크샤프트의 기울어짐을 작게할 수 있다. 이 결과 슬라이딩 축받이(8), (12)의 한쪽맞닿음에 의한 축받이 손실을 작게할 수 있다. 더구나 구르는 축받이(11)에의 급유부가 스크로울에서 발생하는 유체압력에 의해서 경사구동하는 샤프트부(9a)의 경사구동 중심부에 배치되어 있으므로, 부시(26)와 샤프트부(9a)와의 사이에서는 마모가 발생하지 않는다. 또, 크랭크 샤프트(9)의 기울림이 작고, 슬라이딩 축받이(8)의 한쪽맞닿음이 작아지므로 한쪽맞닿음에 의한 슬라이딩 축받이(8)의 마모를 작게할 수 있다. 이로인하여 구르는 축받이(11), 슬라이딩 축받이(8)에서 배출되는 유량이 일정하게 유지되며, 시간의 경과와 함께 배유량이 증대하고, 밸런스 웨이트(22)의 교반손실(攪拌損失)이 증대하며, 중간압의 증대헹 의한 고정스크로울(2)에 대한 선회스크로울(3)의 억누르는 힘이 증대하여 경판(4), (5)의 접동(摺動) 손실이 증대하는 일은 없다. 챔버(1A) 저부의 기름에는 토출가스 압력에 의해 냉매가 녹아 들어 있으며, 또 기름의 온도는 토출가스의 온도와 거의 동등하다. 부시(26)에 공급된 기름은 위쪽으로 감에 따라 압력이 저하하여 중간압으로 되지만 이때 기름속의 냉매가 가스로 되어 석출(析出)되고, 윤활유의 기름온도가 저하됨과 함께 기름속에 녹아든 냉매의 농도가 저하하기 때문에 구르는 축받이(11)에 급유되는 기름의 점도는 높아진다. 이로 인하여 구르는 축받이(11)의 유막이 두께가 커지며 3개의 축받이(8), (11),(12)중에서 제일 큰 하중이 작용하는 구르는 축받이(8)의 마모를 작게할 수 있다. 슬라이딩 축받이(12)에 작용하는 하중은 3개의 축받이(8), (11), (12)중에서 제일 작고 마모 역시 작으므로 크랭크샤프트(9)의 기울어짐이 시간의 경과와 함께 크게되는 것을 방지할 수 있다.

제3도는 본 발명의 장치의 다른예를 나타낸 것으로서, 이 도면에 있어서 제1도 및 제2도와 같은 부호의 것은 동일한 부분이다. 이 실시예는 압축기의 용량이 크게 되고 선회스크로울(3)의 슬라이딩 축받이(8)에 작용하는 하중 P이 크며, 슬라이딩 축받이(8)의 마모에 의해 유량이 증대될 위험이 있을 경우에 유효하다. 이 실시예는 크랭크부(9b)와, 선회스크로울(3)과의 반경방향부에 구르는 축받이(36)를 장착하고, 선회스크로울(3)과 크랭크부(9b)의 상부와의 사이에 드러스트형의 구르는 축받이(37)를 배치한 것이다. 이들의 축받이(36), (37)에의 급유는 편심급유로(19)및 이들이 상단부에 설치한 드로틀(38)을 거쳐서 행하여 진다. 따라서, 크랭크부(9b) 상부의 유실(油室)(20)은 중간압으로 된다. 이로인하여 크랭크 샤프트(9)는 위쪽에 토출압과 중간압과의 차에 의한 드러스트 하중이 작용하고, 드러스트형의 구르는 축받이(37)에 의해서 이 하중을 받을수 있다. 드로틀(38)은 나사에 세공을 뚫은 것으로서 구성할 수 있다. 이와같이 구성하므로서 구르는 축받이(37)에서 배출되는 유량은 드로틀(38)로써 규제되어 지며, 항상 일정한 배유량이 확보되므로 시간의 경과와 함께 유량이 증대하고 교반 손실과 경판부의 접동 손실이 증대할 위험은 없다.

그리고, 제1도 내지 제3도에 나타낸 실시예에 있어서, 프레임(10)의 하측의 축받이에 슬라이딩 축받이(12)를 사용하고 있는 이유는, 이것을 구르는 축받이로 하면 프레임(10) 하부의 지름이 커지며, 전동기(13)의 로우터의 카운터보어(counter bore) 혹은로우터 상부의 코일끝단의 내경을 크게하지 않을수 없고, 전동기(13)의 효울이 저하하며 압축기의 성능을 저하시키기 때문이다.

제2도 및 제3도에 나타낸 실시예에 있어서는, 원환상홈(27)을 부시(26)에 설치했지만 샤프트부(9a)에 설치하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 축받이 하중과 축받이의 한쪽맞닿음을 감소시킬수 있고, 또 이렇게하므로서 선회스크로울부의 축받이의 마모를 작게할수 있으며, 더구나 구르는 축받이의 급유부를 마모 발생이 적은 위치에 설치할수 있으므로 항상 축받이 및 스크로울의 경판부등의 손실을 적게하는 효과가 있음과 함께 축받이의 마모, 녹아붙음을 방지할 수 있는 것이다.

Claims

밀폐한 챔버내에 고정스크로울과 선회스크로울로써 이루어진 압축요소를 그 상부에, 하부에는 전동기부를 배치하고, 크랭크샤프트이 크랭크부를 선회스크로울에 연결하며, 샤프트부를 프레임에 지지하고, 프레임과 선회스크로울과의 사이에 토출압력과 흡입압력과의 중간의 압력을 갖는 중각압력실을 구비한 밀폐형 스크로울 압축기에 있어서, 전기한 샤프트부를 프레임에서 크랭크부에 가까운 위치에 설치한 구르는 축받이와 크랭크부에서 멀어지는 위치에 설치한 슬라이딩축받이로써 지지한 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치.
제1항에 있어서, 프레임에 설치한 구르는 축받이와 슬라이딩 축받이와의사이에 크랭크샤프트내의 편심급유로에 의해서 빨아올려진 윤활유를 이들의 축받이에 공급하는 급유부를 설치한 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치.
제2항에 있어서, 크랭크 샤프트의 크랭크부에 걸어맞추는 선회스크로울부에는 슬라이딩 축받이가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치.
제3항에 있어서, 전기한 선회스크로울부의 슬라이딩축받이에의 급유는 편심급유로에 의해서 빨아올려진 윤활유를 크랭크부의 외주에 설치한 축방향의 홈을 통하여 공급하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치.
제2항에 있어서, 크랭크샤프트의 크랭크부에 걸어맞추는 선회스크로울부에는 래디얼형의 구르는 축받이가 배치되어 있는것을 특징으로 하는 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치.
제5항에 있어서, 크랭크샤프트의 크랭크부에 걸어맞추는 선회스크로울부에는 드러스트형의 구르는 축받이가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치.
제5, 제6항에 있어서, 전기한 선회스크로울부의 축받이에는 크랭크 샤프트 내의 편심급유로에 의해서 빨아올려진 윤활유가 크랭크샤프트의 상부의 유실을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크로울 압축기의 축받이 장치.