KR0126124Y1 - 왕복동형 압축기의 연결로드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 왕복동형 압축기의 연결로드에 관한 것으로, 그 목적은 편심 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환시키는 연결로드를 개선하여 편심축과 고정축 외주면과의 접촉면적을 줄임으로써, 접촉으로 인한 마찰저항을 감소하여 압축기의 압축효율을 향상시키고 소비입력을 감소시키는 것이다.

본 고안에 따른 왕복동형 압축기의 연결로드(40')는 각각의 제1결합부(41')와 제2결합부(42')의 내주면에 수직으로 돌기(43)를 형성하였다. 따라서, 편심축(24) 외주면과 결합되는 제1결합부(41')는 실제로 접촉하는 부분이 돌기(43a)의 끝단부이므로 선접촉되어 마찰면적의 감소로 회전저항이 감소되고, 또한 고정축(32b)과 결합되어 피스톤(32)과 결합되는 연결로드(40')의 제2결합부(42') 역시 고정축(32b)의 외주면과 선접촉됨으로써, 마찰저항이 감소된다. 즉 접촉면적을 줄여 기계적 에너지의 마찰손실을 줄임으로써, 압축기의 소비입력을 줄이고 그 효율을 향상시키는 이점이 있다.

Description

왕복동형 압축기의 연결로드

제1도는 일반적인 왕복동형 압축기의 전체적인 구성을 보인 단면도.

제2도는 종래의 연결로드를 보인 개략도.

제3도는 회전축의 편심축과 본 고안에 따른 연결 로드를 개략적으로 보인 사시도.

제4도는 본 고안에 따른 연결로드의 다른 실시예를 보인 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 밀폐용기 24 : 편심축

32 : 피스톤 32b : 고정축

40' : 연결로드 41' : 제1결합부

42' : 제2결합부 43 : 돌기

본 고안은 왕복동형 압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전축에 마련된 편심축과 실린더의 피스톤에 그 양단부가 각각 결합되어 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환하는 왕복동형압축기의 연결로드에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동형 압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축, 응축, 팽창, 증발과정이 연속적을 수행되는 공기조화기 등의 냉동 사이클에서 냉매를 고온고압으로 압축하여 용기 외부로 내보내는 작용을 한다.

이러한 기능을 하는 일반적인 왕복동형 압축기는 제1도에 도시한 바와 같이, 몸체를 이루는 밀폐용기(10) 내부에 동력을 발생시키는 구동부(20)와 이 구동부(20)로부터 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축하는 압축부(30)로 구성되고, 그 저부에는 윤활작용과 냉각작용을 하는 오일이 마련되어 있다. 구동부(20)는 밀폐용기(10)의 상부에 설치가 되고, 고정자(21)와 상호작용하여 회전하는 회전자(22), 그리고 회전자(22)에 압입 결합되어 회전하고 그 하단에 편심축(24)이 일체로 마련된 회전축(23)을 구비한다. 그리고 회전자(22)와 회전축(23)이 회전할 수 있게 지지해주는 지지베어링(25)이 회전자(22)의 하부에 설치되어 있고, 편심축(24)의 단부에는 오일픽업장치(26)가 일체로 설치되어 회전축(23)이 회전함에 따라 그 회전력으로 오일을 픽업하여 각각의 슬라이딩부에 공급하도록 구성되어 있다.

한편, 압축부(30)는 그 내부로 냉매를 흡입하여 압축하는 압축실(31)이 마련된 실린더블럭(34)과 냉매의 흡입 토출을 안내하도록 흡입방(33a)과 토출방(33b)이 마련된 실린더 헤드(33)가 구성되어 있고, 압축실(31) 내부를 왕복운동하는 피스톤(32), 그리고 이 피스톤(32)과 편심축(24)를 연결하는 연결로드(40)가 마련되어 편심축(24)의 회전운동을 피스톤(32)의 직선 왕복운동으로 변환하도록 구성되어 있다. 또한, 실린더 헤드(33)의 직수직 방향으로는 흡입머플러(50)가 마련되어 냉매 유입시 발생하는 소음을 차폐한다.

이와 같이 구성된 왕복동형 압축기는 전원이 인가됨에 따라 고정자(21)와 회전자(22) 사이에 발생하는 자장에 의해 회전자(22), 회전축(23)이 회전하게 되는데, 이 회전축(23)의 회전운동은 그 하단에 마련되어 편심 회전하는 편심축(24)과 압축실(31)에 마련된 피스톤(32)을 연결하는 연결로드(40)에 의해 직선 왕복운동으로 변환된다. 따라서 피스톤(32)이 실린더(31) 내부를 직선 왕복운동함으로써, 냉매를 흡입하고 고온고압으로 압축하여 외부로 공급한다.

한편, 회전축(23)이 회전함에 따라 편심축(24)의 끝단에 설치되어 오일과 접해있는 오일픽업장치(26)가 동시에 회전하고, 오일은 원심력에 의해 펌핑되어 각각의 슬라이딩부에 공급됨으로써, 회전자(22)를 지지하는 지지베어링(25)등의 슬라이딩부를 냉각시키고 동시에 윤활작용을 한다.

즉, 압축기의 성적계수를 향상시키기 위해서는 편심축(24)의 회전운동을 피스톤(32)의 직선운동으로 원활하게 변환시켜야 한다. 그러나, 종래의 연결로드(40)는 제2도에 도시한 바와 같이, 양단부에 각각 내경이 다른 원통형의 제1결합부(41)와 제2결합부(42)가 형성되어 있다.

내경이 상대적으로 큰 제1결합부(41)는 편심축(24)의 외주면에 결합되고 제2결합부(42)는 피스톤(32)과 결합되는데, 피스톤(32)에는 제2결합부(42)가 삽입될 수 있도록 내부공간이 형성되어 있고, 이 내부에는 제2결합부(42)의 내경과 일치하게 고정공(32a)이 상하로 형성되어 있다. 또한, 상하로 형성된 고정공(32a)과 그 사이에 있는 제2결합부(42)에 고정축(32b)을 동시에 체결시킴으로써, 연결로드940)의 제2결합부(42)와 피스톤(32)이 결합된다.

따라서 편심 회전하는 편심축(24)과 피스톤(32)이 연결로드(40)에 의해 연결됨으로써, 회전운동이 직선왕복운동으로 변환된다. 이때, 편심축(24)이 편심 회전을 함으로써, 편심축(24)의 외주면과 제1결합부(41)의 내주면은 미끄럼운동을 하게 되는데, 서로 면접촉을 하게 되어 마찰로 인한 원활한 회전이 방해된다.

또한, 연결로드(40)의 제2결합부(42)의 내주면과 고정축(32b)의 외주면 역시 피스톤(32)이 상사점과 하사점으로 계속 왕복운동함에 따라 면접촉에 의한 마찰 저항을 받게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 오일픽업장치(26)의 회전으로 오일이 편심축(24)의 토출홀(24a)과 연결로드(40)의 오일공급홀(40a)을 통해 제1결합부(41)와 제2결합부(42)의 슬라이딩부분에 공급되지만, 그 접촉면적이 넓기 때문에 마찰저항을 감소하는 것에는 그 한계가 있게 된다.

따라서, 연결로드(40)의 제1결합부(41)와 편심축(24), 제2결합부(42)와 고정축(32b)과의 면접촉에 의한 마찰저항으로 인해 편심축(24)의 원활한 회전이 방해됨으로써 압축기의 압축효율이 저하되고, 이에 따라 소비입력이 상승하는 문제점이 발생된다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 편심 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환시키는 연결로드를 개선하여 편심축과 고정축 외주면과 접촉면적을 줄임으로써, 접촉으로 인한 마찰저항을 감소하여 압축기의 압축효율을 향상시키고 소비입력을 감소시키는 왕복동형 압축기의 연결로드로 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 왕복동형 압축기의 연결로드는, 밀폐용기, 밀폐용기내에 마련되어 동력을 발생하는 구동부, 구동부에 마련되어 편심회전하는 편심축이 일체로 마련된 회전축, 구동부의 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축실, 압축실 내부를 왕복운동하는 피스톤, 편심축의 외주면과 결합되는 제1결합부와 피스톤과 결합되는 제2결합부를 포함하여 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 연결로드를 갗춘 왕복동형 압축기에 있어서, 제1결합부의 내주면과 편심축의 외주면 사이에는 접촉을 줄여 마찰을 감쇄하는 수단이 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안이 적용되는 일반적인 왕복동형 압축기의 전체적인 내부 구성을 보인 단면도이다. (본 고안에 따른 왕복동형 압축기는 연결로드의 형상을 제외하고는 종래의 구성요소와 동일하기 때문에 동일구성요소에 대해서는 동일 명칭과 동일부호를 사용하여 간략하게 설명한다.)

일반적인 왕복동형 압축기는 도시한 바와 같이, 동력을 발생시키는 구동부(20)와 구동부(20)으로부터 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축부(30)로 구성된다. 구동부(20)는 고정자(21)와 상호작용하여 회전하는 회전자(22), 이 회전자(22)에 압입결합되어 같이 회전하는 회전축(23)과 그 단부에 일체로 마련된 편심축(24)이 마련된다. 그리고 편심축(24)에는 오일픽업장치(26)가 마련되어 회전시 밀폐용기 저부의 오일을 펌핑하여 각 슬라이딩부에 공급함으로써, 윤활과 냉각작용을 한다. 압축부(30)는 그 내부에 압축실(31)이 마련된 실린더블럭(34)과 냉매의 흡입 토출을 안내하는 실린더 헤드(33), 그리고 압축실(31)내부를 왕복운동하는 피스톤(32)이 마련된다.

그리고 제3도에 도시한 바와 같이, 회전축(23)의 편심축(24)과 피스톤(32)을 결합하여 편심 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시키는 본 고안에 따른 연결로드(40')가 구성된다. 이 연결로드(40')의 양단부에는 내경이 각각 다른 편심축(24)의 외주면과 결합되어 회전 및 미끄럼운동을 하는 제1결합부(41')와 피스톤(32)과 결합되는 제2결합부(42')가 마련되는데, 피스톤(32)에는 제2결합부(42')가 삽입될 수 있도록 내부공간이 형성되어 있고, 이 내부에는 제2결합부(42')의 내경과 일치하게 고정공(32a)이 상하로 형성되어 있다. 또한, 상하로 형성된 고정공(32a)과 그 사이에 있는 제2결합부(42')에 고정축(32b)을 동시에 체결시킴으로써, 연결로드(40')의 제2결합부(42')와 피스톤(32)이 결합된다. 이때, 본 고안의 특징적인 요소로 제1결합부(41')와 제2결합부(42')의 내주면에는 수직으로 형성되어 각각 그 중심을 향해 돌출된 다수개의 돌기(43'a,43'b)가 등간격으로 마련되어 있다. 따라서 편심축(24), 고정축(32b)과 결합되는 제1결합부(41'), 제2결합부(42') 내주면과의 접촉이 선접촉되어 마찰저항이 감쇄하도록 구성되어 있다. 그리고 연결로드(40')의 상부에는 오일홈(40'a)이 마련되어 있어서, 오일픽업장치(26)에 의해 펌핑된 오일이 윤활과 냉각작용을 마치고 곧바로 밀폐용기(10)의 저부로 귀환하는 것이 아니고, 이 오일홈(40'a)에 고여 넘쳐 흐르게 되어 연결로드(40')를 냉각시킨다.

이와 같이 구성된 왕복동형 압축기는 전원이 인가됨에 따라 고정자(21)와 회전자(22) 사이에 발생하는 자장에 의해 회전자(22), 회전축(23)이 회전하게 되는데, 이 회전축(23)의 회전운동은 그 하단에 마련되어 편심 회전하는 편심축(24)과 압축실(31)에 마련된 피스톤(32)을 연결하는 본 고안에 따른 연결로드(40')에 의해 직선 왕복운동으로 변환된다.

따라서 피스톤(32)이 실린더(31) 내부를 직선 왕복운동함으로써, 냉매를 흡입하고 고온고압으로 압축하여 외부로 공급한다.

이 때, 본 고안에 따른 연결로드(40')는 제1결합부(41')와 제2결합부(42')의 내주면에 각각 수직으로 형성된 다수개의 돌기(43a,43b)가 마련되어 있다. 따라서 연결로드(40')의 제1결합부(41')는 실제적으로 편심축(24)의 외주면과 접하는 부분이 다수개 돌기(43a)의 끝부분으로 선접촉이 되고, 또한 고정축(32b)에 의해 피스톤(32)과 결합되는 제2결합부(42') 역시 돌기(43b)가 마련되어 고정축(32b) 외주면과 선접촉이 이루어진다.

따라서 연결로드(40')의 제1결합부(41')와 제2결합부(42')가 편심축(24), 고정축(32b) 외주면과의 선접촉되어 마찰면적이 종래보다 감쇄되어 그 마찰에 의한 회전저항이 줄어들게 된다. 결국 편심축(24)이 원활하게 회전하게 되어 피스톤(32)의 왕복운동이 수월해짐으로써, 압축기의 압축 효율이 상승되고, 이에 따라 소비입력이 저하된다.

그리고 본 고안에 따른 또다른 실시예로 제4도에 도시한 바와 같이, 돌기(43a,43b)기 형성된 연결로드(40')의 제1결합부(41')와 제2결합부(42')에 각각 개구부(44,45)를 형성함으로써, 선접촉되는 돌기가 없어지게 되어 그만큼의 접촉면적이 줄어들게 된다. 따라서 접촉면적의 감소로 본 고안의 목적을 달성 할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 왕복동형 압축기의 연결로드는 각각의 제1결합부와 제2결합부의 내주면에 수직으로 돌기를 형성하였다. 따라서, 편심축 외주면과 결합되는 제1결합부는 실제로 접촉하는 부분이 돌기의 끝단부이므로 선접촉되어 마찰면적의 감소로 회전저항이 감소되고, 또한 고정축과 결합되어 피스톤과 결합되는 연결로드의 제2결합부 역시 고정축의 외주면과 선접촉됨으로써, 마찰저항이 감소된다. 즉 접촉면적을 줄여 기계적 에너지의 마찰손실을 줄임으로써, 압축기의 소비입력을 줄이고 그 효율을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 밀폐용기(10), 상기 밀폐용기(10)내에 마련되어 동력을 발생하는 구동부(20), 상기 구동부(20)에 마련되어 편심회전하는 편심축(24)이 일체로 마련된 회전축(23), 상기 구동부(20)의 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축실(31), 상기 압축실(31) 내부를 왕복운동하는 피스톤(32), 상기 편심축(24)의 외주면과 결합되는 제1결합부(41')와 상기 피스톤(32)과 결합되는 제2결합부(42')를 포함하여 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 연결로드(40')를 갖춘 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 제1결합부(41')의 내주면과 상기 편심축(24)의 외주면 사이에는 접촉을 줄여 마찰을 감쇄하는 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 연결로드(40).
2. 제1항에 있어서, 상기 수단은 상기 제1결합부(41')의 내주면에 마련된 돌기(43a)인 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 연결로드.
3. 제1항에 있어서, 상기 피스톤(32)에는 고정공(32a)이 마련되고, 상기 고정공(32a)과 상기 제2결합부(42')를 관통하여 상기 피스톤(32)과 상기 연결로드(40')를 체결하는 고정축(32b), 상기 고정축(32b)의 외주면과 접촉하는 상기 제2결합부(42')의 내주면에는 돌기(43b)가 마련되어 된 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 연결로드.