KR100459450B1 - 밀폐형 회전식 압축기의 회전축 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 회전축 지지장치는, 내부에 수용공간이 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 설치된 고정자 및 회전자에 의해 구성되는 전동기구부와, 상기 회전자의 중심에 압입되고 그 내부에 케이싱의 오일을 흡상하기 위한 오일유로를 축방향으로 관통 형성되는 회전축과, 상기 케이싱의 내주면에 고정된 원형의 실린더와, 상기 실린더의 양측면에 밀착되는 동시에 상기 회전축이 관통하여 그 회전축의 하단부를 회전가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링과, 상기 회전축에 접동되어 자전하면서 실린더내에서 편심 회전하는 롤링피스톤과, 상기 롤링피스톤의 외주면에 압접되어 그 롤링피스톤의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인을 포함하는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서, 상기 회전축의 오일유로를 복개하도록 그 회전축의 상단부를 회전 가능하게 지지는 지지부와, 그 지지부에서 방사상으로 형성하여 상기 케이싱의 내주면에 고정하는 고정부를 포함함으로써, 회전축의 구조적 불평형에 의한 비틀림 및 이로 인한 진동소음을 미연에 방지하는 것은 물론 회전축의 오일유로를 복개하여 오일이 비산되는 것을 막아 오일유출을 크게 줄일 수 있다.

Description

밀폐형 회전식 압축기의 회전축 지지장치{CRANKSHIFT SUPPORT DEVICE FOR ROTARY COMRRESSOR}

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기의 회전축 지지장치에 관한 것으로서, 상세하게는 회전축의 상단부를 복개하는 베어링을 추가하여 회전축의 진동과 오일비산을 차단하는 밀폐형 회전식 압축기의 회전축 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨 등에 적용되는 밀폐형 회전식 압축기는 전동기구부에 일체된 회전축에 압축기구부의 롤링피스톤이 편심되게 결합되고, 그 롤링피스톤이 원형 실린더 내에서 선회운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 구조를 도시한 것으로서, 도 1은 전체의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 회전축의 구조를 도시한 측면도이다.

도시된 바와 같이 종래의 밀폐형 회전식 압축기는, 소정량의 오일이 채워지고 흡입관(SP)과 토출관(DP)이 구비되는 케이싱(1)의 내부에 전동기구부인 고정자(2) 및 회전자(3)가 설치되고, 그 중 회전자(3)의 중심에는 회전축(4)이 압입되며, 그 회전축(4)의 하부에는 압축기구부가 설치되어 이루어져 있다.

상기 압축기구부는 케이싱(1)의 내주면에 고정되어 흡입관(SP)과 연통되는 원형의 실린더(5)와, 그 실린더(5)의 양측면에 밀착되는 동시에 회전축(4)이 관통되는 제1베어링(6A) 및 제2베어링(6B)과, 상기 화전축(4)에 접동되어 자전하면서실린더(5)내에서 편심 회전하는 롤링피스톤(7)과, 그 롤링피스톤(7)의 외주면에 압접되어 롤링피스톤(7)의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더(5)를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인(미도시)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 회전축(4)의 내부에는 오일유로(4a)가 축방향으로 길게 관통되도록 형성되고, 그 오일유로(4a)의 하단에는 케이싱(1)에 채워진 오일을 흡상하는 오일피더(미도시)가 장착되어 있다.

도면중 미설명 부호인 6a는 토출구멍, 8은 토출밸브 조립체, 9는 토출머플러, A는 어큐뮬레이터이다.

상기와 같이 구성된 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 동작은 다음과 같다.

즉, 상기 고정자(2)에 전원이 인가되면 그 전원의 인가에 따라 회전자(3)가 고정자(2)의 내부에서 회전을 하게 되고, 이와 함께 회전축(4)이 회전을 하면서 롤링피스톤(7)이 실린더(5)내에서 편심 회전을 하게 되며, 그 롤링피스톤(7)의 편심회전에 따라 냉매가스가 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되었다가 일정압력까지 지속적으로 압축되고, 그 실린더(5)의 압축공간 압력이 임계압력을 지나 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 상기 제1베어링(6A)에 장착된 토출밸브(9)가 열리면서 압축가스가 압축공간에서 케이싱(1)의 내부로 토출되며, 이 토출가스는 케이싱(1)과 고정자(2) 사이의 틈새 또는 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 틈새 등을 통해 상부로 이동하여 토출관(DP)을 거쳐 냉동사이클시스템으로 배출된다.

이때, 상기 케이싱(1)의 내부에 채워져 있던 오일은 회전축(4)의 오일피더(미도시) 및 오일유로(4a)에 의해 상단까지 흡상되었다가 비산되면서 각 습동부를윤활시키는 동시에 전동기구부를 냉각시키면서 다시 케이싱(1)의 바닥으로 흘러 내리게 되는 바, 이와 같이 흘러 내리는 오일은 제2베어링(6B)의 내주부에 형성된 오일 그루브(미도시)를 통과하면서 제2베어링(6B)과 회전축(4)사이의 마찰을 감소시킨다.

그런데, 상기와 같은 종래의 밀폐형 회전식 압축기에 있어서는, 다음과 같은 문제점이 제기되어 왔다.

즉, 회전축(4)의 하단부는 제1베어링(6A) 및 제2베어링(6B)에 의해 안정적으로 지지되는 구조를 취하고 있으나, 그 상단부는 단지 회전자(3)에 압입되어 전체적으로 회전축(4)이 불평형한 구조를 취함에 따라 특히 회전축(4)에 최대의 모멘트가 발생하는 회전자(3)의 초기구동시 회전축(4)의 구조적 불평형에 의해 비틀림 모멘트가 발생하면서 회전축(4)의 열화를 촉진시키거나 휨이 발생하여 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 간극이 좁아져 회전자(3)의 회전구동시 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 회전축의 구조적 불평형에 의한 비틀림 및 소음의 발생을 방지할 수 있는 밀폐형 회전식 압축기의 회전축 지지장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 구조를 도시한 것으로서,

도 1은 전체의 구조를 도시한 단면도

도 2는 회전축의 구조를 도시한 측면도

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 구조를 도시한 것으로서,

도 3은 전체의 구조를 도시한 단면도

도 4는 회전축 지지수단의 구조를 도시한 단면도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

3 : 회전자 4 : 회전축

100 : 지지수단 110 : 지지부

120 : 고정부

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 내부에 수용공간이 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 설치된 고정자 및 회전자에 의해 구성되는 전동기구부와, 상기 회전자의 중심에 압입되고 그 내부에 케이싱의 오일을 흡상하기 위한 오일유로를 축방향으로 관통 형성되는 회전축과, 상기 케이싱의 내주면에 고정된 원형의 실린더와, 상기 실린더의 양측면에 밀착되는 동시에 상기 회전축이 관통하여 그 회전축의 하단부를 회전가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링과, 상기 회전축에 접동되어 자전하면서 실린더내에서 편심 회전하는 롤링피스톤과, 상기 롤링피스톤의 외주면에 압접되어 그 롤링피스톤의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인을 포함하는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서, 상기 회전축의 오일유로를 복개하도록 그 회전축의 상단부를 회전 가능하게 지지는 지지부와, 그 지지부에서 방사상으로 형성하여 상기 케이싱의 내주면에 고정하는 수 개의 고정부를 포함한 밀폐형 압축기의 회전축 지지장치를 제시한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 구조를 도시한 것으로서, 도 3은 전체의 구조를 도시한 단면도, 도 4는 회전축 지지수단의 구조를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기는 기본적으로, 내부에 수용공간이 형성된 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내부에 설치된 고정자(2) 및 회전자(3)에 의해 구성되는 전동기구부와, 회전자(3)의 중심에 압입된 회전축(4)과, 케이싱(1)의 내주면에 고정된 원형의 실린더(5)와, 실린더(5)의 양측면에 밀착되는 동시에 회전축(4)이 관통하여 그 회전축(4)의 하단부를 회전가능하게 지지하는 제1베어링(6A) 및 제2베어링(6B)과, 회전축(4)에 접동되어 자전하면서 실린더내에서 편심 회전하는 롤링피스톤(7)과, 롤링피스톤(7)의 외주면에 압접되어 그 롤링피스톤(7)의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인(미도시)과, 회전축(4)의 상단을 지지하여 케이싱(1)에 고정하는 지지프레임(100)을 포함하여 구성된다.

지지프레임(100)은 회전축(4)의 회전자(3)측으로 돌출된 상단부를 회전가능하게 지지하는 지지부(110)와, 그 지지부(110)를 케이싱(1)의 내면에 고정하는 고정부(120)로 이루어진다. 지지부(110)는 상단이 막힌 캡 모양으로 형성하여 상기한 회전축(4)의 오일유로(4a)를 복개하도록 그 회전축(4)의 상단에 덮어 배치하고, 고정부(120)는 상기 지지부(110)의 외주면에서 케이싱(1)의 내주면 사이를 연결하도록 대략 120°정도의 간격을 두고 방사상으로 연장 형성하여 이루어진다.

즉, 본 발명에 있어서는, 회전축(4)의 하단부는 제1베어링(6A) 및 제2베어링(6B)에 의해 지지되고, 회전축(4)의 상단부는 지지프레임(100)에 의해 지지되는 평형한 구조를 취하고 있으므로, 회전자(3)의 초기구동시 회전축(4)에 최대 모멘트가 발생하더라도 비틀림 모멘트가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하며, 결과적으로 회전자(3)와 고정자(2)의 접촉에 의한 소음을 감소시키는 효과를 볼 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 의한 지지프레임(100)의 지지부(110)에 의해 회전축(4)의 휨이 방지되기 위해서는 지지부(110)의 내경과 회전축(4)의 외경 사이의 공간공차가 서로 일정한 값이 되도록 하여야 한다.

다음 도표는 금속재질에 의해 지지부(110)와 회전축(4)을 형성할 경우, 그 지지부(110)의 내경과 그 회전축(4)의 외경 사이의 최적공차를 나타낸 것이다.

회전축의 외경(mm)	지지부의 내경(mm)	공간공차(㎛)
14 ~ 15	14 ~ 15	16 ~ 24
16 ~ 18	16 ~ 18	16 ~ 24
19 ~ 20	19 ~ 20	21 ~ 31
20 ~ 23	20 ~ 23	24 ~ 34

본 발명에 의한 지지프레임(100)의 고정부(120)는 지지부(110)를 케이싱(1)의 내면에 고정할 수 있으면 어떠한 구조를 취하여도 관계없을 것이나, 가급적이면 압축기 소형화를 위하여 전술한 바와 같이 고정부(120)는 지지부(110)로부터 케이싱(1)의 내면을 향해 방사구조로 연장된 복수개의 고정대(121)로 형성하는 것이 바람직하다,

도면중 미설명 부호인 6a는 토출구멍, 8은 토출밸브 조립체, 9는 토출머플러, A는 어큐뮬레이터이다.

상기와 같이 구성된 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 동작은 다음과 같다.

고정자(2)에 전원이 인가되면 그 전원의 인가에 따라 회전자(3)가 고정자(2)의 내부에서 회전을 하게 되고, 이와 함께 회전축(4)이 제1베어링(6A), 제2베어링 (6B)및 지지수단(100)에 의해 지지됨과 동시에 회전을 하면서 롤링피스톤(7)이 실린더(5)내에서 편심 회전을 하게 되며, 그 롤링피스톤(7)의 편심회전에 따라 냉매가스가 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되었다가 일정압력까지 지속적으로 압축되고, 그 실린더(5)의 압축공간 압력이 임계압력을 지나 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 상기 제1베어링(6A)에 장착된 토출밸브(9)가 열리면서 압축가스가 압축공간에서 케이싱(1)의 내부로 토출되며, 이 토출가스는 케이싱(1)과 고정자(2)사이의 틈새 또는 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 틈새 등을 통해 상부로 이동하여 토출관(DP)을 거쳐 냉동사이클시스템으로 배출된다.

이때, 상기 회전축(4)은 그 하단부에 롤링피스톤(7)을 삽입하는 편심부가 회전축(4)의 축중심에서 편심지게 형성됨에 따라 편하중을 받아 진동이 발생하면서 압축기의 진동소음을 가진시킬 우려가 있으나, 이러한 회전축(4)의 편하중에 의한 진동은 상기한 지지프레임(100)에 의해 견고하게 지지되어 축진동이 감쇄되고 이로 인해 압축기의 진동소음이 현저하게 감축되는 것이다.또, 상기 케이싱(1)의 내부에 채워져 있던 오일은 회전축(4)의 오일피더(미도시) 및 오일유로(4a)에 의해 상단까지 흡상되었다가 비산되나 이 오일은 오일유로(4a)가 지지프레임(100)의 지지부(110)에 막힘에 따라 상향으로 비산되지 못하고 그 지지부(110)의 내주면을 타고 흘러내려 오일이 토출관(DP)을 통해 유출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 회전축 지지장치는, 회전축의 상단을 회전 가능하게 복개하는 지지프레임으로 지지함으로써, 회전축의 구조적 불평형에 의한 비틀림 및 이로 인한 진동소음을 미연에 방지하는 것은 물론 회전축의 오일유로를 복개하여 오일이 비산되는 것을 막아 오일유출을 크게 줄일 수 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 내부에 수용공간이 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 설치된 고정자 및 회전자에 의해 구성되는 전동기구부와, 상기 회전자의 중심에 압입되고 그 내부에 케이싱의 오일을 흡상하기 위한 오일유로를 축방향으로 관통 형성되는 회전축과, 상기 케이싱의 내주면에 고정된 원형의 실린더와, 상기 실린더의 양측면에 밀착되는 동시에 상기 회전축이 관통하여 그 회전축의 하단부를 회전가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링과, 상기 회전축에 접동되어 자전하면서 실린더내에서 편심 회전하는 롤링피스톤과, 상기 롤링피스톤의 외주면에 압접되어 그 롤링피스톤의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인을 포함하는 밀폐형 회전식 압축기에 있어서,

   상기 회전축의 오일유로를 복개하도록 그 회전축의 상단부를 회전 가능하게 지지는 지지부와, 그 지지부에서 방사상으로 형성하여 상기 케이싱의 내주면에 고정하는 수 개의 고정부를 포함한 밀폐형 압축기의 회전축 지지장치.