KR100682494B1 - 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 압축기의 밀폐용기(1) 하부에 고여 있는 오일(L)을 상부로 흡상시켜 윤활부와 발열부로 공급하는 오일펌핑장치가 항상 오일(L)에 일정 깊이 잠겨서 동작되도록 하는 것이다. 이를 위해 오일(L) 내에 잠겨지는 피스(30)를 오일(L)의 부력에 의해 어느 정도의 깊이까지만 잠겨 있을 수 있는 비중을 가지는 재질로 형성한다. 그리고 상기 피스(30)가 오일(L)의 부력에 따라 승강되면서도 크랭크축(20)과 일체로 회전하도록 상기 크랭크축(20)의 오일유로(22) 내부에는 상하방향으로 돌출부(25)를 형성하고 상기 돌출부(25)의 중앙에는 유동방지홈(26)을 형성한다. 그리고 상기 피스(30)의 상단 일측에는 상기 유동방지홈(26)에 안착되어 상하로 이동되게 유동방지돌기(26)가 형성한다. 이와 같은 본 발명에 의하면 오일(L)의 수위에 따라 피스(30)가 승강하여 오일(L) 내부에 항상 일정한 깊이 잠겨 있게 되어 크랭크축(20)의 회전에 필요한 입력이 항상 일정하게 되고, 윤활부와 발열부로 항상 일정한 양의 오일이 공급될 수 있게 될 뿐만 아니라 상기 피스(30)가 오일(L)을 휘저을 때 발생하는 소음을 최소화할 수 있게 된다.

밀폐형 압축기, 오일펌핑

Description

밀폐형 압축기의 오일펌핑장치{An oil pumping apparatus for hermetic compressor}

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부구성을 보인 단면도.

도 2a는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치의 구성을 보인 단면도.

도 2b는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치의 구성을 보인 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 4는 도3의 화살표 A방향에서 본 정면도.

도 5는 도 3의 B-B'선 단면도.

도 6은 본 발명 실시예의 오일펌핑장치의 동작과정을 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 크랭크축 22: 오일유로

24: 스토퍼 25: 돌출부

26: 회전방지홈 30: 피스

32: 오일유로 34: 걸림턱

36: 회전방지돌기 40: 프로펠러

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀폐형 압축기 내부의 윤활과 냉각을 위한 오일을 크랭크축을 통해 흡상시키기 위한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 커넥팅로드 방식의 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)의 내부에는 밀폐된 공간이 구비되고, 상기 공간에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)에는 아래에서 설명될 회전자(4)와의 전자기적 상호작용에 의해 크랭크축(5)을 회전시켜 주기 위한 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 있다. 상기 크랭크축(5)의 하단에는 하부용기(1b)의 저면에 있는 오일(L)을 크랭크축(5)에 형성되어 있는 오일유로(5a)로 빨아 올리기 위한 펌핑 기구(5d)가 설치되어 있다.

이와 같은 펌핑기구는 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 하부입구가 좁고 상부출구가 넓은 원통형의 피스(5d')와, 상기 피스(5d')의 내부에 삽입되어 일체로 회전되면서 오일(L)을 휘저어 상기 오일유로(5a)로 흡상시키는 프로펠러(5d")로 구성된다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 피스톤(7)이 설치되어 있는데, 상기 피스톤(7)은 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)에 의해 연결되어 있다. 여기서 상기 편심핀(5b)은 상기 커넥팅로드(8)의 크랭크축연결부(8a)와 연결되고, 피스톤(7)과 커넥팅로드(8)의 피스톤연결부(8b)는 피스톤핀(7')에 의해 연결된다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 작동유체의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(9)에는 헤드커버(10)가 장착되고, 상기 헤드커버(10)의 장착과 함께 흡입머플러(11)가 설치된다. 상기 흡입머플러(11)는 상기 밸브어셈블리(9)를 통해 실린더(6) 내부에 있는 압축실(6')과 연통되어 있다.

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

상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에서 압축기의 구동시에 상기 밀폐용기(1)의 저면에 있는 오일(L)은 상기 크랭크축(5)의 회전에 따라 상기 펌핑기구(5d)에 의해 상기 오일유로(5a)를 통해 흡상된다. 상기 오일유로(5a)를 통해 흡 상된 오일(L)은 상기 크랭크축(5) 상부의 편심부(5b)를 통해 밀폐용기(1)의 내상부로 분출되어 마찰부위에서 윤활의 역할을 하고 열발생부위를 냉각시키는 역할도 한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 피스(5d')는 상기 크랭크축(5)의 하부에 압입된 상태로 고정되어 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다. 따라서 상기 피스(5d')는 상기 밀폐용기(1)의 바닥면에 있는 오일(L)의 양에 상관없이 항상 일정한 높이에서 회전하게 된다.

이와 같이 상기 오일(L)의 수위가 다른 경우에도 상기 피스(5d')가 항상 일정한 높이에서 회전하게 되면, 상기 오일(L)의 수위에 따라 상기 크랭크축(5)의 회전에 필요한 입력이 달라지게 되고, 상기 피스(5d')의 회전에 따른 오일(L)의 와류음발생문제가 생기게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오일펌핑장치가 항상 오일 내에 일정한 깊이만큼 잠겨있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 하단 내부를 통하는 오일유로가 구비되는 크랭크축과, 상기 크랭크축의 하단에 오일의 수위에 따라 승강되게 설치되고 상기 크랭크축과 함께 회전하면서 오일을 상기 오일유로로 흡상시키는 피스를 포함하여 구성된다.

상기 크랭크축의 내부에 구비된 오일유로의 하단부에는 상기 피스의 탈거를 방지하는 스토퍼가 구비되고, 상기 오일유로의 일측면에는 하부에서 상부로 상기 피스가 상기 크랭크축과 일체로 회전되게 하는 회전방지홈이 구비되며, 상기 피스의 상단외주면을 따라서는 상기 스토퍼에 걸려지는 걸림턱이 구비되고, 상기 피스의 상단 일측에 형성되고 상기 회전방지홈을 따라 안내되는 회전방지돌기가 구비된다.

상기 피스의 내부에는 오일을 휘저어 주는 프로펠러가 더 구비된다.

상기 피스는 오일의 부력에 의해 오일 내에 항상 일정 깊이 정도 잠겨지게 된다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 오일의 흡상을 위한 오일펌핑장치가 항상 오일의 내부에 일정한 깊이에 잠겨진 상태로 회전하게 되어 항상 일정한 오일이 윤활부와 발명부로 공급될 수 있게 되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에서 도 5에 도시된 바에 따르면, 크랭크축(20)의 하단부에는 그 중앙을 관통하여 오일유로(22)가 형성된다. 상기 오일유로(22)를 통해서는 압축기의 밀폐용기(1)의 저면에 고여 있는 오일(L)이 흡상된다.

상기 오일유로(22)의 하단부, 즉 상기 크랭크축(20)의 하단부 내면을 둘러서는 스토퍼(24)가 형성되어 있다. 상기 스토퍼(24)는 그 하단 내측에서 상단 내측을 향해 점차로 직경이 좁아지도록 형성된다. 그리고 상기 오일유로(22)의 내부에는 그 하부에서 상부를 향해 길게 돌출부(25)가 형성되어 있고, 상기 돌출부(25)의 중앙을 따라서는 회전방지홈(26)이 길게 형성되어 있다. 여기서 상기 돌출부(25)는 상기 스토퍼(24)와는 연결되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 크랭크축(20)의 하단부에는 피스(30)가 상기 오일유로(22)를 따라 소정 높이 승강가능하게 설치된다. 상기 피스(30)의 내부에는 오일유로(32)가 형성되고, 상기 오일유로(32)내에는 오일(L)을 휘저어 흡상시키기 위한 프로펠러(40)가 압입되어 있다. 물론 상기 피스(30)의 내부에 반드시 프로펠러(40)가 설치되어야 하는 것은 아니며, 상기 피스(30) 자체의 형상의 특성상 오일(L)을 휘저어 흡상시킬 수 있는 것이라면 충분하다.

상기 피스(30)의 상단 외주면을 따라서는 걸림턱(34)이 형성되어 있다. 상기 걸림턱(34)은 도 3에 잘 도시된 바와 같이 그 선단에서 하단을 향해 점차 직경이 커지도록 형성되어, 상부에서 하부를 향해 경사지게 형성된다.

한편, 상기 피스(30)의 걸림턱(34)은 상기 돌출부(25)의 위치와 대응되는 부분에서 그 연결이 끊어져 있다. 그리고 이 부분에는 회전방지돌기(36)가 형성되어 있다. 상기 회전방지돌기(36)는 상기 회전방지홈(26)과 대응되는 형상을 가지는 것으로 상기 회전방지홈(26)에 안착되어 상기 피스(30)의 승강에 따라 상기 회전방지홈(26)을 따라 승강되면서 상기 피스(30)가 상기 크랭크축(20)에 대해 상대적인 회전을 하지 않도록 하는 역할을 한다.

이와 같은 구성을 가지는 상기 피스(30)는 그 재질이 상기 오일(L)의 부력에 의해 오일(L)에 소정 깊이 잠겨 있을 수 있는 비중을 가지는 것이다. 이와 같은 재 질로는 다양한 것이 있을 수 있으며, 대표적인 것으로 합성수지를 들 수 있다.

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

상기 피스(30)는 그 재질의 특성상 오일(L) 내에 항상 소정의 깊이 잠겨 있게 되는데, 이와 같은 특징은 도 6에 잘 도시되어 있다.

즉 도 6의 a와 같이 오일(L)의 수위가 상대적으로 높은 경우에는 상기 피스(30)가 상대적으로 높은 위치에 있게 된다. 다시 말해 상기 피스(30)가 상기 오일유로(22)의 내부에서 소정 높이 상승한 위치에 있게 된다.

그리고 도 6의 b와 같이 오일(L)의 수위가 낮아지게 되면, 상기 피스(30)도 그만큼 상기 오일유로(22) 내에서 하부로 이동하여 크랭크축(20)의 하부로 더 돌출된다. 하지만 이때는 상기 오일(L)의 수위가 그만큼 낮아져 있으므로 상기 피스(30)가 오일(L)의 내부에 잠겨지는 정도는 동일하다.

마지막으로 도 6의 c와 같이 오일(L)의 수위가 더 낮은 상태로 되면 상기 피스(30)는 더욱 하부로 내려가 상기 걸림턱(34)이 상기 스토퍼(24)에 걸려 있게 되고, 이보다 상기 피스(30)가 하부로 더 내려가게 되면, 밀폐용기(1)의 바닥면이나 다른 부품과의 간섭이 발생할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 오일(L)의 수위에 따라 상기 피스(30)는 상기 크랭크축(20)에서 돌출되는 정도가 달라지며, 상기 크랭크축(20)과 함께 회전하면서 상기 프로펠러(40)가 오일(L)을 휘저어 상부로 흡상하게 된다. 이때, 상기 피스(30)는 그 상단부의 회전방지돌기(36)가 상기 회전방지홈(26)에 안착되어 있으 므로 상대적인 회전을 하지 않고 크랭크축(20)과 일체로 회전하게 된다.

따라서 상기 피스(30)가 상기 오일(L)의 수위에 관계없이 항상 오일(L) 내에 일정한 깊이 잠기게 되고 그에 따라 오일(L)이 흡상되는 양은 항상 일정하게 유지될 수 있게 된다.

한편 상기 피스(30)는 상기 크랭크축(20)의 오일유로(22)에 압입되어 설치된다. 이를 위해 상기 스토퍼(24)와 걸림턱(34)에는 상대적인 경사면을 구비하고 있는 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치는 오일을 펌핑하는 피스가 항상 오일의 내부로 일정 깊이가 잠기도록 구성된다. 따라서 상기 피스가 오일에 잠겨 있는 깊이가 항상 일정하여 상기 크랭크축의 회전을 위한 입력이 항상 일정하게 되고, 공급되는 오일 또한 일정하게 되므로 압축기의 동작신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한 피스가 오일을 휘저어주는 정도가 언제나 일정하므로 발생하는 소음을 최적화하여 설계하는 것이 가능하게 된다.

Claims (4)

1. 하단 내부를 통하는 오일유로가 구비되는 크랭크축과,

   상기 크랭크축의 하단에 오일의 수위에 따라 승강되게 설치되고 상기 크랭크축과 함께 회전하면서 오일을 상기 오일유로로 흡상시키는 피스를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 크랭크축의 내부에 구비된 오일유로의 하단부에는 상기 피스의 탈거를 방지하는 스토퍼가 구비되고,

   상기 오일유로의 일측면에는 하부에서 상부로 상기 피스가 상기 크랭크축과 일체로 회전되게 하는 회전방지홈이 구비되며,

   상기 피스의 상단외주면을 따라서는 상기 스토퍼에 걸려지는 걸림턱이 구비되고,

   상기 피스의 상단 일측에 형성되고 상기 회전방지홈을 따라 안내되는 회전방지돌기가 구비됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피스의 내부에는 오일을 휘저어 주는 프로펠러가 더 구비됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 피스는 오일의 부력에 의해 오일 내에 항상 일정 깊 이 정도 잠겨지게 됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 오일펌핑장치.

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