KR20000046892A - 밀폐형 회전식 압축기의 축평형 유지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기의 축평형 유지장치에 관한 것이다. 종래에는 회전자의 상.하부측에 각각 밸런스가 설치되어 있어 진동에 의한 소음을 유발시키는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 밀폐용기 내부에 고정자와 회전자 등으로 구성되는 전동기구부가 설치되고, 상기 회전자의 내경에는 하부에 편심부가 형성된 샤프트가 압입되며, 상기 회전자의 상.하부측에 각각 밸런스가 설치됨에 있어서, 상기 회전자의 상부측 밸런스를 제거시킴으로써 재료비의 절감효과와 함께 과도한 밸런스의 중량에 의한 진동과 상기 진동에 의한 소음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 압축기의 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Description

밀폐형 회전식 압축기의 축평형 유지장치

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기의 축평형 유지장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 회전식 압축기는 도 1에 도시된 바와같이 소정의 내부체적을 갖는 밀폐용기(1)가 구비되어 있고, 이 밀폐용기(1)의 내부에는 고정자(2)와 회전자(3) 등으로 구성되는 전동기구부가 설치되어 있다. 또한 상기 회전자(3)의 내경에 압입되며 하부에 편심부(4A)가 형성된 샤프트(Saft)(4)과, 상기 샤프트(4)의 편심부(4A)를 감싸며 상부베어링(5) 및 하부베어링(6)과 함께 볼트(7)에 의해 결합되어 있는 실린더(8)와, 상기 샤프트(4)의 편심부(4A)에 삽입되어 실린더(8)의 내경을 접하면서 자전 및 공전하는 롤링피스톤(9)과, 상기 롤링피스톤(9)의 외주면과 슬라이딩접촉되면서 실린더(8) 내부를 고압부와 저압부로 분리하며 직선운동을 하는 베인(미도시됨) 등으로 구성되는 압축기구부가 설치되어 있다. 그리고 상기 상부베어링(5)의 일측에 상기 압축된 냉매가스를 토출시킬 수 있도록 한 토출포트(미도시됨)가 형성되어 있고, 상기 토출포트에는 상기 압축된 냉매가스가 일정압 이상이 되면, 상기 토출포트를 오픈시키는 토출밸브(미도시됨)가 설치되어 있다. 이와함께 상기 상부베어링(5)의 상부에는 토출가스의 토출 소음을 저감시키는 소음기(Muffler)(10)가 복개되는 식으로 결합되어 있으며, 상기 실린더(8)의 저압부에는 냉매가스가 실린더(8) 내부로 유입되는 흡입구(8A)가 형성되어 있고, 상기 흡입구(8A)는 밀폐용기(1)의 측부에 설치되는 어큐뮬레이터(11) 및 냉매유입관(12)에 의해 연결되어 있다. 그리고 상기 밀폐용기(1)의 상부에는 토출관(13)이 설치되어 토출포트를 통해 토출된 압축냉매가스를 압축기의 외부로 토출시키도록 구성되어 있다. 이와같이 구성된 상기 밀폐형 회전식 압축기는 먼저, 전류공급에 의한 회전자(3)의 회전에 의해서 상기 회전자(3)에 삽입된 샤프트(4)을 회전시키게 되면, 상기 샤프트(4)의 회전에 의해서 롤링피스톤(9)이 실린더(8) 내부를 베인과 접촉된 상태에서 회전하게 되고, 상기 샤프트(4)과 롤링피스톤(9)의 회전에 의해 어큐뮬레이터(11)로 유입된 저온 저압의 냉매가스가 냉매유입관(12)과 흡입구(8A)를 통해 상기 실린더(8) 내부로 흡입되어 고온 고압의 상태로 압축된다. 상기 실린더(8)에서 압축된 냉매가스는 일정압으로 토출밸브를 개방시키면서 토출포트를 통해 토출된다. 그리고 상기 토출포트를 통해 토출된 압축냉매가스는 소음기(10)를 거쳐 밀폐용기(1)의 상부에 설치된 토출관(13)을 통해 압축기 외부로 토출되도록 하고 있다. 한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 샤프트(4)이 압입된 회전자(3)가 회전할 때에는 샤프트(4)의 편심부(4A)에 의해서 회전의 불균형을 초래하게 되는 것으로, 이를 방지하기 위한 축평형 유지장치로써 상기 회전자(3)의 상.하부측에는 각각 밸런스(13)(13A)가 설치되어 있다. 이때 정적 밸런싱은

F1 + F2 = F3

이고,

동적 밸런싱은

F1ㆍL1 = F2 ㆍL2 + F3 ㆍL3

이다.

그러나 이러한 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 축평형 유지장치는 오히려 회전자의 상.하부측에 설치된 밸런스의 과도한 중량에 의해서 진동을 유발하는 원인이 되고, 회전자의 상부측에 설치된 밸런스에 의한 굽힘모멘트의 증가로 샤프트에 과도한 하중을 가하게 됨으로써 심한 소음을 발생하는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명의 목적은 밸런스에 의한 압축기의 소음을 저감시키는데 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 회전식 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래의 밀폐형 회전식 압축기의 회전자 구조를 보인 단면도.

도 3은 도 2에 의한 샤프트 길이-휘돌림 변형량의 선도.

도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 회전자 구조를 보인 단면도.

도 5는 도 4에 의한 샤프트 길이-휘돌림 변형량의 선도.

도 6은 종래의 회전자 구조와 본 발명의 회전자 구조에 의한 샤프트의 최대변형량을 비교한 그래프.

도 7은 종래의 회전자 구조와 본 발명의 회전자 구조에 의한 상부베어링 하중을 비교한 그래프.

**도면의주요부분에대한부호의설명**

1:밀폐용기 2:고정자

3:회전자 4:샤프트

4A:편심부 5:상부베어링

6:하부베어링 7:볼트

8:실린더 8A:흡입구

9:롤링피스톤 10:소음기

11:어큐뮬레이터 12:냉매유입관

13,13A:밸런스

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 밀폐용기 내부에 고정자와 회전자 등으로 구성되는 전동기구부가 설치되고, 상기 회전자의 내경에는 하부에 편심부가 형성된 샤프트가 압입되며, 상기 회전자의 상.하부측에 각각 밸런스가 설치됨에 있어서, 상기 회전자의 상부측 밸런스를 제거시킨 것을 특징으로 한 밀폐형 회전식 압축기의 축평형 유지장치가 제공된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 회전자 구조를 보인 단면도이고, 도 5는 도 4에 의한 샤프트 길이-휘돌림 변형량의 선도이며, 도 6은 종래의 회전자 구조와 본 발명의 회전자 구조에 의한 샤프트의 최대변형량을 비교한 그래프, 도 7은 종래의 회전자 구조와 본 발명의 회전자 구조에 의한 상부베어링 하중을 비교한 그래프로서, 이 밀폐형 회전식 압축기는 통상에서와 같이 밀폐용기(1)의 내부에 고정자(2)와 회전자(3) 등으로 구성되는 전동기구부가 설치되고, 상기 회전자(3)의 내경에는 하부에 편심부(4A)가 형성된 샤프트(4)가 압입된다. 또한 상기 샤프트(4)는 상부베어링(5) 및 하부베어링(6)으로 지지되고, 상기 상부베어링(5)과 하부베어링(6) 사이에는 실린더(8)가 볼트(7)로 체결되어 압축실을 형성한다. 그리고 상기 압축실에는 샤프트(4)의 편심부(4A)에 롤링피스톤(9)이 삽입되고, 상기 롤링피스톤(9)은 회전자(3)의 회전에 의해서 실린더(8)의 내경을 접하는 식으로 회전하면서 상기 실린더(8) 내부로 유입된 냉매가스를 압축하는 압축기구부를 구성한다. 이와함께 상기 회전자(3)의 상.하부측에는 회전자(3)가 회전할 때, 상기 회전자(3)에 압입된 샤프트(4)의 편심부(4A)에 의한 축의 불평형을 방지하기 위해 각각 밸런스(13)(13A)가 설치된다.

이러한 밀폐형 회전식 압축기에 있어, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전자(3)의 상.하부측에 각각 설치된 밸런스(13)(13A) 중에서 하부측에 설치된 밸런스(13A)만 그대로 남기고, 상부측에 설치된 밸런스(13)를 제거시킨 것이다. 이에 따라 밸런스에 의한 중량은 감소되고, 이 중량의 감소로 회전자(3)가 회전할 때 발생되는 진동을 현저하게 감소시킬 수 있게 되는 것으로, 종래와 본 발명의 차이는 아래표와 같다.

	종래	본 발명	과중량양(g)
편심량	3.4gㆍcm	3.4gㆍcm	ㆍ
하부밸런스	4.5gㆍcm	1.0gㆍcm	3.5gㆍcm
상부밸런스	1.1gㆍcm	0gㆍcm	1.1gㆍcm
베어링반력	ㆍ	4.4gㆍcm	ㆍ

또한 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 길이가 긴 상부베어링(5) 압력에 의한 반력에 고려하여 전산해석을 한 결과에서 샤프트(4)의 휘돌림하는 샤프트(4)의 길이별 형상궤적은 전체적으로 변형량이 줄어들게 된다. 그리고 최대변형량은 도 6에 도시된 바와 같이 종래보다 최대 30%의 저감효과를 나타내고, 무밸런스를 적용함에 따라 상부베어링(5)에 가해지는 베어링의 압력변화는 도 7에 도시된 바와 같이 종래, 즉 회전자(3)의 상.하부측에 각각 밸런스(13)(13A)를 설치할 때의 베어링 압력보다 최대 22% 증가되는 것이다. 그러나 하부베어링(6)에서 발생하는 반력에 비하면 베어링에 발생하는 반력은 작으므로 상부베어링(5)에 큰 하중으로 작용하지 않게 되는 것이다.

이같이 본 발명은 회전자의 상부측 밸런스를 제거하여 상기 밸런스의 중량을 줄임으로써 재료비의 절감효과와 함께 과도한 밸런스의 중량에 의한 진동과 상기 진동에 의한 소음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 압축기의 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (1)

1. 밀폐용기 내부에 고정자와 회전자 등으로 구성되는 전동기구부가 설치되고, 상기 회전자의 내경에는 하부에 편심부가 형성된 샤프트가 압입되며, 상기 회전자의 상.하부측에 각각 밸런스가 설치됨에 있어서, 상기 회전자의 상부측 밸런스를 제거시킨 것을 특징으로 한 밀폐형 회전식 압축기의 축평형 유지장치.