KR200184103Y1 - 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조에 관한 것이다. 본 고안은 압축실(22)의 내벽과 그 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤(30)의 외면 사이에 틈새를 유지하면서도 누설을 방지할 수 있도록 하는 것이다. 이와 같은 본 고안에서는 상기 피스톤(30)의 외경을 상기 압축실(22)의 내경보다 작게 하면서 그 사이에 오일막을 형성하여 냉매의 누설을 방지하는 것이다. 이를 위해 상기 피스톤(30)의 외면 둘레를 따라 소정의 폭으로 요홈(32)을 형성하였다. 상기 요홈(32)의 내부에는 오일이 들어가게 되어 상기 압축실(22)과 피스톤(30) 사이에 있는 오일과 응집력에 의해 오일막을 형성하게 된다. 이와 같은 본 고안에 의하면 피스톤(30)과 압축실(22) 내벽 사이의 마찰력을 최소화하면서도 그 틈새를 통한 누설을 방지할 수 있게 된다.

Description

밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조{sealing structure of piston for hermetic compressor}

본 고안은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤과 압축실의 내벽과의 사이에서 압축되는 냉매의 누설을 방지하기 위한 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조에 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)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 지지되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 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 회전자(4)와 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 프로펠러(5d)가 설치되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다.

도면 부호 10은 헤드커버이고, 11은 흡입머플러이며, 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

한편, 도 2에는 종래 기술에 의한 피스톤(7)이 상기 압축실(6')의 내부에 직선왕복운동되게 설치된 것을 자세하게 도시하고 있다. 이에 따르면, 상기 피스톤(7)이 압축실(6')의 내부에서 운동하기 위해서, 피스톤(7)의 외경은 상기 압축실(6')의 내경보다 작아야 한다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기는 전원이 인가되면 상기 회전자(4)와 고정자(3)의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(4)가 회전하면서, 상기 회전자(4)와 일체로 상기 크랭크축(5)이 회전하게 된다. 상기 크랭크축(5)이 회전하면 상기 크랭크축(3)에 편심되게 형성되어 있는 편심핀(5b)이 원을 그리면서 회전하게 되고, 상기 편심핀(5b)과 연결되어 있는 커넥팅로드(8)가 상기 편심핀(5b)과 연동되어 상기 피스톤(7)을 직선왕복운동하게 한다. 이와 같이 되면, 상기와 같이 피스톤(7)이 압축실(6') 내에서 직선왕복 운동하면서 냉매를 압축시켜 주게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 피스톤(7)이 압축실(6')의 내부에 원활하게 직선왕복운동하도록 하기 위해서는 상기 피스톤(7)의 외경이 상기 압축실(6')의 내경보다는 작아야 한다. 그리고 상기 압축실(6')에서 누설이 발생하지 않도록 하기 위해서는 상기 피스톤(7)의 외경과 압축실(6')의 내경 사이에 틈이 없어야 한다.

따라서 이와 같은 조건을 최대한 충족시키기 위해서 상기 피스톤(7)에 피스톤링(7')을 설치하여 상기 피스톤(7)의 외경과 압축실(6') 사이의 누설을 방지하게 된다. 하지만 상기 피스톤링(7')은 상기 압축실(6')의 벽면에 밀착된 상태로 상기 피스톤(7)에 의해 이동되므로 압축실(6')의 벽면과 마찰을 일으켜 피스톤(7)의 구동을 위한 입력이 커지게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 상기 피스톤(7)과 압축실(6') 내면 사이의 틈새를 최소화해야 하지만 생산성이 떨어지고, 어느 정도 사용하고 나며 마멸에 의해 틈새가 커지게 된다.

따라서 본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피스톤과 압축실의 내면 사이의 마찰을 최소화하면서도 냉매의 누설을 방지하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 압축실 내부 구성을 보인 단면도.

도 3은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조의 바람직한 실시예를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기 1b: 하부용기

1t: 상부용기 2: 프레임

3: 고정자 4: 회전자

5: 크랭크축 5a: 오일유로

5b: 편심핀 5c: 균형추

5d: 프로펠러 6: 실린더

6': 압축실 7: 피스톤

8: 커넥팅로드 9: 밸브어셈블리

10: 실린더헤드 11: 흡입소음기

12: 흡입파이프 13: 토출파이프

20: 실린더 22: 압축실

30: 피스톤 32: 요홈

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 내부에서 압축이 이루어지는 압축실과 상기 압축실의 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 외면 둘레를 따라 형성된 오일막형성부를 포함하여 구성된다.

상기 오일막형성부는 상기 피스톤의 외면 둘레를 따라 형성되는 다수개의 요홈이다.

상기 오일막형성부는 상기 압축실의 내벽 둘레를 따라 형성되는 다수개의 요홈이다.

상기 요홈은 상기 피스톤과 압축실의 내벽 둘레에 일정 폭으로 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면, 상기 피스톤이나 압축실의 내벽에 형성된 요홈의 내부에 윤활유가 존재하여 상기 피스톤과 압축실의 내벽 사이에서 오일막을 형성하므로 피스톤과 압축실 사이의 마찰이 최소화되면서도 그 사이를 통한 누설이 방지되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 것과 동일한 것은 동일 부호를 부여하여 설명한다.

도 3에 도시된 바에 따르면, 실린더(20)의 내부에는 냉매의 압축이 수행되는 압축실(22)이 형성되어 있다. 상기 압축실(22)의 선단에는 밸브어셈블리(9)와 헤드커버(10)가 장착된다. 상기 밸브어셈블리(9)는 상기 압축실(22)의 내외부로 냉매를 흡입하고 토출하는 것을 제어하게 된다.

상기 압축실(22)의 내부에는 피스톤(30)이 설치된다. 상기 피스톤(30)은 상기 압축실(22)의 내부에서 직선왕복운동하면서 압축을 수행하게 된다. 이때, 상기 피스톤(30)의 외경은 상기 압축실(22)의 내경보다는 작게 형성된다.

그리고 상기 피스톤(30)의 외면 둘레에는 소정의 폭으로 다수개의 요홈(32)이 형성된다. 상기 요홈(32)은 상기 피스톤(30)의 외면과 압축실(22)의 내벽 사이의 오일이 상기 요홈(32)에 있는 오일과 서로의 응집력에 의해 그 위치에 부착되어 이동되면서 상기 피스톤(30)과 압축실(22)의 내벽 사이를 통한 누설을 방지하게 된다.

한편, 본 고안의 다른 예로서 상기 요홈(32)을 상기 압축실(22)의 내벽에 형성할 수도 있다. 그리고 상기 요홈(32)의 형성은 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 폭을 가지고 피스톤(30)의 외면 둘레나 압축실(22)의 내면 둘레에 형성할 수도 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조의 작용을 설명한다.

고정자(3)와 회전자(5)의 전자기적 상호작용에 의한 크랭크축(5)의 회전은 커넥팅로드(8)를 통해 피스톤(30)의 직선왕복운동으로 변하게 된다. 그리고 상기 피스톤(30)이 상기 압축실(22)의 내부에서 직선왕복운동하게 되면 상기 압축실(22) 내부에서는 냉매의 압축이 수행된다.

즉, 상기 피스톤(30)이 압축실(22)의 후방으로 후퇴되면 상기 밸브어셈블리(9)를 통해 냉매가 압축실(22)로 흡입되고, 상기 흡입된 냉매가 상기 피스톤(30)이 상기 압축실(22)의 전방으로 이동됨에 의해 압축되어 밸브어셈블리(9)를 통해 외부로 토출된다.

한편, 상기와 같은 압축동작중에 상기 압축실(22)의 내부에는 고압이 형성되고, 상기 고압의 냉매가 상기 압축실(22)의 내벽과 피스톤(30)의 외면을 통해 누설되는 것을 상기 요홈(32)과 압축실(22)의 내벽사이에 형성된 오일막에 의해 방지한다.

이때 상기 요홈(32)의 주변에 오일막이 형성되는 것은 상기 요홈(32)의 내부에 들어 있는 오일이 상기 피스톤(30)의 외면과 상기 압축실(22)의 내벽 사이에 있는 오일과의 응집력에 의해 응집되기 때문이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조는 피스톤과 압축실 사이에 소정의 틈새를 유지하여 이들 사이의 마찰력을 최소화할 수 있어 마찰에 의한 마멸을 방지하여 압축기의 내구성이 증대되고 압축기의 구동을 위한 입력을 최소화할 수 있다.

또한 상기 요홈에 의해 피스톤과 압축실의 사이에 오일막이 형성되어 상기 피스톤과 압축실 사이를 통해 냉매가 누설되는 것을 방지할 수 있어 압축성능이 크게 개선되는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 내부에서 압축이 이루어지는 압축실과

   상기 압축실의 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤과,

   상기 피스톤의 외면 둘레를 따라 형성된 오일막형성부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 오일막형성부는 상기 피스톤의 외면 둘레를 따라 형성되는 다수개의 요홈임을 특징으로 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 오일막형성부는 상기 압축실의 내벽 둘레를 따라 형성되는 다수개의 요홈임을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 요홈은 상기 피스톤과 압축실의 내벽 둘레를 따라 일정 폭으로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 피스톤 실링구조.