KR20180105881A - 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기에 관한 것으로, 크랭크 케이스에 동력을 전달받아 회전하는 크랭크 샤프트가 내장되고, 실린더에는 상기 크랭크 샤프트에 조립되어 연동하는 커넥팅 로드와 연결되어 상하 운동하는 피스톤이 내장되며, 상기 실린더의 상측에 실린더 헤드가 설치된 왕복동 압축기에 있어서, 상기 실린더 헤드 상부에는 필터가 내장된 공기 유도부로부터 유입되는 공기를 안내하는 흡입 플랜지가 구비되며, 상기 흡입 플랜지의 일측에는 내부에 오일을 수용하는 공간부가 구비된 오일챔버가 연결되고, 상기 오일챔버는 상기 크랭크 케이스의 상부와 회수라인에 의해 연결되도록 하여 압축기 재기동 초기시 크랭크 케이스의 상부로부터 유입된 상기 오일챔버 내의 오일이 흡입 플랜지로 유입되는 것을 특징으로 한다.

Description

오일챔버가 구비된 왕복동 압축기{Reciprocating Compressor Having Oil Chamber}

본 발명은 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기 재기동 초기시 무윤활 상태로 작동되는 것을 방지하여 윤활작용이 원활히 이루어지도록 하기 위한 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기에 관한 것이다.

통상 공기압축기는 하우징 내측의 크랭크축과 연설된 크랭크저어널, 크랭크메탈, 그리고 크랭크축의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주는 커넥팅로드, 또 그 상단에 연결된 피스톤 등, 일련의 구동부와 오일흡입관 및 오일압송관, 매니홀드 등을 갖는 오일펌프 그리고 일단의 냉각휀 및 라디에이터 등 일반적인 구조로 이루어지며 오일 공급수단으로는 크랭크축에 축설된 회전윤활봉 또는 오일펌프와 연통된 오일공급통로가 선택적으로 구성된다.

그러나, 이와 같은 압축기가 작동을 멈추게 되면 공급되던 오일이 자중에 의해 하우징 저면으로 복귀되고, 이 상태에서 재기동이 시작되면 재기동 초기에 실린더와 피스톤 사이 등의 슬라이딩이 일어나는 부분에 오일이 잔류하지 않게 되므로 재기동 초기시 무윤활 상태로 작동이 이루어지게 된다.

보통 압축기의 작동시 하우징의 저면에 채워진 오일이 슬라이딩 부분으로 공급되는 시간은 약 4 ~ 5초 정도 소요되며, 압축기의 작동 정지시 오일이 자중에 의해 복귀하는 시간은 약 16초 정도 소요된다.

따라서, 재기동 초기에 하우징 저면의 오일이 슬라이딩 부분으로 공급되지 아니하는 시간동안 무윤활 상태로 작동이 이루어지게 되어, 그 결과 부품의 마모가 발생하게 될 뿐만 아니라 마찰손실이 발생하게 되는 문제점이 있어왔다.

국내 등록특허공보 제10-0298543호, 2001년 06월 01일자 등록.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압축기의 작동중 오일의 일부가 오일챔버내 잔류되도록 하여 재기동 초기시 잔류하는 오일에 의해 윤활 작용이 이루어지도록 함으로써 재기동 초기시 마모를 방지할 뿐만 아니라 마찰 손실을 억제하여 압축 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 압축기 내부의 구조변경 없이도 간편하게 설치가능한 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기를 제공하고자 하는데도 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기는, 크랭크 케이스에 동력을 전달받아 회전하는 크랭크 샤프트가 내장되고, 실린더에는 상기 크랭크 샤프트에 조립되어 연동하는 커넥팅 로드와 연결되어 상하 운동하는 피스톤이 내장되며, 상기 실린더의 상측에 실린더 헤드가 설치된 왕복동 압축기에 있어서, 상기 실린더 헤드 상부에는 필터가 내장된 공기 유도부로부터 유입되는 공기를 안내하는 흡입 플랜지가 구비되며, 상기 흡입 플랜지의 일측에는 내부에 오일을 수용하는 공간부가 구비된 오일챔버가 연결되고, 상기 오일챔버는 상기 크랭크 케이스의 상부와 회수라인에 의해 연결되도록 하여 압축기 재기동 초기시 크랭크 케이스의 상부로부터 유입된 상기 오일챔버 내의 오일이 흡입 플랜지로 유입되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 오일챔버는, 좌, 우측 챔버로 이루어져 분리 결합 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 오일챔버는, 상기 회수라인 및 흡입 플랜지와 분리 결합 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기는 재기동 초기시 오일챔버내에 잔류하는 오일에 의해 윤활 작용이 이루어지도록 함으로써 재기동 초기시 마모를 방지할 뿐만 아니라 마찰 손실을 억제하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 별도의 압축기 내부의 구조변경 없이도 간편하게 설치가능하여 압축기의 내구성 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 회수라인이 구비된 왕복동 압축기를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도.
도 3은 도 1의 B 부분의 확대도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 왕복동 압축기는 크랭크 케이스(10)에 동력을 전달받아 회전하는 크랭크 샤프트(20)가 내장되고, 실린더(30)에는 상기 크랭크 샤프트에 조립되어 연동하는 커넥팅 로드(40)와 연결되어 상하 운동하는 피스톤(50)이 내장되며, 상기 실린더의 상측에 실린더 헤드(60)가 구비된다.

이와 같이 구성된 왕복동 압축기는 실린더(30) 내부 피스톤(50)의 상하 왕복 운동에 의해 유입된 공기를 압축하게 되는데, 즉 피스톤(50) 하강시 실린더 헤더(60)의 저압측 흡기 밸브(미도시)가 열리면서 실린더(30) 상부로 일정량 공기가 유입되고 유입된 공기는 피스톤(50) 상승시 일차적으로 압축되어 실린더 헤더(60)를 거쳐 실린더(30) 하부 일측으로 유입되며, 피스톤(50) 하강시 실린더 하부 공기는 이차적으로 다시 압축되어 실린더(30) 하부 타측으로 배출된다.

이를 위해서 실린더 하부 일측 및 타측에는 고압측 흡기 및 배기 밸브(110, 120)가 구비되게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 실린더 헤드(60)의 상부에는 공기 유도부(70)가 구비되며, 상기 공기 유도부(70)를 통해 외부 공기가 유입되게 되는데, 이때 상기 공기 유도부(70) 내부에는 공기에 포함된 이물질을 필터링하기 위한 필터(미도시)가 내장되게 된다.

여기서, 상기 공기 유도부(70)와 실린더 헤드(60) 사이에는 공기 유도부(70)를 통하여 유입된 공기를 실린더(30)로 안내하기 위한 흡입 플랜지(80)가 구비되며, 상기 흡입 플랜지(80)의 일측에는 내부에 오일을 수용하는 공간부가 구비된 오일챔버(100)가 연결된다.

그리고, 상기 오일챔버(100)와 크랭크 케이스(10) 사이에는 외부로 노출된 별도의 가는 파이프 형태의 회수라인(90)이 구비되어 상호 연결된다.

그 결과, 본 발명에 따르면 상기 크랭크 케이스(10) 내부는 회수라인(90)과 오일챔버(100)를 거쳐 흡입 플랜지(80) 내부와 연통되게 된다.

본 발명에 의하면, 상기 회수라인(90)의 일단이 상기 오일챔버(100)와 연결되고 상기 회수라인(90)의 타단이 크랭크 케이스(10)의 상부와 연결되며, 이와 같이 형성된 상기 회수라인(90)은 크랭크 케이스(10) 내부의 상부층에 존재하는 유증기 형태의 오일이나, 크랭크 샤프트(20)의 회전운동에 의해 비산되는 오일 등이 피스톤(50) 하강시 흡입되는 공기와 함께 오일챔버(100)를 통하여 흡입 플랜지(80)로 흡입되어 실린더 내부로 들어가도록 하는 통로 역할을 수행하게 되며, 이 과정에서 상기 오일챔버(100) 내부에는 오일을 수용하는 공간부가 형성되어 있어 항상 일정량의 오일이 수용되게 된다.

여기서, 상기 오일챔버(100)는 내부에 오일을 일시적으로 수용하기 위한 공간부가 마련되는 것은 어떠한 형태의 것도 무방하나, 본 발명의 경우 내부에 일정 공간부를 구비하는 원통형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 압축기 작동시 도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크 케이스(10) 내부의 상부층에 존재하는 유증기 형태의 오일이나, 크랭크 샤프트(20)의 회전운동에 의해 비산되는 오일 등이 피스톤(50) 하강에 의해 상기 회수라인(90)을 통하여 흡입되고 그 결과 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회수라인(90)과 연통된 상기 오일챔버(100) 내부의 공간부에는 일정량의 오일이 항상 수용되게 된다.

따라서, 압축기 정상 작동시에는 별도의 오일 펌프(미도시)에 의해 크랭크 케이스(10)에 있는 오일을 흡입하여 크랭크 샤프트(20) 내의 유로를 따라 실린더와 피스톤 슬라이딩 되는 부분에 원활히 오일이 공급되나, 압축기 중지 후 재기동시 크랭크 케이스(10)의 저면에 채워진 오일이 슬라이딩 부분까지 공급되는데는 약 4~5초 정도의 시간이 소요되는 초기에는 상기 오일챔버(100) 내부의 공간부에 수용된 오일이 흡입되는 공기와 함께 즉시 흡입 플랜지(80)측으로 유입되게 된다.

그 결과, 압축기 중지 후 재기동시 원활한 오일이 공급되기 전 초기에는 이와 같이 오일챔버(100)에 수용된 오일을 사용하여 슬라이딩 부분의 윤활에 사용되도록 함으로써 재기동 초기의 마모를 방지할 뿐만 아니라 마찰 손실을 억제하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 오일챔버(100)는 내부 청소나 막힘 등 유지보수 측면에서 도 3에 도시된 바와 같이, 좌, 우측 챔버(100A, 100B)로 이루어져 분리 결합 가능하게 구성되는 것이 바람직하며, 이때 분리 결합 가능한 좌, 우측 챔버(100A, 100B)는 상호 나사결합 등 다양한 방식으로 결합될 수 있음은 물론이다.

이때, 상기 우측 챔버(100B)는 상기 회수라인(90)의 일단과 연결되도록 하고, 상기 좌측 챔버(100A)는 흡입 플랜지(80)와 직접 연결되도록 하여 형성하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 우측 챔버(100B)에는 관통공을 형성하여 회수라인(90)의 일단과 분리 결합 가능하도록 하고, 또한 흡입 플랜지(80)에도 관통공을 형성하여 좌측 챔버(100A)와 분리 결합 가능하도록 하며, 이들 상호간의 결합방식 역시 나사결합 등 다양한 방식으로 결합 될 수 있음은 물론이다.

따라서, 별도의 압축기 내부의 구조변경 없이도 간편하게 분리 결합 가능한 회수라인 및 오일챔버에 의하여 압축기의 내구성 향상을 기대할 수 있어 기존의 왕복동 압축기에도 쉽게 적용 가능한 장점이 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 회수라인(90)의 일단이 상기 오일챔버(100)와 연결되도록 하고 상기 회수라인(90)의 타단이 크랭크 케이스(10)의 상부와 연결되도록 하며, 상기 회수라인(90)상에서 오일챔버(100)가 분리 결합되도록 하여 구성되는 것도 가능하다.

이때, 상기 오일챔버(100)는 재기동시 오일이 원활하게 흡입 플랜지(80)로 유입되도록 하기 위해서라면 회수라인(90)상이라면 어디라도 무방하나, 재기동 초기시 즉시 오일이 유입되도록 하기 위해서는 흡입 플랜지(80)측에 가깝게 위치되도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 오일챔버를 크랭크 케이스의 상부와 회수라인에 의해 연결되도록 하여 압축기 재기동 초기시 상기 오일챔버에 수용된 오일을 사용하여 슬라이딩 부분의 윤활에 사용되도록 함으로써 재기동 초기의 마모를 방지할 뿐만 아니라 마찰 손실을 억제하여 압축 효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 기술적 특징이 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 상기의 실시예 뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

10: 크랭크 케이스
20: 크랭크 샤프트
30: 실린더
40: 커네팅 로드
50: 피스톤
60: 실린더 헤드
70: 공기 유도부
80: 흡입 플랜지
90: 회수라인
100: 오일챔버

Claims (3)

1. 크랭크 케이스(10)에 동력을 전달받아 회전하는 크랭크 샤프트(20)가 내장되고, 실린더(30)에는 상기 크랭크 샤프트에 조립되어 연동하는 커넥팅 로드(40)와 연결되어 상하 운동하는 피스톤(50)이 내장되며, 상기 실린더의 상측에 실린더 헤드(60)가 설치된 왕복동 압축기에 있어서,
   상기 실린더 헤드 상부에는 필터가 내장된 공기 유도부(70)로부터 유입되는 공기를 안내하는 흡입 플랜지(80)가 구비되며,
   상기 흡입 플랜지(80)의 일측에는 내부에 오일을 수용하는 공간부가 구비된 오일챔버(100)가 연결되고,
   상기 오일챔버는 상기 크랭크 케이스(10)의 상부와 회수라인(90)에 의해 연결되도록 하여 압축기 재기동 초기시 크랭크 케이스(10)의 상부로부터 유입된 상기 오일챔버(100) 내의 오일이 흡입 플랜지(80)로 유입되는 것을 특징으로 하는 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일챔버(100)는, 좌, 우측 챔버(100A, 100B)로 이루어져 분리 결합 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 오일챔버(100)는, 상기 회수라인 및 흡입 플랜지와 분리 결합 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 오일챔버가 구비된 왕복동 압축기.

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