KR100721081B1

KR100721081B1 - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR100721081B1
Application number: KR1020050076012A
Authority: KR
Inventors: 신이찌 사또오; 도시아끼 오노; 겐지 벳쨔꾸; 마사또시 미시나; 도모히로 나가오
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-05-22
Also published as: KR20060065471A; JP4538307B2; CN100375843C; CN1786470A; JP2006161761A; MY143858A

Abstract

본 발명의 과제는 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤의 기계 손실을 저감하여, 압축기 입력을 저감시킴으로써 효율이 높은 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

밀폐 용기 내에, 윤활유와 함께 냉매 가스를 흡입하여 압축하기 위한 압축기 요소(3, 4, 5, 6)와, 이를 회전 구동하는 전동기 요소(1, 2)로 이루어지는 압축기 본체를 수용하여 이루어지는 밀폐형 압축기에 있어서, 압축기 요소는 크랭크 샤프트(7)의 회전 구동과 연동하여 실린더(3)를 왕복 운동하는 피스톤(4)을 구비하고, 이 피스톤(4)의 외주면에 크랭크 샤프트(7)측의 단부로부터 피스톤 중간 위치까지의 범위 내로 형성된 단차부를 갖는다.

압축기 요소, 실린더, 크랭크 샤프트, 피스톤, 전동기 요소

Description

밀폐형 압축기 {ENCLOSED TYPE COMPRESSOR}

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 압축기의 전체 구성도.

도2는 도1에 도시한 부호 4(피스톤)의 본 발명에 있어서의 설명도.

도3은 본 발명에 관한 압축기의 특성을 도시한 설명도.

도4는 본 실시예의 실린더, 피스톤 부분의 구성을 도시한 도면.

도5는 종래의 압축기의 전체 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고정자

2 : 회전자

3 : 실린더

4 : 피스톤

4a : 단차부

5 : 실린더 헤드

6 : 헤드 커버

7 : 크랭크 샤프트

7a : 크랭크 핀

8 : 프레임

9 : 탄성체

10 : 로드

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-214342호 공보

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

냉장고 등의 냉동 사이클에는 밀폐 용기 내에 압축기 요소와 전동기 요소를 수납하여 이루어지는 밀폐형 압축기가 이용되고 있다. 특허 문헌 1에 기재된 왕복식 압축기에서는, 압축기 요소인 실린더와 피스톤을 구비하고, 전동기 요소의 동력에 의해 피스톤을 왕복 운동시킴으로써 실린더 내의 냉매를 압축하고 있다. 이러한 왕복식 압축기의 크랭크 샤프트와 피스톤의 접속으로서는, 볼 조인트에 의한 접속 방식이 있다. 특허 문헌 1은 볼 조인트에 의해 접속된 왕복식 압축기가 개시되어 있고, 피스톤의 상사점 위치에 있어서의 실린더면과의 간격(상부 간극) 치수나, 하사점 위치에 있어서의 피스톤과 실린더에 대한 축 방향 최소 접촉 길이와 실린더 직경의 관계에 착안하여, 이소부탄(R600a)을 이용한 냉동 사이클에의 적용을 도모하고 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2003-214342호 공보

이러한 볼 조인트 기구에 의한 왕복식 압축기에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 도5는 종래의 왕복식 압축기를 도시한 도면이다. 왕복식 압축기는, 바닥부에 윤활유를 저류하는 밀폐 용기의 내부에 고정자(1)와 회전자(2)로 이루어지는 전동기 요소와, 실린더(3), 피스톤(4), 실린더 헤드(5), 헤드 커버(6) 등으로 이루어지는 압축기 요소를, 크랭크 샤프트(7)를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링부를 형성한 프레임(8)의 상하에 각각 배치하여 구성한 압축기 본체를, 스프링 등의 탄성체(9)를 거쳐서 지지하여 수용한 구조이다. 전동기 요소에 의한 회전 구동에 의해 피스톤(4)이 실린더(3) 내를 왕복 운동하여, 냉매의 흡입, 압축, 토출 공정을 차례로 반복하고 있다.

피스톤(4)과 실린더(3)의 미끄럼 이동에 있어서는, 금속끼리의 접촉에 의한 접촉면의 마모를 억제하기 위해 피스톤 외주면과 실린더 내면과의 사이에, 크랭크 샤프트(7)의 샤프트 핀(7a)으로부터 비산시킨 윤활유에 의한 오일막을 형성시키기 위한 적정한 간극 치수가 마련되어 있어, 피스톤 외주면과 실린더 내면 사이의 밀봉성을 유지시키면서 피스톤의 왕복 운동을 행하도록 구성되어 있다.

이 간극 치수와 밀봉성과의 관계에 대해서는, 피스톤 외주면과 실린더 내면 사이에서 밀봉된 부분의 면적이 크게 영향을 미친다. 피스톤과 실린더가 오일막으로 밀봉된 부분의 면적은, 지나치게 감소시키면 면압이 증가하여 신뢰성이 저하되거나, 밀봉성이 저하하여 압축된 냉매가 피스톤과 실린더 사이에서 압축기 용기 내부로 누설되어 냉동 능력이 저하되는 경향이 된다. 반대로, 이 면적을 지나치게 증가시키면 신뢰성과 냉동 능력은 확보할 수 있지만 미끄럼 이동 손실이 증가하는 경향이 된다.

그래서, 종래부터 밀폐형 압축기에 있어서의 피스톤의 외주면 형상에 관해서는, 실린더와의 사이에 적극적으로 윤활유를 인입하여 피스톤의 실린더 헤드측 선단부까지 충분한 오일막을 형성하기 위해 외주면의 일부에 홈이나 오목부를 마련하는 등의 다양한 고안을 행하여, 피스톤 외주면의 홈 혹은 오목부가 실린더의 내외로 출입하는 사이에 윤활유를 실린더와 피스톤 사이에 인입하고 있다.

그러나, 최근에는 압축기의 효율 향상의 요구가 가속도적으로 높아지고 있어, 효율 향상의 일수단으로서 압축기의 입력을 저감시키는 것이 필요하게 되어 있지만, 상기한 실린더 외주면의 일부에 홈이나 오목부를 마련하는 것만으로는 충분한 효율 향상을 도모하는 것이 곤란하게 되어 있다.

본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 냉동 능력 및 신뢰성을 충분히 확보하는 동시에 압축기의 기계 손실을 저감시켜 압축기의 입력을 저감시키고, 압축기 효율(COP)을 향상시킨 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 밀폐 용기 내에 윤활유와 함께 냉매 가스를 흡입하여 압축하기 위한 압축기 요소와, 이를 회전 구동하는 전동기 요소로 이루어지는 압축기 본체를 수용하여 이루어지는 밀폐형 압축기에 있어서, 본 발명에서는 상기 압축기 요소는 크랭크 샤프트의 회전 구동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤을 구비하고, 이 피스톤의 외주면에 상기 크랭크 샤프트측의 단부로부터 피스톤 중간 위치까지의 범위 내로 형성된 단차부를 갖는 구성으로 하였다.

상기한 구성에 의해, 냉동 능력과 신뢰성을 확보하면서 실린더 - 피스톤간의 미끄럼 이동에 의한 기계 손실을 저감시키는 것이 가능해졌다.

또한, 상기 압축기 요소는 크랭크 샤프트의 회전 구동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤을 갖고, 냉매 가스로서 R600a를 사용하여 상기 실린더 및 상기 피스톤에 관한 면압을 작게 하고, 또한 상기 피스톤의 외주면에는 실린더 내면과 접촉하지 않는 단차부를 구비하여 상기 피스톤과 상기 실린더의 접촉 면적을 작게 하였다.

냉매 가스로서 R600a를 채용하여 실린더 및 피스톤에 관한 면압을 작게 함으로써, 피스톤과 실린더의 접촉 면적을 작게 하는 것이 가능해졌다. 따라서, 기계 손실을 저감 가능한 구성으로 할 수 있다.

또한, 압축기 요소는 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤이 대략 구 형상의 선단부를 갖는 로드와 연결되고, 상기 피스톤은 상기 로드를 거쳐서 크랭크 샤프트의 크랭크 핀의 편심 운동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 볼 조인트 기구로 구성되고, 상기 피스톤의 외주면에 상기 크랭크 샤프트측의 단부로부터 피스톤 중간 위치까지의 범위에 걸쳐 형성된 단차부를 갖고,

상기 단차부의 상기 피스톤측의 단부 위치를, 상기 피스톤의 하사점 위치에 있어서 상기 실린더의 개구보다도 상기 크랭크 샤프트측으로 하였다.

이와 같이 볼 조인트 기구에 의해 크랭크 샤프트와 피스톤을 연결하는 경우에는, 크랭크 샤프트의 회전 운동에 의한 방향성과 피스톤의 왕복 운동에 의한 방 향성의 관계로부터, 실린더 내에 있어서 피스톤의 이른바 한 쪽 치우침이 발생하기 쉬운 구성이지만, 단차부를 피스톤 개구보다도 샤프트측으로 함으로써 한 쪽 치우침을 효과적으로 방지하여 안정적인 운전이 가능해졌다.

또한, 볼 조인트 기구에 한정되지 않고 상기 단차부의 상기 피스톤측의 단부 위치를 상기 피스톤의 하사점 위치에 있어서 상기 실린더의 개구보다도 상기 크랭크 샤프트측으로 함으로써 단차부 전체로 윤활유를 받을 수 있어, 실린더와 피스톤 사이의 윤활유 공급을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 상기 중 어느 하나의 구성을 구비한 밀폐형 압축기에 있어서, 단차부를 일정한 깊이로 상기 피스톤의 전체 둘레에 걸쳐 똑같이 설치하였다. 이러한 구성으로 함으로써, COP 향상은 물론 가공상의 치수 정밀도도 유지할 수 있다.

또한, 상기 중 어느 하나의 구성을 구비한 밀폐형 압축기에 있어서, 단차부의 깊이를 200 ㎛ 이하로 하였다. 단차부의 깊이를 200 ㎛ 이하로 함으로써, 단차부의 오일막이 피스톤과 실린더 사이에 충분히 형성되는 동시에 단차를 작게 함으로써 오일이 단차부로부터 피스톤 선단부까지 원활하게 윤활하는 것이 가능하게 하였다. 따라서, 접촉면에 있어서의 오일막 끊김을 일으키는 일 없이 신뢰성을 확보할 수 있다.

이하, 도면에 도시한 본 발명의 일실시 형태를 설명한다. 도1은 본 실시예의 압축기의 전체 구성을 도시한 도면이다.

본 실시예의 압축기는, 바닥부에 윤활유를 저류하는 밀폐 용기의 내부에 고정자(1)와 회전자(2)로 이루어지는 전동기 요소와, 실린더(3), 피스톤(4), 실린더 헤드(5), 헤드 커버(6) 등으로 이루어지는 압축기 요소를 구비하고 있고, 크랭크 샤프트(7)를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링부를 형성한 프레임(8)의 상하에 각각 배치하여 구성한 압축기 본체를, 스프링 등의 탄성체(9)를 거쳐서 지지하여 수용한 구조이다.

이러한 구조의 밀폐형 압축기의 압축 기구는, 크랭크 샤프트(7)가 상기 전동기 요소에 의해 회전 구동되면, 압축기 요소의 크랭크 핀(7a)의 편심 운동에 의해 로드(10)를 거쳐서 피스톤(4)이 실린더(3) 내를 왕복 운동하여, 냉매의 흡입, 압축, 토출 공정을 차례로 반복하고 있다. 냉매의 흡입, 압축, 토출의 공정을 반복하는 데 있어서는 피스톤(4)이 실린더(3) 내를 미끄럼 이동하므로, 실린더(3)의 내주면과 피스톤(4)의 외주면 사이의 간극 치수와 밀봉성이 중요해진다.

즉, 밀폐 용기 내의 바닥부에 저류하는 광유를 윤활유로 하고, 전동기 요소에 의한 크랭크 샤프트(7)의 회전 이동에 수반하여 저부로부터 끌어 올려진 윤활유를 크랭크 핀(7a)부로부터 비산시키고, 실린더(3)와 피스톤(4)의 미끄럼 이동면 내에 오일막을 형성시키는 데 적합한 간극 치수와 실린더(3) 내의 밀봉성이 요구된다.

본 실시예의 피스톤(4)의 형태에 대해 도2를 이용하여 설명한다. 도2는 도1 중에 구성되어 있는 피스톤(4)의 본 실시예에 있어서의 형태를 도시한 도면이다. 본 실시예의 피스톤(4)은 피스톤(4)의 외주면에 크랭크 샤프트(7)측의 단부로부터 피스톤(4)의 중간 위치까지의 범위 내로 형성된 단차부(4a)를 갖고 있다. 도2에 도시한 바와 같이, 전체 길이가 L인 피스톤에 있어서 단차부(4a)는 피스톤의 전체 둘레 방향 360도에 걸쳐 설치하고, 단차부의 길이 L1, 깊이 d (mm)의 치수를 각각

L × 0.2 ≤ L1 ≤ L × 0.4, d ≤ 200 ㎛

로 하고 있다.

이 L1 치수의 크기에 의해 후술하는 바와 같이 압축기 효율이 변화하고, 본 실시예에서는 압축기 효율 향상이 실현 가능한 단차부(4a) 치수(L1)로 하고 있다. 또한, L1 = O인 경우가 종래의 피스톤이다.

이하, 단차부(4a)와 압축기 효율의 관계에 대해 설명한다. 도3은 본 실시예에 있어서의 피스톤 단차 치수(L1)와 압축기 효율의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 도3은, L1 치수와 압축기 효율의 관계에 대해, L1 치수를 변화시켜 효율을 계측한 결과이며, L1 치수가 0인 경우[즉, 도3에 나타낸 단차부(4a)가 없는 종래예의 피스톤인 경우]의 피스톤과 실린더의 미끄럼 이동 손실, 압축기 입력, 냉동 능력을 각각 100으로서 나타내고 있다. 단차부 길이(L1)의 증가에 따라서, 미끄럼 이동 손실과 압축기 입력은 일정 증가 범위까지는 저감하지만 일정 범위를 넘으면 반대로 증가하는 경향을 나타낸다.

또한 도3의 실험 결과에 대해 고찰한 바, 일정 증가 범위까지는 접촉 면적의 감소에 의해 손실은 저감하지만, 접촉 면적을 지나치게 감소시키면 면압이 증가하여 오일막 형성 부족의 요인이 되어 반대로 접촉 저항이 증가하는 것을 의미한다. 또한, 접촉 면적을 지나치게 감소시킨 경우에는 신뢰성도 저하되게 된다. 또한, 냉동 능력에 있어서는 일정 범위까지의 접촉 면적에 대해서는 바뀌지 않지만, 일정 범위를 넘어 지나치게 감소시키면 압축실 내에 있는 냉매가 피스톤과 실린더 사이 의 간극으로부터 누설되어 냉동 능력이 저하되게 된다.

이 결과로부터, L1 치수가 0.6보다도 커지면 급격히 COP가 저하되므로, 종래예보다도 높은 효율을 유지하기 위해서는 L1 치수를 0.6 이하로 하는 것이 필요하다. 이러한 L1 치수로 함으로써 COP의 향상을 도모할 수 있어, 에너지 절약 향상에 기여한다.

단, L1 치수가 0.5 이상이 되면 압축기의 냉동 능력이 저하 경향이 되므로, 예를 들어 부하가 높은 운전이 필요한 경우에는 고부하 운전 시간이 길어져 버려, 경우에 따라서는 결과적으로 에너지 절약에 역효과가 되어 버린다. 따라서, L1 치수를 0.5보다도 작게 하는 것이 긴요하다. L1 치수를 0.5보다 작게 함으로써[즉, 실린더 헤드(6)와는 반대측의 단부면으로부터 중간 위치까지의 범위 내로 함], 냉동 능력을 확보하면서 입력을 작게 하고 에너지 절약 향상에 의해 기여하는 것이 가능해진다.

이상으로부터, 입력의 저감과, 냉동 능력의 확보, 신뢰성 확보의 양면으로부터 L1 치수의 적정 범위로서 L × 0.2 ≤ L1 ≤ L × 0.4로 하는 것이 가장 압축기 효율(COP)의 향상으로 이어지는 것을 실험 결과에 의해 정하였다.

또한, 단차부(4a)의 깊이(d) 치수를 d ≤ 200 ㎛의 범위로 함으로써 단차부의 오일막이 피스톤과 실린더 사이에 충분히 형성되는 동시에, 단차를 작게 함으로써 오일이 단차부로부터 피스톤 선단부까지 원활하게 윤활하는 것이 가능하므로 접촉면으로부터의 오일막 끊김을 일으키는 일 없이 신뢰성을 확보할 수 있다.

단차부(4a) 깊이에 대해서는 피스톤과 실린더 사이의 간극성과 밀봉성의 관 계로 정해지는 것으로, 실린더 직경(r)의 변화에 의해 상기한 경향이 크게 달라질 일은 없다. 또한, 단차부(4a) 치수(L1)에 대해서도 피스톤 치수(L)와의 관계로 상기한 경향이 나타나는 것으로, 피스톤 치수(L) 그 자체에 의해 크게 변화될 일은 없다.

그래서, 본 실시예에 있어서는 COP 향상을 목적으로 하여 도3에 나타낸 결과로부터, 실린더, 피스톤 부분의 각 수치를 다음과 같이 정하였다. 도4를 이용하여 설명하면, 본 실시예의 실린더(3)의 내경(r)을 26.2 mm, 실린더 깊이(w)를 30.5 mm, 실린더 치수(L)를 22 mm, 단차부(4a)의 치수(L1)를 6 mm, 피스톤(4)의 스트로크(s)를 18 mm, 피스톤(4)의 상사점 위치에 있어서의 간극(상부 간극)을 0.04 mm 이하로 하고, 냉매에 R600a를 이용하여 윤활유로서는 광유를 사용하고 있다. 또한, 도4는 본 실시예의 실린더, 피스톤 부분의 구성을 도시한 도면이며, 피스톤(4)이 하사점 위치에 있는 경우를 도시하고 있다.

도4에 도시한 바와 같이, 피스톤(4)의 크랭크 샤프트(7)측의 단부로부터 구비되는 단차부(4a)의 실린더(3)측의 단부인 단차 위치(4b)는, 피스톤(4)의 하사점 위치에 있어서는 실린더 개구로부터 외측으로 나오는 구조로 하고 있다. 따라서, 하사점 위치에서는 크랭크 샤프트측으로부터 비산하는 윤활유나 상방으로부터 적하하는 윤활유를 단차부(4a) 전체로 받을 수 있어, 실린더(3) 내주면과 피스톤(4) 외주면 사이에 윤활유를 공급하는 데 있어서 단차부(4a)를 유효하게 활용할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 단차부(4a)의 깊이(d) 치수를 d ≤ 200 ㎛의 범위로 함으로써, 단차부(4a)에서 받은 윤활유의 오일막이 피스톤과 실린더 사이에 충분히 형성된다.

또한, 본 실시예에서는 피스톤(4)의 크랭크 샤프트(7)측의 단부로부터 구비되는 단차부(4a)의 실린더(3)측의 단부인 단차 위치(4b)는, 피스톤(4)의 하사점 위치에 있어서는 실린더 개구로부터 외측으로 나오는 구조로 되어 있지만, 이에 의해 압축기가 안정적인 운전이 가능하다. 예를 들어, 하사점 위치에 있어서 단차 위치(4b)가 실린더 내에 있는 경우, 크랭크 샤프트와 볼 조인트 기구에 의해 접속된 본 실시예의 경우에 있어서는, 실린더(3)의 내주면이 피스톤(4)의 왕복 운동의 가이드적인 역할도 더불어 갖는다. 따라서, 단차부(4a)의 단차 위치(4b)가 하사점 위치에 있어서 실린더(3) 개구의 내측에 있는 경우에는, 피스톤(4)의 왕복 운동(냉매 압축 방향) 개시시에 단차 위치(4b)를 지지점으로 한 피스톤(4)의 회전 운동이 발생되기 쉬워, 이른바 한 쪽 치우침의 원인이 될 수 있다. 본 실시예에서는 이를 방지하여, 안정적인 운전과 신뢰성 향상에 기여하고 있다.

이하, 상기한 본 실시예의 효과에 대해 고찰을 한다. 압축기의 입력의 저감 수단 중 하나로서는 주로 미끄럼 이동부의 기계 손실의 저감이 있고, 그 중에서도 피스톤과 실린더의 미끄럼 이동 손실의 저감은 압축기의 입력을 저감시키는 면에서 유효하다. 따라서, 종래부터 피스톤과 실린더의 미끄럼 이동 손실을 저감시키기 위한 설계 방법으로서, 오일막에 의한 윤활성의 향상이나 부품의 치수 정밀도를 높임으로써 마찰 저항을 저감시키는 것이 기본적인 방법 중 하나로 되어 있다.

이 종래부터의 기본적인 방법에 의한 윤활유 공급 구조의 개량이나 치수 정밀도의 향상보다도 더욱 저감 효과를 얻기 위해서는, 피스톤과 실린더의 접촉 면적 을 종래보다도 대폭 삭감하는 것이 매우 유효한 것을 발견하여, 본 실시예에서는 피스톤의 외주면에 있어서 실린더와 접촉하지 않는 단차부를 설치하고, 피스톤과 실린더의 접촉 면적을 종래보다도 대폭 감소시켜 미끄럼 이동 손실을 저감시키는 데 착안하였다.

이와 같이 단차부를 구비한 피스톤을 사용함으로써, 마찰 저항에 의한 미끄럼 이동 손실을 저감시켜 압축기의 입력의 저감을 실현할 수 있었다.

그러나, 이 경우의 과제로서는 단차부를 지나치게 넓게 설치하면 접촉 면적이 지나치게 작아져 버려 면압이 증가하여, 미끄럼 이동부의 마모를 촉진시킬 우려나 피스톤과 실린더의 간극으로부터의 냉매가 누설되어 버려 압축기의 냉동 능력이 저하될 우려가 있다. 또한, 단차를 지나치게 깊게 하면 단차부 표면의 오일막이 피스톤 외주면의 전역에 고루 미치지 않게 되어 접촉면에서의 오일막 끊김을 발생시킬 우려가 있다.

그래서, 밀폐 용기 내에 윤활유와 함께 냉매 가스를 흡입하여 압축하기 위한 압축기 요소와, 이를 회전 구동하는 전동기 요소로 이루어지는 압축기 본체를 수용하여 이루어지는 밀폐형 압축기에 있어서, 본 실시예에서는 크랭크 샤프트의 회전 구동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤의 외주면에 실린더 내면과 접촉하지 않는 단차부를 설치하고, 또한 단차부의 길이를 피스톤 전체 길이의 20 ％ 내지 40 ％로 한 것이다. 또한, 단차부의 깊이를 200 ㎛ 이하로 한 것이다.

이러한 구성으로 함으로써, 단차부를 갖는 것에 따른 문제점도 없어 압축기 입력의 저감이 가능해졌다.

또한, 단차부(4a)를 실린더 헤드와는 반대측의 피스톤 단부면으로부터 피스톤 중간 위치까지의 범위에 걸쳐서 일정한 깊이로 전체 둘레에 설치함으로써 단순 형상의 단차부(4a)로 할 수 있고 가공상의 치수 정밀도도 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예는 이상 설명한 바와 같이 피스톤과 실린더에 가해지는 면압이 작은 압축기에 대해 특히 적합하다. 따라서, 종래의 냉장고용 압축기로 널리 사용되어 온 냉매 가스 HFC-134a 대신에 최근 주류로 되어 온 냉매 가스 R600a를 사용한 압축기에 있어서는, 냉매 압력이 낮고 면압이 적으므로 본 구성은 매우 유효한 것이다. 환언하면, 냉매 가스로서 R600a를 사용하여 실린더(3) 및 피스톤(4)에 가해지는 면압을 작게 하고, 또한 피스톤(4)의 외주면에는 실린더(3) 내면과 접촉하지 않는 단차부(4a)를 구비함으로써, 피스톤(4)과 실린더(3)의 접촉 면적을 작게 하는 것이 가능해져, 효율 향상으로 이어진다고 하는 것이다.

또한, 압축 방식으로서 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤이 대략 구 형상의 선단부를 갖는 로드와 연결되고, 상기 피스톤은 상기 로드를 거쳐서 크랭크 샤프트의 크랭크 핀의 편심 운동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 볼 조인트 기구로 구성된 압축기(도1은 볼 조인트 기구를 도시한 압축기 구성도의 일예)는, 크랭크 샤프트의 회전 운동을 피스톤의 왕복 운동으로 할 때에 크랭크 샤프트의 회전 방향에 의해 피스톤 측면의 한 쪽 치우침 등이 발생하기 쉬운 구조이며, 피스톤과 실린더의 간극을 항상 최적으로 보유 지지하는 것이 필요하지만, 본 실시예에서는 상기한 바와 같은 구조를 구비하였으므로 이들 문제점을 해결 가능해졌다. 따라서, 볼 조인트 압축 기구를 갖는 압축기에서는 본 구성은 매우 유효한 것이다.

본 발명에 따르면 냉동 능력 및 신뢰성을 확보하고, 또한 압축기의 기계 손실을 저감시켜 압축기의 입력을 저감시키고, 압축기 효율(COP)을 향상시킨 압축기를 제공할 수 있다.

Claims

밀폐 용기 내에, 윤활유와 함께 냉매 가스를 흡입하여 압축하기 위한 압축기 요소와, 이를 회전 구동하는 전동기 요소로 이루어지는 압축기 본체를 수용하여 이루어지는 밀폐형 압축기에 있어서,

상기 압축기 요소는 크랭크 샤프트의 회전 구동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤을 구비하고, 이 피스톤의 외주면에 상기 크랭크 샤프트측의 단부로부터 피스톤 중간 위치까지의 범위 내에 형성된 단차부를 갖고,

상기 단차부의 상기 피스톤측의 단부 위치를, 상기 피스톤의 하사점 위치에 있어서 상기 실린더의 개구보다도 상기 크랭크 샤프트측으로 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
밀폐 용기 내에, 윤활유와 함께 냉매 가스를 흡입하여 압축하기 위한 압축기 요소와, 이를 회전 구동하는 전동기 요소로 이루어지는 압축기 본체를 수용하여 이루어지는 밀폐형 압축기에 있어서,

상기 압축기 요소는 크랭크 샤프트의 회전 구동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤을 갖고, 냉매 가스로서 R600a를 사용하여 상기 실린더 및 상기 피스톤에 가해지는 면압을 작게 하고, 또한 상기 피스톤의 외주면에는 실린더 내면과 접촉하지 않는 단차부를 구비하여 상기 피스톤과 상기 실린더와의 접촉 면적을 작게 하고,

상기 단차부의 상기 피스톤측의 단부 위치를, 상기 피스톤의 하사점 위치에 있어서 상기 실린더의 개구보다도 상기 크랭크 샤프트측으로 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
밀폐 용기 내에, 윤활유와 함께 냉매 가스를 흡입하여 압축하기 위한 압축기 요소와, 이를 회전 구동하는 전동기 요소로 이루어지는 압축기 본체를 수용하여 이루어지는 밀폐형 압축기에 있어서,

압축기 요소는, 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤이 대략 구 형상의 선단부를 갖는 로드와 연결되고, 상기 피스톤은 상기 로드를 거쳐서 크랭크 샤프트의 크랭크 핀의 편심 운동과 연동하여 실린더 내를 왕복 운동하는 볼 조인트 기구로 구성되고,

상기 피스톤의 외주면에 상기 크랭크 샤프트측의 단부로부터 피스톤 중간 위치까지의 범위에 걸쳐서 형성된 단차부를 갖고,

상기 단차부의 상기 피스톤측의 단부 위치를, 상기 피스톤의 하사점 위치에 있어서 상기 실린더의 개구보다도 상기 크랭크 샤프트측으로 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
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제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단차부는 일정한 깊이로 상기 피스톤의 전체 둘레에 걸쳐 똑같이 설치된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단차부의 깊이는 200 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.