KR100658420B1

KR100658420B1 - 냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기

Info

Publication number: KR100658420B1
Application number: KR1020040110723A
Authority: KR
Inventors: 서승돈
Original assignee: 삼성광주전자 주식회사
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-12-19
Also published as: CN1793753A; ITTO20050826A1; US20060130512A1; BRPI0504863A; KR20060071748A; JP2006177657A

Abstract

본 발명은 냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 저속모터를 구비하면서도 냉매의 압축능력 저하가 방지되도록 마련된 압축기를 채용하여 냉각능력을 저하시키지 않으면서도 작동소음을 큰 폭으로 줄일 수 있도록 마련된 냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 본체 내부에 물공급원과; 상기 물공급원의 물을 냉각시키도록 압축기와 응축기 및 팽창장치와 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 마련된 냉동사이클;을 구비하여 상기 증발기에 의해 상기 물공급원의 물을 냉각시킬 수 있도록 마련된 냉온수기에 있어서,

상기 압축기는 밀폐용기와, 냉매의 압축이 수행되도록 압축실을 구비하는 압축기구와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하도록 4극 이상의 저속모터로 마련되는 구동부와, 상기 압축실로 유입되는 냉매의 유입량을 증대시키도록 마련된 과급장치를 포함하여 구성된다.

Description

냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기{REFRIGERATING CYCLE AND HOT AND COLD WATER EQUIPMENT WITH SAME}

도 1은 본 발명에 따른 냉온수기의 외관을 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉온수기의 내부 구성을 대략적으로 도시한 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉온수기에 있어서, 냉동사이클의 압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉온수기에 있어서, 냉동사이클의 압축기의 평단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 압축기의 과급장치의 구조를 도시한 단면도로, 밀폐용기 내부의 냉매가 과급실로 유입되는 상태를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 압축기의 과급장치의 구조를 도시한 단면도로, 과급실의 냉매가 압축실로 공급되는 상태를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 압축기에 있어서 오일픽업작용을 위한 베인의 사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 압축기에 있어서 오일픽업작용을 위한 베인의 평단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 본체 400: 냉수조

500: 냉동사이클 600: 압축기

1: 밀폐용기 2: 흡입관

3: 토출관 10: 압축기구

11a:압축실 20:구동부

30: 실린더블럭 50: 과급장치

51: 보조실린더 51a:과급실

52:보조피스톤 53:보조커넥팅로드

54:흡입유로 54a: 보조흡입밸브

55: 토출밸브 55a:보조토출밸브

60: 오일픽업부재 70: 베인

72, 73: 하부밴딩부 74,75: 상부밴딩부

본 발명은 냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저속모터를 구비하면서도 냉매의 압축능력 저하가 방지되도록 마련된 압축기를 채용하여 냉각능력을 저하시키지 않으면서도 작동소음을 큰 폭으로 줄일 수 있도록 마련된 냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기에 관한 것이다.

일반적으로 냉온수기는 통상의 냉온정수기를 포함하는 것으로, 본체 내부에 냉수조 및 온수조와, 냉수조의 물을 냉각시키기 위한 냉동사이클 및 온수조의 물을 가열하기 위한 히터를 구비한다.

이중 냉동사이클은 저압의 냉매를 흡입 및 압축하여 고압 상태로 토출하는 압축기와, 압축기로부터 토출된 냉매를 응축하는 응축기와, 응축기로부터 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창장치와, 팽창장치에서 팽창된 냉매가 증발되면서 주위의 공기와 열교환을 하는 증발기가 냉매관을 통해 폐회로를 이루도록 마련되며, 상기 증발기는 냉수조의 열을 효과적으로 흡수할 수 있도록 냉수조 외면에 감겨지도록 설치된다.

따라서 냉동사이클을 순환하는 냉매는 응축기에서 응축되면서 주위로 열을 방출하고, 증발기에서 증발되며 냉수조의 열을 흡수하게 되며, 냉수조의 물을 이러한 증발기에 의해 냉각된 상태로 본체 외부로 공급된다.

한편, 이러한 냉동사이클 중 상기 압축기는 밀폐용기 내부에 냉매의 압축이 수행되는 압축기구와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하는 모터를 구비하며, 밀폐용기에는 증발기 측 냉매를 밀폐용기 내부로 전달하기 위한 흡입관과 압축기구에 의해 압축된 냉매를 상기 응축기 측으로 전달하는 토출관이 설치된다.

이러한 구성을 통해 증발기로부터 흡입관을 통해 압축기의 밀폐용기 내부로 유입된 냉매는 모터의 구동에 의해 압축기구로 압축되어 압축되고, 이렇게 압축기구를 통해 압축된 냉매는 상기 토출관을 통해 응축기로 토출된다.

또 이러한 종래 냉온수기에 있어서, 상기 압축기의 모터로는 통상의 냉장고 나 에어컨 등과 같이 상용회전수가 3000rpm 내지 3600rpm 정도로 마련되는 2극 모터가 주로 채용되고 있다.

그러나 이러한 종래 냉동사이클은 압축기의 모터로서 고속의 2극모터를 채용하고 있기 때문에, 모터의 고속 회전에 따른 압축기의 소음 및 진동이 큰 폭으로 증가하게 되고, 이러한 압축기의 소음 및 진동은 냉온수기의 본체 전체로 전달되며 냉온수기의 작동소음 역시 큰 폭으로 증가시키게 되는 문제점이 있었으며, 이는 정숙운전을 방해하여 냉온수기의 신뢰성을 크게 저하시키는 요인이 되었다.

또 이러한 냉온수기의 작동소음을 저감시키고자 상기 압축기의 모터로서 상용회전수 1500rpm 내지 1800rpm 정도로 마련되는 4극 모터 등 2극 이상의 저속모터를 채용할 경우도 생각해 볼 수 있겠으나, 이때는 모터의 회전수 저감에 따른 압축기의 압축능력 저감으로 인해 원활한 냉매의 압축작용을 수행할 수 없게 되어 냉온수기의 냉각능력이 현저하게 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 저속모터를 구비하면서도 냉매의 압축능력 저하가 방지되도록 마련된 압축기를 채용하여 냉각능력을 저하시키지 않으면서도 작동소음을 큰 폭으로 줄일 수 있도록 마련된 냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 압축기와 응축기 및 팽창장치와 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 마련된 냉동사이클에 있어서, 상기 압 축기는 밀폐용기와, 냉매의 압축이 수행되도록 압축실을 구비하는 압축기구와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하도록 4극 이상의 저속모터로 마련되는 구동부와, 상기 압축실로 유입되는 냉매의 유입량을 증대시키도록 마련된 과급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 본체 내부에 물공급원과; 상기 물공급원의 물을 냉각시키도록 압축기와 응축기 및 팽창장치와 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 마련된 냉동사이클;을 구비하여 상기 증발기에 의해 상기 물공급원의 물을 냉각시킬 수 있도록 마련된 냉온수기에 있어서, 상기 압축기는 밀폐용기와, 냉매의 압축이 수행되도록 압축실을 구비하는 압축기구와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하도록 4극 이상의 저속모터로 마련되는 구동부와, 상기 압축실로 유입되는 냉매의 유입량을 증대시키도록 마련된 과급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 과급장치는 상기 구동부의 구동력을 전달받아 상기 밀폐용기 내부의 냉매를 상기 압축실 내부로 압축하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는 밀폐용기에 고정되도록 마련된 고정자와, 상기 고정자 내부에 마련되는 회전자와, 상기 회전자에 압입되는 회전축을 포함하고, 상기 압축기구는 상기 압축실을 형성하는 실린더와, 상기 압축실 내부에 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤과, 상기 회전축의 일단에 형성된 편심축부와 상기 피스톤 사이를 연결하는 커넥팅로드를 더 포함하며, 상기 과급장치는 과급실을 형성하는 보조실린더와, 상기 과급실 내부에 진퇴 가능하도록 설치된 보조피스톤과, 상기 편심축부와 상기 보조피스톤 사이를 연결하는 보조커넥팅로드와, 상기 밀폐용기 내부와 상기 과급실 사이를 연통시키는 흡입유로와, 상기 과급실과 상기 압축실 사이를 연통시키는 토출유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조피스톤은 상기 피스톤이 상사점에 도달하기 전에 상사점에 도달하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조피스톤은 상기 피스톤이 상사점에 도달한 상태에서 하사점에 도달하고 상기 피스톤이 하사점에 도달한 상태에서 상사점에 도달하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡입유로와 토출유로에는 상기 흡입유로와 토출유로가 서로 상반되게 개폐되도록 하는 흡입밸브와 토출밸브가 각각 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는 4극모터인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 냉온수기는 통상의 냉온정수기를 포함하는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외관을 이루는 직육면체 형상의 본체(100)를 구비하고, 이러한 본체(100)의 상부 전면에는 냉수와 온수를 각각 취수할 수 있도록 마련된 냉수취수콕(110)과 온수취수콕(120)이 설치된다.

본체(100)의 내부에는 도시되지 않은 외부 급수원(미도시)으로부터 본체(100) 내부로 전달되는 물에 포함된 각종 불순물이나 세균을 제거하기 위한 필터(200)와, 각각 온수 및 냉수를 저장하도록 마련된 온수조(300) 및 냉수조(400)가 설치된다.

여기서 상기 필터(200)는 본 발명의 냉온수기가 정수기능을 구비하지 않는 단순 냉온수기로 사용될 경우 삭제가 가능하다. 또 상기 냉수조(400)는 본체(100) 내부에 마련되는 물공급원으로써 본 실시예와 같이 통상의 수조형상으로 마련될 수도 있으며, 냉온수기가 외부 급수원(급수원)의 물을 저장하지 않고 바로 외부로 공급할 수 있도록 마련될 경우 상기 외부 급수원에 연결되는 통상의 파이프형태로 마련될 수도 있다.

필터(200)를 통과한 물은 온수조(300) 및 냉수조(400) 측으로 분기되도록 마련된 물공급관(130)을 통해 이러한 온수조(300) 및 냉수조(400)로 분기되어 전달되며, 상기 온수조(300) 및 냉수조(400)의 출구는 각각 상기 온수취수콕(120) 및 냉수취수콕(110)과 연결되도록 마련된다.

또 상기 온수조(300)의 물을 가열할 수 있도록 온수조(300) 내부에는 히터(310)가 설치되며, 상기 냉수조(400)의 물은 냉동사이클(500)에 의해 냉각되도록 마련되는데, 이러한 냉동사이클(500)은 압축기(600)와 응축기(700) 및 팽창장치(800)와 증발기(900)가 냉매배관(510)을 통해 폐회로를 이루도록 마련된다.

이중 압축기(600)는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축시키고, 응축기(700)는 압축기(600)로부터 전달된 냉매를 고온고압의 액체상태로 응축시킨다. 또 응축기(700)에서 응축된 고온고압의 액체상태 냉매는 통상의 모세관으로 형성되는 상기 팽창장치(800)를 거치는 과정에서 교축 팽창되며 저온 저압의 액체상태 냉매가 되고, 증발기(900)는 팽창장치(800)를 거친 저온 저압의 액체상태 냉매를 증발시켜 저온 저압의 기체상태 냉매가 되도록 한다.

따라서 냉동사이클의 냉매배관(510)을 따라 순환하는 냉매는 응축기(700)에서 응축되면서 주위로 열을 방출하고, 증발기(900)에서 증발되면서 주위의 열을 흡수하게 되며, 냉동사이클은 이러한 증발기(900)에 의해 냉각작용을 수행하게 된다.

또 증발기(900)는 냉수조(400)의 열을 효과적으로 흡수할 수 있도록 냉수조(400) 외면에 감겨지도록 설치되고, 응축기(700)와 팽창장치(800) 사이의 냉매배관(900)에는 응축기(700)를 통과한 액체상태 냉매 중의 수분을 제거하기 위한 드라이어(520)가 설치된다.

이러한 구성을 통해 상기 냉동사이클(500) 및 히터(310)가 구동되면 냉수조(400)의 물의 냉동사이클(500)의 증발기(900)에 의해 냉각되고 온수조(300)의 물은 히터(310)에 의해 가열되며, 사용자는 본체(100) 전면의 냉수취수콕(110) 및 온수취수콕(120)을 조작하여 본체(100) 외부에서 냉수 및 온수를 취출할 수 있게 된다.

한편, 상기 압축기(600)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상부용기(1a)와 하부용기(1b)가 결합되어 형성되는 밀폐용기(1)와, 이러한 밀폐용기(1) 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축이 수행되는 압축기구(10)와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하는 구동부(20)를 구비하며, 밀폐용기(1)의 일측과 타측에는 상기 냉동사이클(500)의 증발기(900) 측 냉매를 밀폐용기(1) 내부로 안내하는 흡입관(2) 및 압축기구(10)에 의해 압축된 냉매를 상기 냉동사이클(500)의 응축기(700) 측으로 전달하도록 밀폐용기(1) 외부로 토출시키는 토출관(3)이 마련되며, 이러한 흡입관(2) 및 토출관(3)은 상기 냉매배관(510)과 연결된다.

이중 압축기구(10)는 냉매를 압축하도록 압축실(11a)이 형성된 실린더(11) 와, 압축실(11a) 내부에서 진퇴하며 냉매의 압축작용을 수행하는 피스톤(12)과, 압축실(11a)을 밀폐시키도록 실린더(11)에 결합되며 냉매토출실(13a)과 냉매흡입실(13b)이 구획 형성된 실린더헤드(13)와, 실린더(11)와 실린더헤드(13) 사이에 마련되며 냉매흡입실(13b)로부터 압축실(11a)로 흡입되거나 압축실(11a)로부터 냉매토출실(13a)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치(14)로 구성된다. 여기서 실린더(11)는 고정자 상부에 마련되는 실린더블럭(30)에 형성된다.

또 구동부(20)는 상기 피스톤(12)이 압축실(11a) 내부에서 왕복 운동할 수 있도록 구동력을 제공하는 것으로, 밀폐용기(1)의 내부에 고정된 고정자(21)와, 이 고정자(21)의 내부에 이격 설치되어 고정자(21)와 전자기적으로 상호작용하는 회전자(22)와, 회전자(22)의 중심에 압입되어 회전자(22)와 함께 회전하도록 마련된 회전축(23)을 구비하는 통상의 모터로 마련되며, 이러한 모터로는 주파수 50Hz 내지 60Hz에서 1500rpm 내지 1800rpm의 상용회전수를 갖도록 마련되는 4극모터가 채용되며, 이를 위해 상기 고정자(21)로는 4극고정자가 채용된다.

이와 같이 4극의 저속모터를 채용하는 구동부(20)는 회전축(23)의 회전수를 통상의 냉온수기용 냉동사이클의 압축기에 채용되는 2극모터의 절반수준이 되도록 하여 모터의 회전에 따른 진동을 큰 폭으로 저감시킴으로써 압축기(600)의 구동소음을 밀폐용기(1) 외측에서 거의 느낄 수 없을 정도의 수준으로 줄임으로써, 이를 구비하는 상기 냉동사이클(500) 및 냉온수기의 작동소음을 큰 폭으로 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다.

또 회전축(23)은 실린더블록(30)에 형성된 베어링부(31)에 축지지되며 상부 로 연장되고, 이러한 회전축(23)의 상부에는 편심회전하는 편심축부(24)과, 편심축부(24)의 편심회전을 직선운동으로 전환시킬 수 있도록 일단은 편심축부(24)에 회전운동 가능하게 결합되고 타단은 피스톤(12)에 회전 및 직선운동 가능하게 설치된 커넥팅로드(25)가 마련된다.

또한, 상기 냉매흡입실(13b)과 흡입관(2) 사이에는 압축실(11a) 내부로 유입되는 냉매의 유동소음을 줄이기 위한 흡입머플러(41)가 설치되며, 냉매토출실(13a)과 토출관(3) 사이에는 밀폐용기(1) 외부로 토출되는 냉매의 토출소음을 저감시키기 위한 공명공간을 형성하는 토출머플러(42)(도 2참조)가 설치되는데, 이러한 토출머플러(42)는 실린더(11)와 함께 실린더 일측의 실린더블록(30)에 일체로 형성된다.

이러한 구성을 통해 전원 인가에 따른 고정자(21)와 회전자(22) 간의 전기적인 상호작용에 의해 회전자(22)와 함께 회전축(23)이 회전하게 되면, 편심축부(24)와 커넥팅로드(25)를 통해 연결된 피스톤(12)이 압축실(11a) 내부에 직선왕복운동을 하게 되고, 이를 통해 흡입관(2)으로부터 밀폐용기(1) 내부로 유입된 냉매는 흡입머플러(41)를 지나면서 다소 소음이 저감된 상태로 실린더헤드(13)의 냉매흡입실(13b)로 유입된 후, 압축실(11a)로 전달되어 압축실(11a) 내부에서 압축되고, 이렇게 압축실(11a)에서 압축된 냉매는 다시 실린더헤드(13)의 냉매토출실(13a)로 토출된 후 토출머플러(42)와 토출관(3)을 거쳐 밀폐용기(1) 외부로 토출되며, 이러한 과정이 반복진행되며 압축기(600)에 의한 냉매의 압축작용이 이루어진다.

한편, 상기 실린더(11) 타측의 실린더블록(30)에는 상기 압축실(11a)로 유입 되는 냉매의 유입량을 증대시키도록 하는 과급장치(50)가 마련되는데, 이러한 과급장치(50)의 구성은 상기 회전축(23)의 회전수 저감에 따른 압축기(600)의 압축능력이 저하되는 것을 보상하여기 위한 것으로, 상기 압축기(600)가 구동부(20)로서 저속의 4극모터를 채용하면서도 통상의 냉온수기용 냉동사이클에서 요구되는 냉매압축능력을 만족시킬 수 있도록 함으로써 상기 냉동사이클(500) 및 냉온수기의 냉각능력저하가 방지되도록 한다.

또 이러한 과급장치(50)는 흡입관(2)을 통해 밀폐용기(1) 내부로 유입되는 냉매 중 상기 흡입머플러(41)를 경유하여 실린더헤드(13)의 냉매흡입실(13b)로 유입되지 않고 밀폐용기(1) 내부에 상존하게 되는 냉매를 압축하여 상기 압축실(11a)로 전달되도록 함으로써, 압축실(11a)의 냉매유입량을 증가시키게 되는데, 이러한 과급장치(50)는 별도의 구동장치를 설치하지 않고서도 밀폐용기(1) 내부의 냉매를 압축하여 압축실(11a)로 전달할 수 있도록 상기 구동부(20)의 구동력을 전달받아 구동되도록 마련된다. 이러한 과급장치(50)의 구조를 도 5와 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고로 도 5는 밀폐용기(1) 내부의 냉매가 후술하게 될 과급실(51a)로 유입되는 상태를 도시한 것이고, 도 6은 과급실(51a)의 냉매가 압축실(11a)로 공급되는 상태를 도시한 것이다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 과급장치(50)는 내부공간이 과급실(51a)을 형성하며, 상기 토출머플러(42)와 함께 토출머플러(42) 반대측 실린더블(30)록에 실린더블록(30)과 일체로 마련되는 보조실린더(51)와, 상기 과급실(51a) 내부에서 진퇴하며 과급실(51a) 내부의 냉매를 압축할 수 있도록 마련된 보조피스톤(52)과, 일단은 상기 보조피스톤(52)에 볼조인트 방식으로 회전가능하도록 체결되고 타단은 커넥팅로드(25)와 함께 상기 회전축(23)의 편심축부(24)에 회전 가능하도록 체결되어 커넥팅로드(25)와 소정의 각을 이루도록 마련된 보조커넥팅로드(53)와, 상기 밀폐용기(1) 내부와 상기 과급실(51a) 사이를 연통시키는 흡입유로(54) 및 상기 과급실(51a)과 상기 압축실(11a) 사이를 연통시키는 토출유로(55)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 흡입유로(54)는 보조실린더(51)를 관통하여 과급실(51a)과 밀폐용기(1) 내부를 연통시키고, 상기 토출유로(55)는 과급실(51a)과 압축실(11a) 사이의 실린더블럭(30) 내부를 관통하여 과급실(51a)과 압축실(11a) 사이를 연통시키게 되는데, 상기 흡입유로(54)의 출구와 상기 토출유로(55)의 입구는 보조피스톤(52)의 상사점 측 과급실(51a)의 폐쇄된 단부에 형성된다.

또 상기 흡입유로(54)의 출구 측에는 보조피스톤(52)이 하사점으로 이동하는 경우 흡입유로(54)를 개방시키고 보조피스톤(52)이 상사점으로 이동하는 경우 흡입유로를 폐쇄시키도록 마련된 보조흡입밸브(54a)가 설치되며, 상기 토출유로(55)의 입구 측에는 보조피스톤(52)이 하사점으로 이동하는 경우 토출유로(55)를 폐쇄하고 보조피스톤(52)이 상사점으로 이동하는 경우 토출유로(55)를 개방시켜 보조흡입밸브(54a)와 서로 상반되게 개폐되도록 마련된 보조토출밸브(55a)가 설치된다.

또 상기 피스톤(12) 및 보조피스톤(52)의 동작은 상기 피스톤(12)이 상사점에 도달하기 전에 상기 보조피스톤(52)이 상사점에 도달할 수 있도록 마련되어 과 급실(51a)에서 압축된 냉매가 압축실(11a)의 냉매가 냉매토출실(13a)로 토출되기 전에 압축실(11a)로 전달되도록 하여야 하며, 보다 효율적인 냉매 과급을 위해서 커넥팅로드(25)나 보조커넥팅로드(53)의 길이 및 그 사잇각을 조절하거나, 동축상으로 연장되는 상기 편심축부(24)를 도면과 다르게 서로 축을 달리하는 2단으로 형성하여 편심축부의 각 단에 커넥팅로드(25) 및 보조커넥팅로드(53)의 단부를 결합하여 상기 피스톤(12)이 상사점에 도달한 상태에서는 상기 보조피스톤(52)이 하사점에 도달하고 상기 피스톤(12)이 하사점에 도달한 상태에서는 상기 보조피스톤(52)이 상사점에 도달하도록 마련하거나 이에 보다 근접할 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 따른 냉동사이클(500)의 압축기(600)는 회전축(23)의 회전에 의한 압축실(11a)의 냉매압축작용시 상기 과급장치(50)에 의해 압축된 밀폐용기(1) 내부의 냉매가 압축실(11a)로 전달되어 압축실(11a)로 유입되는 냉매의 유입량을 증대시킴으로써, 구동부(20)로서 4극의 저속모터를 채용하면서도 상기 회전축(23)의 저속회전에 따른 압축능력 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 다시 도 3을 참조하면, 상기 밀폐용기(1)의 저부에는 소정량의 오일이 저장되는 오일저장공간(1c)이 형성되고, 상기 회전축(23)의 내부에는 오일저장공간(1ㅊ)의 오일을 상기 회전축(23)이나 압축기구(10)의 마찰부위로 전달하는 오일유로(23a)가 형성되며, 상기 회전축(23)의 하단에는 오일저장공간(1c)과 오일유로(23a)를 연통시키는 오일픽업부재(60)가 마련된다.

오일픽업부재(60)는 개방된 상단이 회전축(23)의 하단에 압입되어 회전축 (23)에 결합되고, 오일픽업부재(60)의 하단 중앙부에는 급유홀(61)이 형성되며, 이러한 오일픽업부재(60)의 내부에는 오일픽업부재(60)의 내면과의 사이에 와류를 형성하여 오일의 픽업작용을 촉진시키기 위한 판상의 베인(70)이 설치된다.

따라서 회전축(23)의 회전에 따른 원심력에 의해 오일저장공간(1c)의 오일은 오일픽업부재(60)의 내면과 오일유로(23a)를 따라 회전축(23)이나 압축기구(10)의 마찰부위로 전달되며 윤활 및 냉각작용을 수행하게 된다.

한편, 도 7와 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 베인(70)은 중앙부에 마련되는 몸체부(71)와, 하부 및 상부 각 모서리 측에 밴딩되도록 마련되는 밴딩부(72,73,74,75)를 구비하며, 이러한 밴딩부(72,73,74,75)는 하부 양측 모서리에 마련되어 상기 회전축(23)의 회전방향 측으로 절곡 밴딩된 한 쌍의 하부밴딩부(72,73)와, 상부 양측 모서리에 마련되어 상기 회전축(23)의 회전방향 반대 측으로 절곡 밴딩된 한 쌍의 상부밴당부(74,75)를 포함하여 구성된다.

이러한 밴딩부(72,73,74,75)의 구성은 저속모터 채용에 따른 오일픽업효율의 저하를 방지하기 위한 것으로, 저속회전하는 회전축(23)에 의해서도 오일저장공간(1c)의 오일을 효과적으로 픽업할 수 있도록 한다.

즉, 회전축(23)의 회전시 회전축(23)의 회전방향으로 밴딩된 상기 하부밴딩부(72,73)는 우선 오일을 보다 효과적으로 상측으로 퍼올릴 수 있도록 하며, 이에 따라 상측으로 안내된 오일은 베인(70)의 상부 끝단으로 안내되기 전에 상기 상부밴딩부(74,75)를 통해 신속하게 수직방향으로 압송되어 회전축(23)이 저속으로 회전하더라고 오일의 픽업작용이 효과적으로 수행될 수 있도록 한다.

여기서 상기 하부밴딩부(72,73)와 상부밴딩부(74,75)는 4극모터의 상용회전수를 감안했을 때 각각 30도와 45도의 밴딩각을 갖도록 밴딩되는 것이 바람직하며, 상기 베인(70)은 중앙을 기준으로 좌우양측이 곡면을 이루도록 밴딩된 상태에서 오일픽업부재(60) 내면에 압입되어 정위치에 고정될 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 따른 압축기는 이러한 베인(70)의 구조 개선을 통해 구동부(20)로서 4극의 저속모터를 채용하면서도 상기 회전축(23)의 저속회전에 따른 오일픽업작용 저하를 방지할 수 있게 된다.

다음은 본 발명에 따른 냉동사이클(500)의 압축기(600)의 동작 및 이에 따른 작용효과에 관하여 설명하도록 한다.

먼저 전원 인가에 따른 고정자(21)와 회전자(22) 간의 전기적인 상호작용에 의해 회전자(22)와 함께 회전축(23)이 회전하게 되면, 편심축부(24)와 커넥팅로드(25)를 통해 연결된 피스톤(12)이 압축실(11a) 내부에 직선왕복운동을 하게 되고, 이를 통해 밀폐용기(1) 외부 측 냉매는 흡입관(2)으로부터 흡입머플러(30)를 지나면서 다소 소음이 저감된 상태로 실린더헤드(13)의 냉매흡입실(13b)로 유입된 후, 압축실(11a)로 전달되어 압축실(11a) 내부에서 압축되고, 이렇게 압축실(11a)에서 압축된 냉매는 다시 실린더헤드(13)의 냉매토출실(13a)로 토출된 후 토출관(3)을 통해 밀폐용기(1) 외부로 토출되며, 이러한 과정이 반복진행되며 압축기(600)를 통한 냉매의 압축작용이 이루어지고, 이렇게 압축기(600)에 의해 압축된 냉매는 냉매배관(510)을 따라 순환하다가 상기 증발기(900)에서 증발되며 냉수조(400)의 물이 냉각될 수 있도록 한다.

그리고 이때 본 발명에 따른 냉동사이클(500)의 압축기(600)는 구동부(20)로서 채용된 4극모터에 의해 회전축(23)의 회전수가 통상의 2극모터에 비해 절반정도로 줄어든 상태이므로 모터의 회전에 따른 진동이 큰 폭으로 저감되어 압축기(600)의 구동소음이 밀폐용기(1) 외측에서 거의 느낄 수 없을 정도의 수준으로 줄어 들게 되며, 이를 통해 압축기(600)로부터 냉온수기의 본체(100)로 전달되는 소음 및 진동 역시 큰 폭으로 줄어들게 된다.

또한, 본 발명의 냉동사이클의 압축기(600)는 이러한 냉매의 압축작용시 상기 과급장치(50)에 의해 압축된 밀폐용기(1) 내부의 냉매가 압축실(11a)로 전달되어 압축실(11a)로 유입되는 냉매의 유입량을 증대시킴으로써, 구동부(20)로서 4극의 저속모터를 채용하면서도 상기 회전축(23)의 저속회전에 따른 압축능력 저하를 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 상기 냉동사이클(500) 및 냉온수기 역시 저속의 저소음 압축기(500)를 채용하면서도 냉각능력이 저하되지 않게 된다.

또 본 발명에 따른 냉동사이클(500)의 압축기(600)는 베인(70)에 마련된 벤딩부(72,73,74,75)의 오일픽업 촉진작용을 통해 구동부(20)로서 4극의 저속모터를 채용하면서도 상기 회전축(23)의 저속회전에 따른 오일픽업작용의 저하를 방지할 수 있게 된다.

참고로 본 실시예에 있어서 상기 압축기(600)의 구동부(20)로는 4극모터가 채용되어 있으나, 상기 구동부(20)는 이 외에 6극모터 등 4극 이상의 다양한 저속모터로 마련될 수도 있으며, 본 발명에 따른 냉동사이클(500)의 압축기(600)는 상기 과급장치(50)의 구성과 함께 압축실(11a) 및 피스톤(12)의 직경이나 피스톤(12) 의 행정거리 등을 증가시키는 방법 등을 병행할 경우 저속모터의 채용에 따른 냉매압축능력 보상을 더욱 효과적으로 할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 냉동사이클 및 이를 갖춘 냉온수기는 구동부가 4극이상의 저속모터로 마련되어 구동소음을 큰 폭으로 줄이면서도 상기 과급장치를 통해 회전축의 저속회전에 따른 압축능력이 보상되도록 마련된 압축기를 채용함으로써 냉각능력을 저하시키지 않으면서도 작동소음을 큰 폭으로 줄일 수 있게 된다.

Claims

압축기와 응축기 및 팽창장치와 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 마련된 냉동사이클에 있어서,

상기 압축기는 밀폐용기와, 냉매의 압축이 수행되도록 압축실을 구비하는 압축기구와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하도록 4극 이상의 저속모터로 마련되는 구동부와, 상기 압축실로 유입되는 냉매의 유입량을 증대시키도록 마련된 과급장치를 포함하고, 상기 과급장치는 상기 구동부의 구동력을 전달받아 상기 밀폐용기 내부의 냉매를 상기 압축실 내부로 압축하도록 마련된 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 구동부는 밀폐용기에 고정되도록 마련된 고정자와, 상기 고정자 내부에 마련되는 회전자와, 상기 회전자에 압입되는 회전축을 포함하고,

상기 압축기구는 상기 압축실을 형성하는 실린더와, 상기 압축실 내부에 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤과, 상기 회전축의 일단에 형성된 편심축부와 상기 피스톤 사이를 연결하는 커넥팅로드를 더 포함하며,

상기 과급장치는 과급실을 형성하는 보조실린더와, 상기 과급실 내부에 진퇴 가능하도록 설치된 보조피스톤과, 상기 편심축부와 상기 보조피스톤 사이를 연결하는 보조커넥팅로드와, 상기 밀폐용기 내부와 상기 과급실 사이를 연통시키는 흡입유로와, 상기 과급실과 상기 압축실 사이를 연통시키는 토출유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제 3항에 있어서,

상기 보조피스톤은 상기 피스톤이 상사점에 도달하기 전에 상사점에 도달하도록 마련된 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제 4항에 있어서,

상기 보조피스톤은 상기 피스톤이 상사점에 도달한 상태에서 하사점에 도달하고 상기 피스톤이 하사점에 도달한 상태에서 상사점에 도달하도록 마련된 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제 5항에 있어서,

상기 흡입유로와 토출유로에는 상기 흡입유로와 토출유로가 서로 상반되게 개폐되도록 하는 흡입밸브와 토출밸브가 각각 마련된 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
제 1항에 있어서,

상기 구동부는 4극모터인 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
본체 내부에 물공급원과; 상기 물공급원의 물을 냉각시키도록 압축기와 응축기 및 팽창장치와 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 마련된 냉동사이클;을 구비하여 상기 증발기에 의해 상기 물공급원의 물을 냉각시킬 수 있도록 마련된 냉온수기에 있어서,

상기 압축기는 밀폐용기와, 냉매의 압축이 수행되도록 압축실을 구비하는 압축기구와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하도록 4극 이상의 저속모터로 마련되는 구동부와, 상기 압축실로 유입되는 냉매의 유입량을 증대시키도록 마련된 과급장치를 포함하고, 상기 과급장치는 상기 구동부의 구동력을 전달받아 상기 밀폐용기 내부의 냉매를 상기 압축실 내부로 압축하도록 마련된 것을 특징으로 하는 냉온수기.
삭제
제 8항에 있어서,

상기 구동부는 밀폐용기에 고정되도록 마련된 고정자와, 상기 고정자 내부에 마련되는 회전자와, 상기 회전자에 압입되는 회전축을 포함하고,

상기 압축기구는 상기 압축실을 형성하는 실린더와, 상기 압축실 내부에 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤과, 상기 회전축의 일단에 형성된 편심축부와 상기 피스톤 사이를 연결하는 커넥팅로드를 더 포함하며,

상기 과급장치는 과급실을 형성하는 보조실린더와, 상기 과급실 내부에 진퇴 가능하도록 설치된 보조피스톤과, 상기 편심축부와 상기 보조피스톤 사이를 연결하는 보조커넥팅로드와, 상기 밀폐용기 내부와 상기 과급실 사이를 연통시키는 흡입유로와, 상기 과급실과 상기 압축실 사이를 연통시키는 토출유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온수기.