KR101981096B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 유체가이드가 중간챔버의 내부공간의 바닥면에 설치됨으로써, 제1 실린더에서 중간챔버의 내부공간으로 토출되는 오일이 그 중간챔버의 내부공간에 잔류하지 않고 유체가이드를 통해 제2 실린더로 이동하게 되므로 다량의 오일이 중간챔버의 내부공간에 잔류하면서 발생되는 소음 감쇄 효과의 저하를 방지하는 동시에 제2 압축기구부에서의 오일부족을 미연에 방지할 수 있다.

Description

밀폐형 압축기{HEMETIC COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로서, 특히 복수 개의 실린더와 그 복수 개의 실린더 사이에 중간압챔버를 구비하여 다단 압축하는 경우 중간압챔버에 오일과 가스가 정체되는 것을 방지할 수 있는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 구동력을 발생하는 전동부와 그 전동부의 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구부가 함께 설치되어 있다.

밀폐형 압축기는 실린더의 개수에 따라 단식 밀폐형 압축기와 복식 밀폐형 압축기로 구분할 수 있다. 단식 밀폐형 압축기는 한 개의 실린더에 한 개의 흡입관이 결합되는 반면, 복식 밀폐형 압축기는 복수 개의 실린더에 각각 한 개씩의 흡입관이 결합되어 있다.

복식 밀폐형 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 1흡입-2토출(또는, 2흡입-2토출) 방식과 1흡입-1토출 방식으로 구분할 수 있다. 1흡입-2토출(또는, 2흡입-2토출) 방식은 복수 개의 실린더가 한 개의 흡입관에 분지되어 연결되거나 또는 각각의 흡입관으로 연결되고, 복수 개의 실린더에서 냉매가 각각 압축되어 밀폐용기의 내부공간으로 토출되는 방식이다. 반면, 1흡입-1토출 방식은 복수 개의 실린더 중에서 제1 실린더에 1차 흡입유로로 연결되고, 제2 실린더는 제1 실린더의 토출측에 2차 흡입유로로 연결되어 냉매가 2단 압축된 후 제2 실린더에서 밀폐용기의 내부공간으로 토출되는 방식이다. 1흡입-1토출 방식은 2단 압축식 밀폐형 압축기라고 할 수 있다.

도 1은 종래 2단 압축식 밀폐형 압축기를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 2단 압축식 밀폐형 압축기는, 밀폐용기(1)의 내부에 제1 실린더(2)의 제1 압축실(S1)과 제2 실린더(3)의 제2 압축실(S2)이 독립적으로 설치되고, 제1 실린더(2)의 흡입구는 흡입관(4)과 연결되는 반면 제2 실린더(3)의 토출구는 밀폐용기(1)에 연통되어 있다.

그리고, 제1 실린더(2)의 하단에는 1단 압축된 냉매가 일시적으로 수용되도록 소정의 내부공간(S3)을 갖는 중간챔버(5)가 형성되며, 중간챔버(5)는 내부 연통로와 같은 2차 흡입유로(6)를 통해 제2 실린더(3)의 제2 압축실(S2)에 연결되어 있다.

도면중 미설명 부호인 7은 구동모터이고, 8은 어큐뮬레이터이다.

상기와 같은 종래의 2단 압축식 밀폐형 압축기는, 흡입관(4)을 통해 제1 실린더(2)로 흡입되는 냉매는 제1 실린더(2)의 제1 압축실(S1)에서 1단 압축되어 중간챔버(5)로 토출되고, 이 1단 압축된 냉매가 2차 흡입유로(6)를 통해 제2 실린더(3)의 제2 압축실(S2)로 유입되어 그 제2 실린더(3)의 제2 압축실(S2)에서 2단 압축된 후 밀폐용기(1)의 내부공간으로 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 냉매는 제1 실린더(2)의 제1 압축실(S1)로 흡입되는 과정에서 1차 압력감소가, 제1 실린더(2)의 제1 압축실(S1)에서 중간챔버(5)로 토출되어 2차 흡입유로(6)를 통해 제2 실린더(3)의 제2 압축실(S2)로 흡입되는 과정에서 2차 압력감소가 각각 발생하게 된다. 종래에는 중간챔버(5)의 내부공간(S3)을 최대한 크게 형성하는 동시에 2차 흡입유로(6)의 단면적을 크게 형성하여 압력감소 및 압력맥동을 감쇄시키고 있었다.

그러나, 상기와 같은 종래 2단 압축식 밀폐형 압축기는, 전술한 바와 같이 중간챔버(5)의 체적과 2차 흡입유로(6)의 단면적을 크게 형성하여 압력감소 및 압력맥동을 감쇄시키는 것이나, 이 경우 도 2에서와 같이 2차 흡입유로(6)의 입구단이 중간챔버(5)의 상단에 형성됨에 따라 중간챔버(5)의 내부공간(S3)에 오일 쌓임 현상이 발생되면서 중간챔버(5)의 내부공간이 좁아져 2차 압력감소가 가중되는 한편 제2 실린더(3)에서는 상대적으로 오일부족으로 인한 마찰손실이 야기되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 제1 압축실과 제2 압축실 사이에 위치하는 중간챔버에서의 유동저항을 줄여 냉매에서 오일이 분리되면서 중간챔버의 내부공간에 오일 쌓임 현상이 발생되고 이로 인해 중간챔버의 체적이 좁아져 제2 압축실로 흡입되는 냉매의 압력이 감소되는 것을 줄일 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 제1 압축실을 가지는 제1 실린더; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 상기 제1 압축실과 분리된 제2 압축실을 가지는 제2실린더; 상기 제1 압축실의 출구측에 설치되는 중간챔버; 및 상기 중간챔버에 설치되어 그 중간챔버의 내부공간으로 유입되는 유체를 상기 중간챔버의 외부로 안내하는 유체가이드;를 포함하는 밀폐형 압축기가 제공될 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 유체가이드가 중간챔버의 내부공간의 바닥면에 설치됨으로써, 제1 실린더에서 중간챔버의 내부공간으로 토출되는 오일이 그 중간챔버의 내부공간에 잔류하지 않고 유체가이드를 통해 제2 실린더로 이동하게 되므로 다량의 오일이 중간챔버의 내부공간에 잔류하여 발생되는 소음 감쇄 효과의 저하를 방지하는 동시에 제2 압축기구부에서의 오일부족을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 2단 압축식 로터리 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 압축기에서 중간챔버에서의 냉매와 오일의 유동상태를 보인 종단면도,
도 3은 본 발명에 의한 2단 압축식 로터리 압축기를 보인 종단면도,
도 4는 도 3에 따른 압축기에서 중간챔버에서의 냉매와 오일의 유동상태를 보인 종단면도,
도 5는 도 4에 따른 압축기에서 유체가이드의 일실시예를 보인 사시도,
도 6은 도 4에 따른 압축기에서 유체가이드의 다른 실시예를 보인 사시도
도 7은 도 4에 따른 압축기에서 중간챔버에 형성되는 유체가이드부에 대한 실시예를 보인 종단면도.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 2단 압축식 로터리 압축기를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 압축기에서 중간챔버에서의 냉매와 오일의 유동상태를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 2단 압축식 로터리 압축기는, 밀폐용기(10)의 내부공간 상측에 구동력을 발생하는 전동부(20)가 설치되고, 밀폐용기(10)의 내부공간 하측에는 전동부(20)에서 발생된 회전력으로 냉매를 2단 압축하는 압축부(C)가 설치될 수 있다.

압축부(C)는 냉매를 순차적으로 압축하기 위한 제1 압축기구부(30)와 제2 압축기구부(40)가 중간 플레이트(51)의 양쪽에 각각 설치되고, 제1 압축기구부(30)의 하단에는 중간 플레이트(51)의 저면과 함께 제1 압축기구부(30)의 제1 압축실(S1)을 형성하는 하부베어링 플레이트(이하, 하부베어링)(52)가 설치되며, 제2 압축기구부(40)의 상단에는 중간 플레이트(51)의 상면과 함께 제2 압축기구부(40)의 제2 압축실(S2)을 형성하는 상부베어링 플레이트(이하, 상부베어링)(53)가 설치될 수 있다.

제1 압축기구부(30)는 제1 실린더(31)와, 제1 롤링피스톤(32)과, 제1 베인(미도시) 그리고 제1 토출밸브(33)로 이루어질 수 있다.

제2 압축기구부(40)는 제2 실린더(41)와, 제2 롤링피스톤(42)과, 제2 베인(미도시)과, 제2 토출밸브(43) 그리고 토출머플러(44)로 이루어질 수 있다.

제1 실린더(31)와 제2 실린더(41) 사이에는 중간 플레이트(51)가 설치되어 제1 실린더(31)의 제1 압축실(S1)과 제2 실린더(41)의 제2 압축실(S2)이 분리될 수 있다.

제1 실린더(31)는 1차 흡입유로를 이루는 흡입구(31a)가 어큐뮬레이터(60)와 흡입관(11)으로 연결되고, 제1 실린더(31)의 토출구(미도시)는 그 제1 실린더(31)에 결합되는 중간챔버(35)에 연통되며, 중간챔버(35)는 후술할 2차 흡입유로(F)를 이루는 연통구멍(31c)과 제2 실린더(41)의 흡입구(41a)를 통해 제2 압축실(S2)에 연통될 수 있다. 그리고 제2 실린더(41)의 토출구(미도시)는 토출머플러(44)를 통해 밀폐용기(10)의 내부공간에 연통되고, 밀폐용기(10)의 내부공간은 토출관(12)을 통해 냉동시스템에 연결될 수 있다.

하부베어링(52)의 저면에는 제1 실린더(31)의 제1 압축실(S1)에서 토출되는 냉매를 2차 흡입유로(F)로 안내할 수 있도록 내부공간(S3)을 갖는 중간챔버(35)가 결합될 수 있다. 중간챔버(35)는 판체로 형성될 수도 있지만, 도 4에서와 같이 소정의 체적을 갖는 내부공간(S3)이 음형지게 형성될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 21은 고정자, 22는 회전자, 23은 회전축, 이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 전동부(20)의 고정자(21)에 전원을 인가하여 회전자(22)가 회전하면, 회전축(23)이 회전자(22)와 함께 회전하면서 전동부(20)의 회전력을 제1 압축기구부(330)와 제2 압축기구부(40)에 전달하고, 제1 압축기구부(30)와 제2 압축기구부(40)에서는 제1 롤링피스톤(32)과 제2 롤링피스톤(42)이 선회운동을 하면서 제1 베인(미도시) 및 제2 베인(미도시)과 함께 각각 제1 압축실(S1)과 제2 압축실(S2)을 형성하게 된다.

이때, 어큐뮬레이터(60)에서 액냉매와 분리되는 가스냉매는 흡입관(11)을 통해 제1 실린더(31)의 제1 압축실(S1)로 흡입되고, 제1 압축실(S1)에서 압축된 냉매는 제1 실린더(31)의 토출구(미도시)를 통해 중간챔버(35)로 유입된다. 그러면 중간챔버(35)로 유입되는 1단 압축된 냉매는 2차 흡입유로(F)을 통해 제2 실린더(41)의 제2 압축실(S2)로 흡입되고, 제2 실린더(41)의 제2 압축실(S2)에서 2단 압축된 후 그 제2 실린더(41)의 토출구(미도시)를 통해 밀폐용기(10)의 내부공간으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

하지만, 제1 실린더(31)의 제1 압축실(S1)에서 1단 압축된 냉매와 혼합된 오일은 중간챔버(35)의 내부공간(S3)으로 토출된 상태에서 압력맥동과 유순환율에 의해 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 남는 소위 오일 쌓임 현상이 발생될 수 있다. 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 오일 쌓임 현상이 발생되면 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 과도하게 많은 양의 오일이 축적되어 2차 압력감소가 유발되는 것은 물론 제2 실린더(41)의 제2 압축실(S2)로 유입되는 오일량이 부족하게 되어 제2 압축기구부(40)에서의 마찰손실이 야기될 수 있었다.

본 실시예에서는 중간챔버(35)에 유체가이드(100)를 설치하여 제1 실린더(31)의 제1 압축실(S1)에서 중간챔버(35)로 토출되는 냉매와 오일이 제2 실린더(41)의 제2 압축실(S2)로 원활하게 유동될 수 있도록 함으로써 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 오일 쌓임 현상이 발생되지 않도록 하는 동시에 제2 압축기구부(40)에 오일이 원활하게 공급될 수 있도록 하는 것이다.

본 실시예의 유체가이드(100)는 도 4 및 도 5에서와 같이 기역자(ㄱ) 모양의 파이프로 이루어질 수 있다. 이 경우 유체가이드(100)의 입구단(101)은 중간챔버(35)의 내부공간(S3)의 하반부, 더 정확하게는 유체가이드(100)의 입구단(101)이 중간챔버(35)의 내부공간(S3)의 바닥면에 접하도록 설치하는 것이 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 남는 오일을 제2 압축기구부(40)의 흡입력에 의해 제2 실린더(41)로 원활하게 흡입할 수 있어 바람직할 수 있다.

그리고 유체가이드(100)의 입구단(101)은 내경이 넓게 확장부(110)가 형성되는 것이 그 유체가이드 주변의 오일을 효과적으로 흡입할 수 있어 바람직할 수 있다.

그리고 유체가이드(100)의 출구단(102)은 2차 흡입유로(F)를 이루는 하부베어링(52)의 연통구멍(52a)에 삽입하여 고정 결합하는 것이 결합력을 높일 수 있어 바람직할 수 있다.

상기와 같이 유체가이드(100)가 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 설치되는 경우에는 제1 실린더(31)의 제1 압축실(S1)에서 중간챔버(35)의 내부공간(S3)으로 토출되는 오일이 그 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 잔류하지 않고 유체가이드(100)를 통해 제2 실린더(41)로 유도될 수 있고, 이를 통해 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 오일이 과도하게 잔류할 때 발생되는 소음 감쇄 효과의 저하를 미연에 방지하는 것은 물론 제2 압축기구부(40)에서의 오일부족을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 유체가이드에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 유체가이드가 파이프 형상으로 형성되는 것이나, 본 실시예에서는 유체가이드가 중간챔버의 내측면 앞에 배치되는 판체로 형성되는 것이다. 이 경우 유체가이드(200)는 가스와 오일이 2차 흡입유로(F)를 향해 원활하게 안내될 수 있도록 안내부(210)가 소정의 곡률을 갖는 곡면진 모양으로 형성될 수 있고 2차 흡입유로 방향으로 갈수록 경사지게 형성될 수 있다.

그리고 유체가이드(200)의 상단에는 시링(C-ring)모양으로 탄성고정부(220)가 형성되어 그 탄성고정부(220)가 2차 흡입유로(F)에 삽입되어 탄력적으로 고정되도록 할 수 있다.

상기와 같은 유체가이드의 기본적인 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하다. 다만, 본 실시예의 경우는 유체가이드(200)의 안내부(210)가 판체로 형성됨에 따라 전술한 실시예에 비해 냉매의 유동저항이 줄어 냉매의 유동이 원활하게 될 수 있지만 오일에 대한 흡입력은 다소 감소될 수 있다. 하지만 2차 흡입유로(F)의 입구단이 중간챔버(35)의 내부공간(S3)의 상단에 위치함에 따라 상대적으로 무거운 오일이 2차 흡입유로(F)로 흡입될 수 없었던 종래에 비해서는 제2 실린더(41)로 오일이 효과적으로 유입될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 유체가이드에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 유체가이드(100)(200)가 별도로 제작되어 중간챔버(35)의 내부공간(S3)에 설치되는 것이나, 본 실시예는 유체가이드를 이루는 안내구멍(35b)이 중간챔버(35)에 형성되어 2차 흡입유로(F)의 일부를 이루는 것이다.

도 7에서와 같이 안내구멍(35b)은 중간챔버(35)의 내부공간(S3)의 내주면에서 중간챔버(35)의 개구단면(35a)으로 관통 형성될 수 있다. 이 경우에도 안내구멍(35b)의 입구(35c)는 내부공간(S3)의 하반부, 즉 바닥면에 근접하도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기와 같이 안내구멍(35b)이 중간챔버(35)에 형성되는 경우에는 그 중간챔버(35)의 내부공간(S3)의 체적이 다소 감소될 수는 있지만, 유체가이드를 별도로 제작하여 조립하는 것에 비해 가공성과 조립성이 향상될 수 있다.

10 : 밀폐용기 20 : 전동부
C : 압축부 30 : 제1 압축기구부
31 : 제1 흡입구 S1 : 제1 압축실
35 : 중간챔버 35a : 개구단면
35b : 안내구멍 40 : 제2 압축기구부
41 : 제2 실린더 S2 : 제2 압축실
100,200 : 유체가이드 S3 : 내부공간

Claims (9)

1. 밀폐용기;
   상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 제1 압축실을 가지는 제1 실린더;
   상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 상기 제1 압축실과 분리된 제2 압축실을 가지는 제2실린더;
   상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 내부공간을 가지며, 상기 내부공간의 일측은 상기 제1 압축실의 토출측과 연통되는 중간챔버;
   상기 밀폐용기의 내부에 구비되어 상기 중간챔버의 내부공간과 상기 제2 압축실 사이를 연통시키는 2차 흡입유로; 및
   상기 중간챔버의 내부공간과 상기 2차 흡입유로의 사이에 구비되어, 상기 중간챔버의 내부공간으로 유입되는 유체를 상기 2차 흡입유로를 통해 상기 제2 압축실로 안내하는 유체가이드;를 포함하고,
   상기 유체가이드의 입구단은 상기 중간챔버의 내부공간에 삽입되어 상기 중간챔버의 내부공간의 하반부에 위치하고, 상기 유체가이드의 출구단은 상기 2차 흡입유로에 삽입되어 결합되는 밀폐형 압축기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 유체가이드는 파이프 형상으로 형성되는 밀폐형 압축기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 유체가이드의 입구단에는 상기 유체가이드의 출구단의 내경보다 크게 확장부가 형성되는 밀폐형 압축기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 유체가이드의 입구단에는 판 형상으로 된 안내부가 형성되고,
   상기 유체가이드의 출구단에는 상기 2차 흡입유로에 삽입되어 탄력적으로 지지되도록 탄성 고정부가 형성되는 밀폐형 압축기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 유체가이드의 안내부는 곡면지게 형성되는 밀폐형 압축기.
8. 밀폐용기;
   상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 제1 압축실을 가지는 제1 실린더;
   상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 상기 제1 압축실과 분리된 제2 압축실을 가지는 제2실린더;
   상기 밀폐용기의 내부에 설치되고, 내부공간을 가지며, 상기 내부공간의 일측은 상기 제1 압축실의 토출측과 연통되는 중간챔버;
   상기 밀폐용기의 내부에 구비되어, 상기 중간챔버의 내부공간과 상기 제2 압축실 사이를 연통시키는 2차 흡입유로; 및
   상기 중간챔버의 내부공간과 상기 2차 흡입유로의 사이에 구비되어, 상기 중간챔버의 내부공간으로 유입되는 유체를 상기 2차 흡입유로를 통해 상기 제2 압축실로 안내하는 유체가이드;를 포함하고,
   상기 유체가이드의 입구는 상기 중간챔버의 하반부 측벽면을 관통하여 형성되고, 상기 유체가이드의 출구는 상기 2차 흡입유로에 연통되도록 형성되는 밀폐형 압축기.
9. 제1항, 제4항 내지 제8항의 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 실린더와 제2 실린더의 사이에는 상기 제1 압축실과 제2 압축실을 분리하는 중간 플레이트가 설치되고, 상기 제1 실린더의 일측면과 제2 실린더의 일측면에는 각각 상기 제1 압축실과 제2 압축실을 형성하는 베어링 플레이트가 설치되며,
   상기 2차 흡입유로는,
   상기 제1 압축실을 형성하는 베어링 플레이트는 중간챔버의 일측면에 접하고, 상기 중간챔버의 일측면에 접하는 베어링 플레이트와 제1 실린더와 중간 플레이트 그리고 제2 실린더를 관통하도록 형성되어, 상기 제1 압축실에서 중간챔버로 토출되는 냉매를 제2 압축실로 안내하는 밀폐형 압축기.
   

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