KR102059074B1 - 공기 조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 다수의 압축실 및 냉매 토출부가 형성되는 스크롤 압축기; 상기 냉매 토출부에서 토출된 냉매가 유입되며, 유입된 냉매 중 오일이 분리되도록 하는 오일 분리기; 상기 오일 분리기로부터 상기 스크롤 압축기로 연장되어, 상기 분리된 오일이 상기 스크롤 압축기로 회수되도록 하는 회수 유로; 상기 스크롤 압축기의 내부에 형성되며, 상기 회수 유로를 통하여 유입된 냉매가 저장되는 오일 저장부; 및 상기 오일 저장부와, 상기 다수의 압축실 중 일 압축실을 연결하는 연통 유로가 포함된다.

Description

공기 조화기 {An air conditioner}
본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
한편, 상기 압축기는 스크롤 압축기일 수 있다.
스크롤 압축기는 대향하는 한 쌍의 스크롤에 의해 형성되는 압축실의 체적을 변화시켜 냉매가스를 압축하는 압축기이다. 스크롤 압축기는 그 밀폐용기의 내부공간에 채워지는 냉매의 압력에 따라 저압식과 고압식으로 구분될 수 있다.
저압식 스크롤 압축기는 흡입관이 밀폐용기의 내부공간에 연통되어 냉매가 밀폐용기의 내부공간을 통해 압축실로 간접 흡입되는 방식이다. 반면에, 고압식 스크롤 압축기는 흡입관이 압축유닛의 흡입측에 직접 연통되어 냉매가 밀폐용기의 내부공간을 거치지 않고 압축실로 직접 흡입되는 방식이다.
상기 스크롤 압축기의 내부에는 오일이 함유된다. 상기 오일은 윤활작용을 수행하여 스크롤 압축기의 작동을 원활하게 하고 냉매누설을 방지하는 기능을 할 수 있다.
상기 오일은 스크롤 압축기에서 압축된 냉매와 함께 토출될 수 있다. 토출된 오일은 오일분리기를 통하여 상기 스크롤 압축기로 다시 유입될 수 있다.
도 1에는 종래의 공기조화기의 구성이 도시된다.
종래의 공기조화기(1)에는, 스크롤 압축기(2)와, 응축기(4), 팽창장치(5) 및 증발기(6)가 포함된다. 그리고, 공기조화기(1)에는, 상기 스크롤 압축기(2)의 출구측에 배치되어 상기 압축기(2)에서 냉매와 함께 토출된 오일을 분리하기 위한 오일분리기(3)가 더 포함된다.
상기 공기조화기(1)에는, 상기 오일분리기(3)에서 분리된 오일을 상기 스크롤 압축기(2)로 유입시키기 위한 회수 유로(8)가 더 포함된다. 상기 회수 유로(8)는 상기 스크롤 압축기(2)의 냉매 흡입배관에 연결된다.
그리고, 상기 회수 유로(8)에는, 오일의 압력을 감압시키기 위한 감압기(7)가 제공된다. 상기 감압기(7)를 통하여 감압된 오일은 상기 스크롤 압축기(2)로 유입될 수 있다. 상기 감압기(7)에는, 모세관 또는 팽창밸브가 포함될 수 있다.
상기 감압기(7)가 제공됨으로써, 상기 오일분리기(3)에서 토출된 오일의 압력보다 상기 스크롤 압축기(2)로 흡입되는 오일의 압력이 낮아지고, 이러한 압력의 차이로 인하여 상기 스크롤 압축기(2)로의 오일 회수가 원활하게 이루어질 수 있다.
다만, 이러한 종래기술에 의하면, 오일이 압축기의 흡입냉매와 섞이게 되므로 상기 흡입냉매의 온도상승에 따른 열손실이 발생하는 문제점이 나타난다.
그리고, 과도한 압력차에 의하여, 오일속에 포함되는 일부의 고압냉매가 압축기의 흡입측으로 쉽게 빨려들어가거나, 유동소음이 발생되는 문제점이 있었다. 이와 관련된 선행문헌정보는 아래와 같다.
(특허문헌 1) JP4690743 B2 (2011.06.01)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 스크롤 압축기의 구조를 개선한 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 다수의 압축실 및 냉매 토출부가 형성되는 스크롤 압축기; 상기 냉매 토출부에서 토출된 냉매가 유입되며, 유입된 냉매 중 오일이 분리되도록 하는 오일 분리기; 상기 오일 분리기로부터 상기 스크롤 압축기로 연장되어, 상기 분리된 오일이 상기 스크롤 압축기로 회수되도록 하는 회수 유로; 상기 스크롤 압축기의 내부에 형성되며, 상기 회수 유로를 통하여 유입된 냉매가 저장되는 오일 저장부; 및 상기 오일 저장부와, 상기 다수의 압축실 중 일 압축실을 연결하는 연통 유로가 포함된다.
다른 실시예에 따른 공기 조화기에는, 고정 스크롤랩과 선회 스크롤랩에 의하여 다수의 압축실을 형성하는 스크롤 압축기; 상기 다수의 압축실을 경유하여 압축된 냉매가 토출되는 토출부; 상기 토출부에서 토출된 냉매가 유입되며, 유입된 냉매 중 오일이 분리되도록 하는 오일 분리기; 상기 스크롤 압축기의 내부에 구비되며, 상기 선회 스크롤랩을 선회시키는 구동축; 상기 구동축의 적어도 일측에 형성되는 오일 저장부; 상기 스크롤 압축기의 내부에 형성되며, 상기 오일 분리기에서 토출된 오일을 상기 오일 저장부로 가이드 하는 내부 유로; 및 상기 선회 스크롤랩에 형성되는 연통홀이 포함된다.
이러한 본 발명에 의하면, 스크롤 압축기의 내부에, 오일의 회수를 오일 저장부로 가이드 하는 내부유로 및 상기 오일 저장부로부터 특정 압축실로 오일을 유입시키는 연통홀이 형성됨으로써, 오일 분리기에서 분리된 오일이 압축기로 용이하게 회수될 수 있다는 장점이 있다.
특히, 상기 특정 압축실에 형성되는 압력이 압축기의 토출압력보다 약간 낮게 형성되므로, 오일 분리기에서 분리된 오일이 크지 않은 압력차에 의하여 압축기로 회수될 수 있고, 이에 따라 고압의 냉매가 압축기의 유입부로 빨려들어가나 유동 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 오일 분리기로부터 연장되는 회수 유로가 압축기의 흡입배관에 연결되지 않고 스크롤 압축기 내부의 메인 프레임에 연결되어, 오일과 압축기 흡입냉매가 섞이는 현상을 방지하므로 상기 흡입냉매의 열손실을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압축기의 압축부 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압축기에서의 압력 분포를 나타내는 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 냉매를 압축시키는 스크롤 압축기(10) 및 상기 스크롤 압축기(10)에서 토출된 고압의 냉매와 오일이 유입되어 오일을 분리시키는 오일 분리기(20)가 포함된다.
도면에 도시되지는 않았으나, 상기 공기 조화기에는 냉동 사이클을 형성하는 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다.
상기 스크롤 압축기(10)에는, 냉매가 흡입되는 흡입부(111) 및 압축된 냉매가 토출부(114)가 포함된다. 상기 흡입부(111)로 유입되는 냉매는 증발기를 거친 저압의 냉매이며, 상기 토출부(114)에서 토출되는 냉매는 고압의 냉매이다.
상기 토출부(114)에는, 고압의 냉매 및 오일을 상기 오일 분리기(20)에 유입시키기 위한 분리기 유입부(21)가 연결된다.
상기 오일 분리기(20)에는, 상기 분리기 유입부(21)를 통하여 유입된 냉매 및 오일 중, 분리된 냉매를 토출시키는 냉매 토출부(22) 및 분리된 오일을 토출시키는 오일 토출부(23)가 포함된다.
상기 냉매 토출부(22)는 상기 오일 분리기(20)의 상부에 형성되고, 상기 오일 토출부(23)는 상기 오일 분리기(20)의 하부에 형성된다.
밀도가 작은 고압의 가스 냉매는 상기 오일 분리기(20)의 상부로 유동하여 상기 냉매 토출부(22)를 통하여 토출되고, 상대적으로 밀도가 큰 오일은 상기 오일 분리기(20)의 하부에 모여져 상기 오일 토출부(23)를 통하여 토출된다.
이 때, 상기 냉매 토출부(22)에서 토출되는 냉매와, 상기 오일 토출부(23)에서 토출되는 오일은 압축기의 토출압력과 동일 또는 유사한 고압을 가지게 된다.
상기 오일 토출부(23)에는, 오일을 상기 스크롤 압축기(10)로 회수시키기 위한 회수 유로(25)가 연결된다. 상기 회수 유로(25)는 상기 스크롤 압축기(10)측으로 연장되어, 상기 스크롤 압축기(10)의 하우징(110)에 연결된다.
여기서, 상기 스크롤 압축기(10)의 일측은, 상기 냉매 흡입부(111)가 연결되는 압축기의 부분과 다른 부분으로서 이해된다.
즉, 상기 냉매 흡입부(111)는 상기 스크롤 압축기(10)의 일측, 일례로 상기 스크롤 압축기(10)의 상부에 형성되고, 상기 회수 유로(25)는 상기 스크롤 압축기(10)의 타측, 일례로 상기 스크롤 압축기(10)의 일 측면에 연결된다.
상기 회수 유로(25) 중 상기 스크롤 압축기(10)에 연결되는 부분, 즉 상기 회수 유로(25)의 단부를 "회수 유입부"라 이름할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 회수 유로(25)는 상기 냉매 흡입부(111)와 연결 또는 연통되지 않으므로 회수되는 오일과 압축기의 흡입냉매는 섞이지 않게 된다. 결국, 저압을 형성하는 압축기의 흡입냉매가 고압의 오일에 의하여 열손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기의 내부 구성을 보여주는 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(10)에는, 외관을 형성하는 하우징(110)과, 상기 하우징의 상측을 차폐하는 상부 커버(112) 및 상기 하우징(110)의 하측에 구비되며 오일이 저장되는 하부 커버(116)가 포함된다.
상기 상부 커버(112)의 적어도 일부분에는, 냉매가 상기 압축기(10) 내로 유입되도록 하는 흡입부(111)가 규정된다.
상기 스크롤 압축기(10)에는, 상기 하우징(110)의 내부에 수용되어 회전력을 발생시키는 모터(160)와, 상기 모터(160)의 중심을 관통하여 회전되는 구동축(150)과, 상기 구동축(150)의 상부를 지지하는 메인 프레임(140) 및 상기 메인 프레임(140)의 상측에 구비되어 냉매를 압축시키는 압축부(115, 도 5 참조)가 포함된다.
상기 모터(160)에는, 상기 하우징(110)의 내주면에 결합되는 고정자(161) 및 상기 고정자(161)이 내부에서 회전되는 회전자(162)가 포함된다. 상기 구동축(150)은 회전자(162)의 중심부를 관통하도록 배치된다.
상기 구동축(150)의 중심부에는, 오일 공급유로(157)가 어느 일측으로 편심되도록 형성된다. 상기 하부 커버(116)에 저장된 오일 중 적어도 일부의 오일은 상기 오일 공급유로(157) 내부로 유입되며, 상기 구동축(150)의 회전에 의하여 발생되는 원심력에 의하여 상승된다.
상기 구동축(150)의 하측에는 오일 공급부(155)가 결합된다. 상기 오일 공급부(155)는 상기 구동축(150)과 함께 일체로 회전되며, 상기 하부 커버(116)에 저장된 오일은 상기 오일 공급부(155)를 통하여 상기 오일 공급유로(157)로 이동될 수 있다. 상기 오일 공급유로(157)의 오일은 상기 압축부(115) 및 모터(160)측으로 공급되어 윤활 작용을 수행할 수 있다.
상기 압축부(115)에는, 상기 메인 프레임(140)의 상면에 고정 설치되고 상기 흡입부(111)와 연통하는 고정 스크롤(120) 및 상기 고정 스크롤(120)에 맞물려 압축실을 형성하도록 상기 메인 프레임(140)의 상면에 선회 가능하게 지지되는 선회 스크롤(130)이 포함된다.
상기 고정 스크롤(120) 및 선회 스크롤(130)은 상기 메인 프레임(140)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 선회 스크롤(130)은 상기 구동축(150)에 결합되어, 상기 구동축(150)으로부터 회전력을 전달받는다. 상기 선회 스크롤(130)의 하부에는, 상기 구동축(150)의 상단부와 결합되는 축 결합부(133)가 제공된다. 상기 축 결합부(133)는 상기 구동축(150)의 상단부를 둘러싸도록 배치된다.
그리고, 상기 압축부(115)에는, 상기 선회 스크롤(130)과 메인 프레임(140)의 사이에 설치되어 상기 선회 스크롤(130)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(131, Oldham's ring)이 포함된다.
상기 고정 스크롤(120)과 선회 스크롤(130)은 서로 180도의 위상차를 갖도록 배치된다. 상기 고정 스크롤(120)에는 스파이럴 형상의 고정 스크롤랩(123)이 구비되며, 상기 선회 스크롤(130)에는 스파이럴 형상의 선회 스크롤랩(132)이 구비된다. 상기 "고정 스크롤랩"과 "선회 스크롤랩"을 합하여, "스크롤 랩"이라 이름한다.
일례로, 상기 고정 스크롤랩(123)은 상기 고정 스크롤(120)의 저면으로부터 하방으로 연장되며, 상기 선회 스크롤랩(132)은 상기 선회 스크롤(130)의 상면으로부터 상방으로 연장될 수 있다. 편의상, 상기 고정 스크롤랩(123)을 "제 1 랩"이라 하고, 상기 선회 스크롤랩(132)을 "제 2 랩"이라 칭한다.
상기 압축실은 고정 스크롤랩(123) 및 선회 스크롤랩(132)의 맞물림에 의하여 복수 개가 형성될 수 있다.
상세히, 상기 압축실은, 상기 스크롤랩(123,132)과, 상기 고정 스크롤(120)의 적어도 일부분(저면부) 및 상기 선회 스크롤(130)의 적어도 일부분(상면부)이 형성하는 공간으로서 이해될 수 있다.
상기 선회 스크롤(130)의 선회 운동에 의하여 상기 복수의 압축실에 유입된 냉매는 고압으로 압축될 수 있다. 그리고, 상기 고정 스크롤(120)의 상부 대략 중심부에는, 고압으로 압축된 냉매와 오일 유체가 토출되는 토출홀(121)이 형성된다.
상세히, 상기 복수의 압축실은 상기 선회 스크롤(130)의 선회 운동에 의하여 상기 토출홀(121)을 향하여 중심 방향으로 이동하면서 체적이 감소되고, 감소된 체적 내에서 냉매가 압축된 후 상기 토출홀(121)을 통하여 상기 고정 스크롤(120)의 외부로 토출된다.
그리고, 상기 토출홀(121)을 통하여 토출된 고압의 냉매 및 오일은 하강하여 상기 하우징(110)의 내부 공간으로 유동하고, 상기 토출부(114)를 통하여 상기 스크롤 압축기(10)의 외부로 토출될 수 있다.
상기 메인 프레임(140)에는, 상기 오일 분리기(20)에서 분리되어 상기 스크롤 압축기(10)의 내부로 유입되는 오일이 저장되는 오일 저장부(170)가 형성된다.
상기 오일 저장부(170)는, 상기 메인 프레임(140)의 적어도 일부분이 함몰되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 오일 저장부(170)에는, 상기 구동축(150)의 상단부 및 상기 축 결합부(133)가 배치될 수 있다.
상기 오일 저장부(170)로 유입된 오일은 상기 구동축(150)의 상단부 및 축 결합부(133)의 주변에 저장될 수 있다. 다시 말하면, 상기 오일 저장부(170)의 오일 저장공간은 상기 구동축(150) 또는 축 결합부(133)의 외측 공간에 규정될 수 있다.
상기 하우징(110)의 내부에는, 오일을 상기 오일 저장부(170)로 가이드 하는 내부 유로(180)가 제공된다. 상기 내부 유로(180)는 상기 회수 유로(25)와 연결되며, 상기 하우징(110)의 일면으로부터 상기 오일 저장부(170)까지 연장된다.
상기 회수 유로(25)를 통하여 상기 스크롤 압축기(10)로 유입된 오일은 상기 내부 유로(180)를 거쳐 상기 오일 저장부(170)로 유동한다.
상기 선회 스크롤(130)에는, 연통홀(135)이 형성된다. 상기 연통홀(135)은 상기 선회 스크롤(130)의 적어도 일부분이 관통되어 형성되어, 상기 오일 저장부(170)와 상기 복수의 압축실 중 일 압축실을 연통시킨다. 상기 복수의 압축실은 상기 고정 스크롤랩(123)과 선회 스크롤랩(132)의 맞물림에 의하여 형성될 수 있다.
상기 연통홀(135)은 상기 오일 저장부(170)로부터 상기 일 압축실로 연장된다. 즉, 상기 연통홀(135)의 일측 단부는 상기 오일 저장부(170)에 결합되고, 상기 연통홀(135)의 타측 단부는 일 압축실에 결합된다.
상기 연통홀(135)은 상기 오일 저장부(170)를 상기 일 압축실과 연통시키는 "연통유로"라 이름할 수 있다.
상기 일 압축실은 복수의 압축실 중 상대적으로 압력이 높은 압축실일 수 있다. 일례로, 상기 일 압축실은 제 1 압축실(191), 제 2 압축실(193) 및 제 3 압축실(195) 중 제 3 압축실(195)일 수 있다 (도 5 참조).
상기 오일 저장부(170)에 저장된 오일의 압력은 상기 제 3 압축실(195)의 압력보다 약간 높게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 오일 저장부(170)의 오일은 상기 오일 저장부(170)와 제 3 압축실(195)의 압력차이에 의하여, 상기 연통홀(135)을 통하여 상기 제 3 압축실(195)로 유입될 수 있다.
상기 제 3 압축실(195)로 유입된 오일은 상기 압축부(115)의 작동에 윤활작용을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압축기의 압축부 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압축기에서의 압력 분포를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(10)의 압축부(115)에는, 특정 위치에 고정되는 고정 스크롤랩(123) 및 상기 고정 스크롤랩(123)의 적어도 일부분과 맞물리도록 선회 가능하게 제공되는 선회 스크롤랩(132)이 포함된다.
상기 고정 스크롤랩(123)의 단부에는, 상기 흡입부(111)를 통하여 흡입된 냉매가 유입되는 유입부(125)가 형성된다. 상기 유입부(125)는 상기 압축부(115)의 가장자리 부분에 형성된다. 냉매는 상기 유입부(125)를 통하여 상기 고정 스크롤랩(123)과 선회 스크롤랩(132)이 이루는 공간으로 유입된다.
상기 유입부(125)를 통하여 유입된 냉매는 선회 스크롤랩(132)의 움직임에 따라 상기 압축부(115)의 중앙 방향으로 이동되면서 점차 압축된다.
도 5는 상기 선회 스크롤랩(132)이 선회하는 과정에서, 일 시점에서 상기 고정 스크롤랩(123)과 선회 스크롤랩(132)의 상대적인 위치를 보여준다.
상기 고정 스크롤랩(123)과 선회 스크롤랩(132)의 맞물림에 의하여, 상기 압축부(115)에는 다수의 압축실(191,193,195)이 형성된다. 상기 다수의 압축실(191,193,195)에는, 제 1 압축실(191)과, 제 2 압축실(193) 및 제 3 압축실(195)이 포함된다.
상기 제 1 압축실(191)은 상기 압축부(115)의 가장자리부에 형성되고, 상기 제 2 압축실(193)은 상기 제 1 압축실(191)의 위치보다 상기 압축부(115)의 내측 중앙방향으로 이동된 위치에 형성되며, 상기 제 3 압축실(195)은 상기 제 2 압축실(193)의 위치보다 상기 압축부(115)의 내측 중앙방향으로 이동된 위치에 형성된다.
그리고, 상기 압축부(115)의 중앙부에는, 고압으로 압축된 냉매가 토출되는 토출 포켓(197)이 형성된다. 상기 토출 포켓(197)은 상기 제 3 압축실(191)의 위치보다 상기 압축부(115)의 내측 중앙방향으로 이동된 위치에 형성된다.
상기 토출 포켓(197)을 통과한 냉매는 상기 토출홀(121)을 통하여 상기 압축부(115)의 외측으로 토출된다.
상기 유입부(125)를 통하여 유입된 냉매는 상기 제 1 압축실(191), 제 2 압축실(193) 및 제 3 압축실(195)을 순차적으로 통과하면서 점차 고압으로 압축된다.
상세히, 상기 제 1 압축실(191)의 위치에서 일차적으로 압축된 냉매는 상기 선회 스크롤랩(132)에 의하여 가이드 되어 상기 제 2 압축실(193)의 위치에서 2차 압축된다. 그리고, 상기 제 2 압축실(193)의 냉매는 상기 선회 스크롤랩(132)에 의하여 가이드 되어 상기 제 3 압축실(195)의 위치에서 3차 압축되며, 추가 압축되어 상기 토출 포켓(197)을 통하여 토출될 수 있다.
상기 유입부(125)를 통하여 유입되는 냉매는 증발기를 통과한 저압 기체의 냉매이며, 상기 제 1 압축실(191), 제 2 압축실(193) 및 제 3 압축실(195)를 거치면서 점차 압력이 증가하고, 상기 토출 포켓(197)을 통하여 고압의 냉매가 토출된다. 상기 토출 포켓(197)의 압력은 상기 스크롤 압축기(10)에서 토출되는 냉매와 오일의 압력에 대응된다.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 압축실(C1)에서의 압력은 P1(저압)이고, 상기 제 2 압축실(C2)에서의 압력은 P2(중간압), 상기 제 3 압축실(C3)에서의 압력은 P3(고압), 상기 토출 포켓(197,P)에서의 압력은 P4(토출압)로 형성된다.
P1 < P2 < P3 < P4의 관계식이 성립되며, P2-P1 > P3-P2 > P4-P3의 관계식이 성립할 수 있다.
상기 흡입부(111)를 통하여 흡입되는 냉매의 압력은 상기 P1보다는 낮으며, 상기 토출부(114)를 통하여 토출되는 냉매 및 오일의 압력은 P4에 대응된다.
그리고, 상기 오일 분리기(20)에서 분리되어 상기 스크롤 압축기(10)로 회수되는 오일의 압력은 상기 P4에 대응되며, 상기 오일 저장부(170)의 압력 또한 상기 P4에 대응될 수 있다.
한편, 상기 오일 저장부(170)에 저장된 오일은 상기 연통홀(135)을 통하여 상기 제 3 압축실(195)로 유입된다.
상기 제 3 압축실의 압력(P3)은 상기 오일 저장부(170)의 압력(P4)보다 약간 낮게 형성된다. 일례로, 특정 냉매에 대하여, 상기 P4는 P3보다 1~2kgf/cm2G만큼 크게 형성될 수 있다.
상기 P4와 P3의 압력차이에 기인하여, 상기 오일 저장부(170)의 오일은 상기 제 3 압축실(195)로 용이하게 유동할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 제 3 압축실(195)에 형성되는 압력(P3)이 압축기의 토출압력(P4)보다 약간 낮게 형성되므로, 오일 분리기에서 분리된 오일이 크지 않은 압력차에 의하여 압축기로 회수될 수 있게 된다.
결국, 고압의 냉매가 압축기의 유입부로 빨려들어가나 유동 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 상기 오일 분리기(20)로부터 연장되는 회수 유로(25)가 압축기의 흡입배관에 연결되지 않고 스크롤 압축기(10) 내부의 메인 프레임(140)에 연결되어, 오일과 압축기 흡입냉매가 섞이는 현상을 방지하므로 상기 흡입냉매의 열손실을 방지할 수 있게 된다.
1 : 공기 조화기 10 : 스크롤 압축기
20 : 오일 분리기 25 : 회수유로
110 : 하우징 111 : 흡입부
112 : 상부 커버 115 : 압축부
120 : 고정 스크롤 121 : 토출홀
123 : 고정 스크롤랩 130 : 선회 스크롤
132 : 선회 스크롤랩 133 : 축 결합부
135 : 연통홀 140 : 메인 프레임
160 : 모터 161 : 고정자
162 : 회전자 170 : 오일 저장부
180 : 내부 유로 191 : 제 1 압축실
193 : 제 2 압축실 195 : 제 3 압축실
197 : 토출 포켓

Claims (14)

  1. 다수의 압축실 및 냉매 토출부가 형성되는 스크롤 압축기;
    상기 냉매 토출부에서 토출된 냉매가 유입되며, 유입된 냉매 중 오일이 분리되도록 하는 오일 분리기;
    상기 오일 분리기로부터 상기 스크롤 압축기로 연장되어, 상기 분리된 오일이 상기 스크롤 압축기로 회수되도록 하는 회수 유로;
    상기 스크롤 압축기의 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징의 상부에 형성되며, 냉매가 흡입되는 흡입부;
    상기 하우징 내부에 위치하는 구동축을 지지하며, 상면에 고정 스크롤이 고정되는 메인 프레임;
    상기 고정 스크롤에 선회 가능하게 맞물려 상기 다수의 압축실을 형성하는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤의 하부에 형성되며, 상기 구동축의 상단부를 둘러싸는 축 결합부;
    상기 축 결합부의 외측 공간으로 규정되도록, 상기 메인 프레임을 함몰시켜 형성하는 오일 저장부;
    상기 하우징의 하부에 저장된 오일을 상기 오일 저장부로 유입되도록, 상기 구동축을 따라 상기 오일 저장부로 연장되는 오일 공급유로;
    상기 회수 유로에 연결되어 상기 회수 유로의 오일이 상기 오일 저장부로 유입되도록 가이드하며, 상기 하우징의 일 면으로부터 상기 오일 저장부까지 연장되는 내부 유로; 및
    상기 선회 스크롤을 관통하도록 형성되며, 상기 다수의 압축실 중 상기 오일 저장부의 압력 보다 낮은 압력이 형성되는 일 압축실과 상기 오일 저장부를 연통시키는 연통 유로가 포함되는 공기 조화기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 저장부에는,
    상기 선회 스크롤에 회전력을 제공하는 상기 구동축의 상단부 및 상기 축 결합부가 배치되는 공기 조화기.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연통유로는 상기 선회 스크롤의 적어도 일부분이 절개되어 형성되는 홀(hole)인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 상측에 결합되며, 상기 흡입부가 형성되는 상부 커버가 더 포함되는 공기 조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 압축실은,
    상기 흡입부로 흡입되는 냉매의 압력 보다 높은, 저압(P1)의 냉매가 형성되는 제 1 압축실;
    상기 저압 보다 높은 중간압(P2)의 냉매가 형성되는 제 2 압축실;
    상기 중간압 보다 높은 고압(P3)의 냉매가 형성되는 제 3 압축실; 및
    중앙부에 형성되며, 상기 고압 보다 높은 토출 압력(P4)이 형성된 냉매가 토출되는 토출 포켓을 포함하며,
    상기 연통 유로는, 상기 오일 저장부로부터 상기 제 3 압축실이 연통되도록 연장되는 공기 조화기.
  10. 삭제
  11. 고정 스크롤랩과 선회 스크롤랩에 의하여 다수의 압축실을 형성하는 스크롤 압축기;
    상기 스크롤 압축기에서 토출된 냉매가 유입되며, 유입된 냉매 중 오일을 분리시키는 오일 분리기;
    상기 스크롤 압축기의 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징의 상측에 제공되며, 냉매가 흡입되는 흡입부;
    상기 하우징에 제공되며, 상기 다수의 압축실을 경유하여 압축된 냉매를 상기 오일 분리기로 토출하는 토출부;
    상기 하우징의 내부에 수용되는 모터의 중심을 관통하며, 상기 선회 스크롤랩을 선회시키는 구동축;
    상기 구동축의 상부를 지지하며, 상기 다수의 압축실의 하측에 구비되는 메인 프레임;
    상기 구동축의 상단부가 배치되도록 상기 메인 프레임을 함몰시켜 형성하며, 상기 구동축의 상단부의 외측 공간으로 규정되는 오일 저장부;
    상기 하우징의 하부에 저장된 오일이 상기 오일 저장부로 유입되도록, 상기 구동축을 따라 상기 오일 저장부로 연장되는 오일 공급유로;
    상기 하우징의 일측에 제공되며, 상기 오일 분리기에서 분리된 오일이 유입되는 회수 유입부;
    상기 회수 유입부로부터 상기 오일 저장부로 연장되는 내부 유로; 및
    상기 선회 스크롤랩을 관통하며, 상기 오일 저장부와 상기 다수의 압축실 중 어느 일 압축실을 연통시키는 연통홀이 포함하며,
    상기 오일 저장부에 저장된 오일의 압력은, 상기 연통홀에 의해 연통된 상기 어느 일 압축실의 압력보다 높은 공기 조화기.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 압축실은,
    상기 흡입부로 흡입되는 냉매의 압력 보다 높은, 저압(P1)의 냉매가 형성되는 제 1 압축실;
    상기 저압 보다 높은 중간압(P2)의 냉매가 형성되는 제 2 압축실;
    상기 중간압 보다 높은 고압(P3)의 냉매가 형성되는 제 3 압축실; 및
    상기 고압(P3) 보다 높은 토출 압력(P4)이 형성된 냉매가 토출되는 토출 포켓을 포함하며,
    상기 연통홀은, 상기 오일 저장부로부터 상기 제 3 압축실로 연장되는 공기 조화기.
  14. 삭제
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