KR20000042341A - 회전 압축기 - Google Patents

Abstract

오일을 압축실로 원할하게 공급할 수 있고, 냉매가스에 섞여있는 오일은 토출되지 못하도록 한 회전압축기가 개시된다. 상기 회전압축기는 측면에는 냉매가 흡입되는 흡입관이 상면에는 냉매가 토출되는 토출관이 마련되며 하부에는 오일이 저장된 밀폐용기, 냉매가스가 유입되는 압축실을 가지며 상기 밀폐용기에 설치되는 실린더, 하단측은 오일에 잠기도록 설치되고 상단측은 실린더의 압축실에 흡입된 냉매가스를 압축하기 위한 편심부로 형성되며 자신의 길이방향으로는 오일을 압축실측으로 공급하기 위한 유로가 형성된 회전축을 가지면서 실린더의 하측에 설치되는 모타, 상기 실린더의 상하측에 각각 고정되어 실린더와 회전축을 지지하며, 상기 압축실과 토출관을 연통시키는 토출구와 압축실과 흡입관을 연통시키는 흡입구가 각각 형성된 상부베어링 및 하부베어링, 그리고 상기 토출관과 인접된 밀폐용기의 내부에 설치되어, 압축실에서 압축된 후 토출구에서 토출되는 냉매가스에 섞여있는 오일을 여과시키기 위한 차단용기 또는 차단판을 구비한다. 상기 회전압축기는, 회전축의 회전시 발생되는 압력차에 의하여 오일이 회전축의 몸체에 형성된 유로를 따라서 원할하게 공급된다. 또, 차단용기 또는 차단판에 의하여 오일이 섞이지 않은 냉매가스가 토출되어 냉동싸이클을 수행하므로, 냉동싸이클의 전체적인 효율이 향상된다.

Description

회전 압축기

본 발명은 회전압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 오일을 압축실로 원할하게 공급할 수 있고, 냉매가스에 섞여있는 오일은 토출되지 못하도록 한 회전압축기에 관한 것이다.

압축기란 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치이고, 회전압축기란 실린더속에서 회전하는 회전자를 이용하여 유체를 압축하는 장치이다.

종래의 회전압축기가 냉동 싸이클에 사용되는 것을 일 예로 들어 설명한다. 도 1은 종래의 회전압축기의 구성을 보인 단면도이다.

이에 도시하듯이, 몸체(11)와 몸체(11)의 상측 및 하측에 각각 결합되는 상부커버(12)와 하부커버(13)를 가지면서 밀폐된 밀폐용기(10)가 마련된다. 밀폐용기(10)의 중앙부에는 코일(21)이 권선된 고정자(22)와 고정자(22)의 내부에 설치되어 회전되는 회전자(23)와 회전자(23)와 동일하게 회전되는 회전축(24)을 가지는 모터(20)가 설치된다. 모터(20)의 상측에는 압축실(31)을 가지는 실린더(30)가 고정되고, 회전축(24)과 실린더(30)는 상,하부베어링(41,42)에 의하여 지지된다. 그리고, 상기 회전축(24)은 실린더(30)의 압축실(31)을 압축하기 위한 편심부(24a)를 가지고, 편심부(24a)에는 롤러(25)가 결합된다. 그리고, 밀폐용기(10)의 하부에는 압축실(31)과 편심부(24a) 및 롤러(25)측으로 공급하여, 회전축(24)이 원할하게 회전되게 함과 동시에 압축실(31)과 롤러(25) 사이를 실링하기 위한 오일이 저장되어 있다.

작동을 간단히 설명하면, 흡입관(45)을 통하여 밀폐용기(10)로 유입된 냉매가스는 하부베어링(42)의 흡입구(42a)를 통하여 실린더(30)의 압축실(31)에 흡입된다. 그러면, 압축실(31)에 흡입된 냉매가스는 회전축(24)의 편심부(24a)에 의하여 압축되어서, 토출관(46)으로 토출되는 것이다. 미설명부호 41a는 토출구이다.

상기와 같이 구성된 종래의 회전압축기는, 밀폐용기의 하부에 저장된 오일이 회전축의 회전시 비산되어서 실린더의 압축실측으로 공급되었다. 즉, 오일을 실린더의 압축실까지 공급하기 위한 유로가 형성되어 있지 않으므로 인하여, 오일이 실린더의 압축실까지 원할하게 공급되지 못하는 단점이 있다.

또, 압축되어 토출되는 냉매가스 중에 섞여있는 오일이 냉매가스와 함께 토출되면서 응축기 및 증발기로 유입된다. 그러면, 열전달 성능이 떨어지는 오일로 인하여 냉동 싸이클 자체의 효율이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기의 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 실린더측으로 오일을 원할하게 공급하여 회전축을 원할하게 회전시킬 수 있고, 냉매가스를 효율적으로 압축할 수 있는 회전압축기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉매가스에 섞여 있는 오일은 토출되지 못하도록 하여 냉동싸이클의 효율을 향상시킬 수 있는 회전압축기를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 회전압축기의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기의 구성을 보인 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 차단용기의 사시도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전압축기의 구성을 보인 단면도,

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

110:밀폐용기, 120:모타, 124:회전축,

124a:편심부, 124b;유로, 130:실린더,

131:압축실, 141,143:상,하부베어링, 150:차단용기.

160:차단판.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 측면에는 냉매가 흡입되는 흡입관이 상면에는 냉매가 토출되는 토출관이 마련되며 하부에는 오일이 저장된 밀폐용기, 냉매가스가 유입되는 압축실을 가지며 상기 밀폐용기에 설치되는 실린더, 하단측은 오일에 잠기도록 설치되고 상단측은 실린더의 압축실에 흡입된 냉매가스를 압축하기 위한 편심부로 형성되며 자신의 길이방향으로는 오일을 압축실측으로 공급하기 위한 유로가 형성된 회전축을 가지면서 실린더의 하측에 설치되는 모타, 상기 실린더의 상하측에 각각 고정되어 실린더와 회전축을 지지하며, 상기 압축실과 토출관을 연통시키는 토출구와 압축실과 흡입관을 연통시키는 흡입구가 각각 형성된 상부베어링 및 하부베어링, 그리고 상기 토출관과 인접된 밀폐용기의 내부에 설치되어, 압축실에서 압축된 후 토출구에서 토출되는 냉매가스에 섞여있는 오일을 여과시키기 위한 수단을 구비한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기의 구성을 보인 단면도이다. 이에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 회전압축기(100)는 하부에 오일이 저장되는 밀폐용기(110)를 가진다. 밀폐용기(110)는 몸체(111)와 몸체(111)의 상,하부에 각각 결합되는 상부커버(113)와 하부커버(115)를 가진다.

몸체(111)의 중앙부에는 모터(120)가 설치되고, 모터(120)의 상측에는 냉매가스가 흡입되어 토출되는 압축실(131)를 가지는 실린더(130)가 설치된다. 모터(120)는 몸체(111)에 고정되며 코일(121)이 권선된 고정자(122)와 고정자(122)의 내부에 회전가능하게 설치되는 자성을 가진 회전자(123)와 회전자(123)에 압입된 회전축(124)을 가진다. 회전축(124)의 상측은 모터(120)의 외측으로 연장되어 압축실(131)을 통과한다. 압축실(131)에 위치되는 회전축(124)의 부위는 편심(124a)되고, 편심부(124a)의 회전에 의하여 압축실(131)의 냉매가스가 압축된다. 편심부(124a)에는 압축실(131)을 형성하는 실린더의 면과 접촉되면서 냉매가스를 직접압축하기 위한 롤러(127)가 끼워진다.

상기 회전축(124)과 실린더(130)는 몸체(111)에 고정된 상부베어링(141)과 하부베어링(143)에 의하여 지지된다. 그리고, 모터(120)와 실린더(130) 사이의 몸체(111)의 부위에는 증발기(미도시)에서 공급되는 냉매가스를 흡입하기 위한 흡입관(117)이 설치되고, 상부커버(113)에는 냉매가스가 토출되는 토출관(118)이 설치된다.

상기 하부베어링(143)과 상부베어링(141)에는 실린더(130)의 압축실(131)과 연통되면서 흡입관(117)을 통하여 유입된 냉매가스를 압축실(131)로 안내하기 위한 흡입구(143a)와 압축된 냉매가스를 토출관(118)측으로 안내하기 위한 토출구(141a)가 각각 형성된다.

상기 회전축(124)의 편심부(124a) 또는 롤러(127)에 의하여, 압축실(131)과 흡입구(143a)가 연통되는 순간 냉매가 압축실(131)로 유입되고, 압축실(131)과 토출구(141a)가 연통되는 순간 냉매가 토출된다. 냉매가 압축실(131)로 유입되는 도중에는 토출되지 않도록 하고, 냉매가 토출되는 도중에는 압축실(131)로 유입되지 않도록 설계하면, 냉매가 압축된다. 즉, 흡입구(143a)와 압축실(131)이 연통되는 시기와 토출구(141a)와 압축실(131)이 연통되는 시기에 차이를 두면 되는 것이다.

본 실시예에 따른 회전압축기(100)는 밀폐용기(110)의 하부에 저장된 오일을 실린더(130) 측으로 원할하게 공급할 수 있도록 구성된다.

상세히 설명하면, 회전축(124)의 하단부는 하부커버(115) 측으로 연장되어 오일에 잠기도록 구성된다. 그리고, 회전축(124)의 하단에서부터 시작하여 편심부(124a)까지는 그 길이방향으로 유로(124b)가 형성된다. 모터(120)의 코일(121)에 전류가 인가되면, 전자기력에 의하여 회전자(123)가 회전되면서 회전축(124)을 회전시킨다. 그러면, 회전축(124)의 유로(124b)의 압력은 낮아지게 되고, 이로인해 오일이 유로(124b)를 따라서 실린더(130)의 압축실(131)로 공급되는 것이다. 그러면, 회전축(124)과 롤러(127)의 접촉부위 및 롤러(127)와 압축실(131)을 형성하는 실린더(130) 면과의 접촉부위는 마찰력이 감소하게된다. 또, 롤러(127)와 압축실(131)을 형성하는 실린더(130) 면과의 접촉부위는 오일에 의하여 밀봉된다. 이와같은 이유로 냉매가스는 누설되는 것 없이 고압으로 압축되는 것이다. 이때, 상기 유로(124b)는 더욱 원할한 오일의 공급을 위하여 나선형으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 회전압축기(100)는 압축실(131)에서 압축된 후 토출되는 냉매가스에 섞여있는 오일이, 토출관(118)을 통하여 압축기의 외부로 토출되지 못하도록 구성된다. 이를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 차단용기의 사시도이다.

설명하면, 냄비 형상을 가지면서 토출관(118)을 감싸는 형태로 차단용기(150)가 밀폐용기의 내부에 설치된다. 이때, 토출구(141a)와 대향하지 않는 차단용기(150)의 면, 즉 차단용기(150)의 측면에는 냉매가 통과하는 통과공(151)이 형성된다. 이는, 냉매에 섞여있는 오일이 자중에 의하여 낙하되게 하기 위함이다. 상세히 설명하면, 토출구(141a)와 통과공(151)은 대향하지 않으므로, 토출구(141a)에서 토출되는 냉매는 차단용기(150)의 저면을 향하게 된다. 그후, 차단용기(150)의 외면을 따라서 냉매가 이동하게 되는데, 이때 오일은 자중 및 관성력에 의하여 밑으로 낙하되는 것이다. 이와같이, 냉매에 섞여있는 오일이 통과공(151)을 통과하지 못하므로, 압축기의 외부로 토출되지 않는 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전압축기의 구성을 보인 단면도로써, 이를 설명한다.

도 2와 차이점만을 설명하면, 냄비형상의 차단용기(150) 대신 원판 형상의 차단판(160)이 설치된 구성이다. 상기 차단판(160)은 상부베어링(141)의 토출구(141a)와 토출관(118) 사이를 구획하면서 설치된다. 그리고, 토출구(141a)와 대향하지 않는 차단판(160)의 부위, 즉 차단판(160)의 가장자리 부위에는 냉매가 통과되는 통과공(161)이 형성된다. 이는, 위에서 설명한 것과 동일한 이유로서, 냉매에 섞여서 토출되는 오일이 자중 및 관성력에 의하여 낙하되도록 하기 위함이다. 또, 상기 차단판(160)은 밀폐용기(110)를 구획하고 있으므로, 소음기의 기능도 수행하게 된다.

이상에서 설명하듯이, 본 발명에 따른 회전압축기는, 회전축의 몸체에 실린더측으로 오일을 공급하기 위한 유로가 그 길이방향으로 형성된다. 그러면, 회전축의 회전시 발생되는 압력차에 의하여 오일이 실린더측으로 원할하게 공급된다.

또, 냉매가스에 섞여 있는 오일은 차단용기 또는 차단판에 의하여 압축기의 외부로 토출되지 않는다. 즉, 오일이 섞이지 않은 냉매가스가 토출되어 냉동싸이클을 수행하므로, 냉동싸이클의 전체적인 효율이 향상된다.

이상에서, 본 발명은 바람직한 실시예에 근거하여 서술되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 개량이 이루어 질 수 있으며, 이러한 변형 및 개량도 본 발명에 속한다는 것을 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 측면에는 냉매가 흡입되는 흡입관이 상면에는 냉매가 토출되는 토출관이 마련되며 하부에는 오일이 저장된 밀폐용기;

   냉매가스가 유입되는 압축실을 가지며 상기 밀폐용기에 설치되는 실린더;

   하단측은 오일에 잠기도록 설치되고 상단측은 실린더의 압축실에 흡입된 냉매가스를 압축하기 위한 편심부로 형성되며 자신의 길이방향으로는 오일을 압축실측으로 공급하기 위한 유로가 형성된 회전축을 가지면서 실린더의 하측에 설치되는 모타;

   상기 실린더의 상하측에 각각 고정되어 실린더와 회전축을 지지하며, 상기 압축실과 토출관을 연통시키는 토출구와 압축실과 흡입관을 연통시키는 흡입구가 각각 형성된 상부베어링 및 하부베어링; 그리고

   상기 토출관과 인접된 밀폐용기의 내부에 설치되어, 압축실에서 압축된 후 토출구에서 토출되는 냉매가스에 섞여있는 오일을 여과시키기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수단은,

   냄비 형상을 가지면서 토출관을 감싸는 형태로 밀폐용기의 내부에 설치되며,냉매에 섞여서 토출되는 오일이 토출관을 향해서 유동되는 도중 자중 및 관성력에 의하여 낙하될 수 있도록 상기 토출구와 대향되지 않은 부위에 냉매가 통과하는 통과공이 형성된 차단용기인 것을 특징으로 하는 회전압축기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 수단은,

   상기 상부베어링의 토출구와 토출관 사이의 밀폐용기를 구획하면서 설치되어, 냉매에 섞여서 토출되는 오일이 상기 토출관을 향해서 유동되는 도중 자중 및 관성력에 의하여 낙하되도록 상기 토출구와 대향되지 않은 부위에 냉매가 통과하는 통과공이 형성된 차단판인 것을 특징으로 하는 회전압축기.