KR200224364Y1 - 회전압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전압축기에 관한 것으로, 그 목적은 압축냉매와 함께 비산된 오일이 냉매토출관을 통해 빠져나가는 것을 효율적으로 방지하고자 하는 것이다.

본 고안에 따른 회전압축기에 의하면, 냉매토출관(12)의 선단이 수용되도록 상부가 개방된 통상의 몸체(81)와, 몸체(81)의 개방부에 마련된 다수개의 블레이드(82)를 갖춘 오일분리장치(80)가 회전자(22) 상측에 장착되어 일체로 회전함으로써, 압축냉매와 함께 밀폐용기(10) 상부로 비산된 오일은 오일분리장치(80)에 점착되어 압축냉매와 분리된다.

이로 인해 비산된 오일은 다시 회전자(22)와 고정자(21) 등에 점착되며, 다시 밀폐용기(10) 저부로 흘러 내려와 외부로 빠져나가는 것이 방지된다. 따라서, 밀폐용기(10) 저부에는 오일이 충분하게 유지되어 각 구동부가 원활하게 윤활되며, 이러한 회전압축기가 적용된 냉동사이클의 효율이 보다 향상되는 작용효과가 있다.

Description

회전압축기{Rotary compressor}

본 고안은 냉동사이클에 장착되는 회전압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동장치와 인접하도록 밀폐용기내로 연장되어 압축냉매를 냉동사이클로 안내하기 위한 냉매토출관을 갖춘 회전압축기에 관한 것이다.

일반적으로 회전압축기는 냉매를 매개로 하여 압축 → 응축 → 팽창 → 증발과정이 연속적으로 수행되는 공기조화기 등의 냉동사이클에서 냉매를 고온 고압으로 압축하여 내보내는 기기이다.

이러한 기능을 하는 종래 회전압축기는 외형 몸체를 이루는 밀폐용기와, 밀폐용기에 내장되어 동력을 발생시키는 구동장치와, 구동장치의 동력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축장치를 갖추고 있다.

밀폐용기에는 각 구동부를 윤활 및 냉각시키기 위해 오일이 저장되며, 냉매의 흡입 / 배출을 안내하기 위한 냉매유입관과 냉매토출관이 마련된다. 냉매유입관은 압축장치와 인접하도록 밀폐용기의 측면 하부에 마련되며, 냉매토출관은 냉매토출이 용이하도록 밀폐용기의 직상부에 마련된다.

그리고, 구동장치는 편심부가 일체로 형성된 회전축과, 회전축 상단이 압입되는 회전자와, 전원 인가 시 자장을 형성하여 회전자를 고속 회전시키기 위한 고정자를 포함한다. 또한, 회전축 하단은 오일에 수용되어 있어서, 고속 회전 시 오일을 펌핑하여 각 구동부로 공급하게 된다.

압축장치는 내부에 압축실을 형성하도록 양면이 개방된 실린더와, 회전축의 편심부에 결합되어 압축실에서 회전 및 자전운동하는 롤러와, 실린더의 상 하측에 각각 배치되어 압축실을 형성함과 동시에 회전축을 회전 가능하게 지지하는 상부베어링 및 하부베어링 등으로 구성된다.

또한, 실린더에는 롤러 외주와 지속적으로 접하는 베인과, 냉매유입관이 연결되는 냉매흡입구가 마련된다. 그리고 상부베어링에는 압축실에서 압축된 냉매가 토출되도록 토출포트가 가공되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 회전압축기는 전원이 인가됨에 따라, 구동장치의 회전자와 함께 회전축이 고속으로 회전하고 아울러 편심부와 롤러가 실린더의 압축실에서 편심회전 및 자전운동을 한다.

이에 따라 냉매는 냉매유입관과 냉매흡입구를 통해 압축실로 들어와 압축되며, 일정압에 도달하면 토출밸브가 개방되어 토출포트를 통해 밀폐용기내로 토출된다. 계속하여 압축냉매는 밀폐용기 상측으로 올라가며 토출냉매는 냉매토출관을 통해 밀폐용기 외부로 빠져나가 냉동사이클로 재 공급된다. 계속하여 압축냉매는 밀폐용기 상측으로 올라가며, 냉매토출관을 통해 빠져나가 냉동사이클로 보내진다. 이 때, 회전축의 회전운동 시 오일도 펌핑되어 각 구동부를 윤활 및 냉각시킨다.

한편, 펌핑된 오일의 일부는 압축실내로 유입되며, 이것이 냉매와 함께 압축되어 밀폐용기내로 비산되면서 토출된다. 계속하여 압축냉매에 혼입된 오일은 밀폐용기 상부로 올라가 냉매토출관을 통해 외부로 빠져나간다. 즉, 압축냉매에는 오일이 혼입되고, 이것이 밀폐용기 상측으로 비산되어 냉매토출관을 통해 함께 토출된다.

이러한 현상의 반복으로 밀폐용기내의 오일이 응축기와 증발기 등 다른 냉동사이클 구성요소로 점차 빠져나감으로써, 종래 회전압축기에서는 장기간 구동 시 밀폐용기내의 오일이 부족하게 된다. 이로 인해 각 구동부에 오일공급이 원활하게 이루어지지 않아 마찰저항이 커지며, 회전압축기가 안정적으로 구동할 수 없어 압축효율 및 제품신뢰성이 저하되는 단점이 있다. 또한, 압축냉매와 함께 외부로 토출된 오일은 냉동사이클로 유입되어 전체적인 사이클 효율 역시 떨어진다.

한편, 종래에는 압축기를 빠져나간 압축냉매로부터 오일을 분리하여 귀환시키기 위한 오일분리기를 별도로 장착하는 경우도 있는데, 이러한 것에 의해 냉동사이클의 구성이 난해함은 물론이며 제조비용 역시 상승하는 단점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 구동장치 및 압축장치의 구동으로 압축냉매와 함께 밀폐용기내로 비산된 오일이 냉매토출관을 통해 외부로 빠져나가는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 회전압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 회전압축기의 전체적인 구조를 보인 측단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 회전압축기의 오일분리장치를 발췌하여 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10..밀폐용기 11..오일 12..냉매토출관

20..구동장치 22..회전자 30..압축장치

80..오일분리장치 81..몸체 82..블레이드

82a..수평날개 82b..수직날개

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은;

오일이 저장되는 밀폐용기내에 설치되어 동력을 발생시키는 구동장치와, 구동장치의 동력을 전달받아 냉매를 압축하여 밀폐용기내로 토출하는 압축장치와, 압축장치로부터 토출된 냉매를 밀폐용기 외부로 토출시키기 위한 냉매토출관과, 압축냉매에 혼입된 오일이 빠져나가는 것을 방지하기 위한 오일분리장치를 갖춘 회전압축기에 있어서,

오일분리장치는 구동장치와 함께 회전가능하게 장착되며 냉매토출관의 선단이 수용되도록 상부가 개방된 통상의 몸체와, 몸체의 개방부를 따라 반경방향으로 마련된 다수개의 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성이다.

또한, 블레이드는 몸체의 개방부에서 수평방향으로 형성된 다수의 수평날개와, 수평날개에서 수직되게 연장된 수직날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성이다.

또한, 수직날개는 수평날개의 일측에서 하측방향으로 연장되게 이루어 진 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 1은 본 고안에 따른 회전압축기의 전체적인 구조를 보인 것이고, 도 2는 본 고안에 따른 오일분리장치를 발췌하여 보인 것이다.

본 고안에 따른 회전압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 밀폐 구성되며 저부에 오일(11)이 저장되는 밀폐용기(10)와, 밀폐용기(10)의 상측 공간에 내장되며 전원을 공급받아 구동하여 회전력을 발생시키는 구동장치(20)와, 구동장치(20)의 회전력을 전달받아 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축장치(30)를 갖추고 있다.

구동장치(20)는 전원을 인가 받아 자장을 형성하는 고정자(21)와, 고정자(21)에 회전 가능하게 설치되는 회전자(22)와, 상단은 회전자(22)에 압입되며 하단부위에 편심부(24)를 갖춘 회전축(23)을 갖추고 있다. 미설명부호 '22a'는 원판상으로 이루어져 회전자(22) 상부에 장착되는 상부플레이트이다.

따라서 회전자(22)와 회전축(23)이 일체로 회전함과 동시에 편심부(24)가 편심 회전하게 된다. 또한, 회전축(23) 내부에는 축방향으로 중공부(23a)가 마련되며, 오일(11)에 수용된 회전축(23)의 하단에는 이를 펌핑시키기 위한 오일패들(25)이 장착된다. 따라서 회전축(23)의 회전으로 냉매가 압축 토출되는 것은 물론이며, 밀폐용기(10)에 고여있는 오일(11)이 펌핑되게 된다. 미설명부호 '26a'와 26b'는 펌핑되는 오일(11)을 각 구동부측으로 분출시키기 위한 토출홀이다.

그리고, 구동장치(20)의 회전력으로 작동하는 압축장치(30)는 내부에 압축실(31a)이 이루어지며 이와 연통되도록 측면에 냉매흡입구(31b)가 형성된 실린더(31)와, 압축실(31a)에 설치되며 편심부(24)와 결합되어 회전 및 자전운동하는 롤러(32)와, 실린더(31)의 상 하부에 각각 설치되어 압축실(31a)을 밀폐함과 동시에 회전축(23)을 회전 가능하게 지지하는 상부, 하부베어링(40)(50)을 구비한다.

실린더(31)에는 선단이 롤러(32) 외주와 지속적으로 접하여 압축실(31a)을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인(미도시)이 진퇴운동 가능하게 배치되며, 베인을 중심으로 냉매흡입구(31b)와 대향하는 부분에는 냉매 토출을 안내하는 반달홈(31c)과, 토출소음을 저감시키기 위한 공명기(미도시)가 마련된다.

하부베어링(50)은 실린더(31) 하부에 장착되어 압축실(31a) 하부를 밀폐함과 동시에 회전축(23)의 하단을 회전가능하게 지지한다. 반면에, 상부베어링(40)은 하부베어링(50)과 함께 마운팅볼트(70)를 통해 실린더(31) 상부에 장착되어 압축실(31a) 상부를 밀폐하면서 회전축(23)을 지지하게 된다. 또한, 반달홈(31c)과 대응하는 상부베어링(40) 일측에는 압축실(31a)과 연통되게 천공된 토출포트(41)와, 토출포트(41)를 선택적으로 개폐하는 토출밸브(60)가 설치된다.

한편, 밀폐용기(10)는 회전압축기의 외관을 이루는 것으로, 여기에는 냉매 유출입을 안내하기 위한 냉매유입관(13)과 냉매토출관(12)이 직결된다. 냉매유입관(13)은 일단이 냉매흡입구(31b)와 연통되도록 밀폐용기(10) 하측에 결합되며 타단은 액냉매 유입을 방지하기 위한 어큐뮬레이터(14)와 결합된다. 그리고, 냉매토출관(12)은 압축냉매가 용이하게 토출되도록 밀폐용기(10)의 상면에 세워져 설치되되, 선단이 밀폐용기(10) 상부를 관통하여 구동장치(20)와 인접하도록 배치된다.

또한, 이러한 냉매토출관(12)의 선단과 구동장치(20) 사이에는 압축냉매에 혼입된 오일(11)이 냉매토출관(12)을 통해 빠져나가는 것을 방지하기 위한 오일분리장치(80)가 마련되어 있다.

도 2를 참조하면, 오일분리장치(80)는 통형상의 몸체(81)와, 몸체(81)의 가장자리를 따라 반경방향으로 연장되게 마련된 다수개의 블레이드(82)를 구비한다.

몸체(81)는 상부가 개방된 원통 컵형상으로 이루어져 있으며, 중심부위에 냉매토출관(12)의 선단이 여유있게 수용됨으로써 압축냉매의 유입 시 유로저항을 받게 된다. 이 몸체(81)는 회전자(22)의 상부, 즉 상부플레이트(22a)의 중심부에 용접수단을 통해 접합됨으로써, 회전자(22)와 함께 일체로 회전하게 된다.

그리고 블레이드(82)는 몸체(81)의 개방부에서 반경방향 즉 수평방향으로 연장된 다수의 수평날개(82a)와, 수평날개(82a)에서 하측방향으로 수직되게 마련된 수직날개(82b)를 갖추고 있다. 수직날개(82b)는 수평날개(82a)의 일부를 절개하여 벤딩 구성함으로써, 수평날개(82a)와 일체를 이룬다. 이 때, 수직날개(82b)를 하측방향으로 연장되게 구성한 것은, 밀폐용기(10) 하부로부터 올라오는 오일(11)을 보다 용이하게 점착시키기 위함이다.

이에 따라 압축냉매는 토출 과정 시 상당한 유로저항을 받으며, 이로 인해 압축냉매에 혼입된 오일(11)의 대부분은 밀폐용기(10) 벽면 또는 고정자(21)와 회전자(22) 표면에 점착되어 저부로 흘러내리게 되는데, 이에 대한 것은 작용설명에서 상세하게 기술한다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 회전압축기의 작동 및 효과를 설명한다.

먼저, 본 고안에 따른 회전압축기에 전원이 인가되면, 고정자(21)와 상호 작용하여 회전자(22)와 회전축(23)이 일체로 고속 회전하며, 편심 회전되는 편심부(24)와 함께 롤러(32)가 압축실(31a)에서 편심회전 및 자전운동한다. 따라서 냉매는 어큐뮬레이터(14) → 냉매유입관(13) → 냉매흡입구(31b)를 통해 압축실(31a)로 유입되고, 일정압력에 도달하면 토출밸브(60)가 개방되어 반달홈(31c)과 토출포트(41)를 통해 밀폐용기(10)내로 토출된다. 계속하여 압축냉매는 냉매토출관(12)을 통해 밀폐용기(10) 외부로 내보내지며, 다시 토출포트(41)의 냉매압이 떨어지면 토출밸브(60)는 폐쇄된다. 이러한 작동은 회전축(23)의 1회전당 1회씩 수행하게 된다.

아울러, 회전축(23)의 고속 회전으로 오일(11)이 펌핑됨으로써, 각 구동부가 윤활 및 냉각된다. 즉, 오일패들(25)을 통해 중공부(23a)로 펌핑되는 오일은 각각의 토출홀(26a)(26b)을 통해 롤러(32)와 편심부(24) 사이 및 회전축(23)과 상부베어링(40) 사이에 공급되며, 이것에 의해 각 구동부가 원활하게 작동함과 동시에 냉각된다.

한편, 회전축(23)의 고속으로 회전으로 펌핑되는 오일(11)의 일부는 냉매에 혼입되며, 이로 인해 압축냉매는 오일(11)이 혼입된 상태로 비산된다. 이러한 비산되는 오일(11)의 일부는 회전자(22)와 고정자(21) 사이의 에어갭을 통해 상부로 올라가 이들의 표면에 점착되며, 냉각시키면서 다시 하부로 흘러 내린다. 그리고 나머지 일부는 압축냉매와 함께 밀폐용기(10) 상부공간으로 비산되는데, 이것은 회전자(22)와 함께 회전하는 오일분리장치(80)에 의해 외부로 빠져나가는 것이 방지된다.

즉, 오일분리장치(80)는 회전자(22)와 함께 회전하는데, 몸체(81)에 형성된 다수개의 블레이드(82)에 비산되는 오일(11)이 부딪쳐 점착된다. 특히, 하측방향으로 연장된 수직날개(82b)에 많은 양의 오일(11)이 점착되며, 이것은 다시 반경방향으로 뿌려져 밀폐용기(10) 벽면을 타고 다시 흘러내린다. 또한, 압축냉매는 도 1의 화살표로 도시한 바와 같이, 오일분리장치(80)의 몸체(81) 내부를 경유하여 냉매토출관(12)을 통해 빠져나간다. 이와 같이, 냉매토출 시 유로가 급격하게 바뀌기 때문에, 압축냉매에 혼입된 오일(11)은 자중에 의해 하측으로 떨어진다.

결국, 압축냉매에 혼입되어 밀폐용기(10) 상부로 비산된 오일(11)의 대부분은 다수개의 블레이드(82)를 갖춘 오일분리장치(80)와 부딪쳐 점착되며, 다시 밀폐용기(10) 저부로 복귀된다.

따라서 순수한 압축냉매만이 냉매토출관(12)을 통해 냉동사이클로 공급되며, 밀폐용기(10)에는 항상 오일이 충분하게 유지되어 각 구동부의 윤활과 냉각이 원활하게 수행된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 회전압축기에 의하면, 냉매토출관의 선단이 수용되도록 상부가 개방된 통상의 몸체와, 몸체의 개방부에 마련된 다수개의 블레이드를 갖춘 오일분리장치가 회전자 상측에 장착되어 일체로 회전함으로써, 압축냉매와 함께 밀폐용기 상부로 비산된 오일은 오일분리장치에 점착되어 압축냉매와 분리된다.

이로 인해 비산된 오일은 다시 회전자와 고정자 등에 점착되며, 다시 밀폐용기 저부로 흘러 내려와 외부로 빠져나가는 것이 방지된다. 따라서, 밀폐용기 저부에는 오일이 충분하게 유지되어 각 구동부가 원활하게 윤활되며, 이러한 회전압축기가 적용된 냉동사이클의 효율이 보다 향상되는 작용효과가 있다.

Claims (3)

1. 오일이 저장되는 밀폐용기내에 설치되어 동력을 발생시키는 구동장치와, 상기 구동장치의 동력을 전달받아 냉매를 압축하여 상기 밀폐용기내로 토출하는 압축장치와, 상기 압축장치로부터 토출된 냉매를 상기 밀폐용기 외부로 토출시키기 위한 냉매토출관과, 압축냉매에 혼입된 오일이 빠져나가는 것을 방지하기 위한 오일분리장치를 갖춘 회전압축기에 있어서,

   상기 오일분리장치는,

   상기 구동장치와 함께 회전가능하게 장착되며 상기 냉매토출관의 선단이 수용되도록 상부가 개방된 통상의 몸체와,

   상기 몸체의 개방부를 따라 반경방향으로 마련된 다수개의 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 블레이드는,

   상기 몸체의 개방부에서 수평방향으로 형성된 다수의 수평날개와, 상기 수평날개에서 수직되게 연장된 수직날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수직날개는 상기 수평날개의 일측에서 하측방향으로 연장되게 이루어 진 것을 특징으로 하는 회전압축기.