KR0151546B1 - 냉매압축기 - Google Patents

Abstract

80㎛ 이하의 기공직경을 한 다공질의 필터가 냉각장치의 냉매유로에 설치되어 있다. 필터는 냉매유로에 설치된 드라이어 또는 냉매유로에 설치된 각각의 필터에 설치될 수 있다.

또한 필터는 냉동장치에 설치된 냉매압축기의 밀폐용기안의 냉매유로에 설치될 수 있다.

Description

냉매압축기

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동장치의 개략적인 구조를 도시한 구성도.

제2도는 제1실시예에 따른 드라이어의 구조를 도시한 단면도.

제3도는 필터의 기공직경과 모세관에서의 유동률 변화율 사이의 관계를 도시한 특성 그래프.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 드라이어의 구조를 도시한 부분 단면도.

제5도는 본 발명의 제3실시예에 따른 드라이어의 구조를 도시한 단면도.

제6도는 제5도의 선 A-A에 따른 단면도.

제7도는 본 발명의 제4실시예에 따른 드라이어의 구조를 도시한 단면도.

제8도는 본 발명의 제5실시예에 따른 냉동장치의 개략적인 구조를 도시한 구성도.

제9도는 제5실시예에 따른 필터케이싱의 구조를 도시한 단면도.

제10도는 본 발명의 제6실시예에 따른 필터케이싱의 구조를 도시한 단면도.

제11도는 본 발명의 제7실시예에 따른 왕복냉매압축기의 구조를 도시한 단면도.

제12도는 제11도의 압축기의 토출부의 구조를 도시한 확대 단면도.

제13도는 본 발명의 제8실시예에 다른 회전냉매압축기의 구조를 도시한 단면도.

제14도는 제13도의 압축기의 유도부를 도시한 확대 단면도.

제15도는 제13도의 압축기의 토출부의 구조를 도시한 확대 단면도.

제16도는 본 발명의 제9실시예에 따른 차량 공기조절기용 냉매압축기의 구조를 도시한 단면도.

제17도는 종래의 냉동장치의 개략적인 구조를 도시한 구성도.

제18도는 종래의 왕복냉매압축기의 구조를 도시한 단면도.

제19도는 제18도의 압축기의 토출부의 구조를 도시한 확대 단면도.

제20도는 종래의 로터리 냉매압축기의 구조를 도시한 단면도.

제21도는 제20도의 압축기의 토출부의 구조를 도시한 확대 단면도.

제22도는 차량 공기조절기의 종래의 냉매압축기의 구조를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉매압축기 2 : 응축기

4 : 팽창기구 5 : 증발기

6 : 밀폐용기 57 : 비이드

53, 54, 62, 74, 92, 96, 115, 119, 215 : 필터

61 : 흡입머플러 72, 103 : 토출머플러

본 발명은 냉동제 즉 냉매를 압축시키는 냉매압축기에 관한 것이다.

최근에, 환경오염, 특히 오존파괴 및 지구온난화의 문제로 인해, 염소계 플론(chlorofluorocarbons ; CFC로 약칭함)의 사용이 세계적으로 사용규제의 대상으로 되고 있다.

규제의 대상으로 되고 있는 플론은 플론 11, 플론 12, 플론 13, 플론 114, 플론 115 등 모두가 염소를 함유하는 것으로써 냉장고 및 제습기 등 냉동기구의 냉동장치에 냉매로서 널리 사용되어온 플론 12도 규제대상으로 되고 있다.

따라서, 플론 12와 대체할 수 있는 냉매의 개발이 급선무로 되어 여러 종류의 화합물이 연구되고 있다. 이들 중에서 수소화 불화탄소(HFC)가 오존과의 반응성이 작고, 대기중에서의 분해기간이 짧은 것으로 플론 12의 대체냉매로서 주목되고 있다. 특히, 그중에서도 플론 134a(1,1,1-테트라플루오로에탄 ; CH₂FCF₂)가 우수한 특성을 지닌다고 알려져 있다. 예를 들어, 플론 134a의 오존파괴계수(ODP)는 플론 12(디클코로디플루오루메탄 ; CCl₂F₂)를 1로 하였을 경우에 플론 134a의 0(제로) 지구온난화계수(GWP)가 플론 12를 1로 할 때 0.3으로 환경에 주는 악영향이 작고, 또한 불연성이라고 하는 뛰어난 성질을 갖는다. 이에 가하여서 플론 134a는 온도-압력 특성 등의 열물성이 종래의 플론 12와 유사하기 때문에 플론 12를 이용하고 있던 냉장고, 제습기 등의 냉동장치나 냉매압축기의 구조를 대폭으로 변경할 필요가 없기 때문에 플론 12의 대체폼으로 가장 유력시되고 있다.

그런데, 냉장고 등에서 널리 채용되고 있는 밀폐형의 냉매압축기에서는 내부의 압축기를 윤활하기 위하여 밀폐용기내에 윤활유가 봉입되어 있다. 그리고, 이 윤활유에는 밀폐용기 내로의 윤활유의 회수가 원활히 될 수 있도록 냉매와의 용해성이 요구된다. 따라서 종래의 플론 12를 냉매로 하는 냉동장치에서는 윤활유로 광물유 또는 알킬벤젠유 등이 이용되고 있다.

그러나, 플론 12의 대체품인 플론 134a는 화학구조가 특이하며, 광물유 또는 알킬벤젠유를 주성분으로 하는 종래의 윤활유에서는 플론 134a와 용해성이 떨어져 실용성이 없었다.

그러므로, 플론 134a와 용해성이 있는 공지물질을 윤활유로 하는 시도가 행해졌으나, 모두가 압축기를 미끄러지게 하는 부품에 윤활성, 내마찰성, 내마모성 및 냉동장치의 전기절연재로서의 영향과 건조성으로서의 적합성의 문제가 있었다. 그 때문에 냉매압축기 및 냉동장치를 구성하는 신재료 시스템의 개발이 필요하였다.

그리고, 플론 134a와 용해성이 있고, 전기절연성 및 흡수성이 있으면서 실용적인 윤활유의 연구로 제특성을 예의 검토결과, 일본 특개평 3-128991호 및 동 3-128992호 공보에 개시되어 있는 것같은 에스테르계의 수소함유 플론 냉매용 윤활유가 개발되었으며, 이에 따라서 플론 134a에 의해 대표되는 수소화 불화탄소(HFC) 냉매가 냉동장치에 실제로 이용되었다.

한편, 냉매압축기와 냉동장치의 기계부품에 대해서는 수소화 불화탄소 냉매를 사용하려는 연구는 초기단계에 이르는 정도이며, 아직까지 특별한 개량은 되어 있지 않다.

종래의 냉매압축기 및 냉동장치를 도면을 참고로 설명할 것이다.

제17도는 일본 특개소 62-200157호 공보에 개시되어 있는 종래의 냉동장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

종래의 냉동장치에서는 냉매압축기(1), 응축기(2), 분자체 등의 건조체와 약 150 메쉬 정도의 금망필터를 내장한 드라이어(3), 모세관형의 팽창밸브를 사용하는 팽창기구(4) 및 증발기(5)가 제17도에 도시된 바와 같이 배관에 의하여 밀봉되도록 접속되어 있다. 냉매 및 윤활유는 냉동장치에 봉입되어서 제17도에 도시한 화살표 방향으로 순환하도록 되어 있다.

그리고, 냉동장치에 사용되는 냉매압축기(1)에는 냉동장치의 용도에 따라서 선택가능한 여러 종류의 압축기가 있다.

제18도는 종래의 리시프로케이팅형 냉매압축기를 도시한 단면도이다. 이 형태의 압축기는 일본 특개소 3-290073호의 공보에 개시되어 있다.

제18도에서 압축기는 밀폐용기(6)를 구비하고 있으며, 이 밀폐용기내에 모우터(7)와 리시프로케이팅 압축기(9)가 수납되어 있다.

상기 압축기에서는 냉동장치의 증발기에서 순환기 냉매가스를 도입관(10)을 경유하여 밀폐용기(6)에 도입한 다음 흡입머플러(12)안으로 방출한다. 그리고, 냉매가스는 흡입관(14)에 흡입되고 압축기(9)의 실린더안에 도입된다.

종래의 리시프로케이팅형 냉매압축기에서는 도입관(10)에서 실린더에 이르는 냉매흡입로의 사이에 필터가 설치되어 있지 않다.

실린더내에 도입된 냉매가스는 압축되어 토출머플러(15)를 통하여 방출된다.

제19도는 토출머플러(15)를 도시한 단면도로서, 이 토출머플러(15)는 머플러실(20)내에 배플(17)이 설치되어 있다. 그리고, 압축기(9)에 의하여 압축된 냉매가스는 토출공(18)을 경유하여 머플러실(20)안에 방출되고, 배플(17)과 마운팅볼트(21) 사이의 환상틈(22)을 통하여 토출관라인(25)에 들어간다. 또한, 냉매가스는 토출관라인(25)을 경유하여 밀폐용기(6)의 외부로 안내된다.

종래의 리시프로케이팅형 냉매압축기에서는 압축기(9)의 실린더에서 밀폐용기(6)의 외부까지의 냉매토출통로에 필터가 설치되어 있지 않다.

제20도는 일반적인 종래 유형의 로터리형 냉매압축기를 도시한 단면도이다. 이러한 로터리형 압축기는 일본 특개소 61-47994호 공보에 개시되어 있다. 제20도에서의 압축기는 밀폐용기(31)를 구비하고, 이 밀폐용기내에 회전자(32)와 고정자(33)에 의하여 형성된 모우터(34)와, 회전자(32)를 통하여 고정된 회전축(35)과, 이 회전축(35)을 경유하여 모우터(34)에 작동하도록 연결된 압축기(36)가 수납되어 있다. 로터리형 압축기에서는 냉동장치의 증발기로부터 순환된 냉매가스가 흡입관(27)을 경우하여 흡입관 머플러(28)안에 150 메쉬 정도의 금망필터(29)를 통과하여서 실린더(37)(도 21)에 도입된다.

그리고, 제21도에 도시한 바와 같이 압축기(36)의 실린더(37), 로울러(38) 및 베인(39)에 의하여 압축된 냉매가스는 제21도의 화살표와 같이, 토출머플러(40)를 경유하여 밀폐용기(31)안의 공간에 토출된다.

종래의 로터리형 냉매압축기에서는 실린더(37)로부터 밀폐용기(31)의 외부까지의 냉매토출통로에 필터가 설치되어 있지 않다.

제22도는 종래의 차량 공기조절기의 냉매압축기를 도시한 단면도이다. 이러한 형태의 냉매압축기는 일본 특개평 2-153274호 공보에 개시되어 있다. 제22도에서의 압축기에서는 본체용기(41)를 구비하고, 이 본체용기(41)안에는 회전축(42)의 회전에 수반하여 구동되는 구동기구(43)에 의하여 구동되는 냉매가스 압축부가 수납되어 있다. 본체용기(41)는 압축부에 냉매를 공급하는 흡입부 및 압축부에서 냉매를 토출하는 토출부가 설치된 블록이 일체적으로 부착되어 있다.

특히, 냉매가스는 흡입부에 설치된 흡입머플러(48)를 경유하여 실린더(45)안에 흡입된 다음, 피스톤(44)이 실린더(45)내에서 왕복운동하여서 가스를 흡입하여 압축한다.

종래의 차량 공기조절기의 냉매압축기에서는 외부로부터 실린더(45)까지의 냉매흡입로에 필터가 설치되어 있지 않다.

그리고, 실린더(45)내에서 압축된 냉매가스는 토출머플러(47)에 잠시 머문후 압축기의 회부에 토출된다.

종래의 차량 공기조절기의 냉매압축기에는 실린더(45)로부터 압축기의 외부까지의 냉매흡입로에 필터가 설치되어 있지 않다.

위에서 언급한 바와 같이, 일본 특개평 3-128991호 및 동 3-128992호 공보에 개시된 플론 134a의 윤활유는 에스테르유이다. 따라서, 에스테르유가 고무나 수지제품을 용해한다는 문제가 발생한다. 따라서, 에스테르계의 윤활유를 사용하는 경우는 냉매압축기안의 고무 및 수지제품을 에스테르계의 윤활유에 의하여 용해되기 어렵게 하는 설계변경이 필요하다.

따라서, 본 발명자들은 압축기의 모우터 권선의 피복재를 폴리아미드로 바꾸고, 모우터 절연 필름을 종래의 필름보다 높은 그라스 전위온도의 높은 결정성 필름인 폴리에틸렌 테레프타레이트로 바꾸고, 종래의 압축기에 배설하고 있던 댐핑 스트랩의 NBR(부타디엔 아크릴로니트릴 라버) 부재가 설치된다. 이 상태에서 압축기속에 플론 134a 냉매와 에스테르를 주성분으로 하는 윤활유를 봉입하여서 냉동장치를 사용하여 시험운전 하였다. 그 결과 모우터의 쇼트회로와 절연불량 등이 발생하지 않았다.

그러나, 상술한 구성의 냉동장치에 있어서 냉동장치의 냉각력이 예상보다 낮게 된다는 심각한 문제가 발생한다. 이와 같은 이유는 조사한 바 다음과 같다.

즉, 압축기와 증폭기의 제조공정에 있어서 광물유나 용제가 사용되고, 이들의 유기물 즉 지방 및 기름 등이 냉동장치의 안에 잔류하고 있다. 그리고, 이들의 유기물은 에스테르를 주성분으로 하는 윤활유가 용해하여 오염물질을 생성한다. 이 오염물질이 모세관내의 냉매의 흐름을 차단 또는 저해하여서 냉동장치의 냉각력을 저하시키고 마는 것이 원인이었다.

이 상태에 있어서, 냉동장치의 구성부품을 용제 또는 계면활성제로 충분히 세척하여서 에스테르유를 이에 봉입하였던 바 발생하는 오염물질의 양은 감소하였다. 특히, 400리터의 냉장고에 가통용적 7.7㎤의 리시프로케이팅형 냉매압축기를 장치한 냉동장치를 6개월간 운전한후 오염물질의 양을 측정하였던 바, 발생한 오염물질은 0.005 그램이었다.

그러나, 아무리 성의것 냉동장치의 구성부품을 세척할지라도 완전히 억제할 수는 없었다. 상기한 바와 같이 냉동장치의 구성부품을 세척한후에 발생하는 오염물질은 근소하기는 하나 이 오염물질이 모세관의 유량저항을 주는 악영향이 극히 크고 모세관의 유량조항은 10%∼20% 증가하고 있다. 따라서, 수소화 불화탄소 및 에스테르계의 윤활유를 사용하는 종래의 냉동장치에 있어서의 냉각력의 저하는 피할 수 없었다.

약 150 메쉬 정도의 금망필터와 같은 종래의 필터는 에스테르계의 윤활유에 의하여 발생하는 유기물질의 분해를 방지할 수 없다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명의 목적은 향상된 냉매압축기를 제공하려는 것이다.

본 발명에 따른 냉매압축기는 밀폐용기와; 이 밀폐용기에 설치된 모우터와; 이 모우터에 의해 구동되는 밀폐용기에 설치된 압축기와; 이 압축기의 냉매흡입로와 냉매토출로중의 적어도 어느 하나에 설치된 다공질의 필터를 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따른 냉매압축기는 밀폐용기와; 이 밀폐용기에 설치된 모우터와; 이 모우터에 의해 구동되는 밀폐용기에 설치된 압축기와; 이 압축기의 냉매흡입로와 냉매토출로중의 적어도 어느 하나에 설치되어 있으며, 다공질 직경이80㎛ 이하인 필터를 포함한다.

본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명할 것이다.

다음 설명에서 상술한 선행예와 같이 동일부품 또는 동일부분은 동일부호를 사용하고 설명하고 구성 또는 동작이 같은 상세한 설명은 생략한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예를 따른 냉동장치(50)의 구성도를 도시한 개략도이다. 제1도에서의 냉동장치(50)는 드라이어(51)의 내부에 필터를 설치하므로서 냉동장치(50)의 냉매유동중에 필터를 배설한 것이다. 제2도에 도시한 바와 같이 드라이어(51)는 동관으로 되는 드라이어 케이스(52)속에 다공질의 소결금속을 소재로 하는 필터(53, 54)와 펑칭금속판(55, 56) 및 분자체 비이드(57)가 배설되어 있다.

특히, 드라이어 케이스(52)안에 있어서 필터(53)는 드라이어 케이스(52)의 출구(58)측에 고정되게 배설되어 있는 반면에 필터(54)는 드라이어 케이스(52)의 입구측에 고정되게 배설되어 있다. 필터(53)와 (54) 사이에는 펀칭금속판(55)이 필터(53)에 인접하여서 고정되어 있고, 펀칭금속판(56)은 필터(54)에 인접하여 고정되어 있다. 또한, 펀칭금속판(55)와 (56) 사이에는 분자체의 비이드(57)가 펀칭금속판(55, 56)에 의하여 고정되게 지지되어 있다.

플론 134a는 냉동장치(50)의 냉매로서 충전되어 있고, 에스테르계의 윤활유가 냉매압축기(1)에 봉입되어 있다.

냉동장치(50)를 동작시키면, 플론 134a가 압축기(1)에 의하여 가압되어서 냉동장치(50)를 통하여 순환하고, 이에 따라서 에스테르계의 원활유도 냉동장치(50)를 통하여 순환한다. 그리고, 순환하는 에스테르계의 윤활유는 냉동장치(50)에 잔류하는 유지 및 오일 등을 용해하여서 오염물질을 발생시킨다. 상기 발생한 오염물질이 드라이어(51)에 도달하면, 이 오염물질은 드라이어(51)안의 다공질의 소결금속을 소재로 하는 필터(53, 54)에 의하여 포획된다.

다음에 필터(53, 54)의 기공직경 즉 프로시티(Prosity)와 오염물질의 포획효과의 관계에 대하여 설명한다.

본 발명에 가장 적합한 필터의 기공직경을 선정하기 위하여 필터의 기공직경을 변경하여 시험을 했다. 상기 시험에서 주어진 기간동안, 시험개시 전후의 모세관의 유동률의 변화를 비교하기 위하여 냉동장치를 동작했다.

제3도는 시험결과를 나타내는 특성 그래프이다. 이 그래프에 있어서, 수직축은 모세관에서의 유동률 변화비(시험후의 유동률/시험전의 유동률)를 나타내고, 수평축은 필터기공크기(㎛)를 나타낸다. 그래프에 표시한 바와 같이, 필터 기공직경이 100㎛이상이면, 오염물의 포획효과는 작고, 여기서 시험전후의 유동률 변화는 일률적으로 크다. 즉 유동률 변화율은 제3도에서도 작다. 한편, 필터의 기공직경이 80㎛ 이하이면, 유동률 변화가 향상된다. 즉, 유동률 변화가 더 작아진다. 이것은 필터의 기공직경이 80㎛ 이하인 경우에 오염물질의 포획효과가 현저히 높다는 것을 의미한다. 또한, 이 그래프에 의하면 필터의 기공직경이 25㎛이하일 경우에 시험전후의 유동률 변화가 실질적으로 일어나지 않는다는 것을 알 수 있다.

간단히, 이 그래프로부터 필터의 기공직경이 80㎛ 이하인 시험전후 유동률 변화를 감소시키기 때문에 바람직하고, 필터의 기공직경이 70㎛ 이하인 것이 더 좋은 효과를 제공하기 때문에 더 바람직하다. 또한, 시험전후 유동률 변화를 더 감소시키기 위하여 필터의 기공직경이 10㎛∼50㎛인 것이 바람직하다. 한편, 필터의 기공직경을 과도하게 저하시키면, 냉매 필터를 통과할때의 통과저항이 크게 되므로, 이 필터의 통과저항을 고려할 때 가장 바람직한 필터의 기공직경은 약 37㎛∼75㎛ 정도이다.

이 시험결과는 아래에서 설명한 모든 필터에 적용된다. 따라서, 아래에서 설명할 모든 필터들은 그 기공직경이 80㎛이하이다.

필터(53, 54)의 재질은 아래에서 설명한다.

즉 필터의 재료는 상술한 바와 같이 소결금속을 사용할 경우 그 재료는 금속으로서 청동 또는 스테인레스 스틸이 바람직하다. 이 경우에 필터는 캡슐형 또는 카트리지형의 것이 알려져 있다.

또 필터의 재료로서 다공질의 소고상 건조제도 사용할 수 있다. 다공질의 소고상 건조제의 필터를 성형하는 경우에는 수분을 흡착하기 위한 흡착성분으로 알루미나, 실리카겔, 칼슘설파이드 및 규산 알루미늄을 넣고, 주어진 비로 바인더를 혼합하여서 약 500℃에서 소고한다. 이 경우 필터의 기공직경은 70㎛ 정도가 바람직하다. 또한, 다공질의 수지가 필터의 재료로 이용될 수 있다.

필터를 다공질의 수지로 하는 경우에는 인체의 혈액투석에 사용되는 재료들 중에서 상기 냉매와 기름에 견디는 폴리에스테르, 셀루로오스, 실리콘 등의 박막과 같은 것이 바람직하다.

필터의 재료로는, 다공질의 금속섬유도 이용될 수 있다. 이 경우에는 스틸울을 겹친 것이 바람직하다.

한 필터를 다공질의 종이로 성형할 수도 있다. 예를 들면, 다공질의 종이의 필터를 사용하는 경우는 통상 에어필터의 부품으로 사용되는 두꺼운 다공질 종이를 표면적이 크게 되도록 벨로우즈(bellows) 형으로 성형하여서 사용되는 것이 바람직하다.

또 다공질의 부직섬유를 필터의 재료로 사용하는 경우에는 폴리에스테르가 바람직하다.

또 다공질의 무기재질의 세라믹을 필터의 재료로 사용할 수 있다. 이경우에는 필터를 화학 공업용의 여과관이나 여수기를 사용하는 소정의 형상으로 성형하여 사용할 수 있다.

필터(53)와 (54)는 위에서 언급한 재료에서 선택된 상이한 재료로 성형될 수 있다.

제1실시예에서 필터는 종래의 드라이어(51)의 위치 즉, 응축기(2)와 모세관에 의하여 형성된 팽창기구(4) 사이에 설치되어 있다. 그러나, 필터는 제1도의 2점쇄선으로 표시한 바와 같이 압축기(1)와 응축기(2) 사이의 위치(59)에 설치하여도 좋다.

본 발명의 제2실시예는 제4도와 관련하여 아래에서 설명한다. 제4도는 제2실시예를 다른 드라이어(51a)를 도시한 부분 단면도이다.

제2실시예는 드라이어(51a)의 구조만이 제1실시예와 다르다.

제4도에서의 드라이어(51a)는 드라이어의 동케이스(copper case)(128)의 입구에 고정된 커버(121)와, 동케이스(128)의 입구측에 고정된 스트레이너(125)와, 동 케이스(128)의 출구측에 고정되게 설치된 150 메쉬 메탈스크린(127) 및 스트레이너(125)와 메탈스크린(127) 사이에 고정되게 설치된 고체코어(126)를 구비한다.

고체코어(126)를 소정의 비로 바인더를 갖는 수분 흡착성분으로 알루미나, 실리카겔, 칼슘설파이드 및 규산알루미늄을 혼합하여 이 혼합물을 약 500℃에서 소결하므로서 몰드된 소고 다공질의 필터가 형성된다. 고체코어(126)는 필터의 기공직경이 약 70㎛이다.

고체코어(126)는 에테르계의 윤활유에 의해 유지 및 오일의 분해로 인해 발생한 오염물질은 포획하면서 플론 134a와 에스테르계의 윤활유를 통과하게 한다.

본 발명의 제3실시예를 제5도 및 6도와 관련해서 설명한다. 제5도는 제3실시예에 따른 드라이어(51b)를 도시한 단면도이고, 제6도는 제5도의 선(A-A)에 다른 단면도이다.

제3실시예는 드라이어(51b)의 구조만이 제1실시예와 다르다.

제5도와 제6도에 있어서 드라이어(51b)는 동케이스(212)를 구비한다. 동케이스(212)는 수분 흡수제로서 역할을 하는 분자체(213)와, 약 150 메쉬 크기의 금속스크린으로 만들어지고, 분자체(213)를 고정되게 지지한 동케이스(212)에 고정되게 설치된 제1 및 제2필터(214a, 214b)를 구비한다.

또한, 동케이스(212)는 기공직경이 80㎛ 이하인 디스크 또는 원통모양의 세라믹으로 성형된 제3필터(215)를 구비한다. 제3필터(215)는 케이스(212)에 고착된 컵모양의 홀더(216)에 의해 단단히 유지되어 있고, 이 홀더는 케이스(212)에 압입고정되어 있다. 홀더(216)는 그 상류측에 냉매를 통과시키기 위한 구멍(216a)이 설치되어 있고, 또 홀더의 하류측에는 유지돌출부(216b)(제6도에 도시한 바와 같이 본 실시예의 4개의 돌출부)가 형성되어 있다. 제3필터(215)는 유지 돌출부(216b)의 선단을 안쪽으로, 즉 제3필터(215)의 쪽으로 구부리므로서 홀더(216)내에 위치되어서 홀더(216b)에 의하여 단단히 설치된다. 홀더(216)는 제3필터(215)가 제1필터(214a)와의 접촉을 방지하기 위하여 제1필터(214a)에서 소정의 거리로 공간을 둔 위치에 고정되게 배열되어 있다.

제3필터(215)가 홀더(216)에 의해 고정되어 있기 때문에 진동으로 인한 제3필터(215)로부터의 세라믹 분말의 발생을 효과적으로 방지되며, 또 팽창기구(4)의 블록킹(blocking) 및 압축기(1)의 미끄럼 부분에서 마찰과 같은 악영향을 방지할 수 있다.

본 발명의 제4실시예를 제7도를 참조하면서 설명할 것이다. 제7도는 제4실시예의 드라이어(51c)를 도시한 단면도이다.

제4실시예는 드라이어(51c)의 구조만이 제3실시예와 다르다.

제7도에 있어서는 드라이어(51c)는 동케이스(321)을 포함하고 이 동케이스의 주변에는 한쌍의 홈(322, 322)이 형성되어 있다. 드로잉공정(drawing process)을 사용하므로써 홈(322)과 (322) 사이에 제3실시예에서와 같이 제3필터(215)가 고정된다. 제1필터(214a)와 제3필터(215)와의 접촉을 방지하기 위하여 제1필터(214a)로부터 소정의 거리로 공간을 둔 케이스(321)의 위치에 제3필터(215)가 배열되어 있다.

상기한 설명에서 알 수 있듯이, 제3 및 제4실시예에 있어서는 에스테르의 윤활유에 의한 유지 및 오일 등의 용해로 인해 발생된 오염물질은 상술한 제1 및 제2실시예에서와 같이 제3필터에 의해 효율적으로 포획된다.

제3필터가 드라이어의 상류측에 설치될지라도, 제3필터는 드라이어의 하류측 또는 드라이어의 상류측 및 하류측의 양측에 설치될 수 있다.

상술한 제1∼제4실시예에서는 드라이어(51∼51c)가 종래의 드라이어(3)와 같은 방식으로 냉동장치(50)의 파이프에 설치될 수 있기 때문에 조립 효율성이 저하되지 않는다.

본 발명의 제5실시예를 제8도 및 제9도를 참조하면서 아래에서 설명한다. 제8도는 바람직한 제5실시예를 따른 냉동장치(509)의 개략적인 구조를 도시한 개략적인 도면으로써, 필터케이싱(431)이 종래의 드라이어(3)의 하류에 부가되어 있으며, 이 종래의 드라이어에 있어서는 약 150 메쉬 크기의 금속스크린 필터 사이에 분자체가 지지되어 있고, 제9도는 필터케이싱(431)을 도시한 단면도이다.

제5실시예는 드라이어(51b)가 종래의 드라이어(3)와 대체되었고, 필터케이싱(431)이 종래의 드라이어(3)와 팽창기구(4) 사이의 냉매유로에 설치되었다는 점만이 제3실시예와 다르다.

제9도에서는 필터케이싱(431)은 동케이스(432)를 포함하고, 동케이스안에는 제3필터(215)가 동케이스(432)에 압입고정된 홀더(216)에 의해 단단히 유지되었다. 제3필터(215) 및 홀더(216)의 설치방법은 제3실시예에서의 방법과 같다.

지금 본 발명의 제6실시예를 제10도에 따라 설명할 것이다. 제10도는 종래의 드라이어(3)와 팽창기기(4) 사이의 냉매유로에 설치된 필터케이싱(532)의 단면도이다.

제6실시예는 필터케이싱(431)이 필터케이싱(532)과 대체되었다는 점만이 제5실시예와 다르다.

제10도에 있어서 필터케이싱(532)은 이 둘레에 한쌍의 홈(542, 542)이 형성되어 있다. 제3필터(215)는 제4실시예에서와 같이 드로잉 공정을 사용하므로서 홈(542)과 (542) 사이의 케이스(541)에 단단히 설치되어 있다.

제5 및 제6실시예에 있어서는 에스테르계의 윤활유에 의한 유지 및 오일의 용해에 의하여 발생한 오염물질은 제1∼제4실시예와 같이 필터케이싱안의 제3필터를 이용하므로써 효과적으로 포획된다.

제5 및 제6실시예에 있어서 세라믹 필터는 기공직경이 80㎛ 이하인 또 다른 필터와 대체될 수 있다. 유사한 효과를 세라믹 필터에서 얻을 수 있다. 또한, 제5 및 제6실시예에 있어서 필터케이싱(431, 532)이 드라이어(3)의 상류 또는 드라이어(3)의 상류 및 하류의 양쪽에 설치될 수 있다.

지금, 본 발명의 기타 실시예를 아래에서 설명할 것이다.

여기서 에스테르계의 윤활유에 의한 유지 및 기름 등을 용해하므로서 발생한 오염물질을 포획하기 위하여 필터가 밀폐냉매압축기의 안쪽에 감각설치되어 있다.

제11도은 본 발명의 제7실시예를 따른 리시프로케이팅 냉매압축기를 도시한 단면도이고, 제12도는 제11도의 압축기의 토출머플러를 도시한 확대도이다. 제11도에서, 참조번호 (70)는 제7실시예를 따른 리시프로케이팅 냉매압축기를 나타낸 것으로써, 제18도에 도시된 종래의 왕복냉매압축기의 개량이다. 특히, 압축기(70)는 밀폐용기(6)에 설치된 압축기(9)의 흡입 및 토출통로에 각각 필터를 구비한다.

압축기(9)의 흡입통로안에는 구형의 다공질필터(62)가 흡입머플러(61)에도 돌출한 흡입관(63)의 상단을 포위하면서 흡입관(63)에 설치되어 있다.

한편, 압축기(9)의 토출로에 있어서, 컵모양의 다공질필터(74)는 토출머플러(72)의 배플(17)의 하류측에 설치되어 필터(74)와 배플(17)의 하류측 및 필터(74)와 볼트(21) 사이에 냉매가스를 누출을 방지하기 위하여 밀봉부재(60)를 경유하여 스프링(76)에 의해 눌러진다.

이 실시예의 압축기(70)에 있어서는 냉매가스가 도입관(10)을 경유하여 밀폐용기(6)에 도입한 다음, 흡입튜우브(63)를 경유하여서 실린더에 흡입되도록 도입머플러(61)의 필터(62)를 통과한다. 이때 증발기(5)에서 발생한 오염물질은 필터(62)의 외측(78)에 부착되어 포획된다. 한편, 압축기(9)의 실린더와 피스톤의 수단에 의해 압축된 냉매가스는 토출머플러(72)를 통과한다.

특히, 압축된 냉매가스는 압축기(9)의 블록(81)에 형성된 토출공(83)을 경유하여 토출머플러(72)의 상류실에 토출하여 토출배플(17)과 볼트(21) 사이의 좁은 환상틈(22)을 통과하여서 토출머플러(72)의 하류실(85)에 흐른다.

그 다음, 냉매가스는 필터(74)를 통과한다. 밀폐용기(6)에서 발생하여, 냉매유로로 들어가는 오염물질과 압축기(9)에서 발생한 오염물질은 필터(74)의 내측(87)에 부착되어 포획된다.

따라서, 필터(74)를 통과한 오염물질이 없는 냉매가스는 토출관라인(25)을 경유하여 소정의 열작업을 하는 밀폐용기(6)의 외부에 토출된다.

본 실시예에서 사용한 각각의 다공질필터(62) 및 (74)는 기공직경이 75㎛이하인 다공질의 소결금속으로 형성되어 있으나, 상술한 제1실시예 및 그 변경에서 설명한 바와 같이 어떠한 필터도 필터(62, 64)로 사용할 수 있다.

다공질의 소고상 건조제가 필터(62) 및 (64)로 사용될 때, 종래 드라이어에 사용되었던 분자체와 같은 건조제는 이 실시예의 압축기를 이용한 냉동장치에서는 불필요하다.

이러한 이유는 이 형태의 냉매압축기의 제조과정은 약1시간 동안 15℃ 온도에 압축기를 유지시킨후 그 압축기의 안쪽을 진공건조하는 건조과정을 포함하기 때문이다. 따라서, 소고상 건조제 필터는 또 다른 건조제, 즉 분자체가 불필요하게 되는 건조과정에서 건조된다.

제8실시예를 제13도∼제15도를 참조하면서 설명할 것이다.

제13도는 제8실시예를 따른 회전냉매압축기를 도시한 단면도이고, 제15도는 제13도의 압축기의 토출부를 도시한 확대도이다.

제13도에서 참조번호(90)는 제8실시예를 따른 회전냉매압축기로서 제20도에 도시된 종래의 회전냉매압축기의 개량형이다. 특히 이 실시예의 회전냉매압축기(90)는 압축기(36)의 흡입로와 토출로에 필터가 마련되어 있다. 압축기(36)의 흡입로에 있어서의 다공질필터(92)는 스프링(93)에 의하여 눌러지도록 흡입머플러(91)안에 설치되어 있다.

한편, 압축기(36)의 토출로에 있어서의 환상판형의 다공질필터(96)는 주어진 틈을 배플(95)로 완전히 덮으므로서 토출머플러(103)에 단단히 설치되어 있다.

이 실시예의 회전냉매압축기(90)에 있어서의 냉매가스는 도입관(27)을 경유하여 도입머플러(91)에 도입된 다음, 실린더(37)에 흡입되도록 도입머플러(91)의 필터(92)를 통과한다.

증발기(5)에서 발생한 오염물질은 필터(92)의 상류측(99)에 부착되어 포획된다. 한편, 압축기(36)에 의해 가압된 냉매가스는 토출공(100)을 경유하여 토출머플러(103)에 토출되고, 배플(95)의 소형구멍(101) 및 필터(96)를 통과한 다음 밀폐용기(31)에 임시 머무른후 토출관(26)을 경유하여 토출한다.

이때 압축기(36)에서 발생되어 냉매유로 들어가는 오염물질은 필터(96)의 상류측(105)에 부착되어 포획된다.

제7실시예에서 상술한 제1실시예와 그 변경에 설명한 바와 같이 어떠한 이들 필터는 필터(92, 96)로 사용될 수 있다.

제9실시예를 제16도에 따라 설명할 것이다. 제16도는 제9실시예에 따른 차량공기조절기의 냉매압축기를 도시한 단면도이다.

제16도에 있어서 참조번호(110)는 제9실시예를 따르는 차량공기조절기의 냉동 장치를 나타낸다. 특히, 이 실시예의 냉매압축기(110)는 상술한 제7 및 제8실시예에서처럼 압축기의 흡입로 및 토출로에 필터가 설치되어 있다.

압축기의 흡입로에 있어서 기공직경이 75㎛인 소결금속으로 된 다공질필터(115)은 스프링(112)에 의하여 눌러져서 유도머플러(111)에 단단히 설치된다. 다른 한편, 압축기의 토출로에 있어서 가공지름이 75㎛인 소결금속으로 된 다공질필터 (119)가 제16도에 도시된 바와 같은 토출머플러(116)안에 완전히 덮히도록 스프링(117)에 의하여 눌러져서 설치된다.

이 실시예의 압축기(110)에 있어서 증발기(5)에서 발생한 오염물질은 필터(115)의 상류측에 부착되어 포획된다. 다른 한편, 밀폐이싱(41)에서 발생하여 냉매가스통로로 들어가는 오염물질은 필터(119)의 상류측(120)에 부착되어 포획된다. 제7 및 제8실시예에서 처럼, 상술한 제1실시예 및 그 변형에서 설명한 바와 같이 이들 필터가 필터(113) 및 (119)로 사용될 수 있다.

제7∼제9실시예에 있어서 필터가 압축기의 흡입로 및 토출로 모두에 설치되었다. 그러나, 필터가 압축기의 흡입로 및 토출로중 적어도 하나에 배설될 수 있다.

필터가 압축기의 흡입로에 설치될 때, 냉매가스의 유동이 필터를 통과할 때 정화되기 때문에 냉매압축기의 동작소음이 감소된다.

한편, 필터가 압축기의 토출로에 설치될 때 냉각장치의 기타 부품보다 더 복잡한 구조를 하기 때문에 최고량의 나머지 유지 및 오일이 압축기에 존재하게 되므로 압축기의 토출로는 냉매압축기에서 발생한 오염물질을 즉시 포획한다.

또한, 필터 또는 필터들이 제7실시예에서 제9실시예에서 냉매압축기에 설치되기 때문에 냉동장치의 파이프에 기타 필터를 설치할 필요가 없다.

제1∼제9실시예에서 다공질의 필터 또는 필터들이 냉동장치의 냉매유로에 설치되어 있다.

오염물질은 쉽게 변형될수 있게 부드러운 특성을 한다. 따라서, 오염물이 종래의 필터에 의해 포획될지라도 필터에서 분리되어 냉매유로에 다시 흐르도록 냉매의 유동력으로 인해 쉽게 변형될 수 있다.

다공질의 필터 또는 필터들이 본 발명의 실시예에 사용되기 때문에 오염물질이 쉽게 변형되지 않도록 필터의 미세한 기공에서 포획된다. 따라서 본 발명의 실시예에서 실행할 때 포획된 오염물질은 필터를 탈출하지 못한다.

또한, 제1∼제6실시예에서 필터는 기공직경이 80㎛이하이다. 따라서, 오염물은 필터에 의해 완전히 포획된다.

상술한 바와 같이, 오염물질은 냉동장치를 제작하는 동안 이 냉동장치에 남아 있는 유지 및 기름의 용해로 인해 발생된다.

따라서, 유지 및 오일이 용해될 때 어떠한 오염물질도 발생하지 않는다. 따라서 필터가 정체기공일지라도 필터기공은 시간이 경과함에 따라 막히지 않는다.

상술한 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예를 따르는 냉매압축기 및 냉동장치는 플론 12의 대체하도록 플론 134a로 대표되는 수산화 불화탄소 냉매의 실용화에 공헌하여 지구환경문제에 공헌한다.

본 발명의 실시예와 변형으로 제한된 것이 아니고, 본 발명의 범위 및 정신에서 벗어나지 않는다면 여러 변경과 수정이 가능하다.

Claims (3)

1. 밀폐용기와; 상기 밀폐용기에 설치된 모우터와; 상기 모우터에 의해 구동되는 상기 밀폐용기에 설치된 압축기와; 상기 압축기의 냉매유도로와 냉매토출로중 적어도 하나에 설치된 다공질의 필터를 구비하는데 주성분으로서 에스테르를 함유하는 윤활유가 상기 밀폐용기에 수납되며 상기 다공질 필터는 상기 윤활유에 함유된 에스테르에 인한 유기물의 용해로 발생되는 물질을 포획하기 위해 기공직경이 80㎛이하인 것을 특징으로 하는 냉매압축기.
2. 청구항1에 있어서, 상기 다공질의 필터가 다공질의 소결금속, 다공질의 소고상 건조제, 다공질의 세라믹, 다공질의 수지, 다공질의 금속섬유, 다공질의 종이 및 다공질의 부직섬유중의 하나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매압축기.
3. 청구항1에 있어서, 상기 다공질의 필터는 알루미나, 실리카겔, 칼슘설파이드 및 알루미노 실리케이트로 구성된 주조된 고체재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매압축기.

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