KR100229633B1

KR100229633B1 - 회전압축기

Info

Publication number: KR100229633B1
Application number: KR1019970025996A
Authority: KR
Inventors: 성춘모
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-11-15
Also published as: KR19990002395A

Abstract

본 발명은, 회전압축기에 관한 것이다.

본 발명은, 회전압축기의 초기기동시 고온 고압의 기체 냉매와 함께 토출되는 오일이 토출관을 통하여 토출됨을 방지한다.

본 발명은, 밀폐된 용기형상의 본체 상, 하측에 토출관과 유입관이 관통되고, 상기 본체의 내부 상측에는 상기 토출관의 하측과 상응하는 플레이트가 회전자의 상측에 갖춰진 모터가 설치되며 그 직하방에는 본체에 저유된 오일의 윤활작용에 의해 회전하며 어큐뮬레이터를 통하여 회수되는 냉매를 압축하는 실린더를 구비한 회전압축기에 있어서, 상기 회전압축기는 상기 실린더에 의해 고온 고압으로 압축된 기체 냉매와 함께 혼합된 오일의 입자를 비산 분리시키는 오일 분리수단이 구비되어 구성된다.

Description

회전압축기

본 발명은 회전압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전압축기의 초기기동시 고온 고압의 기체 냉매와 함께 토출되는 오일이 토출관을 통하여 토출됨을 방지하는 회전압축기에 관한 것이다.

일반적으로 회전압축기(또는 밀폐형 회전압축기)는, 냉동장치에서 기체가스를 고온 고압의 액체상태로 압축할 때 사용하는 것이다.

즉, 회전압축기는 냉동장치에서 그 내부에 봉입된 가스상태의 냉매를 피스톤운동(또는 로터의 회전운동)에 의해 고온 고압으로 압축시키고, 압축된 냉매는 응축기에서 응축되어 모세관을 경유할 때 압력이 급강하 되며 증발기에서 주위의 열을 빼앗아 증발하며 가스로 되어 다시 회전압축기로 회수된다.

이렇게 회수된 가스상태의 냉매는 압축기에 의해 다시 고온고압으로 압축되며 상기의 동작을 반복 한다.

상기와 같은 기능을 하는 회전 압축기의 일반적인 구성은 도 1과 같은 것이다.

즉, 회전압축기의 전체적인 외관을 형성하며 밀폐된 용기형상을 갖는 본체(100)는 그 상방에 토출관(101)이 연통 설치되고 그 외부 하측에는 흡입관(102)이 설치된다.

상기 토출관(101)은 미도시한 냉매 파이프에 의해 응축기와 연결 설치되고, 상기 흡입관(102)은 일단부는 상기 어큐물레이터(200)의 내측에서 일정한 높이를 갖고 돌출되며 타단부는 후술하는 실린더에 형성된 실린더실과 연통 설치된다.

상기 어큐물레이터(200)는 그 내부 상측에 후술하는 증발기를 통하여 회수되는 액체 냉매와 기체 냉매가 분리되며 통과되도록 망체로 구성된 스크린(210)이 설치된다.

한편, 상기 본체(100)의 내측에는 모터(110)가 설치된다.

상기 모터(110)는 상기 본체(100)의 내주면에 고정된 고정자(113)와 그 중앙부에 배치된 회전자(112) 및 회전축(111)으로 구성된다.

상기 회전자(112)의 상측에는 밸런서의 기능을 하는 익편(114)이 구비되며 그 상측에는 상기 토출관(101)의 입구측이 끼워지는 플레이트(115)가 씌워진다.

그리고, 상기 모터(110)의 직하방에는 실린더(120)가 배치된다.

상기 실린더(120)는 상, 하부 플랜지(122)(123)에 의해 상기 회전축(111)의 하단부와 결합되고 그 내측에는 상기 흡입관(102)과 연통되는 중공의 실린더실(121)이 형성된다.

또한, 상기 상부 플랜지(122)는 그 상측에 머플러(124)가 씌워지며, 상기 상부 플랜지(122)와 상기 머플러(124)에는 상기 실린더실(121)과 연통되는 미도시한 배기공이 형성된다.

한편, 상기 실린더실(121)의 내측에 위치되는 상기 회전축(111)의 하단부에는 편심된 크랭크(131)가 설치되며, 이 크랭크(131)에는 롤러(132)가 끼워진다.

상기 롤러(132)의 일측 외주면에는 미도시한 베인이 상시 선 접촉되도록 탄지되며 상기 실린더실(121)을 흡입실과 압축실로 구획한다.

이와 같이 구성된 일반적인 회전압축기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 모터(110)를 축설한 상기 회전축(111)이 고속으로 회전하면 회전축(111)의 하단부에 편심되게 축설된 상기 크랭크(131)에 의해 상기 롤러(132)는 상기 실린더실(121) 내에서 자전과 공전을 반복한다.

자전과 공전을 반복하는 상기 롤러(132)는 증발기에서 열교환을 이룬후 상기 어큐물레이터(200)를 통하여 회수된 기체 냉매를, 다시 상기 실린더실(121)의 내측으로 흡입하는 기능과 흡입된 냉매를 압축하는 기능을 동시에 수행한다.

따라서, 상기 롤러(132)의 자전과 공전에 의해 상기 어큐물레이터(200)와 흡입관(102)을 통하여 실린더실(121)의 내측으로 흡입된 기체 냉매는, 도 1의 일점 화살표와 같이, 상기 롤러(132)에 의해 상기 실린더실(121)의 내측에서 고온고압의 기체로 압축된후, 상기 상부 플랜지(122)와 머플러(124)에 형성된 배기공을 통하여 본체(100)의 내부 상측으로 분출된후, 상기 토출관(101)을 통하여 토출하며 냉동장치의 유로를 따라 순환하게 된다.

이와 같은 구성과 동작을 하는 일반적인 회전압축기에서, 특히, 초기기동시에는 증발기에서 미처 증발하지 못한 액체 상태의 냉매가 본체(100)의 내측으로 유입되며 액체 냉매보다 비중이 낮은 오일(O)을 부상(浮上)시키게 된다.

따라서, 부상된 오일(O)은 고온 고압으로 압축된 기체 냉매와 함께 토출관을 통하여 토출되며 냉동 사이클을 형성하는 각 냉매관을 따라 순환하게 된다.

이렇게, 각, 냉동장치를 연결하는 냉매관을 따라 기체 냉매와 함께 순환하던 오일(O)은 압력이 4㎏／㎠(포화온도 0℃)를 유지하는 증발기(또는 실내기)의 내측에서 냉매와 오일(O)이 분리되며 관체로 구성된 증발기의 내벽면에 잔존하는 요인이 된다.

따라서, 증발기에 잔존된 오일에 의해 기체 냉매가 증발기를 원활하게 통과할 수 없어 증발기의 효율, 즉, 냉각효율이 저하되는 문제점이 발생되었다.

뿐만 아니라, 압축기에는 윤활작용을 하는 적정량의 오일이 상시 저유되어야 하는데, 상기와 같이, 증발기에 잔존되며 압축기로 미 회수되는 손실된 오일에 의해 압축기의 구동부분을 충분히 윤활할 수 없게 되어 결국 압축기가 마모 및 손상되거나 그에 따라 수명이 단축되는 또 다른 문제점도 발생된다.

상기한 제반 문제점은, 회전주파수가 가변되는 인버터 방식으로 구성된 회전압축기의 급격한 회전주파수의 변환시, 또는, 증발기에 착상된 성에를 제상하는 제상운전시 그리고 불필요하게 냉매 파이프를 길게 제작했을 경우에도 발생되는 문제점으로 지적된다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 종래와 같은 회전압축기가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 회전압축기의 초기기동시 실린더실을 통하여 유입된 액체 냉매가 오일이 저유된 본체의 내부 하측으로 유입된후, 고온 고압으로 압축된 기체 냉매와 함께 토출관을 통하여 토출됨을 방지하는 회전압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 고온 고압으로 압축된 기체 냉매에 섞인 오일이 토출관을 통하여 토출된후, 증발기에 잔존됨을 방지 함으로써, 증발기의 냉각효율을 향상시키는 회전압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 고온 고압으로 압축된 기체 냉매에 섞인 오일이 토출관을 통하여 토출되며 손실됨을 방지 함으로써, 적정량의 오일이 상시 본체의 내측에 저유된 상태에서 압축기의 마찰부위를 충분히 윤활토록하여 압축기의 수명을 연장할 수 있는 회전압축기를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 회전압축기의 단면도

도 2는 본 발명이 적용된 회전압축기의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 오일 분리수단을 보인 사시도

도 4는 도 3의 A-A선을 보인 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 ; 회전압축기 본체 101 ; 토출관

102 ; 흡입관 110 ; 모터

111 ; 회전축 112 ; 회전자

113 ; 고정자 115 ; 플레이트

120 ; 실린더 121 ; 실린더실

122, 123 ; 상, 하부 플랜지 124 ; 머플러

131 ; 크랭크 132 ; 롤러

200 ; 어큐물레이터 300 ; 오일 분리수단

310 ; 냉매 배기공 320 ; 회전익

"O" ; 오일

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 밀폐된 용기형상의 본체 상, 하측에 토출관과 유입관이 관통되고, 상기 본체의 내부 상측에는 상기 토출관의 하측과 상응하는 플레이트가 회전자의 상측에 갖춰진 모터가 설치되며 그 직하방에는 본체에 저유된 오일의 윤활작용에 의해 회전하며 어큐뮬레이터를 통하여 회수되는 냉매를 압축하는 실린더를 구비한 회전압축기에 있어서, 상기 회전압축기는 상기 실린더에 의해 고온 고압으로 압축된 기체 냉매와 함께 혼합된 오일의 입자를 비산 분리시키는 오일 분리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 회전압축기를 제공한다.

이하에서는 이러한 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 오일 분리수단이 설치된 일반적인 회전압축기의 내부 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 오일 분리수단의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 도 2의 A-A선을 보인 단면도로써, 종래기술과 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명하였다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른, 회전압축기는 밀폐된 용기형상을 갖는 본체(100)에 의해 그 전체적인 외관이 형성 되며, 그 상, 하측에는 토출관(101)과 흡입관(102)이 연통 설치된다.

한편, 상기 본체(100)의 내측에는 모터(110)가 설치된다.

그리고, 상기 롤러(132)의 일측 외주면에는 미도시한 베인이 상시 선접촉되도록 탄지되며 상기 실린더실(121)을 흡입실과 압축실로 구획되는데, 이들 구성은 일반적인 회전압축기의 구성과 대동소이(大同小異)한 구성을 갖는다.

다만, 본 발명에서의 특징부는, 상기 실린더실(120)에서 고온 고압으로 압축된 기체 냉매 및 기체 냉매에 섞인 오일(O)이 상기 상부 플랜지(122)와 머플러(124)에 형성된 배기공을 통하여 본체(100)의 내부 상측으로 분출된후, 상기 토출관(101)을 통하여 토출되기 전에, 기체 냉매와 오일(O)을 강제적으로 비산 분리시키는 오일 분리수단(300)이 구비된다는 점이다.

상기 오일 분리수단(300)은 상기 토출관(101)의 하단과 상응하는 상기 플레이트(115)에 형성된 냉매 배기공(310)과, 상기 냉매 배기공(310)의 내주면에 등간격을 두로 방사상으로 수직 구비된 다수의 회전익(320)으로 구비된다.

바람직하게는 상기 회전익(320)은 평면상에서 보았을 때 그 단면이 상기 냉매 배기공(310)의 내주면과 상응하는 원호상으로 구성함이 바람직하지만, 원주 방향으로 편심되게 구성할 수도 있다.

또한 바람직하게는 상기 냉매 배기공(310)은 그 내경이 상기 토출관(101)의 외경보다 크게 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 토출관(101)은 그 하단부가 상기 회전익(320)의 상단부 내측으로 일부 수용되도록 설치됨이 바람직하다. 이를 만족시키기 위해서는 상기 토출관(101)과 상기 냉매 배기공(310)은 그 중심선이 일치되어야 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과에 대해 설명한다.

즉, 상기 모터(110)를 축설한 상기 회전축(111)이 고속으로 회전하면 회전축(111)의 하단부에 편심되게 축설된 상기 크랭크(131)에 의해 상기 롤러(132)는 상기 실린더실(121) 내에서 자전과 공전을 반복 하며, 증발기에서 열교환을 이룬후 상기 어큐물레이터(200)로 회수되는 상온의 기체 냉매를 다시 상기 실린더실(121)의 내측으로 흡입하는 기능과 흡입된 냉매를 고온 고압으로 압축하는 기능을 병행한다.

따라서, 상기 크랭크(131)와 상기 롤러(132)에 의해 상기 어큐물레이터(200)와 흡입관(102)을 통하여 실린더실(121)의 내측으로 흡입된 기체상태의 냉매는 다시 상기 롤러(132)에 의해 고온고압으로 압축된후 본체(100)의 내부로 토출되어 상기 토출관(101)을 통하여 냉동장치의 유로를 따라 종래와 동일하게 순환 된다.

또한, 회전압축기의 초기 기동시에는 증발기에서 미처 증발되지 않은 액체 냉매가 상기 실린더실(121)을 통하여 오일(O)이 저유된 본체의 하측으로 유입 되고, 또, 그에 따라 액체 냉매보다 비중이 낮은 오일(O)이 액체 냉매의 상측으로 부상되며, 고온 고압의 기체로 압축된 냉매와 함께 본체(100)의 내부 상측으로 도 2의 화살표와 같이 종래와 동일하게 유입된다.

그러나, 본 발명의 특징부는 상술했던 바와 같이, 본체(100)의 내부 상측으로 고온 고압의 기체 냉매에 섞여 오일 입자가 유입되더라도 상기 토출관(101)을 통하여 토출되지 않는다는 점이다.

즉, 도 2와 같이, 고속으로 회전하는 회전자(112)의 상측에는 일체로 회전하는 플레이트(115)가 구비되고, 상기 플레이트(115)에는 오일 분리수단(300)의 기능을 하는 다수의 회전익(320)이 일체로 설치된 구조에 기인하여, 회전자(112)가 고속 회전할 때 에는 회전익(320)에서는 원심력이 발생하며 오일 입자를 본체(100)의 내측면 측을 향해 튕겨보내는 역할을 한다.

따라서, 본체(100)의 내측면으로 튕겨져 나간 오일은 그 내벽면을 따라 본체의 내부 하측으로 흘러 회수되고, 기체 냉매만 냉매 배기공(310) 및 상기 토출관(101)의 하단부와 상기 회전익(320)의 내주면 사이에 형성된 공간을 경유, 토출관(101)을 통하여 토출된다.

물론, 이와 같이, 토출된 냉매는 응축기와 증발기 그리고 다시 어큐물레이터를 통하여 압축기로 회수된다.

따라서, 종래와 같이, 고온 고압으로 압축된 기체 냉매와 함께 토출관을 통하여 토출되던 오일이, 냉동 사이클을 형성하는 각 냉매관을 따라 순환하던중 관체로 구성된 증발기의 내벽면에 잔존 함에 따라, 냉매가 원활하게 흐를 수 없어 증발기의 냉각효율을 저하시켰던 문제점은 해결된다.

또한, 증발기에 잔존되며 압축기로 미 회수되는 오일의 손실에 의해 압축기의 구동부분을 충분히 윤활할 수 없게 되어 압축기가 마모 및 손상되거나 수명을 단축시켰던 종래의 문제점도 해결된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은, 회전압축기의 초기기동시 고온 고압의 기체 냉매와 함께 토출되는 오일이 토출관을 통하여 토출된후, 냉동 사이클을 따라 순환됨을 방지 함으로써, 증발기의 냉각효율을 향상시키고, 또, 압축기의 원활한 윤활작용에 의해 그 수명을 연장하는 등의 특징이 있다.

Claims

상부의 일측면에 냉매 토출구가 형성되어 있고, 하부의 일측면에 냉매 흡입구가 형성되어 있는 본체와; 이 본체의 외향 흡입구와 연결되어 있는 어큐뮬레이터와; 상기 본체의 내향 흡입구와 연결되어 있는 압축기구와; 이 압축기구의 구동부위를 냉각 및 윤활시키는 오일이 저장되어 있는 저장부와; 상기 압축기구에 하부가 연결되어 있는 축과, 이 축의 상부와 견고하게 결합된 회전자와, 이 회전자를 포위하되 유로가 형성되어 있는 고정자를 구비하며, 상기 압축기구에 회전력을 전달하는 구동원을 포함하는 회전압축기에 있어서, 상기 본체의 내측으로 향한 냉매 토출구의 일단부와 상기 회전자와의 사이에 회전 가능하게 설치되며, 상기 냉매 토출구를 통해 토출되는 냉매중에 혼합된 상기 오일의 입자를 비산 분리시키는 오일 분리수단을 구비하며, 상기 오일 분리 수단은 상기 회전자를 통해 전달되는 회전력에 의해 회전 가능하며, 그 중심에 냉매 배기공이 형성되어 있는 플레이트와; 이 플레이트의 냉매 배기공의 원주를 따라 상기 냉매 토출구를 향하여 소정 높이로 형성되어 있는 다수의 회전익을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
제1항에 있어서, 상기 냉매 배기공은 그 내경이 상기 토출관의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 회전압축기.
제1항에 있어서, 상기 토출관과 상기 냉매 배기공은 그 중심선에 일치되는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
제1항에 있어서, 상기 토출관은 그 하단부가 상기 회전익의 상단부 내측으로 일부 수용된 것을 특징으로 하는 회전압축기.