KR100230999B1 - 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화 시스템(Air Conditioning System)을 구성하는 회전 압축기에 관한 것으로, 밀폐 용기의 내부에 유도 전동기부, 상기 압축 기구부 및 어큐뮬레이터가 순차적으로 구성되고, 상기 압축 기구부와 어큐뮬레이터가 상측의 냉매 흡입부 및 그 하측의 냉동 오일 유입부가 구비된 냉매 흡입관으로 통하도록 연결되는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기를 전제로 하여, 상기 어큐뮬레이터의 내부에 액냉매의 분리를 위한 적어도 1개 이상의 액냉매 분리막을 형성하여 구성한다. 상기와 같은 본 발명에 의하면, 어큐뮬레이터의 내부에서 액냉매의 분리 작용을 보다 효과적으로 수행하여 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 성능 향상에 기여한다.

Description

어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치(APPARATUS FOR REFRIGERATOR SEPARATION OF ACCUMULATOR WITHIN ROTARY COMPRESSOR)

본 발명은 공기 조화 시스템(Air Conditioning System)을 구성하는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 어큐뮬레이터의 내부에서 액냉매의 분리를 보다 효과적으로 하여 성능 향상에 기여할 수 있게 한 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치에 관한 것이다.

일반적인 공기 조화 시스템에 적용되는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 일례를 첨부 도면에 의하여 설명하면, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 밀폐 용기(1)의 내부에 유도 전동기부(10)와, 상기 유도 전동기부(10)의 구동으로 냉매를 흡입, 압축 및 토출시키는 압축 기구부(20) 및 액분리 작용을 하는 어큐뮬레이터(40)를 일체로 구성되어 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 유도 전동기부(10)는 권선을 구비하고 밀폐 용기(1)의 내벽에 강제로 압입 고정되는 고정자(11)와, 상기 고정자(11)의 내측에 회전 가능하도록 지지되어 유도 전류에 의해 고정자(11)와의 상호 작용으로 회전되는 회전자(12)로 구성되어 있다.

상기 회전자(12)의 중앙부에는 회전축(13)이 강제로 압입 고정되어 있어, 회전자(12)의 회전력을 압축 기구부(20)로 전달시키도록 되어 있다.

또한, 상기 압축 기구부(20)는 밀폐 용기(1)의 내벽에 통상적인 고정수단으로 고정되는 디스크형 실린더(21)와, 상기 회전축(13)을 지지함과 아울러 상기 디스크형 실린더(21)의 상,하면에 고정 볼트 및 너트 등의 고정수단(22)에 의해 고정되는 상,하부 플랜지(23)(24)를 포함하고 있다.

상기 상부 플랜지(23)와 유도 전동기부(10)의 사이는 압축 냉매가 토출되는 내부 토출 공간(9)이 형성되어 있다.

상기 디스크형 실린더(21)는 내부에 압축 공간(25)이 형성되어 있고, 상기 압축 공간(25)에는 회전축(13)의 편심부(13a)가 수납되어 있으며, 그 편심부(13a)에는 로울러(26)가 결합 고정되어 있다.

상기 디스크형 실린더(21)의 내주면 일측에는 베인(27)이 압축 공간(25)의 중심을 향하여 출몰 가능하도록 결합되어 있으며, 상기 베인(27)은 디스크형 실린더(21)의 내부에 형성된 수납홈(21a)에 장착되어 있는 압축 코일 스프링 등의 탄성부재(28)에 의하여 탄력 지지되어 있어, 로울러(26)의 외주면에 베인(27)이 탄성적으로 접촉되어 있다.

상기 상부 플랜지(23)의 상면 일측에는 압축 공간(25)과 내부 토출 공간(9)를 통하도록 형성된 토출공(23a)을 선택적으로 개폐시키는 토출 밸브(29)가 설치되어 있다.

또한, 상기 밀폐 용기(1)의 내측 상단부에 형성된 어큐뮬레이터(40)와 디스크형 실린더(21)의 압축 공간(25)은 냉매 흡입관(41)으로 통하도록 연결되어 있으며, 상기 냉매 흡입관(41)은 최상단부에 어큐뮬레이터(40)의 상부와 연결되는 냉매 흡입부(42)와, 그 하측에 어큐뮬레이터(40)의 저부와 연결되는 냉동 오일 유입부(43)와, 하단부에 디스크형 실린더(21)의 압축 공간(25)으로 연결되는 연결부(44)를 포함하고 있다.

상기 냉동 오일 유입부(43)는 직경을 약 1mm 정도나, 그 이하로 형성하여 냉동 어큐뮬레이터(40)의 저부에 고이는 냉동 오일만 냉매 흡입관(41)으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 유도 전동기부(10)의 직상부에는 중간 격벽(45)이 형성되어 있어, 냉동 오일이 냉동 오일 유입부(43)로 흐르도록 구성되어 있으며, 상기 중간 격벽(45)은 냉동 오일의 흐름을 원활하게 하도록 냉동 오일 유입부(43)를 향하여 소정의 경사각으로 형성되어 있다.

상기 밀폐 용기(1)의 상단부에는 흡입관(51)이 상,하 방향으로 통하도록 형성되어 있고, 하부에는 하부 캡(3)이 결합 고정되어 있으며, 상기 밀폐 용기(1)의 중간부에는 유도 전동기부(10)의 상부와 외부를 통하는 토출관(52)이 수평 방향으로 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호 53은 전원 단자를 보인 것이다.

이와 같이 구성되는 일반적인 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기에 의하면, 먼저, 밀폐 용기(1)의 상단부에 형성된 흡입관(51)을 통해 어큐뮬레이터(40)의 내부로 유입된 냉매 가스는 증발된 후, 어큐뮬레이터(40)의 상단부에 연결된 냉매 흡입부(42)를 통해 냉매 흡입관(41)을 지나고 압축 기구부(20)로 유입된다.

이 때, 냉매 가스와 함께 어큐뮬레이터(40)의 내부로 유입된 냉동 오일은 냉매 흡입부(42)가 어큐뮬레이터(40)의 상단부에 형성되어 있으므로, 그 냉매 흡입부(42)를 통해 냉매 흡입관(41)으로 유입되지 못하고 어큐뮬레이터(40)의 저부에 고이게 된다.

이와 같이, 어큐뮬레이터(40)의 저부에 고인 냉동 오일은 중간 격벽(45)이 냉동 오일 유입부(43)를 향하여 경사지게 형성되어 있으므로, 중간 격벽(45)을 타고 원활하게 흘러 냉동 오일 유입부(43)를 통해 냉매 흡입관(41)으로 배출되며, 그 냉매 흡입관(41)의 냉매 흡입부(42)로 유입되는 증발 냉매 가스와 함께 냉매 흡입관(41)으로 유입되는 것이다.

한편, 상기 어큐뮬레이터(40)의 내부에서 냉매 가스와 분리된 액냉매의 일부는 어큐뮬레이터(40)의 내부에서 다시 증발되어 냉매 흡입부(42)를 통해 냉매 흡입관(41)으로 유입되며, 나머지는 어큐뮬레이터(40)의 저부로 고이게 된다.

이 때, 상기 어큐뮬레이터(40)의 저부에서 냉동 오일의 상측에 액냉매가 층을 이루게 되므로, 액냉매가 냉동 오일 유입부(43)을 통하여 냉매 흡입관(41)으로 유입되는 경우는 없으며, 상기 냉동 오일 유입부(43)의 직경이 약 1mm 이하로 미세하므로 냉동 오일만 냉매 흡입관(41)으로 유입되는 것이다.

이 후, 상기 냉매 흡입관(41)의 연결부(44)를 통해 디스크형 실린더(21)의 흡입된 냉매 가스는 유도 전동기부(10)의 구동으로 회전되는 회전축(13)의 편심부(13a)에 결합된 로울러(26)의 편심 회전 운동에 의해 압축된 다음, 상부 플랜지(23)에 설치된 토출 밸브(29)를 개방시키면서 토출공(23a)을 통하여 내부 토출 공간(9)으로 토출되며, 상기 토출 공간(9)으로 토출된 고압의 냉매 가스는 밀폐 용기(1)의 중간부에 수평 방향으로 연결된 토출관(52)을 통해 외부로 토출되어, 공기 조화 시스템의 각 구성 요소를 순환하면서 냉방 기능을 수행하게 된다.

상기 냉매 가스와 함께 압축 기구부(20)의 내부로 흡입된 냉동 오일은 냉매 가스와 동일한 경로로 진행하면서 과열된 부분을 냉각시키는 역할을 수행하게 된다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기에 있어서는, 밀폐 용기(1)의 내부에 어큐뮬레이터(40)를 일체로 구성하여 회전 압축기 및 공기 조화 시스템의 소형화에 기여하는 이점이 있으나, 밀폐 용기(1)의 상단부에 설치된 흡입관(51)으로 흡입되는 냉매가 퍼지면서 어큐뮬레이터(40)의 내부로 흡입되는 경우에는 액냉매의 분리 작용이 효과적이지 못하여 액냉매가 증발 냉매 가스와 함께 냉매 흡입관(41)의 냉매 흡입부(42)를 통해 압축 기구부(20)로 유입되는 현상을 배제할 수 없으며, 따라서 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기 및 공기 조화 시스템의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 어큐뮬레이터의 내부에서 액냉매의 분리 작용을 보다 원활하게 수행함으로써 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기 및 공기 조화 시스템의 성능 향상에 기여할 수 있도록 한 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 일반적인 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 2는 일반적인 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 압축 기구부를 설명하기 위한 횡단면도.

도 3은 일반적인 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 상부 플랜지를 보인 단면도.

도 4는 본 발명의 액냉매 분리장치가 구비된 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 액냉매 분리장치의 구성을 설명하기 위한 도 4의 A - A선 단면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 ; 밀폐 용기 9 ; 내부 토출 공간

10 ; 유도 전동기부 11 ; 고정자

12 ; 회전자 13 ; 회전축

13a ; 편심부 20 ; 압축 기구부

21 ; 디스크형 실린더 22 ; 고정수단

23,24 ; 상,하부 플랜지 23a ; 토출공

25 ; 압축 공간 26 ; 로울러

27 ; 베인 28 ; 탄성부재

29 ; 토출 밸브 40 ; 어큐뮬레이터

41 ; 냉매 흡입관 42 ; 냉매 흡입부

43 ; 냉동 오일 유입부 44 ; 결합부

45 ; 중간 격벽 51 ; 흡입관

52 ; 토출관 61 ; 액냉매 분리막

61a ; 개구부 62 ; 제1 유로

63 ; 제2 유로

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐 용기의 내부에 유도 전동기부, 상기 압축 기구부 및 어큐뮬레이터가 순차적으로 구성되고, 상기 압축 기구부와 어큐뮬레이터가 상측의 냉매 흡입부 및 그 하측의 냉동 오일 유입부가 구비된 냉매 흡입관으로 통하도록 연결되는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기에 있어서, 상기 어큐뮬레이터의 내부에 액냉매의 분리를 위한 적어도 1개 이상의 액냉매 분리막을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치가 제공된다.

상기 액냉매 분리막은 냉매 흡입관의 냉매 흡입부 및 냉동 오일 유입부와 직교를 이루며 평행하게 배열된다.

상기 액냉매 분리막의 상단부와 밀폐 용기의 사이에 제1 유로가 형성된다.

상기 액냉매 분리막은 일측단부에 개구부를 갖도록 교호로 각각 배치되어, 지그 재그의 유로가 형성된다.

이하, 본 발명에 의한 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치를 첨부 도면에 도시한 실시례에 따라서 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 액냉매 분리장치가 구비된 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 구성을 보인 단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 액냉매 분리장치의 구성을 설명하기 위한 도 4의 A - A선 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치는, 도 1에 도시한 기존의 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기를 전제로 하고 있다.

즉, 상기 밀폐 용기(1)의 내측 상단부에 형성된 어큐뮬레이터(40)와 디스크형 실린더(21)의 압축 공간(25)은 냉매 흡입관(41)으로 통하도록 연결되어 있으며, 상기 냉매 흡입관(41)은 최상단부에 어큐뮬레이터(40)의 상부와 연결되는 냉매 흡입부(42)와, 그 하측에 어큐뮬레이터(40)의 저부와 연결되는 냉동 오일 유입부(43)와, 하단부에 디스크형 실린더(21)의 압축 공간(25)으로 연결되는 연결부(44)를 포함하고 있다.

상기 냉동 오일 유입부(43)는 직경을 약 1mm 정도나, 그 이하로 형성하여 냉동 어큐뮬레이터(40)의 저부에 고이는 냉동 오일만 냉매 흡입관(41)으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 유도 전동기부(10)의 직상부에는 중간 격벽(45)이 형성되어 있어, 냉동 오일이 냉동 오일 유입부(43)로 흐르도록 구성되어 있으며, 상기 중간 격벽(45)은 냉동 오일의 흐름을 원활하게 하도록 냉동 오일 유입부(43)를 향하여 소정의 경사각으로 형성되어 있다.

상기 밀폐 용기(1)의 상단부에는 흡입관(51)이 상,하 방향으로 통하도록 형성되어 있고, 하부에는 하부 캡(3)이 결합 고정되어 있으며, 상기 밀폐 용기(1)의 중간부에는 유도 전동기부(10)의 상부와 외부를 통하는 토출관(52)이 수평 방향으로 형성되어 있다.

한편, 본 발명에 의한 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치는, 상기 어큐뮬레이터(40)의 내부에 일정 간격을 두고 수개의 액냉매 분리막(61)을 평행하게 설치하여 구성한 것이다.

상기 액냉매 분리막(61)은 밀폐 용기(1)의 상면판(1a)과 소정의 간격(c)이 유지되도록 하여, 상면판(1a)과 액냉매 분리막(61)의 사이에 제1 유로(62)가 형성되도록 한다.

상기 액냉매 분리막(61)은 도 5에 도시한 바와 같이, 일측단부에 개구부(61a)를 갖도록 교호(交互)로 각각 배치되어 있어, 지그 재그의 제2 유로(63)를 이루고 있다.

도면중 종래의 기술 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기에 의하면, 밀폐 용기(1)의 흡입관(51)을 통해 어큐뮬레이터(40)의 내부로 냉매 가스와 냉동 오일이 유입되는 바, 어큐뮬레이터(40)의 내부에서 증발된 가스 상태의 냉매는 밀폐 용기(1)와 액냉매 분리막(61)의 사이에 형성된 제1 유로(62)를 따라 진행하여 어큐뮬레이터(40)의 상단부에 연결된 냉매 흡입부(42)를 통해 냉매 흡입관(41)을 지나고 압축 기구부(20)로 유입된다.

한편, 흡입관(51)의 내부에서 흡입 충격에 의하여 퍼진 액냉매와 냉동 오일은 액냉매 분리막(61)에 의해 형성된 지그 재그 형상의 제2 유로(63)를 따라 흘러 어큐뮬레이터(40)의 저부에 고이게 된다.

이 때, 상기 중간 격벽(45)이 소정의 경사각으로 기울어져 있으므로, 액냉매와 냉동 오일의 흐름이 원활하게 된다.

이와 같이, 액냉매와 함께 어큐뮬레이터(40)의 저부에 고인 냉동 오일은 냉동 오일 유입부(43)를 통해 냉매 흡입관(41)으로 배출되며, 그 냉매 흡입관(41)의 냉매 흡입부(42)로 유입되는 증발 냉매 가스와 함께 냉매 흡입관(41)으로 유입된다.

또한, 상기 어큐뮬레이터(40)의 저부에 고인 액냉매의 일부는 어큐뮬레이터(40)의 내부에서 다시 증발되어 냉매 흡입부(42)를 통해 냉매 흡입관(41)으로 유입되고, 나머지 액냉매는 냉동 오일의 상측에서 층을 이루게 되므로, 액냉매가 냉동 오일 유입부(43)을 통하여 냉매 흡입관(41)으로 유입되는 경우는 없으며, 상기 냉동 오일 유입부(43)의 직경이 약 1mm 이하로 미세하므로 냉동 오일만 냉매 흡입관(41)으로 유입되는 것이다.

이 후, 상기 냉매 흡입관(41)의 연결부(44)를 통해 디스크형 실린더(21)의 흡입된 냉매 가스는 기존의 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기와 같이, 회전축(13)의 편심부(13a)에 결합된 로울러(26)의 편심 회전 운동에 의해 압축된 다음, 상부 플랜지(23)에 설치된 토출 밸브(29)를 개방시키면서 토출공(23a)을 통하여 내부 토출 공간(9)으로 토출되며, 상기 토출 공간(9)으로 토출된 고압의 냉매 가스는 밀폐 용기(1)의 중간부에 수평 방향으로 연결된 토출관(52)을 통해 외부로 토출되어, 공기 조화 시스템의 각 구성 요소를 순환하면서 냉방 기능을 수행하게 되며, 상기 냉매 가스와 함께 압축 기구부(20)의 내부로 흡입된 냉동 오일은 냉매 가스와 동일한 경로로 진행하면서 과열된 부분을 냉각시키는 역할을 수행하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치는, 밀폐 용기의 내부에 유도 전동기부, 상기 압축 기구부 및 어큐뮬레이터가 순차적으로 구성되고, 상기 압축 기구부와 어큐뮬레이터가 상측의 냉매 흡입부 및 그 하측의 냉동 오일 유입부가 구비된 냉매 흡입관으로 통하도록 연결되는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기를 전제로 하여, 상기 어큐뮬레이터의 내부에 액냉매의 분리를 위한 적어도 1개 이상의 액냉매 분리막을 형성하여 구성함으로써 어큐뮬레이터의 내부에서 액냉매의 분리 작용을 보다 효과적으로 수행할 수 있으며, 따라서 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 성능 향상에 기여하는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 밀폐 용기의 내부에 유도 전동기부, 상기 압축 기구부 및 어큐뮬레이터가 순차적으로 구성되고, 상기 압축 기구부와 어큐뮬레이터가 상측의 냉매 흡입부 및 그 하측의 냉동 오일 유입부가 구비된 냉매 흡입관으로 통하도록 연결되는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기에 있어서,

   상기 유도 전동기부와 상기 어큐뮬레이터 사이에는 중간 격벽이 형성되어 있으며,

   상기 중간 격벽에는, 적어도 1개 이상의 액냉매 분리막이 돌출형성되데, 상기 액냉매 분리막의 상부와 밀폐용기의 사이에는 기상의 냉매가 통과하는 제1 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 액냉매 분리막은 냉매 흡입관의 냉매 흡입부 및 냉동 오일 유입부와 직교를 이루며 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 액냉매 분리막은 일측단부에 개구부를 갖도록 교호로 각각 배치되어, 지그 재그의 제2 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터 내장형 회전 압축기의 액냉매 분리장치.

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