KR100287726B1 - 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축기 내부로부터 인젝션 파이프에 전달되는 열을 효과적으로 차단하여 압축기의 과열을 방지하고 압축 성능이 향상되도록 한 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은, 응축기로부터 압축기의 케이스와 보조 베어링을 관통하여 압축실 내측으로 도입되는 인젝션 파이프와; 한쪽 끝부분은 상기 인젝션 파이프의 외측에 외부 공기가 유입될 수 있도록 상기 압축기 케이스에 고정되고, 다른쪽 끝단은 상기 보조 베어링의 내측에서 상기 인젝션 파이프의 둘레에 고정됨으로써 인젝션 파이프의 둘레에 이중관식으로 설치되는 단열 파이프로 구성된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

Description

로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치{Insulation structure of injection refrigerant}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축기 내부로부터 인젝션 파이프에 전달되는 열을 효과적으로 차단하여 압축기의 과열을 방지하고 압축 성능이 향상되도록 한 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치에 관한 것이다.

도 1은 로터리 압축기가 포함된 냉동 사이클이 도시된 개략도로서, 로터리 압축기(1)에서 압축된 냉매 가스는 응축기(2), 모세관(3), 증발기(4)를 거쳐 어큐물레이터(5) 통해 다시 압축기(1)로 순환하게 된다.

여기서, 상기 응축기(2)의 출구와 상기 압축기(1) 사이에는 인젝션 냉매 파이프(30)가 설치되어 상기 압축기(1)에서 토출된 냉매 가스가 응축기(2)에서 액화된 후, 이 액냉매가 상기 인젝션 파이프(30)를 통해 다시 압축기(1)로 유입되게 이루어져 있다.

이때, 상기 응축기(2)에서 액화된 액냉매는 모세관(3)을 거치지 않으므로 전체 유동량의 10% 이내에서 이루어져야 압축기 효율에 영향을 미치지 않게 된다.

이와 같이 상기 압축기(1)로 보내진 액냉매는 압축실 내부로 분사되어 압축 가스를 냉각시키며 압축기의 온도를 낮추게 된다. 따라서, 상기 인젝션 냉매 파이프(30)를 통해 압축기(1) 내부로 액냉매가 유입되어 압축기의 온도를 낮추게 되면 압축기의 수명이 연장되고, 효율도 향상되게 된다.

상기와 같은 로터리 압축기의 인젝션 냉매 유로 구조를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래 기술에 따른 로터리 압축기의 내부 구조가 도시된 정단면이고, 도 3은 평단면도이다.

통상 로터리 압축기(1)는 회전력을 발생시키도록 고정자(22)와 회전자(23) 및 회전축(24)으로 이루어진 구동부(20)와, 실린더(11) 내부에서 냉매 가스를 압축하는 압축부(10)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 압축부(10)는 상기 밀폐형 케이스(19)내에 고정되어 압축실의 외벽을 형성하는 실린더(11)와, 상기 실린더 내부에 위치되고 회전축(24)의 둘레에 설치된 편심 회전축(18)과, 상기 편심 회전축(18)의 회전 운동에 따라 실린더(11) 내면과 접촉하면서 압축 작용을 하는 로울러(12)와, 상기 회전축(18)을 지지하면서 베인(13) 및 로울러(12)와 함께 상부와 하부에서 압축실(C)을 형성하는 주베어링(14) 및 보조 베어링(15)과, 상기 실린더(11)로 흡입 및 토출되는 냉매 가스의 유동 통로가 되는 흡입구(16) 및 실린더 토출구(11a)로 구성되어 있다.

이와 같은 구성된 압축부(10)의 압축실(C) 내부에 상기한 인젝션 냉매 파이프(30)가 도입되는 바, 도 4에 상세히 도시된 바와 같이 인젝션 냉매 파이프(30)는 밀폐형 케이스(19)를 관통하여 상기 보조 베어링(15)의 내부에 삽입되어 있고, 상기 보조 베어링(15)에는 상기 인젝션 냉매 파이프(30)의 끝단으로부터 압축실(C)까지 액냉매가 공급되는 인젝션 구멍(15a)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 로터리 압축기는 구동부(20)의 작동으로 흡입구(16)를 통하여 냉매 가스가 압축실(C)로 빨려 들어가며, 로울러(12)의 회전에 의해 압축실(C)의 체적이 축소되면서 압력이 토출 압력까지 상승된 후, 고압의 냉매 가스가 주베어링(14)에 설치되어 있는 밸브의 작동에 따라 실린더 토출구(11a)를 통과하여 주베어링(14)의 상부에 위치한 머플러(20)의 내부 공간으로 토출된다.

특히, 상기한 응축기(2)에서 액화된 액냉매가 상기 인젝션 파이프(30) 및 보조 베어링(15)의 인젝션 구멍(15a)을 통해 압축실(C)로 유입되면서 압축실(C) 내의 압축 가스를 냉각시키며 압축기의 온도를 낮추게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 로터리 압축기의 인젝션 냉매 유로 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 인젝션 파이프(30)가 보조 베어링(15) 내에 접착제(31)로 부착되어 고정되기 때문에 인젝션 파이프(30) 삽입시 접착제에 막혀 액냉매의 공급이 원활하게 이루어지지 못하게 될 수 있고, 접착제의 삽입이 잘못되면 보조 베어링(15)과 인젝션 파이프(30) 사이에 틈새가 생겨 액냉매의 누설이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

특히, 상기한 바와 같은 종래 기술은 압축실(C) 내부로 도입되는 인젝션 파이프(30)가 밀폐형 케이스(19), 보조 베어링(15), 내부 오일(32) 등에 직접 접촉되므로 압축기에서 발생된 열이 그대로 인젝션 파이프(30)에 전달되어 액냉매의 온도가 상승하게 되고, 결국 상기와 같은 상태의 액냉매가 압축실(C)에 공급되면 압축실의 냉각 효과가 떨어지게 되어 압축기의 성능 저하를 가져오는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인젝션 파이프 둘레에 단열 파이프를 설치하여 압축기 내부 구조물과의 열전달이 최소화되게 구성함으로써 압축실에 저온의 액냉매를 분사하여 압축기의 성능 향상을 도모하는 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은, 압축기로부터 인젝션 파이프로 전달되는 열을 차단하면서도 냉매 및 오일이 누설되는 것을 방지할 수 있도록 구성함으로써 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 통상의 인젝션 냉매 유로 구조가 도시된 냉동 사이클 구성도,

도 2는 종래 인젝션 냉매 파이프가 구비된 로터리 압축기의 정단면도,

도 3은 종래 인젝션 냉매 파이프가 구비된 로터리 압축기의 평단면도,

도 4는 종래 인젝션 냉매 파이프가 구비된 로터리 압축기의 주요부 상세도,

도 5는 본 발명에 따른 인젝션 냉매 단열 장치가 구비된 로터리 압축기의 주요부 상세도,

도 6은 본 발명에 따른 보조 베어링의 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 인젝션 파이프와 단열 파이프가 도시된 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 파이프 지지링이 도시된 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

C : 압축실 51 : 압축기 케이스

53 : 실린더 55 : 오일

60 : 보조 베어링 63 : 인젝션 구멍

70 : 인젝션 파이프 80 : 단열 파이프

82 : 플랜지부 90 : 누설 방지링

95 : 파이프 지지링

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치는, 응축기로부터 압축기의 케이스와 보조 베어링을 관통하여 압축실 내측으로 도입되는 인젝션 파이프와; 한쪽 끝부분은 상기 인젝션 파이프의 외측에 외부 공기가 유입될 수 있도록 상기 압축기 케이스에 고정되고, 다른쪽 끝단은 상기 보조 베어링의 내측에서 상기 인젝션 파이프의 둘레에 고정됨으로써 인젝션 파이프의 둘레에 이중관식으로 설치되는 단열 파이프로 구성된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 인젝션 냉매 단열 장치가 구비된 로터리 압축기의 주요부가 도시된 내부 구성 단면도이다.

본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 압축기 케이스(51)의 내측에 실린더(53)가 용접 고정되며, 상기 실린더(53)의 상부에는 주베어링(미도시 됨)이 위치되고 하부에는 보조 베어링(60)이 설치되어 압축실(C)을 형성하게 된다.

특히, 상기 압축기 케이스(51)와 보조 베어링(60)에는 상기 압축실(C)로 응축기로부터 액냉매가 공급될 수 있도록 인젝션 파이프(70)가 도입되는 바, 상기 인젝션 파이프(70)는 그 둘레에 상기 압축기 케이스(51)의 외부로부터 외부 공기가 유입되도록 이중관식으로 설치된 단열 파이프(80)가 구비되어 있다.

즉, 상기 단열 파이프(80)가 상기 인젝션 파이프(70)의 둘레에 설치됨으로써 인젝션 파이프(70)가 압축기 내부의 구성물인 압축기 케이스(51), 압축기내의 오일(55), 보조 베어링(60)에 직접 접촉되는 것을 최대한 방지함과 아울러 인젝션 파이프(70) 둘레에 외부 공기가 유입되도록 하여 공냉식 냉각 효과를 기대할 수 있도록 구성되어 있는 것이다.

이와 같이 이중관식으로 설치된 상기 단열 파이프(80)와 인젝션 파이프(70) 사이에는 인젝션 파이프(70)를 고정하는 동시에 공기가 통과할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 파이프 지지링(95)이 구비되어, 이 파이프 지지링(95)에 의해 상기 인젝션 파이프(70)와 단열 파이프(80)는 일정 간격이 유지되도록 되어 있다.

그리고, 상기 단열 파이프(80)와 보조 베어링(60) 사이에는 냉매의 누설이 방지되도록 누설 방지링(90)이 설치되며, 상기 단열 파이프(80)의 한쪽 끝부분에는 상기 압축기 케이스(51)의 외측면에 용접 고정할 수 있도록 플랜지부(82)가 형성되어 있다.

따라서, 상기 인젝션 파이프(70)를 통해 압축실(C)에 공급되는 액냉매는 상기 누설 방지링(90)에 의해 외부로 누설되는 것이 방지되고, 상기 압축기 케이스(51) 내에 들어 있는 오일(55)은 상기 용접된 플랜지부(82)에 의해 외부로 누설되는 것이 방지된다.

도 6은 상기한 인젝션 파이프(70)와 단열 파이프(80)가 삽입 설치되는 보조 베어링(60)이 도시된 단면도로서, 본 발명에 따른 보조 베어링(60)은 상부가 플랜지형으로 형성되고, 가운데 부분은 압축기의 회전축이 설치될 수 있도록 축 홀(61)이 형성되어 있다.

이와 같은 보조 베어링(60)의 외측면으로부터 압축실 위치하는 내측으로 인젝션 파이프홀(62)과 인젝션 구멍(63)이 연결 형성되고, 상기 인젝션 파이프홀(62)의 둘레에는 상기 단열 파이프(80)가 삽입 설치되게 확장된 단열 파이프홀(64)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 단열 파이프홀(64)의 외측 부분에는 상기한 누설 방지링이 설치되는 링홈(65)이 형성되어 있다.

물론, 본 발명의 실시예에서는 인젝션 파이프(70)가 보조 베어링(60)을 통해 도입되는 것을 예시하고 있으나 압축실을 형성하는 실린더나 주베어링에도 상기 도 6과 같은 홀 구조를 형성하여 인젝션 파이프를 설치하고 응축기로부터 액냉매가 유입되도록 구성할 수 있을 것이다.

다음, 도 7은 상기한 바와 같은 보조 베어링(60)에 삽입 설치되는 인젝션 파이프(70)와 단열 파이프(80) 구조가 도시된 단면도로서, 상기 인젝션 파이프(70)는 내부로 액냉매가 유동할 수 있도록 통상의 관경을 가진 파이프로 이루어지고, 상기 단열 파이프(80)는 내부에 외부 공기가 충분히 유입되도록 상기 인젝션 파이프(70)보다 더 큰 관경을 가진 파이프로 이루어진다.

특히, 상기 단열 파이프(80)는 그 내측 끝단이 점차 좁아지도록 테이퍼부(81)가 형성되어 인젝션 파이프(70)의 둘레에 밀착되고, 외측 끝단은 원주 방향으로 확장된 플랜지부(82)가 형성되어 압축기 케이스에 용접 고정된다.

다음, 도 8은 상기 인젝션 파이프(70)와 단열 파이프(80) 사이에 설치되는 파이프 지지링(95)이 도시된 도면으로서, 가운데 부분에 인젝션 파이프가 삽입되도록 파이프 홀(95a)이 형성되어 있고, 이 파이프 홀(95a)의 원주 방향으로 공기가 유동되는 다수의 홀(95b)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

압축기가 작동되면 실린더(53)의 흡입구를 통해 압축(C)실 내부로 냉매 가스가 유입되면서 압축된 다음 토출구를 통해 토출된다.

한편, 응축기에서 액화된 액냉매가 상기 인젝션 파이프(70) 및 보조 베어링(60)의 인젝션 구멍(63)을 통해 압축실(C)로 유입되면서 압축실(C) 내의 압축 가스를 냉각시키게 된다.

여기서, 상기 인젝션 파이프(70)는 단열 파이프(80)와 이중관식으로 구성되어 상기 압축실(C)에 액냉매를 공급할 수 있도록 되어 있으므로 압축기의 작동에 의해 발생되는 열이 직접 인젝션 파이프(70)로 전달되는 것을 방지함과 아울러 외부 공기가 인젝션 파이프(70) 둘레를 유동하면서 냉각시키므로 저온 상태의 액냉매를 압축실에 공급할 수 있게 된다.

즉, 통상 인젝션 파이프(70)를 통해 공급되는 액냉매의 온도는 약 54도 정도이나 압축기 작동으로 인한 실린더(53) 및 보조 베어링(60), 압축기 케이스(51) 및 내부 오일(55) 등 압축기 내부 구성물의 온도는 약 110도 정도이므로 종래 기술과 같이 압축기 케이스와 보조 베어링에 직접 인젝션 파이프가 설치되는 경우 액냉매의 온도가 고온으로 변화되면서 압축실 내부로 공급되게 된다.

하지만, 본 발명에서는 단열 파이프(80)를 통해 인젝션 파이프(70)가 보조 베어링(60), 내부 오일(55), 압축기 케이스(51)에 직접 접촉되지 않고 외부 공기가 유동될 수 있게 이루어져 있으므로 압축기의 구성물에서 인젝션 파이프(70)로 전달되는 열을 효과적으로 차단할 수 있게 됨은 물론, 압축기 내부와 인젝션 파이프(70)를 공냉식으로 냉각시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기 인젝션 파이프(70)를 통해 저온 상태의 액냉매를 압축실(C)에 공급할 수 있게 되고, 압축기 내부의 온도를 낮출 수 있게 되므로 압축기의 체적 효율 및 압축 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치는 압축기 내부 구성물로부터 인젝션 파이프로 전달되는 열을 차단함과 아울러 외부 공기를 도입시켜 주변 구성물을 냉각시킬 수 있도록 구성되어 있기 때문에 저온의 액냉매를 공급하여 압축실의 압축 효율을 향상시킬 수 있게 되고, 압축기의 체적 효율을 향상시켜 전체적인 압축기의 성능 향상에 기여하는 이점을 제공하게 된다.

또한, 본 발명은 누설 방지링과 단열 파이프의 플랜지부를 통해 압축실의 고압 냉매 및 오일의 누설을 방지할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 압축기 조립 구조의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점도 제공하게 된다.

Claims (4)

1. 응축기로부터 압축기의 케이스와 보조 베어링을 관통하여 압축실 내측으로 도입되는 인젝션 파이프와;

   한쪽 끝부분은 상기 인젝션 파이프의 외측에 외부 공기가 유입될 수 있도록 상기 압축기 케이스에 고정되고, 다른쪽 끝단은 상기 보조 베어링의 내측에서 상기 인젝션 파이프의 둘레에 고정됨으로써 인젝션 파이프의 둘레에 이중관식으로 설치되는 단열 파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단열 파이프와 인젝션 파이프 사이에는 인젝션 파이프를 고정하는 동시에 공기가 통과할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 파이프 지지링이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 단열 파이프는 한쪽 끝부분을 상기 압축기 케이스의 외측면에 용접 고정할 수 있도록 플랜지부가 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 단열 파이프와 보조 베어링 사이에는 냉매의 누설이 방지되도록 누설 방지링이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 인젝션 냉매 단열 장치.