KR100338268B1

KR100338268B1 - 압축기의유면조정장치

Info

Publication number: KR100338268B1
Application number: KR1019950705766A
Authority: KR
Inventors: 히데키 마쓰우라; 히로시 기다우라; 케이지 고모리
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 2002-10-11
Also published as: JP3178287B2; ES2181783T3; EP0717192B1; TW311970B; CN1129968A; EP0717192A4; DE69527831D1; CN1075602C; US5688109A; KR960703199A; WO1996000851A1; JPH0874771A; DE69527831T2; EP0717192A1

Abstract

케이싱(2)의 저장부(2c)에 윤활유(L)를 저장한다. 윤활유인출관(15)의 일단을 저장부(2c)에, 타단을 스크롤기구(3)의 흡입실(14)에 연통한다. 윤활유인출관(15)의 유입단을 로터(9b)의 하단근방에서 저장부(2c)의 유면상한위치에 개구한다. 윤활유(L)의 유면이 유면상한위치까지 상승하면 케이싱(2)의 하부공간(2b)과 흡입실(14)와의 차압에 의해 윤활유(L)의 잉여분을 윤활유인출관(15)에 의해 저장부(2c)에서 스크롤기구(3)로 유도하고 유면을 저하시킨다.

Description

압축기의 유면조정장치

종래부터 압축기에는 예를 들면, 일본국 특개평 2-305392호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 케이싱내의 상부공간에 압축기구를 하부공간에 모터를 각각 구비하고 있는 것이 있다. 그리고, 이 모터에서 상방으로 연장되는 크랭크축이 압축기구에 연결되고, 모터의 구동에 수반되는 크랭크축의 회전에 의해 압축기구가 소정의 압축동작을 실행하고 있다.

또, 케이싱의 저부에는 윤활유가 저장되고, 이 윤활유에 크랭크축의 하단부가 침지되어 있다. 이 크랭크축은 그 하단부에 원심펌프 등의 펌프기구를 구비함과 동시에 내부에 유통로(油通路)가 형성되어 있다. 그리고, 구동시에는 크랭크축의 회전에 따라 케이싱 저부의 윤활유를 펌프기구에 의해 퍼올리고 유(油)통로를 거쳐서 각 슬라이딩 부분에 공급하여 각 슬라이딩 부분의 윤활을 실행하고 있다.

- 해결과제 -

상술한 압축기에 있어서는 윤활유를 미리 설정된 적절한 양만큼 저장하고 있고, 정지 시와 구동 시에 저장부의 유면높이가 변화하는 것을 고려하여 어떠한 상황에서도 유면높이를 소정의 범위 내로 유지하도록 하고 있다.

즉, 이 유면높이는 정지 시에 높고, 구동 시에 낮아진다. 따라서, 유면높이는 정지 시에 모터의 로퍼 위치보다도 하방에 위치하도록, 또한 구동시에 크랭크축의 하단부보다도 상방에 위치하도록 선정되어 있다.

그러나, 실제로는 운전상황에 따라 유면높이가 상기 소정의 범위외가 되는 경우가 있다. 예를 들면, 장기간에 걸쳐서 정지상태에 있는 경우나 운전조건이 습한 조건인 경우에는, 저장되어 있는 윤활유에 액체냉매가 혼입되고, 이 윤활유와 액체냉매와의 혼합액이 케이싱 저부에 저장되게 된다. 이 결과, 유면높이가 상기 소정의 범위보다도 상방에 위치하는 일이 있다.

이러한 상황이 발생하면, 윤활유에 침지하는 크랭크축의 면적이 증대할 뿐 아니라 모터의 로터가 윤활유에 침지하고, 이 윤활유가 크랭크축 및 로터의 회전에 대한 저항이 된다. 이 경우, 크랭크축의 회전을 일정하게 유지하기 위해 전기입력을 증대시킬 필요가 있고, 입력 손실을 초래한다는 문제가 있었다.

또, 크랭크축 및 로터가 윤활유를 교반하게 되고 윤활유의 온도상승을 초래하며, 이에 의해 케이싱의 내부공간 전체의 온도가 상승하여 압축효율의 저하를 초래한다는 문제가 있었다.

이러한 유면관리에 관한 종래기술로서 일본국 특개평 4-214983호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 소위 강제차압방식(强制差壓方式)이 알려져 있다. 이 강제차압방식은 2대의 압축기 끼리를 균유관(均油管)에 의해 접속함과 동시에, 2대의압축기의 케이싱 내부에 압력차를 갖게 하고 있다. 그리고, 냉매순환회로에서 되돌아오는 윤활유의 대부분을 고압측의 압축기에 도입하고, 이 되돌아온 윤활유의 일부를 상기 압력차에 의해 균유관에서 저압측의 압축기에 공급하도록 하고 있다.

그러나, 이러한 구성에서는 2대의 압축기가 필요하다. 즉, 이 구성을 1대의 압축기에 구비시키는 것은 곤란하다.

본 발명은 이 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 1대의 압축기만으로 윤활유의 유면높이를 항상 적절한 위치에 유지하여 전기입력의 증대나 오일 온도의 상승을 억제하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유면의 자기관리기능을 구비한 것이며, 케이싱 저부의 유면높이가 소정위치보다도 상승했을 때에 이 자기유면관리기능에 의해 유면 높이를 저하시키도록 했다.

구체적으로, 청구항 1에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 1도에 도시하는 바와 같이 윤활유(L)를 저장하는 저장부(2c)가 저부에 형성된 케이싱(2)이 설치되어 있다. 또, 이 케이싱(2)에는 압축용 가스의 압축동작을 실행하는 압축기구(3)와 이 압축기구(3)를 구동하는 구동기구(4)가 수납되어 있다. 그리고, 상기 저장부(2c)의 윤활유(L)가 압축기구(3)에 공급되고 있는 압축기를 전제로 하고 있다.

또한 상기 저장부(2c)의 유면높이가 미리 설정된 유면상한위치를 넘으면 이 유면상한위치까지 유면높이를 저하시기는 유면하강수단(26)이 설치된 것이다.

또, 청구항 2에 관한 발명이 강구한 수단은, 상기 청구항 1의 발명에 있어서, 유면하강수단(26)이 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)를 이 저장부(2c)에서 배출하는 배출기구(27)에 의해 구성된 것이다.

또, 청구항 3에 관한 발명이 강구한 수단은, 상기 청구항 1의 발명에 있어서, 유면하강수단(26)이 케이싱(2) 내에서 압축기구(3)에서 저장부(2c)로 되돌아오는 윤활유(L)의 회수를 저지하는 오일회수저지기구(28)에 의해 구성되는 것이다.

또, 청구항 4에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 1도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 2의 발명에 있어서, 배출기구(27)는 유입단이 저장부(2c)에, 유출단이 압축기구(3)의 흡입부(14)에 각각 연통되어 있는 윤활유인출관(15)을 구비한 것이다. 그리고, 이 윤활유 인출관(15)의 유입단이 저장부(2c)의 유면상한위치에 개구하고 있다.

또, 청구항 5에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 2도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 2의 발명에 있어서, 케이싱(2)에 압축용 가스를 흡입하는 흡입관(5)이 접속되는 한편 이 흡입관(5)에 흡입관(5)의 내부에 저장부(2c)의 압력보다도 낮은 저압부를 생기게하는 저압발생부(5a)가 형성된 것이다.

또, 배출기구(27)는 유입단이 저장부(2c)에, 유출단이 흡입관(5)의 저압발생부(5a)에 각각 연통하고 있는 윤활유인출관(15)을 구비하고, 이 윤활유인출관(15)의 유입단이 저장부(2c)에 있어서 유면상한위치에 개구하고 있다.

또, 청구항 6에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 3 도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 2의 발명에 있어서, 배출기구(27)가 구동기구(4)의 구동에 따라 구동하는 용적식 펌프(20)와 유입단이 용적식 펌프(20)의 토출측에 연통된 윤활유인출관(15)을 구비한 것이다.

그리고, 상기 용적식 펌프(20)에 형성되어 있는 흡입통로(20d)의 흡입단이 저장부(2c)의 유면상한위치에 개구하고 있다.

또, 청구항 7에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 1도 및 제 2도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 4 또는 5의 발명에 있어서, 윤활유인출관(15)의 유입단의 근방위치에 케이싱(2)의 내부공간에 존재하는 윤활유(L)가 윤활유인출관(15)에 유입하는 것을 저지하는 도입저지부재(29)가 설치된 것이다.

또, 청구항 8에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 3도 및 제 5도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 6의 발명에 있어서, 용적식 펌프(20)의 흡입통로(20d)에 있어서 흡입단의 근방위치에 케이싱(2)의 내부공간에 존재하는 윤활유(L)가 흡입통로(20d)에 유입하는 것을 저지하는 도입저지부재(29)가 설치된 것이다.

또, 청구항 9에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 3도 및 제 5도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 8의 발명에 있어서, 용적식 펌프(20)가 구동기구(4)의 구동축(10)에 연결되고 이 구동축(10)이 용적식 펌프(20)의 상방에 위치하는 축받이부재(20e)에 회전 자유롭게 지지된 것이다.

게다가, 도입저지부재(29)는 축받이부재(20e)에 일체 형성되고 또 용적식 펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입단의 상방을 덮도록 수평방향으로 연장되는 플랜지(20eD)로 구성되어 있다.

또, 청구항 10에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 3도 및 제 4도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 6의 발명에 있어서, 케이싱(2)내의 압축용 가스가 선회하도록 구성된 것이다. 또, 용적식 펌프(20)는 구동기구(4)의 구동축(10)에 연결되고 이 구동축(10)은 축받이부재(20e)에 회전 자유롭게 지지되어 있다.

그리고, 이 축받이부재(20e)에는 케이싱의 내면에 접속되는 복수개의 고정각(20eB)이 돌출형성되어 있다. 덧붙여서 용적식 펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입단이 고정각(20eB)에 근접한 위치이고, 또 이 고정각(20eB)에 대하여 압축용 가스의 선회류의 하류측에 배치되어 있다.

또, 청구항 11에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 4도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 6의 발명에 있어서, 케이싱(2)에 압축용 가스를 흡입하는 흡입관(5)이 접속된 것이다. 그리고, 용적식 펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입단이 구동기구(4)의 구동축(10)을 중심으로 하여 흡입관(5)의 개구단 위치와는 반대측에 배치되어 있다.

또 청구항 12에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 4도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 6의 발명에 있어서, 케이싱(2)내의 압축용 가스가 선회하도록 구성된 것이다. 그리고, 구동기구(4)는 용적식 펌프(20)의 상방에 배치됨과 동시에 압축기구(3)를 윤활한 윤활유를 저장부(2c)에 회수하기 위한 연직방향의 회수통로(31)가 형성되어 있다.

또, 용적식 펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입단이 회수통로(31)의 하단부에 대향하여 배치되어 있다.

또, 청구항 13에 관한 발명이 강구한 수단은, 제 7도에 도시하는 바와 같이 상기 청구항 3의 발명에 있어서, 오일회수저지기구(28)는 압축기구(3)를 윤활한 후에 저장부(2c)로 되돌아가는 윤활유를 일단 저장하는 회수부(21)와, 유입단이 회수부(21)에 접속되고 유출단이 케이싱(2)의 외부로 이어지는 윤활유 인출관(22)과, 이 윤활유인출관(22)에 끼워 설치되어 개폐가능한 개폐밸브(22a)를 구비한 것이다.

또, 유면높이가 소정의 유면상한위치를 넘으면 상기 개폐밸브(22a)를 개방하는 개방수단(23)이 설치되어 있다.

또, 청구항 14에 관한 발명이 강구한 수단은, 상기 청구항 1, 2, 3 또는 13의 발명에 있어서, 구동기구(4)는 모터(9)와, 이 모터(9)를 관통함과 동시에 상단이 압축기구(3)로 향하여 연장하고, 또 하단이 저장부(2c)의 윤활유(L)에 침지되어 있는 구동축(10)을 구비한 것이다.

또 상기 모터(9)의 입력전류가 소정치를 넘으면 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)의 유면높이의 상승을 검출하는 유면검지수단(25)이 설치되어 있다.

-작용-

우선, 청구항 1에 관한 발명에서는 구동기구(4)를 구동하면 압축기구(3)가 윤활유(L)에 의해 윤활되면서 압축용가스를 압축한다. 이 구동시에 있어서 저장부(2c)의 유면높이가 유면상한위치를 넘으면 유면하강수단(26)에 의해 유면높이가 저하된다. 이로써, 필요 이상으로 유면높이가 상승하고, 윤활유(L)가 구동기구(4)의 구동저항이 되거나, 구동기구(4)가 윤활유(L)를 교반하여 오일온도(油溫)의 상승을 초래하거나 하는 일을 피할 수 있다.

특히 예를 들면 냉동기의 경우, 유면높이의 상승은 냉매의 혼입 등에 의한 과도적인 현상이다. 따라서 안정된 운전상태가 될때까지 나머지 윤활유(L)를 냉매순환회로에 일시적으로 방출하고 유면높이를 소정의 범위내로 조정한다.

또 청구항 2에 관한 발명에서는 저장부(2c)의 운면높이가 유면상한위치를 넘으면 배출기구(27)가 윤활유(L)를 저장부(2c)에서 배출하여 유면높이를 저하시킨다. 이 결과, 유면높이가 소정의 범위내로 조정된다.

또 청구항 3에 관한 발명에서는 저장부(2c)의 유면높이가 유면상한위치를 넘으면 오일회수저지기구(28)가 압축기구(3)에 공급된 윤활유(L)의 저장부(2c)로의 회수를 저지한다. 이 때문에 저장부(2c)에서 압축기구(3)에 공급되는 윤활유량분만큼 유면높이가 저하하게 되고 이 유면높이가 소정의 범위내로 조정된다.

또 청구항 4에 관한 발명에서는 구동시에 압축기구(3)의 흡입부(14)의 압력이 저장부(2c)의 압력보다도 낮아진다. 그리고, 저장부(2c)의 윤활유(L)가 유면상한위치를 넘으면 차압에 의해 윤활유(L)는 윤활유인출관(15)에 유입단에서 유입한 후, 유출단에서 압축기구(3)의 흡입부(14)에 공급된다. 이 결과, 유면높이가 저하하고 이 유면높이가 소정의 범위내로 조정된다.

또 청구항 5개 관한 발명에서는 구동시에 압축용가스가 흡입관(5)에서 케이싱(2)에 흡입된다. 이때 흡입관(5)의 저압발생부(5a)의 압력은 저장부(2c)의 압력보다도 낮아져 있다. 그리고, 저장부(2c)의 윤활유(L)가 유면상한위치를 넘으면 차압에 의해 윤활유(L)는 윤활유인출관(15)에 유입단에서 유입한 후, 유출단에서 흡입관(5)에 공급된다. 이 결과 유면높이가 저하하고 이 유면높이가 소정의 범위내로 조정된다.

또 청구항 6에 관한 발명에서는 구동기구(4)가 구동하면 이 구동기구(4)의구동에 수반하여 용적식 펌프(20)가 구동한다. 그리고, 저장부(2c)의 윤활유(L)가 유면상한위치를 넘으면 윤활유(L)는 용적식 펌프(20)에 흡입통로(20d)에서 유입한 후, 이 용적식 펌프(20)의 토출측에서 압축기구(3)의 흡입부(14)에 공급된다. 이 결과 유면높이가 저하하고 이 유면높이가 소정의 범위내로 조정된다.

또 청구항 7에 관한 발명에서는 케이싱(2)내에 있어서 저장부(2c) 이외의 공간에 존재하는 윤활유(L)는 도입저지부재(29)에 의해 윤활유인출관(15)으로의 유입이 저지된다. 이 때문에 저장부(2c)로 회수되는 윤활유량의 부족이 방지되고 압축기구(3)의 윤활에 지장을 주는 상황의 발생이 억제된다.

또 청구항 8에 관한 발명에서는 케이싱(2)내에 있어서 저장부(2c) 이외의 공간에 존재하는 윤활유(L)는 도입저지부재(29)에 의해 용적식펌프(20)의 흡입통로(20d)로의 유입이 저지된다. 이 경우도 청구항 7의 발명과 마찬가지로 저장부(2c)로 회수되는 윤활유량의 부족이 방지되고 압축기구(3)의 윤활에 지장을 주는 상황의 발생이 억제된다.

또 청구항 9에 관한 발명에서는 케이싱(2)내에 있어서 저장부(2c)로 향하여 낙하하는 윤활유(L)는 흡입통로(20d)의 흡입단의 상측을 덮고 있는 플랜지(20eD)에 의해 이 흡입통로(20d)에 들어가지 않는다. 이 결과, 용적식 펌프(20)에 의해 필요 이상으로 윤활유(L)가 배출되는 일이 억제된다.

또 청구항 10에 관한 발명에서는 고정각(20eB)에 있어서 압축용가스의 선회류의 하류측에서는 이 선회류와 함께 선회하는 윤활유(L)가 거의 존재하지 않는다. 이 때문에 이 윤활유(L)는 흡입통로(20d)의 흡입단에 흘러들어가지 않고, 이 경우도 청구항 9의 발명과 마찬가지로 용적식 펌프(20)에 의해 필요이상으로 윤활유(L)가 배출되는 일이 억제된다.

또 청구항 11에 관한 발명에서는 흡입관(5)과 흡입통로(20d)의 흡입단이 떨어진 위치에 설치되어 있다. 이 때문에 흡입관(5)에서 압축용 가스와 함께 케이싱(2)내에 도입한 윤활유(L)가 흡입통로(20d)의 흡입단에 도달하는 일이 억제된다.

또 청구항 12에 관한 발명에서는 압축기구(3)에서 회수통로(31)를 거쳐서 저장부(2c)로 향하여 낙하하는 윤활유(L)는 케이싱(2)내의 압축용가스의 선회류에 따라 흐르게 된다. 이 때문에 이 회수통로(31)의 하측에 위치하고 있는 흡입통로(20d)의 흡입단에 윤활유(L)가 흘러들어가는 일이 억제된다.

또 청구항 13에 관한 발명에서는 구동시에는 압축기구(3)를 윤활한 윤활유(L)가 일단 회수부(21)에 저장되어 있다. 그리고, 저장부(2c)의 윤활유(L)가 유면상한위치에 도달하고 있지 않은 상황에서는 개폐밸브(22a)가 닫히고, 윤활유(L)는 저장부(2c)에 회수된다. 한편 저장부(2c)의 윤활유(L)가 유면상한위치를 넘으면 개방수단(23)이 개폐밸브(22a)를 연다. 이 때문에 회수부(21)의 윤활유(L)는 윤활유인출관(22)에 의해 케이싱(2)의 외부로 배출되고 저장부(2c)로의 회수가 저지된다. 이 결과 유면높이가 저하하고 이 유면높이가 소정의 범위내로 조정된다.

또 청구항 14에 관한 발명에서는 저장부(2c)의 윤활유(L)가 유면상한위치를 넘으면 모터(9)의 입력전류가 소정치를 넘게 된다. 이 입력전류의 증대에 의해 유면검지수단(25)이 유면높이의 상승을 검출한다. 즉, 윤활유(L)의 유면이 상승하면 크랭크축(10)의 침지면적이 증가하여 회전저항이 증대하고 이에 수반하여 모터(9)이 입력전류가 커지는 것을 이용하여 간접적으로 윤활유의 유면을 검지하고 있다.

-효과-

따라서 본 발명은 이하에 서술하는 바와 같은 효과를 발휘한다.

우선, 청구항 1에 관한 발명에 의하면 저장부(2c)의 윤활유(L)의 유면 높이가 유면상한위치를 넘으면 유면높이를 저하시키는 유면하강수단(26)을 설치하도록 했기 때문에 1대의 압축기 단체(單體)로 윤활유(L)의 유면 높이를 항상 적절한 위치로 유지할 수 있다.

따라서, 필요 이상으로 유면높이가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 윤활유(L)가 구동기구(4)의 구동저항이 되거나 구동기구(4)가 윤활유(L)를 교반하여 오일 온도의 상승을 초래하거나 하는 것을 회피할 수 있다. 이 결과, 입력손실의 발생이나 압축효율의 저하를 억제할 수 있다.

특히, 청구항 2에 관한 발명에 의하면 저장부(2c)의 윤활유(L)를 이 저장부(2c)에서 배출하는 배출기구(27)를 설치하고 또, 청구항 3에 관한 발명에 의하면 압축기구(3)에서 저장부(2c)로 되돌아가는 윤활유(L)의 회수를 저지하는 오일회수저지기구(28)를 설치하도록 했기 때문에 청구항 1과 마찬가지로 1대의 압축기구 단체로 윤활유(L)의 유면높이를 항상 적절한 위치로 유지할 수 있다.

또, 청구항 4에 관한 발명에 의하면 압축기구(3)의 흡입부(14)에 연통되어 있는 윤활유 인출관(15)의 유입단을 저장부(2c)의 유면상한위치에 개구시키고 또,청구항 5에 관한 발명에 의하면 흡입관(5)에 연통하고 있는 윤활유 인출관(15)의 유입단을 저장부(2c)의 유면상한위치에 개구시키고 있으므로 배출기구(27)의 구성을 간소하게 할 수 있다. 이 결과, 상기 배출기구(27)를 용이하게 설치할 수 있다.

또, 청구항 6에 관한 발명에 의하면 윤활유인출관(15)이 접속된 용적식 펌프(20)의 흡입단을 저장부(2c)의 유면상한위치에 개구시키고 있으므로 확실히 유면높이를 저하시킬 수 있으므로 신뢰성이 높은 유면관리를 할 수 있다.

또, 청구항 7 및 8에 관한 발명에 의하면 케이싱(2)의 내부공간에 존재하는 윤활유(L)가 배출기구(27)에 의해 배출되는 것을 저지하도록 했기 때문에 저장부(2c)에 회수되는 윤활유량의 부족을 확실하게 방지할 수 있다. 이 결과, 압축기구(3)의 윤활부족 등을 확실하게 억제할 수 있기 때문에 신뢰성이 높은 유면관리를 실시할 수 있다.

또, 청구항 9에 관한 발명은 용적식 펌프(20)의 흡입단의 상방에 플랜지(20eD)를 설치하고 있다. 또, 청구항 10에 관한 발명은 축받이부재(20e)의 고정각(20eB)에 대하여 압축용가스의 선회흐름의 하류측에 용적식펌프(20)의 흡입단을 위치시키고 있다. 또, 청구항 11에 관한 발명은 용적식펌프(20)의 흡입단을 흡입관(5)에서 분리된 위치에 설치하고 있다. 또 청구항 12에 관한 발명은 윤활유(L)의 회수통로(31)의 하방에 용적식펌프(20)의 흡입단을 위치시키고 있다. 이 구성에 의해 어떤 발명에 있어서도 간단한 구성으로 케이싱(2)의 내부공간에 존재하는 윤활유(L)가 배출기구(27)에 의해 배출되는 것을 저지할 수 있다. 이 결과, 신뢰성이 높은 유면관리를 실시할 수 있다.

또, 청구항 13에 관한 발명에 의하면 유면높이가 유면상한위치를 넘으면 윤활유인출관(22)의 개폐밸브(22a)를 열고, 저장부(2c)로 복귀하는 윤활유(L)를 케이싱(2)의 외부로 배출하도록 했기 때문에 오일회수저지기구(28)를 간소하게 구성할 수 있다. 이 결과, 간단한 구성으로 유면높이를 확실히 저하시킬 수 있으므로 신뢰성이 높은 유면관리를 실시할 수 있다.

또, 청구항 14에 관한 발명에 의하면 압축기구(3)의 크랭크축(10)의 하단부를 윤활유(L)에 침지시키고, 모터(9)의 입력전류가 소정치를 넘으면 유면검지수단(25)이 유면높이의 상승을 검출하도록 했기 때문에 간접적으로 윤활유(L)의 유면을 검지할 수 있다.

즉, 윤활유(L)의 유면이 상승하여 크랭크축(19)의 침지면적이 증가하면 회전저항이 증대한다. 이에 따라 모터(9)치 입력전류가 커지므로 이 입력전류의 증대를 이용하여 간접적으로 윤활유(L)의 유면을 검지할 수 있다.

이 결과, 특별한 검지수단을 설치하지 않고 유면을 검지할 수 있으므로 구조의 간소화를 꾀하면서 적절한 유면관리를 실시할 수 있다.

본 발명은 냉동장치 등에 설치되는 압축기에 관한 것으로, 특히, 케이싱의 저부에 저장되어 있는 윤활유의 유면높이를 항상 적절한 위치에 유지하도록 유면관리하는 유면조정장치에 관한 것이다.

제 1 도는 제 1 실시예를 나타내는 스크롤형 압축기의 단면도.

제 2 도는 제 2 실시예를 나타내는 스크롤형 압축기의 단면도.

제 3 도는 제 3 실시예를 나타내는 스크롤형 압축기의 단면도.

제 4도는 축받이부재 및 그 주변부를 도시하는 평면도.

제 5 도는 제 4 도의 V-V선에 따른 단면도.

제 6 도는 제 4 도의 화살표 VI방향의 화살표시도.

제 7 도는 제 4 실시예를 도시하는 스크롤형 압축기의 단면도.

[발명을 실시하기 위한 바람직한 형태]

이하에, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

<제 1 실시예>

- 제 1 실시예의 구성 -

제 1 도에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 유면조정장치를 적용한 스크롤형 압축기(1)는 예를 들면, 냉동기의 냉매순환회로에 설치되고 압축용가스인 냉매가스를 고압으로 압축하고 있다.

이 스크롤형 압축기(1)는 밀폐케이싱(2)에 스크롤기구(3)와 구동기구(4)가 수납되어 구성되어 있다. 그리고, 상기 케이싱(2)의 측면 중앙부에는 흡입관(5)이 측면상부에는 토출관(6)이 각각 접속되어 있다.

상기 스크롤기구(3)는 고정스크롤(7)과 공전스크롤(8)을 구비하여 압축기구를 구성하는 한편, 상기 구동기구(4)는 모터(9)와 크랭크축(10)을 구비하고 있다. 그리고, 상기 모터(9)는 케이싱(2)의 내면에 고정된 스테이터(9a)와 이 스테이터(9a)내에 회전이 자유롭게 배설된 로터(9b)에 의해 구성되고, 상기 크랭크축(10)은 로터(9b)의 중심부를 관통하고 스크롤기구(3)로 향하여 연장되는 구동축을 구성하고 있다.

상기 고정스크롤(7) 및 공전스크롤(8)은 경판(7a, 8a)의 전면에 랩(7b, 8b)이 인벌류트(involute) 곡선형(와권형)으로 형성되어 이루어지고, 양 스크롤(7, 8)은 경판(7a, 8a)의 전면을 대면시켜서 상하로 평행하게 배치되고 양 랩(7b,8b)이 맞물려 있다. 그리고, 상기 양 랩(7b, 8b)의 측면이 복수 점에서 접촉하고 그 접촉부간에 압축실(3a)이 형성되어 있다.

상기 고정스크롤(7)의 경판(7a)의 중앙부에는 압축실(3a)과 케이싱(2)의 상부공간(2a)에 연통하는 냉매유출구(7c)가 형성되어 있다. 또, 이 고정스크롤(7)은 경판(7a)의 외부가장자리가 늘어뜨려져서 부설부(7d)가 형성되고, 이 부설부(7d)에서 케이싱(2)의 내주면에 고정되어 있다. 또, 공전스크롤(8)의 경판(8a)의 배면에는 중앙에 축받이구멍(8c)이 형성된 스크롤축(8d)이 설치되어 있다.

한편, 상기 케이싱(2)의 중앙부에는 공전스크롤(8)의 배면측에 위치하는 프레임(11)이 고정 설치되고, 이 프레임(11)에는 크랭크축(10)이 축받이(12)를 통하여 상하 방향으로 관통 삽입되어 있다. 이 크랭크축(10)은 모터(9)의 로터(9b)에 부설되어 있는 크랭크주축(10a)과 이 크랭크주축(10a)의 축심(01)에서 편심한 연결핀(10b)을 구비하고, 이 연결핀(10b)이 상기 스크롤축(8d)의 축받이구멍(8c)에 축받이(8e)를 개재하여 삽입되어 있다. 따라서, 이 스크롤축(8d)의 축심(02)이 크랭크주축(10a)의 축심(01)에서 편심하고 있다.

또, 상기 프레임(11)의 외주부가 케이싱(2)의 내주면에 고착됨과 동시에 외주부 상면이 고정스크롤(7)의 부설부(7d)의 하면에 밀착되어 있다. 그리고, 이 프레임(11)의 상면에는 공전스크롤(8)의 경판(8a)이 설치되어 이 공전스크롤(8)이 프레임(11)에 지지되어 있다.

상기 프레임(11)과 공전스크롤(8)의 경판(8a)과의 사이에는 도시하지 않는올덤(Oldham)기구가 끼워져서 설치되고, 공전스크롤(8)이 고정스크롤(7)에 대하여 자전하지 않고 공전만 실행하도록 구성되어 있다.

또, 상기 랩(7b, 8b)의 외측과 고정스크롤(7)의 부설부(7d)의 사이는 압축기구의 흡입부인 흡입실(14)에 형성되어 있다. 또, 상기 크랭크축(10)에 있어서 프레임(11)의 하방위치에는 균형장치(10c)가 설치되어 있다.

상기 케이싱(2)내의 하부공간(2b)의 저부에는 윤활유(L)를 저장하는 저장부(2c)가 형성되어 있다. 한편, 상기 크랭크주축(10a)의 내부에는 도시하지는 않지만 그 하단부에서 연결핀(10b)의 상단부에 이르는 급유로가 형성되어 있음과 동시에, 하단부가 저장부(2b)에 저장하고 있는 윤활유(L)에 침지되어 있다.

또, 상기 크랭크축(10)의 하단부에는 원심펌프(10d)가 설치되어 있다. 그리고, 크랭크축(10)의 회전에 따라 원심펌프(10d)가 구동하고, 윤활유(L)가 급유로를 거쳐서 상기 축받이(8e, 12) 및 스크롤기구(3)에 공급되어 있다.

그리고, 본 실시예의 특징은 케이싱(2)의 외측면에 부설된 윤활유인출관(15)에 있다.

이 윤활유인출관(15)은 상하로 연장되고, 그 상측의 유출단인 유출구(15a)가 케이싱(2) 및 고정스크롤(7)의 부설부(7d)를 관통하여 흡입실(14)에 연통하고 있다. 한편, 윤활유인출관(15)의 하측의 유입단인 유입구(15b)는 케이싱(2)에 있어서의 모터(9)의 하측에 대응하는 부분을 관통하여 케이싱(2)의 하부공간(2b)에 연통하고 있다.

그래서, 이 윤활유인출관(15)의 하측의 유입구(15b)의 위치에 대하여 상술한다. 이 유입구(15b)의 위치는 모터(9)의 로터(9b)보다도 약간 하방에 설정되어 있다. 즉, 저장부(2c)의 윤활유(L)의 유면이 제 1 도에 가상선(L2)으로 나타내는 로터(9b)의 하단에 근접한 높이위치(본 발명에서 말하는 유면상한위치)까지 상승하면, 상기 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)가 윤활유(L)에 임하도록 설정되어 있다. 이렇게 하여, 본 발명에서 말하는 배출기구(27)로서의 유면하강수단(26)이 윤활유인출관(15)에 의해 구성되어 있다.

제 1 도에 있어서, 상기 고정스크롤(7)의 부설부(7d)와 프레임(11)의 외주부에는 케이싱(2)의 상부공간(2a)에 도달한 윤활유(L)를 저장부(2c)에 회수하기 위한 오일회수통로(16) 가 관통 형성되어 있다.

또, 상기 케이싱(2)의 상부공간(2a)에는 오일회수통로(16)에 흐르는 윤활유(L)를 수집하는 데미스터(demister: 17)가 설치되어 있다.

- 제 1 실시예의 동작 -

다음에, 상기 스크롤형 압축기(1)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 모터(9)를 기동하면, 이 기동에 따라 크랭크축(10)이 회전하고, 이 회전에 의해 공전스크롤(8)이 고정스크롤(7)에 대하여 자전하지 않고 공전한다.

한편, 흡입관(5)에서 케이싱(2) 내에 흡입되는 냉매는 흡입실(14)을 통과한 후, 양 스크롤(7, 8)의 압축실(3a) 내에서 압축되어 고정스크롤(7)의 냉매 유출구(7c)에서 유출하고, 케이싱(2)의 상부 공간(2a)을 거쳐서 토출관(6)에서 냉매순환회로에 토출된다. 또, 이 압축동작 중에, 윤활유(L)는 크랭크축(10)내의 급유로를 거쳐서 각 축받이(12, 8e) 및 스크롤기구(3)에 공급되고 있다.

그리고, 본 실시예가 특징으로 하는 동작은 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)의 유면이 상승했을 때에 있다. 이하, 이 동작에 대하여 설명한다.

통상 운전 시에는, 저장부(2c)의 윤활유(L)의 액체면이 제 1 도에 가상선(L1)으로 도시하는 바와 같은 위치에 있다.

그러나, 압축기(1)의 구동이 장기간에 걸쳐서 실행되지 않았던 경우는, 소위 냉매의 침입상태가 발생한다. 또, 압축기(1)의 운전조건이 소위 습한 조건인 경우, 액체냉매가 압축기(1)로 되돌아가게 된다. 이 경우, 저장부(2c)의 윤활유(L)에 액체냉매가 혼입하고, 이로써 이 윤활유(L)와 액체냉매의 혼합액의 액면높이인 유면높이가 모터(9)의 로터(9b)의 하단근방위치까지 도달한다. 그리고, 이 유면높이가 제 1 도에 가상선(L2)으로 나타내는 유면상한위치를 넘으면, 이 윤활유가 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)에 임하게 된다.

한편, 윤활유인출관(15)의 상측개구(15a)가 임하는 흡입실(14)은 공전스크롤(8)의 공전운동에 의해 높은 부압(負壓) 분위기로 되어 있고, 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)가 임하는 케이싱(2)의 하부공간(2b)에 비하여 저압상태로 되어 있다.

이 때문에, 이 압력차에 의해 저장부(2c)의 윤활유(L)의 일부(상층부분의 오일)는 윤활유인출관(15)에 유입하여 이 윤활유인출관(15)내를 상승한다. 그리고, 상기 윤활유(L)는 윤활유인출관(15)에서 흡입실(14)에 공급되고, 냉매의 압축동작에 따라 압축실(3a)에서 냉매유출구(7c) 및 상부공간(2a)을 거쳐서 토출관(6)에 고압냉매와 함께 토출되게 된다.

즉, 저장부(2c)의 윤활유(L)중 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)의 개구부 주변에 있는 잉여 윤활유(L)가 냉동기의 냉매순환회로에 배출되므로, 저장부(2c)의 유면높이를 낮출 수 있다.

이러한 동작이 연속하여 실행됨으로써, 저장부(2c)의 유면 높이는 윤활유 인출관(15)의 유입구(15b)보다도 상측에 위치하지는 않는다. 따라서, 윤활유(L)의 유면 높이를 항상 적절한 위치로 유지할 수 있다.

특히, 냉동기의 경우, 유면높이의 상승은 냉매의 혼입 등에 의한 과도적인 현상이다. 이 때문에, 안정된 운전상태가 될 때까지 잉여 윤활유(L)를 냉매순환회로에 일시적으로 방출함으로써 유면높이를 소정의 범위내로 조정할 수 있다.

따라서, 필요 이상으로 유면높이가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로, 크랭크축(10)의 침지면적의 증대 및 로터(9b)의 침지를 방지할 수 있다. 이 결과, 윤활유(L)가 크랭크축(10) 및 로터(9b)의 회전저항이 되지 않고 크랭크축(10)의 회전을 일정하게 유지하기 위한 입력손실의 발생을 회피할 수 있다.

또, 크랭크축(10) 및 로터(9b)가 윤활유(L)를 교반하지 않고 오일 온도상승을 억제할 수 있으므로, 케이싱(2)의 내부공간 전체의 온도상승이 억제되고 압축효율의 저하를 회피할 수 있다.

<제 2 실시예>

- 제 2 실시예의 구성 -

다음에, 본 발명의 제 2 실시예를 제 2 도에 기초하여 설명한다.

본 실시예는 윤활유인출관(15)의 배설상태를 변경한 것으로서, 그 밖의 구성은 상술한 제 1 실시예와 마찬가지이므로, 여기에서는 그 특징부분에 대해서만 설명한다.

제 2 도에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 스크롤형 압축기(1)에 있어서의 윤활유인출관(15)은 그 상측의 유출구(15a)가 흡입관(5)에 접속된 것이다. 또, 이 이 흡입관(5)에 있어서의 윤활유인출관(15)의 접속부분은 내경이 부분적으로 약간 작게 설정된 저압발생부로서의 조임부(5a)가 형성되어 있다. 이 조임부(5a)는 흡입냉매의 유속을 상승시켜서 저압부를 발생하도록 구성되어 있다.

한편, 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)의 위치는 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로 모터(9)의 로터(9b)보다도 약간 하방위치에서 케이싱(2)의 하부공간(2b)에 연통하고 있다. 이렇게 하여, 본 발명에서 말하는 배출기구(27)로서의 액면하강수단(26)이 윤활유인출관(15)에 의해 구성되어 있다.

- 제 2 실시예의 동작 -

다음에, 본 예의 윤활유 배출동작에 대하여 설명한다.

제 2 도에 가상선(L1)으로 나타내는 바와 같은 위치에 있는 윤활유(L)의 액면높이가 액체냉매의 혼입 등에 의해 모터(9)의 로터(9b) 근방 위치까지 도달하고, 제 2 도에 가상선(L2)으로 나타내는 유면상한위치를 넘으면, 이 윤활유(L)가 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)에 임하게 된다.

한편, 윤활유인출관(15)의 유출구(15a)가 임하는 흡입관(5)의 조임부(5a)는 냉매의 유속상승에 따라 압력이 저하하고, 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)가 임하는 케이싱(2)내의 하부공간(2b)에 비하여 저압상태로 되어 있다. 이때문에, 이 압력차, 즉, 소위 인젝터 효과에 의해 저장부(2c)의 윤활유(L)의 일부는 윤활유인출관(15)에 유입하여 이 윤활유인출관(15)내를 상승하고, 유출구(15a)에서 분무형태가 되어 흡입관(5)에 공급된다.

그 후, 이 윤활유(L)는 냉매와 함께 케이싱(2) 내에 도입되고, 그 일부는 냉매의 압축동작에 따라 흡입실(14), 압축실(3a), 냉매유출구(7c) 및 상부공간(2a)을 거쳐서 토출관(6)에 고압냉매와 함께 토출되게 된다.

이러한 동작이 연속하여 실행되므로, 본 실시예에 의해서도 필요 이상으로 유면높이가 상승하는 것에 따르는 입력손실이나 오일 온도의 상승에 따르는 압축효율의 저하를 초래하는 것을 회피할 수 있다.

<제 3 실시예>

- 제 3 실시예의 구성 -

다음에, 본 발명의 제 3 실시예를 제 3 도에 기초하여 설명한다.

본 실시예는 크랭크축(10)의 하단 및 그 주변부분을 변경한 것으로서, 그밖의 구성은 상술한 제 1 실시예와 마찬가지이므로, 여기에서는 그 특징부분에 대해서만 설명한다.

제 3 도에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 스크롤형 압축기(1)는 크랭크축(10)의 하단부에 용적식 펌프인 트로코이드(trochoid) 펌프(20)가 설치되어 있다. 이 트로코이드 펌프(20)는 내부에 펌프실(20a)을 형성하는 펌프 케이싱(20b)과, 이 펌프케이싱(20b)에 수용되고 크랭크축(10)과 회전일체인 임펠러(20c)를 구비하고, 이 임펠러(20c)의 회전에 의해 소정의 펌프동작을 실행하도록 구성되어 있다. 또, 이 펌프케이싱(20b)의 상측에는 크랭크축(10)의 하단부를 지지하는 축받이부재(20e)가 배치되고, 이 축받이부재(20e)와 펌프케이싱(20b)의 사이에서 상기 펌프실(20a)이 형성되어 있다.

상기 트로코이드 펌프(20)의 흡입통로(20d)는 축받이부재(20e)를 관통하여 형성되고 축받이부재(20e)의 상방으로 감에 따라 외주측으로 경사하고 있다. 그리고, 상기 흡입통로(20d)는 축받이부재(20e)의 상단각부의 근방위치에 개구하고 있다.

또, 상기 흡입통로(20d)의 상단의 흡입단은 모터(9)의 로터(9b)보다도 하측에 위치하고 있다. 그리고, 저장부(2C)의 윤활유(L)의 유면이 제 3도에 가상선(L2)으로 나타내는 로터(9b)의 하단근방위치까지 상승하면, 흡입통로(20d)의 흡입단에서 이 흡입통로(20d)에 윤활유(L)가 유입된다.

한편, 트로코이드 펌프(20)의 토출측에는 윤활유인출관(15)이 연결관(15c)을 통하여 연결되어 있다. 이렇게 하여, 본 발명에서 말하는 배출기구(27)로서의 유면하강수단(26)이 트로코이드 펌프(20)와 윤활유인출관(15)에 의해 구성되어 있다.

- 제 3 실시예의 동작 -

다음에, 본 실시예의 윤활유 배출동작에 대하여 설명한다.

압축기(1)의 구동 시에는, 크랭크축(10)의 회전에 따라 트로코이드 펌프(20)의 임펠러(20c)가 펌프실(20a)내에서 회전하고, 이에 의해 흡입통로(20d)의 흡입단에서 흡입된 유체를 연결관(15c)에 토출하고 있다.

이 작동상태에 있어서, 제 3 도에 가상선(L1)으로 나타내는 위치에 있는 윤활유(L)의 유면높이가 액체냉매의 혼입 등에 의해 모터(9)의 로터(9b) 하단근방위치까지 상승하는 경우가 있다. 그리고, 유면높이가 제 3 도에 가상선(L2)으로 나타내는 유면상한위치를 넘으면 윤활유(L)의 일부는 흡입통로(20d)의 흡입단에서 유입하고 펌프실(20a)을 거쳐서 연결관(15c)에서 윤활유인출관(15)에 흐른다.

그후, 윤활유(L)는 윤활유인출관(15)내를 상승하고 유출구(15a)에서 흡입실(14)에 공급되고 냉매의 압축동작에 따라 압축실(3a)에서 냉매유출구(7c) 및 상부공간(2a)을 거쳐서 토출관(6)에 고압냉매와 함께 토출되게 된다.

이러한 동작이 연속하여 실행되므로, 본 실시예에 의해서도 필요 이상으로 유면 높이가 상승함에 따르는 입력손실이나 오일 온도의 상승에 따르는 압축효율의 저하를 초래하는 것을 회피할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 트로코이드 펌프(20)에 의한 배출동작에 의해 유면높이를 저하시키도록 하고 있으므로, 이 유면하강동작을 확실하게 얻을 수 있고, 신뢰성이 높은 유면관리를 실시할 수 있다.

- 제 3 실시예의 변형예 -

다음에, 이 트로코이드 펌프(20)를 사용한 제 3 실시예의 변형예에 대하여 설명한다.

이 변형예는 케이싱(2) 내에서 상부에서 저장부(2c)로 낙하하는 윤활유(L)나 케이싱(2)내에 있어서의 냉매의 흐름(선회류)에 따라 유동하는 안개모양의 윤활유(L)가 트로코이드 펌프(20)의 펌프실(20a)에 도입되는 것을 저지하는 것을 목적으로 한 것이다.

즉, 본래 트로코이드 펌프(20)는 케이싱(2)의 저장부(2c)에 저장한 윤활유(L) 중의 잉여분출 배출하는 것이다. 따라서, 상술한 바와 같이, 저장부(2c)로 되돌아가는윤활유(L)나 유동하는 윤활유(L)를 배출하면, 저장부(2c)에 회수되는 윤활유량이 부족하다. 이 결과, 저장부(2c)의 유면이 너무 내려가고 스크롤기구(3) 등의 윤활에 지장을 줄 우려가 있다.

이 때문에, 본 실시예에서는 이러한 상황의 발생을 방지하기 위해, 이하에 서술하는 4가지의 구성을 배출기구(27)에 실시하고 있다.

이들 4가지 구성을 설명하기 전에, 흡입통로(20d)가 형성되어 있는 축받이 부재(20e)의 구조에 대하여 설명한다.

제 4 도는 축받이부재(20c) 및 그 주변부를 도시하는 평면도이며, 제 5 도는 제 4 도에 있어서의 V-V선 단면도이다., 이 제 4 도 및 제 5 도에 도시하는 바와 같이, 축받이부재(20e)는 대략 원통형의 축받이 본체부(20eA)와 이 축받이 본체부(20eA)의 외주면에 있어서 120° 의 각도간격을 둔 위치에서 둘레방향으로 외측으로 연장하여 케이싱(2)의 내면에 고착되는 3개의 고정각(20eB, 20eB, 20eB)을 구비하고 있다. 상기 축받이 본체부(20eA)는 내부에 크랭크축(10)을 삽입통과하기 위한 축받이구멍(20eC)이 관통형성되어 있다. 또, 이 축받이부재(20e)의 하단면에는 펌프케이싱(20b)이 스페이서(30)를 개재하여 맞닿고, 이 펌프케이싱(20b)의 내부에 펌프실(20a)이 형성되어 있다.

이하에, 케이싱(2) 내를 낙하 또는 유동하는 윤활유(L)가 트로코이드 펌프(20)에 의해 배출되 것을 저지하기 위한 저지수단에 대하여 구체적으로 설명한다. 또, 스크록형 압축기(1)는 제 4 도에 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 흡입관(5)에서 흡입된 냉매가 케이싱(2) 내에서 반시계방향의 선회류가 되어 유동하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 냉매는 스크롤기구(3)의 흡입실(14)에 도입하고 케이싱(2)내에서는 냉매의 선회류에 따라 안개모양의 윤활유(L)가 흐르고 있다.

- 제 1 저지수단 -

우선, 제 1 지지수단은 제 5 도에 도시하는 바와 같이, 축받이부재(20e)의 플랜지(20eD)로 구성된 것이다. 이 플랜지(20eD)는 축받이부재(20e)의 상단부분이 바깥쪽으로 연장되어 형성되고, 이 축받이부재(20e)의 전둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 즉, 상기 축받이 본체부(20eA)는 상단부분만이 큰지름으로 형성되어 있다.

한편, 본 실시예에 있어서의 흡입통로(20d)는 축받이부재(20e)내를 수직방향으로 연장하여 하단이 스페이서(30)를 관통하여 펌프실(20a)로 이어지는 연직통로부(20dA)와, 이 연직통로부(20dA)의 상단에서 수평방향 외측으로 연장되는 수평통로부(20dB)로 구성되어 있다.

그리고, 이 수평통로부(20dB)의 개구단인 흡입단의 위치는 축받이 본체부(20cA)의 플랜지(20eD)에 근접한 하측에 설정되어 있다. 즉, 수평통로부(20dB)의 흡입단은 그 상방이 플랜지(20eD)에 의해 덮여져 있다. 이 플랜지(20eD)가 본 발명에서 말하는 도입저지부재(29)를 구성하고 있다.

상기 구성에 의해, 구동 시에 있어서 스크롤기구(3)를 윤활한 후, 케이싱(2)내의 상부에서 저장부(2c)로 향하여 낙하하는 윤활유(L)가 흡입통로(20d)의 흡입부인 수평통로부(20dB)에서 들어오는 것이 플랜지(20eD)에 의해 저지된다(제 5 도의일점쇄선의 화살표 참조). 즉, 트로코이드 펌프(20)는 케이싱(2)의 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)의 유면이 수평통로부(20dB)의 흡입단에 도달했을 때(제 5 도에 가상선(L2)으로 나타내는 상태)에만 윤활유(L)를 배출하게 되고, 이에 의해 필요이상의 윤활유(L)의 배출이 저지된다.

다음에, 제 2∼제 4 저지수단에 대하여 설명한다. 이들 저지수단은 흡입통로(20d)의 형성위치와 다른 부재의 위치관계를 변경한 것이다.

- 제 2 저지수단 -

제 2 저지수단은 흡입통로(20)의 흡입단에 관한 것이다. 구체적으로, 제 4 도 및 제 6 도(제 4 도의 화살표 VI방향의 화살표시도)에 도시하는 바와 같이, 흡입통로(20d)의 수평통로부(20dB)의 흡입단은 축받이부재(20e)의 고정각(20dB)에 대하여 제 4 도에 있어서의 반시계방향의 측면에 인접한 위치에 설정되어 있다.

상기 구성에 의해, 구동 시에 있어서 흡입관(5)에서 케이싱(2)내로 도입한 냉매의 선회류는 제 6 도에 도시하는 바와 같이, 고정각(20eB)의 주위에서는 이 고정각(20eB)의 상측을 흐르는 상측류(제 6도의 화살표 B)와 하측을 흐르는 하측류(제 6 도의 화살표 C)로 분류(分流)된다. 그리고, 이 고정각(20eB)에 인접한 수평통로부(20dB)의 흡입단의 주위에는 선회류는 거의 흐르지 않는 상태로 되어 있다.

이 결과, 상기 선회류에 따라 흐르는 안개모양의 윤활유(L)는 수평통로부(20dB)치 흡입단에서 흡입통로(20d)에 흘러들어가는 것이 억제되게 된다. 즉, 고정각(20eB)이 본 발명에서 말하는 도입저지부재(29)를 구성하고, 트로코이드펌프(20)는 케이싱(2)의 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)의 유면이 수평통로부(20dB)의 혼입단에 도달했을 때(제 6 도에 가상선(L2)으로 나타내는 상태)에만 윤활유(L)를 배출하게 된다. 이에 의해, 필요 이상의 윤활유(L)의 배출이 저지된다.

- 제 3 저지수단 -

제 3 저지수단은 흡입통로(20d)의 형성위치에 관한 것이다. 제 4 도에 도시하는 바와 같이, 흡입통로(20d)는 케이싱(2)의 중심(0)에 대하여 흡입관(5)의 위치와는 대략 반대측의 위치에 형성되어 있다. 즉, 흡입통로(20d)의 수평 통로부(20dB)의 흡입단이 흡입관(5)에서 분리된 위치에 설정되어 있다.

상기 구성에 의해, 구동시에 있어서 흡입관(5)과 수평통로부(20dB)의 흡입단이 분리되게 된다. 이 결과, 흡입관(5)에서 냉매와 함께 케이싱(2)내에 도입하는 안개모양의 윤활유(L)가 수평통로부(20dB)의 흡입단에 도달하는 것이 억제된다. 이것에 의해서도, 케이싱(2)의 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L) 이외의 윤활유(L)가 흡입통로(20d)의 수평통로부(20dB)에서 들어오는 것이 억제되게 되어 필요 이상의 윤활유(L)의 배출이 저지된다.

- 제 4 저지수단 -

제 4 저지수단은 흡입통로(20d)의 형성위치에 관한 것이다. 제 4 도에 가상선으로 도시하는 바와 같이, 축받이부재(20e)의 상측에 배치되어 있는 모터(9)의 스테이터(9a)의 외주연부의 4개소에는 노치(9c, 9c...)가 형성되어 있다. 이 노치(9c, 9c...)는 스크롤기구(3) 등을 윤활한 후, 케이싱(2) 내를 낙하하는 윤활유(L)를 저장부(2c)에 회수하는 것이며, 모터(9)의 상측공간과 하측공간을 연통시키고 있다. 즉, 상기 노치(9c, 9c...)에 의해 스테이터(9a)와 케이싱(2)의 사이에 윤활유 회수통로(31, 31...)가 형성되어 있다.

그리고, 본 구성의 특징은 제 4 도에 도시하는 바와 같은 평면도에 있어서, 흡입통로(20d)의 수평통로부(20dB)의 흡입단의 위치와 하나의 윤활유회수통로(31)의 위치가 둘레방향의 동일위치에 설정되어 있는 것이다. 즉, 이 수평통로부(20dB)의 흡입단 위치와 윤활유회수통로(31)의 위치가 케이싱(2)의 반경방향으로 대향한 위치에 설정되어 있다.

상기 구성에 의하면, 구동 시에 있어서 스크롤기구(3)에서 수평통로부(20dB)의 흡입단에 대향한 윤활유회수통로(31)를 거쳐서 저장부(2c)로 향하여 낙하하는 윤활유(L)는 제 4 도에 화살표 D로 나타내는 바와 같이 케이싱(2) 내의 냉매의 선회류에 의해 제 4 도에 있어서의 반시계방향으로 흐르게 된다. 이 결과, 이 윤활유(L)가 수평통로부(20dB)의 흡입단에서 흡입통로(20d)로 흘러들어가는 것이 억제된다. 즉, 이 구성에 의해서도, 트로코이드 펌프(20)는 케이싱(2)의 저장부(2c)에 저장된 윤활유(L)의 유면이 수평통로부(20dB)의 흡입단에 도달했을 때에만 윤활유(L)를 배출하게 되고, 이에 의해 필요 이상으로 윤활유(L)의 배출이 저지된다.

이상과 같이, 이들 제 1∼제 4 저지수단에 의하면 케이싱(2) 내의 상부에서 저장부(2c)로 낙하하는 윤활유(L)나 케이싱(2) 내에 있어서의 냉매의 선회류에 따라 흐르는 윤활유(L)가 트로코이드 펌프(20)의 펌프실(20a)에 도입하는 것을 저지할 수 있다. 이 때문에, 저장부(2c)에 회수되는 윤활유량이 부족하여 저장부(2c)의유면이 너무 하강하여 스크롤기구(3) 등의 윤활에 지장을 준다는 상황의 발생을 억제할 수 있다.

이 결과, 상술한 제 3 도에 도시하는 실시예와 같은 트로코이드 펌프(20)를 이용하여 유면을 저하시키는 것에 비하여 양호한 유면하강동작을 얻을 수 있고 보다 신뢰성이 높은 유면관리를 실행할 수 있다.

또, 이러한 구성은 제 3 도에 도시하는 실시예와 같은 트로코이드 펌프(20)를 이용한 것에 한정되지 않고, 차압을 이용한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 대해서도 적용가능하다. 즉, 제 1 도 및 제 2 도에 일점쇄선으로 도시하는 바와 같이 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)에 근접한 케이싱(2)의 내면에 예를 들면 도입저지부재로서 L형의 저지판(29)을 부착한다. 그리고, 케이싱(2) 내를 낙하 또는 선회하는 윤활유(L)가 윤활유인출관(15)에 도입되는 것을 저지하도록 하거나, 이 윤활유인출관(15)의 유입구(15b)의 위치를 상술한 제 2∼제 4 저지수단과 같은 위치에 설정함에 의해서도 신뢰성이 높은 유면관리를 실시할 수 있다.

<제 4 실시예>

-제 4 실시예의 구성 -

다음에, 본 발명의 제 4 실시예를 제 7 도에 기초하여 설명한다. 본 실시예에 있어서도 특징부분에 대해서만 설명한다.

제 7 도에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 스크롤형 압축기(1)에 있어서의 오일회수통로(16)의 상단부에는 스크롤기구(3)를 윤활하여 케이싱(2)의 상부공간(2a) 에 도달한 윤활유를 회수하는 회수부(21)가 설치되어 있고, 이회수부(21)에는 윤활유인출관(22)이 접속되어 있다. 이 윤활유인출관(22)은 유입단이 회수부(21)에 연통되어 있는 한편, 유출단이 냉매순환회로에 연통되어 있다.

또, 이 윤활유인출관(22)에는 개폐밸브로서의 전자밸브(22a)가 끼워져서 설치되어 있고, 이 전자밸브(22a)가 폐쇄되어 있는 상태에서는 회수부(21)의 윤활유가 오일회수통로(16)를 거쳐서 저장부(2c)에 회수되는 한편, 전자밸브(22a)가 개방되어 있는 상태에서는 회수분(21)의 윤활유가 윤활유인출관(22)에서 순환회로의 저압측에 도출되도록 되어 있다. 이렇게 하여, 본 발명에서 말하는 오일회수저지기구(28)로서의 유면하강수단(26)이 구성되어 있다.

또, 본 실시예의 압축기(1)는 인버터제어되는 것이어서 모터(9)로의 입력 전류치를 항상 검출하고, 이 검출한 전류치가 제어기(CC)에 입력되어 있다. 이 제어기(CC)는 검출전류치에 기초하여 모터(9)로의 입력을 피드백 제어하고 있다.

그리고, 본 실시예의 특징의 하나로서 상기 전자밸브(22a)의 개폐동작은 검출전류치에 기초하여 제어기(CC)에 의해 제어된다. 자세하게 설명하면, 상기 제어기(CC)에는 개방수단(23) 및 유면검지수단(25)이 각각 구성되어 있다. 이 개방수단(23)은 검출전류치가 소정치 이하라면 전자밸브(22a)를 폐쇄하고, 검출전류치가 소정치를 넘으면 전자밸브(22a)를 개방하도록 구성되어 있다. 또, 상기 유면검지수단(25)은 검출전류치가 소정치를 넘으면 유면높이의 상승을 검출하도록 구성되어 있다.

- 제 4 실시예의 동작 -

다음에, 본 실시예의 윤활유 동작에 대하여 설명한다.

압축기(1)의 구동 시에는 모터(9)로의 입력전류치가 검출되고 이 검출전류치가 제어기(CC)에 입력된다. 그리고, 제어기(CC)는 검출전류치에 기초하여 모터(9)로의 입력을 피드백 제어함과 동시에 윤활유인출관(22)의 전자밸브(22a)를 개폐 제어한다.

즉, 제 7 도에 가상선(L1)으로 나타내는 바와 같은 위치에 윤활유(L)의 액면 높이위치가 있는 통상상태에서는 크랭크축(10)의 침지면적은 비교적 작기 때문에, 크랭크축(10)의 회전에 대한 저항도 작고, 모터(9)로의 입력전류치는 비교적 낮은 소정의 정격전류치로 되어 있다.

이리한 상황에서는, 제어기(CC)에 의해 전자밸브(22a)가 폐쇄되고, 회수부(21)의 윤활유가 오일회순통로(16)를 거쳐서 저장부(2c)에 회수된다. 이에 의해, 윤활유(L)의 유면이 너무 내려가지 않고 항상 안정된 윤활상태가 얻어진다.

한편, 제 7 도에 가상선(L1)으로 나타내는 바와 같은 위치에 있는 윤활유(L)의 액면높이위치가 액체냉매의 혼입 등에 의해 모터(9)의 로터(9b) 하단근방위치까지 도달하고, 제 7 도에 가상선(L2)으로 나타내는 유면상한위치를 넘으면 크랭크축(10)의 침지면적이 증대한다. 이 증대에 따라, 크랭크축(10)의 회전에 대한 저항이 크고 이에 의해 압축기(1)의 입력전류치가 증가한다.

이러한 상황에서는, 제어기(CC)에 의해 전자밸브(22a)가 개방되고, 회수부(21)의 윤활유가 윤활유인출관(22)에서 순환회로에 도출된다. 즉, 회수부(21)에서 저장부(2c)로의 윤활유의 회수가 저지되게 되므로, 필요 이상으로 유면 높이가 상승함에 따르는 압축기(1)의 입력손실이나 오일 온도의 상승에 따르는 압축효율의 저하를 초래하는 것을 회피할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 피드백 제어를 이용하고 있는 모터입력의 검출전류치를 효과적으로 이용하여 유면높이를 조정하도록 하고 있으므로, 특별한 유면검지용 수단을 필요로 하지 않고 간접적으로 유면을 검지할 수 있고, 구조의 복잡화를 초래하지 않고 적절한 유면관리를 할 수 있다.

<기타의 변형예>

상술한 각 실시예는 냉동장치에 설치된 압축기에 대하여 서술했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 각종 기기에 사용되는 압축기에 적용할 수 있다.

또, 본 발명은 스크롤형의 압축기에 한정되지 않고, 로터리 피스톤형 등의 각종 압축기에 적용할 수 있다.

또, 각 실시예에서는 1대의 스크롤형 압축기(1)를 구비한 냉동장치에 대하여 서술했지만, 복수대의 압축기가 병렬로 접속된 냉동장치에 대하여 적용해도 좋다. 그 경우, 각 실시예에 있어서의 윤활유인출관(15, 22)을 구비한 복수대의 압축기를 병렬로 접속하는 것만으로 각 압축기의 유면관리를 실행할 수 있다.

따라서, 종래의 강제차압방식과 같이 흡입압력손실을 수반하는 내압의 저하가 없고, 저압측의 압축기에 있어서의 성능저하를 방지할 수 있다. 이 결과, 흡입압력손실이 생기지 않는 구성과 적절한 유면관리가 실행되는 구성이 어울려서 냉동장치 전체의 성능 향상을 도모할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 압축기의 유면조정장치는 냉동장치 등의 압축기로서 유용하며, 특히 액유체에 의해 유면높이가 변동하는 압축기에 적합하다.

Claims

저부에 윤활유(L)를 저장하는 저장부(2c)를 구비한 케이싱(2)과,

이 케이싱(2) 내에 수용되고, 상기 저장부(2c)의 윤활유(L)가 공급되면서 압축용가스의 압축동작을 실행하는 압축기구(3)와,

이 압축기구(3)를 구동시키는 구동기구(4)를 구비한 압축기에 있어서,

유면높이위치가 소정의 유면상승위치를 넘었을 때 유면높이위치를 소정의 유면상승위치까지 하강시키는 유면하강수단(26)이 설치되고,

상기 유면하강수단(26)은 압축기구(3)에 공급된 윤활유가 저장부(2c)로 회수되는 것을 지지하는 오일회수저지기구(28)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
저부에 윤활유(L)를 저장하는 저장부(2c)를 구비한 케이싱(2)과,

이 케이싱(2) 내에 수용되고, 상기 저장부(2C)의 윤활유(L)가 공급되면서 압축용가스의 압축동작을 실행하는 압축기구(3)와,

이 압축기구(3)를 구동시키는 구동구(4)를 구비한 압축기에 있어서,

유면높이위치가 소정의 유면상승위치를 넘었을 때 유면높이위치를 소정의 유면상승위치까지 하강시키는 유면하강수단(26)이 설치되고,

상기 유면하강수단(26)은 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)를 이 저장부(2c)로부터 배출하는 배출기구(27)로 구성되고,

상기 배출기구(27)는 구동기구(4)에 연계되어 이 구동기구(4)의 구동에 따라 구동하는 용적식펌프(20)와, 일단이 용적식펌프(20)의 토출측에 연통된 윤활유인출관(15)을 구비하고,

상기 용식펌프(20)의 흡입측에 설치된 흡입통로(20d)의 흡입측 단부는 저장부(2c)의 소정의 유면상한위치에 대응한 위치에 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 2항에 있어서,

용적식펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입측 단부의 근방위치에는 케이싱(2)내의 저장부(2c) 이외의 공간에 존재하는 윤활유(L)가 흡입통로(20d)에 도입되는 것을 저지하는 도입저지부재(29)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 3항에 있어서,

용적식펌프(20)는 구동기구(4)에 구비된 구동축(10)에 연결되어 있고, 이구동축(10)은 용적식펌프(20)의 상측에 배치되는 축받이부재(20e)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있으며, 도입저지부재(29)는 축받이부재(20e)에 일체 형성되고 또, 용적식펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입측 단부의 상측을 덮도록 수평방향으로 연장되는 플랜지(20eD)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 2 항에 있어서,

케이싱(2)내에서 압축용가스가 선회하도록 이루어져 있는 동시에, 용적식 펌프(20)는 구동기구(4)에 구비된 구동축(10)에 연결되고, 이 구동축(10)은 축받이부재(20e)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 이 축받이부재(20e)에는 케이싱(2)의 내면에 접속되는 복수개의 고정각(20eB)이 돌출 설치되어 있으며, 용적식펌프(213)의 흡입통로(20d)의 흡입측 단부는 고정각(20eB)에 근접한 위치이면서 또, 이 고정각(20eB)에 대하여 압축용가스의 선회류의 하류측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 2 항에 있써서,

케이싱(2)에는 그 내부공간에 압축용가스를 흡입하는 흡입관(5)이 접속되어 있고, 용적식펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입측 단부는 구동기구(4)의 구동축(10)의 중심에 대하여 흡입관(5)의 배설위치와는 반대측에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 2 항에 있어서,

케이싱(2) 내에서 압축용가스가 선회하도록 이루어져 있는 한편, 구동기구(4)는 용적식펌프(20)의 상측에 배치되어 있고, 이 구동기구(4)에는 압축기구(3)를 윤활한 윤활유를 케이싱(2)의 저부에 회수하기 위해 수직방향으로 연장되는 회수통로(31)가 형성되어 있고, 용적식펌프(20)의 흡입통로(20d)의 흡입측 단부는 상기 회수통로(31)의 하단부에 대향하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 1 항에 있어서,

오일회수저지기구(28)는,

압축기구(3)를 윤활한 후에 저장부(2c)로 회수되는 윤활유를 일단 저장하는 회수부(21)와,

일단이 회수부(21)에 접속되고 타단이 케이싱(2) 외부로 연장되는 윤활유 인출관(22)과,

이 윤활유인출관(22)에 끼워져서 설치된 개폐가능한 개폐밸브(22a)를 구비하고 있으며,

유면높이위치가 소정의 유면상승위치를 넘었을 때 개폐밸브(222)를 개방하는 개방수단(23)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,

구동기구(4)는 전동모터(9)와, 압축기구(3)로 향하여 연장되는 구동기구(10)를 구비하고, 이 구동기구(10)의 하단은 저장부(2c)에 저장된 윤활유(L)에 침지하고 있고,

저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)의 유면높이위치가 소정의 유면상승위치를 초과한 것을 검출하는 유면검지수단(25)을 구비하며,

이 유면검지수단(25)은 전동모터(9)의 입력전류가 소정값을 넘었으 때 윤활유(L)의 유면높이위치가 유면상승위치를 넘은 것을 검지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
저부에 윤활유(L)를 저장하는 저장부(2c)를 구비한 케이싱(2)과,

이 케이싱(2) 내에 수용되고, 상기 저장부(2c)의 윤활유(L)가 공급되면서 압축용가스의 압축동작을 실행하는 압축기구(3)와,

이 압축기구(3)를 구동시키는 구동기구(4)를 구비한 압축기에 있어서,

유면높이위치가 소정의 유면상승위치를 넘었을 때 유면높이위치를 소정의 유면상승위치까지 하강시키는 유면하강수단(26)이 설치되고,

상기 구동기구(4)는 전동모터(9)와, 압축기구(3)로 향하여 연장되는 구동기구(10)를 구비하고, 이 구동기구(10)의 하단은 저장부(2c)에 저장된 윤활유(L)에 침지하고 있고,

저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)의 유면높이위치가 소정의 유면상승위치를 초과한 것을 검출하는 유면검지수단(25)을 구비하며,

이 유면검지수단(25)은 전동모터(9)의 입력전류가 소정값을 넘었을 때 윤활유(L)의 유면높이위치가 유면상승위치를 넘은 것을 검지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.
제 9 항에 있어서,

유면하강수단(26)은 저장부(2c)에 저장되어 있는 윤활유(L)를 그 저장부(2c)로부터 배출하는 배출기구(27)에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 유면조정장치.