KR100480134B1 - 횡형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동기유의 공급을 원활하게 하고 압축기 외부로 빠져나가는 냉동기유의 양을 최소화할 수 있고, 차압 분리판의 제조비용을 줄일 수 있고 조립 공정을 단축할 수 있는 횡형 압축기를 제공하기 위한 것으로, 냉매가 흡입되는 흡입관과 냉매가 토출되는 토출관이 각각 연결되는 케이싱과, 상기 케이싱의 일측에 내장되어 회전력을 발생시키는 구동부와, 상기 케이싱의 타측에 내장되고 상기 구동부에서 발생되는 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축부와, 상기 케이싱 내부를 고압실과 저압실로 구획하여 상기 고압실의 유면을 상기 저압실의 유면보다 높게 유지하도록 하는 차압 분리판과, 상기 고압실에 저장된 오일을 상기 압축기 내부의 각 습동 부위로 공급하고 윤활 작용을 마친 오일이 상기 저압실에서 상기 고압실로 돌아오도록 하는 윤활부로 구성된다.

Description

횡형 압축기{HORIZONTAL TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 횡형 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축기의 외부로 빠져나가는 냉동기유의 양을 최소화할 수 있는 횡형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기(rotary compressor), 왕복동식 압축기(reciprocating compressor), 스크롤 압축기(scroll compressor) 등으로 구분된다.

상기 회전식 압축기는 실린더의 내부에서 롤링 피스톤이 공전 및 자전하면서 유체를 압축하는 것으로, 설치 형태에 따라 수평하게 설치되는 횡형과 수직하게 설치되는 직립형으로 구분된다.

도 1은 종래 기술에 따른 횡형 회전식 압축기의 단면도이다.

종래 기술에 따른 횡형 회전식 압축기는 케이싱(102)와, 상기 케이싱(102)의 좌측에 내장되어 회전력을 발생시키는 구동부(104)와, 상기 케이싱(102)의 우측에 내장되어 구동부(104)에서 발생된 회전력에 의해 냉매를 압축하는 압축부(106)와, 상기 케이싱(102)의 하면에 채워진 오일을 압축기 내부의 각 습동부위로 공급하는 윤활부(140)로 구성된다.

상기 케이싱(102)은 좌우측에 각각 제1커버(110)와 제2커버(108)가 밀폐되게 장착되고, 상기 케이싱(102)의 측면에는 냉매가 흡입되는 흡입관(112)이 연결되고, 상기 제2커버(108)에는 압축된 냉매가 토출되는 토출관(114)이 연결된다.

상기 구동부(104)는 케이싱(102)의 내부에 고정되고 외부로부터 전원이 인가되는 고정자(116)와, 상기 고정자(116)의 내부에 일정 간격을 두고 배치되어 상기 고정자(120)와 상호 작용되어 회전되는 회전자(118)와, 상기 회전자(118)의 중앙에 고정되어 같이 회전되면서 상기 압축부(106)로 회전력을 전달하는 회전축(120)으로 구성된다.

상기 압축부(106)는 회전축(120)을 회전 가능하게 지지하도록 케이싱(102)의 내부에 각각 일정 간격을 두고 장착되는 메인 베어링(122) 및 서브 베어링(124)과, 상기 메인 베어링(122)과 서브 베어링(124) 사이에 장착되어 일정 공간의 압축실(126)을 형성하고 상기 흡입관(112)과 연결되는 실린더(128)와, 상기 회전축(118)의 일측에 형성되는 편심부(132)의 외주면에 회전 가능하게 끼워지고 상기 압축실(126)의 내면에 접하여 자전 및 공전되는 롤링 피스톤(130)과, 상기 압축실(126) 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 베인(미도시)으로 구성된다.

그리고, 상기 메인 베어링(122)에는 상기 압축실(126)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(136)가 형성되고, 상기 메인 베어링(122)의 상면에는 상기 토출포트(136)에서 토출되는 냉매의 소음을 저감시키는 머플러(138)가 장착된다.

상기 윤활부(140)는 상기 케이싱(102)의 하부에 일정 레벨(L)만큼 채워진 오일과, 상기 서브 베어링(124)의 일측에 연결되고 상기 압축실(126)에서 압축된 냉매의 일부를 공급받아 오일의 공급 압력을 부여하는 냉매 파이프(142)와, 상기 회전축(120)에 형성된 오일통로(미도시)와 연결되고 상기 냉매 파이프(142)를 통해 토출되는 냉매의 압력에 의해 오일통로로 오일을 공급하는 오일 파이프(144)로 구성되고, 상기 오일 파이프(144)로 공급된 오일은 상기 오일통로를 통해 압축기 내부의 각 습동 부위로 오일을 전달한다.

그리고, 상기 윤활 작용을 끝낸 오일은 냉매와 같이 회전자(118)와 고정자(116) 사이의 틈새를 통해 제2커버(108)측으로 배출되고, 이때 오일의 일부는 제2커버(108)에 연결된 토출관(114)을 통해 냉매와 함께 배출된다.

이와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 횡형 회전식 압축기의 작용을 다음에서 설명한다.

고정자(116)로 전원이 인가되면 상기 고정자(116)와 회전자(118)의 상호 작용에 의해 회전자(118)가 회전되면 상기 회전자(118)와 함께 회전축(120)이 회전된다.

그러면, 상기 압축실(126)에서 롤링 피스톤(130)이 자전 및 공전되면서 흡입관(112)을 통해 압축실(126)로 유입된 냉매를 압축한다. 상기 압축실(126)에서 압축된 냉매는 토출포트(136)를 통해 토출되고, 머플러(138)를 통과하면서 소음이 감쇄되고 상기 회전자(118)와 고정자(116) 사이의 틈새를 지나 상기 제1커버(108)에 연결된 토출관(114)을 통해 토출된다.

그리고, 상기 케이싱(102)의 하부에 채워진 오일은 냉매 파이프(142)로 배출되는 냉매의 압력에 의해 오일 파이프(144)로 공급되고, 상기 회전축(120)에 형성된 오일통로를 통해 각 습동 부위로 공급되어 윤활 작용을 실시한다.

그리고, 윤활 작용을 마친 오일의 일부는 케이싱(102)의 하부로 떨어지고, 일부는 냉매와 같이 회전자(118)와 고정자(116) 사이의 틈새를 통과하여 토출관(114)을 통해 외부로 토출된다.

이와 같은 종래 기술에 따른 횡형 회전식 압축기는 냉매의 압력에 의해 케이싱(102)의 하부에 저장된 오일이 압축기 내부의 각 습동 부위로 공급되어 윤활작용을 하고, 상기 윤활작용을 마친 오일의 일부는 케이싱(102)의 하부로 떨어지고 일부는 냉매와 함께 토출관(114)을 통해 압축기의 외부로 빠져나가 압축기 내부의 냉동기유가 부족하여 각 습동부위의 마모가 발생되고 이에 따라 압축기의 수명이 단축됨과 아울러 압축기의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 발생된다.

또한, 상기한 바와 같은 냉동기유의 유출을 방지하기 위해 압축기 내부에 압력 차이를 발생시키기 위해 별도의 차압 분리판을 설치할 경우 제작비용이 상승되고 조립공정에서 차압 분리판을 설치하는 공정을 추가되므로 조립공정이 복잡해지고 작업 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 압축부와 구동부 사이에 차압 분리판을 설치하여 압축기 내부에 압력 차이를 발생시켜 냉동기유의 공급을 원활하게 하고 압축기 외부로 빠져나가는 냉동기유의 양을 최소화할 수 있어 압축기의 수명을 연장하고 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 횡형 압축기를 제공하는 데 있다.

다른 목적은 차압 분리판을 머플러와 일체로 형성하여 제조비용을 줄일 수 있고 조립 공정을 단축할 수 있는 횡형 압축기를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 횡형 압축기는 냉매가 흡입되는 흡입관과 냉매가 토출되는 토출관이 각각 연결되는 케이싱과; 상기 케이싱의 일측에 내장되어 회전력을 발생시키는 구동부와; 상기 케이싱의 타측에 내장되고 상기 구동부에서 발생되는 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축부와; 상기 케이싱 내부를 고압실과 저압실로 구획하여 상기 고압실의 유면을 상기 저압실의 유면보다 높게 유지하도록 하는 차압 분리판과; 상기 고압실에 저장된 오일을 상기 압축기 내부의 각 습동 부위로 공급하고 윤활 작용을 마친 오일이 상기 저압실에서 상기 고압실로 돌아오도록 하는 윤활부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 횡형 압축기의 단면도이다.

본 발명에 따른 횡형 압축기는 케이싱(2)과, 상기 케이싱(2)의 일측에 내장되어 회전력을 발생시키는 구동부(4)와, 상기 케이싱(2)의 타측에 내장되고 상기 구동부(4)에서 발생되는 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축부(6)와, 상기 압축기 내부의 각 습동 부위로 냉동기유를 공급하는 윤활부로 구성된다. 그리고, 상기 압축부(6)와 구동부(4) 사이에는 상기 케이싱(2) 내부를 고압부와 저압부로 구획하도록 압력차를 발생시키는 차압 분리판(8)이 설치된다.

상기 케이싱(2)은 원통 형태로 형성되고, 개방된 양쪽에는 각각 제1커버(10)와 제2커버(12)가 밀폐되게 장착되고, 상기 케이싱(2)의 일측면에는 냉매가 흡입되는 흡입관(14)이 연결되고, 상기 흡입관(14)과 대향되는 상기 케이싱(2)의 타측면에는 압축된 냉매가 토출되는 토출관(16)이 연결된다.

상기 구동부(4)는 케이싱(2)의 일측에 고정되고 외부로부터 전원이 인가되는 고정자(18)와, 상기 고정자(18)의 내부에 일정 간격을 두고 배치되어 상기 고정자(18)와 상호 작용되어 회전되는 회전자(20)와, 상기 회전자(20)의 중앙에 고정되어 같이 회전되면서 상기 압축부(6)로 구동력을 전달하는 회전축(22)으로 구성된다.

상기 압축부(6)는 일정 공간의 압축실(34)을 형성하고 상기 흡입관(14)과 연결되는 실린더(28)와, 상기 회전축(22)의 일측에 형성되는 편심부(30)의 외주면에 회전 가능하게 끼워지고 상기 압축실(34)의 내면에 접하여 자전 및 공전되는 롤링 피스톤(32)과, 상기 압축실(34) 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 베인(미도시)으로 구성된다.

그리고, 상기 실린더(28)의 양쪽 측면에는 각각 상기 회전축(22)을 회전 가능하게 지지하고 압축실(34)의 일부를 형성하는 메인 베어링(24) 및 서브 베어링(26)이 장착된다.

상기 메인 베어링(24)은 둘레방향으로 냉매 및 오일이 통과하는 다수의 관통홀(38)이 일정 간격을 두고 형성되고, 일측에는 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(40)가 형성된다.

그리고, 상기 메인 베어링(24)의 측면에는 상기 토출포트(40)로 토출되는 냉매의 소음을 저감시키는 머플러 역할을 하고 상기 압축기 내부를 고압실(42)와 저압실(44)로 구획하는 차압 분리판(8)이 장착된다.

상기 차압 분리판(8)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일정 단차를 갖도록 다수번 절곡되는 원판 형태로서, 상기 토출포트(40)로 토출되는 냉매 소음을 저감시키는 머플러부(52)와, 상기 머플러부(52)의 외측으로 연장되어 상기 압축기의 내부를 고압실(42)와 저압실(44)로 분리하는 차압부(54)로 구성된다.

여기에서, 상기 머플러부(52)는 상기 토출포트(40)로 토출되는 냉매가 유입되는 일정 공간을 갖도록 볼록한 형태로 절곡된 형태를 갖고, 그 중앙에 상기 메인 베어링(24)에 삽입되는 관통홀(50)이 형성되고, 상기 관통홀(50)의 일측에는 상기 머플러부(52)로 유입된 냉매가 배출되는 냉매 배출구(58)가 형성되며, 둘레방향으로 상기 메인 베어링(24)의 측면에 볼트 결합되는 볼트홀(56)이 일정 간격을 두고 형성된다.

상기 차압부(54)는 상기 머플러부(52)의 외측으로 연장되어 상기 메인 베어링(24)의 표면에 밀착되는 평판 형태이고, 그 끝부분은 둘레방향으로 일정 경사각을 갖도록 절곡되는 절곡부(60)가 형성된다. 이러한 차압부(54)는 상기 압축기 내부를 고압실(42)과 저압실(44)로 구획하여 상기 압축부(6)가 장착되는 부분에 고압을 형성하고, 상기 구동부(4)가 장착되는 부분에 저압을 형성하도록 한다.

그리고, 상기 차압부(54)의 일측에는 냉매가 통과하는 냉매통로(68)가 형성되고, 타측에는 오일이 통과하는 오일통로(66)가 형성된다.

상기 윤활부는 고압실(42)에 위치되는 회전축(22)과 연결되고 상기 회전축(22)의 원심력에 의해 흡입력이 발생되어 상기 고압실(42)에 저장된 오일을 흡입하는 오일 파이프(70)와, 상기 회전축(22)의 중앙에 길이방향으로 형성되어 상기 오일 파이프(70)로 흡입된 오일을 각 습동 부위로 전달하는 오일통로(72) 등으로 구성된다.

여기에서, 상기 압축기 내부에 채워진 오일은 상기 압축기 내부가 차압 분리판(8)에 의해 고압실(42)과 저압실(44)로 구획되기 때문에 상기 고압실(42)의 유면이 저압실(44)의 유면에 비해 높게 형성된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 압축기가 정지된 상태일 때의 오일 레벨(L1)을 0 라고 했을 때 압축기가 구동될 때 고압실(42)의 오일 레벨(L2)이 60mm이고, 저압실(44)의 오일 레벨(L3)이 -20mm 정도를 유지하게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 횡형 압축기의 작용을 다음에서 설명한다.

고정자(18)로 전원이 인가되면 상기 고정자(18)와 회전자(20)의 상호 작용에 의해 회전자(20)가 회전되고, 상기 회전자(20)와 함께 회전축(22)이 회전된다.

그러면, 상기 롤링 피스톤(32)이 상기 압축실(34) 내부에서 자전 및 공전되면서 상기 흡입관(14)으로 흡입된 유체를 압축하여 토출포트(40)로 토출시킨다. 상기 토출포트(40)로 토출된 냉매는 차압 분리판(8)의 머플러부(52)로 유입되어 소음이 감쇄되고 차압 분리판(8)에 형성된 냉매 토출구(58)를 통해 토출되고, 상기 회전자(20)와 고정자(18) 사이를 통과한다.

그리고, 상기 회전축(22)의 원심력에 의해 상기 고압실(42)에 채워진 냉매가 오일 파이프(70)로 흡입되어 회전축(22)의 오일통로(72)를 통해 각 습동 부위로 전달되어 윤활 작용을 수행하고, 윤활 작용을 마친 오일은 냉매와 함께 상기 고정자(18)와 회전자(20) 사이의 틈새를 통과하여 제2커버(12)의 내면에 부딪힌다.

이때, 상기 냉매와 오일은 제2커버(12)에 부딪히면서 분리되고 상기 냉매는 상기 케이싱(2)과 고정자(18) 사이에 형성된 냉매 가이드(80)로 흐르고, 상기 차압 분리판(8)에 형성된 냉매통로(68)를 통과하여 상기 토출관(16)을 통해 외부로 토출된다.

그리고, 상기 제2커버(12)에 부딪히면서 냉매와 분리된 오일은 저압실(44)의 하측으로 떨어지고 고압실(42)과 저압실(44)의 압력 차에 의해 오일 가이드(82)를 따라 상기 차압 분리판(8)에 형성된 오일통로(66)를 통해 일정량의 오일이 고압실(42)로 유입되어 상기 고압실(42)과 저압실(44) 사이의 오일 레벨차가 적정 수준을 유지하게 된다.

상기한 바와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 횡형 압축기는 압축부와 구동부 사이에 차압 분리판을 설치하여 상기 압축기 내부를 고압실과 저압실로 구획하고 고압실과 저압실 사이의 오일 레벨이 일정 정도의 차이가 나도록 유지하고, 토출관의 위치를 케이싱의 측면으로 변경하여 상기 토출관을 통해 오일이 외부로 빠져나가는 현상을 최소화할 수 있어 압축기 내부의 각 습동부의 윤활을 원활하게 하여 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 압축기의 수명을 연장할 수 있다.

또한, 차압 분리판을 머플러와 일체형으로 제조함으로써, 조립 공정을 단축할 수 있고 제조비용을 줄일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 횡형 압축기의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 횡형 압축기의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 횡형 압축기의 차압 분리판의 정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 횡형 압축기의 차압 분리판의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 횡형 압축기의 오일 레벨을 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 케이싱 4 : 구동부

6 : 압축부 8 : 차압 분리판

10 : 제1커버 12 : 제2커버

14 : 흡입관 16 : 토출관

22 : 회전축 24 : 메인 베어링

28 : 실린더 32 : 편심링

52 : 머플러부 54 : 차압부

58 : 냉매 토출구 60 : 절곡부

Claims (7)

1. 냉매가 흡입되는 흡입관과 냉매가 토출되는 토출관이 각각 연결되는 케이싱과;

   상기 케이싱의 일측에 내장되어 회전력을 발생시키는 구동부와;

   상기 케이싱의 타측에 내장되고 상기 구동부에서 발생되는 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축부와;

   상기 케이싱 내부를 고압실과 저압실로 구획하여 상기 고압실의 유면을 상기 저압실의 유면보다 높게 유지하도록 하는 차압 분리판과;

   상기 고압실에 저장된 오일을 상기 압축기 내부의 각 습동 부위로 공급하고 윤활 작용을 마친 오일이 상기 저압실에서 상기 고압실로 돌아오도록 하는 윤활부를 포함하는 횡형 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이싱은 양쪽이 개방된 원통 형태이고, 개방된 양쪽에는 각각 제1커버와 제2커버가 밀폐 가능하게 장착되고, 상기 흡입관과 토출관이 각각 케이싱의 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 횡형 압축기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 차압 분리판은 상기 압축부에서 토출되는 냉매의 소음을 저감시키는 머플러와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 횡형 압축기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 차압 분리판은 상기 압축부에 장착되는 메인 베어링에 삽입되는 관통홀을 갖고 냉매가 유입되는 일정 공간을 갖도록 절곡되어 냉매의 소음을 저감시키는 머플러부와, 상기 머플러부의 외측으로 일체로 연장되고 상기 메인 베어링의 표면에 밀착되는 평판 형태이고 압축기의 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 차압부가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡형 압축기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 머플러부는 냉매가 유입되는 일정 공간을 갖도록 볼록한 형태로 절곡되고, 상기 관통홀의 일측에는 냉매가 배출되는 냉매 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡형 압축기.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 차압부는 상기 머플러부의 외측 둘레방향으로 연장되어 상기 메인 베어링의 표면에 밀착되고 일측에는 오일이 통과하는 오일 통로가 형성되고, 타측에는 냉매가 통과하는 냉매 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡형 압축기.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 차압부의 외측 가장자리는 일정 경사각을 갖도록 절곡되는 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡형 압축기.