KR100518023B1 - 로터리 압축기의 어큐뮬레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기의 어큐뮬레이터에 관한 것으로, 본 발명은 소정의 냉매유동공간을 가지도록 환형으로 형성하여 압축기 케이싱의 외주면에 삽입하는 하우징과, 하우징의 일측에 연통하여 증발기를 통과한 냉매를 상기 하우징의 냉매유동공간으로 안내하는 흡입관과, 일단은 하우징의 타측에 연통하고 타단은 압축기의 실린더에 연결하는 연결관으로 구성함으로써, 냉매속의 액냉매가 실린더로 곧바로 진입하는 것을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 걸러진 액냉매를 신속하게 기화시켜 냉매를 원활하게 공급할 수 있다.

또, 어큐뮬레이터의 용량을 증가시킬 때 공간제약을 줄여 설계가 용이할 뿐만 아니라 무게중심을 압축기와 동일하게 형성하여 압축기 진동을 효과적으로 줄일 수 있다.

Description

로터리 압축기의 어큐뮬레이터{ACCUMULATOR FOR ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 로터리 압축기의 어큐뮬레이터에 관한 것으로, 특히 압축기로 흡입하기 전에 액냉매를 기체냉매와 분리하는 로터리 압축기의 어큐뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨 등에 적용되는 로터리 압축기는 전동기구부에 결합한 회전축에 압축기구부의 롤링피스톤을 편심되게 결합하고, 롤링피스톤이 원형 실린더의 압축공간 내에서 선회운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 것이다.

로터리 압축기는 대개 냉매를 직접 흡입함에 따라 가스냉매와 액냉매가 함께 유입될 우려가 있으므로 흡입측에 소위 '어큐뮬레이터'라고 하는 액냉매 분리 장치를 구비하고 있다.

종래의 어큐뮬레이터를 구비한 로터리 압축기는 도 1에 도시한 바와 같다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 로터리 압축기는, 소정량의 오일이 채워지고 흡입관(SP)과 토출관(DP)을 구비하는 케이싱(1)의 내부에 전동기구부인 고정자(2) 및 회전자(3)를 설치하고, 그 중 회전자(3)의 중심에는 회전축(4)을 압입하며, 회전축(4)의 하부에는 냉매가스를 흡입 압축하는 압축기구부를 설치하여 이루어져 있다.

압축기구부는 케이싱(1)의 내주면에 고정하여 흡입관(SP)과 연통하는 원형의 실린더(5)와, 실린더(5)의 양측면에 밀착하는 동시에 회전축(4)이 관통하여 지지되는 상부베어링(6A) 및 하부베어링(6B)과, 회전축(4)에 접동하여 자전하면서 실린더(5)내에서 편심 회전하는 롤링피스톤(7)과, 롤링피스톤(7)의 외주면에 압접하여 롤링피스톤(7)의 선회운동시 직선운동을 하면서 실린더(5)를 흡입공간과 압축공간으로 구분하는 베인(미도시)과, 케이싱(1)의 일측에 배치하여 상기 흡입관(SP)과 실린더(5)의 흡입구(5a) 중간에 연결하는 어큐뮬레이터(10)를 포함하여 이루어져 있다.

어큐뮬레이터(10)는 소정의 내부공간을 구비하고 그 상단은 흡입관(SP)을 연통하고 하단은 실린더(5)의 흡입구(5a)에 연통하도록 연결관(CP)을 삽입하는 하우징(11)과, 흡입관(SP)을 통해 유입하는 냉매에서 가스냉매와 액냉매를 분리하도록 흡입관(SP)의 끝단과 연결관(CP)의 끝단 사이에 설치하는 유분리스크린(12)과, 유분리스크린(12)을 지지하여 하우징(11)에 고정하는 스크린홀더(13)와, 스크린홀더(13)와 일정 간격을 두고 그 하부에 배치하여 상기한 연결관(CP)을 지지하는 튜브홀더(14)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 6a는 토출구멍, 8은 토출밸브 조립체, 9는 머플러, 9a는 토출공, P는 지지플레이트이다.

상기와 같은 종래의 로터리 압축기의 동작은 다음과 같다.

즉, 고정자(2)에 전원을 인가하면 회전자(3)가 고정자(2)의 내부에서 회전하고, 이와 함께 회전축(4)이 회전하면서 롤링피스톤(7)이 실린더(5)내에서 편심 회전하며, 롤링피스톤(7)의 편심회전에 따라 냉매가스가 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되었다가 일정압력까지 지속적으로 압축되고, 실린더(5)의 압축공간 압력이 임계압력을 지나 케이싱(1)내의 압력보다 고압이 되는 순간 상부베어링(6A)에 장착한 토출밸브 조립체(8)가 열리면서 압축가스가 머플러(9)의 토출공(9a)을 통해 압축공간에서 케이싱(1)의 내부로 토출되며, 토출가스는 케이싱(1)과 고정자(2) 사이의 틈새 또는 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 틈새 등을 통해 상부로 이동하여 토출관(DP)을 거쳐 냉동사이클시스템으로 배출한다.

이때, 흡입관(SP)을 통해 어큐뮬레이터(10)의 하우징(11)으로 유입된 냉매중에서 가스냉매는 유분리스크린(12)을 통과하여 연결관(CP)을 통해 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되는 반면 액냉매는 유분리스크린(12)에 걸러졌다가 스크린홀더(13)와 튜브홀더(14)의 가장자리에 구비한 관통홀(미부호)을 통과하여 하우징(11)의 바닥에 고이고 이 하우징(11)의 바닥에 고인 액냉매는 주위의 열에 의해 기화하면서 상승하여 연결관(CP)을 통해 실린더(5)의 흡입공간으로 흡입되는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 로터리 압축기의 어큐뮬레이터에 있어서는, 도 2에서와 같이 압축기의 일측에 편심져 설치함에 따라 기하학적 불균형 요소로 작용하면서 압축기 진동을 가중시키는 것은 물론 어큐뮬레이터(10)의 용량을 증가시킬 경우 설치공간의 제약을 받는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 로터리 압축기의 어큐뮬레이터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기의 중심에 대한 편향성으로 인한 압축기 진동을 줄이고 설치공간의 제약을 줄일 수 있는 로터리 압축기의 어큐뮬레이터를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 소정의 냉매유동공간을 가지도록 환형으로 형성하여 압축기 케이싱의 외주면에 삽입하는 하우징과, 하우징의 일측에 연통하여 증발기를 통과한 냉매를 상기 하우징의 냉매유동공간으로 안내하는 흡입관과, 일단은 하우징의 타측에 연통하고 타단은 압축기의 실린더에 연결하는 연결관으로 구성한 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 어큐뮬레이터를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 로터리 압축기의 어큐뮬레이터를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 어큐뮬레이터를 구비한 로터리 압축기의 어큐뮬레이터를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명 어큐뮬레이터의 내부를 사시도이며, 어큐뮬레이터를 평면에서 보인 개략도이고. 도 6a 및 도 6b는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선을 기준으로 정면도 및 배면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 로터리 압축기의 어큐뮬레이터는, 소정의 냉매유동공간(V)을 구비하여 압축기 케이싱(1)의 외주면에 밀착하도록 삽입하는 하우징(110)과, 하우징(110)의 냉매유동공간(V)에 연통하여 증발기(미도시)를 통과한 냉매를 안내하는 흡입관(120)과, 하우징(110)의 냉매유동공간(V)에 일단을 연통하고 압축기의 실린더에 타단을 연통하여 냉매를 실린더의 흡입영역으로 안내하는 연결관(130)으로 구성한다.

하우징(110)은 도 4 및 도 5에서와 같이 상기한 냉매유동공간(V)을 구비하여 환형으로 형성하고, 냉매유동공간(V)의 좌우 양측에는 상기한 냉매유동공간(V)을 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 구획하도록 제1 구획판(111)과 제2 구획판(112)을 대략 180°위상차를 두고 축방향으로 길게 설치한다.

제1 구획판(111)은 상기한 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)을 완전히 차단할 수 있도록 막힌 판재로 형성하고, 제2 구획판(112)은 상기한 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)을 연통하도록 냉매통공(112a)을 형성한다.

냉매통공(112a)은 제1 공간(S1)의 냉매 중에서 가스냉매가 상승하면서 제2 공간(S2)으로 이동할 수 있도록 상반부에 형성하는 것이 바람직하고, 이 냉매통공(112a)을 중심으로 제1 공간(S1)에는 제1 액분리용 스크린(이하, 제1 스크린으로 약칭함)(113)을 상기 냉매통공(112a)의 하측에 횡방향으로 설치하는 반면 제2 공간(S2)에는 제2 액분리용 스크린(이하, 제2 스크린으로 약칭함)(114)을 상기 냉매통공(112a)의 상측에 횡방향으로 설치한다. 예컨대, 제1 스크린(113)을 이용하여 제1 공간(S1)을 제1 상측공간(S_H1)과 제1 하측공간(S_L1)으로 구획하는 반면 제2 스크린(114)을 이용하여 제2 공간(S2)을 제2 상측공간(S_H2)과 제2 하측공간(S_L2)으로 구획하는 것이다.

흡입관(120)은 그 도출단이 하우징(110)을 상측에서 하측으로 관통하여 제1 스크린(113)을 통과하는 깊이로 삽입 설치한다.

연결관(130)은 그 도입단이 하우징(110)을 하측에서 상측으로 관통하여 제2 스크린(114)을 통과한 후 제2 상측공간(S_H2)에 위치시키는 반면 그 도출단은 전술한 바와 같이 실린더(미도시)의 흡입공간에 연통하도록 설치한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 로터리 압축기의 어큐뮬레이터는 다음과 같은 작용 효과를 있다.

즉, 도 1을 참고하여 압축기의 전동기구부에 전원을 인가하면, 회전축(4)이 회전자(3)와 함께 회전을 하고, 회전축(4)의 편심부(미부호)에 결합한 롤링피스톤(7)이 실린더(5)의 밀폐공간에서 편심 회전을 하면서 냉매가스를 흡입영역으로 흡입하였다가 점차 압축영역으로 밀어 일정압력까지 압축하며, 압축영역의 압력이 케이싱(1)의 내부압력보다 높아지는 시점에서 압축가스를 케이싱(1)으로 토출하며, 토출된 압축가스는 토출관(DP)을 통해 냉동사이클장치로 토출되었다가 다시 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

이 과정에서 냉매가 흡입관(120)을 통해 실린더의 흡입공간으로 흡입되기 전에 먼저 어큐뮬레이터라고 하는 액냉매 분리 장치를 거치면서 냉매속의 액냉매 또는 이물질을 걸러내고, 이 걸러진 액냉매는 주변 온도에 의해 기화하면서 연결관(130)을 통해 실린더로 흡입되는 것이다.

여기서, 액냉매가 어큐뮬레이터의 내부에서 가스냉매와 분리되는 과정을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 6a에서와 같이 냉매는 흡입관(120)을 통해 하우징(110)의 제1 하측공간(S_L1)으로 유입되고, 이 냉매는 제1 하측공간(S_L1)을 따라 도면의 좌측으로 이동하면서 상대적으로 무거운 액냉매는 가스냉매와 분리되어 바닥에 고이는 반면 가스냉매는 제2 구획판(112)의 냉매통공(112a)을 통해 제2 하측공간(S_L2)으로 이동한다.

이때, 제1 하측공간(S_L1)과 제1 상측공간(S_H1) 사이에는 제1 스크린(113)을 설치하여 제1 하측공간(S_L1)으로 유입된 가스냉매는 제1 스크린(113)을 통과하나 액냉매는 제1 스크린(113)에 막혀 제1 하측공간(S_L1)에 잔류하게 된다.

다음, 도 6b에서와 같이 냉매통공(112a)을 통해 제2 하측공간(S_L2)으로 이동한 냉매 중에서 미세한 액냉매는 다시 제2 스크린(114)에 의해 제2 하측공간(S_L2)에 그대로 잔류하는 반면 가스냉매만 제2 스크린(114)을 통과하여 제2 상측공간(S_H2)으로 이동한 후 연결관(130)을 통해 실린더로 흡입된다.

한편, 제1 하측공간(S_L1)과 제2 하측공간(S_L2)에 잔류하는 액냉매는 압축기에서 발생하는 열에 의해 신속하게 기화하여 가스냉매로 전환하고, 이 전환된 가스냉매는 앞서 언급한 유로를 따라 실린더로 흡입되는 것이다.

이렇게 하여, 흡입관을 통해 유입되는 냉매속의 액냉매가 연결관을 통해 실린더로 곧바로 진입하는 것을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 걸러진 액냉매를 신속하게 기화시켜 냉매를 원활하게 공급할 수 있다.

또, 어큐뮬레이터를 환형으로 형성하여 압축기 케이싱의 외주면에 삽입함에 따라 어큐뮬레이터의 용량을 증가시킬 때 공간에 의한 제약을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 어큐뮬레이터의 무게 중심을 압축기의 중심과 거의 일치시킴에 따라 압축기 진동을 효과적으로 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 로터리 압축기의 어큐뮬레이터는, 환형으로 형성하여 압축기 케이싱에 삽입 고정함으로써, 냉매속의 액냉매가 실린더로 곧바로 진입하는 것을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 걸러진 액냉매를 신속하게 기화시켜 냉매를 원활하게 공급할 수 있다.

또, 어큐뮬레이터의 용량을 증가시킬 때 공간제약을 줄여 설계가 용이할 뿐만 아니라 무게중심을 압축기와 동일하게 형성하여 압축기 진동을 효과적으로 줄일 수 있다.

도 1은 종래 어큐뮬레이터를 구비한 로터리 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 어큐뮬레이터의 설치상태를 보인 로터리 압축기의 평면도,

도 3은 본 발명 어큐뮬레이터를 구비한 로터리 압축기의 어큐뮬레이터를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 어큐뮬레이터의 내부를 사시도,

도 5는 도 4의 어큐뮬레이터를 평면에서 보인 개략도,

도 6a 및 도 6b는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선을 기준으로 정면도 및 배면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 하우징 111 : 제1 구획판

112 : 제2 구획판 112a : 냉매통공

113 : 제1 스크린 114 : 제2 스크린

120 : 흡입관 130 : 연결관

S_H1 : 제1 상측공간 S_L1 : 제1 하측공간

S_H2 : 제2 상측공간 S_L2 : 제2 하측공간

Claims (5)

1. 삭제
2. 적어도 한 개 이상의 구획판을 축방향으로 설치하여 구획되는 냉매유동공간을 가지도록 환형으로 형성하여 압축기 케이싱의 외주면에 삽입하는 하우징과;

   하우징의 구획판을 사이에 두고 일단은 구획판의 일측 냉매유동공간에 연통하고 타단은 증발기의 출구에 연결하여 상기 증발기를 통과한 냉매를 하우징의 냉매유동공간으로 안내하는 흡입관과;

   하우징의 구획판을 사이에 두고 일단은 구획판의 타측 냉매유동공간에 연통하고 타단은 압축기의 실린더에 연결하여 상기한 냉매유동공간에서 걸러진 가스냉매를 실린더로 안내하는 연결관;으로 구성한 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 어큐뮬레이터.
3. 제2항에 있어서,

   흡입관과 연결관 사이에 위치하는 구획판을 제외하고 다른 구획판에는 냉매통공을 형성하며, 이 냉매통공을 중심으로 양측 공간에는 소정의 높이차를 두고 액분리용 스크린을 설치하며, 흡입관은 그 도출단이 액분리용 스크린을 사이에 두고 냉매통공 보다 하측에 위치하는 반면 연결관은 그 도입단이 액분리용 스크린을 사이에 두고 냉매통공의 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 어큐뮬레이터.
4. 제3항에 있어서,

   흡입관과 연결관은 그 일측 끝단이 평면투영시 하우징의 냉매유동공간에 축방향으로 소정의 깊이 만큼 삽입되도록 각각 관통 설치하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 어큐뮬레이터.
5. 제2항에 있어서,

   하우징은 그 내주면이 압축기 케이싱의 외주면에 밀착하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 어큐뮬레이터.