KR100551924B1

KR100551924B1 - 냉매 압축기용 오일 분리 구조

Info

Publication number: KR100551924B1
Application number: KR1020040031902A
Authority: KR
Inventors: 야마다요시나리; 히로따스구루; 구리따하지메
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2006-02-17
Also published as: TW200508491A; CN1550737A; EP1477670A2; SG119219A1; DE602004021987D1; EP1477670A3; MY137811A; JP4211477B2; US7204098B2; CN100594346C; TWI237677B; JP2004332637A; KR20040095686A; US20040221610A1; EP1477670B1

Abstract

본 발명은 오일을 포함하는 냉매 가스로부터 오일을 분리하는 구조에 관한 것이다. 냉매 가스는 외부 냉매 회로에 냉매 회로의 일부를 형성하는 냉매 압축기로부터 배출된다. 오일 분리 구조는, 오일이 배출 냉매 가스로부터 분리되고, 원통형 내면을 갖는 분리실과 배출 냉매 가스가 분리실로 도입되는 복수의 도입로를 포함한다. 오일은, 원통형 내면에 따라 분리실로 도입되는 배출 냉매 가스를 회전하여 배출 냉매 가스로부터 원심력에 의해 분리된다.

Description

냉매 압축기용 오일 분리 구조{OIL SEPARATION STRUCTURE FOR REFRIGERANT COMPRESSOR}

도 1 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용량 가변형 사판식 냉매 압축기를 나타내는 길이방향 단면도.

도 2 는 도 1의 II - II 선에서 본 단면도.

도 3 은 후방 하우징의 오일 분리실을 나타내는 부분 사시도.

도 4 는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 오일 분리실을 나타내는 부분 단면도.

도 5 는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 오일 분리 구조를 나타내는 부분 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11. 실린더 블록 12. 전방 하우징

13. 밸브 플레이트 형성체 14. 후방 하우징

15. 크랭크실 16. 구동축

17. 러그플레이트 18. 사판

20. 피스톤 21. 압축실

23. 흡입실 24. 배출실

본 발명은, 차량의 공조 장치의 냉동 회로의 일부를 형성하는 냉매 압축기의 배출실 내로 배출된 냉매 가스로부터 오일 또는 냉동 오일을 분리하기 위한 구조에 관한 것이다.

이 종류의 오일 분리 구조가 일본 특허평 공보 10-28106 호에 개시되어 있다. 이 공보의 6 - 9 쪽과 도 1 및 2 에 상세히 개시된 바와 같이, 오일 분리 구조는, 도입로를 통해 원통형 내면을 갖는 분리실로 배출 냉매 가스를 도입하고, 원통형 내면에 따라 분리실에서 배출 냉매 가스를 회전하여, 오일을 포함하는 배출 냉매 가스로부터 오일을 원심 작용으로 분리한다. 이렇게 냉매 가스로부터 오일을 분리하여, 냉매 압축기로부터 외부 냉매 회로로 유동되는 오일의 양이 감소되고 따라서, 가스 냉각기나 증발기와 같은 외부 냉매 회로의 열 교환기에 오일이 부착되어 발생되는 열 교환기 효율의 저하를 방지할 수 있다.

그러나, 도입로의 단면적이 작으면, 도입로는 유동 제어판으로서 작용하여, 배출 냉매 가스의 압력 손실을 증가시켜, 냉매 압축기의 성능이 떨어진다. 도입로의 단면적이 비교적 넓으면, 반대로 도입로에서 분리실로 유동하는 배출 냉매 가스의 유선이 불규칙적으로 되고, 원통형 내면의 도입로의 비교적 넓은 개구는 배출 냉매 가스가 분리실에서 회전하는 것을 방해하여, 오일 분리력을 감소시킨다. 즉, 상기된 종래 기술 구조로는, 냉매 압축기의 요구되는 성능의 유지와 성공적인 오일 분리 모두를 만족시키기는 어렵다.

본 발명은 냉매 압축기의 요구되는 성능의 유지와 성공적인 오일 분리를 모두 만족시키는 냉매 압축기용 오일 분리 구조에 관한 것이다.

본 발명은 오일을 포함하는 냉매 가스로 부터 오일을 분리하기 위한 구조를 제공한다. 냉매 가스는 외부 냉매 회로에 냉각 회로의 일부를 형성하는 냉매 압축기로부터 배출된다. 오일 분리 구조는, 오일이 냉매 가스로부터 분리되는 원통형 내면의 분리실과 배출 냉매 가스가 분배실로 도입되는 복수의 도입로를 포함한다. 오일은, 원통형 내면의 분리실로 도입된 배출 냉매 가스를 회전하여 배출 냉매 가스로부터 원심 작용에 의해 분리된다.

본 발명의 다른 양태와 장점은 본 발명의 원리를 예로서 나타낸 첨부된 도면에 관한 다음 설명으로 명백해질 것이다.

신규성 있는 본 발명의 특징은 특히 첨부된 청구항으로 설명된다. 본 발명은 그 목적 및 장점과 함께, 첨부된 도면과 다음의 본 발명의 바람직한 실시예의 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오일 분리 구조가 도 1 - 3 을 참조하여 설명된다. 본 바람직한 실시예는, 차량 공조 장치의 냉매 순환 회로, 또는 차량 공조 장치의 냉매 회로에 사용하기 위한 용량 가변형 사판식 냉매 압축기에 적용된다. 도 1 에서, 압축기의 좌측은 전방을, 그 우측은 후방을 나타낸다.

우선, 냉매 압축기가 설명된다. 이하 냉매 압축기를 간단히 압축기라고 한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 압축기는 실린더 블록 (11), 실린더 블록 (11) 의 전방 단부에 고정 결합된 전방 하우징 (12), 그리고 밸브 플레이트 형성체 (13) 를 통해 실린더 블록 (11) 의 후방 단부에 고정 결합된 후방 하우징 (14) 을 포함하는 압축기 하우징을 갖는다. 후방 하우징 (14) 은 실린더 헤더로서 역할을 한다. 실린더 블록 (11) 과 전방 하우징 (12) 은 구동축 (16) 이 배치되는 크랭크실 (15) 을 한정한다.

구동축 (16) 은 동력 전달 기구 (PT) 를 통해 차량 엔진 (E) 에 작동식으로 연결되어, 구동축 (16) 이 엔진 (E) 에 의해 회전된다. 본 바람직한 실시예에서, 동력 전달 기구 (PT) 는 벨트와 풀리의 조합과 같은 무클러치식이다. 즉, 구동축 (16) 은 지속적으로 엔진 (E) 에 연결된다.

크랭크실 (15) 에서, 러그플레이트 (17) 가 구동축 (16) 에 고정 장착되어 그 구동축과 함께 회전하게 된다. 크랭크실 (15) 에서, 사판 (18) 은 구동축 (16) 에 의해 지지되어, 구동축 (16) 에서 슬라이딩 운동하고 구동축 (16) 의 축선에 대해 기울져 있다. 힌지 기구 (19) 는 러그플레이트 (17) 와 사판 (18) 사이에 개재되고, 사판 (18) 은 힌지 기구 (19) 를 통해 작동식으로 러그플레이트 (17) 에 연결되어, 러그플레이트 (17) 와 구동축 (16) 과 함께 동기적으로 회전한다. 게다가, 러그플레이트 (17) 와 사판 (18) 사이에 힌지 기구 (19) 가 제공되어 있어, 사판 (18) 이 구동축 (16) 을 따라 슬라이딩 운동하면서 구동축 (16) 의 축선에 대해 경사질 수 있다.

도 1 및 2 를 참조하면, 복수의 실린더 보어 (11a) (도 1 에는 하나의 실린더 보어만 나타나 있음) 가 구동축 (16) 주위에서 그와 평행하게 실린더 블록 (11) 을 관통해 형성되어 있다. 도 2 에서, 후방 하우징 (14) 에 있는 실린더 보어 (11a) 는 이점 쇄선으로 나타나 있다. 단두형 피스톤 (20) 이 왕복 운동을 위해 각 실린더 보어 (11a) 안에 들어 있다.

실린더 보어 (11a) 의 전후측의 개구는 각각 피스톤 (20) 과 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 의해 폐쇄된다. 압축실 (21) 은 각 실린더 보어 (11a) 안에 한정되고, 그 부피는 피스톤 (20) 왕복 운동에 따라 변한다. 각 피스톤 (20) 은 1 쌍의 슈 (22) 를 통해 사판 (18) 의 외주변부와 결합된다. 따라서, 구동축 (16) 의 회전과 함께 사판 (18) 의 회전 운동은 슈 (22) 에 의해 각 피스톤 (20) 에서 왕복운동으로 변환된다.

후방 하우징 (14) 은 그 중앙부에 흡입실 (23) 을 형성하고, 흡입실 (23) 외측에는 횡단면이 C 형인 배출실 (24) 이 형성된다. 즉, 배출실 (24) 은 환상형으로 형성되며, 도 2 에 명확하게 도시된 바와 같이, 배출실의 문자 "C" 를 형성하기 위해 단절되어 있다. 피스톤 (20) 이 상사점으로부터 하사점을 향해 이동하는 경우, 흡입실 (23) 내의 냉매 가스는, 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 형성된 흡입 밸브 (25a) 를 밀어 열면서, 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 형성된 흡입 포트 (25) 를 통해 압축실 (21) 내로 흡입된다. 이렇게, 압축실 (21) 내로 흡입된 냉매 가스는 그 후 피스톤 (20) 이 하사점으로부터 상사점으로 이동함에 따라 소정의 압력 레벨까지 압축된다. 결과적으로, 압축된 냉매 가스는, 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 형성된 배출 밸브 (26a) 를 밀어 열면서, 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 형성된 배출 포트 (26) 를 통해 배출실 (24) 내로 배출된다.

압축기 하우징에는, 추기 통로 (27) 와 급기 통로 (28) 가 형성되고, 제어 밸브 (29) 가 배치된다. 추기 통로 (27) 는 크랭크실 (15) 내의 냉매 가스의 일부가 흡입실 (23) 로 유동하도록 형성되고, 반면 급기 통로 (28) 는 배출실 (24) 내의 냉매 가스의 일부가 크랭크실 (15) 로 유입하도록 형성된다. 본 바람직한 실시예에서, 제어 밸브 (29) 로서 전자기 밸브가 급기 통로 (28) 에 배치된다.

냉각 부하에 따라 제어 밸브 (29) 의 개도를 외부에서 조절하여, 급기 통로 (28) 를 통해 크랭크실 (15) 로 유동하는 고압 냉매 가스의 양과 추기 통로 (27) 를 통해 크랭크실 (15) 로부터 나오는 냉매 가스의 양이 서로에 대해 조절하여, 압축실 (15) 의 압력을 결정한다. 모두 피스톤 (20) 에 가해지는 크랭크실 (15) 의 압력과 압축실 (21) 의 압력 사이의 압력차는 크랭크실 (15) 의 압력 변화에 따라 변하여, 사판 (18) 의 경사각이 변한다. 따라서, 피스톤 (20) 의 스트로크 또는 압축기의 용량이 조절된다.

특히, 제어 밸브 (29) 의 개도가 줄어들고 크랭크실 (15) 의 압력 또한 줄어드는 경우, 사판 (18) 의 경사각과 그에 따른 피스톤 (20) 의 스트로크는 증가한다. 따라서, 압축기의 용량이 증가된다. 최대 경사각에서의 사판 (18) 이 이점 쇄선으로 나타나 있다. 제어 밸브 (29) 의 개도가 증가하고 크랭크실 (15) 의 압력 또한 증가하는 경우, 사판 (18) 의 경사각은 줄어들고 피스톤 (20) 의 스트로크도 줄어든다. 따라서, 압축기의 용량이 줄어든다. 도 1 에서, 최소 경사각에서 위치된 사판 (18) 이 실선으로 나타나 있다.

도 1 에 개략적으로 도시된 바와 같이, 냉매 사이클은 전술된 압축기와 가스 냉각기 (31), 팽창 밸브 (32) 및 증발기 (33) 을 포함하는 외부 냉매 회로 (30) 에 의해 형성된다.

이하, 설명될 압축기에 구비된 체크 밸브와 오일 분리 구조가 설명된다. 도 1 - 3 에 도시된 바와 같이, 원통형 내면 (41) 을 갖는 분리실 형성공 (42) 이 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 후면에 인접한 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에 형성된다. 분리실 형성공 (42) 은 그 축선이 구동축 (16) 의 축선에 평행하게 신장하는 방위에서 형성된다. 더욱이, 분리실 형성공 (42) 은 후방 하우징 (14) 에서, C 형 배출실 (24) 의 두 단부, 즉 각각 도 2 의 횡단면에서 도시된 바와 같이 좌측의 배출실 (24) 의 제 1 단부 (24a) 와 우측의 배출실의 제 2 단부 사이에 배치된다.

후방 하우징 (14) 에서, 분리실 형성공 (42) 은 제 1 단부 (24a) 의 제 1 벽 (43) 과 제 2 단부 (24b) 의 제 2 벽 (44) 에 의해 배출실 (24) 로부터 분리된다. 분리실 형성공 (42) 은, 그 내공간이 외부 냉매 회로 (30) 에서 배출실 (24) 과 가스 냉각기 (31) 사이의 냉매로의 일부를 형성하도록 배치된다. 이를 위해, 출구 (42b) 가, 분리실 형성공 (42) 의 내공간과 외부 냉매 회로 (30) 사이에 유체 연통을 형성하기 위해 분리실 형성공 (42) 의 하면을 관통해 형성되어 있다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 체크 밸브 (45) 가 출구 (42b) 에 인접한 위치에서 분리실 형성공 (42) 에 수용된다. 체크 밸브 (45) 는 냉매 가스가 외부 냉 매 회로 (30) 로부터 배출실 (24) 로 역류하는 것을 방지한다. 체크 밸브 (45) 는 밸브 본체 (48), 밸브 폐쇄 방향으로 밸브 본체 (48) 를 미는 스프링 (49), 스프링 (49) 과 밸브 본체 (48) 를 수용하고 냉매로의 일부를 형성하는 연통공 (47a) 을 갖는 케이스 (47), 그리고 케이스 (47) 가 고정된 원통형 시트 (46) 을 포함한다.

체크 밸브 (45) 는 분리실 형성공 (42) 내에 시트 (46) 를 압입 고정하여 분리실 형성공 (42) 내에 설치된다. 시트 (46) 는 분리실 형성공 (42) 을 분리실 형성공 (42) 의 개구측 또는 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 인접한 측의 분리실 (50) 그리고 체크 밸브 (45) 가 수용되는 수용실 (42a) 로 분리하는 분할 부재로서 역할을 한다. 분리실 (50) 은 체크 밸브 (45) 의 시트 (46) 와 밸브 플레이트 형성체 (13) 사이에 형성되고, 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 의해 닫히는 분리실 형성공 (42) 의 개구 단부는 실린더 블록 (11) 과 후방 하우징 (14) 사이에 위치된다. 체크 밸브 수용실 (42a) 과 분리실 (50) 사이에는 밸브 포트 (46a) 가 시트 (46) 의 중심부를 축방향으로 관통하여 형성되어 있다. 밸브 포트 (46a) 는 밸브 본체 (48) 가 시트 (46b) 의 밸브 시트 (46) 와 접촉하는 경우 닫히며, 분리실 (50) 과 체크 밸브 수용실 (42a) 사이의 연통이 차단된다. 밸브 포트 (46a) 는, 밸브 본체 (48) 가 분리실 (50) 과 체크 밸브 수용실 (42a) 사이의 유체 연통을 위해 밸브 시트 (46b) 로부터 떨어지는 경우 열린다.

즉, 배출 냉매 가스의 압력 (배출압) 이 충분히 높은 경우, 밸브 본체 (48) 는 이런 압력으로 스프링 (49) 의 힘을 극복하면서 움직여 밸브 포트 (46a) 를 열 게되고, 따라서 체크 밸브 (45) 는 냉매가 외부 냉매 회로 (30) 를 통해 순환하도록 허용한다. 압축기 용량이 최소로되는 경우, 배출압이 낮아지게 되고, 밸브 본체 (48) 는 스프링 (49) 에 의해 밀리어 밸브 포트 (46a) 를 닫게 되며, 이리하여 체크 밸브 (45) 는 외부 냉매 회로 (30) 에서 냉매의 순환을 막는다. 따라서, 무클러치식 동력 전달 기구 (PT) 가 사용되는 바람직한 실시예에서, 체크 밸브 (45) 는 압축기의 용량에 따라 냉매 순환 회로를 열고 닫는 기능을 한다.

도 2 및 3 에 도시된 바와 같이, 배출실 (24) 과 분리실 (50) 은 제 1 도입로 (51) 와 제 2 도입로 (52) 를 통해 연통된다. 제 1 및 제 2 도입로 (51) 및 (52) 는 각각 후방 하우징 (14) 의 제 1 및 제 2 벽 (43) 및 (44) 를 관통해 형성된다. 제 1 및 제 2 도입로 (51) 및 (52) 는, 이 도입로 (51) 및 (52) 를 통해 배출실 (24) 로부터 분리실 (50) 로 도입된 냉매 가스가 분리실 (50) 내에서 동일한 방향 (즉 도 2 에서 화살표로 나타낸 바와 같이 반시계 방향) 으로 회전 유동하도록 배향된다.

보다 구체적으로, 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 1 도입로 (51) 는 분리실 (50) 의 하부에 형성된 개구 (51b) 를 갖고, 배출실 (24) 의 제 1 단부 (24a) 로 유동되는 배출 냉매 가스는 개구 (51) 로부터 우상방향으로 분리실 (50) 내로 도입된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 2 도입로 (52) 는 분리실 (50) 의 우상부에 형성된 개구 (52b) 를 갖고, 배출실 (24) 의 제 2 단부 (24b) 로 유동되는 배출 냉매 가스는 개구 (52) 로부터 좌측으로 분리실 (50) 내로 도입된다.

제 1 도입로 (51) 는, 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에서 제 1 벽 (43) 을 관통해 형성되며 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 접합면 (13a) 에 의해 닫히는 제 1 홈 (51a) 에 의해 제공된다. 유사하게, 제 2 도입로 (52) 는 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에서 제 2 벽 (44) 을 관통해 형성되며 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 접합면 (13a) 에 의해 닫히는 제 2 홈 (52a) 에 의해 제공된다. 즉, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 각각은 밸브 플레이트 형성체 (13) 와 후방 하우징 (14) 사이의 접합부에 형성된다.

제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 각각 배출실 (24) 의 측으로부터 개구 (51b, 52b) 를 향해 그 단면적이 점차 감소하도록 구성된다. 즉, 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에 형성된 제 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 은 각각 배출실 (24) 의 측으로부터 개구 (51b, 52b) 를 향해 그 단면적이 점차 감소하도록 구성된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 의 단면은 사각 형상이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 제 1 도입로 (51) 는 그 횡단면에서 볼 때 원통형 내면 (41) 의 원에 대한 접선으로 나타나는 접내벽면 (51c) 과 접내벽면 (51c) 에 대해 대면하도록 형성된 내벽면 (51d) 을 갖는다. 분리실 (50) 의 제 1 도입로 (51) 의 개구 (51b) 에서, 배출 냉매 가스가 분리실 (50) 에서 회전하는 방향 (즉 도 2 에서 반시계 방향) 에서 볼 때, 접내벽면 (51c) 은 대면 내벽면 (51d) 보다 더 신장한다. 제 1 도입로 (51) 는 배출실 (24) 의 측으로부터 개구 (51b) 를 향해 그 단면적이 점차 감소하도록 구성되어 접내벽면 (51c) 과 대면 내벽면 (51d) 사이의 거리가 점차 감소한다.

제 2 도입로 (52) 는 횡단면에서 볼 때 원통형 내면 (41) 의 원에 대한 접선으로 나타나는 접내벽면 (52c) 과 접내벽면에 대해 대면하는 내벽면 (52d) 을 갖는다. 분리실 (50) 의 제 2 도입로 (52) 의 개구 (52b) 에서, 배출 냉매 가스가 분리실 (50) 에서 회전하는 방향 (즉 도 2 에서 반시계 방향) 에서 볼 때, 접내벽면 (52c) 은 대면 내벽면 (52d) 보다 더 신장한다. 제 2 도입로 (52) 는 배출실 (24) 의 측으로부터 개구 (52b) 를 향해 그 단면적이 점차 감소하도록 구성되어 접내벽면 (52c) 과 대면 내벽면 (52d) 사이의 거리가 점차 감소한다.

즉, 제 1 및 제 2 도입로 (51 및 52) 는 모두 횡단면에서 볼 때 분리실 (50) 로 도입된 배출 냉매 가스의 유선이 실질적으로 원통형 내면 (41) 의 원에 접하도록 형성된다.

분리실 (50) 에서, 배출 냉매 가스는 원통형 내면 (41) 을 따라 회전 유동하고, 냉매 가스에 포함된 오일은 원심력으로 냉매 가스로부터 분리된다. 오일이 제거된 배출 냉매 가스는 분리실 (50) 로부터 열린 밸브 포트 (46a) 를 통해 체크 밸브 (45) 로 유동한다. 체크 밸브 (45) 가 열리면, 배출 냉매 가스는 분리실 형성공 (42) 의 출구 (42b) 를 통해 외부 냉매 회로 (30) 에 공급된다. 이런 오일 분리 구조의 제공으로, 압축기에서 외부 냉매 회로 (30) 로 나오는 오일의 양은 감소하며, 따라서 가스 냉각기 (31) 와 증발기 (33) 와 같은 외부 냉매 회로 (30) 의 열 교환기의 오일 접착에 의해 발생되는 열 교환기 효율의 저하가 성공적으로 방지될 수 있다.

분리실 (50) 의 원통형 내면 (41) 에는 급기 통로 (28) 의 개구 (28a) 가 형 성된다. 따라서, 분리실 (50) 의 오일은 제어 밸브 (29) 가 열린 상태에서 배출 냉매 가스와 함께 급기 통로 (28) 를 통해 크랭크실 (15) 내로 공급된다. 따라서, 분리실 (50) 과 이 분리실 (50) 보다 압력이 낮은 크랭크실 (15) 을 상호연결하는 급기 통로 (28) 는 오일 복귀 통로의 역할을 한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 제 2 도입로 (52) 의 개구 (52b) 는 제 1 도입로 (51) 의 제 1 개구 (51b) 보다 시트 (46) 에 가깝게 형성된다. 분리실 형성공 (42) 의 축선 방향에서 보이는 바와 같이, 제 2 도입로 (52) 의 개구 (52b) 와 시트 (46) 사이에서 원통형 내면 (41) 영역 "A" (즉 도 3 의 어두운 영역) 이 있는데, 또한 오일 복귀 통로의 개구로서 역할하는 급기 통로 (28) 의 개구 (28a) 는 이 영역 "A" 에 위치된다.

필터 (29a) 는 급기 통로 (28) 에 인접한 분리실 (50) 의 측의 제어 밸브 (29) 에 배치되어, 오일과 냉매 가스에 포함된 이물질이 필터 (29a) 에 의해 제거된 후, 분리실 (50) 로부터 급기 통로 (28) 로 유동하는 오일과 배출 냉매 가스가 제어 밸브 (29) 와 크랭크실 (15) 로 공급된다. 크랭크실 (15) 내로 공급되는 오일은 피스톤 (20) 과 슈 (22) 사이, 슈 (22) 와 사판 (18) 사이와 같은 압축기의 슬라이딩면을 윤활한다.

상기된 실시예는 다음과 같은 특성을 나타낸다.

(1) 배출 냉매 가스가 배출실 (24) 에서 분리실 (50) 로 보내질 때 통과하는 복수의 도입로 (51, 52) 를 포함하는 오일 분리 구조는, 배출 냉매 가스가 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 각각의 횡단면적을 분리실 (50) 에서 요구된 회전 운동 을 하도록 충분히 작게 만들 수 있다. 더욱이, 상기 오일 분리 구조는 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 의 총 횡단면적이, 배출 냉매 가스가 이 통로 (51, 52) 에서 원할하게 유동하도록 충분히 크게 할 수 있다. 따라서, 압축기의 작동 성능을 저하시키지 않고 오일 분리가 성공적으로 이루어진다.

(2) 오일 분리 구조의 바람직한 실시예의 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 각각 배출실 (24) 의 제 1 및 제 2 단부 (24a, 24b) 를 통해 배출실 (24) 과 연통된다. 따라서, 배출실이 배출실의 한 단부에만 형성된 통로를 통해 분리실과 연결되어 냉매 가스가 그 단부에 축적되는 구조와 비교하여, 본 실시예의 구조는 배출 냉매 가스가 축적으로 인한 배출 냉매 가스의 맥동의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 오일 분리 구조는 작동하는 압축기에 의해 발생하는 소음을 감소 시키는데 기여를 한다.

(3) 분리실 (50) 이 한정되는 분리실 형성공 (42) 은 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에 형성되고, 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 접합면 (13a) 에 의해 닫힌다. 즉, 본 바람직한 실시예에서, 분리실 (50) 은 후방 하우징 (14) 과 밸브 플레이트 형성체 (13) 사이의 접합 구조를 이용하여 형성된다. 후방 하우징 (14) 과 밸브 플레이트 형성체 (13) 사이의 접합 구조를 이용하지 않고 분리실 (50) 이 후방 하우징 (14) 에 형성되는 구조와 비교하여, 본 바람직한 실시예는 분리실 형성공 (42) 을 닫기 위한 전용의 덮개를 사용하지 않아도 된다. 본 바람직한 실시예에서, 밸브 플레이트 형성체 (13) 는 덮개로서의 기능이 있다. 따라서, 압축기 부품의 수와 압축기의 조립을 위한 인력과 시간이 줄어든다.

(4) 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 각각, 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에 형성되고 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 접합면 (13a) 에 의해 닫히는 제 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 에 의해 제공된다. 드릴링으로 형성된 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 와 비교하여, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 통로의 형상 (연장형상과 횡단면형상) 의 설정에 있어 더 높은 자유도를 갖는다. 이러한 형성 방식은 한정된 공간에서 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 와 같은 복수의 통로를 형성데 유익하다.

(5) 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 각각 그 단면적이 배출실 (24) 의 측으로부터 개구 (51b, 52b) 를 향해 점차 감소하도록 구성된다. 통로 (51, 52) 를 이렇게 구성하면, 분리실 (50) 로 도입되는 배출 냉매 가스의 귀향성이 강화되고, 배출 냉매 가스는 분리실 (50) 의 배출 냉매 가스의 회전을 방해 하지 않고 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 로부터 분리실 (50) 로 도입된다. 개구 (51b, 52b) 를 향해 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 의 수렴 단면의 이런 배열은, 후방 하우징 (14) 과 밸브 플레이트 형성체 (13) 사이의 접합부에서 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 를 형성하여 쉽게 이루어진다.

(6) 다소 깊은 홀이 분리실 (50) 을 형성하는 분리실 형성공 (42) 으로서 후방 하우징 (14) 에 만들어지고, 홀 (42) 의 일부는 체크 밸브 (45) 를 수용하기 위해 사용된다. 체크 밸브 (45) 를 수용하기 위한 홀이 분리실 형성공 (42) 과는 별개로 후방 하우징 (14) 에 만들어지는 경우와 비교하여, 본 발명의 바람직한 실시예의 장점은 오일 분리 구조와 체크 밸브 구조가 간단하다는 것이다.

(7) 체크 밸브 (45) 의 시트 (46) 는, 분리실 형성공 (42) 을 분리실 (50) 과 체크 밸브 수용실 (42a) 로 나누는 분할 부재를 형성하는 역할을 하고하기 위해 제공되고, 밸브 포트 (46a) 는 시트 (46) 의 중심을 관통해 형성되어 체크 밸브 수용실 (42a) 과 분리실 (50) 사이에 유체 연통을 이룬다. 따라서, 분리실 형성공 (42) 에 체크 밸브 (45) 를 삽입 배치하면, 분리실 (50) 과 체크 밸브 수용실 (42a) 은 분리실 형성공 (42) 에 한정되고, 동시에 분리실 (50) 과 체크 밸브 (45) (또는 체크 밸브 수용실 (42a)) 사이의 연통이 이루어 진다. 따라서, 체크 밸브 (45) 의 시트 (46) 는 분할 부재로서 사용되고, 시트 (46) 의 밸브 포트 (46a) 는 체크 밸브 (45) 를 분리실 (50) 과 연통 가능하게 하는 통로로서 사용되어, 오일 분리 구조와 체크 밸브 구조를 간단하게 한다.

(8) 단면이 사각 형상인 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 원통형 내면 (41) 의 원에 접하는 벽면 (51c, 52c) 을 갖는다. 도입로는 예컨데 드릴링에 의해 형성된 원형단면 (도 3 에서 제 1 도입로 (51) 의 단면이 이점 쇄선으로 나타나 있음) 을 갖는 경우, 통로 (51) 의 원형내벽은 도 3 의 점선 "L" 로 나타나는 직선으로 분리실 (50) 의 원통형 내면 (41) 의 원에 접한다. 따라서, 접벽면 (51c, 52c) 이 형성된 도입로 (51, 52) 를 갖는 본 바람직한 실시예의 오일 분리 구조는, 많은 양의 배출 냉매 가스가 원통형 내면 (41) 을 따라 분리실 (50) 내로 쉽게 도입되도록 하여, 분리실 (50) 에서 배출 냉매 가스의 회전 운동, 그에 따른 오일 분리가 개선된다.

(9) 바람직한 실시예에서, 급기 통로 (28) 의 개구 (28a) 는, 시트 (46) 와 제 1 도입로 (51) 의 개구 (51b) 보다 시트 (46) 에 가까운 제 2 도입로 (52) 의 개구 (52b) 사이의 영역 "A" 에 위치된다. 배출 냉매 가스의 회전은 도입로 (51, 52) 의 개구 (51b, 52b) 에 대응하는 영역에서 보다 영역 "A" 에서 더 약하고, 배출 냉매 가스로부터 분리된 오일은 이 영역 "A" 에 축적되기 쉽다. 따라서, 분리실 (50) 에서 배출 냉매 가스로부터 이렇게 분리된 오일은, 영역 "A" 에 배열된 급기 통로 (28) 의 개구 (28a) 를 통해 분리실 (50) 로부터 효과적으로 배출된다.

본 발명은 상기된 바람직한 실시예에 한정되지 않고, 하기 예시된 바와 같이 첨부된 청구항의 범위 내에서 변경될 수 있다.

상기된 바람직한 실시예에서, 두 도입로 즉, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 후방 하우징 (14) 에 형성된다. 그러나 이런 도입로의 수는 2 개로 한정되지 않는다. 바람직한 다른 실시예에서, 도입로의 수는 2 이상이다.

상기된 실시예에서, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 에는, 후방 하우징 (14) 에 형성된 제 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 이 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 가깝게 제공된다. 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는, 도 4 에 도시된 바와 같이 후방 하우징 (14) 을 통해 형성된 제 1 홀 (51e) 및 제 2 홀 (52e) 이 제공된다.

다른 실시예에서, 도 4 에 도시된 바와 같이 원통본체 (55) 는 분리실 (50) 의 축선 중심에 배치된다. 분리실 (50) 에 이런 원통본체 (55) 를 제공하여, 분리실 (50) 의 배출 냉매 가스는 홀 (42) 형성 분리실의 원통형 내면 (41) 과 원 통본체 (55) 의 외주변면 (55a) 사이의 외주 방향으로 유동하기 쉽고, 냉매 가스의 회전 유동이 안정화된다. 결과적으로, 분리실 (50) 에서 오일 분리는 효율적으로 실행된다. 원통본체 (55) 는 분리실 형성공 (42) 에 회전 고정된 시트 (46) 에 고정된다. 급기 통로 (28) 의 개구 (28a) 는, 냉매 가스의 회전이 약한 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 인접한 분리실 (50) 의 영역에 위치된다.

도 4 에 되시된 바와 같이 원통본체 (55) 는 공동일 필요는 없으며, 중실체일 수도 있다. 이런 경우에, 중실 원통본체는 밸브 포트 (46a) 와 가깝지 않도록 시트 (46) 으로부터 떨어져 제공되며, 서클립에 의해 분리실 형성공 (42) 에 고정된다.

상기 실시예에서, 후방 하우징 (14) 에 형성된 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는 제 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 의 내면이 도입로 (51, 52) 의 내벽면을 형성하도록 구성된다. 특히, 도입로 (51, 52) 의 내벽면은 표면 (51c, 51d, 52c) 및 홈 (51a, 52a) 의 저면에 대응하는 표면을 포함한다. 다른 실시예에서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 홈 (51a, 52a) 은 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 의 예정된 횡단면적 보다 큰 횡단면적이 형성된다. 후방 하우징 (14) 과 밸브 플레이트 형성체 (13) 로부터 분리된 벽부재 (60) 는 제 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 각각에 삽입되어, 벽부재 (60) 는 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 의 내벽면의 일부를 형성한다.

이런 벽부재 (60) 의 이용은 벽부재 (60) 의 형상을 변경하여 후방 하우징 (14) 의 형상 또는 홈 (51a, 52a) 의 형상의 변화 없이 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 의 형상 (신장 형상과 횡단면) 을 조절할 수 있게 한다. 난해한 형상을 갖는 복수의 벽부재 (60) 의 제조는, 적절한 형상을 갖는 적절한 벽부재 (60) 가 특정한 오일 분리 특성 (또는 분리실 (50) 의 배출 가스 회전 특성) 을 갖는 오일 분리 구조에 이용되기 위해 선택된다. 더욱이, 동일한 형상의 후방 하우징 (14) 은 다른 오일 분리 특성을 갖는 압축기에 사용될 수 있어, 압축기의 제조 비용이 절감된다.

상기된 실시예에서, 흡입실 (23) 은 후방 하우징 (14) 의 중앙에 형성되고, 반면 배기실 (24) 은 흡입실 (23) 을 둘러싸도록 형성된다. 다른 실시예에서, 흡입실 (23) 은 후방 하우징 (14) 의 중앙에서 제한된 배출실 (24) 을 둘러싸도록 형성된다.

상기 실시예에서, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 를 형성하는 제 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 은 단지 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에서 형성된다. 다른 실시예에서, 2 이상의 홈이, 후방 하우징 (14) 의 접합면 (14a) 에서 형성된 제 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 과 같이 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 접합면 (13A) 에서 형성되어, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 는, 한 편의 후방 하우징 (14) 에 형성된 1 및 제 2 홈 (51a, 52a) 과 다른 편의 밸브 플레이트 형성체 (13) 에 형성된 홈과 병합하여 형성된다. 또 다른 실시에에서, 제 1 및 제 2 도입로 (51, 52) 를 형성하는 홈은 단지 밸브 플레이트 형성체 (13) 의 접합면 (13a) 에 형성된다.

상기된 실시예에서, 체크 밸브 (45) 는 분리실 (50) 이 제한되는 분리실 형성공 (42) 에 수용된다. 그러나, 다른 실시예에서, 분리실 형성공 (42) 과 분 리된 홀은 후방 하우징 (14) 에 형성되고, 이 분리된 홀에 체크 밸브 (45) 를 수용한다.

상기된 실시예에서, 피스톤 사판식 압축기는 용량 가변형이다. 다른 실시예에서, 압축기는 용량 고정형이다. 그러나 압축기는 사판 피스톤식에 한정되지 않고, 압축기는 스크롤식 (scroll type) 과 베인식 (vane type) 을 포함할 수 있다.

따라서 본 발명의 예와 실시예는 설명된 바와 같이 제한되지 않으며, 본 발명은 명세서의 상세한 설명에 한정되지 한고 첨부된 청구항의 범위 내에서 변경될 수 있다.

상기된 바와 같이 본발명에 따라서, 냉매 압축기의 성능 저하 방지와, 양호한 오일 분리가 가능하다.

Claims

오일을 포함하는 냉매 가스로부터 오일을 분리하기 위한 구조로서, 냉매 가스는 냉매 회로의 일부를 형성하는 냉매 압축기로부터 외부 냉매 회로로 배출되는 오일 분리 구조에 있어서,

오일이 배출 냉매 가스로부터 분리되고, 원통형 내면을 갖는 분리실 및,

배출 냉매 가스가 분리실로 도입되는 복수의 도입로를 포함하며, 분리실안에 도입된 배출 냉매 가스를 원통형 내면을 따라 회전시켜 오일을 배출 냉매 가스로부터 원심력에 의해 분리하는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 1 항에 있어서, 냉매 압축기는 피스톤식이며, 제 1 접합면을 갖는 실린더 헤드와 제 2 접합면을 갖는 밸브 플레이트 형성체를 포함하고, 실린더 헤드와 밸브 플레이트 형성체는 제 1 접합면과 제 2 접합면이 서로 결합하는 경우 배출실을 형성하고, 각 도입로는 배출실과 분리실을 상호연결하며, 실린더 헤드는 제 1 접합면에 형성된 분리실 형성공을 갖고, 분리실 형성공은 제 2 접합면에 의해 닫히고, 분리실은 분리실 형성공에서 한정되는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 2 항에 있어서, 냉매 압축기는, 외부 냉매 회로로부터 배출실을 향해 냉매 가스가 역류하는 것을 방지하기 위해 배출실과 외부 냉매 회로 사이의 냉매로에서 체크 밸브를 갖고, 압축기는 또한, 분리실 형성공에 삽입되는 분리실 형성공을 밸브 플레이트 형성체 측의 분리실과 체크 밸브를 수용하기 위한 체크 밸브 수용실로 분할하는 분할 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 3 항에 있어서, 체크 밸브는 분리실과 외부 냉매 회로 사이의 냉매 채널을 개폐하기 위한 밸브 본체 및, 이 밸브 본체를 이동 가능하게 지지하기 위한 시트를 구비하며, 이 시트는 분할 부재로서 역할하며, 체크 밸브와 분리실의 사이에서 시트의 중심을 관통하여 밸브 포트가 형성되어 있고, 밸브 포트는 밸브 본체에 의해 개폐되고, 분리실에서 오일이 분리된 배출 냉매 가스는 상기 밸브 포트를 통해 체크 밸브로 도입되는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 2 항에 있어서, 도입로는 실린더 헤드와 밸브 플레이트 형성체 사이의 접합부에 형성되는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 5 항에 있어서, 도입로의 단면적이 배출실로부터 분리실까지 점차 줄어드는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 5 항에 있어서, 실린더 헤드의 제 1 접합면과 밸브 플레이트 형성체의 제 2 접합면 중 하나 이상에는 홈이 형성되어 있고, 냉매 압축기는 실린더 헤드와 밸브 플레이트 형성체에서 분리된 벽부재를 가지며, 벽부재는 홈에 삽입되어 도입로의 내벽면의 일부를 형성하며, 도입로는 제 1 접합면과 제 2 접합면이 서로 결합하 는 경우 상기 홈이 닫히도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 5 항에 있어서, 냉매 압축기는, 외부 냉매 회로로부터 배출실을 향해 냉매 가스가 역류하는 것을 방지하기 위해 배출실과 외부 냉매 회로 사이의 냉매로에서 체크 밸브를 갖고, 압축기는 또한, 분리실 형성공에 삽입되는 분리실 형성공을 밸브 플레이트 형성체 측의 분리실과 체크 밸브를 수용하기 위한 체크 밸브 수용실로 분할하는 분할 부재를 갖고, 분리실 및 이 분리실 보다 압력이 낮은 크랭크실은 오일 복귀로를 통해 연통되고, 분리실의 오일 복귀로의 개구가, 분리실 형성공의 축선 방향으로 다른 도입로의 개구보다 분할부재에 더 가깝게 형성된 도입로의 개구와 분할 부재 사이에 있는 원통형 내면에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 5 항에 있어서, 각 도입로의 단면은 사각 형상인 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 1 항에 있어서, 분리실과 분리실 보다 압력이 낮은 크랭크실은 오일 복귀로를 통해 연통되는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.
제 1 항에 있어서, 냉매 압축기는 단면이 환상형인 배출실을 가지며 이 배출실의 일부는 배출실이 제 1 및 제 2 단부를 갖도록 떨어져 있고, 상기 도입로는 적 어도 분리실과 배출실의 제 1 단부를 상호연결하는 제 1 도입로와 분리실과 배출실의 제 2 단부를 상호연결하는 제 2 도입로를 갖는 것을 특징으로 하는 오일 분리 구조.