KR101140960B1 - 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기 측으로부터 오일을 회수하기 위하여 사용하고 있는 압축기의 고압소스를 변경한 것으로, 특히 본 발명에서는 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압소스를 사용할 수 있도록 개선함으로써, 볼류트실 측의 고압소스를 사용함에 따른 압력 손실 발생과 그에 따른 효율감소를 방지하고, 그와 더불어 임펠러의 뒷판부에서 발생하는 추력을 감쇄시켜 임펠러의 떨림과 회전구동에 대한 손실을 줄일 수 있도록 한 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기에 관한 것이다.

Description

임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기{Compressor With Oil Recovery Structure Using High Pressure Provide Back Impeller}

본 발명은 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압소스를 사용할 수 있도록 개선함으로써, 볼류트실 측의 고압소스를 사용함에 따른 압력 손실 발생과 그에 따른 효율감소를 방지하고, 그와 더불어 임펠러의 뒷판부에서 발생하는 추력을 감쇄시켜 임펠러의 떨림과 회전구동에 대한 손실을 줄일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 냉동장치이나 공기조화장치 및 열펌프 등에서 사용되고 있는 원심식 압축기(10)는 도 1에서 보듯이 통상 모터에 직결되거나 증속기어와 맞물린 회전축(12)에 결합되는 구조로 임펠러(14)가 고속회전하게 되고, 이러한 임펠러(14)의 고속회전에 의해 냉매를 압축시키는 기능이 발휘된다.

또한, 통상적으로 증속기, 베어링 등과 같은 회전기계류에는 오일(윤활유)이 공급되어 윤활 작용을 하게 되고, 이와 같이 공급되는 오일을 회수, 저장, 공급하기 위하여 압축기(10)의 케이싱(16) 내부에는 오일탱크(18)가 마련되는 구조로 구성된다.

또한, 위와 같이 회전기계류에 공급된 오일의 일부는 불가피하게 누설되어 냉매순환계통을 순환하면서 증발기로 유입되며, 이러한 증발기에서의 오일을 회수하고자 압축기(10)의 볼류트실(20) 측 고압소스를 일부 사용하고 있다. 즉, 임펠러(14)로부터 시작되는 유로(22)를 따라 통하도록 연결된 볼류트실(20)과, 증발기 측 오일회수라인(24)이 연결된 이젝터(26)의 고압공급부(28) 간에 고압소스라인(30)이 연결되고, 상기 이젝터(26)의 배출부(32)와 압축기(10)의 오일탱크(18)간에 배출라인(34)이 연결되는 구조로 구성된다. 이러한 구성에 의해 볼류트실(20)에서 형성되는 고압소스 일부 사용하여 증발기로부터 오일을 압축기(10)의 오일탱크(18)로 회수시켜 왔다.

그런데, 상기 볼류트실(20)은 일반적으로 냉매의 유속을 압력성분으로 변화시키는 작용을 하여 압축기(10)의 효율을 높이는 기능을 발휘하는데, 위의 구성과 같이 오일회수를 위해 볼류트실(20)에 형성되는 고압을 소스로 사용하게 되면, 볼류트실(20)의 압력손실이 불가피하게 되고, 그로 인해 압축기(10)의 효율이 감소되는 문제가 발생된다.

한편, 상기 임펠러(14)의 고속회전으로 인해 임펠러(14)의 뒷판부에는 고압이 형성되고, 이러한 고압으로 인해 공기역학적 추력이 형성됨으로써, 임펠러(14)의 떨림 유동과 함께 회전구동에 대한 저항이 형성된다. 이에 따라 임펠러(14)의 회전구동에 손실이 발생하게 되고, 그로 인해 압축기(10)의 압축능력과 압축성능이 저하되는 문제도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압소스를 사용할 수 있도록 개선함으로써, 볼류트실 측의 고압소스를 사용함에 따른 압력 손실 발생과 그에 따른 효율감소를 방지하고, 그와 더불어 임펠러의 뒷판부에서 발생하는 추력을 감쇄시켜 임펠러의 떨림과 회전구동에 대한 손실을 줄일 수 있도록 한 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 오일탱크와 임펠러가 구비되는 케이싱의 내부에 임펠러와 결합되는 상태로 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 회전이 원할하게 이루어지도록 하는 베어링과, 상기 임펠러와 베어링 사이에 배치되는 상태로 회전축에 결합되는 오일 슬링거와, 상기 오일 슬링거의 외면을 감싸는 상태로 결합되는 시일파트부로 구성되는 압축기에 있어서, 상기 시일파트부에는 오일 슬링거와 접하는 면부에서 시일파트부의 반경방향으로 통로가 형성되어 있고; 상기 통로와 이젝터의 고압공급부간에는 고압소스라인이 연결되어 있으며; 상기 이젝터의 배출부와 오일탱크 간에는 배출라인이 연결되어 있고; 상기 이젝터의 흡입부에는 증발기 측의 오일회수라인이 연결되어 있어, 상기 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압소스를 사용하여 오일을 회수할 수 있도록 하는 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기가 제공된다.

또한, 상기 시일파트부는 래비린스 시일파트부인 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은 증발기로부터 오일을 회수하고자 사용되는 고압소스를 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압소스로 사용토록 변경함으로써, 볼류트실 측의 고압소스를 사용함에 따른 압력 손실 발생과 효율감소를 방지하고, 그와 더불어 임펠러의 뒷판부에서 형성되는 고압으로 인해 발생하는 추력도 감쇄시켜 임펠러의 떨림과 회전구동에 대한 손실을 줄이고, 그에 따라 압축능력과 압축성능을 높일 수 있도록 한 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 볼류트실 측의 고압소스를 사용하는 일반적인 압축기의 오일회수라인구조를 나타낸 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기를 보여주는 개략적인 요부 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부를 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 3의 B부를 나타낸 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 2에서는 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기를 보여주는 개략적인 요부 단면도가 도시되어 있고, 도 3에서는 도 2의 A부를 나타낸 확대도가 도시되어 있다. 아울러 상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 부호를 부여하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 도시되지 아니한 구동원(예를 들면, 모터에 직결되거나 증속기어를 통해 연결되는 구조의 구동력으로 회전을 하게 되는 압축기(10)의 회전축(12) 일단에는 종래와 만찬가지로 임펠러(14)가 연동하도록 결합되어 있다.

그리고, 냉매가 유입되는 화살표방향과 대응하는 상기 임펠러(14)의 뒷판부에는 오일 슬링거(oil slinger)(36)가 회전축(12)을 감싸는 상태로 회전축(36)에 결합되어 있다.

상기 회전축(12)에 결합되는 베어링(38)과 임펠러(14)사이에는 시일파트부(50)가 오일 슬링거(36)의 외면을 감싸는 구조로 결합 배치되어 있다. 상기 시일파트부(50)는 래비린스 시일(labyrinth seal)파트부로 이루어진다.

여기서 본 발명은, 도 4에서 보듯이 상기 시일파트부(50)에는 오일 슬링거(36)와 접하는 면부(50a)에서 시일파트부(50)의 반경방향으로 통로(52)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 통로(52)의 단부와 이젝터(26)의 고압공급부(28) 간에는 고압소스라인(54)이 연결되어 있고, 상기 이젝터(26)의 배출부(32)와 압축기(10)의 오일탱크(18) 간에는 배출라인(34)이 연결되어 있으며, 이젝터(26)의 흡입부(40)에는 증발기 측의 오일회수라인(24)이 연결되는 구조로 구성되어 있다. (도 2 및 도 3참조)

따라서, 압축기(10) 작동시에는, 임펠러(14)의 고속회전에 의하여 임펠러(14)의 뒷판부 즉, 시일파트부(50)의 면부(50a)와 오일 슬링거(36) 사이의 틈새에 고압이 형성된다.

위와 같이 시일파트부(50)의 면부(50a)와 오일 슬링거(36) 사이에 형성되는 고압은 통로(52)를 통해 고압소스라인(54)으로 누설되어 이젝터(26))를 작동시키고, 이것에 의해 증발기 측에 축적된 오일은 오일회수라인(24)으로 흡입되어 배출라인(34)을 통해 압축기(10)의 오일탱크(18)로 회수되게 된다.

결과적으로, 본 발명에 따른 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기를 사용하게 되면, 종래와 같이 볼류트실(20) 측의 고압소스를 사용함에 따른 볼류트실(20)의 압력 손실과 그에 따른 효율감소가 발생하지 않음은 물론, 특히 임펠러(14)의 뒷판부에서 형성되는 고압으로 인해 발생하였던 추력이 감쇄됨으로써 임펠러(14)의 떨림 및 회전구동에 대한 손실을 줄일 수 있고, 그로 인해 압축능력과 압축성능을 높일 수 있게 된다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다. 예를 들면, 첨부된 도면에서는 이젝터가 압축기의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나 이는 설명의 위한 하나의 예일 뿐, 이러한 구조로 한정되거나 국한될 필요는 없으며, 상기 이젝터(26)가 압축기(10)의 내부 배치되는 구성도 당업자라면 가능하므로 이러한 구성도 본 발명의 범위에 포함될 것이다.

10 : 압축기 12 : 회전축
14 : 임펠러 16 : 케이싱
18 : 오일 탱크 20 : 볼류트실
22 : 유로 24 : 오일회수라인
26 : 이젝터 28 : 고압공급부
30, 54 : 고압소스라인 32 : 배출부
34 : 배출라인 38 : 베어링
40 : 흡입부 50 : 시일 파트부
52 : 통로

Claims (2)

1. 오일탱크(18)와 임펠러(14)가 구비되는 케이싱(16)의 내부에 임펠러(14)와 결합되는 상태로 설치되는 회전축(12)과, 상기 회전축(12)에 결합되어 회전이 원할하게 이루어지도록 하는 베어링(38)과, 상기 임펠러(14)와 베어링(38) 사이에 배치되는 상태로 회전축(12)에 결합되는 오일 슬링거(36)와, 상기 오일 슬링거(36)의 외면을 감싸는 상태로 결합되는 시일파트부(50)로 구성되는 압축기에 있어서,
   상기 시일파트부(50)에는 오일 슬링거(36)와 접하는 면부(50a)에서 시일파트부(50)의 반경방향으로 통로(52)가 형성되어 있고;
   상기 통로(52)와 이젝터(26)의 고압공급부(28)간에는 고압소스라인(54)이 연결되어 있으며;
   상기 이젝터(26)의 배출부(32)와 오일탱크(18) 간에는 배출라인(34)이 연결되어 있고;
   상기 이젝터(26)의 흡입부(40)에는 증발기 측의 오일회수라인(24)이 연결되어 있어,
   상기 임펠러(14)의 뒷판부에서 형성되는 고압소스를 사용하여 오일을 회수할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 임펠러 뒷판에 형성되는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시일파트부(50)는 래비린스 시일파트부인 것을 특징으로 하는 고압소스를 이용한 오일회수 구조를 가지는 압축기.

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