KR101295614B1 - 압축기 - Google Patents

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아키오 사이키
아키히로 나카시마
신스케 아소우
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

압축기는 오일 분리실의 냉매로부터 분리된 윤활유를 저장하는 보조 및 주 오일 저장실을 구비한다. 보조 오일 저장실의 일부분은 오일 분리실의 주변부 벽에 의해 형성된다. 주변부 벽에는 오일 분리실 내의 윤활유를 보조 오일 저장실로 유입하기 위한 유입 통로가 형성된다. 유입 통로의 입구는 주변부 벽의 내면 상에서 오일 분리실에 개방된다. 유입 통로의 출구는 보조 오일 저장실에 개방된다. 주 오일 저장실은 중력의 방향으로 보조 오일 저장실의 아래에 위치된다. 보조 오일 저장실의 윤활유를 주 오일 저장실로 배출하기 위한 배출 포트는 보조 오일 저장실의 바닥부 벽에 형성된다.

Description

압축기{COMPRESSOR}
본 발명은, 하우징 내에 형성되고 냉매를 압축하는 압축부와, 압축부로부터 냉매를 유입하고, 냉매에 혼합된 윤활유를 분리하도록 냉매를 소용돌이치게 하는 주변부 벽을 구비하는 오일 분리실과, 냉매로부터 분리된 윤활유를 저장하는 오일 저장실을 포함하는 압축기에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 오일 저장실에 있는 윤활유를 압축부의 냉매 흡입측 구조로 공급하도록 구성된 압축기에 관한 것이다.
압축기의 일 예로서, 도 5에 특허문헌 1에 개시된 압축기(80)를 나타낸다. 압축기(80)는 하우징(81), 압축부(미도시)와 연통(communication)하는 냉매 토출실(82), 냉매 토출실(82)과 연통하는 냉매 출구(83) 및, 오일 분리실(84)을 포함한다. 압축기(80)는, 냉매 토출실(82)과 냉매 출구(83) 사이의 냉매 통로에 형성된 오일 분리실(84)을 하우징(81) 내에 수용한다. 오일 분리실(84)은 실린더 형상의 내벽(85)에 의해 형성된다. 오일 분리실(84)에는 실린더 형상의 분리관(86)이 배치된다. 분리관(86)은 냉매 출구(83)와 연결된 상측단과, 오일 분리실(84)의 바닥부 벽(bottom wall; 84b)으로부터 떨어진 위치에서 개방하는 하측단을 갖는다.
냉매 토출실(82)에 가까운 오일 분리실(84)의 상측 부분에 한쌍의 연통 구멍(87)이 형성된다. 오일 분리실(84)의 바닥부 벽(84b)의 중앙에 유입 구멍(84a)이 형성된다. 오일 분리실(84) 아래에 오일 저장실(88)이 형성된다. 오일 저장실(88)은 칸막이(89)에 의해 제1 오일 저장실(90)과 제2 오일 저장실(91)로 나누어진다. 제1, 제2 오일 저장실(90, 91)은 각각 하측부에 컷아웃(cutout; 90a, 91a)을 갖는다. 컷아웃(90a, 91a)은 연통로(92)에 의해 서로 연결된다. 제1 오일 저장실(90)은 유입 구멍(84a)에 의해 오일 분리실(84)에 연결된다. 제2 오일 저장실(91)은 압축부의 냉매 흡입측 구조에 연결된다.
냉매 토출실(82)로부터 연통 구멍(87)을 통해 오일 분리실(84)로 인도된 후에, 냉매는 오일 분리실(84)의 내벽(85)을 따라 소용돌이친다. 그 때, 냉매는 냉매 출구(83)로부터 분리관(86)의 하측단을 통해 압축기(80)의 외부로 배출된다. 반면에, 냉매 내의 윤활유는 내벽(85) 상에 모여 냉매로부터 분리된다. 분리된 윤활유는 오일 분리실(84)의 유입 구멍(84a)을 통해 제1 오일 저장실(90)로 유입된다. 제1 오일 저장실(90)로 유입된 후에, 윤활유는 컷아웃(90a, 91a)과 연통로(92)를 통해 제2 오일 저장실(91)로 이동하여, 압축기의 냉매 흡입측 구조로 공급된다.
따라서, 압축기(80)에서, 오일 분리실(84)로부터의 윤활유의 모멘텀(momentum)이 제1 오일 저장실(90)의 오일의 표면을 교란(disturbance)시킨다고 하더라도 제2 오일 저장실(91)의 오일 표면은 교란되지 않는다. 이로 인해, 가스 상태의 냉매가 냉매 흡입측 구조로 공급되는 것이 방지된다. 따라서, 압축기(80)는 냉매 흡입측 구조에 꾸준하게 윤활유를 공급할 수 있다.
상술한 것처럼, 도 5의 압축기(80)에서, 냉매에 섞인 윤활유는 오일 분리실(84)의 내벽 상에 모여짐으로써 냉매로부터 분리된다. 분리된 냉매는 내벽(85)으로부터 오일 분리실(84)의 바닥부 벽(84b)을 따라 흐르고, 바닥부 벽(84b)의 유입 구멍(84a)을 통해 오일 저장실(88)로 유입된다. 오일 분리실(84)에서 윤활유는 바닥부 벽(84b)을 따라 흐르기 때문에, 오일 저장실(88)에 윤활유가 유입되기까지 시간이 소요된다. 윤활유는, 바닥부 벽(84b)을 따라 흐르는 동안, 냉매와 함께 압축기(80)의 외부로 운반될 수도 있다.
일본공개특허공보 제2005-171860호
따라서, 본 발명의 목적은, 오일 저장실에서 오일 표면의 교란을 억제하고, 윤활유가 오일 분리실로부터 외부로 흐르는 것을 제한할 수 있는 압축기를 제공하는 것에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 압축부, 오일 분리실, 보조 오일 분리실 및, 주 오일 저장실을 포함하는 압축기가 제공된다. 압축부는 하우징에 위치되어 냉매를 압축한다. 냉매는 압축부로부터 오일 분리실로 유입된다. 오일 분리실은 냉매에 소용돌이를 발생시켜 냉매에 혼합된 윤활유를 분리시키기 위한 주변부 벽을 갖는다. 보조 오일 저장실과 주 오일 저장실은 냉매로부터 분리된 윤활유를 저장한다. 오일 분리실의 주변부 벽에 의해 보조 오일 저장실의 일부가 형성된다. 주변부 벽에는 오일 분리실의 윤활유를 보조 오일 저장실로 유입하는 유입 통로가 형성된다. 유입 통로는 일단(one end)에 위치된 입구 및 타단(other end)에 위치된 출구를 갖는다. 유입 통로의 입구는 주변부 벽의 내면 상에서 오일 분리실에 개방된다. 유입 통로의 출구는 보조 오일 저장실에 개방된다. 주 오일 저장실은 중력 방향으로 보조 오일 저장실의 아래에 위치된다. 보조 오일 저장실의 바닥부 벽에는 배출 포트(drain port)가 형성된다. 배출 포트는 보조 오일 저장실의 윤활유를 주 오일 저장실로 배출시키고, 주 오일 저장실의 윤활유는 압축부의 흡입측 구조로 공급된다.
본 발명의 다른 실시형태와 장점은, 본 발명의 사상을 일 예로서 보여주는, 첨부도면을 참조로 한 이하 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 압축기의 단면도이다.
도 2a는 도 1의 라인 Ⅱa를 따른 단면도이다.
도 2b는 도 1의 라인 Ⅱb를 따른 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가스켓 및 압축기의 내부를 나타내는 도면이다.
도 4는 보조 오일 저장실 및 주 오일 저장실을 나타내는, 도 3의 라인 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.
도 5는 종래의 압축기를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 스크롤 압축기(10)를 도 1 내지 4를 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 스크롤 압축기(10)의 하우징은, 중앙 하우징 부재(12)(쉘(shell))의 일단에 전방 하우징 부재(11)를 연결하고 중앙 하우징 부재(12)의 타단에 후방 하우징 부재(13)를 연결함으로써 형성된다. 전방 하우징 부재(11), 중앙 하우징 부재(12) 및, 후방 하우징 부재(13)는 체결 볼트(B)를 사용하여 함께 고정되어 있다. 본 실시형태에서, 중앙 하우징 부재(12), 전방 하우징 부재(11) 및, 후방 하우징 부재(13)는 하우징 형성 부재로서 기능한다.
도 1에 도시된 것처럼, 스크롤 압축기(10)의 하우징은, 그 안에 냉매 압축을 위한 스크롤 타입 압축부(C)를 수용한다. 구체적으로, 중앙 하우징 부재(12)는, 밀폐된 일 단부와, 전방 하우징 부재(11)를 향하는 개구를 갖는 실린더로 형성된다. 중앙 하우징 부재(12)에는 압축부(C)의 일부인 고정 스크롤(16)이 형성된다. 고정 스크롤(16)은, 중앙 하우징 부재(12)의 밀폐된 단부를 형성하는 고정 베이스 플레이트(14) 및, 중앙 하우징 부재(12) 내에서 고정 베이스 플레이트(14)로부터 연장하는 고정 와류벽(volute wall; 15)에 의해 형성된다.
전방 하우징 부재(11)는 레이디얼 베어링(18)으로 회전축(17)의 대(大)직경부(17a)를 회전 지지한다. 회전축(17)의 대직경부(17a)는, 고정 스크롤(16)에 대향하는 단면(end face; 17b)과 일체로 형성된 편심축(eccentric shaft; 19)을 구비한다. 편심축(19)의 축은 회전축(17)의 축으로부터 오프셋(offset)되어 있다.
편심축(19)은, 평형추(20)와 부싱(bushing; 21)이 편심축(19)에 대하여 회전하도록 평형추(20)와 부싱(21)을 지지한다. 부싱(21)은, 압축부(C)의 일부를 형성하는 선회 스크롤(23)이 고정 스크롤(16)에 대향하도록, 니들 베어링(24)을 이용하여 선회 스크롤(23)을 지지한다. 선회 스크롤(23)은 부싱(21)에 대하여 회전한다. 선회 스크롤(23)은, 고정 베이스 플레이트(14)와 대향하는 선회 베이스 플레이트(25)와, 선회 베이스 플레이트(25)로부터 연장하여 고정 와류벽(15)과 맞물리는 선회 와류벽(26)에 의해 형성된다.
가변적인 부피를 갖는 압축실(S)은 고정 스크롤(16)의 고정 베이스 플레이트(14)와 선회 스크롤(23)의 선회 베이스 플레이트(25) 사이에 형성된다. 고정 베이스 플레이트(14)에는 압축실(S)과 연통하는 토출 포트(14a)가 형성된다. 토출 포트(14a)는 고정 베이스 플레이트(14)에 고정된 토출 밸브 플랩(discharge valve flap; 14b)에 의해, 선택적으로 개방, 폐쇄된다. 토출 밸브 플랩(14b)의 개방 정도는, 고정 베이스 플레이트(14)에 고정된 리테이너(retainer; 14c)에 의해 제한된다.
토출 포트(14a)는, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)에 의해 형성된 토출실(31)과 연통한다. 압축실(C)의 흡입측 구조인 흡입실(30)은, 중앙 하우징 부재(12)의 주변부 벽과 선회 스크롤(23)의 선회 와류벽(26)의 가장 바깥쪽 부분과의 사이에 형성된다. 즉, 하우징 내에서, 흡입실(30)은 압축실(C)의 반지름 방향으로 바깥 부분에 위치된다. 흡입실(30)과 연통하는 흡입 포트(12a)는, 중앙 하우징 부재(12)의 주변부 벽에 형성된다.
전방 하우징 부재(11)는, 선회 베이스 플레이트(25)의 반지름 방향으로 바깥쪽에 대향하는 단면에 형성되는 회전 방지 구멍(11a)을 구비한다. 회전 방지 구멍(11a)은 선회 베이스 플레이트(25)의 원주 방향으로 배열된다. 선회 베이스 플레이트(25)는 회전 방지 구멍(11a)과 동일한 수의 회전 방지 구멍(25a)을 갖는다. 회전 방지 구멍(25a)은 선회 베이스 플레이트(25)의 원주 방향으로 배열된다. 회전 방지 구멍(11a, 25a)에는 회전 방지 핀(32)의 단부가 삽입된다.
회전축(17)과 편심축(19)이 회전함에 따라 선회 스크롤(23)은 선회하여, 흡입 포트(12a)를 통하여 흡입실(30)로 냉매가 유입되고, 이어서 고정 베이스 플레이트(14)와 선회 베이스 플레이트(25) 사이의 공간으로 흐른다. 선회 스크롤(23)이 선회함에 따라, 각 회전 방지 핀(32)의 원주면(circumferential surface)은 대응하는 회전 방지 구멍(11a, 25a)의 내주면(inner circumferential surface)을 따라 미끄러진다. 이에 따라, 선회 스크롤(23)은 회전하지 않고 선회한다. 선회 스크롤(23)이 선회함에 따라, 압축실(S)의 부피를 감소시키면서, 압축실(S)은 스크롤(16, 23)의 와류벽(15, 26)의 내측 단부를 향해 이동된다. 압축실(S)의 부피 감소에 의해 압축된 냉매 기체는, 토출 포트(14a)를 통하여 토출실(31)로 배출된다.
도 1, 도 2a 및, 도 2b를 참조하여, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)의 연결에 의해 형성되는, 머플러실(40), 오일 분리실(41), 보조 오일 저장실(42) 및, 주 오일 저장실(44)을 이하 설명한다.
후방 하우징 부재(13)에 대향하는 위치에 있는, 중앙 하우징 부재(12)의 고정 베이스 플레이트(14)의 주변부 에지(edge)로부터 제1 환형벽(the first annular wall; 12c)이 연장한다. 제1 환형벽(12c)에 대향하는 위치에 있는, 후방 하우징 부재(13)의 바닥부(13a)의 주변부 에지로부터 제2 환형벽(13c)이 연장한다. 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)가 서로 결합되는 경우, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13) 사이에 가스켓(50)이 보유되어, 가스켓(50)에 의해 냉매와 윤활유가 챔버(40, 41, 42, 44)로부터 누설되는 것이 방지된다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼, 고정 베이스 플레이트(14) 상에서 중력 방향에 대하여 하부에 제1 분단벽(12d)이 형성된다. 제1 분단벽(12d)은 제1 환형벽(12c)의 두 지점을 연결한다. 고정 베이스 플레이트(14), 제1 분단벽(12d) 및, 제1 환형벽(12c)에 의해 둘러싸인 공간은 주 오일 저장실(44)의 일부를 형성한다. 반면에, 후방 하우징 부재(13)의 바닥부(13a) 상에서 중력 방향에 대하여 하부에 제1 분단벽(13d)이 형성된다. 제1 분단벽(13d)은 제2 환형벽(13c)의 두 지점을 연결한다. 바닥부(13a), 제1 분단벽(13d) 및, 제2 환형벽(13c)에 의해 둘러싸인 공간은 주 오일 저장실(44)의 일부를 형성한다. 도 4에 도시된 것처럼, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)가 함께 결합되는 경우, 주 오일 저장실(44)의 두 부분이 연결되어, 하우징 내에 주 오일 저장실(44)이 형성된다. 도 2a에 도시된 것처럼, 중앙 하우징 부재(12)의 제1 환형벽(12c)의 단면에 유입 통로(12h)가 형성된다. 유입 통로(12h)는 제1 환형벽(12c) 둘레의 실질적으로 중간 정도를 연장하여 주 오일 저장실(44)과 흡입실(30)을 서로 연결한다.
또한, 고정 베이스 플레이트(14) 상에서 중력 방향에 대하여 상부에 제2 분단벽(12e)이 형성된다. 제2 분단벽(2e)은 제1 환형벽(12c)의 두 지점을 연결한다. 고정 베이스 플레이트(14), 제2 분단벽(12e) 및, 제1 환형벽(12c)에 의해 둘러싸인 공간은 머플러실(40)의 일부를 형성한다. 반면에, 도 2b에 도시된 것처럼, 후방 하우징 부재(13)의 바닥부(13a) 상에서, 중력 방향에 대하여 상부에 제2 분단벽(13e)이 형성된다. 제2 분단벽(13e)은 제2 환형벽(13c)의 두 지점을 연결한다. 바닥부(13a), 제2 분단벽(13e) 및, 제2 환형벽(13c)에 의해 둘러싸인 공간은 머플러실(40)의 일부를 형성한다. 도 3에 도시된 것처럼, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)가 서로 결합되는 경우, 머플러실(40)의 두 부분이 연결되어 하우징 내에 머플러실(40)이 형성된다. 머플러실(40)은 제2 환형벽(13c)에 형성된 출구 구멍(13b)과 연결되고, 출구 구멍(13b)은 외부와 연결된다.
도 2a에 도시된 것처럼, 중력 방향으로 연장하고 제1 분단벽(12d)과 제2 분단벽(12e)을 서로 연결하도록, 고정 베이스 플레이트(14) 상에 제3 분단벽(12f)이 형성된다. 고정 베이스 플레이트(14), 제1 환형벽(12c), 제1 분단벽(12d), 제2 분단벽(12e) 및, 제3 분단벽(12f)에 의해 둘러싸인 공간은 토출실(31)의 일부를 형성한다. 반면에, 도 2b에 도시된 것처럼, 중력의 방향으로 연장하고 제1 분단벽(13d)과 제2 분단벽(13e)을 서로 연결하도록, 후방 하우징 부재(13)의 바닥부(13a) 상에 제3 분단벽(13f)이 형성된다. 바닥부(13a), 제2 환형벽(13c), 제1 분단벽(13d), 제2 분단벽(13e) 및, 제3 분단벽(13f)에 의해 둘러싸인 공간은 토출실(31)의 일부를 형성한다. 도 1에 도시된 것처럼, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)가 서로 결합되는 경우, 토출실(31)의 두 부분이 서로 연결되어 하우징 내에 토출실(31)이 형성된다.
도 2a에 도시된 것처럼, 제1 분단벽(12d)과 제2 분단벽(12e)을 서로 연결하도록, 고정 베이스 플레이트(14) 상의 제3 분단벽(12f) 옆 위치에 제4 분단벽(12g)이 형성된다. 고정 베이스 플레이트(14), 제1 분단벽(12d), 제2 분단벽(12e), 제3 분단벽(12f) 및, 제4 분단벽(12g)에 의해 둘러싸인 공간은 오일 분리실(41)의 일부를 형성한다. 반면에, 도 2b에 도시된 것처럼, 제1 분단벽(13d)과 제2 분단벽(13e)을 서로 연결하도록, 후방 하우징 부재(13)의 바닥부(13a) 상의 제3 분단벽(13f) 옆 위치에, 제4 분단벽(13g)이 형성된다. 바닥부(13a), 제1 분단벽(13d), 제2 분단벽(13e), 제3 분단벽(13f) 및, 제4 분단벽(13g)에 의해 둘러싸인 공간은 오일 분리실(41)의 일부를 형성한다. 도 3에 도시된 것처럼, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)가 서로 결합되는 경우, 오일 분리실(41)의 두 부분이 서로 연결되어 하우징 내에 오일 분리실(41)이 형성된다.
도 2a에 도시된 것처럼, 중앙 하우징 부재(12)에서, 고정 베이스 플레이트(14), 제1 환형벽(12c), 제1 분단벽(12d) 및, 제4 분단벽(12g)에 의해 둘러싸인 공간은 보조 오일 저장실(42)의 일부를 형성한다. 보조 오일 저장실(42)의 부피는 주 오일 저장실(44)의 부피보다 작다. 도 2b에 도시된 것처럼, 후방 하우징 부재(13)에서, 바닥부(13a), 제2 환형벽(13c), 제1 분단벽(13d) 및, 제4 분단벽(13g)에 의해 둘러싸인 공간은 보조 오일 저장실(42)의 일부를 형성한다. 도 4에 도시된 것처럼, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)가 서로 결합되는 경우, 보조 오일 저장실(42)의 두 부분이 연결되어 하우징 내에 보조 오일 저장실(42)이 형성된다.
도 3에 도시된 것처럼, 하우징에서, 오일 분리실(41)은 토출실(31) 옆에 배치된다. 즉, 오일 분리실(41)은, 토출실(31)로부터 중력 방향(세로 방향)에 대해 수직 방향으로 떨어진 곳에 위치된다. 오일 분리실(41)의 주변부 벽은, 중앙 하우징 부재(12)의 고정 베이스 플레이트(14), 제3 분단벽(12f), 제4 분단벽(12g), 후방 하우징 부재(13)의 바닥부(13a), 제3 분단벽(13f) 및, 제4 분단벽(13g)을 결합함으로써 실린더와 같은 모양으로 형성된다. 오일 분리실(41)의 주변부 벽은, 상부 벽(제2 분단벽(12e, 13e))과 바닥부 벽(제1 분단벽(12d, 13d))을 제외한 오일 분리실(41)을 형성하는 벽의 조합을 지칭한다. 주변부 벽은, 오일 분리실(41)내에서 냉매의 소용돌이 흐름이 발생하도록 실린더 형상을 갖는다.
오일 분리실(41)의 주변부 벽의 일부를 형성하는 제3 분단벽(12f)에, 토출 구멍(31a)이 형성된다. 토출 구멍(31a)은 토출실(31)과 오일 분리실(41)을 서로 연결한다. 오일 분리실(41)의 상부 벽을 형성하는 제2 분단벽(12e, 13e)의 중앙부에는, 토출로(41a)가 형성된다. 토출로(41a)는 오일 분리실(41)과 머플러실(40)을 서로 연결한다. 토출실(31)과 머플러실(40)은 오일 분리실(41)을 통하여 서로 연결되어, 토출실(31)에 유입된 냉매가 오일 분리실(41)을 통해 머플러실(40)로 배출된다.
하우징 내에서, 보조 오일 저장실(42)은 오일 분리실(41) 옆, 즉 오일 분리실(41)로부터 중력 방향(세로 방향)에 대해 수직 방향으로 떨어진 곳에, 또한 오일 분리실(41)의 바닥부 위에 배치된다. 보조 오일 저장실(42)은, 중앙 하우징 부재(12)의 고정 베이스 플레이트(14), 제1 환형벽(12c), 제1 분단벽(12d), 제4 분단벽(12g), 제2 분단벽(12e), 후방 하우징 부재(13)의 바닥부(13a), 제2 환형벽(13c), 제1 분단벽(13d), 제4 분단벽(13g) 및, 제2 분단벽(13e)을 조합함으로써 형성된다.
따라서, 보조 오일 저장실(42)을 형성하는 제4 분단벽(12g, 13g)은 오일 저장실(41)의 주변부 벽 또한 형성한다. 보조 오일 저장실(42)의 일부는 오일 저장실(41)의 주변부 벽에 의해 형성된다. 즉, 제4 분단벽(12g, 13g)은 오일 분리실(41) 및 보조 오일 저장실(42) 양쪽을 형성하는 기능을 한다. 오일 분리실(41)과 보조 오일 저장실(42)은, 제4 분단벽(12g, 13g)을 사이에 두고, 중력 방향에 대해 수직 방향으로 서로 인접(나란히 배치)한다.
중앙 하우징 부재(12)의 제4 분단벽(12g)에는, 제4 분단벽(12g)의 단면 상에 오목부를 만듦으로써, 유입 통로(43)가 형성된다. 유입 통로(43)는 오일 분리실(41)과 보조 오일 저장실(42)을 서로 연결한다. 통로의 방향으로 연장하는 유입 통로(43)의 개구는, 가스켓(50)이 제4 분단벽(12g, 13g) 사이에 보유되는 경우, 가스켓(50)에 의해 밀폐된다. 유입 통로(43)는 일단에 입구(43a) 및 타단에 출구(43b)를 갖는다. 입구(43a)는 중력의 방향으로 오일 분리실(41)의 하부와 연통한다. 출구(43b)는 입구(43a)보다 높은 위치에서 보조 오일 저장실(42)의 하부와 연통한다. 입구(43a)는 제4 분단벽(12g)(주변부 벽의 내면) 상에서 오일 분리실(41)로 개방된다. 출구(43b)는 제4 분단벽(12g) 상에서 보조 오일 저장실(42)로 개방된다.
오일 분리실(41)과 보조 오일 저장실(42) 사이의 압력 차이로 인하여, 오일 분리실(41)에서 분리된 윤활유는, 유입 통로(43)를 통하여 보조 오일 저장실(42)의 하부에 유입된다. 유입 통로(43)의 단면적은, 중력 방향에 수직인 오일 분리실(41)의 단면적보다 작다.
하우징에서, 주 오일 저장실(44)은 중력의 방향으로 토출실(31), 오일 분리실(41) 및, 보조 오일 저장실(42) 아래에 위치된다. 보조 오일 저장실(42)에서, 중앙 하우징 부재(12)의 제1 분단벽(12d)과 후방 하우징 부재(13)의 제1 분단벽(13d)은 보조 오일 저장실(42)의 바닥부 벽과 주 오일 저장실(44)의 상부 벽을 형성한다. 도 2b에 도시된 것처럼, 보조 오일 저장실(42)의 바닥부 벽을 형성하는 후방 하우징 부재(13)의 제1 분단벽(13d)의 일부에 배출 포트(45)가 형성된다. 배출 포트(45)는 제1 분단벽(13d)의 단면에 오목부를 만듦으로써 형성되며, 보조 오일 저장실(42)과 주 오일 저장실(44)을 서로 연결한다. 통로의 방향으로 연장하는 배출 포트(45)의 개구는, 가스켓(50)이 제1 분단벽(12d, 13d) 사이에 보유될 때 가스켓(50)에 의해 밀폐된다. 배출 포트(45)의 단면적은, 중력 방향에 수직인, 보조 오일 저장실(42)과 주 오일 저장실(44)의 단면적보다 작다.
도 4에 도시된 것처럼, 보조 오일 저장실(42)과 연통하는 유입 통로(43)와 배출 포트(45)는 가스켓(50)의 반대편에, 즉 각각 중앙 하우징 부재(12)에 대응하는 측과 후방 하우징 부재(13)에 대응하는 측에 위치한다. 보조 오일 저장실(42)은, 가스켓(50)에 의해 형성된 분단부(50a)에 의해, 출구(43b)에 대응하는 유입실(42a)과 배출 포트(45)에 대응하는 배출실(42b)로 나누어진다. 통상, 전체 보조 오일 저장실(42)을 개방하도록 가스켓(50)에 구멍이 형성된다. 분단부(50a)는, 당해 구멍의 크기를 줄임으로써 보조 오일 저장실(40)의 상부만을 개방하도록 형성된다. 분단부(50a)는 중력의 방향으로 보조 오일 저장실(42) 높이의 대략 절반정도의 높이를 갖는다. 유입실(42a)과 배출실(42b)을 서로 연결하기 위해, 분단부(50a)의 상측 에지와 보조 오일 저장실(42)의 상부 벽 사이에 연통부(42c)가 형성된다.
스크롤 압축기(10)의 작동을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
압축부(C)에 의해 압축된 냉매는, 토출실(31)로부터 토출 구멍(31a)을 통해 오일 분리실(41)의 상부로 배출되고, 이어서 오일 분리실(41)의 주변부 벽을 따라 상부로부터 하부를 향해 소용돌이친다. 이 소용돌이에 의해, 냉매에 포함된 윤활유는 냉매로부터 분리되어 오일 분리실(41)의 주변부 벽 상에 모인다. 오일 분리실(41)에서 윤활유가 제거된 냉매는 토출로(41a)를 통해 머플러실(40)로 유입되고, 출구 구멍(13b)을 통해 스크롤 압축기(10)의 외부로 배출된다.
오일 분리실(41)의 주변부 벽에 모인 윤활유는, 주변부 벽의 내면에 개방해 있는 유입 통로(43)의 입구(43a)에 도달하고, 이어서 오일 분리실(41)과 보조 오일 저장실(42) 사이의 압력차로 인하여, 유입 통로(43)를 통해 보조 오일 저장실(42)의 하부로 유입된다. 이 때, 유입 통로(43)의 단면적은 오일 분리실(41)의 단면적보다 작기 때문에, 윤활유가 유입 통로(43)를 통과할 때 유입 통로(43)에 의해 윤활유의 흐름이 제한되어, 압력이 감소된다. 또한, 유입 통로(43)의 입구(43a)는 중력의 방향으로 유입 통로(43)의 출구(43b) 아래에 위치되기 때문에, 보조 오일 저장실(42)로 유입되는 윤활유는 유입 통로(43)에 의해 보조 오일 저장실(42)을 향해 위쪽으로 유입된다.
유입 통로(43)을 통해 오일 분리실(41)로부터 보조 오일 저장실(42)로 유입된 후에, 윤활유는 출구(43b)로부터 유입실(42a)로 유입된다. 출구(43b)의 위치는 분단부(50a)의 상단보다 낮기 때문에, 윤활유는 분단부(50a)에 의해 차단되어 유입실(42a)에 일시적으로 저장된다. 그런 후에, 유입실(42a)에 저장된 윤활유가 넘쳐흐르면, 윤활유는 연통부(42c)를 통해 배출실(42b)로 흐른다.
배출실(42b)에 도달한 후에, 윤활유는 그 자체의 무게로 배출 포트(45)를 통해 주 오일 저장실(44)로 흐른다. 배출 포트(45)의 단면적은 보조 오일 저장실(42)과 주 오일 저장실(44)의 단면적보다 작다. 따라서, 윤활유가 배출 포트(45)를 통과할 때, 배출 포트(45)에 의해 윤활유의 흐름이 제한되어, 압력이 감소한다.
오일 분리실(41)에서 분리된 윤활유는, 유입 통로(43), 보조 오일 저장실(42) 및, 배출 포트(45)를 통과함으로써 유속(또는 모멘텀)이 감소되면서, 주 오일 저장실(44)로 유입된다. 그런 후에, 주 오일 저장실(44)에 있는 윤활유는 유입 통로(12h)를 통해 흡입실(30)로 공급된다.
상기 실시형태는 이하의 장점을 갖는다.
(1) 오일 분리실(41)은 하우징에 위치되고, 보조 오일 저장실(42)은 오일 분리실(41)의 옆 및 오일 분리실(41)에 인접하여 위치된다. 보조 오일 저장실(42)의 일부는, 오일 저장실(41)의 주변부 벽을 형성하는 제4 분단벽(12g, 13g)에 의해 형성된다. 또한, 오일 분리실(41)과 보조 오일 저장실(42)을 서로 연결하는 유입 통로(43)는 제4 분단벽(12g)에 형성되어, 오일 분리실(41)의 주변부 벽의 내면에서 유입 통로(43)의 입구(43a)가 개방된다. 이로 인해, 오일 분리실(41)의 주변부 벽을 따라 흘러내려가는 윤활유가 오일 분리실(41)의 바닥부 벽 상에 흐르지 않고, 입구(43a)로부터 유입 통로(43)를 통해 보조 오일 저장실(42)로 유입될 수 있다. 따라서, 오일 분리실(41)내의 윤활유가 오일 분리실(41)의 바닥부 벽을 따라 흐르는 경우와 비교하면, 윤활유가 보조 오일 저장실(42)로 빠르게 유입되어, 냉매에 의해 오일 분리실(41)로부터 거의 운반되지 않을 것이다. 다시 말해서, 윤활유가 냉매로부터 확실하게 분리될 수 있다.
(2) 하우징에서, 보조 오일 저장실(42)은 오일 분리실(41) 옆에 위치되고, 오일 분리실(41)과 보조 오일 저장실(42)은 유입 통로(43)에 의해 서로 연결된다. 또한, 주 오일 저장실(44)은 보조 오일 저장실(42)의 아래에 위치되고, 보조 오일 저장실(42)과 주 오일 저장실(44)은 배출 포트(45)에 의해 서로 연결된다. 오일 분리실(41)에서 분리된 윤활유의 모멘텀은, 윤활유가 유입 통로(43)를 통과하고 보조 오일 저장실(42)에 일시적으로 저장되기 때문에 감소된다. 또한, 윤활유는 배출 포트(45)를 통해 흐르기 때문에, 윤활유의 모멘텀은 더욱더 감소되어, 주 오일 저장실(44)에 도달하기 전에 거의 제거된다. 또한, 보조 오일 저장실(42)과 주 오일 저장실(44)은 분리된 공간이기 때문에, 윤활유가 보조 오일 저장실(42)에 유입되는 경우, 주 오일 저장실(44)의 오일 표면이 교란되지 않는다. 따라서, 주 오일 저장실(44)에서 오일 표면은 교란되는 것으로부터 방지된다. 이에 따라, 가스 상태 냉매가 흡입실(30)로 공급되는 것이 방지되어, 윤활유가 흡입실(30)로 꾸준하게 공급된다.
(3) 오일 분리실(41)에서, 냉매는 주변부 벽을 따라 상부로부터 바닥부까지 소용돌이치고, 소용돌이 운동에 의해 윤활유는 오일 분리실(41)의 주변부 벽을 따라 흐르게 된다. 윤활유가 냉매의 소용돌이 운동에 의해 유입 통로(43)의 입구(43a)로 안내되기 때문에, 분리된 윤활유를 유입 통로(43)에 인도하기 위한 어떠한 추가 부재도 요구되지 않는다.
(4) 오일 분리실(41)에서 분리된 윤활유는 유입 통로(43)를 통해 보조 오일 저장실(42)로 유입되고, 이어서 배출 포트(45)를 통해 주 오일 저장실(44)로 흐른다. 따라서, 오일 분리실(41)로부터 주 오일 저장실(44)로 흐를 때, 윤활유의 흐름은 유입 통로(43)와 배출 포트(45)를 통과함으로써 두번 제한된다. 따라서, 윤활유가 주 오일 저장실(44)에 도달하는 경우, 윤활유의 모멘텀이 감소된다.
(5) 오일 분리실(41)과 보조 오일 저장실(42)은 유입 통로(43)에 의해 서로 연결된다. 유입 통로(43)의 입구(43a)는 오일 분리실(41)의 하부에 위치되도록 형성되고, 유입 통로(43)의 출구(43b)는 입구(43a) 위에, 그리고 보조 오일 저장실(42)의 하부에 위치된다. 따라서, 오일 분리실(41) 내의 윤활유는 보조 오일 저장실(42)로 중력을 거슬러 위쪽으로 유입되고, 이에 따라, 윤활유 흐름의 모멘텀이 감소한다. 따라서, 윤활유가 보조 오일 저장실(42)로 유입되는 경우, 보조 오일 저장실(42)의 오일 표면이 교란되지 않는다.
(6) 또한, 유입 통로(43)의 출구(43b)는 보조 오일 저장실(42)의 하부에 형성된다. 따라서, 보조 오일 저장실(42)에 저장된 오일의 표면 위로 윤활유가 떨어지는 것이 방지되어, 보조 오일 저장실(42)의 오일 표면이 교란되지 않는다.
(7) 보조 오일 저장실(42)은 분단부(50a)에 의해, 유입 통로(43)의 출구(43b)에 대응하는 유입실(42a)과 배출 포트(45)에 대응하는 배출실(42b)로 나누어지고, 유입실(42a)과 배출실(42b)은 연통부(42c)에 의해 서로 연결된다. 따라서, 오일 분리실(41)로부터 보조 오일 저장실(42)로 유입된 윤활유는 분단부(50a)에 의해 차단되며, 유입실(42a)에 일시적으로 저장된다. 이에 따라, 윤활유 흐름의 모든 모멘텀이 실질적으로 제거된다.
(8) 유입실(42a)에 저장된 윤활유가 넘쳐흐르는 경우, 윤활유는 연통부(42c)를 통해 유입실(42a)로부터 배출실(42b)로 흘러나간다. 따라서, 배출실(42b)로 공급된 윤활유는 모멘텀을 가지고 있지 않아, 배출실(42b)의 오일 표면은 교란되지 않는다. 윤활유는 오일 표면이 안정된 배출실(42b)로부터 주 오일 저장실(44)로 흐르기 때문에, 주 오일 저장실(44)의 오일 표면은 교란되지 않는다.
(9) 보조 오일 저장실(42)을 유입실(42a)과 배출실(42b)로 나누는 분단부(50a)는 가스켓(50)에 의해 형성된다. 가스켓(50)은 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)에 의해 유지되어, 챔버(31, 40, 41, 42, 44)를 밀봉한다. 스크롤 압축기(10)에 필수적인 가스켓(50)에 의해 분단부(50a)가 형성되기 때문에, 어떠한 분단부도 보조 오일 저장실(42)과 일체로 형성될 필요가 없어, 분단부(50a)가 쉽게 형성된다.
(10) 보조 오일 저장실(42)을 유입실(42a)과 배출실(42b)로 나누는 분단부(50a)는 가스켓(50)에 의해 형성된다. 따라서, 분단부(50a)의 높이는 단순히 가스켓(50)을 가공함으로써 쉽게 조정될 수 있다.
(11) 오일 분리실(41), 보조 오일 저장실(42) 및, 주 오일 저장실(44)은, 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)에 형성된 이들 챔버(41, 42, 44)의 부분들을 결합함으로써 형성된다. 따라서, 각 챔버(41, 42, 44)는 하우징 부재(12, 13)에 걸쳐서 형성된다. 이에 따라, 예를 들면 후방 하우징 부재(13)에만 각 챔버(41, 42, 44)가 형성된 경우와 비교하여, 챔버(41, 42, 44)의 큰 부피가 확보된다.
(12) 압축기(10)는 스크롤 방식의 압축부(C)를 포함한다. 스크롤 방식의 압축부(C)의 흡입실(30)은, 후방 하우징 부재(13)와 가까운 압축부(C) 측에 위치되지 않고, 압축기(C)의 반지름 바깥부에 위치된다. 따라서, 오일 분리실(41), 보조 오일 저장실(42) 및, 주 오일 저장실(44)은, 압축기(10)의 축방향(회전축(17)의 축방향)으로 후방 하우징 부재(13)와 가까운 압축부(C)의 측면 상에 배치될 수 있다.
상술한 실시형태는 이하와 같이 변형될 수도 있다.
예시된 실시형태에서, 각 오일 분리실(41), 보조 오일 저장실(42) 및, 주 오일 저장실(44)은 중앙 하우징 부재(12)와 후방 하우징 부재(13)에 걸쳐서 형성된다. 그러나, 각 챔버(41, 42, 44)는 후방 하우징 부재(13)와 중앙 하우징 부재(12) 중 한 곳에 형성될 수도 있다.
예시된 실시형태에서, 분단부(50a)는 가스켓(50)에 의해 형성된다. 그러나, 분단부(50a)가 반드시 가스켓(50)에 의해 형성될 필요는 없다. 대신에, 분단부는 직접 중앙 하우징 부재(12) 또는 후방 하우징 부재(13) 상에 형성될 수도 있다. 다른 방법으로, 가스켓(50)과는 다른 부재를 이용하여 분단부를 형성할 수도 있다.
예시된 실시형태에서, 보조 오일 저장실(42)은 유입실(42a)과 배출실(42b)로 나누어진다. 그러나, 보조 오일 저장실(42)은 반드시 나누어질 필요는 없다.
예시된 실시형태에서, 유입 통로(43)는, 입구(43a)가 오일 분리실(41)의 하부에 위치되고, 출구(43b)는 입구(43a)의 위에, 그리고 보조 오일 저장실(42)의 하부에 위치되도록 형성된다. 그러나, 유입 통로(43)의 구조는 변형될 수도 있다. 예를 들면, 입구(43a)가 오일 분리실(41)의 주변부 벽에 형성되는 한, 입구(43a)의 위치는 필요에 따라 변형될 수도 있다. 예를 들면, 입구(43a)는 오일 분리실(41)의 상부에 형성될 수도 있다.
예시된 실시형태에서, 압축부(C)는 스크롤 방식 압축부이다. 그러나, 압축부(C)는 날개 방식의 압축부일 수도 있다.

Claims (6)

  1. 하우징 내에 위치되어 냉매를 압축하는 압축부와,
    상기 압축부로부터 냉매가 유입되며, 냉매에 소용돌이를 발생시켜 냉매에 혼합된 윤활유를 분리하기 위한 주변부 벽을 갖는 오일 분리실을 포함하는 압축기에 있어서,
    냉매로부터 분리된 윤활유를 저장하는 보조 오일 저장실 및 주(main) 오일 저장실을 포함하고,
    상기 보조 오일 저장실의 일부분은 상기 오일 분리실의 상기 주변부 벽에 의해 형성되고, 상기 주변부 벽에는 상기 오일 분리실 내의 윤활유를 상기 보조 오일 저장실로 유입하기 위한 유입 통로가 형성되며,
    상기 유입 통로는 일단(one end)에 위치된 입구와 타단(other end)에 위치된 출구를 가지며, 상기 유입 통로의 입구는 상기 주변부 벽의 내면 상에서 상기 오일 분리실에 개방되고, 상기 유입 통로의 출구는 상기 보조 오일 저장실에 개방되고,
    상기 주 오일 저장실은 중력의 방향으로 상기 보조 오일 저장실의 아래에 위치되고, 상기 보조 오일 저장실의 바닥부 벽에 배출 포트가 형성되며, 상기 배출 포트는 상기 보조 오일 저장실의 윤활유를 상기 주 오일 저장실로 배출시키고, 상기 주 오일 저장실의 윤활유는 상기 압축부의 흡입측 구조로 공급되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입 통로의 입구는 중력의 방향으로 상기 오일 분리실의 하측 부분에 위치되고,
    상기 유입 통로의 출구는 중력의 방향으로 상기 유입 통로의 입구 위에 위치되고, 또한 중력의 방향으로 상기 보조 오일 저장실의 하측 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보조 오일 저장실은 분단부에 의해, 상기 유입 통로의 출구에 대응하는 유입실 및 상기 배출 포트에 대응하는 배출실로 나누어지고,
    상기 유입실과 상기 배출실은, 중력의 방향으로 상기 분단부 위에 위치되는 연통부(communication portion)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조 오일 저장실은 복수의 하우징 형성 부재를 결합함으로써 형성되고,
    상기 하우징 형성 부재 사이에 가스켓이 보유되고, 상기 가스켓에 의해 상기 분단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오일 분리실 및 상기 주 오일 저장실은 상기 하우징 형성 부재를 결합함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압축부는 스크롤 방식인 것을 특징으로 하는 압축기.
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