KR101397375B1 - 압축기 및 냉동 장치 - Google Patents

Abstract

오일 분리기로 분리된 고온의 윤활유를 압축기의 내부로 복귀시키는 과정에서, 체적 효율의 대폭적인 저하를 억제할 수 있는 압축기를 제공하는 데에 있다. 압축 기구(15)로 압축된 냉매로부터 오일 분리기(2)에 의해 윤활유가 분리되고, 분리된 윤활유가 오일 복귀 통로(96)를 거쳐서, 케이싱(10)의 내부의 고압 공간(S1)으로 복귀된다. 이 고압 공간(S1)은 압축 기구(15)로 압축된 냉매가 토출되는 공간이다. 따라서, 오일 분리기(2)에 의해 분리된 윤활유가 압축되기 전의 냉매가 채워지는 공간으로 복귀되는 경우가 없기 때문에, 압축되기 전의 냉매가 고온의 윤활유에 의해 가열 팽창되는 경우가 없다. 이에 의해, 압축기(1)의 체적 효율의 저하를 억제할 수 있다.

Description

압축기 및 냉동 장치{COMPRESSOR AND REFRIGERATION DEVICE}

본 발명은 압축기 및 냉동 장치에 관한 것으로서, 특히, 압축기로부터 토출된 냉매에 포함되는 윤활유를 압축기로 복귀시키는 기구를 구비하는 압축기 및 당해 압축기를 구비하는 냉동 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉동 사이클을 행하는 냉매 회로를 구성하는 압축기에서는, 압축기 내부의 압축 기구의 미끄럼 이동부의 윤활성을 높이기 위해서, 윤활유(냉동기유)가 사용된다. 그로 인해, 압축기로부터 토출되는 냉매에는 윤활유가 포함된다. 그러나, 윤활유를 함유하는 냉매가 압축기 외부의 냉매 회로에 유입되면, 압축기 내부의 윤활유가 부족하여 미끄럼 이동부의 윤활 불량이 유발됨과 동시에, 응축기 내부의 전열관에 윤활유가 부착되어서 전열 작용이 저해되는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 종래, 윤활유를 함유하는 냉매가 냉매 회로를 순환하는 것을 방지하기 위해서, 압축기에 의해 압축된 냉매로부터 윤활유를 분리하여 압축기로 복귀시키는 기구가 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 평5-223074호 공보)에 기재되는 스크롤 압축기(스크롤형 압축기)는 압축기로부터 토출되는 냉매로부터 윤활유를 분리하는 오일 분리기(오일 세퍼레이터)에 접속되어 있다. 이 스크롤 압축기의 케이싱 상면에 배치되는 토출관은 압축기의 외부에 배치되는 오일 분리기에 직접 연통하고 있다. 토출관으로부터 토출된 냉매는, 오일 분리기의 내부로 보내져, 금속의 미세선을 둥글게 하여 형성한 오일 분리 수단을 통과하여, 윤활유가 분리된다. 냉매로부터 분리된 윤활유는, 오일 분리기 내부의 오일 저류실에 저류된다. 이 오일 저류실은 유로 저항을 갖는 오일 복귀 유로를 통하여, 압축기 내부의 오일 저류실 상부의 공간과 연통하고 있다. 따라서, 오일 분리기 내부의 오일 저류실에 저류된 윤활유는 오일 복귀 유로를 통하여 압축기 내부의 오일 저류실로 복귀된다.

일본 특허 공개 평5-223074호 공보

그러나, 종래의 스크롤 압축기에서는, 압축되어서 고온이 된 윤활유가, 압축되기 전의 저온의 냉매로 채워져 있는 압축기 내부의 공간으로 복귀되게 된다. 그로 인해, 종래의 스크롤 압축기에서는, 압축되기 전의 저온의 냉매가 고온의 윤활유로 가열되고, 가열에 의해 팽창된 냉매가 압축됨으로써, 체적 효율의 대폭적인 저하를 초래해버리는 문제가 발생하고 있었다.

본 발명의 목적은 오일 분리기로 분리된 고온의 윤활유를 압축기의 내부로 복귀시키는 과정에서 체적 효율의 저하를 억제할 수 있는 압축기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제1 관점에 따른 압축기는 케이싱과, 압축 기구와, 오일 분리기와, 오일 복귀 통로와, 이젝터 기구를 구비한다. 케이싱은 윤활유를 저부에 저류한다. 압축 기구는 케이싱의 내부에 수용된다. 오일 분리기는 케이싱의 외부에 배치된다. 오일 분리기는 압축 기구로부터 토출되는 고압 냉매로부터 윤활유를 분리한다. 오일 분리기로 분리된 윤활유는 오일 복귀 통로를 흐른다. 오일 복귀 통로는 케이싱의 내부에 형성되는 고압 공간과 연통한다. 고압 공간은 고압 냉매가 유입된다. 이젝터 기구는 고압 공간에 형성된다. 이젝터 기구는 냉매 가속 유로와, 오일 흡인 유로를 갖는다. 냉매 가속 유로에서는, 고압 냉매가 협착부를 통하여 흐르는 것에 의해 고압 냉매의 유속이 증대된다. 오일 흡인 유로는 오일 복귀 통로와 연통하여 오일 복귀 통로로부터 윤활유를 흡인한다. 또한, 오일 흡인 유로는 냉매 가속 유로와 합류한다.

제1 관점에 따른 압축기에서는, 압축 기구로 압축된 냉매로부터 오일 분리기에 의해 윤활유가 분리되고, 분리된 윤활유가 오일 복귀 통로를 거쳐서, 케이싱의 내부의 고압 공간에 직접 복귀된다. 이 고압 공간은 압축 기구로 압축된 냉매가 토출되는 공간이다. 따라서, 제1 관점에 따른 압축기에서는, 종래의 압축기와 달리, 오일 분리기에 의해 분리된 윤활유가 압축되기 전의 냉매가 채워지는 저압 공간으로 복귀되는 경우가 없기 때문에, 압축되기 전의 냉매가 고온의 윤활유에 의해 가열 팽창되는 경우가 없다. 이에 의해, 제1 관점에 따른 압축기는 체적 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 제1 관점에 따른 압축기에서는, 오일 분리기로 분리된 윤활유가 흐르는 오일 복귀 통로와, 고압 공간의 압력차가 작다. 따라서, 종래의 압축기에 있어서, 압축 전의 냉매가 채워지는 저압 공간에 윤활유를 적당량만 복귀시키기 위하여 필요했던 모세관 등의 압력 조정 기구가 불필요하게 된다. 이에 의해, 제1 관점에 따른 압축기는 부품수의 삭감에 기초하는 비용 절감을 도모할 수 있다.

삭제

또한, 제1 관점에 따른 압축기에서는, 이젝터 기구의 냉매 가속 유로의 협착부를 통과하는 냉매의 유속이 증대되어, 이젝터 효과에 의해 냉매 가속 유로와 합류하는 오일 흡인 유로에 부압이 발생하므로, 오일 복귀 통로로부터 오일 흡인 유로에 윤활유가 흡인되고, 흡인된 윤활유가 냉매 가속 유로에 공급된다. 이에 의해, 제1 관점에 따른 압축기는 압축기의 내부로 복귀시키는 윤활유의 양을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 제2 관점에 따른 압축기는 제1 관점에 따른 압축기로서, 오일 흡인 유로가 냉매 가속 유로와 대략 평행하게 합류한다.

제2 관점에 따른 압축기에서는, 오일 흡인 유로가 냉매 가속 유로와 대략 평행하게 합류하기 때문에, 오일 흡인 유로의 윤활유의 흐름은, 냉매 가속 유로에 합류하기 쉽다. 그로 인해, 오일 복귀 통로로부터 오일 흡인 유로에 흡인된 윤활유는, 냉매 가속 유로에 의해 효율적으로 공급된다. 이에 의해, 제2 관점에 따른 압축기는 압축기의 내부로 복귀시키는 윤활유의 양을 보다 증가시킬 수 있다.

본 발명의 제3 관점에 따른 압축기는 제1 관점 또는 제2 관점에 따른 압축기이며, 냉매 가속 유로가, 제1 유로 형성 부재와, 제2 유로 형성 부재로 형성된다. 제1 유로 형성 부재는, 케이싱과 함께 고압 냉매의 유로를 형성한다. 제2 유로 형성 부재는, 제1 유로 형성 부재와 함께 협착부를 형성한다. 또한, 오일 흡인 유로가 케이싱과, 제2 유로 형성 부재로 형성된다.

제3 관점에 따른 압축기에서는, 제1 유로 형성 부재와 케이싱에 의해 둘러싸인 공간(이하, 제1 공간이라고 함)의 내부에 제2 유로 형성 부재를 배치하고, 협착부를 갖는 냉매 가속 유로 및 오일 흡인 유로를 형성한다. 제1 유로 형성 부재는 소위 가스 가이드 부재로서 기능하고, 압축 기구에 의해 압축된 냉매는 제1 공간을 통과할 수 있다. 제2 유로 형성 부재는 소위 축류판으로서 기능하고, 제1 공간에서의 냉매의 유로의 일부를 서서히 좁히도록 배치된다. 구체적으로는, 제2 유로 형성 부재는 제1 유로 형성 부재와 함께 협착부를 갖는 냉매 가속 유로의 일부를 형성한다. 또한, 제2 유로 형성 부재는, 케이싱과의 사이에 공간(이하, 제2 공간이라고 함)을 형성한다. 이 제2 공간은 냉매가 협착부를 통과한 끝에서 제1 공간과 연통함과 함께, 오일 복귀 통로와 연통하는 오일 흡인 유로이다. 이에 의해, 제3 관점에 따른 압축기는 제1 유로 형성 부재 및 제2 유로 형성 부재를 사용해서 이젝터 기구를 효율적으로 구축할 수 있으므로, 부품수의 삭감에 기초하는 비용 절감을 도모할 수 있다.

본 발명의 제4 관점에 따른 압축기는 제1 관점 또는 제2 관점에 따른 압축기이며, 압축 기구를 지지하는 주프레임을 더 구비한다. 주프레임은 관통 구멍을 갖는다. 관통 구멍은 고압 공간과 연통하고, 압축 기구로부터 토출된 고압 냉매가 흐르는 공간이다. 냉매 가속 유로는 협착부를 갖는 관통 구멍 및 케이싱과 주프레임으로 형성되는 공간을 포함한다. 오일 흡인 유로는 케이싱과 주프레임으로 형성되는 공간을 포함한다.

제4 관점에 따른 압축기에서는, 협착부는 주프레임의 관통 구멍에 형성된다. 주프레임을 기계 가공함으로써, 높은 형상 정밀도를 갖는 협착부를 설치할 수 있다. 이에 의해, 제4 관점에 따른 압축기는 이젝터 기구에 의한 흡인력의 편차를 억제할 수 있다.

본 발명의 제5 관점에 따른 압축기는 케이싱과, 압축 기구와, 주프레임과, 이젝터 기구를 구비한다. 케이싱은 윤활유를 저부에 저류한다. 압축 기구는 케이싱의 내부에 수용된다. 압축 기구는 냉매를 압축하여 고압 냉매를 토출한다. 주프레임은 압축 기구를 지지한다. 이젝터 기구는 케이싱의 내부에 수용된다. 케이싱은 고압 공간 및 오일 분리 공간을 내부에 갖는다. 고압 공간은 압축 기구로부터 토출된 고압 냉매가 유입되는 공간이다. 오일 분리 공간은 고압 공간과는 다른 공간이며, 고압 냉매로부터 윤활유가 분리되는 공간이다. 주프레임은 관통 구멍 및 오일 배출 구멍을 갖는다. 관통 구멍은 고압 공간과 연통하고, 압축 기구로부터 토출된 고압 냉매가 흐르는 공간이다. 오일 배출 구멍은 고압 공간과 연통하고, 오일 분리 공간에서 분리된 윤활유가 흐르는 공간이다. 이젝터 기구는 고압 냉매가 협착부를 통하여 흐르는 것에 의해 고압 냉매의 유속이 증대되는 냉매 가속 유로와, 냉매 가속 유로와 합류하는 오일 흡인 유로를 갖는다. 냉매 가속 유로는 협착부를 갖는 관통 구멍 및 케이싱과 주프레임으로 형성되는 공간을 포함한다. 오일 흡인 유로는 오일 배출 구멍을 포함한다.

제5 관점에 따른 압축기에서는, 케이싱 내의 오일 분리 공간에서 분리된 윤활유는, 오일 분리 공간의 저부에 저류되는 경우가 없고, 이젝터 기구에 의해 고압 공간에 빠르게 배출된다. 이에 의해, 제5 관점에 따른 압축기는 윤활유의 분리 효율의 저하를 억제할 수 있다.

본 발명의 제6 관점에 따른 냉동 장치는, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 따른 압축기와, 응축기와, 팽창 기구와, 증발기를 구비한다.

제6 관점에 따른 압축기에서는, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 따른 압축기를, 냉동 장치가 구비할 수 있다. 이에 의해, 제6 관점에 따른 냉동 장치는, 압축기의 냉동 능력과, 성적 계수의 저하를 억제할 수 있다.

제1 관점에 따른 압축기는 체적 효율의 저하를 억제할 수 있음과 함께, 비용 절감을 도모할 수 있다. 또한, 제1 관점에 따른 압축기는 압축기의 내부로 복귀시키는 윤활유의 양을 증가시킬 수 있다.

삭제

제2 관점에 따른 압축기는 압축기의 내부로 복귀시키는 윤활유의 양을 더 증가시킬 수 있다.

제3 관점에 따른 압축기는 비용 절감을 도모할 수 있다.

제4 관점에 따른 압축기는 이젝터 기구에 의한 흡인력의 편차를 억제할 수 있다.

제5 관점에 따른 압축기는 윤활유의 분리 효율의 저하를 억제할 수 있다.

제6 관점에 따른 냉동 장치는 압축기의 냉동 능력과, 성적 계수의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기를 구비하는 냉매 회로의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기의 이젝터 기구 근방의 상세한 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 이젝터 기구를 구성하는 가스 가이드의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 이젝터 기구를 구성하는 축류판의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 축류판을 조합한 가스 가이드의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 스크롤 압축기의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 스크롤 압축기의 이젝터 기구 근방의 상세한 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 주프레임의 외관도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 주프레임의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 스크롤 압축기의 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 스크롤 압축기의 이젝터 기구 근방의 상세한 종단면도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 스크롤 압축기의 고정 스크롤 부품의 상면도이다.

-제1 실시 형태-

본 발명의 제1 실시 형태에 따른 압축기에 대해서, 도 1 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 압축기는 서로 맞물림하는 2개의 스크롤 부품 중 적어도 한쪽이 자전 운동을 하지 않고 공전 운동을 함으로써 냉매를 압축하는 스크롤 압축기이다.

〔구성〕

본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)의 종단면도를 도 1에 도시한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1), 오일 분리기(2), 응축기(3), 팽창 기구(4) 및 증발기(5)를 구비하는 냉매 회로의 개략도를 도 2에 도시한다. 이 냉매 회로는 냉매를 순환하는 냉동 사이클의 운전 동작을 행한다.

본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 토출관(20) 및 오일 복귀 통로(96)를 통하여, 스크롤 압축기(1)의 외부에 배치되는 오일 분리기(2)와 접속되어 있다. 이하, 스크롤 압축기(1)의 구성 부품 및 오일 분리기(2)에 대하여 상세하게 설명한다.

(1) 케이싱

케이싱(10)은 대략 원통 형상의 몸통부 케이싱부(11)와, 몸통부 케이싱부(11)의 상단부에 기밀 상태로 용접되는 공기(空器) 형상의 상벽부(12)와, 몸통부 케이싱부(11)의 하단부에 기밀 상태로 용접되는 공기 형상의 저벽부(13)를 갖는다. 케이싱(10)은 케이싱(10) 내외에서 압력 및 온도가 변화한 경우에 변형 및 파손이 일어나기 어려운 강성 부재로 성형된다. 또한, 케이싱(10)은 몸통부 케이싱부(11)의 대략 원통 형상의 축방향이 연직 방향을 따르도록 설치된다. 케이싱(10) 내에는, 냉매를 압축하는 압축 기구(15)와, 압축 기구(15)의 하방에 배치되는 구동 모터(16)와, 케이싱(10) 내를 상하 방향으로 연장되도록 배치되는 구동축(17) 등이 수용되어 있다. 또한, 케이싱(10)에는, 후술하는 흡입관(19), 토출관(20) 및 오일 복귀 통로(96)가 기밀 상태로 접합되어 있다.

(2) 압축 기구

압축 기구(15)는 고정 스크롤 부품(24)과, 선회 스크롤 부품(26)으로 구성되어 있다.

고정 스크롤 부품(24)은 제1 경판(24a)과, 제1 경판(24a)에 직립하여 형성되는 소용돌이 형상(인벌류트 형상)의 제1 랩(24b)을 갖고 있다. 고정 스크롤 부품(24)에는, 주흡입 구멍(도시하지 않음)과, 주흡입 구멍에 인접하는 보조 흡입 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 주흡입 구멍에 의해, 후술하는 흡입관(19)과 후술하는 압축실(40)이 연통되고, 보조 흡입 구멍에 의해, 후술하는 저압 공간(S2)과 후술하는 압축실(40)이 연통된다. 또한, 제1 경판(24a)의 중앙부에는, 토출 구멍(41)이 형성되고, 제1 경판(24a)의 상면에는, 토출 구멍(41)에 연통하는 확대 오목부(42)가 형성되어 있다. 확대 오목부(42)는 제1 경판(24a)의 상면에 오목 형성된 수평 방향으로 넓어지는 오목부에 의해 구성되어 있다. 그리고, 고정 스크롤 부품(24)의 상면에는, 이 확대 오목부(42)를 막도록 덮개(44)가 볼트(44a)에 의해 체결 고정되어 있다. 그리고, 확대 오목부(42)에 덮개(44)를 덮어 씌움으로써 압축 기구(15)의 운전음을 소음시키는 팽창실로 이루어지는 머플러 공간(45)이 형성되어 있다. 고정 스크롤 부품(24)과 덮개(44)는 패킹(도시하지 않음)을 개재하여 밀착시킴으로써 시일되어 있다. 또한, 고정 스크롤 부품(24)에는, 머플러 공간(45)과 연통하고, 고정 스크롤 부품(24)의 하면에 개구하는 제1 연락 통로(46)가 형성되어 있다.

선회 스크롤 부품(26)은 제2 경판(26a)과, 제2 경판(26a)에 직립하여 형성되는 소용돌이 형상(인벌류트 형상)의 제2 랩(26b)으로 구성되어 있다. 제2 경판(26a)의 하면 중앙부에는, 제2 축받침부(26c)가 형성되어 있다. 또한, 제2 경판(26a)에는, 급유 세공(63)이 형성되어 있다. 급유 세공(63)은 제2 경판(26a)의 상면 외주부와, 제2 축받침부(26c)의 내측의 공간을 연통하고 있다. 고정 스크롤 부품(24)과 선회 스크롤 부품(26)은 제1 랩(24b)과 제2 랩(26b)이 맞물림으로써, 제1 경판(24a), 제1 랩(24b), 제2 경판(26a) 및 제2 랩(26b)에 의해 둘러싸이는 압축실(40)을 형성한다.

(3) 주프레임

주프레임(23)은 압축 기구(15)의 하방에 배치되고, 그 외주면에서 케이싱(10)의 내벽에 기밀 상태로 접합되어 있다. 이로 인해, 케이싱(10)의 내부는, 주프레임(23) 하방의 고압 공간(S1)과, 주프레임(23) 상방의 저압 구간(S2)으로 구획되어 있다. 주프레임(23)은 주프레임(23)의 상면에 오목 형성되어 있는 주프레임 오목부(31)와, 주프레임(23)의 하면으로부터 하방으로 연장하여 설치되어 있는 제1 베어링부(32)를 갖고 있다. 이 제1 베어링부(32)에는, 상하 방향으로 관통하는 제1 베어링 구멍(33)이 형성되어 있다. 또한, 주프레임(23)은 볼트 등으로 고정함으로써 고정 스크롤 부품(24)을 적재하고, 후술하는 올덤 커플링(39)을 통하여 고정 스크롤 부품(24)과 함께 선회 스크롤 부품(26)을 끼움 지지하고 있다. 또한, 주프레임(23)의 외주부에는, 상하 방향으로 제2 연락 통로(48)가 관통하여 형성되어 있다. 이 제2 연락 통로(48)는 주프레임(23)의 상면에서 제1 연락 통로(46)와 연통하고, 주프레임(23)의 하면에서 토출구(49)를 통하여 고압 공간(S1)과 연통한다.

(4) 올덤 커플링

올덤 커플링(39)은 선회 스크롤 부품(26)의 자전 운동을 방지하기 위한 링 형상 부재로서, 주프레임(23)에 형성되는 타원 형상의 올덤 홈(26d)에 끼워 넣어져 있다.

(5) 구동 모터

구동 모터(16)는 주프레임(23)의 하방에 배치되는 브러시리스 DC 모터이다. 구동 모터(16)는 케이싱(10)의 내벽에 고정되는 스테이터(51)와, 이 스테이터(51)의 내측에 약간의 간극을 구비하여 회전 가능하게 수용되는 로터(52)에 의해 구성되어 있다.

스테이터(51)에는 티스부에 동선이 권회되어 있고, 상방 및 하방에 코일 엔드(53)가 형성되어 있다. 또한, 스테이터(51)의 외주면에는, 스테이터(51)의 상단부면으로부터 하단부면에 걸치고, 또한, 주위 방향으로 소정 간격을 두고 복수 개소에 절결 형성되어 있는 코어 커트부가 설치되어 있다. 그리고, 이 코어 커트부에 의해, 몸통부 케이싱부(11)와 스테이터(51)의 사이에 상하 방향으로 연장되는 모터 냉각 통로(55)가 형성되어 있다.

로터(52)는 그의 회전 중심에서, 후술하는 구동축(17)을 통하여 선회 스크롤 부품(26)에 연결되어 있다.

(6) 부프레임

부프레임(60)은 구동 모터(16)의 하방에 배치되어 있다. 부프레임(60)은 몸통부 케이싱부(11)에 고정되어 있음과 함께, 제3 베어링부(60a)를 갖고 있다.

(7) 오일 분리판

오일 분리판(73)은 케이싱(10) 내에서의 구동 모터(16)의 하방에 배치되고, 부프레임(60)의 상면측에 고정되어 있는 판상의 부재이다. 오일 분리판(73)은 하강하는 압축된 냉매 중에 포함되는 윤활유를 분리한다. 분리된 윤활유는 케이싱(10) 저부의 오일 저류부(P)에 낙하한다.

(8) 구동축

구동축(17)은 압축 기구(15)와 구동 모터(16)를 연결하고, 케이싱(10) 내를 상하 방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 구동축(17)의 하단부는 오일 저류부(P)에 위치하고 있다. 구동축(17)의 내부에는, 축 방향으로 관통하는 급유로(61)가 형성되어 있다. 이 급유로(61)는 구동축(17)의 상단부면과 제2 경판(26a)의 하면에 의해 형성되는 오일실(83)과 연통하고 있다. 이 오일실(83)은 제2 경판(26a)의 급유 세공(63)을 통하여, 고정 스크롤 부품(24)과 선회 스크롤 부품(26)의 미끄럼 이동부(이하, 간단히 「압축 기구(15)의 미끄럼 이동부」라고 함)에 연통하고, 최종적으로 저압 공간(S2)에 연결된다. 따라서, 구동축(17)이 축 회전 운동을 하면, 원심 펌프 작용 및 고저 차압에 의해, 오일 저류부(P)에 저류되는 윤활유가 급유로(61)를 상방을 향하여 흐르고, 오일실(83)에 공급된다. 그 후, 윤활유는 급유 세공(63)을 경유하여 압축 기구(15)의 미끄럼 이동부를 윤활한다.

또한, 구동축(17)은 제1 베어링부(32), 제3 베어링부(60a) 및 제2 축받침부(26c)에 윤활유를 각각 공급하기 위한 제1 급유 가로 구멍(61a), 제2 급유 가로 구멍(61b) 및 제3 급유 가로 구멍(61c)을 내부에 갖고 있다. 급유로(61)를 상승하는 윤활유는 제1 급유 가로 구멍(61a), 제2 급유 가로 구멍(61b) 및 제3 급유 가로 구멍(61c)에 공급되어, 구동축(17)의 베어링 미끄럼 이동부를 윤활한다.

(9) 이젝터 기구

이젝터 기구(91)는 주프레임(23)의 하면에 개구하는 토출구(49)의 하방에 위치한다. 이젝터 기구(91)는 가스 가이드(92)와, 축류판(93)으로 구성되어 있다. 도 1에 기재되어 있는 이젝터 기구(91)의 상세를 도 3에 도시한다. 또한, 이젝터 기구(91)를 구성하는 가스 가이드(92) 및 축류판(93)의 사시도를 각각 도 4 및 도 5에 도시한다. 또한, 축류판(93)과 조합한 가스 가이드(92)의 사시도를 도 6에 도시하였다.

가스 가이드(92)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 유로 형성부(92a)와, 2매의 제1 측벽부(92b)와, 2매의 외벽부(92c)로 구성되어 있다. 2매의 제1 측벽부(92b)는 제1 유로 형성부(92a)의 양단부로부터 각각 연장하여 설치되어 있고, 2매의 외벽부(92c)는 각자 제1 측벽부(92b)의 양단부로부터 각각 연장하여 설치되어 있다. 외벽부(92c)는 케이싱(10)의 내벽의 형상에 합치하는 면을 갖고 있으며, 가스 가이드(92)는 외벽부(92c)에서 케이싱(10)의 내벽면과 완전히 밀착할 수 있다. 이로 인해, 가스 가이드(92)를 케이싱(10)의 내벽면에 밀착시킨 경우, 제1 유로 형성부(92a) 및 제1 측벽부(92b)는 케이싱(10)의 내벽과 함께, 상단부와 하단부가 개구하고 있는 공간을 형성한다. 가스 가이드(92)의 상단부는 도 3에 도시된 바와 같이, 주프레임(23)의 하면과 접하고 있으므로, 가스 가이드(92)와 케이싱(10)에 의해 형성되는 공간은, 제2 연락 통로(48)로부터 토출구(49)를 통하여 연통하는 냉매의 유로가 된다. 또한, 도 3에 도시되는 가스 가이드(92)의 형상은 제1 유로 형성부(92a)의 종단면의 형상을 나타내고 있다.

축류판(93)은 도 5에 도시되는 바와 같이, 제2 유로 형성부(93a) 및 2매의 제2 측벽부(93b)로 구성되어 있다. 2매의 제2 측벽부(93b)는 제2 유로 형성부(93a)의 양단부로부터 각각 연장하여 설치되어 있다. 축류판(93)은 도 6에 도시된 바와 같이, 각자 제2 측벽부(93b)를 가스 가이드(92)의 각 제1 측벽부(92b)와 각각 밀착시킴으로써, 가스 가이드(92)와 조합할 수 있다. 도 3에 도시되는 축류판(93)의 형상은 제2 유로 형성부(93a)의 종단면의 형상을 나타내고 있다. 즉, 제2 유로 형성부(93a)는 가스 가이드(92)의 제1 유로 형성부(92a)와 케이싱(10)의 사이에 위치한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 가스 가이드(92)의 제1 유로 형성부(92a)와, 축류판(93)의 제2 유로 형성부(93a)의 간격은, 상방으로부터 하방으로 진행함에 따라서 서서히 좁아진다. 이때, 제1 유로 형성부(92a)와 제2 유로 형성부(93a)의 간격이 최소가 되는 협착부(94)가 형성된다. 제2 연락 통로(48)로부터 유입된 냉매는, 이 협착부(94)를 통과할 때에 유속이 증대되므로, 가스 가이드(92), 축류판(93) 및 케이싱(10)에 의해 형성되는 공간은 냉매 가속 유로(95a)를 형성한다.

또한, 축류판(93)과 케이싱(10) 사이의 공간은 오일 복귀 통로(96)와 연통하는 오일 흡인 유로(95b)의 일부를 형성한다. 오일 흡인 유로(95b)는 연락 공간(48b)에서 냉매 가속 유로(95a)와 합류한다. 축류판(93)의 상단부는 케이싱(10)과 접하고 있으므로, 냉매 가속 유로(95a)를 흐르는 냉매는 협착부(94)를 통과한 끝에서 오일 흡인 유로(95b)와 합류한다.

(10) 오일 분리기

오일 분리기(2)는 스크롤 압축기(1)의 토출관(20)으로부터 토출된 압축 냉매가 윤활유를 포함한 상태에서 외부의 냉매 회로에 유입하지 않도록, 냉매로부터 윤활유를 분리하고, 분리한 윤활유를 오일 복귀 통로(96)를 통하여 케이싱(10) 내의 고압 공간(S1)으로 복귀시키는 기능을 갖는다.

오일 분리기(2)는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매로부터 윤활유를 분리하는 기구를 내부에 구비하는 탱크(2a)와, 스크롤 압축기(1)의 토출관(20)으로부터 탱크(2a)의 내부로 윤활유를 함유하는 냉매를 도입하는 입구관(2b)과, 탱크(2a)로부터 외부의 냉매 회로로 윤활유가 분리된 냉매를 공급하는 출구관(2c)과, 냉매로부터 분리된 윤활유를 케이싱(10) 내의 고압 공간(S1)으로 복귀시키기 위한 유로가 되는 오일 복귀 통로(96)를 갖고 있다. 이 오일 복귀 통로(96)는 탱크(2a)의 저부에 접합되어 있다.

(11) 흡입관

흡입관(19)은 냉매를 압축 기구(15)에 유도하기 위한 부재로서, 케이싱(10)의 상벽부(12)에 기밀 상태로 집어 넣어져 있다.

(12) 토출관

토출관(20)은 냉매를 케이싱(10)으로부터 토출시키기 위한 부재로서, 케이싱(10)의 몸통부 케이싱부(11)에서의 고압 공간(S1)의 위치에 기밀 상태로 집어 넣어져 있다.

(13) 오일 복귀 통로

오일 복귀 통로(96)는 압축 기구(15)에 의해 압축된 냉매로부터 오일 분리기(2)에 의해 분리된 윤활유를, 케이싱(10)의 몸통부 케이싱부(11)에서의 고압 공간(S1)으로 복귀시키는 관이다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 오일 복귀 통로(96)는 축류판(93)의 하단부보다 상방의 위치에서 케이싱(10)과 접합되어 있다.

〔동작〕

이어서, 본 실시 형태의 스크롤 압축기(1)의 운전 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 냉매의 흐름에 대하여 설명한 후에, 오일 분리기(2)로부터 오일 복귀 통로(96)를 경유하여 스크롤 압축기(1)의 고압 공간(S1)으로 윤활유가 복귀되는 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 냉매의 흐름에 대하여 설명한다. 우선, 구동 모터(16)를 기동하면, 로터(52)의 회전에 따라 구동축(17)이 축 회전 운동을 시작한다. 구동축(17)의 축회전력은 제2 축받침부(26c)를 통하여 선회 스크롤 부품(26)에 전달된다. 선회 스크롤 부품(26)은 올덤 커플링(39)에 의해 자전 운동이 금지되어 있으므로, 구동축(17)의 축 회전 중심의 주위에서 자전 운동을 행하지 않고 공전 운동을 행한다. 한편, 냉매는 흡입관(19)으로부터 주흡입 구멍을 경유하거나, 또는, 저압 공간(S2)으로부터 보조 흡입 구멍을 경유하여 압축 기구(15)의 압축실(40)에 공급된다. 선회 스크롤 부품(26)의 선회 운동에 의해, 압축실(40)은 체적을 서서히 감소시키면서 고정 스크롤 부품(24)의 외주부로부터 중심부로 향하여 이동한다. 그 결과, 압축실(40) 내의 냉매는, 압축되어서 토출 구멍(41)으로부터 머플러 공간(45)으로 토출된다. 압축된 냉매는 제1 연락 통로(46) 및 제2 연락 통로(48)를 경유하여 토출구(49)로부터 고압 공간(S1)으로 유입하고, 이젝터 기구(91)를 통과하여 최종적으로 토출관(20)으로부터 토출된다. 그리고, 스크롤 압축기(1)로부터 토출된 고압의 냉매는, 오일 분리기(2)에서 윤활유가 분리된 후, 외부의 냉매 회로에 공급되어, 응축기(3), 팽창 기구(4) 및 증발기(5)를 경유하여 스크롤 압축기(1)의 흡입관(19)에 도입된다.

이 냉동 사이클의 압축 동작 중에, 오일 저류부(P)에 저류되는 윤활유가, 원심 펌프 작용 및 고저 차압에 의해 구동축(17)의 급유로(61)를 상승하고, 오일실(83) 및 급유 세공(63)을 경유하여 압축 기구(15)의 미끄럼 이동부에 공급된다. 이 미끄럼 이동부는 압축실(40)과 접하고 있기 때문에, 압축 기구(15)의 미끄럼 이동부에 공급된 윤활유는 압축실(40)에 공급된다. 그 결과, 압축실(40)에 공급된 윤활유는 냉매와 함께 압축된다. 또한, 제1 베어링부(32) 및 제2 축받침부(26c)에서의 미끄럼 이동부를 윤활한 윤활유는, 제1 베어링부(32)의 하단부로부터 고압 공간(S1)에 누출됨과 동시에, 주프레임(23)에 형성되어 주프레임 오목부(31)와 고압 공간(S1)을 연통하는 오일 통로(도시하지 않음)를 통하여 고압 공간(S1)에 공급된다. 따라서, 스크롤 압축기(1)로부터 토출되는 고압의 냉매는 윤활유를 함유한다.

스크롤 압축기(1)로부터 토출된 윤활유를 함유하는 고압의 냉매는 오일 분리기(2)의 입구관(2b)으로부터 탱크(2a)의 내부에 흡입되어서, 윤활유가 분리된다. 또한, 냉매로부터 윤활유를 분리하는 방식에는, 예를 들어, 원심 분리식이 있다. 원심 분리식에서는, 탱크(2a)의 내부에 선회판을 배치하고, 냉매를 선회 운동시켜서 원심력에 의해 냉매에 포함되는 윤활유의 유적을 분리시킨다. 냉매로부터 분리된 윤활유는, 탱크(2a)의 저부에 저류되고, 윤활유가 분리된 냉매는 출구관(2c)으로부터 외부의 냉매 회로에 공급된다. 탱크(2a)의 저부에 저류된 윤활유는 오일 복귀 통로(96)를 통하여, 스크롤 압축기(1)의 내부의 고압 공간(S1)으로 복귀된다. 이어서, 이 과정에 대하여 설명한다.

압축 기구(15)로 압축된 냉매는, 이젝터 기구(91)를 통과하여 최종적으로 토출관(20)으로부터 토출된다. 냉매는 이젝터 기구(91)를 통과할 때에 냉매 가속 유로(95a)를 흐른다. 이때, 냉매는 협착부(94)에서 유로가 좁혀지므로, 냉매의 유속은 증대된다. 냉매 가속 유로(95a)는 냉매가 협착부(94)를 통과한 끝에서 오일 흡인 유로(95b)와 합류하므로, 이젝터 효과에 의해 오일 흡인 유로(95b)에 부압이 발생한다. 이에 의해, 오일 흡인 유로(95b)와 연통하는 오일 복귀 통로(96) 내의 윤활유가 오일 흡인 유로(95b)에 흡인된다. 오일 흡인 유로(95b)에 흡인된 윤활유는 냉매 가속 유로(95a)에서의 냉매의 흐름에 합류하고, 고압 공간(S1)을 낙하하여 케이싱(10) 저부의 오일 저류부(P)에 공급된다.

〔특징〕

본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)에서는, 압축 기구(15)에 의해 압축된 냉매가 케이싱(10) 내의 고압 공간(S1)에 배치된 이젝터 기구(91)를 통과할 때에 발생하는 이젝터 효과에 의해, 오일 분리기(2)로 분리된 윤활유가 오일 복귀 통로(96)로부터 고압 공간(S1)에 흡인된다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)에서는, 오일 분리기로 분리된 고온의 윤활유가, 압축되기 전의 냉매가 채워져 있는 공간(예를 들어, 압축기의 냉매의 흡인관)으로 복귀되지 않기 때문에, 압축되기 전의 냉매가 고온의 윤활유에 의해 가열 팽창하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)는 압축기의 체적 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)에서는, 종래의 압축기에서, 압축 전의 냉매가 채워지는 저압 공간에 윤활유를 적당량만큼 복귀시키기 위하여 필요했던 모세관 등의 압력 조정 기구가 불필요하다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)는 압축기의 부품수를 삭감하는 것에 의한 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)에서는, 오일 복귀 통로(96)로부터 고압 공간(S1)으로 윤활유가 흡인되는 기구를 실현하기 위해서, 운동 부분을 갖지 않는 이젝터 기구(91)를 이용하고 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)는 오일 복귀 기구의 설치 및 보수가 간편하다.

〔변형예〕

본 실시 형태에서는, 압축기로서, 고정 스크롤 부품(24)과 선회 스크롤 부품(26)으로 구성되는 압축 기구(15)를 구비하는 스크롤 압축기(1)를 사용하고 있지만, 다른 압축 기구를 구비하는 압축기를 사용해도 된다. 예를 들어, 로터리식의 압축기나 스크류식의 압축기를 사용해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 오일 분리기(2)가 스크롤 압축기(1)의 케이싱(10)의 외부에 배치되어 있지만, 오일 분리기(2)에 상당하는 오일 분리 기구가 케이싱(10)의 내부에 배치되어 있어도 된다. 이에 의해, 냉매 회로의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

-제2 실시 형태-

본 발명의 제2 실시 형태에 따른 압축기에 대해서, 도 7 내지 도 10을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)는 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)와 공통되는 구성, 동작 및 특징을 갖고 있다. 이하, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)와 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)의 상이점을 중심으로 설명한다.

〔구성〕

본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)의 종단면도를 도 7에 도시하였다. 본 실시 형태에서 사용되는 이젝터 기구(191) 근방의 확대 단면도를 도 8에 도시하였다. 본 실시 형태에서 사용되는 주프레임(123)의 외관도 및 단면도를 각각 도 9 및 도 10에 도시한다. 도 7 내지 도 10에 있어서, 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)와 동일한 구성 요소에는, 도 1과 동일한 참조 부호가 할당되어 있다.

(1) 주프레임

본 실시 형태에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 주프레임(123)은 제2 연락 통로(148)를 갖는다. 제1 실시 형태에 있어서의 제2 연락 통로(48)와 마찬가지로, 제2 연락 통로(148)는 주프레임(123)의 상면에서 제1 연락 통로(46)와 연통하고, 주프레임(123)의 하면에서 토출구(49)를 통하여 고압 공간(S1)과 연통한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 연락 통로(148)는 주프레임(123)을 연직 방향으로 관통하는 프레임 관통 구멍(148a)과, 프레임 관통 구멍(148a)의 하방에 위치하고 주프레임(123)의 외주면과 몸통부 케이싱부(11)의 내벽면 사이에 형성되는 연락 공간(148b)으로 구성된다. 도 9 및 도 10에 도시되는 바와 같이, 프레임 관통 구멍(148a)은 주프레임(123)의 주위 방향을 따라, 복수의 관통 구멍(148a1, 148a2, …)이 서로 연결되어 형성되어 있다. 도 8 및 도 10에 도시되는 바와 같이, 각각의 관통 구멍(148a1, 148a2, ···)의 하단부는, 연직 방향 하향의 윗부분이 잘린 원추 형상을 갖고 있다. 즉, 각각의 관통 구멍(148a1, 148a2, ···)의 하단부의 수평 단면적은 연직 방향 상방으로부터 하방으로 감에 따라 서서히 작아진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 주프레임(123)은 테이퍼부(129)를 갖는다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 테이퍼부(129)는 연락 공간(148b)에 형성되고, 연직 방향 상방으로부터 하방으로 감에 따라 몸통부 케이싱부(11)의 반경 방향 외측으로부터 반경 방향 내측을 향하여 경사져 있는 면이다.

(2) 이젝터 기구

이어서, 본 실시 형태에 있어서의 이젝터 기구(191)의 구성 요소에 대하여 설명한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 테이퍼부(129)는 몸통부 케이싱부(11)의 내벽면과의 사이에 오일 흡인 유로(195b)의 일부를 형성한다. 오일 흡인 유로(195b)는 연락 공간(148b)에서 냉매 가속 유로(195a)와 합류한다. 오일 복귀 통로(196)는 오일 흡인 유로(195b)와 연통한다. 오일 복귀 통로(196)의 상단부는 테이퍼부(129)의 상단부에 위치한다. 프레임 관통 구멍(148a) 및 연락 공간(148b)은 냉매 가속 유로(195a)를 구성한다. 프레임 관통 구멍(148a)의 하단부는 냉매 가속 유로(195a)의 유로 단면적이 최소가 되는 협착부(194)이다.

〔동작〕

본 실시 형태에 있어서, 오일 분리기(2)로 분리된 윤활유가 이젝터 기구(191)에 의해 오일 복귀 통로(196)를 경유하여 고압 공간(S1)으로 복귀되는 과정에 대하여 설명한다. 압축 기구(15)로 압축된 냉매는 냉매 가속 유로(195a)를 흐르는 때에 협착부(194)를 통과한다. 이때, 냉매의 유로가 좁혀지는 것에 의해, 냉매의 유속이 증대한다. 이젝터 효과에 의해, 냉매 가속 유로(195a)와 합류하는 오일 흡인 유로(195b)에 부압이 발생한다. 이에 의해, 오일 복귀 통로(196) 내의 윤활유가 오일 흡인 유로(195b)에 흡인된다. 오일 흡인 유로(195b)에 흡인된 윤활유는 냉매 가속 유로(195a)에 유입한 후, 고압 공간(S1)을 낙하하여 케이싱(10) 저부의 오일 저류부(P)에 공급된다.

〔특징〕

본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)에서는, 주프레임(123)은 프레임 관통 구멍(148a) 및 협착부(194)를 갖는다. 프레임 관통 구멍(148a)에는, 압축 기구(15)로 압축된 고압의 냉매가 유입한다. 프레임 관통 구멍(148a)은 고압 공간(S1)과 연통한다. 냉매 가속 유로(195a)는 프레임 관통 구멍(148a) 및 몸통부 케이싱부(11)와 주프레임(123)으로 형성되는 연락 공간(148b)으로 구성된다. 오일 흡인 유로(195b)는 몸통부 케이싱부(11)와 주프레임(123)의 테이퍼부(129)로 형성된다.

본 실시 형태에서는, 주프레임(123)을 기계 가공함으로써, 협착부(194)를 갖는 프레임 관통 구멍(148a)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 협착부(194)의 형상 정밀도를 높게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 이젝터 기구(191)에 의한 흡인력의 편차를 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)에서는, 협착부(94)를 통과하기 전의 냉매가 가스 가이드(92)와 주프레임(23) 사이의 간극으로부터 누출될 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)에서는, 압축 기구(15)로 압축된 냉매는, 냉매 가속 유로(195a)를 흐르는 때에, 확실하게 협착부(194)를 통과하므로, 협착부(194)를 통과하기 전의 냉매가 누출될 우려가 없다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)에서는, 제1 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(1)로 사용되는 축류판(93)을 배치할 필요가 없다.

〔변형예〕

본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)에서는, 프레임 관통 구멍(148a)을 구성하는 관통 구멍(148a1, 148a2, …) 각각이, 하단부에서, 연직 방향 하향의 윗부분이 잘린 원추 형상을 갖고 있지만, 관통 구멍(148a1, 148a2, …) 중 적어도 1개의 관통 구멍이, 하단부에서, 연직 방향 하향의 윗부분이 잘린 원추 형상을 가져도 된다. 본 변형예에 있어서도, 프레임 관통 구멍(148a)은 협착부(194)를 갖는다.

-제3 실시 형태-

본 발명의 제3 실시 형태에 따른 압축기에 대해서, 도 11 내지 도 13을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(201)는 제2 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)와 공통되는 구성, 동작 및 특징을 갖고 있다. 이하, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(201)와 제2 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)와의 상위점을 중심으로 설명한다.

〔구성〕

본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(201)의 종단면도를 도 11에 도시한다. 본 실시 형태에서 사용되는 이젝터 기구(291) 근방의 확대 단면도를 도 12에 도시하였다. 본 실시 형태에서 사용되는 고정 스크롤 부품(224)의 상면도를 도 13에 도시하였다. 도 11 내지 도 13에 있어서, 제2 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(101)와 동일한 구성 요소에는, 도 7과 동일한 참조 부호가 할당되어 있다.

(1) 케이싱

본 실시 형태에서는, 케이싱(210)은 흡입관(219)이 기밀 상태로 집어 넣어지는 몸통부 케이싱부(211) 및 토출관(220)이 상면에서 기밀 상태로 집어 넣어지는 상벽부(212)를 갖는다. 냉매는 흡입관(219)을 통하여 케이싱(210)의 내부에 유도되고, 압축 기구(215)에 의해 압축되어, 토출관(220)을 통하여 케이싱(210)의 외부에 토출된다.

(2) 압축 기구

본 실시 형태에서는, 압축 기구(215)의 고정 스크롤 부품(224)은 도 11에 도시되는 바와 같이, 연직 방향으로 관통하는 상부 냉매 통로(297a)를 외주부에 갖고, 도 12에 도시된 바와 같이, 연직 방향으로 관통하는 상부 오일 배출 구멍(296a)을 외주부에 갖는다. 상부 냉매 통로(297a) 및 상부 오일 배출 구멍(296a)은 오일 분리 공간(S3)과 연통한다. 오일 분리 공간(S3)은 압축 기구(215)의 상방에 있는 케이싱(210) 내부의 공간이다. 오일 분리 공간(S3)은 압축 기구(215)에 의해 압축된 냉매 가스가 토출되는 공간이다.

고정 스크롤 부품(224)은 도 11에 도시되는 바와 같이, 내부 토출관(230)을 갖는다. 내부 토출관(230)의 한쪽의 단부는 상부 냉매 통로(297a)의 상측의 개구부와 접속하고, 다른 쪽의 단부는 오일 분리 공간(S3)에 위치한다. 내부 토출관(230)은 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상부 냉매 통로(297a)의 개구부로부터 연직 방향 상방을 향하여 신장하고, 오일 분리 공간(S3)의 상방에서 만곡하고, 케이싱(210) 외주의 접선 방향을 따라서 수평 방향으로 연장되는 L자 형상의 관이다.

(3) 주프레임

본 실시 형태에서는, 주프레임(223)은 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 연락 통로(248)를 갖는다. 제2 실시 형태와 마찬가지로, 제2 연락 통로(248)는 주프레임(223)의 상면에서, 압축 기구(215)의 제1 연락 통로(46)와 연통하고, 주프레임(223)의 하면에서 토출구(49)를 통하여 고압 공간(S1)과 연통한다. 제2 연락 통로(248)는 주프레임(223)을 연직 방향으로 관통하는 프레임 관통 구멍(248a)과, 프레임 관통 구멍(248a)의 하방에 위치하고 주프레임(223)의 외주면과 몸통부 케이싱부(211)의 내벽면과의 사이의 연락 공간(248b)으로 구성된다. 프레임 관통 구멍(248a)은 단면적이 최소가 되는 협착부(294)를 하단부에 갖는다.

주프레임(223)은 도 11에 도시되는 바와 같이, 연직 방향으로 관통하는 하부 냉매 통로(297b)를 외주부에 갖고, 도 12에 도시된 바와 같이, 연직 방향으로 관통하는 하부 오일 배출 구멍(296b)을 갖는다. 하부 냉매 통로(297b)는 상부 냉매 통로(297a)와 연통하고, 하부 오일 배출 구멍(296b)은 상부 오일 배출 구멍(296a)과 연통한다. 하부 냉매 통로(297b) 및 하부 오일 배출 구멍(296b)은 주프레임(223)의 하방에 있는 고압 공간(S1)과 연통한다. 하부 오일 배출 구멍(296b)은 프레임 관통 구멍(248a)의 근방에 위치한다.

(4) 이젝터 기구

본 실시 형태에서는, 이젝터 기구(291)는 도 12에 도시된 바와 같이, 냉매 가속 유로(295a), 오일 흡인 유로(295b) 및 협착부(294)로 구성된다. 본 실시 형태에 있어서, 냉매 가속 유로(295a)는 프레임 관통 구멍(248a) 및 연락 공간(248b)으로 구성된다. 프레임 관통 구멍(248a)은 협착부(294)를 갖는다. 상부 오일 배출 구멍(296a) 및 하부 오일 배출 구멍(296b)의 내부의 공간은, 오일 흡인 유로(295b)의 일부를 형성한다. 오일 흡인 유로(295b)는 연락 공간(248b)에서 냉매 가속 유로(295a)와 합류한다.

〔동작〕

본 실시 형태에서는, 도 11에 도시되는 바와 같이, 압축 기구(215)로부터 고압 공간(S1)에 토출된 압축 냉매는, 케이싱(210)의 외부에 토출되기 전에, 주프레임(223)의 하부 냉매 통로(297b) 및 고정 스크롤 부품(224)의 상부 냉매 통로(297a)를 통과하고, 내부 토출관(230) 내에 유입한다. 그 후, 압축 냉매는 내부 토출관(230)으로부터 오일 분리 공간(S3)에 토출된다. 스크롤 압축기(201)를 상면에서 본 경우, 압축 냉매는, 도 13에 도시된 바와 같이, 고정 스크롤 부품(224)의 외주부에서, 케이싱(210) 외주의 접선 방향을 따라서 토출된다. 토출된 압축 냉매는 오일 분리 공간(S3) 내에서, 케이싱(210)의 상벽부(212)의 내벽면을 따르면서, 선회하여 흐른다. 이때, 압축 냉매에 포함되는 윤활유가 선회류에 의해 발생하는 원심력에 의해 분리되어, 상벽부(212)의 내벽면을 향하여 비산된다. 비산되어서 상벽부(212)의 내벽면에 부착된 윤활유는, 오일 분리 공간(S3) 내를 낙하하고, 고정 스크롤 부품(224)의 상부 오일 배출 구멍(296a)으로부터 고압 공간(S1)에 배출된다. 윤활유가 분리된 압축 냉매는 토출관(220)을 통하여, 케이싱(210)의 외부에 토출된다.

본 실시 형태에 있어서, 오일 분리 공간(S3)에서 분리된 윤활유가, 이젝터 기구(291)에 의해 고압 공간(S1)으로 복귀되는 과정에 대하여 설명한다. 압축 기구(215)로 압축된 냉매는, 냉매 가속 유로(295a)를 흐르는 때에, 협착부(294)를 통과한다. 이때, 냉매의 유로가 좁혀지는 것에 의해, 냉매의 유속이 증대한다. 이젝터 효과에 의해, 냉매 가속 유로(295a)와 합류하는 오일 흡인 유로(295b)에 부압이 발생한다. 이에 의해, 오일 분리 공간(S3)으로부터 오일 흡인 유로(295b), 즉, 하부 오일 배출 구멍(296b)에의 흡인 작용이 발생한다. 따라서, 오일 분리 공간(S3)에서 압축 냉매로부터 분리된 윤활유는, 상부 오일 배출 구멍(296a)을 경유하여 하부 오일 배출 구멍(296b)에 흡인되어, 최종적으로 연락 공간(248b)에 도달한다. 그 후, 윤활유는 고압 공간(S1)을 낙하하여 케이싱(210) 저부의 오일 저류부(P)에 공급된다.

〔특징〕

본 실시 형태에서는, 오일 분리 공간(S3)에서 분리된 윤활유는, 오일 분리 공간(S3)의 저부에 저류될 일 없이, 이젝터 기구(291)에 의해 고압 공간(S1)에 빠르게 배출된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(201)에서는, 윤활유의 분리 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 케이싱(210) 내의 오일 분리 공간(S3)에서 압축 냉매로부터 윤활유가 분리되므로, 제2 실시 형태에서 사용되는 오일 분리기(2)를 케이싱(210)의 외부에 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 스크롤 압축기(201)에서는 비용의 삭감을 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 압축기는 오일 분리기로 분리된 고온의 윤활유를 압축기 내부의 고압 공간으로 복귀시킴으로써, 체적 효율의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 압축기를 냉동 사이클에 채용함으로써, 공기 조화기 등의 냉동 장치를 효율적으로 운용하는 것이 가능하게 된다.

1, 101, 201: 압축기(스크롤 압축기)
2: 오일 분리기
3: 응축기
4: 팽창 기구
5: 증발기
10, 210: 케이싱
15, 215: 압축 기구
91, 191, 291: 이젝터 기구
92: 제1 유로 형성 부재(가스 가이드)
93: 제2 유로 형성 부재(축류판)
94, 194, 294: 협착부
95a, 195a, 295a: 냉매 가속 유로
95b, 195b, 295b: 오일 흡인 유로
96, 196: 오일 복귀 통로
123, 223: 주프레임
148a, 248a: 관통 구멍(프레임 관통 구멍)
296b: 오일 배출 구멍(하부 오일 배출 구멍)
S1: 고압 공간
S3: 오일 분리 공간

Claims (7)

1. 윤활유를 저부에 저류하는 케이싱(10)과,
   상기 케이싱의 내부에 수용되는 압축 기구(15)와,
   상기 케이싱의 외부에 배치되고, 상기 압축 기구로부터 토출되는 고압 냉매로부터 상기 윤활유를 분리하는 오일 분리기(2)와,
   상기 케이싱의 내부에 형성되어 상기 고압 냉매가 유입되는 고압 공간(S1)과 연통하고, 상기 오일 분리기에 의해 분리되는 상기 윤활유가 흐르는 오일 복귀 통로(96, 196)와,
   상기 고압 공간에 형성되는 이젝터 기구(91, 191)
   를 구비하고,
   상기 이젝터 기구는 상기 고압 냉매가 협착부(94, 194)를 통하여 흐르는 것에 의해 상기 고압 냉매의 유속이 증대되는 냉매 가속 유로(95a, 195a)와, 상기 오일 복귀 통로와 연통하여 상기 오일 복귀 통로로부터 상기 윤활유를 흡인함과 함께 상기 냉매 가속 유로와 합류하는 오일 흡인 유로(95b, 195b)를 갖는
   압축기(1, 101).
2. 제1항에 있어서, 상기 오일 흡인 유로는 상기 냉매 가속 유로와 평행하게 합류하는
   압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉매 가속 유로는 상기 케이싱과 함께 상기 고압 냉매의 유로를 형성하는 제1 유로 형성 부재(92)와, 상기 제1 유로 형성 부재와 함께 상기 협착부를 형성하는 제2 유로 형성 부재(93)로 형성되고,
   상기 오일 흡인 유로는 상기 케이싱과 상기 제2 유로 형성 부재로 형성되는
   압축기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압축 기구를 지지하는 주프레임(123)을 더 구비하고,
   상기 주프레임은 상기 고압 공간과 연통하여 상기 압축 기구로부터 토출된 상기 고압 냉매가 흐르는 관통 구멍(148a)을 갖고,
   상기 냉매 가속 유로는 상기 협착부를 갖는 상기 관통 구멍 및 상기 케이싱과 상기 주프레임으로 형성되는 공간을 포함하고,
   상기 오일 흡인 유로는 상기 케이싱과 상기 주프레임으로 형성되는 공간을 포함하는
   압축기.
5. 윤활유를 저부에 저류하는 케이싱(210)과,
   상기 케이싱의 내부에 수용되는 압축 기구(215)와,
   상기 압축 기구를 지지하는 주프레임(223)과,
   상기 케이싱의 내부에 수용되는 이젝터 기구(291)
   를 구비하고,
   상기 케이싱은 상기 압축 기구로부터 토출된 고압 냉매가 유입되는 고압 공간(S1) 및 상기 고압 냉매로부터 상기 윤활유가 분리되는 오일 분리 공간(S3)을 내부에 갖고,
   상기 주프레임은 상기 고압 공간과 연통하고, 상기 압축 기구로부터 토출된 상기 고압 냉매가 흐르는 관통 구멍(248a) 및 상기 고압 공간과 연통하고, 상기 오일 분리 공간에서 분리된 상기 윤활유가 흐르는 오일 배출 구멍(296b)을 갖고,
   상기 이젝터 기구는 상기 고압 냉매가 협착부(294)를 통하여 흐르는 것에 의해 상기 고압 냉매의 유속이 증대되는 냉매 가속 유로(295a)와, 상기 냉매 가속 유로와 합류하는 오일 흡인 유로(295b)를 갖고,
   상기 냉매 가속 유로는 상기 협착부를 갖는 상기 관통 구멍 및 상기 케이싱과 상기 주프레임으로 형성되는 공간을 포함하고,
   상기 오일 흡인 유로는 상기 오일 배출 구멍을 포함하는
   압축기(201).
6. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 기재된 압축기와, 응축기(3)와, 팽창 기구(4)와, 증발기(5)를 구비하는
   냉동 장치.
7. 삭제

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