KR101459150B1 - 저압식 로터리 압축기 - Google Patents

저압식 로터리 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저압의 냉매가 밀폐 용기에 충진된 다음, 압축기구부로 흡입/압축되는 저압식 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축된 고압의 냉매가 토출 챔버를 통하여 바로 외부로 토출되도록 하는 저압식 로터리 압축기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 저압식 로터리 압축기는 고압식 로터리 압축기와 동일한 구조를 가지되, 간단한 유로 변경을 통하여 구성할 수 있기 때문에 설계 변경이 용이할 뿐 아니라 재료비도 저감시킬 수 있고, 저압 상태의 환경에 부품들이 위치됨에 따라 작동 신뢰성을 높일 수 있다.
로터리 압축기, 저압식, 전동기부, 압축기구부, 토출 챔버, 가이드 판

Description

저압식 로터리 압축기 {LOW PRESSURE TYPE ROTARY COMPRESSOR}
본 발명은 저압의 냉매가 밀폐 용기에 충진된 다음, 압축기구부로 흡입/압축되는 저압식 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축된 고압의 냉매가 토출 챔버를 통하여 바로 외부로 토출되도록 하는 저압식 로터리 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 로터리식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되 는 압축 공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.
도 1은 종래 기술에 따른 고압식 로터리 압축기의 일예가 도시된 측단면도이다.
종래의 고압식 로터리 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 밀폐 용기(10) 내부에 전동기부(20) 및 압축기구부(30)가 구비되되, 냉매가 압축기구부(30)로 흡입되어 압축된 다음, 압축된 고압의 냉매가 밀폐 용기(10) 내부에 충진된 상태에서 밀폐 용기(10) 외부로 토출되도록 구성된다.
보다 상세하게, 밀폐 용기(10)는 냉매가 흡/토출되는 흡입관(11) 및 토출관(12)이 연결되되, 흡입관(11)은 밀폐 용기(10)를 관통하여 압축기구부(20)와 직접 연결되고, 토출관(12)은 밀폐 용기(10)만 관통하도록 설치된다. 이때, 압축기구부(20)는 압축 공간이 구비된 실린더(31)를 포함하되, 흡입관(11)이 압축 공간과 연통되도록 밀폐 용기(10) 및 실린더(31)에 이중 결합된다.
또한, 압축기구부(30)의 하부 즉, 실린더(31) 하부에 압축 공간과 연통되는 토출 공간을 구비하는 하부 챔버(40)를 구비하되, 실린더(31)에서 압축된 냉매가 하부 챔버(40)를 지나 밀폐 용기(10) 내부로 토출된 다음, 밀폐 용기(10)에서 토출관(12)을 통하여 외부로 빠져나가도록 한다.
그러나, 종래의 고압식 로터리 압축기는 밀폐 용기 내부 압력이 토출압으로 유지되기 때문에 고압의 냉매 가스가 밀폐 용기 내부에 전동기부 및 압축기구부와 접촉하여 전동기부의 효율을 떨어뜨릴 뿐 아니라 부품들의 신뢰성을 저감시키는 문 제점이 있다.
또한, 종래의 고압식 로터리 압축기는 냉매가 압축기구부로 직접 유입되기 때문에 외부 조건에 따라 액체 냉매가 유입될 수 있어 작동 신뢰성을 떨어뜨리고, 이와 같은 액체 냉매의 유입을 방지하기 위하여 어큐뮬레이터가 구비될 수 있으나, 추가적인 장치의 장착으로 인한 생산 비용이 높아지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 고압식 로터리 압축기는 고압의 냉매가 밀폐 용기에 충진된 상태에서 토출됨에 따라 밀폐 용기 내부에 윤활용 오일이 고압의 냉매와 함께 빠져나가기 때문에 윤활용 오일이 부족하여 윤활 및 냉각 작용이 원활하게 이뤄지지 않아 작동 신뢰성을 떨어뜨릴 뿐 아니라 압축기가 채용된 사이클 전체의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 저압식 압축기가 많이 개발되고 있으나, 저압식 압축기는 주로 스크롤 압축기에 사용되고 있으며, 저압식 스크롤 압축기는 저압의 냉매가 일차적으로 압축기 내부로 유입된 다음, 이차적으로 압축기구부로 유입됨에 따라 전동기부의 냉각 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 로터리 압축기에 상기와 같은 저압식 스크롤 압축기를 적용하면, 밀폐 용기 내부가 저압 상태에서도 베인을 밀어주는 방식이 변경될 뿐 아니라 베인을 밀어주는 스프링의 설계도 변경되어야 하기 때문에 설계가 복잡해지고, 나아가 고온의 전동기부와 열교환된 냉매가 압축기구부로 흡입되기 때문에 과열된 냉매 흡입으로 인한 체적 효율이 저하되며, 압축기구부에서 압축된 고압의 냉매 가스를 외부로 전달하는 방식 빛 누설 방지 구조, 급유 구조 등의 설계 변경이 구조적으로 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밀폐 용기 내부의 압력을 흡입압으로 유지하는 저압식 로터리 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 저압의 냉매가 밀폐 용기로 흡입된 다음, 밀폐 용기에 충진된 냉매가 다시 압축기구부로 흡입되도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 압축된 고압의 냉매가 밀폐 용기 내부에 별도의 유로를 통하여 외부로 빠져나가도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 베인이 고압의 냉매에 의해 탄성 지지되도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전동기부와 열교환된 냉매 및 외부에서 직접 흡입된 냉매가 섞여서 압축기구부로 유입되도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 압축된 고압의 냉매가 밀폐 용기 내부에 별도의 유로와 직접 연결된 토출관을 통하여 빠져나가도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 냉매가 유/출입되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기; 밀폐 용기 내측에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부; 전동기부로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축 공간에서 압축시키되, 압축 공간은 밀폐 용기의 흡입구를 통해 밀폐 용기에 충진된 저압 냉매가 흡입되는 압축기구부; 그리고, 전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키고, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
또한, 본 발명에서, 밀폐 용기의 흡입구 내측에 간격을 두고 설치되고, 냉매의 흡입 유동과 부딪혀 냉매의 유동을 분산시키는 가이드 판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
또한, 본 발명에서, 전동기부와 압축기구부는 밀폐 용기 내부의 상/하측에 위치되고, 밀폐 용기의 흡입구 및 가이드 판은 전동기부와 압축기구부 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
또한, 본 발명에서, 토출 챔버는 압축기구부 하부에 구비된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
또한, 본 발명에서, 압축기구부는 밀폐 용기의 내부 공간과 연통되는 흡입구가 구비된 실린더와, 전동기부로부터 동력을 전달받아 실린더 내측을 따라 구르면서 압축 공간을 형성하는 롤러와, 압축 공간을 냉매가 흡/토출되는 흡입 영역 및 토출 영역으로 구획하도록 롤러에 맞닿는 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
또한, 본 발명에서, 실린더는 토출 챔버의 토출 공간과 연통되는 장착용 슬릿이 구비되고, 베인은 고압 냉매에 의해 탄성 지지되도록 실린더의 장착용 슬릿에 장착된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
또한, 본 발명에서, 토출 챔버는 압축기구부를 고정시키는 동시에 전동기부를 회전 가능하게 지지하고, 압축기구부의 압축 공간과 연통되는 베어링과, 베어링과 결합하여 토출 공간을 형성하고, 밀폐 용기의 토출구와 연통되는 토출구가 구비된 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
또한, 본 발명에서, 고압의 냉매가 토출될 수 있도록 밀폐 용기의 토출구 및 커버의 토출구와 이중으로 맞물리는 토출관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다. 따라서,
한편, 본 발명에 따른 다른 실시예는 냉매가 유/출입되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기; 밀폐 용기 내측에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부; 전동기부로부터 동력을 전달받아 회전하는 롤러, 롤러가 내주면을 따라 구르면서 냉매가 압축되는 압축 공간을 형성하는 실린더, 실린더의 압축 공간을 흡입 영역 및 토출 영역으로 구획하도록 롤러의 외주면과 맞닿는 베인을 포함하는 압축기구부; 그리고, 전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키고, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버;를 포함하되, 실린더는 베인이 고압의 냉매에 의해 탄성 지지되도록 토출 챔버의 토출 공간과 연통되는 장착용 슬릿이 구비된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압 축기를 제공한다.
한편, 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 냉매가 유/출입되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기; 밀폐 용기 내측에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부; 전동기부로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축 공간에서 압축시키되, 압축 공간은 밀폐 용기의 흡입구를 통해 밀폐 용기에 충진된 저압 냉매가 흡입되는 압축기구부; 전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키고, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버; 그리고, 밀폐 용기의 흡입구 내측에 유동 방향에 수직하게 설치되고, 냉매의 유동이 부딪혀 유동의 흐름을 변환시키는 동시에 냉매에 포함된 오일을 분리하는 가이드 판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다.
한편, 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 냉매가 유/출입되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기; 밀폐 용기 내측 상부에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부; 전동기부 하측에 설치되고, 전동기부로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축 공간에서 압축시키되, 압축 공간은 밀폐 용기의 흡입구를 통해 밀폐 용기에 충진된 저압 냉매가 흡입되는 압축기구부; 그리고, 압축기구부 하측에 설치되고, 전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키되, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버;를 포함하되, 밀폐 용기의 흡입구는 전동기부와 압축기구부 사이에 위치되고, 냉매가 흡입되는 압축기구부와 근접하게 위치된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 밀폐 용기 내부의 압력을 흡입압으로 유지하는 저압식 로터리 압축기를 제공하기 때문에 전동기부 및 압축기구부가 흡입압 환경에서 작동됨에 따라 전동기부의 효율을 높일 뿐 아니라 부품들의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 저압의 냉매가 밀폐 용기로 흡입된 다음, 밀폐 용기에 충진된 냉매가 다시 압축기구부로 흡입되도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하기 때문에 외부 조건에 따라 액체 냉매가 유입되더라도 전동기부와 열교환 작용을 통하여 기화된 기체 냉매만 압축기구부로 유입되도록 제어할 수 있어 작동 신뢰성을 높일 수 있고, 나아가 추가적인 액체 냉매 유입을 방지하기 위한 장치가 구비되지 않아도 무방하며, 그에 따른 생산 비용을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 압축된 고압의 냉매가 밀폐 용기 내부에 별도의 유로를 통하여 외부로 빠져나가도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하기 때문에 고압의 냉매가 윤활용 오일이 존재하는 밀폐 용기의 내부와 별도의 유로를 따라 토출됨에 따라 오일의 누설을 방지하고, 오일에 의한 윤활 및 냉각 작용이 원활하게 이뤄지도록 하여 작동 신뢰성을 높일 뿐 아니라 압축기가 채용된 사이클 전체의 효율도 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 베인이 고압의 냉매에 의해 탄성 지지되도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하기 때문에 베인을 탄성 지지하기 위한 스프링을 생략할 수 있어 설계 및 구조를 단순화시킬 뿐 아니라 생산 비용도 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 전동기부와 열교환된 냉매 및 외부에서 직접 흡입된 냉매가 섞여서 압축기구부로 유입되도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하기 때문에 과열된 냉매 흡입을 방지할 수 있어 체적 효율 및 압축 효율도 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 압축된 고압의 냉매가 밀폐 용기 내부에 별도의 유로와 직접 연결된 토출관을 통하여 빠져나가도록 하는 저압식 로터리 압축기를 제공하기 때문에 고압식 로터리 압축기에서 흡입관의 연결 구조를 그대로 채용하되, 고압의 냉매가 밀폐 용기 및 압축기구부와 이중 연결된 토출관을 통하여 빠져나감에 따라 냉매의 누설을 방지할 수 있을 뿐 아니라 설계 변경이 용이해지는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 저압식 로터리 압축기의 일예가 도시된 측단면도 및 그 일부가 도시된 사시도과 평단면도이다.
본 발명에 따른 저압식 로터리 압축기의 일예를 도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴보면, 냉매가 흡/토출되는 밀폐 용기(110)와, 밀폐 용기(110) 내부에 설치되어 동력을 제공하는 전동기부(120)와, 밀폐 용기(110) 내부에 설치되어 전동기부(120)로부터 공급받아 동력으로 냉매를 압축시키는 압축기구부(130)와, 밀폐 용기(110) 내부에 냉매가 흡입되는 부분에 설치되어 냉매를 밀폐 용기(110) 내부에서 분산시키는 가이드 판(140)과, 밀폐 용기(110) 내부에 전동기부(120) 및 압축기구부(130)를 고정시키는 상부 베어링(150)과, 밀폐 용기(110) 내부에 압축기구부(130)를 고 정시키는 동시에 압축기구부(130)에서 압축된 고압의 냉매를 밀폐 용기(110) 외부로 토출되도록 안내하는 토출 챔버(160)로 이루어진다. 이때, 냉매가 밀폐 용기(110) 내부로 흡입되어 충진된 다음, 압축기구부(130)로 흡입되어 압축되고, 토출 챔버(160)를 지나 외부로 빠져나가도록 구성된다.
밀폐 용기(110)는 몸통부(111a), 상부 쉘(111b), 하부 쉘(111c)로 이루어진 케이스와, 몸통부(111a) 일측면에 구비된 흡입구(112h)에 장착된 흡입관(112)과, 몸통부(111a)의 다른 일측면에 구비된 토출구(113h)에 압축기구부(130)와 이중으로 결합된 토출관(113)으로 이루어진다. 이때, 밀폐 용기(110)의 상/하측에 전동기부(120) 및 압축기구부(130)가 구비되고, 흡입구(112h)는 전동기부(120) 및 압축기구부(130) 사이에 위치되되, 압축기구부(130)와 보다 근접하게 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 흡입구(112h)로 흡입된 일부의 냉매가 전동기부(120)와 열교환 작용을 하도록 하여 전동기부(120)의 냉각 효과를 높이고, 흡입구(112h)로 흡입된 나머지 냉매가 전동기부(120)와 열교환 작용을 한 냉매와 섞여서 압축기구부(130)로 흡입되도록 하여 과열된 냉매가 흡입/압축되는 것을 방지하여 압축 효율을 높일 수 있다. 한편, 흡입관(112)은 밀폐 용기(110)의 흡입구(112h)에만 연결됨에 따라 저압의 냉매가 흡입되는 동시에 밀폐 용기(110) 내부에 충진되지만, 토출관(113)은 밀폐 용기(110)의 토출구(113h) 및 압축기구부(130)와 이중으로 연결됨에 따라 고압의 냉매가 압축기구부(130)로부터 바로 외부로 토출되도록 하여 냉매의 누설을 방지할 수 있다.
전동기부(120)는 밀폐 용기(110) 내측 상부에 구비되어 동력을 공급하되, 스 테이터(121)와, 스테이터(121) 내주면에 간극을 유지하도록 설치된 로터(122)와, 로터(122)의 중심에 맞물리는 회전축(123)으로 이루어진다. 스테이터(121)로 전류가 공급되면, 스테이터(121)와 로터(122)의 상호 전자기력에 의해 로터(122)가 회전되고, 로터(122)와 맞물린 회전축(123)이 회전하게 된다. 회전축(123)은 중심에 오일 공급 유로(123h)가 구비되는 동시에 나선형으로 꼬아진 오일 공급 부재(미도시)가 구비되되, 회전축(123)이 회전됨에 따라 회전축(123)의 오일 공급 유로(123h) 및 오일 공급 부재를 따라 오일이 상승하여 압축기구부(130)로 공급된다.
압축기구부(130)는 밀폐 용기(110) 내측 하부에 구비되어 전동기부(120)로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축시키되, 실린더(131)와, 편심부(132)와, 롤러(133)와, 베인(134)으로 이루어진다. 실린더(121)는 중앙부가 빈 형상으로 상/하면이 상부 베어링(150) 및 토출 챔버(160)와 맞물려 압축 공간을 형성한다. 특히, 밀폐 용기(110)의 흡입구(112h)와 압축 공간을 연통시키도록 실린더(131)에는 반경 방향 및 축방향으로 연통된 흡입 유로(131a,131b)가 구비되고, 베인(134)이 고압의 냉매에 의해 탄성 지지될 수 있도록 토출 챔버(160)의 토출 공간과 연통되도록 실린더(131)에는 반경 방향으로 연통된 장착용 슬릿(131c : 도 6에 도시)이 구비된다. 편심부(132)는 회전축(123)의 일부에 일체로 구비되되, 회전축(123)의 중심으로부터 편심되도록 형성된다. 롤러(133)는 편심부(132) 외주면을 감싸도록 구비되되, 회전축(123)이 회전됨에 따라 편심부(132)와 함께 실린더(131)의 내주면을 따라 구르면서 냉매를 압축시킨다. 베인(134)은 상기에서 설명한 바와 같이 실린더(131)의 장착용 슬릿(131c : 도 6에 도시)에 장착되어 롤러(133)와 맞닿도록 고압의 냉매에 의해 탄성 지지되되, 압축 공간을 냉매가 흡입되는 흡입 영역 및 냉매가 압축되어 토출되는 토출 영역으로 구획한다. 물론, 베인(134)이 장착되는 장착용 슬릿(131c)을 기준으로 냉매가 흡입되는 실린더(131)의 흡입 유로(131a,131b)와 냉매가 토출되는 하부 베어링(161)의 토출구(161a)가 구획되는데, 사체적을 줄이기 위하여 실린더(131)의 흡입 유로(131a,131b) 및 하부 베어링(161)의 토출구(161a)는 실린더(131)의 장착용 슬릿(131c)과 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.
가이드 판(140)은 밀폐 용기(110)의 흡입구(112h) 내측에 위치되는데, 상측의 전동기부(120)와 하측의 압축기구부(130) 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 가이드 판(140)은 상부 베어링(150)과 밀폐 용기(110) 사이에 맞물리도록 설치되되, 흡입된 냉매가 부딪히면서 냉매에 포함된 오일을 분리시키고, 냉매를 상/하 방향으로 즉, 전동기부(120)와 압축기구부(130)로 분산시키도록 한다. 따라서, 전동기부(120)로 유동된 냉매는 전동기부(120)와 열교환 작용을 통하여 액체 냉매가 기화되고, 압축기구부(130)로 유동된 냉매는 전동기부(120)와 열교환된 기체 냉매와 혼합된 상태에서 압축기구부(130)로 유입되도록 하기 때문에 과도한 액체 냉매의 흡입을 방지할 뿐 아니라 별도로 액체 냉매를 분리하기 위한 어큐뮬레이터와 같은 장치가 구비되지 않더라도 무방하다.
상부 베어링(150)은 밀폐 용기(110)의 몸통부(111a) 내주면에 흡입구(112h) 주변을 제외한 부분이 맞물리도록 설치되되, 회전축(123)이 중심에 끼워져 회전 가능하도록 설치되고, 하부에 압축기구부(130)가 맞물려 압축 공간의 상면을 형성하도록 구성된다.
토출 챔버(160)는 서로 맞물려 소정의 토출 공간을 형성하는 하부 베어링(161)과 하부 커버(162)로 이루어진다. 하부 베어링(161)은 상부 베어링(150)과 마찬가지로 회전축(123)이 중심에 끼워져 회전 가능하도록 설치되고, 상부에 압축기구부(130)와 맞물려 압축 공간의 하면을 형성하도록 구성된다. 이때, 하부 베어링(161)은 압축 공간과 토출 공간을 연통시키는 토출구(161a) 및 이에 장착된 토출밸브(미도시)가 구비되고, 밀폐 용기(110)의 흡입구(112h)로 흡입된 냉매가 밀폐 용기(110)의 하부까지 유입될 수 있도록 밀폐 용기(110)와 맞닿는 외주면에 연통홈(161b)이 구비되되, 연통홈(161b)은 생략되더라도 무방하다. 또한, 하부 베어링은 토출 공간에 있는 고압의 냉매 일부를 장착용 슬릿(131c)으로 공급해 줄 수 있도록 연통구(161c : 도 6에 도시)가 구비된다. 한편, 하부 커버(162)는 하부 베어링(161) 하부에 장착되어 토출 공간을 형성하되, 고압의 냉매가 토출 공간으로부터 밀폐 용기(110) 외부로 빠져나가도록 하부 커버(162)에는 밀폐 용기(110)의 토출구(113h)와 맞닿는 부분에 토출구(162a)가 구비된다.
도 5 내지 도 6은 도 4의 A-A선 및 B-B선에 따른 단면도인데, 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 살펴보면, 다음과 같다.
전류가 스테이터(121)에 공급되면, 스테이터(121)와 로터(122) 사이에 상호 전자기력이 발생됨에 따라 이러한 전자기력에 의해 로터(122) 및 이와 맞물리 회전축(123)이 회전되고, 회전축(123)과 일체로 편심부(132) 및 롤러(133)가 실린더(131)의 내주면을 따라 회전하게 된다. 이때, 롤러(133)가 실린더(131) 내주면을 따라 구르면서 압축 공간의 흡입 영역 압력이 가변되고, 압축 공간의 흡입 영역과 연통된 실린더(131)의 흡입 유로(131a,131b) 및 밀폐 용기(110) 내부도 압력이 가변됨에 따라 저압의 냉매가 밀폐 용기(110) 내부로 흡입된다. 따라서, 밀폐 용기(110) 내부에 저압의 냉매가 충진되기 때문에 밀폐 용기(110) 내부에 구비된 전동기부(120) 및 압축기구부(130)가 저압 상태에서 작동됨에 따라 부품들의 신뢰성을 확보할 수 있다.
보다 상세하게, 저압의 냉매가 흡입관(112) 및 밀폐 용기(110)의 흡입구(112h)를 통해 흡입되면, 냉매가 가이드 판(140)에 부딪히면서 냉매 중에 오일이 분리되고, 그 유동이 전동기부(120)와 압축기구부(130)로 분산된다. 이때, 전동기부(120)로 유동된 저압의 냉매는 전동기부(120)와 열교환 작용을 통하여 전동기부(120)를 냉각시켜 전동기부(120)의 효율을 높이고, 이와 동시에 냉매가 전동기부(120)와 열교환 작용의 결과로 기체 냉매로 변환된 다음, 밀폐 용기(110) 내부에 충진된다. 또한, 압축기구부(130)로 유동된 저압의 냉매는 밀폐 용기(110)에 충진된 보다 높은 온도의 기체 냉매와 섞여서 압축기구부(130)로 유입됨에 따라 압축 공간으로 흡입되는 흡입 냉매의 온도 상승을 방지하여 체적 효율을 높일 수 있다.
다음, 전동기부(120)와 열교환된 냉매와 밀폐 용기(110)의 흡입구(112h)를 통해 흡입된 냉매가 혼합된 다음, 실린더(131)의 흡입 유로(131a,131b)를 통하여 압축 공간의 흡입 영역으로 유입된다. 이후, 롤러(133)가 실린더(131)의 내주면을 따라 구르면서 흡입 영역 및 토출 영역의 체적이 가변됨에 따라 냉매가 압축 공간에서 압축되고, 압력차에 의해 하부 베어링(161)의 토출구(161a)에 구비된 토출밸브가 열리면, 압축 공간의 고압의 냉매는 하부 베어링(161)의 토출구(161a)를 통하 여 토출 챔버(160)에 구비된 토출 공간으로 토출된다.
다음, 토출 공간에 있는 고압의 냉매 대부분은 하부 커버(162)의 토출구(162a) 및 밀폐 용기(110)의 토출구(113h)와 맞물린 토출관(113 : 도 2에 도시)을 통하여 밀폐 용기 외부로 빠져나간다. 따라서, 고압의 냉매가 압축기구부(130)의 압축 공간으로부터 토출 챔버(160)의 토출 공간을 지나서 바로 밀폐 용기(110) 외부로 토출되기 때문에 고압의 냉매가 밀폐 용기(110)의 바닥면에 저장된 오일과 섞여서 같이 외부로 토출되는 것을 방지할 수 있고, 고압의 냉매가 토출되더라도 하부 커버(162)의 토출구(162a) 및 밀폐 용기(110)의 토출구(113h)에 이중으로 맞물린 토출관(113 : 도 2에 도시)을 통하여 빠져나가기 때문에 냉매의 누설도 방지할 수 있다. 한편, 토출 공간에 있는 고압의 냉매 일부는 하부 베어링(161)의 연통구(161c)를 통하여 실린더(131)의 장착용 슬릿(131c)으로 공급되고, 이러한 고압의 냉매는 베인(134)을 롤러(133)와 맞닿도록 밀어주게 되면서 기존의 베인 스프링 역할을 대신하기 때문엔 기존의 베인 스프링을 생략할 수 있다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 고압식 로터리 압축기의 일예가 도시된 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 저압식 로터리 압축기의 일예가 도시된 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 저압식 로터리 압축기의 일예가 부분 도시된 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 저압식 로터리 압축기의 일예가 도시된 평단면도.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도.
도 6은 도 4의 B-B선에 따른 단면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110 : 케이스 111 : 밀폐 용기
112 : 흡입관 113 : 토출관
120 : 전동기부 121 : 고정자
122 : 회전자 123 : 회전축
130 : 압축기구부 131 : 실린더
132 : 편심부 133 : 롤러
134 : 베인 140 : 유로 가이드
150 : 상부 베어링 160 : 토출 챔버
161 : 하부 베어링 162 : 하부 커버

Claims (15)

  1. 냉매가 유입 또는 유출되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기;
    밀폐 용기 내측에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부;
    전동기부로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축 공간에서 압축시키되, 압축 공간은 밀폐 용기의 흡입구를 통해 밀폐 용기에 충진된 저압 냉매가 흡입되는 압축기구부;
    전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키고, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버; 그리고
    밀폐 용기의 흡입구 내측에 간격을 두고 설치되고, 냉매의 흡입 유동과 부딪혀 냉매의 유동을 분산시키는 가이드 판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    전동기부와 압축기구부는 밀폐 용기 내부의 상측 또는 하측에 위치되고,
    밀폐 용기의 흡입구 및 가이드 판은 전동기부와 압축기구부 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    토출 챔버는 압축기구부 하부에 구비된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기구부는 밀폐 용기의 내부 공간과 연통되는 흡입구가 구비된 실린더와, 전동기부로부터 동력을 전달받아 실린더 내측을 따라 구르면서 압축 공간을 형성하는 롤러와, 압축 공간을 냉매가 흡입 또는 토출되는 흡입 영역 및 토출 영역으로 구획하도록 롤러에 맞닿는 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    실린더는 토출 챔버의 토출 공간과 연통되는 장착용 슬릿이 구비되고,
    베인은 고압 냉매에 의해 탄성 지지되도록 실린더의 장착용 슬릿에 장착된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    토출 챔버는 압축기구부를 고정시키는 동시에 전동기부를 회전 가능하게 지지하고, 압축기구부의 압축 공간과 연통되는 베어링과, 베어링과 결합하여 토출 공간을 형성하고, 밀폐 용기의 토출구와 연통되는 토출구가 구비된 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  7. 제4항에 있어서,
    토출 챔버는 압축기구부를 고정시키는 동시에 전동기부를 회전 가능하게 지지하고, 압축기구부의 압축 공간과 연통되는 베어링과, 베어링과 결합하여 토출 공간을 형성하고, 밀폐 용기의 토출구와 연통되는 토출구가 구비된 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  8. 제5항에 있어서,
    토출 챔버는 압축기구부를 고정시키는 동시에 전동기부를 회전 가능하게 지지하고, 압축기구부의 압축 공간과 연통되는 베어링과, 베어링과 결합하여 토출 공간을 형성하고, 밀폐 용기의 토출구와 연통되는 토출구가 구비된 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  9. 제6항에 있어서,
    고압의 냉매가 토출될 수 있도록 밀폐 용기의 토출구 및 커버의 토출구와 이중으로 맞물리는 토출관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  10. 제7항에 있어서,
    고압의 냉매가 토출될 수 있도록 밀폐 용기의 토출구 및 커버의 토출구와 이중으로 맞물리는 토출관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  11. 제8항에 있어서,
    고압의 냉매가 토출될 수 있도록 밀폐 용기의 토출구 및 커버의 토출구와 이중으로 맞물리는 토출관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  12. 냉매가 유입 또는 유출되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기;
    밀폐 용기 내측에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부;
    전동기부로부터 동력을 전달받아 회전하는 롤러, 롤러가 내주면을 따라 구르면서 냉매가 압축되는 압축 공간을 형성하는 실린더, 실린더의 압축 공간을 흡입 영역 및 토출 영역으로 구획하도록 롤러의 외주면과 맞닿는 베인을 포함하는 압축기구부; 그리고,
    전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키고, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버;를 포함하되,
    실린더는 베인이 고압의 냉매에 의해 탄성 지지되도록 토출 챔버의 토출 공간과 연통되는 장착용 슬릿이 구비된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  13. 냉매가 유입 또는 유출되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기;
    밀폐 용기 내측에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부;
    전동기부로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축 공간에서 압축시키되, 압축 공간은 밀폐 용기의 흡입구를 통해 밀폐 용기에 충진된 저압 냉매가 흡입되는 압축기구부;
    전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키고, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버; 그리고,
    밀폐 용기의 흡입구 내측에 유동 방향에 수직하게 설치되고, 냉매의 유동이 부딪혀 유동의 흐름을 변환시키는 동시에 냉매에 포함된 오일을 분리하는 가이드 판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
  14. 냉매가 유입 또는 유출되는 흡입구 및 토출구가 구비된 밀폐 용기;
    밀폐 용기 내측 상부에 설치되고, 동력을 발생시키는 전동기부;
    전동기부 하측에 설치되고, 전동기부로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축 공간에서 압축시키되, 압축 공간은 밀폐 용기의 흡입구를 통해 밀폐 용기에 충진된 저압 냉매가 흡입되는 압축기구부; 그리고,
    압축기구부 하측에 설치되고, 전동기부 및 압축기구부를 밀폐 용기 내측에 고정시키되, 압축기구부의 압축 공간과 밀폐 용기의 토출구를 연통시키는 토출 공간이 구비된 토출 챔버;를 포함하되,
    밀폐 용기의 흡입구는 전동기부와 압축기구부 사이에 위치되고, 냉매가 흡입되는 압축기구부와 근접하게 위치된 것을 특징으로 하는 저압식 로터리 압축기.
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JP3355740B2 (ja) * 1993-12-27 2002-12-09 松下電器産業株式会社 密閉型スクロール圧縮機
KR20040097745A (ko) * 2003-05-13 2004-11-18 엘지전자 주식회사 로터리 압축기

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