KR101463284B1

KR101463284B1 - 공기조화장치의 오일 세퍼레이터

Info

Publication number: KR101463284B1
Application number: KR1020100024624A
Authority: KR
Inventors: 도시유키 사토
Original assignee: 아이신세이끼가부시끼가이샤
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2014-11-18
Also published as: US8596088B2; KR20100129136A; JP5481938B2; JP2010276277A; US20100300139A1

Abstract

공기조화장치의 오일 세퍼레이터는: 통부 및 이 통부의 상측 개구단 및 하측 개구단을 각각 폐색하는 덮개부 및 바닥부를 가지는 케이스; 압축기의 토출구에 접속되고, 상기 덮개부를 관통하여, 그 선단부가 상기 케이스 내부에 위치되는 입구관; 응축기에 접속되고, 상기 덮개부를 관통하여, 그 단부가 상기 케이스 내부에 위치되어 상기 바닥부를 향하여 상기 통부로 돌출하는 출구관; 및 상기 출구관의 선단부에 설치되는 메쉬부를 포함한다.

Description

공기조화장치의 오일 세퍼레이터{OIL SEPARATOR FOR AIR CONDITIONER}

본 출원은 특허법 제54조에 의해서 2009년 5월 28일에 출원된 일본특허출원 제2009-129425에 근거하여 우선권을 청구하고, 그 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.

본 발명은 공기조화장치의 오일 세퍼레이터에 관한 것이다.

종래, 소음발생의 원인이 되는 압축기의 토출맥동(吐出脈動, discharging pulsation) 또는 기주진동(氣柱振動, air column oscillation)의 저감에 제공될 수 있는 장치로서 여러 가지의 것이 제안되고 있다. 예를 들면, JP-A-2004-36778에 기재된 압력맥동 흡수장치는 메인배관으로부터 분기(分岐)하여 설치된 사이드 브랜치(side branch) 내에 다공질 재료를 충전하여 맥동흡수체를 구성한다. 상기 장치는 이 맥동흡수체 내의 연속한 틈새를 압력액체(pressure liquid)가 통과할 때의 점성저항에 의해 압력맥동(토출맥동)을 저감시킨다. 또, JP-A-7-12080에 기재된 압축기의 소음장치는 냉매배관(압축기 토출배관)에 설치한 소음기에 의해서, 압축기의 압축부로부터 토출되는 압력맥동의 진폭(amplitude)을 저감시킨다. 또한, JP-A-6-323487에는 맥동감쇠기가 기재되어 있다. 맥동원에 연접(連接)된 배관(압축기의 토출배관) 내부를 전파해 온 압력맥동을 감쇠시키기 위해서, 상기 감쇠기는 토출배관에 접속되는 압력스위치용의 분기배관을 상기 토출배관과 실질적으로 동일한 지름으로 한다. 상기 분기배관의 일부에는 사이드 브랜치형 머플러(muffler)를 구성하고 있다.

그런데, JP-A-2004-36778 및 JP-A-7-12080에서는 압축기의 토출맥동 또는 기주진동의 저감을 위해서, 각각에 부속부품(맥동흡수체, 소음기)을 설치할 필요가 있어, 부품점수 및 제조공정수의 증대를 피할수 없게 되어 버린다.

한편, JP-A-6-323487에서는 기존의 분기배관을 이용하는 것으로 회로구성이 변경되지 않는 장점이 있지만, 그 배관지름을 맥동원에 연접되는 배관과 동일한 지름으로 설정할 필요가 있어, 회로구조를 배열하기 위한 스페이스의 증대를 피할 수 없게 되어 있다.

그러므로, 상기한 문제점을 회피할 수 있는 장치가 요구되고 있다.

상기한 환경 및/또는 다른 환경하에서, 본 발명은 적어도 후술하는 실시형태를 제공하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

(1) 공기조화장치의 오일 세퍼레이터는: 통부 및 이 통부의 상측 개구단 및 하측 개구단을 각각 폐색하는 덮개부 및 바닥부를 가지는 케이스와; 냉매를 압축하는 압축기의 토출구에 접속되고, 상기 덮개부를 관통하여, 그 단부가 상기 케이스 내부에 위치되는 입구관과; 냉매를 응축하는 응축기에 접속되고, 상기 덮개부를 관통하여, 그 단부가 상기 케이스 내에 위치되는 출구관과; 상기 입구관의 선단에 설치되고, 냉매에 혼입되는 압축기의 윤활유가 분무되며, 이 윤활유를 상기 케이스 내부로 떨어뜨리는 메쉬부를 포함하고, 상기 출구관의 선단부가 상기 바닥부를 향하여 상기 통부 내부로 돌출하며, 상기 선단부의 개구단에 이른 상기 케이스 내의 윤활유가 상기 출구관을 통하여 상기 응축기로 배출된다.

(2) (1)의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 메쉬부가 상기 덮개부의 중앙에 설치된다.

(3) (1) 또는 (2)의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 메쉬부가 상기 덮개부를 관통하여 형성된 구멍에 확경배관(擴徑配管)의 압입(壓入)에 의해 지지된다.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 메쉬부가 상기 바닥부를 향하여 테이퍼진 콘(cone)모양을 가진다.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 메쉬부가 금속성 그물을 포함한다.

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 냉매에 혼입되는 상기 윤활유가 상기 메쉬부에서 분무될 때, 상기 메쉬부가 상기 냉매로부터 윤활유를 분리하여 상기 윤활유를 떨어뜨린다.

(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 출구관이 가이드 슬리브를 통하여 상기 케이스에 고정된다.

(8) (1) 내지 (7) 중 어느 하나의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 윤활유가 상기 출구관 아래쪽의 상기 케이스의 하부에 저장되고, 공간용적이 상기 케이스의 상부에 마련된다.

(9) (1) 내지 (8) 중 어느 하나의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 출구관의 선단부가 상기 메쉬부 아래쪽의 상기 케이스의 부분까지 연장된다.

(10) (1) 내지 (9) 중 어느 하나의 오일 세퍼레이터에 있어서, 상기 입구관 및 출구관이 서로 나란히 배치된다.

(1)의 오일 세퍼레이터에 따르면, 상기 출구관의 선단부는 상기 바닥부를 향하여 통부로 돌출하여, 상기 출구관의 선단부의 개구단에 이른 상기 케이스 내의 윤활유가 상기 출구관을 통하여 상기 응축기로 배출된다. 따라서, 상기 케이스 내에서, 상기 출구관의 선단부의 개구단 위쪽에서 상기 케이스의 상부에 윤활유가 채워지지 않은 공간용적이 확보된다. 이것에 의해, 상기 압축기의 토출맥동 또는 기주진동은 상기 공간용적의 버퍼(buffer) 효과에 의해서 저감될 수 있다. 이 경우, 오일 세퍼레이터는 공기조화장치의 기존 부품이며, 그 배치 스페이스를 규정하는 상기 케이스도 형상 변경할 필요는 없고, 상기 출구관의 선단부를 상기 바닥부를 향하여 상기 통부 내부로 돌출시키면 된다. 그러므로, 부품점수, 제조공정수 및 배치 스페이스를 증대시키지 않고, 압축기의 토출맥동 또는 기주진동을 저감할 수 있다.

따라서, 장점 중 하나로서, 본 발명은 간단한 배치에 의해 상기 압축기의 토출맥동 또는 기주진동을 저감할 수 있는 공기조화장치의 오일 세퍼레이터를 제공할 수 있다.

상술한 장점 및 다른 장점들은 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 공기조화장치의 오일 세퍼레이터를 나타내는 종단면도.
도 2는 돌출길이와 토출맥동(압력맥동)과의 관계를 나타내는 그래프.

이하, 본 명세서에 기재된 실시형태가 도면에 근거하여 설명될 것이다.

도 1은 공기조화장치의 오일 세퍼레이터를 나타내는 종단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 오일 세퍼레이터(50)는 이 세퍼레이터(50)의 외형을 형성하는 케이스(51)를 포함한다. 상기 케이스(51)는 원통형의 통부(52) 및 상기 원통형의 통부(52)의 상측 개구단과 하측 개구단을 각각 폐색하는 대략 사발모양의 덮개부(53) 및 바닥부(54)를 가진다. 상기 덮개부(53)에는 그 중앙부를 관통하는 원형구멍(53a)을 가지며, 이 원형구멍(53a)에 인접하는 외주부를 관통하는 원형구멍(53b)을 가진다.

상기 원형구멍(53a)에는 확경배관(55)이 부착되어 있다. 이 확경배관(55)은 상기 원형구멍(53a)에 압입·고정되는 원통형의 접속부(55a)를 가진다. 상기 확경배관(55)은 상기 케이스(51) 내에서 상기 접속부(55a)에 연결되어 아래쪽을 향하여 서서히 확경되는 확경부(55b)를 가진다. 또한, 원통형의 입구관(56)은 상기 접속부(55a)에 압입·고정된다. 상기 원통형의 입구관(56)은 냉매를 압축하는 압축기(60)의 토출구(61)에 접속된다. 메쉬부재(57)는 상기 확경부(55b)의 개구단부(하단부)에 고착되어 있다. 상기 메쉬부재는, 예를 들면, 금속성 그물이며, 바닥을 향하여 테이퍼진 콘모양으로 형성된다. 즉, 상기 입구관(56)은 덮개부(53)를 관통하여 상기 입구관(56)의 선단이 상기 케이스(51) 내에 위치하고, 상기 메쉬부(57)는 상기 케이스(51) 내에 위치한 입구관(56)의 선단과 상기 확경배관(55)을 통하여 연통한다. 상기 압축기(60)의 윤활유는 냉매와 함께 상기 압축기(60)로부터 배출되고, 냉매에 혼입된 윤활유가 상기 메쉬부(57)에서 분무되어, 상기 케이스(51) 내부로 윤활유가 떨어진다. 이것에 의해, 상기 냉매에 혼입된 윤활유가 냉매로부터 분리되어, 윤활유(F)로서 상기 케이스(51) 내에 저장된다.

원통형의 가이드 슬리브(58)는 상기 원형구멍(53b)에 압입·고정된다. 원통형의 출구관(59)은 상기 가이드 슬리브(58)에 압입·고정된다. 상기 출구관(59)은 냉매를 응축하는 응축기(70)(예를 들면, 냉방운전시에는 실외기 열교환기, 난방운전시에는 실내기 열교환기)에 접속된다. 상기 출구관(59)은 상기 덮개부(53)(가이드 슬리브(58))을 관통하여, 상기 출구관(59)의 선단부(59a)가 상기 케이스(51) 내부에 위치된다. 상기 출구관(59)의 선단부(59a)는 바닥부(54)를 향하여 상기 통부(52) 내로 돌출한다. 상기 출구관(59)은 상기 선단부(59a)의 개구단(하단)에 이른 상기 케이스(51) 내의 윤활유(F)를 상기 응축기(70)로 배출한다.

따라서, 상기 케이스(51) 내에서, 상기 선단부(59a)의 개구단보다도 위쪽에 윤활유가 채워지지 않은 공간용적(V)이 확보된다. 특히, 상기 케이스(51) 내의 구획판(도시생략)을 제거함으로써 비용의 삭감을 도모하고, 메쉬부(57)를 케이스(51)의 중앙부에 배치함으로써 공간용적(V)을 보다 확실하게 확보하고 있다. 상기 공간용적(V)의 버퍼 효과에 의해서, 상기 압축기(60)의 토출맥동 또는 기주진동이 저감된다.

여기서, 도 2는 상기 통부(52) 내부로의 출구관(59)의 돌출길이(L)와, 상기 압축기(60)의 토출맥동(또는 기주진동)과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 2로부터 명확한 바와 같이, 돌출길이(L)를 길게 할수록, 즉 공간용적(V)을 크게 확보하여 버퍼 효과를 보다 유효하게 할수록, 압축기의 토출맥동 또는 기주진동을 저감할 수 있다. 또한, 돌출길이(L)는 케이스(51) 내에 저장 가능한 윤활유(F)의 체적에 상관하고 있고, 돌출길이(L)가 길어 질수록 윤활유(F)의 체적이 작게 된다. 윤활유(F)의 체적이 작게 되면, 그만큼, 응축기로 배출되는 윤활유의 유량이 증가하여, 공기조화장치의 성능을 악화시킬 우려가 있다. 본 실시형태에서는, 공기조화장치의 성능을 유지할 수 있도록 윤활유(F)의 체적을 확보하는 것을 전제로 돌출길이(L)를 길게 하고 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 이하에 나타내는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 본 실시형태에서는, 압축기(60)의 토출맥동 또는 기주진동은 공간용적(V)의 버퍼 효과에 의해 감소시킬 수 있다. 이 경우, 오일 세퍼레이터(50)가 상기 공기조화장치의 기존 부품이고, 그 배치 스페이스를 규정하는 케이스(51)도 형상 변경할 필요가 없으며, 출구관(59)의 선단부(59a)를 바닥부(54)를 향하여 통부(52) 내로 돌출시키면 되기 때문에, 부품점수, 제조공정수 및 배치 스페이스를 증대하지 않고, 압축기의 토출맥동 또는 기주진동을 저감할 수 있다. 또, 압축기의 토출맥동 또는 기주진동의 저감을 위해 필요로 하는 비용의 증대도 억제할 수 있다.

(2) 본 실시형태에서는, 공간용적(V)의 버퍼 효과에 의해, 이 공간용적(V)에 따른 장파장(長波長)의 기주진동을 저감할 수 있기 때문에, 소음발생을 악화하지 않고 압축기를 보다 저회전영역에서 구동할 수 있다.

또한, 상기 실시형태는 이하와 같이 변경하여도 된다.

상기 실시형태에서, 입구관(56)에 토출구(61)가 접속되는 압축기(60)는 복수 대로 하여도 된다. 이 경우, 복수 대 중 어느 하나의 압축기를 다른 압축기와는 다른 회전속도로 구동하여, 의도적으로 주파수가 다른 토출맥동을 동시에 발생시켜, 소음발생의 원인이 되는 정재파(定在波, stationary wave)의 발생을 억제하게 된다. 구체적으로는, 복수 대의 압축기가 동일한 구동원(엔진 등)에 연결되어 있는 경우에는, 이 구동원과 복수 대의 압축기 사이의 속도전달비(예를 들면, 벨트전동에서의 풀리지름)를 서로 다르게 설정하면 된다.

상기 실시형태에서, 덮개부(53) 및 바닥부(54) 중 어느 한쪽은 통부(52)에 일체로 형성되어도 된다.

상기 실시형태에서, 공간용적(V)(돌출길이(L))은 저감을 목적으로 하는 기주진동의 파장(압축기의 회전속도)에 따라 적절하게 설정하면 된다.

본 발명의 원리, 바람직한 실시형태 및 운전모드는 본 명세서에 기재되어 있다. 그러나, 보호받고자 하는 발명은 기재된 특정 실시형태에 한정되는 것으로 이해되지 않는다. 또한, 여기에 기재된 실시형태는 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 당업계에 종사하는 다른 사람들로부터 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 변경 및 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 이들 변경, 변형 및 등가물들은 청구범위에서 규정된 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함됨이 명확하다.

Claims

공기조화장치의 오일 세퍼레이터는:
통부 및 이 통부의 상측 개구단 및 하측 개구단을 각각 폐색하는 덮개부 및 바닥부를 가지는 케이스;
냉매를 압축하는 압축기의 토출구에 접속되고, 상기 덮개부를 관통하여, 그 단부가 상기 케이스 내부에 위치되는 입구관;
냉매를 응축하는 응축기에 접속되고, 상기 덮개부를 관통하여, 그 단부가 상기 케이스 내에 위치되는 출구관;
상기 입구관의 선단에 설치되고, 냉매에 혼입되는 압축기의 윤활유가 분무되며, 이 윤활유를 상기 케이스 하부를 향하여 떨어뜨리는 메쉬부; 및
상기 압축기의 토출맥동(discharging pulsation) 또는 기주진동(air column oscillation)을 저감시키는, 상기 케이스의 상부의 공간용적을 포함하고,
상기 출구관의 선단부가 상기 바닥부를 향하여 상기 통부 내부로 돌출하여, 상기 선단부의 개구단에 접촉하는 상기 케이스의 상기 하부에 저장된 윤활유가 상기 출구관을 통하여 상기 응축기로 배출되고,
상기 출구관의 선단부의 개구단과 접촉하는 윤활유는 상기 응축기로 배출되기 전에 상기 압축기로 흐르지 않고,
상기 덮개부 아래로 연장되는 상기 출구관의 길이가 상기 압축기의 토출맥동 또는 기주진동을 저감시키기 위한 상기 공간용적의 크기를 유지하도록 구성되는 공기조화장치의 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 메쉬부가 상기 덮개부의 중앙에 설치되는 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 메쉬부가 상기 덮개부를 관통하여 형성된 구멍에 확경배관(擴徑配管)의 압입(壓入)에 의해 지지되는 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 메쉬부가 상기 바닥부를 향하여 테이퍼진 콘(cone)모양을 가지는 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 메쉬부가 금속성 그물을 포함하는 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 냉매에 혼입되는 상기 윤활유가 상기 메쉬부에서 분무될 때, 상기 메쉬부가 상기 냉매로부터 윤활유를 분리하여 상기 케이스의 하부를 향하여 상기 윤활유를 떨어뜨리는 오일 세퍼레이터
청구항 1에 있어서,
상기 출구관이 가이드 슬리브를 통하여 상기 케이스에 고정되는 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 윤활유는 상기 출구관 아래쪽의 상기 케이스의 상기 하부에 저장하고, 공간용적이 상기 케이스의 상부에 마련되는 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 출구관의 선단부가 상기 메쉬부 아래쪽의 상기 케이스의 부분까지 연장되는 오일 세퍼레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 입구관 및 출구관이 서로 나란히 배치되는 오일 세퍼레이터.
청구항 8에 있어서,
상기 케이스의 상기 하부에 저장하는 상기 윤활유의 표면은 상기 공간용적의 바닥 끝단을 규정하는 오일 세퍼레이터.
청구항 11에 있어서,
상기 공간용적의 상기 바닥 끝단은 상기 출구관의 선단부의 개구단의 위치에 상응하는 오일 세퍼레이터.