KR101805783B1

KR101805783B1 - 다공 오일 흐름 콘트롤러

Info

Publication number: KR101805783B1
Application number: KR1020150186582A
Authority: KR
Inventors: 스티브 화이트; 칸왈 바티아
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2017-12-07
Also published as: KR20170011970A; US20170022984A1

Abstract

압축기는 가스와 윤활제를 포함하는 유체가 관통하여 연통하는 공동 내부를 가지는 하우징을 포함한다. 하우징의 중공 내부는 저압부와 고압부로 구분된다. 저압부는 압축 메카니즘의 상류에 배치되고 고압부는 압축 메카니즘의 하류에 배치된다. 다공 흐름 콘트롤러는 고압부를 저압부에 유동하여 연결시킨다. 다공 흐름 콘트롤러는 고압부로부터 저압부로의 윤활제의 흐름을 계량하도록 구성된다.

Description

다공 오일 흐름 콘트롤러{POROUS OIL FLOW CONTROLLER}

본 발명은 압축기에 대한 것으로, 보다 구체적으로 압축기의 고압부로부터 압축기의 저압부로의 액체 오일의 복귀 흐름을 계량하도록 구성된 다공 흐름 콘트롤러에 대한 것이다.

예를 들어 사판식(swashplate type) 압축기 및 스크롤 압축기와 같은 냉동 및 공조 시스템에 사용되는 압축기들은 통상적으로 가스상 냉매 매체에 현탁된 윤활 오일 미스트(mist)를 포함한다. 이러한 압축기들은 자동차 공조 시스템에 사용되는 것이 보통이다. 통상적인 자동차 공조 시스템에서, 오일-냉매 혼합물은 흡입부를 통해 압축기로 유입하고 내부에서 압축된다. 압축된 고압-냉매 혼합물은 압축기와 냉동 회로를 통해 또 다른 사이클을 시작하기 위하여 흡입부로 복귀하기 전에 냉동 회로를 통해 이동하기 위하여 압축기로부터 배출부로 배출된다.

오일이 전체 냉동 회로를 통하여 순환하지만, 압축기는 내부의 가동부만을 윤활하는 것이 필요하다. 냉동 회로를 통하여 이동하면서 냉매에 현탁된 오일은 냉동 회로의 성능을 저하시킬 수 있다. 예컨대, 냉동 회로의 열 교환기를 통해 이동하는 오일은 열 교환기의 내면을 적시는 것으로 알려져 있다. 이러한 열 교환기는 예컨대 냉동 시스템의 증발기 또는 응축기로서 기능할 수 있다. 열 교환기의 내면에 배치된 오일은 열 교환기와 냉매 사이의 열전달 속도를 저하시킨다. 따라서, 냉동 또는 공조 시스템의 압축기 및 다른 부품들이 냉동 회로를 통해 흐르는 오일에 의해 초래된 저하된 열전달 속도를 극복하기 위하여 추가적인 성능을 가져야 한다.

또한, 냉동 회로를 통해 흐르는 냉매에 현탁된 오일은 압축기의 가동부를 윤활하기 위하여 사용될 수 없다. 압축기는 감소된 가용 윤활유 양에 의하여 증가된 마모 및 정지(seizure)될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 냉매가 압축기로부터 배출되기 전에 냉매로부터 오일을 용이하게 분리할 수 있도록 압축기에 오일 분리기가 추가될 수 있다. 비제한적인 예로서, 오일 분리기는 실질적으로 원통형 챔버의 내면을 따르는 곡선 흐름 경로를 오일과 냉매 혼합물이 유동하게 함으로써 냉매로부터 오일을 분리시키는 원심형 분리기일 수 있다. 냉매와 오일 혼합물의 와류 운동에 의하여 혼합물 중의 오일에 원심력이 가해지고, 이로써 가스상 냉매로부터 더 무거운 오일을 분리시킬 수 있다. 그러한 오일 분리기가 참고로 여기에 그 전체 내용이 포함된 미국 특허출원 공개 제2010/0101269호(문헌 1)에 개시된다. 냉매로부터 일단 오일이 분리되면, 오일은 기름통 또는 다른 유사한 수집 수단으로 흐르게 되고 오일은 압축기의 흡입부로 다시 도입될 수 있다.

도 4는 종래 기술에 따른 압축기(80)의 일부를 도시한다. 압축기(80)는 저압부(81)과 고압부(82)로 구분되고, 저압부(81)는 냉매 흐름방향으로 압축 수단(도시 없음)의 상류에 배치되고 고압부(82)는 냉매 흐름 방향으로 압축 수단의 하류에 배치된다. 압축기(80)는 고압부(82) 내에 배치된 원심형 오일 분리기(83)를 포함한다. 오일 분리기(83)는 가스상 냉매로부터 액체 오일을 분리하며 액체 오일은 고압부(82)을 저압부(81)에 유동하여 결합시키는 도관(84)을 통해 흐르게 된다. 도관(84)은 내부에 배치된 삽입체(85)를 구비하며, 삽입체(85)는 도관(84)을 통해 흐르는 액체 오일의 소정의 흐름을 계량하기 위하여 그를 관통하여 형성된 비교적으로 좁은 오리피스(도시 없음)를 구비한다.

압축기(80)의 고압부(82)와 저압부(81) 사이에 형성되어 고압부(82)와 저압부(81)를 유동하여 결합시키는 단일 오리피스에 의하여 액체 오일은 예컨대 사판식 압축기의 왕복 피스톤과 같은 내부 부품을 계속 윤활시키기 위하여 저압부로 복귀 유동할 수 있다. 그러나, 오리피스를 설치하면 또한 압축기(80)의 고압부(82)와 저압부(81) 사이에 추가적인 흐름 경로를 형성해야 하고, 증가된 압력을 가지는 최근 압축된 냉매가 오리피스를 통해 낮은 압력을 가지는 압축기(80)의 저압부(81)로 흐르고, 이로써 압축기(80)의 효율을 저하시킬 수 있다.

이러한 오리피스는 대량의 가스상 냉매가 오리피스를 통해 압축기(80)의 저압부(81)로 복귀하여 흐르는 것을 방지하면서 통상적으로 그를 통해 흐르는 오일이 소정의 압력 강하를 경험하도록 하기에 충분히 좁게 선택된다. 그러나, 당해 오리피스의 상대적인 협소함에 의하여 압축기(80)의 고압부(82) 내의 찌꺼기가 오리피스를 흘러 단일 오리피스를 폐색시키며, 이로써 압축기(80) 내에서의 오일의 순환을 방지하는 문제를 발생한다. 따라서, 압축기(80)의 저압부(81)로 유입하거나 또는 단일 오리피스를 폐색시킬 수 있는 찌꺼기를 여과하기 위하여 필터(86)가 단일 오리피스의 바로 상류에 장착될 수 있다. 따라서, 단일의 비교적 작은 오리피스를 설치하면 필터 형태의 추가적인 부품이 단일 오리피스의 상류에 장착되는 것을 필요로 하므로 오일 계량 과정의 비용과 복잡성을 추가한다. 더욱이, 단일 오리피스를 가지는 삽입체(85)가 통상적으로 도관(84) 내에 배치된 정밀 가공부로서 형성된다. 그러한 정밀 가공부에 의하여, 오일 흐름을 계량하기 위하여 단일 오리피스를 가지는 압축기를 제조하는 추가 비용과 복잡성이 추가된다.

따라서 압축기의 고압부로부터 압축기의 저압부로의 액체 오일의 흐름을 계량하기 위한 흐름 콘트롤러 및 필터 요소로 함께 작용하는 저가의 다공 부품을 제조하는 것이 바람직스럽다.

1. 미국 특허출원 공개 제2010/0101269호 2. 미국 특허 제6,431,053호 3. 미국 특허 제6,543,243호 4. 미국 특허 제6,382,941호 5. 미국 특허 제7,060,122호 6. 미국 특허출원 공개 제2010/0101269호

없음

본 발명에 합치하고 조화되도록, 필터로서 작용하면서 또한 압축기의 고압부로부터 저압부로의 액체 오일의 흐름을 계량하기 위한 다공 흐름 콘트롤러를 제공함이 본 발명의 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에서, 압축기가 저압부와 고압부으로 구분되며 그 내부를 통해 유체를 연통시키는 중공 내부를 가지는 하우징을 포함한다. 압축기는 또한 고압부를 저압부에 유동 연결시키는 다공 흐름 콘트롤러를 포함한다. 다공 흐름 콘트롤러는 고압부로부터 저압부로의 유체 흐름을 계량하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 압축기가 저압부와 고압부로 구분되는 하우징의 내부를 통하여 가스와 윤활제의 혼합물을 포함하는 유체를 연통시키는 중공 내부를 가지는 하우징을 포함한다. 압축기는 또한 유체 흐름 방향으로 압축 메카니즘의 상류에 저압부가 배치되고 고압부는 압축 메카니즘의 하류에 배치된 압축 메카니즘을 포함한다. 압축기는 또한 고압부를 저압부에 유동 연결시키는 다공 흐름 콘트롤러를 포함한다. 다공 흐름 콘트롤러는 고압부로부터 저압부로의 윤활제의 흐름을 계량하도록 구성된다. 오일 분리기가 하우징의 고압부에 배치된다.

본 발명에서는 또한 압축기의 작동 방법이 개시되는 데, 상기 방법은: 저압부와 고압부로 구분된 하우징의 내부를 통하여 가스와 윤활제의 유체 혼합물을 연통시키기 위한 중공 내부를 구비한 하우징을 가지는 압축기를 제공하고; 고압부 내에서 적어도 윤활제의 일부를 유체 혼합물로부터 분리하며; 및 다공 흐름 콘트롤러를 통하여 흐르는 고압부에서 저압부로의 윤활제의 적어도 일부의 흐름을 계량하는 것을 포함한다.

본 발명에 의하면, 다공 흐름 콘트롤러에 의한 오일의 정확한 계량에 기인하여 더 작은 양의 오일이 압축기로부터 배출되므로 다공 흐름 콘트롤러의 사용에 의하여 또한 더 작은 양의 오일이 유체 혼합물에 존재할 수 있다. 압축기에서 배출되는 오일 양을 감소시킴으로써 오일이 없는 냉매는 유체 혼합물보다 더 큰 열 교환 성능을 가지므로 압축기를 가지는 냉동 회로에 포함된 다른 부품들의 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적들과 이점들은 첨부 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예들의 이하의 상세한 설명을 통해 이 기술 분야의 보통의 기술자에게 보다 명확해질 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기의 단면도이며;
도 2는 도 1 도시 압축기 헤드를 도시하는 단면도이며;
도 3은 도 2 도시 압축기 헤드에 형성된 내부에 오일 분리기가 배치된 챔버의 부분 사시 단면도이며;
도 4는 압축기의 고압부로부터 그의 저압부로 흐르는 액체 오일을 계량하기 위한 오리피스와 액체 오일의 흐름 방향으로 상류에 배치된 필터를 포함하는 종래 기술에 따른 압축기 일부의 부분 사시 단면도이다.

이하의 상세한 설명 및 첨부 도면은 본 발명의 여러 실시예를 도시한다. 상세한 설명과 도면들은 이 기술 분야의 기술자가 본 발명을 이용하고 실시할 수 있도록 작용하고, 어느 의미로나 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 기재된 방법의 측면에서, 제시된 단계들은 본질적으로 예시적이며 따라서 단계들의 순서는 필수적이거나 임계적이 아니다.

도 1-3은 오일 분리기(20)와 다공 흐름 콘트롤러(40)를 포함하는 유체 압축기(1)를 도시한다. 도 1-3 도시의 압축기(1)는 미국 특허 제6,431,053호에 개시된 것과 유사한 사판식 압축기로서, 그 전체 내용이 참고를 위하여 여기 포함 설명되고 있다. 여기 도시되고 설명되는 예시적인 실시예가 사판식 압축기이지만, 압축기(1)는 전체적으로 참고를 위하여 여기 포함된 미국 특허 제6, 543, 243호 및 미국 특허 제6,382,941호에 개시된 스크롤형 압축기일 수 있음이 이해될 것이다. 다른 환경에서, 다른 압축기들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 바라는 대로 사용될 수 있다. 일반적으로, 압축기(1)는 흡입 포트(도시 생략)와 배출 포트(도시 생략)를 가지는 다수-부재의 하우징(2)을 포함한다. 흡입 포트는 냉동 회로(도시 생략)로부터 압축기(1)로 유입하고 하우징(2)의 내부에 배치된 압축 메카니즘(10)에 의하여 수용되는 유체용 유체 연통 경로를 제공한다. 배출 포트는 압축 유체가 압축기(1)로부터 배출되고 압축기(1)로부터 냉동 회로에 복귀 유동하기 위한 유체 연통 경로를 제공한다. 도시된 실시예에서, 유체는 예컨대, 차량의 가열, 통풍 및 공조 시스템과 같은 냉동 시스템(도시 없음)에 사용하기 위한 현탁된 다른 윤활제 또는 윤활 오일을 포함하는 가스상 냉매이다. 냉매 및 오일은 바라는 바와 같이 적절한 냉매 및 오일일 수 있음이 이해되어야 한다. 다른 적절한 가스-액체 혼합물이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있음이 이해될 것이다.

하우징(2)의 내부는 저압부(5)와 고압부(6)로 구분될 수 있다. "저압부(low pressure side)"라는 문구는 하우징(2)의 내부를 통해 유체 혼합물이 흐르는 방향에서 압축 메카니즘(10)의 상류에 배치된 하우징()의 중공 내부를 형성하는 소정의 개구, 틈, 챔버, 또는 다른 유체 연통 통로를 의미한다. 하우징(2)의 저압부(5)는또한 통상적으로 바라는 바와 같이 흡입부로서 지칭될 수 있다. 하우징(2) 내부의 저압부(5)는 하우징(2)에 형성된 압축 챔버(13)에 유동하여 연통하고 그 상류에 배치된 저압실(11)을 포함할 수 있으며, 압축 챔버(13)는 내부에 압축 메카니즘(10)이 배치된 하우징(2)의 일부이다. "고압부(high pressure side)"라는 문구는 하우징(2)의 내부를 통한 유체 혼합물의 흐름 방향에서 압축 메카니즘(10)의 하류에 배치된 하우징(2)의 중공 내부를 형성하는 소정의 개구, 틈, 챔버, 또는 다른 유체 연통 통로를 지칭한다. 하우징(2)의 고압부(6)는 또한 통상적으로 바라는 바와 같이 하우징(2)의 배출부를 지칭할 수 있다. 하우징(2)의 내부의 고압부(6)는 내부에 압축 메카니즘(10)이 배치된 압축 챔버(13)에 유동하여 연통하고 그 하류에 배치된 고압실(12)을 포함할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 유체 혼합물의 압력은 압축 메카니즘(10)에 의하여 증가되므로, 유체 혼합물은 압축기(1)의 고압부(6)를 통과해서 흐를 때가 압축기(1)의 저압부(5)를 통해 흐를 때보다 더 높은 압력을 가질 것이다.

도 1-3 도시의 사판식 압축기(1)는 하우징(2) 내에 형성된 실린더 보어(106) 로의 유입구에 인접한 흡입 챔버(102) 형태의 저압실(111)을 포함하며, 실린더 보어(106)는 하우징(2)의 압축 챔버(13)를 형성한다. 압축기(1)는 추가로 실린더 보어(106)의 유출구에 인접한 배출 챔버(103) 형태의 고압실(12)을 포함한다. 흡입 챔버(102)는 유체 혼합물의 흐름 방향으로 실린더 보어(106)의 하류에 배치되고 배출 챔버(103)는 유체 혼합물의 흐름 방향으로 실린더 보어(102)의 하류에 배치된다. 도 1과 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 저압실(11)과 고압실(12)은 각각 예컨대 압축기(1)의 헤드에 형성될 수 있다. 실린더 보어(106)는 흡입 챔버(102) 및 압축 메카니즘(10)으로부터 유체 혼합물을 수용하고, 실린더 보어(106)에 왕복하도록 배치된 피스톤(110)은 내부의 유체를 압축한다. 일단 압축되면, 유체는 실린더 보어(106)에서 배출되고 배출 챔버(103)로 유입하고, 여기서 실린더 보어(106) 내에서 피스톤(110)에 의하여 유체가 압축되므로 유체 압력이 증가되었다.

저압실(11)과 고압실(12)이 도 1-3 도시의 사판식 압축기(1)에 부가해서 어느 형식의 압축기(1)에나 포함될 수 있다. 부가적인 예로서, 스크롤 형식의 압축기는 유체 압축 챔버들 내에 수용된 유체를 압축하기 위하여 서로에 대해 이동하도록 작동되는 한 쌍의 스크롤 요소들의 협동으로 형성된 복수의 유체 압축 챔버 형태의 압축 메카니즘을 포함할 수 있다. 따라서 저압실은 유체 압축기 챔버들의 바로 상류의 스크롤 형태의 압축기의 하우징에 형성될 수 있으며 고압실은 바라는 바와 같이 유체 압축 챔버들의 바로 하류의 하우징에 형성될 수 있다. 유체를 압축하기 위한 대체적인 수단을 가지는 다른 압축기들이 또한 본 발명의 범위 내에 있으면서 사용될 수 있다.

오일 분리기(20)는 하우징의 고압부(6)에서 하우징(2)의 내부 내에 유체 흐름방향으로 압축 메카니즘(10)의 하류에 배치된다. 오일 분리기(20)는 예컨대 도 2와 3 도시와 같이, 고압실(12)에 유동하여 연통하는 그 하류의 하우징(2)의 고압부(6) 내에 형성된 챔버(50)에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 오일 분리기(20)는 예컨대 고압실(12)에 직접 배치될 수 있다.

오일 분리기(20)는 압축기(1)의 하우징(2) 내에 배치되고 현탁된 가스상 냉매로부터 액체 오일을 분리하기에 적합한 소정의 공지 또는 비공지의 특징적인 요소 또는 부품일 수 있다. 예컨대, 오일 분리기(20)는 가스상 냉매와 비교해서 더 무거운 오일이 하우징(2)의 내벽을 향하여 외측으로 가압되도록 원형 또는 나선형 패턴으로 유체가 흘러서, 냉매로부터 다량의 오일을 분리시키는 원심형 오일 분리기일 수 있다. 하나의 예로서의 원심형 오일 분리기가 그 내용이 전체적으로 참고를 위하여 여기에 포함되는 바티아 등(Bhatis et al) 에게 허여된 미국 특허 제7,060,122호에 개시되며, 이는 하우징의 내벽에 형성된 충돌면을 포함하는 오일 분리기를 개시한다. 내벽은 관통하여 흐르는 유체가 실질적으로 나선-형상의 흐름 경로를 가지도록 굽어지며, 이로써 유체가 오일 분리기를 통해 나선으로 흐르면서 하우징의 내벽과 충돌한다.

또 다른 예시적인 오일 분리기가 데오도르, 쥬니어 등(Theodore, JR et al)에 의한 미국 특허출원 공개 제2010/0101269호(여기, "데오도르 공보")에 개시되고, 여기에 참고를 위하여 전체적으로 포함된다. 도 2-3은 데오도르 공보에 개시된 것과 실질적으로 유사한 오일 분리기(20)를 가진 사판식 압축기를 설명한다. 오일 분리기(20)는 중심벽(63)에 의하여 유입부(61)와 유출부(62)로 구분된 실질적으로 원통형 챔버(50)를 포함한다. 챔버(50)는 또한 유입부(61)로부터 유출부(62)로 유체 혼합물을 연통시키기 위한 중심벽(63)을 관통하여 연장하는 도관(64)을 포함한다. 유체 혼합물은 챔버(50)의 유입부(61)에 형성된 단부(65)에서 도관(64)에 유입하기 전에 도관(64)의 외부 둘레 나선 또는 원통형 경로에서 흐르도록 작동된다. 유체 혼합물의 나선형 흐름 경로에 의하여 유체 혼합물은 챔버(50)를 형성하는 내벽(51)에 충돌하고, 이로써 원심력에 의하여 가스상 냉매로부터 오일을 분리시킨다. 이어서 오일은 유입부(61)에서 챔버(50) 내에서 축적할 수 있고 가스상 냉매의 잔여량은 도관(64)을 통해 챔버(50)의 유출부(62)로 흐른다.

위에 설명된 원심형 오일 분리기에 부가해서 다른 형태의 오일 분리기들이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 예컨대, 오일 분리기(20)는 바람직하게 수평식 오일 분리기 또는 수직형 오일 분리기일 수 있다. 오일 분리기(20)는 또한 유체 혼합물에 노출된 오일 분리기의 표면 영역을 증가시키도록 직조 표면을 포함할 수 있으며, 이로써 유체 혼합물로부터 액체 오일의 증가된 분리를 촉진한다. 오일 분리기(20)는 예컨대 바람직하게 말려진 표면 또는 양극 산화된 표면을 포함할 수 있다. 모든 경우들에서, 오일 분리기(20)는 이하 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 압축기(1)의 하우징(2) 내의 소정 위치에 액체 오일이 축적되도록 유체 혼합물로부터 액체 오일의 적어도 일부를 분리시킬 수 있어야 한다.

오일 분리기(20)는 사용되는 압축기의 형태, 그 부품들의 상대 위치, 및 압축기(1)에 의하여 압축되는 유체의 소정의 흐름 특성에 따라, 여러 다른 위치들에서 여러 다른 정위(orientation)에서 하우징(2) 내에 위치될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 내부에 오일 분리기(20)가 배치된 챔버(50)는 저압실(11)과 고압실(12)에 직접 유동하게 연통하여 그 사이에 바로 하우징(2)에 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 내부에 오일 분리기(20)가 배치된 챔버(50)는 바라는 바와 같이 도관들 또는 다른 유체 흐름 경로들에 의하여 저압실(11)과 고압실(12)의 각각과 유체 연통하도록 형성된 도관 또는 다른 통로 내에서 하우징(2)의 둘레에 형성될 수 있다. 도 2와 3 도시와 같이, 내부에 오일 분리기(20)가 배치된 챔버(50)는, 챔버(50)와 저압실(11)과 고압실(12) 각각 사이의 단축된 유체 흐름 경로의 형성을 촉진하기 위하여 저압실(11)과 고압실(12) 양측의 일부들을 따라 연장하고 인접하여 형성되는 하우징(2)의 일부를 형성한다.

내부에 오일 분리기(20)가 배치된 챔버(50)는 혼합물 유입구(inlet)(52), 가스 유출구(outlet)(54), 및 오일 유출구(56)를 포함할 수 있다. 혼합물 유입구(52)는 압축 메카니즘(10)과 챔버(50) 사이의 유체 연통을 제공한다. 혼합물 유입구(52)는 예컨대 챔버(50)와 고압실(12) 사이의 직접 유체 연통을 제공할 수 있다. 도 2와 3 도시와 같이, 복수의 혼합물 유입구(52)는 고압실(12)과 챔버(50) 사이에 형성될 수 있으나, 더 적거나 더 많은 혼합물 유입구(52)들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 가스 유입구(54)는 압축기(1)의 배출 포트와 챔버(50) 사이의 유동 연통을 제공한다. 오일 유출구(56)는 하우징(2) 내부의 저압부(5)와 챔버(50) 사이의 유동 연통을 제공한다. 오일 유출구(56)는 예컨대, 챔버(50)와 저압실(11) 사이의 직접 유동 연통을 제공할 수 있다. 이 기술 분야의 통상의 기술자에게 이해되어야 하는 바와 같이, 챔버(50) 내의 오일 분리기(20), 혼합물 유입구(52), 가스 유출구(54), 및 오일 유출구(56)의 배치와 위치는 고압실(12)의 위치에 대한 저압실(11)의 위치를 포함하는, 압축기(1)의 하우징(2)의 형상과 배치에 의존할 수 있다. 더욱이, 오일 분리기(20)가 내부에 형성되는 챔버(50)는 관통하여 흐르는 유체의 와류 또는 나선 흐름 경로를 생성할 수 있는 하우징(2)의 원통형 형상의 개구로서 설명되었으나, 챔버(50)를 통해 흐르는 허용가능한 양의 유체가 압축기(1)에서 배출되기 전에 오일 분리기(20)에 직면하는 한, 다양한 다른 형태의 오일 분리기들을 수용하도록 선택될 수 있다.

각각의 혼합물 유입구(52)는, 유체 혼합물이 각각의 혼합물 유입구(52)를 관통하여 오일 분리기(20)의 분리 수단을 향하도록 위치되고 정위될 수 있다. 예컨대, 도 2-3에 도시된 각각의 혼합물 유입구(52)는 유체 혼합물이 챔버(50)로 유입하도록 정위되어 배치될 수 있으므로 챔버(50)를 형성하는 내벽을 직접 충격하여 유체 혼합물이 도관(64)에 유입하기 전에 나선형 패턴으로 도관(64) 둘레에 흐르고 가스 유출구(54)를 거쳐 챔버(50)에서 배출될 수 있다. 원심형 오일 분리기를 이용하지 않는 다른 실시예들에서, 각각의 혼합물 유입구(52)는 대신에 가스 유출구(54)를 거쳐 유체 혼합물이 챔버(50)에서 배출되기 전에 가스상 냉매로부터 오일을 우선적으로 분리해야 하는 오일 분리기(20)의 특성을 향하여 유체 혼합물을 흐르게 할 수 있다. 따라서, 오일 분리기(20)는 바람직하게는 유체 혼합물로부터 적절한 양의 오일이 확실히 분리되도록 챔버(50) 내에서 사용되는 오일 분리기의 형태와 정위에 관계없이, 챔버(50)를 통한 유체 흐름 방향으로 혼합물 유입구(52)와 가스 유출구(54)의 각각 사이에 배치된다.

오일 유출구(56)는 유체 혼합물로부터 분리된 축적 액체 오일이 오일 유출구(56)로 유입하여 하우징(2) 내부의 저압부(5)로 유동하는 위치에 하우징(2)에 형성된다. 따라서, 액체 오일이 가스상 냉매로부터 분리된 다음 액체 오일을 유동시키는 위치에 오일 유출구(56)는 형성될 수 있다. 예컨대, 도 3을 참조하면, 오일 유출구(56)를 가지는 챔버(50)의 단부가 챔버(50)의 최하부를 형성하여 오일이 오일 유출구(56)를 향하여 흐르고 축적되도록 압축기(1)는 중력에 대해 위치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 챔버(50) 내에서 분리된 오일에 충돌하여 오일을 소정 방향으로 유동시키는 유체 혼합물의 흐름에 의하여 오일이 오일 유출구(56)를 향하여 흐르도록 오일 유출구(56)는 위치될 수 있다.

오일 유출구(56)는 또한 가스상 냉매로부터 분리된 후에 액체 오일을 축적하기 위하여 기름통 또는 챔버(50)의 다른 구성요소로 형성될 수 있음이 이해되어야 한다. 여전히 다른 실시예에서, 챔버(50)는 액체 오일을 압축기(1)의 저압부(5)로 분배하기 위하여 축적된 액체 오일을 수집하기 위하여 사용되는 하나 이상의 2차 챔버들에 이르는 하나 이상의 통로들을 더 포함한다. 2차 챔버들이 축적된 액체 오일을 보유하기 위하여 사용되면, 2차 챔버들은 예컨대 액체 오일이 각각의 2차 챔버들에 중력에 의하여 공급될 수 있도록 챔버(50) 아래 하우징(2)에 형성될 수 있다. 이어서 각각의 2차 챔버들은 각각의 2차 챔버들 각각과 예컨대 저압실(11) 사이에 유동하여 연통을 제공하기 위하여 내부에 형성된 하나 이상의 오일 유출구(56)를 포함할 수 있다.

오일 유출구(56)는 챔버(50)를 하우징(2) 내부의 저압부(5)에 유동하여 결합시키는 도관 또는 통로일 수 있다. 오일 유출구(56)는 예컨대 챔버(50)를 저압실(11)에 유동하여 결합시킬 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)는 그 단면의 전체에 걸쳐 연장하도록 오일 유출구(56) 내에 배치된다. 예컨대, 오일 유출구(56)가 실질적으로 원형인 단면을 가지면, 다공 흐름 콘트롤러(40)는 도 2와 3 도시와 같이 실질적으로 원통형 또는 디스크-유사 형상을 가질 것이다. 오일 유출구(56)와 다공 흐름 콘트롤러의 다른 단면이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 선택될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한 챔버(50)와 유체 연통하는 복수의 액체 오일 저장조 또는 2차 챔버들을 가지는 압축기(1)가 각각 소망하는 바와 같이 내부에 하나의 다공 흐름 콘트롤러(40)를 가지는 하나의 오일 유출구(56)를 포함할 수 있음이 이해되어야 한다.

도시된 실시예에서, 다공 흐름 콘트롤러(40)는 소결 금속 분말로 형성된다. 금속 분말은 소결 공정을 수행하기에 적합한 소정의 금속 분말일 수 있다. 적절한 금속 분말 재료는 비제한적인 예로서 알루미늄, 황동(brass), 316L 스테인레스강, 304L 스테인레스강, 저합금 탄소강, 및 보통 탄소강과 같은 금속 및 금속 합금을 포함할 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)는 소결 공정을 수행하는 금속 분말 입자의 크기 및 형상, 금속 분말 입자에 가해진 압축력, 및 소결 공정이 실행되는 온도 및 시간을 각각 사전-선택함으로써 소정의 다공도를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 완성된 다공 흐름 콘트롤러(40)는 소정의 다공도를 가지도록 형성될 수 있으며 여기서 유체는 상호 연결된 기공들의 협동 작용에 의하여 형성된 복수의 유체 흐름 경로들에 의하여 연통될 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40) 내에 형성된 기공들의 상호 연결성 및 기공들의 크기는 또한 통과하여 흐르는 소정의 흐름 특성을 증대시키도록 사전 선택될 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)는 챔버(50)에 축적된 액체 오일이 그 일 단부로부터 그의 대향 단부로 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통하여 챔버(50)에 축적된 액체 오일과 같은 유체가 흐를 수 있도록 충분한 기공도를 가져야 함이 이해되어야 한다.

다공 흐름 콘트롤러(40)가 금속 분말 재료를 이용하여 소결 공정에서 형성되는 것으로 설명되었지만, 유체를 연통시킬 수 있는 다른 형태의 다공 요소들이 또한 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 예컨대, 다공 흐름 콘트롤러(40)는 접착제 접합과 같은 접합 공정에 의하여 다공 구조로 형성되는 복수의 입자들에 의하여 형성될 수 있다. 대신에, 다공 흐름 콘트롤러(40)는 바라는 바와 같이 액체 발포 또는 반복 주조 공정에 의하여 고체 재료로 형성되는 복수의 상호 연결된 기공들에 의하여 형성될 수 있다. 그러한 공정들은 용융 재료가 경화되거나 응고된 후에 용융 재료 내에서 기공 공간을 생성하도록 액체 또는 용융 재료로부터 고체를 제거하거나 가스를 도입하는 것을 포함할 수 있다.

더욱이, 입자(particle)들과 그레인(grain) 대신에, 다공 흐름 콘트롤러(40)를 형성하는 재료는 다공 구조를 생성하는 방식으로 상호 연결된 복수의 섬유들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 다공 흐름 콘트롤러(40)를 형성하는 입자들, 그레인들, 또는 섬유들은 또한 세라믹, 유리(예컨대, 유리 프릿(frit)), 또는 바라는 바와 같이 열경화 및 열가소성 폴리머를 포함하는 폴리머로부터 형성될 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)를 형성하기 위하여 사용된 재료와 방법은 다공 흐름 콘트롤러(40)를 포함하는 그레인, 입자, 또는 섬유들이, 그러한 재료가 압축기(1)의 다른 부품들을 마모시키거나 또는 폐쇄시키는 것을 방지하도록 그 사용 동안 다공 흐름 콘트롤러(40)로부터 확실히 분리되도록 선택될 수 있다.

다공 흐름 콘트롤러(40)는 압축기(1)의 하우징(2)에 다공 흐름 콘트롤러(40)를 결합시키기 위한 위에 형성된 커플링 구조물을 포함할 수 있다. 커플링 수단은 예컨대 오일 유출구(56)를 형성하는 하우징(2)의 내벽에 형성된 나사와 협력하도록 구성되는 다공 흐름 콘트롤러(40) 위에 형성된 나사일 수 있다. 다른 실시예들에서, 다공 흐름 콘트롤러(40)는 오일 유출구(56)의 단면에 걸쳐 연장하는 소정의 적절한 형상 또는 크기를 가지도록 형성될 수 있는 다공 흐름 콘트롤러(40)에 기인하여 바람직하게는 위에 형성된 커플링 수단을 가지지 않도록 제조될 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)는 예컨대 오일 유출구(56)에 압입 고정되는 형상과 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 도 2와 3에 도시된 다공 흐름 콘트롤러(40)는 챔버(50)와 저압실(11) 사이에 형성된 실질적으로 원통형 오일 유출구(56) 내로 압입 고정되는 실질적으로 원통형 형상을 가진다.

사용시, 액체 오일과 가스상 냉매의 유체 혼합물은 우선 저압실(11)에 유입하기 전에 흡입부를 통해 압축기(1)에 유입하도록 작동된다. 도 1 도시와 같이, 저압실(11)은 사판식 압축기(1)의 흡입 챔버(102)일 수 있다. 유체는 저압실(11)에서 선택적으로 배출되고 압축기(1)의 압축실(13)로 유입하며 유체를 더 높은 압력값으로 압축하기 위하여 압축 메카니즘(10)이 사용된다. 도 1 도시와 같이, 압축기 챔버(13)는 실린더 보어(106)일 수 있으며 압축 메카니즘(10)은 내부에 왕복하도록 배치된 피스톤(110)일 수 있다. 압축실(13)로의 유체 혼합물의 흐름은 비제한적인 예인 흡입 리드(reed) 판과 같은 밸브 시스템에 의하여 제어될 수 있다. 유체 혼합물은 압축실(13)에 유입하기 전에 비교적 낮은 액체 오일의 용적 비율을 가질 수 있다. 압축실(13)로부터 고압실(12)로의 유체 혼합물의 흐름은 유사하게 예컨대 배출 리드 밸브판과 같은 밸브 시스템에 의하여 제어될 수 있다. 도 1 도시와 같이, 고압실(12)은 사판식 압축기의 배출 챔버(103)일 수 있다. 액체 오일이 압축실(13) 및 압축 메커니즘(10)과 같은 압축기(1)의 내부 부품을 윤활하기 위하여 사용되므로, 유체 혼합물은 압축실(13)에서 배출되어 고압실(12)에 유입할 때 증가된 액체 오일의 부ㅊ피 비율을 가진다. 저압실(11), 고압실(12), 압축 챔버(13), 및 압축 메카니즘(10)은 사판식 압축기에 부가해서 소정 유형의 압축기의 부품일 수 있다. 예컨대, 압축기(1)는 스크롤형 압축기일 수 있으며 압축 챔버(13)는 한 쌍의 스크롤 요소들의 협력에 의하여 형성될 수 있으며 압축 메카니즘은 다른 하나의 스크롤 요소에 대해 이동하도록 작동되는 하나의 스크롤 요소를 포함할 수 있으며, 이로써 스크롤 요소들 사이에 유체 혼합물을 압축할 수 있다.

가스상 냉매와 증가된 비율의 오일을 포함하는 액체 혼합물은 각 혼합물 유입구(52)를 통해 내부에 배치된 오일 분리기(20)를 가지는 챔버(50) 내로 유입한다. 유체 혼합물이 챔버(50)로부터 배출되기 전에 유체 혼합물이 오일 분리기(20)와 만나도록 오일 분리기(20)에 대해 각 혼합물 유입구(52)가 위치될 수 있다. 도 3 도시와 같이, 오일 분리기(20)는 원심형 오일 분리기일 수 있으며 여기서 오일은 챔버(50)를 형성하는 내벽(51)에 유체 혼합물이 충돌함으로써 유체 혼합물로부터 분리된다. 유체 혼합물이 오일 분리기(20)와 만나면, 사용된 오일 분리기(20)의 형태와 유형에 상관없이, 낮은 액체 오일 부피 비율을 가지는 유체 혼합물은 이어서 가스 유출구(54)를 통해 챔버(50)로부터 배출된다. 가스 유출구(54)를 통해 흐르는 유체 혼합물은 이어서 압축기(1)의 배출 포트로 흐르고 압축기(1)를 포함하는 냉각 시스템을 통하여 재순환된다.

내부에 현탁된 더 낮은 비율의 오일을 가지는 유체 혼합물은 가스 유출구(54)를 통해 챔버(50)로부터 배출되면서 오일은 동시에 오일 유출구(56)를 향하여 흐르거나 또는 오일 유출구에 축적된다. 하우징(2)의 구조 및 챔버(50)의 형상에 따라, 오일은 오일 유출구(56)를 향하는 방향으로 오일을 가압하는 유체 혼합물의 흐름에 의하여 또는 중력 공급에 의하여 오일 유출구(56)로 흐를 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 챔버(50)는 또한 오일을 축적하기 위하여 하나 이상의 기름통 또는 저장조를 포함할 수 있거나 또는 오일을 축적하기 위한 제2 챔버로 향하는 하나 이상의 통로들을 포함할 수 있다.

축적된 액체 오일은 오일 유출구(56)로 흐르고 여기서 내부에 장착된 다공 흐름 콘트롤러(40)에 집적된다. 다공 흐름 콘트롤러(40)는 미리 선정된 기공도를 가지므로 그를 통해 미리 선정된 질량 흐름 속도의 액체 오일이 통과할 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통과하는 액체 오일의 질량 흐름 속도는 이하의 식(1)에 의하여 계량될 수 있다:

<식 1>

여기서 m은 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 흐르는 질량 흐름 속도이며, (κ)는 다공 흐름 콘트롤러(40)의 투과성(permeability)이며, (μ)는 콘트롤러(40)를 통해 흐르는 유체의 운동 점성이며, (dp/dx)는 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 흐르는 유체 흐름 방향의 압력 상수이며, (A)는 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 흐르는 유체의 흐름 단면적이며, (ρ)는 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 흐르는 유체의 밀도이다.

다공 흐름 콘트롤러(40)의 투과성(κ)과 압력상수(dp/dx)는 다공 흐름 콘트롤러(40)의 기공도 및 다공 흐름 콘트롤러(40) 내에 형성된 유체 흐름 경로의 흐름 비틀림(tortuosity)의 함수일 수 있다. 따라서, 다공 흐름 콘트롤러(40)는 소결되는 입자들의 크기와 형상, 치밀화 동안 입자들에 가해지는 압력, 및 소결 공정의 온도와 시간과 같은 인자들을 변경시킴으로써 투과성(κ)과 압력 상수(dp/dx)의 미리-선정된 값을 가지도록 소결 공정에서 형성될 수 있다.

더욱이, 압축기(1)를 윤활시키기 위하여 사용된 액체 오일은 공지의 운동 점성(μ)과 밀도(ρ)의 공지 값을 가지도록 선택된다. 따라서, 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 흐르는 유체의 질량 흐름 속도(m)는 관통하여 흐르는 흐름 방향으로 다공 흐름 콘트롤러(40)의 길이와 단면적(A)의 하나 또는 모두를 변경시킴으로써 선택될 수 있다. 그러므로 다공 흐름 콘트롤러(40)의 크기와 형상은 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 흐르는 액체 오일의 소정의 질량 흐름 속도(m) 및 하우징(2)의 고압부(6)로부터 저압부(5)로 액체 오일이 통과하면서 액체 오일의 소정의 압력 강하를 발생하도록 선택될 수 있다. 따라서, 다공 흐름 콘트롤러(40)의 크기와 형상은 압축기(1)의 소정의 작동 압력 범위에 대응하도록 선정되고 하우징(2)의 저압부(5)으로의 액체 오일의 소정 흐름 속도를 유지하기 위하여 선택될 수 있다.

다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 형성된 다수의 유체 흐름 경로들에 의하여 하우징(2)의 고압부(6)와 저압부(5) 사이에 추가의 필터 요소를 설치할 필요 없이 압축기(1)가 제조될 수 있다. 그러한 필터 요소들은 일반적으로 고압부를 저압부에 연결하는 좁은 오리피스의 바로 상류에 배치되고, 오리피스는 유체 혼합물에 함유된 다량의 가스상 냉매가 압축기의 배출부로 배출되는 대신에 저압부로 복귀하는 것을 방지하도록 비교적으로 좁다. 오리피스의 협소함에 의하여 압축기를 관통하여 순환하는 작은 찌꺼기가 오리피스를 완전히 폐색시키고 압축기의 내부부분으로 윤활 액체 오일이 복귀하는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 필터 요소는 압축기가 계속 작동할 수 있도록 오리피스의 상류에 설치되어야 한다. 대조적으로, 내부에 형성된 하나 이상의 먼 유체 흐름 경로들이 찌꺼기에 의하여 막히더라도 액체 오일이 여전히 인접 유체 흐름 경로들의 막히지 않은 부분을 통해 액체 오일이 여전히 흐르 수 있으므로 복수의 유체 흐름 경로들에 의하여, 다공 흐름 콘트롤러는 또한 필터 요소로서 기능할 수 있다. 따라서, 저압부(5)와 고압부(6) 사이에 다공 흐름 콘트롤러(40)가 포함되므로 오일 유출구(56)를 통과하는 액체 오일의 흐름 방향으로 오리피스의 상류에 배치된 필터 요소를 포함하지 않고 압축기(1)가 바람직하게 제조될 수 있으며, 따라서 압축기(1) 제조 비용과 복잡성을 감소시킬 수 있다. 따라서 다공 흐름 콘트롤러(40)에 의하여 액체 오일의 흐름은 가스상 냉매가 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통해 저압부(5)로 복귀하여 흐를 가능성을 최소화하면서 고압부(6)로부터 직접 저압부(5)로 흐를 수 있다.

미리 선택된 형상, 크기, 및 투과성을 가지도록 다공 흐름 콘트롤러(40)가 제조될 수 있는 것에 의하여 또한 효과적으로 다공 흐름 콘트롤러(40)가 다른 구조와 다른 파라미터들을 가지는 다양한 다른 압축기들과 같이 사용하도록 할 수 있다. 예컨대, 다공 흐름 콘트롤러(40)는 다공 흐름 콘트롤러(40)를 통과하는 액체 오일의 흐름 속도도, 고압부(6)와 저압부(5) 사이의 압력 차이, 및 압축기(1)의 관련 부품들의 구조에 기초하여 바람직한 특성을 가지도록 선택될 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)는 일정한 압축기(1)의 고압부(6)와 저압부(5)를 유동 결합시키기 위하여 사용되는 기존 도관을 가로질러 연장하기에 적합한 단면 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 이로써 다공 흐름 콘트롤러(40)에 추가적인 커플링 수단을 형성하지 않고 도관에 압입-고정되게 제조될 수 있다. 다공 흐름 콘트롤러(40)는 또한 하우징(2)의 고압부(6)로부터 저압부(5)로 액체 오일이 통과하면서 소정의 압력 강하를 액체 오일에 초래하기에 충분한 크기, 형상 및 투과성을 가지도록 형성될 수 있으므로, 고압부(6)와 저압부(5) 사이의 유체 혼합물의 압력 차이와 같은 압축기(1)의 작동 파라미터들을 기초로 액체 오일을 제어된 계량을 수행할 수 있다.

다공 흐름 콘트롤러(40)에 의한 오일의 정확한 계량에 기인하여 더 작은 양의 오일이 압축기(1)로부터 배출되므로 다공 흐름 콘트롤러(40)의 사용에 의하여 또한 더 작은 양의 오일이 유체 혼합물에 존재할 수 있다. 압축기(1)에서 배출되는 오일 양을 감소시킴으로써 오일이 없는 냉매는 유체 혼합물보다 더 큰 열 교환 성능을 가지므로 압축기(1)를 가지는 냉동 회로에 포함된 다른 부품들의 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 설명으로부터, 이 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 기본적인 특징을 용이하게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 용도와 조건들에 본 발명을 적응시키기 위하여 본 발명에 대한 많은 변경과 수정을 가할 수 있다.

1: 압축기 2: 하우징
5: 저압부 6: 고압부
10: 압축 메카니즘 11: 저압실
12: 고압실 13: 압축 챔버
20: 오일 분리기 40: 다공 흐름 콘트롤러
50: 원통형 챔버 51: 내벽
52: 혼합물 유입구 54: 가스 유출구
56: 오일 유출구 61: 유입부
62: 유출부 63: 중심벽
64: 도관 102: 흡입 챔버
103: 배출 챔버 106: 실린더 보어
110: 피스톤

Claims

압축기로서:
저압부와 고압부로 구분되며 내부를 통해 유체를 연통시키는 중공 내부를 가지는 하우징; 및
고압부를 저압부에 유동 연결시키는 도관 내에 삽입체로서 배치되어 고압부로부터 저압부로의 유체 흐름을 계량하도록 구성되는 다공 흐름 콘트롤러를 포함하고,
상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 질량유량은,

(여기서, (κ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러의 투과성(permeability),
(μ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 운동 점성,
(dp/dx)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체 흐름 방향의 압력 상수,
(A)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 흐름 단면적,
(ρ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 밀도)
에 의해 결정되는 압축기.
제 1항에 있어서,
압축 메카니즘을 더 포함하며, 유체 흐름방향으로 저압부는 압축 메카니즘의 상류에 배치되고 고압부는 압축 메카니즘의 하류에 배치되는 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 다공 흐름 콘트롤러의 유체 흐름방향으로 고압부 상류에 오일 분리기가 배치되는 압축기.
제 1항에 있어서,
유체는 가스상 냉매와 오일의 혼합물인 압축기.
제 4항에 있어서,
상기 다공 흐름 콘트롤러에 의하여 계량되는 유체의 일부는 가스상 냉매보다 더 높은 용적 비율의 오일을 포함하는 압축기.
제 4항에 있어서,
오일은 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 상기 고압부로부터 상기 저압부로 직접 흐르는 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 다공 흐름 콘트롤러는 소결 공정, 액체 발포 공정, 또는 반복 주조 공정의 하나에 의하여 형성되는 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 하우징의 중공 내부는 고압부를 저압부에 유동 연결시키는 도관을 포함하고 상기 다공 흐름 콘트롤러는 상기 도관의 전체 단면에 걸쳐 연장하는 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 하우징의 중공 내부는 상기 다공 흐름 콘트롤러에 인접하여 배치된 필터를 포함하지 않는 압축기.
압축기로서:
저압부와 고압부로 구분되는 하우징의 내부를 통하여 가스와 윤활제의 혼합물을 포함하는 유체를 연통시키는 중공 내부를 가지는 하우징;
유체 흐름 방향으로 압축 메카니즘의 상류에 저압부가 배치되고 고압부는 압축 메카니즘의 하류에 배치된 압축 메카니즘;
고압부를 저압부에 유동 연결시는 도관 내에 삽입체로서 배치되어 고압부로부터 저압부로의 윤활제의 흐름을 계량하도록 구성된 다공 흐름 콘트롤러; 및
고압부에 배치된 오일 분리기를 포함하고,
상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 질량유량은,

(여기서, (κ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러의 투과성(permeability),
(μ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 운동 점성,
(dp/dx)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체 흐름 방향의 압력 상수,
(A)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 흐름 단면적,
(ρ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 밀도)
에 의해 결정되는 압축기.
제 10항에 있어서,
상기 오일 분리기는 유체 흐름 방향으로 상기 다공 흐름 콘트롤러의 상류에 배치되는 압축기.
제 10항에 있어서,
가스는 냉매이며 윤활제는 윤활유인 압축기.
제 10항에 있어서,
상기 오일 분리기는 고압부에 형성된 챔버에 배치되고, 상기 챔버는 벽에 의하여 형성되고, 상기 벽은:
내부에 형성되고 압축 메카니즘을 상기 챔버에 유동 연결시키는 유체 유입구;
내부에 형성되고 상기 챔버를 상기 하우징의 배출 포트에 유동 연결시키는 제1 유체 유출구; 및
내부에 형성되고 상기 챔버를 저압부에 유동 연결시키며, 내부에 상기 다공흐름 콘트롤러가 배치된 제2 유체 유출구를 포함하는 압축기.
제 13항에 있어서,
상기 제2 유체 유출구에 인접해서 챔버에는 기름통이 배치되는 압축기.
제 13항에 있어서,
상기 다공 흐름 콘트롤러는 상기 제2 유체 유출구의 전 단면에 걸쳐 연장하는 압축기.
제 13항에 있어서,
상기 제2 유체 유출구는 내부에 배치된 필터를 포함하지 않는 압축기.
압축기의 작동방법으로서;
저압부와 고압부로 구분된 하우징의 내부를 관통하여 가스와 윤활제의 유체 혼합물을 연통시키기 위한 중공 내부를 구비한 하우징을 가지는 압축기를 제공하고;
고압부 내에서 적어도 윤활제의 일부를 유체 혼합물로부터 분리하며; 및
다공 흐름 콘트롤러를 통하여 흐르는 고압부에서 저압부로의 윤활제의 적어도 일부의 흐름을 하기 식

(여기서,
(m)은 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 질량유량,
(κ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러의 투과성(permeability),
(μ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 운동 점성,
(dp/dx)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체 흐름 방향의 압력 상수,
(A)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 흐름 단면적,
(ρ)는 상기 다공 흐름 콘트롤러를 통해 흐르는 유체의 밀도)

에 의해 계량하는 것을 포함하는 압축기의 작동 방법.
제 17항에 있어서,
유체 혼합물이 고압부로 유입하기 전에 유체 혼합물을 압축하는 단계를 포함하는 방법.
제 17항에 있어서,
상기 다공 흐름 콘트롤러는 상기 하우징에 형성된 고압부를 저압부에 유동 연결시키는 도관에 배치되는 방법.
제 17항에 있어서,
다공 흐름 콘트롤러를 통해 윤활제가 계량되면서 윤활제의 적어도 일부로부터 찌꺼기를 여과하는 단계를 더 포함하는 방법.