KR102141873B1

KR102141873B1 - 압축기의 오일 분리장치

Info

Publication number: KR102141873B1
Application number: KR1020150133716A
Authority: KR
Inventors: 김태한; 김홍원; 성열우
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2020-08-07
Also published as: KR20170035084A

Abstract

본 발명은 냉매흡입구를 통해 냉매를 유입하여 제1냉매토출구를 통해 실린더실로 공급하고 냉매배출구를 통해 크랭크실로 공급하는 냉매이송유로가 구비된 압축기의 오일 분리장치에 관한 것으로, 냉매이송유로는 냉매흡입구로부터 냉매를 유입하여 냉매배출구로 토출시키는 제1냉매이송유로, 및 제1냉매이송유로를 통해 냉매배출구로 토출된 냉매를 유입하여 제1냉매토출구로 이송시키는 제2냉매이송유로를 포함하여, 크랭크실로 공급되는 오일의 양을 극대화하여 오일의 윤활작용을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Description

압축기의 오일 분리장치{ A device for separating oil in a compressor }

본 발명은 압축기의 오일 분리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로터리 흡입 밸브를 구비한 사판식 압축기의 오일을 냉매와 분리하는 압축기의 오일 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.

압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을, 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다.

도 1에 도시된 압축기는 사판식 중 구동축(110)에 중공의 냉매이송유로(111)가 구비된 로터리 석션 밸브형(Rotary Suction Valve Type)이다.

로터리 석션 밸브형 압축기는 사판(101)을 회전시키는 구동축(110)의 축상에 중공의 냉매이송유로(111)를 구비하고, 상기 구동축(110)의 일측에는 상기 냉매이송유로(111)로 냉매를 출입시키는 냉매흡입구(112) 및 냉매토출구(113)가 형성되어 있다. 상기 냉매흡입구(112)를 통해 냉매이송유로(111)로 유입되는 냉매는 냉매토출구(113)를 통해 실린더보어(121)로 이동되어 피스톤(130)에 의해 압축된다.

한편, 냉매 중에는 구동부 및 마찰부의 윤활을 위한 오일이 혼합되어 공조시스템을 냉매와 함께 순환하게 되는데, 상기 구동축(110)의 일측에는 상기 냉매이송유로(111)로 냉매와 함께 유입된 오일이 배출되는 오일 배출구(115)가 형성되어 있다.

종래 오일은 구동축(110)의 회전에 의한 원심력에 의해 냉매로부터 분리되어 상기 냉매이송유로(111)의 내측벽에 포집되고, 그 냉매이송유로(111)의 내측벽을 따라 오일 배출구(115)로 이동하여 배출되고 있다. 또한, 오일의 일부는 냉매토출구(113)를 통해 실린더실(121)로 유입되고, 다른 일부는 구동축(110)의 후단부를 통해 리어헤드(1)의 리어헤드룸(2)으로 토출된 후 크랭크실(125)로 유입된다.

그러나, 오일의 윤활작용은 크랭크실(125)에서 가장 크게 필요로 하는데, 냉매흡입구(112)가 리어헤드룸(2)보다 냉매토출구(113)에 더 인접하게 형성되어 있으므로, 분리된 오일이 리어헤드룸(2)을 통해 크랭크실(125)로 공급되기 보다는 냉매토출구(113)를 통해 실린더실(121)로 더 많이 공급된다. 다시 말하면, 오일을 더 필요로 하는 크랭크실(125)보다 실린더실(121)로 대부분의 오일이 이동하게 되고, 그로 인해 크랭크실(125)의 윤활효과가 크게 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 압축기의 오일 분리장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 크랭크실로 공급되는 오일의 양을 극대화하여 오일의 윤활작용을 크게 향상시킬 수 있는 압축기의 오일 분리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 압축기의 오일 분리장치는, 사판을 회전시키는 구동축의 축상에 냉매흡입구를 통해 냉매를 유입하여 제1냉매토출구를 통해 실린더실로 공급하고 냉매배출구를 통해 크랭크실로 공급하는 냉매이송유로가 구비되고 냉매에 포함된 오일을 포집하는 압축기의 오일 분리장치로서, 상기 냉매이송유로는 상기 냉매흡입구로부터 냉매를 유입하여 상기 냉매배출구로 토출시키는 제1냉매이송유로, 및 상기 제1냉매이송유로를 통해 상기 냉매배출구로 토출된 냉매를 유입하여 상기 제1냉매토출구로 이송시키는 제2냉매이송유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치에 있어서, 상기 구동축의 축상에 구비되고, 외측으로 상기 제1냉매이송유로를 형성하며, 내부에 상기 제2냉매이송유로를 형성하는 환형의 제1오일분리관을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치에 있어서, 상기 냉매흡입구를 기준으로 상기 제1냉매토출구의 반대편에 실린더실로 냉매를 공급하는 제2냉매토출구가 형성되고, 상기 냉매이송유로는 상기 제1냉매이송유로를 통해 상기 냉매배출구로 토출된 냉매를 유입하여 상기 제2냉매토출구로 이송시키는 제3냉매이송유로를 더 포함하는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치에 있어서, 상기 제1오일분리관의 직경보다 크게 형성되고, 내측면과 상기 제1오일분리관의 외측면 사이로 상기 제1냉매이송유로를 형성하며, 외측으로 상기 제3냉매이송유로를 형성하는 환형의 제2오일분리관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치에 있어서, 상기 구동축의 축상에 상기 제1오일분리관의 단부가 끼워져 결합되고, 상기 제1냉매토출구와 연통되어 형성되며, 상기 제1오일분리관의 중공부와 함께 상기 제2냉매이송유로를 형성하는 제1냉매이송홈이 형성된 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치에 있어서, 상기 제1냉매이송홈의 후단에 상기 제2오일분리관의 단부가 끼워져 결합되고, 상기 냉매흡입구와 연통되어 형성되며, 상기 제2오일분리관의 중공부와 함께 상기 제1냉매이송유로를 형성하는 제2냉매이송홈이 형성된 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치에 있어서, 상기 제2냉매이송홈의 후단에 형성되고, 상기 제2오일분리관의 외측면과 함께 상기 제3냉매이송유로를 형성하는 제3냉매이송홈이 형성된 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압축기의 오일 분리장치에 의하면, 크랭크실로 공급되는 오일의 양을 극대화하여 오일의 윤활작용을 크게 향상시킬 수 있고, 그로 인해 압축성능을 높일 수 있을 뿐만 아니라 압축기의 내구성도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 로터리 밸브식 압축기를 나타낸 개략적 측단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치를 나타낸 일측단면도,
도 3은 도 2에 도시된 구동축을 나타낸 측단면도,
도 4는 도 2에 도시된 오일 분리부재의 결합상태를 나타낸 개략적 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 오일 분리장치는, 사판을 회전시키는 구동축(10)의 축상에 냉매이송유로(20)를 구비하고, 상기 구동축(10)의 외주면에 냉매흡입구(11)와 제1냉매토출구(12) 및 제2냉매토출구(13)가 형성되어 있다.

상기 냉매흡입구(11)는 상기 냉매이송유로(20)로 냉매를 유입하고, 상기 제1냉매토출구(12) 및 제2냉매토출구(13)는 상기 냉매이송유로(20)의 냉매를 실린더실로 토출시킨다. 상기 제1냉매토출구(12)와 상기 제2냉매토출구(13)는 상기 냉매흡입구(11)를 기준으로 서로 반대편에 형성되어 있다. 상기 제1냉매토출구(12)는 상기 냉매흡입구(11)의 전방에 형성되고, 상기 제2냉매토출구(13)는 상기 냉매흡입구(11)의 후방에 형성되어 있다. 본 실시예의 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 실린더실(121)의 양쪽에 실린더실(121)이 형성된 것으로, 상기 제1냉매토출구(12)와 제2냉매토출구(13)가 각 실린더실(121)로 냉매를 공급한다.

상기 구동축(10)의 후단에는 상기 냉매이송유로(20)의 냉매를 크랭크실로 공급하는 냉매배출구(14)가 형성되어 있다.

상기 냉매이송유로(20)는 상기 냉매흡입구(11)로부터 냉매를 유입하여 상기 냉매배출구(14)로 토출시키는 제1냉매이송유로(21), 상기 제1냉매이송유로(21)를 통해 상기 냉매배출구(14)로 토출된 냉매를 유입하여 상기 제1냉매토출구(12)로 이송시키는 제2냉매이송유로(22), 및 상기 제1냉매이송유로(21)를 통해 상기 냉매배출구(14)로 토출된 냉매를 유입하여 상기 제1냉매토출구(12)로 이송시키는 제3냉매이송유로(23)를 포함한다.

상기 제1냉매이송유로(21)와 제2냉매이송유로(22) 및 제3냉매이송유로(23)의 형성을 위해 제1오일분리관(30)과 제2오일분리관(40)이 구비되고, 상기 구동축(10)의 축상에 제1냉매이송홈(15)과 제2냉매이송홈(16) 및 제3냉매이송홈(17)이 형성되어 있다.

상기 제1오일분리관(30)과 제2오일분리관(40)은 환형의 관형상으로 형성되되, 상기 제2오일분리관(40)의 직경이 상기 제1오일분리관(30)보다 크게 형성되어 있다. 상기 제1오일분리관(30)과 제2오일분리관(40)은 상기 구동축(10)의 후단 외부로 노출되게 형성되어 있다.

상기 제1냉매이송홈(15)과 제2냉매이송홈(16) 및 제3냉매이송홈(17)은 구동축(10)의 전방에서부터 후방으로 순차적으로 형성되고, 상기 제1냉매이송홈(15)과 제2냉매이송홈(16) 및 제3냉매이송홈(17)의 순으로 직경이 작게 형성되어 있다. 상기 제1냉매이송홈(15)의 직경이 가장 작고 제3냉매이송홈(17)의 직경이 가장 크게 형성되어 있다.

상기 제1냉매이송홈(15)은 상기 제1냉매토출구(12)와 연통되어 형성되고, 상기 제2냉매이송홈(16)은 상기 냉매흡입구(11)와 연통되어 형성되며, 상기 제2냉매이송홈(16)은 상기 제2냉매토출구(13)와 연통되어 형성된다.

상기 제1냉매이송홈(15)의 단부에는 상기 제1오일분리관(30)의 단부가 끼워져 고정결합되고, 상기 제2냉매이송홈(16)의 단부에는 상기 제2오일분리관(40)의 단부가 끼워져 고정결합된다.

상기 제1냉매이송홈(15)은 상기 제1오일분리관(30)의 중공부와 함께 상기 제2냉매이송유로(22)를 형성하고, 상기 제2냉매이송홈(16)은 상기 제2오일분리관(40)의 중공부와 함께 상기 제1냉매이송유로(21)를 형성한다. 상기 제3냉매이송홈(17)은 상기 제2오일분리관(40)의 외측면과 함께 상기 제3냉매이송유로(23)를 형성한다.

상기 제1오일분리관(30)의 외측면과 상기 제2냉매이송홈(16)의 내측벽은 상기 제1냉매이송유로(21)를 형성한다. 또한, 상기 제1오일분리관(30)과 제2오일분리관(40)도 제1냉매이송유로(21)를 형성한다. 즉, 상기 제1오일분리관(30)의 직경보다 크게 형성된 상기 제2오일분리관(40)이 상기 제1오일분리관(30)의 후단부에 구비됨으로써 상기 제1오일분리관(30)의 외주면과 상기 제2오일분리관(40)의 중공부 내측면의 사이에 제1냉매이송유로(21)가 형성된다.

상기 제1오일분리관(30)은 환형의 관형상으로 형성되어 중공부가 상기 제2냉매이송유로(22)를 형성한다. 또한, 상기 제2냉매이송유로(22)는 상기 제1냉매이송홈(15)에 의해서도 형성된다. 즉, 상기 제1냉매이송홈(15)의 단부에 상기 제1오일분리관(30)의 단부가 끼워져 결합됨으로써 상기 제1냉매이송홈(15)과 상기 제1오일분리관(30)이 연속하여 상기 제2냉매이송유로(22)를 형성하게 된다.

상기 제3냉매이송유로(23)는 상기 제2오일분리관(40)과 상기 제3냉매이송홈(17)에 의해 형성된다. 상기 제2오일분리관(40)이 상기 제2냉매이송홈(16)의 단부에 끼워지고, 상기 제2오일분리관(40)의 외경보다 상기 제3냉매이송홈(17)의 내경이 크게 형성되어 있다. 따라서, 상기 제2오일분리관(40)의 외측면과 상기 제3냉매이송홈(17)의 내측벽 사이에 상기 제3냉매이송유로(23)를 형성된다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 냉매흡입구(11)를 통해 상기 제1냉매이송유로(21)로 냉매가 유입되고, 상기 제1냉매이송유로(21)의 냉매는 상기 제2오일분리관(40)의 후단부로 토출된다. 상기 제1냉매이송유로(21)로부터 토출된 냉매의 일부는 상기 제2냉매이송유로(22)를 통해 상기 제1냉매토출구(12)로 토출되고, 다른 일부는 크랭크실로 이동하며, 또 다른 일부는 제3냉매이송유로(23)를 통해 상기 제2냉매토출구(13)로 이동한다.

여기서, 상기 제1오일분리관(30)과 제2오일분리관(40)이 상기 구동축(10)의 후단 외부까지 연장되어 형성됨으로써 상기 제1냉매이송유로(21)를 통과한 냉매는 리어헤드(1)의 리어헤드룸(2)까지 유도되어 토출된다. 이때 냉매에 포함된 오일도 함께 토출되어 크랭크실로 용이하게 이동할 수 있게 된다. 또한, 상기 제1냉매이송유로(21)의 냉매에 포함된 오일 중 일부는 상기 구동축(10)의 회전에 의한 원심력에 의해 상기 제1오일분리관(30)의 외측면과 상기 제2오일분리관(40)의 내측벽에 포집되어 이동하게 되는데, 이 오일도 상기 제1오일분리관(30)과 제2오일분리관(40)의 후단으로 토출되어 상기 리어헤드룸(2)으로 이동하게 되고, 결국 크랭크실로 용이하게 이동할 수 있게 된다.

다시 말하면, 상기 제1냉매이송유로(21)를 통과한 냉매와 오일은 상기 리어헤드룸(2)으로 토출되는데, 오일 중 일부만이 상기 제2냉매이송유로(22)나 제3냉매이송유로(23)로 유입되고 나머지 대부분은 상기 제1오일분리관(30)과 제2오일분리관(40)에 의해 리어헤드(1)의 리어헤드룸(2)까지 강제로 유도된다. 따라서, 실린더실로 순환하는 오일의 양을 최소화하는 한편, 크랭크실로 공급되는 오일의 양을 극대화할 수 있게 되고, 그로 인해 오일의 윤활작용을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 구동축
11 : 냉매흡입구
12 : 제1냉매토출구
13 : 제2냉매토출구
14 : 냉매배출구
15 : 제1냉매이송홈
16 : 제2냉매이송홈
17 : 제3냉매이송홈
20 : 냉매이송유로
21 : 제1냉매이송유로
22 : 제2냉매이송유로
23 : 제3냉매이송유로
30 : 제1오일분리관
40 : 제2오일분리관

Claims

사판을 회전시키는 구동축(10)의 축상에 냉매흡입구(11)를 통해 냉매를 유입하여 제1냉매토출구(12)를 통해 실린더실로 공급하고 냉매배출구(14)를 통해 크랭크실로 공급하는 냉매이송유로(20)가 구비되고, 냉매에 포함된 오일을 포집하는 압축기의 오일 분리장치에 있어서,
상기 냉매이송유로(20)는,
상기 냉매흡입구(11)로부터 냉매를 유입하여 상기 냉매배출구(14)로 토출시키는 제1냉매이송유로(21); 및
상기 제1냉매이송유로(21)를 통해 상기 냉매배출구(14)로 토출된 냉매를 유입하여 상기 제1냉매토출구(12)로 이송시키는 제2냉매이송유로(22);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 오일 분리장치.
제1항에 있어서,
상기 구동축(10)의 축상에 구비되고, 외측으로 상기 제1냉매이송유로(21)를 형성하며, 내부에 상기 제2냉매이송유로(22)를 형성하는 환형의 제1오일분리관(30);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 오일 분리장치.
제2항에 있어서,
상기 냉매흡입구(11)를 기준으로 상기 제1냉매토출구(12)의 반대편에 실린더실로 냉매를 공급하는 제2냉매토출구(13)가 형성되고,
상기 냉매이송유로(20)는, 상기 제1냉매이송유로(21)를 통해 상기 냉매배출구(14)로 토출된 냉매를 유입하여 상기 제2냉매토출구(13)로 이송시키는 제3냉매이송유로(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 오일 분리장치.
제3항에 있어서,
상기 제1오일분리관(30)의 직경보다 크게 형성되고, 내측면과 상기 제1오일분리관(30)의 외측면 사이로 상기 제1냉매이송유로(21)를 형성하며, 외측으로 상기 제3냉매이송유로(23)를 형성하는 환형의 제2오일분리관(40);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 오일 분리장치.
제4항에 있어서,
상기 구동축(10)의 축상에 상기 제1오일분리관(30)의 단부가 끼워져 결합되고, 상기 제1냉매토출구(12)와 연통되어 형성되며, 상기 제1오일분리관(30)의 중공부와 함께 상기 제2냉매이송유로(22)를 형성하는 제1냉매이송홈(15)이 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 오일 분리장치.
제5항에 있어서,
상기 제1냉매이송홈(15)의 후단에 상기 제2오일분리관(40)의 단부가 끼워져 결합되고, 상기 냉매흡입구(11)와 연통되어 형성되며, 상기 제2오일분리관(40)의 중공부와 함께 상기 제1냉매이송유로(21)를 형성하는 제2냉매이송홈(16)이 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 오일 분리장치.
제6항에 있어서,
상기 제2냉매이송홈(16)의 후단에 형성되고, 상기 제2오일분리관(40)의 외측면과 함께 상기 제3냉매이송유로(23)를 형성하는 제3냉매이송홈(17)이 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 오일 분리장치.