KR102324772B1 - 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 냉매가 배출되는 토출관의 입구를 감싸도록 고압냉매공간에 설치되되 상기 고압냉매공간과 연결되는 내부공간을 내부에 만든다. 그리고 상기 내부공간에는 한쪽이 토출관과 연결되고 반대쪽은 내부공간을 향해 개방되는 가이드관이 다수회 절곡된 형태로 있는 머플러장치가 있다. 냉매가 배출될 때 먼저 머플러장치 내부로 유입된 후에 토출관을 통과하게 되므로, 머플러장치의 내부는 일종의 소음댐핑공간이 된다.

Description

압축기{A compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축된 냉매가 배출되는 경로에 소음저감을 위한 머플러장치가 설치된 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 고압의 생성 또는, 고압 유체의 수송 등에 사용되는 기계이며, 냉장고나 에어컨 등의 냉동사이클에 적용되는 압축기의 경우 냉매가스를 압축시켜 응축기로 전송하는 역할을 수행한다. 이러한 압축기는 냉매가스를 압축하는 방식에 따라 왕복동 압축기, 로터리 압축기 및 스크롤 압축기 등으로 구분된다.

이러한 압축기는 모터의 회전력을 이용해서 압축실에 투입된 냉매를 압축한 후 배출하게 된다. 압축된 냉매는 일종의 뚜껑에 해당하는 상부쉘의 내부공간인 고압냉매공간으로 모인 후에 토출관을 통해 최종적으로 외부로 배출되어 냉동사이클의 응축기로 전달된다.

그런데 종래의 압축기는 고압냉매공간으로 모인 냉매가 토출관을 통해 배출될 때 소음과 진동이 발생하는 경우가 있다. 이것은 냉매의 토출 타이밍에 따라 상기 고압냉매공간 내의 압력이 변동되어 발생하는 것으로, 토출맥동에 해당한다. 특히, 압축기가 적용된 냉동사이클이 난방기능을 수행할 때는 압축기에서 배출되는 냉매가 실외기를 거치지 않고 실내기로 전달되는 경우가 있어 이러한 소음과 진동이 더욱 크게 발생할 수 있다.

또한, 압축기에서 토출되는 냉매에는 오일이 섞여 함께 배출되기도 한다. 특히 압축기의 고속운전시에는 오일이 고압냉매공간으로 과도하게 유입되어 오일의 토출량이 증가하게 되고, 이러한 오일은 압축기 및 이를 포함하는 냉동사이클의 성능을 저하시키는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 압축기의 외부에 오일분리장치를 설치할 수도 있지만, 압축기의 소형화를 어렵게 하고 압축기 제조비용을 증가시키게 된다.

대한민국 공개특허 제10-2019-0084515호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압축기에서 냉매가 토출되는 과정에 발생하는 소음과 진동을 줄이는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉매가 토출될 때 함께 배출되는 오일의 토출량을 줄이는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 냉매가 배출되는 토출관의 입구를 감싸도록 고압냉매공간에 설치되되 상기 고압냉매공간과 연결되는 내부공간을 내부에 만든다. 그리고 상기 내부공간에는 한쪽이 토출관과 연결되고 반대쪽은 내부공간을 향해 개방되는 가이드관이 다수회 절곡된 형태로 있는 머플러장치가 있다. 냉매가 배출될 때 먼저 머플러장치 내부로 유입된 후에 토출관을 통과하게 되므로, 머플러장치의 내부는 일종의 소음댐핑공간이 된다.

상기 머플러장치는 상기 토출관의 입구를 감싸면서 케이스의 내면에 결합되고 내부에는 내부공간이 만들어지되 상기 내부공간이 고압냉매공간에 연결되도록 흡입홀이 관통되는 머플러하우징과, 상기 내부공간에 설치되고 한쪽은 상기 토출관의 입구에 연결되고 반대쪽은 상기 내부공간 내부를 향해 개방되며 내부공간 내부에서 다수회 절곡된 형태로 연장되는 가이드관을 포함한다.

상기 머플러하우징의 흡입홀은 고압냉매공간을 향해 개방되되 고압냉매공간의 중심을 향해 개방된다.

그리고 상기 머플러하우징은 한쪽 끝이 상기 토출관의 입구 주변을 감싸면서 케이스의 내면에 결합되는 측면부와, 상기 측면부에 연결되고 구동유닛을 향한 저면을 형성하여 측면부와 함께 내부공간을 만들고 고압냉매공간과 연결되는 흡입홀이 있는 저면부를 포함한다.

상기 가이드관에서 내부공간 내부를 향한 한쪽 끝은 상기 머플러하우징의 흡입홀이 개방된 방향과 다른 방향으로 개방된다.

상기 가이드관에서 내부공간 내부를 향한 한쪽 끝은 상기 머플러하우징의 흡입홀이 개방된 경로 상에 위치하고, 상기 가이드관은 다수회 절곡된 형상으로 그 내부에 토출통로를 만들고, 절곡된 부분은 곡면으로 만들어진다.

여기서 측면부는 상기 측면부의 양쪽 끝에 각각 배치되는 제1플레이트 및 제2플레이트와, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트 사이를 연결하는 한 쌍의 연결플레이트를 포함하고, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트와 연결플레이트가 서로 연결되는 부분은 곡면 또는 경사면으로 연장된다.

상기 머플러하우징의 저면부는 상기 케이스의 내부에 설치된 구동유닛과 이격되어 상기 머플러하우징의 저면부와 구동유닛 사이에는 절연공간이 확보될 수 잇고, 상기 가이드관의 총길이는 압축기의 토출량이 8.9cc~10.2cc인 조건에서 70mm 내지 110mm이다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 압축기에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 의하면 냉매가 토출되는 고압냉매공간 안에 머플러장치가 설치되는데, 머플러장치 안에는 냉매를 외부로 배출시키는 토출관이 연장된다. 따라서 냉매가 배출될 때 먼저 머플러장치 내부로 유입된 후에 토출관을 통과하게 되므로, 머플러장치의 내부는 일종의 댐핑공간이 된다. 이러한 구조에 의해 냉매가 배출되는 과정에서 발생하는 소음이 줄어들고, 압축기의 품질이 향상되는 효과가 있다.

그리고 토출관은 머플러장치 내부에 위치하되, 다수회 절곡되면서 충분히 긴 토출경로를 제공하므로, 냉매가 이를 따라 배출되는 과정에서 냉매에 섞인 오일이 분리될 수 있다. 특히, 머플러장치 내부로 유입된 냉매와 오일의 유동 방향이 여러번 바뀌기 때문에 더욱 효과적으로 오일을 분리시킬 수 있다. 이와 같이 냉매에서 오일이 충분히 제거됨에 따라 압축기의 효율이 향상된다.

또한 머플러장치는 압축기의 케이스 내면에 결합되는데, 특히 토출관 주변을 감싸는 형태로 설치된다. 이러한 머플러장치는 맥동에 의한 소음과 진동이 주로 발생하는 토출관 주변의 무게를 증가시켜 진동 및 소음을 줄일 뿐 아니라, 상대적으로 강도가 취약한 토출관 주변이 압축된 냉매에 의해 손상되는 것을 방지해주는 효과도 있다.

그리고 토출관에서 연장되어 머플러장치 내부에 위치하는 가이드관의 입구는 냉매가 유입되는 머플러장치의 흡입홀이 개방된 방향과 어긋난 방향으로 개방된다. 따라서 흡입홀을 통해 머플러장치 안으로 유입된 고압의 냉매가 곧바로 가이드관으로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 진동과 소음을 더욱 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 머플러장치는 압축기의 외부에 설치되는 것이 아니라 압축기의 내면에 설치되므로 압축기의 크기를 크게 증가시키지 않을 수 있고, 머플러장치가 압축기의 케이스 안쪽에 있는 빈 공간에 설치되므로 종래의 압축기에도 설계변경 없이 추가할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 압축기의 일실시례를 보인 단면도.
도 2는 도 1의 일실시례를 구성하는 압축유닛의 측면구조를 보인 단면도.
도 3은 도 1의 일실시례를 구성하는 압축유닛의 평면구조를 보인 단면도.
도 4는 도 1의 일실시례를 구성하는 머플러장치의 구성을 보인 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 머플러장치의 내부구조를 보인 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 머플러장치의 하부구조를 보인 저면도.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명에서 머플러장치를 구성하는 머플러하우징의 서로 다른 실시례들을 보인 저면도.
도 8(a) 내지 도 8(c)는 본 발명에서 머플러장치를 구성하는 가이드관의 서로 다른 실시례들을 단면형태로 보인 측면도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 실시례에 따른 압축기는 크게 케이스(10)와, 구동유닛(20), 압축유닛(50), 회전축(30)을 포함하고, 구동유닛(20)의 상부에는 머플러장치(70)가 있어서 냉매가 배출되는 과정에서 발생하는 진동과 소음을 줄이는 역할을 한다. 이러한 구조는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

참고로, 아래에서는 로터리압축기를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 스크롤압축기나 사판식 압축기에도 적용될 수 있다. 즉, 구동유닛(20, 모터)과 구동유닛(20)에 의해 회전하는 회전축(30), 그리고 회전축(30)에 의해 압축실의 체적이 가변되는 압축유닛(50)을 갖는 다양한 압축기에 본 발명이 적용될 수 있는 것이다.

먼저 케이스(10)는 압축기의 외관을 형성하는 것으로, 내부에 내부공간이 있다. 상기 내부공간에는 압축기의 작동을 위한 부품들이 설치된다. 상기 케이스(10)는 상하로 개방된 원통형의 몸체쉘(11)과, 상기 몸체쉘(11)의 상부를 덮는 상부쉘(13)과, 상기 몸체쉘(11)의 하부를 덮는 하부쉘(12)을 포함한다. 상기 몸체쉘(11)과 상부쉘(13) 및 몸체쉘(11)과 하부쉘(12)은 서로 용접되어 고정된다.

상기 내부공간에는 구동유닛(20)이 있다. 상기 구동유닛(20)은 회전력을 발생시키는 것으로, 회전축(30)을 회전시켜준다. 본 실시례에서 상기 구동유닛(20)은 압축유닛(50) 보다 상대적으로 위쪽에 배치되는데, 이와 반대로 압축유닛(50)이 구동유닛(20)의 위쪽에 배치될 수도 있다.

상기 구동유닛(20)은 크게 로터(21)와 스테이터(23)로 구성된다. 여기서 로터(21)와 스테이터(23)는 서로 상대회전하는 부품으로, 스테이터(23)는 케이스(10) 내의 둘레측에 고정 설치되고 로터(21)는 스테이터(23)의 안쪽에 회전 가능하게 설치된다. 여기서, 상기 스테이터(23)는 다수가 적층된 고정자철심과, 이 고정자철심에 권선되는 코일로 구성된다. 이와 달리 스테이터(23)가 고정자철심과 이에 권선되는 코일로 구성될 수도 있다.

스테이터(23)는 케이스(10)의 내벽면에 열박음 방식으로 고정되고, 로터(21)의 중앙부에는 회전축(30)이 삽입된다. 회전축(30)은 로터(21)와 함께 회전하면서 회전력을 압축유닛(50)의 롤러(54)에 전달하는 역할을 한다. 상기 회전축(30)은 압축기의 상하방향으로 연장된다.

케이스(10)의 한쪽에는 흡입관(14)이 설치되고, 케이스(10)의 다른 쪽에는 토출관(15)이 설치된다. 상기 흡입관(14)은 냉매가 유입되는 부분이고, 토출관(15)는 압축된 냉매를 배출하는 부분이다. 본 실시례에서 상기 흡입관(14)은 몸체쉘(11)에 있고, 토출관(15)은 상부쉘(13)에 있다.

압축유닛(50)을 보면, 압축유닛(50)은 냉매를 압축하여 토출시키는 역할을 하는 것으로, 실린더(53), 롤러(54), 베인(55), 상부커버(51) 및 하부커버(52)을 포함한다. 압축유닛(50)은 흡입된 냉매를 압축시킨 후 토출한다. 냉매의 흡입과 토출은 압축공간(V1, V2)을 형성하는 실린더(53)의 내부에서 이루어지게 된다.

이러한 압축유닛(50)에는 냉매가 유입되는 흡입포트(53a)와, 압축유닛(50)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출구(도시되지 않음)가 있다. 흡입포트(53a)는 냉동사이클을 형성하는 흡입관(14)을 통해 증발기(미도시)와 연통된다. 그리고 토출구는 토출관(15)을 통해 응축기(도시되지 않음)로 연통된다. 도면부호 57은 압축유닛(50)에 설치된 머플러의 내부공간을 나타낸다.

도 2는 압축유닛(50)의 구조를 자세하게 도시한 종단면도이고, 도 3은 횡단면도이다. 이들 도면에서 보듯이, 실린더(53)의 내부에는 회전축(30)을 중심으로 회전하는 롤러(54)가 설치된다. 상기 롤러(54)는 실린더(53)의 내주면과 접하면서 압축실을 만든다. 상기 롤러(54)는 회전축(30)과 일체로 회전하도록 설치된다. 롤러(54)는 실린더(53)의 내주면 사이에 하나의 접촉점을 형성하며 회전하게 된다.

상기 롤러(54)는 복수개의 베인슬롯(54a,54b,54c)을 구비한다. 각각의 베인슬롯(54a,54b,54c)에는 베인(55)이 설치된다. 베인(55)은 베인슬롯(54a,54b,54c)에 인가되는 압력에 의하여 도출되는 방향으로 힘을 받는다. 회전축(30)이 회전하면 각 베인(55)은 롤러(54)와 함께 회전하면서 실린더(53)의 내주면에 접하면서 이동하고, 실린더(53)의 내주면과 롤러(54)의 외주면과 베인(55)에 의하여 복수개의 압축실이 만들어진다. 도시한 바와 같이 베인(55)이 3개(55a,55b,55c)인 경우 압축실은 3개 또는 4개 만들어진다.

실린더(53)와 롤러(54)간의 접촉점은 동일한 위치로 유지되고, 베인(55)의 전단부는 실린더(53)의 내주면을 따라 이동하므로, 각각의 압축실에 형성되는 압력은 베인(55)의 이동에 따라 연속된 압축되는 메커니즘을 가진다.

이러한 압축유닛(50)에 의한 압축과정을 보면, 먼저 구동유닛(20)이 회전함에 따라 회전축(30)이 반시계방향으로 회전하면, 회전축(30)에 설치되는 롤러(54)는 반시계방향으로 회전한다. 롤러(54)가 반시계방향으로 회전함에 따라 흡입포트(53a)를 통해 실린더(53)의 압축실로 유입되는 냉매는 실린더(53)의 내주면과 각 베인(55) 사이에 형성되는 공간에 위치된다.

그리고 베인(55)의 이동에 따라 롤러(54)의 외주면과 실린더(53) 내주면 사이의 간격이 좁아지면서 압축이 이루어질 수 있다. 본 실시례에서 압축기는 압축유닛(50)을 제외한 케이스(10) 내부 공간 전체에 토출압이 인가되는 구조를 가지며, 회전축(30)의 저널부에는 토출압을 이용해서 오일이 공급될 수 있다. 이렇게 압축된 냉매는 토출포트(53b, 53c)를 통해 유출된 후에, 상부로 이동하여 토출관(15)을 통과하고 응축기로 전달된다. 이때, 토출관(15)을 통과하기 전에 냉매는 본 발명을 구성하는 머플러장치(70)를 통과한다.

도 4 내지 도 6에는 머플러장치(70)가 자세히 도시되어 있다. 이들 도면을 참고하면, 상기 머플러장치(70)는 크게 머플러하우징(71)과 그 안에 설치된 가이드관(80)으로 구성된다고 볼 수 있다. 머플러하우징(71)은 머플러장치(70)의 골격을 만드는데, 도 4에서 보듯이 상부쉘(13)의 저면에서 아래쪽으로 돌출되어 있다. 보다 정확하게는 머플러하우징(71)은 상부쉘(13)의 저면에 설치되고, 아래쪽에는 구동유닛(20)이 위치한다.

머플러장치(70)는 상기 토출관(15)의 입구를 감싸도록 고압냉매공간(S1)에 설치되고, 상기 고압냉매공간(S1)과 연결되는 내부공간(71a)을 내부에 만든다. 그리고, 내부에 있는 가이드관(80)의 양쪽 끝 중에서 한쪽은 토출관(15)에 연결되고 반대쪽은 내부공간(71a)을 향해 개방된다. 압축유닛(50)에서 배출된 냉매는 우선 고압냉매공간(S1)에 유입된 후에 흡입홀(72')을 통해 내부공간(71a)으로 이동하고, 가이드관(80)을 거쳐 토출관(15)으로 전달된다.

상기 머플러하우징(71)은 상기 토출관(15)의 입구를 감싸면서 상부쉘(13)의 저면에 결합되고 내부에는 내부공간(71a)이 만들어진다. 머플러하우징(71)의 아래쪽으로는 상기 내부공간(71a)이 고압냉매공간(S1)에 연결되도록 흡입홀(72')이 관통된다. 머플러하우징(71)은 금속재질의 얇은 평판으로 만들어진다.

머플러하우징(71)의 구조를 보면, 상기 머플러하우징(71)은 한쪽 끝이 상기 토출관(15)의 입구 주변을 감싸면서 상부쉘(13)의 내면에 결합되는 측면부(74,75,76)와, 상기 측면부(74,75,76) 아래쪽을 연결하는 저면부(72)로 구성된다. 여기서 저면부(72)는 구동유닛(20)을 향한 머플러하우징(71)의 저면을 형성하여 측면부(74,75,76)와 함께 내부공간(71a)을 만든다. 그리고, 저면부(72)에는 내부공간(71a)이 고압냉매공간(S1)과 연결되도록 흡입홀(72')이 개방된다.

그리고 상기 측면부(74,75,76)는 제1플레이트(74), 제2플레이트(76) 및 연결플레이트(75)로 구성된다. 상기 제1플레이트(74)와 제2플레이트(76)는 상기 측면부(74,75,76)의 양쪽 끝에 각각 배치되는 부분인데, 도 6에서 보듯이 그 외면이 곡면형상으로, 서로 다른 곡률반경을 갖는다. 본 실시례에서 상기 제1플레이트(74)의 직경은 25mm 내지 35mm 이고, 상대적으로 작은 제2플레이트(76)의 직경은 14mm 내지 22mm이다. 제1플레이트(74)와 제2플레이트(76)는 머플러하우징(71)을 비대칭인 타원형상으로 만든다. 이처럼 측면부(74,75,76)를 제1플레이트(74), 제2플레이트(76) 및 연결플레이트(75)로 구분하였지만, 이들은 서로 연속된 외면을 갖도록 일체로 구성된다.

상기 연결플레이트(75)는 상기 제1플레이트(74) 및 제2플레이트(76) 사이를 연결하는 한 쌍으로 구성되고, 평판구조이다. 이와 달리, 연결플레이트(75)도 제1플레이트(74)와 제2플레이트(76)처럼 곡면구조나 경사면구조를 가질 수도 있다. 이와 같이 머플러하우징(71)의 측면부(74,75,76)는 곡면과 평면으로 연속된 내면을 가지고, 내부의 내부공간(71a)에 데드스페이스가 없고, 모서리 구조에 의한 와류발생이 방지될 수 있다.

도 6을 보면, 머플러하우징(71)은 A축을 기준으로 좌우대칭이지만, B축을 기준으로는 좌우대칭이 아니다. 이것은 상부쉘(13)의 구조를 고려하여 내부공간(71a)의 체적을 최대한 많이 확보하기 위한 것으로, 상부쉘(13)의 구조와 기타 부품의 설치조건에 따라 머플러하우징(71)은 B축을 기준으로도 대칭될 수 있다.

이와 달리, 도 7에서 보듯이 상기 측면부(74,75,76)는 전체적으로 직사각형상을 가질 수도 있다. 측면부(74,75,76)의 형상에 따라 내부공간(71a)의 전체 제척이 달라지므로, 압축기의 용량과 출력을 고려하여 측면부(74,75,76)의 형상과 면적을 다르게 할 수도 있다. 참고로 본 실시례에서 압축기의 1회전당 토출량은 8.9cc~10.2cc 이고, 내부공간(71a)의 제척은 45㎤ 내지 65㎤ 이다.

도 6에서 보듯이, 상기 머플러하우징(71)은 상부쉘(13)에 설치된 전원연결부(C)를 회피하여 설치된다. 머플러하우징(71)은 상부쉘(13)의 중심에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 머플러하우징(71)의 저면부(72)와 구동유닛(20) 사이에 소정의 절연공간만 확보된다면 가능한 넓은 면적과 체적을 갖는 것이 좋다. 내부공간(71a)이 충분히 확보되면 냉매의 토출과정에서 발생하는 진동과 소음을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있다.

상기 머플러하우징(71)의 저면부(72)에는 흡입홀(72')이 있는데, 상기 흡입홀(72')은 고압냉매공간(S1)을 향해 개방된다. 흡입홀(72')을 통해서 고압냉매공간(S1)과 내부공간(71a)이 서로 연결된다. 상기 흡입홀(72')은 고압냉매공간(S1)의 중심을 향해 개방되는 것이 바람직한데, 이를 통해서 압축유닛(50)을 통해 배출된 냉매가 원활하게 내부공간(71a)으로 공급될 수 있다.

도 6을 보면, 본 실시례의 흡입홀(72')은 저면부(72)의 중심(A축과 B축이 만나는 지점)에 있지 않고, 한쪽으로 치우쳐 있다. 즉 흡입홀(72')은 저면부(72)의 중심이 아니라, 고압냉매공간(S1)의 중심에 위치하는 것이 더 바람직하다. 다만 본 실시례에서 고압냉매공간(S1)의 정중앙(K)에서 약간 벗어난 위치에 개방되어 있는데, 이것은 전원연결부(C)와의 간섭을 회피하기 위한 것이다.

상기 내부공간(71a)에는 가이드관(80)이 위치한다. 상기 가이드관(80)은 일종의 관(tube) 구조로, 본 실시례에서는 금속재질로 만들어진다. 상기 가이드관(80)은 상기 내부공간(71a)에 설치되는데, 한쪽은 상기 토출관(15)의 입구에 연결되고 반대쪽은 상기 내부공간(71a) 내부를 향해 개방된다. 즉 상기 가이드관(80)은 토출관(15)의 일부로 볼 수도 있다.

본 실시례에서 상기 가이드관(80)은 상기 머플러하우징(71)에 직접 연결되지 않고, 상부쉘(13)의 저면에 고정된다. 머플러하우징(71)은 상부쉘(13) 방향으로 개방되어 있기 때문에 가이드관(80)을 감싸는 형태로 상부쉘(13)의 저면에 용접 등의 방법으로 고정될 수 있다. 이와 달리, 머플러하우징(71)은 상부쉘(13)의 저면을 향한 상면이 평판형태의 상면부로 차폐되고, 가이드관(80)은 상면부에 고정될 수도 있다.

상기 가이드관(80)은 상기 내부공간(71a)으로 유입된 냉매를 토출관(15)으로 안내하는 역할을 하는데, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 내부공간(71a) 내부에서 다수회 절곡된 형태로 연장된다. 가이드관(80)이 이렇게 절곡된 형태로 연장되면 충분히 긴 토출경로(오일분리경로)를 제공하므로, 냉매가 이를 따라 배출되는 과정에서 냉매에 섞인 오일이 분리될 수 있다. 그리고 이와 같이 냉매에서 오일이 충분히 제거됨에 따라 압축기의 효율이 향상된다.

보다 구체적으로 보면, 상기 가이드관(80)은 내부공간(71a)을 향해 개방된 입구(81a)를 갖는 입구부(81)와, 입구부(81)에서 90도로 꺾여 상부로 연장되는 제1절곡부(83), 그리고 제1절곡부(83)에서 다시 90도 꺾여 'ㄷ'자 형상을 만드는 제2절곡부(85), 마지막으로 제2절곡부(85)에서 다시 상부로 90도 꺾여 토출관(15)에 연결되는 배출부(87)로 구성된다. 배출부(87)의 출구(87a, 도 5 참조)는 토출관(15)에 연결된다.

물론, 이들 사이가 반드시 90도로 꺾일 필요는 없고, 다양한 각도를 가지면서 연장될 수 있다. 예를 들어 가이드관(80)을 구성하는 입구부(81)에서 배출부(87)에 이르기까지 이들이 서로 경사각을 가지도록 꺾인 형태일 수 있다. 이렇게 되면 가이드관(80)의 내부에서 분리된 오일이 보다 원활하게 아래쪽으로 유동하여, 입구부(81)를 통해 다시 내부공간(71a)으로 배출될 수 있다.

그리고, 상기 가이드관(80)에서 절곡된 부분은 곡면으로 만들어진다. 상기 입구부(81)와 제1절곡부(83) 사이에는 제1연결부(82a)가 있고, 제1절곡부(83)와 제2절곡부(85) 사이에는 제2연결부(82b)가 있으며, 제2절곡부(85)와 배출부(87) 사이에는 제3연결부(82c)가 있다. 이들 제1연결부 내지 제3연결부(82a~82c)는 모두 곡면 형태로 부드럽게 연장되어 냉매가 보다 원활하게 유동될 수 있게 한다.

상기 입구부(81)에 개방된 입구(81a)는 머플러하우징(71)의 흡입홀(72')이 개방된 방향과 다른 방향으로 어긋나 있다. 보다 정확하게는, 흡입홀(72')은 상하방향(X축 방향)으로 개방되는데, 입구부(81)에 개방된 입구(81a)는 이와 직교한 좌우방향(Y축 방향)으로 개방되어 있는 것이다. 즉, 흡입홀(72')과 입구부(81)의 입구(81a)는 서로 마주보지 않는다. 따라서 흡입홀(72')을 통해 머플러장치(70) 안으로 유입된 고압의 냉매가 곧바로 가이드관(80)으로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 진동과 소음을 더욱 줄일 수 있다.

다만, 본 실시례에서 상기 입구(81a)는 상기 머플러하우징(71)의 흡입홀(72')이 개방된 경로 상에 위치한다. 도 5를 보면, 흡입홀(72')이 개방된 방향인 X축 상에 입구부(81)가 위치한다. 입구부(81)가 가급적 흡입홀(72')과 마찬가지로 중심부에 위치함으로써, 가장자리에 치우쳐 있는 것에 비해 냉매의 유입이 원활하게 이루어질 수 있다.

도 8에는 가이드관(80)의 다른 예들이 도시되어 있는데, 도 8(a)에서 보듯이 입구부(81)에 개방된 입구(81a)는 위쪽, 즉 상부쉘(13)의 저면을 향해 개방될 수도 있고, 도 8(b)에서 보듯이 머플러하우징(71)의 저면부(72)를 향하되 흡입홀(72')이 개방된 방향과 어긋나도록 연장될 수도 있다.

이러한 가이드관(80)의 총 길이는 압축기의 토출량에 따라 달라질 수 있는데, 바람직하게는 압축기의 1회전당 토출량이 8.9cc~10.2cc인 조건에서 70mm 내지 110mm이다. 가이드관(80)의 길이가 70mm 보다 짧으면 냉매에 섞인 오일이 충분히 분리되지 못하고, 110mm 보다 클 경우에는 머플러장치(70)의 전체 크기가 커져 구동유닛(20)과의 사이에 충분한 절연공간을 확보하기 어렵다.

다음으로, 냉매의 흐름을 살펴보면, 냉매는 흡입관으로 유입되어 압축유닛(50)의 압축실에서 압축되어 토출된다. 압축과정을 보면, 먼저 구동유닛(20)이 회전함에 따라 회전축(30)이 반시계방향으로 회전하면, 회전축(30)에 설치되는 롤러(54)는 반시계방향으로 회전하고, 흡입포트(53a)를 통해 실린더(53)의 압축실로 유입되는 냉매는 실린더(53)의 내주면과 각 베인(55) 사이에 형성되는 공간에 위치된다. 그리고 베인(55)의 이동에 따라 롤러(54)의 외주면과 실린더(53) 내주면 사이의 간격이 좁아지면서 압축이 이루어질 수 있다.

압축된 냉매는 상부의 고압냉매공간(S1)으로 배출된다. 고압의 냉매는 고압냉매공간(S1)에서 곧바로 토출관(15)으로 배출되지 못하고 머플러장치(70)를 거치게 된다. 이것은 머플러장치(70)가 토출관(15)을 감싸고 있기 때문이다.

도 5를 보면, 고압냉매공간(S1)의 냉매는 머플러장치(70)의 흡입홀(72')을 통해 화살표 ①방향으로 유입된다. 그리고, 내부공간(71a)을 채우게 되는데, 흡입홀(72')이 저면부(72)의 중앙에 위치하므로 여러 방향으로 동시에 채워질 수 있다. 또한, 흡입홀(72')이 고압냉매공간(S1)의 중심 또는 중심에 가까운 위치에 있기 때문에 냉매의 유입이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.

내부공간(71a)을 채운 냉매는 가이드관(80)의 입구부(81)를 통해 가이드관(80) 안쪽으로 유입된다.(화살표 ②방향) 냉매가 입구부(81)로 유입될 때, 냉매의 유입 타이밍에 따라 압력이 변동되어 맥동이 만들어져 진동과 발생할 수도 있지만, 본 발명에서는 가이드관(80)이 머플러하우징(71)에 감싸지므로 이러한 진동과 소음이 크게 줄어든다.

상기 머플러하우징(71)은 일종의 소음기 역할을 하는데, 좁은 흡입홀(72')을 통해 유입된 냉매가 넓은 공간인 내부공간(71a)으로 내보내지면서 진동과 소음이 감소하는 것이다. 즉 용적이 커지면 기체의 압력이 다소 낮아져 진동과 소음이 방지되는 것이다. 또한, 본 실시례에서 입구부(81)에 개방된 입구(81a)는 머플러하우징(71)의 흡입홀(72')이 개방된 방향과 어긋나 있어서, 흡입홀(72')을 통해 머플러장치(70) 안으로 유입된 고압의 냉매가 곧바로 가이드관(80)으로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 진동과 소음을 더욱 줄일 수 있다.

그리고, 냉매가 길게 연장된 가이드관(80) 내부를 유동하는 과정에서 냉매에 혼합된 오일이 제거될 수 있다. 가이드관(80)은 절곡된 구조를 통해서 충분히 긴 경로를 제공하므로, 오일이 더욱 효과적으로 제거될 수 있다.

가이드관(80)을 거치면서 오일이 제거된 냉매는 최종적으로 토출관(15)을 통해 화살표 ③방향으로 배출된다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 케이스 14: 흡입관
15: 토출관 20: 구동유닛
30: 회전축 50: 압축유닛
70: 머플러장치 71: 머플러하우징
80: 가이드관

Claims (12)

1. 냉매를 흡입하기 위한 흡입관 및 배출하기 위한 토출관이 연결되는 케이스와,
   상기 케이스의 내부에 설치되고 회전력을 발생시키는 구동유닛과,
   상기 케이스의 내부에 설치되고 회전축을 통해 구동유닛의 회전력을 전달받아 회전하면서 냉매를 압축하여 상기 토출관와 상기 구동유닛 사이에 위치하는 고압냉매공간으로 배출하는 압축유닛과,
   상기 고압냉매공간의 일부에 설치되고 안쪽에 내부공간이 만들어지며 일측은 상기 토출관의 입구를 감싸고 타측에는 상기 내부공간을 상기 고압냉매공간과 연결시키는 흡입홀이 있는 머플러하우징과,
   상기 내부공간에 설치되되 한쪽은 토출관과 연결되고 반대쪽은 내부공간 내부를 향해 개방되어 냉매를 토출관으로 안내하는 가이드관을 포함하며,
   상기 가이드관은 상기 토출관과 이어져 하나의 연속된 경로를 형성하고,
   상기 흡입홀은 상기 고압냉매공간을 향해 개방되되 상기 회전축의 축방향을 기준으로 상기 구동유닛의 상부중심 방향으로 개방되며,
   상기 머플러하우징은 상기 케이스의 상부에 설치되되 상기 머플러하우징의 저면부와 상기 구동유닛의 상부 사이에는 절연거리가 형성되고,
   상기 가이드관의 일단은 상기 토출관과 연결되고, 상기 가이드관은 적어도 3개의 절곡부를 가지며,
   상기 가이드관의 타단에는 상기 내부공간을 향해 개방된 입구가 형성되고, 상기 가이드관의 입구는 상기 흡입홀과 이격되는 압축기.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가이드관은 다수회 절곡된 형태로 연장되는 압축기.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 머플러하우징은 상기 토출관의 입구를 감싸면서 케이스의 내면에 결합되고 내부에는 내부공간이 만들어지되 상기 내부공간이 고압냉매공간에 연결되도록 흡입홀이 관통되고, 상기 가이드관은 상기 내부공간에 설치되고 한쪽은 상기 토출관의 입구에 연결되고 반대쪽은 상기 내부공간 내부를 향해 개방되며 내부공간 내부에서 다수회 절곡된 형태로 연장되는 압축기.
   
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5. 청구항 3에 있어서, 상기 머플러하우징은
   한쪽 끝이 상기 토출관의 입구 주변을 감싸면서 케이스의 내면에 결합되는 측면부와,
   상기 측면부에 연결되고 구동유닛을 향한 저면을 형성하여 측면부와 함께 내부공간을 만들고 고압냉매공간과 연결되는 흡입홀이 있는 저면부를 포함하는 압축기.
   
6. 청구항 2에 있어서, 상기 가이드관에서 내부공간 내부를 향한 한쪽 끝은 상기 머플러하우징의 흡입홀이 개방된 방향과 다른 방향으로 개방되는 압축기.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 가이드관에서 내부공간 내부를 향한 한쪽 끝은 상기 머플러하우징의 흡입홀이 개방된 경로 상에 위치하는 압축기.
   
8. 청구항 2에 있어서, 상기 가이드관은 다수회 절곡된 형상으로 그 내부에 오일분리경로를 만들고, 절곡된 부분은 곡면으로 만들어지는 압축기.
   
9. 청구항 5에 있어서, 상기 측면부는
   상기 측면부의 양쪽 끝에 각각 배치되는 제1플레이트 및 제2플레이트와,
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트 사이를 연결하는 한 쌍의 연결플레이트를 포함하고,
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트와 연결플레이트가 서로 연결되는 부분은 곡면 또는 경사면으로 연장되는 압축기.
   
10. 청구항 9에 있어서, 상기 머플러하우징의 저면부는 상기 케이스의 내부에 설치된 구동유닛과 이격되어 상기 머플러하우징의 저면부와 구동유닛 사이에는 절연공간이 확보되는 압축기.
    
11. 청구항 2에 있어서, 상기 가이드관은 다수회 절곡된 형상으로 구성되되, 냉매가 배출되는 배출부로부터 냉매가 유입되는 입구가 만들어진 입구부를 향해 점차 하향경사지게 연장되는 압축기.
    
12. 청구항 2에 있어서, 상기 가이드관의 총길이는 상기 압축기의 1회전당 토출량이 8.9cc~10.2cc인 조건에서 70mm 내지 110mm인 압축기.
    
    

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