KR20020050776A - 압축기 내장형 오일분리기 - Google Patents

Abstract

압축기 내장형 오일분리기, 특히 오일분리효율을 향상시킴과 아울러 압축기의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 오일분리기를 개시한다. 개시된 본 발명에 의한 오일분리기는, 냉매흡입구 및 냉매배출구를 갖춘 압축기 하우징의 일측에 소정의 밀폐된 공간으로 형성되며, 압축기 하우징의 토출실과 연통하는 유입구 및 압축기 하우징의 냉매배출구와 연통하는 유출구가 마련되어, 상기 유입구를 통하여 유입되는 압축냉매가스 중에 포함된 윤활오일을 분리하는 오일분리실; 및 상기 오일분리실에서 분리된 윤활오일을 상기 압축기 하우징의 냉매흡입구측으로 복귀시키기 위한 오일유로를 포함하며, 상기 오일분리실의 내벽면에는 분리되는 윤활오일을 아래쪽으로 유도하기 위한 다수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 오일분리실의 내벽면에 부착된 오일이 큰 표면장력을 가지게 되므로, 냉매가스의 유동에 의해 이끌려 유출구로 유출되는 일이 없다. 즉, 오일분리효율을 높일 수 있다.

Description

압축기 내장형 오일분리기{OIL SEPARATOR}

본 발명은 자동차용 압축기에 내장되어 압축기의 토출측으로 배출되는 냉매가스에 혼합된 오일을 회수하여 다시 압축기의 구동 마찰부위로 공급해주는 압축기 내장형 오일분리기에 관한 것이다.

자동차용 냉방시스템은, 저온저압의 기상냉매를 단열압축하여 고온고압의 기상냉매로 만들어 토출하는 압축기, 상기 압축기로부터 토출되는 고온고압의 가스냉매를 열교환에 의하여 포화액 상태로 만드는 응축기, 상기 응축기로부터 액화되어 이송되어 오는 냉매를 교축하여 저압의 습증기 상태로 만드는 팽창밸브, 그리고, 상기 팽창밸브로부터 이송되어 오는 냉매를 열교환에 의하여 증발시켜 증기 상태로 만들어 압축기로 보내는 증발기를 포함하여 이루어진다.

여기서, 압축기는 자동차의 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 열교환된 냉매를 흡입하여 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 압축하여 응축기로 토출하는 작용을 한다.

이러한 압축기는 압축방식 및 구조에 따라 여러 가지 형태가 알려지고 있으며, 자동차용 냉방시스템에서는 사판식 압축기가 일반적으로 사용되고 있다. 이 사판식 압축기는, 전,후방 하우징; 상기 전방 하우징 및 후방 하우징에 차례로 설치되는 전,후방 실린더; 상기 전,후방 실린더의 보어들에 걸쳐 왕복운동가능하게 설치되는 다수의 양두 피스톤; 상기 전,후방 하우징 및 전,후방 실린더의 중앙을 관통하여 회전가능하게 설치되는 구동축; 상기 구동축에 경사지게 설치되어 구동축의 회전에 따른 회전에 의하여 피스톤들을 전후진시키는 사판; 그리고, 상기 전,후방 실린더와 전,후방 하우징의 내면 사이에 각각 설치되는 양쪽 밸브 유니트를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성된 사판식 압축기는, 구동축에 엔진의 동력이 전달되면 구동축과 함께 회전하는 사판에 의하여 피스톤들이 전후진함으로써 밸브 유니트를 통한 냉매의 흡입, 압축 및 토출 작용이 수행된다.

한편, 상기와 같은 압축기를 채용한 자동차 공조장치용 냉방시스템에서는, 압축기의 구동을 원활하게 하기 위한 윤활 목적의 오일을 냉매에 함유시켜 순환시킴으로써 압축기 구동파트의 기계적 마찰면들의 윤활을 수행하고 있다. 이 때, 냉매에 함유된 오일이 응축기와 같은 열교환기나 팽창장치, 파이프 및 호스류에 유입될 경우, 오일이 열교환기 등의 오일 유로 내벽에 코팅되거나 오일이 열교환기의 냉매유로 공간을 차지하기 때문에, 냉매의 유동성이 저하되고, 이로 인하여 열교환기의 열교환 효율이 저하된다. 또한, 오일이 냉방시스템 전체를 순환하게 되면 압축기에 공급되는 오일량에 심한 변동이 발생하고, 이에 따라 압축기의 윤활이 안정적으로 또한 원활하게 이루어지지 못하므로 압축기의 내구성이 저하된다. 따라서, 압축기를 제외한 다른 구성요소로 오일이 유출되지 않도록 할 필요가 있다. 오일분리기는, 압축기로부터 토출되는 냉매에 포함된 오일을 분리하여 압축기로 재순환시킴으로써 오일에 의한 열교환 효율의 저하를 방지함과 아울러 압축기의 윤활이 안정적으로 이루어지도록 한다.

이러한 오일분리기는 크게 외장형과 압축기 내장형으로 분류된다. 외장형 오일분리기는, 그 입구포트가 압축기의 토출라인에 연결되고, 그 출구포트가 응축기의 입구단에 연결되며, 내부의 오일저장실과 압축기 흡입라인이 캐필러리 튜브(모세관)를 통하여 연결되는 구조를 가진다. 압축기로부터 토출되는 오일을 함유한 냉매는 오일분리기의 입구포트를 통하여 오일분리기 내부로 유입되고, 여기서 냉매와 오일이 서로 분리된다. 냉매는 오일분리기의 출구포트를 통하여 응축기로 공급되고, 분리된 오일은 오일분리기의 오일저장실에 일단 저장된 후 캐필러리 튜브를 통하여 압축기 흡입라인으로 공급되어 증발기로부터 배출되는 냉매와 함께 압축기의 내부로 복귀된다. 따라서, 오일이 냉매에 혼합된 상태로 응축기나 증발기 등의 열교환기쪽으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 외장형 오일분리기는, 제작 및 설계가 비교적 쉽고 오일 분리 효율이 좋다고 하는 장점은 있으나, 압축기 외부에 별도로 설치되고 또 별도의 바이패스회로가 요구되는 등 설치공간을 크게 차지한다고 하는 단점이 있다.

상기와 같은 외장형 오일분리기의 단점을 고려하여 제안된 것이 압축기에 일체로 구성되는 압축기 내장형 오일분리기이다. 이러한 압축기 내장형 오일분리기의 대표적인 것으로 일본 특개평 제9-68161호에 개시된 것을 들 수 있다. 이 압축기내장형 오일분리기는, 머플러실에 유분리 스크린을 설치하여 오일을 분리하고 환유공을 통하여 압축기에 오일을 복귀시키도록 되어 있다.

그러나, 이러한 형태의 오일분리기에 있어서는, 분리된 윤활오일이 환유공을 통하여 압축기로 들어가기 전에 오일분리실의 하단에 존재하고 이와 같이 오일분리실의 하단에 존재하는 윤활오일이 고속으로 오일분리실을 통과하는 냉매가스의 유동에 의해 이끌려 냉매가스에 혼입된 상태로 열교환기쪽으로 유출되는 문제가 있다. 이와 같이 오일이 압축기 내부로 복귀되지 못하고 열교환기쪽으로 유출되면 압축기 내부로 공급되는 오일량의 저하로 압축기의 윤활 불량이 초래되어 압축기의 내구성 및 신뢰성이 저하된다.

또한, 종래의 오일분리기에 있어서는, 윤활오일이 오일분리기 내의 특정부위, 즉 오목한 부위에 고여 압축기의 윤활에 사용되지 못함에 따라 압축기 내부의 윤활오일 부족현상이 가중되는 문제가 있으며, 또한, 열교환기쪽으로 유출된 윤활오일이 열교환기의 유로 내부에 점착되어 피막을 형성하기 때문에 열교환효율이 저하되는 문제도 있다.

더욱이, 종래의 오일분리기에 있어서는 환유공을 통하여 윤활오일 뿐만 아니라 냉매가스가 압축기로 복귀함으로써 압축기의 압축성능이 저하되고 이에 따라 냉방시스템의 열교환효율이 저하되는 것을 피할 수 없다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 감안하여 안출한 것으로, 윤활오일의 분리효율을 향상시킬 수 있고, 윤활오일이 오일분리실내의 사공간내에 고이는 것을방지할 수 있으며, 압축기의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 압축기 내장형 오일분리기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일분리기를 나타낸 커버 분리 상태 사시도,

도 2는 도 1에 나타낸 오일분리기의 결합 단면도,

도 3은 도 1에 나타낸 오일분리기의 압축기 하우징의 배면도,

도 4는 도 1에 나타낸 오일분리기의 개스킷의 배면도,

도 5는 도 1에 나타낸 오일분리기의 압축기 하우징, 개스킷 및 커버의 결합구조를 보인 단면도, 그리고,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 오일분리기의 요부를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 하우징 11 : 냉매흡입구

12 : 냉매배출구 13 : 토출실

14 : 오일분리실 14a, 54a : 제 1 및 제 2 오일분리홈

14b, 54b : 요철부 16 : 유입구

17 : 유출구 18 : 여과필터

19 : 집유실 19a, 59a : 제 1 및 제 2 집유홈

21, 51 : 차단리브 22 : 오일공급유로

30 : 개스킷 31 : 오일회수유로

31a : 오일회수유로의 입구50 : 커버

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 압축기 내장형 오일분리기는, 냉매흡입구 및 냉매배출구를 갖춘 압축기 하우징의 일측에 소정의 밀폐된 공간으로 형성되며, 압축기 하우징의 토출실과 연통하는 유입구 및 압축기 하우징의 냉매배출구와 연통하는 유출구가 마련되어, 상기 유입구를 통하여 유입되는 압축냉매가스 중에 포함된 윤활오일을 분리하는 오일분리실; 및 상기 오일분리실에서 분리된 윤활오일을 상기 압축기 하우징의 냉매흡입구측으로 복귀시키기 위한 오일유로를 포함하며, 상기 오일분리실의 내벽면에는 분리되는 윤활오일을 아래쪽으로 유도하기 위한 다수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 압축기 내장형 오일분리기는, 냉매흡입구 및 냉매배출구를 갖춘 압축기 하우징의 후벽면에 대략 U자형 유로를 가지도록 요입형성된 제 1 오일분리홈과 압축기 하우징에 개스킷을 개재하여 결합되는 커버의 내벽면에 제 1 오일분리홈과 대응되는 형상으로 형성된 제 2 오일분리홈에 의해 소정의 밀폐된 공간으로 이루어지며, 압축기 하우징의 토출실과 연통되는 유입구 및 압축기 하우징의 냉매배출구와 연통되는 유출구가 마련되어, 유입구를 통하여 유입되는 압축냉매가스 중에 포함된 윤활오일을 분리하는 오일분리실; 오일분리실에서 냉매가스로부터 분리되는 윤활오일을 저장하도록 제 1 오일분리홈의 하부에 요입형성된 제 1 집유홈과 제 2 오일분리홈의 하부에 요입형성된 제 2 집유홈에 의해 이루어지는 집유실; 압축기 하우징의 후방벽 상단부에 냉매흡입구와 연통하도록 형성된 오일공급유로; 집유실에 저장된 윤활오일이 상기 오일공급유로를 통하여 압축기 흡입측으로 복귀되도록 하기 위하여 집유실과 오일공급유로를 연통시키는 오일회수유로; 및 오일분리실에서 분리되는 윤활오일을 아래쪽으로 유도하기 위하여 제 1 및 제 2 오일분리홈의 내벽면에 각각 형성되는 다수의 제 1 및 제 2 요철부;를 구비한다.

상기 요철부들 중 냉매가스가 배출되는 유출구의 아래쪽 부분에 위치하는 요철부들은 소정각도로 경사지게 형성됨이 바람직하다.

또한, 오일회수유로는 압축기 하우징의 후벽면 가장자리를 따라 형성될 수 있고, 개스킷의 일측 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 이 때, 오일회수유로의 입구는 집유실의 최저면으로부터 소정간격 높은 위치에 형성된다.

또한, 오일분리실에는 유입구를 포함하는 영역에 걸쳐 여과필터가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 제 1 오일분리홈 및 제 2 오일분리홈의 집유실의 위쪽에는 집유실에 저장된 오일의 역류를 방지하기 위한 제 1 및 제 2 차단리브가 서로 대응되게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 집유실을 구성하는 제 1 및 제 2 집유홈의 바닥면에는 개스킷을 가장 낮은 면으로 하는 경사부가 각각 형성된다. 이에 의하면, 집유실로의 오일 집유가 원활히 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 압축기 내장형 오일분리기에 따르면, 압축기의 토출실로 배출된 윤활오일이 함유된 압축혼합냉매가스가 유입구를 통하여 오일분리실로 유입된다. 이 혼합냉매가스가 1차적으로 오일분리실의 내벽면 및 여과필터에 부딪혀 비산됨에 따라 윤활오일이 1차적으로 혼합냉매가스로부터 분리된다. 금속칩과 같은 입자가 큰 이물질은 여과필터를 통과하지 못하고 아래로 떨어져 여과필터의 하단부에 쌓인다. 분리된 윤활오일은 그 점도에 의하여 요철부들에 부착되어 요철부들을 따라 아래로 하강하여 집유실에 저류하게 된다. 그리고, 혼합냉매가스가 U자형으로 유출구 쪽으로 유동하는 과정에서 원심력에 의하여 2차적으로 비중이 큰 윤활오일이 분리된다. 냉매가스는 빠른 속도로 오일분리실을 유동하지만 본 발명에서는 윤활오일이 요철부에 의하여 큰 표면장력으로 부착되어 있기 때문에, 윤활오일이 냉매가스의 유동속도에 의해 이끌려 유출구로 유출되는 일이 없다.

또한, 본 발명에서는 오일분리홈들의 양쪽 내벽면이 원만한 곡선으로 요입되어 있기 때문에, 이들 내벽면에 오일이 고이는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 집유실에 저류하는 윤활오일은 오일분리실이 고압상태이고 압축기의 냉매흡입구측은 저압 상태이기 때문에, 이 두 곳의 압력차에 의하여 오일회수유로 및 오일공급유로를 통하여 냉매흡입구로 유동한다. 이 과정에서, 본 발명에 따르면, 오일회수유로의 입구가 집유실의 최저면보다 높은 곳에 위치하고 있기 때문에, 여과필터에 의하여 걸러지지 않은 작은 입자의 불순물이 오일회수유로의 입구쪽으로 유입되는 현상을 방지할 수 있고, 설사 불순물이 오일회수유로의 입구에 유입된다 하더라도 불순물은 주로 금속칩이기 때문에 윤활오일에 비해 무거워 중력에 의하여 다시 집유실로 가라앉으므로, 불순물이 오일회수유로로 유입되어 유로를 막는현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 사용된 용어는 발명자가 본 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

그리고, 이하의 설명에서 전방 및 후방은 도 2의 하우징(10)(구체적으로는 압축기의 후방 하우징을 나타낸다)을 기준으로 왼쪽 방향은 전방, 오른쪽 방향은 후방임을 의미하며, 또한 왼쪽 및 오른쪽은 도 3과 같이 하우징(10)의 후방을 바라볼 때의 왼쪽 및 오른쪽 방향을 의미한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 내장형 오일분리기가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 압축기 하우징(10)의 상부에는 증발기(미도시)로부터 배출되는 냉매가스를 압축기 내부로 흡입하기 위한 냉매흡입구(11)와, 압축기 내부에서 압축된 냉매가스를 외부, 즉 응축기(미도시) 쪽으로 배출하기 위한 냉매배출구(12)가 전후로 나란하게 구획형성되어 있다. 하우징(10)의 전방에는 토출실(13)이 형성되어 있고, 하우징(10)의 후방쪽은 막혀 있다. 냉매배출구(12)의 경우에는 후술하는 오일분리실(14)과 냉매배출구(12)를 연결하는 유출구(17)보다 상당히 넓은 단면적을 가지며, 따라서 좁은 단면적을 지닌 유출구(17)를 통하여 냉매가스가 넓은 단면적을 가진 냉매배출구(12)로 배출되면서 냉매가스의 배출압력이팽창에 의하여 강하되기 때문에 냉매가스의 배출시의 맥동음 및 소음이 저감될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 배출되는 냉매가스를 도입하여 이 냉매가스에 함유된 윤활오일을 분리하여 압축기의 냉매흡입구측으로 복귀시키는 한편, 윤활오일을 함유하지 않은 냉매가스만을 응축기쪽으로 보낼 수 있도록 하기 위하여, 압축기 하우징(10)의 후벽면에는 대략 U자형 유로를 가지는 제 1 오일분리홈(14a)이 형성된다. 이 제 1 오일분리홈(14a)은 개스킷(30)을 개재하여 결합되는 커버(50)의 내벽에 형성되는 제 2 오일분리홈(54a)과 합쳐져 액밀구조의 오일분리실(14)을 구성하게 된다. 압축기 하우징(10)의 후벽면 가장자리, 개스킷(30)의 가장자리 및 커버(50)의 가장자리에는 서로 대응하는 다수개의 체결공들(15,35,55)이 각각 형성되어 있으며, 이 체결공들(15,35,55)에 볼트(61)들이 체결됨으로써 압축기 하우징(10), 개스킷(30) 및 커버(50)가 결합되게 된다. 도 5의 참조부호 62는 와셔이다.

또한, 본 실시예에 따르면, 혼합냉매가스를 냉매배출구(12)쪽으로 배출하기 전에 이 혼합냉매가스를 오일분리실(14)에 도입하여 혼합냉매가스에 함유된 윤활오일을 분리한 다음 냉매가스만을 냉매배출구(12)쪽으로 보내는 한편, 분리된 윤활오일을 다시 냉매흡입구측으로 복귀시키도록 하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 오일분리홈(14a)의 상단부 일측(우측)에는 혼합냉매가스를 도입하기 위한 유입구(16)가 형성되고, 제 1 오일분리홈(14a)의 상단부 타측(좌측)에는 윤활오일이 분리된 냉매가스를 냉매배출구(12)쪽으로 배출하기 위한 유출구(17)가 형성된다. 즉, 유입구(16)는 오일분리실(14)의 U자형 유로의 입구에 상당하고 유출구(17)는 오일분리실(14)의 U자형 유로의 출구에 상당하며, 혼합냉매가스가 이 오일분리실(14)의 U자형 유로를 U턴 유동하는 과정에서 비중이 큰 윤활오일이 분리되는 것이다.

상기 오일분리실(14) 중 유입구(16)를 포함하는 영역에는 여과필터(18)가 더 설치될 수 있다. 이 여과필터(18)는 밴드형 망체의 형태로 이루어진 것으로서, 전후의 개방부가 압축기 하우징(10)의 후벽면 및 커버(50)의 내벽면에 접촉하여 지지되도록 되어 있다. 따라서, 여과필터(18)가 유입구(16)의 앞쪽을 감싸는 형상으로 설치된다. 이 여과필터(18)에 의하여, 유입구(16)를 통하여 오일분리실(14)로 유입되는 혼합냉매가스는 여과필터(18)에 부딪혀 비산됨에 따라 혼합냉매가스로부터 윤활오일을 분리하는 성능이 더욱 향상될 수 있다. 또한 냉방시스템을 유동하면서 냉매가스에 혼입될 수 있는 금속칩과 같은 입자가 큰 이물질은 여과필터(18)를 통과하지 못하고 여과필터(18)의 하단부에 쌓이게 되므로 이물질에 의해 냉방시스템의 유로 및/또는 오일유로가 막히는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 윤활오일의 분리효율을 높이고 또 분리된 윤활오일이 오일분리실(14)을 유동하는 냉매가스의 유속에 이끌려 유출구로 유출되는 것을 방지하기 위하여, 상기 제 1 오일분리홈(14a)의 내벽면에는 분리되는 윤활오일을 아래쪽으로 유도하기 위한 다수의 제 1 요철부(14b)가 형성된다. 그리고, 같은 구조의 제 2 요철부(54b)가 제 2 오일분리홈(54a)의 내벽면에 더 형성될 수 있다. 상기 요철부들(14b,54b) 중 유출구(17)쪽 아래 부분에 위치하는 요철부들은 냉매가스의 유속에 의하여 윤활오일이 냉매가스에 혼입되어 유출되는 것을 차단할 수 있도록 경사진 형태로 형성되고, 요철부들(14b,54b)의 나머지 부분은 윤활오일을 아래쪽으로 유도하기 위하여 상하방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에 따르면, 윤활오일이 오일분리실의 특정공간, 즉 사공간에 고여 사용되지 않는 것을 방지하기 위하여, 상기 제 1 오일분리홈(14a) 및 제 2 오일분리홈(54a)의 U자형 유로를 형성하는 양쪽 내벽면이 원만한 곡선으로 형성된다.

그리고, 상기한 바와 같이 오일분리실(14)에서 분리되는 윤활오일을 일단 저류시키기 위하여, 제 1 오일분리홈(14a)의 최하부에는 이것과 연결된 상태로 제 1 집유홈(19a)이 아래쪽으로 요입형성되고, 제 2 오일분리홈(54a)의 최하부에는 상기 제 1 집유홈(19a)과 대응하여 제 2 집유홈(59a)이 아래쪽으로 요입형성되며, 이 제 1 집유홈(19a) 및 제 2 집유홈(59a)이 합쳐져 집유실(19)을 이룬다.

본 발명에 따르면, 집유실(19)에 저류하고 있는 윤활오일이 냉매가스의 배출시에 그 유속에 의하여 이끌려 유출구(17) 쪽으로 배출되는 것을 막는 한편, 후술하는 오일회수유로(31)의 입구(31a)쪽으로 냉매가스가 유입되어 토출실(13)로 역류하는 것을 차단하기 위하여, 제 1 오일분리홈(14a)중 집유실(19)의 위쪽에는 한 쌍의 제 1 차단리브(21,21)가 형성되고, 제 2 오일분리홈(54a)중 집유실(19)의 위쪽에는 상기 제 1 차단리브(21)들과 대응하여 한 쌍의 제 2 차단리브(51,51)가 형성된다. 상기 제 1 차단리브(21)들 및 제 2 차단리브(51)들의 상,하면은 경사면으로 되어 있으며, 상면쪽의 경사도가 하면쪽의 경사보다 큰 것이 바람직하다.

한편, 상기한 바와 같이 집유실(19)에 저류하고 있는 윤활오일을 압축기 흡입측으로 복귀시키도록 하기 위하여, 개스킷(30)의 일측 가장자리에는 아래에서 위로 오일회수유로(31)가 절취형성된다. 이 오일회수유로(31)의 아래쪽 입구(31a)는 여과필터(18)를 통과하여 집유실(19)에 저류하는 입자가 작은 불순물이 오일회수유로(31)에 유입되지 않도록 하기 위하여 집유실(19)의 최저면으로부터 소정간격(H) 높은 위치, 바람직하게는 2∼5mm 높은 위치에 형성되는 것이 좋다. 이와 같이 집유실(19)의 최저면보다 높은 위치에 오일회수유로(31)의 입구(31a)가 형성되면 불순물이 주로 윤활오일보다 비중이 큰 금속칩이기 때문에 불순물이 오일회수유로(31)에 유입된다 하더라도 불순물이 중력에 의하여 아래쪽으로 떨어져 오일회수유로(31)에 유입되는 것을 효과적으로 차단하는 이점이 있다.

또한, 압축기 하우징(10)과 커버(50)와의 결합부가 액밀구조로 이루어지도록 하는 한편, 오일회수유로(31)를 따라 유동하는 윤활오일이 오일분리실(14)로 누설되지 않도록 하고, 또한 압축냉매가스가 오일회수유로(31)쪽으로 누설되는 것을 방지하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 개스킷(30)의 가장자리에는 오일회수유로(31)의 경로를 따라 그 양측을 감싸는 비드부(32)가 돌출형성된다. 또한, 이 비드부(32)는 체결공(35)의 둘레를 감싸도록 더 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 개스킷(30)은 오일분리실(14)과 동일한 형상의 구멍을 가지는 것이 좋다.

본 발명에 따르면, 상기 집유실(19)로부터 오일회수유로(31)로 유동하는 윤활오일을 압축기 흡입측으로 복귀시키도록 하기 위하여 압축기 후벽면 상단부 일측에는 상기 오일회수유로(31)의 상단 출구(31b)와 상기 냉매흡입구(11)를 연통시키는 오일공급유로(22)가 형성된다. 이 오일공급유로(22)는 냉매배출구(12)가 냉매흡입구(11)보다 후방에 형성되어 있는 관계로 인하여 냉매배출구(12)의 아래쪽을 따라 냉매흡입구(11)의 저부까지 형성되어 있다. 이와 같은 오일공급유로(22)의 구조는 냉배배출구(12)보다 냉매흡입구(11)의 깊이를 깊게 형성함으로써 해결될 수 있다. 따라서, 오일분리실(14)로부터 분리되어 집유실(19)에 저류하는 윤활오일은 오일회수유로(31) 및 오일공급유로(22)를 거쳐 냉매흡입구(11)로 유동하여 증발기로부터 냉매흡입구(11)로 유입되는 냉매가스와 함께 다시 압축기 흡입측으로 유입된다.

그리고, 오일공급유로(22)를 통하여 윤활오일이 복귀할 때, 증발기로부터 냉매흡입구(11)로 유입되는 냉매가스가 오일공급유로(22)를 통하여 오일분리실(14)로 유입되지 않도록 하기 위하여 오일공급로는 냉매흡입구(11) 쪽으로 갈수록 단면적이 좁아지는 다단구조로 형성되는 것이 바람직하다.

다음에 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 압축기 내장형 오일분리기의 작용에 대하여 설명한다.

냉방시스템의 구동에 의한 냉매가스의 순환중 증발기로부터 증발되어 배출되는 냉매가스는 냉매흡입구(11)를 통하여 압축기의 흡입실로 유입되어 압축된 후 토출실(13)로 배출된다. 이와 같은 냉매가스의 압축과정에 있어서 집유실(19)에 저장된 윤활오일은 냉매흡입구측과 오일분리실(14)과의 압력차에 의하여 오일회수유로(31) 및 오일공급유로(22)를 거쳐 냉매흡입구(11)의 저부로 유동하여 다시 압축기의 흡입실로 유입된다. 토출실(13)로 배출된 윤활오일이 함유된 혼합냉매가스는 유입구(16)를 통하여 오일분리실(14)로 유입되며, 이 과정에서 혼합냉매가스가 1차적으로 오일분리실(14)의 내벽면 및 여과필터(18)에 부딪혀 비산되므로순수한 냉매가스보다 비중이 높은 윤활오일이 분리되어 오일분리실(14)의 내벽면에 부착된다. 오일분리실(14)의 내벽면에 요철부들(14b,54b)이 형성되어 있기 때문에, 윤활오일은 큰 표면장력으로 오일분리실(14)의 내벽면에 부착됨에 따라 빠른 유속으로 유동하는 냉매가스에 이끌려 유출구로 유출되는 일 없이 요철부를 타고 집유실(19)로 자중에 의하여 낙하하여 저류하게 된다. 또한, 오일분리실을 구성하는 내벽면이 완만한 곡선 구조를 가지기 때문에 윤활오일이 오일분리실(14) 내부의 특정공간, 즉 사공간에 고이는 일도 방지할 수 있다.

상기 과정에서 입자가 큰 금속칩과 같은 불순물은 여과필터(18)를 통과하지 못하고 아래로 떨어져 여과필터(18)의 하단부에 쌓인다. 그리고, 오일분리실(14)로 유입되어 유동하는 혼합냉매가스는 U자형으로 유출구(17) 쪽으로 유동하면서 윤활오일이 제거된 상태로 유출구(17)를 통하여 냉매배출구(12)로 배출되어 응축기쪽으로 공급된다. 이와 같이 혼합냉매가스가 유출구(17) 쪽으로 U자형 유동을 하게 되면 혼합냉매가스의 유속으로 인한 원심력에 의하여 비중이 큰 윤활오일이 2차적으로 혼합냉매가스로부터 분리될 수 있다. 이 과정에서 본 발명에 있어서는 오일분리실(14)이 완전한 U자형 유로 구조가 아니라 양쪽이 원만한 곡선에 의하여 볼록한 형태로 된 U자형 유로 구조로 이루어져 있고, 더욱이 요철부들(14b,54b)중 냉매가스가 빠져나가는 유출구(17)의 아래쪽 부분은 경사진 형태로 되어 있기 때문에 비산에 의하여 벽면에 부착된 윤활오일이 U자형 유동을 하는 냉매가스의 빠른 유속에 의하여 이끌려 냉매가스에 혼입되어 유출되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 집유실(19)에 저류하고 있는 윤활오일이 냉매가스의 유속에 의하여 이끌려 냉매가스에 혼입되는 현상이 차단리브들(21,51)에 의하여 차단되도록 되어 있기 때문에 윤활오일의 분리성능이 탁월하다.

상기한 바와 같이, 혼합냉매가스로부터 분리되어 집유실(19)에 저류하는 윤활오일은 오일분리실(14)이 고압상태이고 냉매흡입구측은 저압상태이기 때문에 이 두 곳의 압력차에 의하여 오일회수유로(31) 및 오일공급유로(22)를 통하여 냉매흡입구(11)로 유동한다. 이 과정에서, 본 발명에 따르면, 상기 오일회수유로(31)의 입구(31a)가 집유실(19)의 최저면보다 높은 위치에 배치되어 있기 때문에 여과필터(18)에 의하여 걸러지지 않은 작은 입자의 불순물이 오일회수유로(31)의 입구(31a)쪽으로 유입되는 것이 방지되고, 또한 불순물은 주로 금속칩이어서 윤활오일에 비해 비교적 무거워 중력에 의하여 다시 집유실(19)로 가라앉으므로 불순물이 오일회수유로(31)로 유입되어 유로를 막는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 오일회수유로(31) 및 오일공급유로(22)를 거쳐 냉매흡입구(11)쪽으로 유동한 윤활오일은 증발기로부터 흡입되는 냉매가스와 함께 혼합되어 압축기의 흡입실로 유입된다. 이와 같이 순환하는 윤활오일에 의하여 압축구동파트들에 대한 윤활작용이 계속적으로 수행될 수 있다. 윤활오일의 복귀과정에 있어서 오일공급유로(22)가 냉매흡입구(11)의 저부에 연결되어 있고, 또한 그 쪽으로 갈수록 단면적이 좁은 다단구조로 형성되어 있기 때문에 증발기로부터 냉매흡입구(11)로 유입되는 냉매가스가 오일공급유로(22)를 통하여 오일분리실(14)로 유입되는 현상은 발생하지 않는다.

본 실시예에서는 오일회수유로(31)가 개스킷(30)에 형성된 것만을 도시하고설명하였으나, 상기 오일회수유로(31)는 하우징(10)의 후벽면 중 일측 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 이 경우도 본 발명의 오일분리기와 마찬가지의 작용이 이루어질 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.

도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 압축기 내장형 오일분리기가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 압축기 내장형 오일분리기는, 집유실(19)로의 오일 집유를 원활하게 하기 위하여 상기 집유실(19)을 구성하는 제 1 및 제 2 집유홈(19a)(59a)의 바닥면에 개스킷(30)을 가장 낮은 면으로 하는 경사부(19b)(59b)가 각각 형성된 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 압축기 내장형 오일분리기는, 상기 경사부(19b)(59b)의 단부가 절취되는 것에 의해 이들의 결합부를 따라 형성되는 요입부(70)가 더 구비된다. 그외 다른 구성 및 작용은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로 여기서는 구체적인 도시 및 설명을 생략한다.

상기 경사부(19b)(59b) 및 요입부(70)는, 집유실(19)에 오일이 잘 모이도록함과 아울러 표면장력에 의해 집유실(19)에 항상 오일이 집유될 수 있도록 한다. 따라서, 집유실(19)에 오일이 집유되는데 많은 시간이 걸림으로써 야기되는 오일공급 중단 사태를 방지할 수 있다. 부연하면, 집유실(19)에 저장된 오일이 특수한 상황에서 적은 상태가 되고 차량이 급격하게 움직여 집유실에 저장된 오일이 요동치면서 오일분리실의 벽면에 부딪히면 오일이 다시 집유실로 흘러내려 오는데 시간이 걸리므로 가스가 오일공급유로 공급되어 오일공급이 중단될 수 있다. 이 때, 본 실시예에 의하면, 상기와 같은 경우에도 오일이 빠르게 집유실로 모일 수 있으며, 또한 요입부에 오일이 잔류하고 있기 때문에, 오일공급이 중단되는 상태를 방지할 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에 의한 압축기 내장형 오일분리기에 있어서도, 오일분리실을 구성하는 제 1 및 제 2 오일분리홈의 내벽면에 분리되는 오일을 아래쪽으로 유도하기 위한 본 발명의 일 실시예와 같은 구조의 제 1 및 제 2 요철부가 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 오일분리실(14)의 내벽면에 형성된 요철부들(14b,54b)에 의하여 윤활오일의 부착력이 커져 윤활오일이 냉매가스의 빠른 유속에 이끌러 냉매가스에 혼입되어 배출되는 것이 차단되는 한편 윤활오일이 오일분리실(14)의 사공간에 고이지 않고 요철부들(14b,54b)을 따라 집유실(19)로 잘 유도되어 토출실(13)로 복귀될 수 있도록 되어 있으므로, 오일분리효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 오일분리실(14)의 U자형 유로의 양쪽이 원만한 곡선을 그리면서 요입되고 또한 요철부들(14b,54b)중 냉매가스가 배출되는 유출구(17)의 아래쪽 부분은 경사진 형태로 형성되어 있음에 따라 윤활오일이 냉매가스의 빠른 유속에 이끌러 냉매가스에 혼입되어 배출되는 것이 더욱 효과적으로 차단되므로 오일분리효율이 더욱 향상된다.

또한, 집유실(19)과 통하는 오일회수유로(31)의 입구(31a)가 집유실(19)의최저면보다 높은 위치에 배치됨에 따라 여과필터(18)를 통과하여 집유실(19)에 고이는 작은 입자의 불순물이 오일회수유로(31)의 입구(31a)에 유입되는 것이 방지되고, 또한 불순물이 오일회수유로(31)의 입구(31a)에 유입된다 하더라도 윤활오일에 비해 무거운 불순물이 중력에 의해 집유실(19)에 다시 가라앉기 때문에 불순물에 의한 유로막힘을 방지할 수 있다. 따라서, 윤활오일의 공급부족으로 인한 압축기의 손상을 방지함으로써 압축기의 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 윤활오일분리성능의 향상에 의하여 윤활오일이 냉매가스에 함유된 채 열교환기들쪽으로 유출되는 것을 방지할 수 있으므로 열교환 효율을 높일 수 있다.

또한, 집유실의 바닥면이 소정각도로 경사져 있고 바닥면의 결합부를 따라 요입부가 형성되어 있기 때문에, 집유실로의 오일 집유가 원활하게 이루어진다고 하는 효과도 있다.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (9)

1. 냉매흡입구 및 냉매배출구를 갖춘 압축기 하우징의 일측에 소정의 밀폐된 공간으로 형성되며, 압축기 하우징의 토출실과 연통하는 유입구 및 압축기 하우징의 냉매배출구와 연통하는 유출구가 마련되어, 상기 유입구를 통하여 유입되는 압축냉매가스 중에 포함된 윤활오일을 분리하는 오일분리실; 및

   상기 오일분리실에서 분리된 윤활오일을 상기 압축기 하우징의 냉매흡입구측으로 복귀시키기 위한 오일유로를 가지는 압축기 내장형 오일분리기에 있어서,

   상기 오일분리실의 내벽면에는 분리되는 윤활오일을 아래쪽으로 유도하기 위한 다수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
2. 냉매흡입구 및 냉매배출구를 갖춘 압축기 하우징의 후벽면에 대략 U자형 유로를 가지도록 요입형성된 제 1 오일분리홈과 상기 압축기 하우징에 개스킷을 개재하여 결합되는 커버의 내벽면에 상기 제 1 오일분리홈과 대응되는 형상으로 형성된 제 2 오일분리홈에 의해 소정의 밀폐된 공간으로 이루어지며, 압축기 하우징의 토출실과 연통되는 유입구 및 압축기 하우징의 냉매배출구와 연통되는 유출구가 마련되어, 상기 유입구를 통하여 유입되는 압축냉매가스 중에 포함된 윤활오일을 분리하는 오일분리실;

   상기 오일분리실에서 냉매가스로부터 분리되는 윤활오일을 저장하도록 상기 제 1 오일분리홈의 하부에 요입형성된 제 1 집유홈과 상기 제 2 오일분리홈의 하부에 요입형성된 제 2 집유홈에 의해 이루어지는 집유실;

   상기 압축기 하우징의 후방벽 상단부에 상기 냉매흡입구와 연통하도록 형성된 오일공급유로;

   상기 집유실에 저장된 윤활오일이 상기 오일공급유로를 통하여 압축기 흡입측으로 복귀되도록 하기 위하여 상기 집유실과 상기 오일공급유로를 연통시키는 오일회수유로; 및

   상기 오일분리실에서 분리되는 윤활오일을 아래쪽으로 유도하기 위하여 상기 제 1 및 제 2 오일분리홈의 내벽면에 각각 형성되는 다수의 제 1 및 제 2 요철부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 요철부들 중 냉매가스가 배출되는 유출구의 아래쪽 부분에 위치하는 요철부들은 소정각도로 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 오일회수유로는 상기 압축기 하우징의 후벽면 가장자리를 따라 형성됨을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 오일회수유로는 상기 개스킷의 일측 가장자리를 따라 형성됨을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
6. 제 4 항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 오일회수유로의 입구는 집유실의 최저면으로부터 소정간격 높은 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 오일분리실에는 상기 유입구를 포함하는 영역에 걸쳐 여과필터가 설치됨을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 오일분리홈 및 제 2 오일분리홈의 집유실의 위쪽에는 집유실에 저장된 오일의 역류를 방지하기 위한 제 1 및 제 2 차단리브가 서로 대응되게 형성됨을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 집유홈의 바닥면에는 개스킷을 가장 낮은 면으로 하는 경사부가 각각 형성되어 집유실로의 오일 집유가 원활히 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 압축기 내장형 오일분리기.