KR20070035330A - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 액체상태의 냉매가 압축실로 유입되는 것을 효과적으로 방지하도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 밀폐용기 내부에 냉매의 압축작용이 수행되는 압축실과, 상기 압축실로 유입되는 흡입냉매의 소음을 저감시키기 위한 흡입머플러와, 상기 압축실에서 압축되어 토출되는 토출냉매를 상기 밀폐용기 외부로 안내하도록 마련된 냉매토출관을 구비하고, 상기 냉매토출관은 상기 냉매토출관을 따라 유동하는 토출냉매와 상기 흡입머플러 내부를 유동하는 흡입냉매가 상호 열교환되도록 상기 흡입머플러의 내부공간을 통과하는 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐형 압축기 {HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 대략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 요부를 확대 도시한 단면도로 일부를 절개하여 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 요부를 확대 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

21a: 압축실 23a: 냉매흡입실

23b: 냉매토출실 24c: 흡입밸브

24d: 토출밸브 40: 흡입머플러

41: 몸체 60,60´: 냉매토출관

61,61´: 열교환부 61a: 권선부

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체상태의 냉매 가 압축실로 유입되는 것을 방지하여 냉매의 압축효율을 향상시키도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고나 공기조화기 등에 채용되는 냉동사이클은 저온 저압의 냉매를 흡입 및 압축하여 고온 고압의 상태로 토출하는 밀폐형 압축기와, 밀폐형 압축기로부터 토출된 냉매를 응축하는 응축기와, 응축기로부터 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창장치 및 팽창장치에서 팽창된 냉매가 증발되며 주위의 공기와 열교환하도록 마련된 증발기가 냉매관을 통해 폐회로를 이루도록 구성된다.

이중 밀폐형 압축기는 냉매의 압축이 수행되는 압축부와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하는 모터부와, 상기 압축부와 모터부를 외부와 밀폐시키도록 마련된 밀폐용기를 구비하며, 밀폐용기에는 상기 증발기를 통과한 냉매를 밀폐용기 내부로 안내하도록 증발기 측 냉매관에 연결되는 유입관과, 압축부를 통해 밀폐용기 내부에서 압축된 냉매를 밀폐용기 외부의 상기 응축기 측으로 안내하도록 응축기 측 냉매관에 연결되는 배출관이 설치된다.

압축부는 압축실을 가지는 실린더블록과, 압축실에서 냉매의 압축을 수행하는 구동부 회전축의 편심부와 커넥팅로드를 통해 연결된 피스톤과, 압축실을 밀폐하며 냉매토출실과 냉매흡입실이 구획형성된 실린더헤드와, 실린더블록과 실린더헤드 사이에 개재되어 압축실을 거치는 냉매의 흡입 및 토출을 단속하는 밸브장치를 포함하여 구성된다.

밸브장치는 냉매흡입실과 압축실 사이를 연통시키는 흡입구 및 압축실과 냉매토출실 사이를 연통시키는 토출구와, 상기 흡입구와 토출구를 각각 개방하도록 리드밸브 형태로 마련된 흡입밸브와 토출밸브를 구비하며, 상기 흡입밸브와 토출밸브는 서로 상반되게 개폐되도록 마련된다.

또 상기 냉매흡입실 측 실린더헤드에는 흡입냉매의 소음을 저감시키기 위한 흡입머플러가 설치되고, 상기 실린더블록의 일측에는 상기 냉매토출실로 토출된 토출냉매의 소음을 저감시키기 위한 토출머플러가 설치되며, 상기 토출머플러와 배출관 사이에는 토출맥동이 저감된 토출냉매를 상기 배출관으로 전달하기 위한 냉매토출관이 연결된다.

이러한 구성을 통해 구동부가 구동되어 압축실 내부의 피스톤이 직선왕복운동을 하게 되면, 압축실 내부와 외부의 압력차에 의해 증발기를 거친 저압 상태의 냉매는 상기 유입관을 통해 밀폐용기 내부로 유입된 후 흡입머플러를 지나는 과정에서 소음이 저감된 상태로 상기 실린더헤드의 냉매흡입실을 거쳐 압축실로 흡입되어 압축실 내부에서 압축되며, 압축실에서 압축된 냉매는 실린더헤드의 냉매토출실로 토출된 후 상기 토출머플러를 지나면서 소음이 저감된 상태로 상기 냉매토출관과 배출관을 따라 응축기 측으로 전달된다.

한편, 상기 증발기를 거친 저압상태의 기체상태 냉매 중에는 증발기에서 증발되지 못한 소정량의 액체상태 냉매가 포함되게 마련이고, 이러한 액체상태의 냉매는 냉장고와 같이 냉동사이클의 길이가 길게 형성되어 증발기와 압축기 사이의 냉매관의 길이가 충분할 경우에는 압축기로 유동되는 과정에서 대부분 기체상태로 전환될 수 있으나, 냉온수기와 같이 냉동사이클의 길이가 짧아 증발기와 압축기 사이의 냉매관의 길이가 충분하지 못할 경우에는 기체상태의 냉매와 함께 압축기의 압축실로 유입될 우려가 있으며, 이와 같이 액체상태의 냉매가 다른 기체상태의 냉매와 함께 압축실로 유입될 경우에는 냉매의 압축효율이 저감됨은 물론 이러한 액체상태의 냉매가 기체상태의 냉매에 비해 상기 흡입밸브를 타격하는 강도가 크기 때문에 흡입밸브의 수명이 단축되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 액체상태의 냉매가 압축실로 유입되는 것을 효과적으로 방지하도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 밀폐용기 내부에 냉매의 압축작용이 수행되는 압축실과, 상기 압축실로 유입되는 흡입냉매의 소음을 저감시키기 위한 흡입머플러와, 상기 압축실에서 압축되어 토출되는 토출냉매를 상기 밀폐용기 외부로 안내하도록 마련된 냉매토출관을 구비하고, 상기 냉매토출관은 상기 냉매토출관을 따라 유동하는 토출냉매와 상기 흡입머플러 내부를 유동하는 흡입냉매가 상호 열교환되도록 상기 흡입머플러의 내부공간을 통과하는 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 열교환부는 코일형태로 감겨진 권선부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축실에서 토출되는 토출냉매의 소음을 저감시키기 위한 토출머플러와, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 밀폐용기 외부로 배출되도록 상기 밀폐용 기 일측에 설치된 배출관을 더 포함하고, 상기 냉매토출관은 상기 토출머플러와 상기 배출관 사이를 연결하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 밀폐용기 내부에 냉매의 압축작용이 수행되는 압축실과, 상기 압축실로 유입되는 흡입냉매의 소음을 저감시키기 위한 흡입머플러와, 상기 압축실에서 압축되어 토출되는 토출냉매를 상기 밀폐용기 외부로 안내하도록 마련된 냉매토출관을 구비하고, 상기 냉매토출관은 상기 냉매토출관을 따라 유동하는 토출냉매와 상기 흡입머플러 내부를 유동하는 흡입냉매가 상호 열교환되도록 상기 흡입머플러의 외면에 밀착되도록 권선된 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉동사이클의 증발기를 통과한 냉매를 압축하여 냉동사이클의 응축기 측으로 전달하도록 냉동사이클에 채용되도록 마련되고, 상기 밀폐형 압축기는 냉매의 압축작용이 수용되는 압축실과, 상기 증발기 측 냉매를 상기 압축실로 안내하도록 마련된 흡입유로와, 상기 압축실에서 압축된 냉매를 상기 응축기 측으로 안내하도록 마련된 토출유로를 포함하며; 상기 토출유로는 상기 흡입유로를 지나도록 마련된 것을 특징으로 한다.

다음은 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기를 설명한다.

본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부용기(10a)와 하부용기(10b)가 결합되어 형성된 밀폐용기(10)와, 이러한 밀폐용기(10) 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축이 수행되도록 하는 압축부(20)와, 냉매의 압축에 따 른 구동력을 제공하는 구동부(30)를 구비하며, 밀폐용기(10)의 일측과 타측에는 냉동사이클의 증발기를 통과한 냉매를 밀폐용기(10) 내부로 안내하도록 증발기 측 냉매관에 연결되는 유입관(11) 및 상기 압축부(20)를 통해 밀폐용기(10) 내부에서 압축된 냉매를 밀폐용기(10) 외부 냉동사이클의 응축기 측으로 안내하도록 응축기 측 냉매관에 연결되는 배출관(12)이 각각 설치된다.

이중 압축부(20)는 냉매를 압축하도록 압축실(21a)이 형성된 실린더블록(21)과, 압축실(21a) 내부에서 직선왕복운동하며 냉매의 압축작용을 수행하는 피스톤(22)과, 압축실(21a)을 밀폐시키도록 실린더블록(21)에 결합되며 내부에는 냉매흡입실(23a)과 냉매토출실(23b)이 상호 구획되도록 형성된 실린더헤드(23)와, 실린더블록(21)과 실린더헤드(23) 사이에 마련되어 냉매흡입실(23a)로부터 압축실(21a)로 흡입되거나 압축실(21a)로부터 냉매토출실(23b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치(24)를 포함하여 구성된다.

밸브장치(24)는 냉매흡입실(23a)과 압축실(21a) 사이를 연통시키는 흡입구(24a) 및 압축실(21a)과 냉매토출실(23b) 사이를 연통시키는 토출구(24b)와, 상기 흡입구(24a)와 토출구(24b)를 각각 개방하도록 리드밸브 형태로 마련된 흡입밸브(24c)와 토출밸브(24d)를 구비하며, 상기 흡입밸브(24c)와 토출밸브(24d)는 서로 상반되게 개폐되도록 마련된다.

또 구동부(30)는 피스톤(22)이 압축실(21a) 내부에서 왕복운동할 수 있도록 구동력을 제공하는 것으로, 실린더블록(21) 하부 외곽 측에 고정된 고정자(31)와, 이 고정자(31)의 내부에 소정간격 이격 설치되어 고정자(31)와 전자기적으로 상호 작용으로 회전하도록 마련된 회전자(32)와, 회전자(32)와 함께 회전하도록 하단부가 회전자(32)의 중심에 압입된 회전축(33)을 구비한다. 회전축(33)의 상부는 실린더블록(21)의 중앙에 형성된 관통공(21b)에 삽입되고, 관통공(21b) 상부의 회전축(33) 상단에는 편심회전하도록 편심부(33a)가 마련되며, 이러한 편심부(33a)와 상기 피스톤(22) 사이에는 회전축(33)의 회전운동을 피스톤(22)의 직선왕복운동으로 전환시키기 위한 커넥팅로드(25)가 연결된다.

또 유입관(11)을 통해 밀폐용기(10) 내부로 유입되어 상기 압축실(21a)로 흡입되는 흡입냉매의 소음을 저감시키기 위해 상기 실린더헤드(23)의 냉매흡입실(23a)에는 내부공간이 소정의 공명공간을 형성하는 흡입머플러(40)가 결합되고, 압축실(21a)로부터 냉매토출실(23b)로 토출되어 상기 배출관(12)으로 안내되는 토출냉매의 소음을 저감시키기 위해 상기 실린더블록(21)의 상부 일측에는 내부공간이 토출챔버를 형성하는 토출머플러(50)가 마련된다.

이중 흡입머플러(40)는 통형상의 몸체(41)와, 상기 몸체(41)의 일단과 타단에 각각 형성되는 유입구(42) 및 유출구(43)를 구비하여 상기 유출구(43)를 통해 냉매흡입실(23a)에 결합되고, 상기 토출머플러(50)는 상부로 개방된 토출챔버(미도시)가 실린더블록(21)과 일체로 형성되어 토출챔버(미도시)의 개방부를 덮개(51)를 통해 밀폐시킴으로써 형성되며, 상기 토출챔버(미도시)는 압축실(21a) 주변의 실린더블록(21) 내부를 관통하도록 마련된 연결유로(미도시)를 통해 냉매토출실(23b)과 연결된다.

또 토출챔버(미도시)와 상기 배출관(12)이 연통되도록 토출머플러(50)와 배 출관(12) 사이에는 냉매토출관(60)이 연결되고, 냉매토출관(60)은 입구단과 출구단이 각각 토출머플러(50)의 덮개(51)와 밀폐용기(10) 내측 배출관(12)의 단부에 연결되도록 마련되는데, 이러한 냉매토출관(60)은 토출냉매의 유동경로가 증가되도록 하여 토출냉매의 맥동을 보다 효과적으로 줄일 수 있도록 토출머플러(50)로부터 실린더블록(21) 주위를 둘러 배출관(12)으로 연결된다.

따라서 이러한 구성을 갖는 밀폐형 압축기는 전원 인가에 따른 고정자(31)와 회전자(32) 간의 전기적인 상호작용에 의해 회전자(32)와 함께 회전축(33)이 회전하게 되면, 편심부(33a)와 컨넥팅로드(25)를 통해 연결된 피스톤(22)이 압축실(21a) 내부에서 직선왕복운동 하게 되고, 이를 통해 냉동사이클의 증발기를 통과한 저온 저압의 밀폐용기(10) 외부 측 냉매는 유입관(11)으로부터 흡입머플러(40)를 지나는 과정에서 소음이 저감된 상태로 상기 실린더헤드(23)의 냉매흡입실(23a)로 유입되고, 냉매흡입실(23a)로 유입된 냉매는 다시 압축실(21a)로 전달되어 압축실(21a) 내부에서 압축되며, 이렇게 압축실(21a)에서 압축된 냉매는 다시 실린더헤드(23)의 냉매토출실(23b)로 토출된 후 상기 토출머플러(50)를 거치는 과정에서 소음이 저감된 상태로 상기 냉매토출관(60)과 배출관(12)을 통해 밀폐용기(10) 외측 냉동사이클의 응축기 측으로 공급되고, 이러한 과정이 반복적으로 진행되면서 압축기를 통한 냉매의 압축작용이 이루어진다.

한편, 도 2에 확대 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 냉매토출관(60)은 흡입머플러(40)의 내부공간을 통과하는 열교환부(61)를 포함하여 구성되는데, 이와 같이 흡입머플러(40)의 내부공간을 통과하도록 마련 된 냉매토출관(60)의 구성은 냉매토출관(60)을 따라 유동하는 토출냉매와 흡입머플러(40)의 내부를 유동하는 흡입냉매가 상호 열교환되도록 하고, 이를 통해 흡입냉매 중에 포함된 소정량의 액체상태의 냉매가 상대적으로 고온인 토출냉매의 열에 의해 증발되며 기화되도록 함으로써, 액체상태의 냉매가 흡입머플러(40)를 경유하여 압축실(21a)로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

따라서 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 상기 열교환부(61)를 구비하는 냉매토출관(60)의 구성을 통해 액체상태의 냉매가 기체상태의 냉매와 함께 압축실(21a)로 유입되는 것이 방지되어 냉매의 압축효율이 향상됨은 물론 상기 흡입밸브(24c)가 액체상태의 냉매에 의해 타격되며 파손되는 것 또한 방지할 수 있게 된다.

상세히 설명하자면, 흡입머플러(40)의 몸체(41) 일측에는 한 쌍의 통공(41a,41b)이 형성되고, 상기 냉매토출관(60)의 열교환부(61)는 그 일단과 타단이 각각 이러한 통공(41a,41b)에 결합되면서 흡입머플러(60)의 몸체(41) 내부공간으로 삽입되어 냉매토출관(60)을 따라 유동하는 토출냉매가 상기 열교환부(61)를 지나는 과정에서 흡입냉매와 열교환될 수 있도록 한다.

여기서 상기 몸체(41)는 통공(41a,41b)을 기준으로 양측이 분할된 상태에서 상호 결합되도록 마련되어 열교환부(61)가 몸체(41) 내부로 용이하게 설치될 수 있도록 마련되는 것이 바람직하며, 이러한 열교환부(61)의 적어도 일부구간은 도면에 도시된 바와 같이 코일형태로 감겨진 권선부(61a)를 형성하여 열교환부(61)에 의한 발열량이 보다 증대될 수 있도록 한다.

다음은 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 동작 및 이에 따른 작용효과에 대 하여 설명하도록 한다.

구동부(30)의 구동에 따른 회전축(33)의 회전으로 커넥팅로드(25)를 통해 회전축(33)과 연결된 피스톤(22)이 압축실(21a) 내부에서 직선왕복운동하게 되면 압축실(21a) 내부와 외부의 압력차가 발생하게 된다.

따라서 냉동사이클의 증발기를 거친 저온 저압의 냉매는 상기 유입관(11)을 통해 밀폐용기(10) 내부로 유입된 후 상기 흡입머플러(40)의 유입구(42)를 따라 몸체(41) 내부의 공명공간으로 유입되어 소음이 저감되고, 이렇게 소음이 저감된 냉매는 상기 유출구(43)를 따라 실린더헤드(23)의 냉매흡입실(23a)로 유입된다.

냉매흡입실(23a)로 유입된 흡입냉매는 계속해서 상기 흡입구(24a)를 거쳐 압축실(21a)로 흡입되며 압축실(21a) 내부에서 압축되고, 압축실(21a) 내부에서 압축된 고온 고압의 토출냉매는 상기 토출구(24b)를 통해 냉매토출실(23b)로 토출된 후 토출머플러(50)를 거치되는 과정에서 소음이 저감된 상태의 토출냉매는 상기 냉매토출관(60)과 상기 배출관(12)을 경우하여 냉동사이클의 응축기 측으로 공급된다.

이때 상기 흡입머플러(40)로 유입되는 흡입냉매 중에는 냉동사이클의 증발기에서 증발된 기체상태의 냉매는 물론 증발기에서 증발되지 못한 소정의 액체상태 냉매가 포함되게 되는데, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 흡입머플러(40)의 내부공간을 통과하도록 마련된 상기 냉매토출관(60)의 열교환부(61)의 구성을 통해 열교환부(61)를 통과하는 토출냉매가 흡입머플러(40) 내부공간을 유동하는 흡입냉매와 열교환되는 과정에서 이러한 액체상태의 흡입냉매가 기체상태로 전환되게 된다.

이를 통해 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 압축실(21a)로 액체상태의 흡입냉매가 유입되는 것이 방지되어 냉매의 압축효율이 향상됨은 물론 상기 흡입밸브(24c)가 액체상태의 냉매에 의해 타격되며 파손되는 것 또한 방지되게 된다.

또한 냉매토출관(60)의 열교환부(61)가 흡입머플러(40)의 내부를 통과하도록 마련된 본 실시예와 달리 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도 3과 같이, 냉매토출관(60´)의 열교환부(61´)는 흡입머플러(40)의 몸체(41) 외면에 밀착되도록 권선된 구조를 갖도록 마련되더라도 냉매토출관(60´)의 열교환부(61´)를 통과하는 토출냉매의 열이 흡입머플러(40)의 내부를 유동하는 흡입냉매와 효과적으로 열교환될 수 있게 되어 전술한 일 실시예와 거의 동일한 작용효과를 발휘할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 토출냉매를 안내하도록 마련된 냉매토출관의 열교환부를 통해 냉매토출관을 따라 안내되는 토출냉매가 흡입머플러의 내부공간을 따라 유동하는 흡입냉매와 열교환할 수 있게 되어 흡입냉매 중에 포함된 액체상태의 냉매가 기체상태로 전환될 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 액체상태의 냉매가 기체상태의 냉매와 함께 압축실로 유입되는 것이 방지되어 냉매의 압축효율이 향상됨은 물론 흡입밸브가 액체상태의 냉매에 의해 타격되며 파손되는 것 또한 방지할 수 있게 되는 이점을 갖는다.

Claims (5)

1. 밀폐용기 내부에 냉매의 압축작용이 수행되는 압축실과, 상기 압축실로 유입되는 흡입냉매의 소음을 저감시키기 위한 흡입머플러와, 상기 압축실에서 압축되어 토출되는 토출냉매를 상기 밀폐용기 외부로 안내하도록 마련된 냉매토출관을 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 냉매토출관은 상기 냉매토출관을 따라 유동하는 토출냉매와 상기 흡입머플러 내부를 유동하는 흡입냉매가 상호 열교환되도록 상기 흡입머플러의 내부공간을 통과하는 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열교환부는 코일형태로 감겨진 권선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 압축실에서 토출되는 토출냉매의 소음을 저감시키기 위한 토출머플러와, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 밀폐용기 외부로 배출되도록 상기 밀폐용기 일측에 설치된 배출관을 더 포함하고, 상기 냉매토출관은 상기 토출머플러와 상기 배출관 사이를 연결하도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 밀폐용기 내부에 냉매의 압축작용이 수행되는 압축실과, 상기 압축실로 유입되는 흡입냉매의 소음을 저감시키기 위한 흡입머플러와, 상기 압축실에서 압축되어 토출되는 토출냉매를 상기 밀폐용기 외부로 안내하도록 마련된 냉매토출관을 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 냉매토출관은 상기 냉매토출관을 따라 유동하는 토출냉매와 상기 흡입머플러 내부를 유동하는 흡입냉매가 상호 열교환되도록 상기 흡입머플러의 외면에 밀착되도록 권선된 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
5. 냉동사이클의 증발기를 통과한 냉매를 압축하여 냉동사이클의 응축기 측으로 전달하도록 냉동사이클에 채용되는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 밀폐형 압축기는 냉매의 압축작용이 수용되는 압축실과, 상기 증발기 측 냉매를 상기 압축실로 안내하도록 마련된 흡입유로와, 상기 압축실에서 압축된 냉매를 상기 응축기 측으로 안내하도록 마련된 토출유로를 포함하며;

   상기 토출유로는 상기 흡입유로를 지나도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.

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