KR20080078473A - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오일분리기 및 이를 구비한 스크롤 압축기에 관한 것으로, 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부와, 상기 냉매 유입부로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부가 형성된 내부케이스 및 상기 내부케이스의 외부에 설치되며 오일이 분리된 냉매를 배출하기 위한 냉매 유출부가 형성된 외부케이스를 포함하는 압축기 일체형 오일분리기를 제공하여, 압축기와 별도의 오일분리기를 연결하는 배관이 필요 없으며 이로 인해 생산비용을 절감할 수 있고, 설치 용의성을 개선할 수 있는 오일분리기 및 이를 구비한 스크롤 압축기에 관한 것이다.
오일분리기, 유동안내부, 오일분리공간

Description

오일분리기 및 이를 구비한 스크롤 압축기 {OIL SEPARATOR AND SCROLL COMPRESSOR HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 종단면도,
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 오일분리기를 도시한 단면도,
도 3 및 도 4는 도 2에 따른 오일분리기의 실시예들을 보인 평면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 종단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 종단면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 케이스 11,11',11'': 외부케이스
11a,11a',11a'': 냉매 유출부 12,12',12'': 내부케이스
12a,12a',12a'': 냉매 유입부 12b: 오일회수부
13,13',13'': 유동안내부 14: 상부캡
15: 하부캡 16: 메인프레임
17: 서브프레임 18: 기포방지판
20: 모터 21: 고정자
22: 회전자 23: 회전축
30: 고정스크롤 40: 선회스크롤
50: 올담링 S1: 오일분리공간
본 발명은 오일분리기 및 이를 구비한 스크롤 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크롤 압축기와 오일분리기를 일체화하여 설치가 용이하고 흡입 냉매가 가열되는 것을 억제할 수 있는 오일분리기 및 이를 구비한 스크롤 압축기에 관한 것이다.
압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치이다. 상기 압축기는 유체에 대한 압축방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 베인식, 스크롤식으로 구분할 수 있다.
상기 스크롤 압축기는 밀폐된 케이스의 내부공간에 동력을 발생하는 구동모터와 그 구동모터의 동력을 전달받아 압축성 유체인 냉매를 압축하는 압축기구부가 함께 구비되어 있다.
상기 압축기구부는 고정스크롤과 선회스크롤이 서로 맞물려 상기 선회스크롤이 고정스크롤에 대해 선회운동을 하면서 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하고, 상기 압축실이 안쪽으로 이동하면서 냉매를 연속으로 압축하여 토출하게 된다.
상기 케이스의 내부공간에는 일정량의 오일이 채워지고, 이 오일은 상기 구동모터가 회전될 때 원심력에 의해 흡상되면서 비산되어 상기 구동모터와 압축기구 부를 냉각시키는 동시에 일부 오일은 압축실로 유입되어 상기 고정스크롤과 선회스크롤 사이의 미끄럼면을 윤활시키게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기를 에어컨 시스템에 사용함에 있어서, 압축기로부터 토출된 고온 고압의 냉매증기 내에는 일정량의 냉동기유 즉 오일이 포함되어 있게 된다. 특히, 인버터 압축기를 사용하여 고속운전을 할 경우 오일의 토출량이 일정 헤르츠(Hz) 이상으로 가게 되면 기하급수적으로 증가하게 되어 시스템 측면에서 열교환기 성능저하를 초래할 수 있으며, 압축기 측면에서는 사이클에서 회수되는 오일량이 적어질 경우 마찰부 급유에 필요한 오일량 부족으로 신뢰성 문제를 야기할 수 있다.
이런 문제를 해결하기 위해 기존 에어컨 시스템에서는 압축기 토출 배관측에 별도의 오일분리기를 부착하여 냉매와 오일을 분리하여 냉매는 냉동사이클로 보내고 오일은 압축기 내부로 보내 사이클 성능 향상 및 압축기 내 일정 유면을 확보하여 신뢰성을 향상시키고자 하였다.
하지만, 이 경우에도 오일부족으로 인해 압축기의 신뢰성이 크게 저하되고 추가 부품으로 인한 제작원가가 상승하며 설치의 측면에서 오일분리기를 위한 별도의 공간이 필요하고, 분리된 고온고압의 오일을 압축기의 흡입쪽으로 바이패스시키는 과정에서 열역학적 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 압축기와 별도의 오일분리기를 연결하는 배관이 필요하게 되어 그만큼 냉동사이클시스템의 배관이 복잡하고 길어지면서 가격상승의 요인으로 작용하게 될 뿐만 아니라 상기 압축기에서 토출되는 냉매가 오일분리기를 통과하면서 압력이 낮 아져 냉동사이클시스템의 성능이 저하되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 압축기와 일체화된 오일분리기를 구비함으로써 생산비를 절감하고 설치 용의성을 개선하며 흡입 냉매의 과열 문제를 방지할 수 있는 오일분리기 및 이를 구비한 스크롤 압축기를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부와, 상기 냉매 유입부로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부가 형성된 내부케이스; 및 상기 내부케이스의 외부에 설치되며 오일이 분리된 냉매를 배출하기 위한 냉매 유출부가 형성된 외부케이스;를 포함하는 오일분리기를 제공한다.
상기와 같이 구성하고 상기 내부 케이스 내부에 스크롤 압축기의 모터부 및 압축부를 장착함으로써 오일분리기를 스크롤 압축기에 일체로 형성할 수 있다.
여기서, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스의 사이에는 유입된 냉매가 유동할 수 있는 오일분리공간이 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 오일분리공간으로 오일을 함유한 냉매를 유입하여 일정 시간 동안 머무르게 함으로써 냉매로부터 오일을 효과적으로 분리할 수 있다.
상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 오일분리판을 형성하거나, 상기 외부케이스는 그 양단이 서로 맞닿지 않도록 형성된다. 이와 같이 오일분리판을 형성하거나 상기 외부케이스의 양단이 서로 연결되지 않도록 형성함으로써 유입된 냉매를 소정의 방향으로 유동시킬 수 있고, 냉매가 유동하면서 냉매로부터 오일을 분리할 수 있다.
상기 외부케이스의 일단은 상기 내부케이스의 표면에 결합되고, 타단은 상기 일단과 이격되어 상기 내부케이스의 표면에 결합되는 것을 특징으로 한다. 이로 인해 상기 외부케이스의 양단이 연결되지 않아 냉매를 소정의 방향으로 유동할 수 있다.
상기 냉매 유출부는 상기 외부케이스의 상부에 형성되고, 상기 오일회수부는 상기 내부케이스의 하부에 형성된 것을 특징으로 한다. 오일이 분리된 냉매는 상대적으로 밀도 또는 무게가 가볍기 때문에 상부에 냉매 유출부를 형성하는 것이 냉동시스템 사이클에 효율에 유리하며, 오일은 압축기 케이스의 하부에 형성된 저장공간에 저장되기 때문에 이 저장공간과 가깝도록 상기 오일회수부는 하부에 형성하는 것이 효과적이다.
상기 냉매 유입부는 상기 냉매 유출부와 상기 오일회수부의 사이에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 내부케이스와 상기 외부케이스는 일체로 형성되거나, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스는 용접에 의해 결합될 수도 있다. 즉, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스가 처음부터 하나의 부품으로 만들어질 수도 있고, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스를 각각 별개의 부품으로 만든 후에 용접 등의 후작업에 의해 양 케이스를 일체화할 수도 있다. 이로 인해, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스를 모듈화할 수 있게 되어 압축기에 적용시 조립성 및 생산성이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명은 내부케이스; 상기 내부케이스에 설치되는 모터; 상기 모터에 결합되어 회전하며 내부에 오일유로가 형성된 회전축; 상기 내부케이스에 고정되며 상기 회전축을 지지하는 프레임; 상기 프레임에 의해 지지되며 상기 회전축에 의해 선회하는 선회스크롤; 상기 선회스크롤에 맞물려서 압축실을 형성하는 고정스크롤; 및 상기 내부케이스의 외부에 설치된 외부케이스를 포함하며, 상기 내부케이스에는, 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부와 상기 유입부로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부가 형성되며, 상기 외부케이스에는 오일이 분리된 냉매를 배출하기 위한 냉매 유출부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기를 제공한다.
이와 같이 구성함으로써, 상기 오일분리기를 상기 스크롤 압축기와 일체로 형성할 수 있다.
여기서, 상기 냉매 유입부는 상기 회전축의 하단을 지지하는 서브프레임에 설치된 기포방지판 보다 높은 지점에 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 냉매 유입부를 상기 기포방지판 보다 높은 지점에 형성함으로써, 오일을 함유한 냉매가 상기 기포방지판의 하부에 저장된 오일과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
상기 내부케이스는 고온고압의 토출냉매로 채워지는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 스크롤 압축기가 고압식인 경우에는 토출냉매가 상기 내부케이스를 채우게 된다.
상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 오일분리공간이 형성되며, 상 기 오일분리공간에 유입된 냉매를 사이클론 유동시키기 위한 유동안내부가 형성된다. 상기 유동안내부가 오일을 함유한 냉매를 사이클론 유동하게 함으로써 오일을 효과적으로 분리할 수 있다.
또한, 본 발명은, 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부가 형성된 외부케이스; 및 상기 외부케이스의 내부에 설치되며, 상기 냉매 유입부로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부와, 오일이 분리된 냉매를 압축부로 배출하기 위한 냉매 유출부가 형성된 내부케이스;를 포함하는 오일분리기를 제공한다. 이와 같은 오일분리기는 압축기의 내부에 저온저압의 흡입냉매가 충진되는 저압식 스크롤 압축기에 적용될 수 있다.
여기서, 상기 외부케이스와 상기 내부케이스의 사이에는 오일분리공간이 형성되며, 상기 오일분리공간에 유입된 냉매를 사이클론 유동시키기 위한 유동안내부가 형성된다.
이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 오일분리기를 도시한 단면도이며, 도 3 및 도 4는 도 2에 따른 오일분리기의 실시예들을 보인 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기(1)는 내부케이스(12); 상기 내부케이스(11)에 설치되는 모터(20); 상기 모터(20)에 결합되어 회전하며 내부에 오일유로(23a)가 형성된 회전축(23); 상기 내부케이스(11b)에 고정되며 상기 회전축(23)을 지지하는 메인프레임(15); 상기 메인프레임(15)에 의해 지지되며 상기 회전축(23)에 의해 선회하는 선회스크롤(40); 상기 선회스크롤(40)에 맞물려서 압축실(31)을 형성하는 고정스크롤(30); 및 상기 내부케이스(12)의 외부에 설치된 외부케이스(11)를 포함하여 구성된다.
상기 스크롤 압축기(1)는 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스(10) 내부에 압축부과 상기 모터(20)가 설치된다. 상기 케이스(10)는 상부캡(14) 및 하부캡(15)과, 상기 상부캡(14) 및 하부캡(15)이 각각 양단에 설치되는 상기 외부케이스(11) 및 내부케이스(12)로 이루어진다.
도 1에 도시된 스크롤 압축기(1)는 상기 케이스(10) 내부를 고온고압의 토출 냉매가 채우게 되는 고압식 스클롤 압축기이다.
한편, 상기 케이스(10)의 상부 공간에는 압축부가 형성되며, 상기 압축부는 상기 고정스크롤(30)과, 상기 고정스크롤(30)의 랩에 맞물리면서 압축실(31)를 형성하는 상기 선회스크롤(40)를 포함하여 구성되며, 상기 선회스크롤(40)은 그 하부에 설치된 상기 메인프레임(16)에 의해 지지된다.
상기 선회스크롤(40)과 상기 메인프레임(16)의 사이에는 상기 선회스크롤(40)의 자전을 방지하는 올담링(50)이 설치된다.
또한, 상기 압축부의 하부에는 상기 모터(20)가 설치된다. 상기 모터(20)는 상기 내부케이스(12)의 내면에 장착 고정된 고정자(21)와, 상기 고정자(21)의 에어갭을 두고 그 내부에 설치되는 회전자(22)와, 상기 회전자(22)의 중심부에 압입설치되는 상기 회전축(23)을 포함하여 구성되며, 상기 회전축(23)의 내부에는 상기 케이스(10)의 저부에 저장된 오일을 흡상하기 위한 오일유로(23a)가 관통 형성되어 있다.
상기 회전축(23)의 상단은 상기 메인프레임(16)에 의해 지지되며, 하단은 상기 내부케이스(12)의 하부에 장착 고정된 서브프레임(17)에 의해 지지된다. 상기 서브프레임(17)의 상측에는 상기 케이스(10)의 하부에 저장된 오일에서 발생된 기포가 상기 모터(20)쪽으로 전이되는 것을 방지하기 위한 기포방지판(18)이 설치되어 있다.
상기 고정스크롤(30)의 일측에는 상기 케이스(10)를 관통하여 흡입파이프(SP)가 관통 설치되며, 상기 외부케이스(11)에는 토출파이프(DP)가 관통 설치되어 있다.
여기서, 상기 내부케이스(12) 및 상기 외부케이스(11)는 상기 스크롤 압축기(1)로 흡입되거나, 상기 스크롤 압축기(1)로부터 토출되는 냉매에 포함된 오일을 분리하는 오일분리기이다. 이를 위해, 상기 내부케이스(12)에는 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부(12a)와 상기 냉매 유입부(12a)로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부(12b)가 형성되며, 상기 외부케이스(11)에는 오일이 분리된 냉매를 내보내기 위한 냉매 유출부(11a)가 형성된다.
즉, 상기 오일분리기는, 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부(12a)와, 상기 냉매 유입부(12a)로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부(12b)가 형성된 내부케이스(12) 및 상기 내부케이스(12)의 외부에 설치되며 오일이 분리된 냉매를 배출하기 위한 냉매 유출부(11a)가 형성된 외부케이스(11)를 포함하여 구성된다. 상기 냉매 유출부(11a)에는 상기 토출파이프(DP)가 연통 설치된다. 이와 같은 오일분리기는 고압식 스크롤 압축기에 적용된다.
여기서, 상기 내부케이스(12)와 상기 외부케이스(11)의 사이에는 유입된 냉매가 유동할 수 있는 오일분리공간(S1)이 형성된다.
이와 같은 오일분리기의 자세한 구성에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 오일분리기는 상기 압축부 및 상기 모터(20)의 외주부에 설치되며 내부에 오일분리공간(S1)이 형성된 이중쉘 구조이다. 즉, 상기 외부케이스(11)와 상기 내부케이스(12)는 상호 소정 거리를 두고 배치됨으로써 그 사이에 상기 오일분리공간(S1)을 형성하게 된다.
상기 내부케이스(12)에는 상기 케이스(10)의 내부를 충진하는 고온고압의 토출 냉매를 상기 오일분리공간(S1)으로 유입시키기 위한 상기 냉매 유입부(12a)가 형성되어 있다. 상기 외부케이스(11)에는 상기 오일분리공간(S1)에서 오일이 분리된 냉매를 내보내기 위한 상기 오일 유출부(11a)가 형성되어 있다.
상기 오일 유입부(12a)와 상기 오일 유출부(12b)의 사이에 위치하도록 상기 오일분리공간(S1)에는 유동안내부(13)가 형성된다. 즉, 상기 유동안내부(13)는 상 기 냉매 유입부(12a)와 상기 냉매 유출부(11a)의 사이에 형성되며 상기 오일분리공간(S1)에 설치된다.
상기 유동안내부(13)는 상기 외부케이스(11)와 상기 내부케이스(12) 사이에 설치되는 분리판의 형태를 가지는 것이 바람직하다. 분리판 형태의 상기 유동안내부(13)는 상기 외부케이스(11)와 상기 내부케이스(12)의 길이 방향으로 형성되어 상기 오일분리공간(S1)이 연통된 하나의 공간으로 형성되지 않도록 한다.
상기 유동안내부(13)는 상기 냉매 유입부(12a)로 유입된 냉매가 일정한 방향으로 유동하도록 한다. 즉, 도 2에서와 같이, 상기 냉매 유입부(12a)와 인접한 곳에 상기 유동안내부(13)를 형성함으로써, 시계방향으로 유동하는 냉매는 분리판 형태의 상기 유동안내부(13)에 의해 차단되고 결국 반시계방향(F)으로만 유동할 수 있게 된다.
또한, 상기 유동안내부(13)를 기준으로 상기 냉매 유입부(12a)와 반대되는 위치에 상기 냉매 유출부(11a)를 형성함으로써 반시계방향으로 유동한 냉매는 상기 냉매 유출부(11a)를 통해 상기 스크롤 압축기(1)를 벗어나게 된다.
이와 같이, 오일분리기의 상기 오일분리공간(S1)으로 유입된 냉매가 반시계방향으로 유동하는 과정에서, 유입된 냉매는 상기 유동안내부(3)에 의해 사이클론 유동을 하면서 상기 내부케이스(12)의 외주를 한바퀴 돌면서 상기 내부케이스(12)와 상기 외부케이스(11)의 벽면과 충돌하게 된다. 이러한 충돌 과정을 거치면서 냉매에 함유된 오일 입자 또한 서로 충돌하면서 표면장력 등에 의해 서로 뭉쳐서 오일 액적을 형성하게 되며 이러한 오일 액적은 냉매로부터 분리되어 상기 외부케이 스(11) 및 상기 내부케이스(12)의 벽면을 타고 아래쪽으로 흐르게 된다.
상기 오일은 상기 오일분리공간(S1) 하부에 형성된 상기 오일회수부(12b)를 통해 상기 케이스(10) 저부의 오일저장공간으로 이동하게 된다.
한편, 상기 오일분리공간(S1)의 단면을 변화시킴으로써 냉매의 순간적인 유동속도를 저하시켜 오일을 분리할 수도 있다.
도 3에 도시된 오일분리기는 도 2에 도시된 오일분리기의 다른 실시예로써, 도 2의 경우와 유동안내부(13')의 구조가 상이하다.
도 3에 도시된 오일분리기의 상기 유동안내부(13')는 상기 외부케이스(11')의 양단이 서로 맞닿지 않게 함으로써 형성된다. 즉, 상기 외부케이스(11')의 일단은 상기 내부케이스(12')의 표면에 결합되고, 타단은 상기 일단과 이격되어 상기 내부케이스(12')의 표면에 결합되도록 형성된다.
상기 유동안내부(13')는 상기 외부케이스(11')의 양단을 각각 절곡하여 형성한다. 상기 냉매 유입부(12a')와 상기 냉매 유출부(11a')는 각각 상기 외부케이스(11')를 절곡하여 형성된 상기 유동안내부(13')와 인접한 곳에 형성된다.
이로 인해, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉매 유입부(12a')로 유입된 냉매의 시계방향유동은 상기 외부케이스(11')의 절곡된 상기 유동안내부(13')에 의해 차단되어 반시계방향으로 유동하여 상기 냉매 유출부(11a')를 통해 압축기를 벗어나게 된다. 이 과정에서 냉매로부터 오일이 분리되는 과정은 도 2의 오일분리기와 동일하므로 이에 대한 설명을 생략한다.
도 4에는 오일분리기의 또 다른 실시예가 도시되어 있으며, 상기 유동안내 부(13'')의 구성이 도 3의 경우와 상이할 뿐 다른 구성은 도 3에 도시된 오일분리기와 동일하며 오일을 분리하는 원리 또한 동일하다.
도 4에 도시된 오일분리기의 유동안내부(13'')는 상기 외부케이스(11'')의 양단이 서로 이격시켜 상기 내부케이스(12'')의 표면에 결합하여 형성되며, 상기 외부케이스(11'')의 양단은 절곡하지 않고 곡면으로 형성되며 상기 내부케이스(12'')에 결합된다. 따라서, 상기 유동안내부(13'')는 곡면으로 형성된다.
상기 유동안내부(13'')를 곡면을 가지도록 형성함으로써, 상기 냉매 유입부(12a'')로 유입되어 시계방향으로 유동하다가 차단된 냉매가 다시 반시계방향으로 유동하는 과정에서 발생할 수 있는 소음 또는 함유된 오일에서 기포가 발생하는 것 등을 방지할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 냉매 유출부(11a)는 상기 외부케이스(11)의 상부에 형성되어 있다. 오일이 분리된 냉매는 상대적으로 밀도 또는 무게가 가볍기 때문에 상기 외부케이스(11)의 상부에 상기 냉매 유출부(11a)를 형성하는 것이 냉동시스템 사이클에 효율에 유리하다.
또한, 상기 오일회수부(12b)는 상기 내부케이스(12)의 하부에 형성된다. 상기 케이스(10)의 하부에 형성된 저장공간에 오일이 저장되기 때문에 이 저장공간과 가깝도록 상기 오일회수부(12b)를 상기 내부케이스(12)의 하부에 형성하는 것이 효과적이다.
상기 냉매 유입부(12a)는 상기 냉매 유출부(11a)와 상기 오일회수부(12b)의 사이에 형성된다.
상기 내부케이스(12)와 상기 외부케이스(11)는 일체로 형성되거나, 상기 내부케이스(12)와 상기 외부케이스(11)를 별개의 부품으로 만든 후에 용접에 의해 결합할 수 있다.
즉, 상기 내부케이스(12)와 상기 외부케이스(11)가 처음부터 하나의 부품으로 만들어질 수도 있고, 상기 내부케이스(12)와 상기 외부케이스(11)를 각각 별개의 부품으로 만든 후에 용접 등의 후작업에 의해 양 케이스를 일체화할 수도 있다. 이로 인해, 상기 내부케이스(12)와 상기 외부케이스(11)를 모듈화할 수 있게 되어 압축기에 적용시 조립성 및 생산성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 냉매 유입부(12a)는 상기 회전축(23)의 하단을 지지하는 서브프레임(17)에 설치된 기포방지판(18) 보다 높은 지점 또는 최소한 동일한 높이에 형성된다. 상기 냉매 유입부(12a)를 상기 기포방지판(18) 보다 높거나 동일한 높이에 형성함으로써 오일을 함유한 유입냉매가 상기 기포방지판(18) 하부의 상기 케이스(10) 저부에 저장된 오일과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
상기 냉매 유입부(12a)가 상기 기포방지판(18) 보다 낮은 위치에 형성된다면 냉매가 상기 케이스(10)의 저부에 저장된 오일과 접촉하여 오일을 더 함유할 수 있기 때문에 상기 기포방지판(18) 보다 높거나 동일한 높이에 상기 냉매 유입부(12a)를 형성해야 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 종단면도이다.
도 1에 도시된 스크롤 압축기와 도 5에 도시된 스크롤 압축기는 오일분리기 의 구조에 차이가 있다. 즉, 도 1에 도시된 스크롤 압축기는 오일분리기의 외부 케이스(11)가 외부로 돌출되어 있음에 반하여, 도 5에 도시된 스크롤 압축기는 오일분리기의 외부 케이스(11)가 외부로 돌출되어 있지 않다. 이와 같은 차이점을 제외한 다른 구성은 동일하다.
도 1의 스크롤 압축기와 같이 오일 분리기의 외부케이스(11)가 외부로 돌출되면, 스크롤 압축기를 장착하는 에어컨 실외기를 소형화하는데 한계가 있을 수 있으므로 이러한 문제를 해결하기 위해서는 도 5에서와 같이 오일분리기의 외부케이스(11)가 외부로 돌출되지 않는 스크롤 압축기를 장착하는 것이 효과적이다.
다만, 동일한 크기의 케이스를 사용하고자 할 경우에는 도 5에 도시된 스크롤 압축기에 장착된 모터(20)가 도 1에 도시된 스크롤 압축기의 모터 보다 작기 때문에 출력이 작을 수 있다. 따라서, 원하는 출력, 장착하고자 하는 장소 등을 고려하여 적절한 스크롤 압축기를 선택하는 것이 보다 효과적이다.
상기에서 언급한 오일분리기 및 이를 구비한 스크롤 압축기(1)는 상기 케이스(10)의 내부를 고온고압의 토출 냉매가 채우게 되는 고압식에 적용되는 것이다.
스크롤 압축기와 일체로 형성된 오일분리기는 고압식 스크롤 압축기 뿐만 아니라 저온저압의 흡입냉매가 밀폐 케이스 내부를 채우게 되는 저압식에도 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 종단면도로서, 저압식 스크롤 압축기이다. 즉, 상기 흡입파이프(SP)를 통하여 유입된 저온저압의 흡입냉매가 상기 케이스(10)의 내부를 충진하기 때문에 저압식이다.
이러한 저압식 스크롤 압축기는 고온고압의 토출냉매는 상기 고정스크롤(30)의 상면에 설치된 고저압분리판(32)과 그 상부 공간에만 모이게 되고, 이 공간에 모인 토출냉매를 토출파이프(DP)를 통하여 배출된다.
흡입과 토출에 있어서 상기한 차이점을 제외하면 나머지 구성은 고압식 스크롤 압축기와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 오일분리기의 구성은 고압식과 상이하므로 이하에서 설명하기로 한다.
도 6에 도시된 저압식 스크롤 압축기에 적용되는 오일분리기는, 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부(11c)가 형성된 외부케이스(11) 및 상기 외부케이스(11)의 내부에 설치되며, 상기 냉매 유입부(11c)로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부(12b)와, 오일이 분리된 냉매를 압축부로 보내기 위한 냉매 유출부(12c)가 형성된 내부케이스(12)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 냉매 유출부(12c)는 상기 내부케이스(12)에 복수개 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해 압축부 측으로 충분한 냉매를 공급할 수 있다.
또한, 상기 외부케이스(11)와 상기 내부케이스(12)의 사이에는 오일분리공간(S1)이 형성되며, 상기 오일분리공간(S1)에 유입된 냉매를 사이클론 유동시키기 위한 유동안내부(13)가 형성된다.
상기한 바와 같은 오일분리기를 구비한 저압식 스크롤 압축기에서 냉매로부터 오일을 분리하는 원리는 앞서 언급한 고압식 스크롤 압축기의 경우와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
고온고압의 토출냉매에는 압축실 등으로 공급된 오일이 함유되며 저온저압의 흡입냉매에는 시스템 사이클에 존재하는 오일 등이 함유되므로, 상기한 일체형 오일분리기는 고압식 뿐만 아니라 저압식 스크롤 압축기에도 적용할 수 있는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 압축기와 일체형의 오일분리기를 구비함으로써 압축기와 별도의 오일분리기를 연결하는 배관이 필요 없으며 이로 인해 생산비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 일체형의 오일분리기를 적용함으로써 별도의 오일분리기를 위한 설치 공간이 필요 없게 되어 설치 용의성을 개선할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 분리된 오일을 압축기의 흡입쪽으로 바이패스시키는 과정에서 발생할 수 있는 열역학적 손실을 방지하여 냉동사이클시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공한다.

Claims (16)

  1. 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부와, 상기 냉매 유입부로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부가 형성된 내부케이스; 및
    상기 내부케이스의 외부에 설치되며 오일이 분리된 냉매를 배출하기 위한 냉매 유출부가 형성된 외부케이스;를 포함하는 오일분리기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스의 사이에는 유입된 냉매가 유동할 수 있는 오일분리공간이 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 오일분리판이 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부케이스는 그 양단이 서로 맞닿지 않는 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부케이스의 일단은 상기 내부케이스의 표면에 결합되고, 타단은 상기 일단과 이격되어 상기 내부케이스의 표면에 결합되는 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매 유출부는, 상기 외부케이스의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일회수부는 상기 내부케이스의 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매 유입부는, 상기 냉매 유출부와 상기 오일회수부의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스는 용접에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 오일분리기.
  11. 내부케이스;
    상기 내부케이스에 설치되는 모터;
    상기 모터에 결합되어 회전하며 내부에 오일유로가 형성된 회전축;
    상기 내부케이스에 고정되며 상기 회전축을 지지하는 프레임;
    상기 프레임에 의해 지지되며 상기 회전축에 의해 선회하는 선회스크롤;
    상기 선회스크롤에 맞물려서 압축실을 형성하는 고정스크롤; 및
    상기 내부케이스의 외부에 설치된 외부케이스를 포함하며,
    상기 내부케이스에는, 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부와 상기 냉매 유입부로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부가 형성되며,
    상기 외부케이스에는 오일이 분리된 냉매를 배출하기 위한 냉매 유출부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉매 유입부는, 상기 회전축의 하단을 지지하는 서브프레임에 설치된 기포방지판 보다 높은 지점에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 내부케이스는 고온고압의 토출냉매로 채워지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 오일분리공간이 형성되며, 상기 오일분리공간에 유입된 냉매를 사이클론 유동시키기 위한 유동안내부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  15. 오일을 함유한 냉매가 유입되는 냉매 유입부가 형성된 외부케이스; 및
    상기 외부케이스의 내부에 설치되며, 상기 냉매 유입부로 유입된 냉매로부터 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수부와, 오일이 분리된 냉매를 압축부로 배출하기 위한 냉매 유출부가 형성된 내부케이스;를 포함하는 오일분리기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 외부케이스와 상기 내부케이스의 사이에는 오일분리공간이 형성되며, 상기 오일분리공간에 유입된 냉매를 사이클론 유동시키기 위한 유동안내부가 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리기.
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