KR20090095378A

KR20090095378A - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR20090095378A
Application number: KR1020080020679A
Authority: KR
Inventors: 고인석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-09
Also published as: KR101386481B1; WO2009110690A2; WO2009110690A3; CN102132041A; US8419380B2; US20100322796A1; CN102132041B

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 흡입구조에 관한 것이다. 본 발명의 밀폐형 압축기는 복수의 실린더가 상하 양측에 배치되고, 각 실린더의 흡입구가 서로 연통되도록 연통유로가 형성되며, 그 중 어느 한 쪽 실린더의 흡입구에만 시스템에 연결된 흡입관이 결합되도록 함으로써, 각 실린더에 흡입관을 독립적으로 결합하는 것에 비해 부품수를 줄이고 그에 따른 조립공수를 줄여 생산비용이 절감되고 상기 흡입관 사이의 공진으로 인한 압축기 진동의 증가를 미연에 방지할 수 있다. 또, 상기 흡입관과 그에 따른 흡입유로의 규격을 최적으로 규정함에 따라 압축기의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

로터리 압축기, 흡입구, 우회구멍, 연통구멍, 경사각

Description

밀폐형 압축기{HERMETIC COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 한 개의 흡입관으로 복수 개의 실린더에 냉매를 공급할 수 있는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부공간에 구동력을 발생하는 전동기구부와 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구부가 함께 설치되어 있다.

상기 밀폐형 압축기는 실린더의 개수에 따라 단식 밀폐형 압축기와 복식 밀폐형 압축기로 구분할 수 있다. 상기 단식 밀폐형 압축기는 한 개의 실린더에 한 개의 흡입관이 결합되는 반면, 상기 복식 밀폐형 압축기는 복수 개의 실린더에 각각 한 개씩의 흡입관이 결합되어 있다.

그러나, 상기와 같이 복수 개의 실린더에 흡입관이 각각 독립적으로 결합되는 경우에는 상기 흡입관의 개수가 많아지게 되어 그만큼 부품수가 증가될 뿐만 아니라 그에 따른 조립공수가 증가하게 되어 생산비용이 가중되는 문제점이 있었다.

또, 한 개의 어큐뮬레이터에 복수 개의 흡입관이 연결되고 그 복수 개의 흡입관이 상기 케이싱에 결합되어야 하므로 상기 어큐뮬레이터와 케이싱의 가공과 조 립이 난해하게 되어 생산비용이 더욱 가중되는 문제점도 있었다.

또, 상기 압축기구부에서 발생되는 진동이 복수 개의 흡입관을 통해 전달되면서 복수 개의 흡입관이 상호 공진되어 압축기 진동이 가중되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로, 복수의 실린더를 구비하는 복식 밀폐형 압축기에서 흡입관을 공용으로 이용할 수 있도록 하여 부품수와 조립공수를 줄이는 동시에 어큐뮬레이터와 케이싱 등의 가공을 용이하게 하여 생산비용을 절감하고, 상기 압축기구부에서 전달되는 진동이 가중되는 것을 방지할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 이를 위한 냉매의 흡입유로에 대한 규격을 최적화하여 압축기 성능을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 제1 압축공간과, 상기 제1 압축공간에 연통되고 냉동사이클에 직접 연결되는 제1 흡입구와, 상기 제1 흡입구의 중간에서 분지되는 우회구멍을 포함한 제1 실린더; 제2 압축공간과, 상기 제2 압축공간에 연통되고 상기 제1 흡입구에 연통되는 제2 흡입구를 포함한 제2 실린더; 및 상기 제1 실린더와 제2 실린더 사이에 개재되어 상기 제1 압축공간과 제2 압축공간을 분리하고 상기 제1 실린더의 우회구멍과 연통되어 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연통시키는 연통구멍이 형성되는 베어링플레이트;를 포함하고, 상기 우회구멍의 직경(D3)은 상기 제1 흡입구의 직경(D2) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되고, 상기 연통구멍의 직경(D4)은 상기 우회구멍의 직경(D3) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되며, 상기 제2 흡입구의 직경(D5)은 상기 연통구멍의 직경(D4) 대비 대 략 0.9 이상의 범위에서 형성되는 밀폐형 압축기가 제공된다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 복수의 실린더가 상하 양측에 배치되고, 각 실린더의 흡입구가 서로 연통되도록 연통유로가 형성되며, 그 중 어느 한 쪽 실린더의 흡입구에만 시스템에 연결된 흡입관이 결합되도록 함으로써, 각 실린더에 흡입관을 독립적으로 결합하는 것에 비해 부품수를 줄이고 그에 따른 조립공수를 줄여 생산비용이 절감되고 상기 흡입관 사이의 공진으로 인한 압축기 진동의 증가를 미연에 방지할 수 있다. 또, 상기 흡입관과 그에 따른 흡입유로의 규격을 최적으로 규정함에 따라 압축기의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명 밀폐형 압축기의 일례로 복식 로터리 압축기가 도시된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기는, 케이싱(100)의 밀폐공간 상측에 구동력을 발생하는 전동기구부(200)가 설치되고, 상기 케이싱(100)의 밀폐공간 하측에는 상기 전동기구부(200)에서 발생된 회전력으로 냉매를 압축하는 제1 압축기구부(300) 및 제2 압축기구부(400)가 설치된다.

상기 제1 압축기구부(300)는 제1 실린더(310)와, 상부베어링플레이트(이하,상부베어링)(320)와, 제1 롤링피스톤(330)과, 제1 베인(340)과, 제1 토출밸브(350) 와, 그리고 제1 머플러(360)로 이루어진다.

상기 제2 압축기구부(400)는 제2 실린더(410)와, 하부베어링(420)과, 제2 롤링피스톤(430)과, 제2 베인(440)과, 제2 토출밸브(450)와, 그리고 제2 머플러(460)로 이루어진다.

상기 제1 실린더(310)와 제2 실린더(410) 사이에는 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(V1)과 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(V2)을 분리하는 중간베어링플레이트(이하,중간베어링)(500)가 설치된다.

여기서, 상기 케이싱(100)의 하반부에는 어큐뮬레이터(600)에 연결되는 한 개의 흡입관(710)이 결합되고, 상기 케이싱(100)의 상단에는 상기 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)에서 밀폐공간으로 토출된 냉매가 냉동시스템으로 전달되도록 한 개의 토출관(800)이 결합된다.

상기 제1 압축기구부(300)의 제1 흡입구(311)에는 후술할 흡입안내관(721)과 칼라(722)를 통해 상기 흡입관(710)이 직접 연결되고, 상기 제2 압축기구부(400)의 제2 흡입구(411)는 제1 압축기구부(300)의 제1 흡입구(311)에 연통유로(F)를 통해 병렬 연결된다.

상기 흡입관(710)은 도 3에서와 같이 제1 실린더(310)의 제1 흡입구(311)에 삽입되어 결합되는 흡입안내관(suction inlet)(721)에 삽입되어 용접 결합되고, 상기 흡입안내관(721)의 내부에는 그 흡입안내관(721)이 상기 제1 흡입구(311)에 밀착되도록 하는 칼라(collar)(722)가 압입되어 결합된다. 상기 제1 흡입구의 직경(D2)은 칼라의 직경(D1) 대비 대략 0.9 ~ 1.3*D1의 범위에서 형성될 수 있다.

상기 연통유로(F)는 상기 제1 흡입구(311)의 중간에 형성되는 우회구멍(312)과, 상기 우회구멍(312)과 상기 제2 흡입구(411)가 연통되도록 상기 중간베어링(500)에 형성되는 연통구멍(511)으로 이루어진다.

상기 제1 흡입구(311)는 반경방향으로 관통 형성되고, 상기 우회구멍(312)은 중간베어링(500)쪽으로 관통 형성되며, 상기 연통구멍(511)은 축방향으로 관통 형성되고, 상기 제2 흡입구(411)는 제2 압축공간(V2)의 내주면쪽으로 경사지게 형성된다.

상기 제2 흡입구(411)는 도 3에서와 같이 그 경사각(A)이 상기 제1 흡입구(311)의 길이방향 중심선, 즉 제2 흡입구(411)의 저면을 기준으로 대략 0°에서 90°사이의 범위가 되도록, 보다 바람직하게는 대략 45°를 전후로 한 30°에서 60°사이의 범위가 되도록 형성될 수 있다.

상기 우회구멍(312)의 직경(D3)은 도 3에서와 같이, 제1 흡입구(311)의 직경(D2) 대비 대략 0.9*D2보다 크게 형성될 수 있고, 상기 연통구멍(511)의 직경(D4)은 우회구멍(312)의 직경(D3) 대비 대략 0.9*D3보다 크게 형성될 수 있으며, 상기 제2 흡입구(411)의 직경(D5)은 연통구멍(511)의 직경(D4) 대비 대략 0.9*D4보다 크게 형성될 수 있다.

상기 우회구멍(312)의 입구단 모서리는 냉매가 상기 제1 흡입구(311)에서 연통구멍(511)으로 원활하게 유입될 수 있도록 경사지거나 또는 라운드지게 형성될 수 있다.

상기 연통구멍(511)은 그 체적이 제2 실린더(410)의 압축공간 체적 대비 1% ~ 10% 정도가 될 수 있도록 형성되는 것이 각각의 실린더(310)(410)에 흡입관을 직접 결합하는 것에 비해 압축기 성능이 저하되는 것을 막을 수 있어 바람직하지만, 상기 연통구멍(511)의 체적이 제2 실린더(410)의 압축공간(V2) 체적 대비 3% ~ 7% 정도가 되도록 형성되는 것이 압축기 입력을 줄일 수 있어 더 바람직할 수 있다.

상기 제2 흡입구(411)는 상기 제2 실린더(410)의 내주면 모서리를 절개 가공하여 경사지게 형성될 수도 있고, 도면으로 제시되지는 않았으나 상기 제2 실린더(410)에 경사지도록 관통 형성될 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 210은 고정자, 220은 회전자, 230은 회전축이다.

상기와 같은 본 발명 복식 로터리 압축기가 가지는 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 상기 전동기구부(200)의 고정자(210)에 전원을 인가하여 상기 회전자(220)가 회전하면, 상기 회전축(230)이 상기 회전자(220)와 함께 회전하면서 상기 전동기구부(200)의 회전력을 상기 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)에 전달하고, 상기 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)에서는 각각 제1 롤링피스톤(330)과 제2 롤링피스톤(430)이 상기 각 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)에서 편심 회전운동을 하면서 상기 제1 베인(340) 및 제2 베인(440)과 함께 서로 180°의 위상차를 가지는 흡입실을 형성하여 냉매를 흡입하게 된다.

예컨대, 도 4에서와 같이 상기 제1 압축공간(V1)이 흡입행정을 시작하면, 냉매가 어큐뮬레이터(600)와 흡입관(710)을 통해 상기 제1 흡입구(311)로 유입되고, 이 냉매는 상기 제1 흡입구(311)를 통해 제1 압축공간(V1)으로 흡입되어 압축된다.

또, 도 5에서와 같이 상기 제1 압축공간(V1)이 압축행정을 진행하는 동안에 그 제1 압축공간(V1)과 180°의 위상차를 가지는 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(V2) 역시 흡입행정을 시작하게 된다. 이때, 상기 제2 실린더(410)의 제2 흡입구(411)가 상기 연통구(우회구멍을 포함하여)(511)를 통해 제1 실린더(310)의 제1 흡입구(311)에 연통됨에 따라 상기 흡입관(710)을 거쳐 상기 제1 흡입구(311)로 흡입되는 냉매가 우회구멍(312)과 연통구멍(511)으로 우회하여 제2 흡입구(411)로 유입되고, 이 냉매는 상기 제2 압축공간(V2)으로 흡입되어 압축되는 것이다.

이렇게 하여, 한 개의 흡입관(710)으로 흡입되는 냉매가 상기 제1 실린더(310)와 제2 실린더(410) 사이의 연통유로(F)를 통해 상기 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)으로 번갈아 흡입되도록 함으로써, 각 실린더(310)(410)에 흡입관을 독립적으로 결합하는 것에 비해 부품수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 흡입관(710)을 케이싱(100)과 어큐뮬레이터(600)에 연결하기 위한 조립공수를 줄일 수 있어 생산비용을 절감할 수 있다.

또, 상기 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)에서 발생되는 압축기 진동이 한 개의 흡입관(710)으로 전달됨에 따라 복수의 흡입관을 사용하는 것에 비해 공진으로 인한 압축기 진동의 증가를 미연에 방지할 수 있다.

또, 도 6에서는 상기 흡입관(700)과, 제1 흡입구(311)와, 우회구멍(312)과, 연통구멍(511)과, 제2 흡입구(411) 등의 직경을 상호 비례하여 전술한 바와 같이 규정하고, 아울러 상기 제2 흡입구(411)의 경사각(A)을 전술한 바와 같이 규정한 경우 그 효과를 실험하여 도시하였다. 이에 따르면 본 실시예와 같이 상기 각 부위의 규격을 전술한 바와 같이 규정한 경우가 그렇지 않은 경우와 비교하여 압축기 성능(EER)이 향상됨을 알 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 상기 흡입관이 제1 흡입구에 직접 연결된 경우만을 살펴보았으나, 경우에 따라서는 상기 흡입관이 제2 흡입구에 직접 연결되고 그 제2 흡입구에 제1 흡입구가 분지되어 연결되는 경우에도 동일하게 형성될 수 있슴은 당연하다.

본 실시예에서는 제1 실린더와 제2 실린더가 상하 양측에 배치되는 경우에 대해 살펴보았으나, 경우에 따라서는 실린더가 2개 이상의 밀폐형 압축기에도 적용할 수 있다.

그리고 우회구멍이나 연통구멍에 밸브를 설치하여서된 용량가변형 압축기 또는 제2 실린더에 바이패스구멍을 형성하고 그 바이패스구멍에 밸브를 설치하여서 된 용량가변형 압축기 또는 상기 제1 베인이나 제2 베인에 케이싱과 분리되는 밀폐공간을 형성하고 그 밀폐공간에 흡입압이나 토출압을 번갈아 공급하면서 해당 압축실을 공회전시키는 용량가변형 압축기에도 동일하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명 로터리 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 도 1에서 압축기구부를 파단하여 보인 사시도,

도 3은 도 1에서 압축기구부의 흡입유로를 보인 종단면도,

도 4은 도 1에서 제1 실린더로 냉매가 흡입되는 과정을 보인 종단면도,

도 5는 도 1에서 제2 실린더로 냉매가 흡입되는 과정을 보인 종단면도,

도 6은 본 발명의 각 부위에 대한 규격을 적용한 경우와 그 규격 밖의 경우에 대한 로터리 압축기의 효율변화를 보인 그래프.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

300 : 제1 압축기구부 311 : 제1 흡입구

312 : 우회구멍 400 : 제2 압축기구부

411 : 제2 실린더 500 : 중간베어링

511 : 연통구멍 710 : 흡입관

722 : 칼라 D1 : 칼라의 직경

D2 : 제1 흡입구의 직경 D3 : 우회구멍의 직경

D4 : 연통구멍의 직경 D5 : 제2 흡입구의 직경

A : 제2 흡입구의 경사각

Claims

제1 압축공간과, 상기 제1 압축공간에 연통되고 냉동사이클에 직접 연결되는 제1 흡입구와, 상기 제1 흡입구의 중간에서 분지되는 우회구멍을 포함한 제1 실린더;

제2 압축공간과, 상기 제2 압축공간에 연통되고 상기 제1 흡입구에 연통되는 제2 흡입구를 포함한 제2 실린더; 및

상기 제1 실린더와 제2 실린더 사이에 개재되어 상기 제1 압축공간과 제2 압축공간을 분리하고 상기 제1 실린더의 우회구멍과 연통되어 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연통시키는 연통구멍이 형성되는 베어링플레이트;를 포함하고,

상기 우회구멍의 직경(D3)은 상기 제1 흡입구의 직경(D2) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되는 밀폐형 압축기.
제1 압축공간과, 상기 제1 압축공간에 연통되고 냉동사이클에 직접 연결되는 제1 흡입구와, 상기 제1 흡입구의 중간에서 분지되는 우회구멍을 포함한 제1 실린더;

제2 압축공간과, 상기 제2 압축공간에 연통되고 상기 제1 흡입구에 연통되는 제2 흡입구를 포함한 제2 실린더; 및

상기 제1 실린더와 제2 실린더 사이에 개재되어 상기 제1 압축공간과 제2 압축공간을 분리하고 상기 제1 실린더의 우회구멍과 연통되어 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연통시키는 연통구멍이 형성되는 베어링플레이트;를 포함하고,

상기 연통구멍의 직경(D4)은 상기 우회구멍의 직경(D3) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되는 밀폐형 압축기.
제1 압축공간과, 상기 제1 압축공간에 연통되고 냉동사이클에 직접 연결되는 제1 흡입구와, 상기 제1 흡입구의 중간에서 분지되는 우회구멍을 포함한 제1 실린더;

제2 압축공간과, 상기 제2 압축공간에 연통되고 상기 제1 흡입구에 연통되는 제2 흡입구를 포함한 제2 실린더; 및

상기 제1 실린더와 제2 실린더 사이에 개재되어 상기 제1 압축공간과 제2 압축공간을 분리하고 상기 제1 실린더의 우회구멍과 연통되어 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연통시키는 연통구멍이 형성되는 베어링플레이트;를 포함하고,

상기 제2 흡입구의 직경(D5)은 상기 연통구멍의 직경(D4) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되는 밀폐형 압축기.
제1 압축공간과, 상기 제1 압축공간에 연통되고 냉동사이클에 직접 연결되는 제1 흡입구와, 상기 제1 흡입구의 중간에서 분지되는 우회구멍을 포함한 제1 실린더;

제2 압축공간과, 상기 제2 압축공간에 연통되고 상기 제1 흡입구에 연통되는 제2 흡입구를 포함한 제2 실린더; 및

상기 제1 실린더와 제2 실린더 사이에 개재되어 상기 제1 압축공간과 제2 압축공간을 분리하고 상기 제1 실린더의 우회구멍과 연통되어 상기 제1 흡입구와 제2 흡입구를 연통시키는 연통구멍이 형성되는 베어링플레이트;를 포함하고,

상기 우회구멍의 직경(D3)은 상기 제1 흡입구의 직경(D2) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되고, 상기 연통구멍의 직경(D4)은 상기 우회구멍의 직경(D3) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되며, 상기 제2 흡입구의 직경(D5)은 상기 연통구멍의 직경(D4) 대비 대략 0.9 이상의 범위에서 형성되는 밀폐형 압축기.
제1항 내지 제4항이 어느 한 항에 있어서,

상기 우회구멍과 연통구멍의 각 중심이 동일선상에 위치하도록 형성되는 밀폐형 압축기.