KR20090097041A

KR20090097041A - 밀폐형 압축기의 유토출 방지 장치

Info

Publication number: KR20090097041A
Application number: KR1020080022190A
Authority: KR
Inventors: 안재찬
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-15
Also published as: KR101437985B1

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 유토출 방지 장치에 관한 것이다. 본 발명의 밀폐형 압축기의 유토출 방지 장치는, 제1 압축공간과 제2 압축공간에서 토출되는 냉매가 모이는 제1 머플러에 축방향으로 길게 토출안내부를 형성하는 동시에 그 토출안내부에 배출구멍을 형성함으로써, 상기 제1 압축공간과 제2 압축공간에서 토출되는 냉매에 섞인 오일이 상기 토출안내부를 통과하면서 냉매로부터 분리될 수 있고 이에 따라 상기 머플러로 토출되는 냉매가 상기 공명공간부를 충분히 순환하면서 오일을 분리할 수 있어 오일이 냉동사이클로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

로터리 압축기, 상부베어링, 머플러, 유분리

Description

밀폐형 압축기의 유토출 방지 장치{DEVICE FOR PROTECTING OIL DISCHARGE OF HERMETIC COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기의 유토출 방지 장치에 관한 것으로, 특히 오일이 냉매와 함께 토출머플러에서 케이싱의 내부공간으로 함께 토출되는 것을 방지하는 밀폐형 압축기의 유토출 방지 장치에 관한 것이다.

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

상기 밀폐형 압축기는 케이싱의 내부공간에 일정량의 오일이 채워져 압축기의 운전중에 오일이 압축기구부로 공급되어 슬라이딩 부위를 윤활시켜 주고 있다. 하지만, 상기 케이싱의 내부공간에 채워진 오일의 일부는 냉매와 함께 섞여 냉동사이클로 토출되었다가 회수되는 일련의 과정을 반복하게 된다. 특히, 롤링피스톤의 회전운동에 의해 냉매를 압축하는 로터리 압축기에서는 상기 케이싱의 내부공간에 압축된 냉매가 채워지는 소위 고압식 밀폐형 압축기를 형성함에 따라 그 케이싱의 내부공간으로 토출되는 냉매와 오일이 쉽게 토출될 우려가 있었다.

그러나, 종래의 로터리 압축기에서는 압축기구부의 토출측을 감싸는 토출머플러의 평면측, 즉 공명공간을 이루는 상면에 배출구멍이 형성되어 상기 압축기구부에서 토출되는 냉매와 오일이 상기 배출구멍을 통해 그대로 케이싱의 내부공간으로 토출되고, 이에 따라 상기 케이싱의 내부공간으로 유출되는 오일의 양이 증가하여 전체적으로 오일토출량이 증가하게 되면서 상기 케이싱 내부에서의 오일부족이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로, 압축기구부에서 토출되는 오일이 토출머플러의 외부로 유출되는 것을 막아 압축기의 오일부족을 미연에 방지할 수 있는 밀폐형 압축기의 유토출 방지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 케이싱의 내부공간에 설치되고 압축공간이 원형으로 형성되는 실린더; 상기 실린더의 상하 양측에 복개되고 그 중심에 회전축이 관통되어 지지되도록 축수구멍이 형성되는 복수 개의 베어링; 및 상기 베어링중에서 토출구멍이 형성되는 베어링의 외측면에 결합되어 상기 압축공간에서 냉매가 토출될 때 발생되는 소음을 감쇄시키는 토출머플러;를 포함하고, 상기 토출머플러는 소정의 공명안내부가 형성되고, 상기 공명공간부와 연통되도록 축방향으로 연장되어 토출안내부가 형성되며, 상기 토출안내부의 주면을 따라 상기 케이싱의 내부공간과 연통되도록 적어도 한 개 이상의 배출구멍이 형성되는 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치가 제공된다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치는, 상기 제1 압축공간과 제2 압축공간에서 토출되는 냉매가 모이는 제1 머플러에 축방향으로 길게 토출안내부를 형성하는 동시에 그 토출안내부에 배출구멍을 형성함으로써, 상기 제1 압축공 간과 제2 압축공간에서 토출되는 냉매에 섞인 오일이 상기 토출안내부를 통과하면서 냉매로부터 분리될 수 있고, 이에 따라 상기 머플러로 토출되는 냉매가 상기 공명공간부를 충분히 순환하면서 오일을 분리할 수 있어 오일이 냉동사이클로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 유토출 저감 장치를 구비한 복식 로터리 압축기는, 케이싱(100)의 밀폐공간 상측에 구동력을 발생하도록 고정자(210)와 회전자(220) 그리고 회전축(230)으로 된 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(미도시)과, 제1 토출밸브(340)와, 그리고 제1 머플러(350)로 이루어진다.

상기 제2 압축기구부(400)는 제2 실린더(410)와, 하부베어링(420)과, 제2 롤링피스톤(430)과, 제2 베인(미도시)과, 제2 토출밸브(440)와, 그리고 제2 머플러(450)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 중간베어링플레이 트(이하,중간베어링)(500)가 설치된다.

여기서, 상기 케이싱(100)의 하반부에는 어큐뮬레이터(600)에 연결되는 한 개의 흡입관(700)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)는 상기 흡입관(700)에 직접 연결되고, 상기 제2 압축기구부(400)의 제2 흡입구(411)는 제1 압축기구부(300)의 제1 흡입구(311)에 연통유로(SF)를 통해 병렬 연결된다.

상기 연통유로(SF)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)쪽으로 경사지게 형성된다.

상기 우회구멍(312)은 제1 흡입구(311)의 직경 보다 작거나 같게 형성될 수 있고, 상기 연통구멍(511)은 우회구멍(312)과 동일한 직경으로 형성될 수 있으며, 상기 제2 흡입구(411)는 그 출구단이 상기 제2 압축공간(V2)의 내주면으로 연통될 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다.

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

도 2 내지 도 4에서와 같이 상기 상부베어링(320)은 그 중앙에 상기 회전축(230)을 반경방향으로 지지하기 위한 축수부(321)가 소정의 높이로 형성되고, 상기 축수부(321)에는 상기 회전축(230)이 삽입되어 지지되는 축수구멍(322)이 관통 형성된다. 상기 축수부(321)의 일측에는 상기 제1 압축공간(V1)에서 압축된 냉매를 토출하도록 제1 토출구(323)가 형성되고, 상기 제1 토출구(323)의 토출측 끝단에는 압축된 냉매의 토출을 제한하는 제1 토출밸브(340)가 장착된다. 그리고 상기 상부베어링(320)의 상면에는 상기 제1 토출밸브(340)를 수용하여 그 제1 토출구(323)를 통해 냉매가 토출될 때 발생되는 소음을 감쇄하도록 제1 머플러(350)가 설치된다. 상기 축수부(321)의 외경(D1)은 후술할 제1 머플러(350)의 토출안내부(352) 내경(D2)과 거의 동일하게 형성될 수 있다.

상기 제1 머플러(350)는 평면투영시 원주방향을 따라 굴곡지고 상측을 향해 소정의 깊이로 함몰지도록 공명안내부(351)가 형성되고, 상기 공명공간부(351)의 중앙에는 그 공명공간(351)과 연통되도록 축방향으로 돌출 연장되는 토출안내부(352)가 형성되며, 상기 토출안내부(352)의 주면을 따라 상기 케이싱(100)의 내부공간과 연통되도록 적어도 한 개 이상의 배출구멍(353)이 형성된다. 그리고 상기 토출안내부(352)는 그 상단이 상기 상부베어링(350)의 축수부(321)쪽으로 절곡되어 그 안쪽에 냉매와 오일을 분리하는 유분리분리부(354)가 형성된다. 상기 유분리공간부(354)의 체적은 상기 공명공간부(351)의 내부체적보다 작게 형성되는 것이 토출되는 냉매가 곧바로 토출안내부(352)로 안내되지 않고 공명안내부(351)로 안내될 수 있어 바람직하다.

상기 배출구멍(353)은 도 4에서와 같이 토출안내부(352)의 주면을 따라 등간격으로 형성될 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 5에서와 같이 상기 배출구멍(353)은 상기 상부베어링(320)의 제1 토출구(323)의 중심과 상부베어링(320)의 중심을 잇는 축방향 단면에 접하지 않는 위치, 예컨대 상기 제1 토출구(323)를 중심과 상부베어링(320)의 축수부 외주면을 잇는 가상선의 범위(ø)내에는 상기 배출구멍(353)이 형성되지 않는 것이 토출되는 냉매가 상기 제1 머플러(323)를 고르게 순환된 후 토출될 수 있어 바람직하다.

그리고, 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 배출구멍(353)에는 냉매의 토출시 오일을 분리하도록 오일분리부재(미도시)가 결합될 수도 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 하부베어링(420)과 제2 실린더(410)와 중간베어링(500)과 제1 실린더(310) 그리고 상부베어링(320)을 관통하여 상기 제2 머플러(350)로 토출되는 냉매가 상기 제1 머플러(350)로 안내되도록 토출유로(DF)가 관통 형성된다.

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

즉, 상기 전동기구부(200)의 고정자(210)에 전원을 인가하여 상기 회전 자(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(미도시)과 제2 베인(미도시)과 함께 서로 180°의 위상차를 가지는 흡입실을 형성하여 냉매를 흡입하게 되며, 상기 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)으로 흡입되는 냉매는 각각 제1 롤링피스톤(330)과 제1 베인(미도시) 그리고 제2 롤링피스톤(430)과 제2 베인(미도시)에 의해 위상차를 두고 압축된 후 번갈아 토출된다.

예컨대, 상기 제1 압축공간(V1)이 흡입행정을 시작하면, 냉매가 어큐뮬레이터(600)와 흡입관(700)을 통해 상기 제1 흡입구(311)로 유입되고, 이 냉매는 상기 제1 흡입구(311)를 통해 제1 압축공간(V1)으로 흡입되어 압축된 후 상기 제1 토출구(323)를 통해 상기 제1 머플러(350)로 토출되며, 상기 제1 머플러(350)로 토출되는 냉매는 상기 제1 머플러(350)의 배출구멍(353)을 통해 케이싱(100)의 내부공간으로 토출된다.

또, 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(700)을 거쳐 상기 제1 흡입구(311)로 흡입되는 냉매가 우회구멍(312)과 연통구(511)로 우회하여 제2 흡입구(411)로 유입되고, 이 냉매는 상기 제2 압축공간(V2)으로 흡입되어 압축된 후 상기 제2 머플러(450)로 토출되며, 상기 제2 머플러(450)로 토출되는 냉매는 상기 토출유로(DF)를 통해 상기 제1 머플러(350)로 이동하였다가 그 제1 머플러(350)의 배출구멍((353)을 통해 상기 케이싱의 내부공간으로 토출된다.

이때, 도 6에서와 같이 상기 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)에서 토출되어 상기 제1 머플러(350)로 유입되는 냉매는 일정량의 오일이 섞여 있게 되나, 이 오일이 섞인 냉매는 상기 제1 머플러(350)의 공명안내부(351)를 순환하는 과정에서 토출소음이 감쇄되는 동시에 상기 냉매에 섞인 오일이 분리된다. 이후 상기 공명안내부(351)를 통과하는 냉매는 상기 토출안내부(352)로 이동하면서도 오일(실선화살표)이 냉매(점선화살표)로부터 분리되고 이 오일이 분리된 냉매가 상기 토출안내부(352)에 형성되는 배출구멍(353)을 통해 상기 케이싱(100)의 내부공간으로 배출되는 것이다.

이렇게, 상기 머플러의 공명안내부에 배출구멍을 형성하지 않고 상기 공명공간부에 연통되도록 토출안내부를 더 형성하고 그 토출안내부에 상기 배출구멍을 형성함에 따라 상기 머플러로 토출되는 냉매가 상기 공명공간부를 충분히 순환할 수 있게 되고 이를 통해 상기 냉매에 섞인 오일이 효과적으로 분리된 후 상기 케이싱의 내부공간으로 배출될 수 있다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치는, 상기 흡입관이 제1 흡 입구에 직접 연결된 경우만을 살펴보았으나, 경우에 따라서는 상기 흡입관이 제2 흡입구에 직접 연결되고 그 제2 흡입구에 제1 흡입구가 분지되어 연결되는 경우에도 동일하게 형성될 수 있다.

아울러, 상기와 같이 실린더가 복수 개인 복식 로터리 압축기외에도 상기 실린더가 한 개인 단식 로터리 압축기에도 동일하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명 로터리 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 도 1에서 상부베어링에서 제1 머플러를 분해하여 보인 사시도,

도 3은 도 1에서 상부베어링에 제1 머프러를 조립하여 보인 사시도,

도 4 및 도 5는 도 3의 "Ｉ-Ｉ"선단면도로서, 배출구멍의 위치를 각각 보인 단면도,

도 6은 도 1에서 냉매와 오일이 분리되는 과정을 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

300 : 제1 압축기구부 310 : 제1 실린더

320 : 상부베어링 321 : 축수부

322 : 축수구멍 323 : 제1 토출구

350 : 제1 머플러 351 : 공명공간부

352 : 토출안내부 353 : 배출구멍

354 : 분리공간부 400 : 제2 압축기구부

450 : 제2 머플러 500 : 중간베어링

Claims

밀폐된 케이싱의 내부공간에 설치되고 압축공간이 원형으로 형성되는 실린더;

상기 실린더의 상하 양측에 복개되고 그 중심에 회전축이 관통되어 지지되도록 축수구멍이 형성되는 복수 개의 베어링; 및

상기 베어링중에서 토출구가 형성되는 베어링의 외측면에 결합되어 상기 압축공간에서 냉매가 토출될 때 발생되는 소음을 감쇄시키는 토출머플러;를 포함하고,

상기 토출머플러는 소정의 공명안내부가 형성되고, 상기 공명공간부와 연통되도록 축방향으로 연장되어 토출안내부가 형성되며, 상기 토출안내부의 주면을 따라 상기 케이싱의 내부공간과 연통되도록 적어도 한 개 이상의 배출구멍이 형성되는 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 베어링은 축수구멍의 주변으로 축수부가 돌출 형성되고, 상기 토출안내부는 그 상단이 상기 베어링의 축수부쪽으로 절곡되어 안쪽에 냉매와 오일을 분리하는 유분리공간부가 형성되는 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치.
제2항에 있어서,

상기 유분리공간부의 체적은 상기 공명공간부의 내부체적보다 작게 형성되는 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 배출구멍은 토출안내부의 주면을 따라 등간격으로 형성되는 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 배출구멍은 상기 베어링의 토출구의 중심과 베어링의 중심을 잇는 축방향 단면에 접하지 않는 위치에 형성되는 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 배출구멍에는 냉매의 토출시 오일을 분리하도록 오일분리부재가 결합되는 밀폐형 압축기의 유토출 저감 장치.