KR20100054667A

KR20100054667A - 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기

Info

Publication number: KR20100054667A
Application number: KR1020080113671A
Authority: KR
Inventors: 조남규; 박효근; 이병철; 최세헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-25
Also published as: ES2392480T3; EP2187060B1; US8342827B2; EP2187060A3; EP2187060A2; KR101513632B1; US20100122550A1

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기에 관한 것이다. 본 발명은 케이싱의 외부 또는 내부에 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하는 오일분리기가 설치되고 그 오일분리기에서 분리되는 오일은 상기 구동모터의 동력에 의해 작동하는 오일펌프로 회수하도록 구성함으로써, 냉매와 오일이 효과적으로 분리되고 제조비용을 절감할 수 있다. 또, 분리된 냉매가 압축기로 재유입되는 것을 방지하여 냉동사이클의 냉동성능을 향상시킬 수 있다. 또, 상기 구동모터의 동력을 이용하여 오일펌프를 구동시킴에 따라 압축기의 구성을 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있다. 또, 상기 오일펌프에서 케이싱으로 오일을 토출하는 토출구의 출구단이 유면보다 낮게 배치하여 냉매가 오일유로로 유입되는 것을 방지할 수 있고 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

밀폐형 압축기, 오일펌프, 오일회수, 용적펌프, 유면

Description

밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기{HERMETRIC COMPRESSOR AND REFRIGERATION CYCLE DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 밀폐형 압축기의 압축유닛에서 토출되는 냉매에서 오일을 분리하고, 그 분리된 오일을 다시 압축기로 회수하기 위한 오일 회수 장치에 관한 것이다.

압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치이다. 밀폐형 압축기는 구동력을 발생시키는 구동모터와 그 구동모터의 구동력을 전달받아 유체를 압축하는 압축유닛이 밀폐용기의 내부공간에 함께 설치되어 있다.

상기 밀폐형 압축기가 냉매압축식 냉동사이클에 설치되는 경우에는 그 압축기의 구동모터를 냉각하거나 또는 압축유닛의 윤활과 실링 등을 위해 일정량의 오일이 상기 밀폐용기의 내부에 저장되어 있다. 하지만 상기 압축기의 운전시에는 그 압축기에서 토출되는 냉매에 오일이 섞여 함께 냉동사이클로 토출되고, 이 냉동사이클로 토출되는 오일의 일부는 압축기로 회수되지 못하고 냉동사이클에 잔류하여 압축기 내부의 오일부족을 초래할 수 있다. 이는 압축기의 신뢰성 저하를 야기시킬 수 있으며 또 냉동사이클에 잔류하는 오일에 의해 사이클의 열교환성능을 저하시킬 수 있다.

따라서, 종래에는 압축기의 토출측에 유분리기를 설치하여 토출되는 냉매에서 오일을 분리하고, 그 분리된 오일을 압축기의 흡입측으로 회수하여 압축기의 오일부족을 방지하는 동시에 냉동사이클의 열교환 성능을 유지하고 있었다.

그러나, 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기의 오일 회수 장치에 있어서는, 상기 유분리기의 출구가 압축기의 흡입측에 연결됨에 따라 상대적으로 고압인 오일분리기에서 오일은 물론 냉매까지 상기 압축기의 흡입측으로 역류하여 냉동기기에서의 냉매량이 부족하게 되고 이로 인해 냉동사이클의 냉동능력이 저감될 수 있다. 아울러, 상기 압축기의 흡입측으로 고온의 오일과 냉매가 흡입됨에 따라 흡입냉매의 온도가 상승하여 비체적이 상승하게 되고, 이로 인해 압축유닛에서의 냉매 흡입량이 감소하면서 압축기의 냉동능력이 저감될 수 있다.

이를 감안하여 종래에는 상기 오일분리기에서 압축기로 회수되는 오일이나 냉매의 압력과 온도를 낮추는 동시에 냉매가 압축기로 역류하는 것을 방지하고자 상기 오일분리기와 압축기의 흡입측 사이의 오일회수관에 모세관과 같은 감압장치를 더 설치하는 방안이 모색되었다. 하지만, 상기 감압장치가 설치되더라도 상기 오일분리기의 압력이 압축기의 흡입측 압력보다는 높기 때문에 압축기의 흡입압과 흡입온도가 상승할 수밖에 없고, 특히, 압축기의 저속운전시에는 압축기 내부에서의 오일 펌핑량이 감소하게 되어 오일보다는 오히려 냉매가 더 많이 회수되어 압축기와 냉동사이클의 냉동능력이 더욱 저감되는 문제점이 있었다.

또, 상기 오일분리기에서 분리되어 회수되는 오일이 흡입되는 냉매와 섞여 다시 압축유닛을 통해 토출됨에 따라 상기 케이싱의 내부공간에는 오일이 부족하게 될 수 있고 이로 인해 압축기의 신뢰성이 더욱 악화되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 냉매와 분리되는 오일에 의해 케이싱의 냉매온도가 증가되는 것을 방지하는 동시에 분리된 오일을 압축기로 강제 회수할 수 있는 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 상기 오일분리기를 통해 회수되는 오일이 냉매와 섞여 다시 유출되는 것을 방지할 수 있는 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되는 구동모터; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되고 상기 구동모터에 의해 작동하면서 냉매를 압축하는 압축유닛; 상기 구동모터의 크랭크축에 결합되어 작동하면서 상기 압축유닛에서 토출되는 오일을 펌핑하여 상기 케이싱의 내부공간으로 회수하는 제1 오일펌프; 및 상기 제1 오일펌프의 축방향 일측에 설치되어 상기 케이싱의 오일을 펌핑하는 제2 오일펌프;를 포함하고, 상기 제1 오일펌프의 출구단은 상기 케이싱의 내부공간에 봉입되는 오일의 유면보다 높이 않게 형성되는 밀폐형 압축기가 제공된다.

또, 압축기; 상기 압축기의 토출측에 연결되는 응축기; 상기 응축기에 연결되는 팽창기; 및 상기 팽창기에 연결되고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 증발 기;를 포함하고, 상기 압축기는 오일펌프의 출구단이 유면보다 낮게 형성되는 냉동기기가 제공된다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동기기는, 케이싱의 외부 또는 내부에 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하는 오일분리기가 설치되고 그 오일분리기에서 분리되는 오일은 상기 구동모터의 동력에 의해 작동하는 오일펌프로 회수하도록 구성함으로써, 냉매와 오일이 효과적으로 분리되고 제조비용을 절감할 수 있다.

또, 분리된 냉매가 압축기로 재유입되는 것을 방지하여 냉동사이클의 냉동성능을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 구동모터의 동력을 이용하여 오일펌프를 구동시킴에 따라 압축기의 구성을 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있다.

또, 상기 오일펌프에서 케이싱으로 오일을 토출하는 토출구의 출구단이 유면보다 낮게 배치하여 냉매가 오일유로로 유입되는 것을 방지할 수 있고 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기 및 이를 적용한 냉동사이클 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 압축기의 일례로 스크롤 압축기의 외부를 보인 사시도 및 내부를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기(1)는, 밀폐된 내부공간을 가지는 압축기 케이싱(이하, 케이싱으로 약칭함)(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부공간에 설치되어 구동력을 발생하는 구동모터(20)와, 그 구동모터(20)에 의해 작동하여 냉매를 압축하도록 고정스크롤(31)과 선회스크롤(32)로 이루어진 압축유닛(30)을 포함한다.

상기 케이싱(10)의 내부공간에는 상기 구동모터(20)의 크랭크축(23)을 지지하는 동시에 상기 압축유닛(30)을 지지하는 메인프레임(11)과 서브프레임(12)이 상기 구동모터(20)의 상하 양측에 각각 고정 설치되고, 상기 케이싱(10)에는 압축기(1)가 응축기(2), 팽창기(3), 증발기(4)와 함께 냉동사이클을 이루도록 흡입관(13)과 토출관(14)이 연결된다. 상기 흡입관(13)은 냉동사이클의 증발기(4)와 연결되는 반면 상기 토출관(14)은 냉동사이클의 응축기(2)와 연결된다. 그리고 상기 케이싱(10)의 내부공간은 상기 압축유닛(30)의 토출측이 연통되어 토출압의 냉매로 채워지고, 상기 케이싱(10)의 일측에는 상기 흡입관(13)이 관통되어 상기 압축유닛(30)의 흡입측에 직접 연결되도록 결합된다. 그리고 상기 토출관(14)의 중간, 즉 상기 압축기(1)의 토출측과 응축기(2)의 입구측 사이에는 상기 토출관(14)을 통해 압축기(1)에서 응축기(2)로 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하도록 후술할 오일분리기(200)가 설치된다.

상기 구동모터(20)는 회전속도가 일정한 정속모터가 사용될 수도 있으나, 압축기(1)가 적용되는 냉동기기의 다기능화를 고려하여 회전속도가 가변될 수 있는 인버터 모터가 사용될 수 있다.

그리고 상기 구동모터(20)는 상기 케이싱(10)의 내주면에 고정되는 고정자(21)와, 상기 고정자(21)의 안쪽에 회전 가능하게 배치되는 회전자(22)와, 상기 회전자(22)의 중심에 결합되어 그 구동모터(20)의 회전력을 상기 압축유닛(30)에 전달하는 크랭크축(23)으로 이루어진다. 상기 크랭크축(23)은 상기 메인프레임(11)과 서브프레임(12)에 지지된다. 그리고 상기 크랭크축(23)의 축방향으로는 오일유로(23a)가 관통 형성되고, 상기 오일유로(23a)의 하단, 즉 상기 크랭크축(23)의 하단에는 그 오일유로(23a)를 향해 오일을 펌핑할 수 있도록 후술할 오일펌프(1000)가 설치된다.

상기 압축유닛(30)은 도 2에서와 같이 상기 메인프레임(11)에 결합되는 고정스크롤(31)과, 상기 고정스크롤(31)에 맞물려 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(32)과, 상기 선회스크롤(32)과 메인프레임(11) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(32)의 선회운동을 유도하는 올담링(33)과, 상기 고정스크롤(31)의 토출구(31c)를 개폐하도록 설치되어 그 토출구(31c)를 통해 토출되는 토출가스의 역류를 차단하는 역지밸브(34)로 이루어진다. 상기 고정스크롤(31)과 선회스크롤(32)에는 서로 맞물려 상기 압축실(P)을 형성하는 고정랩(31a)과 선회랩(32a)이 나선형으로 각각 형성된다. 그리고 상기 고정스크롤(31)의 흡입구(31b)에는 냉동사이클로부터 냉매를 안내하는 흡입관(13)이 직접 연결되고, 상기 고정스크롤(31)의 토출구(31c)는 상기 케이싱(10)의 내부공간에 연통된다.

상기와 같은 본 발명의 스크롤 압축기에서 상기 구동모터(20)에 전원이 인가되면, 상기 크랭크축(23)이 회전자(22)와 함께 회전을 하면서 상기 선회스크롤(32) 에 회전력을 전달하고, 이 회전력을 전달받은 상기 선회스크롤(32)은 올담링(33)에 의해 상기 메인프레임(11)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤(31)의 고정랩(31a)과 상기 선회스크롤(32)의 선회랩(32a) 사이에 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 형성되며, 이 압축실(P)은 상기 선회스크롤(32)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 흡입되는 냉매를 압축하게 된다. 이 압축된 냉매는 상기 고정스크롤(31)의 토출구(31c)를 통해 상기 케이싱(10)의 상측공간(S1)으로 연속 토출되었다가 상기 케이싱의 하측공간(S2)으로 이동하여 토출관(14)을 통해 냉동사이클의 응축기(2)로 배출되고, 이 냉동사이클의 응축기(2)로 배출된 냉매는 팽창기(3)와 증발기(4)를 거쳐 다시 흡입관(13)을 통해 압축기(1)로 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 상기 크랭크축(23)에는 축방향을 따라 후술할 제1 오일펌프(1200)와 제2 오일펌프(1300)가 설치되어 상기 압축유닛(30)에서 토출된 냉매에서 분리된 오일이나 상기 케이싱(10)의 내부공간에 채워진 오일을 펌핑하고, 이 펌핑된 오일은 상기 크랭크축(23)의 오일유로(23a)를 따라 흡상되어 상기 압축유닛(30)을 윤활하는 동시에 구동모터(20)를 냉각시키게 된다.

이를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

즉, 도 2 내지 도 4에서와 같이 상기 제1 오일펌프(1200)는 펌프하우징(1110)의 제1 펌핑공간(1151)에 삽입되고 상기 크랭크축(23)에 결합되어 편심 회전을 하는 제1 내측기어(1210)와, 그 제1 내측기어(1210)에 맞물려 제1 가변용적을 형성하는 제1 외측기어(1220)로 이루어진다.

상기 제2 오일펌프(1300)는 상기 펌프하우징(1110)의 제2 펌핑공간(1161)에 삽입되고 상기 크랭크축(23)에 결합되어 편심 회전을 하는 제2 내측기어(1310)와, 상기 제2 내측기어(1310)에 맞물려 제2 가변용적을 형성하는 제2 외측기어(1320)로 이루어진다.

상기 펌프하우징(1110)은 서브프레임(12)에 결합되는 상부하우징(1111)과, 그 상부하우징(1111)의 저면에 배치되는 중간하우징(1112)과, 상기 중간하우징(1112)의 저면에 배치되어 상기 중간하우징(1112)과 함께 상부하우징(1111)에 체결되는 하부하우징(1113)으로 이루어진다.

상기 상부하우징(1111)의 저면에는 상기 제1 내측기어(1210)와 제1 외측기어(1220)가 삽입되도록 제1 펌핑공간(1151)이 형성되고, 상기 제1 펌핑공간(1151)의 중앙에는 상기 크랭크축(23)의 핀부(23b)가 관통되도록 제1 핀구멍(1152)이 형성된다.

상기 중간하우징(1112)의 저면에는 상기 제2 내측기어(1310)와 제2 외측기어(1320)가 삽입되도록 제2 펌핑공간(1161)이 형성되고, 상기 제2 펌핑공간(1161)의 중앙에는 상기 크랭크축(23)의 핀부(23b)가 관통되도록 제2 핀구멍(1162)이 형성된다.

그리고 도 4 및 도 5에서와 같이, 상기 중간하우징(1112)의 가장자리에는 후술할 제1 흡입구(1176)와 제1 오일펌프(1200)의 제1 흡입용적부(V11)가 연통되도록 제1 연통구멍(1163)이 형성되고, 상기 제1 연통구멍(1163)의 맞은편에는 상기 제1 오일펌프(1200)의 제1 토출용적부(V12)와 연통되어 후술할 토출구(1177)와 연통되 도록 제2 연통구멍(1164)이 형성된다. 그리고 상기 중간하우징(111)의 중앙에는 제1 연통구멍(1163)이 상기 제1 내측기어(1210)와 제1 외측기어(1220) 사이의 제1 흡입용적부(V11)와 연통되도록 하는 제1 흡입안내홈(1165)이 반원형의 원호형상으로 형성되고, 상기 제1 흡입안내홈(1165)의 반대쪽에는 상기 제1 내측기어(1210)와 제1 외측기어(1220) 사이의 제1 토출용적부(V12)가 연통되도록 하는 제1 토출안내홈(1166)이 형성되고, 상기 제1 토출안내홈(1166)의 외측벽면에 상기 제2 연통구멍(1164)이 '기역자'모양으로 절곡되어 상기 중간하우징(1112)의 저면으로 관통 형성된다. 상기 제1 연통구멍(1163)은 후술할 하부하우징(1113)의 제1 흡입구(1176)와 연통되어 상기 제1 토출안내홈(1166)이 상기 케이싱(10)의 내부공간에 연통되도록 형성된다.

도 4 및 도 6에서와 같이, 상기 하부하우징(1113)에는 그 중앙에 상기 크랭크축(23)의 오일유로(23a)와 연통되도록 연통홈(1171)이 형성되고, 그 연통홈(1171)의 일측 주변에는 급유관(400)과 연통되는 제2 흡입구(1172)가 축방향으로 형성되고, 그 제2 흡입구(1172)가 상기 제2 내측기어(1310)와 제2 외측기어(1320) 사이의 제2 흡입용적부(V21)와 연통되도록 하는 제2 흡입안내홈(1173)이 반원형의 원호형상으로 형성된다. 그리고 상기 제2 흡입안내홈(1173)의 반대쪽에는 상기 제2 내측기어(1310)와 제2 외측기어(1320) 사이의 제2 토출용적부(V22)가 연통되도록 하는 제2 토출안내홈(1174)이 형성되고, 상기 제2 토출안내홈(1174)의 내측벽면에는 그 제2 토출안내홈(1174)의 오일을 상기 크랭크축(23)의 오일유로(23a)로 안내하도록 토출슬릿(1175)이 상기 연통홈에 연통되도록 형성된다.

그리고 상기 하부하우징(1113)의 일측, 즉 상기 제2 흡입안내홈(1173)의 바깥쪽에는 제1 흡입구(1176)가 상기 하부하우징(1113)의 외주면에서 상면으로 관통되도록 "니은자"모양으로 형성되고, 상기 제2 흡입구(1172)의 반대쪽에는 상기 중간하우징(1112)의 제2 연통구멍(1164)과 축방향으로 연통되는 토출구(1177)가 축방향으로 관통 형성된다. 여기서, 상기 케이싱(10)의 내부공간에 채워지는 오일량은 적어도 압축기의 정지시 또는 정상 운전시 그 오일의 유면높이가 상기 토출구(1177)의 출구단, 보다 정확하게는 후술할 배유관(600) 보다는 낮지 않게 될 수 있을 정도까지 봉입되는 것이 오일의 부족으로 인해 토출압의 고압냉매가 상기 제1 토출안내홈(1166)을 통해 제1 오일펌프(1200)로 역유입되는 것을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.

그리고 상기 토출구(1177)의 출구단에는 배유관(600)을 더 설치하여 그 토출구(1177)의 출구단 높이를 더욱 낮출 수 있다. 즉, 도 4에서와 같이 상기 토출구(1177)의 출구단에 축방향으로 형성된 배유관(600)을 삽입하여 결합할 수 있다. 이 경우, 상기 배유관(600)의 하단은 상기 급유관(400)의 하단 높이 보다 높지 않을 정도(도면에서는, △h)까지 길게 연장 형성하는 것이 오일의 펌핑 회수시 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 오일펌프들에 있어서는, 상기 오일분리기(200)에서 분리되는 오일이 오일회수관(300)과 제1 흡입구(1176)를 통해 상기 제1 오일펌프(1200)의 제1 흡입용적부(V11)를 이루는 제1 흡입안내홈(1165)으로 유입되고, 그 제1 흡입안내홈(1165)의 오일은 제1 토출용적부(V12)로 이동하여 상기 제1 토출안내홈(1166)으로 유입되며, 이 제1 토출안내홈(1166)의 오일은 상기 제2 연통구멍(1164)과 토출구(1177) 그리고 배유관(600)을 통해 상기 케이싱(10)의 내부공간으로 배출된다.

이와 동시에, 상기 케이싱(10)의 내부공간에 채워진 오일과 상기 제1 오일펌프(1200)를 통해 케이싱(10)의 내부공간으로 회수되는 오일은 상기 급유관(400)과 제2 흡입구(1172)를 통해 상기 제2 오일펌프(1300)의 제2 흡입용적부(V21)를 이루는 제2 흡입안내홈(1173)으로 유입되고, 그 제2 흡입안내홈(1173)의 오일은 제2 토출용적부(V22)로 이동하여 상기 제2 토출안내홈(1174)으로 유입되며, 이 제2 토출안내홈(1174)의 오일은 상기 토출슬릿(1175)을 통해 상기 연통홈(1171)으로 유입되고, 이 연통홈(1171)의 오일은 상기 크랭크축(23)의 오일유로(23a)를 통해 각 베어링면과 압축유닛(30)으로 공급되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 상기 제1 오일펌프(1200)에 의해 펌핑되어 상기 케이싱(10)의 내부공간으로 회수될 때, 상기 케이싱(10)의 내부공간과 연통되는 토출구(1177)의 출구단이 오일의 유면 높이보다 높게 되면 그 토출구(1177)의 출구단이 상기 케이싱(10)의 내부공간에 채워진 토출압의 고압냉매에 노출되어 냉매가 상기 제1 오일펌프(1200)로 역유입될 수 있고 이로 인해 상기 제1 오일펌프(1200)의 효율이 저하되어 오일 회수가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 하지만, 본 발명에서와 같이 상기 토출구(1177)의 출구단이 오일의 유면 높이 보다 낮게 위치하도록 상기 토출구(1177)의 출구단을 하부하우징(1113)의 저면에 형성하거나 또는 상기 토출구(1177)에 배유관(600)을 더 결합하는 경우에는 실질적인 토출구의 출구단이 유면 의 높이 보다는 낮게 되어 고압의 냉매가 제1 오일펌프(1200)로 역유입되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 상기 배유관(600)의 하단이 급유관(400)의 하단보다 더 낮게 형성되는 경우에는 고압의 냉매가 제1 오일펌프(1200)로 역유입되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 회수되는 오일이 유면에 쏟아져 소음이나 기포가 발생되는 것도 미연에 방지할 수 있다.

한편, 도 7에서와 같이 상기 제2 연통구멍(1164)의 출구단이 상기 중간하우징(1112)의 외주면으로 관통 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 제2 연통구멍(1164)의 출구단에는 "기역자"모양으로 절곡된 배유관(600)이 결합되어 상기 제2 연통구멍(1164)의 출구단을 유면 아래로 연장되도록 할 수 있다. 이 경우에도 상기 배유관(600)의 하단은 상기 급유관(400)의 하단보다 △h만큼 더 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 하부하우징(1113)에는 전술한 실시예의 토출구가 불필요하다.

이렇게 하여, 상기 오일분리기에서 분리되는 오일이 오일펌프에 의해 강제로 회수됨에 따라 오일 회수량이 크게 증가되므로 냉동사이클의 열교환 성능이 높아질 수 있고 이를 통해 냉동사이클의 냉방능력을 크게 향상시킬 수 있다.

또, 강제로 회수되는 오일이 압축기 케이싱의 내부공간을 거치지 않고 상기 크랭크축의 오일유로로 직접 유입됨에 따라 오일이 흡입되는 냉매와 재혼합되어 다시 유출되는 것을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 회수되는 오일이 흡입되는 냉매와 분리되어 그 흡입되는 냉매가 재팽창되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로 압축기의 성능과 신뢰성이 향상될 수 있고 냉동사이클의 냉방능력이 향상될 수 있다.

또, 상기 오일분리기에서 분리되는 오일이 곧바로 크랭크축의 오일유로로 안내되는 것이 아니라 상기 케이싱의 내부공간으로 1차 회수되었다가 상기 크랭크축의 오일유로로 안내됨에 따라 냉동사이클에 적용된 경우 그 냉동사이클의 관로상에 잔류하는 이물질이 크랭크축의 오일유로로 직접 유입될 우려가 제거된다. 이에 따라 통상 압축기의 흡입측에 구비되는 이물질여과장치를 설치할 필요가 없어지게 되어 냉동사이클 전체로 보면 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 더 있다.

또, 상기 제1 오일펌프에서 케이싱으로 오일을 토출하는 토출구 또는 배유관의 출구단이 유면보다 낮게 배치됨에 따라 상기 케이싱의 내부공간에 채워진 냉매가 크랭크축의 오일유로로 유입되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 기포가 발생되는 것을 방지하여 상기 압축유닛 등으로의 오일공급이 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기가 냉동기기에 적용되는 경우, 그 냉동기기의 성능을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 도 8에서와 같이 압축기, 응축기, 팽창기 그리고 증발기를 포함한 냉매압축식 냉동사이클을 갖는 냉동기기(700)에서 그 냉동기기(700)의 내부에는 냉동기기의 운전 전반을 제어하는 메인기판(710)에 상기와 같이 제1 오일펌프와 제2 오일펌프를 설치한 스크롤 압축기(C)를 연결한다. 그리고 상기 스크롤 압축기(C)의 내부에는 상기 제1 오일펌프의 토출구의 출구단 또는 그 토출구에 연결된 배유관의 출구단이 유면보다 낮게 형성함으로써 냉매나 기포가 압축유닛으로 유입되는 것을 방지하여 앞서 언급한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 이 스크롤 압축기가 적용 된 냉동기기의 성능이 향상될 수 있다.

이상에서는 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하였으나 본 발명은 스크롤 압축기에만 한정되는 것이 아니라 로터리 압축기 등 구동모터와 압축유닛이 동일한 케이싱의 내부에 설치되고 그 케이싱의 내부공간이 토출압의 냉매로 채워지는 소위 밀폐형 압축기에는 동일하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기가 냉동사이클에 연결된 상태를 보인 사시도,

도 2는 도 1에 따른 밀폐형 압축기중에서 스크롤 압축기에 오일펌프가 적용된 일실시예를 보인 종단면도,

도 3은 도 2에 따른 스크롤 압축기에서 오일펌프를 분해하여 보인 사시도,

도 4는 도 2에 따른 스크롤 압축기에서 오일펌프를 조립하여 보인 종단면도,

도 5는 도 4에 따른 제1 오일펌프에서 내측기어와 외측기어가 포함된 중간하우징을 보인 평면도,

도 6은 도 4에 따른 제2 오일펌프에서 내측기어와 외측기어가 포함된 하부하우징의 상면을 보인 평면도,

도 7은 도 2에 따른 스크롤 압축기에서 배유유로에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,

도 8은 도 1에 따른 스크롤 압축기가 구비된 냉동기기를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 케이싱 13 : 흡입관

14 : 토출관 20 : 구동모터

23 : 크랭크축 23a : 오일유로

23b : 핀부 300 : 오일회수관

400 : 급유관 600 : 배유관

1111 : 상부하우징 1112 : 중간하우징

1113 : 하부하우징 1151 : 제1 펌핑공간

1152 : 제1 핀구멍 1161 : 제2 펌핑공간

1162 : 제2 핀구멍 1163 : 제1 연통구멍

1164 : 제2 연통구멍 1171 : 연통홈

1172 : 제2 흡입구 1173 : 제2 흡입안내홈

1174 : 제2 토출안내홈 1175 : 제2 토출슬릿

1176 : 제1 흡입구 1177 : 토출구

1200 : 제1 오일펌프 1210 : 제1 내측기어

1220 : 제1 외측기어 1300 : 제2 오일펌프

1310 : 제2 내측기어 1320 : 제2 외측기어

Claims

밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;

상기 케이싱의 내부공간에 설치되는 구동모터;

상기 케이싱의 내부공간에 설치되고 상기 구동모터에 의해 작동하면서 냉매를 압축하는 압축유닛; 및

상기 구동모터의 크랭크축에 결합되어 작동하면서 상기 압축유닛에서 토출되는 오일을 펌핑하여 상기 케이싱의 내부공간으로 회수하는 제1 오일펌프; 및

상기 제1 오일펌프의 축방향 일측에 설치되어 상기 케이싱의 오일을 펌핑하는 제2 오일펌프;를 포함하고,

상기 제1 오일펌프의 출구단은 상기 케이싱의 내부공간에 봉입되는 오일의 유면보다 높지 않게 형성되는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,

상기 제1 오일펌프는 케이싱의 바닥면을 기준으로 그 출구단이 입구단보다 높지 않게 형성되는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,

상기 제1 오일펌프는 그 출구단이 상기 케이싱의 바닥면을 향하도록 형성되는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,

상기 제1 오일펌프의 출구단에는 그 입구가 상기 케이싱의 오일 유면보다 높지 않게 연장되도록 배유관이 더 결합되는 밀폐형 압축기.
제4항에 있어서,

상기 제1 오일펌프의 출구단은 상기 케이싱의 바닥면에 대응되는 면에 형성되고, 상기 배유관은 그 끝단이 상기 케이싱의 바닥면을 향하도록 직선으로 형성되어 축방향으로 결합되는 밀폐형 압축기.
제4항에 있어서,

상기 제1 오일펌프의 출구단은 상기 케이싱의 바닥면과 수직한 면에 형성되고, 상기 배유관은 그 끝단이 상기 케이싱의 바닥면을 향하도록 절곡 형성되어 반경방향으로 결합되는 밀폐형 압축기.
제4항에 있어서,

상기 배유관의 출구단은 상기 제2 오일펌프의 입구단 보다 높지 않게 형성되는 밀폐형 압축기.
압축기;

상기 압축기의 토출측에 연결되는 응축기;

상기 응축기에 연결되는 팽창기; 및

상기 팽창기에 연결되고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 증발기;를 포함하고,

상기 압축기는 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 압축기로 이루어지는 냉동사이클 장치.