KR20100095359A

KR20100095359A - 밀폐형 회전압축기

Info

Publication number: KR20100095359A
Application number: KR1020090124058A
Authority: KR
Inventors: 히로츠구 오가사와라; 다카히로 니시카와; 요시히사 고구레; 가즈히코 아라이; 히로유키 요시다
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2010-08-30
Also published as: EP2221483A2; CN101813091A; JP2010190182A; US20100215524A1; KR101164322B1

Abstract

<과제> 밀폐용기 내에서의 오일분리를 촉진하여 압축기 외부로의 오일토출을 저감한다.

<해결 수단> 회전자(7)의 단면과 서로 대향하는 위치에 형성되고, 제1 및 제2 회전압축요소(10, 20)로부터의 압축냉매를 밀폐용기(2) 내로 토출하는 토출구멍(28)과, 이 토출구멍(28)으로부터 토출된 압축냉매를 회전자(7)의 단면에서부터 회전압축 기구부(3) 측(회전압축요소 측)으로 돌출한 고정자(5)의 코일엔드(37E)로 둘러싸인 공간(A)을 거쳐 회전자(7)와 고정자(5)와의 에어갭의 공간을 지나, 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3) 측(회전압축요소 측)으로 유도하는 냉매유로를 구비하며, 이 냉매유로의 회전압축 기구부(3) 측(회전압축요소 측)의 출구는 밀폐용기(2)의 내벽면과 서로 대향하고 있다.

Description

밀폐형 회전압축기{HERMETICALLY SEALED ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐용기 내에 전동(電動)요소와 회전압축요소를 구비한 밀폐형 회전압축기에 관한 것이다. 특히, 밀폐용기 내의 하부에 회전압축요소를 수납하고, 이 회전압축요소의 위쪽에 전동요소를 수납하여, 전동요소가 고정자와, 이 고정자에 의한 자계(磁界)로 회전 가능하게 내삽(內揷)되며, 또한 회전압축요소를 구동하는 크랭크축을 겸하는 회전축에 고정된 회전자로 구성된 밀폐형 회전압축기에 관한 것이다.

종래부터 이런 종류의 밀폐형 회전압축기는 밀폐용기 내의 하부에 수납된 회전압축요소와, 그 상부에 수납된 전동요소로 구성되어 있다. 전동요소는 밀폐용기의 상부공간의 내주면을 따라서 환상(環狀)으로 장착된 고정자와, 이 고정자에 의한 자계로 회전 가능하게 내삽되며, 또한, 회전압축요소를 구동하는 크랭크축을 겸하는 회전축에 고정된 회전자로 구성되어 있다.

회전압축요소는 실린더와, 회전축에 형성된 편심부에 끼워맞춰져 실린더 내에서 편심회전하는 롤러와, 실린더에 맞닿아 실린더 내를 저압실 측과 고압실 측으로 구획하는 베인으로 구성되어 있다. 또, 밀폐용기 내 바닥부에는 당해 회전압축 요소나 회전축 등의 슬라이드부를 윤활하기 위한 오일이 저장되어 있다.

그리고, 전동요소의 고정자의 고정자 권선(捲線)에 전기가 통전(通電)되어 회전자계가 발생하면, 이 자계로 내측에 설치된 회전자가 회전한다. 이 회전에 의해 회전축의 편심부에 끼워맞춰진 롤러가 실린더 내를 편심회전한다. 이것에 의해, 실린더 내의 저압실 측으로 저압냉매가 흡입(吸入)되고, 롤러와 베인의 동작에 의해 압축된다. 이 실린더 내에서 압축되어 고온고압이 된 냉매가스는 고압실 측으로부터 토출포트를 통하여 토출머플러로 토출된다. 토출머플러로 토출된 냉매가스는 당해 토출머플러와 밀폐용기 내를 연통하고, 위쪽의 전동요소를 지향하여 형성된 토출구멍으로부터 밀폐용기 내로 토출된다. 이 때, 냉매가스 중에는 회전압축요소에 공급된 오일이 미스트(mist) 상태가 되어 혼입하고 있어 냉매가스와 함께 당해 오일도 밀폐용기 내로 토출되게 된다.

밀폐용기 내로 토출된 냉매가스는 전동요소 내에 형성된 냉매통로를 통하여, 전동요소의 위쪽에 설치된 토출관에서부터 외부로 토출되는 구성으로 되어 있었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본국 특개평9-151885호 공보

그렇지만, 이와 같은 종래의 밀폐형 회전압축기에서는 냉매가스와 오일과의 분리를 밀폐용기 내에서 충분히 행할 수 없고, 토출관에서부터 외부로 토출되는 오일량이 많아, 외부회로로의 오일의 유출에 의해 성능의 저하나 슬라이드부로의 급유가 부족하는 문제가 생기고 있었다.

본 발명은 이러한 종래기술의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 밀폐용기 내에서의 오일분리를 촉진하여, 압축기 외부로의 오일토출을 저감하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 밀폐형 회전압축기는 밀폐용기 내의 하부에 회전압축요소를 수납하고, 이 회전압축요소의 위쪽에 전동요소를 수납하며, 이 전동요소가 고정자와, 이 고정자에 의한 자계로 회전 가능하게 내삽되고, 또한, 회전압축요소를 구동하는 크랭크축을 겸하는 회전축에 고정된 회전자로 구성되어 있는 것으로서, 회전자의 단면(端面)과 서로 대향하는 위치에 설치되어 회전압축요소로부터의 압축냉매를 밀폐용기 내로 토출하는 토출구멍과, 이 토출구멍으로부터 토출된 압축냉매를 회전자의 단면에서부터 회전압축요소 측으로 돌출한 고정자의 코일엔드(coil end)로 둘러싸인 공간을 거쳐 회전자와 고정자와의 에어갭의 공간을 지나, 전동요소의 회전압축요소의 반대 측으로 유도하는 냉매유로를 구비하며, 이 냉매유로의 회전압축요소의 반대 측의 출구는 밀폐용기의 내벽면과 서로 대향하고 있는 것을 특징으로 한 다.

청구항 2의 발명은 상기 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 밀폐용기 내의 압축냉매를 밀폐용기 밖으로 유도하는 토출관의 한쪽의 개구는 밀폐용기 내에서 링모양을 이루는 냉매유로의 내측을 지향하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명은 청구항 2에 기재한 발명에 있어서, 회전자의 회전압축요소의 반대 측의 단면으로부터 밀폐용기의 내벽면까지의 회전축방향의 거리는 25㎜ 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 밀폐용기 내의 하부에 회건압축요소를 수납하고, 이 회전압축요소의 위쪽에 전동요소를 수납하며, 이 전동요소가 고정자와, 이 고정자에 의한 자계로 회전 가능하게 내삽되고, 또한, 회전압축요소를 구동하는 크랭크축을 겸하는 회전축에 고정된 회전자로 구성되어 있는 밀폐형 회전압축기에 있어서, 회전자의 단면과 서로 대향하는 위치에 형성되고, 회전압축요소로부터의 압축냉매를 밀폐용기 내로 토출하는 토출구멍과, 이 토출구멍으로부터 토출된 압축냉매를 회전자의 단면에서부터 회전압축요소 측으로 돌출한 고정자의 코일엔드로 둘러싸인 공간을 거쳐 회전자와 고정자와의 에어갭의 공간을 지나, 전동요소의 회전압축요소의 반대 측으로 유도하는 냉매유로를 구비하므로, 토출구멍으로부터 토출된 압축냉매를 회전하는 회전자의 단면에 충돌시켜 교반(攪拌)시킬 수 있다. 이것에 의해, 고정자의 코일엔드로 둘러싸인 공간 내에서의 오일분리를 촉진할 수 있게 된다.

또, 상기 고정자의 코일엔드로 둘러싸인 공간을 거친 압축냉매는 고정자와 회전자와의 에어갭의 공간을 통과하는 과정에서 고정자와 회전하는 회전자의 벽면에서 비틀어지므로, 이것에 의해서 더욱 오일을 분리할 수 있다.

또한, 이 냉매유로의 회전압축요소의 반대 측의 출구는 밀폐용기의 내벽면과 서로 대향하고 있으므로, 냉매유로를 지나, 전동요소의 회전압축요소의 반대 측에 도달한 냉매는 밀폐용기의 내벽면에 충돌하고, 전동요소의 회전압축요소의 반대 측의 공간으로 확산한 후, 밀폐용기 밖으로 토출되게 된다. 이와 같이, 전동요소의 회전압축요소의 반대 측의 공간에서의 확산으로 더욱 오일을 분리할 수 있게 된다. 이것에 의해서, 효율적으로 오일분리가 행해져 기체(機體) 밖으로의 오일토출을 큰 폭으로 저감할 수 있게 된다.

청구항 2의 발명은 상기 발명에서 밀폐용기 내의 압축냉매를 밀폐용기 밖으로 유도하는 토출관의 한쪽의 개구는 밀폐용기 내에서 링모양을 이루는 냉매유로의 내측을 지향하고 있으므로, 냉매유로를 거쳐 전동요소의 회전압축요소의 반대 측에 도달한 압축냉매가 직접 토출관에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 오일분리성능을 향상시킬 수 있다.

청구항 3의 발명은 청구항 2의 발명에서 회전자의 회전압축요소의 반대 측의 단면으로부터 밀폐용기의 내벽면까지의 회전축방향의 거리는 25㎜ 이상으로 되어 있으므로, 전동요소의 회전압축요소의 반대 측에서의 오일분리공간이 충분히 확보되어 오일분리성능을 보다 한 층 향상시킬 수 있다.

<발명을 실시하기 위한 형태>

이하, 도면에 근거하여 본 발명의 밀폐형 회전압축기의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명을 적용한 밀폐형 회전압축기의 일실시예로서 제1 및 제2 회전압축요소를 구비한 내부고압형 로터리 컴프레셔(1)의 종단측면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 실시예의 로터리 컴프레셔(1)는 강판으로 이루어진 종형원통모양의 밀폐용기(2)의 내부공간의 하부에 제1 및 제2 회전압축요소(10, 20)로 이루어지는 회전압축 기구부(3)를 수납하고, 그 위쪽에 전동요소(4)를 수납하여 이루어지는 2기통의 밀폐형 회전압축기이다.

밀폐용기(2)는 전동요소(4)와 제1 및 제2 회전압축요소(10, 20)(회전압축 기구부(3))를 수납하는 용기본체(2A)와, 이 용기본체(2A)의 상부개구를 폐색하는 대략 사발모양의 엔드캡(덮개)(2B)과, 용기본체(2A)의 하부개구를 폐색하는 보텀(bottom)부(2C)로 구성되어 있다. 이 엔드캡(2B)의 상면에는 도시하지 않은 원형의 장착구멍이 형성되며, 이 장착구멍에 밀폐용기(2) 내의 위쪽에 위치하는 전동요소(4)에 전력을 공급하기 위한 터미널(배선을 생략)(35)이 장착되어 있다. 또한, 이 엔드캡(2B)의 중심부에는 후술하는 냉매토출관(9)이 장착되어 있다.

당해 밀폐용기(2) 내의 바닥부의 공간은 오일이 저장되어 있고, 여기에 제1 및 제2 회전압축요소(10, 20)나 회전축(8) 등의 슬라이드부를 윤활하기 위한 오일이 저장되어 있다. 또, 보텀부(2C)의 외측 바닥부에는 장착용 받침대(70)가 설치되어 있다.

회전압축 기구부(3)는 제1 회전압축요소(10)와, 제2 회전압축요소(20)와, 양 회전압축요소(10, 20) 사이에 끼워지지된 중간구획판(30)으로 구성된다. 본 실시예의 회전압축 기구부(3)는 중간구획판(30)을 사이에 두고 아래쪽에 제1 회전압축요소(10)가 설치되고, 위쪽에 제2 회전압축요소(20)가 설치되어 있다. 제1 회전압축요소(10)와 제2 회전압축요소(20)는 중간구획판(30)의 상하에 배치된 실린더(12, 22)와, 실린더(12, 22) 내를 180도의 위상차이를 가지고 회전축(8)에 설치한 편심부(13, 23)에 끼워맞춰져 각 실린더(12, 22) 내에서 각각 편심회전하는 롤러(14, 24)와, 각 롤러(14, 24)에 맞닿아 각 실린더(12, 22) 내를 저압실 측과 고압실 측으로 각각 구획하는 도시하지 않은 베인과, 실린더(12)의 아래쪽의 개구면 및 실린더(22)의 위쪽의 개구면을 폐색하여 회전축(8)의 베어링을 겸용하는 지지부재로서의 하부지지부재(15) 및 상부지지부재(25)로 구성된다.

상하실린더(12, 22)에는 각 실린더(12, 22) 내부의 압축실과 각각 연통하는 흡입통로(16, 26)가 형성되어 있다. 또, 하부지지부재(15)의 전동요소(4)와는 반대 측(아래쪽) 및 상부지지부재(25)의 전동요소(4) 측(위쪽)에는 각각 토출머플러(17, 27)가 설치되어 있다.

하부지지부재(15)의 아래쪽에 위치하는 토출머플러(17)는 중심에 회전축(8) 및 하부지지부재(15)의 하부베어링(15A)이 관통하는 구멍을 가진 대략 사발모양의 하부컵(17A)으로 하부지지부재(15)의 하면을 덮음으로써 형성되어 있다. 이 토출머플러(17)와 실린더(12) 내부와는 토출통로(19)에 의해 접속되어, 당해 토출통로(19)의 토출머플러(17) 측의 개구에 설치된 토출밸브(19V)의 개폐에 의해 토출머플러(17) 내부와 실린더(12) 내부(실린더(12) 내의 고압실 측)가 연통 가능하게 구 성되어 있다.

또, 상부지지부재(25)의 위쪽에 위치하는 토출머플러(27)는 중심에 회전축(8) 및 상부지지부재(25)의 상부베어링(25A)이 관통하는 구멍을 가진 대략 사발모양의 상부컵(27A)으로 상부지지부재(25)의 상면을 덮음으로써 형성되어 있다. 또, 이 토출머플러(27)와 실린더(22) 내부와는 토출통로(29)에 의해 접속되어 있고, 이 토출통로(29)의 토출머플러(27) 측의 개구에 설치된 토출밸브(29V)의 개폐에 의해 토출머플러(27) 내부와 실린더(22) 내부(실린더(22) 내의 고압실 측)가 연통 가능하게 구성되어 있다.

상기 토출머플러(17)와 토출머플러(27)는 하부지지부재(15), 하부실린더(12), 중간구획판(30), 상부실린더(22) 및 상부지지부재(25)를 축심방향(상하방향)으로 관통하는 도시하지 않은 연통로에 의해 연통되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 토출머플러(27)를 형성하는 상부컵(27A)에는 각회전압축요소(10, 20)로부터의 압축냉매를 밀폐용기(2) 내로 토출하기 위한 복수의 토출구멍(28)이 형성되어 있다. 토출구멍(28)은 상부컵(27A)을 축심방향(상하방향)으로 관통하는 원형의 구멍이며, 모든 토출구멍(28)은 상부컵(27A)의 중심에 설치된 회전축(8)의 근방에서, 전동요소(4)의 회전자(7)의 단면(하단면)과 서로 대향하는 위치에 형성되어 있다. 즉, 각 토출구멍(28)은 회전자(7)의 단면(하단면)을 지향하도록 형성되어 있다.

도 2에 나타내는 본 실시예의 토출머플러(27) 내에서의 냉매가스의 흐름은 좌회전이며, 토출구멍(28)은 토출머플러(27) 내에서 냉매가스의 맥동을 효과적으로 흡수(저감)할 수 있도록 구멍의 지름이나 수 및 배치가 고려되고 있다. 도 2에 나타내는 본 실시예의 토출구멍(28)은 내경 10㎜의 토출구멍(28a)과, 이 토출구멍(28a)과 회전축(8)을 중심으로 하여 대략 대칭이 되도록 배치된 내경 8㎜의 토출구멍(28b)과, 내경 6㎜의 3개의 토출구멍(28c)으로 이루어진다. 또, 토출구멍(28b)에는 대향하여 도시하지 않은 토출용 밸브가 설치되어 있다. 또한, 도 2에 나타내는 49는 상부컵(27A)에 형성된 홈이다.

또한, 도 1에 나타내는 75는 상부지지부재(25), 상부실린더(22), 중간구획판(30), 하부실린더(12), 하부지지부재(15)를 일체화하여 고정하는 볼트이다.

한편, 전술한 전동요소(4)는 밀폐용기(2)의 상부공간의 내주면을 따라서 환상으로 용접고정된 고정자(스테이터)(5)와, 이 고정자(5)에 의한 자계로 회전 가능하게 내삽된 회전자(로터)(7)로 구성되어 있다.

고정자(5)는 대략 환상의 전자강판(電磁鋼板)(규소강판)으로 이루어진 고정자용 철판을 적층하여 구성된 고정자 철심(36)과, 이 고정자 철심(36)에 감아 장착된 고정자 코일(고정자권선)(37)로 구성된다. 이 고정자 코일(37)의 코일엔드(37E)는 회전자(7)의 단면(하단면)에서부터 회전압축 기구부(3) 측(아래쪽)으로 돌출하여 설치되어 있고, 이것에 의해서, 회전자(7)의 단면(하단면)의 회전압축 기구부(3) 측(아래쪽)에는 주위를 코일엔드(37E)로 둘러싼 공간(S1)이 형성된다. 또, 고정자 철심(36)의 외주 측의 면에는 용기본체(2A)의 내주면을 따라서 축심방향으로 복수의 세로홈(39)이 형성되어 있으며, 이 세로홈(39)이 후술하는 오일복귀용 통로로 된다.

회전자(7)는 전자강판(규소강판)으로 이루어진 영구자석(도시하지 않음)이 매설된 상하단면이 평탄한 원통모양의 회전자 철심(38)과, 이 회전자 철심(38)의 중심에 관통 형성된 구멍 내에 압입(壓入)상태로 삽입고정되는 회전축(8)으로 구성된다. 이 회전축(8)은 전술한 제1 및 제2 회전압축요소(10, 20)를 구동하는 크랭크축을 겸하고 있고, 밀폐용기의 중심을 지나 연직방향(상하방향)으로 연장하여, 회전축(8)의 상단은 회전자 철심(38)의 상단에 위치한다. 또, 회전축(8)의 하단은 회전압축 기구부(3)의 아래쪽의 오일저장부에 위치하여, 이 오일저장부에 저장된 오일에 침지(沈漬)되어 있다. 이 회전축(8)의 하부(하단)에는 오일저장부의 오일을 빨아 올리기 위한 오일펌프(50)가 설치되어 있다.

또, 회전자(7)(회전자 철심(38))의 상하단면에는 전술한 제1 및 제2 회전압축요소(10, 20)의 편심부(13, 23)나 롤러(14, 24)의 중량편차에 의한 회전축(8)의 편심회전에 의해서 발생하는 진동을 억제하고, 회전을 안정화하기 위한 중량밸런스 조정용 밸런서(balancer)(42, 43)가 설치되고, 이 밸런서(42)의 상면에는 밸런서의 멈춤판(45)이 설치되어 있다. 그리고, 이들 회전자 철심(38)의 단면에 배치된 상기 부재(밸런서(42, 43) 및 멈춤판(45))는 리벳(47)에 의해 회전자 철심(38)에 고정되어 있다.

또한, 회전자(7)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측(즉, 회전자(7)를 중심으로 회전압축 기구부(3)가 있는 측과 반대 측 : 본 명세서의 다른 부분의 기재에서도 동일함)의 단면으로부터 밀폐용기(2)의 내벽면까지의 회전축(8) 방향의 거리(D), 즉, 본 실시예에서는 회전자(7)의 상단면에 설치된 멈춤판(45)의 상면으로부터 그 위쪽 방향에 대응하는 밀폐용기(2)의 엔드캡(2B)의 내벽면까지의 거리(D)는 25㎜ 이상으로 되어 있다.

그런데, 전동요소(4)에는 전술한 토출구멍(28)(즉, 토출구멍(28a, 28b 및 28c))으로부터 밀폐용기(2) 내의 회전압축 기구부(3)와 전동요소(4)와의 사이의 공간(A)으로 토출된 압축냉매를 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측(즉, 전동요소(4)를 중심으로 회전압축 기구부(3)가 있는 측과 반대 측 : 본 명세서의 다른 부분의 기재에서도 동일함)으로 유도하기 위한 냉매유로가 형성되어 있다. 이 냉매유로는 회전자(7)의 단면(하단면)에서부터 회전압축 기구부(3) 측(아래쪽)으로 돌출한 상기 고정자(5)의 엔드코일로 둘러싸인 공간(S1)과, 회전자(7)와 고정자(5)와의 사이의 에어갭의 공간(S2)으로 이루어진다.

즉, 토출구멍(28)으로부터 밀폐용기(2) 내의 회전압축 기구부(3)와 전동요소(4)와의 사이의 공간(A)으로 토출된 냉매는 회전자(7)의 단면에서부터 회전압축 기구부(3) 측(아래쪽)으로 돌출한 고정자(5)의 엔드코일로 둘러싸여진 공간(S1)을 거쳐, 회전자(7)와 고정자(5)와의 링모양의 에어갭의 공간(S2)을 지나고, 그 상단개구(즉, 냉매유로의 출구)로부터 밀폐용기(2)의 내벽면과 전동요소와의 사이의 공간(즉, 밀폐용기(2) 내의 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측의 공간)(B)으로 토출되게 된다. 이 냉매유로의 회전압축 기구부(3)의 반대 측의 출구(즉, 에어갭의 공간(S2)의 상단개구)는 밀폐용기(2)의 내벽면과 서로 대향하고 있다.

한편, 밀폐용기(2)의 용기본체(2A)의 측면에는 각 실린더(12, 22)의 흡입통로(16, 26)에 대응하는 위치에 슬리브(60, 61)가 각각 용접고정되어 있다. 이들 슬 리브(60와 61)는 상하로 인접한다.

그리고, 슬리브(60) 내에는 하부실린더(12)에 냉매가스를 도입하기 위한 냉매도입관(40)이 삽입접속되며, 이 냉매도입관(40)의 일단은 하부실린더(12)의 흡입통로(16)와 연통한다. 냉매도입관(40)의 타단은 어큐뮬레이터(accumulator)(65) 내의 상부에서 개구하고 있다.

슬리브(61) 내에는 상부실린더(22)에 냉매가스를 도입하기 위한 냉매도입관(41)이 삽입접속되고, 이 냉매도입관(41)의 일단이 상부실린더(22)의 흡입통로(26)와 연통한다. 이 냉매도입관(41)의 타단은 상기 냉매도입관(40)과 마찬가지로 어큐뮬레이터(65) 내의 상부에서 개구하고 있다.

상기 어큐뮬레이터(65)는 흡입냉매의 기액분리를 실시하는 탱크로서, 밀폐용기(2)의 용기본체(2A)의 상부측면에 브래킷(67)을 통하여 장착되어 있다. 그리고, 어큐뮬레이터(65)에는 냉매도입관(40) 및 냉매도입관(41)이 바닥부로부터 삽입되며, 당해 어큐뮬레이터(65) 내의 위쪽에 타단의 개구가 각각 위치하고 있다. 또, 어큐뮬레이터(65) 내의 상단부에는 냉매배관(68)의 일단이 삽입되어 있다.

한편, 밀폐용기(2)의 엔드캡(2B)에는 회전축(8)과 서로 대응하는 위치인 대략 중심부에 원형의 구멍(62)이 형성되어 있다. 이 구멍(62) 내에는 전술한 냉매토출관(9)이 삽입접속되고, 이 냉매토출관(9)의 일단이 밀폐용기(2) 내의 상부에서 개구하고 있다. 당해 냉매토출관(9)의 일단의 개구는 전술한 링모양의 냉매유로(즉, 고정자(5)와 회전자(7) 사이의 에어갭의 공간(S2))의 내측을 지향하고 있다.

이상의 구성으로, 본 실시예의 로터리 컴프레셔(1)의 동작을 설명한다. 터미 널(35) 및 도시하지 않는 배선을 통하여 전동요소(4)의 고정자 코일(37)에 통전하면, 전동요소(4)가 기동(起動)하여 회전자(7)가 회전한다. 이 회전에 의해 회전축(8)과 일체로 설치된 편심부(13, 23)에 끼워맞춰진 롤러(14, 24)가 각 실린더(12, 22) 내를 편심회전한다.

이것에 의해, 저압냉매가 로터리 컴프레셔(1)의 냉매배관(68)으로부터 어큐뮬레이터(65) 내로 유입한다. 어큐뮬레이터(65) 내로 유입한 저압냉매는 그곳에서 기액분리된 후, 냉매가스만이 당해 어큐뮬레이터(65) 내에 개구한 각 냉매도입관(40, 41) 내로 들어간다. 냉매도입관(40)에 들어간 저압의 냉매가스는 흡입통로(16)를 거쳐 제1 회전압축요소(10)의 실린더(12)의 저압실 측에 흡입된다.

실린더(40)의 저압실 측에 흡입된 냉매가스는 롤러(14)와 도시하지 않은 베인의 동작에 의해 압축되어 고온고압의 냉매가스가 되고, 실린더(12)의 고압실 측으로부터 토출통로(19)를 지나 토출머플러(17)로 토출된다. 토출머플러(17)로 토출된 냉매가스는 도시하지 않은 연통로를 거쳐 토출머플러(27)로 토출되어 제2 회전압축요소(20)에서 압축된 냉매가스와 합류한다.

한편, 냉매도입관(41)에 들어간 저압의 냉매가스는 흡입통로(26)를 거쳐 제2 회전압축요소(20)의 상부실린더(22)의 저압실 측으로 흡입된다. 상부실린더(22)의 저압실 측에 흡입된 냉매가스는 롤러(24)와 도시하지 않은 베인의 동작에 의해 압축되어 고온고압의 냉매가스가 되고, 상부실린더(22)의 고압실 측으로부터 토출통로(29)를 지나 토출머플러(27)로 토출되어 상술(上述)한 제1 회전압축요소(10)로부터의 냉매가스와 합류한다.

그리고, 합류한 냉매가스는 상부컵(27A)에 관통형성된 토출구멍(28)에서부터 밀폐용기(2) 내의 회전압축 기구부(3)와 전동요소(4)와의 사이의 공간(A)으로 토출된다. 이 때, 냉매가스 중에는 회전압축 기구부(3)의 슬라이드부 등에 공급된 오일이 미스트상태가 되어 혼입하고 있어, 냉매가스와 함께 오일도 각 토출구멍(28)으로부터 토출된다. 또한, 도 1에 나타내는 화살표는 압축냉매와 함께 밀폐용기(2) 내로 토출된 오일의 흐름을 나타내고 있다.

여기서, 토출구멍(28)은 회전자(7)의 회전자 철심(38)의 하단면과 서로 대향하는 위치에 설치되어 있기 때문에, 토출구멍(28)으로부터 토출된 압축냉매는 회전하는 회전자(7)의 회전자 철심(38)의 하단면에 충돌하고, 또한, 교반되어 고정자(5)의 고정자 코일(37)의 코일엔드(37E)로 둘러싸인 공간(S1)으로 확산된다.

여기서, 도 6을 이용하여 상부컵(27A)에 설치된 종래의 토출구멍(128)에 대해 설명한다. 도 6에 있어서, 128a는 내경 10㎜의 토출구멍, 128b는 내경 8㎜의 토출구멍, 128c는 내경 6㎜의 토출구멍이며, 모두 토출머플러(27) 내에서의 냉매가스의 맥동(脈動)흡수효과를 고려해서 배치되어 있다. 그렇지만, 도 6에 나타내는 바와 같이 종래의 토출구멍(128)은 모두 상부컵(27A)의 중심으로부터 떨어진 외주연 부근에서, 전동요소(4)의 회전자(7)와 고정자(5)와의 사이의 에어갭의 공간(S2)과 서로 대향하는 위치에 형성되어 있었다. 즉, 토출구멍(128)으로부터 밀폐용기(2) 내로 토출되는 압축냉매는 각 토출구멍(128)이 지향하는 회전자(7)와 고정자(5)와의 사이의 에어갭의 공간(S2)으로 직접 흐르는 것이었다.

또, 당해 에어갭의 공간(S2)에 더하여, 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측으로 유도하기 위한 다른 냉매유로, 예를 들면, 회전자(7)를 축심방향(상하방향)으로 관통하고, 회전압축 기구부(3)와 전동요소(4)와의 사이의 공간(A)과 밀폐용기(2)의 내벽면과 전동요소(4)와의 사이의 공간(B)을 연통하는 냉매통로를 형성하며, 토출구멍으로부터 토출된 압축냉매를 이 냉매통로로 유도하거나, 혹은, 당해 냉매통로와 에어갭의 공간(S2)으로 유도하는 것도 있었다.

이와 같이, 종래의 구성에서는 토출구멍으로부터 토출된 압축냉매는 모두 회전압축 기구부(3)와 전동요소(4)와의 사이의 공간(A)에서 대부분 오일분리되지 않고, 직접, 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측으로 유도하기 위한 냉매유로로 흐르는 것이었다.

이것에 대해서, 본 발명과 같이 토출구멍(28)을 회전자(7)의 회전자 철심(38)의 단면(하단면)과 서로 대향하여 형성함으로써, 토출구멍(28)으로부터 밀폐용기(2) 내로 토출되는 압축냉매는 그 토출구멍(28)이 지향하는 회전자(7)의 회전자 철심(38)의 하단면에 충돌시킬 수 있다. 이것에 의해, 밀폐용기(2) 내의 회전압축 기구부(3)와 전동요소(4)와의 사이의 공간(A)에서 오일을 분리시킬 수 있게 된다. 특히, 토출구멍(28)으로부터의 압축냉매를 회전하는 회전자(7)의 회전자 철심(38)의 하단면에 충돌시킴으로써, 회전자 철심(38)의 회전에 의해 냉매를 교반시켜, 고정자(5)의 고정자 코일(37)의 코일엔드(37E)로 둘러싸인 공간(S1) 전체에 걸쳐 넓게 확산시킬 수 있다. 이것에 의해, 고정자(5)의 코일엔드(37E)로 둘러싸인 공간(S1) 내에서의 오일분리를 촉진할 수 있다.

그 후, 이 공간(S1)을 거친 냉매는 고정자(5)와 회전자(7)와의 에어갭의 공 간(S2)을 통과한다. 이 에어갭의 공간(S2)은 고정자(5)와 회전자(7)와의 사이에 작게 형성된 틈새임과 동시에, 그 약간의 틈새의 안쪽에 위치하는 회전자(7)가 회전하고 있으므로, 공간(S2)을 통과하는 냉매는 회전자(7)의 회전의 영향을 받아, 회전자(7)의 회전방향으로 비틀리면서 당해 공간(S2)을 상승하도록 흐른다. 이것에 의해, 당해 공간(S2)을 통과하는 과정에서 냉매로부터 오일을 보다 더 분리시킬 수 있다.

고정자(5)와 회전자(7)와의 에어갭의 공간(S2)을 통과하여 더욱 오일분리된 냉매는 이 공간(S2)의 출구에서부터 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측의 공간(B)으로 토출된다. 이 때, 이 출구는 밀폐용기(2)의 내벽면과 서로 대향하여 형성되어 있으므로, 당해 출구로부터 토출된 냉매는 밀폐용기(2)의 내벽면에 충돌하여 공간(B)로 확산된다. 이와 같이, 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측의 공간(B)에서의 확산으로 더욱 오일을 분리시킬 수 있다.

특히, 밀폐용기(2) 내의 공간(B)으로 확산된 압축냉매를 밀폐용기(2) 밖으로 유도하기 위한 당해 냉매토출관(9)의 일단의 개구는 밀폐용기(2) 내에서 링모양을 이루는 냉매유로(즉, 전술한 에어갭의 공간(S2))의 내측을 지향하고 있으므로, 냉매유로를 거쳐 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측에 도달한 압축냉매가 직접 냉매토출관(9)에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 오일분리성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 회전자(7)의 상단면에 설치된 멈춤판(45)의 상면으로부터 그 위쪽 방향에 대응하는 밀폐용기(2)의 엔드캡(2B)의 내벽면까지의 거 리(D)는 25㎜ 이상으로 되어 있으므로, 전동요소(4)의 회전압축 기구부(3)의 반대 측에서의 오일분리공간이 충분히 확보되어 오일분리성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

그 후, 공간(B)로 확산된 냉매는 냉매유로(에어갭의 공간(S2))의 내측을 지향하는 개구에서부터 냉매토출관(9)으로 들어가 밀폐용기(2) 밖으로 토출된다.

한편, 당해 공간(B)에서 냉매로부터 분리된 오일은 밀폐용기(2)의 용기본체(2A)와 고정자(5)의 사이에 형성된 전술한 세로홈(39)을 흘러 내려 밀폐용기(2) 내부의 바닥부의 오일저장부로 돌아온다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해, 압축냉매와 함께 밀폐용기(2) 내로 토출된 오일을 당해 밀폐용기(2) 내에서 효율적으로 분리할 수 있게 되어, 냉매토출관(9)으로부터 로터리 컴프레셔(1) 외부로의 오일토출을 큰 폭으로 저감하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 로터리 컴프레셔(1)의 슬라이드부로의 급유도 원활히 행할 수 있게 되어, 로터리 컴프레셔(1)의 성능을 확보하여, 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 로터리 컴프레셔(1)의 외부로 토출되는 오일량이 줄어드는 것으로, 오일에 의해 외부회로에 악영향을 미치는 문제점도 억제할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 토출구멍은 회전자의 단면과 서로 대향하는 위치에 형성되는 것이면 되고, 토출머플러(27) 내에서의 냉매가스의 맥동을 효과적으로 흡수(저감)할 수 있도록 고려하여 형성한 것이면, 도 2에 나타내는 실시예의 토출구멍(28)의 지름이나 수 및 배치 등으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이 내경 6㎜의 6개의 토출구멍(28c)을 회전축(8)을 중심으로 하여 대략 균등하게 배치하여도 되고, 도 4에 나타내는 바와 같이 내경 8㎜의 4개의 토출구멍(28b)과 내경 6㎜의 하나의 토출구멍(28c)을 회전축(8)의 근방에 형성해도 지장없다. 또, 도 5에 나타내는 바와 같이 내경 10㎜의 토출구멍(28a)과, 이 토출구멍(28a)과 회전축(8)을 중심으로 하여 대략 대칭이 되도록 배치된 내경 8㎜의 토출구멍(28b)만으로 구성하는 것으로 하여도 상관없다.

또, 본 실시예에서는 2기통의 밀폐형 회전압축기에 본 발명을 적용하여 설명했지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 1기통의 밀폐형 회전압축기나 다단 압축형의 압축기에 적용해도 본 발명은 유효하다.

도 1은 본 발명을 적용한 일실시예의 밀폐형 회전압축기를 개략적으로 나타내는 종단측면도면이다.

도 2는 도 1의 밀폐형 회전압축기의 토출구멍을 가지는 토출머플러의 평면도면이다.

도 3은 다른 토출구멍을 가지는 토출머플러의 평면도면이다.

도 4는 또 다른 하나의 토출구멍을 가지는 토출머플러의 평면도면이다.

도 5는 또 다른 하나의 토출구멍을 더 가지는 토출머플러의 평면도면이다.

도 6은 종래의 토출구멍을 가지는 토출머플러의 평면도면이다.

<부호의 설명>

1 로터리 컴프레셔(밀폐형 회전압축기)

2 밀폐용기

2A 용기본체

2B 엔드캡

3 회전압축 기구부

4 전동요소

5 고정자

7 회전자

8 회전축

9 냉매토출관

10 제1 회전압축요소

12, 22 실린더

13, 23 편심부

14, 24 롤러

15, 25 지지부재

16, 26 흡입통로

17, 27 토출머플러

17A, 27A 컵

19, 29 토출통로

20 제2 회전압축요소

28(28a, 28b, 28c) 토출구멍

30 중간구획판

35 터미널

36 고정자 철심

37 고정자 코일

37E 코일엔드

38 회전자 철심

39 세로홈(오일복귀용 통로)

40, 41 냉매도입관

50 오일펌프

62 구멍

65 어큐뮬레이터

Claims

밀폐용기 내의 하부에 회전압축요소를 수납하고, 이 회전압축요소의 위쪽에 전동(電動)요소를 수납하며, 이 전동요소가 고정자와, 이 고정자에 의한 자계(磁界)로 회전 가능하게 내삽(內揷)되고, 또한, 상기 회전압축요소를 구동하는 크랭크축을 겸하는 회전축에 고정된 회전자로 구성되어 있는 밀폐형 회전압축기에 있어서,

상기 회전자의 단면(端面)과 서로 대향하는 위치에 형성되고, 상기 회전압축요소로부터의 압축냉매를 상기 밀폐용기 내로 토출하는 토출구멍과,

이 토출구멍으로부터 토출된 압축냉매를 상기 회전자의 단면에서부터 상기 회전압축요소 측으로 돌출한 상기 고정자의 코일엔드(coil end)로 둘러싸인 공간을 거쳐 상기 회전자와 상기 고정자와의 에어갭의 공간을 지나, 상기 전동요소의 회전압축요소의 반대 측으로 유도하는 냉매유로를 구비하고,

이 냉매유로의 회전압축요소의 반대 측의 출구는 상기 밀폐용기의 내벽면과 서로 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전압축기.
청구항 1에 있어서,

상기 밀폐용기 내의 압축냉매를 밀폐용기 밖으로 유도하는 토출관의 한쪽의 개구는 상기 밀폐용기 내에서 링모양을 이루는 상기 냉매유로의 내측을 지향하고 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전압축기.
청구항 2에 있어서,

상기 회전자의 회전압축요소의 반대 측의 단면으로부터 상기 밀폐용기의 내벽면까지의 상기 회전축방향의 거리는 25㎜ 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전압축기.