KR20160031296A - 스크롤 압축기의 오일 분리장치 - Google Patents

Abstract

압축기의 토출실을 형성하는 하우징의 내부에 유분리를 위한 V자 형태의 절곡형 유로를 마련하고 절곡형 유로의 분지지점을 압축기의 하단부위로 향하도록 배치함으로써 냉매의 유분리 경로를 한정된 공간에서 보다 길게 설정하고 토출되는 냉매로부터 오일의 유분리 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 스크롤 압축기의 오일 분리장치를 개시한다.
전술한 스크롤 압축기의 오일 분리장치는 압축실(60)로부터 압축된 냉매를 공급받는 토출실(70), 및 상기 토출실(70)과 교통하는 유분리기(100)를 구비하고, 상기 유분리기(100)는 압축기의 리어 케이싱(12)을 두께방향으로 관통하는 절곡형 유로(110)로 구성되며, 상기 절곡형 유로(110)의 분지지점은 상기 리어 케이싱(12)의 수직 하방향 위치로 배치된다.

Description

스크롤 압축기의 오일 분리장치{Oil separator for scroll compressor}

본 발명은 스크롤 압축기의 오일 분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 토출실을 형성하는 하우징의 내부에 유분리를 위한 V자 형태의 절곡형 유로를 마련하여 토출되는 냉매로부터 오일의 유분리 성능을 향상시킬 수 있는 스크롤 압축기의 오일 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 냉각시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기는 다양한 형태로 개발되어 왔다. 이와 같은 압축기에는 냉매를 압축하는 구성방식에 따라 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식으로 크게 구분할 수 있다.

여기서 왕복식 압축기에는 구동원의 구동력을, 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식(Crank Type), 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식(Swash Plate Type), 및 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식(Wobble Plate Type)이 있고, 회전식에는 베인을 사용하는 베인 로타리식(Vane Rotary Type), 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식(Scroll Type)이 있다.

도 1에는 종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 구성이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 스크롤 압축기는 외관을 형성하는 하우징(10)을 구비한다. 상기 하우징(10)은 내부에 구동부(20)와, 압축부(30)와, 제어부(40)를 설치하고, 상기 하우징(10)의 내부 공간은 흡입실(50)과, 압축실(60)과, 토출실(70)과, 배압실(80)로 각각 구획된다.

상기 구동부(20)는 상기 하우징(10)의 내부에 동축 상으로 장착되는 고정자(21)와 회전자(22), 및 이들을 관통하여 설치되는 회전축(23)을 포함하여 구성되고, 상기 압축부(30)는 상기 하우징(10)의 내부 일측에 고정되는 고정스크롤(31), 및 상기 구동부(20)에 의해 편심 회전하면서 상기 고정스크롤(31)과 맞물려 압축실(60)을 형성하는 선회스크롤(32)을 포함하여 구성되며, 이때 선회스크롤(32)은 편심부시(24)에 의해 회전축(23)에 편심 결합된다.

상기 제어부(40)는 상기 하우징(10)의 내측에 장착되는 PCB 등 각종 구동회로 및 소자들을 포함하여 구성된다.

상기 흡입실(50)은 상기 하우징(10)의 외부로부터 흡입되는 냉매를 저장하는 공간이고, 상기 압축실(60)은 상기 흡입실(50)로 흡입된 냉매를 압축하는 공간이며, 상기 토출실(70)은 상기 압축실(60)에서 압축된 냉매를 토출하는 공간이고, 상기 배압실(80)은 상기 선회스크롤(32)이 상기 고정스크롤(31) 방향으로 밀착되게 하도록 소정의 압력이 형성되는 공간이다.

위와 같이 구성된 스크롤 압축기에 의해 냉매가 압축되는 과정을 살펴보면, 먼저 접속단 등을 통해 제어부(40)로 외부 전원이 인가되면, 상기 제어부(40)는 구동회로 등을 통해 구동부(20)로 동작 신호를 전송한다.

상기 구동부(20)로 동작 신호가 전송되면, 하우징(10)의 내주면에 압입되어 있는 전자석 형태의 고정자(21)가 여자되어 자성을 띠게 되고, 그에 따라 회전자(22)와 고정자(21) 간에 전자기적인 상호 작용이 이루어져 회전자(22)가 고속으로 회전하게 된다.

이때, 상기 구동부(20)의 회전축(23)이 회전자(22)와 함께 고속 회전하게 되면, 이 회전축 후단에 편심 결합된 압축부(30)의 선회스크롤(32)이 동기하여 고속으로 편심 회전하게 되고, 이에 따라 마주보는 상태로 정합된 고정스크롤(31)에 대하여 선회스크롤(32)이 공전함에 따라, 상기 흡입실(50)에서 압축실(60)로 유동한 냉매가 스크롤 외주로부터 스크롤 중심부로 고압으로 압축된 후 상기 토출실(70)로 토출되면서 일련의 냉매 압축 동작이 완료하게 된다.

한편, 상기 토출실(70)로 토출된 냉매는 하우징(10)의 외부로 이송되어 증발기(미도시)로 제공되고, 이 중 일부의 냉매는 오리피스를 통해 감압된 뒤 배압실(80)로 이송되며, 배압실(80)로 이송된 냉매에 의해 상기 배압실(80)에는 압력이 발생하고, 이 압력에 의해 상기 선회스크롤(32)이 상기 고정스크롤(31) 방향으로 밀착되어 선회스크롤(32)과 고정스크롤(31) 사이는 간극 없이 밀착되면서 압축실(60)을 밀폐할 수 있게 된다.

여기서 상기 배압실(80)의 압력은 배압실(80)에 설치된 체크 밸브(90)를 통해 흡입실(50)의 압력과 연동되어 조절된다. 즉, 배압실(80)의 압력이 흡입실(50)의 압력보다 일정 크기 이상 높을 경우, 상기 체크 밸브(90)가 열리면서 배압실(80)의 냉매가 흡입실(50)로 이송되어, 배압실(80)의 압력은 흡입실(50)의 압력 대비 일정 크기 만큼만 높도록 유지되는 것이다.

상기와 같은 구성의 스크롤 압축기는 토출실(70)로부터 배출되는 냉매에 포함된 오일을 별도로 분리할 수 없는 유분리기 미장착 구조에 해당하는 것이다. 이러한 유분리기 미장착 스크롤 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이, 고온 고압으로 압축된 냉매가 토출실(70)로 토출된 다음, 리어 케이싱(12)의 전 둘레부위를 따라 형성되는 토출유로를 거쳐 최종적으로 토출포트(12a)를 통해 증발기(미도시)로 공급된다. 도 2에 도시된 화살표는 압축된 냉매의 토출경로를 나타낸다.

그런데, 이와 같은 종래 스크롤 압축기에서는 증발기로 제공되는 고온 고압의 냉매에 윤활을 위한 오일이 혼합되어 있기 때문에 압축된 냉매가 그대로 냉각시스템을 순환할 경우, 증발기에서 냉매의 증발성능이 떨어지므로 시스템 전체의 효율을 낮추는 문제를 야기하게 된다.

이러한 문제를 해소하고자, 스크롤 압축기에 유분리 기능을 적용한 다양한 기술이 개발되었는바, 공개특허 제10-2011-0138991호에 개시된 스크롤 압축기를 그 예로 들 수 있다. 즉, 종래 스크롤 압축기는 후방하우징(50)에 토출실(51)로부터 토출되는 냉매를 유입받는 유분리실(52)을 형성하고, 유분리실(52) 내에 압축된 냉매로부터 오일을 분리하기 위한 유분리기(60)를 설치하는 구조로 이루어진다.

이에 따라 유분리실(52)로 유입된 냉매는 선행기술문헌의 도 2에 도시된 바와 같이, 유분리기(60)와의 접촉을 통해 선회류를 일으키게 되고, 이때 발생되는 원심력에 의해 냉매에 혼합된 오일이 분리될 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 적용된 유분리기(60)는 원통 형상으로 길이방향을 따라 상부와 하부의 전체가 개방된 형태이기 때문에, 유분리실(52)의 하부에 저류하고 있는 오일 중 일부는 상부로 배출되는 냉매의 유동에 섞여 토출포트(55)를 통해 냉매와 함께 외부로 배출되므로 압축기의 내구성능을 저하시키게 된다.

또한, 선행기술문헌의 스크롤 압축기는 유분리기의 구축을 위해 후방하우징(50)에 토출실(51)로부터 토출되는 냉매를 독립적으로 제공받기 위한 유분리실(52)을 별도로 형성하여야 하고, 무엇보다도 유분리실(52) 내에 압축된 냉매로부터 오일을 분리하기 위한 유분리기(60)를 추가적으로 설치해야 하므로, 압축기 조립이 용이하지 못할 뿐만 아니라 유분리기의 구축에 별도의 비용이 소요되는 경제적 문제를 수반하게 된다.

또한, 미국공개특허 제2005-0271534A1호에 개시된 스크롤 압축기는 하우징의 후단측 냉매의 토출측에 유분리기(80)를 구비한 기술적 개시하고 있는 데, 이와 같은 구성의 스크롤 압축기는 유분리기(80)가 점유하는 적정 공간의 확보로 인해 압축기 전체의 부피, 특히 축방향 길이를 증대시켜야 하므로 소형의 스크롤 압축기를 제공할 필요가 있는 경우, 상당한 공간적 부담을 가중시킬 수밖에 없으므로 새로운 대안의 강구가 절실하게 요구되는 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0138991호 스크롤 압축기 미국공개특허 제2005-0271534A1호 스크롤 압축기

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 압축기의 토출실을 형성하는 하우징의 내부에 유분리를 위한 V자 형태의 절곡형 유로를 마련하고 절곡형 유로의 분지지점을 압축기의 하단부위로 향하도록 배치함으로써 오일이 혼합된 냉매의 유분리 경로를 한정된 공간에서 보다 길게 설정하고 토출되는 냉매로부터 오일의 유분리 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보다 콤팩트한 구조를 가질 수 있는 스크롤 압축기의 오일 분리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 절곡형 유로의 조성에 있어 하나의 유로를 기존 릴리프 밸브의 설치부위를 연장 가공하여 형성하고 다른 하나의 유로를 최종 토출포트를 향하도록 형성함으로써 유분리용 경로의 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 스크롤 압축기의 오일 분리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축실로부터 압축된 냉매를 공급받는 토출실, 및 상기 토출실과 냉매 토출통로를 매개로 교통하는 유분리기를 구비하고, 상기 유분리기는 압축기의 리어 케이싱을 두께방향으로 관통하는 절곡형 유로로 구성되며, 상기 절곡형 유로의 분지지점은 상기 리어 케이싱의 수직 하방향 위치로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 절곡형 유로는 상기 리어 케이싱을 수직 하방향으로 관통하는 1차 유분리실, 상기 1차 유분리실의 저부로부터 상방향으로 경사지게 관통하는 2차 유분리실, 및 상기 1차 유분리실의 하단부와 상기 2차 유분리실의 하단부 사이를 교통 가능하게 하는 합류공간으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 1차 유분리실은 상기 토출실과의 교통을 위해 냉매 토출통로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 1차 유분리실은 릴리프 밸브의 설치부위로부터 상기 리어 케이싱을 관통한 상태에서 상기 2차 유분리실과의 교통부위를 제외한 나머지 공간을 폐쇄시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 2차 유분리실은 상기 1차 유분리실에 대해 예각으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 1차 유분리실과 상기 2차 유분리실 중 적어도 하는 상기 리어 케이싱의 중심부위를 경유하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 합류공간은 중력 작용방향을 기준으로 압축기의 하단부위에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 절곡형 유로는 내주면 전체 또는 필요한 일부 구간에 나선형 요홈부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기의 오일 분리장치는 압축기의 토출실을 형성하는 하우징의 내부에 유분리를 위한 절곡형 유로를 마련하고 절곡형 유로의 분지지점을 오일의 낙하를 도울 수 있는 중력의 작용방향인 압축기의 하단부위로 향하도록 배치하여 냉매의 유분리를 위한 경로를 한정된 공간에서 보다 길게 설정할 수 있으므로 토출되는 냉매로부터 오일만을 분리할 수 있는 유분리 성능을 더욱 향상시킴과 더불어 보다 콤팩트한 구조의 압축기를 구성할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

특히, 본 발명은 유분리를 위한 절곡형 유로의 조성에 있어 단면부위를 원형으로 설정하여 냉매의 유동에 와류형 회전 특성을 부여할 수 있으므로 혼합 냉매로부터 오일만을 보다 효율적으로 분리하여 증발기로 제공하고, 이를 통해 냉매의 증발 성능의 저하를 방지하며 냉각 시스템 전체의 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 본 발명은 유분리를 위한 절곡형 유로의 조성에 있어 전체적인 외형을 V자 형태를 비롯한 다양한 형상으로 설정함과 동시에 복수의 유로 중 적어도 하나의 유로를 하우징의 중심을 경유하도록 설정함으로써 유로의 전체적인 길이를 극대화하여 유분리 성능의 향상에 적극 기여할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

아울러, 본 발명은 절곡형 유로의 조성에 있어 하나의 유로를 기존 릴리프 밸브의 설치부위를 연장 가공하여 형성하고 다른 하나의 유로를 최종 토출포트를 향하도록 형성함으로써 유분리용 경로의 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 주요 구성부위를 도시한 단면도.
도 2는 종래 스크롤 압축기에서 냉매의 토출경로를 설명하기 위해 리어 케이싱의 내부를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 오일 분리장치에서 유분리기를 일체로 갖춘 리어 케이싱을 도시한 정면도.
도 4는 도 3에 도시된 유분리기를 구성하는 절곡형 유로를 보다 상세하게 설명하기 위해 리어 케이싱의 내부 유로구조를 도시한 종단면도.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 오일 분리장치에서 유분리기를 일체로 갖춘 리어 케이싱을 도시한 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 유분리기를 구성하는 절곡형 유로를 보다 상세하게 설명하기 위해 리어 케이싱의 내부 유로구조를 도시한 종단면도이다. 본 발명의 구성에 대한 이해를 돕기 위해 스크롤 압축기의 일반적인 구성은 도 1과 도 2를 참조로 하고, 각각의 참조부위와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

도 1과 도 2를 참조로 하면, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 외관을 형성하는 하우징(10)의 내부에 압축기를 구동하는 구동부(20), 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축부(30), 및 상기 구동부(20)의 작동을 제어하는 제어부(40)를 각각 구비한다.

상기 하우징(10)은 내부 공간을 흡입실(50), 압축실(60), 토출실(70), 및 배압실(80)로 각각 구획하고, 후미에 유분리기(100)의 설치를 위한 리어 케이싱(12)을 별도로 조립한다.

상기 구동부(20)는 상기 하우징(10)의 내부에서 동축 상으로 장착되는 고정자(21)와 회전자(22), 및 이들을 관통하여 설치되는 회전축(23)을 포함하여 구성된다.

상기 압축부(30)는 상기 하우징(10)의 내부 일측에 고정되는 고정스크롤(31), 및 상기 구동부(20)에 의해 편심 회전하면서 상기 고정스크롤(31)과 맞물려 압축실(60)을 형성하는 선회스크롤(32)을 포함하여 구성되며, 이때 선회스크롤(32)은 편심부시(24)에 의해 회전축(23)에 편심 결합된다.

상기 제어부(40)는 상기 하우징(10)의 내측에 장착되는 PCB 등 각종 구동회로 및 소자들을 포함하여 구성된다.

상기 흡입실(50)은 상기 하우징(10)의 외부로부터 흡입되는 냉매를 저장하는 공간이고, 상기 압축실(60)은 상기 흡입실(50)로 흡입된 냉매를 압축하는 공간이며, 상기 토출실(70)은 상기 압축실(60)에서 압축된 냉매를 토출하는 공간이고, 상기 배압실(80)은 상기 선회스크롤(32)이 상기 고정스크롤(31) 방향으로 밀착되게 하도록 소정의 압력이 형성되는 공간이다.

상기 배압실(80)은 체크 밸브(90)를 통해 상기 흡입실(50)의 압력과 연동되어 조절된다. 즉, 상기 배압실(80)의 압력이 상기 흡입실(50)의 압력보다 일정 크기 이상 높을 경우, 상기 체크 밸브(90)가 열리면서 배압실(80)의 냉매가 흡입실(50)로 이송되어, 배압실(80)의 압력은 흡입실(50)의 압력 대비 일정한 수준으로만 높게 유지된다.

도 3과 도 4를 참조로 하면, 상기 유분리기(100)는 상기 리어 케이싱(12)을 형성하는 부재의 두께부위 내부에 V자 형태의 절곡형 유로(110)를 마련하고 상기 토출실(70)과 교통 가능하게 구성된다. 이 경우, 상기 절곡형 유로(110)는 외형적으로 V자 형태에 한정되지 않고 냉매의 유분리 경로를 최대한 확보할 수 있는 다양한 형상의 구조로도 구현될 수 있다.

상기 절곡형 유로(110)는 상기 리어 케이싱(12)의 두께부위 내부에서 대체로 수직 하방향으로 부재를 관통하는 1차 유분리실(120), 상기 1차 유분리실(120)의 저부로부터 소정의 각도로 절곡되어 상기 리어 케이싱(12)의 상측부위를 향해 상방향으로 경사지게 부재를 관통하는 2차 유분리실(130), 및 상기 1차 유분리실(120)의 하단부와 상기 2차 유분리실(130)의 하단부 사이의 분지지점에서 이들 사이의 유로를 상호 교통 가능하게 하여 냉매의 유동을 허용함과 동시에 릴리프 밸브(미도시)의 설치를 위한 합류공간(140)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 1차 유분리실(120)은 상기 토출실(70)로부터 압축된 냉매를 공급받기 위해 냉매 토출통로(122)를 형성하는 바, 상기 냉매 토출통로(122)는 상기 1차 유분리실(120)의 상부 위치에서 상기 리어 케이싱(12)을 축방향으로 관통하는 형태로 이루어진다.

이 경우, 상기 1차 유분리실(120)은 릴리프 밸브의 설치를 위한 부위로부터 상기 리어 케이싱(12)을 반경방향으로 가로 질러 관통구멍을 더욱 연장하는 가공을 통해 형성할 수 있고, 그 외 다른 경로를 따라 관통구멍을 추가로 가공한 다음 상기 2차 유분리실(130)과의 교통부위를 제외한 나머지 공간을 플러그와 같은 별도의 실링부재(이상 미도시)를 폐쇄시켜 구성할 수도 있다.

이에 따라, 상기 냉매 토출통로(122)를 통해 상기 토출실(70)로부터 상기 1차 유분리실(120)로 유입된 혼합 냉매는 자중에 의해 자연스럽게 상기 1차 유분리실(120)의 저면부를 향해 하강 유동할 수 있게 되므로, 최종적으로 분지지점의 최저부에 해당하는 상기 합류공간(140)에 이르게 된다.

또한, 상기 2차 유분리실(130)은 상기 1차 유분리실(120)과의 분지지점에 해당하는 상기 합류공간(140)에서 예각으로 절곡되어 상기 리어 케이싱(12)의 상부를 향해 길게 연장되는 것으로, 상측 종단부에 냉매의 최종 배출지점에 해당하는 토출포트(132)를 형성하게 된다.

이에 따라, 상기 1차 유분리실(120)을 거쳐 상기 합류공간(140)에 이르도록 하강한 냉매는 오일과의 비중량 및 점성의 차이로 인해 1차 유분리된 다음, 유분리된 냉매는 다시 상기 2차 유분리실(130)을 경유하여 최종적으로 상기 토출포트(132)를 통해 외부로 배출된다.

이 과정에서 상기 2차 유분리실(130)의 내부를 따라 상기 토출포트(132)에 이르도록 상승 유동하는 냉매는 비중량과 점성의 차이로 인해 2차 유분리된 다음, 더욱 유분리된 냉매만이 상기 토출포트(132)를 통해 증발기로 공급될 수 있게 된다. 이와 같은 일련의 과정을 통해 상기 토출실(70)로부터 상기 유분리기(100)의 1차 유분리실(120)로 제공된 다음, 다시 상기 합류공간(140)을 경유하여 상기 2차 유분리실(130)을 따라 유동하는 냉매에 대한 유분리 성능을 향상시키기 위해, 상기 절곡형 유로(110)는 단면부위를 원형으로 설정하게 된다. 이에 따라, 상기 절곡형 유로(110)를 따라 하강 및 상승하는 냉매의 유동에는 와류형 회전특성이 부여될 수 있고, 이를 통해 오일이 포함된 혼합 냉매에 대한 유분리 성능은 더욱 향상될 수 있게 된다.

이러한 효과는 상기 절곡형 유로(110)의 내주면 전체 또는 필요한 일부 구간에 걸쳐 나선형 요홈부(미도시)를 형성할 경우 더욱 가중될 수 있을 것이다. 즉, 상기 토출실(70)로부터 상기 절곡형 유로(110)를 향해 토출되는 냉매는 유로의 내주면에 형성되는 나선형 요홈부를 따라 유동을 안내받아 유분리실의 최저부에 위치한 상기 합류공간(140)에 이르기까지 원활하게 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 합류공간(140)으로부터 최종적으로 상기 토출포트(132)에 이르는 경로에 걸쳐서도 원활하게 이동할 수 있게 된다.

이 과정에서 냉매는 나선형 요홈부를 따라 선회하면서 상기 절곡형 유로(110)의 내주면과 지속적으로 접촉할 수 있게 되고, 이를 통해 냉매에 포함된 오일은 나선형 선회 유동의 발생으로부터 기인하는 원심력과, 냉매와의 비중량 및 점성의 차이로 인해 보다 효과적으로 유분리될 수 있게 된다.

특히, 상기 1차 유분리실(120)과 상기 2차 유분리실(130) 중 적어도 하나는 상기 리어 케이싱(12)의 중심부위를 경유하도록 설정함으로써 냉매의 유분리 경로를 한정된 공간 내에서 최대한 확보할 수 있고, 이를 통해 냉매의 유분리 성능을 극대화될 수 있다.

한편, 상기 합류공간(140)은 상기 1차 유분리실(120)과 상기 2차 유분리실(130)을 상호 교통 가능하게 하면서 그 위치를 중력의 작용방향인 압축기의 하단부위에 위치하도록 구성된다. 이에 따라, 토출된 냉매는 자중에 의해 상기 1차 유분리실(120)에서 상기 합류공간(140)을 향해 원활하게 하강 유동할 수 있고, 이어 냉매는 상기 합류공간(140)에서 상기 2차 유분리실(130)의 토출포트(132)를 향해 유동함으로써 미처 분리하지 못한 잔류 오일을 더욱 유분리시킨 상태에서 증발기로 제공될 수 있게 된다.

또한, 상기 합류공간(140)은 별도의 유동경로(미도시)를 매개로 상기 배압실(80)을 포함한 압축기의 내부 공간과 교통 가능하게 구성하면, 유분리후 저류되는 오일을 압축기 내부의 구동부(20)와 배압실(80)에 위치한 여러 마찰부위로 각각 제공하여 원활한 윤활 및 냉각 작용을 구현할 수 있게 된다.

따라서 상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 오일 분리장치는, 압축부(30)의 작동에 따라 고온 고압으로 압축된 냉매가 압축실(60)로부터 토출실(70)에 공급되고, 상기 토출실(70) 내에 제공된 압축된 냉매는 냉매 토출통로(122)를 통해 유분리 공간에 해당하는 절곡형 유로(110)의 내부로 공급된다.

이때, 상기 절곡형 유로(110)의 분지지점은 오일의 낙하를 도울 수 있는 압축기의 하단부위를 향해 배치됨으로써 냉매의 유분리를 위한 경로는 한정된 공간에서 보다 길게 설정될 수 있고, 이로 인해 토출되는 냉매로부터 오일만을 분리할 수 있는 유분리 성능이 더욱 향상될 수 있음과 더불어 보다 콤팩트한 구조의 압축기를 구성할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 유분리를 위한 절곡형 유로(110)의 조성에 있어 단면부위를 원형으로 설정하고, 유로의 내주면 전체 또는 필요한 일부 구간에 나선형 요홈부를 형성하여 냉매의 유동에 와류형 회전 특성을 부여할 수 있으므로 혼합 냉매로부터 오일만을 보다 효율적으로 분리하여 증발기로 제공하고, 이를 통해 냉매의 증발 성능의 저하를 방지하며 냉각 시스템 전체의 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 유분리를 위한 절곡형 유로(110)의 조성에 있어 전체적인 외형을 V자 형태를 비롯한 다양한 형상으로 설정함과 동시에 복수의 유로 중 적어도 하나의 유로를 리어 케이싱(12)의 중심부위를 경유하도록 설정함으로써 유로의 전체적인 길이를 극대화하여 유분리 성능의 향상에 적극 기여할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 절곡형 유로(110)의 조성에 있어 하나의 유로를 기존 릴리프 밸브의 설치부위를 연장 가공하여 형성하고 다른 하나의 유로를 최종 토출포트(132)를 향하도록 형성함으로써 유분리용 경로의 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-하우징 12-리어 케이싱
20-구동부 30-압축부
40-제어부 50-흡입실
60-압축실 70-토출실
80-배압실 90-체크밸브
100-유분리기 110-절곡형 유로
120-1차 유분리실 122-냉매 토출통로
130-2차 유분리실 132-토출포트
140-합류공간

Claims (8)

1. 압축실(60)로부터 압축된 냉매를 공급받는 토출실(70); 및
   상기 토출실(70)과 교통하는 유분리기(100)를 구비하고,
   상기 유분리기(100)는 압축기의 리어 케이싱(12)을 두께방향으로 관통하는 절곡형 유로(110)로 구성되며,
   상기 절곡형 유로(110)의 분지지점은 상기 리어 케이싱(12)의 수직 하방향 위치로 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 절곡형 유로(110)는 상기 리어 케이싱(12)을 수직 하방향으로 관통하는 1차 유분리실(120);
   상기 1차 유분리실(120)의 저부로부터 상방향으로 경사지게 관통하는 2차 유분리실(130); 및
   상기 1차 유분리실(120)의 하단부와 상기 2차 유분리실(130)의 하단부 사이를 교통 가능하게 하는 합류공간(140)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 1차 유분리실(120)은 상기 토출실(70)과의 교통을 위해 냉매 토출통로(122)를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 1차 유분리실(120)은 릴리프 밸브의 설치부위로부터 상기 리어 케이싱(12)을 관통한 상태에서 상기 2차 유분리실(130)과의 교통부위를 제외한 나머지 공간을 폐쇄시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 2차 유분리실(130)은 상기 1차 유분리실(120)에 대해 예각으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 1차 유분리실(120)과 상기 2차 유분리실(130) 중 적어도 하는 상기 리어 케이싱(12)의 중심부위를 경유하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 합류공간(140)은 중력 작용방향을 기준으로 압축기의 하단부위에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절곡형 유로(110)는 내주면에 나선형 요홈부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 분리장치.

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