KR20180086460A - 압축기 - Google Patents

Abstract

염가로 간소한 구성에 의해 정전용량을 검지하여 냉동기유의 유량을 측정할 수 있는 압축기를 제공한다. 밀폐용기와, 밀폐용기 내에, 냉매 가스를 압축하는 압축 기구부와, 밀폐용기의 내외를 관통시켜서 마련되고, 밀폐용기와 전기 절연된 하나의 접속단자와, 밀폐용기 내에서 접속단자에 전기적 및 기계적으로 접속되고, 전극면을 밀폐용기의 내측면에 대향시켜서 설치되어 있고, 전극면과 밀폐용기의 내측면과의 사이에 정전용량을 발생시키는 하나의 전극을 구비하고 있다.

Description

압축기

본 발명은, 공기 조화기, 냉동고 등의 냉동 공조 장치의 냉동 사이클에 사용되며, 냉매 가스를 압축하는 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 냉매 가스를 압축하는 압축기는, 공기 조화기, 냉동고 등의 냉동 공조 장치의 냉동 사이클에 사용되고 있다. 압축기를 운전시키기 위해서는, 냉매의 압축을 행하는 압축 기구부에 충분한 냉동기유를 공급하고, 양호한 윤활 상태를 확보할 필요가 있다. 압축기는, 압축 기구부에 충분한 냉동기유가 공급되지 않으면, 압축 기구부의 각 부분 및 축받이에 대해 간극을 완전히 실할 수가 없어서, 압축실로부터 냉매 가스가 누출하여, 냉동 공조 장치의 냉동 능력의 저하를 초래한다. 또한, 압축기는, 압축 기구부를 구성하는 축받이에 충분한 냉동기유가 공급되지 않으면, 유체 윤활이 확보될 수가 없고 축과 축받이가 고정접촉하여 이상 마모, 눌어붙음에 의해 운전 불가능하게 될 우려가 있다.

압축기는, 압축 기구부에 충분한 냉동기유를 공급하기 위해, 밀폐용기 내에 저류되는 냉동기유를 충분한 양 확보하여 둘 필요가 있다. 그러나, 압축기는 냉동 회로에 조립된 경우, 예를 들면 기동시나 고유량의 운전시에 있어서, 냉동기유가 냉매 가스에 의해 밀폐용기 밖으로 끌어내어지게 된다. 그 때문에, 압축기는 유량이 부족하여 압축 기구부 및 축받이에 충분한 냉동기유를 공급할 수가 없게 될 우려가 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 예를 들면 하기 특허 문헌 1에 개시된 압축기는, 한 쌍의 단자 및 한 쌍의 전극을 밀폐용기의 내측면의 법선 방향으로 설치한 구성이다. 이 압축기는, 한 쌍의 전극 사이의 정전용량이 검지됨으로써 밀폐용기 내의 냉동기유의 농도가 측정되고, 그 측정치에 의거하여 냉매 회로의 운전이 제어되어, 압축기 내로 냉동기유가 되돌아오는 운전이 행하여지는 구성이다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2002-317785호 공보

상기 특허 문헌 1의 압축기는, 밀폐용기에 한 쌍의 전극을 마련한 구성이므로, 부품 갯수가 증가하여 구조가 복잡하게 되고, 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 염가로 간소한 구성에 의해 정전용량을 검지하여 냉동기유의 유량을 측정할 수 있는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 압축기는, 밀폐용기와, 상기 밀폐용기 내에, 냉매 가스를 압축하는 압축 기구부와, 상기 밀폐용기의 내외를 관통시켜서 마련되고, 상기 밀폐용기와 전기 절연된 하나의 접속단자와, 상기 밀폐용기 내에서 상기 접속단자에 전기적 및 기계적으로 접속되고, 전극면을 상기 밀폐용기의 내측면에 대향시켜서 설치되어 있고, 상기 전극면과 상기 밀폐용기의 내측면과의 사이에 정전용량을 발생시키는 하나의 전극을 구비하고 있는 것이다.

본 발명의 압축기는, 하나의 접속단자와, 하나의 전극에 의한 간소한 구성으로, 정전용량을 검지하여 냉동기유의 유량을 측정할 수 있기 때문에, 제조에 걸리는 재료비 및 가공비 등을 억제할 수 있어서, 경제적 효과가 우수하다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 압축기의 종단면도.
도 2는 도 1에서 나타낸 A부 확대도.

실시의 형태

이하에, 본 발명에 관한 압축기의 구성 및 동작을 도시한 실시의 형태에 의거하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 압축기의 종단면도이다. 도 2는, 도 1에서 나타낸 A부 확대도이다.

도 1에 도시하는 본 실시의 형태의 압축기(100)는, 한 예로서 회전식 압축기를 나타내고 있다. 이 압축기(100)는, 압축기(100), 4방밸브, 실내 열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기, 및 어큐뮬레이터(12) 등을 순차적으로 배관으로 접속하여, 봉입된 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 구비한 공기 조화기, 냉동고 등의 냉동 공조 장치의 냉동 사이클에 사용되는 것이다.

압축기(100)는, 고압 분위기의 밀폐용기(1) 내에, 고정자(2a)와 회전자(2b)를 구비한 전동기(2)와, 전동기(2)에 의해 구동되는 압축 기구부(3)가 수납되어 있다. 또한, 밀폐용기(1) 내의 저부에는, 주로 압축 기구부(3)의 활주를 윤활하는 냉동기유(15)가 저류되어 있다. 압축기(100)는, 밀폐용기(1) 내의 압축 기구부(3)에 어큐뮬레이터(12)와 연통한 흡입 연결관(10)이 접속되어 있고, 어큐뮬레이터(12)로부터 저압, 고온의 가스 냉매가 압축 기구부(3)의 압축실에 받아들여진다. 또한, 압축기(100)는, 밀폐용기(1)의 상부에 토출관(11)이 접속되어 있고, 토출관(11)으로부터 고압, 고온으로 압축된 가스 냉매가 배출된다.

전동기(2)는, 밀폐용기(1) 안에 고정된 고정자(2a)와, 고정자(2a)에 대해 회전 자유롭게 장착되고, 고정자(2a)에 통전됨에 의해 회전 구동되는 회전자(2b)를 가지며, 외부로부터 기밀 단자를 통하여 전력이 공급되어 구동한다. 상기 회전자(2b)에는, 크랭크축(4)이 수축끼워 맞춤되어 있고, 크랭크축(4)을 통하여 압축 기구부(3)가 연결되어 있다. 즉, 전동기(2)의 회전력은, 크랭크축(4)을 통하여 압축 기구부(3)에 전달된다.

크랭크축(4)이, 전동기(2)의 회전자(2b)에 고정되는 주축(4a)과, 압축 기구부(3)를 끼우고 주축(4a)의 반대측에 마련되는 부축(4b)과, 주축(4a)과 부축(4b)의 사이에 형성된 편심부(4c)로 구성되어 있다. 또한, 상세히 도시하는 것은 생략하였지만, 크랭크축(4)은, 내부에 밀폐용기(1)의 바닥 방향으로 개구한 급유구멍을 갖고 있고, 급유구멍 내에 나선상의 원심 펌프가 마련되고, 밀폐용기(1)의 바닥에 저류된 냉동기유(15)를 퍼올려서, 압축 기구부(3)에 공급할 수 있는 구성으로 되어 있다.

크랭크축(4)의 주축(4a)에는, 주축(4a)을 회전 자유롭게 축지하는 주축받이(5)가 마련되고, 활주를 위한 클리어런스를 갖고서 감합되어 있다. 또한, 크랭크축(4)의 부축(4b)에는, 그 부축(4b)을 회전 자유롭게 축지하는 부축받이(6)가 마련되고, 활주를 위한 클리어런스를 갖고서 감합되어 있다.

압축 기구부(3)는, 압축실을 형성하는 실린더(7)와, 압축실 내에서 크랭크축(4)의 편심부(4c)에 회전 자유롭게 감합되어 배치된 피스톤(8)을 구비하고 있고, 밀폐용기(1)의 내부에 수납되어 있다.

실린더(7)는, 압축실로서 원통형상의 내부 공간을 가지며, 내부 공간에서 크랭크축(4)의 편심부(4c)에 회전 자유롭게 감합된 피스톤(8)이 배치되어 있고, 밀폐용기(1)의 내주부에 외주면이 고정되어 있다. 실린더(7)에는, 압축실을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인(도시는 생략)이 마련되어 있고, 흡입실에 흡입 연결관(10)을 통하여 어큐뮬레이터(12)로부터 가스 냉매가 흡입된다.

밀폐용기(1)에는, 도 2에 확대하여 도시하는 바와 같이, 냉동기유(15)가 저류된 고압 영역에 부착판(16)이 마련되어 있다. 부착판(16)에는, 밀폐용기(1)와 전기적으로 절연된 하나의 접속단자(13)가, 밀폐용기(1)의 외부와 내부를 관통시켜서 마련되어 있다. 접속단자(13)에는, 밀폐용기(1)의 내부측의 단부에, 하나의 전극(14)이 전기적 및 기계적으로 접속되어 있다.

전극(14)은, 평판형상을 이루고, 밀폐용기(1)의 내측면에 대향시킨 전극면을 갖고 있고, 전극면과 밀폐용기(1)의 내측면과의 사이에 정전용량을 발생시킨다. 도시한 예인 경우, 전극(14)이, 밀폐용기(1)의 내측면에 대해, 전극면을 평행시킨 상태를 나타내고 있지만, 밀폐용기(1)의 내측면에 전극면을 대향시켜 있으면 좋고, 반드시 평행시킨 상태로 한하는 것이 아니다. 또한, 전극(14)의 형상은, 평판형상으로 한정되지 않고 예를 들면 봉형상 등이라도 좋고, 실시 상황에 응하여 여러가지의 형상으로 실시하는 것으로 한다.

종래의 압축기에서는, 한 쌍의 전극을 밀폐용기의 법선 방향으로 설치한 구성이므로, 정전용량의 검지의 감도를 확보하기 위해 전극을 크게 하면, 전극은 용기 내부를 향하여 돌출하는 양이 커진다. 그 때문에, 전극이 압축 요소 또는 전동기 요소에 간섭할 우려가 있어서, 전극의 확대에는 제약이 있다. 전극을 크게 하는 경우에는, 전극이 압축 요소 또는 전동기 요소에 간섭하지 않도록, 압축기의 용기를 크게 하여 공간을 마련하거나, 또는 용기의 외부를 향하여 돌출하는 전용의 공간을 마련하거나 하는 등의 필요가 있다.

한편, 본 실시의 형태의 압축기(100)는, 전극(14)이 전극면을 밀폐용기(1)의 내측면에 대향시켜서 설치되어 있기 때문에, 형상이 큰 전극(14)을 사용하여도, 압축 요소 등의 구성 부재와 간섭할 우려가 없다. 따라서, 압축기(100)의 용기를 크게 하거나, 전용 공간을 마련하거나 하는 일 없이, 전극(14)의 정전용량의 검지의 감도를 올려서, 냉동기유(15)의 유면의 높이의 측정 정밀도를 높여서 안전하게 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

밀폐용기(1)의 외부에는, 밀폐용기(1)와 접속단자(13)에 접속되어 정전용량을 검지하고, 그 검지치에 의거하여 냉동기유(15)의 유면 높이를 측정하는 유량 측정기(17)가 마련되어 있다. 또한, 밀폐용기(1)의 외부에는, 유량 측정기(17)에서 측정한 측정치에 의거하여, 압축기(100)의 운전을 제어하는 제어부(9)가 마련되어 있다.

다음에, 압축기(100)의 동작에 관해 설명한다. 압축기(100)는, 크랭크축(4)의 편심부(4c)가, 주축(4a)과 함께 편심 회전하고, 편심부(4c)에 감합된 피스톤(8)이, 피스톤(8)의 외주면을 압축실의 내주면에 접하여 공전한다. 그리고, 피스톤(8)이 압축실 내에서 공전하는 것에 수반하여, 베인이 양측면에 마련되어 부시(도시는 생략)에 의해 유지되어 진퇴운동한다. 그러면, 압축기(100)는, 흡입 연결관(10)으로부터 저압의 냉매를 흡입실에 흡입하고, 토출실에서 냉매를 소정 압력까지 압축하고, 토출관(11)의 밸브를 개방상태로 변화시켜서 송출구멍으로부터 고압의 가스 냉매를 토출하여, 냉동 공조 장치의 냉동 사이클에 송출한다.

본 실시의 형태의 압축기(100)는, 예를 들면 기동시나 고유량의 운전시에 있어서, 냉동기유(15)가 냉매 가스에 의해 밀폐용기(1) 밖으로 끌어내여지는 것이 원인으로 유면이 부족하여, 압축 기구부(3) 및 축받이에 충분한 냉동기유(15)를 공급할 수가 없게 되는 경우에, 밀폐용기(1)와 전극(14) 사이에 냉동기유(15)가 없어짐으로써 변화하는 정전용량을 유량 측정기(17)에서 검지할 수 있다. 그리고, 압축기(100)는, 검지치에 의거하여 측정한 냉동기유(15)의 유면 높이의 측정치에 의거하여 압축기(100)의 운전을 정지하는 제어를 행하기 때문에, 압축기(100)가 손상되는 사고를 미연에 방지할 수 있다. 또는, 냉동 회로의 운전 상태를 제어하고` 압축기(100)에 냉동기유(15)가 되돌아오기 쉬워지는 운전 상태로 함에 의해, 밀폐용기 내의 냉동기유(15)의 양을 회복할 수 있다.

따라서 본 실시의 형태에 관한 압축기(100)는, 냉매 가스의 누출에 의한 냉동 공조 장치의 냉동 능력의 저하가 생기지 않는 고효율, 및 축받이의 이상 마모 및 눌어붙음이 생기지 않는 신뢰성을 유지할 수 있다. 게다가, 압축기(100)는, 하나의 접속단자(13)와, 하나의 전극(14)에 의한 간소한 구성이므로, 한 쌍의 전극으로 구성한 종래의 냉동 장치와 비교하여 제조에 걸리는 재료비 및 가공비 등을 억제할 수가 있어서, 경제적 효과가 우수하다.

이상으로, 본 발명을 실시의 형태에 의거하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시의 형태의 구성으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 본 실시의 형태에서는, 회전식 압축기를 예로 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 스크롤형 압축기, 레시프로 압축기 등, 압축 기구의 형식을 불문하여 적용할 수 있고, 본 발명의 기술의 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다. 요컨대, 이른바 당업자가 필요에 응하여 이루는 다양한 변경, 응용, 이용의 범위도 본 발명의 요지(기술적 범위)에 포함하는 것을 만약을 위해 첨언한다.

1 : 밀폐용기 2 : 전동기
2a : 고정자 2b : 회전자
3 : 압축 기구부 4 : 크랭크축
4a : 주축 4b : 부축
4c : 편심부 5 : 주축받이
6 : 부축받이 7 : 실린더
8 : 피스톤 9 : 제어부
10 : 흡입 연결관 11 : 토출관
12 : 어큐뮬레이터 13 : 접속단자
14 : 전극 15 : 냉동기유
16 : 부착판 17 : 유량 측정기
100 : 압축기

Claims (3)

1. 밀폐용기와,
   상기 밀폐용기 내에, 냉매 가스를 압축하는 압축 기구부와,
   상기 밀폐용기의 내외를 관통시켜서 마련되고, 상기 밀폐용기와 전기 절연된 하나의 접속단자와,
   상기 밀폐용기 내에서 상기 접속단자에 전기적 및 기계적으로 접속되고, 전극면을 상기 밀폐용기의 내측면에 대향시켜서 설치되어 있고, 상기 전극면과 상기 밀폐용기의 내측면의 사이에 정전용량을 발생시키는 하나의 전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 정전용량을 검지하고, 그 검지치에 의거하여 상기 밀폐용기 내의 냉동기유의 유량을 측정하는 유량 측정 수단과,
   상기 유량 측정 수단의 측정치에 의거하여 상기 압축 기구부를 제어하는 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전극은, 평판형상 또는 봉형상인 것을 특징으로 하는 압축기.

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