KR20230013200A - 로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기 - Google Patents

Abstract

로터리 압축기가 개시된다. 본 로터리 압축기는 흡입구 및 토출구를 포함하는 케이스, 흡입구로 유입된 냉매가 수용되는 압축 공간을 갖고, 압축 공간에서 냉매를 압축하여 토출구로 배출시키는 압축 장치, 압축 장치를 구동시키는 구동 장치, 케이스의 내부를 흡입구와 연통하고 구동 장치가 배치되는 저압 영역 및 토출구와 연통하고 압축 장치가 배치되는 고압 영역으로 구획하고, 저압 영역과 압축 공간을 연통시키는 제1 홀을 포함하는 플랜지 부재 및 플랜지 부재의 상기 저압 영역을 바라보는 일면에 배치되어 외측에 오일이 저류되는 제1 공간을 형성하고, 내측에 제1 홀과 연통하는 제2 공간을 형성하고, 저압 영역으로부터 제2 공간으로의 냉매 유로를 형성하는 제2 홀을 포함하는 머플러 부재를 포함하고, 플랜지 부재 및 머플러 부재 중 적어도 하나는 제1 공간으로부터 제1 홀로의 오일 유로를 형성하는 제3 홀을 포함한다.

Description

로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기{ROTARY COMPRESSOR AND HOME APPLIANCE INCLUDING THE SAME}

본 개시는 구동 효율이 증대되고 컴팩트한 크기를 갖도록 개선된 구조를 갖는 로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기에 관한 것이다.

압축기는 모터나 터빈 등을 이용하여 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동 가스를 압축시켜 압력을 높이는 기계적 장치이다. 압축기는 산업 전반에 걸쳐 다양하게 사용될 수 있으며, 냉매 사이클에 사용되는 경우, 낮은 압력의 냉매를 높은 압력의 냉매로 변환시켜 다시 응축기로 전달할 수 있다.

전세계적으로 가장 많이 사용되는 압축기는 다음과 같이 3개의 종류로 분류될 수 있다. 피스톤과 실린더 사이에 작동 가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기와 선회스크롤과 고정 스크롤 사이에 작동 가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여, 선회스크롤이 고정스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 스크롤 압축기 및 편심 회전되는 롤링피스톤과 실린더 사이에 작동 가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 롤링피스톤이 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 로터리식 압축기로 구분될 수 있다.

다만, 종래의 로터리식 압축기는 내부가 모두 고압으로 형성되어 구동 효율이 저하되고, 어큐뮬레이터가 외부에 배치되어 큰 공간을 차지하는 문제점이 있었다.

본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 개시의 목적은 구동 효율이 증대되고 컴팩트한 크기를 갖도록 개선된 구조를 갖는 로터리 압축기 및 이를 포함하는 가전기기를 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기는, 흡입구 및 토출구를 포함하는 케이스, 상기 흡입구로 유입된 냉매가 수용되는 압축 공간을 갖고, 상기 압축 공간에서 냉매를 압축하여 상기 토출구로 배출시키는 압축 장치, 상기 압축 장치를 구동시키는 구동 장치, 상기 케이스의 내부를 상기 흡입구와 연통하고 상기 구동 장치가 배치되는 저압 영역 및 상기 토출구와 연통하고 상기 압축 장치가 배치되는 고압 영역으로 구획하고, 상기 저압 영역과 상기 압축 공간을 연통시키는 제1 홀을 포함하는 플랜지 부재 및 상기 플랜지 부재의 상기 저압 영역을 바라보는 일면에 배치되어 외측에 오일이 저류되는 제1 공간을 형성하고, 내측에 상기 제1 홀과 연통하는 제2 공간을 형성하고, 상기 저압 영역으로부터 상기 제2 공간으로의 냉매 유로를 형성하는 제2 홀을 포함하는 머플러 부재를 포함하고, 상기 플랜지 부재 및 상기 머플러 부재 중 적어도 하나는 상기 제1 공간으로부터 상기 제1 홀로의 오일 유로를 형성하는 제3 홀을 포함할 수 있다.

상기 머플러 부재는 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 상기 플랜지 부재의 상기 일면으로부터 멀어지도록 굴곡지게 형성될 수 있다.

상기 구동 장치는 상기 압축 장치와 연결되는 회전축을 포함하고, 상기 제2 홀은 상기 머플러 부재의 중앙에 형성되어 상기 회전축이 관통될 수 있다.

상기 제3 홀은 상기 머플러 부재에 상기 제1 홀과 마주보도록 형성될 수 있다.

상기 제3 홀은 상기 머플러 부재의 둘레 방향을 따라 복수로 형성될 수 있다.

상기 압축 장치는, 상기 압축 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤 및 상기 롤링 피스톤과 접하여 상기 압축 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인을 각각 포함하는 제1 실린더 및 제2 실린더 및 상기 제1 및 제2 실린더 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 실린더로부터 압축된 냉매가 토출되며 상기 토출구와 연통하는 토출 공간을 갖는 미들 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 미들 플레이트는 상기 제1 실린더의 흡입실과 상기 제2 실린더의 흡입실을 연통시키는 제4 홀을 포함할 수 있다.

상기 압축 장치는, 상기 제1 실린더와 상기 미들 플레이트의 사이에 배치되고, 상기 제1 실린더의 흡입실과 상기 제4 홀을 연통시키는 제5 홀 및 상기 제1 실린더의 압축실과 상기 토출 공간을 선택적으로 연통시키는 제1 밸브 장치를 포함하는 제1 토출 플레이트 및 상기 제2 실린더와 상기 미들 플레이트의 사이에 배치되고, 상기 제2 실린더의 흡입실과 상기 제4 홀을 연통시키는 제6 홀 및 상기 제2 실린더의 압축실과 상기 토출 공간을 선택적으로 연통시키는 제2 밸브 장치를 포함하는 제2 토출 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 케이스는, 상기 흡입구가 배치되고, 상기 저압 영역을 형성하는 제1 케이스 및 상기 토출구가 배치되고, 상기 고압 영역을 형성하고, 상기 제1 케이스보다 큰 내경을 갖는 제2 케이스를 포함할 수 있다.

상기 로터리 압축기는 상기 구동 장치에 구동 전류를 공급하는 인버터를 더 포함하고, 상기 인버터는 상기 케이스의 외면 중 상기 저압 영역에 대응하는 곳에 배치될 수 있다.

상기 구동 장치는 수평하게 배치되고 상기 압축 장치와 연결되는 회전축을 포함하고, 상기 머플러 부재는 상기 제2 홀보다 하측에 배치되는 중앙홀을 포함할 수 있다.

상기 플랜지 부재는 내면이 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하고 외면이 상기 중앙홀에 끼워지는 중앙 영역을 포함할 수 있다.

상기 로터리 압축기는 일단이 상기 회전축의 내부와 연통되고, 타단이 상기 고압 영역에 저류된 오일에 잠기도록 배치되는 급유관을 더 포함하고, 상기 급유관은 상기 고압 및 저압 영역의 차압에 의해 상기 고압 영역으로부터 상기 회전축의 내부로 이동하는 오일 유로를 형성할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 냉매를 이용한 외부와의 열 교환을 통해 온도를 조절하는 가전 기기는, 냉매를 압축하기 위한 로터리 압축기를 포함하고, 상기 로터리 압축기는, 흡입구 및 토출구를 포함하는 케이스, 상기 흡입구로 유입된 냉매가 수용되는 압축 공간을 갖고, 상기 압축 공간에서 냉매를 압축하여 상기 토출구로 배출시키는 압축 장치, 상기 압축 장치를 구동시키는 구동 장치, 상기 케이스의 내부를 상기 흡입구와 연통하고 상기 구동 장치가 배치되는 저압 영역 및 상기 토출구와 연통하고 상기 압축 장치가 배치되는 고압 영역으로 구획하고, 상기 저압 영역과 상기 압축 공간을 연통시키는 제1 홀을 포함하는 플랜지 부재 및 상기 플랜지 부재의 상기 저압 영역을 바라보는 일면에 배치되어 외측에 오일이 저류되는 제1 공간을 형성하고, 내측에 상기 제1 홀과 연통하는 제2 공간을 형성하고, 상기 저압 영역으로부터 상기 제2 공간으로의 냉매 유로를 형성하는 제2 홀을 포함하는 머플러 부재를 포함하고, 상기 플랜지 부재 및 상기 머플러 부재 중 적어도 하나는 상기 제1 공간으로부터 상기 제1 홀로의 오일 유로를 형성하는 제3 홀을 포함할 수 있다.

상기 가전기기는 에어컨, 냉장고 및 냉동고 중 하나일 수 있다.

도 1 은 본 개시의 일 실시예에 가전기기에 구비된 냉각 사이클을 나타낸 개략도이다.
도 2는 어큐뮬레이터가 외부에 배치되는 종래의 로터리 압축기의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제3 홀의 다양한 위치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 구동 장치의 사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 장치의 사시도이다.
도 8은 도 5의 압축 장치의 분해 사시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 횡형 로터리 압축기의 단면도이다.
도 10은 도 9의 횡형 로터리 압축기의 압축 장치의 사시도이다.
도 11은 도 10의 압축 장치의 분해 사시도이다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.

본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 1 은 본 개시의 일 실시예에 가전기기에 구비된 냉각 사이클을 나타낸 개략도이다. 도 2는 어큐뮬레이터가 외부에 배치되는 종래의 로터리 압축기의 개략도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 단면도이다. 도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제3 홀의 다양한 위치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 냉동사이클은 압축, 응축, 팽창, 증발의 4가지 행정이 있으며, 압축, 응축, 팽창, 증발의 네 가지 행정은 냉매가 로터리 압축기(1), 응축기(2), 팽창 밸브(3), 증발기(4)를 순환하면서 발생될 수 있다.

로터리 압축기(1)는 냉매 가스를 고온, 고압의 상태로 압축하여 배출하며, 로터리 압축기(1)에서 배출되는 고온, 고압의 냉매 가스는 응축기(2)로 유입될 수 있다.

응축기(2)에서는 압축기(1)에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하며, 응축 과정을 통해 주위로 열을 방출할 수 있다.

팽창 밸브(3)는 응축기(2)에서 응축된 고온, 고압 상태의 냉매를 저압 상태의 팽창시키고, 증발기(4)는 팽창 밸브(3)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 증발 잠열을 이용하여 피 냉각 물체와 열 교환에 의하여 냉동 효과를 달성하면서 증발하여 저온 저압 상태의 냉매 가스를 로터리 압축기(1)로 복귀시키는 기능을 하며, 이러한 사이클을 통해 실내공간의 공기 온도를 조절 할 수 있다.

또한, 이러한 냉각 사이클을 구비하는 가전기기는 에어컨, 냉장고, 냉동고 중 하나일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 냉각 사이클을 구비하는 다양한 가전기기에 사용될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기(1)는 상술한 가전기기뿐만 아니라, 압축기를 포함하는 다양한 기기에 사용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 종래의 로터리 압축기의 경우, 어큐뮬레이터(A)가 케이스(10)의 외부에 구비될 수 있다. 어큐뮬레이터(A)는 유입구(A1)를 통하여 증발기(4)로부터 저온 저압 상태의 냉매를 전달받고, 적어도 하나의 토출구(A2, A3)를 통하여 케이스(10)의 내부로 저온 저압 상태의 냉매 가스를 전달할 수 있다. 어큐뮬레이터(A)의 토출구(A2, A3)의 개수는 로터리 압축기 내부의 실린더의 개수와 동일할 수 있다.

어큐뮬레이터(A)는 증발기(4)로부터 전달받은 저온 저압의 냉매 중 가스에 이르지 못하고 액상으로 존재하는 냉매를 임시 수용하여, 액상의 냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 어큐뮬레이터(A)의 내부에는 액상의 냉매만 남게 되고, 가스 상태의 냉매는 압축기의 내부로 유입될 수 있다.

다만, 본 개시의 일 실시예에 따른 로터리 압축기(1)의 경우, 도 3을 참조하여 상세히 후술할 바와 같이, 케이스(10)의 외부에 배치되었던 어큐뮬레이터의 구성이 삭제되고, 케이스(10)의 내부에 배치된 머플러 부재(400)에 의해 형성된 제1 공간(15)이 어큐뮬레이터의 역할을 대신 수행할 수 있다. 이에 따라, 로터리 압축기(1)의 전체 부피는 감소되어 컴팩트한 외관을 가질 수 있다.

로터리 압축기(1)는 케이스(10), 압축 장치(100), 구동 장치(200), 플랜지 부재(300) 및 머플러 부재(400)를 포함할 수 있다.

케이스(10)는 로터리 압축기(1)의 외관을 형성할 수 있다. 케이스(10)는 증발기(4)와 연결되어 증발기(4)로부터 냉매를 유입하는 흡입구(11) 및 응축기(2)와 연결되고 로터리 압축기(1)에서 고온, 고압으로 압축된 냉매가 토출되는 토출구(12)를 포함할 수 있다.

압축 장치(100)는 흡입구로 유입된 냉매가 수용되는 압축 공간을 갖고, 압축 공간에서 냉매를 압축하여 토출구로 배출시킬 수 있다.

압축 장치(100)는 제1 실린더(110), 제2 실린더(120), 미들 플레이트(130), 제1 토출 플레이트(140), 제2 토출 플레이트(150) 및 추가 플랜지 부재(160)를 포함할 수 있다. 즉, 압축 장치(100)는 트윈 실린더 구조를 가질 수 있다.

다만, 압축 장치(100)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니고, 단일 실린더 구조를 가질 수도 있다. 압축 장치(100)의 상세한 구조는 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

구동 장치(200)는 압축 장치를 구동시킬 수 있다. 구동 장치는 케이스(10)의 내면에 고정된 고정자(210)와, 고정자(210)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(220)와, 회전자(220)의 내부에 회전자(220)와 함께 회전되도록 마련되는 회전축(230)을 포함할 수 있다.

회전축(230)은 압축 장치(100)와 연결되어 압축 장치(100)의 롤링 피스톤(도 6, 111, 121)을 선회시켜 압축 장치(100)에 유입된 냉매를 압축시킬 수 있다.

이에 따라, 구동 장치(200)는 회전축(230)을 통해 압축 장치(100)와 연결되어 압축 장치(100)로 동력을 전달할 수 있다.

플랜지 부재(300)는 케이스(10)의 내부를 저압 영역(13) 및 고압 영역(14)으로 구획할 수 있다. 저압 영역(13)은 흡입구(11)와 연통하고 구동 장치(200)가 배치될 수 있다. 고압 영역(14)은 토출구(12)와 연통하고 압축 장치(100)가 배치될 수 있다.

즉, 케이스(10)의 내부는 플랜지 부재(300)에 의해 저온 저압의 냉매가 배치되는 저압 영역(13)과 고온 고압의 냉매가 배치되는 고압 영역(14)으로 구획될 수 있다.

구동 장치(200)는 저압 영역(13)에 배치됨에 따라, 저온 저압의 냉매에 의해 지속적으로 냉각될 수 있으므로 효율이 개선되며 운전 영역이 확대될 수 있다.

플랜지 부재(300)는 저압 영역(13)과 압축 장치(100)의 압축 공간을 연통시키는 제1 홀(310)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 저압 영역(13)에 위치한 오일 및 냉매를 제1 홀(310)을 따라 고압 영역(14)을 향하여 이동할 수 있다.

오일은 압축 장치(100)의 회전하는 구성과 회전하지 않는 구성 사이에서 윤활 작용을 할 수 있다.

머플러 부재(400)는 플랜지 부재(300)의 저압 영역(13)을 바라보는 일면(320)을 커버하여 외측에 오일이 저류되는 제1 공간(15)을 형성할 수 있다. 또한, 머플러 부재(400)는 내측에 제1 홀(310)과 연통하는 제2 공간(18)을 형성할 수 있다.

제1 공간(15)은 머플러 부재(400)의 외면과 플랜지 부재(300)의 측벽 사이에 대략 토러스(torus)의 형상으로 형성될 수 있다. 제2 공간(18)은 머플러 부재(400)의 내면과 플랜지 부재(300)의 일면(320) 사이에 형성될 수 있다.

머플러 부재(400)는 저압 영역(13)으로부터 제2 공간(18)으로의 냉매 유로를 형성하는 제2 홀(420)을 포함할 수 있다.

플랜지 부재(300) 및 머플러 부재(400) 중 적어도 하나는 제1 공간(15)으로부터 제1 홀(310)로의 오일 유로를 형성하는 제3 홀(H)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 머플러 부재(400)는 머플러 부재(400)의 외측과 내측이 연통되도록 머플러 부재(400)를 두께 방향으로 관통하는 제3 홀(410)을 포함할 수 있다. 즉, 머플러 부재(400)의 제3 홀(410)은 머플러 부재(400)를 관통하는 오일 유로(O1)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 공간(15)에 저류된 오일은 머플러 부재(400)에 형성된 제3 홀(410)을 통하여 제1 홀(310)로 이동할 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 제3 홀(H)은 플랜지 부재(300)에 형성될 수도 있다. 즉, 플랜지 부재(300)는 제1 공간(15)과 제1 홀(310)을 연통시키는 제3 홀(340)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 플랜지 부재(300)는 제1 공간(15)을 둘러싸는 측벽을 포함할 수 있고, 제3 홀(340)은 플랜지 부재(300)의 측벽에 형성되어 제1 홀(310)까지 연장될 수 있다. 이에 따라, 플랜지 부재(300)의 제3 홀(340)은 제1 공간(15)에 저류된 오일이 머플러 부재(400)를 우회하는 오일 유로(O2)를 형성할 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 제3 홀(H)은 머플러 부재(400)의 일부가 컷팅되는 개구 영역(440)으로 구현될 수 있다. 구체적으로, 개구 영역(440)은 머플러 부재(400)의 가장자리 중 제1 홀(310)에 대응되는 일 영역에 형성될 수 있다. 즉, 개구 영역(440)은 개구 영역(440)을 통하여 머플러 부재(400)를 관통하는 오일 유로(O3)를 형성할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 제3 홀(H)이 플랜지 부재(300) 및 머플러 부재(400) 중 어느 하나에만 형성된 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제3 홀(H)은 플랜지 부재(300) 및 머플러 부재(400)에 모두 형성될 수도 있다.

즉, 오일은 제1 공간(15) 내 저류되고, 일부가 제3 홀(H)을 통하여 제1 홀(310)로 이동할 수 있다. 또한, 증발기(4)에서 배출되는 냉매 중 액체 상태의 냉매는 제1 공간(15)내에 저장되고, 기체 상태의 냉매만 제2 홀(420)을 통하여 압축 장치(100)로 이동할 수 있다.

한편, 오일뿐만 아니라 액체 상태의 냉매도 제3 홀(H)을 통하여 이동할 수 있다. 다만, 오일과 액체 상태의 냉매는 밀도 차이 때문에 층 분리되어 제3 홀(H0)을 통하여 동시에 압축 장치(100)로 이동하지 않으므로, 압축 장치(100) 및 구동 장치(200)의 고장을 방지할 수 있다.

한편, 흡입구(11)를 통해 케이스(10) 내부로 유입된 기체 상태의 냉매는 제2 홀(420)을 통하여 머플러 부재(400)의 외측으로부터 머플러 부재(400) 내측의 제2 공간(18)으로 이동할 수 있다. 이후, 냉매는 플랜지 부재(300)의 제1 홀(310)을 통하여 압축 장치(100)의 압축 공간으로 이동할 수 있다.

즉, 종래 케이스(10)의 외부에 배치되었던 어큐뮬레이터의 구성이 삭제되고, 케이스(10)의 내부에 배치된 머플러 부재(400)에 의해 형성된 제1 공간(15)이 어큐뮬레이터의 역할을 대신 수행할 수 있다. 이에 따라, 로터리 압축기(1)의 전체 부피는 감소되어 컴팩트한 외관을 가질 수 있다.

머플러 부재(400)는 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 플랜지 부재(300)의 일면(320)으로부터 멀어지도록 굴곡지게 형성될 수 있다.

이에 따라, 머플러 부재(400)의 중앙 부분과 케이스(10)의 내측 사이에 형성되는 제1 공간(15)이 충분한 부피를 가지므로, 제1 공간(15)에는 충분히 많은 양의 오일과 액상 냉매가 저장될 수 있다.

제1 공간(15)은 머플러 부재(400)의 중앙 부분과 플랜지 부재(300)의 가장자리를 따라 돌출 형성된 측벽 사이에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 머플러 부재(400)의 중앙 부분과 케이스(10)의 내측 사이에 형성될 수도 있다.

머플러 부재(400)의 제2 홀(420)은 머플러 부재(400)의 중앙에 형성되어 회전축(230)이 관통될 수 있다. 또한, 제2 홀(420)의 내경은 회전축(230)의 외경보다 크게 형성되어, 제2 홀(420)과 회전축(230)의 사이의 간격으로 기체 상태의 냉매가 이동할 수 있다. 제2 홀(420)은 제3 홀(H)보다 상측에 형성될 수 있다.

머플러 부재(400)의 제3 홀(410)은 플랜지 부재(300)의 제1 홀(310)과 마주보도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 홀(310, 410)은, 고압 영역(14)에서 저압 영역(13)측을 바라보았을 때, 서로 오버랩되도록 배치될 수 있다.

이에 따라, 제1 공간(15)으로부터 제3 홀(410)을 통과한 오일은 플랜지 부재(300)에 부딪히거나 방해 받지 않으면서 용이하게 고압 영역(14)측으로 이동할 수 있다.

제3 홀(410)은 머플러 부재(400) 상에 1개로 형성된 것으로 도시되었으나, 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제3 홀(410)은 머플러 부재(400)의 둘레 방향을 따라 복수로 형성될 수 있다. 압축 장치(100)의 오일 필요량에 따라, 제3 홀(410)은 머플러 부재(400)의 다양한 높이 및 위치에 형성될 수 있다.

케이스(10)는, 흡입구(11)가 배치되고, 저압 영역(13)을 형성하는 제1 케이스(16) 및 토출구(12)가 배치되고, 고압 영역(14)을 형성하는 제2 케이스(17)를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 케이스(16, 17)는 용접 등에 의하여 일단이 서로 연결됨에 따라 케이스(10)의 내부 공간을 형성할 수 있다. 한편, 저압 영역(13)에 배치된 구동 장치(200)는 냉매에 의해 지속적으로 냉각되므로 효율이 개선되므로, 구동 장치(200)의 직경이 작아져도 동일한 효율을 가질 수 있다.

이에 따라, 제2 케이스(17)는 제1 케이스(16)보다 큰 내경을 가질 수 있고, 제2 케이스(17)의 내부에 배치되는 압축 장치(100)의 실린더는 직경 대비 높이가 커져서 배기량이 증대될 수 있다. 즉, 구동 장치(200)의 효율은 나빠지지 않으면서, 동시에 압축 장치(100)의 효율은 증대될 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 구동 장치의 사시도이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 장치의 사시도이다. 도 8은 도 7의 압축 장치의 분해 사시도이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 압축 장치(100)는 제1 실린더(110), 제2 실린더(120) 및 미들 플레이트(130)를 포함할 수 있다.

제1 실린더(110)는 압축 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤(111) 및 롤링 피스톤(111)과 접하여 압축 공간을 흡입실(V1)과 압축실(V2)로 구획하는 베인(112)을 포함할 수 있다.

제2 실린더(120)는 압축 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤(121) 및 롤링 피스톤(121)과 접하여 압축 공간을 흡입실(V3)과 압축실(V4)로 구획하는 베인(122)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 롤링 피스톤(111, 121)은 원통 형상으로 형성되며 내부에 회전축(230)과 결합된 편심부(231, 232)가 배치될 수 있다. 회전축(230)이 회전함에 따라 편심부(231, 232)가 이동함으로써, 롤링 피스톤(111, 121)을 선회 이동시킬 수 있다. 제1 및 제2 실린더(110, 120)의 각 롤링 피스톤(111, 121)들은 회전축(230)의 둘레 방향으로 180도의 위상차를 갖도록 편심되어 회전할 수 있다.

미들 플레이트(130)는 제1 및 제2 실린더(110, 120) 사이에 배치되고, 내측에 토출 공간(131)을 가질 수 있다. 토출 공간(131)은 제1 및 제2 실린더(110, 120)로부터 압축된 냉매가 토출되며 토출구(12)와 연통할 수 있다.

즉, 저압 영역(13)으로부터 머플러 부재(400)의 제2 홀(420) 및 플랜지 부재(300)의 제1 홀(310)을 차례로 통과하여, 압축 장치(100)로 이동한 저온 저압의 냉매는 압축 장치(100)의 압축 공간에서 고온 고압의 냉매로 압축되어, 미들 플레이트(130)의 토출 공간(131)으로 이동할 수 있다. 이후, 고온 고압의 냉매는 토출 공간(131)으로부터 토출구(12)를 통하여 응축기(2)로 이동할 수 있다.

즉, 압축된 냉매의 상술한 이동 경로는 저압 영역(13)과 완전히 분리되므로, 저압 영역(13)과 고압 영역(14) 사이에 차압이 유지될 수 있다.

미들 플레이트(130)는 제1 실린더(110)의 흡입실(V1)과 제2 실린더(120)의 흡입실(V3)을 연통시키는 제4 홀(132)을 포함할 수 있다.

즉, 압축되기 전의 저온 저압의 냉매의 일부는 플랜지 부재(300)의 제1 홀(310)을 통하여 제1 실린더(110)의 흡입실(V1)으로 이동하고, 일부는 제4 홀(132)을 통하여 제2 실린더(120)의 흡입실(V3)로 이동할 수 있다. 이에 따라, 냉매는 2개의 제1 및 제2 실린더(110, 120) 각각의 압축 공간에서 효율적으로 압축될 수 있다.

압축 장치(100)는 제1 실린더(110)와 미들 플레이트(130)의 사이에 배치되는 제1 토출 플레이트(140) 및 제2 실린더(120)와 미들 플레이트(1300의 사이에 배치되는 제2 토출 플레이트(150)를 포함할 수 있다.

제1 토출 플레이트(140)는 제1 실린더(110)의 흡입실(V1)과 제4 홀(132)을 연통시키는 제5 홀(141) 및 제1 실린더(110)의 압축실(V2)과 토출 공간(131)을 선택적으로 연통시키는 제1 밸브 장치(142)를 포함할 수 있다.

제1 밸브 장치(142)는 제1 토출 플레이트(140)의 미들 플레이트(130)를 바라보는 일면에 배치되고, 미들 플레이트(130)의 토출 공간(131)내에서 회전하여 제1 실린더(110)의 압축실(V2)과 토출 공간(131)을 선택적으로 연통시킬 수 있다.

제2 토출 플레이트(150)는 제2 실린더(120)의 흡입실(V3)과 제4 홀(132)을 연통시키는 제6 홀(151) 및 제2 실린더(120)의 압축실(V4)과 토출 공간(131)을 선택적으로 연통시키는 제2 밸브 장치(152)를 포함할 수 있다.

제2 밸브 장치(152)는 제1 토출 플레이트(150)의 미들 플레이트(130)를 바라보는 일면에 배치되고, 미들 플레이트(130)의 토출 공간(131)내에서 회전하여 제2 실린더(120)의 압축실(V4)과 토출 공간(131)을 선택적으로 연통시킬 수 있다.

즉, 제1 및 제2 밸브 장치(142, 152)는 기설정된 압력을 초과하는 경우에만 제1 및 제2 실린더(110, 120)의 압축실(V2, V4)과 미들 플레이트(130)의 토출 공간(131)을 각각 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 충분히 고압으로 압축된 냉매만이 미들 플레이트(130)의 토출 공간(131)으로 이동할 수 있다.

또한, 압축되기 전의 저온 저압의 냉매의 일부는 플랜지 부재(300)의 제1 홀(310)을 통하여 제1 실린더(110)의 흡입실(V1)으로 이동하고, 일부는 제5 홀(141), 제4 홀(132) 및 제6 홀(151)을 차례로 통과하여, 제2 실린더(120)의 흡입실(V3)로 이동할 수 있다. 이에 따라, 냉매는 2개의 제1 및 제2 실린더(110, 120) 각각의 압축 공간에서 효율적으로 압축될 수 있다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 횡형 로터리 압축기의 단면도이다. 도 10은 도 9의 횡형 로터리 압축기의 압축 장치의 사시도이다. 도 11은 도 10의 압축 장치의 분해 사시도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 구동 장치(100)는 수평하게 배치되고 구동 장치(200)와 연결되는 회전축(230)을 포함할 수 있다. 즉, 도 9 내지 도 11의 로터리 압축기(1)는 횡형(HORIZONTAL TYPE) 로터리 압축기일 수 있다. 도 9 내지 도 11의 로터리 압축기(1)는 상술한 종형 로터리 압축기와 대부분 유사한 구조를 가질 수 있으며, 상술한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재 번호를 사용하였으며 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

플랜지 부재(300) 및 머플러 부재(400) 중 적어도 하나는 제1 공간(15)으로부터 제1 홀(310)로의 오일 유로(O)를 형성하는 제3 홀을 포함할 수 있다. 도 9에는 머플러 부재(400)에 제3 홀(410)이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 제3 홀의 위치가 이에 한정되는 것은 아니고, 도 4 또는 도 5에 도시된 것과 같이 다양한 구조로 구현될 수 있다.

머플러 부재(400)는 제2 홀(420)보다 하측에 배치되는 중앙홀(430)을 포함할 수 있다. 즉, 회전축(230)은 머플러 부재(400)의 중앙홀(430)을 관통하고, 냉매는 중앙홀(430)보다 상측에 배치되는 제2 홀(420)을 통하여 저압 영역(13)으로부터 고압 영역(14)으로 이동할 수 있다.

플랜지 부재(300)는 내면이 회전축(230)을 회전 가능하게 지지하고, 외면이 중앙홀(430)에 끼워지는 중앙 영역(330)을 포함할 수 있다. 중앙 영역(330)은 가장자리 영역보다 플랜지 부재(300)의 일면으로부터 멀어지도록 돌출 형성될 수 있다.

중앙 영역(330)의 외면이 중앙홀(430)에 유격 없이 끼워짐에 따라, 냉매는 플랜지 부재(300)와 머플러 부재(400)의 중앙홀(430) 사이로 이동할 수 없고, 중앙홀(430)보다 상측에 위치한 제2 홀(420)을 통하여 머플러 부재(400)의 내측으로 이동할 수 있다.

이에 따라, 제2 홀(420)이 충분히 높게 형성되므로, 제1 공간(15)에 저류된 오일이 의도치 않게 제2 홀(420)이나 중앙홀(430)을 통하여 압축 장치(100)로 이동하는 것이 방지될 수 있다.

롤링 피스톤이 편심 회전함에 따라, 실린더의 흡입실의 부피는 반복적으로 증가 및 감소하므로, 보일의 법칙에 따라 흡입실 내부 압력도 반복적으로 증가 및 감소할 수 있다. 즉, 상술한 흡입실의 내부 압력 변화에 따라, 오일은 제3 홀(410) 및 실린더의 흡입실과 연통하는 제1 홀(310)을 통하여, 제1 공간(15)에서 실린더의 흡입실로 이동할 수 있다.

제3 홀(410)은 케이스(10)의 하면과 인접하게 배치될 수 있고, 이에 따라 오일은 제1 공간(15)에 과도하게 축적되지 않고 보다 용이하게 저압 영역(13)으로부터 고압 영역(14)으로 이동할 수 있다.

로터리 압축기(1)는 일단이 회전축(230)의 내부와 연통되고, 타단이 고압 영역(14)에 저류된 오일에 잠기도록 배치되는 급유관(600)을 더 포함할 수 있다. 급유관(600)은 고압 영역(14) 및 저압 영역(13)의 차압에 의해 고압 영역(14)으로부터 회전축(230)의 내부로 이동하는 오일 유로를 형성할 수 있다.

로터리 압축기(1)는 구동 장치(200)에 구동 전류를 공급하는 인버터(500)를 더 포함할 수 있다. 인버터(500)는 제어 장치의 제어 신호에 기초하여 구동 장치(200)에 구동 전류를 공급할 수 있다. 인버터(500)는 직류를 교류로 변환시킴에 따라 구동 장치(200)에 구동 전류를 공급하고, 이에 따라 전력이 개선될 수 있다.

한편, 인버터(500)는 지속적인 냉각이 필요한 구성으로, 케이스(10)의 외면 중 저압 영역(13)에 대응하는 곳에 배치될 수 있다. 이에 따라, 별도의 냉각 시스템이나 공간이 없어도, 인버터(500)가 저온의 케이스(10)에 부착됨에 따라 안정적으로 구동될 수 있고, 로터리 압축기(1)는 컴팩트한 외관을 가질 수 있다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

1: 로터리 압축기 10: 케이스
100: 압축 장치 200: 구동 장치
300: 플랜지 부재 400: 머플러 부재
500: 인버터 600: 급유관

Claims (15)

1. 흡입구 및 토출구를 포함하는 케이스;
   상기 흡입구로 유입된 냉매가 수용되는 압축 공간을 갖고, 상기 압축 공간에서 냉매를 압축하여 상기 토출구로 배출시키는 압축 장치;
   상기 압축 장치를 구동시키는 구동 장치;
   상기 케이스의 내부를 상기 흡입구와 연통하고 상기 구동 장치가 배치되는 저압 영역 및 상기 토출구와 연통하고 상기 압축 장치가 배치되는 고압 영역으로 구획하고, 상기 저압 영역과 상기 압축 공간을 연통시키는 제1 홀을 포함하는 플랜지 부재; 및
   상기 플랜지 부재의 상기 저압 영역을 바라보는 일면에 배치되어 외측에 오일이 저류되는 제1 공간을 형성하고, 내측에 상기 제1 홀과 연통하는 제2 공간을 형성하고, 상기 저압 영역으로부터 상기 제2 공간으로의 냉매 유로를 형성하는 제2 홀을 포함하는 머플러 부재;를 포함하고,
   상기 플랜지 부재 및 상기 머플러 부재 중 적어도 하나는 상기 제1 공간으로부터 상기 제1 홀로의 오일 유로를 형성하는 제3 홀을 포함하는 로터리 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 머플러 부재는 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 상기 플랜지 부재의 상기 일면으로부터 멀어지도록 굴곡지게 형성되는 로터리 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동 장치는 상기 압축 장치와 연결되는 회전축을 포함하고,
   상기 제2 홀은 상기 머플러 부재의 중앙에 형성되어 상기 회전축이 관통되는 로터리 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제3 홀은 상기 머플러 부재에 상기 제1 홀과 마주보도록 형성되는 로터리 압축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제3 홀은 상기 머플러 부재의 둘레 방향을 따라 복수로 형성되는 로터리 압축기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 압축 장치는,
   상기 압축 공간에서 편심을 가지고 선회 운동하는 롤링 피스톤 및 상기 롤링 피스톤과 접하여 상기 압축 공간을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인을 각각 포함하는 제1 실린더 및 제2 실린더; 및
   상기 제1 및 제2 실린더 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 실린더로부터 압축된 냉매가 토출되며 상기 토출구와 연통하는 토출 공간을 갖는 미들 플레이트를 포함하는 로터리 압축기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 미들 플레이트는 상기 제1 실린더의 흡입실과 상기 제2 실린더의 흡입실을 연통시키는 제4 홀을 포함하는 로터리 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 압축 장치는,
   상기 제1 실린더와 상기 미들 플레이트의 사이에 배치되고, 상기 제1 실린더의 흡입실과 상기 제4 홀을 연통시키는 제5 홀 및 상기 제1 실린더의 압축실과 상기 토출 공간을 선택적으로 연통시키는 제1 밸브 장치를 포함하는 제1 토출 플레이트 및
   상기 제2 실린더와 상기 미들 플레이트의 사이에 배치되고, 상기 제2 실린더의 흡입실과 상기 제4 홀을 연통시키는 제6 홀 및 상기 제2 실린더의 압축실과 상기 토출 공간을 선택적으로 연통시키는 제2 밸브 장치를 포함하는 제2 토출 플레이트를 포함하는 로터리 압축기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 흡입구가 배치되고, 상기 저압 영역을 형성하는 제1 케이스 및
   상기 토출구가 배치되고, 상기 고압 영역을 형성하고, 상기 제1 케이스보다 큰 내경을 갖는 제2 케이스를 포함하는 로터리 압축기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 구동 장치에 구동 전류를 공급하는 인버터;를 더 포함하고,
    상기 인버터는 상기 케이스의 외면 중 상기 저압 영역에 대응하는 곳에 배치되는 로터리 압축기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 구동 장치는 수평하게 배치되고 상기 압축 장치와 연결되는 회전축을 포함하고,
    상기 머플러 부재는 상기 제2 홀보다 하측에 배치되는 중앙홀을 포함하는 로터리 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 플랜지 부재는 내면이 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하고, 외면이 상기 중앙홀에 끼워지는 중앙 영역을 포함하는 로터리 압축기.
13. 제11항에 있어서,
    일단이 상기 회전축의 내부와 연통되고, 타단이 상기 고압 영역에 저류된 오일에 잠기도록 배치되는 급유관;을 더 포함하고,
    상기 급유관은 상기 고압 및 저압 영역의 차압에 의해 상기 고압 영역으로부터 상기 회전축의 내부로 이동하는 오일 유로를 형성하는 로터리 압축기.
14. 냉매를 이용한 외부와의 열 교환을 통해 온도를 조절하는 가전 기기에 관한 것으로,
    상기 가전 기기는 냉매를 압축하기 위한 로터리 압축기를 포함하고,
    상기 로터리 압축기는,
    흡입구 및 토출구를 포함하는 케이스;
    상기 흡입구로 유입된 냉매가 수용되는 압축 공간을 갖고, 상기 압축 공간에서 냉매를 압축하여 상기 토출구로 배출시키는 압축 장치;
    상기 압축 장치를 구동시키는 구동 장치;
    상기 케이스의 내부를 상기 흡입구와 연통하고 상기 구동 장치가 배치되는 저압 영역 및 상기 토출구와 연통하고 상기 압축 장치가 배치되는 고압 영역으로 구획하고, 상기 저압 영역과 상기 압축 공간을 연통시키는 제1 홀을 포함하는 플랜지 부재; 및
    상기 플랜지 부재의 상기 저압 영역을 바라보는 일면에 배치되어 외측에 오일이 저류되는 제1 공간을 형성하고, 내측에 상기 제1 홀과 연통하는 제2 공간을 형성하고, 상기 저압 영역으로부터 상기 제2 공간으로의 냉매 유로를 형성하는 제2 홀을 포함하는 머플러 부재;를 포함하고,
    상기 플랜지 부재 및 상기 머플러 부재 중 적어도 하나는 상기 제1 공간으로부터 상기 제1 홀로의 오일 유로를 형성하는 제3 홀을 포함하는 가전기기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 가전기기는 에어컨, 냉장고 및 냉동고 중 하나인 가전기기.

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