KR960005666B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밀폐형 압축기

제1도는 본 발명에 의한 냉동 사이클에 조립된 로타리 압축기의 한 실시예를 나타낸 종단면도.

제2도는 종래 기술에 의한 로타리 압축기의 주요부를 나타낸 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 2 : 회전축

3 : 메인베어링 4 : 서브베어링

5 : 실린더 6 : 크랭크부

7 : 로울러 20 : 중간 라디에이터

21 : 연결관 22 : 복귀관

23 : 2중관 23a : 내관

23b : 외관

본 발명은 압축한 가스를 외부에 설치한 중간 라디에이터를 통하여 냉각환류시키고 나서 토출하는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

제2도에 종래의 밀폐형 압축기중 로터리식인 압축기의 주요부를 나타낸다. 부호(1)은 케이싱을 나타내며 이 도면에서는 압축기의 압축기부가 나타나 있다. 부호(2)는 회전축을 나타내며 이 회전축(2)은 메인베어링(3)과 서브베어링(4)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 실린더(5)는 이 메인베어링(3)과 서브베어링(4) 사이에 끼워지도록 설치되어 있다. 그리고 메인베어링(3)과 서브베어링(4) 사이에 회전축(2)에 편심된 크랭크부(6)가 형성되어 있으며 이 크랭크부(6)의 외부둘레에는 링형상의 로울러(7)가 외부에서 끼워 맞추어져 있다. 회전축(2)의 회전에 따라 로울러(7)가 편심회전하므로써 실린더(5)의 내부에 형성되는 압축실의 용적이 변화되어 기체의 흡입과 압축이 실행된다. 이 경우 흡입관(8)을 끼워서 압축실에 가스가 흡입되고 압축된 가스는 케이싱(1)의 내부를 통하여 도시하지 않은 토출관에서 토출되도록 되어 있다. 또한 실린더(5)에는 평판형상의 브레이드(9)가 회전축(2)의 반지름 방향으로 슬라이드 자유롭게 장착되어 있으며 이 브레이드(9)는 압축스프링(10)에 의해 회전축(2)의 중심방향으로 힘을 받도록 되어 있다. 따라서 브레이드(9)의 회전축(2)쪽의 단면은 로울러(7)의 외부둘레면에 맞닿도록 되어 있다. 로울러(7)의 편심회전에 따라 브레이드(9)가 왕복운동을 하므로써 케이싱(1)의 바닥부에 고인 기름은 오일파이프(11)를 통하여 소정의 피윤활부위에 기름을 공급하도록 되어 있다.

이러한 밀폐형 압축기에서는 운전을 계속해가면 압축한 고압고온의 가스 및 모터의 발열에 따라 압축기의 온도가 상승한다. 즉 압축되어 고온이 된 가스와 케이싱(1)의 내부 부품이 직접 접촉하므로 연속운전을 계속하면 마침내 과열되고 그 결과 압축기의 정확성 및 체적효율이 저하된다. 그래서 일단 압축가스를 외부의 중간 라디에이터로 유도하고 여기서 냉각한 후 다시 압축기의 케이싱으로 환류시켜서 과열을 방지하도록 한 중간 라디에이터방식이 제안되고 있다. 이러한 종래 기술로서는 가령 일본 실공 평 2-20263호 공보, 일본 실개 소 62-18385호 공보, 일본 특개 소 60-237184호 공보에 기재되어 있는 것이다. 그러나 중간 라디에이터를 경유하여 일단 압축가스를 냉각하는 경우라도 가스를 실린더에 도입하는 흡입관에 대하여 제2도를 원용하여 설명하면 케이싱(1)의 안쪽에서 실린더(5)로의 접속단까지의 흡입관(8)의 부분은, 고온고압가스에 직접 접촉하고 있으므로 실린더(5)로의 가스의 흡기온도가 상승한다. 따라서 중간 라디에이터에 의한 냉각효과에 관계없이 압축기의 체적효율이 저하되는 결점이 지적되고 있다.

따라서 본 발명은 상기 종래 기술이 가진 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서 들여진 부분의 흡입관과 고압 고온가스의 직접접촉을 방지하고 중간 라디에이터를 사용한 압축기의 과열방지를 유효하게 실행할 수 있도록 한 밀폐형 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 실린더에서 압축된 가스를 외부의 중간 라디에이터로 유도하여 냉각시킨후 냉각된 압축가스를 밀폐케이싱 내부로 환류시키도록 한 밀폐형 압축기에서 흡입관의 압축기쪽의 접속단부에 흡입관에 통하도록 연결하는 내관과 상기 복귀관에 통하도록 연결하는 외관을 동심적인 이중관을 형성하고 상기 복귀관을 밀폐케이싱의 외부쪽에서 외관에 접속하는 동시에 이 외관의 밀폐케이싱 내부쪽의 관끝을 개방단으로 한 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명에 따르면 압축가스는 중간 라디에이터로 냉각되고 내관을 에워싼 외관을 통하여 케이싱 내부로 환류한다. 따라서 내관을 통하는 흡입가스가 케이싱 내부의 압축가스와 열교환이 일어나 그 온도가 상승하는 것이 방지된다.

이하 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 로타리 압축기에 적용한 한 실시예에 대하여 제1도를 참조하여 설명한다. 또한 이하의 설명에서 제2도의 로타리 압축기와 동일한 구성요소에는 동일부호를 붙여서 그 상세한 설명은 생략한다. 부호(12)는 본 실시예에 의한 가로형 로타리 압축기를 나타낸다. 또한 부호(13)는 케이싱(1)의 내면에 대하여 고정된 원통형상의 스테이터를 나타내며 부호(14)는 로터를 나타낸다. 이 로터리 압축기(9)의 토출관(15)은 응축기(16)의 입구쪽에 접속되고 이 응축기(16)의 출구쪽은 모세관(17)을 통하여 증발기(18)의 입구쪽에 접속되어 있다. 그리고 증발기(18)의 출구쪽은 흡입관(19)을 통하여 로타리 압축기(12)에 접속되어 냉동사이클이 구성되어 있다. 이어서 부호(20)는 응축기(16)에 병설된 중간 라디에이터를 나타내며 이 중간 라디에이터(20)와 로타리 압축기(12)의 실린더(5)는 입구관(21)을 통하여 접속되어 있다. 따라서 실린더(5) 내부의 압축기로 압축된 고압고온인 가스는 우선 연결관(21)을 통하여 중간 라디에이터(20)에 도입되도록 되어 있다. 그리고 중간 라다에이터(20)의 출구쪽에서 인출된 복귀관(22)의 종단부는 로타리 압축기(12)쪽의 흡입관(19)의 접속단부에 형성된 2중관(23)과 케이싱(1)의 외부쪽에 접속되어 있다. 이 이중관(23)은 내관(23a)과 외관(23b)의 동심적인 2중 구조로 형성되어 있으며 이 내관(23a)은 흡입관(19)과 통하도록 연결하는 동시에 본 실시예에서는 케이싱(1)에 통과한 후 서브베어링(4)으로 접속되어 도시하지 않은 통로를 통하여 실린더(5)의 압축실에 통하도록 연결되어 있다. 이와 달리 외관(23b)의 케이싱(1) 외부쪽의 단부는 밀봉단으로 되어 있는 한편 케이싱(1)의 안쪽 단부는 개방단으로 형성되고 이 개방단은 서브베어링(4) 가까이까지 뻗어있다. 그리고 흡입관(19)에 2중관(23)중 내관(23a)을 끼워서 실린더(5)에 흡입되어 압축되고 고온고압이 된 가스는 입구관(21)을 통하여 중간 라디에이터(20)에 일단 도입된다. 그리고 이 중간 라디에이터(20)에서 냉각되어 온도가 저하된 가스는 복귀관(22)을 통하여 2중관(23)중 외관(23b)의 개방단에서 케이싱(1)의 내부로 방출되고 이 케이싱(1) 내부의 부품 사이를 통과하여 토출관(15)에서 냉동사이클로 도출된다. 이렇게 해서 중간 라디에이터(20)에서 압축가스를 환류시키는 것으로서 우선 일차적으로 압축기의 과열이 방지된다. 또한 이 경우 외관(23b)의 개방단에서 방출되는 온도가 저하된 압축가스가 실린더(5)를 냉각시키는 잇점이 있다. 이것에 덧붙여 중간 라디에이터(20)에서 환류된 가스가 내관(23a)을 에워싸는 외관(23b)을 통과하여 케이싱(1) 내부에 유도되도록 되어 있으므로 내관(23a)을 통과하는 흡입가스가 케이싱(5) 내부의 비교적 높은 온도의 압축가스와 열교환하여 그 온도가 상승하는 것이 방지된다.

여기서 흡입관(19)에서 내관(23a)을 거쳐 도입되는 흡입가스의 실린더(5)의 입구쪽 온도를 T₅, 케이싱(1) 내부의 가스온도를 T_G1으로 한다. 중간 라디에이터(20)에서 환류되는 압축가스가 외관(23b)을 통과할 정도의 열교환 작용을 고려하지 않는 것으로 하면 흡입가스와 케이싱(1) 내부의 압축가스 사이에서 열교환되는 그 교환량 Q₁은

Q₁=K₁·A(T_G1-T_S) (1)

으로 부여된다. 여기에서 정수(K₁)은 내관(23a)을 통한 열관류 계수, 정수(A)는 내관(23a)의 전열면적이다. 실제실린더 입구쪽의 흡입가스의 온도(T_S)가 32℃ 정도인 경우 케이싱(1) 내부의 가스온도(T_G1)는 110℃ 정도까지 상승한다. 따라서 (1)식에서 Q₁은

Q₁=K₁·A(110-32)=78K₁·T_S

이 된다.

한편 본 실시예에 따르면 중간 라디에이터(20)에서 냉각되어 외관(23b)을 환류하는 압축가스의 온도를 (T_R2)로 하고, 이 경우 열교환 조건이 다르므로 열관류 계수를 "K₂"로 하면 이 압축가스와 흡입가스 사이에서 열교환되는 그 교환열량(Q₂)은

Q₂=K₂·A(T_R2-T_S) (2)

로 된다.

여기에서 중간 라디에이터(20)에서 환류하는 압축가스는 60℃ 정도까지 냉각되어 있는 것이 보통이므로 (2)식에서 "Q₂"는

Q₂=K₂·A(60-32)=28K₂·A

이 된다.

이 경우 통상의 조건에서는 K₁≥K₂로 해도 좋으므로 Q₁>>Q₂가 된다. 따라서 내관(23a)을 흐르는 흡입가스와 외관(23b)을 환류하는 압축가스와의 사이의 열교환량이 작아서 이 흡입가스의 승압을 억제할 수 있으므로 흡입가스의 용적비를 작게하는 것이 되어 중간 라디에이터 방식에 의한 과열 방지효과와 더불어 압축기의 체적효율을 개선할 수 있다. 또한 흡수관(19)과 내관(23a)은 일체성형해도 좋다.

이상의 설명에서 명백한 것처럼 본 발명에 따르면 흡입관에 통하도록 연결하는 내관과 복귀관에 통하도록 연결하는 외관의 동심적인 2중관을 흡입관의 압축기쪽의 접속단부에 형성하고 이 복귀관을 밀폐케이싱 외부쪽에서 외관에 접속하는 동시에 이 외관의 밀폐케이싱 내부쪽의 관단을 개방단으로 하고 있으므로 복귀관에서 환류하는 가스가 외관을 흘러서 케이싱내에 들어간 부분에서의 내관을 흐르는 흡입가스와 케이싱 내부의 가스와의 열교환이 방지되고, 흡입가스의 승온을 억제할 수 있다. 따라서 중간 라디에이터를 사용한 압축기의 과열방지를 유효하게 실행할 수 있으며 또한 체적효율이 향상되므로 압축기의 능력을 개선할 수 있다.

Claims (1)

1. 밀폐케이싱(1) 내부에 고정된 실린더(5), 상기 실린더에 냉매를 도입하는 흡입관(19), 상기 실린더에서 압축전 냉매를 상기 케이싱 외부에 설치한 중간 라디에이터(20)에 보내는 연결관(21), 상기 중간 라디에이터를 통과하여 냉각된 냉매를 상기 밀페케이싱 내부로 환류시키는 복귀관(22), 및 상기 환류된 냉매를 다시 외부로 보내고 토출관(15)를 갖고 있는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 흡입관(19)과 상기 복귀관(22)이 상기 밀폐케이싱(1)에 접속될 때 상기 흡입관과 복귀관이 동심적 이중관(23)을 형성하여 상기 흡입관(19)을 상기 동심적 이중관의 내관(23a)에 접속시키고, 상기 복귀관(22)은 상기 동심적 이중관의 외관(23b)에 접속한 후 상기 밀폐케이싱 내부에서 상기 외관(23b)의 단부가 개방단부로 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.