회전압축기의 냉매토출관

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개실용신안공보(U)
(51) Int. Cl.
6
F04C 29/00
(11) 공개번호 실1999-002721
(43) 공개일자 1999년01월25일
(21) 출원번호 실1997-016303
(22) 출원일자 1997년06월28일
(71) 출원인 삼성전자 주식회사 윤종용
경기도 수원시 팔달구 매탄동 416번지
(72) 고안자 김선교
서울특별시 노원구 하계2동 현대아파트 104동 1508호
(74) 대리인 서상욱, 서봉석
심사청구 : 있음
(54) 회전압축기의 냉매토출관
요약
본 고안은 회전압축기의 냉매토출관에 관한 것으로, 그 목적은 압축냉매가 토출되는 냉매토출관의 입구
단부위에 트랩부를 형성하여 오일이 빠져나가는 것을 억제하는 것이다.
본 고안에 따른 회전압축기의 냉매토출관은 밀폐용기(100) 내부와 연통된 냉매토출관(120)의 입구단부위
에 유로저항을 크게 하는 트랩부(121)가 형성되어 압축냉매와 함께 토출되는 오일이 트랩부(121)의 내주
면과 접촉하도록 하였다. 따라서 비산되는 오일이 트랩부(121)에 점착 응축되며, 자중에 의해 다시 떨
어져 외부로 빠져나가는 것이 억제됨으로써, 압축기의 각 슬라이딩부가 원활이 윤활되어 작동소음이 줄
어들며 압축효율이 향상되는 이점이 있다.
대표도
도2
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 종래 회전압축기의 전체적인 구성을 보인 단면도이다.
도 2는 본 고안에 따른 회전압축기의 전체적인 구성을 보인 단면도이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예를 보인 사시도로서, 냉매토출관의 트랩부를 보인 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
100..밀폐용기 110..냉매유입관 120..냉매토출관 121..트랩부
122..홀 200..구동부 210..고정자 220..회전자
230..회전축 240..편심부 300..압축부 310..실린더
320..롤러 330..상부베어링 340..하부베어링 350..머플러
고안의 상세한 설명
고안의 목적
고안이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 고안은 공기조화기 등에 장착되는 회전압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일단부가 밀폐용기 내
부까지 연장되어 압축냉매가 토출되는 냉매토출관에 관한 것이다.
일반적으로 회전압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축, 응축, 팽창, 증발과정이 연속적으로 수행되는 공
기조화기 등의 냉동사이클에서 냉매를 고온고압으로 압축하여 외부로 내보내는 작용을 한다.
이러한 기능을 하는 종래 회전압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 저부에 작동체를 윤활 및 냉각하도록
오일이 저장되는 밀폐용기(10) 내부에 냉매를 흡입하여 압축하는 압축부(30), 압축부(30)를 구동하기 위
한 구동부(20)가 구성되어 있고, 냉매의 유입과 토출을 안내하기 위한 냉매유입관(11)과 냉매토출관(12)
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공개실용신안실1999-002721
이 밀폐용기(10) 내부와 연통되게 설치되어 있다. 미설명부호 13은 어큐뮤레이터이다.
압축부(30)는 내부에 압축실(31a)을 형성하도록 양면이 개구된 실린더(31)와 압축실(31a)내에 마련되어
회전 및 자전운동하여 냉매를 흡입 압축하는 롤러(32)로 이루어진다. 실린더(31)의 일측에는 냉매유입
관(11)이 결합되는 냉매흡입구(31b)가 형성되어 있어서, 어큐뮤레이터(13) 내부의 냉매가
냉매유입관(11)과 냉매흡입구(31b)를 통해 압축실(31a)로 유입된다.
구동부(20)는 롤러(32)와 결합되어 편심회전하도록 편심부(24)가 일체로 형성된 회전축(23), 회전축(23)
이 압입되는 회전자(22) 및 자장을 형성하여 이 회전자(22)를 고속회전시키는 고정자(21)로 구성되어 있
다. 회전축(23)의 하단부는 오일을 펌핑하기 위한 중공부(25)와 오일토출공(26)이 마련되고 이의 선단
부가 오일에 수용되어 있어서, 회전시 오일을 각 슬라이딩부로 펌핑, 윤활하게 된다.
그리고 압축실(31a)을 형성함과 동시에 회전축(23)을 회전가능하게 지지하는 상부베어링(33)과 하부베어
링(34)이 실린더(31)를 사이에 두고 구성되고, 실린더(31)의 내측면에는 롤러(32)의 외주면과 접촉하여
압축실(31)이 흡입실과 토출실로 구획되도록 진퇴운동하는 베인(미도시)이 설치된다. 이 베인(미도시)
을 중심으로 냉매흡입구(31b)와 대향하는 압축실(31a)의 실린더(31)측면에는 후술하는 토출포트(33a)로
냉매토출을 원활하게 안내하도록 외향경사지게 반달홈(31c), 반달홈(31c)과 연계되어 잔류냉매의 재팽창
으로 인해 발생하는 소음을 감쇄시키는 공명기(31d)가 형성된다.
한편, 상부베어링(33)에는 반달홈(31c)과 상응하는 부분에 수직 상방으로 천공되어 압축실(31a)과 후술
하는 머플러(35)내부를 연통하는 토출포트(33a)가 형성되어 있고, 이의 상측에 토출포트(33a)를 개폐하
는 토출밸브(33b)가 마련된다. 상부베어링(33) 상부에는 압축냉매의 토출로 인해 발생하는 소음을 차폐
하기 위한 머플러(35)가 설치되는데, 이것은 상부베어링(33)의 상부에 별도의 구획된 공간을 형성하고
여기에 압축냉매가 토출되어 소음이 차폐된다. 그리고 머플러(35)의 상면에는 토출공(35a)이 형성되어
압축냉매가 밀폐용기(10) 내부공간으로 다시 토출된다.
이와 같이 구성된 회전압축기는 전원이 인가됨에 따라 고정자(21)와 회전자(22)의 상호작용으로 인해 회
전축(23)이 고속으로 회전하게 되고, 편심부(24)와 함께 롤러(32)가 실린더(31)의 압축실(31a)에서 편심
회전운동 및 자전운동을 하게 된다. 이에 따라 냉매유입관(11)과 냉매흡입구(31b)를 통해 압축실(31a)
로 유입되는 냉매가 일정 압력에 도달하게 되면 토출밸브(33b)가 개방되고, 반달홈(31c)과
토출포트(33a)를 통해 머플러(35) 내부로 압축냉매가 토출되어 소음이 차폐된다. 계속하여 압축냉매는
토출공(35a)을 통해 밀폐용기(10) 내부로 토출되고 고정자(21)와 회전자(22)사이의 에어갭을 통해 상측
으로 올라간다. 그리고 이러한 냉매는 냉동사이클과 연계되며 밀폐용기(10) 상측에 수직되게 마련된 냉
매토출관(12)을 통해 밀폐용기(10) 외부로 빠져나간다.
이 때, 회전축(23)의 회전으로 인해 오일도 같이 펌핑되어 각 슬라이딩부를 윤활 및 냉각시키는데, 펌핑
된 오일의 일부는 냉매와 함께 압축되어 토출공(35a)을 통해 밀폐용기(10) 내부로 토출 비산되며, 압축
냉매와 함께 밀폐용기(10)상부로 올라가 냉매토출관(12)을 통해 외부로 빠져나간다.
즉, 머플러(35)의 토출공(35a)을 통해 토출되는 압축냉매에는 오일이 혼입되어 있고, 이 상태에서 상측
으로 비산되어 세워설치된 냉매토출관(120)의 입구단을 통해 외부로 빠져나간다. 이러한 현상의 반복으
로 밀폐용기(10) 내에는 오일이 부족하게 됨으로써 각 슬라이딩부의 마찰저항이 커지게 되고, 압축기의
전체적인 신뢰성과 압축효율이 저하된다. 또한, 압축냉매와 함께 외부로 빠져 나간 오일은 냉동사이클
로 유입되어 전체적인 사이클의 효율 역시 저하된다.
고안이 이루고자하는 기술적 과제
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 밀폐용기 내부와 연통된 냉매토출
관의 입구단부위에 유로저항을 크게 하는 트랩부를 형성하여 압축냉매와 함께 토출되는 오일이 트랩부의
내주면과 접촉하도록함으로써, 비산되는 오일이 트랩부에 점착 응축되며, 자중에 의해 다시 떨어져 외부
로 빠져나가는 것을 억제하는 회전압축기의 냉매토출관을 제공하는 것이다.
고안의 구성 및 작용
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 저부에 오일이 저장되는 밀폐용기, 밀폐용기에 내장되어 냉매
를 흡입 압축하여 밀폐용기 내부로 토출하는 압축부, 일단부에 밀폐용기 내부까지 연장되는 입구단이 마
련되어 압축냉매를 냉동사이클로 안내하는 냉매토출관을 구비하는 회전압축기에 있어서, 냉매토출관의
입구단부위에는 압축냉매와 함께 비산되는 오일이 빠져나가는 것을 억제하는 트랩부가 마련되는 것을 특
징으로 한다.
이하에서는 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는
본 고안에 따른 회전압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.
본 고안에 따른 회전압축기는 이에 도시한 바와 같이, 외부와 구획되게 밀폐되며 오일이 저장되는 밀폐
용기(100)에 전원을 인가받아 동력을 발생하는 구동부(200), 구동부(200)의 동력을 전달받아 구동하여
냉매를 흡입 압축하여 토출하는 압축부(300)가 내장되어 있다.
구동부(200)는 전원을 공급받아 자장을 형성하는 고정자(210), 고정자(210)의 내부에 에어갭이 형성되도
록 설치되어 고속회전하는 회전자(220), 회전자(220)에 압입되어 같이 회전하며 하단부위에 편심부(240)
가 마련된 회전축(230) 등으로 이루어져 있다. 그리고 각 슬라이딩부의 윤활과 냉각을 위해서
회전축(230)의 하단부위에 중공부(231)와 오일토출공(232)이 형성되고, 이의 선단부는 오일에 수용되어
있다.
구동부(200)의 동력으로 작동하는 압축부(300)는 편심회전하는 편심부(240)에 결합되어 회전 및 자전운
동하는 롤러(320)가 설치되도록 압축실(311)을 형성하며 측면에 냉매흡입구(312)가 이루어진
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실린더(310), 회전축(230)을 회전가능하게 지지하는 상부, 하부베어링(330,340)을 포함하는데,
실린더(310) 하부의 하부베어링(340)에 의해 지지되는 회전축(230)의 단부는 오일에 수용된다. 그리고
롤러(320)의 외측면과 결합되어 압축실(311)을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인(미도시)이 마련되고,
베인을 중심으로 냉매흡입구(312)와 대향하는 압축실(311)의 실린더(310) 상측면에는 냉매토출을 안내하
는 반달홈(313)이 외향경사지게 이루어져 있고, 반달홈(313)과 연계되어 소음을 감쇄하는 공명기(314)가
형성된다. 반달홈(313)의 수직상방과 대응하는 상부베어링(330)에는 토출포트(331)와 이를 개폐하는 토
출밸브(332)가 구성된다. 상부베어링(330)의 상부면에는 내부에 일정공간이 이루어져 압축냉매의 토출
시 소음을 차폐하는 머플러(350)가 설치되어 있는데, 머플러(350)의 상면에는 압축냉매가 밀폐용기(100)
내부로 토출되도록 안내하는 토출공(351)이 형성된다.
한편, 밀폐용기(100)에는 냉매의 유출을 안내하는 냉매유입관(110)과 냉매토출관(120)이 마련되어 있다.
냉매유입관(110)은 일단부가 어큐뮤레이터(130)와 연결되고 타단부는 냉매흡입구(312)와 결합되어 냉매
를 압축실(311)로 안내한다. 그리고 냉매토출관(120)은 일단이 밀폐용기(100)의 내부 상측까지 연장되
어 냉매가 유입되는 입구단이 마련되고 타단부는 냉동사이클과 연계되는데, 입구단부위에는 본 고안의
특징적인 요소로 오일이 빠져나가는 것을 억제하는 트랩부(121)가 형성되어 있다. 이 트랩부(121)는 냉
매의 토출시 유로저항을 발생하도록 U 자형상으로 곡관되어 이루어지며, 이의 저부에는 응축된 오일이
떨어지는 홀(122)이 천공된다. 이에 따라 압축냉매에 혼입되어 비산되는 오일의 대부분은 트랩부(121)
의 내주면과 접촉되어 점착 응축되며, 홀(122)을 통해 다시 떨어진다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 회전압축기의 작동을 설명한다. 본 고안에 따른 회전압축기
는 전원이 인가되면 고정자(210)와 상호작용하여 회전자(220)와 회전축(230)이 고속회전하며, 편심회전
되는 편심부(240)와 함께 롤러(320)가 압축실(311)에서 편심회전 및 자전운동한다. 이에 따라 냉매유입
관(110)과 냉매흡입구(312)를 통해 냉매가 압축실(311)로 유입되고, 일정압력에 도달하게 되면
토출밸브(332)가 개방되어 반달홈(313)과 토출포트(331)를 통해 머플러(350) 내부에 형성된 공간으로 토
출된다. 아울러 회전축(230)의 고속으로 회전으로 오일이 펌핑되는데, 일부는 각 슬라이딩부를 윤활 및
냉각시키고, 다른 일부는 압축되는 냉매에 혼입된다.
따라서 머플러(350) 내부로 토출되는 압축냉매에는 오일이 혼입되어 있으며 토출공(351)을 통해 밀폐용
기(100) 내부로 배출된다. 이러한 혼입된 오일의 일부는 에어갭을 통해 밀폐용기(100) 상부로 올라가면
서 고정자(210)와 회전자(220)의 표면에 점착되고 이를 냉각시키면서 하부로 흘러 내리며, 나머지 일부
는 압축냉매와 함께 냉매토출관(120)의 입구단으로 유입되는데 본 고안의 특징적인 작용으로
트랩부(121)에 의해 외부로 빠져나가는 것이 억제된다.
즉, 비산된 오일이 압축냉매와 함께 곡관진 트랩부(121)로 유입되는데 유입과정중에 유로가 급격하게 바
뀌기 때문에, 오일은 트랩부(121)의 내주면과 접촉하여 점착 응축되고 홀(122)을 통해 저부로 떨어짐으
로써, 압축냉매에 혼입되었던 대부분의 비산 오일은 밀폐용기(100) 저부로 복귀된다. 따라서 압축냉매
만이 냉매토출관(120)을 통해서 냉동사이클로 공급되며, 밀폐용기(100)에는 충분한 오일이 항상 유지되
어 각 슬라이딩부의 윤활과 냉각이 원활하게 수행된다.
실제로 본 고안자가 도 2에 도시한 바와 같이 구성하여 실험을 해본 결과(냉매토출관 입구단부에 사이크
그라스(SIGHT GLASS)를 부착하여 관찰) 종래에 비해 오일토출량이 현저히 감소됨을 알 수 있었다.
이러한 기술적 사상은 이에 국한하지 않고, 도 3에 도시한 바와 같이 냉매토출관(120A)의 입구단에 트랩
부(121A)를 S 자 형상으로 곡관하고, 저부에 오일이 배출되는 홀(122A)을 천공하여도 본 고안의 목적을
달성할 수 있음은 물론이다.
고안의 효과
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 회전압축기의 냉매토출관은 밀폐용기 내부와 연통된
냉매토출관의 입구단부위에 유로저항을 크게 하는 트랩부가 형성되어 압축냉매와 함께 토출되는 오일이
트랩부의 내주면과 접촉하도록 하였다. 따라서 비산되는 오일이 트랩부에 점착 응축되며, 자중에 의해
다시 떨어져 외부로 빠져나가는 것이 억제됨으로써, 압축기의 각 슬라이딩부가 원활이 윤활되어 작동소
음이 줄어들며 압축효율이 향상되는 이점이 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
저부에 오일이 저장되는 밀폐용기(100), 상기 밀폐용기(100)에 내장되어 냉매를 흡입 압축하여 상기 밀
폐용기(100) 내부로 토출하는 압축부(300), 일단부에 상기 밀폐용기(100) 내부까지 연장되는 입구단이
마련되어 압축냉매를 냉동사이클로 안내하는 냉매토출관(120)을 구비하는 회전압축기에 있어서, 상기 냉
매토출관(121)의 입구단부위에는 압축냉매와 함께 비산되는 오일이 빠져나가는 것을 억제하는
트랩부(121)가 마련되는 것을 특징으로 하는 회전압축기의 냉매토출관.
청구항 2
제 1항에 있어서, 상기 트랩부(121)의 저부에는 응축된 오일이 떨어지는 홀(122)이 형성된 것을 특징으
로 하는 회전압축기의 냉매토출관.
도면
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공개실용신안실1999-002721
도면1
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공개실용신안실1999-002721
도면2
도면3
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공개실용신안실1999-002721