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KR20060081791A - 터보압축기를 구비한 냉동장치 - Google Patents

터보압축기를 구비한 냉동장치 Download PDF

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KR20060081791A
KR20060081791A KR1020050002201A KR20050002201A KR20060081791A KR 20060081791 A KR20060081791 A KR 20060081791A KR 1020050002201 A KR1020050002201 A KR 1020050002201A KR 20050002201 A KR20050002201 A KR 20050002201A KR 20060081791 A KR20060081791 A KR 20060081791A
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South Korea
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drive motor
compression unit
unit
turbo compressor
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KR1020050002201A
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Inventor
노수혁
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Priority to JP2005372076A priority patent/JP2006194579A/ja
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Abstract

본 발명은, 냉동장치에 관한 것으로서, 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축을 지지하는 복수의 베어링부재를 갖는 터보압축기와; 상기 터보압축기로부터 압축된 냉매가스를 응축하도록 마련된 응축기와; 상기 응축기의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 상기 구동모터 및 베어링부재를 냉각하도록 상기 터보압축기로 공급하는 냉매공급부와; 상기 냉매공급부에 의해 공급되어 상기 터보압축기를 거친 냉각냉매를 배출하도록 마련된 냉매배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 구동모터 및 베어링부재를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

Description

터보압축기를 구비한 냉동장치{REFRIGERATOR APPARATUS WITH TURBO COMPRESSOR}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동장치의 개략도,
도 2는 도 1의 냉동장치의 터보압축기의 개략적인 단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동장치의 터보압축기의 개략적인 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 터보압축기
10 : 모터케이싱 11 : 제1베어링부재
15 : 제2베어링부재 20 : 구동모터
21 : 회전축 30 : 제1압축부
31 : 제1임펠러 33 : 제1디퓨저
40 : 제2압축부 41 : 제2임펠러
43 : 제2디퓨저 50 : 냉매공급부
51 : 냉매공급관 53,54 : 냉매공급구
55 : 압력조절부 60 : 냉매배출부
61 : 냉매배출관 63,64 : 냉매배출구
본 발명은, 터보압축기를 구비한 냉동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 터보압축기의 구동모터 및 회전축을 지지하는 베어링부재를 효과적으로 냉각할 수 있도록 구조를 개선한 냉동장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉동장치는 기체상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 기체상태의 냉매를 액체상태로 응축하는 응축기와, 액화된 냉매를 저온 저압의 상태로 변환시키는 모세관 혹은 팽창밸브와 같은 팽창유닛과, 팽창유닛으로부터 전달된 저온 저압으로 액화된 냉매를 기화시키도록 주위공기로부터 열을 흡수함으로써 주위공기를 냉각시키는 증발기를 포함한다. 이러한 냉동장치는 냉장고 및 공기조화기에 장착되어 냉장고의 저장실이나 공기조화기기가 마련된 실내의 온도를 조절하게 된다.
이하에서는 냉동장치에 터보압축기가 장착된 경우에 한정하여 설명하도록 한다.
일반적으로 터보압축기는 구동모터와, 구동모터의 회전축과 결합되어 회전하는 임펠러(impeller)와, 임펠러의 회전에 의해 배출된 냉매가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는 디퓨저(diffuser)와, 회전축을 지지하도록 베어링부재를 포함한다. 이러한 터보압축기의 구동모터 및 베어링부재 등에서는 작동시 고온의 열을 방출하게 된다.
이러한 종래의 터보압축기의 일예가 대한민국특허출원번호 제10-1997-64567호의 터보압축기에 개시되어 있다. 이러한 종래의 터보압축기는 구동모터와, 구동모터와 회전축에 의해 결합되어 냉매가스를 1차 및 2차로 압축할 수 있도록 마련된 제1임펠러 및 제2임펠러와, 제1임펠러 및 제2임펠러에 각각 대응하여 마련된 제1디퓨저 및 제2디퓨저와, 구동모터를 수용하도록 마련된 모터실과, 제1임펠러 및 제1디퓨저에 의해 1차로 압축된 냉매가스 중 일부가 모터실로 유입하도록 마련된 유입부와, 모터실로 유입된 냉매가스가 모터실을 냉각시킨 후 2차 압축가능하게 1차로 압축된 냉매가스와 합류하도록 마련된 유출부를 포함한다.
이러한 유입부 및 유실부는 구동모터와 구동모터의 회전축을 지지하는 베어링부재 사이에 마련되어 구동모터를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 터보압축기는 유입부 및 유출부에 의해 구동모터의 외측에 마련된 복수의 베어링부재를 효과적으로 냉각시킬 수 없는 문제가 있다. 그리고, 종래의 터보압축기는 임펠러가 디퓨저에 대해 상대 회전하기 때문에 임펠러와 디퓨저 사이에는 틈새가 발생하게 되며, 이러한 틈새를 통해 냉매가스가 누설될 수 있으며, 이러한 냉매가스의 누설을 차단 할 필요가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 터보압축기의 구동모터 및 베어링부재를 용이하게 냉각할 수 있는 냉동장치를 제공하는 것이다.
그리고, 임펠러와 디퓨저 사이로 발생되는 누설유동을 억제할 수 있으며, 터보압축기의 효율을 향상시킬 수 있는 냉동장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 냉동장치에 있어서, 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축을 지지하는 복수의 베어링부재를 갖는 터보압축기와; 상기 터보압축기로부터 압축된 냉매가스를 응축하도록 마련된 응축기와; 상기 응축기의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 상기 구동모터 및 베어링부재를 냉각하도록 상기 터보압축기로 공급하는 냉매공급부와; 상기 냉매공급부에 의해 공급되어 상기 터보압축기를 거친 냉각냉매를 배출하도록 마련된 냉매배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부를 더 가지며, 상기 냉매공급부는 상기 제1압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제1냉매공급구와, 상기 제2압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제2냉매공급구를 포함할 수 있다.
상기 복수의 베어링부재는 상기 제1압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 복수의 제1베어링부재와, 상기 제2압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 복수의 제2베어링부재를 포함하며, 상기 제1냉매공급구는 상기 복수의 제1베어링부재 사이에 마련되며, 상기 제2냉매공급구는 상기 제2베어링부재와 상기 제2압축부 사이에 마련될 수 있다.
상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압 축하는 제2압축부를 더 가지며, 상기 냉매배출부는 상기 제1압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제1냉매배출구와, 상기 제2압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제2냉매배출구를 포함할 수 있다.
상기 복수의 베어링부재는 상기 제1압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 복수의 제1베어링부재와, 상기 제2압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 제2베어링부재를 포함하며, 상기 제1냉매배출구는 상기 복수의 제1베어링부재 사이 및 상기 제1베어링부재와 상기 구동모터 사이 중 적어도 하나에 마련되며, 상기 제2냉매배출구는 상기 제2베어링부재와 상기 구동모터 사이에 마련될 수 있다.
상기 냉매공급부를 통해 상기 터보압축기로 공급하는 냉매는 상기 응축기의 출구로부터 배출된 냉각냉매의 5% 내지 10%일 수 있다.
상기 냉매공급부를 통해 상기 터보압축기로 공급되는 냉각냉매의 압력을 조절하기 위한 압력조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부를 더 가지며, 상기 압력조절부는 상기 냉매공급부를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력을 상기 제1압축부 영역의 냉매가스의 압력보다 높게 조절할 수 있다.
상기 터보압축기로 압축될 냉매가스를 공급하기 위한 어큐뮬레이터를 더 포함하며, 상기 냉매배출부는 상기 터보압축기로부터 배출된 냉각냉매를 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 마련될 수 있다.
상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부를 더 가지며, 상기 응축기의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 상기 냉매배출부로부터 배출된 냉각냉매와 혼합하도록 마련된 제1냉매연결부와; 상기 제1냉매연결부에 의해 혼합된 냉각냉매를 상기 제1압축부에 의해 1차 압축된 냉매가스와 혼합하도록 상기 터보압축기로 공급하는 제2냉매연결부를 포함할 수 있다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 냉동장치에 마련된 터보압축기는 일예로 도 2에 도시된 바와 같이 냉매가스를 2단으로 압축하도록 마련되나, 냉매가스를 1단 혹은 3단 이상으로 압축하도록 마련될 수도 있다.
제1실시예
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 냉동장치는 구동모터(20) 및 구동모터(20)의 회전축(21)을 지지하는 복수의 베어링부재(11,15)를 갖는 터보압축기(1)와, 터보압축기(1)로부터 압축된 냉매가스를 응축하도록 마련된 응축기(70)와, 응축기(70)의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)를 냉각하도록 터보압축기(1)로 공급하는 냉매공급부(50)와, 냉매공급부(50)에 의해 공급되어 터보압축기(1)를 거친 냉각냉매를 배출하도록 마련된 냉매배출부(60)를 포함한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동장치는 터보압축기(1) 및 응축기(70)를 통해 액화된 냉매를 저온 저압의 상태로 변환시키는 팽창유닛(75)과, 팽창유닛(75)으로부터 전달된 냉매를 기화시켜 주위공기를 냉각시키는 증발기(80)와, 증발기(80)로부터 전달된 냉매 중 액체와 기체를 분리하여 기체상태의 냉매를 터보압축기(1)로 공급하는 어큐뮬레이터(85)를 더 포함한다.
터보압축기(1)는 구동모터(20)의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부(30)와, 구동모터(20)의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부(40)를 더 포함한다. 터보압축기(1)는 구동모터(20) 및 복수의 베어링부재(11,15)를 지지하는 모터케이싱(10)을 더 포함한다.
구동모터(20)는 모터케이싱(10)에 일체로 결합되는 고정자(stator)(23)와, 고정자(23)의 내측에 소정 거리 이격되어 회전 가능하게 삽입된 회전자(rotor)(25)를 포함한다.
회전축(21)은 그 중앙이 구동모터(20)의 회전자(25)와 결합되어 회전가능하게 마련되며, 일측이 후술할 제1압축부(30)의 제1임펠러(31)와 결합되며, 타측이 후술할 제2압축부(40)의 제2임펠러(41)와 결합된다. 그리고, 회전축(21)이 구동모터(20)에 의해 고속 회전가능하도록 복수의 베어링부재(11,15)에 의해 지지된다.
복수의 베어링부재(11,15)는 제1압축부(30)와 구동모터(20)의 사이에 마련된 복수의 제1베어링부재(11)와, 제2압축부(40)와 구동모터(20)의 사이에 마련된 복수의 제2베어링부재(15)를 포함한다.
제1베어링부재(11)는 회전축(21)을 지지하도록 상호 이격되게 한 쌍으로 마련된다. 즉, 제1베어링부재(11)는 회전축(21)을 축방향으로 지지하는 제1스러스트베어링(thrust bearing)(13)과, 회전축(21)을 반경방향으로 지지하는 제1레이디얼베어링(radial bearing)(12)으로 마련된다. 그러나, 제1베어링부재(11)는 하나 혹은 셋 이상으로 마련될 수도 있다.
제2베어링부재(15)는 제1베어링부재(11)와 같이 회전축(21)을 지지하도록 상호 이격되게 한 쌍으로 마련된다. 즉, 제2베어링부재(15)는 회전축(21)을 축방향으로 지지하는 제2스러스트베어링(17)과, 회전축(21)을 반경방향으로 지지하는 제2레이디얼베어링(16)으로 마련된다. 그러나, 제2베어링부재(15) 역시 하나 혹은 셋 이상으로 마련될 수도 있다.
모터케이싱(10)은 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)를 수용하여 지지하도록 소정의 수용공간을 형성한다. 모터케이싱(10)의 양측에는 제1압축부(30) 및 제2압축부(40)로부터 냉매가스가 누설되는 것을 방지하도록 제1실링부재(14) 및 제2실링부재(18)가 마련된다.
제1압축부(30)는 회전축(21)의 일측과 결합하여 회전가능하게 마련된 제1임펠러(31)와, 제1임펠러(31)로부터 배출된 냉매가스를 압축하도록 마련된 제1디퓨저(33)와, 제1임펠러(31)를 수용하며 제1임펠러(31)와 이격 배치된 슈라우드(37)를 포함한다. 제1압축부(30)에는 슈라우드(37)와 연결되어 제1임펠러(31)로 냉매가스를 안내하는 냉매가스흡입부(35)와, 제1임펠러(31) 및 제1디퓨저(33)에 의해 1차 압축된 냉매가스를 제2압축부(40)로 이송하기 위한 냉매가스이송부(39)가 연결된 다.
제2압축부(40)는 회전축(21)의 타측과 결합하여 회전가능하게 마련된 제2임펠러(41)와, 제2임펠러(41)로부터 배출된 냉매가스를 압축하도록 마련된 제2디퓨저(43)와, 제2임펠러(41)를 수용하며 제2임펠러(41)와 이격 배치된 슈라우드(37)를 포함한다. 제2압축부(40)에는 제2임펠러(41) 및 제2디퓨저(43)에 의해 2차 압축된 냉매가스를 응축기(70)로 배출하기 위한 냉매가스배출부(45)가 연결된다.
냉매공급부(50)는 응축기(70)의 출구로 배출되는 고압의 냉매 중 일부를 이용하여 터보압축기(1)에서 고온의 열을 발생하는 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)를 냉각하도록 응축기(70)의 출구로부터 분리되어 마련된 냉매공급관(51)과, 냉매공급관(51)과 연결되도록 터보압축기(1)의 모터케이싱(10)에 마련되어 냉매공급구(53,54)를 포함한다. 냉매공급부(50)는 응축기(70)로부터 배출된 냉매의 5% 내지 10% 정도를 터보압축기(1)로 공급할 수 있다. 그러나, 냉매공급부(50)는 응축기(70)로부터 배출된 냉매의 5% 내지 10% 정도에 한정되지 않고 응축기(70)로부터 배출된 냉매의 5% 보다 작거나 10% 보다 많은 양을 터보압축기(1)로 공급할 수도 있다. 냉매공급부(50)에는 냉매공급부(50)를 통해 터보압축기(1)로 공급하는 냉각냉매의 압력을 조절하기 위한 압력조절부(55)가 마련될 수 있다.
냉매공급구(53,54)는 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)로 냉각냉매를 공급할 수 있도록 모터케이싱(10)에 한 쌍으로 마련된다. 냉매공급구(53,54)는 제1압축부(30) 및 구동모터(20) 사이에 마련된 제1냉매공급구(53)와, 제2압축부(40) 및 구동모터(20) 사이에 마련된 제2냉매공급구(54)를 포함한다. 그러나, 냉매공급구 (53,54)는 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)로 냉각냉매를 공급할 수 있도록 모터케이싱(10)에 하나 혹은 셋 이상으로 마련될 수도 있다.
제1냉매공급구(53)는 본 발명이 일예로 복수의 제1베어링부재(11) 사이에 마련될 수 있다. 즉, 제1냉매공급구(53)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1레이디얼베어링(12)과 제1스러스트베어링(13) 사이에 마련될 수 있다. 그러나, 제1냉매공급구(53)는 제1실링부재(14)와 제1레이디얼베어링(12) 사이 및 제1스러스트베어링(13)과 구동모터(20) 사이에 마련될 수 있다.
제2냉매공급구(54)는 본 발명의 일예로 제2베어링부재(15)와 제2압축부(40) 사이에 마련될 수 있다. 즉, 제2냉매공급구(54)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2레이디얼베어링(16)과 제2실링부재(18) 사이에 마련될 수 있다. 그러나, 제2냉매공급구(54)는 구동모터(20)와 제2스러스트베어링(17) 사이 및 제2스러스트베어링(17)과 제2레이디얼베어링(16) 사이에 마련될 수 있다.
압력조절부(55)는 본 발명의 일예로 응축기(70)의 출구로부터 냉매공급부(50)로 배출되는 냉각냉매의 압력을 조절하도록 밸브형상으로 마련될 수 있다. 그러나, 압력조절부(55)는 밸브형상에 한정되지 않고 냉매공급부(50)로 배출되는 냉각냉매의 압력을 조절하도록 다양한 형상으로 마련될 수도 있다. 압력조절부(55)는 냉매공급부(50)를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력을 제1압축부(30) 영역의 냉매가스의 압력보다 높게 조절할 수 있다. 압력조절부(55)는 본 발명의 일예로 냉매공급부(50)를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력을 제1압축부(30) 영역의 냉매가스의 압력과 제2압축부(40) 영역의 냉매가스의 압력 사이에 오도록 조절한다. 그러나, 압력조절부(55)는 냉매공급부(50)를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력이 응축기(70)의 출구측 냉매의 압력과 제1압축부(30) 영역의 냉매가스의 압력 사이에 오도록 조절 할 수도 있다.
냉매배출부(60)는 냉각냉매가 터보압축기(1)의 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)를 냉각하고 배출되도록 모터케이싱(10)에 마련되어 냉매배출구(63,64)와, 냉매배출구(63,64)를 통해 배출된 냉각냉매를 터보압축기(1)에 의해 압축되도록 이송하는 냉매배출관(61)을 포함한다.
냉매배출구(63,64)는 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)를 냉각한 냉각냉매를 배출할 수 있도록 모터케이싱(10)에 한 쌍으로 마련된다. 냉매배출구(63,64)는 제1압축부(30) 및 구동모터(20) 사이에 마련된 제1냉매배출구(63)와, 제2압축부(40) 및 구동모터(20) 사이에 마련된 제2냉매배출구(64)를 포함한다. 그러나, 냉매배출구(63,64)는 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)를 냉각한 냉각냉매를 배출할 수 있도록 모터케이싱(10)에 하나 혹은 셋 이상으로 마련될 수도 있다.
제1냉매배출구(63)는 본 발명이 일예로 복수의 제1베어링부재(11) 사이 및 제1베어링부재(11)와 구동모터(20) 사이 중 적어도 하나에 마련될 수 있다. 즉, 제1냉매배출구(63)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1레이디얼베어링(12)과 제1스러스트베어링(13) 사이 및 제1스러스트베어링(13)과 구동모터(20) 사이로 냉각냉매를 배출하도록 마련될 수 있다. 그러나, 제1냉매배출구(63)는 제1실링부재(14)와 제1레이디얼베어링(12) 사이에 마련될 수도 있다.
제2냉매배출구(64)는 본 발명이 일예로 제2베어링부재(15)와 구동모터(20) 사이에 마련될 수 있다. 즉, 제2냉매배출구(64)는 도 2에 도시된 바와 같이 구동모터(20)와 제2스러스트베어링(17)으로 냉각냉매를 배출하도록 마련될 수 있다. 그러나, 제2냉매배출구(64)는 제2스러스트베어링(17)과 제2레이디얼베어링(16) 사이 및 제2레이디얼베어링(16)과 구동모터(20) 사이에 마련될 수도 있다.
냉매배출관(61)은 냉매배출구(63,64)를 통해 배출된 냉각냉매를 어큐뮬레이터(85)로 공급하도록 냉매배출구(63,64)와 어큐뮬레이터(85)의 입구측을 연결한다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동장치의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 터보압축기(1)에 전원을 인가한다. 그러면, 구동모터(20)가 회전축(21)을 회전시켜 제1임펠러(31) 및 제2임펠러(41)를 회전시킴으로서 제1압축부(30) 및 제2압축부(40)에 냉매가스를 압축하게 된다. 그리고, 터보압축기(1)로부터 압축된 냉매는 응축기(70)로 공급되어 응축되며, 응축기(70)에서 배출된 냉매 중 일부가 냉매공급부(50)를 통해 터보압축기(1)로 공급되어 터보압축기(1)의 구동모터(20) 및 베어링부재(11,15)를 냉각시키게 된다. 이때, 모터케이싱(10)에 마련된 제1냉매공급구(53)가 제1레이디얼베어링(12)과 제1스러스트베어링(13) 사이에 마련되어 제1베어링부재(11)를 용이하게 냉각시킬 수 있으며, 제2냉매공급구(54)가 제2레이디얼베어링(16)과 제2실링부재(18) 사이에 마련되어 제1 및 제2냉매배출구(64)로 배출되면서 제2베어링부재(15) 및 구동모터(20)를 냉각시킬 수 있다.
그리고, 냉매공급부(50)를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력은 제1압축부(30)의 냉매가스보다는 높게 설정되므로 제1압축부(30)로부터 제1실링부재(14)를 통해 누설되는 냉매 및 제2압축부(40)로부터 제2실링부재(18)를 통해 누설되는 냉매를 차단할 수 있다. 즉, 제2압축부(40)로부터 누설되는 냉매는 제2실링부재(18)와 회전축(21) 사이의 틈새를 통과할 때 압력이 많이 낮아지므로 상대적으로 높은 압력의 갖는 냉각냉매에 의해 제2실링부재(18)를 통해 누설이 차단될 수 있다.
또한, 냉매공급부(50)를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력은 제1압축부(30)의 냉매가스보다는 높게 설정되므로, 모터케이싱(10) 내로 공급된 냉각냉매 중 일부는 제1압축부(30)의 제1임펠러(31)와 제1디퓨저(33)의 틈새를 통해 제1압축부(30) 내로 공급될 수 있다. 이때, 냉매공급부(50)를 통해 공급되는 냉각냉매의 온도가 제1압축부(30)의 냉매가스의 온도보다 낮게 설정되므로 제1임펠러(31)와 제1디퓨저(33)의 틈새를 통해 공급된 냉각냉매는 제1압축부(30)의 냉매가스의 온도를 낮추게 되어 터보압축기(1)의 압축효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 제2압축부(40)로 공급되는 냉매가스의 온도가 낮아질수록 제2압축부(40)에서는 더욱 효율적으로 냉매가스를 압축할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일예로 제1압축부(30)의 냉매가스의 온도는 60도 정도이고, 모터케이싱(10)으로 공급된 냉각냉매의 온도는 40도 정도일 수 있다.
그리고, 모터케이싱(10)으로 공급된 냉각냉매 중 나머지는 냉매배출부(60)를 통해 어큐뮬레이터(85)로 공급된다.
이에, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동장치는 응축기의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 구동모터 및 베어링부재를 냉각하도록 터보압축기로 공급하는 냉매공급부와, 냉매공급부에 의해 공급되어 터보압축기를 거친 냉각냉매를 배출하도록 마련된 냉매배출부를 마련하여, 구동모터 및 베어링부재를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 그리고, 냉매공급부를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력이 제1압축부의 냉매가스보다는 높게 설정되어 제1 및 제2압축부로부터 냉매가스가 누설되는 것을 방지할 수 있으며, 제1압축부의 냉매가스의 온도를 낮추게 되어 터보압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있다.
제2실시예
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동장치는 응축기(70)의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 냉매배출부(60)로부터 배출된 냉각냉매와 혼합하도록 마련된 제1냉매연결부(150)와, 제1냉매연결부(150)에 의해 혼합된 냉각냉매를 제1압축부(30)에 의해 1차 압축된 냉매가스와 혼합하도록 터보압축기(101)로 공급하는 제2냉매연결부(160)를 마련하고 있는 것이 제1실시예와 차이점이다. 즉, 제2실시예에서는 냉매배출부(60)로부터 배출된 냉각냉매를 어큐뮬레이터(85)로 보내지 않고 제1냉매연결부(150)로부터 공급된 냉각냉매와 혼합하여 온도를 낮춘 후 제2냉매연결부(160)를 통해 제1압축부(30) 및 제2압축부(40) 사이에 마련된 냉매가스이송부(39)로 공급하게 된다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동장치는 제1냉매연결부(150) 및 제2냉매연결부(160)에 의해 냉매가스이송부(39)로 공급된 냉각냉매에 의해 제1압축부(30)로부터 배출된 냉매가스의 온도를 낮출 수 있으므로 제2압축부(40)의 압축효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 일예로 제1압축부(30)로부터 배출되는 냉매가스의 온도는 60도 정도이고, 제2냉매연결부(160)로부터 공급되는 냉 각냉매의 온도는 50도 정도일 수 있다.
이에, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동장치는 제1압축부로부터 배출된 냉매가스의 온도를 낮출 수 있어 터보압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 구동모터 및 베어링부재를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
그리고, 냉매공급부를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력이 제1압축부의 냉매가스보다는 높게 설정되어 제1 및 제2압축부로부터 냉매가스가 누설되는 것을 방지할 수 있으며, 제1압축부의 냉매가스의 온도를 낮추게 되어 터보압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 냉동장치에 있어서,
    구동모터와, 상기 구동모터의 회전축을 지지하는 복수의 베어링부재를 갖는 터보압축기와;
    상기 터보압축기로부터 압축된 냉매가스를 응축하도록 마련된 응축기와;
    상기 응축기의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 상기 구동모터 및 베어링부재를 냉각하도록 상기 터보압축기로 공급하는 냉매공급부와;
    상기 냉매공급부에 의해 공급되어 상기 터보압축기를 거친 냉각냉매를 배출하도록 마련된 냉매배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부를 더 가지며,
    상기 냉매공급부는 상기 제1압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제1냉매공급구와, 상기 제2압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제2냉매공급구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 베어링부재는 상기 제1압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 복수의 제1베어링부재와, 상기 제2압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 복수의 제2베어링부재를 포함하며,
    상기 제1냉매공급구는 상기 복수의 제1베어링부재 사이에 마련되며, 상기 제2냉매공급구는 상기 제2베어링부재와 상기 제2압축부 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부를 더 가지며,
    상기 냉매배출부는 상기 제1압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제1냉매배출구와, 상기 제2압축부 및 상기 구동모터 사이에 마련된 제2냉매배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 베어링부재는 상기 제1압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 복수의 제1베어링부재와, 상기 제2압축부와 상기 구동모터의 사이에 마련된 제2베어링부재를 포함하며,
    상기 제1냉매배출구는 상기 복수의 제1베어링부재 사이 및 상기 제1베어링부 재와 상기 구동모터 사이 중 적어도 하나에 마련되며, 상기 제2냉매배출구는 상기 제2베어링부재와 상기 구동모터 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 냉매공급부를 통해 상기 터보압축기로 공급하는 냉매는 상기 응축기의 출구로부터 배출된 냉각냉매의 5% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉매공급부를 통해 상기 터보압축기로 공급되는 냉각냉매의 압력을 조절하기 위한 압력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부를 더 가지며,
    상기 압력조절부는 상기 냉매공급부를 통해 공급되는 냉각냉매의 압력을 상기 제1압축부 영역의 냉매가스의 압력보다 높게 조절하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터보압축기로 압축될 냉매가스를 공급하기 위한 어큐뮬레이터를 더 포함하며,
    상기 냉매배출부는 상기 터보압축기로부터 배출된 냉각냉매를 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 마련된 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터보압축기는 상기 구동모터의 일측에 마련되어 냉매가스를 1차 압축하는 제1압축부와, 상기 구동모터의 타측에 마련되어 1차 압축된 냉매가스를 2차 압축하는 제2압축부를 더 가지며,
    상기 응축기의 출구로부터 배출된 냉매 중 일부를 상기 냉매배출부로부터 배출된 냉각냉매와 혼합하도록 마련된 제1냉매연결부와;
    상기 제1냉매연결부에 의해 혼합된 냉각냉매를 상기 제1압축부에 의해 1차 압축된 냉매가스와 혼합하도록 상기 터보압축기로 공급하는 제2냉매연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
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