KR0122865Y1

KR0122865Y1 - Construction of trust for scroll compressor

Info

Publication number: KR0122865Y1
Application number: KR2019950013311U
Authority: KR
Inventors: 이원학
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 1998-08-17
Also published as: KR970002207U

Abstract

본 고안은 스크롤압축기의 트러스트구조에 관한 것으로 특히 선회스크롤과 주프레임의 트러스트면 사이의 마찰에 의한 에너지손실을 감소시켜 압축기의 효율을 증가시키고 마찰면에서의 마모발생을 저감시킴으로 보다 신뢰성있는 압축기를 제공하도록 한 것으로서, 냉매가스를 압축하도록 고정스크롤과 맞물려서 구성된 선회스크롤과, 상기 선회 스크롤을 축방향으로 지지하는 주프레임의 트러스트면에 복수개의 동심홈을 구비한 것이다.The present invention relates to the thrust structure of the scroll compressor, and in particular, it reduces the energy loss due to the friction between the turning scroll and the thrust surface of the main frame, thereby increasing the efficiency of the compressor and reducing the wear on the friction surface. The present invention provides a pivoting scroll configured to be engaged with a fixed scroll to compress the refrigerant gas, and a plurality of concentric grooves in the thrust surface of the main frame supporting the swing scroll in the axial direction.

Description

Trust Structure of Scroll Compressor

제1도는 일반적인 스크롤압축기의 압축동작도.1 is a compression operation of a typical scroll compressor.

제2도는 일반적인 스크롤압축기의 흡입과정 상태도2 is a suction process state diagram of a typical scroll compressor

제3도는 종래 스크롤압축기로서3 is a conventional scroll compressor

(a)는 일부 단면도(a) is a partial cross-sectional view

(b)는 압축가스력 작용도(b) is the compressive gas force

제4도는 본 고안 스크롤압축기로서4 is a scroll compressor of the present invention.

(a)는 압축가스력 작용 상태도.(a) is a compressed gas force action state diagram.

(b)는 (a)의 A'-A'부 단면도.(b) is sectional drawing of the A'-A 'part of (a).

(c)는 트러스트면적과 마찰손실 관계도.(c) shows the relationship between thrust area and friction loss.

(d)는 트러스트면의 동심홈 단면도.(d) is a sectional view of the concentric groove of the trust surface.

(e)는 트러스트면 동심홈과 윤활유의 작용 상태도.(e) is the state of action of the concentric grooves of the thrust face and the lubricant.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

101:주프레임 102:트러스트면101: main frame 102: trust surface

103:선회스크롤 104:축103: turning scroll 104: axis

105:동심홈105: concentric groove

본 고안은 스크롤압축기의 트러스트구조에 관한 것으로서 특히 축방향 하중지지 구조의 기계적 마찰손실을 저감시켜 압축기의 소비전력을 저감시키도록 한 것이다.The present invention relates to a thrust structure of a scroll compressor, in particular to reduce the mechanical friction loss of the axial load supporting structure to reduce the power consumption of the compressor.

종래 압축기는 제1도 내지 제3도에서와 같이 흡입관(2)으로 유입된 냉매가스를 압축하는 압축실(1)을 형성하도록 선회스크롤(3)과 맞물려서 구성된 고정스크롤(7)과, 상기 압축실(1)에서 압축된 가스를 토출구(8)를 통하여 외부로 배출하는 토출관(4)과, 주프레임(5)에 형성된 트러스트면(6)으로 구성된다.Conventional compressors, as shown in FIGS. 1 to 3, have a fixed scroll (7) configured in engagement with the swinging scroll (3) to form a compression chamber (1) for compressing the refrigerant gas introduced into the suction pipe (2), and the compression. The discharge tube 4 which discharges the gas compressed in the chamber 1 to the outside through the discharge port 8, and the thrust surface 6 formed in the main frame 5 are comprised.

이와같이 구성된 상태에서 고정스크롤(7)에 대하여 선회스크롤(3)이 자전이 방지된채 선회운동을 하면 둘로 나누어진 압축실(1)이 중심부 쪽으로 움직이면서 체적이 감소되어 압축작용을 하게 되며 이 과정은 연속적이면서 대칭적으로 이루어지게 되어 부하변동폭이 왕복동식이나 로타리식보다 현저하게 작게되기 때문에 진동 및 신뢰성 그리고 효율측면에서 크게 유리하게 된다.In this configuration, when the turning scroll 3 rotates with respect to the fixed scroll 7, the rotation of the compression chamber 1 divided into two moves toward the center and the volume is reduced. It is continuous and symmetrical, so the load fluctuation is significantly smaller than the reciprocating or rotary type, which is very advantageous in terms of vibration, reliability and efficiency.

동작과정을 살펴보면 먼저 흡입관(2)을 통해 압축기 내부로 유입된 냉매가스는 보통 고정스크롤(7)의 한쪽측면에 형성된 흡입포트를 통해 스크롤 내부로 들어오게 된다. 이때 흡입가스는 제2도와 같이 고정스크롤(7) 흡입포트쪽에 형성되는 압축실(1)로 유입이 되어 압축이 시작되고 일부는 고정스크롤(7)의 안내통로를 따라 180도 반대쪽에 형성되는 압축실(1)에 각각 유입되어 동시에 압축되기 시작한다.Looking at the operation process, the refrigerant gas introduced into the compressor through the suction pipe (2) is usually entered into the scroll through the suction port formed on one side of the fixed scroll (7). At this time, the suction gas is introduced into the compression chamber 1 formed at the suction port 7 of the fixed scroll 7 as shown in FIG. 2, and the compression is started, and part of the suction gas is formed at the opposite side of the 180 degree along the guide passage of the fixed scroll 7. Each of them enters the yarn 1 and starts to be compressed at the same time.

이와같이 대칭적으로 동시에 압축되기 시작한 압축실의 냉매가스는 선회스크롤(3)이 선회운동을 함에 따라 스크롤중심부 쪽으로 이동하면서 압축된후 스크롤 중심부 탭끝이 동시에 상대스크롤의 랩에서 분리되는 순간 쌍으로 된 압축실(1)이 하나로 연동되면서 고정스크롤 경판에 형성된 토출구(8)를 통해 토출되게 된다.As such, the refrigerant gas in the compression chamber, which began to be simultaneously symmetrically compressed, moves while moving toward the scroll center as the orbiting scroll (3) rotates. The seal 1 is interlocked with one and is discharged through the discharge port 8 formed in the fixed scroll plate.

이와같은 압축작용을 할때 고정스크롤(7)과 선회스크롤(3)은 높이 방향으로 틈새가 작아야 하며 이를 위해선 고정된 고정스크롤(7)쪽으로 선회스크롤(3)은 밀어주는 역할을 하는 축방향 지지력이 선회스크롤(3) 바닥면과 주프레임(5)의 트러스트면(6)사이에 작용하며 이 힘은 작용과 반작용의 원리에 의해 주프레임(5)의 정지된 트러스트면(6)에 대해 선회스크롤(3) 바닥면에 작용하는 마찰력의 법선력이 된다.In this compression action, the fixed scroll (7) and the rotating scroll (3) should have a small gap in the height direction. For this purpose, the axial support force acts to push the rotating scroll (3) toward the fixed fixed scroll (7). It acts between the bottom of this turning scroll (3) and the thrust face (6) of the main frame (5) and this force is turned against the stationary thrust face (6) of the main frame (5) by the principle of action and reaction. It becomes the normal force of the frictional force acting on the bottom of the scroll 3.

선회운동하는 선회스크롤은 그에 작용하는 가스력(B)에 의해 제3도의 (b)에서와 같이 모우멘트(D)가 발생하는데 이때 선회스크롤(3)이 전복되지 않도록 주프레임(5) 상부엔 트러스트면(6)이 선회스크롤(3) 외경 및 선회반경을 고려해 넓게 형성된다. 이때 선회스크롤(3)과 트러스트면(6) 사이에는 둘사이의 마찰계수 μ및 축방향 지지력(A)으로 곱해진 마찰력(C)이 작용하며 이 힘에 둘사이의 절대속도(=선회반경×각속도)가 곱해지면 마찰력에 의한 마찰에너지가 다음식에 의해 계산된다.The turning scroll that rotates generates a moment D as shown in (b) of FIG. 3 by the gas force (B) acting on it. At this time, the upper portion of the main frame 5 is disposed so that the turning scroll 3 does not overturn. The thrust surface 6 is formed wide in consideration of the outer diameter and the turning radius of the turning scroll 3. At this time, the frictional force (C) multiplied by the friction coefficient μ and the axial support force (A) between the swinging scroll (3) and the thrust surface (6) acts, and the absolute speed between the two (= turning radius × When the angular velocity is multiplied, the friction energy due to the frictional force is calculated by the following equation.

(μ:마찰계수, F:축방향지지력, V:미끄럼속도)(μ: friction coefficient, F: axial bearing force, V: sliding speed)

이때 마찰계수 μ는 선회스크롤(3)과 주프레임(5)의 트러스트면(6)사이의 값으로 마찰면적 및 윤활상태 그리고 거칠기 등에 의해 결정되는 값인데 선회스크롤(3)이 전복되지 않도록 주프레임(5)의 트러스트면(6)을 과도하게 넓게 설치하여 마찰계수가 커진 결과 마찰에너지가 증가하고 압축기의 소비입력이 증가함으로 압축기의 효율이 저하되게 되는 문제점이 있었다.At this time, the friction coefficient μ is a value between the turning scroll 3 and the thrust surface 6 of the main frame 5 and is determined by the friction area, lubrication state and roughness, so that the main scroll 3 does not overturn. As a result of the excessively wide thrust surface 6 of (5), the friction coefficient increased, resulting in a decrease in the frictional energy and an increase in the consumption of the compressor.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 냉매가스를 압축하도록 고정스크롤과 맞물려서 구성되는 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 주프레임의 트러스트면에 복수개의 동심홈을 구비함으로서, 선회스크롤과 주프레임의 트러스트면 사이의 마찰에 의한 에너지손실을 감소시켜 압축기의 효율을 증가시키고 마찰면에서의 마모발생을 저감시키도록 하는데 목적이 있다.In view of the above, the present invention has a plurality of concentric grooves on the thrust surface of the main frame for axially supporting the swing scroll which is engaged with the fixed scroll to compress the refrigerant gas. The purpose of the present invention is to reduce the energy loss due to friction, increase the efficiency of the compressor, and reduce wear on the friction surface.

본 발명을 제4도에 의하여 설명한다.The invention is illustrated by FIG. 4.

주프레임(101)의 트러스트면(102)위에 앉혀지는 선회스크롤(103)과, 상기 선회스크롤(103)을 선회운동 시키는 축(104)이 형성된 스크롤압축기에 있어서, 상기 트러스트면(102)에 일정한 깊이를 갖는 동심홈(105)을 구성하였다.In a scroll compressor having a swing scroll (103) sitting on the trust surface (102) of the main frame (101) and a shaft (104) for pivoting the swing scroll (103), the trust surface (102) is fixed. A concentric groove 105 having a depth was constructed.

이와같이 구성된 상태에서 선회스크롤(103)이 주프레임(101)에 삽입된 축에 의해 선회운동을 하면서 그 바닥면은 주프레임(101)의 트러스트면(102)과 습동운동을 한다.While the pivoting scroll 103 is pivoted by the shaft inserted into the main frame 101 in the state configured as described above, its bottom surface is in sliding motion with the thrust surface 102 of the main frame 101.

그리고 선회스크롤(103)에는 압축과정중 고정스크롤과 선회스크롤(103) 사이에 형성된 압축가스에 의해 축방향으로 수직하중(A)이 작용하며 이의 작용 및 반작용원리에 의해 선회스크롤(103) 바닥면에는 윗방향으로 축방향지지력(E)이 작용하며, 마찰력(F)은 선회스크롤(103) 바닥면과 주프레임(101)의 트러스트면(102) 사이의 마찰계수와 축방향지지력(E)의 곱인 아래식으로 표현될수 있다.And the vertical scroll (A) in the axial direction by the compressed gas formed between the fixed scroll and the rotating scroll 103 during the compression process in the turning scroll 103 and the bottom surface of the turning scroll 103 by its action and reaction principle The axial support force (E) acts upward, and the friction force (F) is the friction coefficient between the bottom surface of the turning scroll (103) and the thrust surface (102) of the main frame (101). It can be expressed as the product of

마찰력=축방향지지력×마찰계수Friction Force = Axial Bearing Force × Friction Coefficient

이때 상기 마찰력(F)을 받으며 선회스크롤(103)이 선회운동할때의 마찰에너지는 다음식으로 표현된다.At this time, the friction energy when the swinging scroll 103 receives the frictional force (F) and the swinging movement is expressed by the following equation.

마찰에너지∝축방향지지력×마찰계수×선회반경×선회각속도Friction Energy x Axial Bearing Force × Friction Coefficient × Turning Radius × Turning Angular Velocity

그리고 트러스트면(102)에서의 선회스크롤(103)과 주프레임의 접촉면적을 설치한 동심홈(105)에 해당되는 면적만큼 마찰력이 감소하고, 이때 접촉면적의 감소에 따라 습동손실은 변하는데 일반적으로 제4도의 (c)와 같이 면적이 감소할수록 손실도 감소함을 알 수 있다.In addition, the frictional force decreases by an area corresponding to the concentric groove 105 provided with the contact area of the turning scroll 103 and the main frame on the thrust surface 102, and the sliding loss changes according to the decrease of the contact area. As shown in (c) of FIG. 4, the loss decreases as the area decreases.

한편, 동심홈(105)은 그 단면이 심각형상, 사각형상이 되도록 하는데 그 이유는 홈에 윤활유가 잘 흘러들어가거나, 잘 흘러나가거나 혹은 잘 흘러나가지 않도록 하기 위함이다.On the other hand, the concentric groove 105 is to have a serious cross-sectional shape of the cross section is because the lubricating oil flows into the groove, flows well or does not flow well.

이로인해 선회스크롤(103) 바닥면과 주프레임(101)의 트러스트면(102) 사이엔 최적의 유막이 형성되어 마찰이 최소가 되면서도 마모가 발생하지 않게된다.As a result, an optimum oil film is formed between the bottom surface of the turning scroll 103 and the trust surface 102 of the main frame 101 so that wear is not generated while the friction is minimized.

이상에서 살펴본 바와같이 본 고안은 선회스크롤과 주프레임의 트러스트면 사이의 마찰에 의한 에너지손실을 감소시켜 압축기의 효율을 증가시키고 마찰면에서의 마모발생을 저감시킬수 있는 고안이다.As described above, the present invention is designed to reduce the energy loss due to friction between the turning scroll and the thrust surface of the main frame to increase the efficiency of the compressor and reduce the occurrence of wear on the friction surface.

Claims

Trust structure of scroll compressor, characterized in that a plurality of concentric grooves having a serious cross section or rectangular shape are formed on the thrust surface of the main frame that axially supports the turning scroll which is engaged with the fixed scroll to form the compression chamber.

The thrust structure of a scroll compressor according to claim 1, wherein a concentric groove is provided on the bottom of the swing scroll.