KR0141800B1 - 스크롤 압축기의 선회부시 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 선회부시에 관한 것으로, 종래 기술에 의한 선회부시가 압축기의 인버터 구동초기에 윤활유의 공급이 충분하지 않아 금속마찰이 생기고, 심하면 소부현상이 발생하는 문제점이 있어 이를 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 스크롤 압축기의 선회부시(8)의 재질을 그라파이트를 주성분으로 하고, Pb를 약 30-50%혼합하여 구성하거나, 그라파이트와 SiC를 주성분으로 하고, Pb를 약 30-50%혼합하여 구성한다. 이와 같이 구성되는 스크롤압축기의 선회부시(8)에 의하면 압축기의 인버터구동초기에 윤활유의 공급이 원화하지 않더라도 선회부시 재질 자체의 고온윤활성으로 인해 선회부시의 손상이 없어 압축기의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Description

스크롤 압축기의 선회부시

제1도는 종래 기술에 의한 스크롤압축기의 내부구성을 보인 종단면도.

제2도는 본 발명에 의한 선회부시를 보인 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 선회부시의 미세조직을 보인 상세도.

제4도는 본 발명에 의한 선회부시의 제조공정도.

제5도는 본 발명에 의하여 제조된 선회부시의 실험예의 내마모성을 보인 선도.

*도면의 주요부분에 대한 부호에 설명

1:밀폐용기2:고정스크롤

3:선회스크롤8:선회부시

본 발명은 스크롤 압축기의 선회부시에 관한 것으로, 특히 선회부시를 고온윤활성이 양호한 재질로 구성하여 압축기의 인버터 구동시 회전축의 회전부시와 선회스크롤에 끼워진 선회부시가 금속접촉을 일으켜 소부현상이 발생하는 것을 방지한 스크롤압축기의 선회부시에 관한 것이다.

제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 스크롤 압축기는 압축기 본체 내측의 상부에 위치한 고정스크롤(2)과, 상기 고정스크롤(2) 하부에 결합되는 선회스크롤(3)과, 상기 선회스크롤(3)의 하부에 위치하는 메인프레임(4)과, 상기 메인 프레임(4)의 중앙부를 관통하며 선회스크롤(3)을 회전시키는 구동축(5)이 압축기하부의 전동기구부에 연결되어 있다.

상기 선회스크롤(3) 하부에는 선회스크롤(3)의 자전을 방지하기 위한 자전방지부재인 올담링(6)이 설치되고 선회스크롤(3)의 공전을 위해 구동축(5)의 한쪽 끝단에 편심되게 구동핀(5')이 설치된다. 그리고 상기 구동핀(5')의 외주에는 회전부시(7)가 설치되어 있으며 이 회전부시(7)의 외주면에는 상기 선회스크롤(3)에 끼워진 선회부시(8)가 끼워져 있다. 도면중 미설명부호 1은 밀폐용기이고, 2'는 고정스크롤 랩이고, 3'는 선회스크롤 랩이다. 그리고 9는 윤활유로이고 10은 윤활유이다.

상기와 같이 이루어진 스크롤 압축기는 전동기구부의 구동에 의해 구동축(5)이 회전하게 되면 구동축(5)에 결합된 구동핀(5')의 작용으로 선회스크롤(3)이 공전하면서 고정스크롤(2)과의 상호 작용에 의해 압축과정을 수행하게 된다.

이 때, 상기 구동축(5)의 구동핀(5')에 끼워져 있는 회전부시(7)와 선회스크롤(3)에 끼워져 있는 선회부시(8)는 서로 접촉하며 회전하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 선회부시(8)는 스크롤 압축기의 주파수 변경구동인 인버터구동을 할 때, 낮은 주파수 범위(낮은 회전수)에서는 구동축(5)의 원심력이 작아져 구동축(5)의 윤활유로(9)를 통한 윤활유의 충분한 공급이 이루어지지 않게 된다. 따라서 구동축(5)의 회전부시(7)와 선회스크롤(3)의 선회부시(8) 사이에 윤활이 충분히 이루어지지 않아 회전부시(7)와 선회부시(8) 사이에 금속접촉이 발생하여 마찰로 인해 마모가 생기게 된다. 그리고 이러한 마찰이 심하면 열이 발생하여 소부(燒付)현상까지도 일어나게 된다. 이로 인해 압축기의 신뢰성이 떨어지고 수명이 감소하게 된다. 또한 상기와 같은 인버터구동 초기의 금속접촉은 압축기 소음의 원인도 된다.

그리고 지구환경문제로 인해 HCFC를 규제함에 따라 대체냉매인 HFC계 냉매를 사용하는 경우 냉매의 윤활성 저하로 마모가 더욱 심해지는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술에 의한 스크롤 압축기의 선회부시의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온윤활성이 양호한 재료를 사용한 선회부시를 사용하여 신뢰성이 높고 수명이 긴 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 스크롤 압축기의 선회부시의 재질을 그라파이트를 주성분으로 하고, Pb를 약 30-50%혼합하여 구성함을 특징으로 하는 스크롤압축기의 선회부시에 의해 달성되어진다.

그리고 본 발명의 상기와 같은 목적은 스크롤 압축기의 선회부시의 재질을 그라파이트 50∼70%와, Pb 30∼50%를 혼합하여 구성함을 특징으로 하는 스크롤압축기의 선회부시를 제공하는 것에 의하여 달성된다.

또한 본 발명의 목적은 스크롤압축기의 선회부시의 재질을 그라파이트 50∼70%와, SiC 1∼10% 및 Pb 30∼50%를 혼합하여 구성함을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회부시를 제공하는 것에 의하여 달성된다.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시례를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 종래 기술의 것과 동일한 것은 동일부호를 사용하여 설명한다.

본 발명에 의한 선회부시(8)는 그 재질자체가 고운 윤활성을 지닌 것으로 구성된다. 즉 선회부시(8)를 이루는 재료의 재질을 그 주성분이 윤활성을 지니면서 고온특성이 양호한 재질인 그라파이트를 사용한다. 일반적으로 그라파이트는 카본(carbon)으로 구성된 것이다.

그리고 이러한 그라파이트에 Pb를 약 30-50%를 혼합하여 만든 재료로 선회부시(8)를 제작하게 된다.

그리고 본 발명의 다른 실시례로서 다음과 같은 구성을 가진 재질을 사용하여 선회부시(8)를 제작한 것이 있다.

즉 그라파이트만으로 충분한 강도를 유지하지 못할 경우, 선회부시(8)의 주성분을 그라파이트와 SiC로 하고 여기에 Pb를 혼합하여서 된 재질을 사용하여 선회부시(8)를 제작하게 된다. 여기서 각 성분의 구성비율은 그라파이트를 50-70%로 하고, SiC를 1-10%로 하고 여기에 Pb를 30-50%로 하여 구성한다.

상기와 같은 재료를 가지고 본 발명에 의한 선회부(8)를 제작하는 과정은, 제4도에 도시한 바와 같은 공정으로 이루어진다. 먼저 그라파이트 분말 혹은 그라파이트 분말과 SiC가 일정비율로 섞인 것을 분말성형 및 예비소결에 의하여 부시형태의 프리폼(preform)(미도시)으로 가압성형을 한다. 이와 같이 가압성형된 프리폼을 소결하여 선회부시(8)를 만들게 된다. 그리고 이와 같이 소결된 프리폼에 Pb를 충전하기 위해서 용침하는 과정을 거친다. 즉 소결물인 프리폼을 Pb에 침지시켜 Pb를 충전시키게 된다.

이때 Pb는 소결온도가 높아짐에 따라 일시적으로 프리폼 상태인 소결물에 빨려들어가게 된다.

이와 같이 성형된 선회부시의 조직을 보이는 제3도를 보면, 그라파이트 혹은 그라파이트와 SiC에 Pb가 둥근 형상으로 균일하게 분포됨을 알 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 선회부시(8)는 스크롤 압축기의 선회스크롤(3)에 끼워져 사용되는데, 특히 인버터 구동이 될 경우, 저주파수 범위에서 압축기가 운전될 때 회전축을 통해 선회부시(8)에 윤활유가 거의 공급되지 않더라도 선회부시의 재질 자체가 고온 윤활성을 가지므로 압축기의 구동이 무리없이 된다.

그리고 이러한 구성을 가지는 재질은 인버터방식으로 구동되는 로타리압축기, 스크롤압축기의 베어링이나 부시등에 사용되어 질 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 선회부시는 충분한 윤활유가 공급되어지지 않는 상황에서도 선회부시 자체의 소부가 발생치 않으므로 압축기의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한 대체냉매인 HFC계 냉매에 적용하더라도 마모량이 현격히 줄어들어 압축기의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

상술한 본 발명의 선회부시를 다음 표와 같은 성분으로 7개의 시료를 제작하여 마모량을 측정하였다.

각 시료들은 상술한 바와 같은 공정을 거쳐 제조하였으며, 선회부시를 제외하고 나머지 부품은 동일한 부품으로 조립하여 기존의 R22의 대체 냉매인 R410A 냉매를 주입한 상태에서 과부하 조건(Ps/Pd = 10/40 ㎏/㎠)으로 3개월 연속 운전후 절개하여 선회부시의 마모량을 측정하였다.

실험 결과에 따르면 제5도에서 보듯이 Pb량이 10%에서는 25㎛이었으며, Pb량이 20%인 경우에는 14㎛로 마모가 심한 반면, Pb량이 30∼50%인 경우에는 Pb량이 증가할수록 마모량이 감소함을 알 수 있었다.

한편, 그라파이트의 강도 보강용으로 SiC를 첨가할 경우 10% 이상에서는 SiC의 고온 경도로 인하여 오히려 마모가 증가하였으며, 따라서 SiC는 10% 이하로 하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

따라서 그라파이트 +Pb합금의 경우 Pb량을 30∼50%로 하고, 그라파이트 + SiC + Pb인 경우에는 그라피이트를 50% 이상, SiC를 10% 이하로 하고 나머지를 Pb로 조성하는 것이 R410A 냉매에 대하여 양호한 내마모성을 나타냄을 알 수 있었다.

Claims (2)

1. 스크롤 압축기의 선회부시의 재질을 그라파이트 50∼70%와, Pb 30∼50%를 혼합하여 구성함을 특징으로 하는 스크롤압축기의 선회부시.
2. 스크롤압축기의 선회부시의 재질을 그라파이트 50∼70%와, SiC 1∼10% 및 Pb 30∼50%를 혼합하여 구성함을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회부시.