KR0171284B1 - 공냉식 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공냉식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 압축기의 압축에 의해 고온이된 냉매가스에 의해서 압축기내가 고온이 되는 것을 방지하기 위하여, 고정스크롤과 메인 프레임을 냉각시키도록 한 것이다.

이와같은 본 발명은 목적은 스크롤 압축기의 외부에서 흡입되는 공기를 압축기내로 유입시키는 유입수단과, 상기 유입수단에 의해서 유입된 공기를 순환시켜서 고정스크롤과 메인 프레임을 냉각시키는 냉각수단을 구비하여 압축기내에서 발생한 열을 냉각시켜 압축기의 효율을 상승시킴으로서 상기의 목적을 이룰수 있도록 하였다.

Description

공냉식 스크롤 압축기

제1도는 일반적인 공냉식 스크롤 압축기의 단면도.

제2도는 본 발명의 공냉식 스크롤 압축기의 단면도.

제3도는 본 발명의 공냉식 스크롤 압축기로서,

(a)는 고정 스크롤의 단면도.

(b)는 고정스크롤의 평면도.

제4도는 본 발명의 공냉식 스크롤 압축기로서,

(a)는 메인 프레임의 단면도.

(b)는 메인 프레임의 평면도.

제5도는 본 발명의 공냉식 스크롤 압축기의 터보기 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 회전자 102 : 고정자

103 : 크랭크축 104 : 선회스크롤

105 : 고정스크롤 106 : 고정스크롤 홀

107 : 메인 프레임 108 : 메인 프레임 홀

109 : 토출관 110 : 밀폐용기

111 : 터보기 112 : 임펠러

113 : 레이디얼 팬 114 : 축

115 : 흡입관통구멍 116 : 토출구

117 : 토출실 118, 118', 118' : 파이프

본 발명은 공냉식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축기의 압축에 의해 고온이 된 냉매가스에 의해서 압축기내가 고온이 되는 것을 방지하기 위하여, 고정스크롤과 메인 프레임을 냉각시키므로서 압축기의 효율이 상승되도록 한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기와 그 주변부의 구성은 제1도에서와 같이 설명한다.

제1도에서와 같이 회전동력을 발생시키는 고정자(1) 및 회전자(2)와, 상기 회전자(2)에 열박음되어 있는 크랭크축(3)과, 상기 크랭크축(3)의 중심과 편심된 중심을 가지는 회전핀(4)과, 상기 회전핀(4)의 외주를 둘러싸는 회전부시(5)와, 상기 회전부시(5)의 외주면에 설치되어 선회운동으로 흡입관(6)에서 흡입한 냉매가스를 압축하는 선회스크롤(7)과, 상기 선회스크롤(7)이 자전운동을 유지하기 위해 사용하는 올담링(10)과, 상기 선회스크롤(7)상면에 대향하여 고정되어 있는 고정스크롤(8)과, 상기 고정스크롤(8) 내부의 압축실(9)과, 상기 압축실(9)을 빠져나온 고압의 냉매가스를 토출하는 토출구(11)와, 상기 토출구(12)에서 토출된 고압의 냉매가스의 잠시 머무르는 토출실(12)과, 상기토출실(12)에 머무르는 고압의 냉매가스를 외부로 토출하는 토출관(13)과, 상기 부품들을 모두 포함하는 밀폐용기(19)로 구성되어 있다.

그리고 상기 고정스크롤(8)과 상부격막(14) 사이에는 배압홀(15)을 통해 끌어들인 압축실(9)의 압력을 이용하여 고정스크롤(8)을 선회스크롤(7)쪽으로 밀어주는 배압실(16)이 있다.

그리고 미설명 부호 18은 상기 고정스크롤(8)을 볼트체결로 메인 프레임(17)에 고정시키는 리프스프링(leap spring)이다.

이와같이 구성된 종래의 스크롤 압추기의 동작 설명과 이에 따른 문제점을 다음에서 설명한다. 제1도에서 도시한 바와같이 흡입관(6)을 통해서 흡입된 냉매가스는 선회스크롤(7)의 선회에 따라 스크롤 원주의 두부분에서 동시에 흡입된다.

이때 흡입관(6)을 통해서 흡입된 냉매가스는 고정스크롤(8)과 선회스크롤(7)의 운동에 의해 압축이 이루어진다.

이때 형성되는 두개의 대칭인 초승달 모양의 포켓(pocket)은 체적이 감소하면서 중심을 향하여 압축, 이동한다.

그리고 중심에서 압축된 포켓쌍이 서로 혼합되어 토출구(11)을 통해서 토출된다.

이때 냉매가스는 고정스크롤(8)에 형성된 토출구(11)을 통해 토출되고, 토출된 냉매가스는 토출실(12)에 잠시 머무른 후 토출관(13)을 통해 토출된다.

대개 흡입에서 토출까지의 과정은 크랭크축(3)이 2∼3회 정도 회전하면 완성된다.

그리고 회전자(2)와 고정자(1)에 의해 크랭크축(3)이 회전하게 되면, 편심된 회전핀(4)에 의해서 선회스크롤(7)은 자전운동을 하게된다.

이때 선회스크롤(7)이 자전운동을 유지하기 위해 올담링(10)을 사용한다.

그러나 이와같은 종래의 스크롤 압축기는 흡입관을 통해 흡입된 냉매 가스가 압축되어 고온이 됨에 따라 고정스크롤과 선회스크롤의 랩(wrap)이 팽창되어 축방향으로 냉매가스가 누설이 발생하여 신뢰성 저하 및 효율이 저감되는 문제점이 있었다.

그리고 압축기 내부는 밀폐된 공간으로서 흡입된 냉매가스를 이용하여 압축기 내부를 냉각시키지만, 밀폐된 공간 내에서의 압축기 내부의 냉각에는 제한이 따르므로 압축기의 압축에 의해 냉배가스가 고온이 되어 압축기의 효율이 저감되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 밀폐된 스크롤 압축기내에서 냉매가스가 압축되어 냉매가스가 고온이 됨으로서 압축기내가 고온이 되는 것을 방지하기 위하여 외부에서 흡입되는 공기를 압축기내로 유입시키는 유입수단과, 상기 유입수단에 의해서 유입된 공기를 순환시켜서 고정스크롤과 메인 프레임을 냉각시키는 냉각수단을 구비함으로서, 스크롤 압축기내에서 발생한 열을 유입수단에 의해 외부에서 유입된 공기가 흡수하여 고정스크롤과 메인 프레임을 냉각시킨후 압축기 외부로 공기를 토출시켜 스크롤 압축기의 효율을 상승시키도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 스크롤 압축기와 그 주변부의 구성은 제2도내지 제5도에서와 같이 설명한다.

제2도내지 제5도에서와 같이 회전동력을 발생시키는 고정자(102) 및 회전자(101)와, 상기 회전자(101)에 열박음되어 잇는 크랭크축(103)과, 상기 크랭크축(103)의 회전에 의해 선회운동하며 흡입관에서 흡입된 냉매가스를 압축하는 선회스크롤(104)과, 상기 선회스크롤(104) 상면에 대향하여 고정되어 있는 고정스크롤(105)과, 상기 고정스크롤(105)에 흡입된 공기가 유동되도록 고정스크롤(105)을 관통한 고정스크롤 홀(106)과, 상기 고정스크롤(105)을 고정시키는 메인 프레임(107)과, 상기 메인프레임(107)에 흡입된 공기가 유동되도록 메인 프레임(107)을 관통한 메인 프레임 홀(108)과, 상기 고정스크롤(105)내에 형성된 압축실을 빠져나온 고압의 냉매가스를 토출하는 토출구(116)와, 상기 토출구(116)에서 토출된 고압의 냉매가스가 잠시 머무르는 토출실(117)과, 상기 토출실(117)에 머무르는 고압의 냉매가스를 외부로 토출하는 토출관(109)과, 상기 부품들을 모두 포함하는 밀폐용기(110)와, 상기 토출관(109)에 형성된 터보기(111)로 구성한다.

상기 터보기(111)는 제5도와 같이 토출관(109)을 통해 토출되는 고압의 냉매가스에 의해서 회전하는 임펠러(112)와, 상기 임펠러(112)의 일단에 연결된 축(114)의 하단에는 입펠러(112)의 회전에 의해 회전하며, 흡입된 공기를 고정스크롤 홀(106)로 보내는 레이디얼 팬(113)과, 상기 레이디얼 팬(113)에 의해서 유동되는 공기를 고정스크롤 홀(106)에 보내기 위해서 구비된 파이프(118)과, 상기 고정스크롤 홀(108)과 메인 프레임 홀(108)을 연결시켜주는 파이프(118')와, 상기 메인 프레임 홀(108)을 통과한 흡입된 공기를 외부로 토출되도록 메인 프레임 홀(108)과 연결된 파이프(118)와, 상기 파이프(118)(118')(118)가 고정스크롤 홀(106)과 메인 프레임 홀(108)과 연결 결합되도록 밀폐용기(110)에 형성된 흡입관통구멍(115)으로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 제2도내지 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 제2도내지 제5도에서 도시한 바와같이 흡입관을 통해서 흡입된 냉매가스는 선회스크롤(104)의 선회에 따라 스크롤 원주의 두부분에서 동시에 흡입이 이루어지며, 냉매가스는 선회 스크롤(104)과 고정스크롤(105)의 운동에 의해 압축된다.

이때 형성되는 두 개의 대칭인 초승달 모양의 포켓(poket)은 체적이 감소하면서 중심을 향하여 압축, 이동되며, 압축된 포켓쌍이 서로 혼합되어 냉매가스는 토출구(116)를 통해 토출되고, 토출되는 냉매가스는 토출실(117)에 잠시 머무른 후, 토출관(109)을 통해 외부로 토출이 이루어진다.

그리고 회전자(101)와 고정자(102)에 의해 크랭크축(103)이 회전하게 되며, 편심된 회전핀에 의해서 선회스크롤(104)은 자전운동을 한다.

대개 흡입에서 토출까지의 과정은 크랭크축(103)이 2∼3회 정도 회전하면 완성된다.

여기서 스크롤 압축기는 냉매가스가 압축되면 냉매가스가 고온이 되어 스크롤 압축기가 고온이 됨으로서 고정스크롤(105)과 선회스크롤(104)의 랩(wrap)이 열팽창하여 축방향으로 냉매가스가 누설된다.

이를 방지하기 위해서는 스크롤 압축기에 형성된 고정스크롤(105)과 메인 프레임(107)을 냉각시키면 된다.

고정스크롤(105)과 메인 프레임(107)을 냉각시키기 위해 제3도와 제4도에서와 같이 고정스크롤(105)과 메인 프레임(107)을 관통하는 고정스크롤 홀(106)과 메인 프레임 홀(108)을 형성하고, 형성된 홀(106)(108)은 제3도의 (b)와 제4도의 (b)와 같이 홀(106)(108)에 빗금친 부분을 메꾸어 홀(106)(108)을 ㄷ자형 모양으로 형성한다.

그래서 제2도에서 도시된 바와같이 터보기(111)에 의해서 흡입된 공기는 고정스크롤(105)에 형성된 고정스크롤 홀(106)을 통과하면서 고정스크롤(105)에 있는 열을 흡수한다.

이때 터보기(111)와 고정스크롤 홀(106)은 파이프(118)로 연결한다.

그리고 고정스크롤 홀(106)과 메인 프레임(107)에 형성된 메인 프레임 홀(108)을 파이프(118')로 연결시켜, 터보기(111)에 의해 흡입된 공기가 계속해서 고정스크롤 홀(106)을 통과후 메인 프레임 홀(108)을 통과하면서 메인 프레임(107)에 있는 열을 흡수하여, 고정스크롤(105)과 메인 프레임(107)을 냉각시킨후, 파이프(118)를 통해 스크롤 압축기 외부로 열을 흡수한 공기를 토출한다.

이때 파이프(118)(118)')(118)와 고정스크롤 홀(106)과 메인 프레임 홀(108)을 연결시키기 위해, 스크롤 압축기의 밀폐용기(110)의 표면에 흡입관통구멍(115)을 형성한다.

여기서 홀(106)(108)내로 공기를 유동시키는 터보기(111)는 제5도에서 도시한 바와같이 토출관(109)을 통해 토출되는 냉매가스의 압력과 속도를 이용하여 토출관(109)에 형성된 임펠러(112)를 회전시킨다.

이때 임펠러(112)의 일단에 연결된 축(114)의 하단에 결합되어 있는 레이디얼 팬(113)은 임페러(112)의 회전에 의해 레이디얼 팬(113)도 회전하며, 회전하는 레이디얼 팬(113)에 의해서 외부에서 공기의 흡입이 이루어진다.

흡입된 공기는 터보기(111)에 의해서 고정스크롤 홀(106)을 통과후 메인 프레임 홀(108)을 통과하고 나서 스크롤 압축기의 외부로 토출된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 밀폐된 스크롤 압축기는 효율적인 냉각이 안되고 모터 발열에 의해 스크롤 압축기내가 고온이 되는 것을 방지하기 의해, 고정스크롤과 메인 프레임을 관통하는 홀을 형성하여, 고정스크롤과 메인 프레임을 동시에 냉각 시키므로서 선회스크롤과 고정스크롤의 랩(wrap)이 열팽창되어 축방향으로 냉매가스가 누설되는 것을 방지하고, 신뢰성을 증가시켜서 스크롤 압축기의 효율을 상승시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 밀폐된 스크롤 압축기 내에서 냉매가스가 압축되어 냉매가스가 고온이 되므로써 압축기내가 고온이 되는 것을 방지하기 위하여 외부에서 흡입되는 공기를 압축기내로 유입시키는 유입수단으로서 임펠러와 팬을 구비하고, 상기 유입수단에 의하여 유입된 공기를 순환시켜서 고정스크롤과 메인프레임을 냉각시키는 냉각수단으로서 상기 고정스크롤과 메인프레임을 관통하는 홀과 연결파이프가 형성된 것을 특징으로 하는 공냉식 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서, 팬은 레이디얼 팬인 것을 특징으로 하는 공냉식 스크롤 압축기.