KR100308288B1 - 스크롤압축기의역회전방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것으로, 종래 스크롤 압축기의 역회전을 방지하기 위한 기계적 장치들은 압축기의 운전이 정지되는 시점에서 압축기에 의해 압축된 고압 가스의 재팽창이 압축 기구부 내에서 발생하므로 인해 압축기를 역회전시켜 이상 소음의 발생과 함께 급유의 불안정, 고속 역회전에 의한 압축 기구부의 손상 등을 초래하는 현상을 방지하기 위해 설치되었다고는 하나, 그 구조에 따라 설치하기 위한 비용이 많이 소요되어 제작 단가가 상승하게 되고, 운전의 정지시 역회전과 함께 이상 소음이 많이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었던 바, 본 발명은 고정 스크롤의 상면에 결합된 고저압 분리판에 고정 스크롤의 토출 포트를 통해 냉매 가스와 함께 토출되는 오일을 분리하기 위한 유분리관이 설치되고, 상기 고정 스크롤의 상면에는 유분리관에 의해 분리된 오일을 저장하여 기기의 정지시 선회 스크롤의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤의 랩에 의해 형성된 압축 공간인 포켓으로 저장된 오일이 흘러 들어가도록 하기 위한 오일 저장홈이 형성되므로 스크롤 압축기의 내부에 윤활 등의 목적으로 주입되는 오일의 비압축성을 이용하여 운전의 정지시 역회전과 함께 발생되는 이상 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조의 단순화에 따른 제작 단가를 크게 절감시킬 수 있게 된다.

Description

스크롤 압축기의 역회전 방지구조{COUNTER REVOLUTION INTERRUPTION STRUCTURE OF A SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기의 내부에 윤활 등의 목적으로 주입되는 오일의 비압축성을 이용하여 운전의 정지시 역회전과 함께 발생되는 이상 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 공조기 및 냉동기 등에 사용되는 유체 압축기의 한 형태인 종래의 스크롤 압축기는 도 1 내지 도 3a에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 체적을 갖는 밀폐 용기(10)내의 상,하부에 각각 상부 및 하부 프레임(14)(15)이 설치되고, 상기 상부 및 하부 프레임(14)(15)의 사이에는 모터(16)를 이루는 고정자(17) 및 회전자(18)가 설치되며, 상기 회전자(18)의 중앙을 관통하여 회전자(18)의 회전에 따라 연동하도록 설치된 크랭크축(11)의 상단에는 편심부(19)가 형성되고, 편심부(19)에는 반경 방향으로 가변되고 접선 방향으로 크랭크축(11)의 회전력을 전달받는 슬라이드 부시(20)가 삽입된다.

또한, 상부 프레임(14) 상에는 인벌류트 형상의 랩(1a)이 형성된 고정 스크롤(1A)이 고정되고, 고정 스크롤(1A)에 형성된 랩(1a)에는 슬라이드 부시(20)와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤(5)의 랩(5a)이 선회 가능하게 맞물리도록 설치되는데, 상기 선회 스크롤(5)의 하부는 크랭크축(11)의 편심부(19)에 삽입된 슬라이드 부시(20)와 결합되며, 상기 선회 스크롤(5)의 하부에는 선회스크롤(5)의 자전을 방지하는 자전 방지기구인 올담링(21)과 결합된다.

그리고, 밀폐 용기(10) 내의 고정 스크롤(1A) 상면에는 밀폐 용기(10)의 내부를 토출실(H)과 저압실(L)로 분리하는 고저압 분리판(2a)이 복수개의 볼트(22)에 의해 결합되고, 상기 고저압 분리판(2a)의 중앙에는 압축 공간인 포켓 공간에서 압축된 고온 및 고압의 냉매 가스의 흐름을 조절하기 위한 판형 첵크 밸브(23) 및 하우징(24)이 결합되며, 상기 밀폐 용기(8)의 측부에는 냉매 가스가 흡입 및 토출되는 흡입관(8) 및 토출관(9a)이 설치되고, 상기 고정 스크롤(1A)의 중앙에는 토출 포트(3)가 형성되며, 상기 밀폐 용기(10)의 하부에는 슬라이딩되는 부분에 공급되는 오일이 채워지도록 구성된다.

상기한 바와 같은 각 구성 부품을 포함하여 구성된 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 인가되는 전류에 의해 모터(16)의 회전자(18)가 회전하게 되면 회전자(18)의 회전에 의해 크랭크축(11)이 회전하면서 편심부(19)의 편심된 거리를 반경으로 하여 선회 스크롤(5)을 원운동, 즉 공전 운동시키게 된다.

상기 선회 스크롤(5)은 자전 방지기구인 올담링(21)에 의해 자전이 방지되면서 크랭크축(11)의 중심을 원점으로 하여 선회 반경만큼 떨어진 거리에서 선회원을 그리며 선회 운동을 하게 되는데, 이때 상기 선회 스크롤(5)의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤(1A)(5)의 랩(1a)(5a)에 의해 압축 공간인 포켓(P)이 형성되며, 이와 같은 포켓(P)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 지속되는 선회 운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입되는 냉매 가스를 압축하여 고정 스크롤(1A)의 토출 포트(3)를 통해 토출시키게 된다.

상기한 선회 스크롤(5)의 선회 운동에 의해 선회 및 고정 스크롤(5)(1A)의 랩(5a)(1a)이 이루는 포켓(P)에서 압축된 고온 및 고압 상태의 냉매 가스는 고정 스크롤(1A)의 토출 포트(3)를 통해 토출되어 밀폐 용기(10)의 내부를 토출실(H)과 저압실(L)로 분리하는 고저압 분리판(2a)과 첵크 밸브(23) 및 하우징(24)을 통해 토출실로 유입되고, 이 토출실로 유입된 냉매 가스는 토출관(9a)을 통해 응축기(도시는 생략함)로 유입된다.

그리고, 스크롤 압축기의 운전중 잠시 운전을 정지한 후 다시 운전될 경우에는 토출실의 가스가 저압실로 역류되어 토출 포트(3)를 통해 고정 및 선회 스크롤(1A)(5)의 랩(1a)(5a)에 의해 형성되는 포켓(P)의 내부로 유입되어 선회 스크롤(5)을 역회전시키게 되므로 랩(1a)(5a)의 파손 및 소음을 발생시킬 뿐만 아니라 압축 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 고저압 분리판(2a)에 설치된 판형 첵크 밸브(23) 및 하우징(24)이 토출실의 가스가 저압실로 역류하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기한 스크롤 압축기의 역회전을 방지하기 위해 도 3b와 같이, 고압실(H) 내부의 토출관(9a)에 첵크 밸브(23a)를 설치하거나, 도 3c에 도시한 바와 같이, 고정 스크롤(1A)의 토출 포트(3) 일측에 첵크 밸브(23b)를 설치하거나, 또는 크랭크축(11)과 상부 프레임(14) 또는 하부 프레임(15)의 사이에 크랭크축(11)의 역회전을 방지하는 일방향 클러치(도시는 생략함) 등의 기계적 장치들을 설치하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 스크롤 압축기의 역회전을 방지하기 위한 기계적 장치들은 압축기의 운전이 정지되는 시점에서 압축기에 의해 압축된 고압 가스의 재팽창이 압축 기구부 내에서 발생하므로 인해 압축기를 역회전시켜 이상 소음의 발생과 함께 급유의 불안정, 고속 역회전에 의한 압축 기구부의 손상 등을 초래하는 현상을 방지하기 위해 설치되었다고는 하나, 그 구조에 따라 설치하기 위한 비용이 많이 소요되어 제작 단가가 상승하게 되고, 운전의 정지시 역회전과 함께 이상 소음이 많이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스크롤 압축기의 내부에 윤활 등의 목적으로 주입되는 오일의 비압축성을 이용하여 운전의 정지시 역회전과 함께 발생되는 이상 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조의 단순화에 따른 제작 단가를 크게 절감시킬 수 있는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 고정 스크롤과 선회 스크롤의 랩이 흡입되는 냉매 가스를 압축하여 토출시의 작동 상태를 순차적으로 나타낸 평면도

도 3a 와 도 3b 및 도 3c는 종래의 첵크 밸브가 각각 설치된 상태를 나타낸 종단면도

도 4는 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1; 고정 스크롤 2; 고저압 분리판

3; 토출 포트 4; 유분리관

6; 오일 저장홈 7; 돌출부

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 밀폐 용기의 내부에 모터의 회전자와 연동되는 크랭크축이 설치되고, 메인 프레임의 상부에 인벌류트 형상의 랩이 형성된 고정 스크롤이 고정되며, 고정 스크롤에 형성된 랩에는 슬라이드 부시와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤의 랩이 선회 가능하게 맞물리도록 설치되는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤의 상면에 결합된 고저압 분리판에 고정 스크롤의 토출 포트를 통해 냉매 가스와 함께 토출되는 오일을 분리하기 위한 유분리관이 설치되고, 상기 고정 스크롤의 상면에는 유분리관에 의해 분리된 오일을 저장하여 기기의 정지시 선회 스크롤의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤의 랩에 의해 형성된 압축 공간인 포켓으로 저장된 오일이 흘러 들어가도록 하기 위한 오일 저장홈이 형성되며, 상기 유분리관의 하단과 대향되는 고정 스크롤의 상면에는 분리된 적정량의 오일이 토출되지 않도록 하기 위한 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조를 제공한다.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 밀폐 용기의 내부에 모터의 회전자와 연동되는 크랭크축이 설치되고, 메인 프레임의 상부에 인벌류트 형상의 랩이 형성된 고정 스크롤이 고정되며, 고정 스크롤에 형성된 랩에는 슬라이드 부시와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤의 랩이 선회 가능하게 맞물리도록 설치되는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤 상측의 토출실에 연결되는 토출관에 고정 스크롤의 토출 포트를 통해 냉매 가스와 함께 토출되는 오일을 분리하기 위한 유분리관이 연통 설치되고, 상기 고정 스크롤의 상면에는 유분리관에 의해 분리된 오일을 저장하여 기기의 정지시 선회 스크롤의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤의 랩에 의해 형성된 압축 공간인 포켓으로 저장된 오일이 흘러 들어가도록 하기 위한 오일 저장홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조를 제공한다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도로서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 본 발명을 설명한다.

본 발명은 스크롤 압축기에 설치되는 고정 스크롤(1)의 상면에 결합된 고저압 분리판(2)에 상기 고정 스크롤(1)의 토출 포트(3)를 통해 냉매 가스와 함께 토출되는 오일을 분리하기 위한 유분리관(4)이 수직으로 설치되고, 상기 고정 스크롤(1)의 상면에는 유분리관(4)에 의해 분리된 오일을 저장하여 기기의 정지시 선회 스크롤(5)의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤(1)(5)의 랩(1a)(5a)에 의해 형성된 압축 공간인 포켓(P)으로 저장된 오일이 흘러 들어가도록 하기 위한 복수개의 오일 저장홈(6)이 형성되며, 상기 유분리관(4)의 하단과 대향되는 고정 스크롤(1)의 상면에는 분리된 적정량의 오일이 토출되지 않도록 하기 위한 돌출부(7)가 형성되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 4에 도시한 바와 같이, 스크롤 압축기의 운전시 흡입관(8)으로부터 흡입된 냉매 가스는 저압실(L)을 거쳐 고정 및 선회 스크롤(1)(5)의 랩(1a)(5a)에 의해 형성된 압축 공간인 포켓(P)을 거치면서 압축되어 상기 고정 스크롤(1)의 토출 포트(3)를 통과하여 고정 스크롤(1)의 상면에 결합된 고저압 분리판(2)에 수직으로 설치된 유분리관(4)을 거쳐 토출실(H)로 토출되어 토출관(9)을 통해 응축기로 향하게 된다.

이때, 상기 스크롤 압축기의 밀폐 용기(10)내 하부의 오일 탱크에 고여 있던 오일은 크랭크축(11) 하단의 오일 펌프(12)에 의해 펌핑되어 상기 크랭크축(11) 내부의 오일 공급공(13)을 거쳐 각각의 압축 기구부를 윤활하고, 저압실(L) 내부를 비산하며 냉매 가스에 의해 냉각되어 하부의 오일 탱크로 되돌아가는 한편, 오일의 일부분은 냉매 가스와 함께 고정 및 선회 스크롤(1)(5)의 랩(1a)(5a)에 의해 형성된 압축 공간인 포켓(P) 내부로 흡입되어 포켓(P)의 밀봉 작용을 도우면서 포켓(P) 내부를 윤활하게 되며, 상기 토출 포트(3)를 통해 토출실(H)로 토출되는데, 이 오일은 냉매 가스와 함께 응축기, 증발기를 거쳐 상기 흡입관(8)으로 회수되게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 스크롤 압축기가 운전후 정지시에는 고압실(H) 내부와 응축기의 냉매 압력은 저압실(L)의 냉매 압력보다 상대적으로 높기 때문에 상기한 냉매 흐름의 역방향으로 흐르려고 하는 힘을 갖게 되므로 인해 상기 포켓(P)으로 토출 포트(3)를 통해 흘러 들어온 토출실(H)의 냉매 가스는 선회 스크롤(5)의 역회전과 함께 팽창되어 각각의 압축 기구부를 역으로 운동시키면서 저압실(L)로 흐르게 되는 데, 이러한 현상은 각 압축 기구부의 불안정한 운동으로 큰 소음을 유발시키며, 급유 구조의 기능 상실로 압축기의 신뢰성을 저하시키는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전술한 고정 스크롤(1)의 토출 포트(3)를 통해 냉매 가스와 함께 토출된 오일이 압축기의 정지시 포켓(P)으로 흘러 들어가도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 상기 고정 스크롤(1)의 상면에 복수개의 오일 저장홈(6)을 형성시켜 압축기의 운전중 고정 스크롤(1)의 상면에 결합된 고저압 분리판(2)에 수직으로 설치되어 있는 유분리관(4)에 의해 냉매 가스와 함께 분리된 오일이 상기 복수개의 오일 저장홈(6)에 저장되므로 압축기의 운전후 정지시 저장된 오일이 상기 토출 포트(3)를 통해 포켓(P)으로 흘러 들어가게 되는 데, 이 오일은 비교적 큰 힘이 작용하더라도 체적의 변화가 생기지 않는, 즉 압축 또는 팽창이 되지 않는 비압축성의 성질을 갖고 있다.

따라서, 상기 포켓(P)으로 흘러 들어온 오일은 포켓(P)의 체적 팽창을 불가능하게 하여 선회 스크롤(5)의 역회전을 억제시키므로 압축기의 정지시에 발생하는 비교적 큰 소음을 방지할 수 있으며, 압축 기구부의 역회전에 의한 손상을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 유분리관(4)의 하단과 대향되는 고정 스크롤(1)의 상면에는 돌출부(7)가 형성되어 있으므로 상기 유분리관(4)에 의해 분리된 적정량의 오일이 토출되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 유분리관(4)을 밀폐 용기(10) 내부의 토출관(9)과 연통 설치함으로써 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 스크롤 압축기의 운전이 정지되는 시점에서 압축된 고압 냉매 가스의 재팽창이 압축 기구부 내에서 발생함에 따라 압축기를 역회전시켜 이상 소음의 발생과 함께 급유의 불안정, 선회 스크롤의 고속 역회전에 의한 압축 기구부의 손상 등을 초래하는 현상을 압축기의 내부에 윤활 등의 목적으로 주입되는 오일의 특성인 비압축성을 이용하여 운전의 정지시 역회전과 함께 발생되는 이상 소음을 효율적으로 저감시켜 기기를 항상 정숙한 상태에서 사용할 수 있으며, 구조의 단순화에 따른 제작 단가를 절감시킬 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 발명이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 또한 설명하였으나, 본발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 밀폐 용기의 내부에 모터의 회전자와 연동되는 크랭크축이 설치되고, 메인 프레임의 상부에 인벌류트 형상의 랩이 형성된 고정 스크롤이 고정되며, 고정 스크롤에 형성된 랩에는 슬라이드 부시와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤의 랩이 선회 가능하게 맞물리도록 설치되는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤의 상면에 결합된 고저압 분리판에 고정 스크롤의 토출 포트를 통해 냉매 가스와 함께 토출되는 오일을 분리하기 위한 유분리관이 설치되고, 상기 고정 스크롤의 상면에는 유분리관에 의해 분리된 오일을 저장하여 기기의 정지시 선회 스크롤의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤의 랩에 의해 형성된 압축 공간인 포켓으로 저장된 오일이 흘러 들어가도록 하기 위한 오일 저장홈이 형성되며, 상기 유분리관의 하단과 대향되는 고정 스크롤의 상면에는 분리된 적정량의 오일이 토출되지 않도록 하기 위한 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.
2. 밀폐 용기의 내부에 모터의 회전자와 연동되는 크랭크축이 설치되고, 메인 프레임의 상부에 인벌류트 형상의 랩이 형성된 고정 스크롤이 고정되며, 고정 스크롤에 형성된 랩에는 슬라이드 부시와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤의 랩이 선회 가능하게 맞물리도록 설치되는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤 상측의 토출실에 연결되는 토출관에 고정 스크롤의 토출 포트를 통해 냉매가스와 함께 토출되는 오일을 분리하기 위한 유분리관이 연통 설치되고, 상기 고정 스크롤의 상면에는 유분리관에 의해 분리된 오일을 저장하여 기기의 정지시 선회 스크롤의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤의 랩에 의해 형성된 압축 공간인 포켓으로 저장된 오일이 흘러 들어가도록 하기 위한 오일 저장홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.