KR100308291B1

KR100308291B1 - 스크롤압축기의올담링구조

Info

Publication number: KR100308291B1
Application number: KR1019980063579A
Authority: KR
Inventors: 정찬화
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2002-01-12
Also published as: KR20000046852A

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 올담링구조에 관한 것으로, 환형의 몸체와, 상부프레임에 일직선상으로 형성된 각각의 가이드홈에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 저면에 형성된 하면 돌기와, 상기 상부프레임에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤의 하면에 일직선상으로 형성된 각각의 가이드홈에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 상면에 형성된 상면 돌기로 구성되어 상기 올담링의 하면 돌기와 상면 돌기가 각각 상부프레임의 가이드홈과 선회스크롤의 가이드홈을 따라 움직이면서 선회스크롤의 자전을 방지하는 동시에 선회 운동하게 되는 스크롤 압축기의 올담링에 있어서, 상기 하면 돌기는 몸체의 중심 O를 통과하며 하는 선 CL1상에 형성되며, 상기 상면 돌기는 몸체의 중심 O를 통과하며 상기 선 CL1에 직각을 이루는 선 CL2에 대하여 선회스크롤의 회전 방향과 반대 방향으로 압축기 가동시 올담링 몸체의 탄성변형각 θ보다 큰 각도 a를 가지는 선 Lo상에 형성함으로써, 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 누설 틈새가 발생하는 것을 방지하여 압축기의 운전시 고정스크롤과 선회스크롤의 국부적인 접촉으로 인해 소음이 발생하는 것을 방지하게 된다.

Description

스크롤 압축기의 올담링구조{OLDHAMRING STRUCTURE OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 올담링의 구조를 변경하여 고정스크롤과 선회스크롤 간의 충돌을 방지하여 소음을 저감시키기 위한 스크롤 압축기의 올담링구조에 관한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 체적을 갖는 밀폐용기(1)의 내부 상, 하측에 각각 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 결합되며, 상기 상부프레임(2)과 하부프레임(3)의 사이에는 모터를 이루는 고정자(4) 및 회전자(5)가 설치된다.

그리고 상기 회전자(5)의 중심에는 회전자(5)의 회전에 따라 함께 회전하도록 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 결합되며, 상기 상부프레임(2)에 고정스크롤(7)이 고정된다.

그리고 상기 고정스크롤(7)에 형성된 인벌류트 형상의 랩(7a)에 선회 가능하도록 선회스크롤(8)의 랩(8a)이 맞물려 있으며, 상기 선회스크롤(8)의 하부는 상기 회전축(6)의 편심부(6a)와 결합되어 있다.

또한, 상기 선회스크롤(8)의 하부에는 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 올담링(9)이 결합되어 있다.

그리고 상기 고정스크롤(7)의 상면에는 밀폐용기(1)의 내부를 고압부와 저압부로 분리하도록 고저압 분리판(10)이 다수개의 볼트(11)에 의해 결합되며, 이 고저압 분리판(10)에는 압축공간에서 압축된 고온고압의 냉매가스의 흐름을 조절하는 체크밸브(12) 및 체크밸브하우징(13)이 결합되어 있다.

상기 분리판을 경계로 상기 밀폐용기(1)의 일측면 하부 및 상부에는 각각 밀폐용기(1)에 관통되도록 냉매흡입관(14) 및 냉매토출관(15)이 형성되어 있으며, 또한 상기 밀폐용기(1)의 하부에는 슬라이딩되는 부분에 공급되는 오일이 채워져 있다.

상기한 바와 같은 각 구성 부품을 포함하여 구성된 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 인가되는 전류에 의해 회전자(5)가 회전하게 되면 회전자(5)의 회전에 의해 회전축(6)이 회전하면서 회전축 편심부(6a)의 편심된 거리를 반지름으로 하여 선회스크롤(8)을 공전 운동시키게 된다.

즉, 상기 선회스크롤(8)은 선회스크롤(8)의 하부에 설치된 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 축 중심을 원점으로 하여 선회 반경만큼 떨어진 거리에서 원을 그리며 선회 운동하게 된다.

그리고 상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)의 랩(7a)(8a)에 의해 압축공간(P)이 형성되며 이 압축공간(P)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 지속되는 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입되는 냉매가스를 압축하여 토출포트(7b)를 통해 토출시키게 된다.

상기 구조에서 회전축(6)의 회전력을 전달받아 선회 운동하는 선회스크롤(8)이 자전운동이 방지되면서 선회 운동하도록 하는 종래의 자전방지구조는 다음과 같다.

종래의 스크롤 압축기의 자전방지구조는, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상부프레임(2)의 상면 양측에 일직선상으로 상부프레임 가이드홈(2a)이 각각 형성되어 있고, 원형링으로 형성된 올담링(9)의 하면에 상기 상부프레임 가이드홈(2a)에 삽입되는 양측의 하면 돌기(9a)가 각각 형성되며 상면에 상기 하면 돌기(9a)와 수직선상으로 두개의 상면 돌기(9b)가 각각 형성되어 올담링(9)의 하면 돌기(9a)가 상부프레임 가이드홈(2a)에 삽입되도록 결합된다. 그리고 선회스크롤(8)의 하면에 상기 상면 돌기(9b)에 삽입되는 선회스크롤 가이드홈(8b)이 형성되어 선회스크롤 가이드홈(8b)이 상기 올담링(9)의 상면 돌기(9b)에 삽입되도록 결합되어 이루어진다.

상기 양측 하면 돌기(9a)는 올담링(9)의 중심을 통과하는 선 CL1 상에 형성되며, 상기 상면 돌기(9b)는 올담링(9)의 중심을 통과하며 상기 선 CL1에 직각을 이루는 선 CL2 상에 형성된다. 바꾸어 말하면, 양측 하면 돌기(9a)를 잇는 선 CL1과 양측 상면 돌기(9b)를 잇는 선 CL2는 서로 직각을 이루는 것이다.

상기 선회스크롤(8)의 하부에는 보스부(8c)가 형성되어 있으며, 이 보스부(8c)에 회전축(6)의 편심부(6a)가 삽입 결합되어 회전축(6)의 회전력이 선회스크롤(8)에 전달되며, 상기 선회스크롤(8)은 시계방향으로 선회 운동하면서 냉매가스를 흡입, 압축하게 된다.

상기 회전축(6)의 회전력을 전달받아 선회스크롤(8)이 선회 운동하는 과정은, 먼저 선회스크롤(8)이 회전축의 편심부(6a)에 결합되어 회전축(6)의 회전운동에 의해 편심 거리를 반경으로 하여 원운동하게 된다.

이 원운동은 올담링(9)의 상, 하면에 서로 수직방향을 두고 각각 형성된 상, 하면 돌기(9a,9b)가 상부프레임 가이드홈(2a)과 선회스크롤 가이드홈(8b)을 따라 X축과 Y축상으로 움직이게 되면서 선회스크롤(8)이 자전 운동되는 것이 억제되면서 선회 운동하게 된다.

상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 선회스크롤(8)과 고정스크롤(7)의 랩(7a)이 이루는 압축공간(P)에서 압축된 고온고압 상태의 냉매가스는 토출포트(7b)를 통해 토출되어 고압부와 저압부를 나누는 고저압 분리판(10)의 체크밸브(12)를 통해 고압부로 유입되고 이 고압부로 유입된 냉매가스는 토출관(15)을 통해 응축기로 유입된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 압축기의 운전시 도 6에 도시한 바와 같이 올담링(9)가 탄성변형을 일으켜서 몸체(9)의 중심과 하면 돌기(9a)를 잇는 선 CL1을 기준으로 할 때, 상면 돌기(9b)의 위치가 선회스크롤의 회전 방향으로 변위된다.

도 6에서 L은 상면 돌기(9b)가 변위되었을 때 몸체(9)의 중심과 상면 돌기(9b)를 잇는 선으로서 변위 전의 선 CL2에 대하여 탄성변형각 θ만큼 회전 변위된 것이며, 이는 상면 돌기(9b)가 하면 돌기(9a)에 대하여 탄성변형각 θ만큼 변위되었음을 보이는 것이다.

이러한 올담링의 변위에 의하여 도 7에 도시한 바와 같이 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8) 사이에 냉매가스의 누설 틈새가 발생하며, 상기 틈새에 의해고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)의 국부적인 접촉이 일어나 소음을 발생시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 누설 틈새가 발생하는 것을 방지하여 압축기의 운전시 고정스크롤과 선회스크롤의 국부적인 접촉으로 인해 소음이 발생하는 것을 방지하기 위한 스크롤 압축기의 올담링구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기를 도시한 종단면도.

도 2는 상기 스크롤 압축기의 냉매 압축과정을 순서적으로 도시한 고정스크롤과 선회스크롤의 랩 단면도.

도 3은 상기 스크롤 압축기의 자전방지구조를 도시한 분해사시도.

도 4는 상기 스크롤 압축기에서 자전방지구조의 작동상태를 순서적으로 도시한 자전방지구조의 결합 평면도.

도 5는 종래 기술에 의한 올담링을 보인 평면도.

도 6은 종래 기술에 의한 올담링의 탄성변형된 상태를 보인 평면도.

도 7은 종래 기술에 의한 압축기의 운전시 고정스크롤과 선화스크롤의 결합 상태를 보인 평면도.

도 8은 본 발명에 의한 올담링을 보인 평면도.

도 9는 본 발명에 의한 압축기의 운전시 고정스크롤과 선회스크롤의 결합 상태를 보인 평면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

2 ; 상부프레임 2a ; 상부프레임 가이드홈

8 ; 선회스크롤 8b ; 선회스크롤 가이드홈

9 ; 올담링 몸체 9a ; 하면 돌기

9b ; 상면 돌기

따라서 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 환형의 몸체와, 상부프레임에 일직선상으로 형성된 각각의 가이드홈에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 저면에 형성된 하면 돌기와, 상기 상부프레임에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤의 하면에 일직선상으로 형성된 각각의 가이드홈에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 상면에 형성된 상면 돌기로 구성되어 상기 올담링의 하면 돌기와 상면 돌기가 각각 상부프레임의 가이드홈과 선회스크롤의 가이드홈을 따라 움직이면서 선회스크롤의 자전을 방지하는 동시에 선회 운동하게 되는 스크롤 압축기의 올담링에 있어서, 상기 하면 돌기는 몸체의 중심 O를 통과하며 하는 선 CL1상에 형성되며, 상기 상면 돌기는 몸체의 중심 O를 통과하며 상기 선 CL1에 직각을 이루는 선 CL2에 대하여 선회스크롤의 회전 방향과 반대 방향으로 압축기 가동시 올담링 몸체의 탄성변형각 θ보다 큰 각도 a를 가지는 선 Lo상에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 구조를 제공한다.

상기 각도 a는 압축기가 가동될 때 올담링 몸체에 형성된 각각의 돌기에 작용하는 힘에 의한 변형과, 상기 고정스크롤 또는 상부프레임 가이드홈의 폭과 이에 대응하는 상부프레임 또는 고정스크롤에 형성된 가이드홈의 폭의 차에 의한 틈새의 반과, 상기 선회스크롤 가이드홈에 삽입 결합되는 상면 돌기의 폭과 이에 대응하는 선회스크롤 가이드홈의 폭의 차에 의한 틈새의 반을 합한 양만큼 선회스크롤의 회전방향과 반대방향으로 기울어진 각도인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 올담링구조에 대한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 스크롤 압축기의 올담링은, 도 8에 도시한 바와 같이, 소정의 직경을 가지는 환형의 몸체(9)와, 상부프레임(2)의 상면에 동일선상으로 형성된 각각의 가이드홈(2a)에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 저면에 형성된 하면 돌기(9a)와, 상기 상부프레임(2)에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤(8)의 하면에 일직선상으로 형성된 각각의 가이드홈(8b)에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 상면에 형성된 상면 돌기(9b)로 구성된다.

따라서, 상기 올담링의 하면 돌기(9a)와 상면 돌기(9b)가 각각 상부프레임 가이드홈(2a)과 선회스크롤 가이드홈(8b)을 따라 움직이면서 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 동시에 선회 운동하게 된다.

이때, 도 8에 도시한 바와 같이 상기 하면 돌기(9a)는 몸체(9)의 중심 O를 통과하며 하면 돌기(9a)를 잇는 선 CL1상에 형성되며, 상기 상면 돌기(9b)는 몸체(9)의 중심 O를 통과하며 상기 선 CL1에 직각을 이루는 선 CL2에 대하여 선회스크롤(8)의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 종래 기술에서의 탄성변형각 θ보다 큰 각도 a를 가지는 선 Lo상에 형성된다.

상기 각도 a는 압축기가 가동될 때 올담링 몸체(9)에 형성된 각각의 돌기(9a)(9b)에 작용하는 힘에 의한 변형과, 상기 고정스크롤(7) 또는 상부프레임 가이드홈(2a)의 폭과 이에 대응하는 상부프레임 또는 고정스크롤에 형성된 가이드홈(2a)의 폭의 차에 의한 틈새의 반과, 상기 선회스크롤 가이드홈(8b)에 삽입 결합되는 상면 돌기(9b)의 폭과 이에 대응하는 선회스크롤 가이드홈(8b)의 폭의 차에 의한 틈새의 반을 합한 양만큼 선회스크롤(8)의 회전방향과 반대방향으로 기울어진 각도이다.

따라서, 상기 선회스크롤(8)이 냉매가스를 압축하는 정회전 방향(시계방향)으로 선회 운동할 경우, 도 4에 도시한 바와 같이 올담링의 상, 하면 돌기(9a,9b)는 선회하는 방향으로 힘을 받게 되어 상, 하면 돌기(9a,9b)는 힘을 받는 면이 가이드홈(2a,8b)의 측면에 접촉되면서 가이드홈(2a,8b)을 따라 움직이게 되며, 또한 선회스크롤(8)이 역회전 방향(반시계방향)으로 선회 운동할 경우, 올담링의 상, 하면 돌기(9a,9b)는 역회전 방향으로 힘을 받게 되어 상, 하면 돌기(9a,9b)의 반대편 면이 가이드홈(2a,8b)의 반대편측면에 접촉되면서 가이드홈(2a,8b)을 따라 움직이게 된다.

이때, 상기 올담링의 상면 돌기(9b)를 선회스크롤(8)의 회전 방향과 반대방향으로 형성함으로써, 압축기 가동시 올담링 몸체(9)에 탄성변형이 발생되었을 때 상부 돌기(9b)가 상기 선 CL2상에 위치하게 되어 도 9에 도시한 바와 같이 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8) 사이에 누설 틈새가 발생하는 것을 방지하여 압축기의 운전시 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)의 국부적인 접촉으로 인해 소음이 발생하는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 올담링구조는 올담링의 저면에 일직선상으로 형성된 하면 돌기를 기준으로 하여 직각의 위치에서 각각 소정량의 편차만큼 선회스크롤의 회전 방향과 반대방향으로 상면 돌기를 형성함으로써, 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 누설 틈새가 발생하는 것을 방지하여 압축기의 운전시 고정스크롤과 선회스크롤의 국부적인 접촉으로 인해 소음이 발생하는 것을 방지하게 된다.

Claims

환형의 몸체와, 상부프레임에 일직선상으로 형성된 각각의 가이드홈에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 저면에 형성된 하면 돌기와, 상기 상부프레임에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤의 하면에 일직선상으로 형성된 각각의 가이드홈에 삽입 결합되도록 상기 몸체의 상면에 형성된 상면 돌기로 구성되어 상기 올담링의 하면 돌기와 상면 돌기가 각각 상부프레임의 가이드홈과 선회스크롤의 가이드홈을 따라 움직이면서 선회스크롤의 자전을 방지하는 동시에 선회 운동하게 되는 스크롤 압축기의 올담링에 있어서,

상기 하면 돌기는 몸체의 중심 O를 통과하며 하는 선 CL1상에 형성되며, 상기 상면 돌기는 몸체의 중심 O를 통과하며 상기 선 CL1에 직각을 이루는 선 CL2에 대하여 선회스크롤의 회전 방향과 반대 방향으로 압축기 가동시 올담링 몸체의 탄성변형각 θ보다 큰 각도 a를 가지는 선 Lo상에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 구조.
제1항에 있어서, 상기 각도 a는 압축기가 가동될 때 올담링 몸체에 형성된 각각의 돌기에 작용하는 힘에 의한 변형과, 상기 고정스크롤 또는 상부프레임 가이드홈의 폭과 이에 대응하는 상부프레임 또는 고정스크롤에 형성된 가이드홈의 폭의 차에 의한 틈새의 반과, 상기 선회스크롤 가이드홈에 삽입 결합되는 상면 돌기의 폭과 이에 대응하는 선회스크롤 가이드홈의 폭의 차에 의한 틈새의 반을 합한 양만큼 선회스크롤의 회전방향과 반대방향으로 기울어진 각도인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 구조.