KR100360236B1

KR100360236B1 - 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조

Info

Publication number: KR100360236B1
Application number: KR1019990042630A
Authority: KR
Inventors: 조양희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2002-11-08
Also published as: KR20010035864A

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 메인프레임이 장착되고, 상기 메인프레임의 상면에 인벌류트 형상으로 랩을 구비한 고정스크롤이 고정 설치되며, 상기 고정스크롤과 메인프레임 사이에는 상기 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하도록 인벌류트 형상으로 랩을 구비한 선회스크롤이 선회 가능하게 설치되고, 상기 고정스크롤의 배면에는 케이싱의 내부를 토출측인 고압부와 흡입측인 저압부로 구획하는 토출커버가 고정 장착되어 이루어지는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤의 최외곽 랩 바깥면과 이에 대향되는 고정스크롤의 최외곽 랩 바깥면 사이에 형성하여 흡입측에서 압축실로 흡입된 냉매가스가 다시 흡입측으로 누설되는 것을 방지하도록 실링돌조와 실링홈조로 된 실링부를 형성함으로써, 상기 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 압축실로 흡입되었던 냉매가스가 흡입측인 케이싱의 내부로 누설되는 것을 차단하여 흡입가스의 과열을 방지하고 이를 통해 흡입가스의 체적효율을 높여 압축기의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 가스누설 저감구조{STRUCTURE FOR REDUCING GAS-LEAKAGE OF SCROLLCOMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 실링에 관한 것으로, 특히 선회스크롤과 고정스크롤 사이로 흡입가스가 누설되는 것을 최소화하는데 적합한 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 압축기는 크게 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식(통상, 터보식이라고도 함) 그리고 베인식(통상, 회전식이라고도 함)으로 구분된다.

이 중에서 상기 스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식 과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축시켜 토출시키게 된다. 상기 스크롤식 압축기는 그 케이싱의 내부에 흡입가스가 충진되는지 아니면 토출가스가 충진되는지에 따라 저압식 스크롤 압축기 또는 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어 진다.

상기 저압식 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 오일이 적정높이까지 채워진 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 각각 고정되고, 그 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)의 사이에는 고정자(4A) 및 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)가 고정 설치되며, 그 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에는 구동축(5)이 상부프레임(2)을 관통하여 압입되고, 그 상부프레임(2)이 상면에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(11)이 형성되어 구동축(5)에 편심되게 결합되는선회스크롤(6)이 회전가능하게 얹혀져 설치되며, 상기 선회스크롤(6)의 상면에는 그 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(7a)이 형성되는 고정스크롤(7)이 상부프레임(2)의 가장자리에 고정 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 상측에는 케이싱(1) 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 케이싱(1)의 내주면에 고정되며, 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 상면에는 토출가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되어 이루어져 있다.

상기 고정스크롤(7)의 최외곽 랩(7a) 바깥쪽 평면에는 케이싱(1)의 저압부에 노출되어 선회스크롤(6)의 선회운동시 차별적으로 개폐되는 흡입실이 음각지게 형성되고, 상기 케이싱(1)의 측벽에는 냉매가스가 저압부로 흡입되도록 안내하는 흡입관(SP)이 연통 장착되어 있다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로, 7b는 토출포트, DP는 토출관이다.

상기와 같이 구성된 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 전원에 의해 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키게 되고, 이와 함께 상기 선회스크롤(6)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(7)과의 두 랩(6a,7a) 사이에 복수개의 압축실이 형성된다. 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 되고, 이렇게 압축된 고압의 냉매가스는 상기 고정스크롤(7)의 토출포트(7b)를 통해토출커버(8)의 내부로 토출되었다가 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 및 토출관(DP)을 거쳐 압축기 외부로 토출된다.

이때, 상기 냉매가스는 흡입관(SP)을 통해 케이싱(1)의 저압부로 유입 충진되고, 이 냉매가스는 상기 선회스크롤(6)의 선회운동시 열리는 고정스크롤(7)의 흡입실을 통해 각 랩(6a,7a)의 최외곽측에 형성되는 압축실로 유입되었다가 상기 선회스크롤(6)의 선회운동에 따라 점차 안쪽 압축실로 이동하면서 더욱더 압축되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 구동중에 선회스크롤(6)과 고정스크롤(7)이 여러 가지 요인에 의해 미세하게 벌려지게 되는데 이 벌려지는 틈을 통해 압축중이던 냉매가스의 일부가 흡입실로 누설되었다가 압축실로 재흡입되어 흡입가스의 비체적을 상승시키고 이에 따라 냉매가스의 체적효율을 저하되면서 결국 압축기 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 압축실로 흡입되었던 냉매가스가 흡입실로 누설되는 것을 최소화 할 수 있는 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 선회스크롤과 고정스크롤의 결합상태를 보인 종단면도.

도 3은 종래 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 평면도.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 선회스크롤과 고정스크롤의 결합상태를 보인 종단면도.

도 6은 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 평면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 케이싱 8 : 토출커버(고,저압 분리판)

10 : 선회스크롤 10a : 랩

11 : 실링돌조 20 : 고정스크롤

20a : 랩 21 : 실링홈조

SP : 흡입관

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 메인프레임이 장착되고, 상기 메인프레임의 상면에 인벌류트 형상으로 랩을 구비한 고정스크롤이 고정 설치되며, 상기 고정스크롤과 메인프레임 사이에는 상기 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하도록 인벌류트 형상으로 랩을 구비한 선회스크롤이 선회 가능하게 설치되고, 상기 고정스크롤의 배면에는 케이싱의 내부를 토출측인 고압부와 흡입측인 저압부로 구획하는 토출커버가 고정 장착되어 이루어지는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤의 최외곽 랩 바깥면과 이에 대향되는 고정스크롤의 최외곽 랩 바깥면 사이에 형성하여 흡입측에서 압축실로 흡입된 냉매가스가 다시 흡입측으로 누설되는 것을 방지하도록 실링부가 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 선회스크롤과 고정스크롤의 결합상태를 보인 종단면도이며, 도 6은 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 가스누설 저감구조가 구비된 스크롤 압축기는, 케이싱(1)의 내부에 고정된 상부프레임(2)에 고정스크롤(20)이 고정되고, 그 고정스크롤(20)과 함께 복수개의 압축실을 형성하는 선회스크롤(10)이 상기 케이싱(1)에 장착된 구동모터(4)의 회전자(4B)에 일체되어 상기한 상부프레임(2)에 얹혀지며, 상기 고정스크롤(20)의 상측에 케이싱(1)의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 케이싱(1)에 고정되고, 상기 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 상면에는 토출가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되며, 상기 케이싱(1)의 저압부로 냉매가스를 안내하는 흡입관(SP)이 상기한 저압부에 연통 설치되고, 상기 선회스크롤(10)의 최외곽 랩(10a) 바깥쪽 평면과 이에대향되는 고정스크롤(20)의 최외곽 랩(20a) 바깥쪽 평면 사이에 냉매가스의 누설을 방지하도록 실링돌조(11)와 실링홈조(21)로 이루어진 실링부가 구비되어 구성된다.

상기 선회스크롤(10)의 상면에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(10a)이 형성되고, 그 랩 중에서 압축실을 형성하지 않는 최외곽 랩의 바깥쪽 평면에는 후술할 환상의 실링홈조(21)에 삽입되어 후술할 실링홈조(21)와 함께 래버린스 실을 이루는 환상의 실링돌조(11)가 양각지게 형성된다.

상기 고정스크롤(20)의 저면에는 상기한 선회스크롤(10)의 랩(10a)과 치합되어 압축실을 형성하는 인벌류트 곡선의 랩이 형성되고, 그 중에서 선회스크롤(10)의 실링돌조(11)와 대향되는 최외곽 랩의 바깥쪽 평면에는 상기한 실링돌조(11)와 함께 래버린스 실을 이루는 환상의 실링홈조(21)가 음각지게 형성된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로, 9A는 밸브 하우징, 9B는 역지밸브, 20b는 토출포트, DP는 토출관이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 가스누설 저감구조가 구비된 스크롤 압축기의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.

즉, 인가된 전원에 의해 회전하는 회전자(4B)와 함께 구동축(5)이 회전을 하면서 선회스크롤(10)을 편심거리만큼 편심회전을 시키나, 이 선회스크롤(10)은 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(20)과의 두 랩(10a,20a) 사이에 복수개의 압축실이 형성되면서 케이싱(1)의 저압부에 충진되어 있던 냉매가스를 흡입 압축시켜 고정스크롤(20)의토출포트(20b)로 토출시키게 된다.

이때, 상기 선회스크롤(10)과 고정스크롤(20) 사이의 압축실로 흡입되었던 냉매가스는 그 압축실보다 상대적으로 저압측을 형성하는 흡입실을 통해 케이싱(1)의 저압부로 역류할 우려가 있으나, 상기 선회스크롤(10)의 바깥쪽에 형성된 실링돌조(11)와 이에 대향되도록 고정스크롤(20)의 바깥쪽에 형성된 실링홈조(21)에 의해 래버린스 실이 구비되므로 상기한 압축실로부터 흡입실로 역류하는 냉매가스가 이 래버린스 실에 의해 차단되어 압축가스의 누설이 최소한으로 방지된다.

또한, 상기 냉매가스에는 오일이 함유되어 있어 이 오일이 냉매가스와 함께 실링돌조(11)와 실링홈조(21)로 이루어진 실링부를 빠져 나오면서 분리되고, 그 중 오일은 상기 실링돌조(11)와 실링홈조(21) 사이에 잔류되어 유막을 형성하면서 윤활작용을 하게 됨은 물론 냉매가스에 대한 실링작용을 하게 되는 것이다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조는, 케이싱의 저압부측에 배치되는 선회스크롤의 최외곽 랩 바깥쪽 평면과 이에 대향되는 고정스크롤의 최외곽 랩 바깥쪽 평면 사이에 래버린스 실을 형성하여 냉매가스의 누설을 방지하도록 실링돌조 및 실링홈조를 각각 형성함으로써, 상기 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 압축실로 흡입되었던 냉매가스가 흡입측인 케이싱의 내부로 누설되는 것을 차단하여 흡입가스의 과열을 방지하고 이를 통해 흡입가스의 체적효율을 높여 압축기의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

케이싱의 내부에 메인프레임이 장착되고, 상기 메인프레임의 상면에 인벌류트 형상으로 랩을 구비한 고정스크롤이 고정 설치되며, 상기 고정스크롤과 메인프레임 사이에는 상기 고정스크롤에 치합하여 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하도록 인벌류트 형상으로 랩을 구비한 선회스크롤이 선회 가능하게 설치되고, 상기 고정스크롤의 배면에는 케이싱의 내부를 토출측인 고압부와 흡입측인 저압부로 구획하는 토출커버가 고정 장착되어 이루어지는 스크롤 압축기에 있어서,

상기 선회스크롤의 최외곽 랩 바깥쪽 평면과 이에 대향되는 고정스크롤의 최외곽 랩 바깥쪽 평면 사이에 형성하여 흡입측에서 압축실로 흡입된 냉매가스가 다시 흡입측으로 누설되는 것을 방지하도록 실링부가 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조.
제1항에 있어서, 상기 실링부는 선회스크롤 또는 고정스크롤에 환상으로 양각지게 형성하는 실링돌조와, 이 실링돌조가 삽입되어 함께 래버린스 실을 이루도록 상기 고정스크롤 또는 선회스크롤에 환상으로 음각지게 형성하는 실링홈조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 가스누설 저감구조.