KR100390503B1 - 스크롤 압축기의 실링구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 실링구조에 관한 것으로, 본 발명은 고정스크롤과 맞물려 선회 운동하는 선회스크롤의 보스부가 삽입되는 메인 프레임의 보스 삽입홈과 상기 고정 랩 및 선회 랩에 의해 형성되는 압축 포켓을 연통시키는 압력통공이 형성되고 상기 선회스크롤에 동력을 전달하는 회전축의 편심부가 삽입되는 상기 선회스크롤의 보스부에 형성된 편심부 삽입홈과 상기 보스 삽입홈사이에 압력 누설을 방지하는 실링 수단이 구비되도록 구성하여 전동기구부의 구동력을 전달받아 선회 운동하는 선회스크롤의 배면에 작용하는 압력의 누설을 방지함으로써 선회 랩의 선단 및 고정 랩의 선단이 그와 대면되는 상대물과 적절한 실링을 유지하게 되어 저압 상태의 압축 포켓과 고압 상태의 압축 포켓사이의 압력 누설을 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 실링구조{STRUCTURE FOR PREVENTING LEAKAGE OF PRESSER IN SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 고압 영역과 저압 영역사이의 압력 누설을 최소화할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 실링구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기다. 상기 압축기의 일예로 스크롤 압축기는 밀폐용기 내부에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 인벌류트 곡선 형태로 형성된 선회 랩과 고정 랩이 서로 맞물려 회전하면서 가스를 압축하는 압축기구부로 구성된다. 또한, 상기 스크롤 압축기는 운전 중 상기 밀폐용기가 고압의 상태로 유지되는 고압방식과 상기 밀폐용기가 상대적으로 낮은 상태를 유지하는 저압방식으로 구분된다.

도 1은 상기 스크롤 압축기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 스크롤 압축기는 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기(1) 내부에 메인 프레임(2)과 서브 프레임(미도시)이 각각 결합되며, 상기 메인 프레임(2)과 서브 프레임(미도시)의 사이에 전동기구부를 구성하는 고정자(4) 및 회전자(5)가 장착되어 있다.

상기 회전자(5)에 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 압입되며 상기 메인 프레임(2)의 상측에 고정스크롤(7)이 소정 간격을 두고 고정 결합되고 상기 메인 프레임(2)과 고정스크롤(7)사이에 그 고정스크롤(7)과 선회 운동 가능하도록 선회스크롤(8)이 삽입되어 있다. 상기 회전축(6)의 편심부(6a)는 선회스크롤(8)과 연결되고 상기 선회스크롤(8)과 메인 프레임(2)사이에 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 자전방지기구인 올담링(9)이 결합되어 있다.

상기 메인 프레임(2)은 그 프레임 몸체(2a)의 상면에 스러스트 베어링면(2b)이 형성되고 그 스러스트 베어링면(2b)의 가운데 일정 내경과 깊이를 갖는 보스 삽입홈(2c)이 형성되고 그 보스 삽입홈(2c)에 이어 상기 회전축(6)이 삽입되는 축 삽입구멍(2d)이 형성되며 상기 스러스트 베어링면(2b)에 상기 보스 삽입홈(2c)을 중심으로 일정 폭과 깊이를 갖는 환형 형태의 오일 그루브(2f)가 형성되고 상기 프레임 몸체 상면 가장자리에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(2g)이 형성되어 있다.

상기 고정스크롤(7)은 소정 형상으로 형성된 몸체(7d)의 일면에 인벌류트 곡선 형태의 고정 랩(7a)이 형성되고 그 고정 랩(7a)이 형성된 가운데에 토출포트(7b)가 형성되며 그 고정 랩(7a)이 형성된 가장자리에 흡입구(7c)가 형성되어 있다. 그리고 상기 밀폐용기(1)에 관통 결합된 흡입관(3)이 상기 흡입구(7c)에 연결 결합되어 있다.

그리고 상기 선회스크롤(8)은 일정 두께와 면적을 갖는 경판(8d)의 상면에 선회 랩(8a)이 형성되고 그 하면에 상기 메인 프레임의 스러스트 베어링면(2b)과 대면되는 스러스트 베어링면(8b)이 형성되고 그 가운데 상기 보스 삽입홈(2c)에 삽입되는 보스부(8c)가 돌출 형성되며 그 보스부(8c)에 상기 회전축의 편심부(6a)가 삽입되는 편심부 삽입홈(8f)이 형성되며 상기 경판(8d)의 하면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(8e)이 형성되어 있다.

상기 선회스크롤(8)은 그 보스부(8c)가 메인 프레임 보스 삽입홈(2c)에 삽입됨과아울러 그 스러스트 베어링면(8b)이 메인 프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 대면되도록 결합된다. 그리고 상기 회전축(6)이 메인 프레임의 축 삽입구멍(2d)에 삽입됨과 아울러 그 편심부(6a)가 선회스크롤 보스부의 편심부 삽입홈(8f)에 삽입되어 있다.

그리고 상기 회전축의 편심부(6a)와 상기 편심부 삽입홈(8f) 내주면의 마모를 방지하기 위하여 상기 편심부(6a)에 구동 부시(21)가 결합되고 상기 편심부 삽입홈(8f)에 종동 부시(22)가 결합되어 있다.

그리고 상기 밀폐용기(1)에 소정 양의 오일이 채워지고 상기 회전축(6)에 길이 방향으로 관통된 오일유로(6b)가 형성되며 그 회전축(6)의 일측에 상기 오일을 흡상시키는 오일흡상수단(미도시)이 결합되어 있다.

그리고 상기 밀폐용기(1)에 압축된 냉매가 토출되는 토출관(10)이 결합되어 있다.

상기 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 전원이 인가되어 상기 전동기구부가 작동하게 되면 그 전동기구부를 구성하는 회전자(5)가 회전하게 되고 그 회전력이 회전자(5)에 압입된 회전축(6)을 통해 선회스크롤(8)에 전달되면 그 선회스크롤(8)은 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 그 선회스크롤의 선회 랩(8a)이 상기 고정스크롤의 고정 랩(7a)과 맞물려 선회 운동하게 된다. 상기 선회스크롤(8)의 선회 운동에 의해 냉매 가스가 흡입관(3)을 통해 바로 고정 랩(7a)과 선회 랩(8a)에 의해 형성되는 압축 포켓(P)으로 흡입되며 그 압축 포켓(P)이 가운데 부분으로 이동함과 동시에 체적이 변화되면서 냉매 가스를 압축하여 토출포트(7b)를 통해 상기 밀폐용기(1) 내부로 토출시키게 되며 그 토출되는 고온고압 상태의 냉매가스는 상기 밀폐용기(1) 내부에 채워짐과 동시에 토출관(10)을 통해 토출된다.

그리고 상기 회전축(6)이 회전함에 따라 밀폐용기(1)에 채워진 오일이 오일흡상수단에 의해 펌핑되어 회전축(6)에 형성된 오일유로(6b)를 통해 흡상하면서 슬라이딩 접촉이 이루어지는 부분에 공급되고 그 공급된 오일은 다시 귀환된다.

한편, 상기 선회 랩(8a)과 고정 랩(7a)에 의해 형성되는 압축 포켓(P) 중 가운데에 위치하는 압축 포켓(P)과 가장자리에 위치하는 압축 포켓(P)사이의 압력차에 의해 압력 누설이 발생하게 되는데 그 압력 누설을 방지하기 위하여 상기 선회스크롤(8)의 배면에 적절한 압력이 작용하도록 하여 선회 랩(8a) 및 고정 랩(7a)의 선단으로 압력이 누설되는 것을 최소화시키게 된다. 즉, 상기 압축 포켓(P) 중 중간압이 작용하는 압축 포켓(P)과 상기 보스 삽입홈(2c)이 연통되도록 상기 선회스크롤의 경판(8d)에 압력통공(8g)이 형성되어 그 중간압이 작용하는 압축 포켓(P)의 압력이 상기 압력통공(8g)을 통해 상기 보스 삽입홈(2c)으로 유입되도록 하여 그 중간 압력이 선회스크롤의 경판(8d) 배면에 작용하게 됨과 동시에 상기 회전축의 오일유로(6b)를 통해 고압이 상기 선회스크롤의 경판(8d) 배면에 작용하게 되어 상기 선회 랩(8a)의 선단 및 고정 랩(7a)의 선단이 그와 대면되는 상대물과 적절한 실링을 유지하게 되어 압력 누설을 최소화시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 회전축의 오일유로(6b)를 통해 상기 선회스크롤의 경판(8d) 배면에 작용하는 고압과 상기 보스 삽입홈(2c)에 작용하는 중간압사이의 압력차에 의해 압력 누설이 발생되어 고압측의 압축 포켓(P)과 저압측의 압축 포켓(P)사이의 실링, 즉 선회 랩(8a)의 선단 및 고정 랩(7a)의 선단의 실링이 제대로 이루어지지 않게 됨으로써 고압부와 저압부사이의 압력 누설로 압축 효율을 저하시키게 되는 단점이 있었다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 고압 영역과 저압 영역사이의 압력 누설을 최소화할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 실링구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 스크롤 압축기 실링구조가 구비된 스크롤 압축기의 압축기구부의 단면도,

도 3은 본 발명의 스크롤 압축기 실링구조의 작동상태를 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

2 ; 메인 프레임 2c ; 보스 삽입홈

6 ; 회전축 6a ; 회전축 편심부

6c ; 회전축 단턱면 7 ; 고정스크롤

7a ; 고정 랩 8 ; 선회스크롤

8a ; 선회 랩 8c ; 선회스크롤 보스부

8f ; 편심부 삽입홈 8g ; 압력통공

20 ; 부시 21a ; 가압통공

21b ; 실링홈 30 ; 실링부재

P ; 압축 포켓

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 고정스크롤과 맞물려 선회 운동하는 선회스크롤의 보스부가 삽입되는 메인 프레임의 보스 삽입홈과 상기 고정스크롤 랩 및 선회스크롤 랩에 의해 형성되는 압축 포켓을 연통시키는 압력통공이 형성되고 상기 선회스크롤에 동력을 전달하는 회전축의 편심부가 삽입되는 상기 선회스크롤의 보스부에 형성된 편심부 삽입홈과 상기 보스 삽입홈사이에 압력 누설을 방지하는 실링 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 실링구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 스크롤 압축기의 실링구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 스크롤 압축기 실링구조가 구비된 스크롤 압축기의 압축기구부를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 먼저 스크롤 압축기는 밀폐용기(1) 내부에 메인 프레임(2)과 서브 프레임(미도시)이 각각 결합되며, 상기 메인 프레임(2)과 서브 프레임의 사이에 전동기구부를 구성하는 고정자(4) 및 회전자(5)가 장착된다.

상기 회전자(5)에 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 압입되며 상기 메인 프레임(2)의 상측에 고정스크롤(7)이 소정 간격을 두고 고정 결합되고 상기 메인 프레임(2)과 고정스크롤(7)사이에 그 고정스크롤(7)과 선회 운동 가능하도록 선회스크롤(8)이 삽입된다. 상기 회전축(6)의 편심부(6a)는 선회스크롤(8)과 연결되고 상기 선회스크롤(8)과 메인 프레임(2)사이에 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 자전방지기구인 올담링(9)이 결합된다.

상기 메인 프레임(2)은 그 프레임 몸체(2a)의 상면에 스러스트 베어링면(2b)이 형성되고 그 스러스트 베어링면(2b)의 가운데 일정 내경과 깊이를 갖는 보스 삽입홈(2c)이 형성되고 그 보스 삽입홈(2c)에 이어 상기 회전축(6)이 삽입되는 축 삽입구멍(2d)이 형성되며 상기 스러스트 베어링면(2b)에 상기 보스 삽입홈(2c)을 중심으로 일정 폭과 깊이를 갖는 환형 형태의 오일 그루브(2f)가 형성되고 상기 프레임 몸체 상면 가장자리에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(2g)이 형성된다.

상기 고정스크롤(7)은 소정 형상으로 형성된 몸체(7d)의 일면에 인벌류트 곡선 형태의 고정 랩(7a)이 형성되고 그 고정 랩(7a)이 형성된 가운데에 토출포트(7b)가 형성되며 그 고정 랩(7a)이 형성된 가장자리에 흡입구(7c)가 형성된다. 그리고 상기 밀폐용기(1)에 관통 결합된 흡입관(3)이 상기 흡입구(7c)에 연결 결합된다.

상기 선회스크롤(8)은 일정 두께와 면적을 갖는 경판(8d)의 상면에 선회 랩(8a)이 형성되고 그 일면에 상기 메인 프레임의 스러스트 베어링면(2b)과 대면되는 스러스트 베어링면(8b)이 형성되고 그 가운데 상기 보스 삽입홈(2c)에 삽입되는 보스부(8c)가 돌출 형성되며 그 보스부(8c)에 상기 회전축의 편심부(6a)가 삽입되는 편심부 삽입홈(8f)이 형성되며 상기 경판(8d)의 하면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(8e)이 형성된다.

상기 선회스크롤(8)은 그 보스부(8c)가 메인 프레임 보스 삽입홈(2c)에 삽입됨과 아울러 그 스러스트 베어링면(8b)이 메인 프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 대면되도록 결합된다. 그리고 상기 회전축(6)이 메인 프레임의 축 삽입구멍(2d)에 삽입됨과 아울러 그 편심부(6a)가 선회스크롤 보스부(8c)의 편심부 삽입홈(8f)에 삽입된다.

그리고 상기 회전축의 편심부(6a)와 상기 편심부 삽입홈(8f) 내주면 사이에 마모를 방지하기 위하여 부시(20)가 삽입되며 그 부시(20)는 상기 편심부(6a)에 삽입되는 구동 부시(21)와 상기 편심부 삽입홈(8f)에 삽입되어 결합되는 종동 부시(22)로 이루어진다.

그리고 상기 밀폐용기(1)에 소정 양의 오일이 채워지고 상기 회전축(6)에 길이 방향으로 관통된 오일유로(6b)가 형성되며 그 회전축(6)의 일측에 상기 오일을 흡상시키는 오일흡상수단(미도시)이 결합되며, 상기 밀폐용기(1)에 압축된 냉매가 토출되는 토출관(10)이 결합된다.

그리고 상기 메인 프레임의 보스 삽입홈(2c)과 상기 고정 랩(7a) 및 선회 랩(8a)에 의해 형성되는 압축 포켓(P)을 연통시키는 압력통공(8g)이 형성되고 상기 회전축의 편심부(6a)가 삽입되는 상기 선회스크롤의 보스부(8c)에 형성된 편심부 삽입홈(8f)과 상기 보스 삽입홈(2c)사이에 압력 누설을 방지하는 실링 수단이 구비된다.

상기 실링수단은 상기 회전축의 편심부(6a) 외주면과 그 편심부(6a)가 삽입되는 상기 편심부 삽입홈(8f) 내주면 사이에 위치하는 부시(20)에 길이 방향으로 관통된 가압통공(21a)이 형성되고 상기 편심부(6a)에 의해 형성되는 회전축의 단턱면(6c)에 접면되는 상기 부시(20)의 일면에 상기 가압통공(21a)과 연통되도록 소정의 폭과 깊이를 갖는 환형의 실링홈(21b)이 형성되며 그 실링홈(21b)에 실링부재(30)가 삽입되어 이루어진다. 상기 실링수단은 상기 회전축의 편심부(6a)에 결합되는 구동 부시(21)에 구비됨이 바람직하다. 상기 실링부재(30)는 상기 실링홈(21b)과 상응하도록 환형으로 형성되며 그 단면 형상이 상기 실링홈(21b)의 단면 형상과 상응하게 형성된다.

이하, 본 발명의 스크롤 압축기 실링구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 스크롤 압축기의 작동은 전원이 인가되어 상기 전동기구부가 작동하게 되면 그 전동기구부를 구성하는 회전자(5)가 회전하게 되고 그 회전력이 상기 회전축(6)을 통해 선회스크롤(8)에 전달되면 그 선회스크롤(8)은 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 그 선회스크롤의 선회 랩(8a)이 상기 고정스크롤의 고정 랩(7a)과 맞물려 선회 운동하게 된다. 상기 선회스크롤(8)의 선회 운동에 의해 냉매 가스가 흡입관(3)을 통해 바로 고정 랩(7a)과 선회 랩(8a)에 의해 형성되는 압축 포켓(P)으로 흡입되며 그 압축 포켓(P)이 가운데 부분으로 이동함과 동시에 체적이 변화되면서 냉매 가스를 압축하여 토출포트(7b)를 통해 상기 밀폐용기(1) 내부로 토출시키게 되며 그 토출되는 고온고압 상태의 냉매가스는 상기 밀폐용기(1) 내부에 채워짐과 동시에 토출관(10)을 통해 토출된다.

상기 과정에서 선회 랩(8a)과 고정 랩(7a)에 의해 형성되는 압축 포켓(P) 중 중간압이 작용하는 압축 포켓(P)의 압력이 압력통공(8g)을 통해 보스 삽입홈(2c)에 유입되어 상기 선회스크롤의 경판(8d) 배면에 작용하게 됨과 아울러 상기 회전축의 오일유로(6b)를 통해 고압이 상기 편심부 삽입홈(8f)의 저면, 즉 경판(8d) 배면에 작용하게 되어 상기 선회 랩(8a)의 선단 및 고정 랩(7a)의 선단이 그와 대면되는 상대물과 적절한 실링을 유지하게 되어 저압 상태의 압축 포켓(P)과 고압 상태의 압축 포켓(P)사이의 압력 누설을 최소화시키게 된다. 그리고 상기 보스 삽입홈(2c)내의 압력과 상기 편심부 삽입홈(8f)내의 압력차에 의해 발생되는 압력 누설은 상기 실링수단에 의해 방지됨으로써 상기 선회스크롤의 경판(8d) 배면에 작용하는 압력이 적정상태를 이루게 되어 상기 선회 랩(8a)의 선단 및 고정 랩(7a)의 선단이 그와 대면되는 상대물과 적절한 실링을 유지하게 되어 된다.

상기 실링수단의 작용을 보다 상세하게 설명하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전축의 오일유로(6b)를 통해 상기 편심부 삽입홈(8f)에 작용하는 고압이 상기 회전축의 편심부(6a)와 구동 부시(21) 틈새를 통해 상기 실링홈(21b)에 삽입된 실링부재(30)에 작용하게 됨과 동시에 상기 편심부 삽입홈(8f)에 작용하는 고압이 상기 가압통공(21a)을 통해 상기 실링부재(30)의 상면에 작용하게 되면서 그 실링부재(30)를 압착하게 되어 상기 편심부 삽입홈(8f)내의 압력이 상기 보스 삽입홈(2c)으로 누설되는 것을 차단시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 실링구조는 전동기구부의 구동력을 전달받아 선회 운동하는 선회스크롤의 배면에 작용하는 압력의 누설을 방지하게 되어 선회 랩의 선단 및 고정 랩의 선단이 그와 대면되는 상대물과 적절한 실링을 유지하게 됨으로써 저압 상태의 압축 포켓과 고압 상태의 압축 포켓사이의 압력 누설을 최소화시키게 되어 압축 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고정스크롤과 맞물려 선회 운동하는 선회스크롤의 보스부가 삽입되는 메인 프레임의 보스 삽입홈과 상기 고정스크롤 랩 및 선회스크롤 랩에 의해 형성되는 압축 포켓을 연통시키는 압력통공이 형성되고 상기 선회스크롤에 동력을 전달하는 회전축의 편심부가 삽입되는 상기 선회스크롤의 보스부에 형성된 편심부 삽입홈과 상기 보스 삽입홈사이에 압력 누설을 방지하는 실링 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 실링구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 실링수단은 상기 회전축의 편심부 외주면과 그 편심부가 삽입되는 상기 편심부 삽입홈 내주면 사이에 위치하는 부시에 길이 방향으로 관통된 가압통공이 형성되고 상기 편심부에 의해 형성되는 회전축의 단턱면에 접면되는 상기 부시의 일면에 상기 가압통공과 연통되도록 소정의 폭과 깊이를 갖는 환형의 실링홈이 형성되며 그 실링홈에 실링부재가 삽입되어 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 실링구조.