KR100417589B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 본 발명은 흡입관와 토출관이 각각 연통한 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터와, 구동모터의 회전자에 결합하여 함께 회전하면서 회전력을 전달하는 회전축과, 케이싱 내부의 프레임에 얹히고 상기 회전축에 편심 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤과 맞물려 맞물려 연속적으로 이동하면서 유체를 흡입 압축하여 토출하는 복수 개의 압축실을 형성하고 그 외주면은 케이싱의 내주면에 긴밀하게 밀착하여 상기한 케이싱의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획하도록 고저압분리부를 일체로 구비하는 고정스크롤을 포함함으로써, 케이싱의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 분명하게 구획할 수 있고, 이를 통해 토출압 영역으로 토출한 압축가스가 흡입압 영역으로 누설하는 것을 미연에 방지하여 압축기의 신뢰성과 효율을 향상할 수 있다. 또, 별도의 고저압 분리부재를 배제하여 부품수와 이의 체결을 위한 가공수 및 조립공수를 줄여 생산비용은 절감하면서도 생산성은 향상할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 고정스크롤을 이용하여 고압부와 저압부를 분리한 스크롤 압축기에 관한 것이다.

알려진 바와 같이 스크롤 압축기는 두 개의 나선형(螺旋形)의 홈 사이에 기체를 가두고 그 기체를 회전에 의해 압축시키는 것으로 도 1에 도시한 바와 같이, 오일이 적정높이까지 채워진 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 메인프레임(2)과 서브프레임(3)을 각각 고정하고, 메인프레임(2)과 서브프레임(3)의 사이에는 고정자(4A)와 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)를 고정 설치하며, 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에는 메인프레임(2)을 관통하는 회전축(5)을 압입 결합하고, 메인프레임(2)이 상면에는 인벌류트 곡선으로 된 랩(Wrap)(6a)을 형성하여 회전축(5)에 편심되게 결합한 선회스크롤(6)을 회전 가능하게 얹어 설치하며, 선회스크롤(6)의 상면에는 그 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 치합하여 복수개의 압축실을 이루도록 역시 인벌류트 곡선으로 된 랩(7a)을 형성한 고정스크롤(7)을 메인프레임(2)에 고정 설치하고, 케이싱(1) 내부를 고압부인 토출압 영역(S1)과 저압부인 흡입압 영역(S2)으로 구획하는 고저압 분리판(8)을 케이싱(1)에 고정하여 이루어져 있다.

고정스크롤(7)은 그 가장자리를 메인프레임의 가장자리에 볼트로 체결하여 고정되어 있다.

고저압 분리판(8)은 도 2에서와 같이 환형으로 형성하여 저면이고정스크롤(7)의 배면에 실링재(S)를 개재하여 밀착한 상태로 볼트(미도시)로 체결하는 동시에 가장자리는 절곡하고 외주면에 용접돌조(8a)를 형성하여 케이싱의 케이싱 몸체(1a)와 상부 캡(1b) 사이에서 함께 용접 결합되어 있다.

도면중 미설명 부호인 7b는 흡입구멍, 7c는 토출구멍, 9는 역지밸브 조립체, DP는 토출관, SP는 흡입관이다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 구동모터에 전원을 인가하면, 회전자(4B)가 회전축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하면서 고정스크롤(7)과의 두 랩(6a,7a) 사이에 복수개의 압축실을 형성하며, 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하여 고정스크롤(7)의 토출구멍(7c)을 통해 고저압 분리판(8)으로 구획된 토출압 영역(S1)으로 토출하게 된다.

이때, 토출압 영역(S1)으로 토출된 압축가스는 그 토출압 영역(S1)이 고저압 분리판(8)에 의해 흡입압 영역(S2)과 구분되므로 흡입압 영역(S2)으로의 누설이 방지되면서 토출관(DP)을 통해 냉동시스템으로 분출되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 전술한 바와 같이 케이싱(1)의 흡입압 영역(S2)과 토출압 영역(S1)이 고저압 분리판(8)에 의해 구획되고, 그 고저압 분리판(8)은 고정스크롤(7)의 배면에 실링재(S)를 개재하여 밀착 고정되어 있으나, 고저압 분리판(8)의 가공오차 또는 용접이나 볼팅에 의한 조립시 변형이 발생하여 조립공차가 발생하게 되고, 이 조립공차에 의해 고정스크롤(7)의 토출구멍(7c)으로 토출한 압축가스의 일부가 고저압 분리판(8)의 조립공차에 의한 틈새를 통해 흡입압 영역(S2)으로 누설하며, 누설한 압축가스는 흡입압 영역(S2)에 형성하는 흡입구멍(7b)을 통해 압축실로 재흡입하여 압축손실을 유발하거나 또는 압축부의 온도상승으로 랩의 파손 등을 유발하거나 또는 구동모터(4)가 위치한 흡입압 영역(S2)의 온도상승으로 모터효율이 저하하는 문제점이 있었다.

또, 별도의 고저압 분리판(8)을 구비하고 이를 체결하기 위한 체결볼트(미부호)와 체결구멍(미부호)을 구비함에 따라 부품수와 가공수가 늘어나 생산비용이 증가하는 것은 물론 조립공수가 증가하여 생산성이 저하하는 문제점도 있었다.

본 발명은 종래 스크롤 압축기의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축실에서 토출압 영역으로 토출한 압축가스가 다시 흡입압 영역으로 누설하는 것을 방지하는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또, 별도의 고저압 분리판을 제거하고도 흡입압 영역과 토출압 영역을 구분할 수 있도록 하여 부품수와 가공수 또 이에 따른 생산비용의 증가를 미연에 방지함과 아울러 조립공수를 줄여 생산성을 향상할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 압축기구부의 일부를 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례에서 압축기구부를 보인 종단면도.

도 4는 도 3의 "A"부를 상세히 보인 확대도.

도 5는 도 3의 "B"부를 분해하여 보인 확대도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 케이싱 1a : 케이싱 몸체

1b : 상부캡 2 : 메인프레임

2a : 기준홈 6 : 선회스크롤

10 : 고정스크롤 11 : 흡입구멍

12 : 토출구멍 13 : 고저압분리부

14 : 실링돌부 15 : 기준돌기S1,S2 : 토출압,흡입압 영역

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입관와 토출관이 각각 연통한 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터와, 구동모터의 회전자에 결합하여 함께 회전하면서 회전력을 전달하는 회전축과, 케이싱 내부의 프레임에 얹히고 상기 회전축에 편심 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤과 맞물려 맞물려 연속적으로 이동하면서 유체를 흡입 압축하여 토출하는 복수 개의 압축실을 형성하고 그 외주면은 케이싱의 내주면에 긴밀하게 밀착하여 상기한 케이싱의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획하도록 고저압분리부를 일체로 구비하는 고정스크롤을 포함한 스크롤 압축기를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례에서 압축기구부를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부를 상세히 보인 확대도이며, 도 5는 도 3의 "B"부를 분해하여 보인 확대도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 오일이 적정높이까지 채워진 케이싱(1)과, 케이싱의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2)과 서브프레임(도 1에 도시)(3)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(3)의 사이에 장착하는 고정자(4A)와 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)와, 구동모터(4)의 회전자(4B)에 압입하여 회전력을 전달하는 회전축(5)과, 메인프레임(2)이 상면에 얹혀지고 회전축에 편심 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)과 맞물리도록 메인프레임에 얹혀져 케이싱에 고정하는 고정스크롤(10)을 포함한다.

케이싱(1)은 원통형의 케이싱 몸체(1a)와, 케이싱 몸체(1a)의 상하 양측 개구부를 밀봉하는 상부캡(1b)과 하부캡(미도시)으로 이루어진다.

케이싱 몸체(1a)의 중간에는 흡입관(SP)을 연통 설치하고, 상부캡(1b)에는 토출관(DP)을 연통 설치한다.

고정스크롤(10)은 도 4에 도시한 바와 같이 흡입관(SP)과 연통하는 흡입구멍(11)과 토출관(DP)에 연통하는 토출구멍(12)을 각각 압축실에 연통하도록 형성하고, 흡입구멍(11)과 토출구멍(12) 사이에는 케이싱(1)의 내주면에 긴밀하게 밀착하여 그 케이싱(1)을 흡입압 영역(S2)과 토출압 영역(S1)으로 구획하는 고저압분리부(13)를 연장 형성하며, 고저압분리부(13)의 외주면 중앙에는 '띠' 모양으로 돌출 형성하여 두 영역(S1)(S2) 사이의 냉매 누설을 차단하는 실링돌부(14)를 돌출 형성한다.고저압분리부(13)는 두 영역(S1)(S2)을 안정적으로 구획할 수 있도록 고정스크롤(10)의 경판부에서 환형으로 연장 형성한다.실링돌부(13)는 케이싱 몸체(1a)와 상부캡(1b)이 접하는 부위에 외부로 노출하도록 삽입하고, 외부에서 그 케이싱 몸체(1a)와 상부캡(1b)과 함께 용접하여 케이싱(1)에 고정하는 것이 바람직하다.

또, 고정스크롤(10)의 저면에는 그 고정스크롤(10)의 조립시 제위치를 잡는 기준돌기(14)를 한 개 형성하는 반면 그 기준돌기(14)가 대면하는 메인프레임(2)의 대응면에는 상기한 기준돌기(14)가 삽입하도록 기준홈(2a)을 역시 한 개 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 6a는 선회스크롤의 랩, 9는 역지밸브 조립체, 10a는 고정스크롤의 랩이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 선회스크롤(6)이 고정스크롤(10)과 맞물린 상태에서 선회운동을 하면서 복수 개의 압축실을 형성하여 가스를 흡입 압축하다가 고정스크롤(10)에 구비한 토출구멍(12)을 통해 토출압 영역(S1)으로 압축가스를 토출하고, 토출된 압축가스는 토출압 영역(S1)에 연통한 토출관(DP)을 통해 냉동시스템으로 분출하였다가 압축기의 지속적인 동작으로 인해 흡입관(SP)을 거쳐 흡입압 영역(S2)으로 재흡입하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 케이싱(1)의 내부는 고정스크롤(10)의 실링돌부(13)를 기준으로 흡입압 영역(S2)과 토출압 영역(S1)으로 구획됨에 따라 토출구멍(12)을 통해 토출압 영역(S1)으로 토출한 압축가스가 흡입압 영역(S2)으로 누설되지 않고 곧바로 토출관(DP)으로 분출하게 된다.

특히, 고정스크롤(10)의 고저압분리부(13)가 케이싱(1)의 내주면에 긴밀하게 밀착하는 동시에 실링돌부(13)가 케이싱(1)을 이루는 케이싱 몸체(1a)와 상부캡(1b) 사이에 끼워져 용접으로 긴밀하게 고정됨에 따라 흡입압 영역(S2)과 토출압 영역(S1)이 분명하게 나뉘어져 압축가스의 누설 가능성이 현저하게 줄어들게 된다. 또, 이로 인해 압축가스가 흡입구멍(11)을 통해 압축실로 반입되면서 압축실 온도가 상승하거나 모터 온도가 상승하는 것을 미연에 방지함으로써 압축기의 수명연장은 물론 신뢰성과 효율도 함께 향상시킬 수 있다.

한편, 고정스크(10)롤을 이용하여 케이싱(1)의 내부를 흡입압 영역(S2)과 토출압 영역(S1)으로 구획함에 따라 별도의 고저압 분리판 사용을 배제하여 고저압 분리판의 사용시 파생하는 부품수의 증가 및 체결을 위한 볼트구멍과 같은 가공수의 증가 그리고 이를 결합하기 위한 조립공수의 증가 등을 미연에 줄여 생산비용의 절감과 생산성의 향상도 기대할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 고정스크롤의 외주면을 케이싱의 내주면에 긴밀하게 밀착 고정하여 케이싱의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획함으로써, 케이싱의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 분명하게 구획할 수 있고, 이를 통해 토출압 영역으로 토출한 압축가스가 흡입압 영역으로 누설하는 것을 미연에 방지하여 압축기의 신뢰성과 효율을 향상할 수 있다.

또, 별도의 고저압 분리부재를 배제하여 부품수와 이의 체결을 위한 가공수 및 조립공수를 줄여 생산비용은 절감하면서도 생산성은 향상할 수 있다.

Claims (4)

1. 흡입관와 토출관이 각각 연통한 케이싱과,

   케이싱의 내부에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터와,

   구동모터의 회전자에 결합하여 함께 회전하면서 회전력을 전달하는 회전축과,

   케이싱 내부의 프레임에 얹히고 상기 회전축에 편심 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤과,

   선회스크롤과 맞물려 맞물려 연속적으로 이동하면서 유체를 흡입 압축하여 토출하는 복수 개의 압축실을 형성하고 그 외주면은 케이싱의 내주면에 긴밀하게 밀착하여 상기한 케이싱의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획하도록 고저압분리부를 일체로 구비하는 고정스크롤을 포함한 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고정스크롤은 그 외주면의 일부가 케이싱의 외부로 노출되고 외부에서 케이싱과 함께 용접 고정하여 흡입압 영역과 토출압 영역을 구획하도록 하는 실링돌부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 고정스크롤에는 케이싱의 토출압 영역에 연통하는 토출구를 구비하는 동시에 흡입압 영역에 연통하는 흡입구를 구비하여 그 흡입구와 토출구 사이에 상기한 실링돌부가 위치하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 케이싱의 프레임에 대면하는 고정스크롤의 대응면에 그 고정스크롤의 조립시 제위치를 잡는 기준돌기를 형성하는 반면 이에 대면하는 프레임의 대응면에는 상기한 기준돌기가 삽입하는 기준홈을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.