KR100446213B1 - 스크롤압축기의 실링구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤압축기의 실링구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매누설을 효과적으로 차단할 수 있도록 한 실링구조에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 유체를 압축하는 통상의 스크롤압축기에 있어서, 고/저압 분리판(10)의 하부와 고정스크롤부재(20)의 상부 사이에 플로팅플레이트(50)가 결합핀(60)에 의해 고정.구비되고, 이 플로팅플레이트(50)의 안쪽 및 바깥쪽에 각각 2중 립실부재(70)(71)가 갖추어져 있는 구조이다.

이러한 구조를 통해 본 발명은 실부재와 고정스크롤부재간의 밀봉력이 향상되고, 고/저압 분리판과 고정스크롤부재 사이의 배압의 변화에 따라 상ㆍ하로 움직일 수 있도록 플로팅플레이트를 설치하고, 립실부재로 인해 배압실의 누설을 방지하여 적절한 압력으로 고정스크롤부재의 선단과 선회스크롤부재의 선단을 밀봉함으로써 압축실내의 냉매누설을 최소화하여 압축기의 성능이 향상되는 효과가 있도록 한 것이다.

Description

스크롤압축기의 실링구조{Sealing Structure of Scroll Compressor}

본 발명은 스크롤압축기의 실링구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실부재를 이용하여 배압실의 냉매누설을 방지하도록 한 스크롤압축기의 실링구조에 관한 것이다.

스크롤압축기는 스크롤 랩의 가공을 위한 고정밀 CNC 가공기술의 발전에 의하여 압축기의 효율향상을 통해 냉동시스템 전체의 성능을 향상시키게되므로 에너지 절약의 관점에서 압축기의 고효율화 및 저소음, 저진동의 기술적 진보를 가져올 수 있었다.

스크롤압축기의 구조를 살펴보면, 소정크기를 가지는 밀봉쉘과, 이 밀봉쉘안에 유체를 실질적으로 압축하는 2개의 스크롤부재가 갖추어져 있다.전체적인 형태는 원형 단부판과 스파이럴 또는 인벌루트 랩이 일체형으로 되어 있는 구조로서, 이 스크롤부재중 하부에 위치하는 선회스크롤부재는 대응되는 고정스크롤부재에 대하여 180°회전이동한 채, 두 스크롤부재들이 서로 끼워져서 각 덮개들 사이에 다수의 선 접촉부들을 형성하게 되고, 선회스크롤부재는 고정스크롤부재에 대해 편심축과 자전방지기능을 하는 오울드함 커플링에 의해 일정궤도를 따라 선회운동하면서 작동하게된다. 상기 각 부재들의 측면 사이에는 이동선접촉부가 형성되고, 선회스크롤부재의 축방향 바이어스에 의해 2개의 스크롤부재 사이에 밀봉면 접촉부를 형성하는데, 이때 2부재 내에 유체의 밀폐된 초승달 모양의 포켓들이 형성되고, 이상적으로 작동중인 두 부재들 사이에서는 어떤 상대회전도 없는 즉, 곡선 병진운동을 하게된다. 이때, 흡입유체를 포함하는 스크롤 압축기의 임의의 한 영역에서 토출압력을 포함하는 임의의 토출포트가 형성되어진 영역에 이르기까지 다수개의 초승달 모양의 유체포켓들이 형성된다. 상기 밀봉포켓이 토출포트쪽으로 이동함에 따라 밀봉포켓들이 있을때에도 각각의 포켓쌍은 서로 다른 체적을 가지게되고, 스크롤장치에서 토출포트영역의 압력은 흡입유체를 포함하는 영역의 압력보다 더 높게 된다.

이때, 두 형태의 접촉부들은 두 스크롤부재들의 측면 또는 나선면들 사이에서 반경방향의 힘에 의해서 야기되는 이동선 접촉부 즉, 스크롤부재의 측면 사이에 축선방향으로 뻗은 접선접촉부들과, 각 부재의 선단부들과 밀봉면 사이에서 축선방향 순응력에 의해서 야기된 밀봉면접촉부로 표현되며, 상기 접촉부들은 스크롤부재들 사이에 이동식의 밀폐된 초승달 모양의 유체포켓을 형성하게된다. 따라서, 상기 두 형태의 접촉면들의 효과적인 밀봉은 높은 압축효율을 얻기위한 필요충분조건인 것이다.

또한, 스크롤압축기에서 압축가스의 누설 및 재질의 마모는 고정스크롤부재와 선회스크롤부재 사이에서 발생되는 틈새가 크거나 없음으로인해서 야기되는데, 이러한 틈새의 형태는 크게 두 스크롤부재의 옆면들 사이에서 발생하는 반경방향틈새와, 고정스크롤부재의 밑면과 선회스크롤부재의 윗면 사이에서 발생하는 축방향 틈새로 구분된다. 현재 반경방향 틈새를 줄이기 위해서는 회전축과 선회스크롤사이에 컴플라이언스 커플링을 사용하는 방법이 개발되었으며, 축방향 틈새는 각 스크롤부재의 위 또는 아래에 배압실을 두는 구조가 개발되었다. 배압실 구조는 압축실내의 압축가스가 스크롤부재를 축방향으로 밀어낼때, 이 방향과 반대방향으로 배압실 압력이 스크롤부재를 밀어주게되어 축방향 틈새를 제어시키도록 하는 것이다.

종래의 구조를 첨부된 예시도면을 통해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 종래의 실부재가 내재된 상태를 도시한 일부 확대단면도이다. 도시된 바와 같이, 상부에는 고/저압 분리판(10)이 구비되고, 그 아래에는 선회스크롤부재(미도시)와 결합되어서 유체를 압축할 수 있도록 해주면서, 선회스크롤부재가 선회운동을 할때, 축방향을 따라 상,하 운동을 하는 고정스크롤부재(20)가 자리잡고 있다.이 고정스크롤부재(20)의 상부면에는 C자형의 실부재(30)가 갖추어져서 고/저압분리판(10)과 밀착되도록 한다. 또한, 상기 고정스크롤부재(20)의 상부면에는 배압실(40)이 형성되어 있는데, 상기 C자형의 실부재(30)와 고/저압분리판(10)이 직접적으로 접촉하면서 밀착되어 있어 배압실(40)의 누설을 방지하도록 한 것이지만, 고정스크롤부재(20)의 상ㆍ하 운동에 따라 실부재(30)가 연속적으로 냉매압력에 의해 힘을 받게되어 실부재(30)가 파손되거나 실부재(30)의 내부 스프링(31)이 손상되어 실부재(30)로서의 기능을 수행하지 못하게되는 경우가 발생하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실부재와 고정스크롤부재간의 면접촉으로 밀봉력이 향상되고, 고/저압 분리판과 고정스크롤부재 사이의 배압의 변화에 따라 상,하로 움직일 수 있도록 플로팅플레이트를 설치하여 배압실에서의 냉매누설을 방지하여 압축기의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 스크롤압축기의 실링구조를 제공함에 발명의 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 스크롤압축기의 실링구조를 나타낸 요부단면도

도 2는 도 1의 이중 립실부재와 플로팅플레이트의 결합상태를 확대도시한 단면도

도 3은 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 단면도

도 4는 본 발명의 제 3실시예를 나타낸 단면도

도 5는 종래의 스크롤압축기의 상부를 확대도시한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 : 고/저압 분리판

20 : 고정스크롤부재

50 : 플로팅플레이트

51,52 : 플레이트

60 : 결합핀

70,71 : 립실부재

72 : 플렉스바디

80 : O링

90 : U자형 실부재

100 : 립실부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유체를 압축하는 통상의 스크롤압축기에 있어서, 고/저압분리판의 하부와 고정스크롤부재의 상부 사이에 결합핀에 의해 고정되는 플로팅플레이트가 구비되고, 이 플로팅플레이트의 안쪽 및 바깥쪽에 각각 2중 립실부재가 갖추어져 있는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 2중 립실부재의 사이에는 플렉스 바디가 갖추어져 있는 구조이다.

상기 플로팅플레이트는 상,하 2개의 플레이트가 한쌍을 이루면서 2중 립실부재가 하부 플레이트에 갖추어져 있는 구조이다.

또한, 고/저압 분리판과 상부 플레이트사이에는 O링이 끼워져 있다.

또한 본 발명은 다른 실시예로서, 고정스크롤부재의 상부에 결합핀에 의해 고정되는 플로팅플레이트가 갖추어지고, 이 플로팅플레이트의 상부면에 오링이 구비되며, 안쪽면에는 U자형 실부재가 끼워지고, 바깥쪽에는 단일 립실부재가 개재된 구조이다.

상기 플로팅플레이트는 2개의 플레이트로 이루어지고, 고/저압 분리판과 상부 플레이트사이에 O링이 갖추어져 있는 구조이다.

또한, 본 발명은 또 다른 실시예로서, 고정스크롤부재의 상부에 결합핀에 의해 고정되는 플로팅플레이트가 갖추어지고, 이 플로팅플레이트의 안쪽면에는 U자형 실부재가 구비되며, 바깥면에는 단일 립실부재가 구비된 구조이다.

상기 플로팅플레이트는 2개의 플레이트로 이루어지고, 상부 플레이트는 래비린스(rabyrinth)형으로 형성된 구조이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고 상세한 설명은 생략하며, 새로운 구성요소에 대하여만 새로운 부호를 부여하여 상세히 설명한다.여기서, 본 발명은 스크롤압축기의 외관을 이루는 밀봉쉘 및 그 내부의 여러가지 부품들에 대한 설명은 공지의 기술이므로 생략하고, 본 발명을 설명하기 위해 필요한 부분만 상세하게 설명한다.

본 발명은 제 1실시예가 첨부된 예시도면 도 1 및 도 2에 잘 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 유체를 압축하는 통상의 스크롤압축기에 있어서, 고/저압분리판(10)의 하부에 위치하면서 고정스크롤부재(20)의 상부면에 플로팅플레이트(50)가 결합핀(60)에 의해 고정.구비되고, 이 플로팅플레이트(50)의 안쪽 및 바깥쪽에는 각각 2중 립실부재(70)(71)가 갖추어져 있는 구조이다.

또한, 상기 2중 립실부재(70)(71)의 사이에는 플렉스 바디(72)가 갖추어져 있는 구조이다.또한, 상기 플로팅플레이트(50)는 상,하 2개의 플레이트(51)(52)가 한쌍을 이루면서 구비되어 있고, 2중 립실부재(70)(71)가 하부 플레이트(52)에 갖추어져 있는 구조이다.상기 2중 립실부재(70)(71)중 플로팅플레이트(50)의 안쪽에 위치하고 있는 립실부재는 도 2에 도시된 바와 같이, 도면상 좌측에 해당하는 부분이 절곡되어 상승된 형태이고, 바깥쪽에 위치하고 있는 립실부재는 도면상 우측에 해당하는 부분이 하향절곡된 형태를 이루고 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(51)의 상면에는 O링(80)이 끼워져서 고/저압분리판(10)의 밑면에 밀착되도록 되어 있다.한편, 본 발명은 제 2실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정스크롤부재(20)의 상부면에 2개의 플레이트(51)(52)가 결합핀(60)에 의해 결합되어 이루어진 플로팅플레이트(50)가 갖추어지고, 이 플로팅플레이트(50)중 상부 플레이트(51)면에는 O링(80)이 구비되어 고/저압분리판(10)의 하부면과 밀착되도록 되어 있다.또한, 하부플레이트(52)의 안쪽면에는 U자형 실부재(90)가 끼워지고, 바깥쪽에는 단일 립실부재(100)가 개재되어 상부플레이트(51)와 밀착된 구조이다.

또한, 본 발명은 제 3실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 고정스크롤부재(20)의 상부에 2개의 플레이트(51)(52)가 결합핀(60)에 의해 결합되어 이루어진 플로팅플레이트(50)가 고정설치되고, 이 플로팅플레이트(50)중 하부 플레이트(52)의 안쪽면에는 상기 제 2실시예와 마찬가지로 U자형 실부재(90)가 구비되며, 바깥면에는 단일 립실부재(100)가 구비된 구조이다.

상기 플로팅플레이트(50)중 상부 플레이트(51)의 상면은 래비린스(rabyrinth)형으로 복수의 홈이 형성된 구조이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 제 1실시예에서, 립실부재(70)(71)와 고정스크롤부재(20)사이가 면접촉하면서 접촉면이 증가되므로 밀봉력이 향상되고, 플로팅플레이트(50)가 배압의 변화에 따라 상,하로 작동하여 배압실의 체적이 변화되므로 고정스크롤부재(20)에 작용하는 배압력이 최적의 상태로 작용할 수 있게된다. 고/저압 분리판(10)의 하부면과 플로팅플레이트(50)의 상부 플레이트(51) 상면 사이에 O링(80)이 갖추어져 있어 냉매의 누설을 방지한다.

상기 플로팅플레이트(50)는 2개의 플레이트(51)(52)로 이루어져 결합핀(60)으로 결합고정되도록 되어 있다. 상기 결합핀(60)은 볼트 또는 리벳팅하여 처리할 수 있다. 이 2개의 플레이트(51)(52)사이에서 밀봉력을 최대로 할 수 있도록 립실부재(70)(71)의 끝단이 소정의 각도로 접힌 2중 립실부재로서, 고압측과 저압측 양쪽 모두에 설치한 것이다.

상기 2중 립실부재(70)(71)는 립실부재 사이에 플렉스바디(72)가 개재되어 있어 실부재로서의 형태를 유지할 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 발명은 제 2실시예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 플로팅플레이트(50)로 인해 고/저압분리판(10)과 고정스크롤부재(20)사이의 배압의 변화에 따라 상하로 적절히 움직이도록 하여 축방향 순응력이 증대되고, 고압측과 배압실 사이인 하부 플레이트(52)의 안쪽에는 U자형 실부재(90)가 갖추어져 있고, 배압실과 저압측 사이인 하부 플레이트(52)의 바깥쪽 상면에는 립실부재(100)가 설치되어 냉매의 누설을 확실하게 차단한다.

또한, 보다 압력을 많이 받게되는 고압측에는 U자형 실부재(90)가 배치되어고정스크롤부재(20)와의 접촉면이 넓어져 밀봉력이 향상되고, 저압측에는 압력의 영향을 적게받으므로 단일 립실부재(100)가 구비되어 성능의 저하없이 전체적인 제조단가를 낮출 수 있게된다.

상기 플로팅플레이트(50)는 제 1실시예와 마찬가지로 결합핀(60)에 의해 결합ㆍ고정되는데, 이 결합핀(60)은 볼팅 또는 리벳팅으로 처리가능하다. 플로팅 플레이트(50)의 사이에는 단일 립실부재(100)가 갖추어져 있기때문에 밀봉작용을 할 수 있게되고, 고/저압 분리판(10)과 플로팅플레이트(50)의 사이에 갖추어진 O링(80)으로 인해 고/저압분리판(10)과 플로팅플레이트(50)의 상부 사이에서의 냉매누설을 방지할 수 있게된다.

또한, 본 발명은 제 3실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 플로팅플레이트(50)의 상부의 누설을 방지하기 위해 O링(80) 대신에 래비린스형으로 적용한 것이다.

이와 같이 본 발명은 실부재와 고정스크롤부재간의 밀봉력이 향상되고, 고/저압 분리판과 고정스크롤부재 사이의 배압의 변화에 따라 상ㆍ하로 움직일 수 있도록 플로팅플레이트를 설치하고, 립실부재로 인해 배압실의 누설을 방지하여 적절한 압력으로 고정스크롤부재의 선단과 선회스크롤부재의 선단을 밀봉함으로써 압축실내의 냉매누설을 최소화하여 압축기의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 유체를 압축하는 통상의 스크롤압축기에 있어서,

   고/저압 분리판(10)의 하부와 고정스크롤부재(20)의 상부 사이에 플로팅플레이트(50)가 결합핀(60)에 의해 고정.구비되고, 이 플로팅플레이트(50)의 안쪽 및 바깥쪽에 각각 2중 립실부재(70)(71)가 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 스크롤압축기의 실링구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 2중 립실부재(70)(71)의 사이에는 플렉스 바디(72)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤압축기의 실링구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 플로팅플레이트(50)는 2개의 플레이트(51)(52)로 이루어져 2중 립실부재(70)(71)가 하부 플레이트(52)에 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 스크롤압축기의 실링구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 고/저압 분리판(10)과 상부 플레이트(51)의 사이에는 O링(80)이 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 스크롤압축기의 실링구조.
5. 유체를 압축하는 통상의 스크롤압축기에 있어서,

   고/저압 분리판(10)의 하부와 고정스크롤부재(20)의 상부 사이에 플로팅플레이트(50)가 결합핀(60)에 의해 갖추어지고, 이 플로팅플레이트(50)의 상부면에 O링(80)이 구비되며, 안쪽면에는 U자형 실부재(90)가 끼워지고, 바깥쪽에는 단일 립실부재(100)가 개재된 것을 특징으로 하는 스크롤압축기의 실링구조.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 플로팅플레이트(50)는 2개의 플레이트(51)(52)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 스크롤압축기의 실링구조.
7. 유체를 압축하는 통상의 스크롤압축기에 있어서,

   고/저압분리판(10)의 하부와 고정스크롤부재(20)의 상부 사이에 플로팅플레이트(50)가 결합핀(60)에 의해 고정설치되고, 이 플로팅플레이트(50)의 안쪽면에는U자형 실부재(90)가 구비되며, 바깥면에는 단일 립실부재(100)가 갖추어지되, 상기 플로팅플레이트(50)는 2개의 플레이트(51)(52)로 이루어지고, 상부 플레이트(51)는 래비린스형으로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤압축기의 실링구조.