KR100480127B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 인벌류트 형상의 고정익을 구비한 고정스크롤과; 상기 고정익과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간을 형성하는 인벌류트 형상의 선회익을 구비하여 상기 고정스크롤에 대해 선회운동하면서 냉매를 압축하는 선회스크롤과; 상기 선회스크롤의 저부면에 접촉되는 스러스트베어링면을 구비하여 상기 선회스크롤을 편심운동가능하게 지지하는 메인프레임과; 상기 선회스크롤의 저부에 돌출된 보스부를 수용할 수 있도록 형성된 보스부수용홈으로부터 반경방향을 따라 소정 거리 이격된 스러스트베어링면에 함몰형성되어 초기 기동전에 오일이 충전 저장되는 오일저장홀과, 일측은 상기 보스부수용홈과 연통되고 타측은 상기 오일저장홀과 연통되도록 형성되는 오일그루브를 구비한 오일수용부로 구성됨을 특징으로 한다. 이에 의해, 초기 기동 및 재 가동 시 스러스트베어링면과 선회스크롤의 저부면의 금속마찰을 억제시킬 수 있는 스크롤 압축기가 제공된다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은, 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 초기 기동 및 재 가동 시 스러스트베어링면과 선회스크롤의 저부면의 금속마찰을 억제시킬 수 있도록 한 스크롤 압축기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 요부확대도이며, 도 3은 도 1의 메인프레임의 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부 상부영역에 배치되어 냉매를 압축하는 압축부(21)와, 압축부(21)의 하측에 배치되어 압축부(21)에 구동력을 제공하는 전동모터부(41)를 구비하고 있다.
케이싱(11)의 일측에는 냉매를 흡입할 수 있도록 흡입관(13)이 설치되어 있으며, 흡입관(13)의 상측에는 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출관(15)이 구비되어 있다.
압축부(21)는, 인벌류트형상의 고정익(23)을 구비하여 고정배치되는 고정스크롤(22)과, 고정익(23)과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간(S)을 형성하는 선회스크롤(32)과, 후술할 전동모터부(41)의 회전축(45)의 편심부(46)가 수용결합되는 보스부(34)를 구비하여 고정스크롤(22)에 대해 상대운동 가능하게 배치되는 선회스크롤(32)을 포함하여 구성되어 있다.
전동모터부(41)는, 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정자(43)와, 고정자(43)의 내부에 회전가능하게 배치되는 회전자(44)와, 회전자(44)의 축심을 따라 일체로 회전가능하게 결합되고 상단에 선회스크롤(32)을 편심운동시킬 수 있도록 편심부(46)가 형성된 회전축(45)을 구비하고 있다.
회전축(45)의 축심에는 케이싱(11)의 저부에 수용된 오일(18)이 유동할 수 있도록 오일공급로(47)가 형성되어 있으며, 하단부에는 회전시 케이싱(11)의 하부에 저장된 오일(18)이 오일공급로(47)를 따라 공급될 수 있도록 오일펌프(48)가 구비되어 있다. 회전축(45)의 상단부에는 선회스크롤(32)의 보스부(34)의 내부에 삽입결합되어 선회스크롤(32)을 편심운동시킬 수 있도록 편심부(46)가 형성되어 있다.
한편, 압축부(21)의 상측에는 케이싱(11)의 내부공간을 고압실(H)과 저압실(L)로 구획하는 고저압분리판(51)이 설치되어 있으며, 케이싱(11)의 내부 하부에는 오일(18)이 저장될 수 있도록 오일저장부(17)가 형성되어 있다. 회전축(45)의 축선방향을 따라 회전축(45)의 상부 및 하부에는 회전축(45)을 회전가능하게 지지할 수 있도록 베어링면(64,74)이 각각 형성되어 있는 메인프레임(61) 및 서브프레임(71)이 각각 구비되어 있다.
메인프레임(61)의 중앙에는 회전축(45)을 회전지지할 수 있도록 베어링면(64)이 형성되어 있으며, 베어링면(64)의 상측에는 선회스크롤(32)의 보스부(34)가 편심운동가능하게 수용될 수 있도록 보스부수용홈(63)이 형성되어 있다. 보스부수용홈(63)의 일측에는 내부에 수용된 오일(18)이 오일저장부(17)로 회수될 수 있도록 배유로(65)가 형성되어 있으며, 메인프레임(61)의 상면에는 선회스크롤(32)의 저부면에 접촉되어 선회스크롤(32)을 지지하는 스러스트베어링면(62)이 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 회전축(45)이 회전되어 선회스크롤(32)이 고정스크롤(22)에 대해 편심운동을 하게 되면, 압축공간(S)의 내부로 냉매가 흡입되어 압축되고 압축된 냉매는 고압실(H)로 토출된다.
한편, 회전축(45)과 함께 오일펌프(48)가 회전을 개시하면 저부의 오일(18)은 오일공급로(47)를 따라 상향 이동되고, 상향 이동되는 오일(18)중 일부는 서브프레임(71)의 베어링면으로 공급된다. 오일공급로(47)를 따라 상향 이동된 오일(18)중 일부는 메인프레임(61)의 베어링면(64)으로 공급되고, 나머지는 도 2에 도시된 바와 같이, 보스부(34)와 편심부(46)사이를 경유해 보스부수용홈(63)으로 수용되고, 일부는 배유로(65)를 통해 오일저장부(17)로 회수되고 일부는 스러스트베어링면(62)과 선회스크롤(32)의 저부면의 접촉면 사이로 공급된다.
그런데, 이러한 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 회전축(45)의 축심에 오일공급로(47)를 형성하고, 하단에 오일펌프(48)를 마련하여 회전축(45)의 회전에 의해 스러스트베어링면(62)과 선회스크롤(32)의 저부면 사이로 오일(18)을 공급하도록 되어 있어, 초기 기동시 또는 소정의 중지 시간 후 다시 기동되는 초기에는 저부로부터의 오일(18)이 공급되는 시간 동안 스러스트베어링면(62)과 선회스크롤(32)의 저부면 사이에는 유막의 단절이 발생되어 금속마찰이 발생하게 된다고 하는 문제점이 있다.
또한, 운전중 과압축 등에 의해 스러스트베어링면(62)과 선회스크롤(32)의 접촉 압력이 증가하게 될 경우 스러스트베어링면(62)과 선회스크롤(32)의 저부면 사이로 오일(18)의 공급이 충분치 못하게 되고, 이에 기인하여 스러스트베어링면(62) 및 선회스크롤(32)의 저부면에 강제 마모가 발생하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 초기 기동 및 재 가동 시 스러스트베어링면과 선회스크롤의 저부면의 금속마찰을 억제시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 인벌류트 형상의 고정익을 구비한 고정스크롤과; 상기 고정익과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간을 형성하는 인벌류트 형상의 선회익을 구비하여 상기 고정스크롤에 대해 선회운동하면서 냉매를 압축하는 선회스크롤과; 상기 선회스크롤의 저부면에 접촉되는 스러스트베어링면을 구비하여 상기 선회스크롤을 편심운동가능하게 지지하는 메인프레임과; 상기 선회스크롤의 저부에 돌출된 보스부를 수용할 수 있도록 형성된 보스부수용홈으로부터 반경방향을 따라 소정 거리 이격된 스러스트베어링면에 함몰형성되어 초기 기동전에 오일이 충전 저장되는 오일저장홀과, 일측은 상기 보스부수용홈과 연통되고 타측은 상기 오일저장홀과 연통되도록 형성되는 오일그루브를 구비한 오일수용부로 구성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기에 의해 달성된다.
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이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 5는 도 4의 요부확대도이며, 도 6은 도 4의 메인프레임의 확대도이고, 도 7은 도 5의 메인프레임의 평면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 오일수용부영역의 확대도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 스크롤 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 고정익(23)을 구비하여 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정스크롤(22)과, 고정익(23)과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간(S)을 형성하는 선회익(33)을 구비하여 고정스크롤(22)에 대해 상대운동 가능하게 배치되어 냉매를 압축하는 선회스크롤(32)과, 선회스크롤(32)의 저부면에 접촉되는 스러스트베어링면(62)을 구비하여 선회스크롤(32)을 지지하는 메인프레임(61)과, 선회스크롤(32)과 스러스트베어링면(62)중 적어도 어느 하나에 오일(18)을 수용할 수 있도록 형성되는 오일수용부(81)를 포함하여 구성되어 있다.
케이싱(11)의 일측에는 냉매를 흡입 및 토출할 수 있도록 흡입관(13) 및 토출관(15)이 각각 구비되어 있다. 케이싱(11)의 내측 상부영역에는 케이싱(11)의 내부 공간을 고압실(H) 및 저압실(L)로 구획하는 고저압분리판(51)이 설치되어 있으며, 내측 하부영역에는 오일(18)을 저장할 수 있도록 오일저장부(17)가 형성되어 있다.
고저압분리판(51)의 하측에는 냉매를 압축할 수 있도록 고정스크롤(22) 및 선회스크롤(32)을 구비한 압축부(21)가 배치되어 있으며, 압축부(21)의 하측에는 압축부(21)에 구동력을 제공할 수 있도록 전동모터부(41)가 배치되어 있다.
전동모터부(41)는, 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정자(43)와, 고정자(43)의 내부에 회전가능하게 배치되는 회전자(44)와, 회전자(44)의 축심을 따라 압입되고 상단에 편심부(46)가 형성되어 있는 회전축(45)을 구비하고 있다. 회전축(45)의 축심에는 저부의 오일(18)을 상부영역으로 공급할 수 있도록 오일공급로(47)가 형성되어 있으며, 하부영역에는 회전축(45)의 회전시 오일공급로(47)를 따라 오일(18)이 상향 공급되도록 오일펌프(48)가 일체로 회전가능하게 결합되어 있다.
회전축(45)의 축선방향을 따라 상부 및 하부영역에는 회전축(45)을 회전지지할 수 있도록 각각 베어링면(64,74)이 형성되어 있는 메인프레임(61) 및 서브프레임(71)이 배치되어 있다.
메인프레임(61)의 상면에는 선회스크롤(32)의 저부면에 접촉되어 선회스크롤(32)이 편심운동할 수 있도록 지지하는 스러스트베어링면(62)이 형성되어 있으며, 중앙영역에는 선회스크롤(32)의 보스부(34)가 수용되어 편심운동할 수 있도록 함몰된 보스부수용홈(63)이 형성되어 있다. 보스부수용홈(63)의 일측에는 내부에 수용된 오일(18)이 오일저장부(17)로 회수될 수 있도록 외부와 연통되게 배유로(65)가 형성되어 있다.
한편, 오일수용부(81)는, 스러스트베어링면(62)에 회전축(45)의 축선방향을 따라 함몰되고 보스부수용홈(63)의 둘레방향을 따라 상호 소정 거리 이격되게 배치되어 내부에 오일(18)이 저장되는 오일저장홀(82)과, 일측은 보스부수용홈(63)과 연통되고 타측은 오일저장홀(82)과 연통되도록 회전축(45)의 축선방향을 따라 스러스트베어링면(62)에 함몰형성되는 오일그루브(83)를 포함하여 구성되어 있다. 여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 선회스크롤(32)의 저부면에 회전축(45)의 축선방향을 따라 상향 함몰되고 일측은 보스부수용홈(63)과 연통되고 타측은 오일저장홀(82)과 상호 연통되게 연장된 형태의 오일그루브(35)로 구성할 수도 있다. 또, 오일그루브는 스러스트베어링면(62) 및 선회스크롤(32)의 저부면에 각각 형성되도록 구성할 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 오일저장홀(82)에는 선회스크롤(32)의 저부면과 스러스트베어링면(62) 사이로 초기 기동시 오일(18)이 공급될 수 있도록 선회스크롤(32)의 조립전에 오일이 충전/수용되도록 한다.
회전자(44)가 구동되면 편심부(46)에 결합된 선회스크롤(32)은 회전축(45)을 중심으로 고정스크롤(22)에 대해 선회운동을 하고, 이에 의해 냉매는 압축공간(S)으로 흡입되어 압축된 후 고압실(H)로 토출된다.
한편, 회전축(45)과 일체로 오일펌프(48)가 회전을 개시하면, 오일저장부(17)의 오일(18)은 오일공급로(47)를 따라 상측으로 이동되고, 상향 이동되는 오일(18)중 일부는 서브프레임(71) 및 메인프레임(61)의 각 베어링면(74,64)에 공급된다. 상향 이동되는 오일(18)의 나머지는 회전축(45)의 상단으로 유출되고, 회전축(45)의 외경면과 보스부(34) 사이를 경유하여 보스부수용홈(63)으로 유입된다. 유입된 오일(18)중 일부는 배유로(65)를 통해 오일저장부(17)로 회수되고, 나머지는 상향 유동하여 오일그루브(83)를 경유해 오일저장홀(82)로 공급된다. 오일그루브(83) 및 오일저장홀(82)로 공급된 오일(18)은 선회운동하는 선회스크롤(32)에 의해 스러스트베어링면(62)과 선회스크롤(32)의 저부면사이에 전면적으로 유막을 형성하여 마찰을 저감시키게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고정스크롤 및 선회스크롤과, 선회스크롤의 하측에서 선회스크롤이 편심운동가능하게 지지하는 메인프레임과, 보스부수용홈으로부터 반경방향을 따라 소정 거리 이격된 스러스트베어링면에 함몰형성되어 초기 기동전에 오일이 충전 저장되는 오일저장홀과, 일측은 보스부수용홈과 연통되고 타측은 오일저장홀과 연통되도록 형성되는 오일그루브를 구비한 오일수용부를 구비하도록 함으로써, 초기 기동 및 재 가동 시 스러스트베어링면과 선회스크롤의 저부면의 금속마찰을 억제시킬 수 있는 스크롤 압축기가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 과압축 등에 의해 선회스크롤과 스러스트베어링면 사이에 과도한 압력이 작용하여도 오일그루브를 통해 스러스트베어링면과 선회스크롤의 저부면 사이로 오일이 원활하게 공급됨으로써 금속마찰에 기인한 강제마모를 억제시킬 수 있는 스크롤 압축기가 제공된다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 단면도,
도 2는 도 1의 요부확대도,
도 3은 도 1의 메인프레임의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 단면도,
도 5는 도 4의 요부확대도,
도 6은 도 4의 메인프레임의 확대도,
도 7은 도 5의 메인프레임의 평면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 오일수용부영역의 확대도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 케이싱 22 : 고정스크롤
23 : 고정익 32 : 선회스크롤
33 : 선회익 45 : 회전축
46 : 편심부 47 : 오일공급로
61 : 메인프레임 62 : 스러스트베어링면
63 : 보스부수용홈 64 : 베어링면
65 : 배유로 71 : 서브프레임
81 : 오일수용부 82 : 오일저장홀
83 : 오일그루브

Claims (5)

  1. 인벌류트 형상의 고정익을 구비한 고정스크롤과; 상기 고정익과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간을 형성하는 인벌류트 형상의 선회익을 구비하여 상기 고정스크롤에 대해 선회운동하면서 냉매를 압축하는 선회스크롤과; 상기 선회스크롤의 저부면에 접촉되는 스러스트베어링면을 구비하여 상기 선회스크롤을 편심운동가능하게 지지하는 메인프레임과; 상기 선회스크롤의 저부에 돌출된 보스부를 수용할 수 있도록 형성된 보스부수용홈으로부터 반경방향을 따라 소정 거리 이격된 스러스트베어링면에 함몰형성되어 초기 기동전에 오일이 충전 저장되는 오일저장홀과, 일측은 상기 보스부수용홈과 연통되고 타측은 상기 오일저장홀과 연통되도록 형성되는 오일그루브를 구비한 오일수용부로 구성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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