KR100518021B1 - 스크롤 압축기의 급유 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 급유 장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 오일에 잠기도록 프레임의 저면에 돌출 형성하고 구동축의 하단을 반경방향과 축방향으로 함께 지지하도록 소정의 깊이로 함몰지게 형성하여 상기한 구동축을 수용하는 축수용부와, 축수용부의 일측에 상기한 구동축을 향해 관통 형성하는 적어도 한 개 이상의 오일통구와, 오일통구에 연통하도록 상기한 구동축의 오일유로를 향해 관통 형성하는 적어도 한 개 이상의 오일흡입구로 구성함으로써, 케이싱의 오일을 펌핑하는 오일피더를 단순화하여 부품수와 조립공수를 줄이고 이를 통해 압축기의 생산비용은 낮추고 생산성은 높일 수 있다. 또, 오일유로를 구동축의 측면으로 형성함에 따라 구동축의 축방향 베어링면적을 늘릴 수 있고 이를 통해 구동축이 축방향 베어링면에 작용하는 하중을 줄임으로써 베어링플레이트와 같은 축방향 지지부재의 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 급유 장치{OIL FEEDER FOR SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 급유 장치에 관한 것으로, 특히 부품수를 줄이고 베어링면적을 넓힐 수 있는 스크롤 압축기의 급유 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤식 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기로서, 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 스크롤 사이에 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가스를 연속으로 흡입 압축하여 토출하는 방식이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비한 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(3) 사이에 장착하는 구동모터(4)와, 구동모터(4)의 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(4)의 회전력을 전달하는 구동축(5)과, 메인프레임(2)에 얹혀지고 구동축(5)에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 나선형의 랩(7a)을 형성하여 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(7)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입영역(S1)과 토출영역(S2)으로 구획하는 고저압분리판(8)과, 고정스크롤(7)의 경판부 배면에 결합하여 토출영역(S2)으로 토출한 압축가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)를 포함하고 있다.

구동축(5)의 내부에는 축방향으로 길게 오일유로(5a)를 관통 형성하고, 구동축(5)의 하단 또는 이 구동축(5)의 하단을 지지하는 서브프레임(3)의 사이에는 케이싱(1)의 오일을 펌핑하는 오일피더(10)를 구비하고 있다.

오일피더(10)는 도 2에서와 같이 구동축(5)의 오일유로(5a) 하단에 장착하는 프로펠러(11)와, 서브프레임(3)에 삽입하여 상기한 구동축(5)의 하단을 지지하는 베어링플레이트(12)와, 베어링플레이트(12)를 지지하도록 상기 서브프레임(3)에 압입하는 플레이트고정링(13)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 7b는 흡입구, 7c는 토출구, 12a는 오일흡입공, O는 선회스크롤의 자전방지기구인 올담링이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(5)이 구동모터(4)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 고정스크롤(7)과의 랩(6a,7a) 사이에 압축실(P)을 복수 개 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

여기서, 구동축(5)이 고속으로 회전하면 프로펠러(11)가 함께 고속으로 회전하면서 원심력을 발생하고, 이 원심력을 이용하여 케이싱(1) 내부의 오일을 오일흡입공(12a)과 오일유로(5a)을 통해 상단으로 흡상하면서 각각의 미끄럼부에 공급하거나 또는 구동축(5)의 상단에서 비산하면서 메인프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이의 베어링면으로 공급되어 윤활을 실시하는 것이었다.

이러한 원심펌프 방식의 오일피더 외에 종래에는 도 3과 같은 강제급유 방식의 오일피더(20)도 알려져 있다.

예컨대, 강제급유 방식의 오일피더(20)는 서브프레임(3)과 함께 오일챔버(C)를 형성하는 펌프커버(21)와, 구동축(5)의 하단에 회전 가능하도록 편심지게 결합하여 상기 오일챔버(C)의 내부에서 편심 회전하면서 오일을 펌핑하는 펌프롤러(22)와, 펌프커버(21)의 상면과 펌프롤러(22)의 저면 사이에 개재하여 상기 펌프롤러(22)를 미끄럼 지지하는 펌프플레이트(23)로 이루어져 있다.

펌프커버(21)는 그 외곽에 케이싱(1)의 오일을 오일챔버(C)로 유도하는 오일흡입구(21b)를 편심지게 형성하고, 오일흡입구(21b)와 연통하여 오일을 구동축(5)의 오일유로(5a)에 안내하는 오일안내홈(21b)을 중앙측에 형성하고 있다.

펌프플레이트(23)에도 상기 펌프커버(21)의 오일흡입구(21a)와 오일챔버(C)를 연통시키는 오일연통구(23a)를 형성하고, 오일챔버(C)와 오일안내홈(21b)을 연통시키는 오일연통홈(미도시)을 형성하고 있다.

이러한 강제급유 방식의 오일피더(20)는, 구동축(5)이 고속으로 회전을 하면서 그 하단의 펌프롤러(22)가 오일챔버(C)에서 선회운동을 하면서 압력차를 발생하고, 이 압력차에 의해 케이싱(1)의 오일이 펌프커버(21)의 오일흡입구(21a)를 통해 흡입되었다가 상기한 펌프롤러(22)에 의해 오일안내홈(21b)으로 유도되며, 이 오일안내홈(21b)으로 유도된 오일은 구동축(5)의 오일유로(5a)를 따라 흡상하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 급유 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 원심펌프 방식은 상대적으로 축방향의 베어링면적이 좁아져 압축기의 신뢰성이 저하되고 구동축(5)의 오일유로에 프로펠러(11)를 삽입 장착해야 하는 것은 물론 서브프레임(3)에 구동축(5)을 지지하는 베어링플레이트(12)를 고정해야 하는 등 상기한 구동축(5)과 서브프레임(3)의 가공이 난해하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

다음, 강제급유 방식은 펌프커버(21)와 펌프롤러(22) 그리고 펌프베어링(23)과 같이 많은 부품을 필요로 함에 따라 생산비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 오일피더를 간소하면서도 베어링면적을 넓혀 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 스크롤 압축기의 급유 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일정량의 오일을 채운 케이싱과, 케이싱의 내부에 설치하여 회전력을 발생하는 구동모터와, 구동모터의 회전자에 결합하여 회전력을 전달하는 동시에 케이싱의 오일을 흡상하도록 오일유로를 축방향으로 관통 형성하는 구동축과, 구동축에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤에 치합하여 상기 선회스크롤과 함께 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하는 고정스크롤과, 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 동시에 구동축의 반경방향을 지지하는 적어도 한 개 이상의 프레임을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 케이싱의 오일에 잠기도록 프레임의 저면에 돌출 형성하고 구동축의 하단을 반경방향과 축방향으로 함께 지지하도록 소정의 깊이로 함몰지게 형성하여 상기한 구동축을 수용하는 축수용부와, 축수용부의 일측에 상기한 구동축을 향해 관통 형성하는 적어도 한 개 이상의 오일통구와, 오일통구에 연통하도록 상기한 구동축의 오일유로를 향해 관통 형성하는 적어도 한 개 이상의 오일흡입구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 급유 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 급유 장치의 일례를 보인 종단면도이며, 도 6은 본 발명 급유 장치의 일례를 분해하여 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 연결 설치하고 일정량의 오일을 채운 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 상하 양측을 지지하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(110)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(110) 사이에 설치하여 회전력을 발생하는 구동모터(4)와, 구동모터(4)의 회전자(4B)에 결합하여 회전력을 전달하는 구동축(120)과, 구동축(120)에 편심지게 결합하여 메인프레임(2)에 얹혀져 선회운동을 하는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 나선형의 랩(7a)을 형성하여 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(7)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입영역(S1)과 토출영역(S2)으로 구획하는 고저압분리판(8)과, 고정스크롤(7)의 경판부 배면에 결합하여 토출영역(S2)으로 토출한 압축가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)를 포함한다.

서브프레임(110)의 중앙부위에는 구동축(5)을 반경방향으로 지지하는 동시에 그 구동축(5)의 하단을 얹어 축방향으로 지지하는 축수용홈(111)을 소정의 깊이로 함몰지게 형성한다.

여기서, 축수용홈(111)은 외측면이 케이싱(1)의 오일에 잠길 수 있는 소정의 길이만큼 돌출하여 형성하되, 그 외주면 일 측에는 케이싱(1)의 오일을 흡입하는 오일통구(112)를 적어도 한 개 이상 형성한다.

오일통구(112)는 도 5에서와 같이 구동축(5)의 반경방향으로 수평하게 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 바깥쪽에서 안쪽으로 소정의 경사각을 가지고 상향 경사지게 형성할 수도 있다.

구동축(120)의 내부에는 축방향으로 길게 오일유로(121)를 관통 형성하고, 그 하단 부근에는 상기한 서브프레임(110)의 오일통구(112)와 연통할 수 있는 높이로 오일흡입구(122)를 적어도 한 개 이상 형성한다.

오일흡입구(122)는 반경방향으로 수평하게 형성할 수도 있으나 오일이 보다 원활하게 흡상되도록 하기 위하여는 바깥쪽에서 안쪽으로 갈수록 소정의 경사각을 가지고 상향 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 서브프레임(110)의 축수용홈(111) 바닥면과 이에 대응하는 구동축(120)의 하단면 사이에는 상기한 구동축(120)을 축방향으로 원활하게 지지하기 위한 베어링플레이트(130)를 별개로 제작하여 삽입하는 것이 서브프레임(110)의 축수용홈(111)을 가공할 때 그 바닥면을 정밀가공할 필요가 없어 상기 서브프레임(110)의 가공을 용이하게 하는데 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 7b는 흡입구, 7c는 토출구, 140은 오일유로마개, O는 선회스크롤의 자전방지기구인 올담링이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 급유 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(5)이 구동모터(4)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 고정스크롤(7)과의 랩(6a,7a) 사이에 압축실(P)을 복수 개 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

이때, 구동축(120)이 고속으로 회전을 하면서 오일유로(121)에 채워진 오일을 원심력으로 밀어 올려 각 베어링면으로 공급하는 동시에 상기 구동축(120)이 회전을 하는 동안에 각 베어링면으로 배출되는 오일의 양만큼 새로운 오일이 서브프레임(110)의 오일통구(112)와 구동축(120)의 오일흡입구(122)를 통해 상기한 구동축(120)의 오일유로(121)로 다시 흡입되어 이 오일은 전술한 바와 같이 오일유로(121)를 따라 흡상되면서 각 베어링면으로 공급되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 구동축(120)의 오일유로(121)는 그 내부에 별도의 오일피더를 구비할 필요가 없으므로 상대적으로 오일유로(121)의 내경을 작게 형성할 수 있어 베어링플레이트(130)와 접하는 구동축(120)의 하단 단면적을 넓힐 수 있다. 이를 통해 베어링플레이트(130)에 작용하는 축방향 하중을 줄일 수 있어 구동축의 축방향을 지지하는 베어링플레이트(130)의 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 구동축(120)에 별도의 오일피더를 구비하지 않고도 케이싱(1)의 오일을 원활하게 흡상할 수 있어 급유 장치를 단순하게 구성함에 따라 부품수를 줄일 수 있고 이를 통해 생산비용을 절감하는 것은 물론 조립공수를 줄여 생산성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 급유 장치는, 케이싱의 내부에 고정하는 서브프레임의 중앙부에 구동축을 반경방향과 축방향으로 함께 지지할 수 있는 축수용홈을 형성하고, 축수용홈의 일측에 오일흡입구를 관통 형성하며, 구동축의 오일유로에 연통하면서 상기 서브프레임의 오일흡입구에 연통하는 오일통구를 형성하여 오일피더를 구성함으로써, 케이싱의 오일을 펌핑하는 오일피더를 단순화하여 부품수와 조립공수를 줄이고 이를 통해 압축기의 생산비용은 낮추고 생산성은 높일 수 있다.

또, 오일유로를 구동축의 측면으로 형성함에 따라 구동축의 축방향 베어링면적을 늘릴 수 있고 이를 통해 구동축이 축방향 베어링면에 작용하는 하중을 줄임으로써 베어링플레이트와 같은 축방향 지지부재의 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기를 보인 종단면도,

도 2는 종래 강제 급유 장치의 일례를 보인 종단면도,

도 3은 종래 원심 급유 장치의 일례를 보인 종단면도,

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 급유 장치의 일례를 보인 종단면도,

도 6은 본 발명 급유 장치의 일례를 분해하여 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 서브프레임 111 : 축수용홈

112 : 오일통구 120 : 구동축

121 : 오일유로 122 : 오일흡입구

130 : 베어링플레이트 140 : 오일유로마개

Claims (3)

1. 일정량의 오일을 채운 케이싱과, 케이싱의 내부에 설치하여 회전력을 발생하는 구동모터와, 구동모터의 회전자에 결합하여 회전력을 전달하는 동시에 케이싱의 오일을 흡상하도록 오일유로를 축방향으로 관통 형성하는 구동축과, 구동축에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤에 치합하여 상기 선회스크롤과 함께 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하는 고정스크롤과, 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 동시에 구동축의 반경방향을 지지하는 적어도 한 개 이상의 프레임을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   케이싱의 오일에 잠기도록 프레임의 저면에 돌출 형성하고 구동축의 하단을 반경방향과 축방향으로 함께 지지하도록 소정의 깊이로 함몰지게 형성하여 상기한 구동축을 수용하는 축수용부와, 축수용부의 일측에 상기한 구동축을 향해 관통 형성하는 적어도 한 개 이상의 오일통구와, 오일통구에 연통하도록 상기한 구동축의 오일유로를 향해 관통 형성하는 적어도 한 개 이상의 오일흡입구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유 장치.
2. 제1항에 있어서,

   축수용부의 바닥면에는 구동축의 하단을 미끄럼 지지하는 별도의 축방향 베어링플레이트를 삽입하여 개재하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유 장치.
3. 제1항에 있어서,

   오일흡입구는 입구에서 출구로 갈수록 소정의 각도로 상향 경사지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유 장치.