KR100531912B1 - 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 고정 설치하는 프레임과, 프레임에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 치합하여 메인프레임에 얹히고 구동모터의 회전축에 결합하여 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 상기한 고정스크롤과 함께 형성하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 프레임과 고정스크롤을 원주방향으로 체결하는 수 개의 체결볼트 중에서 적어도 한 개 이상은 축방향에 대해 경사지게 체결함으로써, 압축기의 구동시 축방향과 반경방향 그리고 접선방향으로 발생하는 가스력을 효과적으로 상쇄하여 메인프레임과 고정스크롤의 고정상태를 유지할 수 있고 이를 통해 냉매가스의 누설이나 소음 진동을 방지하여 압축기의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조{STRUCTURE FOR FIXING SCROLL OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조에 관한 것으로, 특히 메인프레임과 고정스크롤을 고정할 때 축방향은 물론 반경방향과 접선방향으로도 체결력을 높일 수 있는 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조에 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 종단면도이고, 도 2는 종래 스크롤 압축기에서 압축실내 가스력을 보인 개략도이며, 도 3은 종래 스크롤 압축기에서 고정스크롤의 고정상태를 보인 평면도이다.

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(미도시) 사이에 장착하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 메인프레임(2)에 얹혀지고 구동축(4)에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(5)과, 선회스크롤(5)의 랩(5a)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 나선형의 랩(6a)을 형성하여 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(6)과, 고정스크롤(6)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입영역(S1)과 토출영역(S2)으로 구획하는 동시에 공명실을 형성하여 토출소음기 역할을 하는 토출커버(7)와, 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 결합하여 토출커버(7)로 토출한 압축가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(8)를 포함하고 있다.

메인프레임(2)은 평면투영시 환형으로 형성하여 그 외주면은 케이싱의 내주면에 밀착하여 용접 고정하고, 가장자리에는 고정스크롤(6)을 얹은 상태에서 볼트 체결하기 위한 수 개의 체결홈(2a)을 동일 원주상에 등간격으로 형성하고 있다.

고정스크롤(6)은 평면투영시 환형으로 형성하여 그 가장자리에는 체결볼트(B)가 관통하여 상기한 메인프레임(2)의 체결홈(2a)에 체결되도록 수 개의 관통구멍(6d)을 동일 원주상에 등간격으로 형성하고 있다.

여기서, 체결홈(2a)과 관통구멍(6d)은 메인프레임(2)과 고정스크롤(6)을 일직선으로 체결할 수 있도록 축방향으로 일치하도록 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 3A는 고정자, 3B는 회전자, 6b는 흡입구, 6c는 토출구, O는 선회스크롤의 자전방지기구인 올담링이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(5)은 고정스크롤(6)과의 랩(5a)(6a) 사이에 압축실(P)을 복수 개 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 고정스크롤(6)은 메인프레임(2)에 고정되어 지지되는 반면 선회스크롤(5)은 구동축(5)의 편심부에 결합하는 동시에 올담링(O)에 결합하여 자전은 방지되면서 선회운동을 하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 도 2에서와 같이 선회스크롤(5)이 선회운동을 하면서 냉매가스를 압축함에 따라 실제 가스력은 축방향과 반경방향 그리고 접선방향으로 작용함에도 불구하고 고정스크롤(6)을 메인프레임(2)에 고정하는 수 개의 체결볼트(B)를 모두 축방향으로만 체결함에 따라 반경방향이나 접선방향으로는 체결력이 약화되어 장기간 사용시 체결볼트가 풀리면서 고정스크롤이 움직여 냉매가스의 누설이나 압축기의 소음과 진동이 야기되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 메인프레임과 고정스크롤의 체결력을 높여 냉매가스의 누설이나 압축기의 소음과 진동을 미연에 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 고정 설치하는 프레임과, 프레임에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 치합하여 메인프레임에 얹히고 구동모터의 회전축에 결합하여 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 상기한 고정스크롤과 함께 형성하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 프레임과 고정스크롤을 원주방향으로 체결하는 수 개의 체결볼트 중에서 적어도 한 개 이상은 축방향에 대해 경사지게 체결하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임과 고정스크롤의 고정 구조를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 압축실내 가스력을 보인 개략도이며. 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 7은 본 발명 스크롤 압축기에서 고정스크롤의 고정상태를 보인 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비한 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(12) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(12)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하는 구동모터(13)와, 구동모터(13)의 중심에 압입하고 메인프레임(12)을 관통하여 구동모터(13)의 회전력을 전달하는 구동축(14)과, 상면에 나선형의 랩(14a)을 형성하여 메인프레임(12)에 얹혀지고 구동축(14)에 편심지게 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(15)과, 선회스크롤(15)의 랩(15a)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 나선형의 랩(16a)을 형성하여 메인프레임(12)의 상면에 고정하는 고정스크롤(16)과, 고정스크롤(16)의 배면에 결합하여 케이싱(11)의 내부를 흡입영역(S1)과 토출영역(S2)으로 구획하는 토출커버(17)와, 고정스크롤(16)의 경판부 배면에 결합하여 토출한 가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(18)를 포함한다.

메인프레임(11)은 평면투영시 환형으로 형성하여 상면에 상기한 고정스크롤(16)을 체결 고정하는 것으로, 그 외주면은 케이싱911)의 내주면에 밀착하여 용접 고정하고, 가장자리에는 고정스크롤(16)을 얹은 상태에서 볼트 체결하기 위한 수 개의 체결홈(12a-1)(12a-2)을 동일 원주상에 등간격으로 형성한다.

체결홈은 일부는 축방향으로 평행하게 제1 체결홈(12a-1)을 형성하고 다른 일부는 축방향에 대해 입체적으로 경사지게, 즉 구배방향으로 제2 체결홈(12a-2)을 형성하되, 제1 체결홈(12a-1)과 제2 체결홈(12a-2)을 서로 교번되게 형성하는 것이 체결력을 높이는데 바람직하다.

고정스크롤(16)은 평면투영시 환형으로 형성하여 그 가장자리에는 체결볼트(B)가 관통하여 상기한 메인프레임(12)의 제1 체결홈(12a-1) 및 제2 체결홈(12a-2)에 체결되도록 수 개의 관통구멍(16d-1)(16d-2)을 동일 원주상에 등간격으로 형성한다.

관통구멍은 상기한 제1 체결홈(12a-1)과 일치하도록 일부는 축방향으로 평행하게 제1 관통구멍(16d-1)을 형성하는 반면 다른 일부는 제2 체결홈(12a-2)과 일치하도록 구배방향으로 제2 관통구멍(16d-2)을 형성하되, 제1 관통구멍(16d-1)과 제2 관통구멍(16d-2)은 서로 교번되게 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 13A는 고정자, 13B는 회전자, 16b는 흡입구, 16c는 토출구, 16e는 볼트머리안착면, O는 올담링이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(14)이 구동모터(13)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(15)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(15)과 고정스크롤(16)의 랩(15a)(16a) 사이에는 복수 개의 압축실(P)을 쌍으로 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(15)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 선회스크롤(15)은 회전축(14)과 함께 선회운동을 고정스크롤(16)과의 사이에 중심방향으로 연속 이동하는 "초생달" 모양의 압축실(P)을 형성함에 따라 가스력은 압축실(P)을 형성하는 두 스크롤(15)(16)의 축방향 경판부와 반경방향 랩 측면으로 작용함과 아울러 접선방향으로도 작용하나, 본 발명에서와 같이 메인프레임(12)의 제1 체결홈(12a-1) 및 제2 체결홈(12a-2)과 고정스크롤(16)의 제1 관통구멍(16d-1) 및 제2 관통구멍(16d-2)을 축방향과 구배방향으로 형성하여 체결볼트(B)로 고정함에 따라 축방향으로 작용하는 가스력은 물론 반경방향과 접선방향으로 작용하는 가스력도 상쇄시킬 수 있어 가스력에 의해 체결볼트(B)가 풀리는 것을 미연에 방지함으로써 압축기를 장기간 사용하더라도 메인프레임(12)과 고정스크롤(16)의 고정상태를 유지할 수 있고 이를 통해 냉매가스의 누설이나 소음 진동을 방지하여 압축기의 성능과 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조는, 메인프레임과 고정스크롤을 체결하는 체결볼트를 축방향과 구배방향으로 체결하여 고정함으로써, 압축기의 구동시 축방향과 반경방향 그리고 접선방향으로 발생하는 가스력을 효과적으로 상쇄하여 메인프레임과 고정스크롤의 고정상태를 유지할 수 있고 이를 통해 냉매가스의 누설이나 소음 진동을 방지하여 압축기의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 압축실내 가스력을 보인 개략도,

도 3은 종래 스크롤 압축기에서 고정스크롤의 고정상태를 보인 평면도,

도 4는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임과 고정스크롤의 고정 구조를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 압축실내 가스력을 보인 개략도.

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 7은 본 발명 스크롤 압축기에서 고정스크롤의 고정상태를 보인 평면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

12 : 메인프레임 12a-1,12a-2 : 제1,제2 체결홈

13 : 구동모터 14 : 구동축

15 : 선회스크롤 16 : 구동스크롤

16d-1,16d-2 : 제1,제2 관통구멍 B : 체결볼트

Claims (2)

1. 케이싱의 내부에 고정 설치하는 프레임과, 프레임에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 치합하여 메인프레임에 얹히고 구동모터의 회전축에 결합하여 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 상기한 고정스크롤과 함께 형성하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   프레임과 고정스크롤을 원주방향으로 체결하는 수 개의 체결볼트 중에서 적어도 한 개 이상은 축방향에 대해 경사지게 체결하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조.
2. 제1항에 있어서,

   체결볼트는 축방향으로 일치하도록 체결하는 것과 축방향에 대해 경사지게 체결하는 것을 교번되게 배치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 스크롤 고정 구조.