KR100538063B1 - 압축기 - Google Patents

Abstract

가동스크롤(26)의 경판(26a) 내부에, 급유로(55)로부터의 오일을 스러스트베어링(28)으로 도입시키기 위해 구성된 고압유 도입통로(60) 내에, 외주에 나선형 통로(60a)를 형성하는 유량제한 부재(70)를 삽입한다.

Description

압축기{COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤형 압축기에 관한 것이며, 특히 그 고정스크롤 및 가동스크롤 경판 사이의 스러스트베어링에 고압유를 도입하는 고압유 도입통로의 급유량을 제한하기 위한 대책에 관한 것이다.

종래, 냉동주기로 냉매를 압축하는 압축기의 일례로서, 예를 들어 일특개평 5-312156호 공보 등에 개시된 스크롤형 압축기가 이용되고 있다. 스크롤형 압축기는, 케이싱 내에, 서로 맞물리는 나선형의 랩이 돌출 형성된 고정스크롤과 가동스크롤을 갖는 압축기구를 구비한다. 고정스크롤은, 케이싱에 고정되며, 가동스크롤은 구동축의 편심축부에 연결된다.

그리고 가동스크롤이 고정스크롤에 대해 자전하는 일없이 공전만을 실행한다. 이 공전으로써, 양 랩 사이에 형성되는 압축실의 용적이 감소되고 그 내부에서 냉매를 압축한다.

그런데, 이와 같은 스크롤압축기에 있어서, 냉매의 압축에 의해 가동스크롤에 축방향 힘인 스러스트 하중과, 이와는 직교하는 횡방향 힘인 레이디얼 하중이 작용한다. 그 중에서 스러스트 하중은, 고정스크롤 및 가동스크롤 경판 사이의 스러스트베어링에 작용하며, 가동스크롤을 고정스크롤로부터 떨어뜨리고자 한다. 이 스러스트 하중에 대항하도록, 예를 들어 가동스크롤의 경판 배면 쪽에 실 링(seal ring)으로 구획된 고압가스실과, 고압유 공급수단으로부터의 고압유가 공급되는 고압유 작동공간(오일실)을 구성한다. 이 오일실에서의 고압유 압력과 고압가스의 압력에 의한 배압이 가동스크롤을 고정스크롤 방향으로 밀치는 부압력으로서 작용한다.

여기서 상기 부압력이 작고, 가동스크롤에 작용하는 힘의 합력 벡터가 스러스트베어링의 외주 바깥쪽을 통과할 경우가 있다. 이 경우, 이른바 전복모멘트 작용으로 가동스크롤이 경사(전복)지고, 냉매가 누출되어 효율이 저하된다는 문제가 발생한다.

이 문제에 대처하기 위해 가동스크롤에 걸리는 배압을 소정 이상의 크기로 하는 대책이 실시되고 있다. 이 배압에 의한 부압력은 실 링의 크기제약이나 전복한계의 설정에 따라 정해지는데, 고속운전 시에는 과잉 부압력이 될 경우가 있다. 그래서 고정스크롤 및 가동스크롤간의 스러스트베어링에 고압유를 도입하여 부압력을 저감하는 구조가 제안되었다.

-해결과제-

그런데, 본래 상기 스러스트베어링에는 미소한 틈새밖에 존재하지 않으며, 이것이 고압유의 유동저항이다. 그러나 상기 제안에서도 압축 전과 압축 후의 냉매 압력 차가 작은 저 차압운전 시에는 역시, 가동스크롤이 전복돼버릴 우려가 있다. 이 전복이 발생했을 경우에는, 스러스트베어링의 오일에 대한 유동저항이 없어져 고압유 공급수단으로부터 대량의 오일이 상기 압축실 내로 흘러 들어오는 경우가 있다. 이와 같은 오일 흡입에 의해 압축실이 과열되어 압축기 성능이 크게 저하된다. 오일 유량이 더욱 늘어난 경우에는 압축실을 구획하는 랩이 파손된다는 문제가 발생한다.

또 고압유 공급수단으로부터 스러스트베어링으로 흘러드는 유량을 조정함으로써 압축실 내 실링 효과의 향상과 흡입과열에 의한 성능악화의 균형을 도모할 필요가 있다.

그래서 고압유 도입통로에 오리피스(orifice)와 같은 조임기구 또는 캐필러리(Capillary)와 같은 저항관을 구성시킴으로써, 통과하는 오일의 유량을 항상 적당량으로 제한하는 것이 강구되었다.

그러나 이 경우, 상기 오리피스를 구성시킬 때 예를 들어, 직경 0.6mm 이하의 것을 복수 개 직렬로 고압유 도입통로에 배치하지 않으면 충분한 조임효과를 얻을 수 없다. 설령 그리된다 하더라도 오일 중에 오물이 혼입되면, 오리피스가 쉬이 막혀버리게 된다.

한편, 상기 캐필러리를 구성시킬 때는, 충분한 조임효과를 얻기 위해 캐필러리 자체의 길이가 길어야 할 필요가 있다. 그 길이를 확보하기 위한 면적을 필요로 하며, 또 그 가공비도 비싸기 때문에 실현성이 부족하다.

본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 고압유 도입통로가 막히는 일없이, 또 저 차압운전 시의 가동스크롤 전복 시에도 압축실로 대량의 오일이 흘러가지 않도록 하는 구조를 취함으로써, 압축기 성능을 저하시키는 일없이 스러스트베어링에 안정된 급유를 하는 데 있다.

도 1은 고압유 도입통로의 주변부를 확대시켜 나타낸 단면도.

도 2는 유량제한 부재의 전체구조를 나타내는 정면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 압축기의 정면단면도.

도 4는 제 2 실시형태의 주요부를 나타내는 확대단면도.

도 5는 제 3 실시형태에 관한 도 4의 상당도.

상기 목적을 달성하기 위해, 제 1 발명에서는 고정스크롤(24)과, 이 고정스크롤(24)에 맞물리는 가동스크롤(26)을 구비하며, 가동스크롤(26)을 고정스크롤(24)에 밀어붙이도록 한 압축기를 대상으로 한다. 그리고 고압유 공급수단(55)으로부터의 오일을 상기 고정스크롤(24) 및 가동스크롤(26)의 경판(24a, 26a) 사이의 스러스트베어링(28)으로 토출시키는 고압유 도입통로(60)를 구비한다. 또한 이 고압유 도입통로(60)에는, 외주에 나선형 통로(60a)를 형성하는 유량제한 부재(70)가 삽입된다.

상기의 구성에 의하면, 고압유 도입통로(60)에 유량제한 부재(70)가 삽입됨으로써, 이 고압유 도입통로(60)의 작은 공간 안에서도 나선형 통로(60a)가 형성된다. 이 나선형 통로(60a)에 의해 충분한 통로길이를 확보할 수 있다. 이로써 통로의 단면적을 종래의 오리피스에 비해 크게 해도 충분한 조임효과를 얻을 수 있다. 따라서 고압유 중에 오물이 혼입되는 등의 경우에도 통로가 막히는 일은 없다.

또 압축 전과 압축 후의 냉매 압력 차가 작은 저 차압운전 시에 가동스크롤(26)이 전복되어 스러스트베어링(28)에서의 오일에 대한 유동저항이 없어져버리는 경우가 있더라도, 유량제한 부재(70)의 나선형 통로(60a)에 의해 충분한 조임효과를 얻을 수 있다. 이로써 고압유 공급수단(55)으로부터 대량의 오일이 압축실(40) 내로 흘러드는 일은 없다. 또한 유량제한 부재(70)로서 나선형 통로(60a)의 피치가 다른 것을 이용함으로써, 유동저항의 사양 변경에 쉽게 대처할 수 있다. 그 결과 스러스트베어링(28)의 기계손실을 저감하는 적당한 힘으로 가동스크롤(26)을 고정스크롤(24)로부터 떨어지게 하는 방향으로 밀어낼 수 있다.

따라서 오일이 압축실(40)로 흡입됨에 따른 과열로 압축기(1)의 성능이 대폭 저하되거나, 압축실(40)을 구성하는 랩(24b, 26b)이 파손되거나 하는 일은 없다.

제 2 발명에서는 상기 고압유 도입통로(60)가 고정스크롤(24) 또는 가동스크롤(26)의 경판(24a, 26a) 내부에 형성된다. 이 경판(24a, 26a) 외주 면에는, 고압유 도입통로(60)와 연통되는 삽입공(64)이 개구된다. 상기 유량제한 부재(70)는, 이 삽입공(64)으로부터 고압유 도입통로(60)로 실링된 상태로 삽입 고정된다.

상기 구성에 의하면, 유량제한 부재(70)는 경판(24a, 26a) 외주 면에 개구되는 삽입공(64)으로부터 고압유 도입통로(60)에 삽입 고정되므로, 구조가 간단하며 원가도 낮다. 또 유량제한 부재(70)가 삽입공(64)으로부터 실링된 상태로 삽입되므로, 고압유가 고정스크롤(24) 또는 가동스크롤(26)의 경판(24a, 26a) 외부로 누출되는 일은 없다. 따라서 유량제한 부재(70)의 바람직한 배치구조가 구체적으로 쉽게 얻어진다.

제 3 발명에서는, 상기 유량제한 부재(70)의 기단부에 삽입공(64)보다 큰 지름의 대경부(74)가 형성된다. 상기 유량제한 부재(70)는, 유량제한 부재(70)의 대경부(74)와, 삽입공(64) 개구 둘레의 경판(24a, 26a) 외주 면 사이에 개재된 면 실(80)로 실링된다. 또 제 4 발명에서는, 상기 유량제한 부재(70)가 유량제한 부재(70)의 기단부에 형성된 실 재료(81)로 실링된다. 또한 제 5 발명에서는, 유량제한 부재(70)가 유량제한 부재(70)의 기단부에 삽입공(64)과 맞물리도록 구성된 PT나사(관용 테이퍼나사)로 실링된다. 이들 각 발명의 구성에 의하면 상기 실 구조의 바람직한 구체예가 쉽게 얻어진다.

-발명의 효과-

이상 설명한 바와 같이 제 1 발명의 압축기에 의하면, 고압유 공급수단으로부터의 오일을 고정스크롤 및 가동스크롤 경판 사이의 스러스트베어링에 공급시키기 위한 고압유 도입통로에, 외주에 나선형 통로를 형성하는 유량제한 부재를 삽입함으로써, 고압유 중에 오물이 혼입되는 등의 경우에도 통로가 막히는 일은 없다. 또 오일이 압축실로 흡입됨에 따른 과열로 압축기 성능이 대폭 저하되거나, 압축실을 구성하는 랩이 파손되거나 하는 일이 없다.

제 2 발명에 의하면, 고압유 도입통로가 내부에 형성된 고정스크롤 또는 가동스크롤 경판 외주 면의 삽입공으로부터 고압유 도입통로로, 이 삽입공과의 사이가 실링된 상태로 유량제한 부재를 삽입시켜 고정함으로써, 유량제한 부재의 바람직한 배치구조가 구체적으로 용이하게 얻어진다.

제 3 발명에서는, 유량제한 부재를, 그 기단부의 큰 지름부와, 삽입공 개구둘레의 경판 외주 면과의 사이에 개재된 면 실로 실링하도록 했다. 제 4 발명에서는 유량제한 부재를 유량제한 부재의 기단부에 구성된 실 재료로 실링하도록 했다. 제 5 발명에서는, 유량제한 부재를 그 기단부에 구성된 PT나사로 실링하도록 했다. 이들 발명에 의하면, 유량제한 부재의 바람직한 실 구조를 얻을 수 있다.

(제 1 실시형태)

이하 본 발명의 제 1 실시형태를 도면에 기초하여 설명하기로 한다.

도 3은 제 1 실시형태에 관한 압축기(1)를 나타내며, 이 압축기(1)는, 냉매가 순환하여 냉매주기운전동작을 행하는 도면 외의 냉매회로에 접속되어 냉매를 압축하는 것이다.

이 압축기(1)는, 세로로 긴 원통형상의 밀폐 돔형의 케이싱(10)을 구비한다. 이 케이싱(10)은, 상하방향으로 이어지는 축선을 갖는 원통형의 몸체부인 케이싱 본체(11)와, 그 상단부에 기밀상태로 용접되어 일체 접합되며 위쪽으로 돌출된 볼록면을 갖는 사발형의 상벽부(12)와, 케이싱 본체(11) 하단부에 기밀상태로 용접되어 일체 접합되며 아래쪽으로 돌출된 볼록면을 갖는 사발형의 저벽부(13)에 의해 압력용기로 구성되고, 그 내부는 공동(空洞)으로 구성된다.

상기 케이싱(10) 내부에는, 냉매를 압축하는 스크롤압축기구(15)와, 이 스크롤압축기구(15)의 하방에 배치되는 구동모터(16)가 수용된다. 이 스크롤압축기구(15)와 구동모터(16)는 케이싱(10) 내를 상하방향으로 이어지도록 배치되는 구동축(17)으로 연결된다. 그리고 스크롤압축기구(15)와 구동모터(16)의 사이에는 틈새공간(18)이 형성된다.

상기 스크롤압축기구(15)는, 위쪽으로 개방된 거의 유저부 원통형의 수납부재인 하우징(23)과, 이 하우징(23) 상면에 밀착시켜 배치되는 고정스크롤(24)과, 이들 고정스크롤(24) 및 하우징(23) 사이에 배치되며 고정스크롤(24)과 맞물리는 가동스크롤(26)을 구비한다. 하우징(23)은 그 외주면에서 둘레방향 전체에 걸쳐 케이싱 본체(11)로 밀어 넣어져 고정된다. 즉 케이싱 본체(11)와 하우징(23)은 전 둘레에 걸쳐 기밀상태로 밀착된다. 그리고, 본 제 1 실시형태에서는 케이싱(10) 내가 하우징(23) 하방의 고압공간(30)과 하우징(23) 상방의 저압공간(29)으로 구획되며, 압축기(1)는 이른바 고저압 돔형으로 구성된다.

상기 하우징(23)에는, 그 상면 중앙을 함몰시켜 형성되는 하우징 오목부(31)와, 하면 중앙으로부터 아래쪽으로 이어지는 레이디얼 베어링부(32)가 형성된다. 그리고 하우징(23)에는 이 레이디얼 베어링부(32)의 하단면과 하우징 오목부(31) 저면과의 사이를 관통하는 레이디얼 베어링공(33)이 형성된다. 이 레이디얼 베어링공(33)에는 상기 구동축(17) 상단부가 레이디얼 베어링(34)을 개재하고 회전 가능하게 끼워져 지지된다.

상기 케이싱(10) 상벽부(12)에는 냉매회로의 냉매를 스크롤 압축기구(15)로 유도하는 흡입관(19)이, 또 케이싱 본체(11)에는 케이싱(10) 내의 냉매를 케이싱(10) 밖으로 토출시키는 토출관(20)이 각각 기밀상태로 관통 고정된다. 상기 흡입관(19)은, 상기 저압공간(29)이 상하방향으로 이어지며 그 내단부는 스크롤압축기구(15)의 고정스크롤(24)을 관통하여, 후술하는 압축실(40)로 연통된다. 이 흡입관(19)에 의해 압축실(40) 내로 냉매가 흡입된다.

상기 구동모터(16)는 케이싱(10) 내벽면에 고정된 고리형의 고정자(51)와, 이 고정자(51) 안쪽으로 회전 자유롭게 구성된 회전자(52)를 구비한 직류모터로 구성된다. 상기 회전자(52)에는 상기 구동축(17)을 개재하고 스크롤압축기구(15)의 가동스크롤(26)이 구동 연결된다.

상기 구동모터(16) 하방의 하부공간은 고압으로 유지되며, 그 하단부에 상당하는 저벽부(13)의 내저부에는 오일이 저류된다. 상기 구동축(17) 내에는, 고압유 공급수단의 일부로서의 급유로(55)가 형성된다. 이 급유로(55)는, 후술하는 가동스크롤(26) 배면의 오일실(27)로 연통되며, 상기 하부공간 내의 가스압력으로 오일의 오일면을 가압하여 고압 오일을 생성한다. 이 고압의 오일은, 후술하는 제 1 공간(S1)과의 차압을 이용하여 오일실(27)로 퍼 올려진다. 이 차압에 의해 퍼 올려진 오일은 급유로(55)를 통해, 후술하는 스크롤압축기구(15)의 각 습동부분 및 오일실(27)에 공급된다.

상기 고정스크롤(24)은, 경판(24a)과, 이 경판(24a) 하면에 형성된 나선형의 인벌루트 랩(24b)으로 구성된다. 한편 상기 가동스크롤(26)은, 경판(26a)과, 이 경판(26a) 상면에 형성된 나선형의 인벌루트 랩(26b)으로 구성된다. 그리고 상기 고정스크롤(24)의 랩(24b)과 가동스크롤(26)의 랩(26b)은 서로 맞물리며, 이로써 고정스크롤(24)과 가동스크롤(26) 사이에서, 양 랩(24b, 26b)의 접촉부분 사이가 압축실(40)로 형성된다.

상기 가동스크롤(26)은, 올덤커플링(39)을 개재하고 하우징(23)에 지지되며, 그 경판(26a) 하면 중심부에는 유저부 원통형의 보스부(26c)가 돌출 형성된다. 한편 상기 구동축(17) 상단에는 편심축부(17a)가 형성되며, 이 편심축부(17a)는 상기 가동스크롤(26)의 보스부(26c)에 회전 가능하게 끼워진다. 또한 상기 하우징(23)의 레이디얼 베어링부(32) 아래쪽의 구동축(17)에는 가동스크롤(26)이나 편심축부(17a) 등과 동적 균형을 취하기 위한 카운터 웨이트부(17b)가 구성된다. 구동축(17)은 카운터 웨이트부(17b)에 의해 무게 균형을 취하면서 회전하며, 가동스크롤(26)은 자전하는 일없이 하우징(23) 내에서 공전한다. 그리고 이 가동스크롤(26)의 공전에 따라, 상기 압축실(40)은 양 랩(24b, 26b) 사이의 용적이 중심을 향해 수축되고, 상기 흡입관(19)으로부터 흡입된 냉매를 압축한다.

또 상기 스크롤압축기구(15)에는, 고정스크롤(24)과 하우징(23)에 걸쳐, 가스통로(도시 생략)가 상기 압축실(40)과 틈새공간(18)을 접속하도록 형성된다. 이 가스통로에 의해 압축실(40)에서 압축된 냉매를 틈새공간(18)으로 유출시킨다.

상기 가동스크롤(26) 경판(26a)의 배면 쪽(하면 쪽)에는, 상기 가동스크롤(26)의 보스부(26c)와 상기 구동축(17)의 편심축부(17a) 사이에, 오일실(27)이 구획된다. 이 오일실(27)은, 상기 급유로(55)로부터 고압유가 공급되도록 구성된다.

그리고 상기 하우징(23)의 하우징 오목부(31)에는, 스프링(42)에 의해 가동스크롤(26) 경판(26a)의 배면(하면)에 압력 접촉하는 실 부재(43)가 구성된다. 이 실 부재(43)에 의해 하우징 오목부(31)는 실 부재(43) 외경 쪽 제 1 공간(S1)과 내경 쪽 제 2 공간(S2)으로 구획된다.

상기 제 2 공간(S2)에는, 도시하지 않은 통로로부터 고압가스가 도입되어 고압으로 유지된다. 이 고압가스의 압력과 상기 오일실(27)의 고압유 압력과의 배압은, 가동스크롤(26)을 고정스크롤(24) 방향으로 누르는 축 방향의 부압력이다. 따라서 이 제 2 공간(S2)이 가동스크롤(26)의 경판(26a) 배면(하면)에 부압력을 작용시키는 고압공간을 구성하는 한편, 제 1 공간(S1)은 저압공간을 구성한다.

또 상기 고정스크롤(24) 및 가동스크롤(26)의 경판(24a, 26a)끼리는 외주면에서 서로 대향 상태로 슬라이딩 접촉 가능하다. 이들 슬라이딩 접촉면이 스러스트베어링(28)에 구성된다.

도 1에도 나타내는 바와 같이, 상기 가동스크롤(26)의 경판(26a) 상면에서, 랩(26b) 외주 쪽의 스러스트베어링(28)을 이루는 슬라이딩 접촉면에는 고리형의 오일 홈(41)이 형성된다. 또 경판(26a) 내부에는 고압유 도입통로(60)가 형성된다. 이 고압유 도입통로(60)는 경판(26a) 내를 반경방향으로 이어지며 그 한 끝이 상기 오일실(27)로 연통되고, 다른 끝은 상기 스러스트베어링(28) 슬라이딩 접촉면의 오일 홈(41)으로 개구된다. 이 고압유 도입통로(60)에 의해 급유로(55)로부터의 오일을 오일 홈(41)으로 도입하고, 이 오일 홈(41)으로부터 스러스트베어링(28)으로의 오일 토출에 의해 가동스크롤(26)을 고정스크롤(24) 방향으로 상기 제 2 공간(S2)의 고압가스 압력과 오일실(27)의 고압유 압력과의 배압에 의한 부압력보다 작은 힘으로 밀어낸다. 이 밀어내는 힘에 의해 스러스트베어링(28)에 걸리는 축방향 힘을 억제하여, 스러스트베어링(28)의 기계손실이 저감된다.

그리고 도 1에 확대시켜 상세히 나타내는 바와 같이, 상기 고압유 도입통로(60)는 경판(26a) 내를 반경방향으로 이어지는 축 삽입부(62)와, 한끝이 이 축 삽입부(62)의 경판 중심 쪽으로 연속되며 다른 끝이 경판 배면 쪽으로 개구되어 상기 가동스크롤(26) 배면의 오일실(27)로 연통되는 입구부(61)와, 한끝이 상기 축 삽입부(62)의 경판 외주 쪽으로 연속되며 다른 끝이 상기 오일 홈(41)(스러스트베어링(28)의 슬라이딩 접촉면)으로 개구되는 출구부(63)를 구비한다.

그리고 상기 고압유 도입통로(60) 내에는 외주에 나선형 통로(60a)를 형성하는 유량제한 부재(70)가 삽입된다. 즉 경판(26a)에는, 상기 고압유 도입통로(60)의 축 삽입부(62)가 경판 외주면 쪽으로 연장되도록 연속시켜 삽입공(64)이 형성된다. 이 삽입공(64)의 한끝은, 축 삽입부(62)와 연통되며 다른 끝은 경판(26a) 외주면으로 개구된다. 이 삽입공(64) 내주면의 개구 쪽 근방에는 암나사(64a)가 형성되며, 이 삽입공(64)으로 유량제한 부재(70)가 삽입된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 유량제한 부재(70)는, 고압유 도입통로(60)의 축 삽입부(62) 내에 위치하는 선단 쪽 본체(71)와, 이 본체(71)의 기단 쪽으로 연설되며, 상기 출구부(63)에 대응하여 배치되는 소경부(72)와, 이 소경부(72)의 기단 쪽으로 연설되고, 상기 삽입공(64)의 암나사(64a)와 결합되는 나사부(73)와, 이 나사부(73) 기단 쪽으로 연속되면서 경판(26a)의 바깥쪽에 위치하며, 삽입공(64)보다 큰 지름의 대경부(74)를 구비한다. 상기 본체(71)의 외주면에는, 나선형으로 연속되는 단면 사다리꼴의 나선 홈(71a)이 형성된다. 또 상기 대경부(74)는 원판형상으로 형성되며, 그 외면에는 공구를 결합시키기 위한 공구계합부(74a)가 형성된다.

그리고 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 유량제한 부재(70)는 삽입공(64)의 개구에서 고압유 도입통로(60)로 삽입된 후, 상기 공구계합부(74a)로의 공구 결합에 의해 회전되어 삽입공(64)의 암나사(64a)에 나사부(73)를 결합함으로써, 경판(26a)에 체결 고정된다. 이 때 대경부(74) 이면과, 삽입공(64) 개구둘레부의 경판(26a) 외주면 사이에는, 유량제한 부재(70)를 삽입하는 중심구멍을 갖는 원판형 면 실(80)이 개재된다. 이 면 실(80)에 의해 유량제한 부재(70)가 삽입공(64) 개구에 대해 기밀 상태로 실링된다.

다음으로 이 고저압 돔형 압축기(1)의 운전동작에 대해 설명한다.

구동모터(16)를 구동시키면, 고정자(51)에 대해 회전자(52)가 회전하며, 이로써 구동축(17)이 회전한다. 구동축(17)이 회전하면 스크롤압축기구(15)의 가동스크롤(26)이 고정스크롤(24)에 대해 자전하지 않고 공전만을 행한다. 이로써 저압의 냉매가 흡입관(19)을 통해 압축실(40) 둘레 쪽에서 압축실(40)로 흡인되며, 이 냉매는 압축실(40)의 용적변화에 따라 압축된다. 그리고 이 압축된 냉매는, 고압으로 되어 압축실(40)로부터 토출되고 가스통로를 통해 틈새공간(18)으로 유출된다.

그리고 틈새공간(18)의 냉매는, 토출관(20)으로 유입되어 케이싱(10) 밖으로 토출되며, 케이싱(10) 밖으로 토출된 냉매는 냉매회로를 순환한 후, 다시 흡입관(19)을 통해 압축기(1)로 흡입되어 압축된다. 이와 같은 냉매의 순환이 반복된다.

한편, 오일의 흐름에 대해 설명하자면, 케이싱(10) 저벽부(13)의 내저부에 저류된 오일이 하부공간 내의 가스압에 의해 가압된다. 이 고압으로 된 오일은, 저압공간인 제 1 공간(S1)과의 차압에 의해 급유로(55)를 통해 스크롤압축기구(15)의 각 습동부분 및 오일실(27)로 공급된다.

이 때 제 2 공간(S2)으로 유도된 고압가스의 압력과 오일실(27)에서의 고압유 압력과의 배압에 의해 가동스크롤(26)이 고정스크롤(24)을 향해 소정의 부압력으로 밀린다. 이 부압력이 압축실(40)에서의 냉매 압축에 의해 가동스크롤(26)에 발생한 축 방향 힘인 스러스트하중에 대항하는 힘이 된다.

또 상기 오일실(27) 오일의 일부는, 또 가동스크롤(26) 경판(26a) 내의 고압유 도입통로(60)를 통해 스러스트베어링(28)의 슬라이딩 접촉면으로 개구된 오일 홈(41)에 공급된다. 이 오일 홈(41)으로부터의 오일 토출에 의해, 가동스크롤(26)이 고정스크롤(24) 쪽으로, 상기 제 2 공간(S2)의 고압가스 압력과 오일실(27)의 고압유 압력과의 배압에 의한 부압력보다 작은 힘으로 밀려난다. 이로써 스러스트베어링(28)에 걸리는 축방향 힘이 과도해지지 않도록 할 수 있어, 스러스트베어링(28)에서 발생하는 기계손실을 저감할 수 있다.

이 때 상기 고압유 도입통로(60)에 유량제한 부재(70)가 삽입되므로, 다음과 같은 기능이 발휘된다. 즉 이 유량제한 부재(70) 외주면의 나선 홈(71a)과 고압유 도입통로(60)의 축 삽입부(62) 내주면 사이에 나선형 통로(60a)가 형성된다. 이 나선형 통로(60a)는 작은 단면적으로서, 고압유 도입통로(60)의 작은 공간 내에서도 충분한 통로 길이로 유지된다. 이로써 나선형 통로(60a)의 단면적을 종래의 오리피스에 비해 크게 해도 충분한 조임효과를 얻을 수 있다. 또 고압유 안에 오물이 혼입되는 등의 경우에도 통로가 막히는 일은 없다.

또 유량제한 부재(70)의 나선형 통로(60a)에 의해 충분한 조임효과가 얻어지므로, 스크롤압축기구(15)에 의한 냉매의 압축 전과 압축 후의 압력 차가 작은 압축기(1)의 저 차압운전 시에 가동스크롤(26)이 전복되어 스러스트베어링(28)에서의 오일에 대한 유동저항이 없어져버리는 경우가 있더라도, 오일실(27)로부터 대량의 오일이 압축실(40) 내로 흘러드는 일은 없다.

따라서 오일이 압축실(40)로 흡입됨에 따른 과열로 압축기(1) 성능이 대폭 저하되거나, 압축실(40)을 구성하는 랩(24b, 26b)이 파손되거나 하는 일도 없다.

또 유량제한 부재(70)는 경판(24a, 26a)의 외주면에 개구된 삽입공(64)으로부터 고압유 도입통로(60)에 삽입 고정되므로, 상기 오일의 유량을 제어하는 구조를 저 원가로 얻을 수 있다.

또한 유량제한 부재(70)의 기단부에는 대경부(74)가 형성되어, 이 대경부(74)와 삽입공(64) 개구둘레의 경판(24a, 26a) 외주면 사이에 개재된 면 실(80)에 의해 유량제한 부재(70)가 실링되므로, 고압유의 누출을 방지할 수 있다.

그리고 유량제한 부재(70)로서 나선형 통로(60a)의 피치가 다른 것을 이용함으로써, 유동저항의 사양 변경에 쉽게 대처할 수 있다. 그 결과 스러스트베어링(28)에서의 기계손실을 저감하는 적당한 힘으로 가동스크롤(26)을 고정스크롤(24)로부터 떨어지게 하는 방향으로 밀어낼 수 있다.

(제 2 실시형태)

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내며, 본 제 2 실시형태는 유량제한 부재(70)의 삽입공(64)과의 실 구조를 변경한 것이다. 여기서 이하의 각 실시형태에서는 도 1~도 3과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.

즉 이 실시형태에서는 유량제한 부재(70)의 외주면과 삽입공(64) 내주면 사이는, 유량제한 부재(70)의 나사부(73) 외주면에 접착제 등으로 이루어지는 실 부재(81)를 감아 삽입공(64)의 암나사(64a)와 결합함으로써 실링된다. 또 도 4에서 실 부재(81)는 편의상 해칭으로 나타낸다. 그 밖의 구성은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

따라서 이 실시형태에서는 고압유가 가동스크롤(26)의 경판(26a) 외부로 누출되는 일은 없으며, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 실 구조가 바람직한 구체예가 얻어진다.

(제 3 실시형태)

도 5는 본 발명의 제 3 실시형태를 나타내며, 본 제 3 실시형태는 유량제한 부재(70)의 나사부(73)를 PT나사(관용 테이퍼나사)로 하고, 이 PT나사를 삽입공(64)에 결합시켜 실링한 것이다. 이 PT나사는 나사부분이 테이퍼면을 갖고 있기 때문에 내밀성이 높아, 고압유가 가동스크롤(26)의 경판(26a) 외부로 누출되는 일은 없다.

(그 밖의 실시형태)

상기 각 실시형태에서는 케이싱(10) 내가 하우징(23) 아래쪽의 고압공간(30)과 하우징(23) 위쪽의 저압공간(29)으로 구획된 고저압 돔형 압축기(1)로 했지만, 압축실(40)에서 한번 압축된 냉매를 하우징(23) 위쪽으로 방출하도록 하는 고압 돔형 압축기라도 본 발명의 효과가 발휘된다.

또 상기 각 실시형태에서는 고압유 공급수단(55)으로서 차압을 이용하여 오일을 공급하지만, 원심펌프, 용적식 펌프 등을 이용해도 본 발명의 효과가 발휘된다.

또한 상기 각 실시형태에서는 오일 홈(41)을 가동스크롤(26)의 경판(26a)에 형성했지만, 이 오일 홈을 고정스크롤의 경판에 형성해도 된다.

또 상기 각 실시형태에서는 가동스크롤(26)의 경판(26a) 내부에, 오일실(27)로부터 스러스트베어링(28)으로 연통되는 고압유 도입통로(60)를 구성했다. 이 고압유 도입통로(60)는 다음과 같은 구성이라도 된다. 고정스크롤(24)의 경판(24a) 또는 가동스크롤(26)의 경판(26a)에서, 스러스트베어링(28)의 습동면에 오일 홈을 형성한다. 그리고 고압유 도입통로는 하우징(23) 내를, 그 레이디얼 베어링부(32)로부터 고정스크롤(24)의 경판(24a) 하면에서 스러스트베어링(28) 바깥쪽으로 부딪치는 하우징(23) 상면까지 이어진다. 또한 상기 고압유 도입통로는, 고정스크롤(24)의 경판(24a) 내를, 상기 하우징(23) 상면에 부딪치는 하면에서 스러스트베어링(28)의 슬라이딩 접촉면으로 개구되는 오일 홈까지 이어진다.

이상과 같이 본 발명에 의한 압축기는, 냉동주기에 이용되는 압축기에 유용하며, 특히 고정스크롤 및 가동스크롤 경판 사이의 스러스트베어링으로 고압유를 도입하는 압축기에 적합하다.

Claims (5)

1. 고정스크롤(24)과, 이 고정스크롤(24)에 맞물리는 가동스크롤(26)을 구비하며, 이 가동스크롤(26)을 상기 고정스크롤(24)에 밀어붙이도록 한 압축기로서,

   고압유 공급수단(55)으로부터의 오일을 상기 고정스크롤(24) 및 가동스크롤(26) 경판(24a, 26a) 사이의 스러스트베어링(28)으로 토출시키는 고압유 도입통로(60)를 구비하며,

   상기 고압유 도입통로(60)에는, 외주에 나선형 통로(60a)를 형성하는 유량제한 부재(70)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고압유 도입통로(60)는, 고정스크롤(24) 또는 가동스크롤(26)의 경판(24a, 26a) 내에 형성되며,

   상기 경판(24a, 26a) 외주 면에는, 상기 고압유 도입통로(60)와 연통되는 삽입공(64)이 개구되고,

   상기 유량제한 부재(70)는, 상기 삽입공(64)으로부터 고압유 도입통로(60)에 실링된 상태로 삽입, 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 유량제한 부재(70)의 기단부에는, 삽입공(64)보다 큰 지름의 대경부(74)가 형성되며,

   상기 유량제한 부재(70)는, 유량제한 부재(70)의 대경부(74)와, 삽입공(64) 개구 둘레의 경판(24a, 26a) 외주 면 사이에 개재된 면 실(80)로 실링되는 것을 특징으로 하는 압축기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 유량제한 부재(70)는, 유량제한 부재(70)의 기단부에 구성된 실 재료(81)로 실링되는 것을 특징으로 하는 압축기.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 유량제한 부재(70)는, 유량제한 부재(70)의 기단부에 삽입공(64)과 결합되도록 구성된 PT나사로 실링되는 것을 특징으로 하는 압축기.