KR100548488B1

KR100548488B1 - 스크롤압축기의 오일 공급구조

Info

Publication number: KR100548488B1
Application number: KR1020030094020A
Authority: KR
Inventors: 이영배
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-02-02
Also published as: KR20050062998A

Abstract

본 발명은 스크롤압축기의 오일 공급구조에 관한 것으로서, 내부에 밀폐된 공간을 형성하며 흡입관과 토출관을 갖는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내측에 고정되는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤과 상대 선회운동하며 연속적인 압축공간을 형성하여 냉매를 압축하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤에 회전력을 전달하며 내부에 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 지지함과 동시에 상기 선회스크롤이 지지되고 선회할 수 있도록 선회스크롤의 보스부가 수용되는 수용홈이 형성된 상부프레임과, 상기 상부프레임의 수용홈에서 선회스크롤의 보스부가 선회운동할 시 발생되는 압력에 의해 오일이 스러스트 베어링면에 급유될 수 있도록 상기 수용홈과 상기 선회스크롤과 접촉되는 스러스트 베어링면을 연통시키는 오일공급로가 구비되어 구성됨으로써, 스러스트 베어링면에 오일 공급이 원활하게 이루어져 압축효율이 향상될 수 있도록 한 것이다.

Description

스크롤압축기의 오일 공급구조{OIL SUPPLY STRUCTURE OF SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 구조의 스크롤압축기 내부 구조를 도시한 종단면도,

도 2는 도 1에 도시된 "B-B" 부분을 단면하여 도시한 단면도,

도 3은 선회스크롤에 작용하는 힘을 간략하게 도시한 상태도,

도 4는 본 발명의 일 실시예인 오일 공급구조를 갖는 스크롤압축기의 내부 구조를 도시한 단면도,

도 5는 도 4에 도시된 "A" 부분을 확대하여 도시한 단면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

2 : 상부프레임 2b, 8b : 스러스트 베어링면

2c : 수용홈 6 : 회전축

6b : 오일유로 7 : 고정스크롤

8 : 선회스크롤 8c : 보스부

10 : 밀폐용기 100 : 오일공급로

본 발명은 스크롤압축기의 오일 공급구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부프레임의 수용홈 내부에서 선회스크롤의 보스부가 선회될 때 발생되는 압력에 의해 오일이 상부프레임과 선회스크롤의 스러스트 베어링면에 공급되어 윤활이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 스크롤압축기의 오일 공급구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기다. 상기 압축기의 일 예로 스크롤압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기(1) 내부에 상, 하부 프레임(2)(3)이 각각 결합되며, 상기 상부프레임(2)과 하부 프레임(3)의 사이에 전동기구부를 구성하는 고정자(4) 및 회전자(5)가 장착되어 있다.

상기 회전자(5)에 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 압입되며 상기 상부프레임(2)의 상측에 고정스크롤(7)이 소정 간격을 두고 고정 결합되고 상기 상부프레임(2)과 고정스크롤(7)사이에 고정스크롤(7)과 선회운동 가능하도록 선회스크롤(8)이 삽입되어 있다. 상기 회전축(6)의 편심부(6a)는 선회스크롤(8)과 연결되고 상기 선회스크롤(8)과 상부프레임(2)사이에 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 자전방지기구인 올담링(9)이 결합되어 있다.

상기 고정스크롤(7)에 상기 밀폐용기(1)의 내부를 고압영역과 저압영역으로 분리하는 고저압 분리판(10)이 결합되며, 그 고저압 분리판(10)과 고정스크롤(7)의 상면사이에 고온고압의 냉매가스의 흐름을 조절하는 가스흐름 조절수단(11)이 결합되어 있다. 상기 밀폐용기(1)의 저압영역과 고압영역에 흡입관(12)과 토출관(13)이 각각 결합되어 있다.

그리고 상기 밀폐용기(1)의 저면에 오일이 채워지고 상기 회전축(6)의 단부 에 오일흡상수단(14)이 결합되며 상기 회전축(6)에 상기 오일흡상수단(14)에서 피딩된 오일이 흡상되는 오일유로(6b)가 형성되어 있다.

상기 스크롤압축기의 작동은 먼저, 전원이 인가되어 전동기구부가 작동함에 따라 전동기구부를 구성하는 회전자(5)가 회전하게 되면 그 회전력이 회전자(5)에 압입된 회전축(6)을 통해 선회스크롤(8)에 전달되며 그 선회스크롤(8)은 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 그 선회스크롤의 랩(8a)이 상기 고정스크롤의 랩(7a)과 맞물려 선회운동하게 된다. 상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 흡입관(12)을 통해 흡입된 냉매 가스가 고정스크롤(7)의 일측에 형성된 흡입구(미도시)를 통해 고정스크롤의 랩(7a)과 선회스크롤의 랩(8a)사이로 흡입되어 가운데 부분으로 이동함과 동시에 압축되면서 고정스크롤(7)에 형성된 토출포트(7b)를 통해 토출되며 그 토출포트(7b)로 토출되는 고온고압 상태의 냉매가스는 토출관(13)을 통해 토출된다.

그리고 상기 회전축(6)이 회전함에 따라 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일이 오일흡상수단(14)에 의해 펌핑되어 회전축(6)에 형성된 오일유로(6b)를 통해 흡상하면서 슬라이딩 접촉이 이루어지는 부분에 공급되고 그 공급된 오일은 밀폐용기(1) 저면으로 귀환된다.

한편 상기 슬라이딩 접촉이 가장 크게 일어나는 부분은 선회운동하면서 가스를 압축시키는 선회스크롤(8)의 하면, 즉 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b) 및 그 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b)을 지지하는 상부프레임(2)의 상면, 즉 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)이다.

도 2는 상기 선회스크롤(8)과 그 선회스크롤(8)을 지지하는 상부프레임(2)에 오일이 공급되는 종래 구조를 도시한 것으로, 이를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 상부프레임은 그 프레임 몸체(2a)의 상면에 스러스트 베어링면(2b)이 형성되고 그 스러스트 베어링면(2b) 가운데 상기 선회스크롤의 보스부(8c)가 삽입되도록 일정 내경과 깊이를 갖는 수용홈(2c)이 형성되고 그 수용홈(2c)에 이어 회전축(6)이 삽입되는 축 삽입구멍(2d)이 형성되며 상기 스러스트 베어링면(2b)에 상기 수용홈(2c)을 중심으로 일정 폭과 깊이를 갖는 환형 형태의 오일 그루브(2f)가 형성되어 있다. 한편, 상기 프레임 몸체(2a)의 상면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(2g)이 형성되어 있다.

그리고 상기 선회스크롤(8)은 일정 두께와 면적을 갖는 경판(8d)의 상면에 선회 랩(8a)이 형성되고 그 하면에 상기 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)과 대면되는 스러스트 베어링면(8b)이 형성되고 그 가운데 상기 수용홈(2c)에 삽입되는 보스부(8c)가 형성되며 상기 경판(8d)의 하면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(8e)이 형성되어 있다.

상기 선회스크롤(8)은 그 보스부(8c)가 상부프레임 수용홈(2c)에 삽입됨과 아울러 그 스러스트 베어링면(8b)이 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 대면되도록 결합된다. 그리고 상기 회전축(6)이 상부프레임의 축 삽입구멍(2d)에 삽입됨과 아울러 그 편심부(6a)가 선회스크롤의 보스부(8c)내에 삽입된다.

이와 같은 구조에서 회전축(6)의 오일유로(6b)로 흡상되어 유출된 오일은 상기 수용홈(2c)에 채워짐과 아울러 상부프레임의 오일 그루브(2f)로 유입되면서 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b)과 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)사이로 공급된다. 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b)과 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 공급된 오일의 일부는 키홈(2g)을 거치면서 밀폐용기(1) 저면으로 귀환된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 선회스크롤의 랩(8a)과 고정스크롤의 랩(7a)이 서로 맞물려 선회운동하면서 냉매를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 선회스크롤의 경판(8d) 가운데 부분으로 가장 큰 압력이 작용하는 압력 분포를 이루게 되어 상기 선회스크롤의 경판(8d) 가운데 가장 큰 압력이 작용하게 되므로 인하여 수용홈(2c)을 통해 유입되는 오일이 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)과 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b) 사이로 원활하게 공급되지 못하게 됨은 물론 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 선회스크롤의 키홈(2g)에 오일 공급이 원활하지 않게 되어 마모를 발생시키게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 상부프레임의 스러스트 베어링면과 선회스크롤의 스러스트 베어링면 사이에 오일공급이 원활하게 이루어져 마찰에 의한 마모가 방지될 수 있도록 하는 스크롤압축기의 오일 공급구조를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 스크롤압축기의 오일 공급구조는 내부에 밀폐된 공간을 형성하며 흡입관과 토출관을 갖는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내측에 고정되는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤과 상대 선회운동하며 연속적인 압축공간을 형성하여 냉매를 압축하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤에 회전력을 전달하며 내부에 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 지지함과 동시에 상기 선회스크롤이 지지되고 선회할 수 있도록 선회스크롤의 보스부가 수용되는 수용홈이 형성된 상부프레임과, 상기 상부프레임의 수용홈에서 선회스크롤의 보스부가 선회운동할 시 발생되는 압력에 의해 오일이 스러스트 베어링면에 급유될 수 있도록 상기 수용홈과 상기 선회스크롤과 접촉되는 스러스트 베어링면을 연통시키는 오일공급로가 구비되어 구성된다.

또한, 상기 오일공급로는 상기 수용홈에서 상부프레임의 외주면을 향해 방상형으로 관통된 수평오일공급로과, 상기 선회스크롤과 상부프레임의 스러스트 베어링면에서 수평오일공급로까지 연통된 수직오일공급로과, 상기 외주면에 접하는 수평오일공급로의 끝단부를 봉합하는 실링재가 구비되어 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부베어링의 스러스트 베어링면에 상기 수용홈을 중심으로 일정 폭과 깊이를 갖는 환형의 오일 그르부가 형성되고, 상기 오일공급로가 상기 오일 그루부에 연통되도록 형성되어 구성되는 것이 효과적이다.

이하 본 발명의 일 실시예인 스크롤압축기의 오일 공급구조를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예인 오일 공급구조를 갖는 스크롤압축기의 내부 구조를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 "A" 부분을 확대하여 도시한 단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 오일공급구조를 갖는 스크롤 압축기는 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기(1) 내부에 상,하부 프레임(2)(3)이 각각 결합되며, 상기 상부프레임(2)과 하부 프레임(3)의 사이에 전동기구부를 구성하는 고정자(4) 및 회전자(5)가 장착되며, 상기 회전자(5)에 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 압입된다. 그리고 상기 상부프레임(2)의 상측에 고정스크롤(7)이 소정 간격을 두고 고정 결합되고 상기 상부프레임(2)과 고정스크롤(7)사이에 고정스크롤(7)과 선회운동 가능하도록 선회스크롤(8)이 삽입되어 있다. 상기 회전축(6)의 편심부(6a)는 선회스크롤(8)과 연결되고 상기 선회스크롤(8)과 상부프레임(2)사이에 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 자전방지기구인 올담링(9)이 결합된다.

상기 고정스크롤(7)에 상기 밀폐용기(1)의 내부를 고압영역과 저압영역으로 분리하는 고저압 분리판(10)이 결합되며, 그 고저압 분리판(10)과 고정스크롤(7)의 상면사이에 고온고압의 냉매가스의 흐름을 조절하는 가스흐름 조절수단(11)이 결합되어 있다. 상기 밀폐용기(1)의 저압영역과 고압영역에 흡입관(12)과 토출관(13)이 각각 결합된다. 그리고 상기 밀폐용기(1)의 저면에 오일이 채워지고 상기 회전축(6)의 단부에 오일흡상수단(14)이 결합되며 상기 회전축(6)에 상기 오일흡상수단(14)에서 피딩된 오일이 흡상되는 오일유로(6b)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 상부프레임은 그 프레임 몸체(2a)의 상면에 스러스트 베어링면(2b)이 형성되고 그 스러스트 베어링면(2b) 가운데 상기 선회스크롤의 보스부(8c)가 삽입되도록 일정 내경과 깊이를 갖는 수용홈(2c)이 형성되고 그 수용홈(2c)에 이어 회전축(6)이 삽입되는 축 삽입구멍(2d)이 형성되고 상기 스러스트 베어링면(2b)에 상기 수용홈(2c)을 중심으로 일정 폭과 깊이를 갖는 환형 형태의 오일 그루브(2f)가 형성되며 상기 수용홈(2c)과 그루브(2f)를 연통 시키도록 관통되어 형성된 오일공급로(100)가 형성되어 구성되고, 오일공급로(101)는 수용홈(2c)에서 상부프레임(2)의 외주면을 향해 방사형으로 관통된 수평오일공급로(101)와, 상기 그루브(2f)와 수평오일공급로를 연통하는 수직오일공급로(102)와, 상기 상부베어링(2)의 외주면에 접하는 수평오일공급로(101)의 끝단부를 봉합하는 실링재(103)로 이루어진다. 한편, 상기 프레임 몸체(2a)의 상면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(2g)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 스크롤 압축기의 압축과정은 종래와 동일하며 상부프레임(2)과 선회스크롤(8)의 스러스트 베어링면(2b, 8b)에 윤활을 위한 오일이 공급되는 과정은 다음과 같다.

회전축(6)이 회점함에 따라 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일이 오일흡상수단(14)에 의해 펌핑되어 회전축(6)에 형성된 오일유로(6b)를 통해 상승하면서 슬라이딩 접촉이 이루어지는 부분에 공급된다. 또한 오일유로(6b)의 끝단부까지 상승된 오일은 수용홈(2c)에 채워져 넘치면서 오일 그루브(2f)에 유입되어 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b)과 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b) 사이에 공급됨과 동시에 상부프레임(2)의 수용홈(2c) 내부에서는 수용홈(2c)의 중심축에 대해 편심되도록 형성되는 선회스크롤(8)의 보스부(8c)가 선회운동하며 수용홈(2c) 내측면과 보스부(8c)의 외측면의 일부가 접촉된 상태로 회전하게 되어 압축공간을 형성하고 그 압축공간에서 발생되는 압력에 의해 오일이 수평오일공급로(101)와 수직오일공급로(102)로 이루어진 오일공급로(100)를 통해 오일 그루브(2f)에 공급된다.

오일 그루브(2f)에 유입된 오일은 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b)과 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)사이로 공급되고, 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8b)과 상부프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 공급된 오일의 일부는 키홈(2g)을 거치면서 밀폐용기(1) 저면으로 귀환되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 오일 공급구조는 상부프레임(2)의 수용홈(2c) 내부에서 수용홈(2c)의 중심축에 대해 편심되도록 형성된 선회스크롤(8)의 보스부(8c)가 선회운동할 시 발생되는 압력에 의해 오일이 펌핑되고, 펌핑 된 오일은 오일공급로(100)를 통해 상부프레임(2)의 스러스트 베어링면(2b)에 형성된 그루브(2f)에 유입된 후 선회스크롤(8) 및 상부프레임(2)이 접하는 스러스트 베어링면(2b, 8b) 사이에 공급되어 마찰에 의한 마모 및 손상을 방지하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 오일 공급구조는 상부프레임의 수용홈 내부에서 선회스크롤의 보스부 선회운동할 시 발생되는 압력에 의해 오일이 펌핑되고, 펌핑된 오일은 오일공급로를 통해 상부프레임의 스러스트 베어링면에 형성된 그루브에 유입된 후 선회스크롤 및 상부프레임이 접하는 스러스트 베어링면 사이에 공급됨으로써, 종래 구조에 비해 오일의 공급이 원활하게 이루어져 마찰에 의한 마모 및 손상이 방지됨과 동시에 마찰손실이 저감되어 압축효율이 향상되는 효과가 있다.

Claims

내부에 밀폐된 공간을 형성하며 흡입관과 토출관을 갖는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내측에 고정되는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤과 상대 선회운동하며 연속적인 압축공간을 형성하여 냉매를 압축하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤에 회전력을 전달하며 내부에 오일유로가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 지지함과 동시에 상기 선회스크롤이 지지되고 선회할 수 있도록 선회스크롤의 보스부가 수용되는 수용홈이 형성된 상부프레임과, 상기 상부프레임의 수용홈에서 선회스크롤의 보스부가 선회운동할 시 발생되는 압력에 의해 오일이 스러스트 베어링면에 급유될 수 있도록 상기 수용홈과 상기 선회스크롤과 접촉되는 스러스트 베어링면을 연통시키는 오일공급로를 구비한 스크롤압축기에 있어서,

상기 오일공급로는 상기 수용홈에서 상부프레임의 외주면을 향해 방상형으로 관통된 수평오일공급로과, 상기 선회스크롤과 상부프레임의 스러스트 베어링면에서 수평오일공급로까지 연통된 수직오일공급로과, 상기 외주면에 접하는 수평오일공급로의 끝단부를 봉합하는 실링재가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 공급구조.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 상부베어링의 스러스트 베어링면에 상기 수용홈을 중심으로 일정 폭과 깊이를 갖는 환형의 오일 그르부가 형성되고, 상기 오일공급로가 상기 오일 그루부에 연통되도록 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일 공급구조.