KR100556795B1

KR100556795B1 - 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치

Info

Publication number: KR100556795B1
Application number: KR1020040011119A
Authority: KR
Inventors: 김철환; 신동구; 구인회; 박진성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2006-03-10
Also published as: KR20050082622A

Abstract

본 발명은 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치에 관한 것으로, 본 발명은 고압상태를 유지하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 서로 맞물리도록 구비하여 한 쌍의 압축실을 연속으로 이동하도록 형성하는 선회스크롤 및 고정스크롤과, 양쪽 스크롤의 축방향 간극을 유지하도록 선회스크롤과 함께 중간압의 배압공간홈을 구비하는 프레임을 포함한 고압식 스크롤 압축기에 있어서, 프레임에 배압공간홈과 연통하는 오일구멍을 형성하고, 오일구멍에 압입하여 결합하는 감압부재에 상기한 오일구멍 방향으로 적어도 한 개 이상의 감압유로를 형성함으로써, 비교적 여유공간이 많은 메인프레임에 상기한 배압조절부를 용이하게 형성할 수 있고 이를 통해 스크롤 압축기의 생산성을 높일 수 있다.

Description

고압식 스크롤 압축기의 배압 장치{BACK PRESSURE APPARATUS FOR HIGH-PRESSURE TYPE SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 고압식 스크롤 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 고압식 스크롤 압축기에서 배압 장치의 일례를 보인 단면도,

도 3은 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 배압 장치의 일례를 보인 단면도,

도 4는 도 3의 "A"부를 보인 확대도,

도 5는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 배압 장치의 변형예를 보인 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 고정스크롤 5a : 랩

5b : 흡입구 5c : 토출구

5d : 오일공급구멍 6 : 선회스크롤

6a : 랩 8 : 오일밸브

10 : 메인프레임 11 : 축구멍

12 : 보스수용홈 13 : 배압공간홈

20 : 배압조절부 21,121 : 오일구멍

21a : 산부 21b : 골부

22,122 : 감압부재 22a : 산부

22b : 골부 23,122a : 감압유로

m1 : 암나사산 m2 : 수나사산

본 발명은 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치에 관한 것으로, 특히 선회스크롤의 배면 가장자리에 중간압의 오일을 용이하게 채울 수 있는 고압식 스크롤 압축기의 배압 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.

스크롤 압축기는 케이싱의 내부에 흡입가스가 채워지느냐 토출가스가 채워지느냐에 따라 크게 저압식과 고압식으로 구분할 수 있다. 고압식 스크롤 압축기는 도 1에 도시한 바와 같이 고압상태를 유지하고 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부의 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 회전자(3B) 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 메인프레임(2)의 상면에 고정 설치하고 상기한 가스흡입관(SP)을 직접 결합하는 고정스크롤(5)과, 고정스크롤(5)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 선회 가능하게 얹히는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)과 메인프레임(2) 사이에 설치하여 상기 선회스크롤(5)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(7)을 포함하고 있다.

가스흡입관(SP)은 케이싱(1)을 밀봉하도록 통과하여 고정스크롤(5)의 흡입구(5b)에 연통 설치하는 한편 가스토출관(DP)은 케이싱(1)에 밀봉하도록 연통 설치하고 있다.

도 2에서와 같이 메인프레임(2)의 상면 가장자리에는 상기 선회스크롤(6)의 배면과 함께 소정의 내부체적을 가지도록 환형의 배압공간홈(2c)을 음형지게 형성하고 있다.

고정스크롤(5)의 일측에는 배압공간홈(2c)과 흡입구(5b)를 연통시켜 그 배압공간홈(2c)으로 유입되는 오일의 일부를 상기한 흡입구(5b)를 통해 압축실(P)로 공급하는 오일밸브(8)를 설치하고 있다.

선회스크롤(6)의 일측에는 상기 배압공간홈(2c)으로 오일을 공급하여 중간압(Pi)을 유지하도록 하는 오일구멍(6b)을 반경방향으로 형성하고, 그 오일구멍(6b)의 내부에는 고압의 오일을 적정한 중간압(Pi)으로 유지하도록 감압변(9)을 삽입하여 설치하고 있다.

도면중 미설명 부호인 2a는 축구멍, 2b는 보스수용홈, 3A는 고정자, 4a는 오일유로, 4b는 오일통구, 5a는 고정스크롤의 랩, 5c는 토출구, 5d는 오일공급구멍, 6a는 선회스크롤의 랩, 6c는 선회스크롤의 보스부, h1 및 h2는 오일통공, Ph는 토출압, Pg는 가스압이다.

상기와 같은 종래의 고압식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 구동모터(3)에 전원을 인가하면, 구동축(4)이 구동모터(3)의 회전자(3B)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(5)이 올담링(7)에 의해 메인프레임(2)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 고정스크롤(5)과의 랩(5a,6a) 사이에서 한 쌍의 압축실(P)을 연속하여 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

여기서, 냉매가스는 가스흡입관(SP)을 통해 고정스크롤(5)의 흡입구(5b)로 직접 흡입되었다가 압축실(P)에서 압축되어 고정스크롤(5)의 토출구(5c)를 통해 케이싱(1)의 내부로 토출된다. 이 냉매가스의 일부는 메인프레임(2)과 선회스크롤(6)의 중앙측에 유입되어 선회스크롤(6)을 축방향으로 지지하는 반면 냉매가스의 다른 일부는 선회스크롤(6)의 가장자리측 배면에 대향하도록 메인프레임(2)의 상면 가장자리에 음형지게 형성하는 배압공간홈(2c)에 수용되어 상기한 토출압(Ph)측 냉매가스와 함께 선회스크롤(6)을 축방향으로 지지하는 것이다.

한편, 구동축(4)이 회전을 하면서 케이싱(1)의 바닥에 채운 오일을 오일유로(4a)로 흡상하였다가 상단에서 비산하고, 이 오일은 선회스크롤(6)의 오일구멍(6b)을 따라 상기한 배압공간홈(2c)으로 유입되었다가 고정스크롤(5)에 구비한 오일밸브(8)를 통해 압축실(P)로 미량이 공급되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 고압식 스크롤 압축기에 있어서는, 도 2에서와 같이 얇은 선회스크롤(6)의 경판부에 미세한 오일구멍(6b)을 형성하는 것은 물론 그 오일구멍(6b)에 더욱 작은 감압변(9)을 압입 설치하여야 함에 따라 선회스크롤(6)의 가공이 난해하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 고압식 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 배압공간홈에 오일을 적정한 중간압으로 감압하여 공급하는 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고압상태를 유지하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 서로 맞물리도록 구비하여 한 쌍의 압축실을 연속으로 이동하도록 형성하는 선회스크롤 및 고정스크롤과, 양쪽 스크롤의 축방향 간극을 유지하도록 선회스크롤과 함께 중간압의 배압공간홈을 구비하는 프레임을 포함한 고압식 스크롤 압축기에 있어서, 프레임에 배압공간홈과 연통하는 오일구멍을 형성하고, 오일구멍에 압입하여 결합하는 감압부재의 내부에 상기한 오일구멍 방향으로 적어도 한 개 이상의 감압유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치를 제공한다.

삭제

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

도 3은 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 배압 장치의 일례를 보인 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부를 보인 확대도이며, 도 5는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 배압 장치의 변형예를 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명 고압식 스크롤 압축기는, 고압상태를 유지하고 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부의 상하 양측에 각각 고정하고 그 가장자리에 배압공간홈(13)을 형성하는 메인프레임(10)과, 메인프레임(10)의 상면에 고정 설치하고 상기한 가스흡입관(SP)을 직접 결합하는 고정스크롤(5)과, 구동축(4)에 편심지게 결합하여 메인프레임(10)의 상면에서 얹히고 고정스크롤(5)에 맞물려 올담링(7)에 의해 선회하면서 복수 개의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(6)과, 메인프레임(10)에 설치하여 배압공간홈(13)이 적정한 중간압(Pi)을 형성하도록 하는 오일을 감압하여 공급하는 배압조절부(20)를 포함한다.

가스흡입관(SP)은 케이싱(1)을 밀봉하도록 통과하여 고정스크롤(5)의 흡입구(5b)에 연통 설치하는 한편 가스토출관(DP)은 케이싱(1)에 밀봉하도록 연통 설치하고, 메인프레임(10)의 상면 가장자리에는 상기 선회스크롤(6)의 배면과 함께 소정의 내부체적을 가지도록 환형의 배압공간홈(13)을 음형지게 형성한다.

배압조절부(20)는 메인프레임(10)의 중앙에 구비하여 구동축(4)을 반경방향 으로 지지하는 축구멍(11)의 내주면 또는 도 3에서와 같이 선회스크롤(6)의 보스부(6c)를 수용하는 보스수용홈(12)의 내주면에서 상기한 배압공간홈(13)으로 경사지게 관통하여 케이싱(1)에서 흡상된 오일을 배압공간홈(13)으로 유도하는 오일구멍(21)과, 오일구멍(21)의 내주면에 결합하여 고압의 오일을 적정한 중간압으로 감압하는 감압부재(22)로 이루어진다.

오일구멍(21)은 도 3 및 도 4에서와 같이 그 내주면에 암나사산(m1)을 형성하되 산부(21a)는 후술할 감압부재(22)의 수나사산(m2)의 골부(22b) 사이에 감압유로(23)를 형성할 수 있도록 절두원추 단면 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

감압부재(22)는 상기 오일구멍(21)의 암나사산(m1)에 나사 결합할 수 있도록 그 외주면에 수나사산(m2)을 형성하되 산부(22a)는 상기한 오일구멍(21)의 암나사산(m1)의 골부(21b) 사이에 감압유로(23)를 형성할 수 있도록 절두원추 단면 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 4a는 오일유로, 5a는 고정스크롤의 랩, 5c는 토출구, 5d는 오일공급구멍, 6a는 선회스크롤의 랩, 6c는 선회스크롤의 보스부, h1 및 h2는 오일통공, Ph는 토출압, Pg는 가스압이다.

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

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)의 회전자와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 고정 스크롤(5)과의 사이에 연속으로 이동하면서 체적이 좁아지는 압축실(P)을 쌍으로 형성하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

여기서, 구동축(4)이 회전을 하면서 케이싱(1)의 바닥측에 채워진 오일이 구동축(4)의 오일유로(4a)를 통해 흡상되었다가 그 일부는 상단에서 비산하여 메인프레임(10)과 선회스크롤(6) 사이를 윤활하는 한편 일부는 오일유로(4a)의 중간에 구비한 오일통구(4b)를 통해 구동축(4)의 외주면과 메인프레임(10)의 축구멍(11) 사이를 윤활한다.

이때, 구동축(4)의 상단에서 비산하는 오일의 일부는 구동축(4)의 외주면을 타고 흘러내려 메인프레임(10)의 보스수용홈(12)에 채워지는데 이 보스수용홈(12)의 압력이 배압공간홈(13)의 압력에 비해 상대적으로 고압을 유지함에 따라 보스수용홈(12)의 오일이 메인프레임(10)에 형성하여 배압조절부(20)의 일부를 이루는 오일구멍(21)을 통해 배압공간홈(13)으로 이동하려는 경향이 생긴다. 이러한 경향에 따라 오일은 상기한 오일구멍(21)의 암나사산(m1)과 감압부재(22)의 수나사산(m2) 사이에 형성되는 좁은 감압유로(23)를 통해 보스수용홈(12)에서 배압공간홈(13)으로 이동하면서 압력이 적정한 중간압(Pi)으로 감압되어 상기한 선회스크롤(6)을 효과적으로 지지하게 된다. 또, 이렇게 배압공간홈(13)으로 이동하는 오일은 적정 압력 또는 적정 유량 이상이 되는 경우 고정스크롤(5)에 구비한 오일밸브(8)를 통해 압축실(P)로 공급되어 각 랩(5a)(6a)간 마모를 방지하면서 다시 냉동사이클로 순환하거나 케이싱(1)으로 회수되는 것이다.

한편, 본 발명에 의한 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치에 대한 다른 실시 예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 도 4에서와 같이 오일구멍(21)과 감압부재(22)를 나사 결합하고 그 나사산(m1)(m2) 사이에 감압유로(23)를 형성하는 것이었으나, 본 실시예는 도 5에서와 같이 오일구멍(121)의 내주면은 평활관 형상으로 형성하되 감압부재(122)의 내부에 수 개의 감압유로(122a)를 미세한 직경으로 형성하거나, 또는 도면으로 도시하지는 않았으나 감압부재의 외주면에 수 개 또는 한 개의 감압유로를 직선형 또는 나선형으로 형성할 수도 있다.

이 경우에도 그 작용 효과는 전술한 일실시예에서와 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치는, 메인프레임에 오일의 압력을 중간압으로 낮추는 배압조절부를 구성함으로써, 비교적 여유공간이 많은 메인프레임에 상기한 배압조절부를 용이하게 형성할 수 있고 이를 통해 스크롤 압축기의 생산성을 높일 수 있다.

Claims

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고압상태를 유지하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 서로 맞물리도록 구비하여 한 쌍의 압축실을 연속으로 이동하도록 형성하는 선회스크롤 및 고정스크롤과, 양쪽 스크롤의 축방향 간극을 유지하도록 선회스크롤과 함께 중간압의 배압공간홈을 구비하는 프레임을 포함한 고압식 스크롤 압축기에 있어서,

프레임에 배압공간홈과 연통하는 오일구멍을 형성하고, 오일구멍에 압입하여 결합하는 감압부재에 상기한 오일구멍 방향으로 적어도 한 개 이상의 감압유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치.
제3항에 있어서,

감압유로는 감압부재의 내부에 관통 형성하는 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 배압 장치.
제3항에 있어서,

감압유로는 감압부재의 외주면에 소정의 깊이로 음형지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 배압 장치.