KR100556796B1 - 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치에 관한 것으로, 본 발명은 고압상태를 유지하는 케이싱과, 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실을 형성하도록 케이싱의 내부에서 서로 맞물리게 구비하는 선회스크롤 및 고정스크롤과, 양쪽 스크롤의 축방향 간극을 유지하도록 선회스크롤과 함께 중간압의 배압공간홈을 형성하고 그 배압공간홈의 안쪽에 실링홈을 형성하는 프레임과, 열팽창시 그 축방향 높이는 실링홈의 깊이보다 크게 팽창하는 반면 그 반경방향 폭은 상기 실링홈의 바닥면에서 이에 대응하는 스크롤의 저면까지 간격보다 작게 팽창하도록 형성하여 오일이 상기 실링홈의 안쪽에서 배압공간홈쪽으로 누설되는 것을 차단하는 환형의 실링부재를 포함함으로써, 실링부재의 부품수를 줄여 생산단가를 낮추면서도 생산성을 높일 수 있고 실링홈과의 실링면적을 늘림에 따라 실링효과를 더욱 높일 수 있다.

Description

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

도 1은 종래 고압식 스크롤 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 고압식 스크롤 압축기에서 선회스크롤과 메인프레임을 분해하여 보인 사시도,

도 3은 종래 고압식 스크롤 압축기에서 요부를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 선회스크롤과 메인프레임을 분해하여 보인 사시도,

도 5는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 요부를 보인 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2 : 메인프레임 2b : 배압공간홈

2c : 실링홈 4 : 구동축

5 : 고정스크롤 5a : 랩

6 : 선회스크롤 6a : 랩

10 : 실링부재

본 발명은 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치에 관한 것으로, 특히 고압부에서 중간압부로 오일이 과도하게 유입되는 것을 차단할 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)과, 선회스크롤과 메인프레임 사이에 개재 하여 오일의 유출을 차단하는 실링부재(8)를 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.

메인프레임(2)는 도 2 및 도 3에서와 같이 그 중앙에 상기 구동축(4)을 반경방향으로 지지하는 축구멍(2a)을 형성하고, 가장자리 상면에는 상기 선회스크롤(6)의 배면과 함께 소정의 내부체적을 가지도록 환형의 배압공간홈(2b)을 음형지게 형성하며, 배압공간홈(2b)과 축구멍(2a)의 사이에는 상기한 실링부재(8)를 삽입하는 실링홈(2c)을 형성하고 있다.

실링부재(8)는 테프론 재질을 환형으로 형성하여 상기한 구동축(4)의 오일유로(4a)를 통해 흡상되는 오일에 의해 실링홈(2c)에서 부상하면서 메인프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이를 실링하는 실링재(8A)와, 실링재(8A)가 항상 선회스크롤(6)에 밀착하도록 탄력적으로 지지하는 실링스프링(8B)과, 실링재(8A)와 실링스프링(8B) 사이에 개재하여 상기한 실링재(8A)의 마모를 방지하는 실링판재(8C)로 이루어져 있다.

고정스크롤(5)의 일측에는 배압공간홈(2b)과 흡입구(5b)를 연통시켜 그 배압공간홈(2b)으로 유입되는 오일의 일부를 상기한 흡입구(5b)를 통해 압축실(P)로 공급하는 오일밸브(9)를 설치하고 있다.

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

도면중 미설명 부호인 2a는 축구멍, 3A는 고정자, 4a는 오일유로, 4b는 오일통구, 5a는 고정스크롤의 랩, 5c는 토출구, 5d는 오일공급구멍, 6a는 선회스크롤의 랩이다.

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 연속으로 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(2b)에 수용되어 냉매가스와 함께 선회스크롤(6)을 축방향으로 지지한다.

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(2b)으로 유입되었다가 고정스크롤(5)에 구비한 오일밸브(9)를 통해 압축실(P)로 미량이 공급된다. 이때, 메인프레임(2)의 축구멍(2a)과 배압공간홈(2b) 사이에는 실링부재(8)를 설치하고 있어 오일이 메인프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이로 누설되는 것을 차단하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 고압식 스크롤 압축기에 있어서는, 도 3에서와 같이 실링부재(8)가 실링재(8A)와 실링스프링(8B) 그리고 실링판재(8C) 등 3개로 구성함에 따라 생산단가가 상승하는 것은 물론 조립공수가 증가하여 생산성이 저하하는 문제점이 있었다.

또, 실링스프링(8B)과 실링판재(8C)는 외주면 단면적이 좁아 실링홈(2c)과 실링재(8A) 사이의 접촉면적(w1)만으로 오일의 누설을 차단함에 따라 실링부재(8)의 실링성능이 저하되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 고압식 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 메인프레임과 선회스크롤 사이를 실링하는 실링부재를 간소화할 수 있는 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 메인프레임과 선회스크롤 사이를 보다 효과적으로 실링할 수 있는 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고압상태를 유지하는 케이싱과, 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실을 형성하도록 케이싱의 내부에서 서로 맞물리게 구비하는 선회스크롤 및 고정스크롤과, 양쪽 스크롤의 축방향 간극을 유지하도록 선회스크롤과 함께 중간압의 배압공간홈을 형성하고 그 배압공간홈의 안쪽에 실링홈을 형성하는 프레임과, 열팽창시 그 축방향 높이는 실링홈의 깊이보다 크게 팽창하는 반면 그 반경방향 폭은 상기 실링홈의 바닥면에서 이에 대응하는 스크롤의 저면까지 간격보다 작게 팽창하도록 형성하여 오일이 상기 실링홈의 안쪽에서 배압공간홈쪽으로 누설되는 것을 차단하는 환형의 실링부재를 포함한 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치를 제공한다.

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

도 4는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 선회스크롤과 메인프레임을 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 요부를 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명 고압식 스크롤 압축기는, 고압상태를 유지하고 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부에 고정하는 메인프레임(2)과, 메인프레임(2)의 상면에 고정 설치하고 상기한 가스흡입관(SP)을 직접 결합하는 고정스크롤(5)과, 구동축(4)에 편심지게 결합하여 메인프레임(2)의 상면에서 얹히고 고정스크롤(5)에 맞물려 올담링(7)에 의해 선회 하면서 복수 개의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)의 저면에 항상 밀착하도록 메인프레임(2)에 설치하여 오일이 누설되는 것을 차단하는 실링부재(10)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 설치한다.

메인프레임(2)은 그 중앙에 상기 구동축(4)을 반경방향으로 지지하는 축구멍(2a)을 형성하고, 가장자리 상면에는 상기 선회스크롤(6)의 배면과 함께 소정의 내부체적을 가지도록 환형의 배압공간홈(2b)을 음형지게 형성하며, 배압공간홈(2b)과 축구멍(2a)의 사이에는 상기한 실링부재(10)를 삽입하는 실링홈(2c)을 사각단면 형상으로 형성한다.

실링부재(10)는 도 4 및 도 5에서와 같이 환형의 실링홈(2c)에 삽입될 수 있도록 환형으로 형성하되 그 재질은 메인프레임(2)이나 선회스크롤(6)의 재질 보다 열팽창 계수가 대략 5~10배 정도가 되는 테프론이나 엔지니어링플라스틱 계열의 재질을 이용하는 것이 바람직하다.

또, 실링부재(10)는 전술한 바와 같이 환형으로 형성하되 열팽창시 그 축방향 높이(h2)가 실링홈(2c)의 축방향 깊이(h1) 보다 크게 팽창하여 상기한 메인프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이를 차단할 수 있도록 형성하는 것이 실링부재(10)의 외주면과 이에 대응하는 실링홈(2c)의 외측벽면 사이에 충분한 실링면적(w)을 확보하는데 바람직하다.

또, 실링부재(10)는 그 반경방향 폭(L1)이 실링홈(2c)의 바닥면에서 선회스크롤(6)의 저면 사이 간격(L2) 보다 작게 형성하는 것이 실링효율은 높이면서도 선회스크롤(6)의 선회시 마찰손실을 최소화하는데 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 6b는 오일구멍, 6c는 감압변이다.

상기와 같은 본 발명 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 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 고정스크롤(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(2)과 선회스크롤(6) 사이를 윤활하는 한편 일부는 오일유로(4a)의 중간에 구비한 오일통구(미도시)를 통해 구동축(4)의 외주면과 메인프레임(2)의 축구멍(2a) 사이를 윤활한다.

이 과정에서 구동축(4)의 상단에서 비산하는 오일의 일부는 구동축(4)의 외주면을 타고 흘러내려 메인프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이를 통해 배압공간홈(2b)으로 과도하게 누설되려는 경향이 발생하나, 이러한 경향은 메인프레임(2)과 선회스크롤(6)의 사이에 개재하는 실링부재(10)에 차단되어 오일이 배압공간홈(2b)으로 과도하게 유입되는 것을 방지한다.

이때, 실링부재(10)는 압축부의 온도가 상승함에 따라 특히 축방향으로 열팽창을 하여 그 외주면은 실링홈(2c)의 외측벽면에 밀착하는 한편 상측면은 선회스크롤(6)의 저면에 강하게 밀착함으로써 오일의 누설을 차단하는 것이다.

이렇게 하여, 실링부재의 부품수를 줄여 생산단가를 낮추면서도 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 실링부재의 축방향 길이를 길게 형성하여 실링홈과의 실링면적을 늘림에 따라 오일의 누설을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.

본 발명에 의한 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치는, 실링부재만으로 메인프레임과 선회스크롤 사이를 차단하는 한편 실링부재를 축방향으로 길게 형성함으로써, 실링부재의 부품수를 줄여 생산단가를 낮추면서도 생산성을 높일 수 있고 실링홈과의 실링면적을 늘림에 따라 실링효과를 더욱 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 고압상태를 유지하는 케이싱과,

   연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실을 형성하도록 케이싱의 내부에서 서로 맞물리게 구비하는 선회스크롤 및 고정스크롤과,

   양쪽 스크롤의 축방향 간극을 유지하도록 선회스크롤과 함께 중간압의 배압공간홈을 형성하고 그 배압공간홈의 안쪽에 실링홈을 형성하는 프레임과,

   열팽창시 그 축방향 높이는 실링홈의 깊이보다 크게 팽창하는 반면 그 반경방향 폭은 상기 실링홈의 바닥면에서 이에 대응하는 스크롤의 저면까지 간격보다 작게 팽창하도록 형성하여 오일이 상기 실링홈의 안쪽에서 배압공간홈쪽으로 누설되는 것을 차단하는 환형의 실링부재를 포함한 고압식 스크롤 압축기의 배압 실링 장치.

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