KR100558817B1 - 스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 편심부시에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선회스크롤의 원심력이 압축실 내부의 가스력보다 작아 편심부시가 반경방향으로 회전할 때 그 반대방향으로 상기 편심부시에 탄성력이 작용하도록 구성함으로써 편심부시의 정상위치 복귀시간을 단축하고, 이로인해 편심부시의 회전에 따른 냉매가스의 누설을 조기에 차단할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 스토퍼 장치에 관한 것으로서, 상기 편심부시의 회전에 의해 압축되면서 편심부시를 정상위치 방향으로 탄력 지지하는 수단이 구비됨으로써 압축기 기동초기 편심부시가 회전할 때 그 반대방향으로 상기 편심부시가 원심력과 함께 탄성력을 동시에 받게 되고, 이로인해 편심부시의 정상위치 복귀시간을 단축시킬 수 있어 냉매가스 누설의 초기 차단에 따른 압축효율 및 압축기의 성능을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼장치{The stopper device of eccentric bush for scroll compressor}

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 전체적인 구성을 나타낸 종단면도.

도 2는 도 1의 편심부시 구조를 나타낸 분리사시도.

도 3a,도 3b는 도 2의 작동상태를 나타낸 것으로서,

도 3a는 편심부시의 정상위치를 나타낸 평단면도.

도 3b는 편심부시의 회전위치를 나타낸 평단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 편심부시의 분리사시도.

도 5a,도 5b는 도 4에 의한 본 발명의 작동상태를 나타낸 것으로서,

도 5a는 편심부시의 정상위치를 나타낸 평단면도.

도 5b는 편심부시의 회전위치를 나타낸 평면단면도.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서,

도 6은 스토퍼의 분리사시도.

도 7은 조립상태 평단면도.

*도면의주요부분에대한부호의설명

6:크랭크축 10:크랭크핀

10a:스토퍼 걸림면 12:편심부시

12a:스토퍼 결합구멍 12b:크랭크핀 결합구멍

230:스토퍼 몸체 231:절개부

232:고정돌기 233:고정홈

본 발명은 스크롤 압축기의 편심부시에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선회스크롤의 원심력이 압축실 내부의 가스력보다 작아 편심부시가 반경방향으로 회전할 때 그 반대방향으로 상기 편심부시에 탄성력이 작용하도록 구성함으로써 편심부시의 정상위치 복귀시간을 단축하고, 이로인해 편심부시의 회전에 따른 냉매가스의 누설을 조기에 차단할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 스토퍼 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 쉘(1)의 내측 상.하부에 메인프레임(2)과 서브프레임(3)이 설치되고, 상기 메인프레임(2)과 서브프레임(3)의 사이에는 고정자(4)가 상기 쉘(1)의 내부에 삽입되어 있으며, 상기 고정자(4)의 내부에는 인가된 전원에 의해 회전되는 회전자(5)가 구비되어 있고, 상기 회전자(5)의 중앙부에는 수직의 크랭크축(6)이 삽입 고정되어 회전자(5)와 함께 회전하도록 구성되어 있는 것으로서, 상기 크랭크축(6)의 상.하부는 메인프레임(2)과 서브프레임(3)에 의해 회전가능하게 지지된다.

그리고 상기 메인프레임(2)의 상단면에는 하부측이 크랭크축(6)과 결합되고 상부측에는 인벌류트 형상의 선회랩(7a)이 형성된 선회스크롤(7)이 구비되며, 상기 선회스크롤(7)의 상부측에는 선회랩(7a)과 맞물리는 고정랩(8a)을 갖는 고정스크롤(8)이 쉘(1)의 내부에 고정되어 선회스크롤(7)이 크랭크축(6)의 회전에 의해 선회운동을 함으로써 선회랩(7a)과 고정랩(8a) 사이에 형성된 압축실(22)의 내부에 유입된 냉매가스를 압축하게 되는 것이다.

또한, 상기 크랭크축(6)과 선회스크롤(7)의 결합은 크랭크축(6)의 상단면 중심에서 소정거리로 이격된 위치의 상방으로 돌출 형성된 크랭크핀(10)을 상기 선회스크롤(7)의 하부측 중앙부에 돌출 형성된 허브(7b)에 삽입함으로써 이루어지게 되는 것이며, 허브(7b)의 내부에는 베어링(11)이 강제 삽입되어 있고, 크랭크핀(10)의 외측에는 편심부시(12)가 회전가능하게 결합되어 있다.

한편, 상기 메인프레임(2)과 선회스크롤(3) 사이에는 자전방지기구인 올담링(9)이 구비되고, 크랭크축(6) 내부에는 급유로(6a)가 상.하로 관통 형성되어 있으며, 회전자(5)에는 상.하로 각각 상부 균형추(13) 및 하부 균형추(14)가 형성되어 크랭크핀(10)에 의한 크랭크축(6)의 회전 불균형을 방지하도록 되어 있다.

여기서, 미설명 부호 15 및 16은, 흡입파이프 및 토출파이프이고, 17 및 18은 토출포트 및 토출실이며, 19는 역지변, 20은 오일, 21은 오일 프로펠러이다.

이와같이 구성된 스크롤 압축기는, 인가된 전원에 의해 회전자(5)가 고정자(4)의 내부에서 회전하게 되고, 상기 회전자(5)에 의해 크랭크축(6)이 회전하게 됨으로써 크랭크핀(10)에 결합된 선회스크롤(7)이 크랭크축(6) 중심과 선회스크롤(7) 중심 사이의 선회반경을 따라 선회운동을 하게 되는 것이다.

또한, 상기 선회랩(7a)과 고정랩(8a) 사이에 형성된 압축실(22)은 선회스크롤(7)의 지속적인 선회운동에 의하여 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 되고, 이렇게 압축된 고압의 냉매가스는 토출포트(17)를 통해 토출실(18)로 토출되며, 토출실(18) 내부의 냉매가스는 다시 토출파이프(16)를 통해 외부로 토출 되는 것이다.

한편, 상기 스크롤 압축기는 선회스크롤(7)이 압축조건의 변화에 관계없이 항상 동일 궤적을 따라 선회운동을 하는 고정반경식 스크롤 압축기와, 액냉매나 오일 또는 이물질이 압축실(22)로 유입되어 압축실 내의 압력이 비정상적으로 상승하였을 때 그 상승된 압력에 의하여 각 랩(7a)(8a)이 파손되지 않도록 선회스크롤(7)을 반경방향으로 회전시키는 가변반경식 스크롤 압축기로 나뉘어지게 된다.

또한, 상기 가변반경식 스크롤 압축기에서 선회스크롤(7)의 선회반경이 가변되도록 하기 위하여 상기한 바와 같이 크랭크핀(10)에 편심부시(12)가 결합되는 것이며, 상기 편심부시(12)는 크랭크핀(10)의 중심과 편심부시(12)의 중심 사이의 편심량에 따른 선회스크롤(7)의 원심력으로 압축실(22)에 대한 실링기능도 함께 수행하게 되는 것이다.

도 2는 종래의 편심부시 구성을 보인 분리사시도이다.

상기 편심부시(12)는 전술한 바와 같이 크랭크핀(10)에 회전가능하게 결합되고, 압축실 내의 압력이 비정상적으로 상승하였을 때 반경방향으로 회전하게 되는 것으로서, 편심부시(12)의 회전량을 제한하기 위해 크랭크핀(10)의 일측에 종단면(D-cut) 형태의 스토퍼 걸림면(10a)이 형성되고, 편심부시(12)의 크랭크핀 결합구멍(12b)의 일측으로 스토퍼 결합구멍(12a)이 연이어 통하게 형성되며, 상기 스토퍼 결합구멍(12a)에 원주형의 스토퍼(23)가 삽입되는데, 이때 상기 스토퍼(23)는 크랭크핀 결합구멍(12b) 측으로 다소 돌출된 형태를 이룬다.

이러한 스토퍼(23)는 도 3a에 도시된 바와 같은 편심부시(12)의 정상위치에 서는 스토퍼 걸림면(10a)으로부터 이격된 상태를 유지하게 되고, 상기 편심부시(12)가 반경방향으로 회전하는 경우에는 도 3b에 도시된 바와 같이 스토퍼(23)가 편심부시(12)와 함께 회전하면서 스토퍼 걸림면(10a)에 접하게 됨으로써 상기 편심부시(12)의 회전량을 제한할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 편심부시(12)는 압축실 내의 압력이 비정상적으로 상승하는 경우 이외에, 선회스크롤(7)의 원심력이 압축실 내부의 가스력보다 작은 압축기 기동초기에도 도 3b에 도시된 바와 같이 반경방향으로 회전하게 되는 것으로서, 원심력이 가스력보다 크게 작용하는 압축기의 정상운전시까지 편심부시(12)는 회전위치를 유지하게 되는 것이며, 편심부시(12)가 정상위치로 복귀되기 전까지 랩(7a)(8a) 간의 틈새를 통해 압축실 내부의 냉매가스가 계속적으로 누설된다.

따라서, 편심부시(12)를 회전위치에서 정상위치로 복귀시키는 시간을 단축시킬수록 스크롤 압축기의 압축효율 및 성능이 향상된다.

그러나, 종래의 스크롤 압축기는 순수하게 선회스크롤(7)의 지속적인 선회운동에 의해 원심력이 가스력보다 크게 작용하는 압축기의 정상운전시에만 비로소 압축기 기동초기에 회전한 편심부시(12)를 정상위치로 복귀시킬 수 있도록 되어 있어 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 그 시간 동안 계속적인 냉매가스의 누설로 인해 재압축에 의한 압축효율 및 기기의 성능 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명은 선회스크롤의 원심력이 압축실 내부의 가스력보다 작아 편 심부시가 반경방향으로 회전할 때 그 반대방향으로 상기 편심부시에 탄성력이 작용하도록 구성함으로써 편심부시의 정상위치 복귀시간을 단축하고, 이로인해 편심부시의 회전에 따른 냉매가스의 누설을 조기에 차단할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 회전위치의 편심부시에 탄성력을 제공하기 위한 수단을 보다 단순하게 구성하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 원형의 탄성구조로 형성된 본 발명의 스토퍼가 편심부시의 회전압력에 의하여 자전되는 것을 방지하는데 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 편심부시의 크랭크핀 결합구멍에 크랭크핀이 회전가능하게 결합되고, 편심부시의 스토퍼 결합구멍에는 스토퍼가 삽입되어 편심부시의 회전시 상기 스토퍼가 크랭크핀의 일측에 형성된 스토퍼 걸림면에 접촉되어 편심부시의 회전량을 제한할 수 있도록 구성된 스크롤 압축기에 있어서, 상기 편심부시의 회전에 의해 압축되면서 편심부시를 정상위치 방향으로 탄력 지지하는 수단이 구비된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼 장치가 제공된다.

또한, 상기 편심부시를 탄력 지지하는 수단은 중공의 원통체로 스토퍼 몸체를 형성하고, 상기 스토퍼 몸체의 일측 수직방향으로 절개부를 형성하여 스토퍼를 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스토퍼 몸체를 편심부시의 내측면에 고정하는 수단이 구비된 것 을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정수단은 편심부시의 스토퍼 결합구멍 내측면 하부에 고정돌기를 형성하고, 스토퍼 몸체의 하부에는 고정돌기의 상부에서 하부측으로 삽입되는 고정홈을 형성하여서 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 편심부시의 분리사시도이다.

일반적으로 편심부시(12)는 크랭크핀 결합구멍(12b)과 스토퍼 결합구멍(12a)이 형성되어 상기 크랭크핀 결합구멍(12b)에 크랭크축(6) 상단면에 형성된 크랭크핀(10)이 회전가능하게 결합되고, 상기 크랭크핀(10)의 일측 상부에는 종단면(D-cut) 형태의 스토퍼 걸림면(10a)이 형성되며, 편심부시(12)의 스토퍼 결합구멍(12a)에 스토퍼(23)가 삽입되어 편심부시(12)가 회전할 때, 상기 스토퍼(23)가 스토퍼 걸림면(10a)에 접촉되어 편심부시(12)의 회전량을 제한할 수 있도록 구성되어 있다.

이러한 스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼 장치에 있어, 본 발명은 편심부시(12)가 회전할 때 압축되면서 그 반대방향으로 상기 편심부시(12)를 탄력 지지하는 수단이 마련된 것으로서, 이 탄력 수단에 의하여 회전위치의 편심부시(12)는 원심력과 탄성력을 동시에 받게 됨으로써 상기 편심부시(12)의 정상위치 복귀가 조기에 이루어지게 되는 특징이 있다.

이를 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명하면, 상기 편심부시(12) 가 회전할 때 압축되면서 동시에 반대방향으로 탄력 지지하는 수단은, 기존에 원주형으로 형성된 스토퍼(23)를 탄성 구조로 변형한 것으로서, 도면에 의하면 상기 스토퍼(23)는 중공의 원통체로 스토퍼 몸체(230)를 구성하고, 상기 스토퍼 몸체(230)의 일측 수직방향으로 절개부(231)를 형성한 것, 즉 일측으로 개방부를 갖는 원형단면 형태의 판스프링으로 구성한 것이다.

이때, 상기한 실시예는 여기에 국한되는 것이 아니며, 편심부시(12)가 회전할 때 압축되면서 상기 편심부시(12)를 정상위치 방향으로 탄력 지지할 수 있는 것이면 무방하나, 스토퍼(23)를 포함하는 편심부시(12)의 변형 한계에 따른 구조적인 특성을 고려하여 볼 때, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예가 보다 바람직할 것이다.

특히, 압축기 기동초기에 편심부시(12)가 급격히 회전할 때, 스토퍼(23)가 스토퍼 걸림면(10a)에 충돌하면서 발생되는 편심부시(12)의 충격을 완화시켜 압축기의 기구적인 손상을 방지해줄 수 있다는 점에서 보다 유리할 것이다.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 따른 본 발명의 작동상태를 보인 것으로서, 도 5a는 편심부시의 정상위치를 보인 평단면도이다.

선회스크롤의 원심력이 압축실 내부의 가스력보다 작은 압축기의 기동초기에 편심부시(12)는 도 5a에 도시된 바와 같은 정상위치에서 도 5b에 도시된 바와 같은 회전위치로 밀리게 되고, 상기 편심부시(12)는 회전하면서 스토퍼 몸체(230)를 압축시키게 되는데, 이때 상기 스토퍼 몸체(230)는 압축되면서 다시 편심부시(12)를 반대방향으로 탄력 지지하게 됨으로써 상기 편심부시(12)는 원심력과 탄성력을 동 시에 받게 된다.

따라서, 편심부시(12)를 회전위치에서 정상위치로 복귀시키는 힘이 증가하게 되어 상기 편심부시(12)는 조기에 정상위치로 복귀되는 것이며, 이로인해 편심부시(12)가 회전하는 동안 계속적으로 이루어지는 냉매의 누설을 조기에 차단할 수 있어 압축효율 및 성능을 보다 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 편심부시(12)와 함께 회전하는 스토퍼 몸체(230)가 스토퍼 걸림면(10a)에 충돌할 때, 상기 스토퍼 몸체(230)의 탄성구조에 의하여 그 충격을 완화시킬 수 있게 됨으로써 압축기의 기구적인 손상을 미연에 방지할 수 있는 장점도 갖게 된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 도 6은 편심부시로부터 스토퍼를 분리한 사시도이다.

이 편심부시(12)는 전술한 바와 같이 크랭크핀 결합구멍(12b)이 상.하로 관통되게 형성되어 있고, 상기 크랭크핀 결합구멍(12b)의 일측으로 스토퍼 결합구멍(12a)이 연이어 통하게 형성되어 있으며, 상기 스토퍼 결합구멍(12a)에는 본 발명의 일 실시예에 의한 스토퍼 몸체(230)가 삽입되어 있는 것으로서, 상기 스토퍼 몸체(230)는 중공의 원통체로 형성되고 일측 수직방향으로 절개부(231)가 형성된 탄성 구조로 되어 있다.

이같이 상기 스토퍼 몸체(230)는 원통체로 형성되어 있어, 편심부시(12)가 회전할 때 받는 압력으로 스토퍼 결합구멍(12a) 내부에서 자전될 수 있는 소지가 다분하고, 이로인해 스토퍼 몸체(230)의 절개부(231)가 회전방향으로 회전되어 압 축이 불가능한 상태에 놓이게 됨으로써 탄성 기능을 상실하게 된다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제의 소지를 미연에 방지하기 위해 제안된 것으로서, 이를 위해 스토퍼 몸체(230)를 스토퍼 결합구멍(12a) 내부에 고정시킬 수 있는 수단이 마련된 것이며, 상기 고정수단은 상기 스토퍼 결합구멍(12a) 내측면 하부에 고정돌기(232)를 형성하고, 스토퍼 몸체(230)의 절개부(231) 후방 하부측에는 하방 개구형의 고정홈(233)을 형성한 것을 특징으로 한 것이다.

이같이 상기 고정돌기(232) 및 고정홈(233)을 각각 스토퍼 결합구멍(12a) 및 스토퍼 몸체(230)의 하부측에 각각 형성한 것은, 상기 스토퍼 몸체(230)가 편심부시(12)의 스토퍼 결합구멍(12a) 상부에서 하부측으로 삽입되는데 기인한다.

도 7은 도 6의 조립상태를 보인 평단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 편심부시(12)의 스토퍼 결합구멍(12a)에 스토퍼 몸체(230)가 삽입되는데, 이때 상기 스토퍼 몸체(230)의 고정홈(233)과 스토퍼 결합구멍(12a)의 고정돌기(232)가 결합된다. 따라서 스토퍼 몸체(230)는 상기 고정홈(233)과 고정돌기(232)의 결합에 의해 편심부시(12)가 회전하면서 가해지는 압력에 의해서도 자전하지 않게 되는 것이며, 이러한 고정수단은 여기에 국한되는 것이 아니며, 그 고정기능을 수행할 수 있는 것이면 무방하다.

즉, 상기 편심부시(12)의 스토퍼 결합구멍(12a) 내측면에 고정돌기(미도시됨)를 형성하여 스토퍼 몸체(230)의 절개부(231)에 삽입되도록 구성할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 선회스크롤의 원심력이 압축실 내부의 가스력보 다 작아 편심부시가 반경방향으로 회전할 때 그 반대방향으로 상기 편심부시에 탄성력이 작용하도록 구성함으로써 편심부시의 정상위치 복귀시기를 단축시킬 수 있게 되고, 이로인해 편심부시의 회전에 따른 냉매가스의 누설량을 줄일 수 있어 압축효율 및 압축기의 성능을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같은 탄성구조를 갖도록 구성함으로써 편심부시가 회전할 때 발생되는 충격을 완화시킬 수 있게 되고, 이로인해 압축기의 기구적인 손상을 미연에 방지할 수 있는 효과도 갖게 된다.

또한, 본 발명은 회전위치의 편심부시에 탄성력을 제공하기 위한 수단을 보다 단순하게 구성함으로써 작업성 및 제조원가의 절감효과를 기할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 압축기 기동초기 편심부시가 회전할 때, 그 회전압력에 의하여 원형의 탄성 구조로 된 본 발명의 스토퍼가 자전되지 않도록 구성함으로써 스토퍼 자전에 의한 스토퍼의 탄성 기능의 상실을 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 편심부시의 크랭크핀 결합구멍에 크랭크핀이 회전가능하게 결합되고, 편심부시의 스토퍼 결합구멍에는 스토퍼가 삽입되어 편심부시의 회전시 상기 스토퍼가 크랭크핀의 일측에 형성된 스토퍼 걸림면에 접촉되어 편심부시의 회전량을 제한할 수 있도록 구성된 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 편심부시의 회전에 의해 압축되면서 편심부시를 정상위치 방향으로 탄력 지지하는 수단이 구비되고;

   상기 편심부시를 탄력 지지하는 수단은 중공의 원통체로 스토퍼 몸체를 형성하고, 상기 스토퍼 몸체의 일측 수직방향으로 절개부를 형성하여 스토퍼를 구성한 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 스토퍼 몸체를 편심부시의 내측면에 고정하는 수단이 구비된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 고정수단은 편심부시의 스토퍼 결합구멍 내측면 하부에 고정돌기를 형성하고, 스토퍼 몸체의 하부에는 고정돌기의 상부에서 하부측으로 삽입되는 고정홈을 형성하여서 된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 편심부시의 스토퍼 결합구멍 내측면에 고정돌기를 형성하여, 상기 스토퍼 몸체의 절개부에 삽입되도록 하는 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 편심부시 스토퍼장치.

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