KR100575815B1

KR100575815B1 - 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치

Info

Publication number: KR100575815B1
Application number: KR1020040104419A
Authority: KR
Inventors: 신동구; 김철환; 조양희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-05-03
Also published as: JP4874628B2; CN1786478A; JP2006170193A; US7384250B2; DE102005053513A1; CN100404870C; US20060127262A1; DE102005053513B4

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치에 관한 것으로, 선회스크롤의 선회운동시 발생하는 편하중을 상쇄하기 위하여 회전자의 상부엔드링에 고정 결합하는 밸런스웨이트와, 오일이 케이싱의 내부로 비산되는 것을 차단하도록 통체로 형성하여 상기 밸런스웨이트를 수용하고 그 하단을 상부엔드링과 밸런스웨이트 사이에 개재하여 상기 밸런스웨이트와 함께 상기한 상부엔드링에 고정 결합하는 오일차단통을 포함함으로써, 오일차단통의 조립공정을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 조립공차를 줄여 오일이 압축기 밖으로 누설되는 양을 효과적으로 낮출 수 있다. 또, 오일차단통을 저렴한 재질로 제작하여 스크롤 압축기의 원가부담을 절감할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 유토출 저감 장치{APPARATUS FOR REDUCING OIL DISCHARGE OF SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 고압식 스크롤 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 고압식 스크롤 압축기에서 유토출 저감 장치의 일례를 보인 분해 사시도,

도 3는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 유토출 저감 장치를 보인 단면도,

도 4 및 도 5는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 유토출 저감 장치를 보인 분해 사시도 및 조립 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 구동모터 11 : 적층체

12 : 상부엔드링 12a : 코킹돌기

13 : 상부밸런스웨이트 13a : 지지부

13b : 코킹구멍 14 : 오일차단통

14a : 절곡부 14b : 코킹구멍

Ms : 고정자 Mr : 회전자

F : 오일통로

본 발명은 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치에 관한 것으로, 특히 밸런스웨이트와 일체로 조립하여 조립공정을 줄일 수 있는 스크롤 압축기의 유토출 저감 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(Mr) 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(6)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링 (Oldham's ring)(7)을 포함하고 있다.

가스흡입관(SP)은 케이싱(1)을 통과하여 고정스크롤(5)의 흡입구(5b)에 연통 설치하는 한편 가스토출관(DP)은 메인프레임(2)을 중심으로 고정스크롤(5)의 반대쪽 케이싱(1)의 내부공간에 밀봉하도록 연통 설치하고 있다.

구동모터(3)는 도 1 및 도 2에서와 같이 케이싱(1)의 내부에 고정 설치하는 고정자(Ms)와, 고정자(Ms)의 안쪽에 소정의 공극을 두고 회전 가능하게 배치하여 구동축(4)에 결합하고 후술할 오일차단통(3d)의 안쪽에 오일통로(F)를 축방향으로 관통 형성하는 회전자(Mr)로 이루어져 있다. 회전자(Mr)는 다수 장의 스테이터코어를 적층하는 적층체(3a)와, 적층체(3a)의 상하 양단을 지지하는 상부엔드링(3b) 및 하부엔드링(미도시)과, 양쪽 엔드링(3b)(미도시)의 바깥면에 고정 설치하여 편하중을 상쇄하는 상부밸런스웨이트(3c) 및 하부밸런스웨이트(미도시)로 이루어져 있다. 상부밸런스웨이트(3b)에는 메인프레임(2)을 윤활한 오일이 케이싱(1)의 내부로 비산되는 것을 차단하도록 오일차단통(3d)을 설치하고 있다. 오일차단통(3d)은 도 2에서와 같이 상부밸런스웨이트(3c)를 상부엔드링(3b)에 코킹 결합한 후 그 상부밸런스웨이트(3b)에 별도로 볼트(3e)로 체결하여 고정하고 있다.

구동축(4)은 구동모터(3)의 회전자(Mr)에 압입하여 상하 양측을 각각 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시)으로 지지하고, 그 내부에는 케이싱(1)의 오일을 흡상하여 각 베어링면을 윤활하도록 축방향으로 길게 오일유로(4a)를 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 2a는 축구멍, 2b는 보스수용홈, 2c는 배압형성홈, 2d는 가스연통홈, 3f는 코킹돌기, 3g는 코킹홈, 3h는 볼트구멍, 5a 및 도 6a는 각각 고정스크롤과 선회스크롤의 랩, 5c는 토출구, 5d는 가스통과홈, 6b는 보스부이다.

상기와 같은 종래의 고압식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 구동모터(3)에 전원을 인가하면, 구동축(4)이 구동모터(3)의 회전자(Mr)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)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 메인프레임(2)을 중심으로 케이싱(1)의 상측 내부공간로 토출되고, 이 냉매가스는 고정스크롤(5)과 메인프레임(2)의 외주면에 구비한 가스통과홈(5d)과 가스연통홈(2d)을 통해 케이싱(1)의 하측 내부공간으로 이동하였다가 가스토출관(DP)을 통해 냉동사이클시스템으로 토출된다.

반면, 오일은 구동축(4)의 고속회전시 원심력에 의해 그 구동축(4)의 오일유로(4a) 흡입되어 상단으로 흡상되면서 일부는 서브프레임(미도시)의 축구멍을 윤활하는 한편 일부는 구동축(4)의 상단에서 비산되어 보스수용홈(2b)을 통해 메인프레임(2)의 축구멍(2a)을 윤활한 후 상부밸런스웨이트(3c)에 결합하는 오일차단통(3d)에 의해 모아져 회전자(Mr)의 오일통로(F)를 따라 케이싱(1)의 바닥으로 회수되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 고압식 스크롤 압축기에 있어서는, 전술한 바와 같이 회전자(Mr)의 상부엔드링(3b)에 상부밸런스웨이트(3c)를 코킹 결합한 후 그 상부밸런스웨이트(3c)의 상면에 다시 오일차단통(3d)을 볼트(3e)로 체결하여야 하므로 부품수가 많고 조립공정이 복잡하여 원가비용이 늘어나고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또, 상부밸런스웨이트(3c)와 오일차단통(3d)을 각각 별도로 조립함에 따라 조립공차가 증가하여 오일이 조립틈새를 통해 케이싱(1)의 내부공간으로 비산되면서 유토출이 증가할 우려가 있었다.

또, 상부밸런스웨이트(3c)와 오일차단통(3d)을 일체로 제작하는 경우에는 통상 상부밸런스웨이트(3c)로 황동을 사용하는 점을 감안할 때 단순 차단부재의 역할을 하는 오일차단통(3d) 역시 황동을 사용하여야 하므로 그만큼 원가비용이 상승하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상부밸런스웨이트와 오일차단통의 조립을 위한 부품수를 줄이고 그에 따른 조립공정을 간소화하여 원가비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 조립공차를 줄여 오일의 누설을 최소화할 수 있는 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 오일차단통에 의한 원가비용의 상승을 줄일 수 있는 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 선회스크롤의 선회운동시 발생하는 편하중을 상쇄하기 위하여 회전자의 상부엔드링에 고정 결합하는 밸런스웨이트와, 오일이 케이싱의 내부로 비산되는 것을 차단하도록 통체로 형성하여 상기 밸런스웨이트를 수용하고 그 하단을 상부엔드링과 밸런스웨이트 사이에 개재하여 상기 밸런스웨이트와 함께 상기한 상부엔드링에 고정 결합하는 오일차단통을 포함한 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치를 제공한다.

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

도 3은 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 유토출 저감 장치를 보인 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명 고압식 스크롤 압축기에서 유토출 저감 장치를 보인 분해 사시도 및 조립 사시도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 고압식 스크롤 압축기는, 소정량의 오일을 채우고 고압상태를 유지하는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부의 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시)에 지지하여 구동모터(10)의 구동력을 전달하는 구동축(4)과, 메인프레임(2)의 상면에 고정 설치하고 상기한 가스흡입관(SP)을 직접 결합하는 고정스크롤(5)과, 구동축(4)에 편심지게 결합하여 메인프레임(2)의 상면에 얹고 고정스크롤(5)에 맞물려 올담링(7)에 의해 선회하면서 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(6)과, 메인프레임(2)과 구동축(4) 사이를 수용하여 그 사이로 공급되었던 오일이 비산되는 것을 차단하도 록 상기한 구동모터(10)의 회전자(Mr)에 밸런스웨이트와 함께 고정하는 오일차단통을 포함한다.

가스흡입관(SP)은 케이싱(1)을 통과하여 고정스크롤(5)의 흡입구(5b)에 연통 설치하는 한편 가스토출관(DP)은 메인프레임(2)을 기준으로 케이싱(1)의 하반부 내부공간에 밀봉하도록 연통 설치하여 이루어진다.

구동모터(10)는 케이싱(1)의 내부에 고정 설치하는 고정자(Ms)와, 고정자(Ms)의 안쪽에 소정의 공극을 두고 회전 가능하게 배치하여 구동축(4)에 결합하고 후술할 오일차단통()의 안쪽에 오일통로(F)를 축방향으로 관통 형성하는 회전자(Mr)로 이루어진다. 회전자(Mr)는 다수 장의 스테이터코어를 적층하는 적층체(11)와, 적층체(11)의 상하 양단을 지지하는 상부엔드링(12) 및 하부엔드링(미도시)과, 양쪽 엔드링(12)(미도시)의 바깥면에 고정 설치하여 편하중을 상쇄하는 상부밸런스웨이트(13) 및 하부밸런스웨이트(미도시)로 이루어진다.

상부밸런스웨이트(13)에는 메인프레임(2)을 윤활한 오일이 케이싱(1)의 내부로 비산되는 것을 차단하도록 오일차단통(14)을 설치하되, 오일차단통(14)은 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 상부밸런스웨이트(13)를 코킹할 때 동시에 코킹되도록 상부엔드링(12)과 상부밸런스웨이트(13) 사이에 배치하여 이루어진다.

이를 위해, 상부밸런스웨이트(13)는 통상 황동 재질로 성형하여 그 지지부(13a)의 양측에는 상부엔드링(12)에 구비하는 코킹돌기(12a)에 대응하도록 코킹구멍(13b)을 형성하고, 오일윤활통(14)은 하단에 중심방향으로 절곡한 절곡부(14a)의 양측에 상기한 상부밸런스웨이트(13)의 코킹구멍(13b)에 대응하여 상부엔드링(12) 의 코킹돌기(12a)가 삽입하도록 역시 코킹구멍(14b)을 형성한다. 여기서, 오일윤활통(14)은 상부밸런스웨이트(13)와는 다른 재질, 즉 저렴한 플라스틱 재질 등으로 제작하는 것이 원가절감을 위해 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 13c는 편심부이다.

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

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(10)의 회전자(Mr)와 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, 케이싱(1)의 바닥측에 채워져 있던 오일은 구동축(4)의 오일유로(4a)를 따라 흡상하여 메인프레임(2)의 보스수용홈(2b)에 고였다가 다시 메인프레임(2)의 축구멍(2a)과 구동축(4)의 외주면 사이로 흘러내려 케이싱(1)의 내부공간으로 비산되려고 하나, 이 오일은 메인프레임(2)의 하측에 설치하는 오일차단통(14)에 의해 비산이 방지되면서 회전자(Mr)에 구비한 오일통로(F)를 통해 케이싱(1)의 바닥으로 안내됨으로써 가스토출관(DP)으로 이동하는 토출가스와 오일을 분리하여 오일이 토출가스와 함께 배출되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 오일차단통(14)을 조립할 때 그 오일차단통(14)을 상부엔드링(12)과 상부밸런스웨이트(13) 사이에 배치하여 함께 코킹 결합하는 경우에는 체결볼트와 같은 부품을 줄여 조립공정을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 두 부재를 한번에 조립함에 따라 조립공차를 줄일 수 있고 이를 통해 오일이 오일차단통(14) 밖으로 누설되는 것을 최소화하여 오일이 압축기 외부로 유출되는 양을 줄일 수 있다. 또, 황동으로 된 상부밸런스웨이트(13)와는 달리 오일차단통(14)을 저렴한 플라스틱 등으로 제작하여 원가비용을 절감할 수 있다.

본 발명에 의한 고압식 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치는, 회전자의 상부엔드링과 밸런스웨이트의 사이에 오일차단통을 개재하여 함께 고정 결합함으로써, 오일차단통의 조립공정을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 조립공차를 줄여 오일이 압축기 밖으로 누설되는 양을 효과적으로 낮출 수 있다. 또, 오일차단통을 저렴한 재질로 제작하여 스크롤 압축기의 원가부담을 절감할 수 있다.

Claims

선회스크롤의 선회운동시 발생하는 편하중을 상쇄하기 위하여 회전자의 상부엔드링에 고정 결합하는 밸런스웨이트와, 오일이 케이싱의 내부로 비산되는 것을 차단하도록 통체로 형성하여 상기 밸런스웨이트를 수용하고 그 하단을 상부엔드링과 밸런스웨이트 사이에 개재하여 상기 밸런스웨이트와 함께 상기한 상부엔드링에 고정 결합하는 오일차단통을 포함한 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치.
제1항에 있어서,

상부엔드링의 상단에는 코킹돌기를 형성하고, 이에 대응하는 밸런스웨이트에는 상기 코킹돌기에 삽입하는 코킹구멍을 형성하며, 오일차단통의 하단에는 내측절곡부를 형성하여 그 내측절곡부에 상기한 밸런스웨이트의 코킹구멍과 대응하도록 코킹구멍을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치.
제2항에 있어서,

오일차단통의 안쪽에는 회전자를 축방향으로 관통하도록 오일통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 유토출 저감 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

밸런스웨이트와 오일차단통은 이종 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 스 크롤 압축기의 유토출 저감 장치.