KR100585864B1 - 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기 고저압 분리 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 고정스크롤의 냉매유입공과 토출공 사이에 외경방향으로 원주방향을 따라 돌출되는 고저압분리부를 형성하고, 그 고저압분리부의 외주면을 밀폐용기의 내주면에 용접 결합하여 상기 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획하거나 또는 고정스크롤의 냉매유입공과 토출공 사이에 외경방향으로 원주방향을 따라 돌출되는 고저압분리부를 형성하고, 그 고저압분리부의 외주면에 밀폐용기의 내주면과 압착하여 상기 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획하도록 압축링을 결합함으로써, 별도의 고저압분리판을 설치하지 않고도 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획할 수 있어 고저압분리판의 열변형으로 인해 냉매가스가 고압부에서 저압부로 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 압축기의 냉동능력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 부품수를 줄여 생산비용을 절감할 수 있다.

스크롤 압축기, 고저압분리판, 외곽셀, 상부캡, 고정스크롤,

Description

스크롤 압축기의 고저압 분리 장치{DEVISE SEPARATING HIGH AND LOW PRESSURE FOR SCROLL COMPRESSURE}

제 1도는 종래의 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치의 종단면도,

제 2도는 본 발명의 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치 종단면도,

제 3도는 본 발명의 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치의 다른 실시예의 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

1: 밀폐용기 1a: 외곽셀

1b: 상부캡 8, 108, 208: 고정스크롤

9: 선회스크롤 12: 흡입관

13: 토출관 14: 저압부

15: 고압부 16: 고저압분리판

108d, 208d:돌출부 200: 압축링

본 발명은 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치에 관한 것으로서, 밀폐용기의 내부의 고정스크롤을 이용하여 고압부와 저압부를 분리함으로써 부품수를 감소시킬 뿐만 아니라 용접에 따른 고저압분리판의 용접에 따른 열변형에 기인하여 고저압 분리 기능을 상실과 압축기의 효율을 감소시키는 것을 방지하도록 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치에 관한 것이다

일반적으로, 스크롤 압축기는 도 1에서 도시한 바와 같이, 밀폐 용기(1)의 내측 상부에 상부프레임(2) 고정되어 있고, 하부에는 하부프레임(3)이 고정되어 있다.

상기 밀폐용기(1)는 원통형 외곽셀(1a)의 상측에 봉하는 상부캡(1b)과 하부를 봉하는 하부캡(1c)으로 구성된다.

상기 상부프레임(2)과 하부프레임(3)의 사이에는 고정자와, 그 고정자(4)의 내측에 회전 가능하게 결합되는 회전자(5)로 구성되는 전동기구부가 설치되어 있고, 그 회전자(5)의 상하부에는 회전자(5)의 회전시 회전불균형이 조절될 수 있도록 밸런스 웨이트(BW)가 장착되어 있다.

상기 회전자(5)의 중심에 상기 회전자(5)의 회전과 동시에 회전할 수 있도록 회전축(6)이 압입되있고, 상기 회전축(6)의 상단부는 상부프레임(2)과, 하단부는 하부 프레임(3)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.

상기 회전축(6)의 하단부에는 밀폐용기(1)의 저부에 있는 오일(7)을 흡상하여 회전축(6)에 형성된 오일유로(6a)를 통하여 압축기구부의 마찰부위에 공급할 수 있도록 오일피더(6b)가 결합된다.

상기 상부프레임(2)의 상측에 고정되는 고정스크롤과(8), 그 고정스크롤(8)과 상부프레임(2)의 사이에는 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤(9)로 이루어지는 압축기구부가 설치되어 있고, 그 선회스크롤(9)의 하단부에 형성된 보스부(9b)의 결합공(9c)에는 상기 회전축(6)의 상단부에 편심 되도록 형성된 편심부(6c)가 삽입 결합되어 있다.

상기 선회스크롤(9)이 선회함에 따라 상기 고정스크롤 랩(8a)에 맞물려 선회운동하는 선회스크롤 랩(9a)과, 상기 고정스크롤 랩(8a)과 선회스크롤 랩(9a) 사이에 형성되는 압축 포켓(10)으로 냉매가 유입되도록 냉매유입공(8b)이 형성되며, 상기 압축포켓(10)의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 외부로 토출되도록 고정스크롤(8)의 토출공(8c)을 형성된다.

상기 고정스크롤(8)의 상면에는 고정스크롤(8)에 형성된 토출공(8c)을 통하여 토출되는 냉매가스가 역류되지 않도록 개폐하는 플레이트밸브(11a)와, 그 플레이트밸브(11a)가 이탈되지 않도록 안내하는 밸브가이드(11b)로 구성되는 체크밸브(11)가 결합되어 있다.

상기 밀폐용기(1)의 측면에는 냉매가스를 흡입관(12)과 압축된 냉매가스를 토출하기 위한 토출관(13)이 높이 차를 두고 설치되며, 상기 고정스크롤(8)의 상부 에는 상기 흡입관(12)을 통하여 밀폐용기(1)의 내부로 흡입된 냉매가스가 존재하는 저압부(14)와 그 흡입된 냉매가스가 압축기구부에서 압축되어 토출관(13)을 통하여 토출되기 전에 존재하는 고압부(15)를 구획하는 고저압분리판(16)이 고정되어 있다.

상기 고저압분리판(16)은 상기 고정스크롤(8)은 상부면에 체결되어 고정되고, 그 측부의 외주면을 따라 상기 밀폐용기(1)의 외곽셀(1a)과 상부캡(1b)의 일단이 각각 용접 결합되어 고정된다.

상기와 같이 구성되어 있는 스크롤 압축기는, 전원이 인가되면 전동기구부의 회전자(5)가 회전을 하고, 그 회전자(5)의 회전에 의하여 회전축(6)이 회전을 하며, 그 회전축(6)의 상단부에 결합된 선회스크롤(9)이 회전축(6)의 중심에서 편심부(6c)의 중심까지의 거리인 편심거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 한다.

상기 선회스크롤(9)이 선회를 하면 선회스크롤 랩(9a)이 상기 고정스크롤 랩에(8a) 맞물려 선회운동을 하게 되는데, 이때 상기 흡입관(12)을 통하여 밀폐용기(1)의 저압부(14)로 유입되고, 그 유입된 냉매가스가 고정스크롤(8)에 형성된 냉매유입공(8b)을 통하여 고정스크롤 랩(8a)과 선회스크롤의 랩(9a) 사이에 형성되는 압축포켓(10)으로 유입되며, 계속적인 선회스크롤(9)의 회전에 의하여 압축포켓(10)의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 고정스크롤(8)의 토출공(8c)을 통하여 토출되어 진다.

또한, 상기 선회스크롤(9)의 회전에 의하여 압축포켓(10)에서 압축되어 고정스크롤(8)의 토출공(8c)을 통하여 토출될 때에 상기 체크밸브(11)의 플레이트밸브(11a)는 압축가스의 압력에 의하여 상측으로 이동되어 토출공(8c)을 통하여 압축가스가 토출되도록 열리고, 그와 같은 상태에서 토출되어지는 압축가스는 고저압분리판(16)로 분리된 고압부(15)로 배출 후 토출관(13)을 통하여 토출되어 진다.

그리고, 고압부(15)에 존재하는 고압의 냉매가스가 상대적으로 압력이 낮은 저압부(14) 측으로 역류하게 되는데, 고저압분리판(16)은 고압부(15)의 냉매가스가 저압부(14)측으로 역류되지 않도록 차단한다.

그러나, 상기 밀폐용기(1)의 외곽셀(1a)과 상부캡(1b)을 고저압분리판(16)에 직접 용접을 함으로서, 그 영향으로 인해 열변형이 발생한 고저압분리판(16)과 고정스크롤(8) 상면 사이에는 틈새가 생기게 되어 누설이 발생하여 고저압 분리 기능을 상실하여 토출된 고온고압의 냉매가스는 다시 흡입압축을 반복하여 성능 저하 및 품질에 큰 영향을 미치게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 외곽셀, 상부캡이 용접되는 별도의 고저압분리판을 사용하지 않고 고정스크롤을 이용하여 고저압 분리함으로써 열변형을 최소화하여 능력 및 효율을 향상시킬 수 있으며 생산 공정중 용접의 열변형으로 인한 제품 품질의 저하를 줄일 수 있도록 한 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치를 제공함을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 흡입관이 연통하는 저압부와 토출관이 연통하는 고압부로 구획하는 밀폐용기와, 밀폐용기의 내부에 고정 설치하고 저압부측에 냉매유입공을 형성하며 고압부측에 토출공을 형성하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축포켓을 형성하여 냉매가스를 압축하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 고정스크롤의 냉매유입공과 토출공 사이에 외경방향으로 원주방향을 따라 돌출되는 고저압분리부를 형성하고, 그 고저압분리부의 외주면을 밀폐용기의 내주면에 용접 결합하여 상기 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치를 제공한다.
또, 앞에서 고정스크롤의 냉매유입공과 토출공 사이에 외경방향으로 원주방향을 따라 돌출되는 고저압분리부를 형성하고, 그 고저압분리부의 외주면에 밀폐용기의 내주면과 압착하여 상기 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획하도록 압축링을 결합하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치를 제공한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 스크롤 압축기의 고정압 분리 장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치를 가지는 스크롤 압축기의 구조를 보인 종단면도로서, 기본적인 압축기의 구성은 종래와 동일하므로 동일 부호를 부여하여 설명한다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명의 스크롤 압축기는, 밀폐용기(1)의 내측 상하 양측에 고정 설치하는 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)과, 상부프레임(2)과 하부프레임(3) 사이에 고정 설치하여 구동력을 발생하도록 고정자(4)와 회전자(5)로 된 구동모터와, 회전자(5)에 압입된 회전축(6)에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(9)과, 선회스크롤(9)에 맞물려 연속으로 이동하는 압축포켓(10)을 형성하도록 상기한 상부프레임(3)에 고정 결합하는 고정스크롤(108)을 포함한다.

상기 밀폐용기(1)는 상하 양측이 뚫리고 흡입관을 연통하는 원통형의 외곽셀(1a)과, 그 외곽셀(1a)의 상측을 밀봉하고 토출관을 연통하는 상부캡(1b)과, 그 외곽셀(1a)의 하측을 밀봉하여 고정하는 하부캡(1c)으로 이루어진다.
상기 외곽셀(1a)과 상부캡(1b)은 후술할 고정스크롤(108)의 고저압분리부(108d) 외주면에서 상호 단면이 마주보도록 배치하여 그 고저압분리부(108d)와 함께 맞대기 용접으로 결합하는 것이 상기한 밀폐용기(1)의 내부를 고압부(15)와 저압부(14)로 구획하는데 바람직하다.

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상기 고정스크롤(108)은 그 경판부 저면에 선회스크롤(9)의 랩(9a)과 맞물려 상기한 압축포켓(10)을 형성하도록 랩(108a)을 형성하고, 경판부 하측 외주면에는 상기 흡입관(12)과 연통하도록 냉매유입공(108b)을 형성하며, 경판부 상측 중앙에는 상기한 압축포켓(10)을 토출관(13)에 연통시키는 토출공(108c)을 형성한다. 또, 경판부 상측 외주면에는 외경방향으로 원주방향을 따라 확장하여 상기한 밀폐용기(1)의 내주면에 용접 결합하는 고저압차단부(108d)를 형성한다.

상기 고저압차단부(108d)의 외주면은 외곽셀(1a)과 상부캡(1b)의 내주면에 밀착할 수 있는 크기로 형성하고, 그 중간높이에서 상기한 외곽셀(1a)과 상부캡(1b)을 맞대기 배열한 후 맞대기 용접하여 일체로 결합한다.
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.
도면중 미설명 부호인 6a는 오일유로, 6b는 오일피더, 6c는 편심부, 7은 오일, 11은 체크밸브, 11a는 플레이트밸브, 11b는 밸브가이드, BW는 밸런스웨이트이다.

상기와 같은 본 발명의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.
즉, 구동모터에 전원이 인가되면 전동기구부의 회전자(5)가 회전을 하고, 그 회전자(5)의 회전에 의하여 회전축(6)이 회전을 하며, 그 회전축(6)의 상단부에 결합된 선회스크롤(9)이 회전을 하며, 그 선회스크롤(9)의 회전은 회전축(6)의 중심에서 편심부(6c)의 중심까지의 거리인 편심 거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 하면서 선회스크롤 랩(9a)과 고정스크롤 랩(8a) 사이에 중심으로 이동하는 한 쌍의 압축포켓이 형성된다. 이 과정에서 냉매가스가 상기 흡입관(12)을 통하여 밀폐용기(1)의 저압부(14)로 유입되었다가 고정스크롤(108)의 냉매유입공(108b)을 통해 상기한 압축포켓(10)으로 유입되며, 이어 계속적인 선회스크롤(9)의 선회운동과 함께 냉매가스가 점차 안쪽 압축포켓(10)으로 이동하면서 압축되다가 고정스크롤(108)의 토출공(108c)을 통하여 고압부(15)로 토출되어 토출관(13)을 통해 외부로 토출된다.

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이때, 밀폐용기(1)의 고압부(15)로 토출된 냉매가스는 고정스크롤(108)의 고저압분리부(108d)에 에 의해 저압부(14)와 분리되어 고압부(15)에서 저압부(14)로 누설되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

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한편, 도 3은 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치의 다른 실시예를 도시한 것으로서 기본적인 압축기의 구성은 일 실시예와 동일하므로 동일 부호를 부여하고 동일한 구성 및 작동에 대한 설명은 생략하였다.

즉, 전술한 일실시예에서는 고정스크롤의 고저압분리부 외주면에 외곽셀과 상부캡을 맞대응시키고 맞대기 용접하여 밀폐용기의 고압부와 저압부 사이를 실링하는 것이었으나, 본 실시예는 고정스크롤(208)의 고저압분리부(208d) 외주면에 압축링으로 된 실링부재(200)를 삽입하여 그 실링부재(200)가 밀폐용기(1)의 내주면에 압착되도록 하는 동시에 외곽셀(1a)의 상단을 상부캡(1b)의 개구측 하단이 중첩되도록 덮어 그 상부캡(1b)의 하단을 외곽셀(1a)의 외주면에 모살용접하여 결합하는 것이다. 도면중 미설명 부호인 208a는 랩, 208b는 냉매유입공, 208c는 토출공이다.

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이 경우에는 고정스크롤(208)을 직접 용접하지 않고도 실링부재(200)를 이용하여 밀폐용기(1)의 고압부(15)와 저압부(14)를 구획할 수 있어 고정스크롤(208)의 열변형 우려를 최소화할 수 있고 이를 통해 압축기의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치는, 외곽셀과 상부캡의 일단을 고정스크롤의 고저압분리부 외주면에 용접하거나 또는 상기한 고저압분리부의 외주면에 압축링을 개재하여 외곽셀에 압착 실링하고 그 외곽셀에 상부캡을 용접하여 결합함으로써, 별도의 고저압분리판을 설치하지 않고도 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획할 수 있어 고저압분리판의 열변형으로 인해 냉매가스가 고압부에서 저압부로 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 압축기의 냉동능력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 부품수를 줄여 생산비용을 절감할 수 있다.

Claims (5)

1. 흡입관이 연통하는 저압부와 토출관이 연통하는 고압부로 구획하는 밀폐용기와, 밀폐용기의 내부에 고정 설치하고 저압부측에 냉매유입공을 형성하며 고압부측에 토출공을 형성하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축포켓을 형성하여 냉매가스를 압축하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   고정스크롤의 냉매유입공과 토출공 사이에 외경방향으로 원주방향을 따라 돌출되는 고저압분리부를 형성하고, 그 고저압분리부의 외주면을 밀폐용기의 내주면에 용접 결합하여 상기 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   밀폐용기는 양측이 뚫린 원통모양의 외곽셀과 그 외곽셀의 상하 양측을 상부캡과 하부캡으로 복개하되, 상부캡은 상기한 고정스크롤의 고저압분리부 외주면에서 외곽셀과 맞대기 용접으로 결합하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치.
3. 삭제
4. 흡입관이 연통하는 저압부와 토출관이 연통하는 고압부로 구획하는 밀폐용기와, 밀폐용기의 내부에 고정 설치하고 저압부측에 냉매유입공을 형성하며 고압부측에 토출공을 형성하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축포켓을 형성하여 냉매가스를 압축하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   고정스크롤의 냉매유입공과 토출공 사이에 외경방향으로 원주방향을 따라 돌출되는 고저압분리부를 형성하고, 그 고저압분리부의 외주면에 밀폐용기의 내주면과 압착하여 상기 밀폐용기의 내부를 고압부와 저압부로 구획하도록 압축링을 결합하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치.
5. 제4항에 있어서,

   밀폐용기는 양측이 뚫린 원통모양의 외곽셀과 그 외곽셀의 상하 양측을 상부캡과 하부캡으로 복개하되, 상부캡은 상기한 외곽셀과 중첩되도록 결합하여 그 외곽셀과 모살용접으로 결합하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리 장치.

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