KR100608867B1

KR100608867B1 - 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조

Info

Publication number: KR100608867B1
Application number: KR1020050042213A
Authority: KR
Inventors: 정찬화; 진홍균; 오해진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2006-08-08

Abstract

본 발명은 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조에 관한 것으로서, 구동모터의 과열 현상을 방지함은 물론 오일이 과다하게 유출됨에 따른 오일부족 현상을 방지할 수 있게 함으로써, 압축기의 신뢰성 및 성능을 향상 시킬 수 있는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부 상하 양측에 고정 설치되는 상부프레임 및 하부프레임과, 고정자 및 중앙에 회전축에 일체로 압입된 회전자를 포함하여 구성되며 상기 각 프레임의 사이에 설치되어 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 상부프레임에 고정 설치되는 고정스크롤에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 상기 고정스크롤에 직접 연통 설치되어 냉매가스를 상기 압축실로 안내하는 흡입관과, 상기 케이싱의 내부공간과 연통되게 설치되어 압축된 냉매가스의 토출을 안내하는 토출관을 포함하는 고압식 스크롤 압축기에 있어서, 상기 상부프레임과 구동모터 사이의 공간이 제1공간부와 제2공간부로 분리 구획되도록 함과 아울러 상기 제2공간부가 상기 토출관과 연통되도록 격벽부재를 설치하되, 상기 압축실에서 토출된 냉매가스가 상기 제1공간부로 안내될 수 있도록 상기 고정스크롤과 상기 상부프레임에 외주면을 따라 서로 연통되게 제1냉매순환유로를 형성하고, 상기 제1냉매순환유로를 통해 안내된 냉매가스가 상기 구동모터의 하측 공간으로 안내될 수 있도록 상기 고정자에 외주면을 따라 제2냉매순환유로를 형성하며, 상기 제2냉 매순환유로를 통해 안내된 냉매가스가 상기 제2공간부로 안내되며 상기 토출관을 통해 상기 케이싱의 외부로 토출될 수 있도록 상기 구동모터에 제3냉매순환유로를 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조를 제공한다.

고압식 스크롤 압축기, 구동모터, 격벽부재, 냉매순환유로, 냉각, 오일

Description

고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조{STRUCTURE OF REFRIGERANT CHANNEL FOR HIGH PRESSURE SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 고압식 스크롤 압축기의 구조를 도시한 종단면도

도 2는 본 발명에 따른 냉매유로구조가 적용된 고압식 스크롤 압축기의 구조를 도시한 종단면도

도 3은 본 발명에 따른 냉매유로구조가 적용된 고압식 스크롤 압축기로서, 냉매가스의 순환상태를 도시한 상태도

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조의 다른 실시예를 도시한 종단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 케이싱 12,12' : 상/하부프레임

13 : 구동모터 13a : 고정자

13b : 회전자 14 : 구동축

15 : 고정스크롤 16 : 선회스크롤

17 : 올담링 18 : 체크밸브

20 : 격벽부재 31 : 제1냉매순환유로

32 : 제2냉매순환유로 33 : 제3냉매순환유로

34 : 제4냉매순환유로 S1 : 제1공간부

S2 : 제2공간부 SP : 흡입관

DP : 토출관

본 발명은 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동모터의 과열 현상을 방지함은 물론 오일이 과다하게 유출됨에 따른 오일부족 현상을 방지할 수 있게 함으로써, 압축기의 신뢰성 및 성능을 향상 시킬 수 있는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매가스 등의 유체를 압축하는 기기로서, 상기 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기, 왕복동식 압축기, 스크롤 압축기 등으로 분류하게 된다.

상기 스크롤 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기로서, 두개의 스크롤이 상대 선회 운동을 하면서 각 스크롤 사이에 복수개의 압축실을 쌍으로 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아짐에 따라 냉매가스가 연속으로 흡입 압축되며 토출되는 방식이다.

아울러 이와 같은 스크롤 압축기는 케이싱의 내부에 흡입가스가 채워지느냐 토출가스가 채워지느냐에 따라 크게 저압식과 고압식으로 구분된다.

첨부한 도 1은 종래 고압식 스크롤 압축기의 구조를 도시한 종단면도이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 고압식 스크롤 압축기는 고압상태를 유지하되 일측에는 흡입관(SP)과 토출관(DP)이 구비되어 있는 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1) 내부의 상하 양측에 각각 고정 설치되는 상부프레임(2) 및 하부프레임(2')과, 상기 상부프레임(2)과 하부프레임(2') 사이에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동모터(3)와, 상기 구동모터(3)의 회전자(3b) 중심에 압임됨과 아울러 상부프레임(2)을 통과하며 후술할 선회스크롤(6)에 결합되어 구동모터(3)의 구동력을 전달하는 회전축(4)과, 인벌류트 형상의 랩(5a)을 구비하여 상부프레임(2)의 상부에 고정 설치되는 고정스크롤(5)과, 인벌류트 형상의 랩(6a)을 구비하여 고정스크롤(5)에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실(P)을 형성하도록 결합되어 고정스크롤(5)에 대해 상대 운동하면서 냉매를 압축시키는 선회스크롤(6)과, 상기 선회스크롤(6)과 상부프레임(2) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(6)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(7)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 흡입관(SP)은 케이싱(1)을 통과하여 고정스크롤(5)의 흡입구(5b)에 연통되게 설치되고, 상기 토출관(DP)은 상부프레임(2)을 중심으로 고정스크롤(5)의 반대쪽 케이싱(1)의 내부공간에 밀봉되게 설치된다.

상기 상부프레임(2)의 중앙에는 회전축(4)을 반경방향으로 지지하는 축구멍(2a)이 형성되어 있고, 이 축구멍(2a)의 상단부에는 선회스크롤(6)의 보스부(6b)가 선회 운동될 수 있도록 보스수용홈(2b)이 확장 형성되어 있으며, 상면 가장자리에는 선회스크롤(6)의 배면과 함께 소정의 내부체적을 가지고 그 내부체적에 중간압측 압력의 냉매가스가 채워지도록 환형의 배압공간홈(2c)이 음형지게 형성되어 있 다.

또 상기 상부프레임(2)은 그 외주면이 케이싱(1)의 내주면에 밀착되게 용접으로 고정 결합되되, 토출관(DP)이 상부프레임(2)을 중심으로 고정스크롤(5)의 반대쪽에 설치됨에 따라 고정스크롤(5)을 통해 토출되는 냉매가스가 토출관(DP)으로 유도될 수 있도록 상부프레임(2)의 외주면을 따라 적당개소에 가스연통홈(2d)이 형성되어 있다.

상기 회전축(4)은 구동모터(3)의 회전자(3b)에 압입되어 상하 양측이 각각 상부프레임(2)과 하부프레임(2')에 의해 지지되고, 그 내부에는 케이싱(1)의 오일을 흡상하여 각 베어링면을 윤활할 수 있도록 축방향을 따라 길게 오일유로(4a)가 형성되어 있다.

상기 고정스크롤(5)의 경판부 저면에는 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(5a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부의 측면에는 상기 흡입관(SP)이 연통되기 위한 흡입구(5b)가 형성되어 있으며, 경판부 상면 중앙에는 최종 압축실(P)에 압축된 냉매가스가 케이싱(1)의 상측 공간으로 토출될 수 있도록 토출구(5c)가 형성되어 있고, 경판부 외주면에는 상기 상부프레임(2)의 가스연통홈(2d)과 연통되며 토출된 냉매가스를 상부프레임(2)의 하측 공간으로 안내하는 가스통과홈(5d)이 형성되어 있다.

또 상기 흡입구(5b)의 내부에는 이 흡입구(5b)를 선택적으로 개폐하며 냉매가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(8)가 구비되어 있는 바, 상기 체크밸브(8)는 흡입구(5b)의 내부에 슬라이딩 가능하게 수용되어 흡입구(5b)를 개폐하는 밸브 부재(8a)와, 상기 흡입구(5b)의 내부 밸브부재(8a)의 일측에 신축 가능하게 배치되어 밸브부재(8a)가 흡입구(5b)를 차단하는 위치로 이동되도록 탄성력을 가하는 스프링(8b)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 선회스크롤(6)의 경판부 상면에는 상기 고정스크롤(5)의 랩(5a)과 함께 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(6a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부 저면 중앙에는 상기한 회전축(4)이 결합되어 구동모터(3)의 동력을 전달받을 수 있도록 보스부(6b)가 형성되어 있으며, 이 보스부(6b)는 상부프레임(2)의 보스수용홈(2b)에 삽입되어 선회 운동을 하도록 이루어져 있다.

한편 도면부호 3a는 구동모터(3)의 고정자를 나타낸다.

이하, 상기와 같은 구조로 이루어진 종래 고압식 스크롤 압축기의 작동구조를 설명하면 다음과 같다.

구동모터(3)에 전원이 인가되면, 회전축(4)이 회전자(3b)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)이 올담링(7)에 의해 상부프레임(2)의 상면에서 편심 거리만큼 선회 운동을 하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 고정스크롤(5)과의 랩(5a,6a) 사이에서 한쌍의 압축실(P)을 연속하여 형성하게 되는 바, 이 압축실(P)이 선회스크롤(6)의 지속적인 선회 운동에 의해 중심으로 이동되며 체적이 감소됨에 따라 냉매가스가 연속으로 흡입 압축되며 토출된다.

여기서, 냉매가스는 흡입관(SP)을 통해 고정스크롤(5)의 흡입구(5b)로 직접 흡입되었다가 압축실(P)에서 압축된 후 고정스크롤(5)의 토출구(5c)를 통해 상부프레임(2)을 중심으로 케이싱(1)의 상측 내부공간으로 토출되고, 그 후 이 냉매가스 는 고정스크롤(5)과 상부프레임(2)의 외주면에 구비된 가스통과홈(5d)과 가스연통홈(2d)을 통해 케이싱(1)의 하측 내부공간으로 이동되었다가 토출관(DP)을 통해 냉동사이클시스템(도시하지 않음)으로 토출된다.

반면, 오일은 회전축(4)의 고속회전시 원심력에 의해 회전축(4)의 오일유로(4a)를 통해 흡입되어 상단으로 흡상되면서 일부는 하부프레임(2')의 축구멍을 윤활하는 한편 일부는 회전축(4)의 상단에서 비산되며 보스수용홈(2b)을 통해 상부프레임(2)의 축구멍(2a)을 윤활하면서 케이싱(1)의 바닥으로 회수된다.

그런데, 종래 고압식 스크롤 압축기에 있어서는, 압축실(P)에서 압축되어 토출된 냉매가스의 대부분이 가스통과홈(5d)과 가스연통홈(2d)을 통해 상부프레임(2)의 하측 공간으로 이동되었다가 바로 토출관(DP)을 통해 외부로 토출되는 구조로 되어 있는 바, 이로 인해 구동모터(3)의 하측 공간에 냉매가스의 유동이 발생되지 않게 되면서 구동모터(3)의 하부에 국부적인 과열이 발생되는 문제점이 있었고, 이에 따라 압축기의 신뢰성 및 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 구동모터(3)의 하측 공간에 해당되는 위치에 토출관(DP)을 설치할 경우(도시하지 않음), 구동모터(3) 하측 공간에서의 냉매가스 유동이 어느 정도는 확보될 수 있으나, 토출관(DP)을 통해 외부로 토출되는 냉매가스와 함께 케이싱(1)의 저부에 채워져 있던 오일이 과도하게 유출되며 케이싱(1) 내부에 오일부족 현상을 초래하는 문제점이 있었고, 이에 따라 각 마찰부위에 마모가 발생하는 등 압축기의 신뢰성 및 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 구동모터의 과열 현상을 방지함은 물론 오일이 과다하게 유출됨에 따른 오일부족 현상을 방지할 수 있게 함으로써, 압축기의 신뢰성 및 성능을 향상 시킬 수 있는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부 상하 양측에 고정 설치되는 상부프레임 및 하부프레임과, 고정자 및 중앙에 회전축에 일체로 압입된 회전자를 포함하여 구성되며 상기 각 프레임의 사이에 설치되어 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 상부프레임에 고정 설치되는 고정스크롤에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 상기 고정스크롤에 직접 연통 설치되어 냉매가스를 상기 압축실로 안내하는 흡입관과, 상기 케이싱의 내부공간과 연통되게 설치되어 압축된 냉매가스의 토출을 안내하는 토출관을 포함하는 고압식 스크롤 압축기에 있어서, 상기 상부프레임과 구동모터 사이의 공간이 제1공간부와 제2공간부로 분리 구획되도록 함과 아울러 상기 제2공간부가 상기 토출관과 연통되도록 격벽부재를 설치하되, 상기 압축실에서 토출된 냉매가스가 상기 제1공간부로 안내될 수 있도록 상기 고정스크롤과 상기 상부프레임에 외주면을 따라 서로 연통되게 제1냉매순환유로를 형성하고, 상기 제1냉매순환유로를 통해 안내된 냉매가스가 상기 구동모터의 하측 공간으로 안내될 수 있도록 상기 고정자에 외주면을 따라 제2냉매순환유로를 형성하며, 상기 제2냉매순환유로를 통해 안내된 냉매가스가 상기 제2공간부로 안내되며 상기 토출관을 통해 상기 케이싱의 외부로 토출될 수 있도록 상기 구동모터에 제3냉매순환유로를 형성하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 냉매유로구조가 적용된 고압식 스크롤 압축기의 구조를 도시한 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉매유로구조가 적용된 고압식 스크롤 압축기로서, 냉매가스의 순환상태를 도시한 상태도이다.

또한, 도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조의 다른 실시예를 도시한 종단면도이다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 2 내지 도3에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉매유로구조가 적용된 고압식 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하며 저부에는 소정량의 오일이 채워져 있는 케이싱(11)과, 상기 케이싱(11)의 내부 상하 양측에 각각 고정 설치되는 상부프레임(12) 및 하부프레임(12')과, 상기 케이싱(11)의 내부에 고정 설치되는 고정자(13a) 및 중앙에 회전축(14)이 일체로 압입된 회전자(13b)를 포함하여 구성되며 상기 각 프레임(12,12')의 사이에 설치되어 구동력을 발생시키는 구동모터(13)와, 인벌류트 형상의 랩(15a)을 구비하여 상부프레임(12)의 상부에 고정 설치되는 고정스크롤(15)과, 인벌류트 형상의 랩(16a)을 구비하여 고정스크롤(15)에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실(P)을 형성하도록 결합되어 고정스크롤(15)에 대해 상대 운동하면서 냉매를 압축시키는 선회스크롤(16)과, 상기 선회스크롤(16)과 상부프레임(12) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(16)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(17)과, 상기 고정스크롤(15)에 직접 연통되게 설치되어 냉매가스를 압축실(P)로 안내하는 흡입관(SP) 및 상기 케이싱(11)의 내부공간과 연통되게 설치되어 압축된 냉매가스의 토출을 안내하는 토출관(DP)을 포함하여 구성되어 있되,

상기 상부프레임(12)과 구동모터(13)의 사이에는 상기 상부프레임(12)과 구동모터(13) 사이의 공간이 종방향을 따라 제1공간부(S1)와 제2공간부(S2)로 분리 구획되도록 함과 아울러 제2공간부(S2)가 토출관(DP)과 연통되도록 격벽부재(20)가 설치되어 있고, 상기 고정스크롤(15)과 상부프레임(12)에는 압축실(P)에서 토출된 냉매가스가 제1공간부(S1)로 안내될 수 있도록 그 외주면을 따라 서로 연통되게 제1냉매순환유로(31)가 형성되어 있으며, 또 상기 고정자(13a)에는 제1냉매순환유로(31)를 통해 안내된 냉매가스가 구동모터(13)의 하측 공간으로 안내될 수 있도록 그 외주면을 따라 제2냉매순환유로(32)가 형성되어 있고, 상기 구동모터(13)에는 제2냉매순환유로(32)를 통해 안내된 냉매가스가 제2공간부(S2)로 안내되며 토출관(DP)을 통해 케이싱(11)의 외부로 토출될 수 있도록 제3냉매순환유로(33)가 형성되어 있다.

상기 흡입관(SP)은 케이싱(11)을 통과하여 고정스크롤(15)의 흡입구(15b)에 직접 연통되게 설치되고, 상기 토출관(DP)은 상부프레임(12)을 중심으로 고정스크롤(15)의 반대쪽 케이싱(11)의 내부공간에 밀봉되게 설치된다.

상기 상부프레임(12)의 중앙에는 회전축(14)을 반경방향으로 지지하는 축구멍(12a)이 형성되어 있고, 이 축구멍(12a)의 상단부에는 선회스크롤(16)의 보스부(16b)가 선회 운동될 수 있도록 보스수용홈(12b)이 확장 형성되어 있으며, 상면 가장자리에는 선회스크롤(16)의 배면과 함께 소정의 내부체적을 가지고 그 내부체적에 중간압측 압력의 냉매가스가 채워지도록 환형의 배압공간홈(12c)이 음형지게 형성되어 있다.

또 상기 상부프레임(12)은 그 외주면이 케이싱(11)의 내주면에 밀착되게 용접으로 고정 결합되되, 고정스크롤(15)을 통해 토출되는 냉매가스가 상부프레임(12)과 구동모터(13)의 사이에 형성되는 제1공간부(S1)로 안내될 수 있도록 외주면을 따라 적당개소에 후술할 가스통과홈(15d)과 연통되며 제1냉매순환유로(31)를 구성하는 가스연통홈(12d)이 형성되어 있다.

상기 회전축(14)은 구동모터(13)의 회전자(13b)에 압입되어 상하 양측이 각각 상부프레임(12)과 하부프레임(12')에 의해 지지되고, 그 내부에는 케이싱(11)의 오일을 흡상하여 각 베어링면을 윤활할 수 있도록 축방향을 따라 길게 오일유로(14a)가 형성되어 있다.

상기 고정스크롤(15)의 경판부 저면에는 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(15a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부의 측면에는 상기 흡입관(SP)이 연통되기 위한 흡입구(15b)가 형성되어 있으며, 경판부 상면 중앙에는 최종 압축실(P)에 압축된 냉매가스가 케이싱(11)의 상측 공간으로 토출될 수 있도록 토출구(15c)가 형성되어 있고, 경판부 외주면에는 상기 상부프레임(12)의 가스연통홈 (12d)과 연통되며 토출된 냉매가스를 제1공간부(S1)로 안내하는 가스통과홈(15d)이 형성되어 있다.

또 상기 흡입구(15b)의 내부에는 이 흡입구(15b)를 선택적으로 개폐하며 냉매가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(18)가 구비되어 있는 바, 상기 체크밸브(18)는 흡입구(15b)의 내부에 슬라이딩 가능하게 수용되어 흡입구(15b)를 개폐하는 밸브부재(18a)와, 상기 흡입구(15b)의 내부 밸브부재(18a)의 일측에 신축 가능하게 배치되어 밸브부재(18a)가 흡입구(15b)를 차단하는 위치로 이동되도록 탄성력을 가하는 스프링(18b)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 선회스크롤(16)의 경판부 상면에는 상기 고정스크롤(15)의 랩(15a)과 함께 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(16a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부 저면 중앙에는 상기한 회전축(14)이 결합되어 구동모터(13)의 동력을 전달받을 수 있도록 보스부(16b)가 형성되어 있으며, 이 보스부(16b)는 상부프레임(12)의 보스수용홈(12b)에 삽입되어 선회 운동을 하도록 이루어져 있다.

한편 상기 격벽부재(20)는 대략 "ㄱ' 단면을 갖는 중공의 원통 형상으로 상부프레임(12)의 저부에 고정 설치되어 상부프레임(12)과 구동모터(13) 사이의 공간이 토출관(DP)과 연통되는 제1공간부(S1)와 연통되지 않는 제2공간부(S2)로 분리 구획될 수 있게 한다.

아울러 상기 격벽부재(20)는 각 부품과의 간섭이 발생되지 않도록 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론, 고정자(13a)와 회전자(13b) 중 어느 일측의 상부 또는 케이싱(11)의 내주면에 고정 설치될 수 있고, 또 이와 같은 격벽부재(20)는 비전도체로 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 고정자(13a)에는 그 외주면을 따라 적당개소에 제1냉매순환유로(31)를 통해 제1공간부(S1)로 안내된 냉매가스가 구동모터(13)의 하측 공간으로 안내될 수 있도록 제2냉매순환유로(32)가 형성되어 있는 바, 이와 같은 구조에 의해 압축실(P)에 압축된 냉매가스는 케이싱(11)의 상측 공간으로 토출된 후 제1냉매순환유로(31)와 제1공간부(S1) 및 제2냉매순환유로(32)를 통해 구동모터(13)의 하측 공간으로 안내될 수 있다.

또 이와 같이 구동모터(13)의 하측 공간으로 안내된 냉매가스는 구동모터(13)에 형성된 제3냉매순환유로(33)를 통해 제2공간부(S2)로 안내되며 토출관(DP)을 통해 케이싱(11)의 외부로 토출될 수 있도록 구성되어 있는 바, 상기 제3냉매순환유로(33)는 제2공간부(S2)와 구동모터(13)의 하측 공간이 연통될 수 있도록 회전자(13b)와 회전축(14)의 사이 즉, 회전자(13b)의 내주면 또는 회전축(14)의 외주면을 따라 형성되어 있다.

아울러 이와 같이 제2공간부(S2)와 구동모터(13)의 하측 공간을 연통되게 연결시키는 제3냉매순환유로(33)는 첨부한 도 4 내지 도6과 같이, 고정자(13a)와 회전자(13b)의 사이에 형성될 수 있음은 물론 회전자(13b)의 내부 또는 회전축(14)의 내부에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서 첨부한 도 7과 같이, 상기 상부프레임(12)의 내부에 일측은 토출관(DP)과 연통되고 타측은 제2공간부(S2)와 연통되는 제4냉매순환유로(34)를 형성하고 이를 통해 제2공간부(S2)로 안내된 냉매가스가 토출관 (DP)으로 토출될 수 있도록 구성할 수 있음은 물론이다.

이하, 상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 고압식 스크롤 압축기의 작동구조를 설명하면 다음과 같다.

구동모터(13)에 전원이 인가되면, 회전축(14)이 회전자(13b)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(16)이 올담링(17)에 의해 상부프레임(12)의 상면에서 편심 거리만큼 선회 운동을 하고, 이와 함께 선회스크롤(16)은 고정스크롤(15)과의 랩(15a,16a) 사이에서 한쌍의 압축실(P)을 연속하여 형성하게 되는 바, 이 압축실(P)이 선회스크롤(16)의 지속적인 선회 운동에 의해 중심으로 이동되며 체적이 감소됨에 따라 냉매가스가 연속으로 흡입 압축되며 토출된다.

여기서, 냉매가스는 흡입관(SP)을 통해 고정스크롤(15)의 흡입구(15b)로 직접 흡입되었다가 압축실(P)에서 압축된 후 고정스크롤(15)의 토출구(15c)를 통해 상부프레임(12)을 중심으로 케이싱(11)의 상측 내부공간으로 토출되고, 그 후 이 냉매가스는 고정스크롤(15)과 상부프레임(12)의 외주면에 구비된 제1냉매순환유로(31)를 통해 제1공간부(S1)로 안내되었다가 제2냉매순환유로(32)를 통해 구동모터(13)의 하측 공간으로 안내되고, 이 후 냉매가스는 제3냉매순환유로(33)를 통해 제2공간부(S2)로 안내되었다가 토출관(DP)을 통해(또는 제4냉매순환유로(34) 및 토출관(DP)을 통해) 냉동사이클시스템(도시하지 않음)으로 토출된다.

반면, 오일은 회전축(14)의 고속회전시 원심력에 의해 회전축(14)의 오일유로(14a)를 통해 흡입되어 상단으로 흡상되면서 일부는 하부프레임(12')의 축구멍을 윤활하는 한편 일부는 회전축(14)의 상단에서 비산되며 보스수용홈(12b)을 통해 상 부프레임(12)의 축구멍(12a)을 윤활하면서 케이싱(11)의 바닥으로 회수된다.

이와 같이 본 발명은, 압축실(P)에서 압축된 후 토출되는 냉매가스가 격벽부재(20) 및 제1냉매순환유로(31) 내지 제3냉매순환유로(33)(또는 제4냉매순환유로(34))를 통해 구동모터(13)의 하측 공간까지 강제 순환된 후 토출관(DP)을 통해 토출될 수 있게 함으로써, 종래와 같이 구동모터(13)의 하부에 국부적인 과열이 발생되는 현상을 방지할 수 있게 하고 그에 따른 신뢰성 저하 및 성능 저하를 방지할 수 있게 한다.

또한, 이와 같은 구조는 압축실(P)에서 압축된 후 토출된 냉매가스가 각 냉매순환유로(31~34) 및 공간부(S1,S2)를 따라 이동될 시 각 냉매순환유로(31~34) 및 공간부(S1,S2)의 꺽임부 및 경계부에 접촉되며 냉매가스 중의 오일이 분리될 수 있게 함으로써, 오일 부족현상에 따른 각종 문제점을 방지하여 압축기의 신뢰성을 향상 시킬 수 있으며, 압축기의 성능 및 효율을 향상 시킬 수 있게 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조에 의하면, 구동모터의 과열 현상을 방지함은 물론 오일이 과다하게 유출됨에 따른 오일부족 현상을 방지할 수 있게 함으로써, 압축기의 신뢰성 및 성능을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부 상하 양측에 고정 설치되는 상부프레임 및 하부프레임과, 고정자 및 중앙에 회전축에 일체로 압입된 회전자를 포함하여 구성되며 상기 각 프레임의 사이에 설치되어 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 상부프레임에 고정 설치되는 고정스크롤에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 상기 고정스크롤에 직접 연통 설치되어 냉매가스를 상기 압축실로 안내하는 흡입관과, 상기 케이싱의 내부공간과 연통되게 설치되어 압축된 냉매가스의 토출을 안내하는 토출관을 포함하는 고압식 스크롤 압축기에 있어서,

상기 상부프레임과 구동모터 사이의 공간이 제1공간부와 제2공간부로 분리 구획되도록 함과 아울러 상기 제2공간부가 상기 토출관과 연통되도록 격벽부재를 설치하되, 상기 압축실에서 토출된 냉매가스가 상기 제1공간부로 안내될 수 있도록 상기 고정스크롤과 상기 상부프레임에 외주면을 따라 서로 연통되게 제1냉매순환유로를 형성하고, 상기 제1냉매순환유로를 통해 안내된 냉매가스가 상기 구동모터의 하측 공간으로 안내될 수 있도록 상기 고정자에 외주면을 따라 제2냉매순환유로를 형성하며, 상기 제2냉매순환유로를 통해 안내된 냉매가스가 상기 제2공간부로 안내되며 상기 토출관을 통해 상기 케이싱의 외부로 토출될 수 있도록 상기 구동모터에 제3냉매순환유로를 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항에 있어서,

상기 격벽부재는 상기 상부프레임에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항에 있어서,

상기 격벽부재는 상기 고정자와 회전자 중 어느 일측에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항에 있어서,

상기 격벽부재는 상기 케이싱에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 격벽부재는 비전도체로 형성된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3냉매순환유로는 상기 회전자와 상기 회전축의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3냉매순환유로는 상기 고정자와 상기 회전자의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3냉매순환유로는 상기 회전자의 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3냉매순환유로는 상기 회전축의 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상부프레임에는 상기 토출관과 연통됨과 아울러 상기 제2공간부와 연통되는 제4냉매순환유로가 구비된 것을 특징으로 하는 고압식 스크롤 압축기의 냉매유로구조.