KR100619741B1 - 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기 - Google Patents

오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과; 상면에 토출구를 구비하여 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정스크롤과; 상기 고정스크롤에 대해 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤과; 상기 고정스크롤의 하측에 배치되어 상기 고정스크롤 및 선회스크롤을 지지하는 상부프레임과; 상기 고정스크롤의 일 측에 유체를 흡입할 수 있도록 형성되는 흡입관과; 상기 상부프레임의 일 측에 상기 케이싱의 내부의 유체가 토출될 수 있도록 형성되는 토출관과; 상기 토출구를 통해 토출되는 유체 중의 오일이 분리되도록 상기 유체와 접촉가능하게 상기 토출구 주변에 배치되어 상기 케이싱의 외부로 오일이 유출되는 것을 저감시키는 오일분리부와; 상기 오일분리부에 의해 분리된 오일이 상기 유체와 다른 경로를 따라 상기 케이싱의 저부로 유동될 수 있도록 상기 고정스크롤에 형성되는 오일복귀유로를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 냉매와 함께 케이싱의 외부로 토출되는 오일의 양을 저감할 수 있어 오일 부족에 기인한 부품의 강제 열화 및 성능 저하를 방지할 수 있는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기가 제공된다.

Description

오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR WITH OIL DISCHARGE REDUCTION FUNCTION}
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기의 단면도,
도 3은 도 2의 요부확대도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 케이싱 23 : 스러스트베어링
25 : 배유구 27,49 : 오일복귀유로
36 : 회전축 37 : 편심부
43 : 고정스크롤 47 : 오일수집부
53 : 선회스크롤 61 : 오일분리부
63 : 오일분리판 65 : 오일분리망:
본 발명은, 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉매와 함께 케이싱의 외부로 토출되는 오일의 양을 저감할 수 있어 오일 부족에 기인한 부품의 강제 열화 및 성능 저하를 방지할 수 있도록 한 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부(41)와, 케이싱(11)의 내부에 설치되어 압축부(41)에 구동력을 제공하는 전동모터부(31)를 구비하고 있다.
케이싱(11)의 일측에는 냉매가 흡입 및 토출될 수 있도록 흡입관(13) 및 토출관(15)이 각각 결합되어 있으며, 케이싱(11)의 내부에는 압축부(41) 및 전동모터부(31)를 지지할 수 있도록 상하방향을 따라 서로 이격되게 상부프레임(21) 및 하부프레임(30)이 각각 설치되어 있다.
전동모터부(31)는, 케이싱(11)의 내부에 고정 설치되는 고정자(33)와, 고정자(33)의 내부에 상하방향을 따라 배치된 회전축(36)을 중심으로 회전가능하게 수용 설치되는 회전자(35)를 구비하고 있다. 회전축(36)의 상단에는 편심부(37)가 일체로 형성되어 있으며, 축심에는 케이싱(11)의 내부 하부의 오일저장영역(17)에 수용되는 오일(18)을 상향 급송할 수 있도록 오일급송로(38)가 형성되어 있다. 회전축(36)의 하부영역에는 회전 시 오일(18)이 오일급송로(38)를 따라 상향 유동되도록 하는 오일급송부(39)가 구비되어 있다.
압축부(41)는, 인벌류트형상의 랩(44)을 구비하여 상부프레임(21)의 상측에 고정 결합되는 고정스크롤(43)과, 인벌류트형상의 랩(54)을 구비하여 고정스크롤(43)과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간을 형성함과 아울러 편심부(37)에 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤(53)을 구비하고 있다. 고정스크롤(43)의 상면 중앙영역에는 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출구(45)가 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 전동모터부(31)에 전원이 인가되어 회전축(36)을 중심으로 회전자(35)가 회전을 개시하면 편심부(37)에 결합된 선회스크롤(53)이 고정스크롤(43)에 대해 선회하게 되고, 이 때 흡입관(13)을 통해 흡입된 냉매는 고정스크롤(43)의 중심영역으로 이동되면서 압축된 후 토출구(45)를 통해 토출된다. 토출된 냉매는 하향 유동되어 토출관(15)을 통해 케이싱(11)의 외부로 토출되어 냉동사이클을 따라 순환된 후, 다시 흡입관(13)을 통해 케이싱(11)의 내부로 유입되는 과정을 반복하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 회전축(36)의 회전시 오일급송로(38)를 따라 압축부(41)로 상향 급송된 오일(18)이 고정스크롤(43) 및 선회스크롤(53)에 의해 압축된 냉매와 함께 케이싱(11)의 외부로 과도하게 유출되어 케이싱(11)의 내부 오일(18) 잔존량이 부족되는 현상이 발생되고, 이에 기인하여 압축부(41)의 강제 열화 및 성능 저하가 발생된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 냉매와 함께 케이싱의 외부로 토출되는 오일의 양을 저감할 수 있어 오일 부족에 기인한 부품의 강제 열화 및 성능 저하를 방지할 수 있는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과; 상면에 토출구를 구비하여 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정스크롤과; 상기 고정스크롤에 대해 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤과; 상기 고정스크롤의 하측에 배치되어 상기 고정스크롤 및 선회스크롤을 지지하는 상부프레임과; 상기 고정스크롤의 일 측에 유체를 흡입할 수 있도록 형성되는 흡입관과; 상기 상부프레임의 일 측에 상기 케이싱의 내부의 유체가 토출될 수 있도록 형성되는 토출관과; 상기 토출구를 통해 토출되는 유체 중의 오일이 분리되도록 상기 유체와 접촉가능하게 상기 토출구 주변에 배치되어 상기 케이싱의 외부로 오일이 유출되는 것을 저감시키는 오일분리부와; 상기 오일분리부에 의해 분리된 오일이 상기 유체와 다른 경로를 따라 상기 케이싱의 저부로 유동될 수 있도록 상기 고정스크롤에 형성되는 오일복귀유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 오일분리부는, 상기 유체의 토출방향에 가로로 상기 토출구로부터 소정 거리 이격되게 배치되는 오일분리판을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 오일분리판의 외각에 소정 거리 이격되어 상기 유체와 접촉가능하게 배치되는 오일분리부재를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 오일분리부는, 소정의 메시를 가지고 상기 토출구를 둘러싸도록 배치되는 오일분리망을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 토출구 주변에 오일이 수집될 수 있도록 상기 고정스크롤의 두께방향을 따라 함몰 형성되는 오일수집부를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 오일수집부의 저부면은 수집된 오일이 일측으로 유동될 수 있도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 오일복귀유로는 상기 오일수집부의 저부와 연통되게 형성되는 것이 효과적이다.
상기 상부프레임에는 상기 선회스크롤을 지지하는 스러스트베어링이 형성되어 있으며, 상기 오일복귀유로는 상기 스러스트베어링으로부터 오일이 배출되도록 형성된 배유구와 상호 연통되게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 상부프레임의 하측에 상기 오일수집부로부터 하향 유동되는 오일을 상기 케이싱의 하부영역으로 안내할 수 있도록 상기 케이싱과 상호 협조적으로 상기 오일의 유로를 형성하는 오일가이드를 더 포함하는 것이 효과적이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 3은 도 2의 요부확대도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 인벌류트형상의 랩(44)과 압축된 유체가 토출되는 토출구(45)를 구비하여 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정스크롤(43)과, 인벌류트형상의 랩(54)을 구비하여 고정스크롤(43)에 대해 상대운동 가능하게 결합되어 냉매를 압축하는 선회스크롤(53)과, 토출구(45)를 통해 토출되는 유체 중의 오일(18)이 분리되도록 유체와 접촉가능하게 토출구(45) 주변에 배치되어 케이싱(11)의 외부로 오일(18)이 유출되는 것을 저감시키는 오일분리부(61)를 포함하여 구성되어 있다.
케이싱(11)은 내부에 밀폐 수용공간을 형성하며, 일 측 상부영역에는 냉매가 흡입 및 토출될 수 있도록 흡입관(13) 및 토출관(15)이 각각 결합되어 있다. 케이싱(11)의 내부에는 냉매를 압축하는 압축부(41) 및 압축부(41)에 구동력을 제공하는 전동모터부(31)가 각각 구비되어 있으며, 케이싱(11)의 내부 상부 및 하부영역에는 압축부(41) 및 전동모터부(31)를 지지할 수 있도록 상부프레임(21) 및 하부프레임(30)이 각각 설치되어 있다.
전동모터부(31)는, 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정자(33)와, 고정자(33)의 내부에 회전축(36)을 중심으로 회전되는 회전자(35)를 구비하고 있다. 회전축(36)의 상단에는 선회스크롤(53)을 편심 구동시킬 수 있도록 편심부(37)가 일체로 형성되어 있으며, 축심에는 케이싱(11)의 하부에 수용된 오일(18)을 상향 급송할 수 있도록 오일급송로(38)가 형성되어 있다. 회전축(36)의 하부영역에는 회전 시 오일(18)이 상향 급송되도록 하는 오일급송부(39)가 구비되어 있다.
압축부(41)는, 인벌류트형상의 랩(44)을 구비하여 상부프레임(21)의 상측에 고정 결합되는 고정스크롤(43)과, 인벌류트형상의 랩(54)을 구비하여 고정스크롤(43)과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간을 형성함과 아울러 고정스크롤(43)에 대해 편심운동할 수 있도록 편심부(37)에 결합되는 선회스크롤(53)을 구비하고 있다. 선회스크롤(53)은 저부가 상부프레임(21)에 형성된 스러스트베어링(23)에 상대운동가능하게 접촉지지되어 있으며, 스러스트베어링(23)의 일측에는 오일급송로(38)를 따라 상향 유동된 오일(18)이 배출될 수 있도록 수평방향을 따라 배유구(25)가 형 성되어 있다. 배유구(25)의 말단영역에는 배유구(25)를 따라 배출되는 오일(18)과 고정스크롤(43)로부터 하향 유동되는 오일(18)이 하향 유동될 수 있도록 상하방향을 따라 오일복귀유로(27)가 형성되어 있다.
한편, 고정스크롤(43)의 중앙 상부영역에는 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출구(45)가 형성되어 있으며, 토출구(45)의 주변에는 냉매와 함께 토출되는 오일(18)을 분리할 수 있도록 오일분리부(61)가 구비되어 있다.
오일분리부(61)는, 판상부재로 형성되어 냉매의 토출방향을 따라 토출구(45)로부터 소정 거리 이격되게 토출방향에 가로로 배치되는 오일분리판(63)과, 소정의 메시(MESH)를 가지는 망상체로 원통형상을 가지도록 형성되는 오일분리망(65)으로 구성되어 있다.
고정스크롤(43)의 상면에는 오일분리부(61)에 의해 냉매로부터 분리된 오일(18)이 수집될 수 있도록 두께방향을 따라 소정 깊이로 함몰된 오일수집부(47)가 형성되어 있으며, 오일수집부(47)의 저부면에는 수집된 오일(18)이 케이싱(11)의 하부 오일저장영역(17)으로 유동될 수 있도록 오일복귀유로(49)가 형성되어 있다. 오일복귀유로(49)의 유출측은 상부프레임(21)의 오일복귀유로(27)의 유입측과 상호 연통되게 연결되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 전동모터부(31)에 전원이 인가되어 회전자(35)가 회전을 개시하면 선회스크롤(53)은 고정스크롤(43)에 대해 편심운동을 하게 되고, 흡입관(13)을 통해 흡입된 냉매는 중앙영역으로 이동되면서 압축된 후 토출구(45)를 통해 토출된다. 토출된 냉매는 오일분리판(63) 및 오일분리망(65)과 접촉되어 오 일수집부(47)의 내부에 수집되고, 수집된 오일(18)은 오일복귀유로(49,27)를 따라 오일저장영역(17)으로 하향 유동된다. 한편, 오일(18)이 분리된 가스 상태의 냉매는 토출관(15)을 통해 케이싱(11)의 외부로 토출되어 냉동사이클을 따라 순환하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 인벌류트형상의 랩(44)과 압축된 유체가 토출되는 토출구(45)를 구비하여 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정스크롤(43)과, 인벌류트형상의 랩(54)을 구비하여 고정스크롤(43)에 대해 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤(53)과, 토출구(45)를 통해 토출되는 유체 중의 오일(18)이 분리되도록 유체와 접촉가능하게 토출구(45) 주변에 배치되어 케이싱(11)의 외부로 오일(18)이 유출되는 것을 저감시키는 오일분리부(71)를 포함하여 구성되어 있다.
고정스크롤(43)의 중앙 상부영역에는 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출구(45)가 형성되어 있으며, 토출구(45)의 주변에는 냉매와 함께 토출되는 오일(18)을 분리할 수 있도록 오일분리부(71)가 형성되어 있다.
오일분리부(71)는, 냉매의 토출방향을 따라 토출구(45)로부터 소정 거리 이격되어 토출방향에 가로로 배치되는 오일분리판(63)과, 소정의 메시를 가지는 망상체로 통형상을 가지도록 형성되어 오일분리판(63)과 상면 사이를 차단하도록 배치되는 오일분리망(65)과, 오일분리판(63)의 외각에 배치되는 오일분리부재(73)를 구 비하고 있다.
오일분리부재(73)는 중앙영역이 개방된 절두된 원추단면형상을 가지도록 형성되어 있으며, 하단은 고정스크롤(43)의 상면에 면접촉되게 절곡되어 있다.
한편, 고정스크롤(43)의 상면에는 오일분리부(71)에 의해 냉매로부터 분리된 오일(18)이 수집될 수 있도록 고정스크롤(43)의 두께방향을 따라 소정 깊이로 함몰되게 오일수집부(47)가 형성되어 있다. 오일수집부(47)의 저부면은 수집된 오일(18)이 일측으로 유동될 수 있도록 경사지게 형성되어 있으며, 경사방향을 따라 하측에는 수집된 오일(18)이 케이싱(11)의 하부 오일저장영역(17)으로 복귀될 수 있도록 오일복귀유로(49)가 관통형성되어 있다.
오일복귀유로(49)는 상부프레임(21)에 형성된 오일복귀유로(27)와 서로 연통되어 있으며, 상부프레임(21)의 오일복귀유로(27)의 하류영역에는 오일복귀유로(27)를 따라 하향 유동되는 오일(18)이 냉매와 다시 혼합되어 케이싱(11)의 외부로 유출되지 아니하고 하부의 오일저장영역(17)으로 유동되도록 안내하는 오일가이드(75)가 설치되어 있다. 오일가이드(75)는 케이싱(11)의 내벽과 사이에 오일(18)의 유로가 형성되도록 케이싱(11)의 내벽으로부터 소정 거리 이격되어 케이싱(11)의 내벽을 따라 하향 연장되게 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 전동모터부(31)에 전원이 인가되어 회전자(35)가 회전되면 선회스크롤(53)은 고정스크롤(43)에 대해 선회하면서 냉매를 압축하고, 압축된 냉매는 토출구(45)를 통해 상향 토출된다. 토출된 냉매는 오일분리판(63), 오일분리망(65) 및 오일분리부재(73)와 접촉됨으로써 냉매로부터 분리되어 오일수집부(47)에 수집되고, 수집된 오일(18)은 오일복귀유로(49)를 따라 하향 유동하게 된다. 하향 유동된 오일(18)은 배유구(25)를 통해 배출되는 오일(18)과 합류되어 오일가이드(75)를 따라 하부의 오일저장영역(17)으로 유동된다. 한편, 오일분리부(71)에 의해 오일(18)이 분리된 냉매는 상부프레임(21)의 하측을 경유하여 토출관(15)을 통해 케이싱(11)의 외부로 토출되어 냉동사이클을 따라 순환하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 인벌류트형상의 랩과 압축된 유체가 토출되는 토출구를 구비하여 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정스크롤과, 인벌류트형상의 랩을 구비하여 고정스크롤에 대해 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤과, 토출구를 통해 토출되는 유체 중의 오일이 분리되도록 유체와 접촉가능하게 토출구 주변에 배치되어 케이싱의 외부로 오일이 유출되는 것을 저감시키는 오일분리부를 포함하도록 함으로써, 냉매와 함께 케이싱의 외부로 오일이 토출되는 것을 저감할 수 있어 오일 부족에 기인한 부품의 강제 열화 및 성능 저하를 억제할 수 있는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기가 제공된다.

Claims (9)

  1. 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과;
    상면에 토출구를 구비하여 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정스크롤과;
    상기 고정스크롤에 대해 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤과;
    상기 고정스크롤의 하측에 배치되어 상기 고정스크롤 및 선회스크롤을 지지하는 상부프레임과;
    상기 고정스크롤의 일 측에 유체를 흡입할 수 있도록 형성되는 흡입관과;
    상기 상부프레임의 일 측에 상기 케이싱의 내부의 유체가 토출될 수 있도록 형성되는 토출관과;
    상기 토출구를 통해 토출되는 유체 중의 오일이 분리되도록 상기 유체와 접촉가능하게 상기 토출구 주변에 배치되어 상기 케이싱의 외부로 오일이 유출되는 것을 저감시키는 오일분리부와;
    상기 오일분리부에 의해 분리된 오일이 상기 유체와 다른 경로를 따라 상기 케이싱의 저부로 유동될 수 있도록 상기 고정스크롤을 관통하여 형성되는 오일복귀유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일분리부는, 상기 유체의 토출방향에 가로로 상기 토출구로부터 소정 거리 이격되게 배치되는 오일분리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오일분리판의 외각에 소정 거리 이격되어 상기 유체와 접촉가능하게 배치되는 오일분리부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오일분리부는, 소정의 메시를 가지고 상기 토출구를 둘러싸도록 배치되는 오일분리망을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출구 주변에 오일이 수집될 수 있도록 상기 고정스크롤의 두께방향을 따라 함몰 형성되는 오일수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오일수집부의 저부면은 수집된 오일이 일측으로 유동될 수 있도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 오일복귀유로는 상기 오일수집부의 저부와 연통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부프레임에는 상기 선회스크롤을 지지하는 스러스트베어링이 형성되어 있으며, 상기 오일복귀유로는 상기 스러스트베어링으로부터 오일이 배출되도록 형성된 배유구와 상호 연통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부프레임의 하측에 상기 오일수집부로부터 하향 유동되는 오일을 상기 케이싱의 하부영역으로 안내할 수 있도록 상기 케이싱과 상호 협조적으로 상기 오일의 유로를 형성하는 오일가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일토출 저감기능을 구비한 고압식 스크롤 압축기.
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