KR100631725B1 - 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치에 관한 것으로, 본 발명은 선회스크롤이 편심 결합되는 회전축이 고정되어 회전력을 발생하는 회전자의 하단에 고정 결합되고 소정의 무게를 가지도록 속이 채워진 질량부를 구비하는 카운터 웨이트와, 상기 카운터 웨이트의 질량부와 함께 원형링을 이루도록 속이 빈 몸체부를 구비하여 상기 카운터 웨이트와 함께 회전자에 결합되는 유체저항 방지판으로 구성함으로써, 하부 카운터 웨이트에 의한 오일의 교반 손실을 줄일 수 있고 이를 통해 오일의 거품 발생을 최소화하여 압축기의 각 기구부에 공급되는 오일의 질을 향상시켜 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 기존의 여러 가지 형태의 방지 장치에 비하여 생산성이 우수하고 조립이 용이하며, 적은 비용으로 동등 이상의 성능을 갖게 되는 이점이 있다.

Description

스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치{APPARATUS PREVENTING RESISTANCE OF FLUID FOR HERMETIC SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 스크롤 압축기의 종단면도.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치에 관한 도면으로서,

도 2는 본 발명 장치가 채용된 스크롤 압축기의 종단면도.

도 3은 회전자에 카운터 웨이트가 결합된 형태를 보인 사시도.

도 4는 카운터 웨이트와 유체저항 방지판의 분해사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5 : 회전자 5a : 고정돌기

110 : 카운터 웨이트 111 : 질량부

112 : 고정공 120 : 유체저항 방지판

121 : 몸체부 122 : 반원형판부

123 : 고정공

본 발명은 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치에 관한 것으로, 특히 회전자의 하단부에 반원형 카운터 웨이트와 반원형 유체저항 방지판이 외측에서 보아 원형링을 이루는 형태로 고정되어 회전자가 운전 시 한쪽으로 치우쳐 회전하는 일이 없도록 하여 오일의 손실과 품질 저하를 방지하도록 한 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 종단면도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는 본체를 이루며 내부가 밀폐된 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기(1)의 내부 상측으로 결합된 상부프레임(2)과, 상기 밀폐용기(1)의 내부 하측으로 결합된 하부프레임(3)과, 상기 상부프레임(2)과 하부프레임(3)의 사이에 설치된 고정자(4)와 회전자(5)를 포함하여 구성된다.

상기 회전자(5)의 중심에는 회전자(5)의 회전에 따라 함께 회전하는 크랭크축(6)이 결합되어 있으며, 상기 상부프레임(2)에는 고정스크롤(7)이 고정되어 있고, 상기 고정스크롤(7)의 하부에는 선회스크롤(8)이 선회 가능하도록 맞물려 있으며, 상기 선회스크롤(8) 하부의 중심부는 상기 크랭크축(6)의 중심에서 벗어난 위치에서 크랭크축(6)의 상단 편심부(6a)와 슬라이드 부시(9)를 재재하여 결합되고, 상기 선회스크롤(8)의 하부에는 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 올담링(10)이 결합되어 있다.

상기 고정스크롤(7)의 상측에 밀폐용기(1)를 분리하는 분리판(11)이 설치되어 그 상부에는 고압가스가 잔존하는 고압부(토출실)(20)가 구비되고, 하측에는 저압부(21)가 구비되어 있으며, 상기 분리판(11)이 설치된 하측으로 냉매 흡입관(12) 이 설치되고, 상기 분리판(11)이 설치된 상측으로 압축된 냉매가스가 토출되는 토출관(13)이 설치되어 있다. 또한 상기 밀폐용기(1)의 하부에는 스크롤 압축기 내부의 슬라이딩되는 부분에 공급되는 오일(22)이 채워져 있다.

그리고, 고압부(20)과 저압부(21)를 분리하는 분리판(11)의 일측에는 아이피알 밸브(30)가 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 내측에는 진공방지장치(40)가 설치되어 있다.

이와 같은 스크롤 압축기는 먼저 고정자(4)에 전원이 공급되고 상기 고정자(4) 내부의 회전자(5)가 고정자(4)와의 상호작용에 의해 회전한다.

이에 따라 상기 회전자(5)의 중앙부에 압입 설치된 크랭크축(6)이 회전하고, 상기 크랭크축(6)의 회전에 의해서 크랭크축(6)의 상단 편심부(6a)에 설치된 선회스크롤(8)이 편심거리만큼 편심 회전하게 되는데 이때 상기 선회스크롤(8)은 올담링(10)에 의해 축 중심을 원점으로 선회반경만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 된다. 그리기 상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 그 선회스크롤(8)과 고정스크롤(7)의 각 랩(wrap; 와권형 형상부) 사이에 압축실이 형성되고, 그 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 밀폐용기(1)의 냉매 흡입관(12)을 통해 상기 밀폐용기(1) 내부로 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 된다.

이 때 압출된 냉매는 다시 고정스크롤(7)에 형성된 토출포트 및 분리판(11)에 형성된 토출공을 통해 토출실(고압부(20)로 토출되고, 상기 고압부(20)로 토출된 압축 냉매가스는 고압부(20)에 설치된 토출관(13)을 통해 사이클을 이루는 다른 장치로 보내진다.

이와 같은 종래의 스크롤 압축기에는 선회스크롤의 회전에 의한 압축기의 진동을 감소시키기 위한 카운터 웨이트를 부착한 구조가 이용되고 있으나, 카운터 웨이트가 한쪽으로 치우쳐 부착됨에 따라 압축기를 운전시킬 경우 하부 카운터 웨이트의 회전에 의해 원심력이 발생하고, 이 원심력에 의해 오일을 보관하는 부분과 인접한 하부에서 압축기 하부의 오일을 끌어 올려 하부 카운터 웨이트에 부딪치게 된다.

따라서 회전자의 회전에 저항을 주게 되어 압축기의 소요 동력을 증가시키며 카운터 웨이트에 부딪치는 오일의 비산에 의해 다량의 냉매가 오일에 녹아들어가 오일 내에 다량의 기포가 발생하게 되고, 이러한 경우 압축기의 각 기구부로 오일을 공급하는 펌프에 기포가 포함된 오일이 유입되므로 인해 공급되는 오일의 질을 저하시키는 문제점이 발생한다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 기존의 기술로는 회전자의 하부에 오일과 회전자의 사이를 가로막는 판을 별도로 설치하고 이를 크랭크축의 압축기구부쪽 반대편 끝단을 지지하는 하부 프레임에 지지되도록 하는 방법이 이용되고 있으나, 구성이 복잡하게 되고 이에 따라 사용 부품수와 조립공수가 증가하여 제조 원가가 증대되는 문제점이 있는 것이었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 회전자의 하단부에 반원형 카운터 웨이트와 반원형 유체저항 방지판이 외측에서 보아 원형링을 이루는 형태로 고정되어 회전자가 운전 시 한쪽으로 치우쳐 회전하는 일이 없도록 하여 오일의 손실과 품질 저하를 방지할 수 있게 되는 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치는 하부 카운터 웨이트와 함께 크랭크축을 중심으로 점 대칭과 유사한 외부 형상을 이루도록 고안된 반원형 카운터 웨이트와 유체저항 방지판을 회전자의 하단부에 외측에 보아 원형링을 이루는 형태로 고정하여 구성된다.

상기 카운터 웨이트는 속이 채워진 반원형의 질량부 양단부에 고정공이 형성되고, 상기 유체저항 방지판은 ㄷ자형 단면 형상인 반원형의 몸체부에 반원형판부가 구비됨과 아울러 반원형판부의 양측부에 고정공이 형성되어 구성된다.

상기 회전자의 하단부에 유체저항 방지판이 배치되고, 상기 반원형판부의 외측으로 상기 카운터 웨이트가 배치되어 상기 유체저항 방지판과 카운터 웨이트의 서로 연통되는 고정공에 상기 회전자의 양쪽 고정돌기가 외측으로 관통되도록 끼워지며, 양쪽 고정돌기가 소성 변형되어 상기 카운터 웨이트와 유체저항 방지판이 고정된다.

이와 같은 본 발명은 압축기 운전 시 카운터 웨이트가 한쪽을 치우치는 현상에 의해 오일의 질이 저하되는 문제점을 개선하기 위하여 카운터 웨이트측에 유체저항 방지판을 고정하여 된 것으로, 기존의 여러 가지 형태의 방지 장치에 비하여 생산성이 우수하고 조립이 용이하며, 적은 비용으로 동등 이상의 성능을 갖게 되는 이점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치에 관한 도면으로서, 도 2에는 본 발명 장치가 채용된 스크롤 압축기의 종단면도가 도시되고, 도 3에는 회전자에 카운터 웨이트가 결합된 형태를 보인 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 카운터 웨이트와 유체저항 방지판의 분해사시도가 도시되어 있다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명 장치가 채용되는 스크롤 압축기는 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기(1)의 내부 상측으로 결합된 상부프레임(2)과, 상기 밀폐용기(1)의 내부 하측으로 결합된 하부프레임(3)과, 상기 상부프레임(2)과 하부프레임(3)의 사이에 설치된 고정자(4)와 회전자(5)를 포함하여 구성된다.

상기 회전자(5)의 중심에는 회전자(5)의 회전에 따라 함께 회전하는 크랭크축(6)이 결합되어 있으며, 상기 상부프레임(2)에는 고정스크롤(7)이 고정되어 있고, 상기 고정스크롤(7)의 하부에는 선회스크롤(8)이 선회 가능하도록 맞물려 있으며, 상기 선회스크롤(8) 하부의 중심부는 상기 크랭크축(6)의 중심에서 벗어난 위치에서 크랭크축(6)의 상단 편심부(6a)와 슬라이드 부시(9)를 재재하여 결합되어 있다.

상기 고정스크롤(7)의 상측에 밀폐용기(1)를 분리하는 분리판(11)이 설치되어 그 상부에는 고압가스가 잔존하는 고압부(토출실)(20)가 구비되고, 하측에는 저 압부(21)가 구비되어 있으며, 상기 분리판(11)이 설치된 하측으로 냉매 흡입관(12)이 설치되고, 상기 분리판(11)이 설치된 상측으로 압축된 냉매가스가 토출되는 토출관(13)이 설치되어 있다. 또한 상기 밀폐용기(1)의 하부에는 스크롤 압축기 내부의 슬라이딩되는 부분에 공급되는 오일(22)이 채워져 있다.

상기 회전자(5)의 하부에는 속이 채워진 반원형의 질량부(111)를 가지는 카운터 웨이트(110)와, ㄷ자형 단면형상의 반원형 몸체부(121)를 가지는 유체저항 방지판(120)이 외형으로 원형링을 이루는 형태로 고정된 구성으로 되어 있다.

상기 카운터 웨이트(110)는 속이 채워진 질량부(111)의 양단부에 고정공(112)이 형성되고, 상기 유체저항 방지판(120)은 중량 저감을 위해 ㄷ자형 단면으로 형성되는 몸체부(121)에 반원형판부(122)가 구비됨과 아울러 반원형판부(122)의 양측부에 고정공(123)이 형성된 구성으로 되어 있다.

이와 같은 카운터 웨이트(110)와 유체저항 방지판(120)이 회전자(5)에 결합되는 구조는 상기 회전자(5)의 하단부에 유체저항 방지판(120)이 배치되고, 반원형판부(122)의 외측으로 카운터 웨이트(110)가 배치되어 상기 유체저항 방지판(120)과 카운터 웨이트(110)의 서로 연통되는 고정공(123),(112)에 상기 회전자(5)의 양쪽 고정돌기(5a)가 외측으로 관통되도록 끼워지며, 양쪽 고정돌기(5a)가 소성 변형되어 상기 카운터 웨이트(110)와 유체저항 방지판(120)이 견고하게 고정된 구성으로 되어 있다.

이러한 카운터 웨이트의 구조를 적용함에 있어서는 조립 용이성과 견고성을 위하여 상기 유체저항 방지판(120)의 고정공(123)이 카운터 웨이트(110)의 고정공 (112)보다 크게 형성하는 것이 바람직하고, 상기 카운터 웨이트(110)와 유체저항 방지판(120)의 고정공(123),(112) 및 회전자(5)의 고정돌기(5a)는 각각 2개인 것으로 예시되어 있으나, 3개 이상으로 형성할 수도 있다.

이와 같은 스크롤 압축기는 먼저 고정자(4)에 전원이 공급되고 상기 고정자(4) 내부의 회전자(5)가 고정자(4)와의 상호작용에 의해 회전한다.

이에 따라 상기 회전자(5)의 중앙부에 압입 설치된 크랭크축(6)이 회전하고, 상기 크랭크축(6)의 회전에 의해서 크랭크축(6)의 상단 편심부(6a)에 설치된 선회스크롤(8)이 편심거리만큼 편심 회전하게 되는데 이때 상기 선회스크롤(8)은 올담링(10)에 의해 축 중심을 원점으로 선회반경만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 된다. 그리기 상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 그 선회스크롤(8)과 고정스크롤(7)의 각 랩(wrap; 와권형 형상부) 사이에 압축실이 형성되고, 그 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 밀폐용기(1)의 냉매 흡입관(12)을 통해 상기 밀폐용기(1) 내부로 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 된다.

이 때 압출된 냉매는 다시 고정스크롤(7)에 형성된 토출포트 및 분리판(11)에 형성된 토출공을 통해 토출실(고압부(20)로 토출되고, 상기 고압부(20)로 토출된 압축 냉매가스는 고압부(20)에 설치된 토출관(13)을 통해 사이클을 이루는 다른 장치로 보내진다.

이와 같은 스크롤 압축기의 압축 과정에서 상기 회전자(5)의 하단부에는 본 발명에 의해 반원형의 카운터 웨이트(110)와 반원형 유체저항 방지판(120)이 외측에서 보아 원형링을 이루는 형태로 고정되어 있으므로 상기 카운터 웨이트(110)와 흡상되는 오일이 충돌되면서 발생되는 오일의 교반 손실을 줄여 압축기의 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 오일의 거품 발생을 최소화하여 압축기의 각 기구부에 공급되는 오일의 질을 향상시킬 수 있다.

삭제

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 회전자의 하단부에 반원형 카운터 웨이트와 반원형 유체저항 방지판이 외측에서 보아 원형링을 이루는 형태로 고정됨으로써, 하부 카운터 웨이트에 의한 오일의 교반 손실을 줄일 수 있고 이를 통해 오일의 거품 발생을 최소화하여 압축기의 각 기구부에 공급되는 오일의 질을 향상시켜 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 기존의 여러 가지 형태의 방지 장치에 비하여 생산성이 우수하고 조립이 용이하며, 적은 비용으로 동등 이상의 성능을 갖게 되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 선회스크롤이 편심 결합되는 회전축이 고정되어 회전력을 발생하는 회전자의 하단에 고정 결합되고 소정의 무게를 가지도록 속이 채워진 질량부를 구비하는 카운터 웨이트와,

   상기 카운터 웨이트의 질량부와 함께 원형링을 이루도록 속이 빈 몸체부를 구비하여 상기 카운터 웨이트와 함께 회전자에 결합되는 유체저항 방지판으로 된 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유체저항 방지판은 몸체부의 맞은편에 고정판부가 형성되어 그 고정판부에 상기 카운터웨이터가 얹혀지고, 상기 고정판부와 카운터웨이터에는 축방향으로 일치되도록 고정공이 각각 형성되어 함께 회전자에 결합되는 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 회전자에는 양쪽 고정공을 통과하는 고정돌기가 형성되어 그 고정돌기가 상기 카운터 웨이트와 유체저항 방지판을 고정하는 스크롤 압축기의 유체저항 방지 장치.

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