KR101073532B1

KR101073532B1 - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR101073532B1
Application number: KR1020090016132A
Authority: KR
Inventors: 사토시 나카무라; 무츠노리 마츠나가; 다케시 츠치야; 유이치 야나가세; 마사츠구 치카노
Original assignee: 히다치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2011-10-17
Also published as: US8740594B2; KR20090104657A; US20090246059A1; US8152502B2; CN101550933A; JP2009243326A; JP4951572B2; CN101550933B; US20120082578A1

Abstract

스크롤 압축기는, 고정 스크롤과 선회 스크롤(5)을 구비함과 동시에, 선회 스크롤을 구동하기 위하여, 프레임(7)에 회전 지지된 크랭크축(8)을 가진다. 선회 스크롤 배면부와 프레임과의 사이는 시일재(202)에 의해 고리형상으로 시일되고, 이 시일재의 안 둘레측에 토출압력의 배압실(112)이, 바깥 둘레측에 저압의 배압실(111)이 형성되고, 이들 배압실의 압력으로 선회 스크롤은 고정 스크롤에 가압된다. 상기 시일재는 프레임의 단차부(205)에 가이드링(301)을 거쳐 유지되고, 이 가이드링은 시일재의 반선회 스크롤측 끝면을 지지함과 동시에 상기 시일재의 안 둘레면을 가이드하는 가이드부를 가진다. 시일재를 선회 스크롤 배면에 밀착시키기 위하여, 가이드링에는 판 스프링(203)에 의해 가압력이 부여된다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은, 고정 스크롤과 선회 스크롤을 맞물리게 하여, 상기 한쪽의 스크롤의 경판 배면에 오일(냉동기 오일)이나 가스냉매로 충만된 배면실을 설치하고, 이 배면실의 압력에 의하여 한쪽의 스크롤을 다른쪽의 스크롤에 가압하도록 한 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는, 고정 스크롤과 선회 스크롤 등으로 이루어지는 압축기구부와, 이 압축기구부를 구동하는 구동부를 구비하고, 상기 압축기구부와 구동부를 밀폐용기에 수납하고, 상기 한쪽의 스크롤의 배면에 오일이나 가스냉매로 충만된 배압실을 설치하고, 상기 배면실을 압축기의 토출압력과 흡입압력의 중간 압력으로 하고, 상기 한쪽의 스크롤을 다른쪽의 스크롤에 가압하는 구조로 하고 있다. 또, 상기 배압실을, 흡입압력 또는 중간 압력의 공간과 토출압력의 공간으로 구성하고, 이 흡입 또는 중간 압력과 토출압력과의 총합으로, 상기 한쪽의 스크롤을 다른쪽의 스크롤에 가압하는 구조로 한 스크롤 압축기도 있다. 이 후자의 것에서는, 흡입 또는 중간 압력의 공간과, 상기 토출압력의 공간을 분리하기 위하여, 시일재를 설치하고 있다. 이 스크롤 압축기에서는, 상기 시일재에 의하여, 토출압력의 공간으 로부터 흡입 또는 중간 압력의 공간측으로, 냉매 및 냉동기 오일이 이동하는 것이 제한되고, 그 이동량이 압축기의 효율향상과 신뢰성의 확보를 위하여 적절한 값이 되도록, 상기 시일재가 조정되어 있다.

또한, 이와 같은 종류의 종래기술로서는 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평09-112458호 공보

도 2는, 배압실을, 흡입압력 또는 중간 압력의 공간(배압실)(111)과 토출압력의 공간(배압실)(112)으로 칸막이하기 위한 상기 시일재(202)를 가지는 종래의 스크롤 압축기에서의 상기 시일재 주변의 구조예를 나타낸다.

도 2에서, 7은 주물 등을 재료로 한 프레임으로, 이 프레임(7)에는 홈(7a)이 형성되고, 이 홈에 시일재(202) 및 판 스프링(203)이 설치되어 있다. 시일재(202)에는 토출압력이, 그 시일재의 안 둘레면과 바닥면에 작용하고, 시일재는 상부로 밀어 올려져, 시일재의 상면이 선회 스크롤(5)에 가압되어 밀착하고, 또 그 바깥 둘레 면이 상기 프레임(7)에 가압되어 밀착한다. 이것에 의하여, 흡입압력 또는 중간 압력의 공간과 토출압력의 공간이 칸막이되는 구성으로 되어 있다. 시일재의 안 둘레면과 크랭크축(구동축)(8)과의 사이는 프레임의 내벽부(204)로 되어 있다. 이 내벽부(204)가 없는 경우, 시일재(202)와 크랭크축(8)이 접촉하여, 시일재가 마모되거나 파손되는 것을 생각할 수 있고, 내벽부(204)는 시일재의 마모·파손을 방지하는 기능을 하고 있다. 또한, 도 2에서, 10은 선회 스크롤(5)의 경판, 201은 고정 스크롤과 선회 스크롤로 형성되는 중간 압력의 압축실과 상기 저압측의 배압실(111)을 연통하는 연통구멍이다.

최근, 스크롤 압축기에는, 성능향상과 경량·소형화가 한층 더 요구되고, 그것에 따라 압축기를 구성하는 부품에 대해서는, 기능은 현상과 동등 이상이고, 또한 소형화가 요구되고 있다. 스크롤 압축기를 소형화하는 경우, 스크롤부재의 외 경 축소에 의해 시일재의 소경(小徑)화가 요구되나, 신뢰성을 확보하기 위해서는 크랭크축(8)의 소경화는 곤란하고, 더 한층의 소형화를 위해서는, 시일재(202)의 내경과 크랭크축(8)의 외경과의 거리를 현상의 것보다 작게 할 필요가 있었다. 이 때문에, 시일재를 소경화하기 위해서는, 프레임의 내벽부(204)를 더욱 얇게 할 필요가 생기나, 프레임(7)과 일체형상으로 되어 있는 내벽부(204)를 얇게 하기 위해서는 고도의 가공기술이 요구되고, 가령 가공할 수 있었다 하여도, 가공 공정수는 증대한다. 또, 내벽부(204)가 얇아지기 때문에, 그 파손을 회피하기 위하여, 프레임 단체(單體)의 처리시에는 높은 주의를 요하여, 대량생산에는 적합하지 않은 형상이 되고, 이 때문에 시일재의 소경화는 곤란하였다.

본 발명의 목적은, 크랭크축의 외경을 소경화하지 않고, 현상과 동등한 성능·신뢰성을 확보하면서 시일재를 소경화함으로써, 소형화할 수 있는 스크롤 압축기를 얻는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 시일재를 안정되게 스크롤에 밀착시켜 안정된 성능과 신뢰성을 확보할 수 있는 스크롤 압축기를 얻는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 고정 스크롤과 선회 스크롤을 구비하는 압축기구부와, 상기 압축기구부의 선회 스크롤을 구동하기 위한 전동기와 크랭크축을 가지는 구동부와, 상기 크랭크축을 회전 지지하는 프레임과, 상기 선회 스크롤 배면부와 상기 프레임과의 사이를 고리형상으로 시일하는 시일재와, 상기 선회 스크롤의 배면이고 또한 상기 시일재의 안 둘레측에 형성되어 대략 토출압력 의 배압실과, 상기 선회 스크롤의 배면이고 또한 상기 시일재의 바깥 둘레측에 형성되어 상기 토출압력보다 저압의 배압실과, 상기 압축기구부, 구동부 및 프레임을 수납하는 밀폐용기를 구비하고, 상기 배압실의 압력으로 상기 선회 스크롤을 상기고정 스크롤에 가압하도록 한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 시일재의 반선회(反旋回)스크롤측 끝면을 지지함과 동시에 상기 시일재의 안 둘레면에 대향하는 가이드부를 가지는 가이드링을 설치하고, 이 가이드링에, 상기 시일재를 상기 선회 스크롤 배면에 밀착시키기 위한 가압력을 부여하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 선회 스크롤의 배면이고 또한 상기 시일재의 바깥 둘레측에 형성된 배압실은, 흡입압력, 또는 토출압력과 흡입압력의 중간 압력의 배압실 이고, 상기 각 배압실의 토출압력과 중간 압력과의 총합으로 상기 선회 스크롤을 상기 고정 스크롤에 가압하도록 하면 좋다.

또, 상기 프레임에 상기 시일재를 수용하기 위한 단차부를 설치하고, 상기 시일재는, 이 단차부의 바깥 둘레측 끝면과 상기 선회 스크롤의 배면부에 접함으로써, 선회 스크롤 배면부와 상기 프레임과의 사이를 시일하도록 하면 좋다.

또한, 상기 프레임과 상기 가이드링과의 사이에 스프링을 설치하고, 이 스프링력으로 가이드링을 거쳐 상기 시일재를 선회 스크롤 배면에 가압하도록 하면 더욱 좋다. 또, 상기 가이드링의 안 둘레면은 상기 크랭크축 바깥 둘레에 대향하여 배치됨과 동시에, 상기 크랭크축과 가이드링 안 둘레면과의 사이에는 간극이 형성되도록 하면 좋다.

상기 가이드링을 L형으로 형성하고, 이 L형의 가이드링의 외경을 φD, 내경 을 φd, 시일재의 바깥 둘레면이 밀착하는 프레임면의 내경을 φDf, 크랭크축의 외경을 φDc라 한 경우, 치수의 관계를

φDf-φD<φd-φDc

로 하면 좋다.

상기 시일재는, 둘레방향에 미소한 간극을 가지는 합구부(合口部)를 설치한 C형 형상으로 구성되고, 상기 시일재의 합구부의 폭을 B, 상기 가이드링 외경을 φD, 시일재의 바깥 둘레면이 밀착하는 프레임면의 내경을 φDf라 한 경우, 치수의 관계를

(φDf-φD)/2<B

라고 하면 좋다

또한, 상기 가이드링 자신이 스프링 기능을 가지고, 이 가이드링의 스프링 기능으로 상기 시일재를 상기 스크롤 배면에 가압하기 위한 가압력을 발생시키도록 하여도 좋다.

본 발명의 다른 특징은, 고정 스크롤과 선회 스크롤을 구비하는 압축기구부와, 상기 압축기구부의 선회 스크롤을 구동하기 위한 크랭크축과, 상기 크랭크축을 회전 지지하는 프레임과, 상기 선회 스크롤 배면부와 상기 프레임과의 사이를 시일하는 시일재와, 상기 시일재의 안 둘레측에 형성된 토출압력의 배압실과, 상기 시일재의 바깥 둘레측에 형성된 저압의 배압실과, 상기 압축기구부, 크랭크축 및 프레임을 수납하는 밀폐용기를 구비하고, 상기 배압실의 압력으로 상기 선회 스크롤을 상기 고정 스크롤에 가압하도록 한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 프레임에 상 기 시일재를 수용하기 위한 단차부를 설치하고, 상기 시일재는, 이 단차부의 바깥 둘레측 끝면과 상기 선회 스크롤의 배면부에 접함으로써, 선회 스크롤 배면부와 상기 프레임과의 사이를 시일하는 구성으로 하고, 또한 상기 시일재의 반선회 스크롤측 끝면을 지지함과 동시에 상기 시일재의 안 둘레면을 가이드하는 L형의 가이드링을 설치하고, 이 가이드링에, 상기 시일재를 상기 선회 스크롤 배면에 밀착시키기 위한 가압력을 부여하는 구성으로 한 것에 있다.

본 발명에 의하면, 배압실을 칸막이하는 시일재의 반선회 스크롤측 끝면을 지지함과 동시에 상기 시일재의 안 둘레면에 대향하는 가이드부를 가지는 가이드링을 설치하고, 이 가이드링에 상기 시일재를 상기 선회 스크롤 배면에 밀착시키기 위한 가압력을 부여하는 구성으로 하였기 때문에, 크랭크축의 외경을 소경화하지 않고 시일재를 소경화하는 것이 가능해진다. 이 결과, 시일재 주변의 부재도 소경화할 수 있기 때문에, 현상과 동등한 성능·신뢰성을 확보하면서, 스크롤 압축기의 소형화가 가능해진다. 또, 가이드링을 설치함으로써, 시일재의 경사나 시일재 합구부의 스프링 골 사이로의 빠짐도 방지할 수 있어, 시일재를 안정되게 스크롤에 밀착시켜 안정된 성능과 신뢰성을 확보하는 것도 가능해진다.

스크롤 압축기는, 선회 스크롤 배면부와 프레임과의 사이를 고리형상으로 시일하는 시일재를 구비하고, 이 시일재로, 상기 시일재의 안 둘레측에 형성되어 대략 토출압력의 가스냉매로 충만된 토출압력의 배압실과, 상기 시일재의 바깥 둘레 측에 형성되어 상기 토출압력보다 저압의 가스냉매로 충만된 저압의 배압실을 칸막이하도록 되어 있다. 시일재는, 종래 프레임에 형성한 고리형상의 오목홈에 수용설치하고 있었으나, 본 실시예에서는, 상기 프레임에 형성한 고리형상 오목홈의 내벽부(204)(도 2 참조)를 없애고, 그 대체로서, 고리형상으로 L형의 가이드링을 설치하고, 이 가이드링으로 상기 시일재를 유지함과 동시에, 이 가이드링에 시일재를 선회 스크롤 배면에 밀착시키기 위한 가압력을 부여하는 구성으로 하고 있다.

이하, 도면에 의거하여, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

도 1, 도 3 및 도 4에 의하여, 본 발명의 실시예 1을 설명한다.

본 실시예에서의 스크롤 압축기는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 세로형의 스크롤 압축기이고, 밀폐용기(100) 내에, 압축기구부(2), 전동기(3) 및 크랭크축(구동축)(8)을 가지는 구동부, 상기 크랭크축(8)을 회전 지지하는 주베어링(63)을 설치한 프레임(7), 상기 크랭크축(8)을 회전 지지하는 부베어링부(4), 급유 펌프(83) 등을 수납하여 구성되어 있다.

압축기구부(2)는, 선회 스크롤(5), 고정 스크롤(6), 프레임(7), 크랭크축(8), 선회 베어링부(13) 및 선회기구(올덤링)(9) 등으로 구성되어 있다. 또한, 상기 압축기구부(2)는, 상기 고정 스크롤(6)과 선회 스크롤(5)이 맞물림으로써, 압축실(81)을 형성하고 있다.

선회 스크롤(5)은, 경판(10)의 한쪽에 세워 설치된 소용돌이형상의 랩(11) 및 축 지지부(보스부)(5a)를 구비하고 있다. 선회 스크롤(5)의 경판 배면측에는, 크랭크축(8)의 크랭크부(12)가 삽입되는 선회 베어링부(13)가 설치되고, 또, 선회 스크롤을 선회 운동시키기 위한 선회기구(9)가 설치되어 있다.

고정 스크롤(6)은, 경판(14)의 한쪽에 세워 설치된 소용돌이형상의 랩(15), 흡입구(16) 및 토출구(17)를 구비하고, 프레임(7)에 볼트를 거쳐 고정되어 있다. 또, 이 고정 스크롤(6)과 프레임(7)과의 사이에는, 상기 선회 스크롤(5)이 선회 운동 가능하게 끼워 유지되어 있다. 고정 스크롤(6)의 흡입구(16)에는, 밀폐용기(100)에 설치한 흡입관(85)이 접속되어 있다. 또한, 밀폐용기(100)에는, 프레임(7)과 전동기(3) 사이의 공간으로 연통하는 토출관(22)이 설치되어 있다.

프레임(7)은, 그 바깥 둘레부가 밀폐용기(100)에 고정되고, 그 중앙부에 주베어링(63)을 지지하고 있다. 또, 프레임(7)은 주베어링(63)을 커버(84)와 함께 덮고 있다. 커버(84)는 주베어링(63)을 아래쪽에서 가압하도록 프레임(7)에 착탈가능하게 설치되어 있다. 주베어링(63)은, 전동기(3)와 선회 스크롤(5)과의 사이에 설치되어 있다.

크랭크축(8)은, 주베어링(63) 및 부베어링부(4)로 지지되어 있는 주축부의 상부에, 선회 스크롤의 선회 베어링부(13)에 삽입하는 크랭크부(12)를 가지고, 이 크랭크부(12)를 거쳐 선회 스크롤(5)을 선회 구동할 수 있도록 축 지지하고 있다.

전동기(3)는, 크랭크축(8)을 거쳐 압축기구부(2)를 구동하는 회전 구동수단을 구성하는 것으로, 스테이터(18)와 로터(19)를 기본요소로 하고 있다. 스테이터(18)의 바깥 둘레면은 밀폐용기(100)의 안 둘레면에 대략 밀착하여 설치되어 있다.

부베어링부(4)는, 전동기(3)의 반(反)스크롤측에서 크랭크축(8)을 지지하고 있다. 이 부베어링부(4)는, 부베어링(51), 부베어링(51)을 내부에 수용한 부베어링 하우징(52), 이 부베어링 하우징(52)에 연결된 하부 프레임(53) 등을 구비하고 있다. 하부 프레임(53)은 밀폐용기(100)에 고정되어 있다. 크랭크축(8)은, 주베어링(63)과 부베어링(51)에 의하여, 전동기(3)의 양쪽에서 축 지지되고, 또한 상단의 크랭크부(12)는 선회 베어링부(13)와 연결된다.

전동기(3)의 회전에 의하여 크랭크축(8)이 회전하면, 선회 스크롤(5)은, 선회기구(9)의 동작에 의하여, 회전운동이 저지된 자세를 유지한 채로 고정 스크롤(6)에 대하여 선회운동을 행한다. 그 선회운동에 의해 생기는 불균형한 힘을 상쇄하기 위하여, 전동기의 로터(19)와 선회 스크롤(5)과의 사이에 밸런스 웨이트(20)가 설치됨과 동시에, 상기 로터(19)에도 로터 밸런스 웨이트(21)가 설치되어 있다.

고정 스크롤(6)과 선회 스크롤(5)을 맞물리게 함으로써 형성되는 압축실(81)은, 선회 스크롤(5)이 선회 운동함으로써, 그 용적이 감소하고, 압축동작이 행하여진다. 이 압축동작을 더욱 상세하게 설명한다. 선회 스크롤(5)의 선회운동에 따라, 작동유체(냉매)는 흡입구(16)로부터 양 스크롤에 의해 형성되는 흡입공간으로 들어가고, 선회운동이 진행되면, 상기 흡입공간이 폐쇄된 공간, 즉 압축실(81)이 되고, 흡입된 상기 작동유체가 압축공정을 거쳐 고정 스크롤(6)의 토출구(17)로부터 밀폐용기(100) 내의 토출공간으로 토출되고, 또한 전동기실측의 공간을 거쳐 토출관(22)으로부터 밀폐용기(100) 밖으로 토출된다. 이에 의하여, 밀폐용기(100) 내의 공간은 토출압력으로 유지된다.

상기 밀폐용기(100)의 하부는, 상기 토출구(17)에서 토출된 냉매로부터 분리된 오일이 고이는 오일 저류부(82)로 되어 있고, 이 오일 저류부에는, 상기 주베어링(63), 부베어링(51), 선회 베어링부(13) 및 상기 양 스크롤의 슬라이딩면 등을 윤활하기 위한 오일을 공급하기 위하여, 급유기구가 설치되어 있다. 이 급유기구는, 크랭크축(8)의 하단에 설치된 급유 펌프(83), 크랭크축 내에 형성된 급유 구멍(61), 상기 선회 베어링부(13) 및 주베어링(63)을 윤활한 오일을 상기 오일 저류부(82)로 되돌리기 위한 배유 파이프(60) 등으로 구성되어 있다. 상기 급유 펌프(83)는, 오일 저류부(82)에 저류된 윤활용 오일을, 상기 급유 구멍(61)을 통하여 강제적으로 부베어링(51), 선회 베어링부(13) 및 주베어링(63)에 공급하기 위한 것이다. 또, 상기 선회 베어링부(13)를 윤활 후의 오일의 일부는, 상기 시일재(202)의 부분으로부터 상기 저압측의 배압실(111)로도 새어 유입하고, 배압실(111)로 유입한 오일은, 선회 스크롤(5)과 고정 스크롤(6)과의 슬라이딩면을 윤활하거나, 상기 연통구멍(201) 등을 통하여 상기 압축실(81)로 유입하여, 양 스크롤(5, 6)의 랩(11, 15) 슬라이딩면을 윤활한 후, 냉매가스와 함께 상기 토출구(17)로부터 토출된다. 상기 급유 구멍(61)의 상기 부베어링(51)의 근처에는, 상기 부베어링(51)과 연통하는 가로 급유 구멍(도시 생략)이 크랭크축(8)에 형성되어 있고, 오일이 부베어링(51)에도 급유되도록 되어 있다.

상기 배유 파이프(60)는, 전동기(3)의 스테이터(18) 바깥 둘레에 형성한 노치부(오목부)(18a)에 설치되고, 주베어링(63)을 윤활한 오일을 밀폐용기(100) 하부 의 오일 저류부(82)로 안내한다. 프레임(7)의 주베어링(63)을 덮고 있는 부분에는 원형 구멍이 형성되고, 이 원형 구멍에 상기 배유 파이프(60)의 상단측 수평부(60a)의 원통형상으로 형성된 끝부가 압입되어 고착되어 있다. 이 장착구조에 의하여, 배유 파이프(60)를 프레임(7)에 간단하고 또한 확실하게 장착할 수 있다. 이 배유 파이프(60)의 끝부는 프레임(7) 내의 주베어링 하부와 상기 커버(84)와의 사이에 개구되어 있고, 주베어링(63)을 윤활한 오일이 배유 파이프(60) 내로 유출하도록 구성되어 있다.

배유 파이프(60)의 수직부(60b)는, 밀폐용기(100)의 내벽면을 따라 상하로 연장되고, 스테이터(18)의 엔드코일부(18c)와 밀폐용기(100)와의 사이, 및 상기 스테이터(18)의 바깥 둘레 오목부(노치부)(18a)를 통하여, 전동기(3) 아래쪽의 오일 저류부(82)까지 연장되어 있다. 이 배유 파이프(60)의 하단부는 하부 프레임(53)에 설치된 파이프 누름부(65)에 의하여 고정되어 있다.

도 3은 상기 시일재(202) 주변의 확대도이다. 선회 스크롤(5)의 경판(10)에는, 압축실과 배압실을 연통하는 연통구멍(201)이 설치되어 있기 때문에, 시일재(202) 바깥 둘레측의 배압실(111)은 흡입압과 토출압과의 중간 압력의 냉매가스에 의해 중간압으로 되어 있다. 또, 시일재(202) 안 둘레측의 배압실(112)에는 밀폐용기 내의 토출압력의 오일이 충만하여 토출압으로 되어 있다.

205는 상기 시일재(202)를 수용하기 위하여 프레임(7)에 형성된 둥근 고리형상의 단차부, 301은 시일재(202)의 반선회(反旋回) 스크롤측 끝면을 지지함과 동시에, 시일재의 안 둘레면에 대향하는 가이드부를 가지는 가이드링이고, 이 가이드 링(301)은 상기 단차부(205)에 설치되고, 또한 이 가이드링(301)의 하면과 프레임의 단차부(205)와의 사이에는 판스프링(203)이 설치되고, 이 스프링력으로 가이드링(301)을 거쳐 시일재(202)를 선회 스크롤(5)의 배면, 이 실시예에서는 선회 스크롤의 배면에 형성된 보스부(5a)의 하면에 가압되어 있다.

또, 시일재(202)의 안 둘레면측 및 프레임의 단차부(205)와의 간극에는 토출압의 오일이나 냉매가스로 충만되고, 이에 의하여 시일재(202)의 상면을 선회 스크롤(5) 배면에, 시일재(202)의 바깥 둘레면을 프레임 단차부(205)의 바깥 둘레측 끝면에 가압하여, 시일재 바깥쪽의 배압실(111)과 시일재 안쪽의 배압실(112)을 시일하는 구조로 되어 있다. 상기 구조에 의하여, 선회 스크롤(5)은, 배압실(111)의 중간 압력과 배압실(112)의 토출압력과의 총합으로, 고정 스크롤(6)에 가압된다.

상기 시일재(202)는, 둘레방향으로 미소한 간극을 가지는 합구부(合口部)를 설치한 C형 형상으로 구성되어 있고, 상기 시일재(202)의 합구부의 폭(시일재의 지름방향의 폭의 약 1/2)을 B, 상기 가이드링 외경을 φD, 시일재의 바깥 둘레면이 밀착하는 프레임면의 내경을 φDf라 한 경우, 치수의 관계를

(φDf-φD)/2<B

로 하면, 시일재(202)를 가이드링(301)으로 안정되게 유지할 수 있다.

가이드링(301)의 일례를 도 4에 나타낸다. 얇은 판을 프레스가공에 의해 단면 L자형의 둥근 고리형상으로 성형함으로써, 도 2에 나타내는 프레임 내벽부(204)의 대체가 되는 가이드부(301a)와, 시일재를 축방향으로 지지하는 베이스부(301b)로 구성된 가이드링이 제작된다.

가이드링(301)이 크랭크축(8)에 접촉하지 않도록 하기 위하여, 가이드링 외경을 φD, 내경을 φd, 프레임 단차부의 내경을 φDf, 크랭크축의 외경을 φDc라 하였을 때,

φDf-φD<φd-φDc

의 관계를 만족하도록 구성되어 있다.

본 실시예와 같이, 시일재를 수용하는 프레임 단차부에 가이드링을 설치함으로써, 도 2에 나타내는 바와 같은 프레임 내벽부(204)를 설치하는 것이 불필요하게 되고, 이 결과 크랭크축의 외경을 소경화하지 않고 시일재를 소경화하는 것이 가능해진다. 따라서, 시일재 주변의 부재도 소경화할 수 있기 때문에, 현상과 동등한 성능·신뢰성을 확보하면서, 스크롤 압축기의 소형·경량화가 가능해진다. 또, 가이드링을 설치함으로써, 시일재의 경사나 시일재 합구부의 스프링 골 사이로의 떨어짐도 방지할 수 있어, 시일재를 안정되게 스크롤에 밀착시켜 안정된 성능과 신뢰성을 확보하는 것도 가능해진다.

(실시예 2)

도 5는 본 발명의 실시예 2를 나타내는 것으로, 도 3에 상당하는 도면이고, 이 도면에서 도 3과 동일부호를 붙인 부분은 동일 또는 상당하는 부분을 나타내고 있다.

이 실시예에서는, 선회 스크롤(5)의 보스부 바깥 둘레측의 경판(10) 배면에 대향하는 프레임(7)의 부분에 단차부(205)를 설치하고, 이 단차부에 시일재(202)를 설치하며, 이 시일재를 가이드링(301)으로 유지하고, 가이드링(301)과 단차부(205) 와의 사이에 설치한 판스프링(203)에 의하여, 시일재(202)를, 가이드링(301)을 거쳐 선회 스크롤 배면에 가압하고 있다. 또, 시일재(202)의 안쪽과 하부 공간에는 토출압력의 오일이나 냉매가스가 충만하고, 이 토출압력에 의해서도 시일재(202)는 선회 스크롤 배면에 가압되고, 또 프레임 단차부의 바깥 둘레측 끝면에도 가압된다. 따라서, 시일재(202)에 의하여, 시일재 안쪽의 토출압력의 배압실(112)과, 시일재 바깥쪽의 중간 또는 흡입압력의 배압실(111)이 형성되고, 이들 배압실(111, 112)의 압력의 총합으로 선회 스크롤(5)은 고정 스크롤(6)에 가압된다. 다른 부분은 상기 실시예 1과 동일하다.

또한, 상기 실시예에서는, 판스프링(203)을 사용하고, 또한 가이드링(301)을 거쳐, 시일재(202)를 선회 스크롤 배면에 가압하는 구성으로 하고 있으나, 판스프링을 설치하는 대신 가이드링(301) 자신에게 스프링 기능을 가지게 하여, 이 가이드링의 스프링 기능에 의해 시일재를 선회 스크롤 배면에 가압하도록 하여도 된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 스크롤 압축기의 종단면도,

도 2는 종래의 스크롤 압축기에서의 시일재 주변의 구조예를 나타내는 부분단면도,

도 3은 도 1에서의 시일재 주변의 확대 단면도.

도 4는 도 3에 나타내는 가이드링을 나타내는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 종단면도,

도 5는 본 발명의 실시예 2를 나타내는 도면으로, 도 3에 상당하는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스크롤 압축기 2 : 압축기구부

3 : 전동기 4 : 부베어링부

5 : 선회 스크롤 5a : 보스부

6 : 고정 스크롤 7 : 프레임

8 : 크랭크축(구동축) 9 : 선회기구(올덤링)

10, 14, 101, 102 : 경판 11, 15 : 랩

12 : 크랭크부 13 : 선회 베어링부

16 : 흡입구 17 : 토출구

18 : 스테이터 18a : 노치(오목부)

19 : 로터 20 : 밸런스 웨이트

21 : 로터 밸런스 웨이트 22 : 토출관

51 : 부베어링 52 : 부베어링 하우징

53 : 하부 프레임 54 : 밸런스 웨이트 커버

60 : 배유 파이프 61 : 급유구멍

62 : 선회 베어링 63 : 주베어링

65 : 파이프 누름부 81 : 압축실

82 : 오일 저류부 83 : 급유 펌프

84 : 커버 85 : 흡입관

100 : 밀폐용기 103 : 몸통

110, 201 : 연통구멍 111, 112 : 배압실

202 : 시일재 203 : 판스프링

205 : 단차부 301 : 가이드링

301a : 가이드부 301b : 베이스부

Claims

고정 스크롤과 선회 스크롤을 구비하는 압축기구부와, 상기 압축기구부의 선회 스크롤을 구동하기 위한 전동기와 크랭크축을 가지는 구동부와, 상기 크랭크축을 회전 지지하는 프레임과, 상기 선회 스크롤의 배면부와 상기 프레임과의 사이를 고리형상으로 시일하는 시일재와, 상기 선회 스크롤의 배면이고 또한 상기 시일재의 안 둘레측에 형성된 제 1 배압실과, 상기 제 1 배압실보다 저압으로서 상기 선회 스크롤의 배면이고 또한 상기 시일재의 바깥 둘레측에 형성된 제 2 배압실과, 상기 압축기구부, 구동부 및 프레임을 수납하는 밀폐용기를 구비하고, 상기 제 1 배압실과 상기 제 2 배압실의 압력의 총합으로 상기 선회 스크롤을 상기 고정 스크롤에 가압하도록 한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 프레임에 상기 시일재를 수용하기 위한 단차부를 설치하고, 상기 시일재는, 상기 단차부의 바깥 둘레측 끝면과 상기 선회 스크롤의 배면부에 접함으로써, 선회 스크롤 배면부와 상기 프레임의 사이를 시일하는 구성으로 하고,

상기 시일재의 반선회(反旋回) 스크롤측 끝면을 지지하는 하면과 상기 시일재의 안 둘레면에 대향하는 가이드부를 가지는 가이드링을 설치하고, 상기 가이드링에, 상기 시일재를 상기 선회 스크롤의 배면에 밀착시키기 위한 가압력을 부여하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 배압실은, 토출압력과 흡입압력의 중간 압력이고, 상기 제 1 배압실과 상기 제 2 배압실의 압력의 총합으로 상기 선회 스크롤을 상기 고정 스크롤에 가압하도록 한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 배압실은, 흡입압력이고, 상기 제 1 배압실과 제 2 배압실의 압력의 총합으로 상기 선회 스크롤을 상기 고정 스크롤에 가압하도록 한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 프레임과 상기 가이드링과의 사이에 스프링을 설치하고, 이 스프링력으로 상기 가이드링을 거쳐 상기 시일재를 상기 선회 스크롤의 배면에 가압하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 가이드링의 안 둘레면은 상기 크랭크축의 바깥 둘레에 대향하여 배치됨과 동시에, 상기 크랭크축과 상기 가이드링의 안 둘레면과의 사이에는 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제 5항에 있어서,

상기 가이드링은 L형으로 형성되고, 상기 L형의 가이드링의 외경을 φD, 내경을 φd, 상기 시일재의 바깥 둘레면이 밀착하는 상기 프레임의 면의 내경을 φDf, 상기 크랭크축의 외경을 φDc라 한 경우, 치수의 관계를

φDf-φD<φd-φDc

라 한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 시일재는 둘레방향으로 간극을 가지는 합구부(合口部)를 설치한 C형 형상으로 구성되고, 상기 시일재의 합구부의 폭을 B, 상기 가이드링의 외경을 φD, 상기 시일재의 바깥 둘레면이 밀착하는 상기 프레임의 면의 내경을 φDf라 한 경우, 치수의 관계를,

(φDf-φD)/2<B

라 한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
고정 스크롤과 선회 스크롤을 구비하는 압축기구부와, 상기 압축기구부의 선회 스크롤을 구동하기 위한 크랭크축과, 상기 크랭크축을 회전 지지하는 프레임과, 상기 선회 스크롤의 배면부와 상기 프레임과의 사이를 시일하는 시일재와, 상기 시일재의 안 둘레측에 형성된 토출압력의 제 1 배압실과, 상기 시일재의 바깥 둘레측에 형성된 상기 제 1 배압실보다 저압의 제 2 배압실과, 상기 압축기구부, 크랭크축 및 프레임을 수납하는 밀폐용기를 구비하고, 상기 제 1 배압실과 상기 제 2 배압실의 압력의 총합으로 상기 선회 스크롤을 상기 고정 스크롤에 가압하도록 한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 프레임에 상기 시일재를 수용하기 위한 단차부를 설치하고, 상기 시일재는, 상기 단차부의 바깥 둘레측 끝면과 상기 선회 스크롤의 배면부에 접함으로써, 선회 스크롤 배면부와 상기 프레임과의 사이를 시일하는 구성으로 하고, 또한,

상기 시일재의 반선회 스크롤측 끝면을 지지함과 동시에 상기 시일재의 안 둘레면을 가이드하는 L형의 가이드링을 설치하고, 상기 가이드링에, 상기 시일재를 상기 선회 스크롤의 배면에 밀착시키기 위한 가압력을 부여하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
고정 스크롤과, 상기 고정 스크롤에 가압되는 선회 스크롤과, 상기 선회 스크롤의 배면 측의 공간을 토출 압력의 제 1 배압실과 상기 제 1 배압실보다 저압의 제 2 배압실로 나누는 시일재와, 상기 시일재를 수용하는 프레임을 구비한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 시일재는 상기 프레임의 단차부에 수용되고, 상기 프레임과 상기 시일재와의 사이에, 상기 시일재의 반선회 스크롤 측 끝면을 지지하는 하면과 상기 시일재의 안 둘레면에 대향하는 가이드부를 갖는 가이드링을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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