KR101275181B1

KR101275181B1 - 스크롤 압축기의 급유구조

Info

Publication number: KR101275181B1
Application number: KR1020060127455A
Authority: KR
Inventors: 남태희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2013-06-18
Also published as: KR20080054849A

Abstract

본 발명은, 케이싱의 내부에 고정되는 프레임에는 상기 케이싱의 오일을 흡상하는 구동축이 반경방향으로 지지되도록 축수구멍이 형성되고, 상기 축수구멍의 상측에는 상기 구동축의 오일유로를 통해 흡상되는 오일이 모였다가 상기 구동축에 편심 결합된 선회스크롤의 편심 회전에 의해 상기 프레임과 선회스크롤 사이의 스러스트베어링면으로 공급되도록 오일포켓이 형성되는 스크롤 압축기의 급유구조에 있어서, 상기 프레임의 오일포켓 내주면에는 그 오일포켓에 모인 오일이 상기 스러스트베어링면으로 안내되도록 적어도 한 개 이상의 제1 오일그루브가 축방향으로 형성됨으로써, 자전방지홈으로 유입되는 오일이 신속하게 배제되도록 하여 자전방지홈에 오일이 과다하게 잔류하면서 올담링의 미끄럼운동을 방지하는 것을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 선회스크롤이 안정적으로 선회운동을 하여 스크롤 압축기의 성능과 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 급유구조{OIL SUPPLY STRUCTURE FOR SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 단면도,

도 2는 종래 메인프레임을 보인 사시도,

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 종단면,

도 4는 본 발명 메인프레임을 보인 사시도,

도 5는 도 4의 "A"부에 대한 변혀예를 보인 확대도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2 : 고정스크롤 3 : 선회스크롤

4 : 구동축 5 : 올담링

10 : 메인프레임 11 : 축수구멍

12 : 오일포켓 13 : 자전방지홈

14a : 제1 오일그루브 14b : 제2 오일그루브

14c : 제3 오일그루브 14d : 제4 오일그루브

본 발명은 스크롤 압축기의 급유구조에 관한 것으로, 특히 메인프레임과 선 회스크롤 사이의 스러스트베어링면과 올담링의 윤활특성을 높일 수 있는 스크롤 압축기의 급유구조에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기이다. 상기 스크롤 압축기는 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 양쪽 스크롤 사이에 두 개 한 쌍의 압축실이 형성되고, 이 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가 연속으로 흡입 압축되어 토출되는 방식이다.

상기 스크롤 압축기는 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 함에 따라 양쪽 스크롤 사이 또는 선회운동을 하는 스크롤과 이를 지지하는 프레임 사이의 베어링면에 대한 윤활 상태는 압축기의 성능에 밀접한 관련이 있다. 또, 상기 스크롤과 프레임 사이에 설치되어 상기 스크롤의 자전을 방지하는 올담링(Oldham's Coupling)의 윤활상태 역시 압축기의 성능에 큰 영향을 끼치게 된다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도이고, 도 2는 종래 메인프레임이 스러스트베어링면을 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래 스크롤 압축기는, 케이싱(C)에 고정되는 메인프레임(1)과, 상기 메인프레임(1)에 얹혀져 고정되고 나선형의 고정랩(2a)이 구비되는 고정스크롤(2)과, 상기 고정스크롤(2)의 고정랩(2a)에 맞물려 압축실(P)을 형성하도록 나선형의 선회랩(3a)이 구비되는 선회스크롤(3)과, 구동모터(미도시)의 회전력을 상기 선회스크롤(3)에 전달하도록 상기 구동모터의 회전자와 선회스크롤(3)을 연결하는 구동축(4)과, 상기 선회스크롤(3)과 메인프레임(1) 사이에 결합되어 상기 선회스크롤(3)의 자전을 방지하는 올담링(5)을 포함하고 있다.

상기 메인프레임(1)은 도 2에서와 같이 그 중앙부가 관통되어 상기 구동축(4)이 회전 가능하게 관통되는 축수구멍(1a)이 형성되고, 상기 축수구멍(1a)의 상측에는 소정량의 오일이 채워지는 오일포켓(1b)이 형성되며, 상기 메인프레임(1)의 스러스트베어링면(Ts) 가장자리 좌우 양측에는 후술할 올담링(5)의 제1 자전방지돌기(미부호)가 일정 궤적 안에서 반경방향으로 미끄러지도록 삽입하는 자전방지홈(1c)이 형성되어 있다. 상기 메인프레임(1)의 스러스트베어링면(Ts)에는 환형의 오일홈(1d)이 형성되어 있다.

상기 선회스크롤(3)은 원판모양으로 형성되어 그 상면은 전술한 선회랩(3a)이 나선형으로 형성되고, 그 저면 중앙에는 상기 메인프레임(1)의 오일포켓(1b)에 폄심회전 가능하게 삽입되어 상기 구동축(4)의 상단에 편심 결합하는 보스부(3b)가 형성되고, 상기 보스부(3b)의 주변에는 후술할 올담링(5)의 제2 자전방지돌기(미부호)가 일정 궤적 안에서 반경방향으로 미끄러지도록 삽입되는 자전방지홈(3c)이 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 2b는 흡입구, 2c는 토출구, 4a는 오일유로, 6은 역지밸브이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 상기 구동축(4)이 회전을 하면 상기 선회스크롤(3)이 올담링(5)에 의해 메인프레임(1)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하게 되고, 이와 함께 상기 고정스크롤(2)과의 고정랩(2a)과 선회스크롤(3)의 선회랩(3a) 사이에는 점차 중앙 으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 연속하여 형성되며, 상기 압축실(P)은 선회스크롤(3)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축한 후 토출하게 된다.

이때, 상기 구동축(4)이 고속으로 회전을 하면서 케이싱(C)의 오일이 구동축(4)의 오일유로(4a)를 통해 상단으로 흡상되고, 이 오일은 상기 오일유로(4a)의 상단에서 메인프레임(1)의 오일포켓(1b)에 모였다가 상기 메인프레임(1)과 선회스크롤(3) 사이로 유입되어 스러스트베어링면(Ts)을 윤활하는 동시에 상기 메인프레임(1)의 자전방지홈(1c)으로 유입되어 올담링(5)의 자전방지돌기(미부호)와 메인프레임(1)의 자전방지홈(1c) 사이를 윤활하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에서는, 상기 메인프레임(1)의 오일포켓(1b)에 고인 오일이 상기 구동축(4)의 편심 회전운동에 의해 비산되어 상기 메인프레임(1)과 선회스크롤(3) 사이의 스러스트베어링면(Ts)으로 급유되는 것이나, 이는 상기 메인프레임(1)과 선회스크롤(3)이 밀착되어 미끄럼운동을 함에 따라 상기 오일포켓(1b)의 오일이 스러스트베어링면으로 용이하게 유입되지 못하여 그 스러스트베어링면(Ts)과 자전방지홈(1c)에서의 오일부족으로 인한 마찰손실과 마모가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 상기 오일포켓에 고인 오일이 보다 원활하게 스러스트베어링면으로 유입될 수 있는 스크롤 압축기의 급유구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 고정되는 프레임에는 상기 케이싱의 오일을 흡상하는 구동축이 반경방향으로 지지되도록 축수구멍이 형성되고, 상기 축수구멍의 상측에는 상기 구동축의 오일유로를 통해 흡상되는 오일이 모였다가 상기 구동축에 편심 결합된 선회스크롤의 편심 회전에 의해 상기 프레임과 선회스크롤 사이의 스러스트베어링면으로 공급되도록 오일포켓이 형성되는 스크롤 압축기의 급유구조에 있어서, 상기 프레임의 오일포켓 내주면에는 그 오일포켓에 모인 오일이 상기 스러스트베어링면으로 안내되도록 적어도 한 개 이상의 제1 오일그루브가 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 급유구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 메인프레임을 보인 사시도이며, 도 5는 도 4의 "A"부에 대한 변혀예를 보인 확대도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 일정량의 오일을 채운 케이싱(C)에 고정되는 메인프레임(10)과, 상기 메인프레임(10)에 고정되는 고정스크롤(2)과, 상기 고정스크롤(2)과 맞물려 연속적으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)을 형성되는 선회스크롤(3)과, 상기 선회스크롤(3)의 보스부(3b)에 편심지게 결합되어 구동모터(미도시)의 회전력을 선회스크롤(3)에 전달하는 구동축(4)과, 상 기 메인프레임(10)과 선회스크롤(3) 사이에 개재되어 상기 선회스크롤(3)을 선회시키는 올담링(5)을 포함한다.

상기 메인프레임(10)은 도 4에서와 같이 그 중앙에 상기 구동축(4)이 회전 가능하게 관통하는 축수구멍(11)이 형성되고, 상기 축수구멍(11)의 상측에는 상기 선회스크롤(3)의 보스부(3b)가 편심 회전운동을 하는 동시에 상기 구동축(4)을 통해 흡상되는 오일이 모이도록 오일포켓(12)이 형성되며, 상기 메인프레임(10)의 스러스트베어링면(Ts) 가장자리 좌우 양측에는 상기 올담링(5)의 제1 자전방지돌기(미부호)가 일정 궤적 안에서 반경방향으로 미끄러지도록 삽입하는 복수 개의 자전방지홈(13)이 형성된다.

상기 오일포켓(12)의 내주면에는 그 오일포켓(13)에 모인 오일이 상기 스러스트베어링면(Ts)으로 안내되도록 제1 오일그루브(14a)가 형성되고, 상기 스러스트베어링면에(Ts)는 제1 오일그루브(14a)에 연결되어 그 제1 오일그루브(14a)를 통해 안내되는 오일이 상기 스러스트베어링면(Ts)으로 유입되도록 반경방향으로 제2 오일그루브(14b)가 형성되며, 상기 스러스트베어링면(Ts)에는 제2 오일그루브(14b)에 연결되어 그 제2 오일그루브(14b)를 통해 유입된 오일이 스러스트베어링면(Ts)에 넓게 퍼지도록 환형 또는 원호형(도면에서는 환형이 도시됨)의 제3 오일그루브(14c)가 형성되고, 상기 스러스트베어링면(Ts)에는 제3 오일그루브(14c)에 연결되어 오일이 상기 자전방지홈(13)으로 유입되도록 제4 오일그루브(14d)가 형성된다.

상기 제1 오일그루브(14a)는 적어도 한 개 이상(도면에선 좌우 양측에 구비 됨)이 형성되고, 그 끝단이 상기 구동축(4)의 회전방향으로 감기도록 나선형으로 형성된다.

상기 제2 오일그루브(14b)는 도 5에서와 같이 제1 오일그루브(14a)에 각각 연결되고, 그 제1 오일그루브(14a)와 제2 오일그루브(14b)가 연결되는 부위는 오일이 원활하게 유입될 수 있도록 라운드 지거나 또는 경사지게 형성된다.

상기 제3 오일그루브(14c)는 선회스크롤(3)의 선회궤적 내에 형성되는 것이 오일이 스러스트베어링면(Ts)에 충분히 공급될 수 있어 바람직하다.

상기 제4 오일그루브(14d)는 상기 제3 오일그루브(14c)로 유입된 오일이 스러스트베어링면(Ts) 전체에 고르게 퍼질 수 있도록 상기 제2 오일그루브(14b)와 원주방향을 따라 번갈아 형성되는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 급유구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 상기 구동축(4)이 회전을 하면, 그 구동축(4)에 편심 결합된 선회스크롤(3)이 상기 올담링(5)에 의해 일정한 궤적을 따라 선회운동을 하고, 이 과정에서 상기 선회스크롤(3)과 고정스크롤(2) 사이에 형성되는 압축실(P)이 선회운동의 중심으로 연속적으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 연속적으로 흡입 압축하면서 토출하게 된다.

여기서, 상기 구동축(4)이 고속으로 회전을 하면서 그 구동축(4)의 오일유로(4a)를 통해 상기 케이싱(C)의 바닥에 채운 오일을 흡상하게 되고, 이 오일은 상 기 구동축(4)의 상단에서 비산되어 상기 메인프레임(10)의 오일포켓(12)에 모이게 되며, 이 오일은 상기 선회스크롤(3)의 보스부(3b)가 오일포켓(12)에서 편심 회전을 하면서 오일을 휘저어 그 오일이 상기 메인프레임(10)과 선회스크롤(3) 사이의 스러스트베어링면(Ts)으로 유입된다.

이때, 상기 오일포켓(12)의 내주면에는 구동축(4)의 회전방향을 따라 나선형으로 제1 오일그루브(14a)가 형성되어 그 제1 오일그루브(14a)를 통해 오일이 쉽게 스러스트베어링면(Ts)으로 유입될 수 있다. 또, 상기 제1 오일그루브(14a)는 스러스트베어링면(Ts)에 반경방향으로 구비된 제2 오일그루브(14b)와 연결됨과 아울러 그 제2 오일그루브(14b)는 다시 환형 또는 원호형의 제3 오일그루브(14c)와 연결됨에 따라 상기 오일이 스러스트베어링면(Ts)에 넓게 퍼져 상기 메인프레임(10)과 선회스크롤(3) 사이의 마찰손실을 크게 줄일 수 있다. 또, 상기 제3 오일그루브(14c)는 제4 오일그루브(14d)를 통해 자전방지홈(13)과 연통되어 오일이 상기 올담링(5)의 자전방지돌기와 메인프레임(10)의 자전방지홈(13) 사이로 용이하게 유입됨에 따라 상기 올담링(5)의 미끄럼운동이 원활하게 된다.

이렇게, 상기 메인프레임의 오일포켓에 모인 오일이 스러스트베어링면으로 용이하게 유입될 수 있도록 함으로써, 상기 메인프레임과 선회스크롤 사이의 마찰손실을 크게 줄일 수 있고 상기 오일이 올담링과 메인프레임 사이를 효과적으로 윤활할 수 있어 압축기의 성능이 향상될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 급유구조는, 상기 구동축에서 흡상된 오일 이 모이는 오일포켓의 내주면에 나선형의 오일그루브가 형성되어 그 오일포켓에 고인 오일이 스러스트베어링면으로 쉽게 유입될 수 있도록 함과 아울러 상기 스러스트베어링면에도 오일그루브가 형성되어 오일이 스러스트베어링면에서 넓게 퍼질 수 있도록 하여 마찰손실을 크게 줄일 수 있다. 또, 오일이 올담링과 메인프레임 사이의 마찰면으로 유입될 수 있도록 오일그루브가 형성되어 올담링이 원활하게 작동되면서 압축기의 성능이 크게 향상될 수 있다.

Claims

케이싱의 내부에 고정되는 프레임에는 상기 케이싱의 오일을 흡상하는 구동축이 반경방향으로 지지되도록 축수구멍이 형성되고, 상기 축수구멍의 상측에는 상기 구동축의 오일유로를 통해 흡상되는 오일이 모였다가 상기 구동축에 편심 결합된 선회스크롤의 편심 회전에 의해 상기 프레임과 선회스크롤 사이의 스러스트베어링면으로 공급되도록 오일포켓이 형성되는 스크롤 압축기의 급유구조에 있어서,

상기 프레임의 오일포켓 내주면에는 그 오일포켓에 모인 오일이 상기 스러스트베어링면으로 안내되도록 적어도 한 개 이상의 제1 오일그루브가 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
제1항에 있어서,

상기 프레임의 스러스트베어링면에는 상기 제1 오일그루브와 연결되는 적어도 한 개 이상의 제2 오일그루브가 반경방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
제2항에 있어서,

상기 제1 오일그루브와 제2 오일그루브가 연결되는 부위는 라운드지거나 경사지게 형성되는 스크롤 압축기의 급유구조.
제1항에 있어서,

상기 프레임의 스러스트베어링면에는 환형 또는 원호형으로 제3 오일그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
제4항에 있어서,

상기 프레임의 스러스트베어링면에는 제1 오일그루브와 제3 오일그루브가 연결되도록 적어도 한 개 이상의 제2 오일그루브가 반경방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
제5항에 있어서,

상기 프레임에는 선회스크롤의 자전을 방지하기 위한 올담링의 자전방지돌기가 미끄러지게 삽입되도록 자전방지홈이 반경방향으로 형성되고, 상기 프레임의 스러스트베어링면에는 상기 자전방지홈과 제3 오일그루브를 연결하는 제4 오일그루브가 반경방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
제6항에 있어서,

상기 제2 오일그루브와 제4 오일그루브는 원주방향을 따라 교차되게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
제1항에 있어서,

상기 제1 오일그루브는 그 출구가 구동축의 회전방향으로 감기도록 형성되는 스크롤 압축기의 급유구조.