KR101335273B1 - 스크롤 압축기의 실링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 실링 장치는, 케이싱의 내부공간을 흡입공간과 토출공간으로 분리하는 고정스크롤의 외주면이나 고저압분리판에 실링홈 또는 실링부재를 삽입하여 상기 토출공간과 흡입공간 사이를 실링하고, 이를 통해 상기 케이싱의 내주면 또는 이에 대응하는 고정스크롤의 외주면이나 고저압분리판의 가공오차나 조립오차로 인해 토출공간의 냉매가 흡입공간으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 실링 장치{SEAL DEVICE FOR SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 3은 도 1에 따른 실링 장치의 일실시예를 보인 종단면도,

도 4는 도 1에 따른 실링 장치의 다른 실시예를 보인 종단면도,

도 5는 도 1에 따른 실링 장치에서 실링홈의 일례를 보인 종단면도,

도 6 및 도 7은 본 발명 스크롤 압축기에서 실링 장치의 다른 실시예를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 케이싱 20 : 구동모터

30 : 압축부 31 : 고정스크롤

31a : 고정랩 31b : 흡입구

31c: 토출구 31d : 실링홈

31e : 실링구멍 32 : 선회스크롤

34 : 실링부재

본 발명은 스크롤 압축기에서 케이싱의 토출공간으로 토출되는 냉매가 흡입공간으로 누설되는 것을 방지하는 스크롤 압축기의 실링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치이다. 상기 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 베인식, 스크롤식으로 구분할 수 있다.

상기 스크롤 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부공간에 동력을 발생하는 구동모터와 그 구동모터의 동력을 전달받아 압축성 유체인 냉매를 압축하는 압축기구부가 함께 구비되어 있다.

상기 압축기구부는 고정스크롤과 선회스크롤이 서로 맞물려 상기 선회스크롤이 고정스크롤에 대해 선회운동을 하면서 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하고, 상기 압축실이 안쪽으로 이동하면서 냉매를 연속으로 압축하여 토출하게 된다.

상기와 같은 스크롤 압축기중에서 흡입관이 케이싱의 내부공간과 연통되는 소위 '저압식 스크롤 압축기'는 그 케이싱의 내부공간이 고정스크롤을 이용하여 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간으로 구획되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 상기 케이싱의 내부공간을 흡입공간과 토출공간으로 양분하는 고정스크롤의 외주면과 상기 케이싱의 내주면에 가공오차 또는 조립오차가 발생되는 경우에는 그 틈새를 통해 상기 토출공간의 냉매가 흡입공간으로 누설되어 압축기 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 상기 케이싱의 흡입공간과 토출공간 사이를 긴밀하게 실링하여 냉매의 누설을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 실링 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 내부공간이 구비되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 고정되는 모터부; 상기 모터부의 구동력을 전달받는 선회스크롤이 상기 케이싱에 고정되는 고정스크롤에 대해 선회운동을 하면서 냉매를 압축하는 압축부; 및 상기 케이싱의 내주면에 접촉되어 고정되고, 상기 케이싱의 내부공간을 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간으로 분리하며, 상기 케이싱의 내주면에 대향되는 외주면에 음각지게 실링홈이 형성되는 고저압분리부;를 포함한 스크롤 압축기의 실링 장치가 제공된다.

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

도 1은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이며, 도 3은 도 1에 따른 실링 장치의 일실시예를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 1에 따른 실링 장치의 다른 실시예를 보인 종단면도이며, 도 5는 도 1에 따른 실링 장치에서 실링홈의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 소정량의 오일이 충전되도록 밀봉 형성되고 흡입관(SP)과 토출관(DP)이 연통 설치되는 케이싱(10) 과, 상기 케이싱(10)의 상측에 설치되어 회전력을 발생하는 구동모터(20)와, 상기 케이싱(10)의 상측에 설치되고 상기 구동모터(20)에서 발생되는 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(30)로 구성된다.

상기 케이싱(10)은 원통모양으로 형성되어 상기 구동모터(20)와 압축부(30)가 각각 설치되는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 상하 양측을 복개하여 밀봉하는 상부캡(12) 및 하부캡(미도시)으로 이루어진다.

상기 본체(11)의 상하 양측에는 상기 구동모터(20)의 회전축(23)을 지지하는 메인프레임(15)과 서브프레임(미도시)이 각각 고정 설치되고, 상기 상부캡(12)의 내주면에는 그 케이싱(10)의 내부공간을 저압부인 흡입공간(S1)과 고압부인 토출공간(S2)으로 분리할 수 있도록 후술할 압축부(30)의 고정스크롤(31)이 밀착 고정된다. 상기 흡입공간(S1)에는 상기 흡입관(SP)이 연통 결합되고, 상기 토출공간(S2)에는 상기 토출관(DP)이 연통 결합된다.

상기 압축부(30)는 상기 메인프레임(15)의 상면에 고정 설치되는 고정스크롤(31)과, 상기 고정스크롤(31)의 고정랩(31a)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 선회랩(32a)이 구비되어 상기 메인프레임(15)의 상면에 선회 가능하게 얹히는 선회스크롤(32)과, 상기 선회스크롤(32)과 메인프레임(15) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(32)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(33)으로 이루어진다.

상기 고정스크롤(31)은 그 경판부의 외주면이 상기 케이싱(10)의 내주면에 밀착될 수 있도록 원형으로 형성되고, 상기 경판부의 저면 중앙에는 상기 고정 랩(31a)이 형성되며, 상기 경판부의 저면 일측에는 상기 압축실(P)과 케이싱(10)의 흡입공간(S1)이 연통되도록 흡입구(31b)가 형성되고, 상기 경판부의 상측 중앙에는 상기 압축실(P)의 토출측과 케이싱(10)의 토출공간(S2)이 연통되도록 토출구(31c)가 형성된다. 그리고 상기 고정스크롤(31)의 경판부 외주면, 즉 상기 케이싱(10)의 내주면과 접하는 외주면에는 소정 깊이의 실링홈(31d)이 형성되고, 상기 경판부의 상측면, 즉 토출공간(S2)에 접하는 상측면에서 상기 실링홈(31d)의 내측면으로는 그 토출공간(S2)으로 토출되는 고압의 냉매 또는 오일이 상기 실링홈(31d)으로 유입되도록 실링구멍(31e)이 형성된다. 그리고 상기 실링홈(31d)에는 상기 실링구멍(31e)을 통해 유입되는 고압의 냉매나 오일에 밀려 상기 케이싱(10)의 내주면과 고정스크롤(31)의 외주면 사이가 실링되도록 실링부재(34)가 설치될 수 있다.

상기 실링홈(31d)은 원호형상으로 형성될 수 있고 도 2에서와 같이 환형으로 형성될 수도 있다. 예컨대, 상기 실링홈(31d)이 고정스크롤(31)의 외주면을 따라 복수 개의 원호형상으로 형성되는 경우에는 그 각각의 실링홈마다에 상기 실링구멍이 적어도 한 개씩은 연통될 수 있도록 형성되는 반면, 도 2에서와 같이 상기 실링홈(31d)이 한 개의 환형으로 형성되는 경우에는 그 실링홈(31d)에 적어도 한 개(도면에선 3개) 이상의 실링구멍(31e)이 연통될 수 있도록 형성된다. 상기 실링홈(31d)이 한 개이고 복수 개의 실링구멍(31e)이 형성되는 경우에는 상기 실링구멍(31e)은 원주방향을 따라 상호 동일한 간격으로 형성되는 것이 상기 실링부재(34)에 대해 각 위치별 균일한 가압력을 줄 수 있어 바람직하다.

또, 상기 실링홈(31d)은 도 3 및 도 4에서와 같이 그 단면적이 상기 실링구 멍(31e)의 단면적과 동일하게 형성될 수도 있으나, 도 5에서와 같이 상기 실링구멍(31e)의 단면적보다 크게 형성되어 높은 가압력을 유발시킬 수도 있다.

상기 실링구멍(31e)은 도 3에서와 같이 그 입구가 상기 토출구(31c)의 주변, 즉 상기 고정스크롤(31)의 최상면에서 개구될 수 있도록 형성될 수도 있으나, 도 4에서와 같이 가스와 오일의 압력강하를 고려하여 상기 실링홈(31d)과 상대적으로 가까운 단차진 상면에서 개구돌 수 있도록 형성될 수도 있다.

상기 실링부재(34)는 상기 실링구멍(31e)을 통해 유입되는 가스나 오일의 압력에 밀려 상기 케이싱(10)의 내주면에 밀착될 수 있도록 가볍고 밀한 재질로 형성될 수 있다. 그리고 상기 실링부재(34)는 실링홈(31e)의 형상에 따라 다르겠지만 환형이나 원호형 모두 가능하다. 예컨대, 상기 실링홈(31e)이 환형인 경우에는 실링부재(34) 역시 환형으로 형성될 수도 있고, 그 실링부재(34)가 실링구멍(31e)을 통해 유입되는 가스나 오일의 압력에 밀려 바깥쪽으로 벌어지는 현상을 고려하여 원호형상으로 형성될 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 21은 고정자, 22는 회전자, 23은 구동축이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 실링 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 상기 구동모터(20)에 전원이 인가되면, 상기 구동모터(20)의 회전력을 전달받은 선회스크롤(32)이 올담링(33)에 의해 상기 메인프레임(15)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하게 된다. 그리고 상기 선회스크롤(32)이 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤(31)의 고정랩(31a)과 상기 선회스크롤(32)의 선회랩(32a) 사 이에 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 형성되고, 이 압축실(P)은 상기 선회스크롤(32)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하면서 상기 흡입관(SP)을 통해 흡입되는 냉매를 압축하게 된다. 이 압축된 냉매는 상기 고정스크롤(31)의 토출구(31c)를 통해 상기 케이싱(10)의 토출공간(S2)으로 연속 토출되었다가 상기 토출관(DP)을 통해 냉동사이클시스템으로 이동하게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 토출공간(S2)의 압력은 토출되는 냉매에 의해 고압상태가 되고, 그 고압상태의 냉매는 상기 고정스크롤(31)의 실링구멍(31e)으로 유입되어 상대적으로 저압인 흡입공간(S1)으로 이동하려는 경향이 발생된다. 이 실링구멍(31e)으로 유입되는 냉매가 상기 실링홈(31d)에 삽입된 실링부재(34)를 바깥쪽으로 밀어내 그 실링부재(34)의 외주면이 상기 케이싱(10)의 내주면에 압착된다.

이렇게 하여 상기 토출공간으로 토출되는 고압의 냉매가 상기 케이싱의 내주면과 고정스크롤의 외주면 사이를 통해 상기 흡입공간으로 누설되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 실링 장치에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 상기 고정스크롤의 외주면에 별도의 실링부재를 삽입하고 그 실링부재를 고압의 냉매가스나 오일로 밀어 상기 실링부재가 케이싱의 내주면에 압착되도록 하는 것이었으나, 본 실시예는 상기 고정스크롤의 외주면에 실링홈을 형성하고 그 실링홈으로 오일이 유입되어 오일의 유막을 통해 상기 케이 싱의 내주면과 고정스크롤의 외주면 사이를 실링하도록 하는 것이다.

예컨대, 도 6에서와 같이 상기 고정스크롤(31)의 외주면에 실링홈(31d)을 형성하는 경우에는 그 고정스크롤(31)의 토출구(31c)를 통해 냉매와 함께 토출되는 오일이 상기 고정스크롤(31)의 상측면을 따라 흘러내려 상기 케이싱(10)의 내주면과 고정스크롤(31)의 외주면 사이로 유입되고, 그 오일은 상기 고정스크롤(31)의 외주면에 구비된 실링홈(31d)에 고여 일종의 오일막을 형성하면서 상기 토출공간(S2)의 냉매가 흡입공간(S1)으로 누설되는 것을 차단하게 된다.

반면, 도 7에서와 같이 상기 고정스크롤(31)의 외주면에 실링홈(31d)이 형성되고 그 실링홈(31d)의 내측면에서 상기 고정스크롤(31)의 상측면으로 실링구멍(31e)이 형성되는 경우에는 상기 토출공간(S2)으로 토출되는 오일의 일부가 실링구멍(31e)을 통해 실링홈(31d)으로 유입되어 상기 케이싱(10)의 내주면과 고정스크롤(31)의 외주면 사이에 오일막을 형성하면서 냉매가 토출공간(S2)에서 흡입공간(S1)으로 누설되는 것을 차단하게 된다.

한편, 전술한 실시예들에서는 상기 실링홈과 실링구멍 등이 고정스크롤에 형성되는 경우를 예로들어 살펴보았으나, 상기 고정스크롤의 상측면에 별도의 고저압분리판이 설치되는 경우에는 그 고저압분리판에 상기 실링홈과 실링구멍 등을 설치할 수도 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 실링 장치는, 상기 케이싱의 내부공간을 흡입공간과 토출공간으로 분리하는 고정스크롤의 외주면 또는 고저압분리판에 실링홈 을 형성하거나 또는 그 실링홈에 실링부재를 삽입하여 상기 실링홈에 오일이 채워지거나 또는 실링부재가 케이싱의 내주면에 압착되어 상기 토출공간과 흡입공간 사이를 실링함으로써, 상기 케이싱의 내주면 또는 이에 대응하는 고정스크롤의 외주면이나 고저압분리판의 가공오차나 조립오차로 인해 토출공간의 냉매가 흡입공간으로 누설되는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 스크롤 압축기의 성능을 높일 수 있다.

Claims (6)

1. 밀폐된 내부공간이 구비되는 케이싱;

   상기 케이싱의 내부공간에 고정되는 모터부;

   상기 모터부의 구동력을 전달받는 선회스크롤이 상기 케이싱에 고정되는 고정스크롤에 대해 선회운동을 하면서 냉매를 압축하는 압축부; 및

   상기 케이싱의 내주면에 접촉되어 고정되고, 상기 케이싱의 내부공간을 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간으로 분리하며, 상기 케이싱의 내주면에 대향되는 외주면에 음각지게 실링홈이 형성되는 고저압분리부;를 포함하고,

   상기 고저압분리부는 그 실링홈의 내측면이 상기 케이싱의 토출공간과 연통되도록 실링구멍이 형성되는 스크롤 압축기의 실링 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 실링홈의 단면적은 상기 실링구멍의 단면적 보다 크게 형성되는 스크롤 압축기의 실링 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 고저압분리부는 그 실링홈에 실링부재가 삽입되는 스크롤 압축기의 실링 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 실링부재는 일체로 된 환형으로 형성되거나 또는 그 중간이 절단된 원호형으로 형성되는 스크롤 압축기의 실링 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 고저압분리부는 상기 케이싱의 내주면에 대응되는 상기 고정스크롤의 외주면이 상기 케이싱에 접촉되어 그 케이싱의 내부공간을 흡입공간과 토출공간으로 분리하고, 상기 고정스크롤의 외주면에 상기 실링홈이 형성되어 이루어지는 스크롤 압축기의 실링 장치.

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