KR102057095B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

스크롤 압축기가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기는 실린더 블록의 압축실 외측에 결합되고, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 이동되는 통로가 형성된 고정 스크롤 하우징; 및 상기 고정 스크롤 하우징에 장착되고 상기 통로를 통해 이동된 냉매에 포함된 오일이 분리되는 오일 분리부가 구비된 센터헤드를 포함한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}
본 발명은 스크롤 압축기의 불필요한 공간을 냉매의 이동과 상기 냉매에 포함된 오일의 분리를 위한 공간으로 활용하고, 냉매의 이동에 따른 통로를 단순화시킨 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 구비된 냉방장치는 압축기와, 응축기와 팽창밸브 및 증발기로 구성되고, 압축기(comprseeor)는 증발기로부터 토출된 냉매가스를 액화하기 쉬운 고온고압 상태로 압축하여 응축기로 전달한다. 또한 압축기는 냉방이 지속되도록 냉매를 펌핑하여 재순환시키는 역할을 수행한다.
응축기(condenser)는 고온고압의 냉매가스를 외기와 열교환시켜 냉각함으로써 액화시키고, 팽창밸브(expansion valve)는 액상 냉매를 단열 팽창시켜 온도와 압력을 강하시킴으로써 증발기에서 증발하기 용이한 상태로 만들어준다.
증발기(evaporator)는 액상 냉매를 실내로 도입되는 외기와 열교환시킴으로써 열을 흡수, 증발하게 하여 기화시킨다. 외기는 냉매에 열을 빼앗겨 냉각되며 블로어에 의해 차 실내로 송풍된다.
압축기는 작동유체(냉매)를 압축하는 부분이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있는데, 상기 왕복식에는 크랭크를 사용하여 구동원의 구동력을 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식과, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 및 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다.
이중 사판식 압축기에는 사판의 각도가 일정하게 고정된 고정형과, 사판의 각도가 가변되는 가변형이 사용된다.
이와 같이 사용되는 종래의 압축기는 리어 헤드가 설치되는데, 상기 리어 헤드는 오일과 냉매를 분리하기 위해 상당히 복잡한 구조를 갖고 오일과 냉매를 분리하고 있으나 이는 가공성 저하 및 원가 상승의 주원인으로 작용하고 있으며 오일과 냉매의 분리 효율을 저하시키는 문제점을 유발시켜 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.
대한민국공개특허공보 제10-2011-0058017호
본 발명의 실시 예들은 스크롤 압축기의 리어헤드 대신에 고정 스크롤 하우징에 냉매의 이동이 이루어지는 통로를 형성하고, 센터헤드의 내부 영역을 최대한 활용하여 냉매에 포함된 오일을 분리하기 위한 스크롤 압축기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 실린더 블록의 압축실 외측에 결합되고, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 이동되는 통로가 형성된 고정 스크롤 하우징; 및
상기 고정 스크롤 하우징에 장착되고 상기 통로를 통해 이동된 냉매에 포함된 오일이 분리되는 오일 분리부가 구비된 센터헤드를 포함한다.
통로는 상기 고정 스크롤 하우징의 내측 중앙에서 외측을 향해 연장된 제1 통로; 상기 제1 통로의 단부에서 상기 고정 스크롤 하우징의 하단을 향해 연장된 제2 통로; 상기 제2 통로의 단부에서 센터헤드를 향해 연장된 제3 통로를 포함한다.
제3 통로는 상기 제2 통로의 단부에서 센터헤드로 갈수록 하향 경사진 기울기를 갖고 연장된 것을 특징으로 한다.
제1 통로는 상기 고정 스크롤 하우징의 외주면까지 관통된 것을 특징으로 한다.
스크롤 압축기는 상기 고정 스크롤 하우징의 외측에 밀착되는 리테이너를 포함하고, 상기 리테이너는 고정 볼트에 의해 고정 스크롤 하우징에 고정되는 것을 특징으로 한다.
센터헤드는 전면 하측에 위치되고 상기 통로를 통해 이동된 냉매가 유입되는 냉매 유입구; 일단이 상기 냉매 유입구의 단부와 연통되고 타단이 센터헤드의 내측 중앙을 향해 개구된 냉매 배출구; 상기 센터헤드의 내측 상부에 형성되고 상기 냉매 배출구를 통해 배출된 냉매 중 오일이 분리된 가스 상태의 냉매가 토출되는 냉매 토출구; 상기 냉매 유입구와 연통되고 냉매에 포함된 오일이 스크롤 압축기의 내측으로 재 유입되도록 센터헤드의 하측을 향해 개구된 오일 이동 통로를 포함한다.
냉매 배출구는 상기 냉매 유입구의 단부에서 센터헤드의 내측 중앙을 향해 복수개로 분할된 것을 특징으로 한다.
오일 분리부는 상기 냉매 배출구와 연통되어 센터헤드의 내측 원주 방향을 따라 형성된 홈부; 상기 홈부의 내측에 서로 마주보는 상태로 돌출되고 홈부의 영역을 부분폐쇄 시켜 가스 상태의 냉매만 이동 가능하게 하는 격벽을 포함한다.
홈부는 상기 센터헤드의 내측에 좌우 대칭 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.
홈부는 링 형상 또는 타원 형상 또는 다각 형상 중의 어느 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
격벽은 상기 홈부의 하측을 향해 하단이 경사지게 연장된 것을 특징으로 한다.
오일 분리부는 상기 홈부의 하단과 연통된 냉매 배출구와 이웃하여 각각 마주보는 상태로 홈부에 돌출되고 냉매에 포함된 오일의 역류를 방지하는 보조 격벽을 더 포함한다.
보조 격벽은 상기 센터헤드의 좌측과 우측을 향해 각각 경사지게 연장된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 스크롤 압축기는 실린더 블록의 압축실 외측에 결합되고, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 이동되는 통로가 형성된 고정 스크롤 하우징; 및 상기 고정 스크롤 하우징에 장착되고 센터헤드 전방에 위치되어 상기 통로를 통해 이동된 냉매에 포함된 오일이 분리되는 오일 분리부가 구비된 센터헤드를 포함하고, 상기 오일 분리부는 내측 원주 방향을 따라 형성된 홈부; 상기 홈부의 내측에 서로 마주보는 상태로 복수개가 돌출되고 홈부의 영역을 부분폐쇄 시켜 가스 상태의 냉매만 이동 가능하게 하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
격벽은 상기 홈부에 상, 하로 이웃하여 돌출된 단부가 각기 서로 다른 방향을 향해 하측으로 연장된 것을 특징으로 한다.
센터헤드는 전면 하측에 위치되고 상기 통로를 통해 이동된 냉매가 유입되는 냉매 유입구; 일단이 상기 냉매 유입구의 단부와 연통되고 타단이 센터헤드의 내측 중앙을 향해 개구된 냉매 배출구; 상기 센터헤드의 내측 상부에 형성되고 상기 냉매 배출구를 통해 배출된 냉매 중 오일이 분리된 가스 상태의 냉매가 토출되는 냉매 토출구; 상기 냉매 유입구와 연통되고 냉매에 포함된 오일이 스크롤 압축기의 내측으로 재 유입되도록 센터헤드의 하측을 향해 개구된 오일 이동 통로를 포함한다.
냉매 배출구는 상기 냉매 유입구의 단부에서 센터헤드의 내측 중앙을 향해 복수개로 분할된 것을 특징으로 한다.
오일 분리부는 상기 홈부의 하단과 연통된 냉매 배출구와 이웃하여 각각 마주보는 상태로 홈부에 돌출되고 냉매에 포함된 오일의 역류를 방지하는 보조 격벽을 더 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 센터헤드의 내부 공간을 최대한 활용할 수 있어 공간 활용도가 높아지고, 상기 센터헤드에서 냉매에 포함된 오일을 분리시켜 재사용할 수 있으므로 스크롤 압축기의 윤활 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 센터헤드에 냉매 토출구가 형성되므로 상기 냉매 토출구의 위치에 대한 설계 자유도가 향상되므로, 스크롤 압축기가 장착되는 차량의 레이아웃을 최대한 활용할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 스크롤 압축기에 리어 헤드가 불필요하여 원가 절감을 도모할 수 있고, 고압의 냉매 토출로 인한 외부 리크 문제를 최소화 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기를 간략히 도시한 단면도.
도 2의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센터헤드의 정면도와 후면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정 스크롤 하우징과 센터헤드가 조립된 상태를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기에서 리테이너를 고정볼트가 고정하는 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스크롤 압축기를 간략히 도시한 단면도.
도 6은 의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센터헤드의 정면도와 후면도.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기를 간략히 도시한 단면도이고, 도 2의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센터헤드의 정면도와 후면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정 스크롤 하우징과 센터헤드가 조립된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기에서 리테이너를 고정볼트가 고정하는 상태를 도시한 도면이다.
첨부된 도 1 내지 도4를 참조하면, 스크롤 압축기는 고정 스크롤 하우징(100)과 센터헤드(200)를 포함하여 구성되고, 상기 고정 스크롤 하우징(100)은 원통 형태의 관 형상으로 이루어지고 실린더 블록(2)의 외측에 결합되며 냉매가 이동되는 통로(110)가 형성된다.
센터헤드(200)는 상기 고정 스크롤 하우징(100)에 장착되고 상기 통로(110)를 통해 이동된 냉매에 포함된 오일이 분리되는 오일 분리부(210)가 구비된다.
통로(110)는 상기 고정 스크롤 하우징(100)의 내측 중앙에서 외측을 향해 수평하게 연장된 제1 통로(112)와, 상기 제1 통로(112)의 단부에서 상기 고정 스크롤 하우징(100)의 하단을 향해 연장된 제2 통로(114)와, 상기 제2 통로(114)의 단부에서 센터헤드(200)를 향해 연장된 제3 통로(116)를 포함한다.
통로(110)는 압축실에서 압축된 냉매를 센터헤드(200)까지 이동시키기 위해 도면에 도시된 경로로 형성되므로, 별도로 리어헤드를 사용하지 않아도 되므로 스크롤 압축기의 제작에 따른 제조 원가를 절감하고, 냉매의 이동 방향을 고정 스크롤 하우징(100)의 외측이 아닌 후술할 센터헤드(200)로 이동시킴으로써 냉매의 누설을 예방할 수 있어 스크롤 압축기의 작동 효율을 향상시키고, 냉매 누설로 인한 오작동을 사전에 예방할 수 있다.
또한 상기 냉매에 포함된 오일을 고정 스크롤 하우징(100)의 외측이 아닌 센터헤드(200)에서 이루어지도록 함으로써 고압 상태로 토출되는 냉매의 압력으로 인한 실링(sealing) 개수를 상대적으로 줄일 수 있어 스크롤 압축기의 작동 안전성을 향상시킬 수 있다.
제1 통로(112)는 첨부된 도면을 기준으로 중앙 위치에 소정의 직경으로 형성되고, 횡 방향으로 연장되어 고정 스크롤 하우징(100)의 외주면까지 관통되므로, 작업자가 제1 통로(112)에 대한 점검 및 수리를 필요로 할 때 제1 통로(112)의 내부 상태를 육안 또는 내시경 장비를 이용하여 확인할 수 있어 작업 효율성이 향상된다.
제1 통로(112)는 압축실에서 압축된 냉매를 후술할 제2 통로(114)와 제3 통로(116)로 이동시키는 역할을 하며, 고정 스크롤 하우징(100)의 외측에 밀착되는 리테이너(10)(도 3 또는 도 4 참조)에 의해 외부로 누설되지 않고 센터헤드(200)를 향해 안정적으로 이동될 수 있다.
리테이너(10)는 고정 볼트(20)에 의해 고정 스크롤 하우징(100)에 고정되며 작업자가 제1 통로(112)에 대한 점검을 실시하고자 할 경우 상기 고정 볼트(20)의 고정 상태를 해제하고 리테이너(10)를 분리하면 편리하게 현재 상태를 확인할 수 있다.
제3 통로(116)는 제2 통로(114)의 단부에서 센터헤드(200)로 갈수록 하향 경사진 기울기를 갖고 연장되며, 이 경우 냉매의 이동 속도가 향상되어 특정 위치에서 냉매가 잔존하지 않고 센터헤드(200)를 향해 이동이 이루어진다.
고정 스크롤 하우징(100)과 센터헤드(200)는 원주 방향을 따라 다수개의 마운팅 홀이 형성되고, 상기 마운팅 홀에 볼트가 결합되어 서로 간에 밀착된 상태로 결합된다.
센터헤드(200)는 스크롤 압축기에 구비된 샤프트가 삽입되도록 중앙에 샤프트 삽입 홀이 형성된 원판 형태로 이루어진다. 특히 센터헤드(200)는 냉매의 이동 및 오일 분리가 이루어지는 공간으로 활용됨으로써 공간 활용성을 향상시키고 무게를 절감할 수 있어 스크롤 압축기의 전체 무게 경감을 도모할 수 있다.
센터헤드(200)는 전면 하측에 위치되고 상기 통로(110)를 통해 이동된 냉매가 유입되는 냉매 유입구(202)와, 일단이 상기 냉매 유입구(202)의 단부와 연통되고 타단이 센터헤드(200)의 내측 중앙을 향해 개구된 냉매 배출구(204)와, 상기 센터헤드(200)의 내측 상부에 형성되고 상기 냉매 배출구(204)를 통해 배출된 냉매 중 오일이 분리된 가스 상태의 냉매가 토출되는 냉매 토출구(206)와, 상기 냉매 유입구(202)와 연통되고 냉매에 포함된 오일이 스크롤 압축기의 압축실로 재 유입되도록 센터헤드(200)의 하측을 향해 개구된 오일 이동 통로(208)를 포함한다.
냉매 유입구(202)는 도면을 기준으로 센터헤드(200)의 내측 하단 중앙(시계 방향을 기준으로 6시 방향)에 형성되고, 개수는 도면에 도시된 개수로 반드시 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
냉매 배출구(204)는 상기 냉매 유입구(202)의 단부에서 센터헤드(200)의 내측 중앙을 향해 1개 또는 복수개로 분할 형성될 수 있으며, 냉매의 이동량에 따라 변동될 수 있다.
냉매 토출구(206)는 전술한 바와 같이 가스 상태의 순수 냉매만 토출시키기 위해 형성되며, 센터헤드(200)의 내측 상단(12시 방향) 위치에 개구되어 있으므로 냉매에 포함된 오일은 중력에 의해 센터헤드(200)의 내측 하단에 분리되었다가 후술할 오일 이동 통로(208)를 통해 스크롤 압축기의 내측으로 재유입되어 재 사용된다.
냉매 토출구(206)는 도면에 도시된 개수 이상으로 이루어질 수 있으며 특별히 개수를 한정하지는 않는다.
오일 이동 통로(208)는 센터헤드(200)의 후방 하측을 향해 다수개가 서로 간에 이격된 형태로 형성 되며, 냉매의 토출 압력에 의해 가스는 전술한 냉매 토출구(206)를 향해 이동되고 오일은 오일 이동 통로(208)를 통해 이동된다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 오일 분리부에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
오일 분리부(210)는 센터헤드(200)의 내측에 형성되고 냉매 배출구(204)와 연통되어 센터헤드(200)의 내측 원주 방향을 따라 형성된 홈부(212)와, 상기 홈부(212)의 내측에 서로 마주보는 상태로 돌출되고 홈부(212)의 영역을 부분폐쇄 시켜 가스 상태의 냉매만 이동 가능하게 하는 격벽(214)을 포함한다.
오일 분리부(210)에서는 통로(110)를 통해 유입된 냉매를 순수 가스 상태의 냉매와 오일로 각각 분리시키고, 분리된 가스 상태의 냉매는 스크롤 압축기의 작동에 재 사용된다. 그리고 냉매에서 분리된 오일은 스크롤 압축기에 구비된 베어링 또는 윤활이 필요한 구성물에 공급되어 스크롤 압축기의 안정적인 작동을 도모할 수 있다.
홈부(212)는 센터헤드(200)의 내측에 링 형상 또는 타원 형상 또는 다각 형상 중의 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있으며 본 실시 예에서는 링 형상으로 한정하여 설명하나 전술한 바와 같이 다른 형상으로도 변경될 수 있다.
냉매 배출구(204)에서 배출된 냉매는 오일을 포함한 냉매로서, 상기 냉매 배출구(204)를 통해 소정의 압력 상태로 지속적으로 냉매가 홈부(212)로 공급될 경우 화살표 방향을 따라 냉매가 이동된다.
이때 냉매는 홈부(212)의 내측 원주 방향을 따라 이동이 이루어지면서 액체 상태의 오일은 홈부(212)의 하단으로 낙하되어 분리된 후에 오일 이동 통로(208)를 통해 이동되고, 가스 상태의 냉매만 냉매 토출구(206)를 통해 토출된다.
참고로 홈부(212)는 링 형태로 이루어질 경우 좌우 대칭 형태로 이루어져 좌측 또는 우측 중의 어느 일측 방향으로 냉매가 집중되는 현상이 방지되고 홈부(212)의 좌우측 영역을 통해 안정적으로 냉매 토출구(206)로 이동된다.
격벽(214)은 냉매를 가스 상태의 냉매와 오일로 각각 분리하는 과정에서 액체 상태의 오일이 냉매 토출구(206)로 토출되는 현상을 방지하여 가스 상태의 냉매만 냉매 토출구(206)로 토출시킬 수 있다.
격벽(214)의 위치는 센터헤드(200)의 중앙을 기준으로 좌우 상측의 서로 마주보는 위치에 형성되며, 홈부(212)의 하측을 향해 하단이 경사지게 연장되므로 오일이 부분적으로 홈부(212)의 내측을 따라 이동되는 경우에도 냉매 토출구(206)로 더 이상 이동되지 않고 오일 이동 통로(208)를 향해 낙하될 수 있다.
오일 분리부(210)는 홈부(212)의 하단과 연통된 냉매 배출구(204)와 이웃하여 각각 마주보는 상태로 홈부(212)에 돌출되고 냉매에 포함된 오일의 역류를 방지하는 보조 격벽(216)을 더 포함한다.
보조 격벽(216)은 냉매 유입구(202)와 오일 이동 통로(208) 사이에 위치되어 홈부(212)를 향해 연장되는데, 상기 냉매 유입구(202)를 기준으로 보조 격벽(216)이 좌측과 우측에 각각 형성되고, 오일 이동 통로(208)는 냉매 유입구(202)와 보조 격벽(216)을 매개로 분할된 위치에 형성되므로 상기 냉매 유입구(202)를 통해 유입된 고압의 냉매는 홈부(212)의 내측을 따라 이동된 후에 격벽(214)에 의해 가스 상태의 냉매와 오일로 분리되어 상기 오일 이동 통로(208)를 통해 이동된다.
또한 보조 격벽(216)이 일정 높이 이상 연장되어 있으므로 오일 이동 통로(208)를 통해 냉매가 일정하게 배출되는 것으로 가정할 경우 분리된 오일이 냉매 배출구(204)로 역류되는 것이 방지된다.
보조 격벽(216)은 상기 센터헤드(200)의 좌측과 우측을 향해 각각 경사지게 연장되는데, 이 경우 오일이 순간적으로 홈부(212)의 내측을 따라 이동되는 경우에도 안정적으로 차단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 스크롤 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 5 내지 도 6을 참조하면, 스크롤 압축기는 실린더 블록(2)의 압축실 외측에 결합되고, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 이동되는 통로(110a)가 형성된 고정 스크롤 하우징(100a); 및 상기 고정 스크롤 하우징(100a)에 장착되고 상기 통로(110a)를 통해 이동된 냉매에 포함된 오일이 분리되는 오일 분리부(210a)가 구비된 센터헤드(200a)를 포한다.
상기 오일 분리부(210a)는 내측 원주 방향을 따라 형성된 홈부(212a)와, 상기 홈부(212a)의 내측에 서로 마주보는 상태로 복수개가 돌출되고 홈부(212a)의 영역을 부분폐쇄 시켜 가스 상태의 냉매만 이동 가능하게 하는 격벽(214a)을 포함한다.
본 실시 예의 가장 큰 기술적 특징은 격벽(214a)이 상기 홈부(212a)에 상, 하로 이웃하여 돌출된 단부가 각기 서로 다른 방향을 향해 하측으로 연장되는데, 이 경우 냉매가 홈부(212a)의 원주 방향을 따라 가스 상태의 냉매와 오일로 각각 분리되는 과정에서 상기 격벽(214a)에 의해 오일이 냉매 토출구(204a)를 향해 이동되지 않고 안정적으로 분리되어 센터헤드(200a)의 하측으로 낙하된 후에 오일 이동 통로(208a)로 유입된다.
따라서 냉매 배출구(204a)를 통해 다량의 냉매가 홈부(212a)로 공급되는 경우에도 가스 상태의 냉매만 안정적으로 분리하여 냉매 토출구(204a)를 통해 토출시킬 수 있으므로 스크롤 압축기의 효율을 향상시킬 수 있으며 오일 이동 통로(208a)로 이동된 오일은 스크롤 압축기에 구비된 베어링 또는 마찰이 발생되는 구성품에 공급되어 마모를 방지하는데 재 사용된다.
통로(110a)는 상기 고정 스크롤 하우징(100a)의 내측 중앙에서 외측을 향해 수평하게 연장된 제1 통로(112a)와, 상기 제1 통로(112a)의 단부에서 상기 고정 스크롤 하우징(100)의 하단을 향해 연장된 제2 통로(114a)와, 상기 제2 통로(114a)의 단부에서 센터헤드(200a)를 향해 연장된 제3 통로(116a)를 포함한다.
통로(110a)는 압축실에서 압축된 냉매를 센터헤드(200a)까지 이동시키기 위해 도면에 도시된 경로로 형성되며, 별도의 리어헤드를 사용하지 않아도 되므로 스크롤 압축기의 제작에 따른 제조 원가를 절감하고, 냉매의 이동 방향을 고정 스크롤 하우징(100a)의 외측이 아닌 후술할 센터헤드(200a)로 이동시킴으로써 냉매의 누설을 예방할 수 있어 스크롤 압축기의 작동 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 냉매에 포함된 오일을 고정 스크롤 하우징(100a)의 외측이 아닌 센터헤드(200a)에서 이루어지도록 함으로써 고압 상태로 토출되는 냉매의 압력으로 인한 실링(sealing) 개수를 상대적으로 줄일 수 있어 스크롤 압축기의 작동 안전성을 향상시킬 수 있다.
제1 통로(112a)는 첨부된 도면을 기준으로 중앙 위치에 소정의 직경으로 형성되고, 횡 방향으로 연장되어 고정 스크롤 하우징(100a)의 외주면까지 관통되므로, 작업자가 제1 통로(112a)에 대한 점검 및 수리를 필요로 할 때 제1 통로(112a)의 내부 상태를 육안 또는 내시경 장비를 이용하여 확인할 수 있어 작업 효율성이 향상된다.
제1 통로(112a)는 압축실에서 압축된 냉매를 후술할 제2 통로(114a)와 제3 통로(116a)로 이동시키는 역할을 하며, 고정 스크롤 하우징(100a)의 외측에 밀착되는 리테이너(10)에 의해 외부로 누설되지 않고 센터헤드(200a)를 향해 안정적으로 이동될 수 있다.
리테이너(10)는 고정 볼트(20)에 의해 고정 스크롤 하우징(100a)에 고정되며 작업자가 제1 통로(112a)에 대한 점검을 실시하고자 할 경우 상기 고정 볼트(20)의 고정 상태를 해제하고 리테이너(10)를 분리하면 편리하게 상태를 확인할 수 있다.
제3 통로(116a)는 제2 통로(114a)의 단부에서 센터헤드(200a)로 갈수록 하향 경사진 기울기를 갖고 연장되며, 이 경우 냉매의 이동 속도가 향상되어 특정 위치에서 냉매가 잔존하지 않고 센터헤드(200a)를 향해 이동이 이루어진다.
고정 스크롤 하우징(100a)과 센터헤드(200a)는 원주 방향을 따라 다수개의 마운팅 홀이 형성되고, 상기 마운팅 홀에 볼트가 결합되어 서로 간에 밀착된 상태로 결합된다.
센터헤드(200a)는 스크롤 압축기에 구비된 샤프트가 삽입되도록 중앙에 샤프트 삽입 홀이 형성된 원판 형태로 이루어진다. 특히 센터헤드(200a)는 냉매의 이동 및 오일 분리가 이루어지는 공간으로 활용됨으로써 공간 활용성을 향상시키고 무게를 절감할 수 있어 스크롤 압축기의 전체 무게 경감을 도모할 수 있다.
샤프트 삽입 홀이 형성된 원판 형태로 이루어진다. 센터헤드(200a)는 전면 하측에 위치되고 상기 통로(110a)를 통해 이동된 냉매가 유입되는 냉매 유입구(202a)와, 일단이 상기 냉매 유입구(202a)의 단부와 연통되고 타단이 센터헤드(200a)의 내측 중앙을 향해 개구된 냉매 배출구(204a)와, 상기 센터헤드(200a)의 내측 상부에 형성되고 상기 냉매 배출구(204a)를 통해 배출된 냉매 중 오일이 분리된 가스 상태의 냉매가 토출되는 냉매 토출구(204a)와, 상기 냉매 유입구(202a)와 연통되고 냉매에 포함된 오일이 스크롤 압축기의 압축실로 재 유입되도록 센터헤드(200a)의 하측을 향해 개구된 오일 이동 통로(208a)를 포함한다.
냉매 유입구(202a)는 도면을 기준으로 센터헤드(200a)의 내측 하단 중앙(시계 방향을 기준으로 6시 방향)에 형성되고, 개수는 도면에 도시된 개수로 반드시 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
냉매 배출구(204a)는 상기 냉매 유입구(202a)의 단부에서 센터헤드(200a)의 내측 중앙을 향해 1개 또는 복수개로 분할 형성될 수 있으며, 냉매의 이동량에 따라 변동될 수 있다.
냉매 토출구(204a)는 전술한 바와 같이 가스 상태의 순수 냉매만 토출시키기 위해 형성되며, 센터헤드(200a)의 내측 상단(12시 방향) 위치에 개구되어 있으므로 냉매에 포함된 오일은 중력에 의해 센터헤드(200a)의 내측 하단에 분리되었다가 후술할 오일 이동 통로(208a)를 통해 스크롤 압축기의 내측으로 재유입되어 재 사용된다.
냉매 토출구(204a)는 도면에 도시된 개수 이상으로 이루어질 수 있으며 특별히 개수를 한정하지는 않는다.
오일 이동 통로(208a)는 센터헤드(200a)의 하측을 향해 다수개가 형성되고 서로 간에 이격 배치되며, 냉매의 토출 압력에 의해 가스는 전술한 냉매 토출구(204a)를 향해 이동되고 오일은 오일 이동 통로(208a)를 통해 이동된다.
냉매 배출구(204a)는 상기 냉매 유입구(202a)의 단부에서 센터헤드(200a)의 내측 중앙을 향해 복수개로 분할되며 특별히 개수를 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
냉매 배출구(204a)에서 배출된 냉매는 오일을 포함한 냉매로서, 상기 냉매 배출구(204a)를 통해 소정의 압력 상태로 지속적으로 냉매가 홈부(212a)로 공급될 경우 화살표 방향을 따라 냉매가 이동된다.
이때 냉매는 홈부(212a)의 내측 원주 방향을 따라 이동이 이루어지면서 액체 상태의 오일은 홈부(212a)의 하단으로 낙하되어 분리된 후에 오일 이동 통로(208a)를 통해 이동되고, 가스 상태의 냉매만 냉매 토출구(204a)를 통해 토출된다.
참고로 홈부(212a)는 링 형태로 이루어질 경우 좌우 대칭 형태로 이루어져 좌측 또는 우측 중의 어느 일측 방향으로 냉매가 집중되는 현상이 방지되고 홈부(212a)의 좌우측 영역을 통해 안정적으로 냉매 토출구(204a)로 이동된다.
본 실시 예에서는 격벽(214a)은 이중 격벽 형태로 구성되므로 냉매를 가스 상태의 냉매와 오일로 각각 분리하는 과정에서 액체 상태의 오일이 냉매 토출구(204a)로 토출되는 현상을 방지하여 가스 상태의 냉매만 냉매 토출구(204a)로 토출시킬 수 있다.
격벽(214a)의 위치는 센터헤드(200a)의 중앙을 기준으로 좌우 상측의 서로 마주보는 위치에 형성되며, 홈부(212a)의 하측을 향해 하단이 경사지게 연장되므로 오일이 부분적으로 홈부(212a)의 내측을 따라 이동되는 경우에도 냉매 토출구(204a)로 더 이상 이동되지 않고 오일 이동 통로(208)를 향해 낙하될 수 있다.
오일 분리부(210a)는 홈부(212a)의 하단과 연통된 냉매 배출구(204a)와 이웃하여 각각 마주보는 상태로 홈부(212a)에 돌출되고 냉매에 포함된 오일의 역류를 방지하는 보조 격벽(216a)을 더 포함한다.
보조 격벽(216a)은 냉매 유입구(202a)와 오일 이동 통로(208a) 사이에 위치되어 홈부(212a)를 향해 연장되는데, 상기 냉매 유입구(202a)를 기준으로 보조 격벽(216a)이 좌측과 우측에 각각 형성되고, 오일 이동 통로(208a)는 냉매 유입구(202a)와 보조 격벽(216a)을 매개로 분할된 위치에 형성되므로 상기 냉매 유입구(202a)를 통해 유입된 고압의 냉매는 홈부(212a)의 내측을 따라 이동된 후에 격벽(214a)에 의해 가스 상태의 냉매와 오일로 분리되어 상기 오일 이동 통로(208a)를 통해 이동된다.
또한 보조 격벽(216a)이 일정 높이 이상 연장되어 있으므로 오일 이동 통로(208a)를 통해 냉매가 일정하게 배출되는 것으로 가정할 경우 분리된 오일이 냉매 배출구(204a)로 역류되는 것이 방지된다.
보조 격벽(216a)은 상기 센터헤드(200a)의 좌측과 우측을 향해 각각 경사지게 연장되는데, 이 경우 오일이 순간적으로 홈부(212a)의 내측을 따라 이동되는 경우에도 안정적으로 차단할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
2 : 실린더 블록
100 : 고정 스크롤 하우징
110 : 통로
112, 114, 116 : 제1,2,3 통로
200, 200a : 센터헤드
202, 202a : 냉매 유입구
204, 204a : 냉매 유출구
206, 206a : 냉매 토출구
208, 208a : 오일 이동 통로
210, 210a : 오일 분리부
212, 212a : 홈부
214, 214a : 격벽
216, 216a : 보조 격벽

Claims (18)

  1. 실린더 블록(2)의 압축실 외측에 결합되고, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 이동되는 통로(110)가 형성된 고정 스크롤 하우징(100); 및
    상기 고정 스크롤 하우징(100)에 장착되고 상기 통로(110)를 통해 이동된 냉매에 포함된 오일이 분리되는 오일 분리부(210)가 구비되며,
    샤프트가 삽입되도록 중앙에 샤프트 삽입 홀이 형성되고 원판 형태로 이루어진 센터헤드(200)를 포함하되,
    상기 통로(110)는 상기 고정 스크롤 하우징(100)의 내측 중앙에서 외측을 향해 연장된 제1 통로(112)와, 상기 제1 통로(112)의 단부에서 상기 고정 스크롤 하우징(100)의 하측 중앙을 향해 연장된 제2 통로(114)와, 상기 제2 통로(114)의 단부에서 센터헤드(200)를 향해 연장된 제3 통로(116)를 포함하고, 상기 제1 통로(112)는 상기 고정 스크롤 하우징(100)의 외주면까지 관통되며,
    상기 제1 통로(112)를 경유하는 냉매의 누설을 방지하기 위해 구비된 리테이너(10)를 더 포함하고, 상기 리테이너(10)는 고정 볼트(20)에 의해 고정 스크롤 하우징(100)에 고정되고,
    상기 센터헤드(200)는 전면 하측에 위치되고 상기 통로(110)를 통해 이동된 냉매가 유입되는 냉매 유입구(202);
    일단이 상기 냉매 유입구(202)의 단부와 연통되고 타단이 센터헤드(200)의 내측 중앙을 향해 개구된 냉매 배출구(204);
    상기 센터헤드(200)의 내측 상부에 형성되고 상기 냉매 배출구(204)를 통해 배출된 냉매 중 오일이 분리된 가스 상태의 냉매가 토출되는 냉매 토출구(206);
    상기 냉매 유입구(202)와 연통되고 냉매에 포함된 오일이 스크롤 압축기의 내측으로 재 유입되도록 센터헤드(200)의 하측을 향해 개구된 오일 이동 통로(208)를 포함하는 스크롤 압축기.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 통로(116)는,
    상기 제2 통로(114)의 단부에서 센터헤드(200)로 갈수록 하향 경사진 기울기를 갖고 연장된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 냉매 배출구(204)는,
    상기 냉매 유입구(202)의 단부에서 센터헤드(200)의 내측 중앙을 향해 복수개로 분할된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 오일 분리부(210)는,
    상기 냉매 배출구(204)와 연통되어 센터헤드(200)의 내측 원주 방향을 따라 형성된 홈부(212);
    상기 홈부(212)의 내측에 서로 마주보는 상태로 돌출되고 홈부(212)의 영역을 부분폐쇄 시켜 가스 상태의 냉매만 이동 가능하게 하는 격벽(214)을 포함하는 스크롤 압축기.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 홈부(212)는,
    상기 센터헤드(200)의 내측에 좌우 대칭 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 홈부(212)는,
    링 형상 또는 타원 형상 또는 다각 형상 중의 어느 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 격벽(214)은,
    상기 홈부(212)의 하측을 향해 하단이 경사지게 연장된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 오일 분리부(210)는,
    상기 홈부(212)의 하단과 연통된 냉매 배출구(204)와 이웃하여 각각 마주보는 상태로 홈부(212)에 돌출되고 냉매에 포함된 오일의 역류를 방지하는 보조 격벽(216)을 더 포함하는 스크롤 압축기.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 보조 격벽(216)은,
    상기 센터헤드(200)의 좌측과 우측을 향해 각각 경사지게 연장된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  14. 실린더 블록(2)의 압축실 외측에 결합되고, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 이동되는 통로(110a)가 형성된 고정 스크롤 하우징(100a); 및
    상기 고정 스크롤 하우징(100a)에 장착되고 상기 통로(110a)를 통해 이동된 냉매에 포함된 오일이 분리되는 오일 분리부(210a)가 구비되며,
    샤프트가 삽입되도록 중앙에 샤프트 삽입 홀이 형성되고 원판 형태로 이루어진 센터헤드(200a)를 포함하고,
    상기 오일 분리부(210a)는,
    내측 원주 방향을 따라 형성된 홈부(212a);
    상기 홈부(212a)의 내측에 서로 마주보는 상태로 복수개가 돌출되고 홈부(212a)의 영역을 부분폐쇄 시켜 가스 상태의 냉매만 이동 가능하게 하는 격벽(214a)을 포함하되,
    상기 통로(110a)는 상기 고정 스크롤 하우징(100a)의 내측 중앙에서 외측을 향해 연장된 제1 통로(112a)와, 상기 제1 통로(112a)의 단부에서 상기 고정 스크롤 하우징(100a)의 하측 중앙을 향해 연장된 제2 통로(114a)와, 상기 제2 통로(114a)의 단부에서 센터헤드(200a)를 향해 연장된 제3 통로(116a)를 포함하고, 상기 제1 통로(112a)는 상기 고정 스크롤 하우징(100a)의 외주면까지 관통되며,
    상기 제1 통로(112a)를 경유하는 냉매의 누설을 방지하기 위해 구비된 리테이너(10)를 더 포함하고, 상기 리테이너(10)는 고정 볼트(20)에 의해 고정 스크롤 하우징(100a)에 고정되고,
    상기 센터헤드(200a)는 전면 하측에 위치되고 상기 통로(110a)를 통해 이동된 냉매가 유입되는 냉매 유입구(202a);
    일단이 상기 냉매 유입구(202a)의 단부와 연통되고 타단이 센터헤드(200a)의 내측 중앙을 향해 개구된 냉매 배출구(204a);
    상기 센터헤드(200a)의 내측 상부에 형성되고 상기 냉매 배출구(204a)를 통해 배출된 냉매 중 오일이 분리된 가스 상태의 냉매가 토출되는 냉매 토출구(206a);
    상기 냉매 유입구(202a)와 연통되고 냉매에 포함된 오일이 스크롤 압축기의 내측으로 재 유입되도록 센터헤드(200a)의 하측을 향해 개구된 오일 이동 통로(208a)를 포함하는 스크롤 압축기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 격벽(214a)은,
    상기 홈부(212a)에 상, 하로 이웃하여 돌출된 단부가 각기 서로 다른 방향을 향해 하측으로 연장된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  16. 삭제
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 냉매 배출구(204a)는,
    상기 냉매 유입구(202a)의 단부에서 센터헤드(200a)의 내측 중앙을 향해 복수개로 분할된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 오일 분리부(210a)는,
    상기 홈부(212a)의 하단과 연통된 냉매 배출구(204a)와 이웃하여 각각 마주보는 상태로 홈부(212a)에 돌출되고 냉매에 포함된 오일의 역류를 방지하는 보조 격벽(216a)을 더 포함하는 스크롤 압축기.
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