KR102060472B1

KR102060472B1 - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR102060472B1
Application number: KR1020180048689A
Authority: KR
Inventors: 최윤성; 김진호; 안성용; 이재하
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2019-12-30
Also published as: WO2019208951A1; KR20190124562A

Abstract

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱, 상기 케이싱 내부에 위치되는 회전축, 상기 회전축을 회전시키도록 이루어지는 구동 유닛 및 상기 케이싱과 고정되도록 위치되는 제1 및 제2 고정 스크롤과, 상기 회전축에 연결되어 선회 운동되고 일 측 및 타 측이 각각 상기 제1 및 제2 고정 스크롤과 맞물려 제1 및 제2 압축실을 형성하는 선회 스크롤을 포함하는 압축 유닛을 포함하고, 상기 회전축은, 축 본체와, 상기 축 본체를 감싸도록 형성되는 부시를 포함하고, 상기 축 본체는 서로 다른 직경으로 형성된 제1 축 부재와 제2 축 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히, 선회 스크롤의 양 측에 압축실이 형성되는 양면형 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉장고나 에어컨과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동 사이클로 약칭함)에 적용되고 있다. 밀폐형 압축기는 동력을 발생시키는 구동부와 구동부에 의해 작동되어 유체를 압축하는 압축부가 밀폐된 케이싱의 내부공간에 함께 설치되는 형태로 이루어진다.

또한, 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 스크롤식 등으로 구분될 수 있다. 그 중에서도 스크롤 압축기는 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하여 냉매를 연속으로 압축하도록 이루어진다.

양면형 스크롤 압축기의 압축실은 서로 마주보는 두 개의 고정 스크롤과, 상기 두 개의 고정 스크롤 사이에 배치되는 선회 스크롤에 의해 형성된다.

특히, 선회 스크롤은 회전축으로부터 구동력을 전달받으며, 상기 회전축은 고정 스크롤을 관통하도록 구성된다.

일반적으로, 선회 스크롤에 구동력을 전달하는 회전축은 일체형으로 구성되는 것이 아니라, 복수의 부품 상호 간 결합에 의해 구성된다. 따라서, 회전축의 조립 안정성을 확보하기 위해, 상기 복수의 부품은 서로 다른 직경으로 형성된다.

서로 다른 직경으로 이루어진 부품의 결합체인 회전축은,

이와 같이 형성된 회전축은 두 개의 고정 스크롤에 동등한 힘을 전달하지 않음으로써, 압축기의 신뢰성을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.

또한, 선회 스크롤의 회전축이, 서로 다른 직경을 갖는 부품의 조립체로 구성되는 경우, 어느 한 고정 스크롤에 형성되는 베어링의 크기와, 나머지 한 고정 스크롤에 형성되는 베어링의 크기가 달라진다.

이에 따라, 더 작은 직경의 베어링을 구비하는 고정 스크롤에 더 큰 하중이 인가되고, 이는 압축기의 구동 안정성을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 일 목적은, 두 개의 고정 스크롤에 동일한 하중을 인가하는 선회 스크롤의 회전축을 구비하는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 베어링 신뢰성을 향상시킬 수 있는 구조로 형성된 회전축을 구비하는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱, 상기 케이싱 내부에 위치되는 회전축, 상기 회전축을 회전시키도록 이루어지는 구동 유닛 및 상기 케이싱과 고정되도록 위치되는 제1 및 제2 고정 스크롤과, 상기 회전축에 연결되어 선회 운동되고 일 측 및 타 측이 각각 상기 제1 및 제2 고정 스크롤과 맞물려 제1 및 제2 압축실을 형성하는 선회 스크롤을 포함하는 압축 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명에서 제안되는 스크롤 압축기의 회전축은, 축 본체와, 상기 축 본체를 감싸도록 형성되는 부시를 포함하고, 상기 축 본체는 서로 다른 직경으로 형성된 제1 축 부재와 제2 축 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 축 본체는 상기 제1 축 부재와 상기 제2 축 부재의 결합에 의해 형성되며, 상기 제2 축 부재는 상기 선회 스크롤과 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 어느 하나를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 축 부재의 상기 선회 스크롤을 관통하는 부분의 직경은, 상기 제2 축 부재의 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 어느 하나를 관통하는 부분의 직경과 대응되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 축 부재의 직경은 상기 제2 축 부재의 직경보다 크게 형성되며, 상기 제1 축 부재는 상기 구동유닛과 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 어느 하나를 연결시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 부시는 상기 제2 축 부재를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 부시는 상기 제2 축 부재 중 일부를 감싸도록 형성되는 제1 부시 부재와, 상기 제2 축 부재 중 다른 일부를 감싸도록 형성되는 제2 부시 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 축 본체의 중심축은, 상기 부시의 중심축으로부터 소정의 거리만큼 이격되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 축 부재의 중심축은, 상기 제1 부시 부재의 중심축과 제1 방향으로 이격되고, 상기 제2 부시 부재의 중심축과 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 축 부재의 중심축은, 상기 제1 부시 부재의 중심축과, 상기 제2 부시 부재의 중심축 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 고정 스크롤은, 상기 제2 고정 스크롤보다 상기 구동유닛에 더 먼 측에 위치하고, 상기 축 본체 중 상기 선회 스크롤을 관통하는 부분의 직경은, 상기 축 본체 중 상기 제1 고정 스크롤을 관통하는 부분의 직경과 대응되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 회전축은, 상기 구동유닛으로부터 상기 제2 고정 스크롤, 상기 선회 스크롤 및 제1 고정 스크롤을 순차적으로 관통하고, 상기 선회 스크롤과 결합되어, 상기 구동 유닛의 구동력을 상기 선회 스크롤에 전달하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 회전축의 일부분은 상기 구동 유닛에 의해 형성되는 중심선으로부터 편심되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 해결 수단에 의해 구성되는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는 두 개의 마주보는 고정 스크롤에 각각 동일한 하중을 인가하도록 설계된 회전축을 구비함으로써, 압축기의 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 회전축에 의하면, 두 개의 고정 스크롤 상에 각각 배치된 베어링의 직경을 동일하게 형성할 수 있으므로, 베어링의 신뢰성이 향상되는 효과가 도출된다.

아울러, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 회전축에 의하면, 두 고정 스크롤과 선회 스크롤을 관통하는 회전축의 일부분의 강성이 일정 수준 이상으로 유지되는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기를 보인 종단면도.
도 2는 일반적인 스크롤 압축기를 보인 종단면도.
도 3은 도 2의 회전축을 보인 횡단면도.
도 4는 본 발명에서 제안하는 스크롤 압축기를 보인 종단면도.
도 5는 도 4의 회전축을 보인 횡단면도.
도 6은 도 4의 회전축을 나타내는 분해 사시도.
도 7은 도 4의 회전축을 나타내는 사시도.
도 8은 도 4의 회전축을 구성하는 부품들을 나타내는 개념도.
도 9는 회전축의 축 본체와 부시를 나타내는 개념도.
도 10은 회전축의 축 본체와 부시를 나타내는 개념도.

이하, 본 발명에 관련된 스크롤 압축기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

서로 다른 실시예라고 하더라도, 앞선 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.1

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예들을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)를 보인 종단면도이다. 본 실시예에서 설명하는 스크롤 압축기(100)는 냉매를 작동 유체로 하는 증기압축식 냉동 사이클의 구성요소일 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 스크롤 압축기(100)는 케이싱(110), 회전축(120), 구동 유닛(130) 및 압축 유닛(104)을 포함한다. 케이싱(110)은 밀폐공간(S)을 형성하며, 밀폐공간(S)에는 압축 유닛(104)에서 토출되는 고압의 냉매가 채워지도록 이루어질 수 있다.

밀폐공간(S)을 형성하기 위하여, 케이싱(110)은 쉘(111), 상부 캡(112) 및 하부 캡(113)을 구비할 수 있다. 또한, 도시된 것과 같이, 원통형으로 이루어지는 쉘(111)에는 냉매가 흡입되는 흡입 배관(SP) 및 압축된 냉매가 토출되는 토출 배관(DP)이 장착되어 고정될 수 있다. 특히, 흡입 배관(SP)은 냉매를 압축 유닛(104)으로 직접 흡입하도록 위치되고, 토출 배관(DP)은 압축된 고압의 냉매가 토출되도록 밀폐공간(S)과 연통되도록 위치될 수 있다.

회전축(120)은 케이싱(110)의 내부에 위치될 수 있고, 후술하는 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)과 회전축(120) 사이에는 베어링부(121)가 형성될 수 있다.

또한, 회전축(120)은 상 측은 구동 유닛(130), 하 측은 압축 유닛(104)에 각각 연결될 수 있고, 오일 공급 유로(122)가 회전축(120)의 하단부로부터 관통되게 형성될 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 밀폐공간(S)이 고압의 공간이 되면, 회전축(120)의 하단부에 별도의 펌프가 형성되지 않더라도 차압에 의한 급유가 이루어질 수 있다.

한편, 회전축(120)에는 후술하는 선회 스크롤(150)의 선회 운동에 따른 불균형을 보상하기 위하여 밸런스 웨이트(123)가 장착될 수 있다. 본 실시예와 같은 양면 스크롤 방식의 경우, 압축 유닛(104)의 상 측 및 하 측에 한 쌍의 밸런스 웨이트(123)가 위치될 수 있다.

구동 유닛(130)은 회전축(120)을 회전시키는 구동력을 공급하는 역할을 수행한다. 구동 유닛(130)은 케이싱(110)의 내벽면에 고정되어 중심부에 공간을 형성하는 스테이터(131)와, 스테이터(131)에 권선되는 권선코일(132), 스테이터(131)의 중심부 공간에서 회전되는 로터(133)를 구비할 수 있다. 권선코일(132)에 전원이 공급되어 스테이터(131)를 따라 자속이 형성되면, 로터(133)를 회전시키는 전자기력이 발생될 수 있다. 로터(133)의 중심부에는 회전축(120)이 결합되어 회전축(120)이 회전 구동될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 스크롤 압축기(100)의 압축 유닛(104)은 양면 스크롤 방식으로 구성될 수 있다. 따라서, 압축 유닛(104)은 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)과, 선회 스크롤(150)을 구비할 수 있다.

제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)은 각각 원판형의 고정측 경판부(141)를 구비하고, 고정측 경판부(141)의 서로 마주보는 면에서 돌출되도록 형성되는 고정랩(142)을 각각 더 구비할 수 있다. 본 실시예에서는, 오일이 저장되는 밀폐공간(S)의 하부 측 가까이에 제1 고정 스크롤(140x)이 위치되고, 제1 고정 스크롤(140x)의 상부에 제2 고정 스크롤(140y)이 결합될 수 있다.

아울러, 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)은 각각 쉘(111)의 내주면에 지지되어 고정되는 고정측 측벽부(143)를 구비할 수 있다. 본 실시예에서는 흡입 배관(SP)이 제1 고정 스크롤(140x)의 고정측 측벽부(143)를 관통하도록 형성되는 흡입 구멍(144)에 연통되도록 배치될 수 있다.

제1 고정 스크롤(140x)과 제2 고정 스크롤(140y) 사이에는 선회 스크롤(150)이 위치될 수 있다. 선회 스크롤(150)은 원판형으로 이루어지는 선회측 경판부(151)와, 선회측 경판부(151)의 양 측면(도 1에서는 하 측 및 상 측)에서 각각 돌출되어 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)의 고정랩(142)과 맞물리도록 형성되는 한 쌍의 선회랩(152)을 구비할 수 있다.

선회 스크롤(150)은 회전축(120)에 편심되게 연결되어 선회 운동되도록 이루어진다. 선회 스크롤(150)의 선회 운동을 구현하기 위하여 제1 또는 제2 고정 스크롤(140x, 140y)과 선회 스크롤(150) 사이에는 올담링(미도시)이 장착될 수 있다. 회전축(120)에 선회 스크롤(150)이 편심되게 결합될 수 있도록, 회전축(120)은 그 외주면에서 돌출되도록 형성되는 편심부(124)를 구비할 수 있다.

제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)과, 선회 스크롤(150)에 의해 형성되는 공간은 체적이 변화되면서 냉매를 압축하는 제1 및 제2 압축실(Px, Py)이 될 수 있다. 제1 및 제2 압축실(Px, Py) 각각은, 선회 스크롤(150)의 선회 운동에 따라 냉매가 압력이 증가되면서 이동되도록 순차적으로 형성되는 흡입실, 중간압실 및 토출실을 구비할 수 있다. 흡입실, 중간압실 및 토출실은 회전축(120)의 반경 방향으로 외곽으로부터 중심부로 순차적으로 위치될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 제1 압축실(Px)과 제2 압축실(Py)에 의해 냉매는 2단 압축이 이루어질 수 있다. 즉, 흡입 배관(SP)이 관통되는 흡입 구멍(144)과 인접한 제1 압축실(Px)의 흡입실에서부터 제1 압축실(Px)의 중간압실 및 토출실을 거쳐 냉매가 압축되고, 제1 압축실(Px)에서 압축된 냉매는 제2 압축실(Py)의 흡입실로 이동될 수 있다. 이동된 냉매는 제2 압축실(Py)의 흡입실, 중간압실 및 토출실을 거쳐 압축되고, 제2 고정 스크롤(140y)의 고정측 경판부(141)를 관통하는 토출 구멍(145)을 통과하여 밀폐공간(S)으로 배출될 수 있다. 제1 압축실(Px)의 토출실과 제2 압축실(Py)의 흡입실은, 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)을 관통하도록 형성되는 연결 유로에 의해 서로 연통될 수 있다.

이상에서 설명한 구조를 갖는 본 실시예의 스크롤 압축기(100)의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 권선코일(132)에 전원이 인가되면, 스테이터(131)에 형성되는 자속 및 전자기력에 의해 로터(133)와 회전축(120)이 함께 회전된다. 회전축(120)의 회전에 의해 선회 스크롤(150)은 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y) 사이에서 선회 운동을 하게 되고, 제1 및 제2 압축실(Px, Py)은 바깥쪽(흡입실)에서 안쪽(토출실)로 이동되면서 체적이 감소되는 과정을 반복하게 된다.

제1 및 제2 압축실(Px, Py)의 체적 변화 및 이동에 의해, 냉매는 흡입 배관(SP) 및 흡입 구멍(144)을 거쳐 제1 압축실(Px)로 흡입되어 압축되고(1단 압축 과정), 제1 압축실(Px)에서 토출된 냉매는 연결 유로를 통과하여 제2 압축실(Py)로 흡입되어 압축된다(2단 압축 과정).

제2 압축실(Py)에서 압축된 냉매는 토출 구멍(145)을 통하여 밀폐공간(S)으로 토출되고, 냉매는 토출공간에 머무르면서 오일과 분리될 수 있고 토출 배관(DP)으로 배출될 수 있다. 아울러, 밀폐공간(S)의 저면에는 오일이 축적되고, 축적된 오일은 밀폐공간(S)의 압력에 의해 오일 공급 유로(122)를 따라 제1 및 제2 압축실(Px, Py)로 공급되어 윤활 및 냉각을 수행할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에, 응축기를 통과한 중간압의 냉매를 바이패스하여 제1 및 제2 압축실(Px, Py)에 주입(인젝션)시켜 줄 수 있는 인젝션 유로 구성 및 특징에 대해 설명하기로 한다.

본 실시예의 스크롤 압축기(100)는, 토출 배관(DP)으로 배출되어 응축기(condenser)를 통과한 냉매를 각각 제1 및 제2 압축실(Px, Py)로 바이패스 시키도록 이루어지는 제1 및 제2 인젝션 유로(160, 180)를 포함한다.

구체적으로, 제1 및 제2 인젝션 유로(160, 180)는 각각 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y)을 관통하도록 형성된다. 제1 및 제2 인젝션 유로(160, 180)는 쉘(111)을 관통하는 배관과, 배관과 연통되도록 고정측 경판부(141)를 관통하는 구멍으로 이루어질 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 스크롤 압축기(100)는 제1 및 제2 압축실(Px, Py)에 냉매를 바이패스하는 제1 및 제2 인젝션 유로(160, 180)가 서로 독립적으로 제어되도록 이루어질 수 있다. 즉, 제1 및 제2 인젝션 유로(160, 180)는 서로 다른 시점에 서로 다른 압력의 냉매를 각각 제1 및 제2 압축실(Px, Py)에 공급할 수 있도록 제어될 수 있다.

제1 및 제2 인젝션 유로(160, 180)가 서로 별개로 제어되면, 응축기에서 토출되는 냉매가 순차적으로 이용될 수 있다. 예를 들면, 응축기를 통과한 냉매는 먼저 제2 압축실(Py)로 인젝션되도록 바이패스될 수 있고, 그보다 저압이 된 냉매가 다시 제1 압축실(Px)로 인젝션되도록 바이패스될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 압축실(Px, Py)이 2단 압축을 수행하는 경우 각각의 압축실에 적합한 압력의 냉매가 공급될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제1 및 제2 인젝션 유로(160, 180)가 서로 독립적으로 동작됨으로써, 제1 및 제2 압축실(Px, Py)에는 냉매가 다양한 압력의 조합으로 주입될 수 있어 다양한 운전 모드가 구현될 수 있다.

도 2에서는 일반적인 스크롤 압축기의 회전축의 구성이 보다 상세히 도시된다.

도 2에 도시된 스크롤 압축기의 회전축(120)은 3개의 서로 다른 축 본체 부재(120a, 120b, 120c)의 결합에 의해 형성된다.

회전축(120)은 구동유닛으로부터 제2 고정 스크롤(140y), 선회 스크롤(150) 및 제1 고정 스크롤(140x)을 순차적으로 관통하도록 형성되며, 제2 고정 스크롤(140y), 선회 스크롤(150) 및 제1 고정 스크롤(140x)에 각각 형성된 관통공에는 회전축(120)의 축 본체를 감싸는 복수의 부시(200a, 200b, 200c)와, 상기 부시 주위에 배치되는 베어링이 구비된다.

이와 같이, 회전축(120)이 제2 고정 스크롤(140y), 선회 스크롤(150) 및 제1 고정 스크롤(140x)을 관통하기 위하여, 상기 회전축(120)을 서로 다른 축 본체 부재의 결합으로 구성한다.

한편, 서로 다른 축 본체 부재를 결합시키기 위해서는, 결합 대상인 축 본체 부재의 직경을 서로 다른 값으로 설계해야만 한다.

도 2에 도시된 것과 같이, 제2 고정 스크롤(140y)을 관통하는 제1 축 본체 부재(120a)의 직경(A)과, 선회 스크롤(150)을 관통하는 제2 축 본체 부재(120b)의 직경(B)과, 제1 고정 스크롤(140x)을 관통하는 제3 축 본체 부재의 직경(C)은 서로 상이하다.

도 3을 참조하면, 제2 축 본체 부재(120b)와, 상기 제2 축 본체 부재(120b)를 감싸는 부시(200b)의 횡단면이 도시된다.

일반적으로, 제2 축 본체 부재(120b)와, 상기 제2 축 본체 부재(120b)를 감싸는 부시(200b)의 횡단면은 원형으로 형성되며, 상기 제2 축 본체 부재(120b)의 중심축과, 상기 제2 축 본체 부재(120b)를 감싸는 부시(200b)의 중심축이 일치된다. 즉, 제2 축 본체 부재(120b)의 외면으로부터 상기 부시(200b)의 외면까지의 거리는 실질적으로 균일한 간격을 유지한다.

그러나, 도 2 및 도 3과 같이, 회전축을 구성하는 축 본체의 직경이 서로 다르게 형성되면, 제1 고정 스크롤(140x), 제2 고정 스크롤(140y) 및 선회 스크롤(150)이 인가받는 하중이 서로 달라지게 되며, 이에 따라 압축기의 신뢰성이 낮아지는 문제점이 발생한다.

도 4에서는 본 발명에서 제안하는 스크롤 압축기의 종단면이 설명된다.

도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명에서 제안되는 스크롤 압축기의 회전축(401)은, 축 본체(401a, 401b)와, 상기 축 본체를 감싸도록 형성되는 부시(200b, 200c)를 포함하고, 상기 축 본체는 서로 다른 직경으로 형성된 제1 축 부재(401a)와 제2 축 부재(401b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 회전축(401)은, 구동유닛으로부터 상기 제2 고정 스크롤, 상기 선회 스크롤 및 제1 고정 스크롤을 순차적으로 관통할 수 있다.

회전축(401)은 선회 스크롤(150)과 결합될 수 있고, 구동 유닛의 구동력을 상기 선회 스크롤에 전달하도록 형성될 수 있다.

특히, 회전축(401)의 일부분은 구동 유닛에 의해 형성되는 중심축으로부터 편심되도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 회전축(401)은 복수의 부품 상호 간 결합으로 형성되고, 상기 복수의 부품 중 어느 한 부품과 다른 한 부품은 서로 다른 직경으로 형성될 수 있다.

즉, 회전축(401)은 제1 직경(A)으로 형성된 제1 부분(401a)과, 상기 제1 직경(A) 보다 더 작은 제2 직경(B)으로 형성된 제2 부분(401b)의 결합에 의해 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따르는 축 본체(401)는 제1 축 부재(401a)와 제2 축 부재(401b)의 결합에 의해 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 축 부재는 선회 스크롤(150)과 제1 및 제2 고정 스크롤(140x, 140y) 중 적어도 하나를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 4에서는, 제2 축 부재(401b)가 선회 스크롤(150)과 제2 고정 스크롤(140y)을 관통하는 실시예가 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

한편, 제2 축 부재(401b)의 선회 스크롤(150)을 관통하는 부분(411b)의 직경은, 상기 제2 축 부재의 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 적어도 하나를 관통하는 부분(421b)의 직경과 대응될 수 있다.

아울러, 제1 축 부재(401a)의 직경(A)은, 제2 축 부재(401b)의 직경(B)과 다르게 형성될 수 있다. 이는 서로 다른 부재의 직경이 달라야만 용이하게 결합할 수 있기 때문이다.

일 실시예에서, 제1 축 부재(401a)의 직경(A)은, 제2 축 부재(401b) 보다 크게 형성될 수 있다. 제1 축 부재(401a)는 제2 축 부재(401b) 보다 구동유닛 측에 더 근접하므로, 상기 제1 축 부재의 직경이 더 두꺼운 것이 스크롤 압축기의 안정성 면에서 유리하다.

상술한 제1 축 부재(401a)는 구동유닛의 로터와 열박음에 의해 결합되며, 상기 구동유닛과 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 어느 하나를 연결시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 부시(400b, 400c)는 제2 축 부재(401b)를 감싸도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 부시는 제2 축 부재(401b) 중 일부를 감싸도록 형성되는 제1 부시 부재(400b)와, 제2 축 부재 중 다른 일부를 감싸도록 형성되는 제2 부시 부재(400c)를 포함할 수 있다.

도 5에서는 제2 축 부재와, 부시의 횡단면도가 도시된다.

도 5를 참조하면, 축 본체의 중심축은, 부시(400b)의 중심축으로부터 소정의 거리만큼 이격될 수 있다. 구체적으로, 축 본체를 형성하는 제2 축 부재(401b)의 중심축은, 부시(400b)의 중심축으로부터 소정의 거리만큼 이격될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 부시(400b)는 축 본체에 대해 편심되도록 형성될 수 있다. 달리 말해, 부시(400b) 내에서, 축 본체는 편심된 위치에 배치될 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 제2 축 부재(401b)의 중심축은, 제1 부시 부재(400b)의 중심축과 제1 방향으로 이격될 수 있다.

또한, 제2 축 부재(401b)의 중심축은, 제2 부시 부재(400c)의 중심축과 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격될 수 있다.

도 4에 도시된 종단면을 기준으로, 제1 부시 부재(400b)는 우측으로 편심되도록 형성되며, 제2 부시 부재(400c)는 좌측으로 편심되도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 제2 축 부재(401b)의 중심축은 제1 부시 부재(400b)의 중심축과, 상기 제2 부시 부재(400c)의 중심축 사이에 위치할 수 있다.

한편, 제1 축 부재(401a)의 직경(A)은, 제2 축 부재(401b)를 감싸는 제2 부시 부재(400c)의 직경과 대응될 수 있다.

이에 따라, 제1 고정 스크롤(140x)의 관통공에 배치되는 베어링(210a)과, 제2 고정 스크롤(140y)의 관통공에 배치되는 베어링(210c)이 동일한 규격으로 형성될 수 있다.

나아가, 제1 부시 부재(400b)와 제2 부시 부재(400c)는 서로 대응되는 직경으로 형성될 수도 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 회전축을 구성하면, 두 개의 마주보는 고정 스크롤에 각각 동일한 하중을 인가함으로써, 압축기의 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 6에서는 부시(400b, 400c)와 축 본체의 분해 사시도가 도시된다.

일 실시예에서, 제1 부시 부재(400b)와 제2 부시 부재(400c)는 서로 별개의 부품으로 형성될 수 있으며, 상호 결합될 수 있다.

다른 실시예에서, 제1 부시 부재(400b)와 제2 부시 부재(400c)는 일체의 부재로 형성될 수도 있다.

도 7에서는 부시(400b, 400c)와 축 본체가 결합된 회전축(401)의 외관이 도시된다.

도 8은 부시(400b, 400c)와 축 본체가 결합된 회전축(401)의 종단면이 도시된다.

도 8에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 회전축(401)의 양단 중 구동유닛에 근접한 일단과, 그 반대 측 일단이 같은 직경으로 형성될 수 있다. 또한, 회전축(401)의 양단에서 각각 형성되는 중심축은 서로 대응될 수 있다.

또한, 회전축(401)의 일부분은 회전축(401)의 양단에서 각각 형성되는 중심축에 대해 편심될 수 있다. 상기 일부분은 회전축(401) 중 선회 스크롤(150)을 관통하는 부분일 수 있다.

도 9 및 도 10에서는 제1 축 본체 부재(401a)와, 제2 축 본체 부재(401b)와, 제1 부시 부재(400b) 및 제2 부시 부재(400c)가 형성하는 복수의 중심축 상호 간의 이격된 거리나, 편심된 방향을 나타내는 개념도가 도시된다.

도 9를 참조하면, 선회 스크롤에 배치된 베어링의 제1 중심축(901)과, 제2 축 본체 부재(401b)의 제2 중심축(902)과, 고정 스크롤에 배치된 베어링의 제3 중심축(903)을 각각 나타내는 가상선이 도시된다.

도 9에 도시된 것과 같이, 회전축(401)의 선회 반경(x)은 제1 중심축(901)과 제3 중심축(903) 사이의 거리에 의해 결정된다.

고정 스크롤에 배치된 베어링의 내경(a)은, 회전축(401)의 상기 고정 스크롤을 관통하는 부분의 외경에 대응된다.

도 9를 참조하면, 제2 축 본체 부재(401b)의 직경은 고정 스크롤에 배치된 베어링의 내경(a)과, 상기 선회 반경(x) 사이의 차이보다 작은 값으로 결정될 수 있다.

즉, 사용자는 회전축(401)의 제2 축 본체 부재(401b)를 설계할 경우, 고정 스크롤에 배치된 베어링의 내경(a)과, 상기 선회 반경(x)을 고려할 수 있다.

도 10을 참조하면, 제1 부시 부재(400b)의 설계와 관련된 개념도가 도시된다.

상술한 것과 같이, 회전축(401)의 제2 축 본체 부재(401b)의 직경(b)을 결정한 경우, 제1 부시 부재(400)의 중심축과, 제2 축 본체 부재(401b)의 중심축 사이의 거리를 결정할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

Claims

케이싱;
상기 케이싱 내부에 위치되며, 서로 다른 직격으로 형성된 제1, 2 축 부재를 포함하는 축 본체 및 상기 축 본체를 감싸도록 형성된 부시를 포함하는 회전축;
상기 회전축을 회전시키도록 이루어지는 구동 유닛; 및
상기 케이싱과 고정되도록 위치되는 제1 및 제2 고정 스크롤과, 상기 회전축에 연결되어 선회 운동되고 일 측 및 타 측이 각각 상기 제1 및 제2 고정 스크롤과 맞물려 제1 및 제2 압축실을 형성하는 선회 스크롤을 포함하는 압축 유닛을 포함하고,
상기 제1 고정 스크롤과 상기 제1 축 부재 사이에 배치되는 베어링 및 상기 제2 고정 스크롤과 상기 제2 축 부재 사이에 배치되는 베어링은,
서로 동일한 직경을 가지며,
상기 부시는,
상기 제2 축 부재 중 일부를 감싸도록 형성된 제1 부시 부재; 및
상기 제2 축 부재 중 다른 일부를 감싸도록 형성되며, 상기 제1 부시 부재와 동일한 직경을 갖는 제2 부시 부재를 포함하며,
상기 제2 축 부재의 중심축은,
상기 제1 부시 부재의 중심축과 제1 방향으로 소정의 거리만큼 이격되고, 상기 제2 부시 부재의 중심축과 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 상기 소정의 거리만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 축 본체는 상기 제1 축 부재와 상기 제2 축 부재의 결합에 의해 형성되며,
상기 제2 축 부재는 상기 선회 스크롤과 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 어느 하나를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 제2 축 부재의 상기 선회 스크롤을 관통하는 부분의 직경은, 상기 제2 축 부재의 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 어느 하나를 관통하는 부분의 직경과 대응되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 제1 축 부재의 직경은 상기 제2 축 부재의 직경보다 크게 형성되며,
상기 제1 축 부재는 상기 구동유닛과 상기 제1 및 제2 고정 스크롤 중 어느 하나를 연결시키는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 부시는 상기 제2 축 부재를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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제1항에 있어서,
상기 제1 고정 스크롤은, 상기 제2 고정 스크롤보다 상기 구동유닛에 더 먼 측에 위치하고,
상기 축 본체 중 상기 선회 스크롤을 관통하는 부분의 직경은, 상기 축 본체 중 상기 제1 고정 스크롤을 관통하는 부분의 직경과 대응되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,
상기 회전축은, 상기 구동유닛으로부터 상기 제2 고정 스크롤, 상기 선회 스크롤 및 제1 고정 스크롤을 순차적으로 관통하고,
상기 선회 스크롤과 결합되어, 상기 구동 유닛의 구동력을 상기 선회 스크롤에 전달하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제11항에 있어서,
상기 회전축의 일부분은 상기 구동 유닛에 의해 형성되는 중심선으로부터 편심되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.