KR102454721B1

KR102454721B1 - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR102454721B1
Application number: KR1020210022582A
Authority: KR
Inventors: 문제현; 유병길
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2022-10-14
Also published as: US20240301880A1; WO2022177176A1; KR20220118758A; CN116745530A

Abstract

본 발명은, 선회 운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 결합되어 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 및 상기 선회 스크롤을 사이에 두고, 상기 고정 스크롤의 반대편에서 상기 선회 스크롤을 회전 가능하도록 지지하며, 상기 고정 스크롤에 지지 가능하도록 연결되는 메인 프레임을 포함하고, 상기 고정 스크롤에는, 상기 압축실로부터 배출되는 가스가 수용되는 제1배압실과 상기 압축실 사이에서 형성되는 배압홀이 구비되고, 상기 배압홀은, 상기 압축실의 기 결정된 압력비에 근거하여 상기 제1배압실 및 상기 압축실에 연통 가능한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll Compressor}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고압식 스크롤 압축기에서 배압실 압력을 운전 조건에 따라 가변하는 구조의 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 선회 스크롤과 비선회 스크롤이 서로 맞물려 결합되고, 선회 스크롤이 비선회 스크롤에 대해 선회운동을 하면서 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하게 된다.

압축실은 외곽에 형성되는 흡입압실, 흡입압실에서 중심부를 향해 점차 체적이 감소하면서 연속으로 형성되는 중간압실, 중간압실의 중심쪽에 이어지는 토출압실로 이루어진다. 일반적으로, 흡입압실은 비선회 스크롤의 측면을 관통하여 형성되고, 중간압실은 밀봉되게 되며, 토출압실은 비선회 스크롤의 경판부를 관통하여 형성된다.

스크롤 압축기는 냉매가 흡입되는 경로에 따라 저압식과 고압식으로 구분될 수 있다. 저압식은 냉매흡입관이 케이싱의 내부공간에 연통되어 저온의 흡입냉매가 케이싱의 내부공간을 통과한 후 흡입압실로 가이드되는 방식이고, 고압식은 냉매흡입관이 흡입압실에 직접 연결되어 냉매가 케이싱의 내부공간을 통과하지 않고 흡입압실에 직접 가이드되는 방식이다.

종래의 스크롤 압축기의 경우, 배압실의 압력을 조절하기 위해, 체크 밸브를 설치하고 배압홀을 가공하여 배압실의 압력을 조절하였다.

특허문헌 1에는, 차량용 저압식 스크롤 압축기가 개시되어 있으며, 선회스크롤 랩 상단과 배압실과 연통 가능하게 되는 홀이 형성되어서 배압력이 부족한 경우, 선회스크롤이 후퇴할 경우 선회스크롤과 고정스크롤 랩 사이의 틈으로 고압의 냉매가 배압실로 유입되어 배압실의 압력이 상승되면 다시 선회스크롤이 고정스크롤과 맞닿으면서 압축실간의 냉매 누설이 방지되는 기술이 개시되어 있다.

하지만, 특허문헌 1의 스크롤 압축기는, 저압식 스크롤 구조에 적용이 가능하였고 고압식 스크롤 압축기에는 적용이 어려운 문제가 있었다.

따라서, 고압식 스크롤 압축기에 적용될 수 있는 배압실 압력을 가변하는 구조의 개발이 요구된다.

또한, 특정 압력비에서 배압실과 연통 가능하도록 고정스크롤의 바닥부에 홀이 가공되어 선회스크롤 배압실 외부의 배압 챔버로 유입되어 압력을 형성하는 구조의 스크롤 압축기가 알려져 있다. 이러한 스크롤 압축기는, 특정 압력비와 연통되어 운전조건이 바뀔 경우 배압실의 압력이 변하기에, 압축기의 성능이 크게 변화되는 문제가 있었다.

따라서, 운전조건과 상관없이 배압실과 압축실의 힘의 관계에 의하여 선회스크롤이 능동적으로 축방향으로 움직이므로 대부분의 운전 영역에서 일정한 성능을 가질 수 있는 스크롤 압축기의 개발이 요구된다.

한편, 특허문헌 2에는 고정 스크롤의 배면에서 중간압 연통홀을 형성한 구조를 가지는 스크롤 압축기가 개시되는데, 이러한 토출압 및 중간압 배압구조에서 선회 스크롤의 경판 주변부는 중간압 공간이다.

또한, 특허문헌 2에는 과도한 배압력을 상쇄시키기 위해 고정 스크롤의 스러스트 홈에 고압오일을 공급하는 구조에서, 스러스트 홈의 고압오일이 압축실 흡입부로 누설되지 않게 하기 위한 스러스트 홈 구조가 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 배압력이 과도할 때 홈에 공급되는 고압의 오일을 이용하여 배압력을 상쇄시키고 그러한 오일이 유동 가능한 홈이 개시된다.

하지만, 특허문헌 2에는 운전조건에 따라 배압력의 조절이 가능하지 않기에, 배압력이 낮은 경우에 제대로 동작하지 않는 문제가 있었다.

따라서, 운전조건에 따라 배압력의 조절이 가능하여 배압력이 과도할 때는 작동하지 않고 배압력이 낮아지면 작동하는 능동적인 구조를 가진 스크롤 압축기의 개발이 요구된다.

미국 등록 특허 US 8,998,595 (2015.04.07. 등록) 일본 공개 특허 제2013-256919호 (2013.12.26 공개)

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은, 고압식 스크롤 압축기에서 배압실 압력을 운전 조건에 따라 가변하는 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 운전조건과 상관없이 배압실과 압축실의 힘의 관계에 의하여 선회스크롤이 능동적으로 축방향으로 움직이므로 대부분의 운전 영역에서 일정한 성능을 가질 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 1차 배압실과 2차 배압실의 압력을 가변하는 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 운전조건에 따라 배압력의 조절이 가능하여 배압력이 과도할 때는 작동하지 않고 배압력이 낮아지면 작동하는 능동적인 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스크롤 압축기는, 선회 운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 결합되어 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 및 상기 선회 스크롤을 사이에 두고, 상기 고정 스크롤의 반대편에서 상기 선회 스크롤을 회전 가능하도록 지지하며, 상기 고정 스크롤에 지지 가능하도록 연결되는 메인 프레임을 포함하고, 상기 고정 스크롤에는, 상기 압축실로부터 배출되는 가스가 수용되는 제1배압실과 상기 압축실 사이에서 형성되는 배압홀이 구비되고, 상기 배압홀은, 상기 압축실의 기 결정된 압력비에 근거하여 상기 제1배압실 및 상기 압축실에 연통 가능하다.

상기 배압홀은, 상방향과 나란한 방향으로 형성되는 제1유로; 및 상기 제1유로에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1유로는, 상기 압축실로부터 배출된 가스가 유입되는 압축 연통 유로; 및 상기 압축 연통 유로와 연통되고, 상기 압축 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 제1배압실로 제공 가능하도록 상기 제1배압실 측에 연통 가능하도록 형성되는 배압 연통 유로를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2유로는, 상기 압축 연통 유로 및 상기 배압 연통 유로 사이에 구비될 수 있다.

상기 고정 스크롤의 저면에는, 상기 배출되는 가스가 상기 제1배압실로의 유입을 가이드하는, 상기 배압홀로부터 연통되게 형성되는 가이드 유입부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제2유로에는, 상기 제1배압실로의 가스의 유입을 조절 가능하게 하는 압력조절핀이 구비될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1배압실은, 상기 메인 프레임의 상면, 상기 선회 스크롤의 측부 및 상기 고정 스크롤의 저면 사이에 구비될 수 있다.

상기 선회 스크롤은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부를 구비하고, 상기 제1 및 제2유로는, 상기 고정 스크롤에서, 상기 선회 경판부의 외경을 기준으로 내측에 배치될 수 있다.

상기 선회 경판부의 일 면의 측부에는 원주 방향을 따라 형성되는 경판홈이 구비되고, 상기 경판홈은, 상기 선회 스크롤이 선회 운동 시에 상기 배압홀과 연통 가능한 위치에 구비될 수 있다.

상기 경판홈은, 상기 선회 경판부의 일 면에서 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 경판홈은, 상기 선회 경판부의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

상기 고정 스크롤의 외부의 압력이 낮아지게 되어 상기 선회 스크롤이 축방향으로 후퇴할 때, 상기 경판홈으로 가스가 유입되어 상기 제1배압실의 압력이 상승함에 따라 상기 선회 경판부는 축방향으로 가압되어 상기 고정 스크롤로 결합 가능하게 될 수 있다.

상기 경판홈의 일 측에서부터 상기 압축실의 외곽부분까지의 거리는, 상기 경판홈의 다른 일 측에서부터 상기 선회 경판부의 외주까지의 거리 보다 클 수 있다.

상기 경판홈은, 실링되는 거리만큼 이격되도록 상기 선회 경판부의 외주에 인접하여 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 선회 스크롤은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부를 구비하고, 상기 선회 경판부의 하부에는, 상기 선회 경판부의 중심에서 기 결정된 거리 만큼의 제2배압실이 구비되고, 상기 선회 경판부에는, 상기 제2배압실 및 상기 고정 스크롤의 저면에 연통되는 배압공이 구비될 수 있다.

상기 배압공은, 상방향과 나란한 방향으로 형성되는 제1통로; 및 상기 제1통로에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2통로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1통로는, 상기 제2배압실로부터 배출된 가스가 유입되는 배압실 연통 유로; 및 상기 배압실 연통 유로와 연통되고, 상기 배압실 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 고정 스크롤의 저면으로 제공 가능하도록 상기 상기 고정 스크롤의 저면에 연통 가능하도록 형성되는 고정 연통 유로를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 고정 스크롤의 저면에는 상기 고정 연통 유로에 연통 가능하도록 고정홈이 구비될 수 있다.

또한, 상기 제2통로에는, 상기 제2배압실로의 가스의 유입을 조절 가능하게 하는 압력조절핀이 구비될 수 있다.

또 다른 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스크롤 압축기는, 선회 운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 결합되어 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 상기 선회 스크롤을 사이에 두고, 상기 고정 스크롤의 반대편에서 상기 선회 스크롤을 회전 가능하도록 지지하며, 상기 고정 스크롤에 지지 가능하도록 연결되는 메인 프레임; 및 상기 선회 스크롤, 상기 고정 스크롤 및 상기 메인 프레임을 내부에 수용하는 케이싱을 포함하고, 상기 고정 스크롤에는, 상기 압축실로부터 배출되는 가스가 수용되는 제1배압실과 상기 압축실 사이에서 형성되는 배압홀이 구비되고, 상기 배압홀은, 상기 압축실의 기 결정된 압력비에 근거하여 상기 제1배압실 및 상기 압축실에 연통 가능하다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 배압홀은, 상방향과 나란한 방향으로 형성되는 제1유로; 및 상기 제1유로에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2유로를 포함할 수 있다.

상기 제1유로는, 상기 압축실로부터 배출된 가스가 유입되는 압축 연통 유로; 및 상기 압축 연통 유로와 연통되고, 상기 압축 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 제1배압실로 제공 가능하도록 상기 제1배압실 측에 연통 가능하도록 형성되는 배압 연통 유로를 포함할 수 있다.

상기 제2유로에는, 상기 제1배압실로의 가스의 유입을 조절 가능하게 하는 압력조절핀이 구비될 수 있다.

상기 선회 스크롤은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부를 구비하고, 상기 선회 경판부의 하부에는, 상기 선회 경판부의 중심에서 기 결정된 거리 만큼의 제2배압실이 구비되고, 상기 선회 경판부에는, 상기 제2배압실 및 상기 고정 스크롤의 저면에 연통되는 배압공이 구비될 수 있다.

상기 제1통로는, 상기 제2배압실로부터 배출된 가스가 유입되는 배압실 연통 유로; 및 상기 배압실 연통 유로와 연통되고, 상기 배압실 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 고정 스크롤의 저면으로 제공 가능하도록 상기 상기 고정 스크롤의 저면에 연통 가능하도록 형성되는 고정 연통 유로를 포함할 수 있다.

상기 고정 스크롤의 저면에는 상기 고정 연통 유로에 연통 가능하도록 고정홈이 구비될 수 있다.

본 발명의 스크롤 압축기는, 운전조건과 상관없이 배압실과 압축실의 힘의 관계에 의하여 선회스크롤이 능동적인 축방향의 움직이므로 인해, 대부분의 운전 영역에서 일정한 성능을 가질 수 있다.

본 발명의 스크롤 압축기는, 고정스크롤 랩 상단의 구멍과 제1배압실과 근접하지만 선회스크롤이 자전운동을 하면서 항상 막는 위치에 뚫린 고정스크롤 외곽의 구멍과 연통되어 있어 압축기 구동시 제1배압실의 압력이 낮아 선회스크롤이 축방향으로 후퇴할 경우 고정스크롤의 랩 상단과 선회스크롤 바닥부 사이에 틈이 생겨 그 사이로 고압가스가 제1배압실로 유입되면서 배압실의 압력이 올라가서 선회스크롤이 축방향으로 움직이면서 압축실의 밀폐가 유지되어 스크롤 압축기의 효율이 상승하게 된다.

도 1은 본 발명의 스크롤 압축기를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 스크롤 압축기의 고정 스크롤의 일 측에 배압홀이 형성되는 예를 도시하는 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 스크롤 압축기의 고정 스크롤의 다른 일 측에 배압홀이 형성되는 예를 도시하는 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 스크롤 압축기의 고정 스크롤을 저면에서 바라본 사시도.
도 5는 고정 스크롤 및 선회 스크롤을 상측에서 바라본 평면도.
도 6은 선회 스크롤의 선회경판부에 경판홈이 형성되어 있는 예를 도시하는 확대도.
도 7은 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 8은 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 도 7의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 9는 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 도 8의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 10은 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 도 9의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 11은 경판홈이, 실링 거리가 확보된 상태에서 선회 스크롤의 선회경판부의 최대한 바깥쪽에 배치되어 있는 예를 도시하는 부분 확대도.
도 12는 본 발명의 스크롤 압축기의 고정 스크롤의 양 측에 배압홀이 형성되며, 선회 스크롤의 양 측에 배압공이 형성되는 예를 도시하는 확대 단면도.
도 13은 도 12의 평면도.
도 14는 도 12의 스크롤 압축기에서, 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 15는 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 도 14의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 16는 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 도 15의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 17은 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤이 도 16의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도.
도 18은, 본 발명의 스크롤 압축기의 고정 스크롤에 배압홀이 형성되지 않으며, 선회 스크롤에 배압공이 형성되는 예를 도시하는 확대 단면도.
도 19는 고정 스크롤 및 선회 스크롤에 각각 압력조절핀이 설치되어 있는 예를 도시하는 확대 단면도.
도 20은 배압홀이 형성되는 고정 스크롤 및 선회 스크롤을 도시하는 단면도.

이하, 본 발명에 관련된 스크롤 압축기(100)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 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.

이하, 본 실시예에 의한 스크롤 압축기(100)를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 스크롤 압축기(100)는, 선회 운동을 하도록 이루어지는 선회 스크롤(150), 선회 스크롤(150)에 결합되어 압축실(V)을 형성하는 고정 스크롤(140), 및 선회 스크롤(150)을 사이에 두고, 상기 고정 스크롤(140)의 반대편에서 상기 선회 스크롤(150)을 회전 가능하도록 지지하며, 또한 고정 스크롤(140)에 지지 가능하도록 연결되는 메인 프레임(130)을 포함한다.

고정 스크롤(140)에는, 상기 압축실(P)로부터 배출되는 가스가 수용되는 제1배압실(137a)과 상기 압축실 사이에서 형성되는 배압홀(146)이 구비된다.

또한, 배압홀(146)은, 상기 압축실의 기 결정된 압력비에 근거하여 상기 제1배압실(137a) 및 상기 압축실에 연통 가능하게 된다.

본 발명의 스크롤 압축기(100)는, 후술하는 바와 같이, 운전조건과 상관없이 배압실과 압축실의 힘의 관계에 의하여 선회 스크롤(150)이 능동적인 축방향의 움직이므로 인해, 대부분의 운전 영역에서 일정한 성능을 가질 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기(100)는, 고정스크롤 랩(142, 이하 “고정측 랩”) 상단의 구멍과 제1배압실(137a)과 근접하지만 선회 스크롤(150)이 자전운동을 하면서 항상 막는 위치에 뚫린 고정 스크롤(140)의 외곽의 구멍과 연통되어 있어 압축기 구동시 제1배압실(137a)의 압력이 낮아 선회 스크롤(150)이 축방향으로 후퇴할 경우 고정측 랩(142) 상단과 선회 스크롤(150)의 바닥부 사이에 틈이 생겨 그 사이로 고압가스가 제1배압실(137a)로 유입되면서 배압실의 압력이 올라가서 선회 스크롤(150)이 축방향으로 움직이면서 압축실의 밀폐가 유지되어 스크롤 압축기(100)의 효율이 상승하게 된다.

제1배압실(137a) 및 배압홀(146)의 상세 구조에 대하여는 후술하기로 한다.

본 발명의 스크롤 압축기(100)는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 선회 스크롤(150), 고정 스크롤(140) 및 메인 프레임(130)을 내부에 수용하는 케이싱(110)을 더 포함할 수 있다.

케이싱(110)은 밀폐되는 내부 공간을 구비하도록 이루어진다. 케이싱(110)은 일례로, 원통형의 형상으로 이루어질 수 있다.

케이싱(110)의 내부에는 고정자(121)와 회전자(122)를 포함하는 구동모터(120)가 설치될 수 있다. 고정자(121)는 케이싱(110)의 내주면에 열박음으로 고정되게 설치될 수 있고, 회전자(122)는 고정자(121)의 내부에 회전 가능하도록 배치된다.

도면에서 명백하게 도시되지는 않았지만, 고정자(121)에는 코일이 권선되는데, 코일은 케이싱(110)에 관통 결합되는 터미널(미도시)을 통해 전원을 공급하는 외부전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 회전자(122)의 중앙에는 회전축(160)이 편심지도록 결합된다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 회전축(160)의 상부에는, 회전축(160)을 반경방향으로 지지하는 메인 베어링(171)이 압입되어 결합되고, 제1 베어링(171)은 회전축(160)을 회전 가능하게 하도록 메인 프레임(130), 선회 스크롤(150) 및 회전축의 사이에서 결합될 수 있다. 일례로, 제1 베어링(171)은 부시 베어링으로 이루어질 수 있다.

또한, 회전축(160)의 하단부는 서브 프레임(170)에 회전 가능하게 삽입 결합되며, 이로 인해 회전축(160)은 전술한 메인 프레임(130)과 서브 프레임에 의해, 반경 방향으로 지지되면서 회전하게 된다. 메인 프레임(130)과 서브 프레임(170)에는 회전축(160)을 지지하기 위한 메인 베어링(171)과 서브 베어링(미도시)이 각각 삽입 결합된다. 일례로, 메인 베어링(171)과 서브 베어링은 각각 부시 베어링일 수 있다.

메인 프레임(130)은, 선회 스크롤(150)을 사이에 두고, 상기 고정 스크롤(140)의 반대편에서 상기 선회 스크롤(150)을 회전 가능하도록 지지하며, 상기 고정 스크롤(140)에 지지 가능하도록 연결된다.

메인 프레임(130)에는 고정 스크롤(140)을 지지하도록 고정 가능하게 하는 스크롤 고정부(136)가 형성될 수 있다. 또한, 스크롤 고정부(136)는, 고정 스크롤(140)을 고정 가능하게 하는 체결구멍(136a)을 구비할 수 있다.

스크롤 고정부(136)는 메인 프레임(130)의 원주방향을 따라 복수 개로 이루어질 수 있다.

도 1에는 스크롤 고정부(136)가 메인 프레임(130)의 좌우 양측에 구비되도록 도시되기에 명확히 확인되지는 않으나, 일례로, 스크롤 고정부(136)는 메인 프레임(130)의 원주방향을 따라 4개 또는 5개로 이루어질 수 있다.

또한, 메인 프레임(130)은, 상기 회전축 결합부(153)를 선회 운동 가능하도록 수용하도록 내측에 형성되는 공간인 선회공간부(133)와, 상기 선회공간부(133)의 주위에 배치되며 상기 메인 프레임(130)의 상면에서 기 결정된 폭을 가지도록 형성되는 스크롤 지지면(132)을 구비한다.

선회공간부(133)은 일례로 원통형의 공간으로 구비될 수 있다. 또한, 스크롤 지지면(132)은 선회공간부(133)의 주변에서 원주 방향을 따라 구비될 수 있다.

선회 스크롤(150)은 선회 운동을 하도록 이루어진다. 선회 스크롤(150)의 일 면에는, 외부로부터 전달된 동력에 의해 회전 가능한 회전축(160)에 삽입되도록 돌출 형성되는 회전축 결합부(153)가 형성될 수 있다.

도 1에는 후술하는 선회 스크롤(150)의 선회경판부(151)의 저면에서, 회전축 결합부(153)가 돌출 형성되어 있는 예가 도시된다.

하지만, 회전축 결합부(153)의 형상은 반드시 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고, 보스형 구조로 이루어질 수 있는데, 회전축 결합부(153)가 보스형 구조로 이루어지는 경우, 회전축의 상부가 보스형 구조의 회전축 결합부(153)에 삽입되는 구조로 형성될 수도 있을 것이다.

또한, 선회 스크롤(150)은 메인 프레임(130)의 상면에 배치된다. 선회 스크롤(150)은 메인 프레임(130)과 후술할 고정 스크롤(140)의 사이에서 선회운동을 하게 된다. 본 실시예에 따른 선회 스크롤(150)은, 원판 형상의 선회경판부(151)와, 선회경판부(151)의 일측면에 나선형으로 형성되는 선회랩(152)을 포함한다.

도 2 및 도 5 등을 참조하면, 기 결정된 폭을 가진 원판 형상의 선회경판부(151)와, 선회경판부(151)의 상면에서 나선형의 단면이 상방향으로 연장되도록 형성된 선회랩(152)의 예가 도시된다. 선회랩(152)은 후술할 고정측 랩(142)과 함께 압축실(V)을 형성하게 된다.

여기서, 압축실(V)은 후술할 고정측 랩(142)을 기준으로 외측면에 형성되는 제1압축실(미도시)과 내측면에 형성되는 제2압축실(미도시)로 이루어질 수 있는데, 제1압축실과 제2압축실은 각각 흡입압실(미도시), 중간압실(미도시), 토출압실(미도시)이 연속으로 형성된다.

또한, 선회경판부(151)의 하면에는 회전축(160)에 결합되는 회전축 결합부(153)가 구비되어, 회전축(160)의 회전에 의해 선회 스크롤(150)은 함께 선회 회전 가능하게 된다.

회전축 결합부(153)의 내주와 회전축(160)의 외주 사이에는 선회 베어링(172)이 설치될 수 있다.

한편, 고정 스크롤(140)과 선회 스크롤(150) 사이에는 선회 스크롤(150)의 자전운동을 방지하기 위한 올담링(180)이 구비될 수 있다.

고정 스크롤(140)에는, 배압홀(146)이 구비된다. 배압홀(146)은 제1배압실(137a)과 압축실(P) 사이에서 형성 가능하도록 이루어진다. 제1배압실(137a)은 상기 압축실(P)로부터 배출되는 가스가 수용되는 공간이다.

일례로, 제1배압실(137a)은, 메인 프레임(130)의 상면, 상기 선회 스크롤(150)의 측부 및 상기 고정 스크롤(140)의 저면 사이에 구비될 수 있다.

도 2에는 메인 프레임(130)의 좌우측 상면, 선회 스크롤(150)의 좌우 양 측부 및 고정 스크롤(140)의 양측 저면 사이에 제1배압실(137a)이 구비되어 있는 예가 도시된다.

제1배압실(137a)은 도 2에서는, 좌우 양측에 구비되도록 도시되나, 메인 프레임(130), 선회 스크롤(150)과 고정 스크롤(140)의 사이에 원주 방향을 따라서 형성되는 하나의 공간으로 이해될 수 있다.

또한, 배압홀(146)은, 압축실(P) 내의 기 결정된 압력비에 근거하여 상기 제1배압실(137a) 및 상기 압축실(P)에 연통 가능하다.

배압홀(146)은 제1유로(146a) 및 제2유로(146b)를 포함할 수 있다.

제1유로(146a)는, 상방향과 나란한 방향으로 형성될 수 있다.

또한, 제1유로(146a)는, 압축실로부터 배출된 가스가 유입되는 압축 연통 유로(146a1); 및 압축 연통 유로(146a1)와 연통되고, 압축 연통 유로(146a1)를 통해 유동하는 가스를 제1배압실(137a)로 제공 가능하도록 제1배압실(137a) 측에 연통 가능하도록 형성되는 배압 연통 유로(146a2)를 포함할 수 있다.

도 2에서 도시되는 바와 같이, 압축 연통 유로(146a1)는 압축실에서 상방향으로 연통되어 배출된 가스가 유입되어 상방향으로 이동 가능하게 하며, 배압 연통 유로(146a2)는 제2유로(146b)와 제1배압실(137a) 사이에 연통되어 제2유로(146b)를 통하여 제공되는 가스를 하방향으로 유동 가능하게 하여 제1배압실(137a)로 제공한다.

제2유로(146b)는, 제1유로(146a)에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성될 수 있다.

도 2에는 제2유로(146b)를 통해 제1유로(146a)에서 제공된 가스가 우방향으로 유동 가능한 예가 도시된다.

한편, 고정 스크롤(140)의 저면에는, 상기 배출되는 가스가 상기 제1배압실(137a)로의 유입을 가이드하는, 상기 배압홀(146)로부터 연통되게 형성되는 가이드 유입부(147c)가 구비될 수 있다.

도 2 및 도 4에서, 고정 스크롤(140)의 우측 저면에 배출되는 가스가 상기 제1배압실(137a)로의 유입을 가이드하도록 배압홀(146)로부터 연통되게 형성되는 가이드 유입부(147c)가 구비되는 예가 도시되는데, 도 4에는 타원형의 형상으로 구비되는 가이드 유입부(147c)의 예가 도시된다.

도 3을 참조하면, 도 2와는 다르게 좌측의 고정 스크롤(140)에서 배압홀(146)이 형성되어 있는데, 상방향과 나란한 방향으로 제1유로(146a)가 형성되며, 제1유로(146a)가 압축실로부터 배출된 가스가 유입되는 압축 연통 유로(146a1)와 제1배압실(137a) 측에 연통 가능하도록 형성되는 배압 연통 유로(146a2)를 포함하도록 구성된 예도 또한 도시된다.

또한, 압축 연통 유로(146a1)는 압축실로부터 배출된 가스가 유입되며, 제2유로(146b)로 유입된 가스를 유동 가능하게 한다. 압축 연통 유로(146a1)는 압축실로부터 배출된 가스를 상방향으로 유동 가능하게 할 수 있다. 압축 연통 유로(146a1)는, 회전축에 인접한 위치인 고정 스크롤(140)의 내측에 구비될 수 있다.

제2유로(146b)는, 압축 연통 유로(146a1) 및 배압 연통 유로(146a2) 사이에 구비될 수 있는데, 제2유로(146b)는 고정 스크롤(140)의 상측에서 압축 연통 유로(146a1)와 배압 연통 유로(146a2)를 연통하도록 좌우 방향으로 형성되는 예가 도시된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 고정 스크롤(140)의 상측에 제2유로(146b)가 형성되어 있으며, 압축 연통 유로(146a1) 및 배압 연통 유로(146a2) 사이에 연장되어 미세한 원형의 단면적의 제2유로(146b)가 고정 스크롤(140)의 상부에서 연장되어 형성되는 예가 도시된다. 하지만, 반드시 이러한 원형의 단면으로 한정되는 것은 아니다.

배압 연통 유로(146a2)는 제2유로(146b)와 연통되며, 압축 연통 유로(146a1)와 나란하도록 형성되어 있다. 배압 연통 유로(146a2)는 도 3에 도시되는 바와 같이, 제2유로(146b)로부터 제공된 가스를 하방향으로 유동 가능하게 하여 제1배압실(137a)로 제공할 수 있게 한다. 또한, 배압 연통 유로(146a2)는, 선회 경판부(151)의 외경을 기준으로 내측에 배치되도록 구비되며, 압축 연통 유로(146a1)에 비해 외곽에 구비되는 예가 도 3 및 도 4에 도시된다.

이와 같이, 도 3에는 고정 스크롤(140)의 좌측에 배압홀(146)이 형성되어 있는 예가 도시된다.

한편, 도 4에는 압축 연통 유로(146a1), 제2유로(146b) 및 배압 연통 유로(146a2)가 기 결정된 직경을 가진 미세홀의 형상으로 이루어지는 예가 도시된다.

또한, 도 5를 참조하면, 선회 스크롤(150)의 선회 경판부(151)와 선회랩(152), 및 고정측 랩(142)이 도시되어 있다. 압축 연통 유로(146a1)는, 선회 스크롤(150)의 중심 부근의 일 위치의 고정측 랩(142)에 형성되고, 배압 연통 유로(146a2)는, 고정 스크롤(140)의 양 측에 형성되는 예가 도시된다.

아울러, 제2유로(146b)가 압축 연통 유로(146a1) 및 배압 연통 유로(146a2) 사이를 연통 가능하게 되며, 전술한 바와 같이, 고정 스크롤(140)의 상부에서 형성되어 있다.

선회 스크롤(150)은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤(140)을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부(151)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2유로(146b)는, 상기 고정 스크롤(140)에서, 상기 선회 경판부(151)의 외경을 기준으로 내측에 배치될 수 있다.

선회 경판부(151)의 일 면의 측부에는 원주 방향을 따라 형성되는 경판홈(151a)이 구비될 수 있고, 상기 경판홈(151a)은, 상기 선회 스크롤(150)이 선회 운동 시에 상기 배압홀(146)과 연통 가능한 위치에 구비될 수 있다.

상기 경판홈(151a)은, 상기 선회 경판부(151)의 일 면에서 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 경판홈(151a)은, 상기 선회 경판부(151)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 고정 스크롤(140)의 저면에는, 상기 배출되는 가스가 상기 제1배압실(137a)로의 유입을 가이드하는, 상기 배압홀(146)로부터 연통되게 형성되는 가이드 유입부(147c)가 구비될 수 있다.

경판홈(151a)은, 실링되는 거리만큼 이격되도록 상기 선회 경판부(151)의 외주에 인접하여 형성될 수 있다.

일례로, 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)에 마주하는 선회 스크롤(150)의 상면에 구비될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 선회 스크롤(150)의 선회 경판부(151)에 경판홈(151a)이 선회 경판부(151)의 원주 방향을 따라 형성되어 있으며, 2개의 경판홈(151a)이 선회 경판부(151)에서 서로 대칭되도록 배치된 예가 도시된다. 경판홈(151a)은, 선회 경판부(151)의 원주를 따라 나란하도록 곡률을 가지며 형성될 수 있다.

도 6에는 배압홀(146)의 배압 연통 유로(146a2)와 거의 인접하도록 형성되는 경판홈(151a)이 도시되어 있다.

전술한 바와 같이, 경판홈(151a)은, 상기 선회 스크롤(150)이 선회 운동 시에 상기 배압홀(146)과 연통 가능한 위치에 배치될 수 있는 위치에 형성되어야 한다.

상기 경판홈(151a)의 일 측에서부터 상기 압축실의 외곽부분까지의 거리는, 상기 경판홈(151a)의 다른 일 측에서부터 상기 선회경판부의 외주까지의 거리보다 클 수 있다.

일례로, 경판홈(151a)과 압축실의 외곽 부분과의 거리는 L1, 경판홈(151a)과 선회 경판부(151)의 외주 까지의 거리는 L2라고 하면, L1은 L2 보다 반드시 크도록, 즉 L1 > L2를 만족하도록 형성되어야 한다. 만일, 경판홈(151a)과 압축실의 외곽 부분과의 거리 L1이 경판홈(151a)과 선회 경판부(151)의 외주 까지의 거리 L2 보다 크지 않다면, 경판홈(151a)의 고압의 가스가 실링 거리가 짧은 흡입실로 들어가 압축기의 효율이 저하되게 된다. 즉, 본 발명과 관련하여서는, 중간압 공간과의 실링 거리는 압축실과의 거리보다 항상 가까워야 함이 이해되어야 한다.

고정 스크롤(140)의 외부의 압력이 낮아지게 되어 상기 선회 스크롤(150)이 축방향으로 후퇴할 때, 상기 경판홈(151a)으로 가스가 유입되어 제1배압실(137a)의 압력이 상승함에 따라 선회 스크롤(150)은 선회 경판부(151)를 축방향으로 가압하여 상기 고정 스크롤(140)로 결합 가능될 수 있다.

도 7은 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도가 도시되고, 도 8은 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 도 7의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도가 도시되며, 도 9는 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 도 8의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도이며, 도 10은 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 도 9의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도이다.

도 7 내지 도 10을 참조하여, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대하여 선회 회전됨에 따른, 전술한 선회 경판부(151)의 경판홈(151a)과 배압홀(146)의 형성 및 배치 위치에 대하여 서술한다.

도 7을 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 일 위치에 배치되어 있는데, 선회 스크롤(150)의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 이격되도록 배치되어 있다.

도 8을 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 도 7의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는데, 단면 기준으로 선회 스크롤(150)의 우측의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 연통되도록 배치되어 있다.

또한, 도 8에서의 선회 스크롤(150)의 배치는 도 7에 배치된 위치를 기준으로 고정 스크롤(140)에 대해 90 ° 만큼 선회 회전된 것으로 이해될 수 있다.

도 9를 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 도 7의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는데, 단면 기준으로 선회 스크롤(150)의 좌측의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 연통되도록 배치되어 있다.

또한, 도 9에서의 선회 스크롤(150)의 배치는 도 7에 배치된 위치를 기준으로 고정 스크롤(140)에 대해 180 ° 만큼 선회 회전된 것으로 이해될 수 있다.

도 10을 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 도 7의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는데, 단면 기준으로 선회 스크롤(150)의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 이격되도록 배치되어 있다.

또한, 도 10에서의 선회 스크롤(150)의 배치는 도 7에 배치된 위치를 기준으로 고정 스크롤(140)에 대해 270 ° 만큼 선회 회전된 것으로 이해될 수 있다.

도 11에는 실링 거리가 확보된 상태에서 선회 스크롤(150)의 선회경판부의 최대한 바깥쪽에 배치되어 있는 경판홈(151a)의 예를 도시하는 부분 확대도가 도시된다.

도 11을 참조하면, 선회 스크롤(150)의 경판홈(151a)이 가공된 경우의 일례가 도시되는데, 실제로 경판홈(151a)의 직경에 제한이 있을 경우 예시와 같은 특정 지역만 홈이 설계 가능하다 하지만 특별한 경우 선회 스크롤(150)의 선회 경판부(151)의 외경의 크기 제한이 없을 경우에는, 도 11의 고정 스크롤(140)의 압축부와의 실링거리가 확보된다면 경판홈(151a)은 선회 스크롤(150)의 선회 경판부(151)의 최외곽에 도넛 형태의 홈의 형상일 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 3에 대한 설명 부분에서 고정 스크롤(140)의 좌측에 배압홀(146)이 형성되어 있는 예에 대하여 서술하였다.

한편, 도 12는 본 발명의 스크롤 압축기(100)의 고정 스크롤(140)의 양 측에 배압홀(146)이 형성되며, 선회 스크롤(150)의 양 측에 배압공(158)이 형성되는 예를 도시하는 확대 단면도가 도시되고, 도 13은 도 12의 평면도가 도시된다.

이하, 도 12 및 도 13을 참조하여, 고정 스크롤(140)의 양 측에 배압홀(146)이 형성되며, 선회 스크롤(150)의 양 측에 배압공(158)이 형성되는 예의 스크롤 압축기(100)에 대하여 서술하기로 한다.

도 12를 참조하면, 배압홀(146)이 상방향과 나란한 방향으로 제1유로(146a)가 고정 스크롤(140)의 좌측 및 우측에 각각 형성되는 예가 도시된다. 또한, 좌측과 우측 각각의 제1유로(146a)가, 압축실로부터 배출된 가스가 유입되는 압축 연통 유로(146a1)와 제1배압실(137a) 측에 연통 가능하도록 형성되는 배압 연통 유로(146a2)를 포함하도록 구성된 예가 도시된다.

이처럼, 도 12에서 도시되는 스크롤 압축기(100)의 실시예에 따르면, 압축 연통 유로(146a1) 및 배압 연통 유로(146a2)를 포함하는 제1유로(146a)가 고정 스크롤(140)의 좌측과 우측에 각각 형성되어 있다.

또한, 압축 연통 유로(146a1)는, 회전축에 인접한 위치인 고정 스크롤(140)의 좌우의 내측에 각각 구비되는데, 고정 스크롤(140)의 좌우의 내측에 각각 구비된 압축 연통 유로(146a1)에 압축실로부터 배출된 가스가 유입되며, 유입된 가스를 제2유로(146b)로 유동 가능하게 한다. 압축 연통 유로(146a1)는 압축실로부터 배출된 가스를 상방향으로 유동 가능하게 할 수 있다.

또한, 도 12 및 도 13에서 명백히 도시되지는 않았지만, 도 12 및 도 13의 압축 연통 유로(146a1)는, 도 4에서 도시된 바와 같이, 기 결정된 직경을 가진 미세홀의 형상으로 이해될 수 있다.

제2유로(146b)는, 압축 연통 유로(146a1) 및 배압 연통 유로(146a2) 사이에 구비될 수 있는데, 제2유로(146b)는 고정 스크롤(140)의 상측 좌우 부분에서 각각, 압축 연통 유로(146a1)와 배압 연통 유로(146a2)를 연통하도록 좌우 방향으로 형성되는 예가 도시된다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 고정 스크롤(140)의 상부의 좌측과 우측 부분에 제2유로(146b)가 형성되어 있으며, 고정 스크롤(140)의 상부의 좌측과 우측 부분 각각의 제2유로(146b)는 압축 연통 유로(146a1) 및 배압 연통 유로(146a2) 사이에 연장되어 미세한 원형의 단면적의 제2유로(146b)가 고정 스크롤(140)의 상부에서 연장되어 형성되는 예가 도시된다. 하지만, 반드시 이러한 원형의 단면으로 한정되는 것은 아니다.

배압 연통 유로(146a2)는 제2유로(146b)와 연통되며, 압축 연통 유로(146a1)와 나란하도록 형성되어 있다. 또한, 배압 연통 유로(146a2)는 고정 스크롤(140)의 좌측 및 우측에서 각각 선회 경판부(151)의 외주에 인접하는 일 위치에서 형성될 수 있다. 배압 연통 유로(146a2)는 도 12에 도시되는 바와 같이, 좌우측 각각의 제2유로(146b)로부터 제공된 가스를 하방향으로 유동 가능하게 하여 제1배압실(137a)로 제공할 수 있게 한다. 또한, 배압 연통 유로(146a2)는, 선회 경판부(151)의 외주 가까이의 일 위치에, 압축 연통 유로(146a1)에 비해 외곽에 구비되는 예가 도 12 및 도 13에 도시된다.

단면을 기준으로, 전술한 선회 경판부(151)의 하부에서 메인 프레임(130)의 중심 부근에는 선회 경판부(151)의 중심에서 기 결정된 거리 만큼의 폭을 가지는 제2배압실(137b)이 구비될 수 있다.

제2배압실(137b)에는 후술하는 배압공(158)이 연통될 수 있다.

또한, 선회 경판부(151)에는 제2배압실(137b) 및 고정 스크롤(140)의 저면에 연통되는 배압공(158)이 구비될 수 있다.

배압공(158)은 제1 및 제2통로(158a, 158b)를 포함할 수 있다. 제1통로(158a)는 상방향과 나란한 방향으로 형성될 수 있다.

제2통로(158b)는 제1통로(158a)에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성될 수 있다.

제1통로(158a)는 배압실 연통 유로(158a1) 및 고정 연통 유로(158a2)를 포함할 수 있다.

배압실 연통 유로(158a1)는 제2배압실(137b)로부터 배출된 가스가 유입되도록 이루어진다. 즉, 배압실 연통 유로(158a1)는 제2배압실(137b)로부터의 배출된 가스가 유입되는 유입구로 이해될 수 있다.

고정 연통 유로(158a2)는 배압실 연통 유로(158a1)와 연통되고, 배압실 연통 유로(158a1)를 통해 유동하는 가스를 고정 스크롤(140)의 저면으로 제공 가능하도록 상기 고정 스크롤(140)의 저면에 연통 가능하도록 형성된다.

전술한 바와 같이, 제2통로(158b)는 제1통로(158a)에 연통 가능하도록 형성되는데, 도 12에는 제2통로(158b)가 배압실 연통 유로(158a1) 및 고정 연통 유로(158a2)와 연통 가능하도록 형성되는 예가 도시된다.

또한, 도 12에는 선회 경판부(151)의 저면에 제2배압실(137b) 및 고정 스크롤(140)의 저면에 연통되는 배압공(158)이 구비되는 예가 도시되어 있는데, 좌측과 우측에 각각 배압공(158)이 형성되어 있다.

보다 상세하게는, 도 12를 참조하면, 선회 경판부(151)의 저면의 좌측에서, 상방향으로 나란한 방향으로 형성되는 제1통로(158a) 및 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2통로(158b)가 도시된다. 또한, 선회 경판부(151)의 저면의 우측에 상방향으로 나란한 방향으로 형성되는 제1통로(158a) 및 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2통로(158b)가 도시된다.

또한, 제1통로(158a)는 배압실 연통 유로(158a1) 및 고정 연통 유로(158a2)를 포함할 수 있기에, 선회 경판부(151)의 저면의 좌측에서, 배압실 연통 유로(158a1), 제2통로(158b) 및 고정 연통 유로(158a2)가 형성되어 있으며, 선회 경판부(151)의 저면의 우측에서, 배압실 연통 유로(158a1), 제2통로(158b) 및 고정 연통 유로(158a2)가 형성되어 있는 예가 도시된다.

도 14는 도 12의 스크롤 압축기(100)에서, 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도이고, 도 15는 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 도 14의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도이며, 도 16는 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 도 15의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도이고, 도 17은 고정 스크롤(140)에 대해 선회 스크롤(150)이 도 16의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는 예를 도시하는 평면도이다.

도 14 내지 도 17을 참조하여, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대하여 선회 회전됨에 따른, 전술한 선회 경판부(151)의 경판홈(151a), 배압홀(146) 및 배압공(158)의 형성 및 배치 위치에 대하여 서술한다.

도 14 내지 도 17에서는 선회 스크롤(150)에 제1 및 제2통로(158a, 158b)를 포함하는 배압공(158)이 선회 스크롤(150)의 중심을 기준으로 좌하측과 우상측의 두 부분에서 도면상에서 상하 방향과 나란하도록 형성되어 있는 예가 도시된다.

도 14을 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 일 위치에 배치되어 있는데, 선회 스크롤(150)의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 이격되도록 배치되어 있다.

도 15을 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 도 14의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는데, 단면 기준으로 선회 스크롤(150)의 우측의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 연통되도록 배치되어 있다.

또한, 도 15에서의 선회 스크롤(150)의 배치는 도 14에 배치된 위치를 기준으로 고정 스크롤(140)에 대해 90 ° 만큼 선회 회전된 것으로 이해될 수 있다.

도 16을 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 도 14의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는데, 단면 기준으로 선회 스크롤(150)의 좌측의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 연통되도록 배치되어 있다.

또한, 도 16에서의 선회 스크롤(150)의 배치는 도 14에 배치된 위치를 기준으로 고정 스크롤(140)에 대해 180 ° 만큼 선회 회전된 것으로 이해될 수 있다.

도 17을 참조하면, 선회 스크롤(150)이 고정 스크롤(140)에 대해 도 14의 위치에서 기 결정된 각도만큼 선회 회전된 일 위치에 배치되어 있는데, 단면 기준으로 선회 스크롤(150)의 경판홈(151a)은 고정 스크롤(140)의 배압 연통 유로(146a2)와 단면 기준으로 이격되도록 배치되어 있다.

또한, 도 17에서의 선회 스크롤(150)의 배치는 도 14에 배치된 위치를 기준으로 고정 스크롤(140)에 대해 270 ° 만큼 선회 회전된 것으로 이해될 수 있다.

고정 스크롤(140)의 저면에는, 상기 배출되는 가스가 상기 제1배압실(137a)로의 유입을 가이드하는, 상기 배압홀(146)로부터 연통되게 형성되는 가이드 유입부(147c)가 구비될 수 있다.

도 18은, 본 발명의 스크롤 압축기(100)의 고정 스크롤(140)에 배압홀(146)이 형성되지 않으며, 선회 스크롤(150)에 배압공(158)이 형성되는 예를 도시하는 확대 단면도이고, 도 19는 고정 스크롤(140) 및 선회 스크롤(150)에 각각 압력조절핀(146b1, 158b1)이 설치되어 있는 예를 도시하는 확대 단면도이며, 도 20은 배압홀(146)이 형성되는 고정 스크롤(140), 및 선회 스크롤(150)을 도시하는 단면도이다.

도 18에는 본 발명에서, 고정 스크롤(140)에 배압홀(146)이 형성되지 않는 일 예의 스크롤 압축기(100)가 도시된다.

도 18에서 도시되는 스크롤 압축기(100)의 제2배압실(137b)에는 전술한 배압공(158)이 연통될 수 있다.

또한, 선회 경판부(151)의 좌측에 제2배압실(137b) 및 고정 스크롤(140)의 저면에 연통되는 배압공(158)이 구비되는 예가 도시된다.

전술한 바와 같이, 제2통로(158b)는 제1통로(158a)에 연통 가능하도록 형성되는데, 도 18에는 제2통로(158b)가 배압실 연통 유로(158a1) 및 고정 연통 유로(158a2)와 연통 가능하도록 형성되는 예가 도시된다.

도 19에는, 본 발명에서, 고정 스크롤(140)의 좌측에 배압홀(146)이 형성되고, 선회 스크롤(150)의 좌측에 배압공(158)이 형성되어 있는 일 예의 스크롤 압축기(100)가 도시된다.

또한, 도 19를 참조하면, 전술한 배압홀(146)의 제2유로(146b)에 압력조절핀(146b1)이 설치되어 있다. 제2유로(146b)에 설치된 압력조절핀(146b1)에 의해 제1배압실(137a)로의 가스의 유입을 조절 가능하게 할 수 있다.

또한, 도 19를 참조하면, 전술한 배압공(158)의 제2통로(158b)에 압력조절핀(158b1)이 설치되어 있다. 제2통로(158b)에 설치된 압력조절핀(158b1)에 의해 제2배압실로(137b)부터 유출되는 가스를 조절 가능하게 할 수 있다.

즉, 압력조절핀(146b1, 158b1)에 의해 갑작스런 고압의 가스의 배압실로의 유동을 방지할 수 있다.

본 발명은, 전술한 구조에 의해 고압식 스크롤 압축기에서 배압실(137a, 137b)의 압력을 운전 조건에 따라 가변하게 한다.

본 발명의 스크롤 압축기(100)는, 운전조건과 상관없이 배압실(137a, 137b)과 압축실(P)의 힘의 관계에 의하여 선회 스크롤(150)이 능동적인 축방향의 움직이므로 인해, 대부분의 운전 영역에서 일정한 성능을 가질 수 있다.

본 발명의 스크롤 압축기(100)는, 전술한 바와 같이, 고정측 랩(142) 상단의 배압홀(146)과 제1배압실(137a)과 근접하지만 선회 스크롤(150)이 자전운동을 하면서 항상 막는 위치에 뚫린 고정 스크롤(140) 외곽의 구멍인 배압 연통 유로(146a2)와 연통되어 있어 압축기 구동 시 제1배압실(137a)의 압력이 낮아 선회 스크롤(150)이 축방향으로 후퇴할 경우 고정 스크롤(140)의 랩(142)의 상단과 선회 스크롤(150)의 바닥부 사이에 틈이 생겨 그 사이로 고압가스가 제1배압실(137a)로 유입되면서 제1배압실(137a)의 압력이 올라가서 선회 스크롤(150)이 축방향으로 움직이면서 압축실(P)의 밀폐가 유지되어 스크롤 압축기(100)의 효율이 상승하게 된다.

이상에서 설명한 스크롤 압축기(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100:스크롤 압축기
130:메인 프레임 137a:제1배압실 137b:제2배압실
140:고정 스크롤 142:고정측 랩
146:배압홀 146a:제1유로 146a1:압축 연통 유로
146a2:배압 연통 유로 146b:제2유로 146b1:압력조절핀
147c:가이드 유입부
150:선회 스크롤 151:선회 경판부 151a:경판홈
152:선회랩 153:회전축 결합부
158:배압공 158a:제1통로
158a1:배압실 연통 유로
158a2:고정 연통 유로 158b:제2통로
158b1:압력조절핀
180:올담링

Claims

선회 운동을 하는 선회 스크롤;
상기 선회 스크롤에 결합되어 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 및
상기 선회 스크롤을 사이에 두고, 상기 고정 스크롤의 반대편에서 상기 선회 스크롤을 회전 가능하도록 지지하며, 상기 고정 스크롤에 지지 가능하도록 연결되는 메인 프레임을 포함하고,
상기 고정 스크롤에는, 상기 압축실로부터 배출되는 가스가 수용되는 제1배압실과 상기 압축실 사이에서 형성되는 배압홀이 구비되고,
상기 배압홀은, 상기 압축실의 기 결정된 압력비에 근거하여 상기 제1배압실 및 상기 압축실에 연통 가능하고,
상기 선회 스크롤은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부를 구비하고,
상기 선회 경판부의 일 면의 측부에는 원주 방향을 따라 형성되는 경판홈이 구비되고, 상기 경판홈은, 상기 선회 스크롤이 선회 운동 시에 상기 배압홀과 연통 가능한 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 배압홀은,
상방향과 나란한 방향으로 형성되는 제1유로; 및
상기 제1유로에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 제1유로는,
상기 압축실로부터 배출된 가스가 유입되는 압축 연통 유로; 및
상기 압축 연통 유로와 연통되고, 상기 압축 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 제1배압실로 제공 가능하도록 상기 제1배압실 측에 연통 가능하도록 형성되는 배압 연통 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 제2유로는, 상기 압축 연통 유로 및 상기 배압 연통 유로 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 고정 스크롤의 저면에는, 상기 배출되는 가스가 상기 제1배압실로의 유입을 가이드하는, 상기 배압홀로부터 연통되게 형성되는 가이드 유입부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 제2유로에는, 상기 제1배압실로의 가스의 유입을 조절 가능하게 하는 압력조절핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1배압실은,
상기 메인 프레임의 상면, 상기 선회 스크롤의 측부 및 상기 고정 스크롤의 저면 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2유로는, 상기 고정 스크롤에서, 상기 선회 경판부의 외경을 기준으로 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 경판홈은, 상기 선회 경판부의 일 면에서 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 경판홈은, 상기 선회 경판부의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 고정 스크롤의 외부의 압력이 낮아지게 되어 상기 선회 스크롤이 축방향으로 후퇴할 때, 상기 경판홈으로 가스가 유입되어 상기 제1배압실의 압력이 상승함에 따라 상기 선회 경판부는 축방향으로 가압되어 상기 고정 스크롤로 결합 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 경판홈의 일 측에서부터 상기 압축실의 외곽부분까지의 거리는, 상기 경판홈의 다른 일 측에서부터 상기 선회 경판부의 외주까지의 거리 보다 큰 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 경판홈은, 실링되는 거리만큼 이격되도록 상기 선회 경판부의 외주에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 선회 스크롤은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부를 구비하고,
상기 선회 경판부의 하부에는, 상기 선회 경판부의 중심에서 기 결정된 거리 만큼의 제2배압실이 구비되고,
상기 선회 경판부에는, 상기 제2배압실 및 상기 고정 스크롤의 저면에 연통되는 배압공이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제14항에 있어서,
상기 배압공은,
상방향과 나란한 방향으로 형성되는 제1통로; 및
상기 제1통로에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제15항에 있어서,
상기 제1통로는,
상기 제2배압실로부터 배출된 가스가 유입되는 배압실 연통 유로; 및
상기 배압실 연통 유로와 연통되고, 상기 배압실 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 고정 스크롤의 저면으로 제공 가능하도록 상기 상기 고정 스크롤의 저면에 연통 가능하도록 형성되는 고정 연통 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제16항에 있어서,
상기 고정 스크롤의 저면에는 상기 고정 연통 유로에 연통 가능하도록 고정홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제15항에 있어서,
상기 제2통로에는, 상기 제2배압실로부터 유출되는 가스를 조절 가능하게 하는 압력조절핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
선회 운동을 하는 선회 스크롤;
상기 선회 스크롤에 결합되어 압축실을 형성하는 고정 스크롤;
상기 선회 스크롤을 사이에 두고, 상기 고정 스크롤의 반대편에서 상기 선회 스크롤을 회전 가능하도록 지지하며, 상기 고정 스크롤에 지지 가능하도록 연결되는 메인 프레임; 및
상기 선회 스크롤, 상기 고정 스크롤 및 상기 메인 프레임을 내부에 수용하는 케이싱을 포함하고,
상기 고정 스크롤에는, 상기 압축실로부터 배출되는 가스가 수용되는 제1배압실과 상기 압축실 사이에서 형성되는 배압홀이 구비되고,
상기 배압홀은, 상기 압축실의 기 결정된 압력비에 근거하여 상기 제1배압실 및 상기 압축실에 연통 가능하고,
상기 선회 스크롤은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부를 구비하고,
상기 선회 경판부의 일 면의 측부에는 원주 방향을 따라 형성되는 경판홈이 구비되고, 상기 경판홈은, 상기 선회 스크롤이 선회 운동 시에 상기 배압홀과 연통 가능한 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제19항에 있어서,
상기 배압홀은,
상방향과 나란한 방향으로 형성되는 제1유로; 및
상기 제1유로에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제20항에 있어서,
상기 제1유로는,
상기 압축실로부터 배출된 가스가 유입되는 압축 연통 유로; 및
상기 압축 연통 유로와 연통되고, 상기 압축 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 제1배압실로 제공 가능하도록 상기 제1배압실 측에 연통 가능하도록 형성되는 배압 연통 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제20항에 있어서,
상기 고정 스크롤의 저면에는, 상기 배출되는 가스가 상기 제1배압실로의 유입을 가이드하는, 상기 배압홀로부터 연통되게 형성되는 가이드 유입부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제20항에 있어서,
상기 제2유로에는, 상기 제1배압실로의 가스의 유입을 조절 가능하게 하는 압력조절핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제20항에 있어서,
상기 제1 및 제2유로는, 상기 고정 스크롤에서, 상기 선회 경판부의 외경을 기준으로 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
삭제
제20항에 있어서,
상기 선회 스크롤은, 기 결정된 폭을 구비하고 상기 고정 스크롤을 지지하는 원판 형상의 선회 경판부를 구비하고,
상기 선회 경판부의 하부에는, 상기 선회 경판부의 중심에서 기 결정된 거리 만큼의 제2배압실이 구비되고,
상기 선회 경판부에는, 상기 제2배압실 및 상기 고정 스크롤의 저면에 연통되는 배압공이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제26항에 있어서,
상기 배압공은,
상방향과 나란한 방향으로 형성되는 제1통로; 및
상기 제1통로에 연통 가능하도록 형성되고 측방향과 나란한 방향으로 형성되는 제2통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제27항에 있어서,
상기 제1통로는,
상기 제2배압실로부터 배출된 가스가 유입되는 배압실 연통 유로; 및
상기 배압실 연통 유로와 연통되고, 상기 배압실 연통 유로를 통해 유동하는 가스를 상기 고정 스크롤의 저면으로 제공 가능하도록 상기 상기 고정 스크롤의 저면에 연통 가능하도록 형성되는 고정 연통 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제28항에 있어서,
상기 고정 스크롤의 저면에는 상기 고정 연통 유로에 연통 가능하도록 고정홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.