KR102483241B1

KR102483241B1 - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR102483241B1
Application number: KR1020160051054A
Authority: KR
Inventors: 이강욱; 최용규; 김철환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2022-12-30
Also published as: KR20170122020A; EP3239529B1; EP3239529A2; WO2017188576A1; EP3239529A3; CN107313933A; US10570899B2; US20170306963A1; CN107313933B

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 하부에 오일이 담겨진 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전자에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축; 상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임; 상기 프레임의 하측에 구비되며, 고정랩이 구비되는 고정스크롤; 및 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 구비되고, 상기 회전축이 관통하여 결합되는 회전축 결합부가 구비되며, 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이의 주변 선단면에 적어도 한 개 이상의 오일딤플(oil dimple)이 구비되는 선회스크롤;을 포함함으로써, 회전축 결합부 주변의 선회랩 선단면으로 오이링 원활하게 공급되어 마모를 억제할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 회전축의 편심부가 선회스크롤의 선회랩과 중첩되도록 결합되는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입,압축,토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토오크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.

스크롤 압축기의 거동 특성은 비선회스크롤(이하, 고정스크롤로 약칭함)의 비선회랩(이하, 고정랩으로 약칭함)과 선회스크롤의 선회랩의 형태에 의해 결정된다. 고정랩과 선회랩은 임의의 형상을 가질 수 있지만, 통상적으로는 가공이 용이한 인볼류트 곡선의 형태를 가진다. 인볼류트 곡선은 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때, 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다. 이러한 인볼류트 곡선을 이용하는 경우 랩의 두께가 일정하게 되어 용적변화율도 일정하게 되므로, 충분한 정도의 압축비를 얻기 위해서는 랩의 권수를 늘려야 한다. 하지만, 랩의 권수가 늘어나면 그만큼 압축기의 크기도 함께 커지게 된다.

한편, 선회스크롤은 통상적으로는 원판 형태로 경판이 형성되고, 경판의 일측면에 상술한 선회랩이 형성된다. 그리고 선회랩이 형성되지 않은 경판의 타측면에는 소정의 높이를 가지는 보스부가 형성된다. 그리고 보스부에는 회전축이 편심지게 결합되어 선회스크롤을 선회구동시킨다. 이러한 형태는 경판의 거의 전 면적에 걸쳐서 선회랩을 형성할 수 있어, 동일한 압축비를 얻기 위한 경판의 직경을 작게 할 수 있다. 하지만, 이러한 형태는 선회랩과 보스부가 축방향으로 이격됨에 따라 압축시 냉매의 반발력이 작용되는 작용점과 반발력을 상쇄하기 위한 반력이 작용되는 작용점이 축방향으로 서로 이격되고, 이로 인해 압축기의 구동시 반발력과 반력이 서로 우력으로 작용하면서 선회스크롤이 기울어져 진동이나 소음이 커지는 문제가 있다.

이를 해소하기 위한 방법으로, 한국특허등록된 스크롤 압축기(등록번호: 10-1059880호)와 같이, 회전축과 선회스크롤이 결합되는 지점이 선회랩과 동일 평면에 형성되는 형태의 스크롤 압축기가 개시된 바 있다. 이러한 형태의 스크롤 압축기는 냉매의 반발력이 작용하는 작용점과 그 반발력에 대한 반력의 작용점이 동일한 높이에서 상호 반대방향으로 작용하게 되므로 선회스크롤이 기울어지는 문제를 해소할 수 있다.

상기와 같이 회전축의 편심부가 선회스크롤의 선회랩과 중첩되도록 결합되는 스크롤 압축기는 압축부가 전동부의 상부에 위치하는 상부 압축식 스크롤 압축기는 물론 압축부가 전동부의 하부에 위치하는 하부 압축식 스크롤 압축기도 알려져 있다.

상부 압축식 스크롤 압축기와 하부 압축식 스크롤 압축기에서는 회전축이 선회스크롤의 선회랩과 중첩되는 높이까지 삽입됨에 따라 동일 경판 대비 선회랩을 형성할 수 있는 공간이 감소되고, 이에 따라 동일 경판 대비 압축비를 높이기 위해서는 회전축과 선회스크롤이 결합되는 부위의 베어링 면적을 최소한으로 줄이면서도 높은 베어링 성능을 확보할 수 있어야 한다. 회전축과 선회스크롤이 결합되는 부위의 베어링 성능을 높이기 위해서는 오일이 원활하게 공급되어야 한다.

상부 압축식 스크롤 압축기의 경우에는 저유공간과 압축부 사이의 거리가 멀어 오일을 공급하기가 어려울 뿐만 아니라, 압축기의 운전속도에 따라 오일공급량의 편차가 크게 발생한다. 반면, 하부 압축식 스크롤 압축기의 경우에는 저유공간과 압축부 사이의 거리가 짧아 상대적으로는 균일한 오일공급이 가능하지만 압축된 냉매가 오일공급유로를 막을 수 있어 구조적으로 오일 공급이 어렵다.

또, 상부 압축식 스크롤 압축기와 하부 압축식 스크롤 압축기는 모두 선회스크롤의 중심부에 마찰면적이 큰 부위가 발생하게 되어 고온 고압축비 조건에서 압축기의 신뢰성이 저하될 수 있다. 즉, 스크롤 압축기는 선회랩의 선단면이 고정스크롤의 경판면과 접촉된 상태로 선회운동을 하면서 상대 경판면의 오일을 랩의 선단면이 묻혀 윤활되도록 하게 된다. 따라서, 랩의 선단면 폭(랩의 진행방향에 직교하는 방향으로의 랩 두께)은 선회반경보다 작아야 랩 선단면(wrap tip surface)이 원활하게 윤활될 수 있다.

하지만, 회전축의 편심부가 선회스크롤을 관통하여 결합되는 구조에서는 그 회전축이 결합되는 회전축 결합부의 주변 선단면에 선회반경보다 큰 영역이 존재하게 되어, 이 영역에 오일이 원활하게 유입되지 못하면서 회전축 결합부의 선단면 일부 또는 이에 대응하는 고정스크롤의 경판면에 마모가 발생될 수 있다. 특히, 선회스크롤이 고정스크롤에 비해 무른 재질로 형성되는 경우에는 회전축 결합부의 주변 선단면이 심하게 마모되어 고정스크롤과의 사이에 틈새가 발생되고, 이 틈새를 통해 압축된 냉매가 누설되면서 고압축비 운전시 냉매누설에 따른 신뢰성 저하가 가중될 수 있다.

본 발명의 목적은, 고정스크롤 또는 선회스크롤 사이의 접촉면 중에서 랩두께가 선회반경보다 큰 부위에서 마모가 발생되는 것을 억제하여 고압축비 조건에서의 신뢰성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 앞서 설명한 부위로 오일이 원활하게 유입되도록 하여 마모를 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 앞서 설명한 부위로 오일이 원활하게 공급되도록 하면서도 압축되는 냉매가 오일이 공급되는 유로로 누설되는 것을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 편심부의 저면이 스러스트 베어링면을 이루는 경우에도 그 편심부의 저면과 앞서 설명한 부위로 오일이 원활하게 공급되도록 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고정랩을 가지는 고정스크롤; 상기 고정랩에 맞물려 압축실을 이루도록 선회랩을 가지며, 상기 선회랩의 내측 단부에 회전축 결합부가 관통 형성되는 선회스크롤; 및 상기 회전축 결합부에 결합되어 상기 선회스크롤을 선회시키는 회전축;을 포함하고, 상기 선회랩의 선단면 중에서 상기 선회스크롤의 선회반경보다 큰 랩두께를 가지는 부위에는 적어도 한 개 이상의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 이로써, 선회스크롤이 선회운동을 하면서 랩의 선단면에 구비된 홈이 오일을 담아 랩의 두께방향으로 이동시킬 수 있다. 이를 통해 랩의 선단면 중에서 그 랩의 선단면 폭이 큰 부위에도 오일이 원활하게 유입될 수 있다.

여기서, 상기 홈은 상기 회전축 결합부와 연통되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 홈은 상기 회전축 결합부의 내측 모서리와 외측 모서리 사이에 사이에 형성되고, 상기 홈은 상기 내측 모서리와 외측 모서리 중에서 어느 한 쪽 모서리와는 연결되는 반면 다른 쪽 모서리와는 차단되도록 형성될 수 있다. 이로써, 상대적으로 두꺼운 랩두께를 가지는 회전축 결합부의 주변 선단면으로 오일이 원활하게 유입되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 압축된 고압의 냉매가 회전축 결합부로 누설되는 것을 억제하여 압축기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 홈은 적어도 두 개 이상의 복수 개가 형성되고, 상기 복수 개의 홈들 중에서 적어도 한 개는 회전축 결합부와 연통되며, 다른 한 개는 회전축 결합부와 연통된 홈과 선회반경보다 작거나 같은 정도의 간격을 두고 이격될 수 있다. 이로써, 한 개의 홈이 토출구와 연통되는 경우 토출되는 냉매가 오일공급유로로 역류하는 것을 억제하여 압축기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 편심부의 저면에는 급유로가 형성될 수 있다. 이로써, 편심부가 스러스트면을 형성하는 경우에도 급유로를 통해 오일이 편심부의 저면은 물론 회전축 결합부까지 원활하게 공급되도록 할 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하부에 오일이 담겨진 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전자에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축; 상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임; 상기 프레임의 하측에 구비되며, 고정랩이 구비되는 고정스크롤; 및 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 구비되고, 상기 회전축이 관통하여 결합되는 회전축 결합부가 구비되며, 상기 선회랩의 선단면을 이루는 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이에 위치하는 선단면에 적어도 한 개 이상의 오일딤플(oil dimple)이 구비되는 선회스크롤;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 오일딤플은 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이의 간격이 상기 선회스크롤의 선회반경보다 큰 부위에 형성될 수 있다. 이로써, 선회스크롤이 선회운동시 특정 부위가 오일이 있는 위치까지 미치지 못하더라도 오일딤플에 의해 오일이 유인되어 선회반경보다 넓은 부위에도 오일이 충분히 발라질 수 있다.

그리고 상기 오일딤플은 상기 회전축 결합부에 연통될 수 있다. 이로써, 회전축 결합부를 통해 공급되는 오일이 오일딤플로 신속하게 안내되어 앞서 설명한 부위로 원활하게 급유될 수 있다.

그리고 상기 오일딤플은 복수 개가 형성되고, 상기 복수 개의 오일딤플들 사이의 간격은 선회반경보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이로써, 복수 개의 오일딤플 사이에서 오일이 원활하게 이동할 수 있다.

그리고 상기 복수 개의 오일딤플중에서 적어도 한 개는 상기 회전축 결합부와 연통되고, 적어도 다른 한 개는 상기 회전축 결합부로부터 이격될 수 있다. 이로써, 토출되는 냉매가 회전축 결합부로 역류하는 것을 억제할 수 있다.

그리고 상기 고정스크롤에는 상기 압축실에 연통되어 그 압축실에서 압축된 냉매를 토출하는 토출구가 적어도 한 개 이상 구비되며, 상기 회전축 결합부에 연통되는 오일딤플과 상기 토출구 사이의 간격은 선회반경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 회전축에는 상기 회전축 결합부에 삽입되는 편심부가 형성되고, 상기 편심부의 축방향 양쪽 측면중에서 상기 고정스크롤의 경판면에 접하는 일측면에는 그 편심부의 외주면으로 연통되도록 급유홈이 형성될 수 있다. 이로써, 편심부의 저면이 스러스트 베어링면을 형성하더라도 오일이 편심부의 스러스트 베어링면으로 원활하게 유도되어 그 스러스트 베어링면을 윤활하는 동시에 회전축 결합부로도 오일이 신속하게 유인될 수 있다.

그리고 상기 고정스크롤에는 상기 회전축이 관통하여 지지되는 축수구멍이 형성되고, 상기 회전축의 내부에는 오일공급유로가 형성되고, 상기 오일공급유로의 중간에는 그 오일공급유로와 상기 고정스크롤의 축수구멍 사이로 오일을 안내하는 급유구멍이 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고정 경판부, 상기 고정 경판부에서 돌출되는 고정랩, 및 상기 고정랩의 내측단 부근에 형성되는 적어도 한 개 이상의 토출구를 가지는 고정스크롤; 및 회전축이 삽입되어 편심지게 결합되도록 회전축 결합부가 구비되는 선회 경판부, 및 상기 선회 경판부에서 돌출되어 상기 고정랩에 결합되고 상기 고정랩에 대해 선회운동을 하면서 상기 고정 경판부, 고정랩, 선회 경판부와 함께 흡입실, 중간압실, 토출실로 이루어지는 압축실을 형성하는 선회랩이 구비되는 선회스크롤;을 포함하고, 상기 고정랩의 선단면 또는 상기 선회랩의 선단면 중에서 랩두께가 상기 선회스크롤의 선회반경보다 넓은 부위에는 오일딤플(oil dimple)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서 상기 회전축 결합부는 상기 선회랩의 내측단을 관통하여 형성되고, 상기 오일딤플은 상기 회전축 결합부에 연통되도록 그 회전축 결합부 주변의 랩 선단면에 형성될 수 있다.

그리고 상기 회전축 결합부와 연통되는 오일딤플은 상기 토출구로부터 선회반경 이상의 간격만큼 이격될 수 있다.

그리고 상기 오일딤플은 복수 개로 이루어지고, 상기 복수 개의 오일딤플 사이의 간격은 선회반경보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

그리고 상기 복수 개의 오일딤플중에서 적어도 한 개의 오일딤플은 상기 회전축 결합부에 연통되고, 적어도 한 개의 다른 오일딤플은 상기 회전축 결합부의 외주면으로부터 선회반경 이하의 간격만큼 이격될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하부에 오일이 담겨진 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축; 상기 구동모터의 하측에 구비되고, 상기 회전축이 관통되도록 제1 축수구멍이 구비되는 프레임; 상기 프레임의 하측에 구비되며, 상기 회전축이 관통되도록 제2 축수구멍이 구비되고, 고정랩이 구비되는 고정스크롤; 및 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 회전축이 결합되는 회전축 결합부가 구비되고, 상기 고정랩에 맞물려 압축실을 형성하는 선회랩이 구비되는 선회스크롤;을 포함하고, 상기 회전축 결합부의 선단면이 대응하는 상기 고정스크롤에는 상기 제2 축수구멍과 연통되는 적어도 한 개 이상의 오일딤플이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서 상기 고정스크롤에는 압축된 냉매를 토출하는 적어도 한 개 이상의 토출구가 구비되고, 상기 오일딤플은 상기 토출구로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

그리고 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이의 선단면에는 오일딤플이 형성될 수 있다.

그리고 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이의 선단면에 오일딤플이 형성되고, 상기 오일딤플은 상기 회전축 결합부와 연통될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 고정스크롤 또는 선회스크롤 사이의 접촉면 중에서 랩두께가 선회반경보다 큰 부위에 급유홈이 형성됨으로써, 상기 부위에서의 마모가 발생되는 것을 억제하여 고압축비 조건에서의 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 급유홈이 회전축 결합부의 내주부와 연통됨에 따라 앞서 설명한 부위로 오일이 원활하게 유입되면서 마모를 억제할 수 있다.

또, 급유홈이 토출구와 연통되지 않도록 형성됨에 따라, 앞서 설명한 부위로 오일이 원활하게 공급되도록 하면서도 압축되는 냉매가 오일이 공급되는 유로로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

또, 편심부의 저면이 스러스트 베어링면을 이루는 경우 그 편심부의 저면에 급유홈이 형성됨에 따라, 그 편심부의 저면과 앞서 설명한 부위로 오일이 원활하게 공급되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, "IV-IV"선단면도,
도 3은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, "V-V"선단면도,
도 4는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 압축부를 확대하여 보인 종단면도,
도 5는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 접촉면이 윤활되는 과정을 보인 종단면도,
도 6은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 회전축 결합부의 선단면 중에서 급유불량 영역을 설명하기 위해 보인 선회스크롤의 평면도,
도 7은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 회전축 결합부의 선단면 중에서 급유불량 영역을 급유하기 위한 구조를 보인 선회스크롤의 평면도,
도 8은 도 7에서, "VI-VI"선단면도,
도 9는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 오일딤플의 형상에 대한 실시예들을 보인 것으로, 도 9a는 회전축 결합부의 선단면에만 오일딤플이 형성되는 경우, 도 9b 및 9c는 오일딤플이 한 개인 경우, 도 9d는 오일딤플이 두 개인 경우를 각각 보인 평면도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서, 오일딤플의 위치를 고정스크롤에 형성하는 예를 보인 종단면도 및 평면도,
도 12 및 도 13은 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서, 편심부의 저면이 스러스트면을 형성하는 경우 편심부의 저면에 급유를 위한 편심부 급유홈이 형성되는 예를 보인 종단면도 및 사시도.

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

도 1은 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, "IV-IV"선단면도이며, 도 3은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, "V-V"선단면도이고, 도 4는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 압축부를 확대하여 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기는, 케이싱(1)의 내부공간(1a)에 구동모터를 이루며 회전력을 발생하는 전동부(2)가 설치되고, 전동부(2)의 하측에는 그 전동부(2)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(3)가 설치될 수 있다.

케이싱(1)은 밀폐용기를 이루는 원통 쉘(11)과, 원통 쉘(11)의 상부를 덮어 함께 밀폐용기를 이루는 상부 쉘(12)과, 원통 쉘(11)의 하부를 덮어 함께 밀폐용기를 이루는 동시에 저유공간(1b)을 형성하는 하부 쉘(13)로 이루어질 수 있다.

원통 쉘(11)의 측면으로 냉매 흡입관(15)이 관통하여 압축부(3)의 흡입실에 직접 연통되고, 상부 쉘(12)의 상부에는 케이싱(1)의 내부공간(1a)과 연통되는 냉매 토출관(16)이 설치될 수 있다. 냉매 토출관(16)은 압축부(3)에서 케이싱(1)의 내부공간(1a)으로 토출되는 압축된 냉매가 외부로 배출되는 통로에 해당되며, 토출되는 냉매에 혼입된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터(미도시)가 냉매 토출관(16)과 연결될 수 있다.

케이싱(1)의 상부에는 전동부(2)를 이루는 고정자(21)가 고정 설치되고, 고정자(21)의 내부에는 그 고정자(21)와 함께 전동부(2)를 이루며 고정자(21)와의 상호작용에 의해 회전하는 회전자(22)가 회전 가능하게 설치될 수 있다.

고정자(21)는 그 내주면에 원주방향을 따라 다수 개의 슬롯(미부호)이 형성되어 코일(25)이 권선되며, 그 외주면에는 디컷(D-cut) 모양으로 절단되어 원통 쉘(11)의 내주면과의 사이에 냉매 또는 오일이 통과하도록 오일회수통로(26)가 형성될 수 있다.

고정자(21)의 하측에는 소정의 간격을 두고 압축부(3)를 이루는 메인 프레임(31)이 케이싱(1)의 내주면에 고정 결합될 수 있다. 메인 프레임(31)은 그 외주면이 원통 쉘(11)의 내주면에 열박음되거나 용접되어 고정 결합될 수 있다.

그리고 메인 프레임(31)의 가장자리에는 환형으로 된 프레임 측벽부(제1 측벽부)(311)가 형성되고, 중심에는 제1 축수부(312)가 형성되며, 제1 축수부에는 후술할 회전축(5)의 메인 베어링부(51)가 회전 가능하게 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 제1 축수구멍(312a)이 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

메인 프레임(31)의 저면에는 회전축(5)에 편심 결합된 선회스크롤(33)을 사이에 두고 고정스크롤(32)이 설치될 수 있다. 고정스크롤(32)은 메인 프레임(31)에 고정 결합될 수도 있지만, 축방향으로 이동 가능하게 결합될 수도 있다.

그리고 고정스크롤(32)은 고정 경판부(이하, 제1 경판부)(321)가 대략 원판모양으로 형성되고, 제1 경판부(321)의 가장자리에는 메인 프레임의 제1 측벽부(311)에 결합되는 스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(322)가 형성될 수 있다.

그리고 제1 경판부(321)의 상면에는 후술할 선회랩(33)과 맞물려 압축실(V)을 이루는 고정랩(323)이 형성될 수 있다. 압축실(V)은 제1 경판부(321)와 고정랩(323), 그리고 후술할 선회랩(332)과 제2 경판부(331) 사이에 형성되며, 랩의 진행방향을 따라 흡입실, 중간압실, 토출실이 연속으로 형성되어 이루어질 수 있다.

여기서, 압축실(V)은 고정랩(323)의 내측면과 선회랩(332)의 외측면 사이에 형성되는 제1 압축실(V1)과, 고정랩(323)의 외측면과 선회랩(332)의 내측면 사이에 형성되는 제2 압축실(V2)로 이루어질 수 있다.

즉, 도 2에서와 같이, 제1 압축실(V1)은 고정랩(323)의 내측면과 선회랩(332)의 외측면이 접촉하여 생기는 두 개의 접촉점(P11, P12) 사이에 형성되고, 편심부의 중심(O)과 두 개의 접촉점(P11, P12)을 각각 연결한 두 개의 선이 이루는 각도 중 큰 값을 갖는 각도를 α라 할 때, 적어도 토출 개시 전에 α < 360°로 이루어진다. 또, 제2 압축실(V2)은 고정랩(323)의 외측면과 선회랩(332)의 내측면이 접촉하여 생기는 두 개의 접촉점(P21, P22) 사이에 형성된다.

따라서, 제1 압축실(V1)은 제2 압축실(V2)에 비해 냉매가 먼저 흡입되고 압축경로가 상대적으로 길지만 선회랩(332)이 비정형성을 가지고 형성됨에 따라, 제1 압축실(V1)의 압축비가 제2 압축실(V2)에 비해 상대적으로 낮게 형성된다. 또, 제2 압축실(V2)은 제1 압축실(V1)에 비해 냉매가 나중에 흡입되고 압축경로가 상대적으로 짧지만 선회랩(332)이 비정형성을 가지고 형성됨에 따라, 제2 압축실(V2)의 압축비는 제1 압축실(V1)에 비해 상대적으로 높게 형성된다.

그리고, 제2 측벽부(322)의 일측에는 냉매 흡입관(15)과 흡입실이 연통되는 흡입구(324)가 관통 형성되고, 제1 경판부(321)의 중앙부에는 토출실과 연통되어 압축된 냉매가 토출되는 토출구(325)가 형성될 수 있다.

여기서, 토출구(325)는 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 모두 연통될 수 있도록 한 개만 형성될 수도 있지만, 각각의 압축실(V1)(V2)과 독립적으로 연통될 수 있도록 복수 개가 형성될 수도 있다. 토출구가 복수 개인 경우, 그 복수 개의 토출구(325a)(325b)가 고정스크롤(32)에 각각 독립적으로 형성될 수도 있지만 경우에 따라서는 입구만 복수 개로 형성되고 출구는 토출유로가 합쳐져 한 개로 형성될 수도 있다.

도 3은 토출구가 복수 개인 경우를 예로 들어 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 복수 개의 토출구(325a, 325b)는 제1 압축실(V1)과 연통되는 제1 토출구(325a) 및 제2 압축실(V2)과 연통되는 제2 토출구(325b)로 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 압축실(V1)에서 토출되는 냉매의 유속보다 제2 압축실(V2)에서 토출되는 냉매의 유속이 빠르게 된다. 이를 감안하여, 제2 토출구(325b)의 면적이 제1 토출구(325a)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 제1 토출구(325a)의 면적과 제2 토출구(325b)의 면적이 동일하거나 오히려 제1 토출구(325a)의 면적이 더 넓은 경우에는 냉매가 제2 토출구(325b)를 통해 상대적으로 높은 토출압력과 빠른 유속으로 토출되려고 하지만 제2 토출구(325b)의 면적, 즉 토출면적이 좁아 유로저항이 증가하면서 원활하게 토출되지 못할 수 있다.

따라서, 제2 토출구(325b)의 면적이 제1 토출구(325a)의 면적보다 넓게 형성되어야 상대적으로 높은 토출압력과 빠른 유속을 가지는 제2 압축실(V2)의 냉매가 신속하게 토출될 수 있다.

또, 고정스크롤(32)의 경판부(321) 중심에는 후술할 회전축(5)의 서브 베어링부(52)를 지지하는 제2 축수부(326)가 형성되고, 제2 축수부(326)에는 축방향으로 관통되어 서브 베어링(52)부를 반경방향으로 지지하는 제2 축수구멍(326a)이 형성될 수 있다. 그리고, 제2 축수부(326)의 하단에는 서브 베어링부(52)의 하단면을 축방향으로 지지하는 스러스트 베어링부(327)가 형성될 수 있다. 스러스트 베어링부(327)은 제2 축수구멍(326a)의 하단에서 축중심을 향해 반경방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 하지만, 스러스트 베어링부는 제2 축수부에 형성되지 않고, 후술할 회전축(5)의 편심부(53) 저면과 이에 대응하는 고정스크롤(32)의 제1 경판부(321) 사이에 형성될 수도 있다.

한편, 고정스크롤(32)의 하측에는 압축실(V)에서 토출되는 냉매를 수용하여 후술할 냉매유로로 안내하기 위한 토출커버(34)가 결합될 수 있다. 토출커버(34)는 그 내부공간이 토출구(325)를 수용하는 동시에 압축실(V1)에서 토출된 냉매를 케이싱(1)의 내부공간(1a)으로 안내하는 냉매유로(P_G)의 입구를 수용하도록 형성될 수 있다.

여기서, 냉매유로(P_G)는 유로 분리부(8)를 기준으로, 그 유로 분리부(8)의 안쪽에서 고정스크롤(32)의 제2 측벽부(322)와 메인 프레임(31)의 제1 측벽부(311)를 차례로 관통하여 형성될 수도 있고, 제2 측벽부(322)의 외주면과 제1 프레임(311)의 외주면에 연속으로 홈지게 형성될 수도 있다.

한편, 선회스크롤(33)은 메인 프레임(31)과 고정스크롤(32) 사이에서 선회 가능하게 설치될 수 있다. 그리고 선회스크롤(33)의 상면과 이에 대응하는 메인 프레임(31)의 저면 사이에는 선회스크롤(33)의 자전을 방지하는 올담링(35)이 설치되고, 올담링(35)보다 안쪽에는 그 올담링(35)과 함께 배압실(S)을 형성하는 실링부재(36)가 설치될 수 있다. 따라서, 배압실(S)은 올담링(35)과 실링부재(36) 사이에 형성되는 공간으로 이루어지고, 이 배압실(35)은 고정스크롤(32)에 구비되는 배압구멍(321a)과 연통되어 중간압의 냉매가 배압실(S)을 채움으로써 배압실(S)은 중간압을 형성하게 된다.

선회스크롤(33)은 선회 경판부(이하, 제2 경판부)(331)가 대략 원판모양으로 형성될 수 있다. 제2 경판부(331)의 상면은 배압실(S)이 형성되며, 저면에는 고정랩(323)과 맞물려 압축실을 이루는 선회랩(332)이 형성될 수 있다.

그리고, 제2 경판부(331)의 중앙부위에는 후술할 회전축(5)의 편심부(53)가 회전가능하게 삽입되어 결합되는 회전축 결합부(333)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

회전축 결합부(333)는 선회랩(332)의 내측 단부를 이루도록 그 선회랩(332)에서 연장 형성될 수 있다. 이로써, 회전축 결합부(333)는 선회랩(332)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이로 형성되어, 회전축(5)의 편심부(53)가 선회랩(332)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 냉매의 반발력과 압축력이 제2 경판부를 기준으로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄되어, 압축력과 반발력의 작용에 의한 선회스크롤(33)의 기울어짐이 방지될 수 있다.

회전축 결합부(333)의 내주부(333a)는 회전축(5)의 편심부(53)가 삽입되는 축구멍 역할을 하고, 회전축 결합부(333)의 외주부(333b)는 선회랩(332)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(323)과 함께 압축실(V)을 형성하는 역할을 한다. 그리고 회전축 결합부(333)의 선단면(333c)은 고정스크롤(32)의 제1 경판부(321)가 이루는 상측 경판면에 접촉하여 실링면을 이루게 된다.

여기서, 선회랩(332)은 고정랩(323)과 함께 인볼류트 형상으로 형성될 수 있지만 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이, 선회랩(332)과 고정랩(323)은 직경과 원점이 서로 다른 다수의 원호를 연결한 형태를 가지며, 최외곽의 곡선은 장축과 단축을 갖는 대략 타원형 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 고정랩(323)의 내측 단부(흡입단 또는 시작단) 부근에 회전축 결합부(333)의 외주부측으로 돌출되는 돌기부(328)가 형성되는데, 돌기부(328)에는 그 돌기부로부터 돌출되도록 형성되는 접촉부(328a)가 형성될 수 있다. 즉, 고정랩(323)의 내측 단부는 다른 부분에 비해서 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 고정랩(323) 중에서 가장 큰 압축력을 받게 되는 내측 단부의 랩 강도가 향상되어 내구성이 향상될 수 있다.

고정랩(323)의 내측 단부와 대향되는 회전축 결합부(333)의 외주부(333c)에는 고정랩(323)의 돌기부(328)와 맞물리게 되는 오목부(335)가 형성된다. 이 오목부(335)의 일측은 압축실(V)의 형성방향을 따라 상류측에 회전축 결합부(333)에서 외주부까지의 두께가 증가하는 증가부(335a)가 형성된다. 이는 토출 직전의 제1 압축실(V1)의 길이를 짧게 하여, 결과적으로 제1 압축실(V1)의 압축비를 높일 수 있게 한다.

오목부(335)의 타측은 원호 형태를 갖는 원호면(335b)이 형성된다. 원호면(335b)의 직경은 고정랩(323)의 내측 단부 두께 및 선회랩(332)의 선회반경에 의해 결정되는데, 고정랩(323)의 내측 단부 두께를 증가시키면 원호면(335b)의 직경이 커지게 된다. 이로 인해, 원호면(335b) 주위의 선회랩 두께도 증가되어 내구성이 확보될 수 있고, 압축 경로가 길어져서 그만큼 제2 압축실(V2)의 압축비도 증가할 수 있다.

한편, 회전축(5)은 그 상부는 회전자(22)의 중심에 압입되어 결합되는 반면 하부는 압축부(3)에 결합되어 반경방향으로 지지될 수 있다. 이로써, 회전축(5)은 전동부(2)의 회전력을 압축부(3)의 선회스크롤(33)에 전달하게 된다. 그러면 회전축(5)에 편심 결합된 선회스크롤(33)이 고정스크롤(32)에 대해 선회운동을 하게 된다.

회전축(5)의 하반부에는 메인 프레임(31)의 제1 축수구멍(312a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 메인 베어링부(51)가 형성되고, 메인 베어링부(51)의 하측에는 고정스크롤(32)의 제2 축수구멍(326a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 서브 베어링부(52)가 형성될 수 있다. 그리고 메인 베어링부(51)와 서브 베어링부(52)의 사이에는 선회스크롤(33)의 회전축 결합부(333)에 삽입되어 결합되도록 편심부(53)가 형성될 수 있다.

메인 베어링부(51)와 서브 베어링부(52)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성되고, 편심부(53)는 메인 베어링부(51) 또는 서브 베어링부(52)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 서브 베어링부(52)는 메인 베어링부(51)에 대해 편심지게 형성될 수도 있다.

편심부(53)는 그 외경이 메인 베어링부(51)의 외경보다는 작게, 서브 베어링부(52)의 외경보다는 크게 형성되어야 회전축(5)이 각각의 축수구멍(312a)(326a)과 회전축 결합부(333)를 통과하여 결합시키는데 유리할 수 있다. 하지만, 편심부(53)가 회전축(5)에 일체로 형성되지 않고 별도의 베어링을 이용하여 형성하는 경우에는 서브 베어링부(52)의 외경이 편심부(53)의 외경보다 작게 형성되지 않고도 회전축(5)을 삽입하여 결합할 수 있다.

그리고 회전축(5)의 내부에는 각 베어링부(51)(52)와 편심부(53)에 오일을 공급하기 위한 오일공급유로(5a)가 형성될 수 있다. 오일공급유로(5a)는 압축부(3)가 전동부(2)보다 하측에 위치함에 따라 회전축(5)의 하단에서 대략 고정자(21)의 하단이나 중간 높이, 또는 메인 베어링부(31)의 상단보다는 높은 높이까지 홈파기로 형성될 수 있다.

그리고 회전축(5)의 하단, 즉 서브 베어링부(52)의 하단에는 저유공간(1b)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(6)가 결합될 수 있다. 오일피더(6)는 회전축(5)의 오일공급유로(5a)에 삽입되어 결합되는 오일공급관(61)과, 오일공급관(61)의 내부에 삽입되어 오일을 흡상하도록 프로펠러와 같은 오일흡상부재(62)로 이루어질 수 있다. 오일공급관(61)은 토출커버(34)의 관통구멍(341)을 통과하여 저유공간(1b)에 잠기도록 설치될 수 있다.

한편, 각 베어링부와 편심부, 또는 각 베어링부의 사이에는 오일공급유로를 통해 흡상되는 오일이 각 베어링부와 편심부의 외주면으로 공급되도록 급유구멍 및/또는 급유홈이 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 1 및 도 4에서와 같이, 메인 베어링부(51)의 하측에는 메인 베어링부(51)와 편심부(53) 사이를 일정 간격만큼 이격시키는 제1 소경부(54)가 형성되고, 제1 소경부(54)에는 오일공급유로(5a)에서 제1 소경부(54)의 외주면으로 관통되는 제1 급유구멍(551)이 형성될 수 있다. 그리고 메인 베어링부(51)의 외주면에는 제1 급유구멍(551)을 통해 제1 소경부(54)로 공급되는 오일이 메인 베어링부(51)의 외주면을 따라 상측으로 흘러 베어링면을 윤활하도록 제1 급유홈(552)이 형성될 수 있다. 이로써, 제1 급유홈(552)을 따라 메인 베어링부(51)의 상단방향으로 흡상되는 오일은 메인 프레임(31)의 제1 축수부(312) 상단에서 베어링면 밖으로 흘러나와 그 제1 축수부(312)를 따라 메인 프레임(31)의 상면으로 흘러내린 후, 그 메인 프레임(31)의 외주면(또는 상면에서 외주면으로 연통되는 홈)과 고정스크롤(32)의 외주면에 연속으로 형성되는 오일통로(P_O)를 통해 저유공간(1b)으로 회수된다. 아울러, 압축실(V)에서 냉매와 함께 케이싱(1)의 내부공간(1a)으로 토출되는 오일은 케이싱(1)의 상부공간에서 냉매로부터 분리되어, 전동부(2)의 외주면에 형성되는 통로 및 압축부(3)의 외주면에 형성되는 오일통로(P_O)를 통해 저유공간(1b)으로 회수된다.

서브 베어링부(52)의 상측에는 오일공급유로(5a)와 연통되는 제2 급유구멍(553)이 외주면으로 관통 형성되고, 서브 베어링부(53)의 외주면에는 제2 급유구멍(553)이 연통되는 제2 급유홈(554)이 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다.

제2 급유홈(554)의 상단은 서브 베어링부(52)와 편심부(53) 사이의 제2 소경부(55)에 연통될 수 있다. 제2 급유구멍(553)의 위치 및 상기 제2 급유홈(554)의 형상은 나선형 등 다양하게 형성될 수 있다.

이로써, 오일공급유로(5a)를 통해 흡상되는 오일의 일부는 제2 급유구멍(553)을 통해 서브 베어링부(52)로 흘러나와 그 서브 베어링부(52)와 제2 축수구멍(326a) 사이를 윤활하게 된다. 이 오일의 일부는 제2 급유홈(554)을 타고 상승하여 편심부(53)의 저면과 고정스크롤(32)의 경판면 사이, 그리고 편심부(53)의 외주면과 회전축 결합부(333)의 내주면 사이를 윤활하게 된다. 물론, 편심부(53)의 외주면에 별도의 제3 급유구멍(556) 및 제3 급유홈(미도시)이 형성되는 경우에는 그 제3 급유구멍(556)과 제3 급유홈을 통해 오일이 편심부의 외주면과 회전축 결합부의 내주면 사이로 유입되면서 더욱 효과적으로 윤활될 수 있다.

도 5는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 선회스크롤이 선회운동을 하는 과정에서 그 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 접촉면이 윤활되는 과정을 보인 단면도이고, 도 6은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 회전축 결합부의 선단면 중에서 급유불량 영역을 설명하기 위해 보인 선회스크롤의 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 편심부(52)의 저면과 고정스크롤(32)의 경판면 사이로 유입되는 오일은 선회스크롤(33)이 선회운동을 함에 따라, 그 선회랩(332)의 선단면(랩팁면)이 랩 안쪽에 위치한 제1 경판부(321)의 경판면(321a) 상에 잔류하는 오일을 묻혀 랩 바깥쪽으로 이동시킴으로써 선회스크롤(33)과 고정스크롤(32) 사이의 접촉면을 윤활하게 된다. 따라서, 오일이 랩 사이를 원활하게 이동하기 위해서는 랩 두께가 적어도 선회스크롤의 선회반경보다는 작아야 랩 선단면이 빠짐없이 윤활될 수 있다.

하지만, 도 6에서와 같이 회전축 결합부(333)에서 내주부(333a)와 외주부(333b) 사이의 선단면으로 정의되는 주변 선단면의 일부는, 예를 들어 회전축 결합부(333)의 외주부(333b)에 형성되는 원호면(335b) 주위에는 선회랩의 두께가 선회반경(r)보다 커지게 되고, 이로 인해 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c)으로는 오일이 유입되지 않아 마찰손실은 물론 마모가 발생될 수 있다.
즉, 회전축 결합부(333)의 내주부(333a)는 진원 형상으로 형성되고, 회전축 결합부(333)의 외주부(333b)는 비진원 형상으로 형성된다. 특히, 회전축 결합부의 외주부(333b)에는 앞서 설명한 오목부(335)와 증가부(335a) 그리고 원호면(335b)이 형성됨에 따라, 회전축 결합부(333)의 내주부(333a)와 회전축 결합부(333)의 외주부(333b) 사이의 간격은 원주방향을 따라 상이하게 된다. 따라서, 회전축 결합부(333)의 내주부(333a)와 회전축 결합부(333)의 외주부(333b) 사이에 연결되는 회전축 결합부(333)의 선단면(333c) 면적이 원주방향을 따라 상이하게 된다. 이 중에서도 도 6에서 빗금친 영역은 회전축 결합부(333)의 선단면(333c)의 면적이 가장 넓게 형성될 수 있다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 본 실시예의 선회스크롤(33)에는 회전축(5)이 결합되는 회전축 결합부(333)가 선회랩(332)의 내측단(시작단)에 형성됨에 따라, 이 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c) 역시 고정스크롤(32)의 경판면(제1 경판부의 상면)(321a)과 접촉면을 이루게 된다.

따라서, 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c)과 이에 대응하는 고정스크롤(32)의 경판면(321a) 사이로도 오일이 유입되어야 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c)과 고정스크롤(32)의 경판면(321a) 사이의 마찰을 억제할 수 있다. 그러나, 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c) 중에서 선회반경(r)보다 큰 영역(도 에서 빗금친 부분)(A)이 존재하게 되어, 이 영역(A)으로는 선회스크롤(33)이 선회운동을 하더라도 오일이 원활하게 공급되지 않는 급유불량 영역으로 남는다. 이로 인해, 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c) 일부 또는 이와 선회반경 내에 위치하는 고정스크롤(32)의 경판면(321a)에서는 건마모가 발생될 수 있었다.

특히, 고정스크롤(32)은 주물로 제작되고, 선회스크롤(33)은 알루미늄과 같이 고정스크롤(32) 보다 가볍고 무른 재질로 형성되는 경우에는 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c)이 더욱 심하게 마모될 수 있다.

이렇게 선회스크롤(33)의 회전축 결합부(333) 또는 이와 대응하는 고정스크롤(32)의 경판면(321a)이 마모되는 경우에는 선회스크롤(33)의 거동이 불안정하게 될 뿐만 아니라 압축실(V)에서 압축되는 고압 냉매가 마모된 부위로 누설되면서 압축기 효율이 저하될 수 있다. 뿐만 아니라, 이 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c)과 고정스크롤(32)의 경판면(321a) 사이로 누설되는 고압의 냉매는 회전축(5)의 서브 베어링부(53)와 제2 축수구멍(326a)의 내주면 사이로 유입되고, 이 고압의 냉매는 제2 급유구멍(553)을 막아 오일이 서브 베어링부(53)와 제2 축수구멍(553) 사이로 원활하게 공급되지 않아 마찰손실이 증가될 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 도 7 및 도 8에서와 같이, 선회랩(33)의 선단면에서 그 선단면의 선회반경방향 폭(랩두께)이 선회반경(r)보다 크거나 같은 부위에 소정의 넓이와 깊이를 가지는 오일딤플(oil dimple)(336)이 형성되고, 오일딤플(336)은 회전축 결합부(333)의 내주부측 모서리를 모따기 하여 회전축 결합부(333)와 연통되도록 형성할 수 있다. 이로써, 회전축의 편심부와 회전축 결합부의 내주면으로 흡상되는 오일이 오일딤플을 따라 회전축 결합부의 주변 선단면으로 유입되면서 선회반경보다 넓은 부위로도 오일을 원활하게 공급할 수 있다.

오일딤플(336)은 도 9a와 같이 오일이 공급되지 않는 영역(도 6에 도시)(A)에 형성될 수 있다. 이 오일딤플(336)은 회전축 결합부(333)의 내주부(333a)와 직접적으로 연통되지는 않지만, 회전축 결합부(333)와 오일딤플(336) 사이의 간격이 좁아 선회스크롤(33)이 선회운동을 할 때 회전축 결합부(333)의 오일이 회전축 결합부(333)의 선단면(333c)에 뭍혀져 오일딤플(336)로 이동할 수 있게 된다.

또, 오일딤플(336)은 한 개가 폭 방향으로 길게 형성될 수도 있지만, 복수 개의 오일딤플(336a)(336b)이 소정의 간격(t)을 두고 형성되는 것이 토출되는 냉매가 오일딤플을 통해 회전축 결합부로 누설되는 것을 억제할 수 있어 바람직할 수 있다.

예를 들어, 도 9b 및 도 9c와 같이, 오일딤플(336)이 한 개만 형성되는 경우 그 오일딤플(336)의 일측은 회전축 결합부(333)에 연통되는데, 이 오일딤플(336)의 타측이 토출구(325)가 연통되는 경우에는 압축실(V)에서 토출구(325)로 토출되는 냉매의 일부가 오일딤플(336)로 유입되어, 압력차에 의해 회전축 결합부(333)로 역류할 수 있고, 이 역류하는 냉매로 인해 압축손실이 발생되는 것은 물론 제2 급유구멍(553)을 막아 오일부족으로 인한 마찰손실이 야기될 수 있다. 따라서, 오일딤플(336)이 한 개만 형성되는 경우에는 그 오일딤플(336)이 선회스크롤(33)의 선회운동 중에도 토출구(325b)와 연통되지 않는 범위내에서 최대한 토출구(325b)에 근접되게 형성되는 것이 바람직하다.

물론, 오일딤플(336)이 한 개인 경우 도 9c에서와 같이 토출구(325)가 한 개인 경우에는 오일딤플(336)이 길게 형성되더라도 토출구(325)와 연통되지 않을 수도 있다. 하지만, 이 경우 토출구(325)가 제1 압축실(V1)쪽에 가깝게 형성됨에 따라 제2 압축실(V2)의 냉매는 토출저항이 증가하여 압축기 효율이 저하될 수 있다.

따라서, 도 9d에서와 같이 토출구(325a)(325b)는 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 각각 대응하도록 복수 개로 형성하는 것이 바람직하고, 오일딤플(336a)(336b)은 토출되는 냉매가 회전축 결합부(333)로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 복수 개로 형성하되 그 복수 개의 오일딤플(336a)(336b) 사이는 일정 간격(t)만큼 이격되도록 형성하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 회전축 결합부(333)의 내주부(333a)에 연통되는 오일딤플(이하, 제1 오일딤플)(336a)은 다른 오일딤플(이하, 제2 급유홈)(336b)과 선회반경(r)보다 작거나 같은 정도의 간격(t1)을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 선회스크롤(33)이 선회운동을 할 때 제1 오일딤플(336a)과 제2 오일딤플(336b)이 각각 대응하는 고정스크롤(32)의 경판면(321a)을 서로 공유하게 되어, 제1 오일딤플(326a)에 의해 유인되는 오일이 제2 오일딤플(336b)에 담겨 이동할 수 있게 된다. 이를 통해, 제1 오일딤플(336a)에 의해 회전축 결합부(333)의 외주부 방향으로 이동한 오일이 제2 오일딤플(336b)로 옮겨져 회전축 결합부(333)의 외주부 방향으로 이동하면서 회전축 결합부(333)의 급유불량 영역(A)을 윤활할 수 있게 된다.

여기서, 제2 오일딤플(336b)과 회전축 결합부(333)의 외주부(333b)측 모서리 사이의 최단거리(t2) 역시 선회반경(r)보다 작거나 같게 형성되는 것이 회전축 결합부(333)의 선단면(333c)에 급유되지 않는 부위(급유불량 영역)를 최소화할 수 있어 바람직할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 오일딤플이 선회스크롤에 형성되는 회전축 결합부의 주변 선단면에 형성되는 것이었으나, 본 실시예는 도 10 및 도 11에서와 같이, 오일딤플(329)이 회전축 결합부(333)의 주변 선단면(333c)과 대응하는 고정스크롤(32)의 경판면(321a)에 형성되도록 하는 것이다.

이 경우, 오일딤플(329)은 선회스크롤(33)이 선회운동을 할 때 회전축 결합부(333)의 내주부(333a)와 연통되는 위치에 형성되는 것이 원활한 급유 측면에서 바람직할 수 있다.

또, 이 경우에도 한 개의 오일딤플(미도시)은 길게 형성되거나 또는 복수 개의 오일딤플(329)이 선회반경보다 작거나 같은 간격을 두고 형성될 수 있다. 특히, 오일딤플이 한 개만 형성되는 경우에는 그 오일딤플이 토출구와 연통되지 않는 위치에 형성되는 것이 바람직하고, 복수 개가 형성되는 경우에는 회전축 결합부와 연통되는 오일딤플은 토출구와 연통되는 오일딤플과 연통되지 않도록 일정 간격을 두고 형성되는 것이 바람직하다.

이에 대한 기본적인 구성과 이에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에서는 토출구가 형성된 고정스크롤에 형성됨에 따라 그 토출구와의 위치를 고려하여 오일딤플을 적절하게 배치할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 회전축의 하단이 서브 프레임의 스러스트 베어링부에 지지되는 것이었으나, 본 실시예는 도 12 및 도 13에서와 같이, 편심부(53)의 저면(53a)이 고정스크롤(32)의 경판면(321a)에 축방향으로 지지되는 경우 오일이 편심부(53)의 저면(53a)은 물론 회전축 결합부(333)의 선단면(333c)으로 보다 원활하게 유입되도록 하는 것이다.

이를 위해, 본 실시예에서는 도 12와 같이 편심부(53)의 저면에 편심부 급유홈(531)이 더 형성될 수 있다. 이로써, 도 13과 같이, 회전축 결합부(333)로 공급되는 오일이 편심부(53)의 편심부 급유홈(531)을 따라 그 편심부(53)의 저면(53a)과 이에 대응하는 고정스크롤(32)의 경판면(321a) 사이로 원활하게 유입되어 윤활하는 동시에 이 오일은 회전축 결합부(333)의 선단면(333c)과 고정스크롤(32)의 경판면(321a) 사이로도 더욱 효과적으로 공급될 수 있다.

물론, 이 경우에도 앞서 설명한 오일딤플((336a)(336b))(329)이 회전축 결합부(333)의 선단면(333c) 또는 이에 대응하는 고정스크롤(32)의 경판면(321a)에 형성되는 경우에는 그 회전축 결합부(333)의 선단면(333c) 중에서 선회반경 방향 폭이 선회반경보다 크거나 같은 부위에도 오일이 원활하게 공급되어, 이 부위에서의 마모를 미연에 억제할 수 있다.

1 : 케이싱 1a : 케이싱의 내부공간
2 : 전동부 21 : 고정자
22 : 회전자 3 : 압축부
31 : 메인 프레임 311 : 제1 축수구멍
32 : 고정스크롤 323 : 고정랩
329 : 오일딤플 33 : 선회스크롤
332 : 선회랩 333 : 회전축 결합부
333a : 내주부 333b : 외주부
333c : 선단면 336 : 오일딤플
336a,336b : 제1,2 오일딤플 5 : 회전축
51 : 메인 베어링부 52 : 서브 베어링부
53 : 편심부 53a : 저면
531 : 편심부 급유홈 551 : 제1 급유구멍
552 : 제1 급유홈 553 : 제2 급유구멍
554 : 제2 급유홈 556 : 제3 급유구멍
557 : 제3 급유홈 V : 압축실
t1 : 오일딤플간 간격 A : 불량급유 영역
t2 : 회전축 결합부 외주부와 오일딤플간 간격

Claims

하부에 오일이 담겨진 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터;
상기 구동모터의 회전자에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축;
상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임;
상기 프레임의 하측에 구비되며, 고정랩이 구비되는 고정스크롤; 및
상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 구비되고, 상기 회전축이 관통하여 결합되는 회전축 결합부가 구비되며, 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이에 위치하는 주변 선단면에는 적어도 한 개 이상의 오일딤플(oil dimple)이 구비되는 선회스크롤을 포함하고,
상기 적어도 한 개의 오일딤플은,
상기 회전축 결합부의 내주부에는 연결되어 상기 회전축 결합부에 연통되며, 상기 회전축 결합부의 외주부보다 내주측에 위치하여 상기 압축실과 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 오일딤플은 상기 회전축 결합부의 주변 선단면 중에서 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이의 간격이 상기 선회스크롤의 선회반경보다 큰 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 오일딤플은 상기 회전축 결합부에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 오일딤플은 복수 개가 형성되고, 상기 복수 개의 오일딤플들 사이의 간격은 선회반경보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제4항에 있어서,
상기 복수 개의 오일딤플중에서 적어도 한 개는 상기 회전축 결합부와 연통되고, 적어도 다른 한 개는 상기 회전축 결합부로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 고정스크롤에는 상기 압축실에 연통되어 그 압축실에서 압축된 냉매를 토출하는 토출구가 적어도 한 개 이상 구비되며,
상기 회전축 결합부에 연통되는 오일딤플과 상기 토출구 사이의 간격은 선회반경보다 크거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전축에는 상기 회전축 결합부에 삽입되는 편심부가 형성되고, 상기 편심부의 축방향 양쪽 측면중에서 상기 고정스크롤의 경판면에 접하는 일측면에는 그 편심부의 외주면으로 연통되도록 급유홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,
상기 고정스크롤에는 상기 회전축이 관통하여 지지되는 축수구멍이 형성되고,
상기 회전축의 내부에는 오일통로가 형성되고, 상기 오일통로의 중간에는 그 오일통로와 상기 고정스크롤의 축수구멍 사이로 오일을 안내하는 급유구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
고정 경판부, 상기 고정 경판부에서 돌출되는 고정랩, 및 상기 고정랩의 내측단 부근에 형성되는 적어도 한 개 이상의 토출구를 가지는 고정스크롤; 및
회전축이 삽입되어 편심지게 결합되도록 회전축 결합부가 구비되는 선회 경판부, 및 상기 선회 경판부에서 돌출되어 상기 고정랩에 결합되고 상기 고정랩에 대해 선회운동을 하면서 상기 고정 경판부, 고정랩, 선회 경판부와 함께 흡입실, 중간압실, 토출실로 이루어지는 압축실을 형성하는 선회랩이 구비되는 선회스크롤을 포함하고,
상기 고정랩의 선단면 또는 상기 선회랩의 선단면 중에서 랩두께가 상기 선회스크롤의 선회반경보다 넓은 부위에는 오일딤플(oil dimple)이 형성되며,
상기 오일딤플은 복수 개로 이루어지고,
상기 복수 개의 오일딤플중에서 적어도 한 개의 오일딤플은 상기 회전축 결합부에 연통되고, 적어도 한 개의 다른 오일딤플은 상기 회전축 결합부의 외주면으로부터 선회반경 이하의 간격만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제9항에 있어서,
상기 회전축 결합부는 상기 선회랩의 내측단을 관통하여 형성되고, 상기 오일딤플은 상기 회전축 결합부에 연통되도록 그 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이의 랩 선단면에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,
상기 회전축 결합부와 연통되는 오일딤플은 상기 토출구로부터 선회반경 이상의 간격만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제11항에 있어서,
상기 복수 개의 오일딤플 사이의 간격은 선회반경보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
삭제
하부에 오일이 담겨진 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터;
상기 구동모터에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축;
상기 구동모터의 하측에 구비되고, 상기 회전축이 관통되도록 제1 축수구멍이 구비되는 프레임;
상기 프레임의 하측에 구비되며, 상기 회전축이 관통되도록 제2 축수구멍이 구비되고, 고정랩이 구비되는 고정스크롤; 및
상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 회전축이 결합되는 회전축 결합부가 구비되고, 상기 고정랩에 맞물려 압축실을 형성하는 선회랩이 구비되는 선회스크롤을 포함하고,
상기 회전축 결합부의 선단면이 대응하는 상기 고정스크롤에는 상기 제2 축수구멍과 연통되는 적어도 한 개 이상의 오일딤플이 형성되며,
상기 오일딤플은,
축방향 투영시 상기 회전축 결합부의 내주부와 외주부 사이에 위치하도록 형성되며, 상기 오일딤플의 내주측은 상기 회전축 결합부에 연통되도록 형성되고, 상기 오일딤플의 외주측은 상기 회전축 결합부의 외주부보다 내주측에 위치하여 상기 압축실로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제14항에 있어서,
상기 고정스크롤에는 압축된 냉매를 토출하는 적어도 한 개 이상의 토출구가 구비되고,
상기 오일딤플은 상기 토출구로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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