KR102483710B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매 토출유로와 오일 회수유로를 분리시켜 압축기의 효율과 신뢰성을 향상시키는 스크롤 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 전동부와 압축부 사이의 중간공간을 냉매유로와 연통되는 내측공간과, 오일유로와 연통되는 외측공간으로 분리시키는 유로 분리유닛을 포함함으로써, 냉매 토출경로와 오일 회수경로를 분리시킨다. 이를 통해, 본 발명은 토출되는 냉매에 오일이 다시 혼합되는 것을 방지하여 오일 토출량을 저감시킬 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 냉매 토출유로와 오일 회수유로를 분리시켜 압축기의 효율과 신뢰성을 향상시키는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다.

압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 스크롤식 등으로 구분될 수 있다.

이 중 스크롤 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 고정된 고정 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 함으로써 고정 스크롤의 고정랩과 선회 스크롤의 선회랩 사이에 압축실이 형성되는 압축기이다.

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

스크롤 압축기는 압축부와 전동부의 위치에 따라, 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 전동부보다 상부에 위치하는 방식이다. 하부 압축식은 압축부가 전동부보다 하부에 위치하는 방식이다.

통상적으로, 고압식 스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간에서 냉매로부터 오일을 분리할 수 있도록 토출관이 압축부로부터 멀리 배치하게 된다. 따라서, 상부 압축식의 고압식 스크롤 압축기에서는 토출관이 전동부와 압축부의 사이에 위치하는 반면, 하부 압축식의 고압식 스크롤 압축기에서는 토출관이 전동부의 상측에 위치하게 된다.

이에 따라, 상부 압축식은 압축부에서 토출되는 냉매가 전동부까지 이동하지 않고 전동부와 압축부 사이의 중간공간에서 토출관을 향해 이동하게 된다. 반면, 하부 압축식은 압축부에서 토출되는 냉매가 전동부를 통과한 후 그 전동부의 상측에 형성되는 유분리 공간에서 토출관을 향해 이동하게 된다.

이때, 유분리 공간인 상측공간에서 냉매로부터 분리된 오일이 전동부를 통과하여 압축부의 하측에 형성되는 저유공간으로 이동하게 되고, 압축부에서 토출되는 냉매 역시 전동부를 통과하여 유분리 공간쪽으로 이동을 하게 된다.

그러나, 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기에서는, 앞서 설명한 바와 같이 냉매의 토출경로와 오일의 회수경로가 서로 반대방향을 향하면서 간섭되어 냉매와 오일이 서로 유로저항을 유발하게 된다.

특히, 오일은 고압의 냉매에 밀려 저유공간으로 회수되지 못하게 되면서 케이싱의 내부에 오일부족이 야기되고, 이로 인해 압축부에서의 오일부족으로 인한 마찰손실이나 마모가 발생되는 문제가 있었다.

이하에서는, 냉매의 토출경로와 오일의 회수경로가 서로 간섭되는 것을 방지하는 유로 분리유닛을 구비한 종래의 스크롤 압축기를 살펴보도록 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 스크롤 압축기를 설명하는 단면도이다. 여기에서, 참고로, 도 1 및 도 2는 국내 공개 특허(KR 10-2017-0047554)에 도시된 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 스크롤 압축기는 내부공간을 갖는 원통 쉘(11), 전동부(20), 전동부(20)의 하측에 배치되는 압축부(30), 전동부(20)의 회전력을 압축부(30)에 전달하는 회전축(50)을 포함한다. 이때, 전동부(20)는 원통 쉘(11)에 결합되는 고정자(21)와, 고정자(21)의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 회전자(22)를 구비한다.

추가적으로, 종래의 스크롤 압축기는 전동부(20)와 압축부(30) 사이에 설치되어 냉매유로(311a, 413a, G2)와 오일유로(21a, 311c)를 분리하는 유로 분리유닛(40)을 더 포함한다.

이때, 유로 분리유닛(40)은 압축부(30)의 상면에서 축방향으로 돌출 형성되는 제1 유로 가이드(410)와, 전동부(20)의 하면에서 축방향으로 돌출 형성되는 제2 유로 가이드(420)와, 제1 및 제2 유로 가이드(410, 420) 사이에 배치되는 실링부재(430)를 포함한다.

실링부재(430)는 링 형상으로 형성되며, 제1 및 제2 유로 가이드(410, 420) 중 적어도 하나에 구비된 실링홈(411c, 421b)에 삽입 배치된다. 이때, 실링부재(430)는 냉매유로(311a, 413a, G2)와 오일유로(21a, 311c)를 분리하는 기능을 수행한다.

다만, 종래의 실링부재(430)의 경우, 링 형상으로 형성되므로 실링홈(411c, 421b)에서 실링부재(430)가 고정되지 않아 냉매 누설 경로가 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 냉매 누설 경로가 발생되는 경우, 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기와 마찬가지로 냉매의 토출경로와 오일의 회수경로가 서로 간섭되고, 냉매와 오일은 서로 유로저항을 유발하게 된다.

이때, 냉매의 토출경로와 오일의 회수경로의 간섭에 의하여, 케이싱의 내부공간에서 분리된 오일은 토출되는 냉매와 다시 혼합되어 압축기 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 스크롤 압축기의 오일 누설량은 증가되고, 압축기 내부의 오일부족은 가중될 수 있다.

또한, 전동부(20)와 압축부(30)의 사이에 누적된 오일을 원통 쉘(11)의 하측공간으로 이동시키기 위한 오일 회수 유로가 충분히 확보되지 않으면서, 오일은 압축부(30)의 상측에 잔류할 수 있다. 이어서, 잔류된 오일은 냉매와 혼합되어 원통 쉘(11)의 상측공간으로 이동하게 되고, 이동된 오일은 압축기 외부로 배출될 가능성이 증가되므로 압축기 내부의 오일부족은 더욱 가중된다.

이에 따라, 압축기의 오일 누설량 증가로 인하여 압축기의 효율이 저하되고, 압축기 내부의 오일량이 저감되어 압축기 내부의 온도가 상승되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 케이싱 내부에서 냉매 토출경로와 오일 회수경로를 분리시켜 오일 토출량을 저감시키는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 케이싱의 상측공간에서 냉매로부터 분리된 오일이 간섭 없이 케이싱의 하측공간으로 원활하게 이동할 수 있도록 하는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 케이싱의 상측공간에서 냉매로부터 분리된 오일이 케이싱의 하측공간에서 상측공간으로 이동하는 냉매와 섞이는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 전동부와 압축부 사이의 중간공간을 냉매유로와 연통되는 내측공간과, 오일유로와 연통되는 외측공간으로 분리시키는 유로 분리유닛을 포함함으로써, 냉매 토출경로와 오일 회수경로를 분리시킨다. 이를 통해, 본 발명은 토출되는 냉매에 오일이 다시 혼합되는 것을 방지하여 오일 토출량을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 압축부의 일면에 설치되는 제1 유로 가이드와, 전동부의 일면에 설치되는 제2 유로 가이드와, 일면이 제1 유로 가이드의 일면에 접하고 다른 일면이 제2 유로 가이드의 일면에 접하는 실링 부재를 포함한다. 이를 통해, 상측공간에서 냉매로부터 분리된 오일은 간섭 없이 케이싱의 하측공간으로 원활하게 이동할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 압축부의 일면에 설치되는 제1 유로 가이드와, 전동부의 일면에 설치되는 제2 유로 가이드 사이에서 면접촉에 의해 고정되는 실링부재를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 냉매로부터 분리된 오일이 케이싱의 하측공간에서 상측공간으로 이동하는 냉매와 섞이는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기에서, 압축부로부터 토출되는 냉매는 냉매유로를 통해 냉매 토출관으로 이동한다. 반면 전동부의 상측에서 냉매로부터 분리되는 오일은 오일유로를 통해 하측공간으로 이동한다. 이때, 본 발명의 유로 분리유닛은 냉매 토출경로와 오일 회수경로를 완전히 분리시킨다. 이를 통해, 본 발명은 냉매가 토출되는 유로와 오일이 회수되는 유로가 간섭되어 오일의 이동이 고압의 냉매에 의해 저지되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은 오일이 하측공간으로 원활하게 회수되도록 하여 압축기의 오일부족을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 냉매유로와 오일유로 사이를 분리하는 유로 분리유닛에 실링부재를 추가함으로써 유로 분리유닛 내에 냉매 누설 경로가 발생되지 않도록 한다. 이를 통해, 본 발명은 냉매유로와 오일유로를 분리하여 냉매에 의해 오일 회수가 저하되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명은 원활한 오일 회수를 통해 충분한 오일량을 확보할 수 있으며, 이를 통해 압축기 내부의 온도가 높아지는 것을 방지하고, 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 제1 및 제2 오일 가이드 사이에서 면접촉을 통해 고정되는 실링부재를 포함함으로써, 유로 분리유닛에 냉매 누설 경로가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 냉매유로와 오일유로를 더욱 긴밀히 분리하여 냉매에 의해 오일 회수가 저하되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명은 냉매와 함께 압축기의 외부로 토출되는 오일의 누설량을 감소시켜 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 스크롤 압축기를 설명하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 설명하는 종단면도이다.
도 4는 도 1의 유로 분리유닛의 구성요소를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 유로 분리유닛에서 메인 프레임에 고정된 제1 유로 가이드를 상면에서 바라본 평면도이다.
도 6은 도 4에 따른 유로 분리유닛에서 제1 유로 가이드와 제2 유로 가이드를 하면에서 바라본 평면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유로 분리유닛을 도 6의 A-A선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 냉매와 오일이 분리되어 유동하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크롤 압축기에 대해 설명하도록 한다.

일반적으로, 스크롤 압축기는 압축부와 전동부의 위치에 따라 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 전동부보다 상부에 위치하는 방식이이고, 하부 압축식은 압축부가 전동부보다 하부에 위치하는 방식이다.

이하에서는 편의상 압축부가 전동부보다 하측에 위치하는 하부 압축식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하도록 한다.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 이하에서 자세히 후술할 본 발명의 스크롤 압축기에 포함된 유로 분리 구조는, 축 비관통 구조를 포함하는 하부 압축식 스크롤 압축기에도 이용될 수 있다.

마찬가지로, 상기 유로 분리 구조는 축관통 또는 축비관통 구조를 포함하는 상부 압축 구조에도 이용될 수 있으며, 압축부와 전동부가 횡방향으로 배치되는 압축기에도 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 설명하는 종단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 전동부를 이루며 회전력을 발생시키는 전동부(20)와, 전동부(20)의 하측에 소정의 공간(이하, 중간공간)(10a)을 두고 전동부(20)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(30)를 포함한다.

케이싱(10)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 하측공간(10c)을 형성하는 하부 쉘(13)로 구성된다.

원통 쉘(11)의 측면으로 냉매 흡입관(15)이 관통하여 압축부(30)의 흡입실에 직접 연통되고, 상부 쉘(12)의 상부에는 케이싱(10)의 상측공간(10b)과 연통되는 냉매 토출관(16)이 설치될 수 있다.

냉매 토출관(16)은 압축부(30)에서 케이싱(10)의 상측공간(10b)으로 토출되는 압축된 냉매가 외부로 배출되는 통로이다. 냉매 토출관(16)은 상측공간(10b)이 일종의 유분리 공간으로 이용될 수 있도록 케이싱(10)의 상측공간(10b)의 중간까지 삽입될 수 있다.

참고로, 냉매에 혼입된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터(미도시)는 상측공간(10b)을 포함한 케이싱(10)의 내부 또는 상측공간(10b) 내에서 냉매 토출관(16)과 연결되어 설치될 수 있다.

고정자(21)는 그 내주면에 원주방향을 따라 다수 개의 코일권선부(미부호)를 이루는 티스와 슬롯이 형성되어 코일(25)이 권선된다.

이때, 고정자(21)의 내주면과 회전자(22)의 외주면 사이에는 제2 냉매유로(PG2)가 형성된다.

따라서, 후술할 제1 냉매유로(PG1)를 통해 전동부(20)와 압축부(30) 사이의 중간공간(10a)으로 토출된 냉매는 전동부(20)에 형성되는 제2 냉매유로(PG2)를 통해 그 전동부(20)의 상측에 형성되는 상측공간(10b)으로 이동하게 된다.

고정자(21)의 외주면에는 원주방향을 따라 복수 개의 디컷(21a)(D-cut surface)이 형성된다.

이때, 디컷(21a)과 원통 쉘(11)의 내주면과의 사이에는 오일이 통과하도록 제1 오일유로(PO1)가 형성될 수 있다.

따라서, 상측공간(10b)에서 냉매로부터 분리된 오일은 제1 오일유로(PO1)와 후술할 제2 오일유로(PO2)를 통해 하측공간(10c)으로 이동하게 된다.

고정자(21)의 하측에는 소정의 간격을 두고 압축부(30)가 배치된다.

압축부(30)는 메인 프레임(31), 고정 스크롤(32), 선회 스크롤(33), 토출커버(34), 및 올담링(35)을 포함할 수 있다.

메인 프레임(31)은 케이싱(10)의 내주면에 고정 결합될 수 있다. 메인 프레임(31)은 그 외주면이 원통 쉘(11)의 내주면에 열박음되거나 용접되어 고정 결합될 수 있다.

메인 프레임(31)의 가장자리에는 환형으로 된 프레임 측벽부(이하, 제1 측벽부)(311)가 형성되고, 제1 측벽부(311)의 외주면에는 원주방향을 따라 복수 개의 연통홈(도 4의 311b)이 형성될 수 있다. 제1 연통홈(311b)은 후술할 고정 스크롤(32)의 제2 연통홈(322b)과 함께 제2 오일유로(PO2)를 형성하게 된다.

또한, 메인 프레임(31)의 중심에는 후술할 회전축(50)의 메인 베어링부(51)를 지지하기 위한 제1 축수부(312)가 형성된다. 제1 축수부(312)에는 회전축(50)의 메인 베어링부(51)가 회전 가능하게 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 제1 축수구멍(312a)이 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

메인 프레임(31)의 하면에는 회전축(50)에 편심 결합된 선회 스크롤(33)을 사이에 두고 고정 스크롤(32)이 설치될 수 있다. 고정 스크롤(32)은 메인 프레임(31)에 고정 결합되거나, 원통 쉘(11)의 내주면에 고정 결합될 수 있다.

한편, 고정 스크롤(32)은 고정 경판부(이하, 제1 경판부)(321)가 대략 원판모양으로 형성되고, 제1 경판부(321)의 가장자리에는 메인 프레임(31)의 하면 가장자리에 결합되는 스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(322)가 형성될 수 있다.

제2 측벽부(322)의 일측에는 냉매 흡입관(15)과 흡입실이 연통되는 흡입구(324)가 관통 형성되고, 제1 경판부(321)의 중앙부에는 토출실(341)과 연통되어 압축된 냉매가 토출되는 토출구(325)가 형성될 수 있다.

제2 측벽부(322)의 외주면에는 앞서 설명한 제2 연통홈(322b)이 형성되고, 이 제2 연통홈(322b)은 제1 측벽부(311)의 제1 연통홈(311b)과 함께 회수되는 오일을 하측공간(10c)으로 안내하기 위한 제2 오일유로(PO2)를 형성하게 된다.

고정 스크롤(32)의 하측에는 압축실(V)에서 토출되는 냉매를 후술할 냉매유로로 안내하기 위한 토출커버(34)가 결합될 수 있다.

토출커버(34)는 그 내부공간이 토출구(325)를 수용하는 동시에, 그 토출구(325)를 통해 압축실(V)에서 토출된 냉매를 전동부(20)와 압축부(30) 사이의 공간으로 안내하는 제1 냉매유로(PG1)의 입구를 수용하도록 형성된다.

여기서, 제1 냉매유로(PG1)는 고정 스크롤(32)의 제2 측벽부(322)와 메인 프레임(31)의 제1 측벽부(311)를 차례로 관통하여 유로 분리유닛(40)의 내측을 지나도록 형성된다.

이로써, 유로 분리유닛(40)의 외측에는 앞서 설명한 제2 오일유로(PO2)가 제1 오일유로(PO1)와 연통되도록 형성되고, 유로 분리유닛(40)의 내측에는 제1 냉매유로(PG1)가 제2 냉매유로(PG2)와 연통되도록 형성된다. 즉, 유로 분리유닛(40)은 제1 및 제2 오일유로(PO1, PO2)와 제1 및 제2 냉매유로(PG1, PG2)를 분리시키는 기능을 수행한다.

이러한 유로 분리유닛(40)에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.

이어서, 제1 경판부(321)의 일면에는 후술할 선회랩(이하, 제2 랩)(33)과 맞물려 압축실(V)을 이루는 고정랩(이하, 제1 랩)(323)이 형성될 수 있다. 제1 랩(323)에 대해서는 이하에서 제2 랩(332)과 함께 설명하도록 한다.

제1 경판부(321)의 중심에는 후술할 회전축(50)의 제2 베어링부(52)를 지지하는 제2 축수부(326)가 형성된다. 제2 축수부(326)에는 축방향으로 관통되어 제2 베어링부(52)를 반경방향으로 지지하는 제2 축수구멍(326a)이 형성될 수 있다.

선회 스크롤(33)은 선회 경판부(이하, 제2 경판부)(331)가 대략 원판모양으로 형성될 수 있다. 제2 경판부(331)의 하면에는 제1 랩(322)과 맞물려 압축실을 이루는 제2 랩(332)이 형성될 수 있다.

제2 랩(332)은 제1 랩(323)과 함께 인볼류트 형상으로 형성될 수 있지만 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

여기에서, 인볼류트 형상은 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다.

제2 경판부(331)의 중앙에는 제2 랩(332)의 내측 단부를 이루며, 후술할 회전축(50)의 편심부(53)가 회전가능하게 삽입되어 결합되는 회전축 결합부(333)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

회전축 결합부(333)의 외주부는 제2 랩(332)과 연결되어 압축과정에서 제1 랩(322)과 함께 압축실(V)을 형성한다.

또한, 회전축 결합부(333)는 제2 랩(332)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이로 형성되며, 회전축(50)의 편심부(53)는 제2 랩(332)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이에 배치될 수 있다.

이를 통해, 냉매의 반발력과 압축력은 제2 경판부(331)를 기준으로 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄되고, 이에 따라 압축력과 반발력의 작용에 의한 선회 스크롤(33)의 기울어짐이 방지될 수 있다.

한편, 압축실(V)은 제1 경판부(321)와 제1 랩(323), 그리고 제2 랩(332)과 제2 경판부(331) 사이에 형성되며, 랩의 진행방향을 따라 흡입실, 중간압실, 토출실이 연속으로 형성되어 이루어질 수 있다.

선회 스크롤(33)은 메인 프레임(31)과 고정 스크롤(32) 사이에서 선회 가능하게 설치될 수 있다.

선회 스크롤(33)의 상면과 이에 대응하는 메인 프레임(31)의 하면 사이에는 선회 스크롤(33)의 자전을 방지하는 올담링(35)이 설치된다. 또한, 올담링(35)의 내측에는 배압실(S1)을 형성하는 실링부재(36)가 설치될 수 있다.

한편, 회전축(50)은 그 상부는 회전자(22)의 중심에 압입되어 결합되는 반면 하부는 압축부(30)에 결합되어 반경방향으로 지지될 수 있다. 이로써, 회전축(50)은 전동부(20)의 회전력을 압축부(30)의 선회 스크롤(33)에 전달하게 된다. 그러면 회전축(50)에 편심 결합된 선회 스크롤(33)이 고정 스크롤(32)에 대해 선회운동을 하게 된다.

회전축(50)의 하반부에는 메인 프레임(31)의 제1 축수구멍(312a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 메인 베어링부(이하, 제1 베어링부)(51)가 형성되고, 제1 베어링부(51)의 하측에는 고정 스크롤(32)의 제2 축수구멍(326a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 서브 베어링부(이하, 제2 베어링부)(52)가 형성될 수 있다. 그리고 제1 베어링부(51)와 제2 베어링부(52)의 사이에는 회전축 결합부(333)에 삽입되어 결합되도록 편심부(53)가 형성될 수 있다.

제1 베어링부(51)와 제2 베어링부(52)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성되고, 편심부(53)는 제1 베어링부(51) 또는 제2 베어링부(52)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 제2 베어링부(52)는 제1 베어링부(51)에 대해 편심지게 형성될 수도 있다.

회전축(50)의 내부에는 각 베어링부와 편심부에 오일을 공급하기 위한 오일공급유로(50a)가 축방향을 따라 형성될 수 있다. 오일공급유로(50a)는 압축부(30)가 전동부(20)보다 하측에 위치함에 따라 회전축(50)의 하단에서 대략 고정자(21)의 하단이나 중간 높이, 또는 제1 베어링부(51)의 상단보다는 높은 위치까지 홈파기로 형성될 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 회전축(50)을 축방향으로 관통하여 형성될 수도 있다.

그리고 회전축(50)의 하단, 즉 제2 베어링부(52)의 하단에는 하측공간(10c)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(60)가 결합될 수 있다.

오일피더(60)는 회전축(50)의 오일공급유로(50a)에 삽입되어 결합되는 오일공급관(61)과, 오일공급관(61)을 수용하여 이물질의 침입을 차단하는 차단부재(62)로 구성될 수 있다..

한편, 회전축(50)의 각 베어링부(51)(52)와 편심부(53)에는 오일공급유로(50a)에 연결되어 각 습동부로 오일을 공급하기 위한 습동부 급유통로가 형성된다.

습동부 급유통로는 오일공급유로(50a)에서 회전축(50)의 외주면을 향해 관통되는 복수 개의 급유구멍(511)(521)(531)과, 각 베어링부(51)(52)와 편심부(53)의 외주면에는 급유구멍(511)(521)(531)에 각각 연통되어 각 베어링부(51)(52)와 편심부(53)를 윤활하는 복수 개의 급유홈(512)(522)(532)으로 이루어진다.

예를 들어, 제1 베어링부(51)에는 제1 급유구멍(511)과 제1 급유홈(512)이, 제2 베어링부(52)에는 제2 급유구멍(521)과 제2 급유홈(522)이, 그리고 편심부(53)에는 제3 급유구멍(531)과 제3 급유홈(532)이 각각 형성된다. 제1 급유홈(512)과 제2 급유홈(522), 그리고 제3 급유홈(532)은 각각 축방향 또는 경사방향으로 길게 장홈 형상으로 형성된다.

그리고, 제1 베어링부(51)와 편심부(53)의 사이, 편심부(53)와 제2 베어링부(52)의 사이에는 각각 환형으로 된 제1 연결홈(541)과 제2 연결홈(542)이 각각 형성된다.

이 제1 연결홈(541)은 제1 급유홈(512)의 하단이 연통되고, 제2 연결홈(542)은 제2 급유홈(522)의 상단이 연결된다.

이에 따라, 제1 급유홈(512)을 통해 제1 베어링부(51)를 윤활하는 오일의 일부는 제1 연결홈(541)으로 흘러내려 모이게 되고, 이 오일은 제1 배압실(S1)로 유입되어 토출압의 배압력을 형성하게 된다.

또한, 제2 급유홈(522)을 통해 제2 베어링부(52)를 윤활하는 오일과 제3 급유홈(532)을 통해 편심부(53)를 윤활하는 오일은 제2 연결홈(542)으로 모여 회전축 결합부(333)의 선단면과 제1 경판부(321) 사이를 거쳐 압축부(30)로 유입될 수 있다.

그리고 제1 베어링부(51)의 상단방향으로 흡상되는 소량의 오일은 메인 프레임(31)의 제1 축수부(312) 상단에서 베어링면 밖으로 흘러나와 그 제1 축수부(312)를 따라 메인 프레임(31)의 상면(31a)으로 흘러내린다. 이어서, 상면(31a)의 오일은 제1 및 제2 오일유로(PO1, PO2)를 통해 하측공간(10c)으로 회수된다.

아울러, 압축실(V)에서 냉매와 함께 케이싱(10)의 상측공간(10b)으로 토출되는 오일은 케이싱(10)의 상측공간(10b)에서 냉매로부터 분리되어, 전동부(20)의 외주면에 형성되는 제1 오일유로(PO1) 및 압축부(30)의 외주면에 형성되는 제2 오일유로(PO2)를 통해 하측공간(10c)으로 회수된다.

이때, 전동부(20)와 압축부(30)의 사이에는 유로 분리유닛(40)이 구비된다.

유로 분리유닛(40)은 상측공간(10b)에서 냉매로부터 분리되어 하측공간(10c)으로 이동되는 오일이 압축부(30)에서 토출되어 상측공간(10b)으로 이동하는 냉매와 간섭되어 재혼합되지 않도록 한다.

즉, 유로 분리유닛(40)은 하측공간(10c)으로 이동하는 오일과, 상측공간(10b)으로 이동하는 냉매를 분리시켜 오일과 냉매가 원활하게 순환하도록 가이드 하는 역할을 수행한다.

이어서, 본 발명의 실시예에 의한 스크롤 압축기의 동작과정은 다음과 같다.

전동부(20)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 그 전동부(20)의 회전자(22)에 결합된 회전축(50)이 회전을 하게 된다. 그러면 회전축(50)에 편심 결합된 선회 스크롤(33)이 고정 스크롤(32)에 대해 선회운동을 하면서 제1 랩(323)과 제2 랩(332) 사이에 압축실(V)을 형성하게 된다. 압축실(V)은 중심방향으로 점차 체적이 좁아지면서 연속하여 여러 단계로 형성될 수 있다.

그러면, 케이싱(10)의 외부에서 냉매 흡입관(15)을 통하여 공급되는 냉매는 압축실(V)로 직접 유입될 수 있다. 이 냉매는 선회 스크롤(33)의 선회운동에 의해 압축실(V)의 토출실 방향으로 이동하면서 압축되었다가 토출실에서 고정 스크롤(32)의 토출구(325)를 통해 토출실(341)로 토출될 수 있다.

이 후, 토출실(341)으로 토출되는 압축된 냉매는 제1 냉매유로(PG1)와 제2 냉매유로(PG2)를 통해 케이싱(10)의 내부공간으로 토출되었다가 냉매 토출관(16)을 통해 케이싱(210)의 외부로 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

한편, 오일은 케이싱(10)의 내주면과 고정자(21) 사이의 유로 및 케이싱(10)의 내주면과 압축부(30)의 외주면 사이의 유로를 통해 케이싱(10)의 저유공간인 하측공간(10c)으로 회수되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 유로 분리유닛(40)은 전동부(20)의 하면과 압축부(30)의 상면 사이에 형성되는 경유공간인 중간공간(이하, 제1 공간)(10a)에 설치된다. 유로 분리유닛(40)은 압축부(30)로부터 토출되는 냉매가 유분리 공간인 전동부(20)의 상측공간(이하, 제2 공간)(10b)에서 저유공간인 압축부(30)의 하측공간(이하, 제3 공간)(10c)으로 이동하는 오일과 간섭되는 것을 방지한다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 유로 분리유닛(40)은 제1 공간(10a)을 냉매가 유동하는 공간(이하, 냉매 유동공간(A1))과 오일이 유동하는 공간(이하, 오일 유동공간(A2))으로 분리시킨다.

이하에서는 냉매 유동공간(A1)과 냉매 유동공간(A1)을 분리시키는 유로 분리유닛(40)에 대해 자세히 살펴보도록 한다.

도 4는 도 1의 유로 분리유닛의 구성요소를 나타내는 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 유로 분리유닛에서 메인 프레임에 고정된 제1 유로 가이드를 상면에서 바라본 평면도이다. 도 6은 도 4에 따른 유로 분리유닛에서 제1 유로 가이드와 제2 유로 가이드를 하면에서 바라본 평면도이다. 도 7 내지 도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유로 분리유닛을 도 6의 A-A선을 따라 자른 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유로 분리유닛(40)은 제1 유로 가이드(410), 제2 유로 가이드(420) 및 실링부재(430)를 포함한다.

제1 유로 가이드(410)는 환형으로 형성되어 메인 프레임(31)의 상면(31a) 상에 고정 결합된다. 제1 유로 가이드(410)는 서로 마주보도록 배치되는 제1 환벽부(411) 및 제2 환벽부(412)와, 제1 환벽부(411) 및 제2 환벽부(412)를 연결하는 환면부(413)로 구성된다.

구체적으로, 제1 환벽부(411)는 환형으로 형성되며, 축방향 하단이 메인 프레임(31)의 상면(31a)에 얹혀 지지되고, 축방향 상단이 고정자(21)의 하면에 인접하도록 배치된다. 이에 따라, 제1 환벽부(411)는 소정의 높이를 가지는 원통 형상으로 형성된다.

또한, 제1 환벽부(411)는 고정자(21)의 외주면과 코일권선부의 측면 사이, 더 정확하게는 고정자(21)의 디컷(21a)과 코일권선부를 이루는 슬롯(211) 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제1 환벽부(411)는 후술할 제2 유로 가이드(420)의 외측 연장부(이하, 제1 연장부)(421)를 기준으로, 제1 연장부(421)의 외측에 위치하게 된다.

도 7에서와 같이, 제1 환벽부(411)의 상단면(411a)은 고정자(21)의 하면(21b)에서 일정 간격만큼 이격된다. 이때, 제1 환벽부(411)의 내주면(411b)과 이에 접하는 부재, 즉 제2 유로 가이드(420)의 제1 연장부(421) 외주면(421a) 사이에는 실링부재(430)가 구비된다.

이에 따라 제1 환벽부(411)의 내측공간인 냉매 유동공간(A1)과 외측공간인 오일 유동공간(A2)은 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421) 그리고 실링부재(430)에 의해 확실하게 분리될 수 있다.

즉, 제1 환벽부(411)는 냉매유로와 오일 유로를 분리한다. 이에 따라, 중간공간(10a)은 제1 환벽부(411)에 의해 냉매 유동공간(A1)과 오일 유동공간(A2)으로 분리된다. 따라서, 상측공간(10b)으로 토출되는 냉매는 냉매유로(PG1, PG2)를 따라 이동하고, 하측공간(10c)으로 회수되는 오일은 오일유로(PO1, PO2)를 따라 이동하게 된다.

제2 환벽부(412)는 제1 환벽부(411)보다 내측에 배치되어 회전축(50)에 인접하게 형성되고, 냉매 유동공간(A1)을 제1 냉매 유동공간(A11)과 제2 냉매 유동공간(A12)으로 분리할 수 있다.

제2 환벽부(412)는 제1 환벽부(411)와 마찬가지로 소정의 높이를 가지는 환형으로 형성된다. 제2 환벽부(412)의 축방향 하단은 제1 환벽부(411)와 마찬가지로 메인 프레임(31)의 상면(31a)에 얹혀 지지되고, 축방향 상단(412a)은 고정자(21)의 하면(21b)으로부터 일정 간격만큼 이격되도록 고정자(21)를 향해 돌출 형성된다.

다만, 제2 환벽부(412)의 높이(H12)는 제1 환벽부(411)의 높이(H11)보다 낮게 형성될 수 있다. 이는, 제2 환벽부(412)의 높이(H12)가 너무 높아 고정자(21)의 하면(21b)과 접하거나 간격(G1)이 너무 좁게 되면, 제1 냉매유로(PG1)를 통해 제1 환벽부(411)의 안쪽으로 배출되는 대부분의 냉매는 슬롯(211)을 통해서만 제2 공간(10b)으로 이동하기 때문이다. 이때, 냉매는 고정자(21)와 회전자(22) 사이의 공극(G2)으로 이동하는데 상당한 장애가 될 수 있으므로, 제2 환벽부(412)의 높이(H12)는 제1 환벽부(411)의 높이(H11)보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 제1 유로 가이드(410)의 제2 환벽부(412)는 제2 유로 가이드(420)의 제2 연장부(422)보다 바깥쪽에 위치하는 것이 바람직한다. 또한, 제2 환벽부(412)의 높이(H12)는 제1 환벽부(411)의 높이(H11)보다 낮으면서 메인 프레임(31)의 상면(31a)을 기준으로 제2 유로 가이드(420)의 제2 연장부(422)의 하단 높이(H13)보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제2 환벽부(412)는 그 내측에 밸런스 웨이트(26)가 구비됨에 따라, 밸런스 웨이트(26)의 궤적을 고려하여 위치와 높이가 설정되는 것이 바람직하다.

즉, 제2 환벽부(412)는 제1 냉매유로(PG1)를 통해 제1 공간(10a)으로 토출되는 냉매가 회전하는 밸런스 웨이트(26)에 의해 교반되는 것을 차단하기 위해 구비된다.

따라서, 제2 환벽부(412)는 밸런스 웨이트(26)의 궤적 밖에 위치하면서 그 밸런스 웨이트(26)의 편심질량부(262)의 높이(H14)보다는 높거나 같게 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 편심질량부(262)의 높이(H14)는 밸런스 웨이트(26)가 권선코일(25)과 충돌하는 것을 방지하도록 그 권선코일(25)의 하단보다는 낮게 형성된다.

따라서, 제2 환벽부(412)의 높이(H12)는 권선코일(25)보다는 낮고 제2 유로 가이드(420)의 제2 연장부(422)의 하단(422a)보다는 낮게, 제2 연장부(422)보다는 외측이면서 제1 연장부(421)보다는 내측에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.

참고로, 밸런스 웨이트(26)는 회전축(50)에 결합될 수도 있지만, 본 실시예에서는 회전자(22)의 하단에 고정 결합되어 회전자와 함께 회전할 수 있다.

환면부(413)는 제1 환벽부(411)와 제2 환벽부(412)를 연결한다. 이때, 제1 환벽부(411), 제2 환벽부(412) 및 환면부(413)는 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 유로 가이드(410)는 동일 공정 내에서 한 개의 단품으로 제작될 수 있어 제조 공정이 간소화될 뿐만 아니라 조립 공정이 용이하게 될 수 있다.

환면부(413)는 메인 프레임(31)의 상면(31a) 상에 접하도록 고정된다. 이때, 환면부(413)에는 냉매통공(413a)이 축방향으로 관통되어 형성되고, 냉매통공(413a)은 제1 냉매유로(PG1)를 이루는 메인 프레임(31)의 제2 냉매구멍(311a)과 연통된다.

참고로, 본 발명의 다른 실시예에서 제1 환벽부(411)와 제2 환벽부(412)는 메인 프레임(31)과 일체로 형성될 수 있다. 이때, 제1 환벽부(411)와 제2 환벽부(412)는 메인 프레임(31)의 상면(31a)에서 돌출되도록 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 환벽부(411), 제2 환벽부(412) 및 환면부(413)가 일체로 형성되는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

제2 유로 가이드(420)는 전동부(20)의 고정자(21)에 삽입되어 코일(25)을 절연하는 인슐레이터로부터 연장 형성되거나, 별도로 제작되어 고정자(21)와 결합될 수 있다.

구체적으로, 제2 유로 가이드(420)는 고정자(21)에 결합되어 인슐레이터로써 기능하는 베이스부(423)와, 베이스부(423)의 외측에서 하방으로 돌출 형성되는 외측 연장부(421)(이하, 제1 연장부)와, 베이스부(423)의 내측에서 하방으로 돌출 형성되는 내측 연장부(422)(이하, 제2 연장부)를 포함한다.

베이스부(423)는 고정자(21)의 슬롯(211)에 삽입되어 권선코일(25)을 고정자(21)에 대해 절연시킨다. 이때, 베이스부(423)는 전기를 절연시키는 소재로 구성됨이 바람직하다.

베이스부(423)는 고정자(21)의 하면에 고정 결합된다.

제1 연장부(421)는 베이스부(423)로부터 축방향 하단으로 연장되도록 돌출 형성된다.

제1 연장부(421)는 환형으로 형성되거나 또는 복수 개의 돌기로 형성될 수 있다. 다만, 도면에 도시된 바와 같이 제1 연장부(421)는 제1 환벽부(411)와 함께 제1 공간(10a)을 분리하는 역할을 위해서는 환형으로 형성되는 것이 바람직하다.

제1 연장부(421)는 축방향 상단이 베이스부(423)에 연결되고, 축방향 하단이 메인 프레임(31)의 상면(31a)에 인접하도록 배치된다. 이때, 제1 연장부(421)의 일부는 제1 환벽부(411)와 일부 오버랩되도록 하방으로 연장 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421) 사이에 배치된 실링부재(430)는 제1 환벽부(411) 및 제1 연장부(421)에 동시에 접할 수 있다.

제2 연장부(422)는 제1 연장부(421)와 마찬가지로 베이스부(423)로부터 축방향 하단으로 연장되도록 돌출 형성된다. 마찬가지로, 제2 연장부(422)는 환형으로 형성될 수 있다.

이때, 제2 연장부(422)의 돌출길이는 고정자(21)의 하면(21b)을 기준으로 권선코일(25)의 돌출길이보다 작거나 같은 것이 바람직하다. 이는, 제2 연장부(422)의 돌출길이가 권선코일(25)의 돌출길이보다 커지는 경우, 제1 공간(10a)으로 토출되는 냉매가 고정자(21)와 회전자(22) 사이의 공극(G2)으로 안내되지 못하여 유로저항이 증가할 수 있기 때문이다. 따라서, 제2 연장부(422)의 길이는 제1 유로 가이드(410)를 통과하여 토출된 냉매의 유로를 최대한 방해하지 않도록 하기 위하여 권선코일(25)의 돌출길이보다 작게 형성될 수 있다.

실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 배치된다.

실링부재(430)는 일면이 제1 유로 가이드(410)의 일면에 접하고, 다른 일면이 제2 유로 가이드(420)의 일면에 접할 수 있다.

이때, 실링부재(430)는 다양한 형상으로 형성된다. 예를 들어, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 결합되도록 환형으로 형성되며, 일단면이 'ㄷ'자 형상, 'ㄱ'자 형상, '1'자 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시에 불과하며, 실링부재(430)의 형상은 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

또한, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410) 또는 제2 유로 가이드(420)의 일면에 부착되거나 결합될 수 있다. 이때, 제1 유로 가이드(410) 또는 제2 유로 가이드(420)는 충분한 구조적인 강성을 갖도록 일반적으로 금속이나 플라스틱 사출물로 형성될 수 있다. 따라서, 실링부재(430)는 밀폐를 위해 제1 유로 가이드(410) 또는 제2 유로 가이드(420)의 재질에 비해 강성이 낮은 소재를 이용해 형성될 수 있다.

실링부재(430)는 탄성을 지닌 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실링부재(430)는 저(low)-cis 이소프렌 고무(IR) 성분, 부타디엔 고무(BR), 1,2-폴리부타디엔 고무, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR), 수소화된 니트릴 고무(HNBR), 우레탄 고무(U), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 클로로프렌 고무(CR) 및 천연 고무(NR)로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 고무 중합체 성분으로 구성될 수 있다.

참고로 이는 하나의 예시에 불과하며 실링부재(430)의 형상 및 재질은 위의 내용에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크롤 압축기에 구비된 실링부재(430)에 대해 자세히 살펴보도록 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)에서, 실링부재(430)는 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)의 제1 환벽부(411)와 제2 유로 가이드(420)의 제2 연장부(422) 사이에 배치된다.

실링부재(430)는 일면이 제1 환벽부(411)의 일면에 접하고, 다른 일면이 제1 연장부(421)의 일면에 접할 수 있다.

실링부재(430)는 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421)의 둘레를 감싸도록 환형으로 형성된다. 이때, 실링부재(430)의 단면은 'ㄷ'자 형으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 실링부재(430)는 서로 마주보도록 배치되는 제1 및 제2 실링포션(431, 432)과, 제1 및 제2 실링포션(431, 432)을 연결하는 제3 실링포션(433)으로 구성된다.

제1 실링포션(431)과 제2 실링포션(432)은 동일 방향으로 연장 형성되고, 제3 실링포션(433)은 제1 및 제2 실링포션(431, 432)과 교차하는 방향으로 연장 형성된다. 제1 내지 제3 실링포션(431, 432, 433)은 동일 공정 내에서 일체로 형성되며, 단일 물질로 구성될 수 있다.

이때, 실링부재(430)는 일단면이 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 제1 환벽부(411)의 단부를 감싸도록 제1 환벽부(411)와 결합된다.

즉, 실링부재(430)의 굴곡진 부분의 내면은 제1 환벽부(411)의 단부에 결합될 수 있고, 실링부재(430)의 외면의 일부는 제1 연장부(421)의 일면(421b)에 접할 수 있다. 이때, 실링부재(430)의 내면은 제1 환벽부(411)의 서로 다른 3면에 접할 수 있고, 실링부재(430)의 외면은 제1 연장부(421)의 일면에 접할 수 있다.

다르게 표현하면, 제1 실링포션(431)의 일면은 제1 환벽부(411)의 측면(411b)에 접하고, 제1 실링포션(431)의 일면과 마주보는 타면은 실링부재(430)의 측면(421b)에 접한다. 이때, 제2 실링포션(432)과 제3 실링포션(433)은 제1 환벽부(411)에만 접하고, 제1 연장부(421)와는 이격되어 배치된다.

이때, 실링부재(430)는 제1 환벽부(411)의 단부 상에 체결되는 형상을 지니므로, 제1 환벽부(411) 상에서 쉽게 이탈되지 않는다.

또한, 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421)는 축방향을 기준으로 서로 일부가 중첩(즉, 오버랩)되도록 형성될 수 있다. 따라서, 제1 실링포션(431)의 높이가 제1 환벽부(411)의 상단면(411a)과 고정자(21)의 하면(21b) 사이의 간격보다 크게 형성되는 경우, 실링부재(430)는 구조적으로 제1 유로 가이드(410) 상에서 이탈되지 않을 수 있다.

또한, 실링부재(430)의 타면은 제1 연장부(421)의 측면(421b)과 접하므로 실링부재(430)와 제1 연장부(421) 사이의 마찰력에 의해 실링부재(430)는 제1 환벽부(411) 상에 단단히 고정될 수 있다.

참고로, 실링부재(430)는 위에서 설명한 'ㄷ'자 형상 외에 제1 환벽부(411)의 단부에 결합되고, 제1 연장부(421)의 측면(421b)에 접하면서 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 고정될 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 실링부재(430)는 위의 조건을 만족하는 다양한 형상으로 변형되어 실시될 수 있다.

이를 통해, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이의 공간을 완전히 밀폐시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 실링부재(430)는 탄성을 가지는 물질로 구성된다. 따라서, 실링부재(430)은 면접촉을 통해 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 밀착되어 냉매 유동공간(A1)과 오일 유동공간(A2) 사이에 냉매 또는 오일이 이동하지 않도록 할 수 있다.

즉, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이의 공간을 밀폐시킴으로써, 냉매 유동공간(A1)과 오일 유동공간(A2)을 완전히 분리시킬 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실링부재(430)는 냉매가 토출되는 유로와 오일이 회수되는 유로가 간섭되어 오일의 이동이 고압의 냉매에 의해 저지되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 오일이 하측공간으로 원활하게 회수되도록 하여 충분한 오일량을 확보할 수 있으며, 이를 통해 압축기 내부의 온도가 높아지는 것을 방지하고, 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실링부재(430)는 냉매유로와 오일유로를 더욱 긴밀히 분리시켜 냉매에 의해 오일 회수가 저하되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명은 냉매와 함께 압축기의 외부로 토출되는 오일의 누설량을 감소시켜 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(2)에 구비된 실링부재(430)에 대해 살펴보도록 한다. 다만, 이하에서는 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(2)에서, 실링부재(430)는 일면이 제1 유로 가이드(410)의 측면(411b)에 접하고, 다른 일면이 제2 유로 가이드(420)의 일면(421a)에 접할 수 있다.

실링부재(430)는 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421)의 둘레를 따라 환형으로 형성된다. 이때, 실링부재(430)의 단면은 'ㄱ'자 형으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 실링부재(430)는 서로 교차하는 방향으로 연장되는 제1 실링포션(434)과 제2 실링포션(435)으로 구성된다. 이때, 실링부재(430)의 단면은 서로 교차하는 방향으로 연장되도록 형성된다.

예를 들어, 실링부재(430)의 제1 실링포션(434)와 제2 실링포션(435)는 서로 직교하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 실링포션(434)와 제2 실링포션(435)은 동일 공정 내에서 일체로 형성되며, 단일 물질로 구성될 수 있다. 또한, 제1 실링포션(434)와 제2 실링포션(435)는 동일 두께로 형성될 수 있다.

이때, 제1 실링포션(434)은 제1 유로 가이드(410)의 적어도 한면에 접할 수 있다. 예를 들어, 제1 실링포션(434)은 제1 환벽부(411)의 측면(411b) 또는 환면부(413)의 상면에 접하도록 배치될 수 있다. 또한, 제2 실링포션(435)는 제2 유로 가이드(420)의 하단면에 접하도록 배치될 수 있다.

여기에서, 환면부(413)의 상면으로부터 측정한 제1 실링포션(434)의 높이(H23)는 제1 환벽부(411)의 높이(H22)보다 작게 형성된다.

다만, 제1 실링포션(434)의 높이(H23)와 제1 연장부(421)의 높이의 합은, 환면부(413)의 상면과 베이스부(423)의 상면 사이의 거리와 동일할 수 있다. 즉, 실링부재(430)의 높이(H23)는 환면부(413)의 상면으로부터 제1 연장부(421)의 하단면까지의 길이와 동일하게 형성될 수 있다.

따라서, 실링부재(430)는 제1 환벽부(411)의 측면, 환면부(413)의 상면, 및 제1 연장부(421)의 하단면에 접하므로, 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 고정될 수 있다. 이때, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410) 및 제2 유로 가이드(420)에 면접촉하게 된다.

이를 통해, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이의 공간을 완전히 밀폐시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 실링부재(430)는 탄성을 가지는 물질로 구성된다. 따라서, 실링부재(430)은 면접촉을 통해 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 밀착되므로, 냉매 유동공간(A1)과 오일 유동공간(A2) 사이의 유로를 차단할 수 있다.

참고로, 실링부재(430)는 'ㄱ'자 형상 외에 제1 환벽부(411)의 측면(411b)과 제1 연장부(421)의 하단면(421a)에 접하면서 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 고정될 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 실링부재(430)는 위의 조건을 만족하는 다양한 형상으로 변형되어 실시될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(3)에 구비된 실링부재(430)에 대해 살펴보도록 한다. 마찬가지로, 이하에서는 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(3)에서, 실링부재(430)는 일면이 제1 유로 가이드(410)의 측면(411b)에 접하고, 다른 일면이 제2 유로 가이드(420)의 일면(421b)에 접할 수 있다.

마찬가지로, 실링부재(430)는 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421)의 둘레를 따라 환형으로 형성된다. 이때, 실링부재(430)의 단면은 일방향으로만 연장되는 직선 형상(예를 들어, '1'자 형성)으로 형성될 수 있다. 즉, 실링부재(430)는 동일 방향으로만 연장되도록 형성될 수 있다.

이때, 실링부재(430)는 단일 물질로 구성될 수 있으며, 동일 두께로 형성될 수 있다.

구체적으로, 실링부재(430)의 일면(430b)은 제1 환벽부(411)의 측면(411b)에 접하고, 실링부재(430)의 일면(430b)과 마주보는 타면(430a)은 제1 연장부(421)의 측면(421b)에 접한다.

이때, 실링부재(430)의 상단면 또는 하단면 중 어느 하나의 단면은 환면부(413) 또는 베이스부(423)의 상면에 접하고, 다른 단면은 환면부(413) 또는 베이스부(423)로부터 이격되도록 배치될 수 있다.

즉, 실링부재(430)의 높이(H32)는 제1 환벽부(411)의 상면과 제1 연장부(421)의 상면 사이의 높이(H31)보다 작게 형성될 수 있다. 이는 실링부재(430)가 열에 의해 팽창되는 경우, 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420)에 의도치 않은 힘이 인가되는 것을 방지하기 위함이다.

참고로, 실링부재(430)의 높이(H32)는 제1 환벽부(411)의 상면과 제1 연장부(421)의 상면 사이의 높이(H31)와 동일하게 형성되거나, 제1 환벽부(411) 및 제1 연장부(421)로부터 이격되도록 배치될 수 있다.

추가적으로, 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421)는 축방향을 기준으로 서로 일부가 중첩되도록 형성될 수 있다. 이때, 실링부재(430)의 높이(H32)는 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421)의 축방향 길이보다 크게 형성된다. 따라서, 실링부재(430)는 제1 환벽부(411)와 제1 연장부(421) 사이에 고정될 수 있다.

또한, 실링부재(430)는 탄성을 지닌 물질로 이루어질 수 있으며, 수축튜브 또는 HNBR 밴드로 구성될 수 있다. 이때, 실링부재(430)는 제1 환벽부(411)의 측면(411b) 및 제1 연장부(421)의 측면(421b)에 접한다. 즉, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410) 및 제2 유로 가이드(420)에 면접촉하게 되고, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 밀착되어 고정될 수 있다.

이를 통해, 실링부재(430)는 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이의 공간을 완전히 밀폐시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 실링부재(430)는 탄성을 가지는 물질로 구성된다. 따라서, 실링부재(430)은 면접촉을 통해 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 밀착되므로, 냉매 유동공간(A1)과 오일 유동공간(A2) 사이의 유로를 차단할 수 있다.

참고로, 실링부재(430)는 직선 형상 외에 제1 환벽부(411)의 측면(411b)과 제1 연장부(421)의 측면(421b)에 접하면서 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420) 사이에 고정될 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 실링부재(430)는 위의 조건을 만족하는 다양한 형상으로 변형되어 실시될 수 있다.

도 10은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 냉매와 오일이 분리되어 유동하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기에서 냉매와 오일이 유동하는 과정은 다음과 같다.

케이싱(10)의 내부공간은 3개의 공간으로 구분된다. 즉, 케이싱(10)은 전동부(20)의 하면과 압축부(30)의 상면 사이에 위치하는 제1 공간(10a)과, 전동부(20)의 상측공간인 제2 공간(10b)과, 저유공간을 이루며 압축부(30)의 하측공간인 제3 공간(10c)을 포함한다.

여기에서, 제1 공간(10a)은 유로 분리유닛(40)에 의해 내측의 냉매 유동공간(A1)과 외측의 오일 유동공간(A2)으로 구분된다.

이때. 냉매 유동공간(A1)은 제1 냉매유로(PG1) 및 제2 냉매유로(PG2)와 연통되고, 오일 유동공간(A2)은 제1 오일유로(PO1) 및 제2 오일유로(PO2)와 연통될 수 있다.

압축부(30)에서 토출커버(34)의 내부공간으로 토출되는 냉매(점선 화살표)는 제1 냉매유로(PG1)를 통해 제1 공간(10a)의 냉매 유동공간(A1)으로 이동하게 된다. 이어서, 냉매는 유로 분리유닛(40)에 의해 제2 냉매유로(PG2)를 통해 제2 공간(10b)으로 이동을 하게 된다.

이때, 유로 분리유닛(40)을 이루는 제1 유로 가이드(410)의 제2 환벽부(412)는 냉매 유동공간(A1)을 제1 냉매 유동공간(A11)과 제2 냉매 유동공간(A12)으로 분리시켜, 냉매가 밸런스 웨이트(26)의 회전궤적 범위 안으로 유입되는 것을 차단한다.

이에 따라, 유로 분리유닛(40)은 밸런스 웨이트(26)에 의해 냉매가 교반되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 제2 공간(10b)으로 이동하는 냉매에는 오일이 포함되어 있으나, 이 오일은 냉매가 제2 공간(10b)을 순환하는 과정에서 냉매로부터 분리된다. 이때, 분리된 냉매는 냉매 토출관(16)을 통해 압축기 외부로 배출되는 반면, 분리된 오일(실선 화살표)은 고정자(21)의 외주면에 형성되는 제1 오일유로(PO1)를 통해 하방으로 이동하게 된다.

이어서, 제1 오일유로(PO1)를 통해 하방으로 이동하는 오일은 유로 분리유닛(40)에 의해 제1 공간(10a)의 외측공간에서 내측공간으로 유입되지 못하고 그대로 제2 오일유로(PO2)를 거쳐 제3 공간(10c)으로 이동하여 저장된다.

이에 따라, 제2 공간(10b)에서 분리된 오일은 저유공간인 제3 공간(10c)으로 신속하게 이동할 수 있어 압축기 내 오일부족을 미연에 방지할 수 있다.

특히, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유로 분리유닛(40)은 다양한 형상의 실링부재(430)가 구비되어, 제1 공간(10a)에서의 내측공간과 외측공간 사이를 긴밀하게 분리한다. 따라서, 실링부재(430)는 제1 공간(10a)으로 토출되는 냉매가 오일유로(PO1, PO2)로 유입되는 것을 방지하여 오일의 회수 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 오일이 제3 공간(10c)으로 원활하게 회수되도록 하여 충분한 오일량을 확보할 수 있으며, 이를 통해 압축기 내부의 온도가 높아지는 것을 방지하고, 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실링부재(430)는 냉매유로와 오일유로를 더욱 긴밀히 분리시켜 냉매에 의해 오일 회수가 저하되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명은 냉매와 함께 압축기의 외부로 토출되는 오일의 누설량을 감소시켜 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

20: 전동부 21: 고정자
22: 회전자 30: 압축부
31: 메인 프레임 32: 고정 스크롤
33: 선회 스크롤 50: 회전축
60: 오일피더 410: 제1 유로 가이드
420: 제2 유로 가이드 430: 실링부재

Claims (21)

1. 내부공간을 구비하는 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에 고정되고, 축방향으로 관통되는 내측유로와 외측유로가 구비되는 전동부;
   상기 전동부의 일측에 위치하고, 압축된 냉매를 상기 케이싱의 내부공간으로 토출하는 압축부;
   상기 전동부로부터 상기 압축부로 회전력을 전달하는 회전축; 및
   상기 전동부와 상기 압축부 사이의 중간공간을, 상기 내측유로와 연통되는 내측공간과, 상기 외측유로와 연통되는 외측공간으로 분리시키는 유로 분리유닛을 포함하되,
   상기 유로 분리유닛은,
   상기 압축부의 일면에 설치되고, 상기 중간공간을 향해 돌출 형성되는 제1 환벽부를 포함하는 제1 유로 가이드와,
   상기 압축부의 일면과 마주보는 상기 전동부의 일면에 설치되고, 상기 중간공간을 향해 돌출 형성되는 제1 연장부를 포함하는 제2 유로 가이드와,
   상기 제1 유로 가이드와 상기 제2 유로 가이드 사이에 구비되는 실링부재를 포함하고,
   상기 제1 유로 가이드 및 제2 유로 가이드는 이격되도록 구비되고,
   상기 실링부재의 적어도 일부가 상기 제1 환벽부 및 상기 제1 연장부 사이에 구비되는
   스크롤 압축기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는,
   일면이 상기 제1 환벽부의 측면에 접하고, 다른 일면이 상기 제1 연장부의 측면에 접하도록 배치되는
   스크롤 압축기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는,
   서로 이격되어 마주보도록 배치되고, 상기 제1 환벽부의 일면 및 상기 일면과 마주보는 타면에 각각 접하는 제1 및 제2 실링포션과,
   상기 제1 및 제2 실링포션을 연결하고, 상기 제1 환벽부의 일면과 타면 사이에 위치하는 상단면에 접하는 제3 실링포션을 포함하는
   스크롤 압축기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 실링포션은, 일면이 상기 제1 환벽부에 접하고, 타면이 상기 제1 연장부의 측면에 접하고,
   상기 제2 및 제3 실링포션은, 상기 제1 환벽부에만 접하도록 배치되는
   스크롤 압축기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는,
   'ㄷ'자 형상으로 형성되어, 상기 제1 유로 가이드에 결합되고, 외면의 일부가 상기 제1 연장부의 측면에 접하도록 배치되는
   스크롤 압축기.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는, 서로 교차하는 방향으로 연장되는 제1 실링포션 및 제2 실링포션으로 구성되되,
   상기 제1 실링포션은 상기 제1 환벽부의 측면에 접하고,
   상기 제2 실링포션은 상기 제1 연장부의 하단면에 접하도록 배치되는
   스크롤 압축기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 유로 가이드는,
   상기 제1 환벽부와 이격되어 돌출 형성되는 제2 환벽부와,
   상기 제1 환벽부와 상기 제2 환벽부를 연결하고, 상기 압축부의 일면에 접하는 환면부를 더 포함하고,
   상기 실링부재는,
   상기 제1 실링포션이 상기 환면부의 상면과, 상기 제1 환벽부의 측면에 동시에 접하고,
   상기 제2 실링포션이 상기 제1 연장부의 하단면에 접하도록 배치되는
   스크롤 압축기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 실링포션의 높이는, 상기 환면부의 상면으로부터 상기 제1 연장부의 하단면까지의 길이와 동일하게 형성되는
   스크롤 압축기.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는,
   'ㄱ'자 형상으로 형성되어, 외면이 상기 제1 유로 가이드의 서로 다른 두면과, 상기 제2 유로 가이드의 하단면에 접하도록 배치되는
   스크롤 압축기.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    일면이 상기 제1 환벽부의 측면에 접하고, 상기 일면과 마주보는 타면이 상기 제1 연장부의 측면에 접하도록 배치되는
    스크롤 압축기.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 실링부재의 높이는, 상기 제1 환벽부 및 상기 제1 연장부의 돌출 길이보다 크게 형성되는
    스크롤 압축기.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 실링부재는, 동일 방향으로만 연장 형성되는
    스크롤 압축기.
    
13. 전동부;
    상기 전동부의 하측에 구비되는 압축부;
    상기 전동부와 상기 압축부를 수용하며, 상기 전동부의 하측과 상기 압축부의 상측 사이에 제1 공간이, 상기 전동부의 상측에는 제2 공간이, 상기 압축부의 하측에는 제3 공간이 각각 구비되는 케이싱; 및
    상기 제1 공간에 구비되어 상기 제1 공간을 반경방향을 따라 복수 개의 공간으로 분리하는 유로 분리유닛을 포함하되,
    상기 유로 분리유닛은,
    상기 압축부의 상면에서 상기 전동부의 하면을 향해 돌출되는 제1 유로 가이드와,
    상기 전동부의 하면에서 상기 압축부의 상면을 향해 돌출되는 제2 유로 가이드와,
    상기 제1 유로 가이드와 상기 제2 유로 가이드 사이에 구비되는 실링부재를 포함하고,
    상기 제1 유로 가이드 및 제2 유로 가이드는 이격되도록 구비되고,
    상기 실링부재는 상기 제1 유로 가이드의 일면 및 상기 제2 유로 가이드의 일면과 면접촉하여 고정되도록 구비되는
    스크롤 압축기.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 유로 가이드와 제2 유로 가이드는 축방향을 기준으로 서로 일부가 중첩되도록 형성되는
    스크롤 압축기.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    'ㄷ'자 형상으로 형성되어, 내면이 상기 제1 유로 가이드에 접하도록 상기 제1 유로 가이드에 결합되고, 외면의 일부가 상기 제2 유로 가이드의 측면에 접하도록 배치되는
    스크롤 압축기.
    
16. 제14항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    'ㄱ'자 형상으로 형성되어, 외면이 상기 제1 유로 가이드의 서로 다른 두면과, 상기 제2 유로 가이드의 하단면에 접하도록 배치되는
    스크롤 압축기.
    
17. 제14항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    직선 형상으로 형성되어, 일면이 상기 제1 유로 가이드에 접하고, 상기 일면과 마주보는 타면이 상기 제2 유로 가이드의 일면에 접하도록 배치되는
    스크롤 압축기.
    
18. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부공간에 고정되고, 외주면에는 상기 케이싱의 내주면과 이격되는 적어도 한 개 이상의 제1 간격이 형성되며, 내주면에는 권선코일이 감기도록 코일권선부가 형성되는 고정자;
    상기 고정자의 내주면에 대해 제2 간격을 두고 회전 가능하게 구비되는 회전자;
    상기 회전자에 결합되어 함께 회전하는 회전축;
    상기 고정자의 하측에 일정 공간을 두고 구비되며, 상기 회전축이 관통하여 지지되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임의 하단에 구비되는 고정 스크롤;
    상기 메인 프레임과 상기 고정 스크롤 사이에 구비되며, 상기 고정 스크롤과 압축실을 형성하도록 상기 고정 스크롤에 맞물려 선회 운동하는 선회 스크롤; 및
    상기 제1 간격과 상기 제2 간격 사이의 유로를 분리시키는 유로 분리 유닛을 포함하되,
    상기 유로 분리유닛은,
    상기 메인 프레임의 상면에서 축방향으로 연장되는 제1 유로 가이드와,
    상기 고정자의 하면에서 축방향으로 연장되는 제2 유로 가이드와,
    상기 제1 유로 가이드와 상기 제2 유로 가이드 사이에 구비되는 실링부재를 포함하고,
    상기 제1 유로 가이드의 일면과 상기 제2 유로 가이드의 일면은 이격되도록 구비되고,
    상기 실링부재의 일면의 적어도 일부가 상기 제1 유로 가이드의 일면에 접하고, 상기 실링부재의 타면의 적어도 일부가 상기 제2 유로 가이드의 일면에 접하도록 구비되는
    스크롤 압축기.
    
19. 제18항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    'ㄷ'자 형상으로 형성되어, 내면이 상기 제1 유로 가이드에 접하도록 상기 제1 유로 가이드에 결합되고, 외면의 일부가 상기 제2 유로 가이드의 측면에 접하도록 배치되는
    스크롤 압축기.
    
20. 제18항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    'ㄱ'자 형상으로 형성되어, 일면이 상기 제1 유로 가이드의 측면에 접하고, 다른 일면이 상기 제2 유로 가이드의 하단면에 접하도록 배치되는
    스크롤 압축기.
    
21. 제18항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    직선 형상으로 형성되어, 일면이 상기 제1 유로 가이드에 접하고, 상기 일면과 마주보는 타면이 상기 제2 유로 가이드의 일면에 접하도록 배치되는
    스크롤 압축기.
    

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