KR102550370B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 메인프레임에 급유통로가 구비되되, 급유통로의 일단은 메인프레임의 선회공간부를 향해 개구되고, 타단은 올담링을 향해 개구될 수 있다. 이를 통해, 냉매흡입관을 통해 흡입되는 냉매가 그 냉매흡입관에 인접한 키와 키홈 사이를 통과하면서 그 미끄럼면을 윤활하던 오일을 휩쓸어가더라도 급유통로를 통해 키와 키홈 사이의 미끄럼면으로 오일이 신속하고 원활하게 공급될 수 있다. 이에 따라 키와 키홈 사이에서의 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다..

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 올담링이 적용되는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 냉매가 흡입되는 경로에 따라 고압식 스크롤 압축기와 저압식 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 고압식 스크롤 압축기는 냉매흡입관이 흡입압실을 이루는 저압부에 직접 연결되어 냉매가 케이싱의 내부공간을 통과하지 않고 저압부에 직접 안내되는 방식이다. 저압식 스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간이 고저압분리판 또는 냉매토출구가 연통된 토출플레넘(discharge plenum)에 의해 흡입압실을 이루는 저압부와 토출압실을 이루는 고압부로 분리되고, 냉매흡입관이 저압부에 연통되어 저온의 흡입냉매가 케이싱의 내부공간을 통과한 후 저압부로 안내되는 방식이다.
특허문헌 1(한국공개특허 제10-2015-0126499호)에 개시된 저압식 스크롤 압축기는, 흡입냉매의 일부가 저압부를 통과하면서 그 저압부에 설치된 구동모터를 냉각키게 되므로 압축기 효율이 향상될 수 있다. 하지만 특허문헌 1과 같은 저압식 스크롤 압축기는 흡입냉매가 구동모터와 접촉되어 온도가 상승한 상태로 압축실로 흡입됨에 따라 저압부에서의 비체적이 상승하게 되어 흡입손실이 발생될 수 있다.
또한, 특허문헌 1과 같은 저압식 스크롤 압축기는 냉매흡입관의 출구가 올담링의 주변에 배치됨에 따라 냉매흡입관을 통해 케이싱의 저압부로 흡입되는 냉매가 올담링과 거의 직접적으로 접촉하게 될 수 있다. 이로 인해 저압부로 흡입되는 냉매가 올담링의 미끄럼면, 즉 올담링의 제1키와 메인프레임의 제1키홈 사이 또는 올담링의 제2키와 선회스크롤의 제2키홈 사이를 윤활하는 오일을 휩쓸어가게 되고, 그러면 올담링의 키와 이를 마주보는 키홈 사이의 미끄럼면에서 오일부족으로 인한 마모가 발생될 수 있다. 이는 특히 선회스크롤이 올담링 또는 올담링의 키보다 무른 소재(예를 들어 키는 주철, 선회스크롤은 알루미늄)인 경우에는 선회스크롤의 키홈이 더욱 심하게 마모될 수 있다. 그로 인해 선회스크롤의 선회거동이 불안정하게 되어 비선회스크롤과의 마찰손실이 발생되거나 또는 압축실 간 누설이 발생되어 압축기 효율이 저하될 수 있다.
특허문헌 2(미국공개특허 US2016/0298885 A1)에 개시된 저압식 스크롤 압축기는, 케이싱의 저압부에 흡입도관(suction conduit)이 구비되어 냉매흡입관을 통과하는 냉매가 저압부를 통과하지 않고 압축실로 직접 흡입되므로 흡입냉매가 가열되는 것을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라 흡입되는 냉매가 올담링 주변의 오일을 휩쓸어가는 것을 막아 올담링과 주변 부재 사이에서의 마모를 방지할 수 있다.
그러나, 특허문헌 2와 같은 저압식 스크롤 압축기는 구동모터가 저압부로 흡입되는 냉매와 원활하게 접촉되지 못하면서 과열될 수 있고, 이로 인해 특허문헌 1의 압축기에 비해 모터효율이 저하되어 압축기의 운전영역이 좁아지고 압축기 효율이 감소될 수 있다. 또한 특허문헌 2의 압축기는 흡입도관을 별도로 설치함에 따라 그만큼 제조비용이 증가될 수 있다.
한국 공개특허 제10-2015-0126499호(공개일: 2015.11.12.) 미국공개특허 US2016/0298885 A1 (공개일: 2016.l0.13.)
본 발명의 목적은, 올담링의 키와 이 올담링의 키가 미끄러지게 삽입되는 키홈 사이에서의 마찰손실 및 마모를 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
나아가, 본 발명은 올담링의 키와 이 올담링의 키가 미끄러지게 삽입되는 키홈 사이로 오일이 원활하고 신속하게 공급될 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 올담링의 키가 삽입되는 키홈에 오일이 직접 공급되도록 하여 키와 키홈 사이의 미끄럼면에 오일이 원활하게 신속하게 공급되도록 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 올담링의 키와 이 올담링의 키가 삽입되는 키홈 사이에 충분한 오일이 확보되도록 하면서도 유토출량을 증가하는 것을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
나아가, 본 발명은 올담링의 키가 삽입되는 키홈에 오일이 직접 공급되도록 하되 그 오일량을 적절하게 제한할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 올담링의 키가 삽입되는 키홈에 오일을 공급하는 통로의 내경을 최소화하면서도 오일이 키와 키홈 사이의 미끄럼면으로 신속하면서도 지속적으로 공급되도록 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 저압부로 흡입되는 냉매가 구동모터를 적절하게 냉각하면서도 올담링의 키와 이 올담링의 키가 미끄러지게 삽입되는 키홈 사이에서의 마모를 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
나아가, 본 발명은 저압부로 흡입되는 냉매가 상기한 키와 키홈 사이의 오일을 휩쓸리는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 키와 키홈 사이의 미끄럼면이 냉매흡입관으로부터 멀리 위치하도록 하여 키와 키홈 사이의 오일이 흡입냉매에 휩쓸리는 것을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱, 냉매흡입관, 구동모터, 선회스크롤, 비선회스크롤, 메인프레임 및 올담링을 포함할 수 있다. 상기 케이싱은 내부공간이 저압부와 고압부로 분리될 수 있다. 상기 냉매흡입관은 상기 케이싱의 저압부에 연통될 수 있다. 상기 구동모터는 상기 케이싱의 저압부에 구비될 수 있다. 상기 선회스크롤은 상기 구동모터에 회전축으로 결합되어 선회운동을 할 수 있다. 상기 비선회스크롤은 상기 선회스크롤에 맞물려 압축실을 형성하며, 상기 압축실에 연통되도록 흡입구가 외주면을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 메인프레임은 상기 저압부에 구비되어 상기 선회스크롤을 지지할 수 있다. 상기 올담링은 상기 메인프레임과 상기 선회스크롤 사이에 구비될 수 있다. 상기 메인프레임은 선회공간부, 스크롤지지부, 올담링지지부 및 급유통로를 포함할 수 있다. 상기 선회공간부는 상기 회전축이 결합된 상기 선회스크롤의 회전축결합부가 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 상기 스크롤지지부는 상기 선회공간부의 주변을 둘러싸도록 구비될 수 있다. 상기 올담링지지부는 상기 스크롤지지부의 외주측을 둘러싸며 상기 올담링이 수용될 수 있다. 상기 급유통로는 일단은 상기 선회공간부를 향해 연통되도록 개구되고, 타단은 상기 올담링을 향해 연통되도록 개구될 수 있다. 이를 통해, 냉매흡입관을 통해 흡입되는 냉매가 그 냉매흡입관에 인접한 키와 키홈 사이를 통과하면서 그 미끄럼면을 윤활하던 오일을 휩쓸어가더라도 상기한 키와 키홈 사이의 미끄럼면으로 오일이 신속하고 원활하게 공급될 수 있다. 이에 따라 키와 키홈 사이에서의 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.
일례로, 상기 올담링은, 링본체, 제1키 및 제2키를 포함할 수 있다. 상기 링본체는 환형으로 형성될 수 있다. 상기 제1키는 상기 링본체의 축방향 일측면에서 상기 비선회스크롤에 구비된 제1키홈을 향해 연장될 수 있다. 상기 제2키는 상기 링본체의 축방향 일측면에서 상기 선회스크롤에 구비된 제2키홈을 향해 연장될 수 있다. 상기 급유통로는, 상기 제2키의 왕복거리 안에 적어도 일부가 위치할 수 있다. 이를 통해, 급유통로가 제2키홈의 주변에 배치됨에 따라 오일이 제2키홈으로의 원활하고 신속하게 공급될 수 있다.
구체적으로, 상기 급유통로는, 상기 스크롤지지부의 내부를 상기 회전축의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 관통할 수 있다. 이를 통해 급유통로의 길이를 최단화할 수 있다.
또한, 상기 급유통로는, 상기 스크롤지지부의 내부를 관통하고, 상기 일단이 상기 선회공간부를 향해 하향 경사지도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 초기 기동시에도 키와 키홈 사이로 오일을 신속하게 공급할 수 있다.
또한, 상기 급유통로는, 상기 선회스크롤과 접하는 상기 스크롤지지부의 축방향베어링면에 함몰지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 선회스크롤과 스크롤지지부 사이를 더욱 효과적으로 윤활할 수 있다.
다른 예로, 상기 올담링은, 링본체, 제1키 및 제2키를 포함할 수 있다. 상기 링본체는 환형으로 형성될 수 있다. 상기 제1키는 상기 링본체의 축방향 일측면에서 상기 메인프레임에 구비된 제1키홈을 향해 연장될 수 있다. 상기 제2키는 상기 링본체의 축방향 타측면에서 상기 선회스크롤에 구비된 제2키홈을 향해 연장될 수 있다. 상기 급유통로는 상기 메인프레임을 관통하여 상기 타단이 상기 제1키홈의 반경방향내측면으로 연통될 수 있다. 이를 통해, 제1키홈으로 오일을 직접 공급하여 윤활효과를 더욱 높일 수있다.
구체적으로, 상기 타단은, 상기 제1키홈의 반경방향내측면에서 상기 회전축의 회전방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 이를 통해 키와 키홈 사이의 실질적인 미끄럼면으로 오일을 신속하게 공급할 수 있다.
또한, 상기 급유통로는, 상기 회전축의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 급유통로는, 상기 일단이 상기 선회공간부를 향해 하향 경사지도록 형성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 급유통로는, 상기 선회스크롤의 경판부를 관통(pass through)하여, 상기 타단은 상기 선회스크롤에 구비되어 상기 올담링과 미끄러지게 결합되는 키홈의 내측면으로 연통될 수 있다. 이를 통해, 키홈으로 오일을 더욱 신속하게 공급할 수 있다.
구체적으로, 상기 일단은, 상기 회전축결합부의 내부에 연통될 수 있다. 이를 통해, 키홈으로 오일을 더욱 신속하게 공급할 수 있다.
또한, 상기 타단은, 상기 키홈의 반경방향내측면에서 상기 회전축의 회전방향으로 편심지게 형성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 비선회스크롤 또는 상기 메인프레임에는 제1키홈이 구비되고, 상기 선회스크롤에는 제2키홈이 구비될 수 있다. 상기 올담링에는 상기 제1키홈에 삽입되는 제1키 및 상기 제2키홈에 삽입되는 제2키가 구비될 수 있다. 상기 제1키홈의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 상기 제1키의 원주방향 일측면 또는 상기 제2키홈의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 상기 제2키의 원주방향 일측면 중에서 적어도 어느 한쪽에는 급유홈이 더 형성될 수 있다. 이를 통해, 미끄럼면으로의 급유량을 늘리거나 저유량을 늘려 윤활효과를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱, 냉매흡입관, 구동모터, 선회스크롤, 비선회스크롤, 메인프레임 및 올담링을 포함할 수 있다. 상기 케이싱은 내부공간이 저압부와 고압부로 분리될 수 있다. 상기 냉매흡입관은 상기 케이싱의 저압부에 연통될 수 있다. 상기 구동모터는 상기 케이싱의 저압부에 구비될 수 있다. 상기 선회스크롤은 상기 구동모터에 회전축으로 결합되어 선회운동을 할 수 있다. 상기 비선회스크롤은 상기 선회스크롤에 맞물려 압축실을 형성하며, 상기 압축실에 연통되도록 흡입구가 외주면을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 메인프레임은 상기 저압부에 구비되어 상기 선회스크롤을 지지할 수 있다. 상기 올담링은 상기 메인프레임과 상기 선회스크롤 사이에 구비될 수 있다. 상기 메인프레임은 선회공간부, 스크롤지지부 및 올담링지지부를 포함할 수 있다. 상기 선회공간부는 상기 회전축이 결합된 상기 선회스크롤의 회전축결합부가 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 상기 스크롤지지부는 상기 선회공간부의 주변을 둘러싸도록 구비될 수 있다. 상기 올담링지지부는 상기 스크롤지지부의 외주측을 둘러싸며 상기 올담링이 수용될 수 있다. 상기 선회스크롤에는, 상기 올담링에 미끄러지게 결합되는 키홈이 형성되고, 상기 키홈의 반경방향내측면에는 상기 선회공간부와 연통되도록 급유통로가 형성될 수 있다. 이를 통해, 오일이 선회스크롤의 키홈으로 직접 공급됨에 따라 오일이 냉매의 흡입과정에서 휩쓸려 나가더라도 선회스크롤의 키홈과 이 키홈에 삽입된 키 사이에서의 마찰손실 또는 마모를 억제할 수 있다.
일례로, 상기 급유통로의 일단은, 상기 회전축결합부의 내부에 연통될 수 있다.
다른 예로, 상기 급유통로의 타단은, 상기 키홈의 반경방향내측면에서 상기 회전축의 회전방향으로 편심지게 형성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 비선회스크롤 또는 상기 메인프레임에는 제1키홈이 구비되고, 상기 선회스크롤에는 제2키홈이 구비될 수 있다. 상기 올담링에는 상기 제1키홈에 삽입되는 제1키 및 상기 제2키홈에 삽입되는 제2키가 구비될 수 있다. 상기 제1키홈의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 상기 제1키의 원주방향 일측면 또는 상기 제2키홈의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 상기 제2키의 원주방향 일측면 중에서 적어도 어느 한쪽에는 급유홈이 더 형성될 수 있다.
여기서, 상기 급유통로의 내경은, 상기 올담링의 키가 미끄러지게 삽입되는 키홈의 폭방향길이의 절반보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 키와 키홈 사이의 미끄럼면으로 오일을 적절량으로 공급함에 따라 미끄럼면을 효과적으로 윤활하면서도 압축기 내부에서의 유토출량이 증가하는 것을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 급유통로는, 상기 냉매흡입관에서 원주방향으로 ±10°범위 내에 형성될 수 있다. 이를 통해, 키와 키홈 사이의 미끄럼면이 냉매흡입관에 인접하더라도 그 미끄럼면으로 오일을 신속하게 공급할 수 있어 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 올담링은 원주방향으로 복수 개의 키가 형성될 수 있다. 상기 냉매흡입관은, 상기 복수 개의 키 중에서 원주방향으로 이웃하는 두 개의 키 사이의 중심선상에 적어도 일부가 위치할 수 있다. 이를 통해, 키와 키홈 사이의 미끄럼면이 냉매흡입관으로부터 가능한 한 멀리 위치하도록 하여 냉매흡입관을 통해 흡입되는 냉매에 의해 상기한 미끄럼면에서의 오일부족이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 메인프레임에 급유통로가 구비되되, 급유통로의 일단은 메인프레임의 선회공간부를 향해 연통되도록 개구되고, 타단은 올담링을 향해 연통되도록 개구될 수 있다. 이를 통해, 냉매흡입관을 통해 흡입되는 냉매가 그 냉매흡입관에 인접한 키와 키홈 사이를 통과하면서 그 미끄럼면을 윤활하던 오일을 휩쓸어가더라도 급유통로를 통해 키와 키홈 사이의 미끄럼면으로 오일이 신속하고 원활하게 공급될 수 있다. 이에 따라 키와 키홈 사이에서의 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 일방향 올담링에서 급유통로는 선회스크롤의 제2키홈에 삽입되는 제2키의 왕복거리 안에 적어도 일부가 위치할 수 있다. 이를 통해, 급유통로가 제2키홈의 주변에 배치됨에 따라 오일이 제2키홈으로의 원활하고 신속하게 공급될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 급유통로가 스크롤지지부의 내부를 회전축의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 관통할 수 있다. 이를 통해 급유통로의 길이를 최단화할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 급유통로의 일단이 선회공간부를 향해 하향 경사지도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 초기 기동시에도 키와 키홈 사이로 오일을 신속하게 공급할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 급유통로가 선회스크롤과 접하는 스크롤지지부의 축방향베어링면에 함몰지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 선회스크롤과 스크롤지지부 사이를 더욱 효과적으로 윤활할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 양방향 올담링에서 급유통로가 메인프레임에 구비된 제1키홈의 반경방향내측면을 관통하여 연통될 수 있다. 이를 통해, 제1키홈으로 오일을 직접 공급하여 윤활효과를 더욱 높일 수있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 급유통로가 제1키홈의 반경방향내측면에서 회전축의 회전방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 이를 통해 키와 키홈 사이의 실질적인 미끄럼면으로 오일을 신속하게 공급할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 급유통로가 회전축결합부의 내부에 연통될 수 있다. 이를 통해, 키홈으로 오일을 더욱 신속하게 공급할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 키홈의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 키의 원주방향 일측면 중에서 적어도 어느 한쪽에는 급유홈이 더 형성될 수 있다. 이를 통해, 미끄럼면으로의 급유량을 늘리거나 저유량을 늘려 윤활효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 선회스크롤에 키홈이 형성되고, 키홈의 반경방향내측면에 선회공간부와 연통되도록 급유통로가 형성될 수 있다. 이를 통해, 오일이 선회스크롤의 키홈으로 직접 공급됨에 따라 오일이 냉매의 흡입과정에서 휩쓸려 나가더라도 선회스크롤의 키홈과 이 키홈에 삽입된 키 사이에서의 마찰손실 또는 마모를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 급유통로의 내경이 올담링의 키가 미끄러지게 삽입되는 키홈의 폭방향길이의 절반보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 키와 키홈 사이의 미끄럼면으로 오일을 적절량으로 공급함에 따라 미끄럼면을 효과적으로 윤활하면서도 압축기 내부에서의 유토출량이 증가하는 것을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 급유통로가 냉매흡입관에서 원주방향으로 ±10°범위 내에 형성될 수 있다. 이를 통해, 키와 키홈 사이의 미끄럼면이 냉매흡입관에 인접하더라도 그 미끄럼면으로 오일을 신속하게 공급할 수 있어 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 냉매흡입관이 복수 개의 키 중에서 원주방향으로 이웃하는 두 개의 키 사이의 중심선상에 적어도 일부가 위치할 수 있다. 이를 통해, 키와 키홈 사이의 미끄럼면이 냉매흡입관으로부터 가능한 한 멀리 위치하도록 하여 냉매흡입관을 통해 흡입되는 냉매에 의해 상기한 미끄럼면에서의 오일부족이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에서 일방향 올담링이 적용된 압축부의 일부를 분해하여 보인 사시도,
도 3은 도 1에서 스크롤 압축기의 일부를 파단하여 보인 사시도,
도 4는 도 3에서 급유통로의 주변을 확대하여 보인 사시도,
도 5는 도 3에서 급유통로의 주변을 확대하여 보인 단면도,
도 6은 도 3에서 냉매흡입관과 급유통로의 위치관계를 설명하기 위해 보인 횡단면도,
도 7은 도 6에서 급유통로의 위치를 설명하는 개략도,
도 8은 본 실시예에 따른 급유통로의 크기 대비 유토출율을 비교하여 보인 그래프,
도 9는 급유통로의 다른 실시예를 보인 단면도,
도 10은 급유통로의 다른 실시예를 보인 단면도,
도 11 및 도 12는 급유통로의 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도,
도 13은 도 11에 따른 급유통로의 일실시예를 보인 횡단면도,
도 14는 도 13의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 15는 도 11에 따른 급유통로의 다른 실시예를 보인 횡단면도,
도 16은 도 1에서 양방향 올담링이 구비된 압축부의 일부를 분해하여 보인 사시도,
도 17은 도 16에서 냉매흡입관과 급유통로의 위치관계를 설명하기 위해 압축부를 조립하여 보인 횡단면도.
이하, 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이 스크롤 압축기는 냉매가 흡입되는 경로에 따라 고압식 스크롤 압축기와 저압식 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 이하에서는 고저압분리판에 의해 케이싱의 내부공간이 저압부와 고압부로 분리되며, 냉매흡입관이 저압부에 연통되는 저압식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다.
또한, 스크롤 압축기는 회전축이 지면에 대해 수직하게 배치되는 종형 스크롤 압축기와 회전축이 지면에 대해 평행하게 배치되는 횡형 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 예를 들어 종형 스크롤 압축기에서 상측은 지면에 대해 반대쪽을, 하측은 지면을 향하는 쪽으로 정의될 수 있다. 이하에서는 종형 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다. 하지만 횡형 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 스크롤 압축기는 배압방식에 따라 비선회스크롤을 선회스크롤쪽으로 가압하는 비선회스크롤 배압방식과 선회스크롤을 비선회스크롤쪽으로 가압하는 선회스크롤 배압방식으로 구분될 수 있다. 이하에서는 비선회스크롤 배압방식에 따른 스크롤 압축기를 중심으로 설명한다. 하지만 선회스크롤 배압방식에서도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 스크롤 압축기는 선회스크롤의 자전을 제한하는 자전방지기구가 구비될 수 있다. 자전방지기구는 올담링 또는 핀앤링이 적용될 수 있고, 자전방지기구는 선회스크롤과 메인프레임 사이에 구비되거나 또는 선회스크롤과 비선회스크롤 사이에 구비될 수 있다. 이하에서는 올담링이 선회스크롤과 비선회스크롤 사이에 구비된 예를 중심으로 설명한다. 하지만 올담링이 선회스크롤과 메인프레임 사이에 구비되는 경우에도 유사하게 적용될 수 있고, 이에 대해서는 나중에 다른 실시예로 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1에서 일방향 올담링이 적용된 압축부의 일부를 분해하여 보인 사시도이며, 도 3은 도 1에서 스크롤 압축기의 일부를 파단하여 보인 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱(110)의 하반부에 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 상측에는 메인프레임(130), 비선회스크롤(140), 선회스크롤(150) 및 배압실조립체(160)가 차례대로 설치된다. 통상 구동모터(120)는 전동부를 이루며, 메인프레임(130), 비선회스크롤(140), 선회스크롤(150) 및 배압실조립체(160)는 압축부를 이룬다. 전동부는 회전축(125)의 일단에 결합되고, 압축부는 회전축(125)의 타단에 결합된다. 이에 따라, 압축부는 회전축(125)에 의해 전동부에 연결되어 전동부의 회전력에 의해 작동하게 된다.
케이싱(110)은 원통쉘(111), 상부캡(112) 및 하부캡(113)을 포함할 수 있다.
원통쉘(111)은 상하 양단이 개구된 원통 형상이고, 전술한 구동모터(120)와 메인프레임(130)이 내주면에 삽입되어 고정될 수 있다. 원통쉘(111)의 상반부에는 터미널 브라켓(미도시)이 결합되고, 터미널 브라켓에는 외부전원을 구동모터(120)에 전달하기 위한 터미널(미도시)이 관통 결합될 수 있다. 또, 원통쉘(111)의 상반부, 예를 들어 구동모터(120)의 상측에는 후술할 냉매흡입관(117)이 관통되어 결합될 수 있다.
상부캡(112)은 원통쉘(111)의 개구된 상단을 복개하도록 결합되고, 하부캡(113)은 원통쉘(111)의 개구된 하단을 복개하도록 결합될 수 있다. 원통쉘(111)과 상부캡(112)의 사이에는 후술할 고저압분리판(115)의 테두리가 삽입되어 원통쉘(111)과 상부캡(112)에 함께 용접 결합되고, 원통쉘(111)과 하부캡(113)의 사이에는 후술할 지지브라켓(116)의 테두리가 삽입되어 원통쉘(111)과 하부캡(113)에 함께 용접 결합될 수 있다. 이에 따라, 케이싱(110)의 내부공간은 밀봉될 수 있다.
고저압분리판(115)의 테두리는 전술한 바와 같이 케이싱(110)에 용접 결합되고, 고저압분리판(115)의 중앙부는 상부캡(112)의 상측면을 향해 돌출되도록 절곡되어 후술할 배압실조립체(160)의 상측에 배치될 수 있다. 고저압분리판(115)보다 하측에는 냉매흡입관(117)이, 상측에는 냉매토출관(118)이 각각 연통된다. 이에 따라, 고저압분리판(115)의 하측은 흡입공간을 이루는 저압부(110a)가, 상측에는 토출공간을 이루는 고압부(110b)가 각각 형성될 수 있다.
냉매흡입관(117)은 원통쉘(111)을 반경방향으로 관통하여 결합되고, 냉매흡입관(117)의 출구(117a)는 압축부를 향해 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어 냉매흡입관(117)의 출구(117a)는 후술할 메인프레임(130)의 메인플랜지부(131) 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 냉매흡입관(117)을 통해 저압부(110a)로 흡입되는 일부의 냉매는 압축실(V)을 향해 상측으로 이동하여 곧바로 흡입되는 반면, 나머지 냉매는 전동부를 향해 하측으로 이동하여 전동부를 이루는 구동모터(120)를 냉각할 수 있다. 냉매흡입관(117)의 관통위치에 대해서는 나중에 다시 설명한다.
냉매토출관(118)은 상부캡(112)을 반경방향으로 관통하여 결합되고, 냉매흡입관(117)의 출구(117a)는 고저압분리판(115)의 외측면을 마주보도록, 더 정확하게는 상부캡(112)의 내주면과 고저압분리판(115)의 외주면 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 후술할 실링플레이트(1151)의 고저압연통구멍(1151a)을 통과하는 냉매는 고저압분리판(115)의 외주면을 따라 이동한 후 냉매토출관(118)을 통해 압축기 외부로 배출될 수 있다.
또한, 고저압분리판(115)의 중앙에는 관통구멍(115a)이 형성되고, 관통구멍(115a)에는 후술할 플로팅플레이트(165)가 착탈되는 실링플레이트(1151)가 삽입되어 결합될 수 있다. 이에 따라, 저압부(110a)와 고압부(110b)는 플로팅플레이트(165)와 실링플레이트(1151)의 착탈에 의해 차단되거나 연통될 수 있다.
실링플레이트(1151)는 환형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실링플레이트(1151)의 중앙에는 저압부(110a)와 고압부(110b)를 연통시키는 고저압연통구멍(1151a)이 형성된다. 플로팅플레이트(165)는 고저압연통구멍(1151a)의 둘레를 따라 착탈될 수 있다. 이에 따라, 플로팅플레이트(165)가 배압력에 따라 축방향으로 승강되면서 실링플레이트(1151)의 고저압연통구멍(1151a)의 둘레에 착탈되고, 이 과정에서 저압부(110a)와 고압부(110b) 사이가 실링되거나 연통될 수 있다.
또, 하부캡(113)은 저압부(110a)를 이루는 원통쉘(111)의 하반부와 함께 오일저장공간(110c)을 형성하게 될 수 있다. 다시 말해, 오일저장공간(110c)은 저압부(110a)의 하반부에 형성되는 것으로, 오일저장공간(110c)은 저압부(110a)의 일부를 이루게 될 수 있다.
다음으로 구동모터를 설명한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 구동모터(120)는 저압부(110a)의 하반부에 설치되며, 고정자(121) 및 회전자(122)를 포함할 수 있다. 고정자(121)는 원통쉘(111)의 내벽면에 열간압입으로 고정되고, 회전자(122)는 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 구비될 수 있다.
고정자(121)는 고정자코어(1211) 및 고정자코일(1212)을 포함할 수 있다.
고정자코어(1211)는 원통형상으로 형성되고, 원통쉘(111)의 내주면에 열간압입으로 고정될 수 있다. 고정자코일(121a)은 고정자코어(1211)에 권선되고, 케이싱(110)에 관통 결합되는 터미널(미도시)을 통해 외부전원과 전기적으로 연결될 수 있다.
회전자(122)는 회전자코어(1221) 및 영구자석(1222)을 포함할 수 있다.
회전자코어(1221)는 원통형상으로 형성되어 고정자코어(1211)의 내부에 기설정된 공극만큼 간격을 두고 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 영구자석(1222)은 회전자코어(1222)의 내부에 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 매립될 수 있다.
또한, 회전자코어(1221)의 중심에는 회전축(125)이 압입되어 결합되고, 회전축(125)의 상단에는 편심부(125a)가 구비되어 후술할 선회스크롤(150)이 편심지게 결합될 수 있다. 이에 따라 구동모터(120)의 회전력이 회전축(125)을 통해 선회스크롤(150)에 전달될 수 있다.
회전축(125)의 내부에는 오일유로(125b)가 축방향으로 관통되어 형성되고, 회전축(125)의 하단에는 케이싱(110)의 하부에 저장된 오일을 흡상하기 위한 오일픽업(126)이 구비될 수 있다. 이에 따라 케이싱(110)의 하부에 저장된 오일은 회전축(125)의 오일유로(125b)를 따라 흡상되어 선회공간부(133)로 이동하게 되고, 이 오일은 압력차 또는/및 선회공간부(133)에서 선회하는 회전축결합부(153)와의 충돌에 의해 비산되어 이웃하는 부재들 사이의 베어링면으로 공급되게 된다. .
다음으로 메인프레임에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인프레임(130)은 구동모터(120)의 상측에 설치되고, 원통쉘(111)의 내벽면에 열간압입으로 고정되거나 용접되어 고정될 수 있다.
본 실시예에 따른 메인프레임(130)은 메인플랜지부(131), 메인베어링부(132), 선회공간부(133), 스크롤지지부(134), 올담링지지부(135) 및 프레임고정부(136)를 포함할 수 있다.
메인플랜지부(131)는 환형으로 형성되어 케이싱(110)의 저압부(110a)에 수용된다. 메인플랜지부(131)의 외경은 원통쉘(111)의 내경보다 작게 형성되어 메인플랜지부(131)의 외주면은 원통쉘(111)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 하지만 메인플랜지부(131)의 외주면에서 후술할 프레임고정부(136)가 반경방향으로 돌출되고, 이 프레임고정부(136)의 외주면이 케이싱(110)의 내주면에 밀착되어 고정된다. 이에 따라 프레임(130)은 케이싱(110)에 대해 고정 결합될 수 있다.
메인베어링부(132)는 메인플랜지부(131)의 중심부 하면에서 구동모터(120)를 향해 하향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 메인베어링부(132)는 원통 형상으로 된 축수구멍(132a)이 축방향으로 관통되어 형성되고, 축수구멍(132a)의 내주면에는 회전축(125)이 삽입되어 반경방향으로 지지될 수 있다.
선회공간부(133)는 메인플랜지부(131)의 중심부에서 메인베어링부(132)를 향해 기설정된 깊이와 외경으로 함몰되어 형성될 수 있다. 선회공간부(133)는 후술할 선회스크롤(150)에 구비되는 회전축결합부(153)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 회전축결합부(153)는 선회공간부(133)의 내부에서 선회 가능하게 수용될 수 있다.
또한, 선회공간부(133)의 내부에는 회전축(125)을 통해 흡상되는 오일이 일시적으로 저장되고, 이 오일은 메인베어링부(132)와 회전축(125)의 사이 및/또는 스크롤지지부(134)와 선회스크롤(150)의 사이로 공급될 수 있다.
또한, 선회공간부(133)의 내부에 수용된 오일의 일부는 후술할 급유통로(181)(182)를 통해 올담링지지부(135)로 공급되고, 이 오일은 올담링지지부(135)에서 왕복운동을 하는 올담링(170)에 의해 비산되어 올담링(170)의 키(172)(173)와 그 올담링(170)의 키(172)(173)가 삽입되는 키홈[(1351)(1551)][(1441)(1511)] 사이로 공급될 수 있다. 급유통로(181)에 대해서는 나중에 다시 설명한다.
스크롤지지부(134)는 메인플랜지부(131)의 상면에서 선회공간부(133)의 주변 둘레를 따라 환형으로 형성될 수 있다. 이에 따라 스크롤지지부(134)는 후술할 선회경판부(151)의 하면이 축방향으로 지지될 수 있다.
올담링지지부(135)는 메인플랜지부(131)의 상면에서 스크롤지지부(134)의 외주면을 따라 환형으로 형성된다. 이에 따라 올담링(170)은 올담링지지부(135)에 삽입되어 선회 가능하게 수용될 수 있다.
프레임고정부(136)는 올담링지지부(135)의 외곽에서 반경방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 프레임고정부(136)는 환형으로 연장되거나 또는 원주방향을 따라 기설정된 간격만큼 이격되는 복수 개의 돌부로 연장될 수 있다. 본 실시예에서는 프레임고정부(136)가 원주방향을 따라 복수 개의 돌부로 형성된 예를 도시하고 있다.
예를 들어, 복수 개의 프레임고정부(136)는 후술할 비선회스크롤(140)의 가이드돌부(144)와 각각 축방향으로 마주보도록 배치되고, 각각의 프레임고정부(136)에는 후술할 가이드삽입구멍(144a)과 축방향으로 대응되는 각각의 볼트체결구멍(136a)이 축방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
볼트체결구멍(136a)의 내경은 가이드삽입구멍(144a)의 내경보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 볼트체결구멍(136a)의 상면 주변에는 가이드삽입구멍(144a)의 내주면에서 연장되는 단턱진 면이 형성되며, 이 단턱진 면에 가이드삽입구멍(144a)을 통과한 가이드부시(137)가 얹혀져 프레임고정부(136)에 축방향으로 지지될 수 있다.
가이드부시(137)는 볼트삽입구멍(137a)이 축방향으로 관통되는 속빈 원통 형상으로 형성될 수 있다. 각각의 가이드볼트(138)는 가이드부시(137)의 볼트삽입구멍(137a)을 관통하여 프레임고정부(136)의 볼트체결구멍(136a)에 각각 체결될 수 있다. 이에 따라, 비선회스크롤(140)은 메인프레임(130)에 축방향으로는 미끄러지게 지지되고 반경방향으로는 고정될 수 있다.
한편, 프레임고정부(136)는 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성됨에 따라, 원주방향으로 서로 마주보는 프레임고정부(136)의 사이에는 일종의 흡입안내공간(S)이 형성되고, 흡입안내공간(미부호)에는 앞서 설명한 바와 같이 냉매흡입관(117)의 출구(117a)가 반경방향으로 수용될 수 있다. 이에 따라 냉매흡입관(117)을 통해 저압부(110a)로 흡입되는 냉매는 흡입안내공간(미부호)을 통과하면서 분리되어 일부는 압축실(V)로 이동하고 다른 일부는 구동모터(120)를 향해 이동하게 된다.
다음으로 비선회스크롤을 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 비선회스크롤(140)은 선회스크롤(150)을 사이에 두고 메인프레임(130)의 상부에 배치될 수 있다. 비선회스크롤(140)은 메인프레임(130)에 고정 결합될 수도 있고, 상하방향으로 이동가능하게 결합될 수도 있다. 본 실시예에서는 비선회스크롤(140)이 메인프레임(130)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 결합되는 예를 도시하고 있다.
본 실시예에 따른 비선회스크롤(140)은 비선회경판부(141), 비선회랩(142), 비선회측벽부(143) 및 가이드돌부(144)를 포함할 수 있다.
비선회경판부(141)는 원판 모양으로 형성되어 케이싱(110)의 저압부(110a)에서 횡방향으로 배치될 수 있다. 비선회경판부(141)의 중앙부에는 토출구(141a), 바이패스구멍(141b), 스크롤측배압구멍(141c)이 축방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
토출구(141a)는 제1압축실(V1)의 토출압실(미부호)과 제2압축실(V2)의 토출압실(미부호)이 서로 연통되는 위치에 형성되며, 바이패스구멍(141b)은 제1압축실(V1)과 제2압축실(V2)에 각각 연통되도록 형성되며, 스크롤측배압구멍(이하, 제1배압구멍)(141c)은 토출구(141a) 및 바이패스구멍(141b)으로부터 이격되어 형성될 수 있다.
비선회랩(142)은 선회스크롤(150)을 마주보는 비선회경판부(141)의 하면에서 축방향으로 기설정된 높이만큼 연장되되, 토출구(117a)의 주변에서 비선회측벽부(143)를 향해 나선형으로 수회 감기도록 연장될 수 있다. 비선회랩(142)은 후술할 선회랩(152)과 대응되도록 형성되어 선회랩(152)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(V1,V2)을 형성할 수 있다.
비선회측벽부(143)는 비선회랩(142)을 감싸도록 비선회경판부(141)의 하면 가장자리에서 축방향으로 연장되어 환형으로 형성될 수 있다. 비선회측벽부(143)의 외주면 일측에는 반경방향으로 관통되는 흡입구(143a)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 흡입구(143a)는 후술할 복수 개의 가이드돌부(144) 사이에서 원주방향을 따라 기설정된 길이만큼 연장되는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 냉매흡입관(117)을 통해 흡입되는 냉매는 가이드돌부(144)를 통과하여 흡입구(143a)로 신속하게 흡입될 수 있다.
가이드돌부(144)는 비선회측벽부(143)의 하측 외주면에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 가이드돌부(144)는 한 개의 환형으로 형성될 수도 있고, 복수 개가 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수도 있다. 본 실시예는 복수 개의 가이드돌부(144)가 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성되는 예를 중심으로 설명한다.
복수 개의 가이드돌부(144)에는 축방향으로 관통되는 가이드삽입구멍(144a)이 각각 형성되고, 가이드삽입구멍(144a)은 메인프레임(130)의 프레임고정부(136)에 구비된 볼트체결구멍(136a)과 동일축선상에 형성될 수 있다. 이에 따라 가이드부시(137)가 가이드삽입구멍(144a)에 삽입되어 프레임고정부(136)의 상면에 축방향으로 지지될 수 있다.
한편, 복수 개의 가이드돌부(144) 중에서 일부의 가이드돌부(144)에는 후술할 올담링(170)의 제1키(172)가 반경방향으로 미끄러지게 삽입되는 제1키홈(1441)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1키홈(1441)은 원주방향을 따라 반대쪽에 배치되는 2개의 가이드돌부(144)에 각각 형성될 수 있다. 이에 따라 2개의 제1키홈(1441)은 원주방향을 따라 대략 180°의 위상차를 두고 배치될 수 있다.
제1키홈(1441)은 각각 반경방향으로 연장되어 외주측은 개구되는 반면 내주측은 막힌 반원 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 올담링지지부(135)에 저장된 오일의 일부가 개구된 제1키홈(1441)이 외주측으로 유입되어 제1키홈(1441)과 제1키(172) 사이를 윤활할 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 제1키홈(1441)의 주변, 예를 들어 냉매흡입관(117)에 인접한 제1키홈(1441)의 주변에 스크롤지지부(134)를 관통하는 제1급유통로(181)가 형성될 수 있다. 이 경우 선회공간부(133)의 오일이 제1급유통로(181)를 통해 올담링지지부(135)로 유입되어 제1키홈(1441)과 제1키(172) 사이를 더욱 효과적으로 윤활할 수 있다.
다음으로 선회스크롤을 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(150)은 회전축(125)에 결합되어 메인프레임(130)의 상면에 배치될 수 있다. 예를 들어 선회스크롤(150)은 메인프레임(130)과 비선회스크롤(140)의 사이에 구비되되, 메인프레임(130)과의 사이에는 자전방지기구인 올담링(170)이 구비될 수 있다. 이에 따라 선회스크롤(150)은 회전운동이 구속되면서 비선회스크롤(140)에 대해 선회운동을 하게 된다.
구체적으로, 선회스크롤(150)은, 선회경판부(151), 선회랩(152) 및 회전축결합부(153)를 포함할 수 있다.
선회경판부(151)는 대략 원판 형상으로 형성될 수 있다. 선회경판부(151)는 메인프레임(130)의 스크롤지지부(134)에 축방향으로 지지될 수 있다. 이에 따라 선회경판부(151)와 이를 마주보는 스크롤지지부(134)는 축방향베어링면(1341)을 형성할 수 있다.
선회경판부(151)의 하면에는 후술할 올담링(170)의 제2키(173)가 미끄러지게 삽입되는 제2키홈(1511)이 형성될 수 있다. 제2키홈(1511)은 앞서 설명한 제1키홈(1441)과 마찬가지로 원주방향을 180°의 위상차를 두고 배치되되, 제1키홈(1441)과는 원주방향을 따라 대략 90°의 위상차를 두고 배치될 수 있다.
또한, 제2키홈(1511)의 외주측은 개구되는 반면 내주측은 막힌 반원 형상으로 형성될 수 있다. 제2키홈(1511)중에서 냉매흡입관(117)에 인접한 제2키홈(1511)의 내주측, 즉 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a)에는 선회공간부(133)와 연통되는 제2급유통로(182)의 제2단(1822)이 관통될 수 있다. 이에 대하여는 나중에 다른 실시예로 설명한다.
선회랩(152)은 비선회스크롤(140)을 마주보는 선회경판부(151)의 상면에서 기설정된 높이로 돌출되어 나선형으로 형성될 수 있다. 선회랩(152)은 후술할 비선회스크롤(140)의 비선회랩(142)과 맞물려 선회운동을 하도록 그 비선회랩(142)에 대응되게 형성될 수 있다. 선회랩(152)은 비선회랩(142)과 함께 압축실(V)을 형성할 수 있다.
압축실(V)은 후술할 비선회랩(142)을 기준으로 제1압축실(V1)과 제2압축실(V2)로 이루어질 수 있다. 제1압축실(V1)은 비선회랩의 외측면 쪽에 형성되고, 제2압축실(V2)은 비선회랩의 내측면 쪽에 형성될 수 있다. 제1압축실(V1)과 제2압축실(V2)은 각각 흡입압실(V11, 미부호), 중간압실(V12, 미부호), 토출압실(V13, 미부호)이 연속으로 형성될 수 있다.
회전축결합부(153)는 선회경판부(151)의 하면에서 메인프레임(130)을 향해 돌출 형성될 수 있다. 회전축결합부(153)는 원통 형상으로 형성되며, 회전축결합부(153)의 내주면에는 회전축(125)의 편심부(125a)가 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라 구동모터(120)의 회전력이 회전축(125)의 편심부(125a)를 통해 회전축결합부(153)에 전달되고, 회전축결합부(153)에 전달된 회전력은 올담링(170)에 의해 제한되어 선회스크롤(150)을 선회시키게 된다.
다음으로 배압실조립체에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 배압실조립체(160)는 비선회스크롤(140)의 상측에 구비될 수 있다. 이에 따라 배압실(160a)의 배압력(정확하게는 배압력이 배압실에 작용하는 힘)이 비선회스크롤(140)에 작용하게 된다. 다시 말해 비선회스크롤(140)은 배압력에 의해 선회스크롤(150)을 향하는 방향으로 눌려 압축실(V)을 실링하게 된다.
구체적으로, 배압실조립체(160)는 배압플레이트(161), 플로팅플레이트(165)를 포함할 수 있다. 배압플레이트(161)는 비선회경판부(141)의 상면에 결합되고, 플로팅플레이트(165)는 배압플레이트(161)에 미끄러지게 결합되어 그 배압플레이트(161)와 함께 배압실(160a)을 형성할 수 있다.
배압플레이트(161)는 고정판부(1611), 제1환형벽부(1612), 제2환형벽부(1613)를 포함할 수 있다.
고정판부(1611)는 중앙이 비어있는 환형의 판 형태로 형성되며, 플레이트측 배압구멍(이하, 제2배압구멍)(1611a)이 축방향으로 관통될 수 있다. 제2배압구멍(1611a)은 제1배압구멍(141c)과 연통되어 배압실(160a)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 제2배압구멍(1611a)은 제1배압구멍(141c)과 함께 압축실(V)과 배압실(160a) 사이를 연통시킨다.
제1환형벽부(1612) 및 제2환형벽부(1613)는 고정판부(1611)의 상면에서 그 고정판부(1611)의 내주면 및 외주면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이에 따라 제1환형벽부(1612)의 외주면과 제2환형벽부(1613)의 내주면, 고정판부(1611)의 상면, 그리고 플로팅플레이트(165)의 하면은 환형으로 된 배압실(160a)을 형성하게 된다.
제1환형벽부(1612)에는 비선회스크롤(140)의 토출구(141a)와 연통되는 중간토출구(1612a)가 형성되고, 중간토출구(1612a)의 안쪽에는 체크밸브(이하, 토출밸브)(145)가 미끄러지게 삽입되는 밸브안내홈(1612b)이 형성되며, 밸브안내홈(1612b)의 중심부에는 역류방지구멍(1612c)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 토출밸브(145)는 토출구(141a)와 중간토출구(1612a) 사이를 선택적으로 개폐하여 토출된 냉매가 압축실로 역류하는 것을 차단하게 된다.
플로팅플레이트(165)는 환형으로 형성되며, 배압플레이트(161)보다 가벼운 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 플로팅플레이트(165)는 배압실(160a)의 압력에 따라 배압플레이트(161)에 대해 축방향으로 이동을 하면서 고저압분리판(115)의 하측면과 착탈되게 된다. 예를 들어 플로팅플레이트(165)가 고저압분리판(115)에 접하게 되면, 토출된 냉매가 저압부(110a)로 누설되지 않고 고압부(110b)로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.
다음으로 올담링을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 올담링(170)은, 메인프레임(130)과 선회스크롤(150) 사이에 구비될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 올담링(170)은 메인프레임(130)과 선회스크롤(150)에 대해 각각 미끄러지게 결합되거나 또는 비선회스크롤(140)과 선회스크롤(150)에 각각 미끄러지게 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 올담링(170)이 비선회스크롤(140)과 선회스크롤(150)에 각각 미끄러지게 결합되는 일방향 올담링이 적용되는 예를 먼저 설명한다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 올담링(170)은 링본체(171), 제1키(172) 및 제2키(173)를 포함할 수 있다. 링본체(171)는 제1키(172) 및 제2키(173)와 단일체로 형성될 수도 있고, 제1키(172)와 제2키(173)가 링본체(171)에 후조립될 수도 있다. 본 실시예에서는 링본체(171)가 제1키(172) 및 제2키(173)와 일체로 형성된 예를 중심으로 설명한다. 다만 링본체(171)가 제1키(172) 및 제2키(173)와 후조립되는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
링본체(171)는 환형을 이루며 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라 올담링(170)의 무게를 줄여 그 올담링(170)을 포함하는 회전체의 원심력을 낮출 수 있다. 이를 통해 구동모터(120)의 모터부하를 줄여 압축기 성능을 높일 수 있다.
제1키(172)는 링본체(171)의 축방향 일측면(예를 들어 상면)에서 비선회스크롤(140)을 향해 돌출되도록 형성될 수 있다. 제1키(172)는 비선회스크롤(140)의 제1키홈(1441)에 미끄러지게 삽입되는 것으로, 주철로 된 비선회스크롤(140)과는 이종재질로 형성될 수도 있다.
또한, 제1키(172)는 제1키홈(1441)과 대응하도록 반경방향으로 긴 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 제1키(172)의 반경방향길이는 제1키홈(1441)의 반경방향길이보다 짧거나 같게 형성되되, 제1키(172)의 폭방향길이는 제1키홈(1441)의 폭방향길이보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1키(172)는 제1키홈(1441)에서 반경방향으로 미끄러지면서 자전운동을 제한할 수 있다.
제2키(173)는 제1키(172)와 같은 방향, 즉 링본체(171)의 축방향 일측면(예를 들어 상면)에서 선회스크롤(150)을 향해 돌출되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 올담링(170)은 일방향 올담링을 형성하게 된다.
제2키(173)는 선회스크롤(150)의 제2키홈(1511)에 미끄러지게 삽입되는 것으로, 주철로 된 선회스크롤(150)과는 이종재질로 형성될 수 있다. 다만 선회스크롤(150)이 알루미늄소재로 형성되는 경우에 제2키(173)는 주철과 같이 내마모성을 갖는 소재로 형성될 수도 있다. 이 경우 제2키(173)는 링본체(171)에 후조립되거나 또는 내마모성 소재로 코팅될 수 있다.
또한, 제2키(173)는 제2키홈(1511)과 대응하도록 반경방향으로 긴 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 제2키(173)의 반경방향길이는 제2키홈(1511)의 반경방향길이보다 짧거나 같게 형성되되, 제2키(173)의 폭방향길이는 제2키홈(1511)의 폭방향길이보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 제2키(173)는 제2키홈(1511)에서 반경방향으로 미끄러지면서 자전운동을 제한할 수 있다.
상기와 같은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.
즉, 전원이 고정자(121)의 고정자코일(121a)에 인가되면, 회전자(122)가 회전축(125)과 함께 회전을 하게 된다. 그러면 회전축(125)에 결합된 선회스크롤(150)이 비선회스크롤(140)에 대해 선회 운동을 하게 되고, 선회랩(152)과 비선회랩(142)의 사이에는 두 개 한 쌍으로 된 압축실(V)이 형성된다.
이 압축실(V)은 선회스크롤(150)의 선회운동에 따라 각각 바깥쪽에서 안쪽으로 이동하면서 점차 체적이 감소된다. 이때 냉매는 냉매흡입관(117)을 통해 케이싱(110)의 저압부(110a)로 흡입되고, 이 냉매의 일부는 제1압축실(V1) 및 제2압축실(V2)을 이루는 각각의 흡입압실(V11, 미부호)로 곧바로 흡입되는 한편 나머지는 구동모터(120)쪽으로 이동하여 그 구동모터(120)를 냉각한 후 흡입압실(V11, 미부호)로 흡입된다.
다음, 흡입압실(V11)로 흡입된 냉매는 압축실(V)의 이동경로를 따라 중간압실(V12)과 토출압실(V13)을 향해 이동하면서 압축된다. 이때 중간압실(V12)을 통과하면서 압축되는 냉매의 일부는 토출구(141a)에 도달하기 전에 바이패스구멍(141b)을 통해 각각의 압축실(V1)(V2)을 이루는 중간압실(V12)에서 고압부(110b)를 향해 미리 바이패되어, 냉매가 압축실에서 설정압력 이상으로 과압축되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 중간압실(V12)을 통과하면서 압축되는 냉매의 또 다른 일부는, 토출구(141a)에 도달하기 전에 제1배압구멍(141c)을 통해 배압실(160a)로도 이동하여 배압실(160a)을 중간압으로 형성하게 된다. 그러면 플로팅플레이트(165)는 고저압분리판(115)을 향해 상승하여 그 고저압분리판(115)에 구비된 실링플레이트(1151)에 밀착하게 되고, 배압플레이트(161)는 배압실(160a)의 압력에 의해 비선회스크롤(140)을 향하는 방향으로 압력을 받아 하강하여 비선회스크롤(140)을 선회스크롤(150)쪽으로 가압하게 된다.
이때, 플로팅플레이트(165)가 상승하여 실링플레이트(1151)에 밀착됨에 따라, 케이싱(110)의 고압부(110b)는 저압부(110a)로부터 분리되어 각 압축실(V1)(V2)에서 고압부(110b)로 토출된 냉매가 저압부(110a)로 역류하는 것을 억제할 수 있게 된다. 반면 배압플레이트(161)가 비선회스크롤(140)을 향해 하강함에 따라, 비선회스크롤(140)이 선회스크롤(150)에 밀착되어 압축되는 냉매가 중간압실을 이루는 고압측 압축실에서 저압측 압축실로 누설되는 것을 차단할 수 있게 된다.
다음, 토출압실(V13)로 이동한 냉매는 토출밸브(145)를 밀면서 토출구(141a)와 중간토출구(1612a)를 통해 고압부(110b)로 토출되고, 이 냉매는 고압부(110b)를 채웠다가 냉매토출관(118)을 통해 냉동사이클의 응축기를 통해 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.
한편, 상기와 같이 회전축(125)이 회전을 하면 오일픽업(126)에 의해 펌핑되는 오일은 오일유로(125b)를 통해 흡상되어 선회공간부(133)에 쌓이게 되고, 이 오일은 압력차 또는/및 선회공간부(133)에서 선회하는 회전축결합부(153)와의 충돌에 의해 비산되게 된다. 이 오일의 일부는 선회스크롤(150)이 선회운동을 하면서 발생되는 스크롤지지부(134)와 선회스크롤(150) 사이의 틈새를 통해 올담링지지부(135)로 흘러나가게 되고, 이 오일은 올담링지지부(135)에서 왕복운동을 하는 올담링(170)에 의해 다시 비산되면서 제1키홈(1441)과 제1키(172) 사이의 제1미끄럼면(S1) 또는 제2키홈(1511)과 제2키(173) 사이의 제2미끄럼면(S2)으로 유입되어 각각의 미끄럼면을 윤활하게 된다.
하지만, 앞서 설명한 올담링(170)의 키들과 이 키(172)(173)들이 삽입되는 키홈(1441)(1511)들 중에서 냉매흡입관(117)의 출구(117a)에 인접한 키(특히 제2키)(172)(173)와 키홈(특히 제2키홈)(1441)(1511) 사이의 미끄럼면(특히 제2미끄럼면)(S1)(S2)에는 오일부족이 발생될 수 있다.
다시 말해, 냉매흡입관(117)을 통해 저압부(110a)로 흡입되는 냉매가 그 냉매흡입관(117)의 출구(117a) 주변에 위치한 키(172)(173)와 키홈(1441)(1511) 사이의 미끄럼면(S1)(S2)을 통과하면서 그 미끄럼면(S1)(S2)에 잔류하는 오일을 휩쓸고 지나가게 된다.
그러면 냉매흡입관(117)의 출구(117a) 주변에 위치한 키(172)(173)와 키홈(1441)(1511) 사이의 미끄럼면(S1)(S2)에서는 오일부족이 발생되고, 이로 인해 해당 미끄럼면(S1)(S2)에서는 오일부족으로 인한 마찰손실 또는 마모가 발생될 수 있다.
그러면 올담링(170)을 통해 회전방향으로 힘을 받는 선회스크롤(150)의 선회거동이 불안정하게 되어 비선회스크롤(140)과 선회스크롤(150) 사이에서의 마찰손실이 발생되거나 또는 압축실 간 누설이 발생되어 압축기 효율이 저하될 수 있다. 이는 특히 올담링(170) 또는 올담링(170)의 키는 알루미늄으로 형성되는 반면 선회스크롤(150)은 주철로 형성되는 경우에 올담링(170)에서의 마모는 더욱 크게 발생될 수 있다.
이에, 본 실시예에서는 메인프레임(130) 또는/및 선회스크롤(150)에 급유통로(181)(182)를 형성하되, 급유통로(181)(182)가 해당 키(172)(173) 또는/및 키홈(1441)(1511)에 근접되거나 직접 연통되도록 형성함으로써 오일이 키(172)(173)와 키홈(1441)(1511) 사이의 미끄럼면(S1)(S2)에 지속적으로 강제 급유되도록 하여 적절한 급유량을 확보할 수 있다.
본 실시예에 따른 급유통로(181)(182)는 메인프레임(130)에 형성될 수도 있고, 선회스크롤(150)에 형성될 수도 있으며, 메인프레임(130)과 선회스크롤(150)에 모두 형성될 수도 있다. 이하에서는 메인프레임(130)에 형성되는 급유통로를 제1급유통로(181)로, 선회스크롤에 형성되는 급유통로를 제2급유통로로 정의하여 설명하되, 메인프레임(130)에 제1급유통로(181)가 형성된 예를 먼저 설명한다.
도 4는 도 3에서 급유통로의 주변을 확대하여 보인 사시도이고, 도 5는 도 3에서 급유통로의 주변을 확대하여 보인 단면도이며, 도 6은 도 3에서 냉매흡입관과 급유통로의 위치관계를 설명하기 위해 보인 횡단면도이고, 도 7은 도 6에서 급유통로의 위치를 설명하는 개략도이다.
다시 도 3을 참조하면, 메인프레임(130)은 상면 중앙에 선회공간부(133)가 형성되고, 선회공간부(133)의 둘레를 따라 스크롤지지부(134)가 환형으로 형성되며, 스크롤지지부(134)의 외곽에서 그 스크롤지지부(134)를 둘러싸도록 올담링지지부(135)가 환형으로 형성될 수 있다. 여기서, 올담링지지부(135)가 스크롤지지부(134)의 외주측에서 기설정된 깊이만큼 하향으로 단차지게 형성됨에 따라, 올담링지지부(135)의 내주면은 스크롤지지부(134)의 외주면으로도 정의될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 선회공간부(133)에는 제1급유통로(181)가 구비될 수 있다. 예를 들어 제1급유통로(181)는 입구를 이루는 제1단(1811)과 출구를 이루는 제2단(1812)이 서로 연통되되, 제1단(1811)은 메인프레임(130)의 중심부에 구비된 선회공간부(133)에 연통되고, 제2단(1812)은 올담링지지부(135)에 연통될 수 있다. 이에 따라 선회공간부(133)는 제1급유통로(181)를 통해 올담링지지부(135)와 직접 연통될 수 있다.
구체적으로, 제1급유통로(181)의 제1단(1811)은 선회공간부(133)의 내주면으로 개구되고, 제1급유통로(181)의 제2단(1812)은 선회공간부(133)의 외주면(또는 올담링지지부의 내주면)으로 개구될 수 있다. 이에 따라 제1급유통로(181)의 제1단(1811)은 회전축(125)의 외주면을 향해 개구되고, 제1급유통로(181)의 제2단(1812)은 올담링(170)의 내주면을 향해 개구될 수 있다
도 6을 참조하면, 제1급유통로(181)는 가능한 한 냉매흡입관(117)으로부터 근접되게 배치될 수 있다. 예를 들어 제1급유통로(181)는 냉매흡입관(117)에서 원주방향으로 대략 ±10°범위 내에 형성될 수 있다.
다시 말해, 회전축(125)의 축중심(O)에서 냉매흡입관(117)의 중심을 지나는 가상선을 제1반경방향중심선(C1)이라고 하고, 회전축(125)의 축중심(O)에서 제1급유통로(181)의 중심을 지나는 가상선을 제2반경방향중심선(C2)이라고 할 때, 제1반경방향중심선(C1)과 제2반경방향중심선(C2) 사이의 중심각으로 정의되는 급유통로중심각(α)은 대략 ±10°가 될 수 있다. 이에 따라 냉매흡입관(117)에 인접한 키(예를 들어 제2키)(173)와 키홈(예를 들어 제2키홈)(1511) 사이의 제2미끄럼면(S2)에서 오일이 흡입되는 냉매와 휩쓸려나가더라도 제2미끄럼면(S2)으로 오일을 신속하고 원활하게 공급하여 제2미끄럼면(S2)에서의 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.
이 경우, 냉매흡입관(117)에 인접한 제1키(172)와 제1키홈(1441) 사이의 제1미끄럼면(S1)에서도 윤활효과가 향상될 수 있다. 다시 말해, 제1키(172)와 제2키(173)가 동일 축방향으로 연장되는 경우에는 제1키(172)의 높이가 제2키(173)의 높이보다 상대적으로 높게 형성되나, 제1급유통로(181)를 통해 선회공간부(133)로 다량의 오일이 공급될 경우에는 그 오일이 올담링(170)의 왕복운동으로 인해 비산되는 양이 증가하면서 제1키(또는 제1키홈)(172)에 공급되는 오일량도 증가할 수 있다. 이에 따라 제1키(172)와 제2키(173)가 동일 축방향으로 연장되는 경우에도 제1급유통로(181)에 의해 제1키(또는 제1키홈)(172)와 제2키(또는 제2키홈)(173)에 더 많은 양의 오일이 공급되어 각각의 미끄럼면(S1)(S2)을 효과적으로 윤활할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1급유통로(181)는 그 제1급유통로(181)에서 인접한 제2키(173)의 왕복거리(L1) 내에 적어도 일부가 위치하도록 형성될 수 있다. 왕복거리(L1)는, 제2키(173)를 기준으로 보면, 제2키(173)의 왕복운동시 그 제2키(173)의 원주방향 일측면의 최대이동위치와 원주방향 타측면의 최대이동위치 사이의 거리로 정의될 수 있다.
예를 들어, 제1급유통로(181)는 선회스크롤(150)을 지지하는 스크롤지지부(134)의 내부에 형성됨에 따라 제2키(또는 제2키홈)(173)보다 축방향으로 하측에 위치하되, 축방향 투영시 제2키(또는 제2키홈)(173)가 선회스크롤(150)과 함께 왕복하는 제2키(173)의 왕복거리(L1)의 범위 내에 적어도 일부가 위치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 제1급유통로(181)가 제2키(173)와 제2키홈(1511) 사이의 제2미끄럼면(S2)에 항상 근접하게 형성될 수 있다. 이로 인해 제1급유통로(181)가 제2키홈(1511)에 반경방향으로 직접 연통되지 않더라도 제1급유통로(181)를 통해 올담링지지부(135)로 유입되는 오일이 냉매흡입관(117)에 인접한 제2키(173)와 제2키홈(1511) 사이의 제2미끄럼면(S2)으로 신속하고 원활하게 공급될 수 있다.
또한, 제1급유통로(181)는 메인프레임(130)의 내부를 관통하는 구멍으로 형성될 수 있다. 예를 들어 스크롤지지부(134)의 상면을 이루는 축방향베어링면(1341)은 평평하게 형성되되, 제1급유통로(181)는 스크롤지지부(134)의 내주면과 외주면(올담링지지부의 내주면) 사이를 반경방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라 스크롤지지부(134)의 축방향베어링면(1341)은 예외없이 전체가 베어링면을 형성함에 따라 축방향베어링면(1341)의 면적이 확보되고, 선회스크롤(150)에 대한 면압이 부분적으로 증가하는 것을 억제하여 메인프레임(130) 또는 선회스크롤(150)의 마모를 억제할 수 있다.
구체적으로, 제1급유통로(181)는 선회공간부(133)의 상반부에서 스크롤지지부(134)를 반경방향, 정확하게는 회전축(125)의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 관통하여 올담링지지부(135)에 연통될 수 있다. 이에 따라 제1급유통로(181)의 길이를 최단길이로 형성하여 제1급유통로(181)의 가공이 용이할 뿐만 아니라, 선회공간부(133)의 오일이 올담링지지부(135)로 신속하게 이동하게 될 수 있다. 하지만 제1급유통로(181)는 메인프레임(130)의 축방향베어링면(1341)에서 함몰진 홈으로 형성될 수도 있고, 구멍으로 형성하되 제1급유통로(181)의 제1단(1811)이 하향 경사지게 형성될 수도 있다. 이들에 대해서는 나중에 제1급유통로에 대한 다른 실시예들로 설명한다.
또한, 제1급유통로(181)는 양단 사이의 내경이 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1키홈(1441)으로 유입되는 오일의 압력 또는 속도가 일정하게 유지될 수 있다. 하지만 경우에 따라서는 제1급유통로(181)는 양단 사이의 내경이 상이하게, 예를 들어 제1급유통로(181)의 제1단(1811)이 제1급유통로(181)의 제2단(1812)보다 넓게 형성될 수 있다. 이에 따라 오일이 올담링지지부(135)로 원활하게 유입되어 제1키홈(1441)으로 더욱 신속하게 공급될 수 있다.
또한, 제1급유통로(181)는 원형으로 형성될 수 있다. 하지만 제1급유통로(181)는 타원이나 장공 형상으로 형성될 수도 있다. 제1급유통로(181)가 타원이나 장공 형상으로 형성되는 경우에는 올담링지지부(135)로부터의 스크롤지지부(134)의 높이가 낮더라도 제1급유통로(181)의 면적을 확대하여 급유량을 확대할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1급유통로(181)는 이와 인접한 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(또는, 제2키의 반경방향내측면)의 폭길이보다는 작거나 같게, 다시 말해 제1급유통로(181)의 제2단(1812)의 내경(D1)은 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a)의 폭방향길이(L2)보다는 작거나 같게 형성될 수 있다.
통상, 본 실시예와 같이 선회공간부(133)와 올담링지지부(135) 사이에 급유통로가 형성되는 경우에는 선회공간부(133)에 담기는 오일의 일부가 급유통로(181)(182)를 통해 올담링지지부(135)로 직접 이동함에 따라 올담링지지부(135)로의 오일이동량이 증가하게 되지만, 이로 인해 선회공간부(133)의 오일저장량은 반대로 감소할 수 있다.
이때, 올담링지지부(135)로 이동하는 오일이 냉매흡입관(117)을 통해 흡입되는 냉매에 휩쓸려 압축실(V)로 흡입된 후 냉매와 함께 압축기의 외부로 배출될 수 있다. 이 경우에는 압축기의 내부로부터의 유토출량이 과도하게 증가하여 압축기의 내부, 즉 케이싱(110)의 내부에서는 전체적으로 오일부족으로 인한 마찰손실 또는 마모가 증가할 수 있다.
이에, 본 실시예에서는 제1급유통로(181)의 내경을 적절하게 제한하여 압축기에서의 유토출량이 과도하게 증가하는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어 제1급유통로(181)의 내경, 정확하게는 제2단(1812)의 내경(D1)이 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a)의 폭방향길이(L2)의 절반보다는 작거나 같게, 예를 들어 2~3mm 이내로 형성될 수 있다. 이에 따라 선회공간부(133)의 오일이 올담링지지부(135) 또는 제2키홈(1511)으로 과도하게 유입되는 것을 억제하여 유토출량을 적절하게 제한함으로써 압축기 내부에서의 오일부족을 미연에 방지할 수 있다.
도 8은 본 실시예에 따른 급유통로의 크기 대비 유토출율을 비교하여 보인 그래프이다.
도 8은 제1급유통로(181)의 내경 변화에 따른 유토출율의 변화를 보인 것이다. 이를 참조하면 제1급유통로(181)의 내경이 대략 1.5mm에서는 유토출량이 대략 0.6%이고, 내경이 2.5mm에서는 유토출량이 대략 1.00% 정도가 된다. 통상적인 스크롤 압축기에서 유토출량을 1.00%미만으로 관리되는 점을 고려하면 가공오차 또는 오일점성을 고려하여 제1급유통로(181)의 내경(D1)을 대략 3mm이내로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
다시 말해, 도 8의 그래프를 참조하면 유토출율(또는 유토출량)을 낮추기 위해서는 제1급유통로(181)의 내경(D1)은 가능한 한 작게 형성하는 것이 유리할 수 있다. 하지만 제1급유통로(181)의 내경(D1)이 너무 작으면 제1급유통로(181)에 인접한 제2키홈(1511)으로 유입되는 급유량이 크게 감소하여 실질적인 마찰손실 및 마모를 방지할 수 없게 된다. 따라서 제2키홈(1511)에서의 윤활효과 및 유토출량을 고려할 때 제1급유통로(181)의 내경(D1)은 대략 2~3mm 정도로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
상기와 같은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 회전축(125)의 오일유로(125b)를 통해 선회공간부(133)로 유입된 오일이 제1급유통로(181)를 통해 스크롤지지부(134)의 외곽에 위치한 올담링지지부(135)로 이동하게 된다. 그러면 올담링지지부(135)에는 스크롤지지부(134)를 건너 유입된 오일과 제1급유통로(181)를 통해 직접 유입되는 오일이 합쳐져 다량의 오일을 확보할 수 있게 된다. 그러면 제1급유통로(181)에 인접한 제2키홈(1511)의 내부 또는 제2키홈(1511) 주변의 오일이 냉매흡입관(117)을 통해 흡입되는 냉매와 함께 휩쓸려 나가더라도 올담링지지부(135)에 저장된 오일의 일부가 올담링(170)의 왕복운동시 비산되면서 제2키홈(1511)으로 지속적으로 보충될 수 있다.
이렇게 하여, 냉매흡입관을 통해 흡입되는 냉매가 그 냉매흡입관에 인접한 키와 키홈 사이를 통과하면서 그 미끄럼면을 윤활하던 오일을 비산시키더라도, 급유통로에 의해 상기한 키와 키홈 사이로 오일이 신속하고 원활하게 공급될 수 있다. 이에 따라 키와 키홈 사이의 미끄럼면을 효과적으로 윤활하여 키의 미끄럼면 또는 이를 마주보는 키홈의 미끄럼면이 마모되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 선회스크롤의 거동이 안정되어 선회스크롤과 이 선회스크롤에 접하는 부재 사이에서의 마찰손실이 억제되고 압축실 간 누설이 억제되면서 압축기 효율이 향상될 수 있다.
또한, 급유통로의 위치와 크기를 최적화하여 올담링(170)의 키와 이 올담링(170)의 키가 삽입되는 키홈 사이에 충분한 양의 오일이 확보되면서도 압축기의 유토출량을 증가하는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 압축기 내부에서의 마찰손실이 감소되면서 압축기 효율이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 냉매흡입관을 통해 저압부로 흡입되는 냉매가 올담링 주변에서 오일을 휩쓸고 지나가는 것을 억제하면서도 냉매의 일부가 구동모터쪽으로 이동하여 구동모터를 냉각시키도록 하여 모터효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 급유통로에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 제1급유통로가 축방향에 대해 직교하는 방향으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제1급유통로가 축방향에 대해 경사지게 형성될 수도 있다.
도 9는 급유통로의 다른 실시예를 보인 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1급유통로(181)는 선회공간부(133)와 올담링지지부(135)의 사이를 관통하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 제1급유통로(181)의 제1단(1811)은 선회공간부(133)의 내주면으로 개구되고, 제1급유통로(181)의 제2단(1812)은 스크롤지지부(134)의 외주면(다시 말해 올담링지지부의 내주면)으로 개구될 수 있다. 이에 따라 선회공간부(133)의 오일이 제1급유통로(181)를 통해 올담링지지부(135)로 공급될 수 있다. 본 실시예에 따른 제1급유통로(181)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예의 제1급유통로(181)와 거의 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에서의 제1급유통로(181)에 대한 설명으로 대신한다.
다만, 본 실시예에 따른 제1급유통로(181)는 제1단(1811)과 제2단(1812) 사이가 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어 제1급유통로(181)의 제1단(1811)은 제2단(1812)보다 낮게 위치하도록 형성될 수 있다.
다시 말해, 제1급유통로(181)의 제1단(1811)은 올담링지지부(135)보다 낮은 위치, 예를 들어 선회공간부(133)의 바닥면에 근접하는 위치에서 개구되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 선회공간부(133)에 채워진 오일의 유량이 낮더라도, 즉 압축기가 기동하여 선회공간부(133)에 오일이 채워지기 시작하는 시점 또는 그로부터 단시간에 선회공간부(133)의 오일이 제1급유통로(181)를 통해 올담링지지부(135)로 신속하게 공급될 수 있다. 이를 통해 압축기 기동 직후에 발생될 수 있는 미끄럼면(S1)(S2)에서의 오일부족으로 인한 마모를 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.
한편, 급유통로에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 제1급유통로가 구멍 형상으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제1급유통로가 홈 형상으로 형성될 수도 있다.
도 10은 급유통로의 다른 실시예를 보인 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1급유통로(181)는 스크롤지지부(134)의 상면, 즉 선회스크롤(150)을 축방향으로 지지하는 축방향베어링면(1341)에서 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성될 수 있다. 이 경우에도 제1급유통로(181)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에서의 제1급유통로(181)에 대한 설명으로 대신한다.
다만, 본 실시예에 따른 제1급유통로(181)는 앞서 설명한 바와 같이 스크롤지지부(134)의 상면, 즉 축방향베어링면(1341)에 함몰지게 형성함에 따라 제1급유통로(181)에 대한 가공을 용이하게 할 수 있다.
아울러, 제1급유통로(181)가 함몰지게 형성됨에 따라, 축방향베어링면(1341)을 이루는 스크롤지지부(134)의 상면과 이를 마주보는 선회경판부(151)의 하면 사이에 공간이 발생될 수 있다. 이에 따라 선회공간부(133)의 오일이 제1급유통로(181)를 통해 축방향베어링면(1341)으로 신속하고 지속적으로 공급되어 메인프레임(130)과 선회스크롤(150) 사이가 원활하게 윤활될 수 있다. 이를 통해 메인프레임(130)과 선회스크롤(150) 사이에서의 마찰손실을 줄여 압축기 효율을 높일 수 있다.
한편, 급유통로에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 급유통로가 메인프레임에 형성되는 것이나, 급유통로는 선회스크롤에도 형성될 수 있다.
도 11 및 도 12는 급유통로의 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도이고, 도 13은 도 11에 따른 급유통로의 일실시예를 보인 횡단면도이며, 도 14는 도 13의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(150)은 선회경판부(151), 선회랩(152) 및 회전축결합부(153)를 포함할 수 있다. 이들 선회경판부(151), 선회랩(152) 그리고 회전축결합부(153)의 기본적인 구성과 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예들과 거의 동일하다. 다만 본 실시예에 따른 선회경판부(151)에는 제2급유통로(182)가 형성되되, 제2급유통로(182)는 제2키홈(1511)의 반경방향 내측면에 연통되도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 제2급유통로(182)는 선회스크롤(150)의 내부, 다시 말해 선회경판부(151)를 관통하는 구멍 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 제2급유통로(182)는 서로 연통되는 제1단(1821)과 제2단(1822)을 포함하되, 제1단(1821)은 선회공간부(133)를 향해 개구되고, 제2단(1822)은 제2키홈(1511)의 반경방향내측면을 향해 개구될 수 있다.
제2급유통로(182)는 회전축(125)의 축방향에 대해 직교하는 수평방향으로 형성될 수도 있고, 경사진 방향으로 형성될 수도 있다. 다만 제2급유통로(182)가 관통하는 선회경판부(151)의 두께가 가능한 한 얇게 형성됨에 따라 제2급유통로(182)는 경사진 방향으로 형성되기 보다는 수평방향으로 형성되는 것이 가공 측면에서 유리할 수 있다.
구체적으로, 제2급유통로(182)는 수평방향으로 형성되되, 제1단(1821)은 회전축결합부(153)의 내측에서 선회공간부(133)를 향해 하향 개구되도록 형성되고, 제2단(1822)은 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a)에서 제2키(173)를 향해 반경방향으로 개구되도록 형성될 수 있다.
제2급유통로(182)의 구체적인 형상은 앞서 설명한 제1급유통로(181)와 유사하게 형성될 수 있다. 예를 들어 제2급유통로(182)의 내경(D2)은 양단 사이가 동일하게 형성되나, 경우에 따라서는 제1단(1821)의 내경과 제2단(1822)의 내경이 상이하게, 예를 들어 제1단(1821)의 내경이 제2단(1822)의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제2급유통로(182)의 제2단(1822)은 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a) 중앙에 형성될 수도 있다. 하지만 제2급유통로(182)의 제2단(1822)은 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a) 중앙에서 원주방향으로 편심지게 형성될 수도 있다.
예를 들어, 도 13 및 도 14를 참조하면, 제2급유통로(182)의 제2단(1822)은 제2키(173)와 제2키홈(1511)이 회전축(125)의 회전방향으로 접하는 제2미끄럼면(S2)쪽으로 편심지게 형성될 수 있다. 이에 따라 제2급유통로(182)가 제2미끄럼면(S2)에 더욱 근접하게 되어 제2급유통로(182)를 통해 제2키홈(1511)으로 유입되는 오일이 제2미끄럼면(S2)으로 더욱 신속하면서도 원활하게 공급될 수 있다.
또한, 제2급유통로(182)의 제2단(1822)의 내경(D2)은 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a)의 폭방향길이(L2)보다 작거나 같게 형성되되, 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a)의 폭방향길이(L2)의 절반보다는 작고 제2키홈(1511)과 제2키(173) 사이의 최대간격(G1)보다는 크게 형성될 수 있다. 예를 들어 제2급유통로(182)의 제2단(1822)의 내경(D2)은 2~3mm 이내로 형성될 수 있다.
상기와 같이 선회스크롤(150)에 제2급유통로(182)가 각각 형성되는 경우에는 선회공간부(133)에 채워진 오일이 제2급유통로(182)를 통해서는 제2키홈(1511)으로 직접 공급될 수 있다. 이에 따라 냉매흡입관(117)의 출구(117a)와 인접한 제2키홈(1511)으로 오일을 신속하고 충분하게 공급할 수 있어 제2키홈(1511)과 제2키(173) 사이의 제2미끄럼면(S2)을 더욱 효과적으로 윤활할 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른 제2급유통로(182)는 선회공간부(133)의 오일을 제2키홈(1511)으로 더욱 신속하게 공급할 수 있다. 즉, 케이싱(110)의 오일은 회전축(125)의 오일유로(125b)를 통해 흡상되고, 이 오일은 회전축결합부(153)의 내측을 먼저 채운 후 회전축결합부(153)의 외부로 빠져나가 선회공간부(133)의 외측을 채우게 된다. 이때 제2급유통로(182)의 제1단(1821)이 회전축결합부(153)의 내부에 형성됨에 따라 그 회전축결합부(153)의 외부에 오일이 채워지기 전에 회전축결합부(153)의 내부에 채워진 오일이 제2키홈(1511)으로 신속하게 공급될 수 있다. 이에 따라 압축기의 초기 기동시 제2미끄럼면(S2)에서의 마찰손실 및 마모를 줄일 수 있다.
한편, 급유통로에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 선회공간부와 키홈의 사이에만 급유통로가 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 키홈의 내부에도 급유통로가 연장되어 형성될 수도 있다.
도 15는 도 11에 따른 급유통로의 다른 실시예를 보인 횡단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 제2급유통로(182)의 제1단(1821)은 선회경판부(151)의 하면을 관통하여 선회공간부(133)에 연통되고, 제2급유통로(182)의 제2단(1822)은 제2키홈(1511)의 반경방향내측면(1511a)을 관통하여 연통될 수 있다. 제2급유통로(182)는 전술한 도 11 내지 도 14의 실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 제2키홈(1511)에는 급유홈(1512)이 더 형성될 수 있다. 예를 들어 급유홈(1512)은 제2키홈(1511)의 원주방향 일측면, 즉 제1미끄럼면을 이루는 원주방향내측면(1511b)에서 반경방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
급유홈(1512)은 제2키홈(1511)의 원주방향내측면(1511b)에서 중간높이에 한 개로 형성될 수 있다. 예를 들어 급유홈(1512)의 내측단은 제1키홈(1441)의 반경방향내측면(1511a)에 거의 접하도록 형성되어, 급유홈(1512)의 내측단은 제2급유통로(182)의 제2단(1822)에 거의 연결될 수 있다. 이에 따라 제2급유통로(182)를 통해 제2키홈(1511)으로 유입되는 오일이 급유홈(1512)으로 신속하고 지속적으로 이동할 수 있다.
급유홈(1512)의 타단은 막힌 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 급유홈(1512)의 타단은 제2키홈(1511)의 외주측 끝단보다 반경방향으로 안쪽에 위치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 급유홈(1512)으로 유입되는 오일은 제2키홈(1511) 밖으로 누설되지 않게 되어 흡입되는 냉매에 의해 유토출되는 것을 억제할 수 있다.
하지만, 도 15오 같이 급유홈(1512)은 타단이 제2키홈(1511)의 외주측 끝단까지 연장될 수도 있다. 이에 따라 제2급유통로(182)를 통해 제2키홈(1511)으로 유입되는 오일의 일부가 급유홈(1512)으로 유입되고, 이 오일은 급유홈(1512)의 양단이 개구됨에 따라 그 급유홈(1512)을 따라 원활하게 순환되면서 제2키홈(1511)으로 공급될 수도 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 급유홈(1512)은 복수 개가 형성될 수도 있다. 이 경우 복수 개의 급유홈(1512)은 축방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수 있다. 이에 따라 오일이 축방향을 따라 균등하게 배분되어 제2미끄럼면(S2)에 대한 윤활효과를 더욱 높일 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 급유홈(1512)은 제2미끄럼면(S2)을 이루는 제2키(173)의 원주방향 일측면(미부호)에 형성될 수도 있고, 급유홈(1512)은 제2미끄럼면(S2)을 이루는 제2키(173)의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 제2키홈(1511)의 원주방향내측면(1511b)에 각각 형성될 수도 있다. 이들 실시예의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기에서는 앞서 설명한 제1급유통로(181)와 제2급유통로(182)가 함께 구비될 수도 있다. 이 경우 제1급유통로(181)와 제2급유통로(182)는 전술한 실시예들에서의 급유통로와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기와 같이 메인프레임(130)에 제1급유통로(181)가, 선회스크롤(150)에 제2급유통로(182)가 각각 형성되는 경우에는 선회공간부(133)에 채워진 오일이 제1급유통로(181)를 통해서는 올담링지지부(135)를 거쳐 제1키홈(1441)으로, 제2급유통로(182)를 통해서는 제2키홈(1511)으로 각각 공급될 수 있다.
그러면 냉매흡입관(117)을 통해 흡입되는 냉매가 제1미끄럼면(S1)과 제2미끄럼면(S2)의 오일을 휩쓸고 지나가더라도 제1급유통로(181)와 제2급유통로(182)를 통해 선회공간부(133)의 오일이 제1키홈(1441)과 제2키홈(1511)을 향해 지속적으로 공급됨에 따라, 제1미끄럼면(S1)과 제2미끄럼면(S2)이 원활하게 윤활되면서 각 미끄럼면(S1)(S2)에서의 마찰손실 및 마모를 효과적으로 억제하여 압축기 효율이 향상될 수 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 메인프레임(130)에 제1급유통로(181)가, 선회스크롤(150)에 제2급유통로(182)가 형성되는 예를 중심으로 설명하였지만, 경우에 따라서는 메인프레임(130)에만 제1급유통로(181)가 형성되거나 또는 선회스크롤(150)에만 제2급유통로(182)가 형성될 수도 있다. 이들 제1급유통로(181)만 형성되거나 또는 제2급유통로(182)만 형성되는 경우에도 이들 제1급유통로(181)와 제2급유통로(182)는 앞서 설명한 실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에서의 설명으로 대신한다.
다만, 제1급유통로(181)만 형성되는 경우에 냉매흡입관(117)은 제1키홈(1441)에 인접하도록 배치되는 반면, 제2급유통로(182)만 형성되는 경우에 냉매흡입관(117)은 제2키홈(1511)에 인접하도록 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 급유통로에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 냉매흡입관이 제1키와 제2키 중에서 어느 한쪽에 더 근접하도록 편심지게 위치하는 것이나, 경우에 따라서는 냉매흡입관이 제1키와 제2키 사이의 대략 중간에 위치할 수도 있다. 이는 올담링을 이루는 제1키와 제2키가 서로 다른 축방향으로 연장된 양방향 올담링이 적용된 예를 중심으로 설명한다.
도 16은 도 1에서 양방향 올담링이 구비된 압축부의 일부를 분해하여 보인 사시도이고, 도 17은 도 16에서 냉매흡입관과 급유통로의 위치관계를 설명하기 위해 압축부의 일부를 조립하여 보인 횡단면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인프레임(130)에는 제1급유통로(181)가, 선회스크롤(150)에는 제2급유통로(182)가 각각 형성될 수 있다. 제2급유통로(182)의 기본적인 구성과 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예들과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 제1급유통로(181)의 제1단(1811)은 선회공간부(133)의 내주면으로 관통되되, 제1급유통로(181)의 제2단(1812)은 제1키홈(1351)의 반경방향내측면(1351a)으로 관통될 수 있다. 이 경우 제1급유통로(181)의 기본적인 구성과 그에 따른 작용효과는 앞서 설명한 실시예들에서의 제2급유통로(182)와 유사하게 형성될 수 있다.
또한, 전술한 실시예들에서는 제1급유통로(181) 또는 제2급유통로(182)가 냉매흡입관(117)에서 원주방향으로 대략 ±10°정도되는 위치, 즉 제1키(172) 또는 제2키(173) 중에서 어느 한쪽에 더 인접하도록 배치되는 것이나, 본 실시예에서는 냉매흡입관(117)이 원주방향으로 서로 이웃하는 제1키(또는 제1키홈)(172)와 제2키(또는 제2키홈)(173)의 사이에 적어도 일부가 위치하도록 배치될 수 있다. 예를 들어 회전축(125)의 축중심(O)과 서로 이웃하는 제1키(또는 제1키홈)(172)와 제2키(또는 제2키홈)(173)의 사이의 중간을 지나는 가상선을 제3반경방향중심선(C3)이라고 할 때, 냉매흡입관(117)의 적어도 일부는 제3반경방향중심선(C3) 상에 위치할 수 있다. 이에 따라 냉매흡입관(117)은 제1키(또는 제1키홈)(172)와 제2키(또는 제2키홈)(173)로부터 원주방향으로 거의 동일한 거리에 위치할 수 있다.
상기와 같이 냉매흡입관(117)이 제1키(또는 제1키홈)(172)와 제2키(또는 제2키홈)(173)의 원주방향 중간위치에 배치되는 경우에는 냉매흡입관(117)으로부터 제1키(또는 제1키홈)(172)까지의 원주방향 거리 또는 냉매흡입관(117)으로부터 제2키(또는 제2키홈)(173)까지의 원주방향 거리가 비교적 멀리 위치하게 된다. 이에 따라 냉매흡입관(117)을 통해 흡입되는 냉매의 영향권으로부터 멀리 위치하게 되고, 그러면 냉매흡입관(117)을 통해 흡입되는 냉매에 의해 제1미끄럼면(S1)의 오일 또는 제2미끄럼면(S2)의 오일이 휩쓸리는 것을 최소한으로 억제하여 제1미끄럼면(S1)과 제2미끄럼면(S2)에서의 마모를 줄일 수 있다.
아울러, 제1키홈(1351)에는 제1급유통로(181)가, 제2키홈(1511)에는 제2급유통로(182)가 각각 연통되되 제1급유통로(181)와 제2급유통로(182)가 냉매흡입관(117)으로부터 서로 멀리 위치함에 따라 제1급유통로(181)와 제2급유통로(182)의 내경을 더욱 작게 형성할 수 있다. 이를 통해 압축기 내의 유토출량을 더욱 줄일 수 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 올담링(170)의 제1키(172)와 제2키(173)가 서로 다른 축방향에서 연장되는 예를 중심으로 설명하였으나, 올담링(170)의 제1키(172)와 제2키(173)가 동일한 축방향에서 연장되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1키(172)와 제2키(173)가 동일 축방향으로 연장되는 경우에는 제1키(172)의 높이가 제2키(173)의 높이보다 상대적으로 높게 형성되나, 급유통로(181)를 통해 선회공간부(133)로 다량의 오일이 공급될 경우에는 그 오일이 올담링(170)의 왕복운동으로 인해 비산되는 양이 증가하면서 제1키(또는 제1키홈)(172)에 공급되는 오일량이 증가할 수 있다. 이에 따라 제1키(172)와 제2키(173)가 동일 축방향으로 연장되는 경우에 냉매흡입관이 제1키(172)와 제2키(173) 사이의 중간에 위치하더라도 제1키(또는 제1키홈)(172)는 물론 제2키(또는 제2키홈)(173)에 공급되는 급유량은 증가할 수 있다.
110: 케이싱 110a: 저압부(흡입공간)
110b: 고압부(토출공간) 110c: 오일저장공간
111: 원통쉘 112: 상부캡
113: 하부캡 115: 고저압분리판
115a: 관통구멍 1151: 실링플레이트
1151a: 고저압연통구멍 116: 지지브라켓
117: 냉매흡입관 117a: 냉매흡입관의 출구
118: 냉매토출관 120: 구동모터
121: 고정자 1211: 고정자코어
1212: 고정자코일 122: 회전자
1221: 회전자코어 1222: 영구자석
125: 회전축 125a: 편심부
125b: 오일유로 126: 오일픽업
130: 메인프레임 131: 메인플랜지부
132: 메인베어링부 132a: 축수구멍
133: 선회공간부 134: 스크롤지지부
1341: 축방향베어링면 135: 올담링지지부
1351: 제1키홈 1351a: 제1키홈의 반경방향내측면
136: 프레임고정부 136a: 볼트체결구멍
137: 가이드부시 137a: 볼트삽입구멍
138: 가이드볼트 140: 비선회스크롤
141: 비선회경판부 141a: 토출구
141b: 바이패스구멍 141c: 제1배압구멍
142: 비선회랩 143: 비선회측벽부
143a: 흡입구 144: 가이드돌부
144a: 가이드삽입구멍 1441: 제1키홈
145: 토출밸브 150: 선회스크롤
151: 선회경판부 1511: 제2키홈
1511a: 제2키홈의 반경방향내측면 1511b: 제2키홈의 원주방향내측면
1512: 급유홈 152: 선회랩
153: 회전축결합부 160: 배압실조립체
160a: 배압실 161: 배압플레이트
1611: 고정판부 1611a: 제2배압구멍
1612: 제1환형벽부 1612a: 중간토출구
1612b: 밸브안내홈 1612c: 역류방지구멍
1613: 제2환형벽부 165: 플로팅플레이트
170: 올담링 171: 링본체
172: 제1키 173: 제2키
181: 제1급유통로 1811: 제1급유통로의 제1단
1812: 제1급유통로의 제2단 182: 제2급유통로
1821: 제2급유통로의 제1단 1822: 제2급유통로의 제2단
C1: 제1반경방향중심선 C2: 제2반경방향중심선
C3: 제3반경방향중심선 D1: 급유구멍의 내경
G1: 키와 키홈 간 최대간격 L1: 키의 왕복거리
L2: 키홈의 폭방향길이 O: 축중심
S1: 제1미끄럼면 S2: 제2미끄럼면
V, V1,V2: 압축실 V11: 흡입압실
V12: 중간압실 V13: 토출압실
α: 급유통로중심각

Claims (20)

  1. 저압부와 고압부로 분리되는 케이싱;
    상기 케이싱의 저압부에 연통되는 냉매흡입관;
    상기 케이싱의 저압부에 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터에 회전축으로 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤;
    상기 선회스크롤에 맞물려 압축실을 형성하며, 상기 압축실에 연통되도록 흡입구가 외주면을 관통하여 형성되는 비선회스크롤;
    상기 저압부에 구비되어 상기 선회스크롤을 지지하는 메인프레임; 및
    상기 메인프레임과 상기 선회스크롤 사이에 구비되는 올담링을 포함하고,
    상기 메인프레임은,
    상기 회전축이 결합된 상기 선회스크롤의 회전축결합부가 회전 가능하게 삽입되는 선회공간부;
    상기 선회공간부의 주변을 둘러싸는 스크롤지지부;
    상기 스크롤지지부의 외주측을 둘러싸며 상기 올담링이 수용되는 올담링지지부; 및
    일단은 상기 선회공간부를 향해 연통되도록 개구되고, 타단은 상기 올담링을 향해 연통되도록 개구되는 급유통로를 포함하며,
    상기 올담링은,
    환형으로 형성되는 링본체;
    상기 링본체의 축방향 일측면에서 상기 비선회스크롤에 구비된 제1키홈을 향해 연장되는 복수 개의 제1키; 및
    상기 링본체의 축방향 일측면에서 상기 선회스크롤에 구비된 제2키홈을 향해 연장되는 복수 개의 제2키를 포함하고,
    상기 급유통로는,
    축방향투영시 상기 복수 개의 제2키 중에서 상기 냉매흡입관에서 원주방향으로 가장 인접한 상기 제2키의 왕복거리 범위 안에 상기 급유통로의 적어도 일부가 위치하는 스크롤 압축기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급유통로는,
    상기 스크롤지지부의 내부를 상기 회전축의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 관통하는 스크롤 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 급유통로는,
    상기 스크롤지지부의 내부를 관통하고, 상기 일단이 상기 선회공간부를 향해 하향 경사지도록 형성되는 스크롤 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 급유통로는,
    상기 선회스크롤과 접하는 상기 스크롤지지부의 축방향베어링면에 함몰지게 형성되는 스크롤 압축기.
  6. 저압부와 고압부로 분리되는 케이싱;
    상기 케이싱의 저압부에 연통되는 냉매흡입관;
    상기 케이싱의 저압부에 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터에 회전축으로 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤;
    상기 선회스크롤에 맞물려 압축실을 형성하며, 상기 압축실에 연통되도록 흡입구가 외주면을 관통하여 형성되는 비선회스크롤;
    상기 저압부에 구비되어 상기 선회스크롤을 지지하는 메인프레임; 및
    상기 메인프레임과 상기 선회스크롤 사이에 구비되는 올담링을 포함하고,
    상기 메인프레임은,
    상기 회전축이 결합된 상기 선회스크롤의 회전축결합부가 회전 가능하게 삽입되는 선회공간부;
    상기 선회공간부의 주변을 둘러싸는 스크롤지지부;
    상기 스크롤지지부의 외주측을 둘러싸며 상기 올담링이 수용되는 올담링지지부; 및
    일단은 상기 선회공간부를 향해 연통되도록 개구되고, 타단은 상기 올담링을 향해 연통되도록 개구되는 급유통로를 포함하며,
    상기 올담링은,
    환형으로 형성되는 링본체;
    상기 링본체의 축방향 일측면에서 상기 메인프레임에 구비된 제1키홈을 향해 연장되는 복수 개의 제1키; 및
    상기 링본체의 축방향 타측면에서 상기 선회스크롤에 구비된 제2키홈을 향해 연장되는 복수 개의 제2키를 포함하고,
    상기 급유통로는,
    상기 메인프레임을 관통하여 상기 타단이 상기 제1키홈의 반경방향내측면으로 연통되는 제1급유통로; 및
    축방향투영시 상기 복수 개의 제2키 중에서 상기 냉매흡입관에서 원주방향으로 가장 인접한 상기 제2키의 왕복거리 범위 안에 적어도 일부가 위치하는 제2급유통로를 포함하는 스크롤 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 타단은,
    상기 제1키홈의 반경방향내측면에서 상기 회전축의 회전방향으로 편심지게 형성되는 스크롤 압축기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1급유통로는,
    상기 회전축의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 형성되는 스크롤 압축기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1급유통로는,
    상기 일단이 상기 선회공간부를 향해 하향 경사지도록 형성되는 스크롤 압축기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 선회스크롤의 경판부를 관통(pass through)하는 급유통로가 더 구비되고,
    상기 선회스크롤의 경판부에 구비되는 상기 급유통로의 타단은 상기 선회스크롤에 구비되어 상기 올담링과 미끄러지게 결합되는 키홈의 내측면으로 연통되는 스크롤 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일단은,
    상기 회전축결합부의 내부에 연통되는 스크롤 압축기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 타단은,
    상기 키홈의 반경방향내측면에서 상기 회전축의 회전방향으로 편심지게 형성되는 스크롤 압축기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1키홈의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 상기 제1키의 원주방향 일측면 또는 상기 제2키홈의 원주방향 일측면과 이를 마주보는 상기 제2키의 원주방향 일측면 중에서 적어도 어느 한쪽에는 급유홈이 더 형성되는 스크롤 압축기.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1항, 제3항 내지 제5항, 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급유통로의 내경은,
    상기 올담링의 키가 미끄러지게 삽입되는 키홈의 폭방향길이의 절반보다 작거나 같게 형성되는 스크롤 압축기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 급유통로는,
    상기 냉매흡입관에서 원주방향으로 ±10°범위 내에 형성되는 스크롤 압축기.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 올담링은 원주방향으로 복수 개의 키가 형성되고,
    상기 냉매흡입관은,
    상기 복수 개의 키 중에서 원주방향으로 이웃하는 두 개의 키 사이의 중심선상에 적어도 일부가 위치하는 스크롤 압축기.
KR1020210125272A 2021-09-17 2021-09-17 스크롤 압축기 KR102550370B1 (ko)

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