KR19980058753U - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 본 고안의 목적은 선회스크롤을 압압하여 고정스크롤에 순응되도록 함으로써, 고정익과 선회익사이에 틈이 발생되는 것을 방지하는 스크롤압축기를 제공하는데 있다. 본 고안의 또다른 목적은 선회스크롤의 보스 외주면이 항상 프레임의 내주면에 밀착되되도록 회전하여 냉매의 압축량을 증가시키고, 냉매의 압축력을 향상시킨 스크롤압축기를 제공하는데 있다.

본 고안에 따른 스크롤압축기에서 선회스크롤(20)을 반경방향으로 압압할 수 있는 압압수단이 마련된다. 따라서, 선회스크롤(20)을 고정스크롤(30)에 순응하도록 압압함으로써, 가공시 선회익(22)이나 고정익(32)의 휘어짐정도에 오차가 발생하여도 냉매압축시에 이들사이에 틈이 발생하는 것을 방지하여 냉매가 누설되지 않고, 냉매의 압축효율이 향상되는 이점이 있다.

또한, 선회스크롤(20)을 압압하여 선회스크롤(20)이 가질 수 있는 최대한의 선회반경으로 회전하므로, 프레임(14)의 내주면에 보스(23)가 밀착되어 회전하기 때문에 냉매의 압축량이 증가되고, 이로 인해 압축효율을 향상시키는 이점이 있다.

Description

스크롤압축기

본 고안은 스크롤압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크롤압축기의 내부구조를 개선하여 압축효율을 향상시킨 스크롤압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축, 응축, 팽창, 증발과정이 연속적으로 수행되는 냉동사이클에서 로터의 회전운동 또는 피스톤의 왕복운동 등에 의해서 냉매를 압축하는 장치로, 그 가운데 스크롤압축기는 한쌍의 스크롤을 이용하여 냉매를 압축한다.

도 1은 이러한 종래 스크롤압축기의 내부구조를 보인 단면도로, 이에 도시한 바와 같이, 부품을 수용하는 하우징(1)이 마련되고, 하우징(1)내 중심에는 크랭크축(2)과 이를 회전시키는 구동부(3)가 설치된다. 또한, 크랭크축(2)의 상단부에는 이를 지지하는 프레임(4)이 마련되고, 크랭크축(2)의 상부에는 크랭크핀(5)에 의해 편심되게 결합된 선회스크롤(6)이 프레임(4)에 안착되어 마련된다. 이 선회스크롤(6)은 선회판(6a)과, 선회판(6a) 상부에 설치된 와권상의 선회익(6b), 선회판(6a) 하부에 마련되어 크랭크핀(5)과 결합되는 보스(6c)를 구비한다. 이 가운데 보스(6c)와 크랭크핀(5)사이에는 부싱(7)이 개재되어 있다. 그리고, 선회스크롤(6)의 선회익(6b)과 맞물려 압축실(8)을 형성하도록 선회스크롤(6)의 상측에는 고정스크롤(9)이 결합된다. 이 고정스크롤(9)은 고정판(9a)과, 고정판(9a)의 하부에 와권상의 고정익(9b)을 구비하며, 고정스크롤(9)의 상부와 측부에는 하우징(1)에 설치된 토출관(1a)과 흡입관(1b)에 각각 연통된 토출구(9c)와 흡입구(9d)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 스크롤압축기에서 전원이 인가되면 구동부(3)에 의해 크랭크축(2)이 회전되고, 크랭크축(2)의 회전에 따라 편심핀(5)에 의해 고정스크롤(9)에 대해 선회스크롤(6)이 편심회전된다. 이렇게 고정익(9b)과 맞물려 편심회전되는 선회익(6b)에 의해 흡입구(9d)를 통해 냉매가 흡입, 압축되어 토출구(9c)를 통해 압축된 냉매가 토출된다.

그러나, 종래의 스크롤압축기에서 압축기가 정상상태로 운전되지 않을 때는 고정익과 선회익사이에 틈이 발생하여 냉매의 압축력이 저하되는 문제가 발생한다. 다시 설명하면, 흡입관을 통해 압축기로 유입되는 냉매의 압력이 소정의 기준치보다 높거나 낮을 때, 압축기에서는 진동이 발생되거나, 일측으로 기울어짐이 발생되어 선회스크롤의 보스가 프레임의 내주면에 밀착되어 회전하지 못하게 됨에 따라 선회익과 고정익사이에는 틈이 발생되고, 이 틈으로 인하여 냉매가 유출되어 압축성능이 저하된다.

또한, 스크롤 가공시에 선회익이나 고정익의 휘어진 정도 등에 오차가 발생되면 선회익과 고정익이 맞물릴 때 틈이 벌어지고, 이 틈으로 인해 냉매가 누설되어 역시 냉매의 압축성능이 저하되는 문제가 발생한다.

본 고안의 목적은 선회스크롤을 압압하여 고정스크롤에 순응되도록 함으로써, 고정익과 선회익사이에 틈이 발생되는 것을 방지하는 스크롤압축기를 제공하는데 있다.

본 고안의 또다른 목적은 선회스크롤의 보스 외주면이 항상 프레임의 내주면에 밀착되되도록 회전하여 냉매의 압축량을 증가시키고, 냉매의 압축력을 향상시킨 스크롤압축기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 일실시예의 스크롤 압축기 단면도이다.

도 3은 도 2의 A부를 발췌하여 보인 도면이다.

도 4는 본 고안에 따른 타실시예의 스크롤 압축기의 일부를 발취한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10...하우징 14...프레임 20...선회스크롤

22...선회익 23...보스 30...고정스크롤

32...고정익 40...실린더 41...피스톤

42...탄성부재

본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 와권상의 고정익을 가진 고정스크롤, 고정익에 맞물리는 와권상의 선회익을 가진 선회스크롤, 선회스크롤이 고정스크롤에 대해 선회운동하여 냉매를 압축하도록 선회스크롤을 지지하는 프레임을 구비하는 스크롤 압축기에 있어서, 고정익에 선회익이 밀착되면서 선회되도록 선회스크롤을 고정스크롤에 대해 압압시키는 수단이 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 스크롤압축기의 내부구조를 보인 단면도로, 이에 도시한 바와 같이, 부품을 수용하는 하우징(10)이 마련되고, 이 밀폐된 하우징(10) 일측에는 외부와 연통되어 냉매의 흡입과 토출을 안내하는 흡입관(10b)과 토출관(10a)이 각각 장착되며, 이 하우징(10)내 하부에는 회전력을 발생하는 구동부(11)가 설치된다. 이 구동부(11)는 하우징(10)의 내주면에 부착된 고정자(11a)와, 이 고정자(11a)의 내측에 이와 전자기적으로 상호작용하여 회전하는 회전자(11b)를 구비하며, 이 회전자(11b)의 중심에는 이와 함께 회전하는 크랭크축(12)이 축설된다. 이 크랭크축(12)의 상부에는 이에 편심되어 설치된 크랭크핀(13)이 마련되고, 크랭크축(12)을 지지하는 프레임(14)이 결합된다. 이 프레임(14)상에는 크랭크핀(13)에 결합되어 크랭크축(12)에 대해 편심된 선회스크롤(20)이 설치되는데, 이 선회스크롤(20)은 선회판(21)과, 선회판(21)의 상부에 설치된 와권상의 선회익(22), 선회판(21)의 하부에 형성되어 크랭크핀(13)과 결합되는 보스(23)를 구비한다. 그리고, 선회스크롤(20)의 상부에 마련되어 선회스크롤(20)과 결합됨으로써 압축실(15)을 형성하는 고정스크롤(30)이 마련되는데, 이 고정스크롤(30)은 고정판(31)과, 고정판(31)상에 와권상으로 설치된 고정익(32)을 구비한다. 또한, 고정스크롤(30)의 상부에는 하우징(10)을 구획하여 그 상측에 토출관(10a)과 고정스크롤(30)의 상부에 형성된 토출구(30a)에 연통된 토출실(16)을 형성하는 고정블럭(17)이 마련되고, 고정블럭(17)의 하측에는 고정스크롤(30)의 측방에 형성된 흡입구(30b)와 흡입관(10b)에 연통된 흡입실(18)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 스크롤압축기는 구동부(11)에 전원이 인가되면 고정자(11a)와의 전자기적 상호작용으로 회전자(11b)가 회전하고, 이와 함께 크랭크축(12)도 회전된다. 크랭크축(12)의 회전으로 이와 편심결합된 선회스크롤(20)이 고정스크롤(30)에 대해 편심회전됨에 따라 흡입관(10b)을 통해 유입된 흡입실(18)의 냉매가 흡입구(30b)를 통해 압축실(17)로 유입되며, 압축실(17)로 유입된 냉매는 선회스크롤(20)의 회전에 따라 고정스크롤(30)의 중심부위로 안내되면서 압축된다. 이렇게 압축된 냉매는 고정스크롤(30)의 토출구(30a)를 통해 압축실(15)에서 토출되며, 토출된 냉매는 토출실(16)을 거쳐 토출관(10a)을 통해 미도시된 응축기로 유입된다.

한편, 도 3은 도 2의 A부를 발췌하여 보인 도면으로, 이에 도시한 바와 같이, 보스(23)와 크랭크핀(13)사이에는 부싱(19)이 개재되며, 보스(23)의 외주면과 프레임(14)의 내주면사이에는 고정익(32)에 선회익(22)이 밀착되면서 선회될 수 있게 압압수단이 마련된다. 우선, 보스(23)와 부싱(19)에 연통되어 결합홀(23a)과 결합홈(19a)이 형성되어 있으며, 압압수단은 이 결합홈(19a)과 결합홀(23a)을 통해 보스(23)와 부싱(19)에 결합되는 실린더(40)를 구비한다. 또한, 그 일단부가 실린더(40)에 삽입되어 보스(23)와 프레임(14)간의 거리에 따라 실린더(40)내에서 슬라이딩되면서 삽출되고, 그 타단부는 프레임(14)에 접하여 선회스크롤(20)과 함께 회전하는 피스톤(41)이 마련된다. 그리고, 피스톤(41)과 실린더(40)사이에는 프레임(14)에 대해 보스(23)를 압압하는 탄성부재(42)가 개재되는데, 이 탄성부재(42)는 일단부가 실린더(40) 내부에 접하고, 타단부는 일부가 중공인 피스톤(41)에 안착되어 설치된다. 이러한 탄성부재(42)가 압압함에 따라 실린더(40)가 결합홀(23a)로 삽입되는 것을 방지하도록 실린더(40)의 외주연에는 걸림테(40a)가 형성되어 있으며, 실린더(40)에는 이러한 탄성부재(42)의 위치를 고정시키도록 고정돌기(40b)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 압압수단에서 선회스크롤(20)이 회전되는 동안, 보스(23)와 프레임(14) 내주면과의 거리에 따라 탄성부재(42)가 압축되었다가 복원되는 것을 반복하면서 선회스크롤(20)을 압압하게 된다. 이 때, 압압수단은 항상 보스(23)를 프레임(14)의 내주면을 향해 압압하므로, 선회스크롤(20)의 선회반경이 더 넓어지고, 이로 인해 더 많은 양의 냉매를 압축시킬 수 있게 된다. 그리고, 고정익(31)의 형상에 따라 회전하는 선회스크롤(20)의 선회익(22)이 융통성있게 유동적으로 순응할 수 있도록 되어 선회익(22)과 고정익(32)사이에 틈이 발생되는 것을 억제함으로써, 냉매의 누설을 막고, 이로 인해 압축성능을 향상시키게 된다.

도 4는 본 고안에 따른 타실시예의 스크롤압축기의 일부를 발취한 도면으로, 이에 도시한 바와 같이, 프레임(14)을 보스(23)에 대해 압압하는 압압수단은 프레임(14)과 보스(23)사이에 마련된 피스톤(50)을 구비한다. 피스톤(50)의 내부는 중공으로, 내부 일측이 구획되어 있다. 또한, 피스톤(50)의 양단부에는 그 일단부에 피스톤(50)의 일부를 수용하는 실린더(51,52)가 마련되는데, 피스톤(50)의 일단부에 설치된 제 1실린더(51)는 보스(23)와 부싱(19)에 연통된 결합홀(23a)과 결합홈(19a)에 결합되어 있으며, 제 2실린더(52)는 프레임(14)의 내주면에 접하도록 설치되어 선회스크롤(20)의 회전에 따라 함께 회전한다. 그리고, 실린더(51,52)와 피스톤(50)사이에는 피스톤(50)에 대해 각각의 실린더(51,52)를 압압하는 탄성부재(53)가 개재되어 있으며, 실린더(51,52)의 외주연에는 걸림테(51a,52a)가 각각 형성되어 있고, 실린더(51,52)의 내부에는 탄성부재(53)의 위치를 고정시키는 고정돌기(51b,52b)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 타실시예의 압압수단에서 반경방향으로 선회스크롤의 보스를 압압하여 고정익과 선회익사이에 틈이 발생하는 것을 막을 수 있으며, 선회반경도 최대한으로 확보할 수 있어 압축시킬 수 있는 냉매의 양도 증가될 수 있다.

본 고안에 따른 스크롤압축기에서 선회스크롤을 반경방향으로 압압할 수 있는 압압수단이 마련된다.

따라서, 선회스크롤을 고정스크롤에 순응하도록 압압함으로써, 가공시 선회익이나 고정익의 휘어짐정도에 오차가 발생하여도 냉매압축시에 이들사이에 틈이 발생하는 것을 방지하여 냉매가 누설되지 않고, 냉매의 압축효율이 향상되는 이점이 있다.

또한, 선회스크롤을 압압하여 선회스크롤이 가질 수 있는 최대한의 선회반경으로 회전하므로, 프레임의 내주면에 보스가 밀착되어 회전하기 때문에 냉매의 압축량이 증가되고, 이로 인해 압축효율을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 와권상의 고정익을 가진 고정스크롤, 상기 고정익에 맞물리는 와권상의 선회익을 가진 선회스크롤, 상기 선회스크롤이 상기 고정스크롤에 대해 선회운동하여 냉매를 압축하도록 상기 선회스크롤을 지지하는 프레임을 구비하는 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 고정익(32)에 상기 선회익(22)이 밀착되면서 선회되도록 상기 선회스크롤(20)을 상기 고정스크롤(30)에 대해 압압시키는 수단이 마련된 것을 특징으로 하는 스크롤압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 선회스크롤(20)의 하부에는 상기 프레임(14)에 삽입되는 보스(23)가 마련되며, 상기 압압수단은 그 단부에 걸림테(40a)가 형성되어 상기 보스(23)에 결합된 실린더(40), 그 일단부는 상기 실린더(40)에 삽입되고, 그 타단부는 상기 프레임(14)의 내주면에 접하는 피스톤(41), 상기 실린더(40)와 상기 피스톤(41)사이에 마련되어 상기 피스톤(41)에 대해 상기 실린더(40)를 탄성압압하는 탄성부재(42)를 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 선회스크롤(20)의 하부에는 상기 프레임(14)에 삽입되는 보스(23)가 마련되며, 상기 압압수단은 상기 보스(23)와 상기 프레임(14)사이에 마련되고, 그 내부가 구획된 중공의 피스톤(50), 그 단부에 걸림테(51a)가 형성되고, 상기 피스톤(50)의 일단부를 수용하면서 상기 보스(23)에 결합된 제 1실린더(51), 상기 피스톤(50)의 타단부를 수용하면서 상기 프레임(14)의 내주면에 접하는 제 2실린더(52), 상기 실린더(51,52)와 피스톤(50)사이에 각각 마련되어 상기 실린더(51,52)를 탄성압압하는 탄성부재(53)를 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤압축기.