KR19990060803A - 저압식 스크롤압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저압식 스크롤압축기에 관한 것으로, 특히 고저압 분리장치를 이중으로 분리하여 고온의 토출가스실과 저온의 흡입가스실 사이의 열전달을 감소시켜 압축기의 효율을 향상시키는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 고압의 토출실(17)과 저압의 흡입실(18)의 분리장치인 토출커버(13)에 분리공간을 구비하였다.

Description

저압식 스크롤압축기

본 발명은 스크롤압축기에 관한 것으로서, 특히 고저압 분리장치를 이중으로 분리하여 고온의 토출가스실과 저온의 흡입가스실 사이에 공간을 구성하여 토출가스실과 흡입가스실 사이의 열전달을 감소시켜 압축기의 효율을 향상시키기 위한 것이다.

스크롤압축기는 공조기 및 냉동기 등에 사용되는 압축기의 한 형태로 도 1 을 참조하여 그 구성을 살펴보면 냉매가스가 유입되는 흡입파이프(11)와, 고정자(4)와의 전자기적 작용에 의해 회전하는 회전자(5)와, 상기 회전자(5)와 일체로 결합된 샤프트(6)와, 상기 샤프트(6)의 상하단을 지지하는 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)과, 압축기 상단에서 압축실을 형성하도록 선회스크롤(7)과 맞물려서 구성된 고정스크롤(8)과, 상기 압축실에서 압축된 가스를 토출포트(12) 및 토출실(17)을 거쳐 외부로 배출하는 토출파이프(15)와, 상기 토출실(17)을 형성하는 상부셸(1)로 구성된다.

도면중 미설명 부호 16은 오일펌프, O는 오일을 나타낸다.

이와같이 구성되는 스크롤 압축기의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

흡입파이프(11)를 통해 유입된 냉매는 고정스크롤(8)과 선회스크롤(7)의 랩으로 형성된 압축챔버내로 흡입되어지고, 모터부의 회전자(5)가 회전하여 샤프트(6)를 회전시키면, 상부프레임(2)과 구동부시(10)위에 있는 올담링(9)이 선회스크롤(7)과 한방향 키이홈으로 연결되어 샤프트(6)의 회전운동을 선회스크롤(7)의 선회운동으로 바꾼다.

이와같은 선회스크롤(7)의 선회운동에 의해 그 선회스크롤(7)과 고정스크롤(8)의 각 랩(7a,8a) 사이에는 압축실이 형성되고, 그 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되고 압력이 상승하여 토출포트(12)를 통과하여 토출되고 토출된 가스는 토출실(17)을 지나서 토출파이프(15)를 통과한 후 에어컨 시스템에 보내지게 된다.

한편, 오일펌프(16)에 의해 흡입된 오일(O)은 급유로(6b)를 따라 압축기구부로 흡상되는데, 그 흡상되는 오일(O)의 일부는 저널베어링 오일 그루브(미도시)로 유입되어 상부 프레임(2)의 직각형 오일급유구(미도시)를 통해 오일 그루브(2a)로 유입되고, 그 오일은 상부프레임(2)과 선회스크롤(7)의 습동부로 스며들어 윤활작용을 하게되며, 나머지는 구동핀(6a) 상단에서 비산되어 선회운동을 하는 보스(7b)의 내외측 습동부에 스며들어 윤활역활을 하게된다.

이와같이 각 습동부에서 윤활작용을 마친 오일의 일부는 압축기의 하측으로 흘러내리고, 일부는 원심력에 의해 고정스크롤(8)의 흡입구(미도시)로 냉매가스와 함께 혼입되게 된다.

종래 압축기 구조에서 토출포트(12)로 토출된 고온오압의 토출가스는 토출실(17)을 채운후, 토출파이프(15)를 통하여 에어컨 시스템으로 보내지게 되는데, 고온고압의 토출가스로 채워진 토출실(17)과 저온저압의 흡입가스로 채워진 흡입실(18) 사이의 밀봉을 위하여 고저압 분리 장치인 토출커버(13)를 설치하게 된다. 이 토출커버는 고정스크롤(8)의 상면과 볼트체결되며, 밀폐용기(1)와 용접하게 된다. 이러한 토출커버(13)는 설치가 간단한 장점으로 인하여 대부분의 저압식 스코롤 압축기에서 채용되고 있다.

토출실(17)에 채워진 토출가스는 고온이므로, 저온의 흡입실(18)로의 열전달에 의해, 흡입가스를 가열하게 된다. 흡입가스의 가열은 압축기의 체적 효율을 저하시켜, 압축기 전체의 효율을 떨어뜨리게 된다. 이를 방지하기 위한 방법으로 토출커버(13)에 단열재를 부착하는 방법이 있는데, 단열재 재료가 고가일뿐 아니라, 가공을 해야함으로 가격이 크게 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 저압식 스크롤압축기의 고저압 분리장치인 토출커버에 일체로 이루어지고, 단열층 역할을 하는 분리공간을 형성함으로서, 동일한 가격으로 체적효율 저하를 방지하여 압축기의 효율을 높이는데 목적이 있다.

도 1 은 종래 스크롤압축기의 종단면도.

도 2 는 본 발명의 고저압 분리장치 구조도.

도 3 은 본 발명의 다른실시예도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 밀폐용기 2,3 : 상,하 프레임

4 : 고정자 5 : 회전자

6 : 구동축 7 : 선회스크롤

8 : 고정스크롤 9 : 올담링

10 : 구동부시 11 : 흡입파이프

12 : 토출포트 13 : 토출커버

15 : 토출파이프 16 : 오일펌프

17 : 토출실 18 : 흡입실

21,22 : 분리공간

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

압축기의 체적효율은 주로 흡입가스의 가열현상에 의해 좌우된다. 흡입가스의 가열은 압축기의 모터 발열, 토출실의 토출가스, 마찰부위의 발열, 누설 등에 의한 열전달에 의해 이루어진다.

이중 가장 영향이 큰 부분은 모터 발열에 의한 열전달이다. 그러나 흡입가스에 의한 모터 냉각은 반드시 필요한 부분이므로 이 부분의 열전달은 불가피하다. 두 번째로 영향이 큰 부분은 토출실로 부터의 열전달 현상에 의한 것이다. 나머지는 이 두가지에 비하면 미미한 양이다.

토출실로 부터의 열전달은 전체 흡입가스 가열에서 약 25%를 차지한다. 이 부분을 단열재로 차단할 경우, 압축기의 체적효율은 약 2% 상승한다. 체적효율은 압축기 전체 효율과 직접적인 영향관계가 있으므로 압축기의 효율을 상당히 높일수가 있다.

본 발명에서는 토출실(17)로 부터의 열전달은 토출커버(13) 벽면을 따라 이루어지므로, 이 벽면 사이에 도 2 에 도시된 바와같이 분리공간(21)을 두어 이를 단열공간 혹은 냉각공간으로 구성한다.

도 2 에서 분리공간(21)은 토출실의 방열면적을 극대화 하여, 토출가스를 온도를 떨어뜨리는 역할을 할 뿐 아니라, 토출실(17)로 부터 흡입실(18)로의 직접적인 열전달을 막아주어 흡입가스의 가열현상을 방지할 수 있다. 통상 압축기는 에어컨의 실외기에 장착하게 되며, 이 실외기에는 냉각용팬이 있어 에어컨의 응축기를 냉각하게 된다. 따라서, 압축기도 이 냉각용 팬에 의해 냉각될 수 있으므로, 분리공간(21)에 의한 흡입가스 가열 방지는 효과적이다.

도 3 은 본 발명의 다른 실시예로서, 분리공간(22)은 밀폐형 공간으로 형성되고 이 밀폐형 공간을 진공으로 하여 공간(22)의 진공 단열효과를 이용하여 토출실로부터의 열전달을 억제하게 되는 것이다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 저압식 스크롤압축기는 토출실로부터의 열전달에 의한 흡입가스 가열현상을 방지하여 압축기의 체적효율을 높이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 고압의 토출실(17)과 저압의 흡입실(18)의 분리장치인 토출커버(13)에 분리공간을 구비함을 특징으로 하는 저압식 스크롤압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분리공간은 밀폐형구조로 형성함을 특징으로 하는 저압식 스크롤압축기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 분리공간은 진공상태를 이룸을 특징으로 하는 저압식 스크롤압축기.