KR19990060809A

KR19990060809A - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR19990060809A
Application number: KR1019970081053A
Authority: KR
Inventors: 조성욱
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 특히 고정스크롤과 선회스크롤로 구성된 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤의 경판부두께를 중심부로 갈수록 두껍게 하고, 외주부로 갈수록 얇게하여 상기 선회스크롤전체중량의 대부분을 차지하는 경판부의 중량을 줄여 회전시 원심력을 줄일수 있도록 선회스크룰을 형성함으로써, 고속회전시 원심력을 저감해서 안정성을 높여 성능, 진동 및 신뢰성을 향상시키도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 특히 선회 스크롤 배면의 형상을 압력분포에 따라 두께를 변경하여 고속시 원심력을 저감해서 안정성을 높여 성능, 진동 및 신뢰성을 높이는 것을 목적으로 한 것이다.

일반적으로 종래의 스크롤 압축기의 구조를 도 1 및 도 2 에 도시한 바와같이 살펴보면,

먼저, 도 1 에 도시한 바와같이 스크롤 압축기(1)의 외관인 밀폐용기(2)와, 상기 스크롤 압축기(1)에 전원이 인가되면, 자력을 발생하는 모터(3)와, 상기 모터(3)의 자력에 의해 회전하는 회전자(4)와, 상기 회전자(4)에 압입되어 회전자(4)와 같이 회전하는 크랭크 축(5)과, 상기 크랭크 축(5)에 연결되어 선회운동으로 흡입관을 통해 밀폐용기(2)내로 흡입된 냉매가스를 압축하는 선회스크롤(6)과, 상기 선회스크롤(6)을 지지하는 상부 프레임(7))과, 상기 선회스크롤(6)의 자전운동을 유지하기 위해 사용하는 올담링(8)과, 상기 선회스크롤(6)상면에 대향하여 고정되어 있는 고정스크롤(9)과, 상기 선회스크롤(6)과 고정스크롤(9)사이에 형성된 압축실(10)과, 상기 압축실(10)내에서 냉매가스 압축력이 선회스크룰(6)에 축방향으로 작용하게 되므로 이 작용력을 지지하기 위하여 선회스크롤의 경판부(20)배면에 설치된 트러스트 베어링면(11)과, 상기 트러스트 베어링면(11)에 오일을 유동시킬수 있는 원형의 오일홈(12)과, 상기 압축실(10)을 빠져나온 고압의 냉매가스를 토출하는 토출구(13)와, 상기 토출구(13)의 고온고압으로 냉매가스를 압축하는 압축부(14)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기(1)의 동작설명은 상기 고정스크롤(9)은 상부 프레임(7)에 고정되어 있으며 크랭크 축(5)이 회전함에 따라서 선회스크롤(6)은 자전방지기구인 올담링(8)에 의하여 회전운동이 공전운동으로 바뀌게 되어 축 중심을 원점으로하여 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회원을 그리며 선회운동을 하도록 되어 있다.

그리고, 흡입유로를 통하여 압축기의 외관인 밀폐용기(2)로 흡입된 냉매는 선회스크류(6)의 선회운동에 따라 스크롤 원주의 두부분의 흡입구에서 동시에 흡입되고, 중심에서 압축된 냉매를 서로 혼합하여 토출구(13)를 통하여 토출된다.

이 때, 압축실(10)내에서 냉매가스압축력이 선회스크롤(6)에 축방향으로 작용하게 되므로 이 작용력을 지지하기 위하여 선회스크롤(6)의 경판부(20)배면에 트러스트 베어링면(11)을 설치하며, 이 원형의 트러스트 베어링면(11)에 원형의 오일 홈(12))을 설치한다.

그리고, 오일 섬프(15)에 잠겨있는 크랭크 축(5)하단부내 오일 펌프(16)에 의해 상승된 오일은 편심오일구멍(17)을 타고, 크랭크 축(5)회전에 의한 원심력에 위해 상승하게 되어 일부는 크랭크 축(5)상단부로 배출된 선회스크롤 보스내경과, 구동부시외경사이의 습동면에 급유되어진 후 선회스크룰(6)과 상부 프레임(7)사이에 오일이 낙하하게 되며, 또 다른 일부는 편심오일구멍(17)을 통해 저널 베어링(18)의 하부쪽에 공급된 후 저널 베어링(18)에 형성된 나선형 홈(19)을 타고, 상승하여 저널 베어링(18)상부에 상기 트러스트 베어링면(11)내 원형 오일홈(12)과 직각으로 연통되어 있는 구멍으로 유입되어 상기 트러스트 베어링면(11)의 오일홈(12)에 공급되어 트러스트 베어링면(11)에서 윤활작용을 하게 된다.

이 상태에서 오일의 일부는 선회스크롤(6)의 경판부(20)을 따라 흡입가스와 함께 압축실(10)로 들어가 스크롤 습동부 윤할을 한 후 냉매가스와 함꼐 토출되어지고, 그 나머지는 베어링외부를 흘러 내려 자전방지기구인 올담링(8)의 습동부에 보내진 후 다시 오일섬프(15)으로 낙하하게 된다.

그러나, 이와 같은 작동을 하는 종래 선회스크롤은 도 2 의 (가),(나)에 도시한 바와같이 배면이 평면으로 구성되어 회전운전시 선회스크롤 자체의 중량이 커서 원심력 F = 중량 × 회전반경 × 회전속도²이므로 원심력의 증가를 초래하여 운전중에 진동의 증대와 이 힘에 대응한 베어링에 걸리는 힘이 증대하여 신뢰성에 치명적인 영향을 미치고, 이중량에 대한 바란스 웨이트의 중량과 부피의 증대가 필요하게 되고, 이에 따라 회전운동에 따른 교반손실의 증가를 초래할수 있는 문제점이 있었다.

선회스크롤의 경판부두께를 중심부로 갈수록 두껍게 하고, 외주부로 갈수롤 얇게하여 상기 선회스크롤전체중량의 대부분을 차지하는 경판부의 중량을 줄여 회전시 원심력을 줄일수 있도록 선회스크롤을 형성함으로써, 고속회전시 원심력을 저감해서 안정성을 높여 성능, 진동 및 신뢰성을 향상시킨 것이다.

도 1 은 종래 스크롤 압축기의 종단면도.

도 2 는 종래 스크롤 압축기의 선회스크롤를 도시한 도면으로서,

(가)는 스크롤 압축기의 단면도 (나)는 스크롤 압축기의 저면도.

도 3 은 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤를 도시한 도면으로서,

도 4 는 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤 압력분포도를 도시한 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

106:선회스크롤 110:압축실

200:경판부

본 발명의 스크롤 압축기와 그 주변부의 구성은 도 3 및 도 4 에 도시한 바와같이 고정스크롤과 선회스크롤로 구성된 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤(106)의 경판부(200)두께를 중심부로 갈수록 두껍게 하고, 외주부로 갈수록 얇게하여 상기 선회스크롤(106)전체중량의 대부분을 차지하는 경판부(200)의 중량을 줄여 회전시 원심력을 줄일수 있도록 선회스크롤(106)을 구성한다.

본 발명의 스크롤 압축기 작동상태를 도 3 및 도 4 에 도시한 바와같이 살펴보면,

먼저 도 3 에 도시한 바와같이 선회스크롤(106)은 상기 선회스크롤(106)과 고정스크롤사이에 압축실(110)을 형성하고, 상기 압축실(110)내에서 냉매가스 압축력이 선회스크롤(106)의 측방향으로 작용하게 되므로 이 작용력을 지지하기 위해 설치된 트러스트 베어링면과 상면하는 선회스크롤(106)의 경판부(200)를 형성한다.

상기 선회스크롤(106)의 경판부(200)는 중심으로 갈수록 두께를 두껍게 형성하고, 외주부로 갈수록 얇게하여 상기 선회스크롤(106)전체중량의 대부분을 차지하는 경판부(200)의 중량을 줄여 회전시 원심력을 줄일수 있도록 형성한다.

이와같이 구성된 선회스크롤(106)의 운전중 압력분포와 변형을 도 4 에 도시한 바와같이 상기 선회스크롤(106)의 운전중 압력은 중심부가 최고가 토출압이고, 외주부로 갈수록 압력이 줄어들며 최외주부는 흡입압력을 받고 있다.

이 때, 중심부의 압력이 높기 때문에 이에 대응한 상기 경판부(200)의 변형이 최대가 되고, 외주부의 경판부(200)는 최소의 변형을 나타내게 된다.

선회 스크롤의 경판부두께를 중심부으로 갈수록 두껍게 하고, 외주부는 얇게 형성함으로써, 선회스크롤 자체의 중량은 F = 중량 × 회전반경 × 회전속도²이므로 원심력을 저감하여 운전중에 진동의 감소와 이 힘에 대응한 베어링에 걸리는 힘의 크기를 축소할수 있어 신뢰성 향상이 가능하고, 이중량의 감소에 따른 바란스 웨이트의 중량과 부피의 감소가 가능하게 되어 바란스 웨이트의 회전운동에 따른 교반손실을 저감할수 있어 성능개선이 되고, 압축기 전체의 크기의 제한조건이 줄어들게 하는 효과가 있다.

Claims

고정스크롤과 선회스크롤로 구성된 스크롤 압축기에 있어서.

상기 선회스크롤(106)의 경판부(200)두께를 중심부로 갈수록 두껍고, 외주부로 갈수록 얇게하여 상기 선회스크롤(106)전체중량의 대부분을 차지하는 경판부(200)의 중량을 줄여 회전시 원심력을 줄일수 있도록 선회스크롤(106)을 형성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.