KR20000010323A - 스크롤 압축기의 축방향 누설방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 축방향 누설방지 장치에 관한 것으로서, 특히 스크롤 압축기의 밀봉재가 장착되는 연속된 밀봉홈을 따라 결합돌기와 결합홈을 부분적으로 형성시켜 누설 유로의 저항을 크게 함으로써, 누설량을 저감시키고, 압축기의 효율을 크게 향상시킬수 있도록 한 것이다.

이를 실현하기 위해 축방향 누설 방지기구로 밀봉재와 스크롤 랩의 선단부에 밀봉재가 삽입되는 밀봉홈을 형성한 스크롤 압축기를 구성함에 있어서, 상기 밀봉재와 밀봉홈은 서로 결합이 가능한 결합돌기와 결합홈을 각각 형성하고, 상기 결합돌기와 결합홈은 다수개로 형성되며, 상기 밀봉재와 밀봉홈에 형성된 각각 결합돌기와 결합홈은 서로 교번되게 구성한다.

Description

스크롤 압축기의 축방향 누설방지 장치

본 발명은 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 스크롤 압축기의 밀봉재가 장착되는 연속된 밀봉홈을 따라 결합돌기와 결합홈을 부분적으로 형성시켜 누설 유로의 저항을 크게 함으로써, 누설량을 저감시키고, 압축기의 효율을 크게 향상시킬수 있도록 한 것이다.

일반적으로 종래의 스크롤 압축기의 구조를 도 1 내지 도 4 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 고정자(3)와, 상기 고정자(3)의 자력에 의해 회전하는 회전자(4)와, 상기 회전자(4)에 압입되어 회전자(4)와 같이 회전하는 구동축(5)과, 상기 구동축(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)상단면에는 인벌류트 곡선으로 형성된 랩(6a)과, 상기 랩(6a)과 서로 맞물려 압출실을 형성한 고정스크롤(9)과, 상기 고정스크롤(9)이 얹혀져 상부 프레임(7)의 가장자리에 볼트로 체결되고, 상기 선회스크롤(6)의 배면에는 구동축(5)과 편심되게 결합되는 보스(10)와, 상기 보스(10)와 결합되는 구동축(5)의 단부에는 소정량 편심져 돌출된 구동핀(5a)과, 상기 구동핀(5a)과 상기 선회스크롤(6)의 보스(10)사이에 개재되어 있는 구동부시(11)와, 상기 구동축(5)의 종방향내측에는 구동축(5)전체를 종단하도록 형성된 급유로(5b)와, 상기 구동축(5)의 횡방향내측에는 상기 급유로(5b)와 연통되어 상부 프레임(7)의 직각형 오일급유구(미도시)와 선택적으로 대응, 연통되는 저널 베어링 그루브(미도시)가 나선형으로 형성되고, 상기 회전자의 양단면에는 구동축중심과 편심되어진 선회스크롤(6)등의 불균형력을 상쇄하기 위한 균형추(4a,4b)로 구성된다.

도면중 미설명부호는 흡입파이프(12)와, 토출구(13)와, 토출커버(14)와, 역지변 및 역지변하우징(15)과, 토출파이프(16)와, 오일펌프(17)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 스크롤 압축기는 인가된 전원에 의해 고정자(3)의 내측에서 회전자(4)가 회전을 하면서 구동축(5)을 회전시키고, 상기 구동축(5)은 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키게 된다.

이 때, 상기 올담링(8)에 의해 선회스크롤(6)은 축중심을 원점으로 선회반경만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 된다.

이와 같은 선회스크롤(6)의 선회운동에 의해 그 선회스크롤(6)과 고정스크롤(9)의 각 랩(6a)(9a)사이에는 압축실이 형성되고, 상기 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되고, 압력이 상승하여 토출구(13)를 통하여 토출되고, 토출된 가스는 토출실(18)을 지나서 토출파이프(16)를 통과한 후 에어컨 시스템에 보내진다.

그리고, 오일펌프(16)에 의해 흡입된 오일은 급유로(5b)를 따라 압축기구로 흡상되는데 그 흡상되는 오일의 일부는 저널베어링 오일 그루브(미도시)로 유입되어 상부 프레임(7)의 직각형 오일급유로(미도시)를 통해 오일 그루브(미도시)로 유입되고, 그 오일은 상부 프레임(7)과 선회스크롤(6)의 습동부로 스며들어 윤활작용을 하게되며, 나머지오일은 구동핀(5a)상단에서 비산되어 선회운동을 하는 보스(10)의 내외측 습동부에 스며들어 윤활역할을 하게 된다.

이와같은 각습동부에서 윤활작용을 마친 오일의 일부는 압축기의 하측으로 흘러내리고, 일부는 원심력에 의해 고정스크롤(9)의 흡입구(미도시)로 냉매가스와 함께 혼입되게 된다.

한편, 스크롤 압축기(1)의 압축실에서 발생하는 누설에는 반경방향 누설과 축방향 누설이 있는데, 특히 축방향 누설은 압축기의 성능에 절대적인 영항을 미치게 된다.

축방향 누설을 저감하기 위해 쓰이는 방법에는 압축실의 압력을 이용하여 고정스크롤(9) 혹은 선회스크롤(6)을 상대 스크롤 쪽으로 밀어붙이는 배압 방식(미도시)과 스크롤의 랩(6a)을 따라서 일정한 홈(19)을 형성하고 여기에 팁실 등의 밀봉재(20)를 삽입하는 방식(8b)(9b)이 있다.

본 발명은 이 중에서 후자의 방식에 관한, 것으로 밀봉재 방식(8b)(9b)은 스크롤(6)(9)과 이 랩을 따라 형성된 밀봉홈(19)과 밀봉재(20)로 이루어 진다.

스크롤 압축기(1)의 운전 중, 밀봉재(20)로 스크롤 압축기의 압력 차이에 의해 상대편 스크롤(6)(9)의 저면부로 밀착하게 하여, 스크롤 양단 사이의 압력차에 의해 발생하는 누설을 방지하게 된다.

그리고, 도 2 에 도시한 바와같이 고정스크롤(9)의 저면부와 선회스크롤(6)의 랩(6a) 선단을 도시하였으며, 고정스크롤의 랩(9a)선단과 선회스크롤(6)의 저면부도 동일하다,(미도시)

그리고, 도 3 의 (가)에 도시된 바와같이 운전 중 선회스크롤의 랩(6a)의 양측 압력 차이에 의해 밀봉재(20)은 고정스크롤(9)의 저면부로 밀착하게 하여 양측면의 누설을 억제하게 된다.

그러나, 이 방식에서도 누설은 발생하게 되는데, 그 발생 부분은 도 3 의 (나)에 도시된 바와같이 3 부분으로 이루어진다.

먼저, A 부분은 상대 스크롤(6)(9) 저면부와 밀봉재(20)사이의 미세한 틈새에서 발생하는데, 그 양은 크지 않다.

B 와 C 부분은 밀봉재(20) 시작 부분에서 끝나는 부분까지 길이방향으로 발생하는 누설인데, 시작 부분은 고압력이고 끝나는 부분은 저압력이기 때문에 압력차이가 가장 크다.

따라서, 누설이 가장 많이 발생하는 부분이다.

그리고, C 부분은 밀봉재(20)가 없는 부분이지만, 밀봉홈(19)이 닿는 면에는 평탄한 구조로 되어 있다.

B 부분에서 발생하는 누설은 밀봉재(20)가 부상하기 때문에 상대적으로 누설 통로가 켜지고, 중간에 유로 저항이 없기 때문에, 발생하는 누설의 대부분을 차지하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지기구로 밀봉재와 스크롤 랩의 선단부에 밀봉재가 삽입되는 밀봉홈을 형성하여 상기 밀봉재와 밀봉홈은 서로 결합이 가능한 결합돌기와 결합홈을 각각 형성함으로써, 운전중 압력차에 따라 발생하는 누설 틈새를 방지하여 누설량을 저감시키고, 압축기의 성능을 향상시키도록 한 것이다.

도 1 은 종래 스크롤 압축기의 종단면도.

도 2 는 종래 스크롤 압축기의 스크롤 랩 평면도.

도 3 은 종래 스크롤 압축기의 축방향 누설장치 구성을 나타낸 것으로서,

(가)는 스크롤 랩의 사사도.

(나)는 (가)의 A - A' 선단면도.

도 4 는 종래 스크롤 압축기의 축방향 누설장치의 누설량 비교도.

도 5 는 본 발명 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치 구조도.

도 6 은 본 발명 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치 상세도.

도 7 은 본 발명 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치의 다른 실시예를 나타낸 상세도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

6:선회스크롤 6a:선회스크랩

9:고정스크롤 9a:고정스크랩

19:밀봉홈 19a,20b:결합홈

20:밀봉재 19b,20a:결합돌기

본 발명의 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치와 그 주변부의 구성은 도 5 내지 도 7 에 도시한 바와같이 축방향 누설 방지기구로 밀봉재(20)와 스크롤 랩(6a)(9a)의 선단부에 밀봉재(20)가 삽입되는 밀봉홈(19)을 형성한 스크롤 압축기(1)를 구성함에 있어서, 상기 밀봉재(20)와 밀봉홈(19)는 서로 결합이 가능한 결합돌기와 결합홈을 각각 형성한다.

그리고, 상기 결합돌기(19b)(20a)와 결합홈(19a)(20b)은 다수개로 형성된다.

그리고, 상기 밀봉재(20)와 상기 밀봉홈(19)에 형성된 결합돌기(19b)(20a)와 결합홈(19a)(20b)은 서로 교번되게 구성한다.

본 발명 스크롤 압축기의 축방향 누설방지 장치의 작동상태를 도 5 내지 도 7 에 도시한 바와같이 살펴보면,

먼저 도 5 에 도시한 바와같이 상기 밀봉재(20)에 다수의 결합돌기(19b)(20a)를 형성하고, 이에 상응하는 다수의 결합홈(19a)(20b)이 부가된 스크롤 랩(6a)(9a)의 밀봉홈(19)으로 이루어져 있다.

상기 밀봉재(20)의 대부분은 사출성형으로 제작되기 때문에, 이 부분의 결합돌기(19b)(20a)를 쉽게 형성할수 있다.

상기 결합돌기(19b)(20a)는 밀봉재(20)의 선상을 따라 부분적으로 수군데만 형성하여도 된다.

한 편, 스크롤 랩(6a)(9a)의 밀봉홈(19)에는 상기 밀봉재(20)의 결합돌기(19b)(20a)에 맞게 부분적인 결합홈(19a)(20b)을 둔다.

상기 결합홈(19a)(20b)은 밀봉홈(19)에 비해 조금 더 깊게 가공을 하여 밀봉재의 결합돌기(19b)(20a)가 이 결합홈(19a)(20b)에 삽입되도록 한다.

도 6 에 도시된 바와같이 압축기 운전중 상기 밀봉재(20)은 랩(6a)(9a) 양 측면의 압력차이에 의해 부상되어, 상대 스크롤(6)(9)의 저면부로 밀어지게 된다.

이렇게 하여 생겨진 밀봉재(20)과 밀봉홈(19) 저면부의 틈새로 도 3 도시된 바와같이 B 부분의 누설이 생기게 되는데, 밀봉재(20)의 시작 부분은 고압력이고, 밀봉재(20)의 끝 부분은 저압력이기 때문에, 운전중에 밀봉재(20)의 끝 부분을 향하여 밀리게 된다.

이 때, 밀봉재(20)의 부상과 함께 밀봉재(20)의 결합돌기(19b)(20a)도 부상하여 결합홈(19a)(20b)의 저면부와 밀봉재(20)의 결합돌기(19b)(20a)에 틈새가 생기지만, 상기 밀봉재(20)가 뒤로 밀리면서 밀봉재(20)의 결합돌기(19b)(20a)가 결합홈(19a)(20b)의 벽면에 밀착하기 때문에 B부분의 방향으로 생긴 누설 틈새가 없어지게 된다.

이상적으로 밀봉재(20)의 결합돌기(19b)(20a)와 밀봉홈(19)의 결합홈(19a)(20b)의 개수는 하나 이상이면 가능하지만, 하나일 경우 결합돌기(19b)(20a) 부분의 길이방향 양단차의 압력이 크기 때문에, 누설이 생길 우려가 있다.

이를 위해 2∼3개의 다수의 결합돌기(19b)(20a)를 갖도록 하는 것이 좋다.

그리고, 도 7 에 도시된 바와같이 발명의 다른 실시 예로서, 누설억제 효과를 보다 더 높이려면 결합돌기(19b)(20a)와 결합홈(19a)(20b)을 밀봉재(20)와 밀봉홈(19)에 서로 반대 방향으로 반복적으로 설치하는 것이다.

이렇게 하면, 유로 저항이 훨씬 커지기 때문에 누설의 억제 측면에서 효과가 높아지게 된다.

본 발명의 효과는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치인 밀봉재의 구조에서 상기 밀봉재와 밀봉홈은 서로 결합이 가능한 결합돌기와 결합홈을 각각 형성함으로써, 밀봉재의 길이 방향을 따라 발생하는 누설을 억제하여 스크롤 압축기의 성능을 향상시킬수 있다.

Claims (2)

1. 축방향 누설 방지기구로 밀봉재(20)와 스크롤 랩(6a)(9a)의 선단부에 밀봉재(20)가 삽입되는 밀봉홈(19)을 형성한 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 밀봉재(20)와 밀봉홈(19)는 서로 결합이 가능한 결합돌기(19b)(20a)와 결합홈(19a)(20b)을 각각 형성한 것을 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설방지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 밀봉재(20)와 밀봉홈(19)에 형성된 각각 결합돌기(19b)(20a)와 결합홈(19a)(20b)은 서로 교번되게 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설방지 장치.