KR200142474Y1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크롤압축기에 관한 것으로, 그 목적은 압축실의 측면으로 모터와 격리된 흡입실을 마련하고, 흡입실의 상,하측으로 서로 연통되는 토출실을 마련하며, 토출된 고압의 냉매가 선회스크롤의 배면으로 유입되도록 마련하여 흡입냉매의 체적증가를 방지하고, 고압의 토출냉매가 선회스크롤을 상승시켜 익간의 틈새를 감소시키며, 오일의 회수가 용이한 스크롤압축기를 제공하는 것이다.

본 고안은, 하우징, 상기 하우징의 내부에 마련되어 압축실을 형성하는 한 쌍의 고정스크롤과 선회스크롤을 가지는 스크롤압축기에 있어서, 상기 고정스크롤(120)의 상측에 결합되어 상기 하우징(100)의 내부상면과의 사이에 중간토출실(104)을 형성하는 상부판(150), 상기 선회스크롤(130)의 하측에 마련되어 상기 하우징(100)의 내부 하면과의 사이에 토출실(105)을 형성하는 프레임(160), 상기 중간토출실(104)과 토출실(105)의 사이에 마련되며 상기 압축실(140)과 연통되는 흡입실(103), 상기 중간토출실(104)과 토출실(105)의 사이에 마련되어 이를 연통시키는 냉매유로(190), 상기 프레임(160)의 일측에 마련되어 상기 선회스크롤(130)의 배면으로 토출압이 작용하도록 상기 토출실(105)과 연통되는 토출압유로(164)를 구비하는 구성이다.

Description

스크롤압축기

본 고안은 스크롤압축기에 관한 것으로, 특히 선회스크롤의 배면으로 압축냉매를 토출하여 선회스크롤의 상승으로 인한 스크롤간의 익간틈새 감소와 오일의 회수가 용이한 스크롤압축기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤압축기는 흡입관과 토출관이 형성된 밀폐용기내에 인벌류트 형상의 선회익을 가진 선회스크롤과 선회익에 대응되는 고정익을 가진 고정스크롤이 이들 사이에 압축실을 형성하도록 배치되고, 선회스크롤을 편심 회전시키는 회전축이 모터에 설치되어 구성된다.

도 1은 일반적인 스크롤압축기의 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이 밀폐된 용기로 형성되는 하우징(10)의 내측상부에는 인벌류우트 상의 익을 가지는 고정스크롤(20)과 선회스크롤(30)이 서로 대향되게 결합되어 그 사이에 압축실(40)을 형성한다. 이 때 선회스크롤(30)은 편심부시(85)에 의해 회전축(80)과 편심상태로 설치된다.

하우징(10)의 내부상측에는 하우징(10)의 내부를 구획하는 상부판(50)이 마련되어 있으며 이 상부판(50)의 하부에는 압축실(40)과 연통되는 고정스크롤(20)의 토출구(21)가 결합되어 상부판(50)의 상측으로는 압축실(40)에서 압축된 고온, 고압의 냉매가 토출되는 토출실(14)이 형성되고, 하측으로는 외부의 냉매를 흡입하는 흡입실(13)이 형성된다. 그리고 토출실(14)의 우측에는 토출된 냉매를 외부사이클로 공급하는 토출관(12)이 형성되어있으며, 흡입실(13)의 우측에는 외부의 냉매를 흡입하는 흡입관(11)이 마련되어있다.

선회스크롤(30)은 그 하측에 마련된 모터(70)의 회전력을 회전축(80)을 통하여 전달받아 편심회전되는 것으로서, 회전축(80)은 하우징(10)의 하부에 마련되는 모터(70)에 입설되고 상측끝단은 편심되어 선회스크롤(30)과 결합하게 된다.

도 2는 도 1의 압축부를 확대도시한 도면이다. 이를 참조하면 선회스크롤(30)과 모터(70)의 사이에는 선회스크롤(30)과 회전축(80)을 지지하는 프레임(60)이 마련된다. 이 프레임(60)은 하우징(10)의 내부벽면에 결합, 고정되어 있으며 그 내부에 회전축(80)이 삽입, 설치되어 회전을 지지하고, 상측으로는 선회스크롤(30)과의 사이에 올드햄링(51)을 개재하여 선회스크롤(30)의 자전 방지와 하측으로의 지지를 하게된다. 그리고 프레임(60)의 외측에는 고정스크롤(20)과 판스프링(52)으로 결합되어 볼트(53)로서 고정되어있다.

하우징(10)의 저부에는 오일이 저장되어 있으며 이 오일은 압축기의 작동시 회전축(80)의 회전에 의해 회전축(80) 내부에 편심되게 마련된 오일홈(81)과 이에 연장되는 오일그루브(82), 그리고 프레임(60)에 마련된 오일홀(61)을 통해 스크롤과 회전축(80)에 공급되어 마찰력을 감소시켜줌으로써 기계적 손실을 줄여준다.

이와 같이 구성된 스크롤압축기는 모터(70)에 전원을 인가하여 회전축(80)을 회전시킴에 따라 회전축(80)이 선회스크롤(30)을 일정한 편심반경으로 편심회전운동 시키게 된다. 이에 흡입관(11)을 통해 유입된 냉매가스가 압축실(40)의 측면에 마련된 흡입구를 거치고 압축실(40)에서 고온, 고압으로 압축되어 고정스크롤(20)의 상측에 마련된 토출구(21)를 통해 토출실(14)로 보내진다. 토출실(14)에는 외부싸이클과 연결된 토출관(12)이 형성되어 압축된 가스를 외부로 보내게 된다.

그러나 이와 같이 구성되어 작동하는 스크롤압축기는 선회스크롤과 고정스크롤의 사이에서 압축되는 가스의 하중에 의해 하측에 마련된 선회스크롤이 추력을 받아 하측으로 이동하게된다. 이러한 추력은 선회스크롤의 저면과 이에 마주하는 프레임의 상면을 마찰시켜 기계적인 손실을 발생시킴으로써 기계효율을 저하시키게 되고, 익간의 틈새를 발생하므로 냉매의 누설로 인한 압축효율이 저하된다. 그리고 사이클중에 변동되는 추력에 의해 선회스크롤이 전복거동(Wobbling Motion)이 발생하며 흡입실과 연통하는 모터의 발열로 인해 흡입냉매의 체적이 증가하므로 압축실의 체적효율이 저하되어 결과적으로 압축효율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한 기계적 손실을 감소하기 위해 마련되는 오일의 일부가 압축기의 작동중에 냉매에 섞여 순환하게되는데, 이 오일이 토출실에 고여있거나 외부사이클로 토출되므로 회수가 원활하지 못하게 된다. 이로 인해 압축기의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 압축실의 측면으로 모터와 격리된 흡입실을 마련하고, 흡입실의 상, 하측으로 서로 연통되는 토출실을 마련하며, 토출된 고압의 냉매가 선회스크롤의 배면으로 유입되도록 마련하여 흡입냉매의 체적증가를 방지하고, 고압의 토출냉매가 선회스크롤을 상승시켜 익간의 틈새를 감소시키며, 오일의 회수가 용이한 스크롤압축기를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 스크롤압축기의 단면도이다.

도 2는 일반적인 스크롤 압축기의 압축부를 확대도시한 도면이다.

도 3은 본 고안에 따른 스크롤압축기의 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 스크롤압축기의 압축부를 확대도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100:하우징 103:흡입실 104:중간토출실

105:토출실 120:고정스크롤 121:토출구

130:선회스크롤 131:흡입구 132:실링부재

140:압축실 150:상부판 160:프레임

162:실링홈 164:토출압유로 170:모터

180:회전축 190:냉매유로

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 스크롤 압축기는, 하우징, 상기 하우징의 내부에 마련되어 압축실을 형성하는 한 쌍의 고정스크롤과 선회스크롤을 가지는 스크롤압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 상측에 결합되어 상기 하우징의 내부상면과의 사이에 중간토출실을 형성하는 상부판, 상기 선회스크롤의 하측에 마련되어 상기 하우징의 내부 하면과의 사이에 토출실을 형성하는 프레임, 상기 중간토출실과 토출실의 사이에 마련되며 상기 압축실과 연통되는 흡입실, 상기 중간토출실과 토출실의 사이에 마련되어 이를 연통시키는 냉매유로, 상기 프레임의 일측에 마련되어 상기 선회스크롤의 배면으로 토출압이 작용하도록 상기 토출실과 연통되는 토출압유로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하면서 본 고안의 실시 예를 설명한다. 도 3을 참조하면, 밀폐용기로 된 하우징(100)에 흡입관(101)과 토출관(102)이 설치된다. 흡입관(101)은 냉동사이클의 증발기(미도시)측과 연결되어 저압의 냉매가스가 하우징(100) 내부로 유입되도록 안내하며, 토출관(102)은 냉동사이클의 응축기(미도시)측과 연결되어 고압의 냉매가스가 하우징(100) 외부로 토출되도록 안내한다. 하우징(100) 내부의 대략 중간부분에는 모터(170)가 하우징(100)의 내면에 압입고정되어 설치된다. 이 모터(170)의 내부에는 회전축(180)이 압입, 고정되고, 회전축(180)의 상반부에는 프레임(160)이 고정되어 회전축(180)을 지지함과 동시에 모터(170)와의 사이에 토출실(105)을 형성한다.

회전축(180)의 상단에는 선회스크롤(130)이 설치된다. 이 선회스크롤(130)은 원반 형상의 몸체 상면에 인벌류트 형상의 익이 형성된 것이다. 이러한 선회스크롤(130)은 편심부시(185)에 의해 회전축(180)에 대해 편심되어 설치된다. 또한 선회스크롤(130)과 프레임(160) 사이에는 올드햄링(151)이 설치되어 선회스크롤(130)의 자전운동을 방지한다. 즉, 선회스크롤(130)은 회전축(180)의 중심에 대해 공전운동 즉 선회운동을 하는 것이다.

선회스크롤(130)의 상측에는 고정스크롤(120)이 설치된다. 고정스크롤(120)은 선회스크롤(130)과 짝을 이루어 압축실(140)을 형성하는 것으로 원반 형상의 몸체와 이 몸체의 하면에 형성된 인벌류트 형상의 익이 마련되며 그 외측에는 프레임(160)과의 사이에 판스프링(152)을 개재하여 볼트(153)로 체결되어있다. 그리고 상측에는 압축실(140)과 연통하는 토출구(121)가 마련되어있고, 이 토출구(121)에는 하우징(100)의 천정면과의 사이에 중간토출실(104)을 형성하는 상부판(150)과 결합되어 압축실(140)에서 압축된 냉매를 중간토출실(104)로 토출하게 된다. 한편 상부판(150)은 하측에 마련된 프레임(160)과의 사이에 고정블럭(163)을 개재하여 결합하게 된다. 이로써 상부판(150)과 프레임(160) 사이의 공간은 상, 하측으로 차단되며 측면에 마련된 흡입관(101)을 통해 외부의 냉매가 유입되는 흡입실(103)로서 마련되는 것이다. 그리고, 압축실(140)의 측면으로는 흡입실(103)과 연통하는 흡입구(131)가 마련되어 흡입실(103)의 냉매가 압축실(140)로 유입되게 한다. 한편 상부판(150)의 상측에 마련되는 중간토출실(104)과 프레임(160)의 하측에 마련되는 토출실(105)의 사이에는 냉매유로(190)가 설치가 된다.

이를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상부판(150)과 결합하는 프레임(160)의 일측에는 상부판(150)과 결합하여 상측으로 형성된 중간토출실(104)과 연통하며 하측으로는 프레임(160)과 결합하여 토출실(105)과 연통하는 냉매유로(190)가 마련되어 압축실(140)에서 중간토출실(104)로 토출된 고압의 냉매를 프레임(160)의 하측에 마련된 토출실(105)로 전달하게 된다.

한편 하우징(100)의 저부에는 오일이 저장되어 있으며 이 오일은 압축기의 작동시 회전축(180)의 회전에 의해 회전축(180) 내부에 편심되게 마련된 오일홈(181)과 이에 연장되는 오일그루브(182), 그리고 프레임(160)에 마련된 오일홀(161)을 통해 스크롤과 회전축(180)에 공급되어 마찰력을 감소시켜줌으로써 기계적 손실을 줄여준다.

그리고 프레임(160)의 측면에는 하측의 토출실(105)과 연통하는 토출압유로(164)가 마련된다. 이 토출압유로(164)는 하우징(100)의 저부의 오일이 고정스크롤(120)과 선회스크롤(130)이 설치된 압축부에 공급된 후 회수되는 곳으로서 선회스크롤(130)의 배면과 연통해있어 토출실(105)의 토출압이 선회스크롤(130)의 배면을 가압하여 선회스크롤(130)이 상승하게 된다. 프레임(160)에는 선회스크롤(130)의 하부가 삽입되어 프레임(160)의 상부면과 선회스크롤(130)의 하부면의 사이는 접촉하게 되고, 선회스크롤(130)이 상승하게 될 때 그 사이로 냉매가 누설되지 않도록 하는 실링부재(132)가 마련된다. 이 실링부재(132)는 선회스크롤(130)의 하부면에 원형으로 돌출되게 형성되며 회전축(180)과 동심을 가지게 된다. 그리고 프레임(160)에는 실링부재(132)가 삽입되어 회전할 수 있도록 실링홈(162)이 마련된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 스크롤 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

모터(170)의 전원이 인가되면 모터(170)의 작동으로 회전축(180)이 회전한다. 회전축(180)의 회전운동은 편심부시(185)를 거치면서 선회스크롤(130)의 선회운동으로 전환되고, 특히 올드햄링(151)은 선회스크롤(130)이 자전하는 것을 방지한다. 이때 흡입되는 냉매는 모터(170)와 격리된 흡입관(101)과 흡입실(103)을 거치며 체적증가가 방지된다. 압축실(140)로 흡입된 냉매는 선회스크롤(130)의 회전에 따라 고정스크롤(120)과의 사이에서 압축되어 고온, 고압의 상태로 되고, 토출구(121)를 통해 상측의 중간토출실(104)로 토출된다. 상측으로 토출된 냉매는 압축중에 스크롤에 공급되는 오일을 포함한 상태이다. 이와 같은 냉매는 냉매유로(190)를 통해 프레임(160)의 하측에 형성된 토출실(105)로 전달된다. 이로써 이에 함유된 오일은 하우징(100)의 저부에 있는 오일저장부로 회수되며, 오일이 제거된 냉매는 토출관(102)을 통해 외부싸이클로 보내진다. 한편 토출실(105)로 유입된 냉매의 일부는 프레임(160)의 토출압유로(164)를 통하여 선회스크롤(130)의 배면으로 유입되어 선회스크롤(130)의 상측으로 이동시키게 되어 압축실(140)의 팽창으로 생기는 익간의 틈새를 줄여주므로 냉매의 누설이 방지되어 높은 압축효율을 얻을 수 있다. 그리고 선회스크롤(130)과 프레임(160)의 접촉으로 인한 기계적 손실을 줄여주게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 스크롤 압축기는 흡입실이 모터와 격리되어있으므로 흡입냉매의 체적증가률이 감소하며 냉매의 토출이 하측의 토출실에서 이루어지므로 냉매와 포함되어 유동하는 오일의 회수가 용이하여 압축기의 신뢰성이 향상된다. 그리고 토출실로 유입된 토출압이 선회스크롤의 배면으로 작용하므로 익간의 틈새가 줄게되어 압축효율이 향상되며 선회스크롤과 프레임사이에 마찰로 인한 기계적 손실이 감소되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 하우징, 상기 하우징의 내부에 마련되어 압축실을 형성하는 한쌍의 고정스크롤과 선회스크롤을 가지는 스크롤압축기에 있어서,

   상기 고정스크롤(120)의 상측에 결합되어 상기 하우징(100)의 내부상면과의 사이에 중간토출실(104)을 형성하는 상부판(150), 상기 선회스크롤(130)의 하측에 마련되어 상기 하우징(100)의 내부 하면과의 사이에 토출실(105)을 형성하는 프레임(160), 상기 중간토출실(104)과 토출실(105)의 사이에 마련되며 상기 압축실(140)과 연통되는 흡입실(103), 상기 중간토출실(104)과 토출실(105)의 사이에 마련되어 이를 연통시키는 냉매유로(190), 상기 프레임(160)의 일측에 마련되어 상기 선회스크롤(130)의 배면으로 토출압이 작용하도록 상기 토출실(105)과 연통되는 토출압유로(164)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 선회스크롤(130)의 배면에는 돌출된 실링부재(132)가 마련되고, 이에 대향하는 상기 프레임(160)에는 실링홈(162)이 마련되어 상기 선회스크롤(130)의 유동으로 인해, 상기 프레임(160)과 선회스크롤(130)의 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스크롤압축기.