KR200150825Y1 - 스크롤압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크롤압축기에 관한 것으로, 그 목적은 고정블럭과 고정스크롤의 사이에 고정스크롤의 유동을 지지해주는 스프링을 마련하여 조립성을 향상시키며 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 반경방향 틈새를 없앰으로써 압출효율을 향상되는 스크롤압축기의 제공하는 것이다.

본 고안은, 그 내부가 밀폐된 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내부에 설치된 모터(170)와, 상기 모터(170)의 회전자(172)에 압입고정 설치된 회전축(160)과, 상기 회전축(160)을 지지하는 프레임(180)과, 익(142)이 구비된 선회스크롤(140)과, 압축실(150)을 형성시키고 인벌류트형상의 익(132)이 구비되며 상면에는 토출구(131)가 돌출형성된 고정스크롤(130)과, 상기 하우징(100)의 내부에 결합된 고정블럭(120)으로 이루어진 스크롤압축기에 있어서, 상기 고정스크롤(130)의 상면에1의 직경을 갖고 원형으로 돌출형성되 결합홈(134)과, 상기 결합홈(134)이 형성된 상기 고정스크롤(130)과 상기 선회스크롤(140)사이의 틈새발생을 억제하도록

Description

스크롤압축기

본 고안은 냉매를 고온고압으로 하는 압축시키는 스크롤압축기에 대한 것으로, 더상세하게는 축방향으로 유동하는 고정스크롤을 탄력적으로 지지해주는 탄성부재를 개선하여 조립이 용이하고, 기울어짐이 방지되어 냉매의 누설이 방지되는 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.

제1도는 일반적인 스크롤압축기의 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이 밀폐된 용기로 형성되며 흡입관(11)과 토출관(12)이 이격 설치되는 하우징(10)의 내측상부에는 일벌류우트 형상의 익(32,42)을 가지는 고정스크롤(30)과 선회스크롤(40)이 서로 대향되게 결합되어 그 사이에 압축실(50)을 형성한다. 고정스크롤(30)의 상측으로는 하우징(10)의 내부를 구획하는 고정블럭(20)이 마련되어 있으며 이 고정블럭(20)은 압축실(50)과 연통되는 고정스크롤(30)의 토출구(31)와 결합하여 상부에는 압축실(50)에서압축된 고온, 고압의 냉매가 토출되는 토출실(14)이 형성되고, 하측으로는 외부의 냉매를 흡입하는 흡입실(13)이 형성된다. 그리고 선회스크롤(40)은 그 하측에 마련된 모터(70)의 회전력을 회전축(60)을 통하여 전달받아 편심부시(61)에 의해 편심회전되는 것으로서, 회전축(60)은 모터(70)에 입설되고 상측 끝단은 편심되게 마련되어 선회스크롤(40)의 편심부시(61)와 결합하게 된다. 그리고 선회스크롤(40)과 모터(70)의 사이에는 선회스크롤(40)과 회전축(60)을 지지하는 프레임(80)이 마련된다. 이 프레임(80)은 하우징(10)의 내부벽면에 결합, 고정되어 있으며 그 내부에 회전축(60)이 삽입, 설치되어 회전을 지지하고, 상측으로는 선회스크롤(40)과의 사이에 올드햄링(62)을 개재하여 선회스크롤(40)의 자전 방지와 하측으로의 지지를 하게된다.

제2도는 판스프링을 개재하여 고정된 프레임(80)과 고정스크롤(30)의 체결구조를 상측에서 본 평단면도이다. 이에 도시한 바와 같이 프레임(80)과 고정스크롤(30)의 사이에는 Ⅴ자 형상의 판스프링(90)이 마련된다. 이 판스프링(90)은 그 양쪽에 마련된 끝단(91)이 고정스크롤(30)에 볼트(93)로 결합되어 있으며 그 중간부분에 형성된 중간단(92)은 프레임(80)에 볼트(93)로 결합되어 있어 스크롤압축기의 작동시 압축실(50)의 팽창으로 인한 고정스크롤(30)이 이동하게 되었을 때 탄성복원시켜주는 역할을 하는 것이다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. 고정스크롤(30)과 프레임(80)에는 볼트(93)가 체결되는 나사홈(35,85)이 마련되어 있다. 이 나사홈(35,85)의 상측으로 판스프링(90)을 설치한 후에 핀(미도시)을 삽입하고 고정스크롤(30)과 프레임(80)을 가조립하고, 이 핀(미도시)과 볼트(93)를 대체해가며 조립을 하는 것이다.

이러한 종래의 스크롤압축기에서는 모터(70)의 작동으로 선회스크롤(40)이 회전함에 따라 냉매가 흡입관(11)을 통해 압축실(50)로 유입되어 압축되고, 압축된 냉매가스는 토출실(14)을 거쳐 외부 사이클측으로 배출된다. 그러나 설계상 또는 제작상의 오차 등의 문제로 고정스크롤(30)과 선회스크롤(40)의 사이에는 축방향틈새(Clearanme)가 필연적으로 존재하게 되므로 이때 판스프링은 이러한 틈새를 줄여주는 역할을 한다. 또한 고정스크롤(30)이 프레임(80)에 대해 상, 하 축방향으로의 탄력적이며 적극적인 순응이 이루어지게 되어 압축실(50)내로 액냉매나 이물질이 유입되었을 때 익(32,42)이 변형되거나 파손되는 등을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

그러나 이와 같은 구성되어 작동하는 스크롤압축기는 판스프링을 프레임이나 고정스크롤에 결합할 때 볼트로서 체결하므로 이를 위해서는 별도로 마련된 핀 등의 치공구와 렌치 등을 이용해야한다. 또한 압축실의 내부에서 압력이 발생하는 부분이 일정하지 않고, 이를 지지하는 판스프링은 그주변의 다른 판스프링과 서로 개별적인 탄성력을 발생하게 됨으로 서로의 사이에는 탄성력이 미약해지게 되어 그 사이는 편향되어 기울게 된다. 이로 인해 선회스크롤의 전복거동(Wobbling Motion)이 발생하게 되며, 익간 틈새 증가로 인해 냉매가 누설되어 압축효율이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안은 목적은 고정블럭과 고정스크롤의 사이에 고정스크롤의 유동을 지지해주는 스프링을 마련하여 조립성을 향상시키며 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 반경방향 틈새를 없앰으로써 압축효율을 향상되는 스크롤압축기를 제공하는 것이다.

제1도는 일반적인 스크롤압축기의 단면도이다.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 보인 단면도이다.

제3도는 본 고안에 따른 스크롤압축기의 단면도이다.

제4도는 제3도의 압축부를 분해도시한 도면이다.

제5도는 제4도의Ⅴ-Ⅴ선을 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 하우징 120 : 고정블럭

130 : 고정스크롤 134 : 결합홈

140 : 선회스크롤 180 : 프레임

200 : 지지핀 300 : 결합공

310 : 고정홈 320 : 안내홀

400 : 코일스프링

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 그 내부가 밀폐되며 흡입관 및 토출관이 설치된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되며 고정자 및 회전자를 구비한 모터와, 상기 모터의 회전자에 압입고정 설치된 회전축과, 상기 회전축을 지지하는 프레임과, 상기 프레임에 지지되어서 회전되는 상기 회전축에 결합되어 선회운동되며 인벌류트형상의 익이 구비된 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과 조립되어서 압축실을 형성시키고 인벌류트형상의 익이 구비된 선회스크롤과, 상기 선회스크롤과 조립되어서 압축실을 형성시키고 인벌류트형상의 익을 구비하며 상면에는 토출구가 돌출형성된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤의 토출구와 결합되는 토출홀이 형성되고 외주가 하단으로 단차지게 형성되어 상기 하우징의 내부에 결합된 고정블럭으로 이루어진 스크롤압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 상면에1의 직경을 갖고 원형으로 돌출형성된 결합홈과, 상기 결합홈이 형성된 상기 고정스크롤과 상기 선회스크롤사이의 틈새발생을 억제하도록1의 직경을 갖고 다수번 권회되어 형성되며 하단이 상기 결합홈에 안착되고 상단이 상기 고정블럭의 내면에 접한 코일스프링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부도면을 참조하면서 본 고안에 따른 실시 예를 설명한다. 제3도를 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 고정자(171)와 회전자(172)로 된 모터(170)가 설치된다. 외측의 고정자(171)는 하우징(100)의 내면에 압입고정되며 내측의 회전자(172)는 회전가능하게 설치된다. 이 회전자(172)에 회전축(160)이 압입, 고정되고, 회전축(160)의 상반부에는 프레임(180)이 고정되어 회전축(160)을 지지함과 동시에 모터(170)와의 사이에 흡입실(103)을 형성한다.

회전축(160)의 상단에는 선회스크롤(140)이 설치된다. 이 선회스크롤(140)은 원반 형상의 몸체 상면에 인벌류트 형상의 익(142)이 형성된 것이다. 이러한 선회스크롤(140)은 편심부시(161)에 의해 회전축(160)에 대해 편심되어 설치된다. 또한 선회스크롤(140)과 프레임(180) 사이에는 올드햄링(162)이 설치되어 선회스크롤(140)의 자전운동을 방지한다. 즉, 선회스크롤(140)은 회전축(160)의 중심에 대해 공전운동 즉 선회운동을 하는 것이다.

선회스크롤(140)의 상측에는 고정스크롤(130)이 설치된다. 고정스크롤(130)은 선회스크롤(140)과 짝을 이루어 압축실(150)을 형성하는 것으로 원반 형상의 몸체와 이 몸체의 하면에 형성된 인벌류트 형상의 익(132)을 포함하며 축방향으로 승강하도록 프레임(180)에 지지핀(200)으로서 결합되어있다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. 프레임(180)과 고정스크롤(130)의 외측 끝단에는 다수개의 결합공(300)이 마련된다. 이 결합공(300)은 고정스크롤(130)을 관통하는 안내홀(320)과 프레임(180)에 마련된 고정홈(310)으로 마련되며 여기에 지지핀(200)이 삽입되어 고정홈(310)에 결합하게 된다. 이로써 고정스크롤(130)이 유동하게 될 때 축방향으로 승하강을 안내하게 되며 반경방향으로의 유동은 제한하여 고정스크롤(130)과 선회스크롤(140) 사이의 익(132,142)간 틈새의 발생으로 인한 냉매의 누설을 방지하는 것이다. 또한 조립과정에서 지지핀(200)은 고정스크롤(130)과 프레임(180)의 중심을 맞추는 역할을 하므로 조립이 간편해지고, 고정스크롤(130)의 반경방향 변위를 방지하는 역할을 한다. 즉, 고정블럭(120)에 핀을 사용하여 가동스크롤을 조립하므로 조립성이 양호해지고, 고정스크롤(130)의 반경방향의 변위가 방지되어 익(132,142)간의 반경방향의 틈새를 없애준다.

한편 고정스크롤(130)에는 내부에 형성되는 압축실(150)과 연통되는 토출구(131)가 상측으로 마련되며 이 토출구(131)에는 하우징(100)의 내부를 흡입실(103)과 토추릴(104)로 분할라는 고정블럭(120)이 결합하게 된다.

이를 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이에 도시한 바와 같이 고정블럭(120)은 하우징(100)의 내부에 결합하며 그 외주부는 하측으로 단차가 형성되어 내부에는 고정스크롤(130)이 삽입될 수 있는 공간이 형성된다. 그리고 내부 중심부분에는 압축실(150)과 연통하는 토출구(131)와 결합되는 토출홀(121)이 마련되어 토출구(131)를 통해 압축된 고온, 고압의 냉매가 하우징(100)의 내부 천정면과의 사이에 형성되는 토출실(104)로 토출된다.

고정블럭(120)과 고정스크롤(130)의 사이에는 본 고안의 특징적인 요소인 코일스프링(400)이 마련된다. 이 코일스프링(400)은 여러번 권선된1의 직경을 갖는 코일스프링으로서 일측이 고정스크롤(130)의 상부면에 마련된 결합홈(134)에 삽입, 고정되며 타측은 고정블럭(120)의 배면에 위치하게 되어 고정블럭(120)과 고정스크롤(130)의 결합시에 그 사이로 삽입되어 압축기의 작동시 고정스크롤(130)이 유동하여 선회스크롤(140)의 익(132,142)간의 틈새가 발생하는 것을 억제하며 또한 익(132,142)간에 이물질이 유입되었을 때 이에 대한 탄력적인 대응을 할 수 있도록 하는 것이다.

제5도는 제4도의 Ⅴ-Ⅴ단면도로써 고정스크롤(130)의 상측에서 하측으로 본 상태이다. 이에 도시한 바와 같이 중심부에는 토출구(131)가 마련되고 토출구(131)의 외측으로1의 직경을 갖고 원형으로 돌출형성된 결합홈(134)이 마련되어 있으며 그 내부에는 코일스프링(400)이 설치되어있다. 그리고, 고정스크롤(130)과 프레임(180이 겹쳐지는 외주부에는 지지핀(200)이 삽입되어있다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 스크롤압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다. 모터(170)의 작동으로 회전자(172)와 회전축(160)이 회전한다. 회전자(172)의 회전운동은 편심부시(161)를 거치면서 선회스크롤(140)의 선회운동으로 전환되고, 특히 올드햄링(162)은 선회스크롤(140)이 자전하는 것을 방지한다. 이 때 냉매가 흡입관(101)과 흡입실(103)을 통해 압축실(150)로 흡입된다. 선회스크롤(140)의 선회운동에 의해 압축실(150)에서는 압축과 흡입이 동시에 이루어지고, 압축된 냉매는 토출구(131)를 통해 토출실(104)로 토출된다. 이때 압축실(150)의 압력으로 고정스크롤(130)은 그 상측에 마련된 코일스프링(400)의 탄성력에 저항을 받으며 지지핀(200)의 안내를 받아 기울어짐 없이 승강하게 되므로 압축실(150)의 익(132,142)간에서 발생할 수 있는 축방향틈새와 반경방향틈새를 줄일 수 있게 되어 높은 압축효율을 얻을 수 있다. 이로써 별도의 배압실 구조를 채용하지 않고서도 충분한 축방향 실링 효과를 가져올 수 있다. 또한 초기 기동시 압축실(150)내에 액냉매가 들어 있는 경우나 압축실(150)에 이물질이 삽입되었을 때는 기동부하가 크게 발생한다. 이 때의 부하가 코일스프링(400)의 탄성력보다 강하게 작용하게 되면 고정스크롤(130)이 지지핀(200)을 따라 상향 이동하면서, 선회스크롤(140)의익(132,142)과의 사이에 틈새가 증가되어 큰 기동부하를 경감시키므로 기동부하를 줄이게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 스크롤 압축기는 고정블럭과 고정스크롤의 결합시 그 사이에 코일스프링을 삽입하게 됨으로써 탄성부재의 결합이 오나료되므로 조립공정이 간단해지며 고정스크롤이 축방향으로 유동하는 것에 대해 탄력적으로 대응할 수 있다. 또한 고정스크롤과 프레임의 사이에 마련되는 결합부로 인해 반경방향으로 틈새를 줄일 수 있어 이에 따라 전복모멘트가 감소되어 선회스크롤의 거동이 안정되고, 냉매누설이 감소되므로 압축효율이 향상되는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 그 내부가 밀폐되며 흡입관(101) 및 토출관(102)이 설치된 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내부에 설치되며 고정자(171) 및 회전자(172)를 구미한 모터(170)와, 상기 모터(170)의 회전자(172)에 압입고정 설치된 회전축(160)과, 상기 회전축(160)을 지지하는 프레임(180)과, 상기 프레임(180)에 지지되어서 회전되는 상기 회전축(160)에 결합되어 선회운동되며 인벌류트형상의 익(142)이 구비된 선회스크롤(140)과, 상기 선회스크롤(140)과 조립되어서 압축실(150)을 형성시키고 인벌류트형상의 익(132)이 구비되며 상면에는 토출구(131)가 돌출형성된 고정스크롤(130)과, 상기 고정스크롤(130)의 토출구(131)와 결합되는 토출홀(121)이 형성되고 외주가 하단으로 단차지게 형성되어 상기 하우징( 100)의 내부에 결합된 고정블럭(120)으로 이루어진 스크롤압축기에 있어서, 상기 고정스크롤(130)의 상면에1의 직경을 갖고 원형으로 돌출형성된 결합홈(134)과, 상기 결합홈(134)이 형성된 상기 고정스크롤(130)과 상기 선회스크롤(140)사이의 틈새발생을 억제하도록1의 직경을 갖고 다수번 권회되어 형성되며 하단이 상기 결합홈(134)에 안착되고 상단이 상기 고정블럭(120)의 내면에 접한 코일스프링(400)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤압축기.