KR200167998Y1 - 스크롤 압축기의 역회전 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것으로서, 본 고안은 냉매가스를 압축시킬 수 있도록 서로 맞물려 복수개의 압축실을 형성하는 고정스크롤 및 선회스크롤과, 상기 선회스크롤의 하측에 설치되어 선회스크롤을 지지하는 메인프레임을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤은 상면과 하면이 각각 고정스크롤과 메인프레임에 접촉되어 상기 고정스크롤과 메인프레임에 의해 지지되는 경판부와, 상기 경판부의 상면에 인벌루트 형상으로 형성된 랩을 포함하고, 상기 경판부와 고정스크롤 또는 메인프레임 사이에는 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단이 설치됨으로써 선회스크롤의 역회전으로 인한 이상 소음과 압축부를 비롯한 다른 기구부의 오작동이 방지되어 압축기의 성능 및 신뢰성이 향상되도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 역회전 방지구조{STRUCTURE FOR PREVENTION OF ANTI-ROTATION OF ORBITING SCROLL COMPRESSOR}

본 고안은 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것으로서, 특히 선회스크롤의 경판부와 고정스크롤 또는 메인프레임 사이에 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단을 설치한 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기에는 도 1에 도시된 바와 같이, 인벌루트 형상의 랩(Wrap)을 갖는 고정스크롤(1)과 선회스크롤(3)이 서로 마주 보도록 맞물려짐으로써 상기 고정스크롤(1)과 선회스크롤(3)의 측벽면과 바닥면에 의해서 여러 개의 크고 작은 초생달 모양의 압축실(P)이 형성된다. 이때, 상기 선회스크롤(3)의 인벌루트 형상의 랩은 상기 고정스크롤(1)의 인벌루트 형상의 랩과 180°의 위상차를 가지도록 형성되어 있다.

상기한 구조에서, 상기 고정스크롤(1)에 대해 상기 선회스크롤(3)이 선회운동을 하게 되면 초생달 모양의 압축실이 상기 고정스크롤(1) 및 선회스크롤(3)의 중심부 쪽으로 이동되면서 그 체적이 점점 감소되어, 결과적으로 상기 고정스크롤(1) 및 선회스크롤(3) 내부의 냉매를 압축시키게 된다.

이와 같은 압축 작용은 연속적이고 대칭적으로 이루어지므로 왕복동식 압축기 또는 로터리 압축기보다 부하의 변동폭이 훨씬 작게 된다. 따라서, 스크롤 압축기는 진동 및 소음, 압축효율, 신뢰성 등의 측면에서 다른 타입의 압축기보다 아주 유리하다.

도 2를 참조하여 더 상세하게 설명하면, 종래 기술에 따른 스크롤 압축기에서는 흡입파이프(5)를 통해 압축기 내부로 유입된 냉매는 고정스크롤(1)의 한쪽 측면에 형성된 흡입포트를 통해 상기 고정스크롤(1) 및 선회스크롤(3)의 내부로 공급된다. 이때, 상기한 냉매의 일부는 상기 고정스크롤(1)의 흡입포트 쪽에 형성되어 있는 압축실(P)로 유입되고, 나머지 일부는 상기 고정스크롤(1)의 안내통로를 따라 180°반대쪽에 형성되는 압축실(P)로 유입되어, 동시에 양쪽에서 대칭적으로 압축되기 시작한다.

이와 동시에, 모터의 고정자(7)에 전기를 흘리면 유동 전기에 의하여 내측의 회전자(9)가 회전 운동하게 된다. 그리고, 상기 회전자(9)의 중심에는 크랭크샤프트(11)가 압입되어 있어 상기 회전자(9)와 함께 크랭크샤프트(11)가 회전되면서 상기 크랭크샤프트(11)의 편심부(11a)에 결합된 선회스크롤(3)이 선회 운동하게 된다.

이때, 상기 선회스크롤(3)은 메인프레임(13)과 선회스크롤(3) 사이에 설치되어 선회스크롤(3)에 한방향 키이홈으로 연결된 올담링(15)에 의해서 자전하지 않고 선회 운동만 하게 되며, 상기 크랭크샤프트(11)는 상단과 하단이 각각 메인프레임(13)과 서브프레임(17)에 지지되어 있다.

이후, 상기 고정스크롤(1)과 선회스크롤(3)의 상호 운동에 의하여 압축실(P)이 중심부 쪽으로 이동되면서 그 체적이 점점 감소되어 상기 압축실(P) 내의 냉매가 압축된다.

이와 같이 상기 고정스크롤(1)과 선회스크롤(3)에 의하여 압축된 냉매는 상기 고정스크롤(1)의 중심부에 형성된 토출포트(1a)를 통해 토출실(18)을 거쳐 토출파이프(19)로 제공된 후, 상기 토출파이프(19)를 통해 압축기 외부로 토출되어 냉동사이클을 순환하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 과도한 부하가 발생되거나 급격히 전압이 떨어지는 경우 또는 갑작스러운 정전 현상이 발생되는 경우, 모터의 정동토크가 부족하거나 기타 다른 이유에 의하여 선회스크롤(3)이 역회전하게 되어도 상기 선회스크롤(3)의 역회전을 막을 별도의 기구가 없기 때문에 선회스크롤(3)의 역회전으로 인한 이상 소음이 발생됨은 물론, 고정스크롤(1)과 선회스크롤(3)을 포함하는 압축부 및 주변 기구부의 오작동이 발생되어 압축기의 성능 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선회스크롤의 경판부와 고정스크롤 또는 메인프레임 사이에 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단을 설치함으로써 선회스크롤의 역회전으로 인한 이상 소음과 압축부를 비롯한 다른 기구부의 오작동을 방지하여 압축기의 성능 및 신뢰성이 향상되도록 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 압축 원리가 도시된 도면,

도 2는 종래 기술에 따른 스크롤 압축기의 내부구조가 도시된 종단면도,

도 3은 본 고안의 제 1 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 도시된 구성도,

도 4는 도 3의 A-A선 단면도,

도 5는 본 고안에서 선회스크롤이 정회전하는 경우 역회전 방지수단이 동작되는 상태가 도시된 도면,

도 6은 본 고안에서 선회스크롤이 역회전하는 경우 역회전 방지수단이 동작되는 상태가 도시된 도면,

도 7은 본 고안의 제 2 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 도시된 구성도,

도 8은 도 7의 B-B선 단면도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51, 151 : 고정스크롤 53, 153 : 선회스크롤

53a, 153a : 경판부 55, 155 : 메인프레임

60, 160 : 역회전 방지수단 61, 161 : 역회전 방지핀

63, 163 : 가이드홈 64, 164 : 편심부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 스크롤 압축기의 역회전 방지구조의 특징은, 냉매가스를 압축시킬 수 있도록 서로 맞물려 복수개의 압축실을 형성하는 고정스크롤 및 선회스크롤과, 상기 선회스크롤의 하측에 설치되어 선회스크롤을 지지하는 메인프레임을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤은 상면과 하면이 각각 고정스크롤과 메인프레임에 접촉되어 상기 고정스크롤과 메인프레임에 의해 지지되는 경판부와, 상기 경판부의 상면에 인벌루트 형상으로 형성된 랩을 포함하고, 상기 경판부와 고정스크롤 또는 메인프레임 사이에는 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단이 설치된 것이다.

또한, 본 고안의 부가적인 특징은, 상기 역회전 방지수단은 선회스크롤의 경판부 또는 고정스크롤의 어느 한쪽에 돌출되게 형성된 역회전 방지핀과, 상기 경판부 또는 고정스크롤의 다른 한쪽에 상기 역회전 방지핀과 결합되어 선회스크롤의 회전에 따른 역회전 방지핀의 원운동을 안내하도록 상기 역회전 방지핀의 궤적과 동일한 형태로 형성되는 동시에 일측에는 상기 선회스크롤의 역회전시 상기 역회전 방지핀이 걸려 고정되는 편심부가 형성된 가이드홈으로 구성되는데 있다.

또한, 본 고안의 부가적인 특징은, 상기 역회전 방지수단은 선회스크롤의 경판부 또는 메인프레임의 어느 한쪽에 돌출되게 형성된 역회전 방지핀과, 상기 경판부 또는 메인프레임의 다른 한쪽에 상기 역회전 방지핀과 결합되어 선회스크롤의 회전에 따른 역회전 방지핀의 원운동을 안내하도록 상기 역회전 방지핀의 궤적과 동일한 형태로 형성되는 동시에 일측에는 상기 선회스크롤의 역회전시 상기 역회전 방지핀이 걸려 고정되는 편심부가 형성된 가이드홈으로 구성되는데 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안은, 상기한 역회전 방지수단에 의하여 선회스크롤의 역회전이 방지되므로 상기 선회스크롤의 역회전으로 인한 이상 소음과 압축부를 비롯한 다른 기구부의 오작동이 방지되어 압축기의 성능 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

이하, 본 고안의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 고안의 제 1 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 도시된 구성도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이고, 도 5는 본 고안에서 선회스크롤이 정회전하는 경우 역회전 방지수단이 동작되는 상태가 도시된 도면이고, 도 6은 본 고안에서 선회스크롤이 역회전하는 경우 역회전 방지수단이 동작되는 상태가 도시된 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 고안의 제 1 실시 예는, 냉매가스를 압축시킬 수 있도록 서로 맞물려 복수개의 압축실을 형성하는 고정스크롤(51) 및 선회스크롤(53)과, 상기 선회스크롤(53)의 하측에 설치되어 선회스크롤(53)을 지지하는 메인프레임(55)을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤(53)은 상면과 하면이 각각 고정스크롤(51)과 메인프레임(55)에 접촉되어 상기 고정스크롤(51)과 메인프레임(55)에 의해 지지되는 경판부(53a)와, 상기 경판부(53a)의 상면에 인벌루트 형상으로 형성된 랩(53b)을 포함하고, 상기 경판부(53a)와 고정스크롤(51) 사이에는 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤(53)의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단(60)이 설치된다.

여기서, 상기 역회전 방지수단(60)은 도 4에 도시된 바와 같이, 선회스크롤(53)의 경판부(53a) 상면에 상측으로 돌출되게 형성된 역회전 방지핀(61)과, 상기 고정스크롤(51)에 상기 역회전 방지핀(61)과 결합되어 선회스크롤(53)의 회전에 따른 역회전 방지핀(61)의 원운동을 안내하도록 상기 역회전 방지핀(61)의 궤적과 동일한 형태로 형성되는 동시에 일측에는 상기 선회스크롤(53)의 역회전시 상기 역회전 방지핀(61)이 걸려 고정되는 편심부(64)가 형성된 가이드홈(63)으로 구성된다.

즉, 상기 역회전 방지수단(60)은 선회스크롤(53) 경판부(53a)의 임의의 한 점이 일정한 반경을 가진 원운동을 하게 되는 것을 이용하여 상기 선회스크롤(53)의 정회전시에는 역회전 방지핀(61)이 가이드홈(63)을 따라 정상적으로 회전되고, 상기 선회스크롤(53)의 역회전시에는 역회전 방지핀(61)이 가이드홈(63)의 편심부(64)에 걸려 고정되도록 되어 있다.

다른 실시 예에 따르면, 상기 역회전 방지핀이 고정스크롤에 형성되고, 상기 가이드홈(63)이 경판부(53a)의 상면에 형성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 역회전 방지구조의 동작을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 선회스크롤(53)의 정회전시에는 상기 선회스크롤(53)의 경판부(53a)에 형성된 역회전 방지핀(61)이 고정스크롤(51)에 형성된 가이드홈(63)을 따라 도 5에 표시된 화살표 방향으로 회전된다. 이때, 상기 역회전 방지핀(61)은 일정한 반경을 가지는 원운동을 하게 되며, 이러한 원운동은 상기 가이드홈(63)에 의해 안내받게 된다.

상기와 같이 압축기가 정상 운전되다가 과도한 부하가 발생되거나 급격히 전압이 떨어지는 경우 또는 갑작스러운 정전 현상이 발생되는 경우에는 고정자와 회전자로 이루어진 모터의 정동토크가 부족하거나 기타 다른 이유에 의하여 상기 선회스크롤(53)이 역회전하게 된다.

이와 같이 선회스크롤(53)이 역회전되면 상기 역회전 방지핀(61)이 가이드홈(63)을 따라 도 6에 표시된 화살표 방향으로 회전되다가 상기 가이드홈(63)의 일측에 형성된 편심부(64)에 걸려 고정된다. 이로써, 상기 선회스크롤(53)의 역회전은 방지되게 된다.

한편, 도 7은 본 고안의 제 2 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 도시된 구성도이고, 도 8은 도 7의 B-B선 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 고안의 제 2 실시 예는, 냉매가스를 압축시킬 수 있도록 서로 맞물려 복수개의 압축실을 형성하는 고정스크롤(151) 및 선회스크롤(153)과, 상기 선회스크롤(153)의 하측에 설치되어 선회스크롤(153)을 지지하는 메인프레임(155)을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤(153)은 상면과 하면이 각각 고정스크롤(151)과 메인프레임(155)에 접촉되어 상기 고정스크롤(151)과 메인프레임(155)에 의해 지지되는 경판부(153a)와, 상기 경판부(153a)의 상면에 인벌루트 형상으로 형성된 랩(153b)을 포함하고, 상기 경판부(153a)와 메인프레임(155) 사이에는 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤(153)의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단(160)이 설치된다.

여기서, 상기 역회전 방지수단(160)은 도 8에 도시된 바와 같이, 선회스크롤(153)의 경판부(153a) 하면에 하측으로 돌출되게 형성된 역회전 방지핀(161)과, 상기 메인프레임(155)에 상기 역회전 방지핀(161)과 결합되어 선회스크롤(153)의 회전에 따른 역회전 방지핀(161)의 원운동을 안내하도록 상기 역회전 방지핀(161)의 궤적과 동일한 형태로 형성되는 동시에 일측에는 상기 선회스크롤(153)의 역회전시 상기 역회전 방지핀(161)이 걸려 고정되는 편심부(164)가 형성된 가이드홈(163)으로 구성된다.

다른 실시 예에 따르면, 상기 역회전 방지핀이 메인프레임에 형성되고, 상기 가이드홈이 상기 경판부의 하면에 형성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 제 2 실시 예의 동작은 전술한 제 1 실시 예의 동작과 동일하다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 고안에 따른 스크롤 압축기의 역회전 방지구조는, 선회스크롤(53, 153)의 경판부(53a, 153a)와 고정스크롤(51) 또는 메인프레임(155) 사이에 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤(53, 153)의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단(60, 160)을 설치함으로써 선회스크롤(53, 153)의 역회전으로 인한 이상 소음과 압축부를 비롯한 다른 기구부의 오작동이 방지되어 압축기의 성능 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 본 고안은 상기 역회전 방지수단(60, 160)을 구비함으로써 모터의 정동토크를 최적화할 수 있게 되어 고효율의 모터 개발이 가능하게 되고, 이에 따라 압축기의 성능을 한층 더 높일 수 있게 되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 냉매가스를 압축시킬 수 있도록 서로 맞물려 복수개의 압축실을 형성하는 고정스크롤 및 선회스크롤과, 상기 선회스크롤의 하측에 설치되어 선회스크롤을 지지하는 메인프레임을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 선회스크롤은 상면과 하면이 각각 고정스크롤과 메인프레임에 접촉되어 상기 고정스크롤과 메인프레임에 의해 지지되는 경판부와, 상기 경판부의 상면에 인벌루트 형상으로 형성된 랩을 포함하고,

   상기 경판부와 고정스크롤 또는 메인프레임 사이에는 핀-홈 결합을 이용하여 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하는 역회전 방지수단이 설치된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 역회전 방지수단은 선회스크롤의 경판부 또는 고정스크롤의 어느 한쪽에 돌출되게 형성된 역회전 방지핀과, 상기 경판부 또는 고정스크롤의 다른 한쪽에 상기 역회전 방지핀과 결합되어 선회스크롤의 회전에 따른 역회전 방지핀의 원운동을 안내하도록 상기 역회전 방지핀의 궤적과 동일한 형태로 형성되는 동시에 일측에는 상기 선회스크롤의 역회전시 상기 역회전 방지핀이 걸려 고정되는 편심부가 형성된 가이드홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 역회전 방지수단은 선회스크롤의 경판부 또는 메인프레임의 어느 한쪽에 돌출되게 형성된 역회전 방지핀과, 상기 경판부 또는 메인프레임의 다른 한쪽에 상기 역회전 방지핀과 결합되어 선회스크롤의 회전에 따른 역회전 방지핀의 원운동을 안내하도록 상기 역회전 방지핀의 궤적과 동일한 형태로 형성되는 동시에 일측에는 상기 선회스크롤의 역회전시 상기 역회전 방지핀이 걸려 고정되는 편심부가 형성된 가이드홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.