KR200231010Y1 - 스크롤압축기의역회전방지구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것으로, 종래에는 고압부와 저압부를 분리하는 고저압 분리판에 압축기의 정지시 고압부의 가스가 저압부로 유입되는 것을 방지하도록 역지변을 설치하여 역류로 인한 선회스크롤의 역회전을 방지하게 됨으로써 역지변에 작동에 의한 소음발생 및 부품수가 많이 사용되는 단점이 있었는 바, 본 고안은 선회스크롤의 자전을 방지하는 구조를 이용하여 선회스크롤의 역회전을 원천적으로 방지하여 구조를 간소화하고 부품수를 줄임으로써 조립 공정을 감소시켜 조립생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 생산원가를 감소시키고, 또한 역회전 발생으로 유발되는 소음저감 및 압축효율을 방지하며, 유로저항을 감소시켜 압축기의 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 역회전 방지구조{STRUCTURE FOR PREVENTING REVERSE ROTATION OF SCROLL IN SCROLL COMPRESSOR}

본 고안은 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것으로, 특히 압축기의 운전 정지시 고압부의 가스가 역류함에 의해 선회스크롤이 역회전되는 것을 방지할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 역회전 방지구조에 관한 것이다.

일반적인 스크롤압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 체적을 갖는 밀폐용기(1)의 내부 상,하측으로 상부프레임(2)과 하부프레임(3)이 각각 결합되며, 상기 상부프레임(2)과 하부프레임(3)의 사이에 모터를 이루는 고정자(4) 및 회전자(5)가 설치되어 있다. 그리고 상기 회전자(5)의 중심에 회전자(5)의 회전에 따라 함께 회전하는 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 결합되어 있으며, 상기 상부프레임(2)에 고정스크롤(7)이 고정되어 있다. 그리고 상기 고정스크롤(7)에 형성된 인벌류트 곡선 형상의 랩(7a)과 이에 맞물리는 선회스크롤(8)의 랩(8a)이 선회 가능하도록 맞물려 있으며, 상기 선회스크롤(8)의 하부는 상기 회전축(6)의 편심부(6a)와 결합되어 있다. 또한 상기 선회스크롤(8)의 하부에는 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 올담링(9)이 결합되어 있다.

그리고 상기 고정스크롤(7)의 상면에 결합되어 밀폐용기(1)의 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판(10)이 다수개의 볼트(11)에 의해 결합되며, 그 고저압 분리판(10)에는 압축공간인 포켓공간에서 압축된 고온고압의 냉매가스의 흐름을 조절하는 역지변(12) 및 역지변하우징(13)이 결합되어 있다. 상기 밀폐용기(1)의 일측에는 냉매가스가 흡입되는 흡입관(14) 및 토출관(15)이 결합되며, 상기 고정스크롤(7)에는 토출포트(7b)가 형성되어 있다. 또한 상기 밀폐용기(1)의 하부에는 슬라이딩되는 부분에 공급되는 오일이 채워져 있다.

상기한 바와 같은 각 구성 부품을 포함하여 구성된 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 인가되는 전류에 의해 회전자(5)가 회전하게 되면 회전자(5)의 회전에 의해 회전축(6)이 회전하면서 회전축 편심부(6a)의 편심된 거리를 반지름으로 하여 선회스크롤(8)을 원운동,즉 공전운동시키게 된다. 상기 선회스크롤(8)은 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 축 중심을 원점으로 하여 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회원을 그리며 선회 운동하게 된다. 상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 고정스크롤(7)의 랩(7a)과 선회스크롤(8)의 랩(8a)에 의해 압축공간인 포켓(P)이 형성되며 그 포켓은, 도 2에 도시한 바와 같이, 지속되는 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입되는 냉매가스를 압축하여 토출포트(7b)를 통해 토출시키게 된다.

상기 구조에서 회전축(6)의 회전력을 전달받아 선회 운동하는 선회스크롤(8)이 자전운동이 방지되면서 선회 운동하도록 하는 종래의 자전방지구조는 다음과 같다.

종래의 스크롤 압축기의 자전방지구조는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상부프레임(2)의 상면양측에 일직선상으로 가이드홈(2a)이 각각 형성되어 있고, 원형링으로 형성된 올담링(9)의 하면에 상기 가이드홈(2a)에 삽입되는 하면 돌기(9a)가 각각 형성되며 상면에 상기 하면 돌기(9a)와 수직선상으로 두개의 상면 돌기(9b)가 각각 형성되어 올담링(9)의 하면 돌기(9a)가 상부프레임 가이드홈(2a)에 삽입되도록 결합된다. 그리고 선회스크롤(8)의 하면에 상기 상면 돌기(9b)에 삽입되는 선회스크롤 가이드홈(8b)이 형성되어 선회스크롤 가이드홈(8b)이 상기 올담링(9)의 상면 돌기(9b)에 삽입되도록 결합되어 이루어진다. 상기 가이드홈(2a)(8b)과 돌기(9a)(9b)는 그 단면 형상이 사각 형태로 형성되어 있다.

상기 선회스크롤(8)은 하부에 보스부(8c)가 형성되어 있으며, 이 보스부(8c)에 회전축(6)의 편심부(6a)가 삽입되어 결합되어 있어, 상기 회전축(6)의 회전력이 선회스크롤(8)에 전달되며, 상기 선회스크롤(8)은 한방향으로 선회 운동하면서 냉매가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다. 상기 회전축(6)의 회전력을 전달받아 선회스크롤(8)이 선회 운동하는 과정은, 도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 선회스크롤(8)이 회전축의 편심부(6a)에 결합되어 회전축(6)의 회전운동에 의해 편심거리를 반경으로 하여 원운동하게 된다. 상기 선회스크롤의 원운동은 올담링(9)의 상하면에 서로 수직방향을 두고 각각 형성된 상,하면 돌기(9a,9b)가 상부프레임 가이드홈(2a)과 선회스크롤 가이드홈(8b)을 따라 X축과 Y축상으로 움직이게 되면서 선회스크롤(8)의 자전을 방지하여 선회스크롤(8)이 선회 운동하게 된다.

상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 선회스크롤(8)과 고정스크롤의 랩(7a)이 이루는 포켓(P)에서 압축된 고온고압 상태의 냉매가스는 토출포트(7b)를 통해 토출되어 고압부와 저압부를 나누는 고저압 분리판(10)의 역지변(12)을 통해 고압부로 유입되고 이 고압부로 유입된 냉매가스는 토출관(15)을 통해 응축기로 유입된다. 그리고 압축기의 운전중 잠시 운전을 정지한 후 다시 운전될 경우, 고압부의 가스가 저압부로 역류되어 토출포트(7b)를 통해 고정스크롤의 랩(7a)과 선회스크롤의랩(8a)에 의해 형성되는 포켓내부로 유입되어 선회스크롤(8)을 역회전시키게 됨으로써 랩(7a)(8a)의 파손 및 소음을 발생시킬 뿐만 아니라 압축효율을 저하시키게 된다. 한편, 이를 방지하기 위하여 고저압 분리판(10)에 고압부의 가스가 저압부로 역류하는 것을 방지하기 위하여 역지변하우징(13)과 역지변(12)이 설치된다.

그러나 상기 고압부의 가스가 저압부로 역류되는 것을 방지하기 위하여 설치되는 역지변(12)은 상,하로 작동시 소음을 발생시키게 되고, 토출되는 토출가스가 역지변 하우징 및 역지변을 통하여 토출되어야 함으로 토출저항이 크게 된다. 또한 상기 고저압 분리판(10)과 고정스크롤(7)의 상면사이의 공간내의 압력에 의해 선회스크롤(8)이 역회전하게 되어 소음발생 및 압력손실을 유발시키게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 압축기의 운전 정지시 고압부의 가스가 역류함에 의해 선회스크롤이 역회전되는 것을 방지할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 역회전 방지구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기를 도시한 종단면도,

도 2는 상기 스크롤 압축기의 냉매 압축과정을 순서적으로 도시한 고정스크롤과 선회스크롤의 랩 단면도,

도 3은 상기 스크롤 압축기의 자전방지구조를 도시한 분해사시도,

도 4는 상기 스크롤 압축기에서 자전방지구조의 작동상태를 순서적으로 도시한 자전방지구조의 결합 평면도,

도 5는 본 고안의 스크롤 압축기의 역회전방지구조의 일예를 도시한 평면도,

도 6은 본 고안의 스크롤 압축기의 역회전방지구조의 다른 일예를 도시한 평면도,

도 7은 본 고안의 스크롤 압축기의 역회전방지구조에서 경사면의 변형예를 도시한 평면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

2 ; 상부프레임 2a ; 상부프레임 가이드홈

8 ; 선회스크롤 8b ; 선회스크롤 가이드홈

9 ; 올담링 9a ; 올담링의 하면 돌기

9b ; 올담링의 상면 돌기 S ; 가이드홈 경사부

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 상부프레임에 일직선상으로 소정의 간격을 두고 가이드홈이 각각 형성되고, 상기 상부프레임에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤의 하면에 일직선상으로 소정의 간격을 두고 가이드홈이 각각 형성되며, 환형링으로 형성된 일측면에 직선상으로 상면 돌기가 각각 형성되고 상기 환형링의 타측면에 상기 상면 돌기가 형성된 직각선상으로 하면 돌기가 각각 형성되어 이루어진 올담링의 하면 돌기들이 상기 상부프레임 가이드홈에 각각 삽입됨과 아울러 상기 상면 돌기들이 선회스크롤 가이드홈에 각각 삽입되어, 상기 올담링의 하면 돌기들과 상면 돌기들이 상부프레임 가이드홈과 선회스크롤 가이드홈을 따라 움직이면서 상기 선회스크롤의 자전을 방지하면서 상기 선회스크롤을 선회 운동시키는 자전방지구조가 구비된 스크롤 압축기에 있어서; 상기 선회스크롤의 역회전시 상기 올담링의 돌기들이 접촉되는 상기 가이드홈의 내측벽에 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하기 위하여 상기 올담링 돌기들의 움직임을 억제하는 경사진 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 제공된다.

상기 경사부는 상기 가이드홈의 내측이 벌어지는 형태를 이루도록 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 제공된다.

상기 경사부는 상기 가이드홈의 외측이 벌어지는 형태를 이루도록 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 제공된다.

상기 경사부는 상기 올담링의 상면 돌기가 삽입되는 상기 선회스크롤의 가이드홈 일측 내벽에 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 제공된다.

상기 경사부는 상기 올담링의 하면 돌기가 삽입되는 상기 상부프레임의 가이드홈 일측 내벽에 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조가 제공된다.

이하, 본 고안의 스크롤 압축기의 역회전 방지구조를 첨부도면에 도시할 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 스크롤 압축기의 역회전 방지구조는 상부프레임(2)에 일직선상으로 소정의 간격을 두고 가이드홈(2a)이 각각 형성되고, 상기 상부프레임(2)에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤(8)의 하면에 일직선상으로 소정의 간격을 두고 가이드홈(8b)이 각각 형성되며, 환형링으로 형성된 일측면에 직선상으로 상면 돌기(9b)가 각각 형성되고 타측면에 상기 상면 돌기(9b)가 형성된 직각선상으로 하면 돌기(9a)가 각각 형성되어 이루어진 올담링(9)의 하면 돌기(9a)가 상기 상부프레임 가이드홈(2a)에 각각 삽입됨과 아울러 상면 돌기(9b)가 선회스크롤 가이드홈(8b)에 각각 삽입되어, 상기 올담링의 하면 돌기(9a)와 상면 돌기(9b)가 상부프레임 가이드홈(2a)과 선회스크롤 가이드홈(8b)을 따라 움직이면서 선회스크롤(8)의 자전을 방지하면서 선회운동시키는 자전방지구조에서, 상기 선회스크롤의 역회전시 상기 올담링의 돌기들이 접촉되는 상기 가이드홈의 내측벽에 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하기 위하여 상기 올담링 돌기들의 움직임을 억제하는 경사진 경사부가 형성되어

이루어진다.

도 4는 종래 스크롤 압축기의 자전방지구조에서 선회스크롤이 정회전시 올담링의 돌기가 힘을 받는 상태를 각각 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 선회스크롤(8)이 냉매가스를 압축하는 정회전 방향(반시계 방향)으로 선회 운동할 경우, 상기 올담링의 상,하면 돌기(9a,9b)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 선회하는 방향으로 힘을 받게 되어 그 상,하면 돌기(9a,9b)의 힘을 받는 일측면이 가이드홈(2a,8b)의 일측 내벽에 접촉되면서 가이드홈(2a,8b)을 따라 움직이게 된다. 그리고 상기 선회스크롤(8)이 역회전 방향(시계 방향)으로 선회 운동할 경우,상기 올담링의 상,하면 돌기(9a,9b)는 역회전 방향으로 힘을 받게 되어 그 상,하면 돌기(9a,9b)의 반대편 면이 가이드홈(2a,8b)의 반대편내측벽에 접촉되면서 가이드홈(2a,8b)을 따라 움직이게 된다 (도 4에서 가이드홈(2a,8b)과 평행한 화살표는 움직이는 방향을 표시한 것이고, 가이드홈(2a,8b)에 수직인 화살표는 힘의 방향을 도시한 표시한 것이다).

본 발명은 선회스크롤(8)의 역회전을 방지하기 위하여 선회스크롤(8)의 역회전시 올담링의 상,하면 돌기(9a,9b)가 접촉되는 가이드홈(2a,8b)의 일측 내벽이 경사지도록 경사부(S)를 형성하여 돌기의 움직임을 막도록 한 것이다.

본 고안의 일실예로서, 상기 경사부(S)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 올담링의 상면 돌기(9b)가 선회스크롤(8)의 역회전시 접촉되는 선회스크롤 가이드홈(8b)의 일측 내벽에 형성된다.

또한, 본 고안의 다른 실시예로서, 상기 경사부(S)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 올담링의 하면 돌기(9a)가 선회스크롤(8)의 역회전시 접촉되는 상부프레임 가이드홈(2a)의 일측 내벽에 형성된다.

또한, 상기 경사부(S)는, 도 7a에 도시한 바와 같이, 가이드홈의 외측으로 기울어지도록 경사지게 형성되며, 변형예로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 경사부(S)는 가이드홈의 내측으로 기울어지도록 경사지게 형성된다.

이하, 본 고안의 스크롤 압축기의 역회전 방지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 선회스크롤(8)이 정방향으로 선회 운동하게 되면 종래와 같이 선회방향으로 올담링의 상,하면 돌기(9a,9b)가 힘을 받으면서 상부프레임과 선회스크롤의 가이드홈(2a,8b)의 일측면에 접촉되면서 움직이게 된다. 그리고 상기 선회스크롤(8)이 운전정지하게 되면 고압부로 토출된 가스의 역류에 의해 선회스크롤의 랩(8a)에 힘을 받아 역방향으로 선회 운동하게 되면 올담링의 상,하면 돌기(9a,9b)가 정방향의 반대방향으로 힘을 받아 반대편 가이드홈(2a,8b)의 일측 내벽에 접촉하게 되고 이때 움직임시 돌기가 경사부(S)에 걸려 움직임이 억제되며, 이로 인하여 선회스크롤(8)의 역방향 선회운동이 방지된다.

이와 같은 구조는, 선회스크롤(8)이 정방향으로 선회운동하면서 선회스크롤의 랩(8a)과 맞물린 고정스크롤의 랩(7a)사이에서 냉매가스가 흡입, 압축되어 토출포트(7b)를 통해 토출되며, 이 토출된 고온고압 상태의 냉매가스는 고압부를 거쳐 토출관(15)을 통해 토출된다. 한편, 압축기의 운전이 정지될 경우 고압부의 가스가 토출포트(7b)를 통해 역류하게 되면 올담링의 돌기가 경사부(S)에 걸리게 되어 선회스크롤(8)의 역회전이 방지된다.

상기한 바와 같은 역회전 방지구조는 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 구조를 이용하여 선회스크롤(8)의 역회전을 원천적으로 방지하게 됨으로, 종래 역회전 방지를 위해 설치되던 역지변(12) 및 역지변하우징(13)의 사용을 배제하여 부품수를 감소시킬 뿐만 아니라 구조를 간소화할 수 있게 된다. 또한 고압부와 저압부를 분리하는 고저압 분리판(10)의 크기를 줄일 수 있게 되고, 고저압 분리판(10)에 의해 발생되는 냉매가스의 저항에 의한 유로 손실을 줄일 수 있게 된다.

또한, 선회스크롤(8)의 역회전에 의해 발생되는 소음발생 및 압축효율 저하 등의모든 문제점을 해소할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 역회전 방지구조는 선회스크롤의 자전을 방지하는 구조를 이용하여 선회스크롤의 역회전을 원천적으로 방지하게 됨으로써 역회전 발생으로 유발되는 소음저감 및 압축효율을 방지하며, 유로저항을 감소시켜 압축기의 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 역회전을 방지하는 구조를 간소화하고 부품수를 줄임으로써 조립 공정을 감소시켜 조립생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 생산원가를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 상부프레임에 일직선상으로 소정의 간격을 두고 가이드홈이 각각 형성되고, 상기 상부프레임에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤의 하면에 일직선상으로 소정의 간격을 두고 가이드홈이 각각 형성되며, 환형링으로 형성된 일측면에 직선상으로 상면 돌기가 각각 형성되고 상기 환형링의 타측면에 상기 상면 돌기가 형성된 직각선상으로 하면 돌기가 각각 형성되어 이루어진 올담링의 하면 돌기들이 상기 상부프레임 가이드홈에 각각 삽입됨과 아울러 상기 상면 돌기들이 선회스크롤 가이드홈에 각각 삽입되어, 상기 올담링의 하면 돌기들과 상면 돌기들이 상부프레임 가이드홈과 선회스크롤 가이드홈을 따라 움직이면서 상기 선회스크롤의 자전을 방지하면서 상기 선회스크롤을 선회 운동시키는 자전방지구조가 구비된 스크롤 압축기에 있어서; 상기 선회스크롤의 역회전시 상기 올담링의 돌기들이 접촉되는 상기 가이드홈의 내측벽에 상기 선회스크롤의 역회전을 방지하기 위하여 상기 올담링 돌기들의 움직임을 억제하는 경사진 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사부는 상기 가이드홈의 내측이 벌어지는 형태를 이루도록 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 경사부는 상기 가이드홈의 외측이 벌어지는 형태를 이루도록경사지게 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 경사부는 상기 올담링의 상면 돌기가 삽입되는 상기 선회스크롤의 가이드홈 일측 내벽에 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 경사부는 상기 올담링의 하면 돌기가 삽입되는 상기 상부프레임의 가이드홈 일측 내벽에 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지구조.