KR20030012662A

KR20030012662A - 스크롤 압축기의 마모 방지 구조

Info

Publication number: KR20030012662A
Application number: KR1020010047020A
Authority: KR
Inventors: 이동수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-12
Also published as: CN1219978C; CN1401906A; US6565339B2; JP2003056478A; US20030026720A1

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 마모 방지 구조에 관한 것으로, 본 발명은 구동모터의 회전자에 결합한 구동축이 관통하여 반경방향으로 지지되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 고정하는 고정스크롤과, 상기 메인프레임에 얹어 선회운동 하도록 구동축에 편심 결합하고 고정스크롤에 맞물려 연속적으로 이동하면서 고정스크롤과 함께 쌍으로 된 압축실을 형성하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 메인프레임의 상면에 대향하는 선회스크롤의 경판부 배면 또는 메인프레임의 상면에 각각 오목한 경사부를 형성함으로써, 압축기의 운전시 선회스크롤의 열변형에 따른 그 선회스크롤과 메인프레임 사이의 마모를 미연에 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 마모 방지 구조{STRUCTURE FOR PROTECTING FRICTION OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 압축기 운전중 선회스크롤의 열변형으로 인해 발생하는 메인프레임과의 마모를 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 마모 방지 구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 통상 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식 그리고 베인식으로 구분한다.

스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축하여 토출한다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 흡입관(SP)과 토출관(DP)을 구비한 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(3)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(3) 사이에 장착하는 고정자(4A) 및 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)와, 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(4)의 회전력을 전달하는 구동축(5)과, 구동축에 결합하여 메인프레임(2)의 상면에 얹히는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)에 결합하여 복수 개의 압축실을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(7)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획하는 고저압 분리판(8)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 토출한 가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)를 포함하여 구성되어 있다.

메인프레임(2)은 선회스크롤(6)의 경판부(6b) 배면과 함께 스러스트 베어링면을 이루도록 그 상면을 평평하게 형성하고, 이에 대향하는 선회스크롤(6)의 경판부(6b) 배면 역시 상기한 메인프레임(2)의 상면과 같이 평평하게 형성하여 이루어져 있다.

선회스크롤(6)과 고정스크롤(7)의 대향면에는 선회스크롤(6)이 구동모터(4)의 회전력을 전달받아 선회운동을 할 때 서로 치합하여 연속적으로 이동하면서 압축실을 복수 개 형성하도록 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6a,7a)을 형성하여 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로이다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 구동모터(4)의 고정자(4A)에 전원을 인가하면, 그 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(6)은 고정스크롤(7)과의 랩(6a,7a) 사이에 압축실을 복수 개 형성하며, 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 각 스크롤(6)(7)의 중앙측에 위치하는 압축실의 압력이 가장 높기 때문에 압축기가 압축행정을 진행할수록 각 스크롤(6)(7)의 중앙부가 압력 증가에 따른 온도상승으로 인해 양쪽으로 벌어지는 변형을 일으키나, 그 중 선회스크롤(6)은 도 2에서와 같이 그 경판부(6b) 배면이 메인프레임(2)의 상면에 접촉한 상태로 선회운동을 하므로 결국 메인프레임(2)의 상면이나 또는 이에 접하는 선회스크롤(6)의 경판부(6b) 배면이 마모하면서 소음과 선회스크롤(6)의 불안정한 거동 등을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축시 선회스크롤의 열변형에 의해 그 선회스크롤의 경판부 배면이나 이에 대향하는 메인프레임의 상면이 마모하는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 마모 방지 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 운전중 선회스크롤의 열변형을 보인 개략도.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도.

도 4 및 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 운전중 선회스크롤의 열변형시 메인프레임과의 접촉상태를 각각 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 구동축 7 : 고정스크롤

10 : 메인프레임 10a : 경사부

20 : 선회스크롤 21 : 경판부

21a : 경사부

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터의 회전자에 결합한 구동축이 관통하여 반경방향으로 지지되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 고정하는 고정스크롤과, 상기 메인프레임에 얹어 선회운동 하도록 구동축에 편심 결합하고 고정스크롤에 맞물려 연속적으로 이동하면서 고정스크롤과 함께 쌍으로 된 압축실을 형성하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 메인프레임의 상면에 대향하는 선회스크롤의 경판부 배면에 오목한 경사부를 형성하거나 또는 메인프레임의 상면에 오목한 경사부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 마모 방지 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 마모 방지 구조를 첨부도면에 도시한일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 운전중 선회스크롤의 열변형시 메인프레임과의 접촉상태를 각각 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 흡입관(SP)과 토출관(DP)을 구비한 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(10) 및 서브프레임(도 1에 도시(3)과, 메인프레임(10)과 서브프레임(3) 사이에 장착하는 고정자(도 1에 도시)(4A) 및 회전자(도 1에 도시)(4B)로 이루어진 구동모터(4)와, 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(4)의 회전력을 전달하는 구동축(5)과, 구동축(5)에 결합하여 메인프레임(10)의 상면에 얹히는 선회스크롤(20)과, 선회스크롤(20)에 결합하여 복수 개의 압축실을 형성하도록 메인프레임(10)의 상면에 고정하는 고정스크롤(7)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획하는 고저압 분리판(8)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 토출한 가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)를 포함하여 구성한다.

고정스크롤(7)과 선회스크롤(20)의 대향면에는 서로 치합하여 연속적으로 이동하면서 압축실을 복수 개 형성하도록 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(7a)(20a)을 형성하여 이루어진다.

메인프레임(10)은 선회스크롤(20)의 경판부(21) 배면과 함께 스러스트 베어링면을 이루도록 그 상면을 평평하게 형성하는 대신, 이에 대향하는선회스크롤(20)의 경판부(21) 배면은 도 4에 도시한 바와 같이 최종 압축실에서의 열팽창을 고려하여 가장자리에서 중앙 쪽으로 갈수록 일정한 곡률로 오목한 경사부(21a)를 형성한다.

또는, 도 5에 도시한 바와 같이 선회스크롤(20)의 경판부(21) 배면은 평평하게 형성하는 대신, 이에 대향하는 메인프레임(10)의 상면을 최종 압축실에서의 열팽창을 고려하여 가장자리에서 중앙 쪽으로 갈수록 일정한 곡률로 오목한 경사부(10a)를 형성할 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 인가된 전원에 의해 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(20)이 편심거리 만큼 편심회전을 하도록 하고, 이와 함께 선회스크롤(20)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하여 고정스크롤(7)과의 랩(7a) 사이에서 쌍으로 이루어지는 압축실을 복수개 형성하며, 이 압축실은 선회스크롤(20)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하고, 압축된 가스는 토출압 영역으로 토출하였다가 토출관(DP)을 통해 케이싱 외부로 배출한다.

이때, 냉매가스는 가장자리쪽 압축실에서 중앙쪽 압축실로 이동하면서 점차 압축되므로 중앙쪽 압축실의 온도가 급상하고, 이로 인해 선회스크롤(20)과 고정스크롤(7)의 중심측이 열변형 하여 벌어지면서 선회스크롤(20)의 경판부(21) 배면이메인프레임(10)의 상면과 마찰을 일으키게 되나, 본 발명과 같이 선회스크롤(20)의 경판부(21) 배면에 오목한 경사부(21a)를 두거나 또는 메인프레임(10)의 상면에 역시 오목한 경사부(10a)를 두면 선회스크롤(20)이 열변형하면서 벌어지는 만큼을 미리 줄여놓은 상태가 되어 압축기의 운전중에 발생할 수 있는 선회스크롤(20)과 메인프레임(10) 사이의 마모를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 마모 방지 구조는, 메인프레임의 상면이나 이에 대응하는 선회스크롤의 배면에 각각 오목한 경사부를 형성함으로써, 압축기의 운전시 선회스크롤의 열변형에 따른 그 선회스크롤과 메인프레임 사이의 마모를 미연에 방지할 수 있다.

Claims

구동모터의 회전자에 결합한 구동축이 관통하여 반경방향으로 지지되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 고정하는 고정스크롤과, 상기 메인프레임에 얹어 선회운동 하도록 구동축에 편심 결합하고 고정스크롤에 맞물려 연속적으로 이동하면서 고정스크롤과 함께 쌍으로 된 압축실을 형성하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 메인프레임의 상면에 대향하는 선회스크롤의 경판부 배면에 오목한 경사부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 마모 방지 구조.
제1항에 있어서,

상기 경사부는 선회스크롤의 가장자리에서 중앙쪽으로 갈수록 일정한 곡률로 점차 깊게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 마모 방지 구조.
구동모터의 회전자에 결합한 구동축이 관통하여 반경방향으로 지지하는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 고정하는 고정스크롤과, 상기 메인프레임에 얹어 선회운동하도록 구동축에 편심 결합하고 고정스크롤에 맞물려 연속적으로 이동하면서 고정스크롤과 함께 쌍으로 된 압축실을 형성하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 선회스크롤의 경판부 배면에 대향하는 메인프레임의 상면에 오목한 경사부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 마모 방지 구조.
제3항에 있어서,

상기 경사부는 메인프레임의 가장자리에서 중앙쪽으로 갈수록 일정한 곡률로 점차 깊게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 마모 방지 구조.