KR20040107727A - 스크롤 압축기의 선회스크롤 자전 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 선회스크롤 자전 방지 장치에 관한 것으로서, 내부 밀폐된 수용 공간을 갖는 케이싱과, 그 케이싱 내부에 압입 고정되는 메인 프레임과, 메임 프레임 상측에 고정되는 고정 스클롤과, 상기 고정 스크롤과 상기 메임 프레임 사이에 선회운동 가능하게 결함됨과 아울러 상기 고정 스크롤과 맞물려 상회 협조적으로 냉매를 흡입 압축 후, 토출하는 선회 스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회 스크롤과 상기 메인 프레임 및 상기 소정스크롤의 각 대향면에 선회스크롤의 자전을 방지하기 위한 자전 방지 돌기 및 이를 수용하기 위한 수용홈이 하나 이상 구비함으로써 선회 스크롤의 자전을 방지하기 위하여 사용되는 올담링을 제거함에 따라 생산비을 절감할 수 있으며, 조립 공정 수의 저감에 따른 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

스크롤 압축기의 선회스크롤 자전 방지 장치{REVOLUTION PREVENTING DEVICE OF OBTAIN SCROLL FOR SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선회스크롤의 저전을 방지하기 위한 스크롤 압축기의 자전 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 통상 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식 그리고 베인식으로 구분한다. 상기 스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축하여 토출한다.

이하, 종래의 스크롤 압축기의 자전 방지 장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도 2는 종래 스크롤 압축기의 자전 방자 장치를 보인 분해 사시도이다.

도 1 또는 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 자전 방지 장치는 갖는 스크롤 압축기(100)는 밀폐용기(110)의 내부에 고정 설치하는 메인프레임(114)과, 메인프레임(114)의 가장자리에 고정하는 고정스크롤(131)과, 메인프레임(114)에 얹혀져 고정스크롤(131)과 맞물리게 결합하고 전동기구부(120)의 동력을 전달하는 회전축(123)의 편심부(123b)에 결합하는 선회스크롤(132)과, 선회스크롤(132)의 자전을 방지하도록 메인프레임(114)과 선회스크롤(132)의 사이에 반경방향으로 미끄러지게 장착하는 올담 커플링(133)으로 구성된다.

상기 메인프레임(114)의 중앙에는 전동기구부(120)의 회전자(122)에 결합한 회전축(123)이 관통함과 아울러 이 회전축(123)에 대해 레이디얼 베어링면을 이루도록 관통구멍(114a)을 형성하고, 관통구멍(114a)의 주변에 올담 커플링(133)이 안착함과 아울러 올담 커플링(133)의 바깥쪽(또는, 안쪽)에 스러스트 베어링면을 이루도록 단차부를 형성한다. 또, 단차부에는 후술할 올담 커플링(133)의 제 1 키부(133b)가 미끄러지게 삽입하는 키홈부(114b)를 동일 직선 상에 형성한다.

상기 선회스크롤(132)은 일 측면에 고정스크롤(131)의 고정랩(131a)과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축공간을 형성하는 선회랩(132a)을 형성하고, 타 측면 중앙부 주변에는 후술할 올담 커플링(133)의 제 2 키부(133c)를 미끄러지게 삽입하는 키홈부(132c)를 동일 직선 상에 형성한다.

상기 올담 커플링(133)은 링 모양으로 형성하여 메인 프레임(114)의 단차부 아래의 올담 커플링 수용공간에 안착하는 몸체부(133a)와, 몸체부(133a)의 일 측면에 사각 모양으로 돌출 형성하여 선회스크롤(132)의 각 키홈부(132c)에 미끄러지게 삽입하는 각각의 제 2 키부(133c)와, 몸체부(133a)의 타 측면에 역시 사각 모양으로 돌출 형성하여 메인프레임(114)의 각 키홈부(114b)에 미끄러지게 삽입하는 제 1 키부(133b)로 이루어진다.

도면중 미설명 부호인 111은 몸체부, 112는 상부캡, 113은 하부캡이고, 115는 서브 프레임이며, 116은 흡입관, 117은 토출관, 118은 고저압 분리판, 123a은 오일유로, 124는 오일피더, 134는 토출공이다.

상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 자전 방지 장치에 따른 작용효과는 다음과 같다. 즉, 전동기구부(120)에 전원을 인가하여 회전축(123)이 회전하면, 회전축(123)의 편심부(123b)에 결합하는 선회스크롤(132)이 메인 프레임(110)의 상면 즉 스러스트 베어링면에서 선회하면서 고정스크롤(131)과의 포개져 형성된 압축공간으로 냉매가스를 연속으로 흡입 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복하도록 한다.

이때, 메인프레임(114)과 선회스크롤(132) 사이에는 자전방지부재인 올담 커플링(133)을 개재하여 올담 커플링(133)의 각 키부(133b)(133c)가 선회스크롤(132)과 메인 프레임(114)의 각 키홈부(114b)(132c)를 따라 슬라이딩 운동하면서 선회스크롤(132)의 자전운동을 억제하도록 한다.

그러나, 종래 스크롤 압축기(100)는 상기 올담 커플링(133)을 이용하여 선회스크롤의 자전운동을 방지하기 위해서는 선회스크롤(132)과 메인 프레임(114) 또는 선회스크롤(132)과 고정스크롤(131) 사이에 올담 커플링(133)을 추가로 개제시켜야 함과 아울러 개체된 올담 커플링(133)의 각 키부(133b)(133c)에 대응하는 키홈부(114b)(132c)를 각각 메인프레임(114)과 선회스크롤(132)에 각각 형성시켜야함에 따라 생산비 상승 및 가공 및 조립 공정의 추가로 인한 생산성 저하의 문제점을 갖는다.

또한, 선회스크롤(132)의 선회 운동시 올담 커플링(133)의 각 키부(113b)(133c)가 선회스크롤(132)과 메인프레임(114)의 키홈부(132c)(114b) 일측면에 면마찰 접촉함에 따라 마찰에 의한 압축기의 압축 효율이 저하되게 되는 문제점을 갖는다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면 종래 선회스크롤의 자전을 방지하기 위한 올담 커플링 부재를 제거하여 생산성을 향상시킴과 아울러 선회스크롤의 선회 운동시 마찰에 의한 압축 효율의 저하를 방지하기 위한 스크롤 압축기의 선회 스크롤 자전 방지 장치의 제공을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 종단면도,

도 2는 종래 스크롤 압축기의 자전 방자 장치를 보인 분해 사시도,

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 종단면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 자전 방지 장치를 보인 분해 사시도,

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 스클롤 압축기의 자전 방지 장치를 보인 평단면도,

도 6은 본 발명의 변형예에 따른 스크롤 압축기의 자전 방지 장치를 보인 부분 확대 단면도,

도 7은 본 발명의 변형예에 따른 스크롤 압축기의 자전 방지 자치를 보인 평단면도,

*도면의 주요부분에 대한 설명*

14: 메인 프레임 14b,31b: 수용홈

31: 고정스크롤 32: 선회스크롤

32c, 32e: 자전방지돌기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부 밀폐된 수용 공간을 갖는 케이싱과, 그 케이싱 내부에 압입 고정되는 메인 프레임과, 메임 프레임 상측에 고정되는 고정 스클롤과, 상기 고정 스크롤과 상기 메임 프레임 사이에 선회운동 가능하게 결함됨과 아울러 상기 고정 스크롤과 맞물려 상회 협조적으로 냉매를 흡입 압축 후, 토출하는 선회 스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회 스크롤과 메인 프레임 및 상기 소정스크롤의 대향면에 각각 선회스크롤의 자전을 방지하기 위한 자전 방지 돌기 및 이를 수용하기 위한 수용홈이 적어도 하나 이상 구비됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회 스크롤 자전 방지 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 자전 방지 돌기와 수용홈은 선회스크롤의 각 대향면 중심을 지나는 중심축 선상에 두 지점에 각각 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 수용홈은 수용된 자전 방지 돌기에 의해 상기 선회 스크롤의 선회운동을 가이드 할 수 있는 원형 단면으로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 자전 방지 돌기는 상기 수용홈의 내측면과 선 접촉하도록 원형단면을 갖도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 자전 방지 돌기는 단부가 점 접촉하도록 볼록하게 돌출 형성됨이 바람직하다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따를 스크롤 압축기의 자전 방지 장치를 첨부한 도면에 따라 그 구성 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 자전 방지 장치를 보인 분해 사시도이며, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 자전 방지 장치를 보인 평단면도이다.

도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선회스크롤 자전 방지 장치를 갖는 스크롤 압축기(1)는, 밀폐용기(10)의 내부에 고정 설치하는 메인 프레임(14)과, 메인 프레임(14)의 상측 가장자리에 고정하는 고정스크롤(31)과, 메인 프레임(14)에 얹혀져 고정스크롤(31)과 맞물리게 결합하고 전동기구부(20)의 동력을 전달하는 회전축(23)에 편심부(23b)에 결합되는 선회스크롤(32)과, 선회스크롤(32)의 자전을 방지하도록 메인 프레임(14)과 선회스크롤(31)의 사이에 반경방향으로 미끄러지게 장착하는 자전방지수단을 포함하여 구성된다.

상기 메인프레임(14)은 중앙심부를 관통하여 전동기구부(20)의 회전자(22)에 연동하도록 결합한 회전축(23)이 관통함과 아울러 이 회전축(23)를 회전가능하게 지지 고정하기 위한 레이디얼 베어링면을 이루도록 관통구멍(14a)과, 상면에 상기 선회스크롤이 면접촉하면서 선회운동하도록 하는 스러스트 베어링면이 형성된다.

상기 고정스크롤(31)은 경판부 하측면에 인벌류트 형상의 고정랩(31a)이 돌출 형성되고, 그 중심부를 관통하여 압축된 냉매를 토출하기 위한 토출공(34)이 관통 형성되며, 상기 토출공(34)을 통해 토출되는 냉매가 설정압 이상에서 토출되도록 하는 토출공을 개폐하는 토출밸브 조립체(35)가 가설되며, 경판의 상면에 고정되어 상기 밀폐용기(10)의 내부를 토출가스로 체워지는 고압부와 저압의 흡입가스로 체워지는 저압부로 분할하기 위한 고저압 분리판(18)이 체결 고정된다.

상기 선회스크롤(32)은 고정스크롤(31)의 대향면에 고정랩(31a)과 맞물려 압축공간을 형성하는 선회랩(32a)이 돌출 형성되고, 상기 메인프레임(14)의 스러스트 베어링면 중심부에 삽입 결합됨과 아울러 상기 메인프레임(14)의 중심을 관통하는 회전축(23)의 편심부(23b)가 삽입 결합되는 보스부(32d)가 돌출 형성된다

상기 자전방지수단은 상기 선회스크롤(32)의 저면 일정 반경선상에 원주를 따라 적어도 하나 이상의 자전방지돌기(32c)가 돌출 형성되고, 상기 자전방지돌기(32c)를 수용하여 선회스크롤(32)의 자전을 방지하기 위한 각 수용홈(14b)이 상기 메인 프레임(14)의 스러스트 베어링면에 요홈지게 형성된다.

또한, 도면에 도시한지 않았지만 자전방지돌기(32c)과 이를 수용하기 위한 수용홈(14b)을 상기 메임프레임(14)과 상기 선회스크롤(32)의 대향면에 각각 바꾸어 가설하여도 무관하며, 자선방지돌기(32c)와 수용홈(14b)을 각 대향면의 어느 한 지점에 형성시키는 것만으로도 선회스크롤(32)의 자전운동을 방지할 수는 있으나 각 대향면의 중심을 지나는 중심축 선상의 두 지점에 각각 형성하여 선회스크롤(32)의 자전을 방지하는 것이 보다 바람직하며, 더욱 바람직하기는 선회스크롤(32)의 선회운동이 가능한 상태의 복수 지점에 형성하여 보다 안정적인 선회스크롤(32)의 자전운동을 방지하도록 하는 것이다.

상기 수용홈(14b)은 수용된 상기 자전방지돌기(32c)에 의해 상기 선회 스크롤(32)의 선회운동을 가이드 할 수 있도록 일정 여유공간을 갖는 원형 단면을 갖도록 형성한다.

그리고, 상기 자전 방지 돌기(32c)는 상기 수용홈(14b)의 내측면과 선 접촉하도록 원통형태로 이루어지며, 그 단부가 상기 수용홈(14b)의 바닥면과 점접촉하도록 소정의 곡률을 갖고 볼록하게 돌출 형성됨이 바람직하다.

도면중 미설명 부호인 11은 몸체부, 12는 상부캡, 13은 하부캡이고, 15는 서브 프레임이며, 16은 흡입관, 17은 토출관, 18은 고저압 분리판, 23a은 오일유로, 24는 오일피더, 34는 토출공이다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)의 선회 스크롤 자전 방지 장치의 작용효과는 다음과 같다. 즉, 전동기구부(20)에 전원을 인가하여 회전축(23)이 회전하면, 회전축(23)에 편심부(23b)에 결합된 선회스크롤(32)이 메인프레임(14)의 상면에서 선회하면서 고정스크롤(31)과의 압축공간으로 냉매가스를 연속으로 흡입 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 선회스크롤(32)의 저면에 돌출 형성된 자전 방지돌기(32c)가 상기 메인프레임(14)의 스러스트 베어링면에 형성된 수용홈(14b)에 수용된 상태로 수용홈의 내측 벽면과 바닥면을 따라 선접촉 및 점접촉하면서 선회운동을 가이드하며 선회스크롤(32)의 자전을 억제하도록 한다.

따라서, 종래 자전방지부재인 올담 커플링(133)을 사용하지 않고도 선회스크롤(32)과 메임프레임(14)의 대향면에 각각 자전방지돌기(32c) 및 이를 수용하는 수용홈(14b)을 형성하는 것만으로도 선회스크롤(32)의 자전을 방지할 수 있다.

또한, 상기 자전방지돌기(32c)가 수용홈(14b) 내부에서 선접촉 및 점접촉하며 슬라이딩운동하며 선회스크롤(32)의 선회운동을 가이드하기 때문에 종래 올담 커플링(133)의 각 키부(133b)(133c)와 이에 대응하는 각 키홈부(114b)(132c)가 마찰 면접촉하면서 슬라이딩 운동하는 것에 비해 마찰면적을 줄여 마찰에 의한 압축력의 손실을 저감시킴으로써 압축효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 대한 변형예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 일 실시예와 동일 및 동일상당 부분에 대해서는 같은 참조부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 피하기로 한다. 도 6은 본 발명의 변형예에 따른 스크롤 압축기의 자전 방지 장치를 보인 부분 확대 단면도이고, 도 7은 본 발명의 변형예에 따른 스크롤 압축기의 자전 방지 자치를 보인 평단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 전술한 일예에서는 자전방지돌기(32c)와 이를 수용하는 수용홈(14b)으로 이루어진 자전방지부를 선회스크롤(32)과 메임프레임(14)의 대향면에 형성한 반면, 선회스크롤(32)과 고정스크롤(31)의 대향면에 각각 가설하여 자전방지돌기(32e)와 수용홈(31b)을 형성하여 선회스크롤(32)의 자전을 방지하도록 구성되며, 상기 자전방지돌기(32e)와 이를 수용하는 수용홈(31b)은 전술한 일 실시예와 마찬가지로 서로 바뀌어 가설되어 무관하다.

이러한 구성에 의하여, 선회스크롤(32)의 상면에 돌출 형성된 자전방지돌기(32e)가 상기 고정스크롤(31)의 수용홈(31b)에 수용된 상태로 수용홈(31b)의 내측 벽면과 바닥면을 따라 선접촉 및 점접촉하면서 선회운동을 가이드하며 선회스크롤(32)의 자전을 억제하도록 하며, 본 변형예의 작용효과는 전술한 일례와 대동소이하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 종래 선회 스크롤의 자전을 방지하기 위하여 사용되는 올담링을 제거함에 따라 생산비을 절감할 수 있으며, 조립 공정 수의 저감에 따른 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 자전 방지 돌기와 수용홈이 선 또는 점 마찰함에 따라 선회 스크롤의 선회 운전시 마찰에 의해 소실되는 압축력을 저감시켜 압축효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 내부 밀폐된 수용 공간을 갖는 케이싱과, 그 케이싱 내부에 압입 고정되는 메인 프레임과, 메임 프레임 상측에 고정되는 고정 스클롤과, 상기 고정 스크롤과 상기 메임 프레임 사이에 선회운동 가능하게 결함됨과 아울러 상기 고정 스크롤과 맞물려 상회 협조적으로 냉매를 흡입 압축 후, 토출하는 선회 스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 선회 스크롤과 상기 메인 프레임 및 상기 소정스크롤의 각 대향면에 선회스크롤의 자전을 방지하기 위한 자전 방지 돌기 및 이를 수용하기 위한 수용홈이 하나 이상 구비됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회 스크롤 자전 방지 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자전 방지 돌기와 수용홈은 선회스크롤의 각 대향면 중심을 지나는 중심축 선상에 두 지점에 각각 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회 스크롤 자전 방지 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 수용홈은 수용된 자전 방지 돌기에 의해 상기 선회 스크롤의 선회운동을 가이드 할 수 있는 원형 단면으로 이루어짐을 특징으로 하는 스크롤 압축기의선회 스크롤 자전 방지 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항 중 어는 한 항에 있어서,

   상기 자전 방지 돌기는 상기 수용홈의 내측면과 선 접촉하도록 환봉 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회 스크롤 자전 방지 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 자전 방지 돌기는 단부가 점 접촉하도록 볼록하게 돌출 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회 스크롤 자전 방지 장치.