KR20050028216A - Scroll compressor including back pressure controlling apparutus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기 내에서 선회 스크롤의 하측면을 지지하는 배압이 일부는 토출압으로, 나머지 부분은 중간압으로 유지되도록 함으로써, 선회 스크롤 전 면적에 걸쳐 배압이 작용하게 하는 배압조절 구조를 갖는 스크롤 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly, in the scroll compressor, the back pressure supporting the lower side of the swing scroll is maintained at a part of the discharge pressure and the other part at an intermediate pressure, thereby backing the entire back scroll area. The present invention relates to a scroll compressor having a back pressure regulating structure for acting.
또한, 상기와 같이 선회 스크롤 전 면적에 걸쳐 배압이 작용하게 함으로써, 선회 스크롤과 고정 스크롤의 과도한 마찰을 방지하고, 오일의 누설을 방지하는 배압조절 구조를 갖는 스크롤 압축기에 관한 것이다.Further, the present invention relates to a scroll compressor having a back pressure regulating structure that prevents excessive friction between the swing scroll and the fixed scroll and prevents leakage of oil by causing the back pressure to act over the entire area of the swing scroll as described above.
일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축 에너지로 전환 시키는 수단으로, 크게 왕복동식, 스크롤식, 원심식 및 베인식으로 구분된다. 특히, 스크롤 압축기는 공조기 및 냉동기의 압축기로 많이 사용되고 있다. In general, a compressor is a means for converting mechanical energy into compressed energy, and is classified into reciprocating type, scroll type, centrifugal type, and vane type. In particular, scroll compressors are widely used as compressors for air conditioners and refrigerators.
또한, 스크롤 압축기는 저압식 스크롤 압축기와 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어 진다. In addition, the scroll compressor is divided into a low pressure scroll compressor and a high pressure scroll compressor.
상세히, 스크롤식 압축기는 그 케이싱의 내부에 흡입가스가 충진되는지 아니면 토출가스가 충진되는지에 따라 저압식 스크롤 압축기 또는 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어지게 된다. In detail, the scroll compressor is divided into a low pressure scroll compressor or a high pressure scroll compressor depending on whether suction gas or discharge gas is filled in the casing.
또한, 스크롤 압축기는 스파이럴 스크롤 랩으로 구성되고 구동축의 회전에 관계없이 고정되어 있는 고정 스크롤과, 구동축의 회전에 따라 공전하는 선회 스크롤의 상대적인 운동을 통해 압축을 수행하는 것이다.In addition, the scroll compressor performs compression through the relative movement of the fixed scroll composed of spiral scroll wrap and fixed regardless of the rotation of the drive shaft, and the revolving scroll revolving in accordance with the rotation of the drive shaft.
근래에, 스크롤 압축기의 냉매가 고압용(R410a)으로 바뀌면서 스크롤 압축부에서 생성되는 냉매의 압력이 증가하게 되었다. 그리고, 증가된 압력에 의하여 선회 스크롤에 미치는 압력이 상부 프레임의 스러스트면에 과도하게 작용되게 되었다. 따라서, 상기 선회 스크롤의 배면과 상부 프레임의 스러스트면에 마찰력이 과도하게 작용되어 마모와, 소음이 발생되고, 압축기의 효율이 떨어지는 문제가 발생되었다.In recent years, as the refrigerant of the scroll compressor is changed to the high pressure (R410a), the pressure of the refrigerant generated in the scroll compressor is increased. The increased pressure causes the pressure on the swinging scroll to act excessively on the thrust surface of the upper frame. Therefore, excessive frictional force is applied to the rear surface of the revolving scroll and the thrust surface of the upper frame, resulting in abrasion, noise, and a decrease in the efficiency of the compressor.
이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 상부 프레임의 스러스트면에 원형의홈을 파고, 원형의 띠 형상을 가지는 실링 부재를 설치하였다. 그 결과, 선회 스크롤의 배면에 적당한 배압공간이 형성되게 하여 상기 선회 스크롤을 배압으로 지지하도록 함으로써 전술한 문제를 해결하고자 하였다.In order to solve this problem, conventionally, a circular groove was dug in the thrust surface of the upper frame, and a sealing member having a circular band shape was provided. As a result, the above-mentioned problem was solved by forming an appropriate back pressure space on the back of the swing scroll to support the swing scroll with back pressure.
도 1은 실링 부재를 이용하여 배압실을 형성한 종래의 고압식 스크롤 압축기의 일례를 보여주는 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional high pressure scroll compressor in which a back pressure chamber is formed using a sealing member.
도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 고압식 스크롤 압축기는 회전자(22)와 고정자(21)로 이루어지는 구동모터(20), 상기 구동모터가 회전함에 따라 함께 회전하고, 또한 상부에 편심부(12)가 형성되는 구동축(10)이 포함되는 구동부와, 상기 구동축의(10) 상측에 끼워져서 상기 구동축(10)을 지지하고, 또한 중앙 홈의 가장자리에는 배압공간(33)이 형성되는 상부프레임(30)과, 외부로부터 유체가 유입되도록 하기 위한 흡입관(70)이 포함되는 흡입부가 포함된다. Referring to FIG. 1, a conventional general high pressure scroll compressor rotates together with a drive motor 20 including a rotor 22 and a stator 21, and rotates as the drive motor rotates, and also an eccentric portion 12 on the top. A driving part including a driving shaft 10 having a driving force, and an upper frame which is inserted into an upper side of the driving shaft 10 to support the driving shaft 10, and a back pressure space 33 is formed at an edge of the central groove. 30) and a suction part including a suction pipe 70 for allowing fluid to flow from the outside.
상세히, 상기 편심부(12)의 외주면에는 슬라이딩 부쉬(13)가 외삽되어 상기 편심부(12)와 면접촉을 하고, 상기 상부 프레임(30)의 스러스트면에 환형의 띠형상을 이루는 실링부재(32)가 형성된다.In detail, a sliding bush 13 is extrapolated to an outer circumferential surface of the eccentric portion 12 to make surface contact with the eccentric portion 12, and a sealing member forming an annular band on the thrust surface of the upper frame 30 ( 32) is formed.
또한, 상기 상부 프레임(30)의 상측에 위치되고, 상기 흡입관(70)을 통해 흡입된 냉매를 선회 운동에 의하여 압축하는 선회 스크롤(50), 상기 선회 스크롤(50)과 맞물려 상기 상부 프레임(30) 상측에 고정되는 고정 스크롤(51), 상기 선회 스크롤(50)이 상기 고정 스크롤(51)내에서 선회될 수 있도록 하는 올담링(40)이 포함되는 스크롤 압축부와, 상기 고정 스크롤(51)의 중앙부를 수직으로 관통하는 토출포트(60), 압축기의 최상면에 공간을 형성하고, 또한 상기 토출포트(60)와 연통되어 있는 토출실(61), 케이싱의 일측면에 설치되어 축적된 고압의 냉매를 유출시키기 위한 토출관(62)이 형성되는 토출부가 포함된다. In addition, the swing frame 50, which is located on the upper side of the upper frame 30, compresses the refrigerant sucked through the suction pipe 70 by the swing movement, the upper frame 30 in engagement with the swing scroll 50 A fixed scroll 51 fixed to an upper side, a scroll compression unit including an old dam ring 40 for allowing the pivoting scroll 50 to pivot within the fixed scroll 51, and the fixed scroll 51 Discharge port 60 vertically penetrating the central portion of the compressor, a discharge chamber 61 formed in the top surface of the compressor, and communicating with the discharge port 60, and accumulated on one side of the casing. The discharge part in which the discharge pipe 62 for outflowing a refrigerant | coolant is formed is included.
또한, 상기 구동축(10)의 내부를 따라 형성되는 오일 유로(11), 상기 오일 유로로 오일을 밀어주는 오일 피더(14)로 이루어지는 오일공급부가 포함된다.In addition, an oil supply portion including an oil flow path 11 formed along the inside of the drive shaft 10 and an oil feeder 14 for pushing oil into the oil flow path is included.
상기에서 제시되는 스크롤 압축기의 작용을 간단히 설명한다.The operation of the scroll compressor presented above will be briefly described.
먼저 팽창과정을 거친 저압상태의 냉매가 흡입관(70)을 통하여 압축기 내로 유입되고, 유입된 냉매는 상기 스크롤 압축부로 이동된다. 상기 스크롤 압축부에서 압축된 고압상태의 냉매는 상기 토출포트(60)를 통하여 토출실(61)로 이동되고, 최종적으로 상기 토출관(62)을 통하여 압축기 외부로 토출되게 된다.First, the low pressure refrigerant, which has undergone expansion, is introduced into the compressor through the suction pipe 70, and the introduced refrigerant is moved to the scroll compression unit. The high pressure refrigerant compressed by the scroll compressor is moved to the discharge chamber 61 through the discharge port 60 and finally discharged to the outside of the compressor through the discharge tube 62.
또한, 상기와 같이 압축과정이 수행되는 동안, 압축기의 케이싱 저면에 저장되어 있는 오일은 구동축(10)의 회전과 함께 회전되는 오일 피더(14)에 의하여 밀려 올라가게 된다. 그리고, 상기 오일은 상기 오일 유로(11)를 따라 상기 구동축(10)의 상단부까지 올라가게 되고, 상기 편심부(12)의 상측으로 분출된다. 그리고, 상기 분출된 오일은 상기 편심부(12)와 슬라이딩 부쉬(13) 사이의 틈을 따라 흘러내리면서 윤활이 이루어지고, 그 후 상부 프레임(30)에 형성된 배압 공간(33)에 축적되게 된다.In addition, during the compression process as described above, the oil stored in the casing bottom of the compressor is pushed up by the oil feeder 14 which is rotated with the rotation of the drive shaft (10). In addition, the oil is raised to the upper end of the drive shaft 10 along the oil passage 11, and is ejected to the upper side of the eccentric portion (12). Then, the ejected oil is lubricated while flowing along the gap between the eccentric portion 12 and the sliding bush 13, and then accumulated in the back pressure space 33 formed in the upper frame 30. .
또한, 상기 스크롤 압축부에서 형성되는 토출압이 과도하게 생성되어, 상기 선회 스크롤(50)의 저면과 상기 상부 프레임(30)의 스러스트면이 과도하게 밀착되는 것을 막기 위해, 실링부재(32)가 상기 스러스트면에 삽입된다. 그래서, 상기 배압공간(33)에 일정한 압력이 형성됨으로써 상기 선회 스크롤(50)을 지지하게 되어, 마찰력이 완화된다.In addition, in order to prevent excessively generated discharge pressure generated in the scroll compression unit and the thrust surface of the upper frame 30 and the bottom surface of the swinging scroll 50, the sealing member 32 is It is inserted into the thrust surface. Thus, a constant pressure is formed in the back pressure space 33 to support the pivoting scroll 50, thereby alleviating the frictional force.
도 2는 일반적인 스크롤 압축기의 압축부에서 진행되는 냉매의 압축과정을 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a process of compressing a refrigerant that is performed in a compression unit of a general scroll compressor.
도 2를 참조하면, 스크롤 압축부는 고정 스크롤(51)의 하측에 스파이럴 형상으로 형성되어 있는 고정 스크롤랩(53)과, 상기 선회 스크롤(50)의 상측에 스파이럴 형상으로 형성되고, 상기 고정 스크롤랩(53)에 대하여 180도 엇갈려 삽입되는 선회 스크롤랩(52)과, 상기 고정 스크롤랩(53)의 내측 단부에는 토출포트(60)가 포함된다.Referring to FIG. 2, the scroll compression unit has a fixed scroll wrap 53 formed in a spiral shape on a lower side of the fixed scroll 51 and a spiral shape on an upper side of the pivoting scroll 50. The orbiting scroll wrap 52 is inserted 180 degrees with respect to the 53, and the discharge port 60 is included at the inner end of the fixed scroll wrap 53.
이러한 구성에 의해서, 냉매가 압축되는 과정을 설명한다.With this configuration, a process of compressing the refrigerant will be described.
먼저, 상기 선회 스크롤(50)이 구동축(10)을 중심으로 편심되어 선회(공전)하게 된다. 그리고, 선회 스크롤(50)이 고정 스크롤(51)에 대하여 구동축(10)의 회전에 의하여 선회됨으로써, 각각의 랩(52)(53)끼리 면접촉을 일으켜 냉매를 압축하는 포켓(99)이 형성된다.First, the pivoting scroll 50 is eccentric about the drive shaft 10 to pivot (idle). Then, as the orbiting scroll 50 is rotated by the rotation of the drive shaft 10 with respect to the fixed scroll 51, pockets 99 are formed in which the respective wraps 52 and 53 make surface contact with each other to compress the refrigerant. do.
또한, 형성된 포켓(99)은 스크롤 랩의 중심부로 돌아 들어가면서 체적이 작아지고, 체적이 작아짐에 따라 높은 압력이 형성되고, 형성된 고압의 유체는 스크롤 부재의 중심부에 있는 토출포트(60)를 통하여 토출실(61)로 이동된다.In addition, the formed pocket 99 is reduced in volume as it returns to the center of the scroll wrap, and a high pressure is formed as the volume is reduced, and the formed high-pressure fluid is discharged through the discharge port 60 in the center of the scroll member. It is moved to the chamber 61.
상기에서 설명된 종래의 일반적인 고압식 스크롤 압축기의 경우에 있어서, 배압으로 사용되는 압력은 상기 스크롤 압축부에서 토출되는 토출압이 사용되기 때문에, 때로는 상기 토출압이 과도하게 작용되는 경우가 발생한다. 그 결과, 상기 선회 스크롤을 고정 스크롤에 과도하게 밀착시키는 현상이 일어나는 문제가 있다.In the case of the conventional general high pressure scroll compressor described above, since the discharge pressure discharged from the scroll compression unit is used as the pressure used as the back pressure, sometimes the discharge pressure is excessively acted on. As a result, there is a problem that the phenomenon of excessively close contact with the fixed scroll to the fixed scroll occurs.
또한, 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤에 과도하게 밀착됨으로써, 씰링 부재와 이격되어 상기 배압공간에 축적된 오일이 누설되는 문제가 발생된다.In addition, the pivoting scroll is in close contact with the fixed scroll, so that the oil accumulated in the back pressure space from the sealing member is leaked.
또한, 상기 과도한 압력의 차이로 인해 부재의 변형도 쉽게 일어나는 문제가 있다.In addition, there is a problem that deformation of the member also occurs easily due to the difference in the excessive pressure.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 상부 프레임에 실링부재를 형성하고, 상기 실링부재 안쪽 부분의 선회 스크롤 하면에는 토출압이 작용하도록 하고, 바깥쪽 부분의 선회 스크롤 하면에는 중간압이 작용하도록 배압조절 구조를 설치함으로써, 선회 스크롤 전 면적에 걸쳐 배압이 작용하게 하는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve this problem, forming a sealing member on the upper frame, the discharge pressure acts on the rotating scroll of the inner portion of the sealing member, the intermediate pressure is on the rotating scroll of the outer portion It is an object of the present invention to provide a scroll compressor in which the back pressure acts over the entire area of the swing scroll by providing the back pressure regulating structure to act.
또한, 선회 스크롤 전 면적에 걸쳐 배압이 작용하게 하여, 선회 스크롤의 안정성을 높이는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a scroll compressor that makes the back pressure act over the entire area of the swing scroll, thereby increasing the stability of the swing scroll.
상기된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배압 조절 구조를 갖는 스크롤 압축기는 구동축의 상측부를 지지하는 상부 프레임; 상기 상부 프레임에 고정되어 있는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤과 상부 프레임 사이에서 선회운동하면서 유체의 압축을 수행하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤과 상부 프레임 사이에 형성되고, 스크롤 압축기의 토출측 유체와 오일 저장조에서 공급된 오일이 수용되는 제 1 배압챔버; 상기 제 1 배압챔버의 압력보다 낮은 압력으로 유지되는 제 2 배압챔버; 상기 제 2 배압 챔버와 상기 스크롤 압축기의 흡입측과 연통되도록 하는 바이패스 관로; 상기 바이패스 관로가 선택적으로 개폐되도록 하는 배압 조절부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A scroll compressor having a back pressure control structure according to the present invention for achieving the above object includes an upper frame for supporting the upper side of the drive shaft; A fixed scroll fixed to the upper frame; A pivoting scroll which performs compression of the fluid while pivoting between the fixed scroll and the upper frame; A first back pressure chamber formed between the pivoting scroll and the upper frame and accommodating oil supplied from an oil reservoir and a discharge side fluid of the scroll compressor; A second back pressure chamber maintained at a pressure lower than the pressure of the first back pressure chamber; A bypass conduit to communicate with the second back pressure chamber and the suction side of the scroll compressor; It characterized in that it comprises a back pressure control unit for selectively opening and closing the bypass pipe.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범윈 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and other embodiments included within the scope of other inventive inventions or the scope of the present invention can be easily added by adding, changing, or deleting other elements. I can suggest.
도 3은 본 발명의 사상에 따르는 스크롤 압축기의 배압조절 구조의 단면도이고, 도 4는 상기 배압조절 구조의 확대 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the back pressure control structure of the scroll compressor according to the spirit of the present invention, Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the back pressure control structure.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명에 따르는 배압조절 구조가 포함되는 스크롤 압축기는, 구동축(110)의 내부를 축방향으로 관통하여 형성되는 오일 유로(111)와, 상기 구동축의 상부에 형성되어 편심 회전되는 편심부(112)와, 상기 편심부의 외측에 형성되는 슬라이딩 부쉬(113)와, 상기 구동축(110)의 상측에 형성되어 상기 구동축(110)을 지지하는 상부 프레임(120)이 포함된다.3 and 4, the scroll compressor including a back pressure control structure according to the present invention, the oil passage 111 formed to penetrate the inside of the drive shaft 110 in the axial direction, and is formed on the top of the drive shaft And an eccentric portion 112 that is eccentrically rotated, a sliding bush 113 formed outside the eccentric portion, and an upper frame 120 formed above the drive shaft 110 to support the drive shaft 110. do.
상세히, 상기 상부 프레임(120)의 내주면과 상기 구동축(110)의 외주면이 접촉되는 부위에는 메인 베어링(108)이 형성되고, 상기 상부 프레임(120)의 중심부에는 상부 프레임(120)의 내주면을 따라 형성되고, 상기 오일 유로(111)를 따라 올라온 오일과 상기 메인 베어링(108)을 타고 올라온 약간의 고압 냉매가 축적되는 제 1 배압챔버(121)가 형성된다.In detail, a main bearing 108 is formed at a portion where the inner circumferential surface of the upper frame 120 and the outer circumferential surface of the drive shaft 110 are in contact, and a central portion of the upper frame 120 is formed along the inner circumferential surface of the upper frame 120. The first back pressure chamber 121 is formed to accumulate oil raised along the oil flow path 111 and some high-pressure refrigerant raised on the main bearing 108.
또한, 상기 상부 프레임(120)의 스러스트면에 형성되고, 환형의 띠 형상을 이루어 기밀을 유지할 뿐 아니라, 상기 제 1 배압챔버(121)의 압력이 토출압으로 유지되도록 하는 실링부재(105)와, 상기 상부 프레임(120)의 외측 내면에는 상기 실링부재(105)를 넘어서 흘러들어온 오일과 약간의 냉매가 축적되는 제 2 배압챔버(122)와, 상기 제 2 배압챔버(122)에 수용되는 유체에 의해 윤활되는 올담링(130)과, 상기 제 2 배압챔버(122)의 압력이 토출압력보다 낮은 중간압력으로 유지되도록 하는 배압 조절부(109)가 포함된다.In addition, the sealing member 105 is formed on the thrust surface of the upper frame 120 to form an annular band shape to maintain airtightness, and to maintain the pressure of the first back pressure chamber 121 at the discharge pressure. On the outer inner surface of the upper frame 120, the second back pressure chamber 122, which accumulates the oil flowing over the sealing member 105 and some refrigerant, and the fluid accommodated in the second back pressure chamber 122 The old dam ring 130 lubricated by the pressure and the back pressure control unit 109 to maintain the pressure of the second back pressure chamber 122 is lower than the discharge pressure.
또한, 상기 제 2 배압챔버(122)와 상기 배압 조절부(109) 및 스크롤 압축부의 흡입공간이 연통되도록 하는 바이패스 관로(104)가 포함된다.In addition, a bypass conduit 104 for allowing the second back pressure chamber 122, the back pressure control unit 109 and the suction space of the scroll compression unit to communicate with each other.
상세히, 상기 배압 조절부(109)는 상기 제 2 배압챔버(122)에 축적된 유체가 항상 중간압으로 유지되도록 하는 수단으로서, 상기 바이패스 관로(104)의 경로상에 설치되는 배압조절 밸브(101), 상기 배압조절 밸브(101)를 지지하는 배압조절 스프링(102) 및 상기 배압조절 스프링(102)을 지지하는 고정단(103)이 포함된다.In detail, the back pressure adjusting unit 109 is a means for maintaining the fluid accumulated in the second back pressure chamber 122 at an intermediate pressure at all times, and is installed on the path of the bypass pipe 104. 101, a back pressure regulating spring 102 supporting the back pressure regulating valve 101 and a fixed end 103 supporting the back pressure regulating spring 102 are included.
또한, 상기 상부 프레임(120)의 스러스트면에 안착되어 선회 운동되는 선회 스크롤(140)과, 상기 선회 스크롤(140)의 상측에 위치되고, 상기 상부 프레임(120)에 고정되는 고정 스크롤(150)이 포함된다. In addition, the swing scroll 140 is seated on the thrust surface of the upper frame 120 and pivoting, and the fixed scroll 150 is located on the upper side of the swing scroll 140, and fixed to the upper frame 120 This includes.
더욱 상세히, 상기 선회 스크롤(140)은 상측에 형성되는 나선형의 선회 스크롤랩(141)과, 하측 중심부에 형성되어 상기 상부 프레임(120)의 중심에 삽입되는 보스(142)가 포함되고, 상기 고정 스크롤(150)은 상기 선회 스크롤랩(141)과 맞물려 형성되는 고정 스크롤랩(151)이 포함된다.In more detail, the swing scroll 140 includes a spiral swing scroll wrap 141 formed on the upper side, and a boss 142 formed at the lower center and inserted into the center of the upper frame 120. The scroll 150 includes a fixed scroll wrap 151 formed in engagement with the orbiting scroll wrap 141.
또한, 상기 고정 스크롤(150)의 중앙을 관통하고, 선회 스크롤(140)의 선회 운동에 의해 압축된 고압의 유체가 토출되는 토출포트(160)가 포함된다.In addition, the discharge port 160 penetrates the center of the fixed scroll 150 and discharges the high-pressure fluid compressed by the swinging movement of the swinging scroll 140.
상기 제시된 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 배압구조의 기능과 작용에 대하여 설명한다.The function and operation of the back pressure structure of the scroll compressor according to the present invention described above will be described.
먼저, 저압 상태의 냉매는 상기 흡입관(170)과 흡입구(171)를 통하여 압축부로 들어간다. 그리고, 상기 선회 스크롤(140)의 선회 운동에 의해 냉매는 고압으로 압축된다. 압축 과정은 선회 스크롤랩(141)과 고정 스크롤랩(151)의 상호 작용에 의해 압축되는데, 이는 상기에서 설명된 종래의 스크롤 압축기의 압축 방식과 동일하다.First, the low pressure refrigerant enters the compression unit through the suction pipe 170 and the suction port 171. In addition, the refrigerant is compressed to high pressure by the swinging motion of the swinging scroll 140. The compression process is compressed by the interaction of the turning scroll wrap 141 and the fixed scroll wrap 151, which is the same as the compression method of the conventional scroll compressor described above.
또한, 상기 압축된 고압의 냉매가스는 토출 포트(160))를 통하여 토출실로 이동되고, 토출관이 위치한 압축기의 하부 케이스로 이동된다. 그리고, 하부 케이스에 축적되는 고압의 냉매는 상기 메인 베어링(108)을 따라 상기 제 1 챔버(121)로 이동된다. 그러나, 상기 하부 케이스 내의 고압 토출 가스가 바로 들어오지 않도록 상기 메인 베어링(108)을 다수 사용하여, 고압 가스의 유입이 최대한 억제된다.In addition, the compressed high-pressure refrigerant gas is moved to the discharge chamber through the discharge port 160, and is moved to the lower case of the compressor in which the discharge tube is located. The high pressure refrigerant accumulated in the lower case is moved to the first chamber 121 along the main bearing 108. However, by using a plurality of main bearings 108 so that the high pressure discharge gas in the lower case does not directly enter, the inflow of the high pressure gas is suppressed as much as possible.
한편, 상기 오일 유로를 따라 올라온 오일은 상기 편심부(112) 상측으로 상승하여 분산되고, 분산된 오일은 상기 슬라이딩 부쉬(113)과 상기 편심부(112)의 접촉면을 따라 윤활 되면서 흘러내린다. 그리고, 상기 흘러 내린 오일은 상기 메인 베어링(108)으로 부터 올라온 고압의 냉매와 합쳐져서, 상기 제 1 배압챔버(121)에 축적되게 된다.On the other hand, the oil raised along the oil flow path is upwardly dispersed above the eccentric portion 112, the dispersed oil flows while being lubricated along the contact surface of the sliding bush 113 and the eccentric portion 112. In addition, the flowed oil is combined with the high-pressure refrigerant from the main bearing 108 to be accumulated in the first back pressure chamber 121.
또한, 상기 제 1 배압챔버(121)에 축적된 고압상태의 혼합유체는 상기 실링부재 (105)에 의하여 토출압이 유지되고, 일부 오일과 소량의 냉매가 상기 실링부재 (105)를 타고 넘어가게 된다. 그리고, 상기 누설된 고압의 유체는 상기 상부 프레임(120)의 스러스트면을 거쳐 올담링(130)이 위치한 제 2 배압챔버(122)에 이르게 된다.In addition, the discharge fluid is maintained in the high pressure state of the mixed fluid accumulated in the first back pressure chamber 121 by the sealing member 105, so that some oil and a small amount of refrigerant flow over the sealing member 105. do. In addition, the leaked high pressure fluid reaches the second back pressure chamber 122 in which the old dam ring 130 is positioned through the thrust surface of the upper frame 120.
또한, 상기 제 2 배압챔버(122)에 수용되는 혼합유체는 상기 올담링(130)이 윤활되도록 하고, 상기 배압 조절부(109)로 이어지는 바이패스 관로(104)를 따라 이동되어, 배압 조절부(109)에 도달하게 된다. 그리고, 상기 배압 조절부(109)에 도달된 유체는 배압조절 밸브(101)에 압력을 가하게 된다.In addition, the mixed fluid accommodated in the second back pressure chamber 122 allows the Olddam ring 130 to be lubricated, and is moved along the bypass pipe 104 leading to the back pressure control unit 109, thereby adjusting the back pressure control unit. 109 is reached. Then, the fluid reaches the back pressure control unit 109 to apply pressure to the back pressure control valve 101.
상기 배압 조절부(109)의 작용을 설명하면, 먼저 상기 제 2 배압챔버(122)에 혼합유체가 수용되어 압력이 증가하게 되고, 상기 증가된 압력은 상기 배압조절 밸브(101)에 가해지게 된다. 그리고, 상기 배압조절 밸브(101)에 가해지는 압력이 일정 중간압력 이상인 경우, 상기 배압조절 스프링(102)이 수축된다. 그리고, 상기 배압조절 스프링(102)이 수축되면, 상기 베 1 배압챔버가 일정 중간압이 될 때까지, 상기 배압 조절부 후측으로 이어지는 바이패스 관로(104)를 따라 일정량의 유체가 빠져나가게 된다.Referring to the operation of the back pressure control unit 109, first the mixed fluid is accommodated in the second back pressure chamber 122 to increase the pressure, the increased pressure is applied to the back pressure control valve 101. . When the pressure applied to the back pressure regulating valve 101 is equal to or greater than a predetermined intermediate pressure, the back pressure regulating spring 102 is contracted. Then, when the back pressure control spring 102 is contracted, a certain amount of fluid is drawn out along the bypass pipe 104 leading to the rear side of the back pressure control part until the back pressure back pressure chamber becomes a constant intermediate pressure.
따라서, 상기 바이패스 관로(104)를 통해 유체의 일부가 빠져 나감으로써, 상기 제 2 배압챔버(121)는 항상 일정한 중간압력이 유지된다.Therefore, the part of the fluid exits through the bypass pipe 104, the second back pressure chamber 121 is always maintained a constant intermediate pressure.
결과적으로, 상기 선회 스크롤을 지지하는 배압은 상기 실링부재(105)를 기준으로 안쪽은 토출압이 되고, 바깥쪽은 중간압이 된다.As a result, the back pressure supporting the turning scroll is discharge pressure on the inside and the intermediate pressure on the outside on the sealing member 105.
또한, 상기 상부 프레임(120) 내부에 성형되고, 상기 배압 조절부(109)의 후측에 형성되는 바이패스 관로(104)는 상기 고정 스크롤(150)의 외측으로 관통 형성되어 스크롤 압축부의 흡입 공간과 연통된다.In addition, the bypass conduit 104 formed in the upper frame 120 and formed at the rear side of the back pressure control unit 109 is formed through the outer side of the fixed scroll 150 and the suction space of the scroll compression unit. Communicating.
따라서, 상기 배압조절 밸브(101)가 열리게 되어 빠져나오는 유체는 상기 바이패스 관로(104)를 따라 스크롤 압축부의 흡입 공간으로 들어가게 된다. Accordingly, the back pressure regulating valve 101 is opened, and the exiting fluid enters the suction space of the scroll compression unit along the bypass pipe 104.
여기서, 상기 스크롤 압축부의 흡입 공간으로 들어가는 유체의 압력은 상기 스크롤 압축부의 흡입 공간으로 들어가는 냉매의 압력보다 약간 높을 것이 요구된다. Here, the pressure of the fluid entering the suction space of the scroll compression portion is required to be slightly higher than the pressure of the refrigerant entering the suction space of the scroll compression portion.
또한, 상기 스크롤 압축부의 흡입 공간으로 들어가는 유체는 주로 오일이 될 것이다.In addition, the fluid entering the suction space of the scroll compression portion will mainly be oil.
또한, 상기 제 2 배압챔버(122)에 머무르는 중간압 상태의 유체는 상기 올담링(130)의 하부키와 상기 상부 프레임(120)에 윤활작용을 하게 되는 것은 상술한 바와 같다.In addition, as described above, the fluid in the intermediate pressure state staying in the second back pressure chamber 122 is lubricated to the lower key of the old dam ring 130 and the upper frame 120.
도 5는 본 발명의 사상에 따르는 스크롤 압축기의 실링부재의 사시도이다.5 is a perspective view of a sealing member of a scroll compressor according to the spirit of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 실링부재는 환형의 띠를 이루고, 수직 단면도 원형에 가까운 형상을 이루고 있다. 그리고, 상기 실링부재(105)는 상부 프레임(120)의 스러스트면에 놓여진다.Referring to FIG. 5, the sealing member of the scroll compressor according to the present invention has an annular band and has a shape close to a vertical cross section. In addition, the sealing member 105 is placed on the thrust surface of the upper frame 120.
상기 실링부재(105)는 내부가 비어 있는 형상을 하고 있으며, 일정 범위의 신축성을 가진다.The sealing member 105 has a hollow shape and has a range of elasticity.
따라서, 상기 실링부재(105)에 낮은 압력이 작용할 때에는 원래의 형상을 유지하지만, 고압의 유체가 유입되어 높은 압력이 작용할 때에는, 상기 실링 부재(105)의 수직단면의 곡률반경이 커지게 된다. Therefore, when a low pressure is applied to the sealing member 105, the original shape is maintained. However, when a high pressure fluid flows and a high pressure is applied, the radius of curvature of the vertical section of the sealing member 105 is increased.
상기 곡률반경이 커지게 됨으로써, 상기 실링부재(105)의 상측과 접촉되어 있는 선회 스크롤의 하면을 통하여 유체가 누설되는 것이 억제된다. As the radius of curvature becomes larger, leakage of fluid through the lower surface of the swing scroll in contact with the upper side of the sealing member 105 is suppressed.
또한, 상기 압축부에서 형성된 과도한 압력에 의해 상부 프레임(120)의 스러스트면과 선회 스크롤의 접촉면에 과도한 마찰이 일어나는 것을 감소 시켜준다.In addition, the excessive pressure generated in the compression unit reduces the occurrence of excessive friction on the thrust surface of the upper frame 120 and the contact surface of the swing scroll.
도 6은 본 발명의 사상에 따르는 스크롤 압축기의 배압 조절부의 사시도이다.6 is a perspective view of the back pressure control unit of the scroll compressor according to the spirit of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 배압 조절부는 구형의 배압조절 밸브(101)와, 상기 배압조절 밸브(101)를 지지하는 배압조절 스프링(102)과, 상기 배압조절 스프링(102)을 지지하는 고정단(103)이 포함된다.Referring to FIG. 6, the back pressure adjusting unit has a spherical back pressure regulating valve 101, a back pressure regulating spring 102 supporting the back pressure regulating valve 101, and a fixed end supporting the back pressure regulating spring 102. 103 is included.
상기 배압조절 스프링(102)은 일정 값의 탄성계수를 가지는 탄성부재로서, 일정한 스프링 압력 Ps 값을 가진다.The back pressure control spring 102 is an elastic member having a constant elastic modulus, and has a constant spring pressure P s .
따라서, 상기 제 2 배압챔버(122)와 연결된 바이패스(104)를 따라 흘러온 유체에 의해 일정 중간압 이상의 압력인 Ph가 상기 배압조절 밸브(101)에 가해질 때, 상기 유체가 일정 값의 중간압 Pm으로 감소될 때까지 배압조절 스프링(102)이 수축되어 배압조절 밸브(101)가 열려 있는 상태가 된다. 다시 말하면, 상기 배압조절 스프링(102)이 견딜 수 있는 스프링 압력 Ps 값은 상기 제 2 배압챔버(121)에 유지되어야 할 일정한 중간압 Pm 과 동일하다.Therefore, when P h , a pressure equal to or greater than a predetermined intermediate pressure, is applied to the back pressure regulating valve 101 by the fluid flowing along the bypass 104 connected to the second back pressure chamber 122, the fluid is in the middle of a predetermined value. Until the pressure P m is reduced, the back pressure regulating spring 102 is contracted so that the back pressure regulating valve 101 is open. In other words, the spring pressure P s value that the back pressure control spring 102 can withstand is equal to a constant intermediate pressure P m to be maintained in the second back pressure chamber 121.
상기 배압조절 밸브(101)를 미는 유체의 압력이 Ph 이고, 상기 배압조절 스프링(102)을 빠져 나가는 유체의 압력이 Pi 라고 할 때, Pi = Ph - Ps(Pm) 식이 성립되고, 결과적으로 상기 배압 조절부에 의하여 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 제 2 배압챔버(121)는 항상 일정한 중간압으로 유지되게 된다.When the pressure of the fluid pushing the back pressure regulating valve 101 is P h and the pressure of the fluid exiting the back pressure regulating spring 102 is P i , P i = The formula P h -P s (P m ) is established, and as a result, the second back pressure chamber 121 of the scroll compressor according to the present invention is always maintained at a constant intermediate pressure by the back pressure control unit.
본 발명에 따르는 스크롤 압축기의 배압구조에 의하여, 선회 스크롤을 지지하는 배압을 일부는 토출압으로, 나머지 부분은 중간압으로 유지되도록 함으로써, 선회 스크롤 전 면적에 걸쳐 배압이 작용되는 효과가 있다. By the back pressure structure of the scroll compressor according to the present invention, the back pressure supporting the swing scroll is maintained at a part of the discharge pressure and the remaining part at an intermediate pressure, so that the back pressure is applied over the entire area of the swing scroll.
또한, 상기와 같이 선회 스크롤의 전 면적에 걸쳐 배압이 작용되도록 함으로써, 선회 스크롤의 안정성이 높아지는 효과가 있고, 배압력의 조절에 의한 마찰 손실이 줄어드는 효과가 있다.In addition, as described above, the back pressure is applied over the entire area of the swing scroll, thereby increasing the stability of the swing scroll and reducing the frictional loss caused by the adjustment of the back pressure.
또한, 배압이 일부를 중간압으로 유지되도록 함으로써, 토출고압과 흡입압과의 과도한 압력차에 의한 누설을 줄이는 효과가 있고, 그 결과 체적 손실이 낮아지게 되어 전반적으로 압축기의 효율과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.In addition, by maintaining a part of the back pressure at an intermediate pressure, there is an effect of reducing the leakage caused by the excessive pressure difference between the discharge high pressure and the suction pressure, and as a result, the volume loss is lowered, thereby improving the efficiency and reliability of the compressor as a whole. It works.
도 1은 실링 부재를 이용하여 배압실을 형성한 종래의 고압식 스크롤 압축기의 일례를 보여주는 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional high pressure scroll compressor in which a back pressure chamber is formed using a sealing member.
도 2는 일반적인 스크롤 압축기의 압축부에서 진행되는 냉매의 압축과정을 보여주는 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a compression process of the refrigerant proceeding in the compression unit of a typical scroll compressor.
도 3은 본 발명의 사상에 따르는 스크롤 압축기의 배압조절 구조의 단면도.3 is a cross-sectional view of the back pressure control structure of the scroll compressor according to the spirit of the present invention.
도 4는 상기 배압조절 구조의 확대 단면도.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the back pressure control structure.
도 5는 본 발명의 사상에 따르는 스크롤 압축기의 실링부재의 사시도.5 is a perspective view of a sealing member of a scroll compressor according to the spirit of the present invention.
도 6은 본 발명의 사상에 따르는 스크롤 압축기의 배압 조절부의 사시도.6 is a perspective view of the back pressure control unit of the scroll compressor according to the spirit of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101 : 배압조절 밸브 102 : 배압조절 스프링 103 : 고정단101: back pressure regulating valve 102: back pressure regulating spring 103: fixed end
104 : 바이패스 관로 105 : 실링부재 109 : 배압 조절부104: bypass pipe 105: sealing member 109: back pressure control unit
120 : 상부 프레임 121 : 제 1 배압챔버 122 : 제 2 배압챔버 120: upper frame 121: first back pressure chamber 122: second back pressure chamber
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