KR20050043485A - 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조에 관한 것으로, 본 발명은 일정량의 오일을 채운 케이싱에 고정하는 프레임과, 프레임에 고정하고 나선형의 랩을 형성하는 고정스크롤과, 고정스크롤의 랩에 치합하도록 일 측면에 나선형의 랩을 형성하여 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤과 함께 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하고 케이싱의 오일을 흡상하여 미끄럼부에 공급하는 구동축과, 프레임과 선회스크롤 사이에 개재하여 선회스크롤의 자전을 방지하면서 선회운동을 유도하는 올담링을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 올담링이 접하는 프레임에 원주방향을 따라 음형지게 형성하여 상기 프레임과 선회스크롤 사이로 유입되는 오일을 상기한 올담링으로 유도하는 오일안내홈을 형성함으로써, 오일이 메인프레임과 올담링 사이로 원활하게 공급되도록 하여 메인프레임과 올담링 사이의 오일부족으로 인한 마모를 방지하여 선회스크롤의 선회운동을 안정시키고 이를 통해 압축기의 효율 저하와 수명 단축을 미연에 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 올담링 급유 구조{OLDHAMRING OIL SUPPLY STRUCTURE FOR SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조에 관한 것으로, 특히 오일을 올담링과 메인프레임 사이로 원활하게 공급하여 윤활하도록 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤식 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기로서, 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 스크롤 사이에 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가스를 연속으로 흡입 압축하여 토출하는 방식이다.

두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하기 위하여는 두 스크롤 사이 또는 회전운동을 하는 스크롤과 이를 지지하는 프레임 사이에 올담링(Oldham's Coupling)이라고 하는 자전 방지 기구를 개재하여 회전하려는 스크롤을 강제 선회 운동시켜 압축실의 체적이 연속으로 가변되도록 하는 것이다. 따라서, 올담링과 이를 지지하는 선회스크롤이나 프레임 사이에는 미끄럼부가 발생하며 이 미끄럼부의 윤활 상태는 압축기의 성능과 밀접한 관련이 있다.

본 발명은 올담링과 이를 지지하는 부재 사이의 윤활에 관한 것이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 압축부를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 스크롤 압축기는, 메인프레임(1)에 얹어 고정하고 나선형의 랩(2a)을 구비한 고정스크롤(2)과, 고정스크롤(2)의 랩(2a)에 맞물려 결합하는 나선형의 랩(3a)을 구비하여 상기 메인프레임(1)과 고정스크롤(2)의 사이에 배치하는 선회스크롤(3)과, 구동모터(미도시)의 회전력을 선회스크롤(3)에 전달하도록 상기 구동모터의 회전자와 선회스크롤(3)을 연결하는 구동축(4)과, 선회스크롤(3)과 메인프레임(1) 사이에 결합하여 선회스크롤(3)의 자전을 방지하는 올담링(5)을 포함하고 있다.

메인프레임(1)은 그 중앙부가 관통하여 구동축(4)이 회전 가능하게 관통하는 축구멍(1a)을 형성하고, 축구멍(1a)의 상단 주변에는 상기한 올담링(5)을 얹어 지지하는 올담링유동홈(1b)을 환형으로 형성하며, 올담링유동홈(1b)의 좌우 양측에는 후술할 올담링(5)의 제1 자전방지돌기(5b)(5b)가 일정 궤적 안에서 반경방향으로 미끄러지도록 삽입하는 자전방지홈(1c)(1c)을 형성하고 있다.

선회스크롤(3)은 원판모양으로 형성하여 그 상면은 전술한 랩(3a)을 나선형으로 형성하고, 저면 중앙에는 상기한 메인프레임(1)의 축구멍(1a)에 삽입되어 구동축(4)의 상단에 편심 결합하는 보스부(3b)를 형성하고, 보스부(3b)의 주변에는 후술할 올담링(5)의 제2 자전방지돌기(5c)(5c)가 일정 궤적 안에서 반경방향으로 미끄러지도록 삽입하는 자전방지홈(3c)(3c)을 형성하고 있다.

선회스크롤(3)의 자전방지홈(3c)(3c)은 메인프레임(1)의 자전방지홈(1c)(1c)과 직교하는 위치에 형성하고 있다.

올담링(5)은 링몸체(5a)를 환형으로 형성하여 그 저면의 좌우 양측에는 상기한 메인프레임(1)의 자전방지홈(1c)(1c)에 반경방향으로 미끄러지도록 제1 자전방지돌기(5b)(5b)를 돌출 형성하고, 상면의 전후 양측에는 상기한 제1 자전방지돌기(5b)(5b)와 직교하는 위치에 상기 선회스크롤(3)의 자전방지홈(3c)(3c)과 반경방향으로 미끄러지도록 제2 자전방지돌기(5c)(5c)를 돌출 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 4a는 오일유로, P는 압축실이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 구동모터(미도시)에 전원을 인가하면 구동모터에 압입한 구동축(4)이 회전을 하여 선회스크롤(3)이 올담링(5)에 의해 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(3)은 고정스크롤(2)과의 랩(2a)(3a) 사이에 복수 개의 압축실(P)을 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(3)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

이때, 구동축(4)이 고속으로 회전을 하면서 케이싱의 바닥에 채운 오일을 흡입하여 오일유로(4a)를 통해 상단으로 흡상하고, 이 오일은 구동축(4)의 상단에서 비산하여 일부는 메인프레임(1)과 구동축(4) 사이의 미끄럼부위를 윤활하는 한편 일부는 메인프레임(1)과 선회스크롤(3) 사이의 미끄럼부위를 윤활하여 압축기가 원활하게 동작되도록 하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에서는, 구동축(4)의 선단에서 비산하는 오일이 메인프레임(1)의 축구멍(1a)에 충분히 채워졌다가 그 메인프레임(1)과 선회스크롤(3) 사이의 미끄럼부로 공급되고 그 일부가 다시 올담링(5)과 메인프레임(1) 사이로 공급되는 것이나, 메인프레임(1)과 선회스크롤(3) 사이가 미끄럼 접촉함에 따라 오일의 공급량이 충분치 않아 자칫 올담링(5)과 메인프레임(1)의 미끄럼부위까지 공급되지 못하여 올담링(5)의 제1 자전방지돌기(5b)나 이에 결합한 메인프레임(1)의 자전방지홈(1c)이 마모되면서 선회스크롤(3)의 선회운동에 악영향을 끼쳐 압축기의 전체 효율이 낮아지는 것은 물론 올담링(3)의 파손으로 압축기의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 메인프레임과 올담링의 미끄럼부위로 오일을 직접 유도하여 올담링의 마모를 방지하고 이를 통해 압축기의 효율 저하를 미연에 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일정량의 오일을 채운 케이싱에 고정하는 프레임과, 프레임에 고정하고 나선형의 랩을 형성하는 고정스크롤과, 고정스크롤의 랩에 치합하도록 일 측면에 나선형의 랩을 형성하여 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤과 함께 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하고 케이싱의 오일을 흡상하여 미끄럼부에 공급하는 구동축과, 프레임과 선회스크롤 사이에 개재하여 선회스크롤의 자전을 방지하면서 선회운동을 유도하는 올담링을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 올담링이 접하는 프레임에 원주방향을 따라 음형지게 형성하여 상기 프레임과 선회스크롤 사이로 유입되는 오일을 상기한 올담링으로 유도하는 오일안내홈을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일부를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임의 평면도이고, 도 6은 본 발명 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조에 대한 변형예를 보인 메인프레임의 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 일정량의 오일을 채운 케이싱에 고정하는 메인프레임(11)과, 메인프레임(11)에 고정하는 고정스크롤(12)과, 고정스크롤(12)과 맞물려 연속적으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(13)과, 선회스크롤(13)의 보스부(13b)에 편심지게 결합하여 구동모터(미도시)의 회전력을 선회스크롤(13)에 전달하는 구동축(14)과, 메인프레임(11)과 선회스크롤(13) 사이에 개재하여 선회스크롤(13)을 선회운동시키는 올담링(15)을 포함한다.

메인프레임(11)은 그 중앙부가 관통하여 구동축(14)이 회전 가능하게 관통하는 축구멍(11a)을 형성하고, 축구멍(11a)의 상단 주변에는 상기한 올담링(15)을 얹어 지지하는 올담링유동홈(11b)을 환형으로 형성하며, 올담링유동홈(11b)의 좌우 양측에는 올담링(15)의 제1 자전방지돌기(15b)(15b)가 일정 궤적 안에서 반경방향으로 미끄러지도록 삽입하는 복수 개의 자전방지홈(11c)(11c)을 형성한다.

또, 올담링유동홈(11b)에는 메인프레임(11)과 선회스크롤(13) 사이로 유입되어 반경방향으로 흘러나가는 오일을 모아 상기한 자전방지홈(11c)(11c)으로 안내하는 오일안내홈(11d)(11d)을 형성한다.

오일안내홈(11d)(11d)은 환형으로 음형지게 형성하여 양측 자전방지홈(11c)(11c)과 모두 연통하도록 일괄 중첩되게 형성할 수도 있으나 이 경우 압축기가 기울어지면 오일이 어느 한 쪽 자전방지홈(11c)에 과도하게 오일이 공급되는 반면 다른 쪽 자전방지홈(11c)에는 오일이 부족하게 공급되는 점을 감안하여 도 4 또는 도 5에서와 같이 상기한 오일안내홈(11d)(11d)을 한쪽은 막히고 다른 한 쪽은 각각의 자전방지홈(11c)(11c)에 서로 독립적으로 오일안내홈(11d)(11d)이 연통되도록 원호형으로 음형지게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 오일안내홈(11d)(11d)은 그 안에 모인 오일이 올담링(15)의 미끄럼운동을 윤활할 수 있도록 평면투영시 적어도 일부가 올담링(15)의 링몸체(15a)와 중첩되도록 형성하는 것이 바람직하다.

또, 오일안내홈(11d)(11d)은 오일이 원활하게 자전방지홈(11c)(11c)으로 유입될 수 있도록 막힌 쪽 보다는 자전방지홈(11c)(11c)에 연결되는 쪽을 깊게 형성하는 것이 바람직하다.

선회스크롤(13)은 원판모양으로 형성하여 그 상면은 랩(13a)을 나선형으로 형성하고, 저면 중앙에는 상기한 메인프레임(11)의 축구멍(11a)에 삽입되어 구동축(14)의 상단에 편심 결합하는 보스부(11b)를 형성하고, 보스부(11b)의 주변에는 올담링(15)의 제2 자전방지돌기(15c)가 일정 궤적 안에서 반경방향으로 미끄러지도록 삽입하는 자전방지홈(13c)을 메인프레임(11)의 자전방지홈(11c)(11c)과 직교하는 위치에 형성한다.

올담링(15)은 링몸체(15a)를 환형으로 형성하여 그 저면의 좌우 양측에는 상기한 메인프레임(11)의 자전방지홈(11c)(11c)에 반경방향으로 미끄러지도록 제1 자전방지돌기(15b)(15b)를 돌출 형성하고, 상면의 전후 양측에는 상기한 제1 자전방지돌기(15b)(15b)와 직교하는 위치에 상기 선회스크롤(13)의 자전방지홈(13c)(13c)과 반경방향으로 미끄러지도록 제2 자전방지돌기(15c)(15c)를 돌출 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 13a는 고정스크롤의 랩, 14a는 오일유로이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 구동모터(미도시)에 전원을 인가하여 구동축(14)이 회전을 하면, 구동축(14)에 편심 결합한 선회스크롤(13)이 올담링(15)에 의해 일정한 궤적을 따라 선회운동을 하고, 이 과정에서 선회스크롤(13)과 고정스크롤(12) 사이에 형성되는 압축실(P)이 선회운동의 중심으로 연속적으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 연속적으로 흡입 압축하면서 토출한다.

이때, 구동축(14)이 고속으로 회전을 하면서 케이싱(미도시)의 바닥에 채운 오일을 흡입하여 오일유로(14a)를 통해 상단으로 흡상하고, 이 오일은 구동축(14)의 상단에서 비산하여 일부는 메인프레임(11)과 구동축(14) 사이의 미끄럼부위를 윤활하는 한편 일부는 메인프레임(11)과 선회스크롤(13) 사이의 미끄럼부위로 유입된다. 이 메인프레임(11)과 선회스크롤(13) 사이로 유입되는 오일은 원심력에 의해 바깥쪽으로 흘러나가다가 메인프레임(11)의 미끄럼면을 환형 또는 복수 개의 원호형으로 형성한 오일안내홈(11d)(11d)으로 흘러들고, 이 오일은 다시 오일안내홈(11d)(11d)을 따라 흘러내려 각각의 자전방지홈(11c)(11c)으로 유입되어 올담링(15)의 자전방지돌기(15b) 사이를 윤활함으로써 올담링(15)이 메인프레임(11)에서 원활하게 미끄러지면서 선회스크롤(13)의 안정적인 선회운동을 유도할 수 있다.

또, 오일안내홈(11d)(11d)을 평면투영시 올담링(15)과 중첩하도록 형성하는 경우에는 오일안내홈(11d)(11d)에 고인 오일이 올담링(15)의 자전방지돌기(15b)(15b) 뿐만 아니라 링몸체(15a)의 미끄럼운동을 더욱 원활하게 할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조에 대한 변형예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 메인프레임(11)의 올담링유동홈(11b)에 환형 또는 원호형상으로 오일안내홈(11d)(11d)을 형성하는 것이나, 본 변형예는 도 6에서와 같이 메인프레임(11)의 축구멍(11a) 상단에서 오일안내홈(11d)(11d)으로 연통하는 오일유로홈(11e)(11e)을 반경방향으로 형성할 수도 있다.

이 경우에는 구동축(14)의 상단에서 비산하여 메인프레임(11)의 축구멍(11a)을 채운 오일의 일부가 오일유로홈(11e)(11e)을 따라 곧바로 오일안내홈(11d)(11d)으로 안내되는 한편 메인프레임(11)과 선회스크롤(13) 사이로 흘러 나가던 오일이 상기한 오일안내홈(11d)(11d)으로 유입되고, 이 오일안내홈(11d)(11d)의 오일이 다시 자전방지홈(11c)으로 안내되어 그 자전방지홈(11c)과 올담링(15)의 자전방지돌기(15b) 사이를 윤활하도록 하는 것이다.

이렇게 하여, 메인프레임과 올담링의 사이로 오일을 원활하게 공급함에 따라 메인프레임과 올담링 사이의 오일부족에 따른 건마찰을 막을 수 있고, 이를 통해 선회스크롤이 안정적으로 선회운동을 하여 압축기의 효율 저하와 수명 단축을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조는, 메인프레임에 구비하는 자전방지홈에 연통하도록 환형 또는 원호형으로 오일안내홈을 형성함으로써, 오일이 메인프레임과 올담링 사이로 원활하게 공급되도록 하여 메인프레임과 올담링 사이의 오일부족으로 인한 마모를 방지하여 선회스크롤의 선회운동을 안정시키고 이를 통해 압축기의 효율 저하와 수명 단축을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일부를 보인 단면도,

도 2는 종래 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 분해 사시도,

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일부를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 분해 사시도,

도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임의 평면도,

도 6은 본 발명 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조에 대한 변형예를 보인 메인프레임의 평면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 메인프레임 11a : 축구멍

11b : 올담링유동홈 11c : 자전방지홈

11d : 오일안내홈 11e : 오일유로홈

12 : 고정스크롤 13 : 선회스크롤

13c : 자전방지홈 14 : 구동축

14a : 오일유로 15 : 올담링

15a : 링몸체 15b,15c : 제1,제2 자전방지돌기

Claims (7)

1. 일정량의 오일을 채운 케이싱에 고정하는 프레임과, 프레임에 고정하고 나선형의 랩을 형성하는 고정스크롤과, 고정스크롤의 랩에 치합하도록 일 측면에 나선형의 랩을 형성하여 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤과 함께 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 선회스크롤에 결합하여 구동모터의 회전력을 전달하고 케이싱의 오일을 흡상하여 미끄럼부에 공급하는 구동축과, 프레임과 선회스크롤 사이에 개재하여 선회스크롤의 자전을 방지하면서 선회운동을 유도하는 올담링을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   올담링이 접하는 프레임에 원주방향을 따라 음형지게 형성하여 상기 프레임과 선회스크롤 사이로 유입되는 오일을 상기한 올담링으로 유도하는 오일안내홈을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조.
2. 제1항에 있어서,

   오일안내홈은 환형으로 음형지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조.
3. 제2항에 있어서,

   오일안내홈은 프레임의 양측에 반경방향으로 구비하여 올담링에 형합하는 복수 개의 자전방지홈과 일괄 연통되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조.
4. 제1항에 있어서,

   오일안내홈은 원호형으로 음형지게 복수 개를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조.
5. 제4항에 있어서,

   오일안내홈은 프레임의 양측에 반경방향으로 구비하여 올담링에 형합하는 복수 개의 자전방지홈과 각각 독립적으로 연통되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조.
6. 제1항에 있어서,

   케이싱에서 흡상되는 오일의 일부를 오일안내홈으로 직접 유도하도록 반경방향으로 음형지게 형성하여 상기 오일안내홈에 연결하는 오일유로홈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조.
7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

   오일안내홈은 올담링과 평면투영시 중첩되는 구간을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 올담링 급유 구조.