KR20050098176A - 스크롤 압축기의 편심 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 편심 장치에 관한 것으로, 본 발명은 나선형의 랩을 형성하여 프레임에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤의 랩에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 압축실을 형성하도록 나선형의 랩을 형성하여 구동모터의 회전력에 의해 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 구동모터의 회전자에 삽입하여 고정하고 프레임의 축구멍에 회전 가능하게 삽입하여 반경방향으로 지지되도록 회전부를 형성하고 이 회전부의 상단에는 편심부를 상기한 회전부의 범위 내에서 편심지게 돌출 형성하여서 된 구동축과, 구동축의 편심부 끝단에 결합하여 상기한 구동모터의 회전력을 선회스크롤에 전달하는 고정부시와, 구동축과 고정부시의 경계선에 서로 맞물리도록 개재하여 상기한 고정부시의 회전을 방지하는 고정수단으로 구성함으로써, 구동축을 반경방향으로 지지하는 메인프레임의 축구멍을 압축기의 구동방식에 관계없이 동일하게 형성할 수 있고 이를 통해 메인프레임을 제작하기 위한 금형을 범용화하여 생산비용을 절감할 수 있다. 또, 조립시에도 메인프레임을 공용할 수 있으므로 조립공정을 간소화하여 생산성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 편심 장치{ECCENTRICITY APPARATUS FOR SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 회전축에 관한 것으로, 특히 한 종류의 메인프레임을 고정반경식과 가변반경식에 모두 적용할 수 있도록 하는 스크롤 압축기의 편심 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤식 압축기는 반경방향 누설방지 방식에 따라 가변반경식과 고정반경식으로 구분할 수 있다. 가변반경식은 액냉매나 오일 또는 이물질이 압축실로 유입되어 압축실 내의 압력이 비정상적으로 상승하였을 때 랩의 파손을 방지하기 위하여 선회스크롤이 반경방향으로 후퇴하도록 마련되는 방식이고, 고정반경식은 선회스크롤이 압축조건의 변화에 관계없이 항상 동일궤적으로 선회하는 방식이다. 가변반경식과 고정반경식은 나름대로 장점과 단점을 가진 방식으로 본 발명은 두 방식의 스크롤 압축기가 가지는 장점들을 이용하여 냉매가스의 반경방향 누설을 효과적으로 방지할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(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 구동모터(4)와, 구동모터(4)의 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(4)의 회전력을 전달하는 구동축(5)과, 메인프레임(2)에 얹혀지고 구동축(5)에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(6)과, 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 나선형의 랩(7a)을 형성하여 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(7)과, 선회스크롤(6)과 메인프레임(1) 사이에 결합하여 상기 선회스크롤(6)의 자전을 방지하는 올담링(8)과, 고정스크롤(7)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입영역(S1)과 토출영역(S2)으로 구획하는 고저압분리판(9)과, 고정스크롤(7)의 경판부 배면에 결합하여 토출영역(S2)으로 토출한 압축가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(10)를 포함하고 있다.

메인프레임(2)은 원판 모양으로 형성하되 그 중앙에 상기한 구동축(5)을 회전 가능하게 삽입하여 후술할 구동축(5)의 회전부(5a)를 반경방향으로 지지하는 축구멍(2a)을 형성하고, 상면 가장자리에는 상기한 올담링(8)의 키부(미부호)를 반경방향으로 미끄러지게 삽입하는 키홈(2b)을 형성하고 있다.

축구멍(2a)은 스크롤 압축기의 구동방식, 즉 고정반경식이냐 가변반경식이냐에 따라 그 직경을 달리 형성하고 있다. 예컨대, 고정반경식인 경우에는 도 2에서와 같이 구동축(5)의 회전부(5a) 상단에 구비하는 편심부(5b)가 선회스크롤(6)을 선회운동 시키기 위하여 그 편심부(5b)의 외주면 일부가 회전부(5a)의 외주면 바깥으로 돌출되도록 현저하게 편심져 형성하는데 반해, 가변반경식인 경우에는 도 3에서와 같이 상기한 편심부(5b)에 별도의 슬라이딩 부시(11)를 삽입함에 따라 그 편심부(5b)가 회전부(5a)의 중심에서 지나치게 편심질 필요가 없다. 이에 따라 메인프레임(2)의 축구멍(2a)은 고정반경식의 경우 편심부(5b)가 회전부 바깥으로 돌출된 만큼 구동축(5)의 회전부(5b) 직경(d1) 보다 축구멍의 직경(D1)이 더 넓게 형성하여야 하는 반면 가변반경식의 경우는 편심부(5b)가 회전부(5a) 안에 존재함에 따라 회전부(5a)의 직경(d2)과 축구멍(2a)의 직경(D2)을 대략 동일하게 형성하는 것이었다. 도면중 미설명 부호인 4A는 고정자, 4B는 회전자이다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에서는, 전술한 바와 같이 압축기의 구동방식에 따라 구동축(5)의 상단에 구비하는 편심부(5b)의 편심 정도가 상이하고 이로 인해 메인프레임(2)의 축구멍(2a)을 각각 달리 제작하여야 함에 따라 별도의 금형을 필요로 하여 제조비용이 증가하는 것은 물론 조립시 고정반경식에 필요한 메인프레임(2)과 가변반경식에 필요한 메인프레임(2)을 따로 분리하여 조립하여야 하므로 조립공정이 번거로워지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기의 구동방식에 관계없이 메인프레임을 공유할 수 있는 스크롤 압축기의 회전축 편심 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 나선형의 랩을 형성하여 프레임에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤의 랩에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 압축실을 형성하도록 나선형의 랩을 형성하여 구동모터의 회전력에 의해 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 구동모터의 회전자에 삽입하여 고정하고 프레임의 축구멍에 회전 가능하게 삽입하여 반경방향으로 지지되도록 회전부를 형성하고 이 회전부의 상단에는 편심부를 상기한 회전부의 범위 내에서 편심지게 돌출 형성하여서 된 구동축과, 구동축의 편심부 끝단에 결합하여 상기한 구동모터의 회전력을 선회스크롤에 전달하는 고정부시와, 구동축과 고정부시의 경계선에 서로 맞물리도록 개재하여 상기한 고정부시의 회전을 방지하는 고정핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심 장치를 제공한다.

또, 앞에서 구동모터의 회전자에 삽입하여 고정하고 프레임의 축구멍에 회전 가능하게 삽입하여 반경방향으로 지지되도록 회전부를 형성하고 이 회전부의 상단에는 편심부를 상기한 회전부의 범위 내에서 편심지게 돌출 형성하며 그 편심부에 제1 걸림면을 형성하여서 된 구동축과, 구동축의 편심부에 구비한 제1 걸림면에 맞물리도록 그 내주면에 제2 걸림면을 형성하여 상기한 구동모터의 회전력을 선회스크롤에 전달하는 고정부시로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 편심 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임과 회전축을 분해하여 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임과 회전축의 조립관계를 보인 종단면도이며, 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 7은 본 발명 스크롤 압축기에서 회전축의 편심 구조에 대한 다른 실시예를 보인 횡단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 케이싱(1)에 고정하는 메인프레임(110)과, 구동모터(4)의 회전자(4B)에 결합하여 상기 메인프레임(110)에 반경방향으로 지지하는 구동축(120)과, 구동축(120)의 상단에 편심지게 결합하여 상기 구동모터(4)의 구동력을 고정스크롤(7)과 함께 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(6)에 전달하는 고정부시(130)와, 구동축(120)과 고정부시(130)의 경계면에 서로 맞물리도록 결합하여 상기한 고정부시(130)의 회전을 방지하는 고정핀(140)을 포함한다.

메인프레임(110)은 원판 모양으로 형성하되 그 중앙에 후술할 구동축(120)의 회전부(121)을 회전 가능하게 삽입하여 반경방향으로 지지하도록 구동축(120)의 회전부(121) 직경(d)과 거의 동일한 직경(D)으로 축구멍(111)을 형성하고, 상면 가장자리에는 상기한 올담링(8)의 키부(미부호)를 반경방향으로 미끄러지게 삽입하는 키홈(112)을 형성한다.

구동축(120)은 상기 회전자(4B)에 삽입 고정하고 메인프레임(110)의 축구멍(111)에 회전 가능하게 삽입하여 반경방향으로 지지되는 회전부(121)와, 회전부(121)의 상단에 편심지게 돌출 형성하는 편심부(122)로 이루어진다.

회전부(121)는 전술한 바와 같이 메인프레임(110)의 축구멍(111) 내경(D)과 동일한 외경(d)으로 형성하는 것이 바람직하다.

편심부(122)는 축중심을 기준으로 장축길이가 회전부(121)의 단축길이 보다 짧게 형성하여 상기 회전부(121)의 범위 내에서 편심지게 형성한다.

또, 편심부(122)의 외주면 일측에는 상기한 고정부시(130)와 함께 평면투영시 원형 단면 형상을 이루도록 반원 단면 형상의 제1 핀홈(123)을 형성한다.

고정부시(130)는 그 내경이 편심부(122)의 외경과 거의 동일하게 형성하는 한편 그 외경은 외주면이 구동축(120)의 회전부(121) 밖으로 노출될 수 있도록 환형으로 형성하되, 그 내주면 일측에는 상기한 편심부(122)의 제1 핀홈(123)과 함께 원형을 이루도록 반원 단면 형상의 제2 핀홈(131)을 형성한다.

고정핀(140)은 상기한 제1 핀홈(123)과 제2 핀홈(131)에 삽입되어 고정부시(130)를 구동축(120)의 편심부(122)에 결합하도록 원형 단면 형상으로 형성한다. 고정핀(140)의 길이는 두 핀홈(123)(131)의 길이와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 120a는 오일유로이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 편심 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 구동모터(4)에 전원을 인가하여 구동축(120)이 회전을 하면, 구동축(120)에 편심 결합한 선회스크롤(6)이 일정한 궤적을 따라 선회운동을 하고, 이 과정에서 선회스크롤(6)과 고정스크롤(7) 사이에 형성되는 압축실(P)이 선회운동의 중심으로 연속적으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 연속적으로 흡입 압축하면서 토출한다.

여기서, 구동축(120)을 메인프레임(110)의 축구멍(111)에 삽입할 때 이미 구동축(120)의 회전부(121)에는 메인프레임(110)의 축구멍(111)의 직경(D) 보다 큰 구동모터(4)의 회전자(4B)를 압입한 상태이므로 이 구동축(120)의 편심부(122)쪽 끝단에서부터 메인프레임(110)의 축구멍(111)에 삽입한 후 반대쪽에서 고정부시(130)를 상기한 편심부(122)에 끼운다. 이후 편심부(122)의 제1 핀홈(123)과 고정부시(130)의 제2 핀홈(131)으로 이루어진 원형 홈에 상기한 고정핀(140)을 삽입하여 고정부시(130)를 구동축(120)의 편심부(122)에 일체로 결합한다.

이렇게, 구동축(120)의 편심부(122)가 회전부(121)의 범위 내에 존재하도록 형성함에 따라 메인프레임(110)의 축구멍(111) 직경(D)을 구동축(120)의 회전부(121) 직경(d)과 거의 비슷하게 형성할 수 있고, 이를 통해 압축기의 종류, 즉 고정반경식 스크롤 압축기 또는 가변반경식 스크롤 압축기에 관계없이 메인프레임(110)을 동일한 금형에서 동일한 규격으로 형성할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 편심 장치에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 구동축(120)의 편심부(122)와 고정부시(130)의 경계선에 핀홈(123)(131)을 형성하여 그 핀홈에 고정핀(140)을 삽입함으로써 상기한 구동축(120)의 편심부(122)와 고정부시(130)를 일체로 결합하는 것이었으나, 본 실시예는 도 7에서와 같이 구동축(120)의 편심부(122)를 "디컷팅"하여 제1 걸림면(124)을 형성하고 이에 대응하는 고정부시(130)의 내주면에도 "디컷팅"하여 제2 걸림면(132)을 형성함으로써 상기한 편심부(122)의 회전시 고정부시(130)가 헛돌지 못하도록 할 수도 있다. 이를 위해 도면으로 제시하지는 않았으나 상기한 편심부의 외주면과 고정부시의 내주면을 서로 동일한 각진 형상으로 형성할 수도 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 편심 장치는, 구동축의 편심부를 회전부의 범위 내에서 편심지게 돌출 형성하고 상기 회전부의 범위 밖에 돌출되도록 고정부시를 상기한 편심부에 고정 삽입함으로써, 구동축을 반경방향으로 지지하는 메인프레임의 축구멍을 압축기의 구동방식에 관계없이 동일하게 형성할 수 있고 이를 통해 메인프레임을 제작하기 위한 금형을 범용화하여 생산비용을 절감할 수 있다. 또, 조립시에도 메인프레임을 공용할 수 있으므로 조립공정을 간소화하여 생산성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 고정반경식 스크롤 압축기에서 메인프레임과 회전축의 조립관계를 보인 종단면도,

도 3은 종래 가변반경식 스크롤 압축기에서 메인프레임과 회전축의 조립관계를 보인 종단면도,

도 4는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임과 회전축을 분해하여 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 메인프레임과 회전축의 조립관계를 보인 종단면도,

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 7은 본 발명 스크롤 압축기에서 회전축의 편심 구조에 대한 다른 실시예를 보인 횡단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 메인프레임 111 : 축구멍

120 : 구동축 121 : 회전부

122 : 편심부 123 : 제1 핀홈

124 : 제1 걸림면 130 : 고정부시

131 : 제2 핀홈 132 : 제2 걸림면

140 : 고정핀

Claims (3)

1. 나선형의 랩을 형성하여 프레임에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤의 랩에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 압축실을 형성하도록 나선형의 랩을 형성하여 구동모터의 회전력에 의해 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   구동모터의 회전자에 삽입하여 고정하고 프레임의 축구멍에 회전 가능하게 삽입하여 반경방향으로 지지되도록 회전부를 형성하고 이 회전부의 상단에는 편심부를 상기한 회전부의 범위 내에서 편심지게 돌출 형성하여서 된 구동축과,

   구동축의 편심부 끝단에 결합하여 상기한 구동모터의 회전력을 선회스크롤에 전달하는 고정부시와,

   구동축과 고정부시의 경계선에 서로 맞물리도록 개재하여 상기한 고정부시의 회전을 방지하는 고정핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심 장치.
2. 제1항에 있어서,

   편심부의 외주면과 이에 대응하는 고정부시의 내주면에는 서로 합해 원형단면 형상을 이뤄 상기한 고정핀을 삽입할 수 있도록 핀홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심 장치.
3. 나선형의 랩을 형성하여 프레임에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤의 랩에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 압축실을 형성하도록 나선형의 랩을 형성하여 구동모터의 회전력에 의해 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   구동모터의 회전자에 삽입하여 고정하고 프레임의 축구멍에 회전 가능하게 삽입하여 반경방향으로 지지되도록 회전부를 형성하고 이 회전부의 상단에는 편심부를 상기한 회전부의 범위 내에서 편심지게 돌출 형성하며 그 편심부에 제1 걸림면을 형성하여서 된 구동축과,

   구동축의 편심부에 구비한 제1 걸림면에 맞물리도록 그 내주면에 제2 걸림면을 형성하여 상기한 구동모터의 회전력을 선회스크롤에 전달하는 고정부시로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 편심 장치.