KR20060035063A - 가변 반경식 스크롤 압축기 - Google Patents

가변 반경식 스크롤 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가변 반경식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 스크롤 압축기의 압축실 압력에 따라 선택적으로 선회스크롤이 일정범위 내에서 반경 방향으로 후퇴하면서 고정스크롤과 이격될 수 있게 하는 편심부시의 가공을 용이하게 할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있는 가변 반경식 스크롤 압축기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 두개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤과; 구동모터의 회전력이 상기 선회스크롤로 전달될 수 있도록 일측은 상기 구동모터에 결합되고 다른 일측은 상기 선회스크롤에 결합되되, 일측 선단면에는 상기 선회스크롤에 편심 결합될 수 있도록 편심부가 돌출 형성됨과 아울러 상기 편심부의 저부에는 외주면에 회전걸림면을 갖는 단차부가 형성되어 있는 회전축과; 상기 압축실의 압력에 따라 선택적으로 상기 선회스크롤이 일정범위 내에서 반경 방향으로 후퇴하면서 상기 고정스크롤과 이격될 수 있도록 상기 선회스크롤과 상기 편심부의 사이에 개재되되, 축 방향을 따라 일측에는 상기 편심부가 삽입될 수 있도록 중앙으로부터 편심지게 편심구멍이 형성되어 있고, 상기 편심구멍의 저부에는 상기 단차부보다 큰 직경을 갖도록 확장 형성됨과 아울러 그 내주면에 상기 회전걸림면이 선택적으로 접촉되며 회전이 제한될 수 있도록 스토퍼가 구비된 단차부수용홈이 형성되어 있는 편심부시;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가변 반경식 스크롤 압축기를 제공한다.
스크롤 압축기, 가변 반경식, 회전축, 편심부시, 단차부, 단차부수용홈

Description

가변 반경식 스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
도 1은 종래 가변 반경식 스크롤 압축기의 구조를 도시한 단면도
도 2는 종래 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 구조를 도시한 사시도
도 3은 종래 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 결합구조를 도시한 단면도
도 4는 종래 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 작동구조를 도시한 평면도
도 5는 본 발명에 따른 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 구조를 도시한 사시도
도 6은 본 발명에 따른 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 구조를 도시한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 작동구조를 도시한 평면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
14 : 회전축 14a : 편심부
14b : 회전걸림면 14d : 단차부
15 : 편심부시 15a : 편심구멍
15b : 스토퍼 15c : 단차수용홈
본 발명은 가변 반경식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기의 압축실 압력에 따라 선택적으로 선회스크롤이 일정범위 내에서 반경 방향으로 후퇴하면서 고정스크롤과 이격될 수 있게 하는 편심부시의 가공을 용이하게 할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있는 가변 반경식 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 스크롤식 압축기는 선회스크롤이 압축조건의 변화에 관계없이 항상 동일궤적을 따라 선회하는 고정반경식 스크롤 압축기와, 액냉매나 오일 또는 이물질이 압축실로 유입되어 압축실 내의 압력이 비정상적으로 상승하였을 때 선회스크롤이 랩의 파손을 방지하기 위하여 반경 방향으로 후퇴하도록 구성되는 가변 반경식 스크롤 압축기로 나뉘어진다.
가변 반경식 스크롤 압축기에서 선회스크롤의 선회반경이 가변되도록 하기 위하여는 통상 회전축과 선회스크롤 사이에 슬라이드 부시 또는 슬라이드 블록을 개재시키거나 또는 편심부시를 개재시키는 방식 등이 알려져 있다.
도 1은 종래 가변 반경식 스크롤 압축기의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 구조를 도시한 사시도이다.
또한, 도 3은 종래 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 결합구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 종래 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 작동구조를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 종래 가변 반경식 스크롤 압축기는, 메인프레임(1)에 얹어 고정되고 나선형의 랩(2a)을 구비한 고정스크롤(2)과, 상기 고정스크롤(2)의 랩(2a)에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실(P)을 형성하도록 결합되는 나선형의 랩(3a)을 구비하여 상기 메인프레임(1)과 고정스크롤(2)의 사이에 상대 운동 가능하게 배치되는 선회스크롤(3)과, 구동모터(도시하지 않음)의 회전력을 선회스크롤(3)에 전달하도록 구동모터와 선회스크롤에 결합되는 회전축(4)과, 상기 회전축에 삽입되어 구동모터의 회전력을 선회스크롤에 전달함과 동시에 과압축시 선회스크롤을 일정범위에서 후퇴하도록 유도하는 편심부시(5)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 회전축(4)의 선단면에는 편심부시(5)를 삽입하여 회전력을 선회스크롤(3)에 전달하는 편심부(4a)가 돌출 형성되어 있고, 이 편심부(4a)의 외주면 일측에는 후술할 스토퍼(5b)에 의해 회전이 제한되는 회전걸림면(4b)이 디컷지게 형성되어 있다.
상기 편심부시(5)에는 그 축 방향을 따라 중앙부로부터 편심지게 편심구멍(5a)이 형성되어 있고, 상기 편심구멍(5a)의 내주면 일측에는 편심부(4a)의 회전걸림면(4b)에 선택적으로 접촉되며 회전이 제한될 수 있도록 스토퍼(5b)가 돌출 형성되어 있다.
도면중 미설명 부호인 2b는 토출구, 2c는 흡입구, 4c는 오일유로, 7은 구동부시, P는 압축실이다.
상기와 같이 구성된 종래의 가변 반경식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.
구동모터에 전원이 인가되며 회전자(도시하지 않음)가 회전함에 따라 이와 함께 회전축(5)이 회전되며 선회스크롤(3)이 편심거리 만큼 선회하게 되고, 여기서 선회스크롤(3)은 고정스크롤(2)과의 랩(2a,3a) 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하게 되는 바, 이 압축실(P)은 선회스크롤(3)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되며 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하게 된다.
이때, 압축실(P)로 유입되는 냉매가스가 정상적인 상태를 유지하는 경우 즉, 정상운전 상태에서는 선회스크롤(3)의 랩(3a)과 고정스크롤(2)의 랩(2a)이 서로 선접촉 되며 양쪽 압축실이 서로 밀폐공간을 형성하면서 편심부시(5)의 스토퍼(6)가 도 4의 (a)와 같이 편심부(4a)의 회전걸림면(4b)에 접촉되지 않은 상태로 유지된다.
반면, 압축실(P)로 유입되는 냉매가스에 일정량 이상의 액냉매나 오일 또는 다른 이물질 등이 섞여 있는 경우에는 압축실(P)의 압력이 비정상적으로 상승되며 선회스크롤(3)이 후퇴하려는 경향이 발생하게 되는 바, 이러한 경향은 선회스크롤(3)의 보스부(3b)에 삽입된 편심부시(5)에 전달되어 편심부시(5)가 도 4의 (b)와 같이 선회스크롤(3)의 후퇴 방향으로 회전되게 하며, 이 과정에서 선회스크롤(3)의 랩(3a)과 고정스크롤(2)의 랩(2a)이 이격되며 고압측 압축실의 압축가스가 저압측 압축실으로 누설되게 하면서 과압축에 따른 랩(2a,3a)의 파손을 미연에 방지할 수 있게 한다.
그러나, 종래 가변 반경식 스크롤 압축기에 있어서는, 상기 편심부시(5)의 스토퍼(5b)가 편심구멍(5a)의 내주면에 형성되는 구조를 취하고 있으므로 그 가공이 번거로울 뿐만 아니라 원가가 증가되고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
즉, 종래 편심부시(5)를 가공하기 위해서는 회전축(4)의 편심부(4a)와 접촉되는 편심구멍(5a) 전체를 정밀 가공을 통해 가공해야 했던 바, 그에 따른 가공공정이 번거로울 뿐만 아니라 원가가 상승되고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 스크롤 압축기의 압축실 압력에 따라 선택적으로 선회스크롤이 일정범위 내에서 반경 방향으로 후퇴하면서 고정스크롤과 이격될 수 있게 하는 편심부시의 가공을 용이하게 할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있는 가변 반경식 스크롤 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 두개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤과; 구동모터의 회전력이 상기 선회스크롤로 전달될 수 있도록 일측은 상기 구동모터에 결합되고 다른 일측은 상기 선회스크롤에 결합되되, 일측 선단면에는 상기 선회스크롤에 편심 결합될 수 있도록 편심부가 돌출 형성됨과 아울러 상기 편심부의 저부에는 외주면에 회전걸림면을 갖는 단차부가 형성되어 있는 회전축과; 상기 압축실의 압력에 따라 선택적으로 상기 선회스크롤이 일정범위 내에서 반경 방향으로 후퇴하면서 상기 고정스크롤과 이격될 수 있도록 상기 선회스크롤과 상기 편심부의 사이에 개재되되, 축 방향을 따라 일측에는 상기 편심부가 삽입될 수 있도록 중앙으로부터 편심지게 편심구멍이 형성되어 있고, 상기 편심구멍의 저부에는 상기 단차부보다 큰 직경을 갖도록 확장 형성됨과 아울러 그 내주면에 상기 회전걸림면이 선택적으로 접촉되며 회전이 제한될 수 있도록 스토퍼가 구비된 단차부수용홈이 형성되어 있는 편심부시;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 구조를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 구조를 도시한 단면도이다.
또한, 도 7은 본 발명에 따른 가변 반경식 스크롤 압축기로서, 편심부시의 작동구조를 도시한 평면도이다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 따른 가변 반경식 스크롤 압축기는, 메인프레임(도 1에 도시)(1)에 얹어 고정되고 나선형의 랩(2a)을 구비한 고정스크롤(도 1에 도시)(2)과; 상기 고정스크롤(2)의 랩(2a)에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실(P)을 형성하도록 결합되는 나선형의 랩(3a)을 구비하여 상기 메인프레임(1)과 고정스크롤(2)의 사이에 상대 운동 가능하게 배치되는 선회스크롤(도 1에 도시)(3)과; 구동모터(도시하지 않음)의 회전력이 선회스크롤(3)로 전달될 수 있도록 일측은 구동모터에 결합되고 다른 일측은 선회스크롤(3)에 결합되되, 일측 선단면에는 선회스크롤(3)에 편심 결합될 수 있도록 편심부(14a)가 돌출 형성됨과 아울러 편심부(14a)의 저부에는 외주면에 회전걸림면(14b)을 갖는 단차부(14d)가 형성되어 있는 회전축(14)과; 상기 압축실(P)의 압력이 과도하게 상승되는 경우 가스력에 의해 선회스크롤(3)이 일정범위 내에서 반경 방향으로 후퇴하면서 고정스크롤(2)과 이격될 수 있도록 선회스크롤(3)과 편심부(14a)의 사이에 개재되되, 축 방향을 따라 일측에는 편심부(14a)가 삽입될 수 있도록 중앙으로부터 편심지게 편심구멍(15a)이 형성되어 있고, 상기 편심구멍(15a)의 저부에는 단차부(14d)보다 큰 직경을 갖도록 확장 형성됨과 아울러 그 내주면에 회전걸림면(14b)이 선택적으로 접촉되며 회전이 제한될 수 있도록 스토퍼(15b)가 구비된 단차부수용홈(15c)이 형성되어 있는 편심부시(15);를 포함하여 구성되어 있다.
즉, 상기 회전축(14)의 선단면에는 편심부시(15)를 삽입하여 회전력을 선회스크롤(3)에 전달하는 편심부(14a)가 돌출 형성되어 있고, 이 편심부(14a)의 저부에는 외주면 일측에 회전걸림면(14b)이 디컷지게 형성된 단차부(14d)가 소정 높이로 형성되어 있는 바, 바람직하게는 상기 편심부(14a)와 단차부(14d)가 상호 동심적으로 배치되도록 형성된다.
상기 편심부시(15)에는 편심부(14a)가 삽입될 수 있도록 축 방향을 따라 편심지게 편심구멍(15a)이 형성되어 있고, 이 편심구멍(15a)의 저부에는 단차부(14d)가 수용됨과 아울러 회전걸림면(14b)이 선택적으로 접촉되며 회전이 제한될 수 있도록 그 내주면에 스토퍼(15b)가 구비된 단차부수용홈(15c)이 형성되어 있는 바, 상기 단차부수용홈(15c)은 단차부(14d)의 둘레면이 접촉되지 않도록 단차부(14d)보다 큰 직경을 갖도록 확장 형성된다.
아울러 상기 단차부수용홈(15c)의 깊이는 상기 단차부(14d)의 높이와 적어도 동일하게 형성된다.
이와 같이 본 발명은, 회전축(14)의 편심부(14a) 하부에 단차부(14d)를 형성한 후 이 단차부(14d)에 회전걸림면(14b)을 형성하고, 편심부시(15)의 편심구멍(15a) 저부에 단차부(14d)보다 큰 직경을 갖는 단차부수용홈(15c)을 확장되게 형성한 후 이 단차부수용홈(15c)에 스토퍼(15b)를 형성함으로써, 상기 회전걸림면(14b)과 스토퍼(15b)와의 접촉부위를 제외한 단차부(14d)와 단차부수용홈(15c)의 여타 부위는 접촉되지 않게 하는 바, 이와 같은 구조는 기존 대비 편심부시(15)를 용이하게 가공할 수 있게 한다.
즉 본 발명은 편심부시(15)를 가공함에 있어 종래와 같이 편심구멍(5a)을 전체적으로 정밀 가공할 필요없이 단차부수용홈(15c) 부위를 제외한 편심구멍(15a) 부위만 정밀 가공하는 구조로 이루어져 있는 바, 정밀 가공공정을 축소시켜 편심부시(15)의 가공을 용이하게 할 수 있으며 그에 따른 원가를 절감할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있게 한다.
한편 이와 같이 구성된 본 발명의 가변 반경식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.
구동모터에 전원이 인가되며 회전자(도시하지 않음)가 회전함에 따라 이와 함께 회전축(15)이 회전되며 선회스크롤(3)이 편심거리 만큼 선회하게 되고, 여기서 선회스크롤(3)은 고정스크롤(2)과의 랩(2a,3a) 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하게 되는 바, 이 압축실(P)은 선회스크롤(3)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되며 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하게 된다.
이때, 압축실(P)로 유입되는 냉매가스가 정상적인 상태를 유지하는 경우 즉, 정상운전 상태에서는 선회스크롤(3)의 랩(3a)과 고정스크롤(2)의 랩(2a)이 서로 선접촉되며 양쪽 압축실이 서로 밀폐공간을 형성하면서 편심부시(15)의 스토퍼(15b)가 도 7의 (a)와 같이 단차부(14d)의 회전걸림면(14b)에 접촉되지 않은 상태로 유지된다.
반면, 압축실(P)로 유입되는 냉매가스에 일정량 이상의 액냉매나 오일 또는 다른 이물질 등이 섞여 있는 경우에는 압축실(P)의 압력이 비정상적으로 상승되며 선회스크롤(3)이 후퇴하려는 경향이 발생하게 되는 바, 이러한 경향은 선회스크롤(3)의 보스부(3b)에 삽입된 편심부시(5)에 전달되어 편심부시(15)가 도 7의 (b)와 같이 선회스크롤(3)의 후퇴 방향으로 회전되게 하며, 이 과정에서 선회스크롤(3)의 랩(3a)과 고정스크롤(2)의 랩(2a)이 이격되며 고압측 압축실의 압축가스가 저압측 압축실으로 누설되게 하면서 과압축에 따른 랩(2a,3a)의 파손을 미연에 방지할 수 있게 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 가변 반경식 스크롤 압축기에 의하면, 편심부시의 가공을 용이하게 할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 두개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤과;
    구동모터의 회전력이 상기 선회스크롤로 전달될 수 있도록 일측은 상기 구동모터에 결합되고 다른 일측은 상기 선회스크롤에 결합되되, 일측 선단면에는 상기 선회스크롤에 편심 결합될 수 있도록 편심부가 돌출 형성됨과 아울러 상기 편심부의 저부에는 외주면에 회전걸림면을 갖는 단차부가 형성되어 있는 회전축과;
    상기 압축실의 압력에 따라 선택적으로 상기 선회스크롤이 일정범위 내에서 반경 방향으로 후퇴하면서 상기 고정스크롤과 이격될 수 있도록 상기 선회스크롤과 상기 편심부의 사이에 개재되되, 축 방향을 따라 일측에는 상기 편심부가 삽입될 수 있도록 중앙으로부터 편심지게 편심구멍이 형성되어 있고, 상기 편심구멍의 저부에는 상기 단차부보다 큰 직경을 갖도록 확장 형성됨과 아울러 그 내주면에 상기 회전걸림면이 선택적으로 접촉되며 회전이 제한될 수 있도록 스토퍼가 구비된 단차부수용홈이 형성되어 있는 편심부시;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가변 반경식 스크롤 압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단차부와 상기 편심부는 상호 동심적으로 배치된 것을 특징으로 하는 가변 반경식 스크롤 압축기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 단차부수용홈의 깊이는 상기 단차부의 높이와 적어도 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 가변 반경식 스크롤 압축기.
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