KR20070072091A

KR20070072091A - 스크롤압축기 및 이의 조립방법

Info

Publication number: KR20070072091A
Application number: KR1020050136050A
Authority: KR
Inventors: 김정훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2007-07-04
Also published as: KR101190065B1

Abstract

본 발명에 따른 스크롤 압축기 및 이의 조립방법은, 케이싱과 서브프레임에 각각 결합되어 서브프레임의 설치시 메인프레임과 서브프레임의 동축이 이루어지도록 서브프레임을 지지하는 고정부재를 별도로 설치함으로써, 메인프레임과 서브프레임에 의하여 상단 및 하단이 각각 지지되는 크랭크축의 회전을 원활하게 하여 압축기의 압축효율 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스크롤압축기 및 이의 조립방법 {SCROLL COMPRESSOR AND ASSEMBLY METHOD FOR SCROLL COMPRESSOR}

도 1 은 종래의 스크롤 압축기를 나타내는 종단면도.

도 2 는 종래의 스크롤 압축기의 조립공정을 나타내는 순서도.

도 3 은 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 나타내는 종단면도.

도 4 는 도 3 의 주요부 확대도.

도 5 는 본 발명에 따른 고정부재의 평면도.

도 6 은 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 다른 실시예를 나타내는 확대도.

도 7 은 본 발명에 따른 고정부재의 다른 실시예를 나타내는 평면도.

도 8 은 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 조립공정을 나타내는 순서도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10: 케이싱 35: 크랭크축

37: 메인프레임 39: 메인프레임베어링

41: 서브프레임 42: 서브프레임베어링

43: 보스부 60: 고정부재

61: 수용홈 71: 삽입공

본 발명은 스크롤 압축기 및 이의 조립방법에 관한 것으로서, 특히 서브프레임의 설치시 메인 프레임과 서브프레임이 동축을 이루도록 서브 프레임을 지지하여 압축효율 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 스크롤 압축기 및 이의 조립방법에 관한 것이다.

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

상기와 같은 스크롤 압축기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 종래의 스크롤 압축기를 나타내는 종단면도이며, 도 2 는 종래 스크롤 압축기의 조립공정을 나타내는 순서도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기는 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부 영역에 배치되어 외부로부터 흡입된 냉매를 압축하여 케이싱(10)의 외부로 토출되도록 하는 압축부(20)와, 압축부(20)의 하측에 배치되어 압축부(20)에 구동력을 제공하는 구동모터부(30)를 포함하여 구성된다.

압축부(20)는 인벌류트 형상의 고정랩(23)을 가지고 케이싱(10)의 내부 영역에 고정 배치되는 고정스크롤(21)과, 고정랩(23)과의 사이에 소정의 압축공간을 형성하는 인벌류트 형상의 선회랩(27)을 가지고 고정스크롤(21)의 하측에 상대 선회운동하도록 결합되는 선회스크롤(25)을 포함하여 이루어진다.

구동모터부(30)는 케이싱(10)의 내부에 고정배치되는 고정자(31)와, 고정자(31)의 내부에 회전가능하게 수용배치되는 회전자(33)와, 회전자(33)와 일체로 결합되어 구동모터의 회전력을 전달하는 크랭크축(35)을 포함하여 이루어진다.

한 편, 케이싱(10)의 내부 영역에는 고정스크롤(21) 및 크랭크축(35)을 지지하할 수 있도록 메인프레임(37)이 설치되며, 메인프레임(37)의 중앙영역에는 크랭크축(35)이 수용될 수 있도록 관통공(38)이 형성된다. 관통공(38)의 내부에는 크랭크축을 수용하여 회전지지할 수 있도록 원통형상을 가지는 메인프레임베어링(39)이 삽입결합된다.

크랭크축(35)의 하단영역에는 크랭크축(35)의 하단을 수용하여 회전을 지지할 수 있도록 서브프레임(41)이 설치되며, 서브프레임(41)의 중앙영역에는 크랭크축(35)의 측연 및 하단에 각각 접촉되어 회전을 지지할 수 있도록 서브프레임베어링부(42)가 형성된다. 이 때, 상기 메인프레임베어링(39)과 서브프레임베어링부(42)는 수㎛ ~ 수십㎛ 의 범위내에서 동축을 이루도록 정밀도가 유지되어야 크랭크축이 원활하게 회전할 수 있으며 압축기의 성능이 향상된다.

이러한 종래의 스크롤 압축기의 조립방법은 도 2 에 도시된 바와 같이, 케이싱(10)에 메인프레임(37)을 고정결합 하는 제1단계(51), 메인프레임(37)에 크랭크 축(35)의 일측을 삽입하는 제2단계(52), 크랭크축(35)의 타측에 서브프레임(41)을 결합하는 제3단계(53), 서브 프레임(41)을 케이싱(10)에 고정결합하는 제4단계(54)로 진행된다.

여기서, 상기 제4단계(54)는 서브프레임(41)을 3점 용접 방법에 의하여 케이싱(10)에 결합하는 방식으로 이루어진다. 이 때, 용접부 주위에서 고온의 용융금속이 냉각되면서 수축되는 용접변형이 발생하게 된다. 또한 모재와 용접부의 온도변화는 불균일하여 자유로운 팽창수축이 억제되므로 내부에서 잔류응력이 발생하게 된다. 이러한 용접변형 및 잔류응력등의 영향으로 서브 프레임(41)은 언제나 불특정 방향으로 치우치게 되며, 그 결과 메인프레임(37)에 결합된 메인프레임베어링(39)과 서브 프레임(41)에 형성된 서브프레임베어링부(42) 사이에 중심축이 일치하지 않는 현상이 발생하게 된다. 이처럼 메인프레임(37)과 서브프레임(41)의 동축이 이루어지지 못하는 경우 크랭크축이 원활하게 회전할 수 없게 되며, 구동모터부(30)로부터 발생된 회전력을 압축부(20)에 제대로 전달할 수 없게 되는바, 이는 압축기의 압축효율 및 신뢰도를 저하시키는 문제점을 야기하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 서브프레임의 설치시, 서브프레임을 지지하는 별도의 고정부재를 설치함으로써 메인프레임과 서브프레임이 동축을 이루도록 하여 압축기 효율 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 스크롤압축기 및 이의 조립방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스크롤압축기 및 이의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

전술한 바대로, 메인프레임(37)과 서브프레임(41)간에 동축이 이루어지지 못하는 현상은, 상기 서브프레임(41)의 용접시에 발생 되는 용접변형 및 잔류응력에 의하여 상기 서브프레임(41)이 불특정한 방향으로 치우치는 결과 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기 서브프레임(41)의 설치시 상기 서브프레임(41)을 지지하는 고정 부재(60)를 별도로 설치함으로써, 서브 프레임(41)의 용접 후에도 상기 메인프레임(37)과 서브프레임(41)이 동축을 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤압축기는 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이 내부에 밀폐된 수용 공간을 갖는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부에 고정 결합되는 메인프레임(37)과, 상기 메인프레임(37)에 회전가능하게 삽입되며 구동모터의 회전력을 전달하는 크랭크축(35)과, 상기 메인프레임(37)과 일정 간격을 이루도록 상기 케이싱(10)에 고정 결합되며 상기 크랭크축(35)의 하단을 지지하는 서브프레임(41)과, 상기 케이싱(10)과 상기 서브프레임(41)에 각각 결합되며 상기 서브프레임(41)의 설치시 상기 메인 프레임(37)과 상기 서브프레임(41)이 동축을 이루도록 상기 서브프레임(41)을 지지하는 고정부재(60)로 구성된다.

상기 서브프레임(41)은 그 중앙에 상기 케이싱(10)의 하단을 향하도록 돌출형성되는 보스부(43)를 구비하며, 상기 고정부재(60)는 상기 서브프레임(41)의 보 스부(43)에 결합된다.

또한, 상기 고정부재(60)의 일면에는 상기 서브프레임(41)의 보스부(43)가 끼워맞춤되도록 수용홈(61)이 함몰형성된다.

상기 수용홈(61)은 측벽부(62)와 바닥부(63)를 포함하여 형성되며, 상기 측벽부(62)와 상기 서브프레임의 보스부 외경은 적정한 공극(Φ)을 이루도록 가공해야한다. 앞서 언급한 바와 같이 상기 메인프레임베어링(39)과 서브프레임베어링부(42)는 수㎛ ~ 수십㎛ 의 범위내에서 동축을 이루도록 정밀도가 유지되어야 크랭크축(35)이 원활하게 회전할 수 있으므로, 상기 공극(Φ)이 너무 넓으면 서브프레임(41)을 효과적으로 지지할 수 없게 되며, 반대로 상기 공극(Φ)이 너무 좁으면 서브프레임(41)에 상기 고정부재(60)를 끼워맞추기가 어려워진다. 따라서 이러한 점을 종합적으로 고려한 실제 테스트 결과, 상기 고정부재(60)의 측벽부(62)와 상기 서브프레임(41)의 보스부(43) 외경 사이의 공극(Φ)은 20 ~ 30 ㎛가 되도록 상기 보스부(43)의 외경을 가공하는 것이 바람직하였다.

상기 수용홈(61)의 중앙영역에는 상기 케이싱(10) 내부에 저장된 오일이 상기 크랭크축(35) 내부에 형성된 오일공급유로(36)에 유입될 수 있도록 소정의 직경을 갖는 통공(65)이 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 고정부재(60)는 도 5 에 도시된 바와 같이 세 개의 지지간(66)이 120°간격으로 구비되는 Y자형으로 제조될 수 있다. 이 경우 상기 수용홈(61)은 상기 세 개의 지지간(66)의 중심부에 형성되며, 상기 수용홈(61)의 중심에는 상기 오일의 유입을 위한 통공(65)이 형성된다. 또한, 각 지지간(66)의 끝단에는 상기 케이싱(10)과 용접되는 용접부(64)가 형성된다.

미설명된 도면부호 (44)는 상기 서브프레임(41)이 상기 케이싱(10)과 용접되는 용접부를 나타낸다.

한 편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 고정부재(60)의 일면에 수용홈(61)을 형성하였으나, 도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예로, 상기 고정부재(60)의 중앙에 상기 서브프레임(41)의 보스부(43)가 삽입되는 삽입공(71)을 관통형성할 수 있다. 이 경우, 수용홈을 형성하는 경우보다 고정부재의 제조 공정을 단순화 시킬 수 있는 장점이 있다.

여기서, 상기 수용홈(61)의 경우와 마찬가지로 상기 고정부재(60)의 삽입공(71)과 보스부(43) 외경 사이의 공극(Φ)은 20 ~ 30 ㎛가 되도록 상기 보스부(43)의 외경을 가공하는 것이 바람직하다.

상기 고정부재(60)는 도 7 에 도시된 바와 같이 세 개의 지지간(66)이 120°간격으로 구비되는 Y자형으로 제조될 수 있다. 이 경우 상기 삽입공(71)은 상기 세 개의 지지간(66)의 중앙부에 관통형성되며, 각 지지간(66)의 끝단에는 상기 케이싱(10)과 용접되는 용접부(64)가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 조립공정은 도 8 에 도시된 바와 같이, 케이싱(10) 내부에 메인프레임(37)을 고정 결합하는 제1단계(81)와, 상기 메인프레임(37)에 크랭크축(35)의 일측을 삽입하는 제2단계(82)와, 상기 크랭크축(35)의 타측에 서브프레임(41)을 결합하는 제3단계(83)와, 상기 서브 프레임(41)의 설치시 상기 메인프레임(37)과 서브프레임(41)이 동축을 이루도록 상 기 서브프레임(41)을 지지하는 고정부재(60, 70)를 상기 서브프레임(41)과 결합하는 제4단계(84)와, 상기 서브프레임(41)과 상기 고정부재(60)를 케이싱(10)에 고정결합하는 제5단계(85)로 진행된다.

여기서, 상기 제5단계에서는 서브프레임(41)과 상기 고정부재(60)가 동시에 용접되어 상기 케이싱(10)에 결합된다.

또한, 전술한 바와 같이 상기 고정부재(60)에는 상기 서브프레임(41)의 보스부(43)가 끼워맞춤 되도록 일면에 수용홈(61)이 형성되거나, 중앙에 삽입공(71)이 형성되며, 이 때 상기 서브프레임(41)의 보스부(43)는 상기 수용홈(61) 또는 삽입공(71)과 20 ~ 30㎛의 공극(Φ)이 형성되도록 정밀하게 가공됨이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등 또는 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 서브프레임의 설치시 메인프레임과 서브프레임의 동축이 이루어지도록 서브 프레임을 지지하는 고정부재를 별도로 설치함으로서, 메인프레임과 서브프레임에 의하여 상단 및 하단이 각각 지지되는 크랭크축의 회전을 원활하게 하며, 구동모터에서 발생 되는 회전력을 압축부에 효과적으로 전달할 수 있게 되어 압축기의 압축효율 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Claims

케이싱;

상기 케이싱의 내부에 고정 결합되는 메인프레임;

상기 메인프레임에 회전가능하게 삽입되며 구동모터의 회전력을 전달하는 크랭크축;

상기 메인프레임과 일정 간격을 이루도록 상기 케이싱에 고정 결합되며 상기 크랭크축의 하단을 지지하는 서브프레임; 및

상기 케이싱과 상기 서브프레임에 각각 결합되며 상기 서브프레임의 설치시 상기 메인 프레임과 상기 서브프레임이 동축을 이루도록 상기 서브프레임을 지지하는 고정부재를 포함하는 스크롤 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 서브프레임은 그 중앙에 상기 케이싱의 하단을 향하도록 돌출형성되는 보스부를 구비하며, 그 보스부에 상기 고정부재가 결합되는 스크롤 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 고정부재의 일면에는 상기 서브프레임의 보스부가 끼워맞춤되도록 수용홈이 함몰형성되는 스크롤 압축기.
제 3 항에 있어서, 상기 수용홈의 중앙영역에는 상기 케이싱 내부에 저장된 오일이 유입될 수 있도록 소정의 직경을 갖는 통공이 형성된 스크롤 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 고정부재의 중앙영역에는 상기 서브프레임의 보스부가 끼워맞춤되도록 삽입공이 관통형성되는 스크롤압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 서브프레임과 상기 고정부재는 용접에 의하여 상기 케이싱에 결합되는 스크롤 압축기.
케이싱 내부에 메인프레임을 고정 결합하는 제1단계;

상기 메인프레임에 크랭크 축의 일측을 삽입하는 제2단계;

상기 크랭크축의 타측에 서브프레임을 결합하는 제3단계;

상기 서브 프레임의 설치시 상시 메인프레임과 서브프레임이 동축을 이루도록 상기 서브프레임을 지지하는 고정부재를 상기 서브프레임과 결합하는 제4단계; 및

상기 서브프레임과 상기 고정부재를 케이싱에 고정결합하는 제5단계;

를 포함하는 스크롤압축기의 조립방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제5단계는 상기 서브프레임과 상기 고정부재를 동시에 케이싱에 용접하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 조립방법.