KR20100018221A - 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축씰과 배압실 내에 설치되는 각 구성품에 대한 윤활 및 냉각 작용이 원활하게 이루어지는 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조에 관한 것으로, 냉매와 오일을 흡입하는 흡입실을 구비하고 내부 중심에는 오일분리기가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 설치되는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤에 결합되는 선회스크롤과, 상기 하우징의 전면에 결합하여 배압실을 형성하는 메인프레임과, 상기 메인프레임 내에서 회전가능하게 배치되고 일단이 상기 선회스크롤과 연결되는 구동축과, 상기 구동축에 대하여 동력을 공급하는 구동풀리로 구성된 벨트구동식 스크롤 압축기에 있어서, 상기 하우징에는 오일분리기로부터 전방으로 관통되는 제1 오일통로가 형성되고, 상기 메인프레임에는 제1 오일통로로부터 축씰까지 연결된 제2 오일통로가 형성되며, 상기 메인프레임과 선회스크롤 사이에는 배압실이 형성되고, 상기 메인프레임에는 배압실과 흡입실을 연결하는 복귀통로가 형성되 있으며, 상기 복귀통로에는 배압제어밸브가 설치된 것을 특징으로 하므로 그 내부에 설치된 각 구성품들은 윤활작용에 필요로 하는 오일을 원활하게 공급받을 수 있는 효과가 있다.

벨트구동식, 스크롤 압축기, 오일구조, 배압제어밸브

Description

벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조{Belt type - Oil Supply Structure Of Scroll Compressor}

본 발명은 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조에 관한 것으로, 특히 축씰과 배압실 내에 설치되는 각 구성품에 대한 윤활 및 냉각 작용이 원활하게 이루어지는 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조에 관한 것이다.

일반적으로, 냉동공조장치에 적용되는 압축기는 그 작동방식에 따라 다양한 작동방식의 압축기가 개발되어 이용되는 데, 작동방식에 따라 왕복동식, 회전식 및 스크롤식 압축기로 구분된다.

여기서, 왕복동식 압축기는 실린더 내에서 피스톤이 왕복운동을 하면서 작동유체, 즉 냉매를 흡입, 압축 및 토출하는 방식의 압축기이고, 회전식 압축기는 실린더 내에서 회전자가 회전하면서 냉매를 압축하는 방식의 압축기이다.

특히, 상기 스크롤 압축기는 각각의 나선형 랩(wrap)을 형성한 선회스크롤과 고정스크롤이 서로 끼워져 맞춤된 상태에서 상대회전에 따른 선회운동 시, 흡입, 압축 및 토출의 압축싸이클을 진행하여 냉매를 압축하는 방식이다.

이러한, 상기 선회스크롤은 구동축과 연결되어 선회운동을 수행하며, 상기 구동축을 회전시키기 위한 수단으로는 구동풀리를 이용한 벨트구동식과 구동모터를 이용한 전동식으로 구분된다.

그러나, 종래기술에 따른 스크롤 압축기 중 구동풀리를 이용한 벨트구동식은 오일이 선회스크롤과 고정스크롤에 대해서만 윤활 및 냉각 작용이 이루어질 뿐 상기 선회스크롤을 회전시키는 구동축을 포함한 다른 구성품에 대해서는 윤활 및 냉각 작용이 적절하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선회스크롤과 고정스크롤 뿐만 아니라 하우징과 메인프레임 내에 설치되는 각 구성품들 간의 마찰 부위에 오일을 원활하게 공급하여 냉각 및 윤활 작용이 이루어질 수 있도록 하는 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조는 냉매와 오일을 흡입하는 흡입실을 구비하고 내부 중심에는 오일분리기가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 설치되는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤에 결합되는 선회스크롤과, 상기 하우징의 전면에 결합하여 배압실을 형성하는 메인프레임과, 상기 메인프레임 내에서 회전가능하게 배치되고 일단이 상기 선회스크롤과 연결되는 구동축과, 상기 구동축에 대하여 동력을 공급하는 구동풀리로 구 성된 벨트구동식 스크롤 압축기에 있어서, 상기 하우징에는 오일분리기로부터 전방으로 관통되는 제1 오일통로가 형성되고, 상기 메인프레임에는 제1 오일통로로부터 축씰까지 연결된 제2 오일통로가 형성되며, 상기 메인프레임과 선회스크롤 사이에는 배압실이 형성되고, 상기 메인프레임에는 배압실과 흡입실을 연결하는 복귀통로가 형성되 있으며, 상기 복귀통로에는 배압제어밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에 형성된 제1 오일통로에는 오리피스가 설치된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 배압실을 형성한 메인프레임의 내주면에는 오일배출공이 형성되며, 상기 오일배출공은 그 내주면의 상부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 하우징과 메인프레임 내에 각각의 제1 오일통로와 제2 오일통로 및 오리피스를 형성함으로써, 그 내부에 설치된 각 구성품들은 윤활작용에 필요로 하는 오일을 원활하게 공급받을 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 배압제어밸브에 의해 배압실은 항상 적정수준의 오일이 내재됨에 따라 각 구성품간의 기계적 마찰열을 줄여 온도상승을 방지함으로써 전체 압축기의 압축효율을 한층 상승시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벨트구동식 스크롤 압축기(1000)는 냉매와 오일을 흡입하는 흡입실(101)을 구비하고 내부 중심에는 오일분리기(110)가 형성된 하우징(100)과, 상기 하우징(100)에 설치되는 고정스크롤(S1)과, 상기 고정스크롤(S1)에 결합되는 선회스크롤(S2)과, 상기 하우징(100)의 전면에 결합하여 배압실(201)을 형성하는 메인프레임(200)과, 상기 메인프레임(200) 내에서 회전가능하게 배치되고 일단이 상기 선회스크롤(S2)과 연결되는 구동축(300)과, 상기 구동축(300)으로 동력을 공급하는 구동풀리(400)로 구성된다.

먼저, 상기 하우징(100)의 외측에는 냉매를 흡입하는 흡입구(A)가 형성되어 있고 그와 연통된 내측에는 냉매와 오일이 함께 유입되는 흡입실(101)이 형성되어 있으며, 후방의 일측면에는 내부로부터 고압의 상태로 압축된 냉매와 오일을 토출되는 토출실(102)이 형성된다.

이러한, 상기 하우징(100)은 일면이 개방된 원형의 형태로 이루어지고 그 내부에는 고정스크롤(S1)을 설치한다.

그리고, 상기 고정스크롤(S1)의 전면에는 선회스크롤(S2)을 삽입시켜 끼워지는 형태로 결합한다.

여기서, 상기 고정스크롤(S1)은 하우징(100)의 내벽면에 볼트, 나사 등의 체결수단에 의해 고정되어 회전하지 않으며, 상기 선회스크롤(S2)은 구동축(300)과 연결되어 선회운동을 통해 냉매압축을 수행하게 된다.

아울러, 상기 하우징(100)과 고정스크롤(S1) 사이의 토출실(102)에는 상기 고정스크롤(S1)과 선회스크롤(S2)의 압축작용에 의해 고압의 압축된 상태로 배출되는 냉매를 냉매가스와 오일로 각각 분리시키는 오일분리기(110)가 설치된다.

상기 오일분리기(110)에 의해 분리된 냉매가스는 토출실(102)의 냉매토출구(104)로 배출되고 오일은 토출실(102)의 바닥면에 고이게 된다.

한편, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 하우징(100)에는 토출실(102) 바닥면에 고인 오일을 후술할 메인프레임(200)으로 공급하기 위한 제1 오일통로(120)가 형성된다.

구체적으로, 상기 하우징(100)에 형성된 제1 오일통로(120)는 소정의 직경으로 이루어진 구멍이 토출실(102)의 후면 바닥으로부터 아래쪽을 향하여 소정 길이로 연장된 상태에서 상기 메인프레임(200)쪽을 향해 절곡된 이후 하우징(100)의 개방된 전면 단부까지 전방으로 연장형성된 구성으로 되어 있다.

특히, 상기 제1 오일통로(120)에는 유입되는 오일의 유량을 줄이는 오리피스(130)가 추가적으로 설치된다.

이를 통해, 일정수준의 오일은 그 내경을 따라 이동하는 과정에서 안정적인 압력을 유지한 상태로 후술할 메인프레임(200)으로 이동할 수 있게 된다.

한편, 메인프레임(200)은 전술한 하우징(100)과 후술할 구동풀리(400) 사이에 설치된다. 그리고, 상기 메인프레임(200)과 구동축(300) 사이에는 상기 구동축(300)을 회전가능하게 지지하는 베어링(B)이 개재되어 있으며, 압력 누설을 방지하기 위한 축씰(210)이 형성되어 있다.

또한, 메인프레임(200) 뒤쪽에는 상기 선회스크롤(S2)과의 사이에 배압실(201)이 형성되어 있다.

아울러, 상기 배압실(201)에는 슬라이딩 부쉬(sliding bush, 211), 올담링(oldham ring, 212) 등이 설치되고, 그 내부에 대한 효과적인 밀봉을 통해 높은 압축효율성을 얻기 위한 스러스트 플레이트(thrust plate, 213), 오링(o-ring, 214) 및 팁씰(tip seal, 215) 등이 설치된다.

그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 메인프레임(200)에는 전술한 하우징(100)에 형성된 제1 오일통로(120)와 연통되는 제2 오일통로(220)가 형성된다.

상기 메인프레임(200)에 형성된 제2 오일통로(220)는 일단이 상기 하우징(100)의 제1 오일통로(120)와 접하는 상태로 연결되고 타단은 상기 축씰(210)을 향하도록 관통된 형태의 구조로 이루어져 있다.

즉, 상기 메인프레임(200)의 제2 오일통로(220)로 유입된 오일은 축씰(210)을 향하여 배출되는 구조이므로, 내부의 마찰열을 크게 저하시킬 수 있다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 배압실(201)을 형성한 메인프레임(200)의 내주면에는 그 내면으로부터 외측으로 관통되는 오일배출공(230)을 형성하고, 그 관통된 외측에는 캡볼트(231)가 결합된다.

그리고, 상기 오일배출공(230)은 배압실(201) 내에 설치되는 각 구성품에 대한 윤활 작용을 충분히 수행한 후 배출될 수 있도록 메인프레임(200)의 상부에 형성되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 오일배출공(230)에는 배압실(201) 내부 압력이 일정치 이상일 경 우에 개방되는 배압제어밸브(240)가 설치된다.

여기서, 상기 배압제어밸브(240)는 오일배출공(230) 내에 배치되어 상기 배압실(201)의 내부압력에 따라 개폐되는 볼(241)과, 상기 볼(241)과 캡볼트(231) 사이에 개재되어 탄성작용을 하는 스프링(242)으로 구성된다.

즉, 배압실(201) 내의 오일 압력이 일정치 이상일 경우에는 그 압력이 볼(241)을 가압하고 가압된 볼(241)은 스프링(242)을 압축시킴으로써, 오일은 오일배출공(230)으로 유입되며 이렇게 유입된 오일은 후술할 오일복귀통로(250)로 이동하게 된다.

따라서, 상기 배압제어밸브(240)는 배압실(201)에 머무르는 오일량을 항상 일정수준을 유지시켜 각 구성품은 마찰손실 없이 충분한 윤활 및 냉각이 이루어질 수 있게 한다.

상기 메인프레임(200)의 후면에는 오일배출공(230)과 연통되는 오일복귀통로(250)가 형성되고 상기 오일복귀통로(250)는 하우징(100)의 흡입실(101)과 연통된다.

그리고, 상기 메인프레임(200)의 후면에 형성되는 제2 오일통로(220)와 오일복귀통로(250)는 서로 상반된 위치에 형성되는 것이 오일순환에 효과적이다.

한편, 구동풀리(400)는 엔진의 동력을 상기 구동축(300)에 전달시키는 것으로, 상기 메인프레임(200)의 앞쪽에 연결어 있다.

상기 구동풀리(400)의 외측에는 V홈이 형성된 풀리부(410)를 형성하고, 상기 풀리부(410)에는 V홈벨트(미도시) 등의 동력전달수단이 연결된다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 벨트구동식 스크롤 압축기(1000)의 오일 급유구조에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 압축부에서 공급된 냉매는 하우징(100)에 형성된 오일분리기(110)를 통해 기액 분리되고, 분리된 오일은 토출실(102) 내부 압력에 의해 자연스럽게 제1 오일통로(120)로 배출된다.

이와 같이, 상기 하우징(100)의 제1 오일통로(120)를 따라 이동하는 오일은 일측에 설치된 오리피스(130)를 통과하게 된다.

여기서, 상기 오리피스(130)는 고압의 상태로 이동한 오일이 저압의 상태로 변환되는 과정에서 다시 한번 가속된다.

이어서, 상기 오리피스(130)를 통과한 오일은 메인프레임(200)의 제2 오일통로(220)를 따라 이동하게 되며, 이후 메인프레임(200) 내에 설치된 축씰(210)로 배출된다.

그 다음, 축씰(210)로 배출된 오일은 회전하는 구동축(300)의 외면 둘레를 따라 이동하게 되는데 이때, 상기 구동축(300)에 대한 윤활작용이 자연스럽게 이루어지며 이 진행 과정에서 오일은 배압실(201)로 이동하게 된다.

이렇게 배압실(201)로 공급된 오일은 그 내부에 설치된 각 구성품들에 대하여 냉각 및 윤할 작용이 이루어지게 된다.

한편, 상기 배압실(201)은 공급된 오일량에 의해 내부 압력이 높아지게 되면, 배압제어밸브(240)가 개방되어 일부 오일이 배출됨으로써, 내부 압력이 일정하 게 유지된다. 그리고, 상기 배압제어밸브(240)를 통해 배출된 오일은 다시 오일복귀통로(250)를 통해 고정스크롤(S1)과 선회스크롤(S2) 사이의 압축부로 이동하여 윤활작용을 하며, 냉매와 함께 압축되어 다시 오일분리기(110)를 향해 배출된다.

이러한 과정이 반복되면서 연속적인 윤활이 이루어진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 따른 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 하우징을 전면에서 바라본 도면이다.

도 3은 도 1의 하우징에 대한 종단면도이다.

도 4는 도 1의 메인프레임에 대한 종단면도이다.

도 5는 도 4의 메인프레임을 후면에서 바라본 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조의 오일 흐름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하우징 110 : 오일분리기

120 : 제1 오일통로 130 : 오리피스

200 : 메인프레임 210 : 축씰

220 : 제2 오일통로 230 : 오일배출공

240 : 배압제어밸브 300 : 구동축

400 : 구동풀리

Claims (3)

1. 냉매와 오일을 흡입하는 흡입실을 구비하고 내부 중심에는 오일분리기가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 설치되는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤에 결합되는 선회스크롤과, 상기 하우징의 전면에 결합하여 배압실을 형성하는 메인프레임과, 상기 메인프레임 내에서 회전가능하게 배치되고 일단이 상기 선회스크롤과 연결되는 구동축과, 상기 구동축에 대하여 동력을 공급하는 구동풀리로 구성된 벨트구동식 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 하우징에는 오일분리기로부터 전방으로 관통되는 제1 오일통로가 형성되고, 상기 메인프레임에는 제1 오일통로로부터 축씰까지 연결된 제2 오일통로가 형성되며, 상기 메인프레임과 선회스크롤 사이에는 배압실이 형성되고, 상기 메인프레임에는 배압실과 흡입실을 연결하는 오일복귀통로가 형성되 있으며, 상기 오일복귀통로에는 배압제어밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하우징에 형성된 제1 오일통로에는 오리피스가 설치된 것을 특징으로 하는 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 배압실을 형성한 메인프레임의 내주면에는 오일배출공이 형성되며, 상기 오일배출공은 그 내주면의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 벨트구동식 스크롤 압축기의 오일 급유구조.

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