KR20130094646A - 스크롤 압축기 - Google Patents

스크롤 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR20130094646A
KR20130094646A KR1020120016062A KR20120016062A KR20130094646A KR 20130094646 A KR20130094646 A KR 20130094646A KR 1020120016062 A KR1020120016062 A KR 1020120016062A KR 20120016062 A KR20120016062 A KR 20120016062A KR 20130094646 A KR20130094646 A KR 20130094646A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scroll
back pressure
wrap
fixed
compression
Prior art date
Application number
KR1020120016062A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101711230B1 (ko
Inventor
박건웅
문치명
정수철
김덕수
안준철
Original Assignee
한라비스테온공조 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라비스테온공조 주식회사 filed Critical 한라비스테온공조 주식회사
Priority to KR1020120016062A priority Critical patent/KR101711230B1/ko
Publication of KR20130094646A publication Critical patent/KR20130094646A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101711230B1 publication Critical patent/KR101711230B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0253—Details concerning the base
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0253—Details concerning the base
    • F04C18/0261—Details of the ports, e.g. location, number, geometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
    • F04C18/0292—Ports or channels located in the wrap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C29/124—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/10—Geometry of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/18—Pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 고정스크롤과 선회스크롤의 상대 회전에 의해 압축실의 체적이 점차 감소하면서, 압축실에 갇힌 냉매의 압축이 이루어지는 스크롤 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면, 고정스크롤과 선회스크롤에 의해 형성되는 압축실의 중압이 선회스크롤의 배면에 배압으로 작용되도록 함으로써, 내구성과 압축효율이 향상된 스크롤 압축기가 제공된다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정스크롤과 선회스크롤에 의해 형성되는 압축실의 중압이 선회스크롤의 배면에 배압으로 작용되도록 함으로써, 내구성과 압축효율이 향상된 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 냉각시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기는 다양한 형태로 개발되어 왔다. 이와 같은 압축기에는 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.
여기서, 왕복식에는 구동원의 구동력을, 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있고, 회전식에는 회전하는 회전자리축과 베인을 사용하는 베인 회전자리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
도 1에는 종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 구성이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 스크롤 압축기는 외관을 형성하는 하우징(10) 내부에 구동부(20)와, 압축부(30)와, 제어부(40)가 설치되고, 상기 하우징(10)의 내부 공간은 흡입실(50)과, 압축실(60)과, 토출실(70)과, 배압실(80)로 구획된다.
상기 구동부(20)는 상기 하우징(10)의 내부에 동축 상으로 장착되는 고정자(21)와 회전자(22), 및 이들을 관통하여 설치되는 회전축(23)을 포함하여 구성되고, 상기 압축부(30)는 상기 하우징(10)의 내부 일측에 고정되는 고정스크롤(31), 및 상기 구동부(20)에 의해 편심 회전하면서 상기 고정스크롤(31)과 맞물려 압축실(60)을 형성하는 선회스크롤(32)을 포함하여 구성되며, 이때 선회스크롤(32)은 편심결합부(24)에 의해 회전축(23)에 편심 결합된다.
또한, 상기 제어부(40)는 상기 하우징(10)의 내측에 장착되는 PCB 등 각종 구동회로 및 소자들을 포함하여 구성된다.
상기 흡입실(40)은 상기 하우징(10)의 외부로부터 흡입되는 냉매가 저장되는 공간이고, 상기 압축실(50)은 상기 흡입실(40)로 흡입된 냉매가 압축되는 공간이며, 상기 토출실(60)은 상기 압축실(50)에서 압축된 냉매가 토출되는 공간이고, 상기 배압실(80)은 상기 선회스크롤(32)이 상기 고정 스크롤(31) 방향으로 밀착하도록 압력이 형성되는 공간이다.
위와 같이 구성된 스크롤 압축기에 의해 냉매가 압축되는 과정을 살펴보면, 먼저 접속단 등을 통해 제어부(40)로 외부 전원이 인가되면, 상기 제어부(40)는 구동회로 등을 통해 구동부(20)로 동작 신호를 전송한다.
상기 구동부(20)로 동작 신호가 전송되면, 하우징(10)의 내주면에 압입되어 있는 전자석 형태의 고정자(21)가 여자되어 자성을 띠게 되고, 그에 따라 회전자(22)와 고정자(21) 간에 전자기적인 상호 작용이 이루어져 회전자(22)가 고속으로 회전하게 된다.
이때, 구동부(20)의 회전축(23)이 회전자(22)와 함께 고속 회전하게 되면, 이 회전축 후단에 편심 결합된 압축부(30)의 선회스크롤(32)이 동기하여 고속으로 편심 회전하게 되고, 이에 따라 마주보는 상태로 정합된 고정 스크롤(31)에 대하여 선회스크롤(32)이 공전함에 따라, 상기 흡입실(50)에서 압축실(60)로 유동한 냉매가 스크롤 외주로부터 스크롤 중심부로 고압으로 압축된 후 상기 토출실(70)로 토출되면서 일련의 냉매 압축 동작이 완료하게 된다.
한편, 상기 토출실(70)로 토출된 냉매는 하우징(10)의 외부로 이송되고, 이 중 일부의 냉매는 오리피스를 통해 감압된 뒤 배압실(80)로 이송되며, 배압실(80)로 이송된 냉매에 의해 상기 배압실(80)에는 압력이 발생하고, 이 압력에 의해 상기 선회스크롤(32)이 상기 고정스크롤(31) 방향으로 밀착되어 선회스크롤(32)과 고정스크롤(31)이 간극 없이 밀착되면서 압축실(60)이 밀폐될 수 있게 한다.
그런데, 상기 배압실(80)의 압력은 배압실(80)에 설치된 체크 밸브(90)를 통해 흡입실(50)의 압력과 연동되어 조절된다. 즉, 배압실(80)의 압력이 흡입실(50)의 압력보다 일정 크기 이상 높을 경우 상기 체크 밸브(90)가 열리면서 배압실(80)의 냉매가 흡입실(50)로 이송되어 배압실(80)의 압력은 흡입실(50)의 압력 대비 일정 크기 만큼만 높도록 유지된다.
이에 따라, 체크 밸브(90)의 개폐에 의해 배압실(80)의 압력변화가 계단형 특성을 갖게 되어 균일한 배압이 형성되지 않으며, 토출실(70)로 토출된 고압의 냉매 일부를 배압실(80)로 유도하여 압력을 형성함에 따라 필요 이상의 과압이 배압으로 형성되고, 선회스크롤(32)이 고정 스크롤(31)에 과다하게 밀착되어 마모 또는 파손의 위험과 함께, 선회스크롤(32)의 구동을 위한 전력소비가 증가하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는 고정스크롤과 선회스크롤에 의해 형성되는 복수의 압축실 중 중압이 형성되는 압축실의 냉매 일부를 배압실로 유도하여, 압축실의 중압 변화에 연동하여 배압실의 압력이 변하게끔 함으로써, 가장 적정한 배압이 지속적으로 유지되는 스크롤 압축기의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 냉매를 흡입하는 흡입포트와 압축된 냉매를 외부로 공급하는 토출포트가 구비되는 하우징과; 상기 하우징의 내부 일측에 설치되고 중앙에 토출구가 관통 형성되는 고정단판과 상기 고정단판의 일면에서 돌출 형성되는 와선형의 고정랩을 포함하는 고정스크롤과; 상기 하우징의 내부 타측에 장착되고, 회전축이 구비되는 구동모터와; 상기 회전축의 일측 단부에 구비되는 편심결합부와; 상기 고정랩과 함께 상기 하우징 내부에 복수의 압축실을 형성하도록 상기 고정랩과 대향하여 선회단판의 일면에서 와선형의 선회랩이 돌출 형성되고, 상기 선회단판의 일측이 상기 편심결합부에 결합되어 상기 고정스크롤에 대하여 공전하는 선회스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤의 배면과 상기 회전축의 일측 단부 사이에 배압실이 형성되고, 상기 선회단판에는 상기 압축실과 상기 배압실을 연통하고 상기 선회스크롤의 공전에 따라 개폐되는 한 쌍의 배압통로가 관통 형성되며, 상기 배압통로는 상기 고정랩과 상기 선회랩에 의해 형성되는 복수의 압축실 중 내부압력이 중압인 압축실에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공된다.
여기서, 상기 배압통로는 압축종료시점에 상기 고정랩에 의해 폐쇄되며, 상기 토출구를 기준으로 양측에 대향 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 배압통로는, 압축종료시점에서, 상기 고정랩의 중심부 끝단과 상기 선회랩의 중심부 끝단으로부터 상기 고정랩과 상기 선회랩의 접점을 지나는 접선에 대하여 직각방향으로 연장되는 직선이 상기 선회랩을 지나 상기 고정랩과 처음 만나는 지점에 각각 하나씩 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 배압통로의 직경은 상기 고정랩의 두께보다 작거나 같게 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기에 의하면, 고정스크롤과 선회스크롤에 의해 형성되는 복수의 압축실 중 중압이 형성되는 압축실의 냉매 일부가 배압실로 유도되어 배압을 형성함으로써, 압축실의 중압 변화에 연동하여 배압실의 배압이 적정하게 유지되며, 이에 따라 배압이 과도하거나 부족할 때 발생하는 스크롤의 마모와 파손, 또는 압축기의 성능 하락을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기의 단면도.
도 3은 고정스크롤과 선회스크롤의 결합 상태를 도시한 개략도.
도 4는 도 3의 A-A 부분 내부 압력분포 및 단면도를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 선회스크롤에 형성되는 배압통로를 도시한 개략도.
도 6은 도 5에서 배압통로가 개방된 모습을 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 압축종료시점의 고정스크롤과 선회스크롤을 도시한 개략도.
도 8은 도 7에서 고정스크롤에 의해 배압통로가 폐쇄된 모습을 도시한 단면도.
이하, 본 발명인 스크롤 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
실시예
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기의 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기(100)는, 대략 속이 빈 원통 형상으로 형성되는 하우징(200)과, 이 하우징(200)의 내부 일측에 설치되는 고정스크롤(300)과, 하우징(200)의 내부 타측에 설치되는 구동모터(400)와, 구동모터(400)의 회전축(421) 일측 단부에 구비되는 편심결합부(423)와, 편심결합부(423)에 일측이 결합되어 고정스크롤(300)에 대하여 공전하는 선회스크롤(500)을 포함한다.
여기서, 하우징(200)은 스크롤 압축기(100)의 외관을 이루며, 구동모터(400)가 내부에 장착되고 외주면 일측에 흡입포트(미도시)가 형성되는 구동부 하우징(210)과, 구동부 하우징(210)의 전방에 결합되고 구동모터(400)의 제어를 위한 인버터(221)가 내부에 구비되는 헤드하우징(220)과, 구동부 하우징(210)의 후방에 결합되고 일측에는 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(미도시)가 구비되는 커버하우징(230)을 포함하여 구성된다.
이때, 구동부 하우징(210), 헤드하우징(220), 및 커버하우징(230)의 형상은 다양한 변형이 가능하고, 전체 하우징(200) 역시 다양한 구성으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 구동부 하우징(210)은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 대향 결합하는 전방하우징(211)과 후방하우징(212) 두 개의 파트로 이루어질 수 있으며, 구동부 하우징(210)과 헤드하우징(220), 또는 구동부 하우징(210)과 커버하우징(230)이 일체로 형성되는 것도 가능하다.
구동부 하우징(210)의 내부에는 공간부가 형성되며, 이 공간부에 구동모터(400)가 장착된다. 구동모터(400)는 고정자(410)와 회전자(420)를 포함하여 이루어지는데, 고정자(410)는 중앙이 관통된 원통형상으로서 구동부 하우징(210)의 내주면에 압입 등에 의해 고정 장착되는 고정자 코어(411)와, 이 고정자 코어(411)에 권선되는 코일(412) 다발로 이루어진다.
또한, 회전자(420)는 고정자(410)의 내측에 동축 상으로 장착되어 회전 구동하게 되며, 고정자 코어(411)의 중앙 관통공에 회전 가능하게 삽입되어 중심 축선을 따라 길게 배치되는 회전축(421)과, 이 회전축(421)의 외주면에 부착되는 영구자석(422)으로 구성될 수 있다.
따라서, 고정자 코어(411)에 권선된 코일(412)에 전류가 흐르면 고정자 코일(412)에는 자기장이 형성되며, 모터의 구동원리에 따라 고정자(410)와 영구자석(422)의 상호작용에 의해 회전축(421)이 회전 구동하게 된다.
이때, 전방하우징(211)의 바닥면에는 제1베어링(213)이 고정 설치되는 제1베어링 수용부(214)가 돌출 형성되고, 후방하우징(212)의 바닥면에는 제2베어링(215)이 고정 설치되는 제2베어링 수용부(216)가 돌출 형성되며, 구동모터(400)의 회전축(421)은 전단이 제1베어링(213)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 후단은 제2베어링(215)에 의해 회전 가능하게 지지된다.
한편, 도시되지는 않았으나, 구동부 하우징(210)의 외주면 일측에는 냉매를 흡입할 수 있도록 흡입포트가 형성되며, 이 흡입포트를 통해 구동부 하우징(210) 내 공간부로 흡입된 냉매는 후술하는 압축실(600)에서 고압으로 압축되어 토출포트를 통해 외부로 공급된다.
헤드하우징(220)은 구동부 하우징(210)의 전방에 결합되며, 내부에는 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 인버터(221)가 구비되는데, 이 인버터(221)는 구동모터(400)의 회전속도를 제어하는 역할을 하며, 이처럼 구동모터(400)의 회전속도가 제어됨으로써 냉매의 압축량이 제어되어, 차량의 실내를 원하는 온도로 일정하게 유지할 수 있게 된다.
구동부 하우징(210)의 후방에는 외주면 일측에 토출포트가 구비되는 커버하우징(230)이 결합되며, 커버하우징(230)의 내부에 고정스크롤(300)과 선회스크롤(500)이 설치된다.
여기서, 고정스크롤(300)은 커버하우징(230)의 내부 일측에 고정 설치되고, 선회스크롤(500)은 고정스크롤(300)과 대향하도록 커버하우징(230)의 내부 타측에 설치되는데, 이때 선회스크롤(500)은 편심결합부(423)에 의해 회전축(421)의 일측 단부에 편심 결합되어, 회전축(421) 회전시 고정스크롤(300)에 대하여 공전하게 된다.
고정스크롤(300)은 원판 형태의 고정단판(310)과, 고정단판(310)의 일면에서 중심을 향해 수렴하도록 와선형으로 돌출 형성되는 고정랩(320)을 포함하고, 선회스크롤(500)은 원판 형태의 선회단판(510)과, 선회단판(510)의 일면에서 고정랩(320)과 대향하여 중심을 향해 수렴하도록 와선형으로 돌출 형성되는 선회랩(520)을 포함한다.
이때, 고정랩(320)과 선회랩(520)이 복수의 지점에서 맞닿게 됨에 따라, 고정랩(320)과 선회랩(520) 사이 공간은 복수의 압축실(600)로 구획되며, 선회스크롤(500)이 공전할 때 상호 정합되는 고정스크롤(300)과 선회스크롤(500)은, 고정랩(320)과 선회랩(520)의 상대 회전에 의해, 고정랩(320)과 선회랩(520)의 외연부로 흡입된 냉매를 그 중심부로 압축하여, 고정스크롤(300)의 중앙에 관통 형성되는 토출구(311)를 통해 커버하우징(230) 내 고압실(231)로 토출하며, 고압실(231)의 냉매는 오일분리기(미도시)를 통과하여 토출포트를 통해 외부로 공급된다.
한편, 선회스크롤(500)의 배면 즉, 회전축(421)과 대향하는 선회단판(510)의 일면과 회전축(421)의 일측 단부 사이에는 배압실(700)이 형성되는데, 더욱 상세하게는 편심결합부(423)와 선회단판(510)의 결합부와, 편심결합부(423)의 회전공간에 걸쳐 형성되며, 배압실(700)의 압력에 의해 선회스크롤(500)은 고정스크롤(300) 쪽으로 밀리게 된다.
이때, 압축실(600)에서 고압으로 압축된 냉매는 윤활 오일을 함유하고 있으며, 토출포트를 통해 외부로 공급되기 전에 오일분리기를 통과하면서 오일이 회수되는데, 이렇게 회수된 오일은 감압장치(미도시)를 거쳐 오일유로(미도시)를 통해 구동모터(400) 방향으로 유도되어 제2베어링(215)을 윤활시킨다. 이후, 냉매와 함께 압축실(600)로 유입되어 고정스크롤(300)과 선회스크롤(500)을 윤활시키게 되며, 압축실(600)을 거치는 동안 그 일부가 냉매와 함께 배압실(700)로 유도됨으로써, 배압실(700) 내부 부품들에 대한 윤활이 이루어지게 된다.
도 3은 고정스크롤과 선회스크롤의 결합 상태를 도시한 개략도이고, 도 4(b)는 도 3의 A-A 부분 단면도이며, 도 4(a)는 도 4(b)에 도시된 각 압축실의 내부 압력분포를 도시한 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 고정랩(320)과 선회랩(520)은 외주 끝단부인 꼬리부(321,521)와, 꼬리부(321,521)에서 중심을 향해 와선형으로 수렴하는 수렴부(322,522)와, 내주 끝단부인 중심부(323,523)로 각각 구분될 수 있다.
고정스크롤(300)에 대하여 선회스크롤(500)이 공전하게 되면, 고정랩(320)의 수렴부(322)와 선회랩(520)의 수렴부(522)가 복수의 지점에서 맞닿게 되면서, 고정랩(320)과 선회랩(520) 사이 공간이 복수의 압축실(610~650)로 구획된다. 그리고, 각각의 압축실(610~650)은 고정랩(320)과 선회랩(520)을 따라 외연부에서 중심 방향으로 이동하면서 체적이 감소하게 되며, 이에 따라 각 압축실(610~650)에 갇힌 냉매의 압축이 이루어진다.
따라서, 토출구(311)와 연통되는 가장 안쪽의 제1압축실(610)은 압축이 가장 많이 진행된 영역이며, 제1압축실(610) 내의 냉매는 가장 고압을 형성한다.
그리고, 토출구(311)로부터 반경방향 바깥쪽으로 나올수록 각 압축실(600)의 압력은 떨어지게 되는데, 최외곽의 제4압축실(640)과 제5압축실(650)은 냉매가 흡입되는 영역으로서 가장 저압이 형성되고, 제1압축실(610)과 제4,제5압축실(640,650) 사이에 배치되는 제2압축실(620)과 제3압축실(630)에는 상대적으로 중압이 형성된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 압축이 가장 많이 진행된 제1압축실(610)의 압력이 가장 높고, 냉매가 흡입되어 압축이 시작되는 제4압축실(640)과 제5압축실(650)의 압력이 가장 낮으며, 제2압축실(620)과 제3압축실(630)의 압력은 그 중간값을 나타내게 되는 것이다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤 압축기(100)는 중압의 압축실(600) 즉, 고정스크롤(300)과 선회스크롤(500)이 이루는 복수의 압축실(600) 중, 토출구(311)와 연통하는 고압의 제1압축실(610)과, 냉매가 흡입되는 저압의 제4,제5압축실(640,650)을 제외한 나머지 제2,제3압축실(620,630)로부터 배압통로(511, 도 5 참조)를 통해 냉매의 일부를 배압실(700)로 유도함으로써, 배압실(700)에 중압이 형성되게 한다.
이때, 압축과정의 진행에 따라 제2,제3압축실(620,630)의 압력이 변하는 경우, 배압실(700)의 압력 역시 이에 연동하여 변하게 되며 따라서, 선회스크롤(500)에 가해지는 배압은 압축실(600)의 내부 압력에 가장 적정하게 유지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 선회스크롤에 형성되는 배압통로를 도시한 개략도이며, 도 6은 도 5에서 배압통로가 개방된 모습을 도시한 단면도이다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 선회스크롤(500)의 선회단판(510)에는 배압통로(511)가 관통 형성되며, 이 배압통로(511)는 중압의 압축실인 제2,제3압축실(620,630)과 배압실(700)이 각각 연통하도록 한 쌍으로 형성된다.
이때, 배압통로(511)는 토출구(311)를 기준으로 양측에 각각 이격하여 서로 대향하는 한 쌍으로 형성되는 것이 바람직하며, 배압통로(511)에서 압축실(600)로 연결되는 입구는 도 7에서 후술하는 바와 같이 그 형성위치가 고정되는 것이 바람직하나, 배압실(700)로 연결되는 출구는 필요에 따라 적절하게 형성될 수 있다. 즉, 도 6에서는 배압통로(511)가 비스듬하게 경사진 직선통로의 형상으로 도시되었으나, 필요에 따라서는 중간에 꺽이거나 곡선형태로 형성되는 것도 물론 가능하다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 압축종료시점의 고정스크롤과 선회스크롤을 도시한 개략도이며, 도 8은 도 7에서 고정스크롤에 의해 배압통로가 폐쇄된 모습을 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1압축실(610)의 압축종료시점에서 고정랩(320)의 중심부(323)와 선회랩(520)의 중심부(523)가 서로 접하면서 제1압축실(610)의 체적이 최소화되면, 고정스크롤(300)의 토출구(311)가 개방되고 제1압축실(610)의 압축된 냉매가 토출구(311)를 통해 토출된다.
제1압축실(610)의 압축종료시점 즉, 토출구(311)가 개방되기 직전에, 배압통로(511)는 도 8에 도시된 바와 같이 고정스크롤(300)의 고정랩(320)에 의해 폐쇄되는 것이 바람직한데, 이는 과압이 배압실(700)로 전달되는 것을 방지하기 위함이다.
따라서, 한 쌍의 배압통로(511)는 제1압축실(610)의 압축종료시점에, 고정랩(320)에 의해 그 입구가 덮여서 폐쇄되도록, 선회단판(510)의 일 지점에 각각 관통 형성되는 것이 바람직하며, 배압통로(511)의 형성 위치는 다음과 같이 결정될 수 있다.
제1압축실(610)의 압축종료시점에 고정랩(320)과 선회랩(520)은 각각 그 중심부(323,523)가 서로 접하게 되는데, 고정랩(320)의 중심부(323) 끝단으로부터, 고정랩(320)과 선회랩(520)의 중심부(323,523) 접점을 지나는 접선(Lt)에 대하여 직각방향으로 연장되는 직선(L1)이, 선회랩(520)을 지나서 고정랩(320)과 처음 만나는 지점에 하나의 배압통로(511)가 형성된다.
그리고, 선회랩(520)의 중심부(523) 끝단으로부터, 고정랩(320)과 선회랩(520)의 중심부(323,523) 접점을 지나는 접선(Lt)에 대하여 직각방향으로 연장되는 직선(L2)이, 선회랩(520)을 지나서 고정랩(320)과 처음 만나는 지점에 다른 하나의 배압통로(511)가 형성된다.
즉, 고정랩(320)과 선회랩(520)의 중심부(323,523) 끝단으로부터, 고정랩(320)과 선회랩(520)의 접점을 지나는 접선(Lt)에 직각방향으로 각각 연장된 직선(L1,L2)이, 고정랩(320)의 수렴부(322)와 만나는 최초의 지점에, 배압통로(511)가 각각 하나씩 모두 한 쌍으로 형성되는 것이다.
이에 따라, 토출구(311)가 개방되기 직전인 제1압축실(610)의 압축종료시점에 배압통로(511)는 고정랩(320)에 의해 폐쇄되어 과압전달이 방지되고, 제1압축실(610)의 압축된 냉매는 토출구(311)를 통해 고압실(231)로 토출된다.
계속하여, 선회스크롤(500)이 공전함에 따라 종래의 제2,제3압축실(620,630)은 중앙으로 수렴하여 제1압축실(610)이 되고, 종래의 제4,제5압축실(640,650)은 중앙으로 회전 이동하여 각각 제2,제3압축실(620,630)이 되며 이때, 배압통로(511)는 제2,제3압축실(630)에서 개방된다.
100 : 스크롤 압축기 200 : 하우징
210 : 구동부 하우징 220 : 헤드하우징
230 : 커버하우징 231 : 고압실
300 : 고정스크롤 311 : 토출구
400 : 구동모터 500 : 선회스크롤
511 : 배압통로 600 : 압축실
700 : 배압실

Claims (5)

  1. 냉매를 흡입하는 흡입포트와 압축된 냉매를 외부로 공급하는 토출포트가 구비되는 하우징(200)과; 상기 하우징(200)의 내부 일측에 설치되고 중앙에 토출구(311)가 관통 형성되는 고정단판(310)과 상기 고정단판(310)의 일면에서 돌출 형성되는 와선형의 고정랩(320)을 포함하는 고정스크롤(300)과; 상기 하우징(200)의 내부 타측에 장착되고, 회전축(421)이 구비되는 구동모터(400)와; 상기 회전축(421)의 일측 단부에 구비되는 편심결합부(423)와; 상기 고정랩(320)과 함께 상기 하우징(200) 내부에 복수의 압축실(600)을 형성하도록 상기 고정랩(320)과 대향하여 선회단판(510)의 일면에서 와선형의 선회랩(520)이 돌출 형성되고, 상기 선회단판(510)의 일측이 상기 편심결합부(423)에 결합되어 상기 고정스크롤(300)에 대하여 공전하는 선회스크롤(500)을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 선회스크롤(500)의 배면과 상기 회전축(421)의 일측 단부 사이에 배압실(700)이 형성되고, 상기 선회단판(510)에는 상기 압축실(600)과 상기 배압실(700)을 연통하고 상기 선회스크롤(500)의 공전에 따라 개폐되는 한 쌍의 배압통로(511)가 관통 형성되며, 상기 배압통로(511)는 상기 고정랩(320)과 상기 선회랩(520)에 의해 형성되는 복수의 압축실(600) 중 내부압력이 중압인 압축실(600)에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배압통로(511)는 압축종료시점에 상기 고정랩(320)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 배압통로(511)는,
    상기 토출구(311)를 기준으로 양측에 대향 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 배압통로(511)는,
    압축종료시점에서, 상기 고정랩(320)의 중심부 끝단과 상기 선회랩(520)의 중심부 끝단으로부터 상기 고정랩(320)과 상기 선회랩(520)의 접점을 지나는 접선(Lt)에 대하여 직각방향으로 연장되는 직선(L1,L2)이 상기 선회랩(520)을 지나 상기 고정랩(320)과 처음 만나는 지점에 각각 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배압통로(511)의 직경이 상기 고정랩(320)의 두께보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
KR1020120016062A 2012-02-16 2012-02-16 스크롤 압축기 KR101711230B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120016062A KR101711230B1 (ko) 2012-02-16 2012-02-16 스크롤 압축기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120016062A KR101711230B1 (ko) 2012-02-16 2012-02-16 스크롤 압축기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130094646A true KR20130094646A (ko) 2013-08-26
KR101711230B1 KR101711230B1 (ko) 2017-02-28

Family

ID=49218382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120016062A KR101711230B1 (ko) 2012-02-16 2012-02-16 스크롤 압축기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101711230B1 (ko)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150051658A (ko) 2013-11-05 2015-05-13 한라비스테온공조 주식회사 댐핑 부재를 구비하는 압축기
KR20150055720A (ko) 2013-11-14 2015-05-22 한라비스테온공조 주식회사 스크롤 압축기
KR20150056916A (ko) 2013-11-18 2015-05-28 한라비스테온공조 주식회사 스크롤 압축기
CN105545734A (zh) * 2016-02-25 2016-05-04 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 非对称涡旋压缩机及空调器
EP3467313A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-10 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio scroll compressor
US10753352B2 (en) 2017-02-07 2020-08-25 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor discharge valve assembly
US10801495B2 (en) 2016-09-08 2020-10-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Oil flow through the bearings of a scroll compressor
US10890186B2 (en) 2016-09-08 2021-01-12 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor
US10907633B2 (en) 2012-11-15 2021-02-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor having hub plate
US10954940B2 (en) 2009-04-07 2021-03-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
US10962008B2 (en) 2017-12-15 2021-03-30 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio compressor
US10995753B2 (en) 2018-05-17 2021-05-04 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
WO2022018784A1 (ja) * 2020-07-20 2022-01-27 株式会社日立産機システム スクロール圧縮機
US11655813B2 (en) 2021-07-29 2023-05-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor modulation system with multi-way valve
US11846287B1 (en) 2022-08-11 2023-12-19 Copeland Lp Scroll compressor with center hub
US11965507B1 (en) 2022-12-15 2024-04-23 Copeland Lp Compressor and valve assembly

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070120849A (ko) * 2006-06-20 2007-12-26 엘지전자 주식회사 스크롤압축기의 배압 실링장치
JP2011012638A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Daikin Industries Ltd スクロール圧縮機
JP2011106322A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Mitsubishi Electric Corp スクロール圧縮機
KR20110131752A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070120849A (ko) * 2006-06-20 2007-12-26 엘지전자 주식회사 스크롤압축기의 배압 실링장치
JP2011012638A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Daikin Industries Ltd スクロール圧縮機
JP2011106322A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Mitsubishi Electric Corp スクロール圧縮機
KR20110131752A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11635078B2 (en) 2009-04-07 2023-04-25 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
US10954940B2 (en) 2009-04-07 2021-03-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
US10907633B2 (en) 2012-11-15 2021-02-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor having hub plate
US11434910B2 (en) 2012-11-15 2022-09-06 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor having hub plate
KR20150051658A (ko) 2013-11-05 2015-05-13 한라비스테온공조 주식회사 댐핑 부재를 구비하는 압축기
KR20150055720A (ko) 2013-11-14 2015-05-22 한라비스테온공조 주식회사 스크롤 압축기
KR20150056916A (ko) 2013-11-18 2015-05-28 한라비스테온공조 주식회사 스크롤 압축기
CN105545734A (zh) * 2016-02-25 2016-05-04 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 非对称涡旋压缩机及空调器
US10801495B2 (en) 2016-09-08 2020-10-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Oil flow through the bearings of a scroll compressor
US10890186B2 (en) 2016-09-08 2021-01-12 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor
US10753352B2 (en) 2017-02-07 2020-08-25 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor discharge valve assembly
US11022119B2 (en) 2017-10-03 2021-06-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio compressor
EP3467313A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-10 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio scroll compressor
US10962008B2 (en) 2017-12-15 2021-03-30 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio compressor
US10995753B2 (en) 2018-05-17 2021-05-04 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
US11754072B2 (en) 2018-05-17 2023-09-12 Copeland Lp Compressor having capacity modulation assembly
US11821423B2 (en) 2020-07-20 2023-11-21 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Scroll compressor with inclined wall surface extending from the dust wrap
CN115176086A (zh) * 2020-07-20 2022-10-11 株式会社日立产机系统 涡旋压缩机
JPWO2022018784A1 (ko) * 2020-07-20 2022-01-27
CN115176086B (zh) * 2020-07-20 2023-10-20 株式会社日立产机系统 涡旋压缩机
WO2022018784A1 (ja) * 2020-07-20 2022-01-27 株式会社日立産機システム スクロール圧縮機
US11655813B2 (en) 2021-07-29 2023-05-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor modulation system with multi-way valve
US11879460B2 (en) 2021-07-29 2024-01-23 Copeland Lp Compressor modulation system with multi-way valve
US11846287B1 (en) 2022-08-11 2023-12-19 Copeland Lp Scroll compressor with center hub
US11965507B1 (en) 2022-12-15 2024-04-23 Copeland Lp Compressor and valve assembly

Also Published As

Publication number Publication date
KR101711230B1 (ko) 2017-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130094646A (ko) 스크롤 압축기
KR101642178B1 (ko) 스크롤 압축기
JP5901446B2 (ja) 回転型圧縮機
KR101509290B1 (ko) 스크롤 압축기
KR20130011658A (ko) 스크롤 압축기
KR20130011646A (ko) 전동 압축기
US20140023538A1 (en) Vane rotary compressor
KR20130011656A (ko) 스크롤 압축기
KR101447039B1 (ko) 횡형 스크롤 압축기
KR20120062415A (ko) 스크롤 압축기
JP5878911B2 (ja) 気体圧縮機
KR101484817B1 (ko) 스크롤 압축기
JP2005513339A (ja) 回転式圧縮機の吸入機構
WO2017081845A1 (ja) 圧縮機
CN212429184U (zh) 旋转式压缩机
WO2020184057A1 (ja) モータ及び電動圧縮機
JP2010084687A (ja) 流体機械
JP3580758B2 (ja) スクロール圧縮機
KR20150105000A (ko) 전동 압축기
KR20140002939A (ko) 전동 압축기
KR101682250B1 (ko) 전동식 압축기
KR20130094645A (ko) 스크롤 압축기
KR20130057889A (ko) 전동 압축기
KR20120090306A (ko) 스크롤 압축기
JPS63100291A (ja) 回転圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200110

Year of fee payment: 4