KR20140121961A - 전동식 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인프레임과 연결되는 하우징의 내부 중심에 회전자가 구비된 회전축이 배치되고, 상기 회전자를 중심으로 상기 하우징의 내주면에는 고정자가 구성되며, 상기 고정자와 상기 회전자의 전자유도작용에 의해 상기 회전축이 회전하는 본체와, 일측면에 선회스크롤이 형성되고, 대향측면이 상기 회전축 일단에 연결되며, 상기 본체의 메인프레임에 내장되어, 상기 회전축이 회전함에 따라 선회운동하는 선회부재와, 상기 본체의 메인프레임에 결합되고, 상기 메인프레임에 내장된 선회부재 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회부재의 선회스크롤과 상응하여, 인입된 가스(냉매)를 압축하는 고정스크롤이 형성되는 용량가변프레임과, 상기 용량가변프레임에 결합되고, 내부에는 상기 선회스크롤과 고정스크롤의 상응에 의해 압축된 가스(냉매)가 토출되는 가스토출부가 형성되는 탑캡이 포함되어, 상기 메인프레임 내에 장착되는 선회스크롤이 형성된 선회부재와, 고정스크롤이 형성된 용량가변프레임 만을 교체하는 것으로 상기 전동식 스크롤 압축기의 용량 변경이 이루어져, 압축기의 용량 변경에 따른 설계변경 및 부품교환이 최소화되고, 대부분의 부품을 공용화할 수 있어 제품 생산성 및 호환성이 향상되고, 또한 용량이 각기 다른 전동식 스크롤 압축기를 각각 제조하기 위해 그에 해당하는 제조라인의 설비 변경 없이 다양한 용량의 스크롤 압축기를 체계적으로 생산할 수 있고, 그에 따른 생산비용을 절감할 수 있는 전동식 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

전동식 스크롤 압축기{Electric scroll compressor}

본 발명은 전동식 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기에 대한 용량 변경시, 메인프레임 내에 장착되는 선회스크롤이 형성된 선회부재와, 고정스크롤이 형성된 용량가변프레임 만을 교체하는 것으로, 상기 전동식 스크롤 압축기의 용량 변경이 이루어지는 전동식 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 전동식 스크롤 압축기는 일본 공개특허 제2003-184750호를 참조하여 하우징(6) 내부에 로터(1)와 스테이터(2)로 구성된 모터가 하우징 내부에 구비되고, 상기 모터에 전력을 공급함으로써 로터(1)와 연결된 구동축(3)이 회전되어, 상기 구동축(3)의 회전동력에 의해 가스 매체를 압축한다.

이때 상기 모터의 일측에는 나선형 스크롤이 형성되어 있고 구동축의 회전에 관계없이 고정되어 있는 고정스크롤(4)과, 역시 나선형 스크롤이 형성되어 있고, 상기 구동축(3)의 회전에 따라 선회하는 선회스크롤(5)을 포함하되, 상기 고정스크롤(4)과 선회스크롤(5) 사이에 형성된 압축실에 냉매를 흡입한 상태에서 고정스크롤(4)에 대하여 선회스크롤(5)을 선회시킴으로써 스크롤 랩 사이에 부피가 변형하도록 형성되는 압축부를 통해 냉매가 압축된다.

하지만 종래 전동식 스크롤 압축기의 구성품들은 하우징 내에 모두 장착되도록 구성해 압축기의 용량 변경시 하우징 뿐만 아니라 각각의 부속품 구조가 완전히 변경되어야 하는 문제점을 가지고 있었다.

일예로 전동식 스크롤 압축기의 용량 변경시 통상적으로 선회스크롤, 고정스크롤, 하우징 등 거의 모든 부품이 변경되므로, 이에 따라 관련된 부품의 설계변경이 필요하였고, 또한 신규 금형 개발 및 조립 라인 설비 변경 등에 따른 투자/생산비가 발생 되어 압축기의 제조/생산비용이 부과적으로 발생할 뿐만 아니라, 압축용량 별로 모든 설비가 갖추어져만 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전동식 스크롤 압축기에 대한 용량 변경시, 메인프레임 내에 장착되는 선회부재와, 고정스크롤이 형성된 용량가변프레임 만을 교체하는 것으로 상기 전동식 스크롤 압축기의 용량 변경이 이루어져, 압축기의 용량 변경에 따른 설계변경 및 부품교환이 최소화되고, 대부분의 부품을 공용화할 수 있어 제품 생산성 및 호환성이 향상되고, 용량이 각기 다른 전동식 스크롤 압축기를 각각 제조하기 위해 그에 해당하는 제조라인의 설비 변경 없이 다양한 용량의 스크롤 압축기를 체계적으로 생산할 수 있고, 그에 따른 생산비용을 절감할 수 있는 전동식 스크롤 압축기를 제공한다.

본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 메인프레임과 연결되는 하우징의 내부 중심에 회전자가 구비된 회전축이 배치되고, 상기 회전자를 중심으로 상기 하우징의 내주면에는 고정자가 구성되며, 상기 고정자와 상기 회전자의 전자유도작용에 의해 상기 회전축이 회전하는 본체와, 일측면에 선회스크롤이 형성되고, 대향측면이 상기 회전축 일단에 연결되며, 상기 본체의 메인프레임에 내장되어, 상기 회전축이 회전함에 따라 선회운동하는 선회부재와, 상기 본체의 메인프레임에 결합되고, 상기 메인프레임에 내장된 선회부재 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회부재의 선회스크롤과 상응하여, 인입된 가스(냉매)를 압축하는 고정스크롤이 형성되는 용량가변프레임와, 상기 용량가변프레임에 결합되어 전방을 마감하는 탑캡이 포함된다.

이때 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 상기 본체의 메인프레임과 상기 용량가변프레임이 서로 맞닿는 면에는 기밀을 유지하도록 오링이 더 구비될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 상기 메인프레임은 후방측에 회전자 및 고정자를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되도록 연장 형성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 상기 용량가변프레임의 둘레는 상기 메인프레임의 둘레와 일치되도록 형성해 상기 압축기 외주를 이루고, 상기 메인프레임과 맞닿는 상기 용량가변프레임의 후단부가 상기 선회부재의 전단부와 일직선 상에 위치되거나, 상기 선회부재의 후단부와 일직선 상에 위치될 수 있다.

더불어 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 상기 탑캡의 내부에 상기 선회스크롤과 고정스크롤의 상응에 의해 압축된 가스(냉매)가 토출되는 가스토출부가 포함되고, 외부에서 인입하는 가스가 유입되어, 상기 용량가변프레임으로 공급하는 가스유입부가 더 포함될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 상기 본체의 메인프레임에 상기 용량가변프레임, 탑캡 순으로 체결수단인 결합볼트로 한번에 체결될 수 있다.

본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명의 구성에 의해 전동식 스크롤 압축기에 대한 용량 변경시, 메인프레임 내에 장착되는 선회스크롤이 형성된 선회부재와, 고정스크롤이 형성된 용량가변프레임 만을 교체하는 것으로 상기 전동식 스크롤 압축기의 용량 변경이 이루어져, 압축기의 용량 변경에 따른 설계변경 및 부품교환이 최소화되고, 대부분의 부품을 공용화할 수 있어 제품 생산성 및 호환성이 향상되는 효과를 가진다.

둘째, 또한 본 발명의 구성에 의해 용량이 각기 다른 전동식 스크롤 압축기를 각각 제조하기 위해 그에 해당하는 제조라인의 설비 변경 없이 다양한 용량의 스크롤 압축기를 체계적으로 생산할 수 있고, 그에 따른 생산비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 전동식 스크롤 압축기의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기의 구성을 보인 분해 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기의 압축용량을 변경 상태의 일 실시예를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 구성에 따른 오링의 구비되는 상태를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 구성에 따른 메인프레임의 후방으로 연장 형성한 상태를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 구성에 따른 용량가변프레임의 후단부가 선회부재의 전단부 또는 후단부와 일직선 상에 위치되는 상태를 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 스크롤 압축기에 대한 용량 변경시, 메인프레임(120) 내에 장착되는 선회부재(130)와, 용량가변프레임(140) 만을 교체하는 것으로, 상기 전동식 스크롤 압축기의 용량 변경이 이루어지는 전동식 스크롤 압축기에 관한 것으로, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 도면의 왼편을 전방으로 정하고, 오른편을 후방으로 정하여 도 2 및 도 6을 참조해 본 발명을 살펴보면, 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 전방에서부터 탑캡(150), 용량가변프레임(140), 메인프레임(120)과 하우징(110)으로 구성되는 본체(100) 순으로 구성된다.

상기 전동식 스크롤 압축기의 본체(100)는 내부에 고정자(112)와 회전자(111)가 수용되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 전방측에 결합되는 메인프레임(120)으로 구성된다.

이때 상기 하우징(110)에 수용되는 상기 고정자(112)와 회전자(111)는 일반적인 전동모터의 구성과 같이 상기 고정자(112)가 상기 하우징(110)의 내주면을 따라 장착되고, 상기 회전자(111)는 상기 고정자(112)의 내부에 위치되며, 상기 하우징(110) 내 중심에 가로로 장착되어 축 회전하는 회전축(111a)을 따라 구비되어, 외부에서 공급되는 전원에 의해 상기 고정자(112)에서 전자기장이 발생이 하면, 전자유도작용에 의해 상기 고정자(112)의 내부에 위치된 상기 회전자(111)에 인력 및 척력이 발생하고, 상기 회전자(111)에 인력 및 척력이 발생함에 따라 상기 회전축(111a)이 회전되어 스크롤 압축이 이루어진다.

상기한 스크롤 압축이 이루어지기 위해 상기 하우징(110)과 연결된 상기 메인프레임(120)의 내부에는 나선형의 선회스크롤(131)이 전방측에 형성된 선회부재(130)가 장착되는데, 상기 선회부재(130)는 상기 메인프레임(120)의 중심을 관통하는 상기 회전축(111a)의 일단과 연결된다.

따라서 상기 회전자(111)가 상기 고정자(112)의 전자유도작용에 의해 상기 회전축(111a)을 회전시킴에 따라 상기 회전축의 일단에 연결되는 상기 선회부재(130)가 회전되어, 상기 선회부재(130)의 전방측에 형성된 선회스크롤(131) 또한 선회운동한다.

이때 상기 메인프레임(120)과 상기 선회부재(130) 사이에는 원 궤도상으로 운동하면서 상기 선회부재(130)의 자전을 방지하는 올덤커플링(미부호)이 더 구비될 수 있다.

그리고 상기 메인프레임(120)의 전방측에는 용량가변프레임(140)이 결합되는데, 상기 용량가변프레임(140)의 후방측에는 고정스크롤(141)이 형성되어 있어, 상기 선회부재(130)의 선회스크롤(131)과 맞물려 압축실이 형성된다.

따라서 상기 용량가변프레임(140)이 상기 메인프레임(120)에 결합됨에 따라 상기 용량가변프레임(140)의 고정스크롤(141)이 상기 선회스크롤(131)와 맞물리게 배치되어 압축실을 형성되고, 상기 선회스크롤(131)의 선회운동에 따라 인입된 가스(냉매)를 압축 및 토출한다.

여기서 상기 선회부재(130)의 선회스크롤(131)과 상기 용량가변프레임(140)의 고정스크롤(141)의 너비에 따라 압축용량(압축실의 용적)이 결정되는데, 상기 선회스크롤(131)과 고정스크롤(141)의 너비가 종래의 것보다 상대적으로 길면 압축용량이 증가되고, 종래의 것보다 너비가 상대적으로 짧으면 압축용량이 낮아진다.

도 2 및 도 3을 참조하여 (A)는 상기 선회스크롤(131)과 고정스크롤(141)의 너비가 짧은 상기 선회부재(130)과 상기 용량가변프레임(140)을 보인 것이고, (B)는 상기 선회스크롤(131)과 고정스크롤(141)의 너비가 긴 상기 선회부재(130)과 상기 용량가변프레임(140)을 보인 것으로, 압축용량에 따라 선택적으로 상기 선회부재(130)과 상기 용량가변프레임(140)을 채용하여 상기 메인프레임(120)에 결합할 수 있다.

이때 상기 용량가변프레임(140)은 상기 메인프레임(120)과 그 둘레가 같게 형성되는 것이 바람직하고, 상기 용량가변프레임(140)을 상기 메인프레임(120)에 결합할 시 상기 용량가변프레임(140)과 메인프레임(120)가 맞닿는 사이에는 압축실의 기밀을 위해 기밀부재가 구비되어야 하는데, 상기 기밀부재로는 가스켓과 오일링이 사용될 수 있다.

상기 가스켓은 체결보트의 조임토그와 가스켓의 재질특성 및 형상의 영향으로 상기 가스켓의 눌림량이 변경되어, 상기 선회부재(130)의 유격이 변화됨에 따라 축방향 간극이 크면 압축시, 가스(냉매)가 누설되어 압축성능 저하가 발생하였고, 간극이 작으면 상기 선회부재(130)가 끼어 상기 선회부재가 선회하지 못해 작동불가 상태가 되었다.

따라서 본 발명에서는 상기 용량가변프레임(140)과 메인프레임(120)가 맞닿는 사이에는 압축실의 기밀을 위해 기밀부재로 오링(160)이 구비되어, 상기 용량가변프레임(140)과 메인프레임(120) 사이의 기밀이 유지되도록 한다.

상기 오링(160)은 공차 관리에 유리할 뿐만 아니라, 상기 가스켓가 가진 문제점을 해소할 수 있다.

이때 본 발명의 다른 구성예로 도 5에 도시한 바와 같이 상기 메인프레임(120)을 후방측으로 연장 형성하여, 수용공간을 형성해 상기 회전자(111) 및 고정자(112)를 수용할 수도 있다.

그리고 상기 용량가변프레임(140)의 전방측에는 탑캡(150)이 결합되는데, 상기 탑캡(160)에는 압축된 가스(냉매)가 배출되는 가스토출부(미부호)가 구비된다.

일반적으로 가스(냉매)가 흡인되는 가스유입부는(미부호)는 통상적으로 상기 하우징(110)의 일측에 구비되고, 상기 선회부재(130)의 선회운동에 의해 상기 가스유입부로 유입된 가스(냉매)가 상기 선회스크롤과 고정스크롤이 맞물려 형성된 압축실에서 압축이 된 후 상기 탑캡(160)에 형성된 가스토출부를 통해 외부로 토출된다.

하지만 본 발명의 다른 구성예로 상기 가스(냉매)가 흡인되는 가스유입부와 압축된 가스(냉매)가 배출되는 가스토출부가 상기 탑캡(150)에 함께 형성될 수도 있다.

그리고 상기 본체(100)의 메인프레임(120)에는 상기 선회부재(130)가 장착된 후 상기 용량가변프레임(140)과 및 탑캡(150)은 서로 결합될 시 체결수단인 결합볼트(101)에 의해 한번에 체결되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 전동식 스크롤 압축기는 도 6에 도시한 바와 같이 상기 용량가변프레임(140)은 상기 메인프레임(120)과 맞닿는 후단부가 상기 선회부재(130)의 전단부(132a)와 일직선 상에 위치되거나, 상기 선회부재(130)의 후단부(132b)와 일직선 상에 위치되도록 구성해, 상기 용량가변프레임(140)의 후단부와, 상기 선회부재(130)의 전,후단부(132a,132b) 치수만을 관리하여 누적 오차를 조정할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 본체
101: 결합볼트
110: 하우징 111: 회전자
120: 메인프레임 130: 선회부재
140: 용량가변프레임 141: 고정스크롤
150: 탑캡 160: 오링

Claims (9)

1. 전동식 스크롤 압축기를 구성함에 있어서,
   메인프레임과 연결되는 하우징의 내부 중심에 회전자가 구비된 회전축이 배치되고, 상기 회전자를 중심으로 상기 하우징의 내주면에는 고정자가 구성되며, 상기 고정자와 상기 회전자의 전자유도작용에 의해 상기 회전축이 회전하는 본체;
   일측면에 선회스크롤이 형성되고, 대향측면이 상기 회전축 일단에 연결되며, 상기 본체의 메인프레임에 내장되어, 상기 회전축이 회전함에 따라 선회운동하는 선회부재;
   상기 본체의 메인프레임에 결합되고, 상기 메인프레임에 내장된 선회부재 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회부재의 선회스크롤과 상응하여, 인입된 가스(냉매)를 압축하는 고정스크롤이 형성되는 용량가변프레임;
   상기 용량가변프레임에 결합되어 전방을 마감하는 탑캡이 포함되는 전동식 스크롤 압축기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체의 메인프레임과 상기 용량가변프레임이 서로 맞닿는 면에는 기밀을 유지하도록 오링이 더 구비되는 전동식 스크롤 압축기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 메인프레임은
   후방측에 회전자 및 고정자를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되도록 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 스크롤 압축기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 용량가변프레임의 둘레는 상기 메인프레임의 둘레와 일치되도록 형성해 상기 압축기 외주를 이루는 전동식 스크롤 압축기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 용량가변프레임은
   상기 메인프레임과 맞닿는 후단부가 상기 선회부재의 전단부와 일직선 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 전동식 스크롤 압축기.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 용량가변프레임
   상기 메인프레임과 맞닿는 후단부가 상기 선회부재의 후단부와 일직선 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 전동식 스크롤 압축기.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 탑캡의 내부에는
   상기 선회스크롤과 고정스크롤의 상응에 의해 압축된 가스(냉매)가 토출되는 가스토출부가 포함되는 전동식 스크롤 압축기.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 탑캡의 내부에는
   외부에서 인입하는 가스가 유입되어, 상기 용량가변프레임으로 공급하는 가스유입부가 더 포함되는 전동식 스크롤 압축기.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 본체의 메인프레임에 상기 용량가변프레임, 탑캡 순으로 체결수단인 결합볼트로 한번에 체결되는 전동식 스크롤 압축기.

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