KR20180101660A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 구동 모터와, 상기 구동모터에 의해 회전 구동하는 회전축이 내측에 설치된 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 일 단부에 결합하는 커버 하우징; 상기 메인 하우징과 커버 하우징 사이에 고정 배치되며, 상기 커버 하우징과 대향하는 면에 그루브가 형성된 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤과 메인 하우징 사이에 회전 가능하도록 설치되어 냉매를 흡입하고 토출시키는 선회 스크롤; 및 상기 그루브의 상부를 덮도록 상기 커버하우징과 고정스크롤 사이에 개재되어 오일이 흐르는 오리피스를 형성하고, 상기 커버 하우징 및 고정 스크롤의 사이를 씰링하는 가스켓을 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기에 의하면, 가스켓이 아닌 고정 스크롤에 오일 유동용 그루브(Groove)를 형성시킴으로써, 회수되는 오일이 목적에 부합하는 압력으로 떨어질 수 있는 오리피스 구조를 제공하도록 그루브의 크기 및 형상을 자유롭게 조절할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선회 스크롤의 회전을 통해, 냉매가스를 흡입하여 압축한 뒤 이를 토출시키는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 스크롤 압축기란, 나선형의 날개를 갖는 고정 스크롤과, 고정 스크롤에 대해서 선회 운동하는 선회 스크롤을 이용한 압축기이다. 고정 스크롤과 선회 스크롤이 맞물려 돌면서, 그 사이에서 형성된 압축실의 용적이 선회 스크롤의 선회 운동에 따라 감소된다. 이에 따라 유체의 압력이 상승되어 고정 스크롤 중심부에 형성된 토출구로 유체가 토출된다.

이러한 스크롤 압축기는, 선회 스크롤이 선회하는 동안 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서 스크롤 압축기는 토출 밸브 및 흡입 밸브가 별도로 필요가 없다.

또한, 스크롤 압축기는 부품의 수가 적어 구조가 간단하며, 선회 스크롤이 고속으로 회전할 수 있다. 그리고, 스크롤 압축기는 압축에 필요한 토크의 변동이 적고, 연속적으로 흡입 및 압축이 일어나기 때문에, 소음 및 진동이 작다는 장점이 있다.

스크롤 압축기와 관련된 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1355114호에서는 전동 스크롤 압축기의 급유 시스템에 대해 개시하고 있다.

상기 종래의 스크롤 압축기는, 고정 스크롤과 커버하우징, 그리고 상기 고정 스크롤과 커버 하우징사이에 개재되는 가스켓(Gasket)을 포함한다.

일반적으로, 상기 스크롤 압축기의 배압실에는, 구동되는 부품 사이에서 발생하는 마찰을 줄이기 위해 오일이 공급된다. 배압실에 공급되어 냉매와 혼합된 오일은 분리기에 의해 냉매로부터 분리된 뒤, 다시 배압실로 회수 된다. 이 때, 고압 상태인 오일의 압력을 떨어뜨리기 위해, 회수되는 오일은 오리피스(Orifice) 구조를 통과하도록 한다.

이를 위해 종래 스크롤 압축기에서는, 회수되는 오일이 통과하는 오리피스 구조를, 커버하우징과 고정스크롤 사이에 개재된 가스켓에 형성하고 있다.

도 1a에는 위와 같은 종래의 스크롤 압축기에 구비된 가스켓을 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 1b에는 종래의 스크롤 압축기에 구비된 커버하우징, 가스켓 및 고정스크롤의 일부를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 가스켓(1)에는 좁은 폭을 갖는 장공(1a)이 형성되어 있다. 이때 상기 가스켓(1)이 커버 하우징(2)과 고정스크롤(3) 사이에 개재되어, 좁은 통로의 오리피스(O1) 구조가 형성된다. 즉, 분리기에서 분리된 오일은 상기 오리피스(O1)를 통과하면서 요구되는 압력으로 떨어지고, 이와 같이 압력이 떨어진 오일은 다시 배압실로 회수된다.

상기한 바와 같은 종래 스크롤 압축기에서, 요구되는 압력을 갖도록 상기 오리피스(O)를 통과하는 오일의 압력을 효과적으로 떨어뜨리기 위해서는, 오리피스(O1)의 크기 및 형상을 미세하게 조절할 필요가 있다.

하지만, 종래 스크롤 압축기에서는 상기 오리피스(O1) 구조를 가스켓(1)에 의해 구현하기 때문에, 오리피스(O1)의 크기 및 형상을 미세하게 조절하는 것은 제조상 한계를 갖는다. 부연하면, 가스켓(1)은 실링 기능을 수행하기 때문에 일정 이상의 두께가 필요하고, 따라서 가스켓(1) 재질의 특성으로 인해 오리피스(O1)가 미세 구조의 폭을 갖도록 제조하는 것이 사실상 어렵다는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 요구되는 오일의 압력저하를 유도할 수 있는 미세 구조의 오리피스 구조를 구현할 수 있도록 개선된 스크롤 압축기를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 구동 모터와, 상기 구동모터에 의해 회전 구동하는 회전축이 내측에 설치된 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 일 단부에 결합하는 커버 하우징; 상기 메인 하우징과 커버 하우징 사이에 고정 배치되며, 상기 커버 하우징과 대향하는 면에 그루브가 형성된 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤과 메인 하우징 사이에 회전 가능하도록 설치되어 냉매를 흡입하고 토출시키는 선회 스크롤; 및 상기 그루브의 상부를 덮도록 상기 커버하우징과 고정스크롤 사이에 개재되어 오일이 흐르는 오리피스를 형성하고, 상기 커버 하우징 및 고정 스크롤의 사이를 씰링하는 가스켓을 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.

여기서, 상기 그루브는 상기 커버하우징과 접촉하는 접촉면 상에 형성될 수 있다.

또한, 상기 가스켓은, 상기 그루브의 측부에 대응하도록 돌출되며, 상기 오리피스를 흐르는 오일이 측부로 누출되는 것을 방지하는 탄성의 비드를 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 그루브의 양 단부에는 오일의 유입 및 유출을 위한 유입구 및 유출구가 형성될 수 있다.

상기 그루브는 상기 고정스크롤의 외주연을 따라 원주의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기에 의하면, 가스켓이 아닌 고정 스크롤에 오일 유동용 그루브(Groove)를 형성시킴으로써, 회수되는 오일이 목적에 부합하는 압력으로 떨어질 수 있는 오리피스 구조를 제공하도록 그루브의 크기 및 형상을 자유롭게 조절할 수 있다.

도 1a는 종래의 스크롤 압축기에 구비된 가스켓을 도시한 사시도,
도 1b는 종래의 스크롤 압축기에 구비된 커버하우징, 가스켓 및 고정스크롤의 일부를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 단면도,
도 3a는 도 2에 나타낸 스크롤 압축기에 구비된 고정스크롤을 도시한 사시도,
도 3b는 도 2에 나타낸 스크롤 압축기에 구비된 가스켓을 도시한 사시도,
도 3c는 도 2에 나타낸 스크롤 압축기에 구비된 커버하우징, 가스켓 및 고정스크롤의 일부를 도시한 단면도이다.

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

이하 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)는, 메인하우징(110), 커버하우징(120), 고정스크롤(130), 선회스크롤(140) 및 가스켓(150)을 포함한다.

상기 메인하우징(110)은, 그 내부에 구동모터(111)와 회전축(112)이 설치되어 있다. 상기 구동모터(111)는 상기 회전축(112)을 회전시킨다.

상기 커버하우징(120)은 상기 메인하우징(110)의 일 단부에 결합한다. 더욱 상세하게는, 상기 메인하우징(110)과 커버하우징(120) 사이에 상기 고정스크롤(130)이 고정 배치된다. 상기 메인하우징(110), 커버하우징(120) 및 고정스크롤(130)의 바깥쪽으로 각각 관통홀(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 관통홀을 통해 고정볼트(160)를 삽입하여 체결시킴으로써 상기 메인하우징(110), 커버하우징(120) 및 고정스크롤(130)이 각각 고정된다. 다만 이는 일 실시예에 불과하며, 상기 메인하우징(110), 커버하우징(120) 및 고정스크롤(130)이 서로 고정되는 방식은 다양할 수 있다.

상기 선회 스크롤(140)은, 상기 고정스크롤(130)과 메인하우징(110) 사이에 회전 가능하도록 설치되어 냉매를 흡입, 토출시킨다. 상기 고정스크롤(130)과 선회스크롤(140)에 의해 냉매를 흡입, 압축 및 토출시키는 기술은 공지 기술이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도 3a는 도 2에 나타낸 스크롤 압축기에 구비된 고정스크롤을 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 2에 나타낸 스크롤 압축기에 구비된 가스켓을 도시한 사시도이고, 도 3c는 도 2에 나타낸 스크롤 압축기에 구비된 커버하우징, 가스켓 및 고정스크롤의 일부를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 고정스크롤(130)에는, 상기 커버하우징(120)과 마주보는 대향면에 그루브(130a)가 형성된다.

더욱 상세하게는, 상기 그루브(130a)는 상기 커버하우징(120)과 접촉하는 상기 고정스크롤(130)의 접촉면 상에 형성될 수 있다. 즉, 상기 커버하우징(120)과 고정스크롤(130) 사이에 압축된 냉매가 토출되는 토출공간(120a)이 형성됨에 따라, 상기 커버하우징(120)과 고정스크롤(130)이 접하는 면은 중공의 원 형상이 되고, 상기 그루브(130a)는 이러한 상기 고정스크롤(130)의 접촉면 상에 형성되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 그루브(130a)는, 상기 고정스크롤(130)의 외주연을 따라 원주의 형상이 되도록 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 고정스크롤(130) 상면의 중심부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출공간(120a)이 존재한다. 따라서 상기 그루브(130a)는 상기 토출공간(120a)을 피해서 형성될 수 있도록, 원주 형상으로 형성되는 것이 바람직하다고 할 것이다.

한편, 상기 그루브(130a)의 양 단부에는, 오일의 유입 및 유출을 위한 유입구(130b) 및 유출구(130c)가 형성될 수 있다. 상기 유입구(130b)를 통해 상기 오리피스(O2)로 오일이 유입되며, 상기 오리피스(O2)로 흐른 오일은 상기 유출구(130c)를 통해 상기 오리피스(O2)로부터 유출되게 된다.

다만, 도 3a에 도시된 유입구(130b) 및 유출구(130c)는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 유입구(130b)와 유출구(130c)가 형성된 위치는 서로 변경되도록 실시될 수 있음은 물론이라 할 것이다.

상기 가스켓(150)은, 상기 커버하우징(120) 및 고정스크롤(130)의 사이에 개재되어 씰링(Sealing) 기능을 수행한다. 이 때 개방된 상기 그루브(130a)의 상부는 상기 가스켓(150)에 의해 밀폐되면서, 상기 고정스크롤(130)과 가스켓(150)의 사이에 오리피스(O2)가 형성된다.

이 때, 상기 가스켓(150)은, 상기 그루브(130a)의 측부에 대응하도록 돌출되며, 상기 오리피스(O2)를 흐르는 오일이 측부로 누출되는 것을 방지하는 탄성의 비드(151;bead)를 더 구비할 수 있다. 즉, 상기 비드(151)는 상기 그루브(130a)의 측면을 감싸서 상기 오리피스(O2)를 밀폐시키며, 이에 따라 상기 오리피스(O2)를 흐르는 오일이 상기 비드(151)에 의해 상기 오리피스(O2)의 측면 부위로 누출되지 않게 된다.

한편, 상기 본 발명의 실시예와 같이, 상기 고정스크롤(130)에 그루브(130a)를 형성시키는 공정은, 종래 가스켓(1)에 장공(1a)을 형성시키는 경우와 비교하여 상대적으로 제조상의 제약을 덜 받는다.

따라서 본 발명의 스크롤 압축기(100)에 따르면, 오리피스(O2)가 미세 구조의 폭을 갖도록 제조하는 것이 가능하게 되고, 요구되는 압력을 갖도록 상기 오리피스(O2)를 통과하는 오일의 압력을 효과적으로 떨어뜨릴 수 있게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 스크롤 압축기(100)에 의하면, 가스켓(150)이 아닌 고정 스크롤(130)에 오일 유동용 그루브(130a)를 형성시킴으로써, 회수되는 오일이 목적에 부합하는 압력으로 떨어질 수 있는 오리피스(O2) 구조를 제공하도록 그루브(130a)의 크기 및 형상을 자유롭게 조절할 수 있다.

100 : 스크롤 압축기 110 : 메인하우징
120 : 커버하우징 130 : 고정스크롤
140 : 선회스크롤 150 : 가스켓
130a : 그루브 O1,O2 : 오리피스

Claims (5)

1. 구동 모터와, 상기 구동모터에 의해 회전 구동하는 회전축이 내측에 설치된 메인 하우징;
   상기 메인 하우징의 일 단부에 결합하는 커버 하우징;
   상기 메인 하우징과 커버 하우징 사이에 고정 배치되며, 상기 커버 하우징과 대향하는 면에 그루브가 형성된 고정 스크롤;
   상기 고정 스크롤과 메인 하우징 사이에 회전 가능하도록 설치되어 냉매를 흡입하고 토출시키는 선회 스크롤; 및
   상기 그루브의 상부를 덮도록 상기 커버하우징과 고정스크롤 사이에 개재되어 오일이 흐르는 오리피스를 형성하고, 상기 커버 하우징 및 고정 스크롤의 사이를 씰링하는 가스켓을 포함하는 스크롤 압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 그루브는 상기 커버하우징과 접촉하는 접촉면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스켓은, 상기 그루브의 측부에 대응하도록 돌출되며, 상기 오리피스를 흐르는 오일이 측부로 누출되는 것을 방지하는 탄성의 비드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 그루브의 양 단부에는 오일의 유입 및 유출을 위한 유입구 및 유출구가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 그루브는 상기 고정스크롤의 외주연을 따라 원주의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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