KR20180138479A - 통합 유로 구조가 구비되는 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축부 내의 오일 유로와 중간압 유로를 하나로 통합시켜 압축부의 유로를 단순화시킨 통합 유로 구조가 구비된 압축기에 관한 것이다.
상기 압축기는, 고정스크롤 내에 오일 유로와 냉매가스 유로를 하나로 통합시킨 통합 유로를 구비한다. 통합 유로는 압축부 내의 중간압실과 압축실을 연결한다. 압축실 내의 압축된 냉매를 중간압실에 제공하고, 중간압실 내의 오일을 압축실에 제공하는 통합 유로가 형성됨으로써, 압축부의 유로는 단순화될 수 있다.

Description

통합 유로 구조가 구비되는 압축기{COMPRESSOR HAVING MERGED FLOW PATH STRUCTURE}
본 발명은 압축부 내의 오일 유로와 중간압 유로를 하나로 통합시켜 압축부의 유로를 단순화시킨 통합 유로 구조가 구비된 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클 장치에 적용된다. 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 베인식, 스크롤식으로 구분될 수 있다.
이 중 스크롤 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 고정되는 고정스크롤과, 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하는 선회스크롤을 포함하는 압축부를 구비한다. 또한, 스크롤 압축기는 선회스크롤에 전달되는 구동력을 생성하는 구동 모터를 포함한다.
여기에서, 고정스크롤의 고정랩과 선회스크롤의 선회랩 사이에는 한 쌍의 압축실이 형성된다. 스크롤 압축기는 선회스크롤의 선회운동을 통해 압축실에 유입된 유체를 압축시킬 수 있다. 고정스크롤과 선회스크롤 사이에는 올담링(Oldham's ring)이 구비될 수 있다. 올담링은 선회스크롤의 자전을 방지하면서 고정스크롤 상에서 선회스크롤의 선회운동을 가능하게 한다.
스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있다. 스크롤 압축기는 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점이 있다. 따라서, 스크롤 압축기는 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.
스크롤 압축기는 압축부와 구동 모터의 위치에 따라, 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 상부에 위치하는 방식이다. 하부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 하부에 위치하는 방식이다.
종래의 스크롤 압축기의 경우, 고정스크롤은 냉매가스 유로로 이용되는 중간압 유로와, 오일 유로로 이용되는 제1 차압급유 유로를 포함하고, 선회스크롤은 오일 유로로 이용되는 제2 차압급유 유로를 포함하였다.
다만, 종래의 고정스크롤은 냉매가스 유로와 중간압 유로가 각각 형성됨에 따라, 다수의 유로 형성에 따른 가공 시간 및 제조 비용이 증가하였다. 또한, 스크롤 압축기의 동작 시, 고정스크롤 상에 다수의 유로가 형성됨에 따라 마찰에 의한 충격소음(예를 들어, 올담링의 충격 소음)이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 제1 차압급유 유로가 제2 차압급유 유로와 인접하게 배치되는 경우, 제1 차압급유 유로에서 토출된 오일이 제2 차압급유 유로로 바로 이동하게 되어, 중간압실 내에 오일이 균일하게 확산되지 못하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 고정스크롤 내의 오일 유로와 냉매가스 유로를 하나로 통합시킴으로써, 압축부의 유로를 단순화시킬 수 있는 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제1 차압급유 유로와 제2 차압급유 유로를 중간압실 내에서 멀리 이격되도록 배치함으로써, 중간압실에 토출된 오일을 압축부 내에 균일하게 확산시킬 수 있는 압축기를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 압축기는, 고정스크롤 내에 오일 유로와 냉매가스 유로를 하나로 통합시킨 통합 유로를 구비한다. 통합 유로는 압축부 내의 중간압실과 압축실을 연결한다. 압축실 내의 압축된 냉매를 중간압실에 제공하고, 중간압실 내의 오일을 압축실에 제공하는 통합 유로가 형성됨으로써, 압축부의 유로는 단순화될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축기는, 선회스크롤의 내측에서 외측으로 연장되는 차압급유 유로의 제1 방향은, 고정스크롤의 내측에서 외측으로 연장되는 통합 유로의 제2 방향과 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉, 통합 유로와 차압급유 유로가 서로 이격되도록 배치됨으로써, 중간압실에 토출된 오일은 압축부 내에 균일하게 확산되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 압축기는, 오일 유로와 냉매가스 유로를 하나로 통합시킴으로써, 압축부의 유로를 단순화시킬 수 있다. 이를 통해, 고정스크롤을 생산하는 제작 공정을 단순화시킬 수 있으며, 고정스크롤의 제작 시간도 감소시킬 수 있다. 또한, 제조 공정 및 시간이 감소됨에 따라 고정스크롤의 생산 비용도 낮아질 수 있다. 또한, 다수의 유로가 형성됨에 따라 발생하는 마찰에 의한 진동 및 소음도 저감될 수 있다. 이에 따라, 압축기의 동작 안정성이 증가될 수 있으며, 사용자의 만족감도 높아질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축기는, 고정스크롤 내의 통합 유로와, 선회스크롤 내의 차압급유 유로를 압축부 내에서 멀리 이격되도록 배치하여, 압축부 내에 오일을 균일하게 확산시킬 수 있다. 이를 통해, 압축부 내의 선회스크롤과 고정스크롤 사이에 오일이 충분히 공급될 수 있어, 압축기의 동작 중에 발생하는 마찰력을 최소화할 수 있다. 또한, 압축기의 동작 효율도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 압축부의 통합 유로 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 SS 영역의 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 압축부의 통합 유로 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 A-A 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 압축기의 통합 유로 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7의 압축부의 통합 유로 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 압축기를 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)는, 선회스크롤(140) 및 고정스크롤(150)을 포함하는 압축부(190)가 구동 모터(120)보다 상부에 위치하는 상부 압축 구조를 포함한다. 또한, 압축기(100)는 회전축(126)이 압축부를 관통하지 않는 구조(이하, 축비관통 구조)를 포함한다
반면, 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명할, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기(200)는, 선회스크롤(240) 및 고정스크롤(250)을 포함하는 압축부(290)가 구동 모터(220)보다 하부에 위치하는 하부 압축 구조를 포함한다. 또한, 압축기(200)는 회전축(226)이 압축부(290)를 관통하는 축관통 구조를 포함한다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 이하에서 자세히 설명할 본 발명의 실시예에 따른 압축기에 포함된 통합 유로 구조는, 축관통 구조를 포함하는 상부 압축 구조에 이용될 수 있다.
마찬가지로, 상기 통합 유로 구조는, 축비관통 구조를 포함하는 하부 압축 구조에도 이용될 수 있다.
또한, 상기 통합 유로 구조는, 압축부가 구동 모터가 횡방향으로 배치되는 압축기에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)는 내부공간을 갖는 케이싱(110), 내부공간의 하부 또는 중앙부에 배치되는 구동 모터(120), 구동 모터(220)의 상부에 배치되는 압축부(190), 구동 모터(120)의 구동력을 압축부(190)에 전달하는 회전축(126)을 포함할 수 있다.
케이싱(110)은 원통 쉘(111), 원통 쉘(111)의 상부에 설치된 상부 쉘(112), 및 원통 쉘(111)의 하부에 설치된 하부 쉘(114)을 포함할 수 잇다. 예를 들어, 케이싱(110)은 원통형의 형상일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 케이싱(110)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상부 및 하부 쉘(112, 114)은 용접으로 원통 쉘(111)에 결합되어 내부공간을 형성할 수 있다.
상부 쉘(112)의 상부에는 토출파이프(116)가 형성된다. 토출파이프(116)는 압축된 냉매가 외부로 배출되는 통로에 해당된다. 토출파이프(116)의 일측에는 토출되는 냉매에 혼합된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터(미도시)가 연결될 수 있다.
원통 쉘(111)의 측면에는 흡입파이프(118)가 배치될 수 있다.. 흡입파이프(118)는 압축될 냉매가 유입되는 통로로 이용될 수 있다. 도 1에서는 흡입파이프(118)가 원통 쉘(111)과 상부 쉘(112)의 경계면에 위치하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 그 위치는 임의로 설정할 수 있다.
또한, 하부 쉘(114)은 압축기가 원활하게 작동될 수 있도록 공급되는 오일을 저장하는 저유 공간으로서 기능할 수 있다.
케이싱(110) 내부에는 구동 유닛으로 동작하는 구동 모터(120)와 냉매를 압축하는 압축부(190)가 설치된다.
구동 모터(120)는 케이싱(110)의 내면에 고정되는 고정자(122)와 고정자(122)의 내부에 위치하여 고정자(122)와의 상호작용에 의해 회전되는 회전자(124)를 포함한다. 회전자(124)의 중심에는 회전축(126)이 고정되어, 회전자(124)와 회전축(126)은 함께 회전하게 된다.
회전축(126)의 내측에는 오일 유로(126a)가 회전축(126)의 길이방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 회전축(126)의 하단부에는 하부 쉘(114)에 저장되어 있는 오일을 상부로 공급하기 위한 오일펌프(126b)가 구비될 수 있다.
도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 오일펌프(126b)는 오일 유로의 내부에 나선형의 홈이 형성되거나, 저유 공간에 채워진 오일을 상부로 강제로 펌핑하기 위해 트로코이드 펌프(trochoid pump; 미도시)가 결합될 수 있다.
압축부(190)는 메인프레임(130), 고정스크롤(150), 및 선회스크롤(140)를 포함할 수 있다.
케이싱(110)의 상하 양측에는 구동 모터(120)의 회전축(126)을 지지하는 메인프레임(130)과 서브프레임(160)이 각각 고정 설치될 수 있다.
메인프레임(130)은 회전축(126)의 일측을 반경방향으로 지지하고, 서브프레임(160)은 회전축(126)의 타측을 반경방향으로 지지할 수 있다.
메인프레임(130) 상에는 메인프레임(130)의 상면에 고정 설치되는 고정스크롤(150)이 구비된다.
메인프레임(130)과 고정스크롤(150) 사이에는 고정스크롤(150)과 맞물려 선회운동하는 선회스크롤(140)이 설치될 수 있다. 선회스크롤(140)은 고정스크롤(150)의 고정랩(151)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하는 선회랩(141)을 포함할 수 있다. 고정스크롤(150)과 선회스크롤(140)에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 자세히 후술하도록 한다.
도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 선회스크롤(140)과 메인프레임(130) 사이에는 선회스크롤(140)의 자전을 방지하면서 선회스크롤(140)을 선회시키는 올담링(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 압축부(190)에 포함된 통합 유로 구조에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 압축부의 통합 유로 구조의 일 예를 나타내는 도면이다. 여기에서, 도 2는 도 1의 S 영역의 부분 확대도이다. 도 3은 도 2의 SS 영역의 부분 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)의 압축부(190)는, 메인프레임(130), 선회스크롤(140), 고정스크롤(150)을 포함한다.
메인프레임(130)은 구동 모터(120)의 상부에 구비되고, 압축부(190)의 하부를 형성할 수 있다.
메인프레임(130)에는 원형을 갖는 프레임 경판부(이하, 제1 경판부)(132), 제1 경판부(132)의 중앙에 구비되고 회전축(126)이 관통하는 프레임 축수부(이하, 제1 축수부)(132a), 및 제1 경판부(132)의 외주부에서 상부로 돌출되는 프레임 측벽부(이하, 제1 측벽부)(135)가 구비될 수 있다.
제1 측벽부(135)는 외주부가 케이싱(110)의 내주면과 접하고, 상단부가 고정스크롤 측벽부(155)의 하단부와 접할 수 있다.
제1 축수부(132a)는 제1 경판부(132)의 하면에서 구동 모터(120) 측으로 돌출 형성될 수 있다. 또한, 제1 축수부(132a)에는 회전축(126)의 메인 베어링부(126c)가 관통 지지되도록 제1 베어링부가 형성될 수 있다.
메인프레임(130)의 내면에는 고정스크롤(150) 및 선회스크롤(140)과 함께 공간을 형성하여 그 공간의 압력에 의해 선회스크롤(140)을 지지하도록 중간압실(S2)이 형성될 수 있다. 즉, 중간압실(S2)은 메인프레임(130), 고정스크롤(150), 및 선회스크롤(140)에 의해 형성될 수 있다.
구체적으로, 중간압실(S2)은 선회스크롤(140), 고정스크롤(150) 및 메인프레임(130)의 사이 공간으로 정의된다. 중간압실(S2)은 메인프레임(130)의 내부에 내주면을 따라 도넛 형상으로 형성될 수 있다.
오일인입실(S3)은 회전축(126), 메인프레임(130) 및 선회스크롤(140)의 사이 공간으로 정의된다. 오일인입실(S3)은 회전축(126) 내부의 오일 공급 유로(126a)를 따라 올라온 오일이 토출되는 공간이다.
여기에서, 오일 공급 유로(126a)와 오일인입실(S3)에는 높은 고압 영역이 형성될 수 있고, 중간압실(S2)에는 오일인입실(S3)보다 낮은 중간압 영역이 형성될 수 있다.
오일인입실(S3)로 토출된 오일의 일부는, 선회스크롤(140)의 차압급유 유로(145)를 따라 중간압실(S2)로 이동하게 된다. 또한, 오일인입실(S3)로 인입된 오일의 다른 일부는 메인 베어링부(126c) 및 편심부(126d)의 외주면에 공급되거나, 선회스크롤(240)과 고정스크롤(250) 사이에 공급될 수 있다.
이러한 고압 영역의 오일인입실(S3)과 중간압 영역의 중간압실(S2)의 사이에는 배압 씰(seal)(137)이 구비될 수 있다. 배압 씰(137)은 메인프레임(130)과 선회스크롤(140) 사이에 위치하며, 밀봉 부재(예를 들어, 탄성부재)로 형성될 수 있다.
메인프레임(130)은 고정스크롤(150)과 결합하여 선회스크롤(140)이 선회 가능하도록 설치될 수 있는 공간을 형성할 수 있다.
고정스크롤(150)은 원형을 갖는 고정 경판부(제2 경판부)(154), 제2 경판부(154)의 외주부에서 하측으로 돌출되는 고정스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(155), 제2 경판부(154)의 하면에서 돌출되고 선회스크롤(140)의 선회랩(141)과 맞물려 압축실(S1)을 형성하는 고정랩(151)을 구비할 수 있다.
제2 측벽부(155)는 외주부가 케이싱(110) 또는 상부 쉘(112)의 내주면과 접하고, 하단부가 제1 측벽부(135)의 상면과 접할 수 있다.
제2 경판부(154)의 상측 중앙에는 압축실(S1)의 토출측과 케이싱(10)의 토출공간이 연결되도록 토출구(152)가 형성될 수 있다. 또한, 제2 경판부(154)의 내부에는 통합 유로(153)가 형성될 수 있다.
통합 유로(153)는 중간압실(S2)과 압축실(S1)을 연결할 수 있다. 즉, 통합 유로(153)의 일단은 중간압실(S2)에 연결되고, 타단은 압축실(S1)에 연결될 수 있다. 여기에서, 압축실(S1)은 선회스크롤(140)의 선회랩(141)과 고정스크롤(150)의 고정랩(151)의 사이의 공간으로 정의되며, 외부에서 인입된 냉매를 압축하고 토출하는 공간이다.
통합 유로(153)는 중간압실(S2)과 압축실(S1)을 연결함으로써, 중간압실(S2) 내에 중간압 영역을 형성하고, 중간압실(S2)에 급유된 오일을 압축실(S1)에 제공할 수 있다.
중간압실(S2)에 토출된 오일은 통합 유로(153)를 통해 압축실(S1)로 공급될 수 있다. 구체적으로, 저유 공간에 담긴 오일은 후술할 차압급유 유로(245) 및 통합 유로(153)를 통해 압축실(S1)로 공급될 수 있다.
이에 따라, 압축실(S1)에 오일이 원활하게 공급됨으로써, 선회스크롤(140)과 고정스크롤(150) 간 마찰에 따른 마모는 저감될 수 있고, 이를 통해, 압축 효율이 개선될 수 있다.
뿐만 아니라, 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정스크롤(150)과 선회스크롤(140) 사이에 유막을 형성하여 압축실(S1)의 기밀 상태가 유지되도록 할 수 있다.
나아가 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정스크롤(150)과 선회스크롤(140) 간 마찰시 발생된 마찰열을 흡수하여 압축부(190)의 온도를 낮출 수 있다.
또한, 통합 유로(153)는 압축실(S1)에서 고압으로 압축된 냉매가스를 중간압실(S2)로 이동시켜 중간압실(S2)에 흡입압력과 토출압력의 평균에 해당하는 중간압을 형성시킬 수 있다.
중간압실(S2)에 형성된 압력은 선회스크롤(140)의 상면을 누르는 배압으로 작용할 수 있다. 선회스크롤(140)의 상면을 누르는 배압은, 압축실(S1)에 형성된 팽창 압력과 평형을 이룰 수 있다. 상기 배압은 선회스크롤(140)의 선회 동작 중에 기울어져 소음을 발생시키거나, 압축 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 통합 유로(153)는 제2 측벽부(155) 및 제2 경판부(154)를 관통하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 통합 유로(153)는 제3 홀(153a), 제4 홀(153b), 수평 유로(153c)를 포함할 수 있다.
제3 홀(153a)은 제2 측벽부(155)의 상면에 형성되고 중간압실(S2)과 연결될 수 있다. 제3 홀(153a)은 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제4 홀(153b)은 제2 경판부(154)의 상면에 형성되고 압축실(S1)과 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제4 홀(153b)도 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
수평 유로(153c)는 제3 홀(153a) 및 제4 홀(153b)을 연결시키고, 제2 경판부(154)의 일면과 평행하도록 제2 경판부(154)의 내측에 형성될 수 있다.
이때, 통합 유로(153)는 제2 측벽부(155)만을 관통하도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 제2 측벽부(155)와 제2 경판부(154)를 모두 관통하도록 형성될 때보다 통합 유로(153) 길이가 짧아질 수 있다.
또한, 통합 유로(153)는 고정스크롤(150)의 제2 경판부(154) 내에서 'ㄱ'자 또는 'ㄷ'자로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
추가적으로, 도면에 명확하게 도시되지는 않았으나, 통합 유로(153)는 고정스크롤(250) 내에 복수개가 형성될 수 있다. 이러한, 복수의 통합 유로(153)는 일정 간격으로 고정스크롤(250) 내에 배치될 수 있다. 이때, 통합 유로(153)의 수는 후술할 차압급유 유로(145)의 수와 동일하게 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
메인프레임(130)과 고정스크롤(150)의 사이에는 회전축(126)에 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤(140)이 설치될 수 있다.
선회스크롤(140)은 원형을 갖는 선회 경판부(이하, 제3 경판부)(142), 제3 경판부(142)의 상면에서 돌출되어 고정랩(151)과 맞물리는 선회랩(141) 및 제3 경판부(142)의 하면에 구비되고 회전축(126)의 편심부(126d)에 회전 가능하게 결합되는 회전축 결합부(144)를 포함할 수 있다.
선회스크롤(140)의 경우, 제3 경판부(142)의 하면이 제1 경판부(132)의 상면에 밀착되어, 메인프레임(130)에 의해 지지될 수 있다.
선회랩(141)은 압축과정에서 고정랩(151)과 함께 압축실(S1)을 형성할 수 있다. 고정랩(151)과 선회랩(141)은 인볼류트 형상으로 형성될 수 있다. 여기에서, 인볼류트 형상은 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다. 다만, 고정랩(151)과 선회랩(141)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
회전축 결합부(144)에는 회전축(126)의 편심부(126d)가 삽입되어 지지되도록 제2 베어링부가 구비될 수 있다.
또한, 선회스크롤(140)은 제3 경판부(142)의 내부에 형성된 차압급유 유로(145)를 포함할 수 있다. 차압급유 유로(145)는 오일인입실(S3)과 중간압실(S2)을 연결할 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 차압급유 유로(145)는, 제1 홀(145a), 제2 홀(145b), 수평 유로(145c)를 포함할 수 있다.
제1 홀(145a)은 제3 경판부(142)의 하면에 형성되고 오일인입실(S3)과 연결되도록 선회스크롤(140)의 중심에 가깝게 배치될 수 있다. 제1 홀(145a)은 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 홀(145b)은 제3 경판부(142)의 하면에 형성되고 중간압실(S2)과 연결되도록 선회스크롤(140)의 외주면에 가깝게 배치될 수 있다. 마찬가지로, 제2 홀(145b)도 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
수평 유로(145c)는 제1 홀(145a) 및 제2 홀(145b)을 연결시키고, 제3 경판부(142)의 상면과 평행하도록 제3 경판부(142)의 내측에 형성될 수 있다.
추가적으로, 제1 수평유로(145c)의 일측에는 제3 경판부(142)의 측면의 일부를 개방시키는 개구부(145d)가 형성될 수 있다. 개구부(145d)의 내면은 결합볼트(147)와 체결 가능한 나사홈이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개구부(145d)의 내면은 계단형, 곡선형 등 결합볼트(147)와 체결 가능한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
개구부(145d)는 제1 수평유로(145c)의 내부로 감압핀(149)을 삽입하는데 이용될 수 있다. 삽입된 감압핀(149)은 차압급유 유로(145)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 감압핀(149)의 직경은 제1 수평유로(145c)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
감압핀(149)은 차압급유 유로(145) 내에 오일이 이동할 수 있는 좁은 유로를 형성함으로써, 차압급유 유로(145) 내의 압력 및 급유량을 조절할 수 있다.
도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 감압핀(149)을 대신하여, 차압급유 유로(145)에 좁은 유로를 형성하기 위한 다른 형상의 감압체들이 이용될 수 있다.
예를 들어, 볼 형상 또는 다면체 형상의 감압용 충진재가 이용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 차압급유 유로(145)에 감압핀(149)이 구비되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 수평유로(145c) 내로 감압핀(149)이 삽입된 이후, 개구부(145d)에는 결합볼트(147)가 체결될 수 있다.
결합볼트(147)는 개구부(145d)와 결합 가능한 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 결합볼트(147)는 개구부(145d)의 내측 형상에 따른 나사산, 계단형, 곡선형 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
결합볼트(147)가 개구부(145d)에 결합됨에 따라, 선회스크롤(140)에는 오일인입실(S3)과 중간압실(S2)을 연결하는 'ㄷ'형상의 차압급유 유로(145)가 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 차압급유 유로(145)의 형상은 S자 또는 'ㄴ'자와 같이 다양하게 형성될 수 있다.
오일인입실(S3)에서 차압급유 유로(145)를 통과하여 중간압실(S2)로 토출된 오일은 선회스크롤(140)과 고정스크롤(150) 사이의 쓰러스트면에 제공될 수 있다. 중간압실(S2)로 토출된 오일은 압축부(190)의 각 구성요소 사이에 공급되어 압축부(190)의 마찰을 감소시킬 수 있다.
추가적으로, 도면에 명확하게 도시되지는 않았으나, 차압급유 유로(145)는 선회스크롤(140) 내에서 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 복수의 차압급유 유로(145)는 일정 간격으로 선회스크롤(140) 내에 배치될 수 있다. 이때, 차압급유 유로(145)의 수는 통합 유로(153)의 수와 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 복수의 차압급유 유로(145)는 복수의 통합 유로(153)에 대하여 일대일 대응되도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
오일 공급 유로(126a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 오일 홀(127)을 통해 토출되어 메인 베어링부(126c) 및 편심부(126d)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
구체적으로, 오일 홀(127)은 오일 공급 유로(126a)에서 메인 베어링부(126c)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
또한, 오일 홀(127)은 예를 들어, 메인 베어링부(126c)의 외주면 중 상부를 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 오일 홀(127)은 메인 베어링부(126c)의 외주면 중 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
또한, 오일 홀(127)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 오일 홀(127)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 메인 베어링부(126c)의 외주면 중 상부 또는 하부에만 형성될 수도 있고, 메인 베어링부(126c)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다.
다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 오일 홀(127)이 한 개의 홀을 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
이어서, 오일 홀(127)을 통해 토출된 고압의 오일 중 일부는, 메인프레임(130)과 선회스크롤(140) 사이에 형성된 오일인입실(S3)로 이동할 수 있다. 오일인입실(S3)에 공급되는 오일의 다른 일부는 메인 베어링부(126c), 편심부(126d)의 외주면에 공급될 수 있다.
오일인입실(S3)에 공급되는 오일의 다른 일부는 앞서 설명한 선회스크롤(240)의 차압급유 유로(245)를 통해 중간압실(S2)로 공급될 수 있다.
차압급유 유로(145)를 통해 중간압실(S2)에 안내된 오일은 선회스크롤(140)과 고정스크롤(150) 사이의 쓰러스트면에 제공될 수 있다. 이를 통해, 고정스크롤(150)의 쓰러스트면의 마모를 저감할 수 있다.
뿐만 아니라, 중간압실(S2)로 안내된 오일은 고정스크롤(150)에 구비된 통합 유로(153)로 안내될 수 있다.
통합 유로(153)는 중간압실(S2)과 압축실(S1)을 연결함으로써, 중간압실(S2)에 급유된 오일을 압축실(S1)에 제공하고, 중간압실(S2)에 흡입압력과 토출압력의 평균에 해당하는 중간압을 형성시킬 수 있다.
즉, 통합 유로(153)는 오일 제공을 위한 오일 유로 및 중간압 형성을 위한 중간압 유로로 이용될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 고정스크롤(150)의 오일 유로와 냉매가스 유로를 하나로 통합시켜, 압축부의 유로를 단순화시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(100)에서 이용되는 고정스크롤(150)에 필요한 유로의 수는 감소될 수 있다. 이를 통해, 고정스크롤(150)을 생산하는 제작 공정은 단순화될 수 있으며, 제작 시간도 줄어들 수 있다. 또한, 제조 공정 및 시간이 줄어듬에 따라, 압축기(100)의 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한, 고정스크롤(150)에 다수의 유로가 형성됨에 따라 발생하는 마찰에 의한 진동 및 소음은, 고정스크롤(150)에 생성되는 유로의 수를 감소시킴으로써 저감될 수 있다.
또한, 압축기(100)의 동작시에 발생되는 진동 및 소음을 감소시킴으로써, 압축기(100)의 동작 안정성을 증가시킬 수 있으며, 사용자의 만족감 또한 높아질 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 도 1의 압축부의 통합 유로 구조의 다른 예를 설명하도록 한다.
도 4는 도 1의 압축부의 통합 유로 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6은 도 4의 A-A 선을 따라 자른 단면도이다.
여기에서, 도 5 및 도 6은 차압급유 유로(145)와 통합 유로(153)의 위치관계를 설명하기 위한 평면도이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 압축기(100)에서, 선회스크롤(140)에 형성된 차압급유 유로(145)는 회전축(126)을 중심으로 일측에 배치되고, 고정스크롤(150)에 형성된 통합 유로(153)의 회전축(126)을 중심으로 타측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 선회스크롤(140)에 형성된 차압급유 유로(145)는 회전축(126)을 중심으로 좌측에 위치하고, 고정스크롤(150)에 형성된 통합 유로(153)는 회전축(126)을 중심으로 우측에 위치할 수 있다. 즉, 차압급유 유로(145)와 통합 유로(153)는 회전축(126)의 중심(C)을 기준으로 서로 맞은편에 위치할 수 있다.
이때, 선회스크롤(140)의 내측에서 외측으로 연장되는 차압급유 유로(145)의 제1 방향은, 고정스크롤(150)의 내측에서 외측으로 연장되는 통합 유로(153)의 제2 방향과 서로 다르게 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 5를 참조하면, 선회스크롤(140)의 내측에서 외측으로 연장되는 차압급유 유로(145)의 제1 방향(A)과, 고정스크롤(150)의 내측에서 외측으로 연장되는 통합 유로(153)의 제2 방향(B1) 사이의 각도(θ1)는, 둔각을 이룰 수 있다.
즉, 제1 방향(A)과 제2 방향(B1) 사이의 각도(θ1)는 90도보다 크고 180도보다 작은 범위의 값일 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 선회스크롤(140)의 내부에서 외측으로 연장되는 차압급유 유로(145)의 제1 방향(A)과, 고정스크롤(150)의 내부에서 외측으로 연장되는 통합 유로(153)의 제3 방향(B2) 사이의 각도(θ2)는, 예각을 이룰 수 있다.
즉, 제1 방향(A)과 제3 방향(B2) 사이의 각도(θ2)는 0 보다 크고 90 도 보다 작을 범위의 값일 수 있다.
이 경우, 차압급유 유로(145)에서 오일이 토출되는 제2 홀(145b)과, 통합 유로(153)에 오일이 인입되는 제3 홀(153a) 사이의 거리는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 일 예보다 멀게 형성될 수 있다.
이에 따라, 오일인입실(S3)로부터 차압급유 유로(145)를 통해 중간압실(S2)로 토출된 오일은 중간압실(S2)의 내주면을 따라 이동할 수 있다.
이때, 중간압실(S2) 내로 토출된 오일은, 중간압실(S2)의 내주면을 따라 통합 유로(153)를 향해 이동하면서, 선회스크롤(140)와 고정스크롤(150) 사이의 쓰러스트면과, 선회스크롤(140)과 메인프레임(130) 사이에 균일하게 확산될 수 있다.
이어서, 통합 유로(253)로 안내된 오일은 압축실(S1)로 공급될 수 있다.
오일이 중간압실(S2) 및 압축실(S1)에 균일하게 공급됨으로써, 선회스크롤(140)과 고정스크롤(150) 사이와, 선회스크롤(140)과 메인프레임(130) 사이에서 발생하는 마찰에 따른 마모는 저감될 수 있다. 이를 통해, 압축기(100)의 압축 효율이 개선될 수 있다.
뿐만 아니라 중간압실(S2) 및 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정스크롤(250)과 선회스크롤(240) 사이에 유막을 형성하여 압축실(S1)의 기밀 상태가 유지되도록 할 수 있다.
나아가, 중간압실(S2) 및 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정스크롤(250)과 선회스크롤(240) 간 마찰시 발생된 마찰열을 흡수하여 방열시킬 수도 있다.
추가적으로, 앞에서 설명한 바와 같이, 고정스크롤(150)에 생성해야 하는 유로의 수가 감소됨에 따라, 제조 공정 및 시간을 줄일 수 있고, 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한, 고정스크롤(150)에 다수의 유로가 형성됨에 따라 발생하는 마찰에 의한 진동 및 소음은, 고정스크롤(150)에 생성되는 유로의 수를 감소시킴으로써 저감될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기(200)는 압축부(290)가 구동 모터(220)의 하부에 위치하는 하부 압축 구조를 포함한다.
압축기(200)는 내부공간을 갖는 케이싱(210), 내부공간의 상부에 구비되는 구동 모터(220), 구동 모터(220)의 하단에 배치되는 압축부(290), 구동 모터(220)의 구동력을 압축부(290)에 전달하는 회전축(226)이 포함될 수 있다.
여기에서, 케이싱(210)의 내부공간은 구동 모터(220)의 상측인 제1 공간(V1), 구동 모터(220)와 압축부(290)의 사이인 제2 공간(V2), 토출커버(270)에 의해 구획된 제3 공간(V3) 및 압축부(290)의 하측인 저유 공간(V4)으로 구획될 수 있다.
케이싱(210)은 예를 들어, 원통형의 형상일 수 있고, 이에 따라, 케이싱(210)은 원통 쉘(211)을 포함할 수 있다.
또한, 원통 쉘(211)의 상부에는 상부 쉘(212)이 설치되고, 원통 쉘(211)의 하부에는 하부 쉘(214)이 설치될 수 있다. 상부 및 하부 쉘(212, 214)은 예를 들어, 용접으로 원통 쉘(211)에 결합되어 내부공간을 형성할 수 있다.
여기에서, 상부 쉘(212)에는 냉매 토출관(216)이 설치될 수 있는데, 냉매 토출관(216)은 압축부(290)에서 제1 공간(V1) 및 제2 공간(V2)으로 토출되는 압축된 냉매가 외부로 배출되는 통로이다.
하부 쉘(214)은 오일을 저장할 수 있는 저유 공간(V4)을 형성할 수 있다.
저유 공간(V4)은 압축기가 원활하게 작동될 수 있도록 압축부(290)에 오일을 공급하는 오일챔버로서의 기능을 수행할 수 있다.
원통 쉘(211)의 측면에는 압축될 냉매가 유입되는 통로인 냉매 흡입관(218)이 설치될 수 있다.
도면에 명확히 도시되지는 않았으나, 냉매 흡입관(218)은 고정스크롤(250)의 측면을 따라 압축실(S1)까지 관통되어 설치될 수 있다.
이러한 케이싱(210) 내측의 상부에는 구동 모터(220)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 구동 모터(220)는 고정자(222) 및 회전자(224)를 포함할 수 있다.
고정자(222)는 예를 들어, 원통형일 수 있으며, 케이싱(210)에 고정될 수 있다. 고정자(222)의 내주면에는 원주방향을 따라 다수 개의 슬롯이 형성되어 코일이 권선될 수 있다. 고정자(222)의 외주면에는 디컷(D-cut) 모양으로 절단되어 압축부(290)에서 토출되는 냉매 또는 오일이 통과하도록 냉매유로홈(212a)이 형성될 수 있다.
회전자(224)는 고정자(222)의 내부에 결합되고, 회전동력을 발생시킬 수 있다. 즉, 회전자(224)는 그 중심에 회전축(226)이 압입되어 회전축(226)과 함께 회전운동할 수 있다. 회전자(224)에 의해 발생된 회전동력은 회전축(226)을 통하여 압축부(290)에 전달된다.
압축부(290)는 메인프레임(230), 고정스크롤(250), 선회스크롤(240) 및 토출 커버(270)를 구비할 수 있다.
메인프레임(230)은 구동 모터(220)의 하부에 구비되고, 압축부(290)의 상부를 형성할 수 있다.
메인프레임(230)에는 원형을 갖는 프레임 경판부(이하, 제1 경판부)(232), 제1 경판부(232)의 중앙에 구비되고 회전축(226)이 관통하는 프레임 축수부(이하, 제1 축수부)(232a), 및 제1 경판부(232)의 외주부에서 하부로 돌출되는 프레임 측벽부(이하, 제1 측벽부)(231)가 구비될 수 있다.
제1 측벽부(231)는 외주부가 원통 쉘(211)의 내주면과 접하고, 하단부가 고정스크롤 측벽부(255)의 상단부와 접할 수 있다.
제1 측벽부(231)에는 제1 측벽부(231)의 내부를 축 방향으로 관통하여 냉매 통로를 이루는 프레임 토출공(이하, 제1 홀)(231a)이 구비될 수 있다. 제1 홀(231a)은 입구가 고정스크롤 토출공(256b)의 출구와 연결되고, 출구가 제2 공간(V2)과 연결될 수 있다.
제1 축수부(232a)는 제1 경판부(232)의 상면에서 구동 모터(220) 측으로 돌출 형성될 수 있다. 또한, 제1 축수부(232a)에는 회전축(226)의 메인 베어링부(226c)가 관통 지지되도록 제1 베어링부가 형성될 수 있다.
즉, 메인프레임(230)의 중심에는 제1 베어링부를 이루는 회전축(226)의 메인 베어링부(226c)가 회전 가능하게 삽입되어 지지되는 제1 축수부(232a)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.
제1 경판부(232)의 상면에는 제1 축수부(232a)와 회전축(226) 사이에서 토출되는 오일을 포집하는 오일포켓(232b)이 형성될 수 있다.
오일포켓(232b)은 제1 경판부(232)의 상면에 음각지게 형성되고, 제1 축수부(232a)의 외주면을 따라 환형으로 형성될 수 있다.
또한, 메인프레임(230)의 저면에는 고정스크롤(250) 및 선회스크롤(240)과 함께 공간을 형성하여 그 공간의 압력에 의해 선회스크롤(240)을 지지하도록 중간압실(S2)이 형성될 수 있다.
참고로, 중간압실(S2)은 중간압 영역을 포함할 수 있고, 회전축(226)에 구비된 오일 공급 유로(226a)는 중간압실(S2)보다 압력이 높은 고압 영역을 포함할 수 있다.
이러한 고압 영역과 중간압 영역을 구분하기 위해 메인프레임(230) 및 선회스크롤(240) 사이에 배압 씰(seal)(237)이 구비될 수 있다. 배압 씰(237)은 밀봉 부재 역할을 할 수 있다.
또한, 메인프레임(230)은 고정스크롤(250)과 결합하여 선회스크롤(240)이 선회 가능하도록 설치될 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 이러한 구조는 회전축(226)을 통해 압축부(290)에 회전동력이 전달될 수 있도록 회전축(226)을 감싸는 구조가 될 수 있다.
메인프레임(230)의 저면에는 제1 스크롤을 이루는 고정스크롤(250)이 결합될 수 있다.
고정스크롤(250)은 원형을 갖는 고정 경판부(제2 경판부)(252), 제2 경판부(252)의 외주부에서 상측으로 돌출되는 고정스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(255), 제2 경판부(252)의 상면에서 돌출되고 선회스크롤(240)의 선회랩(241)과 맞물려 압축실(S1)을 형성하는 고정랩(251), 및 제2 경판부(252)의 배면 중앙에 형성되고 회전축(226)이 관통되는 고정스크롤 축수부(이하, 제2 축수부)(254)를 구비할 수 있다.
제2 측벽부(255)는 외주부가 원통 쉘(211)의 내주면과 접하고, 상단부가 제1 측벽부(231)의 하면과 접할 수 있다.
제2 측벽부(255)는 외주면에 축방향을 따라 음각지게 형성되고 축방향 양측이 개구되어 오일 통로를 이루는 고정스크롤 홈(256a)이 구비될 수 있다. 고정스크롤 홈(256a)은 메인프레임(230)의 배유 통로(231a)에 대응되게 형성되고, 입구가 배유 통로(231a)의 출구와 연결되고, 출구가 저유공간(V4)과 연결될 수 있다.
통합 유로(253)는 고정스크롤(250)의 경판부(252) 내에 형성되고, 중간압실(S2)과 압축실(S1)을 연결할 수 있다. 통합 유로(253)의 일단은 중간압실(S2)에 연결되고, 타단은 압축실(S1)에 연결될 수 있다.
통합 유로(253)는 중간압실(S2)과 압축실(S1)을 연결함으로써, 중간압실(S2)에 급유된 오일을 압축실(S1)에 제공할 수 있다. 또한, 통합 유로(253)는, 압축실(S1)에서 고압으로 압축된 냉매가스를 중간압실(S2)로 이동시켜 중간압실(S2)에 흡입압력과 토출압력의 평균에 해당하는 중간압을 형성시킬 수 있다. 중간압실(S2)에 형성된 압력은 선회스크롤(240)의 상면을 누르는 배압으로 작용할 수 있다.
즉, 통합 유로(253)는 오일 제공을 위한 오일 유로 및 중간압 형성을 위한 중간압 유로로 이용될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 오일 유로와 냉매가스 유로를 하나로 통합시킴으로써, 압축부의 유로를 단순화시킬 수 있다.
통합 유로(253)에 대한 자세한 설명은 도 8 및 도 9를 참조하여 자세히 후술하도록 한다.
제2 축수부(254)는 제2 경판부(252)의 하면에서 저유공간 측으로 돌출 형성될 수 있다. 제2 축수부(254)에는 회전축(226)의 서브 베어링부(226g)가 삽입되어 지지되도록 제2 베어링부가 구비될 수 있다. 제2 축수부(254)는 하단부가 회전축(226)의 서브 베어링부(226g) 하단을 지지하여 쓰러스트 베어링면을 이루도록 축 중심을 향해 절곡될 수 있다.
메인프레임(230)과 고정스크롤(250)의 사이에는 회전축(226)에 결합되어 선회운동을 하는 선회스크롤(240)이 설치될 수 있다.
선회스크롤(240)은 원형을 갖는 선회 경판부(이하, 제3 경판부)(242), 제3 경판부(242)의 하면에서 돌출되어 고정랩(251)과 맞물리는 선회랩(241) 및 제3 경판부(242)의 중앙에 구비되고 회전축(226)의 편심부(226f)에 회전 가능하게 결합되는 회전축 결합부(244)를 포함할 수 있다.
또한, 선회스크롤(240)은 제3 경판부(242)의 내부에 형성된 차압급유 유로(245)를 포함할 수 있다. 차압급유 유로(245)는 오일인입실(S3)과 중간압실(S2)을 연결하도록 선회스크롤(240)의 제3 경판부(242) 내부에 형성될 수 있다.
마찬가지로, 차압급유 유로(245)에 대한 자세한 설명은 도 8 및 도 9를 참조하여 자세히 후술하도록 한다.
선회스크롤(240)의 경우, 제3 경판부(242)의 외주부가 제2 측벽부(255)의 상단부에 위치하고, 선회랩(241)의 하단부가 제2 경판부(252)의 상면에 밀착되어, 고정스크롤(250)에 의해 지지될 수 있다.
회전축 결합부(244)의 외주부는 선회랩(241)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(251)과 함께 압축실(S1)을 형성할 수 있다. 고정랩(251)과 선회랩(241)은 인볼류트 형상으로 형성될 수 있다. 여기에서, 인볼류트 형상은 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다. 다만, 고정랩(251)과 선회랩(241)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 회전축 결합부(244)에는 회전축(226)의 편심부(226f)가 삽입될 수 있다. 편심부(226f)는 선회랩(241) 또는 고정랩(251)과 압축기의 반경방향으로 중첩되도록 결합될 수 있다.
회전축(226)은 구동 모터(220)에 결합되며, 케이싱(210)의 저유 공간(V4)에 담긴 오일을 상부로 안내하기 위한 오일 공급 유로(226a)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 회전축(226)은 그 상부가 회전자(224)의 중심에 압입되어 결합되는 반면 하부가 압축부(290)에 결합되어 반경방향으로 지지될 수 있다.
이로써, 회전축(226)은 구동 모터(220)의 회전력을 압축부(290)의 선회스크롤(240)에 전달하게 된다. 그러면 회전축(226)에 편심 결합된 선회스크롤(240)이 고정스크롤(250)에 대해 선회운동을 하게 된다.
회전축(226)의 하부에는 메인프레임(230)의 제1 축수부(232a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 메인 베어링부(226c)가 형성될 수 있다. 또한, 메인 베어링부(226c)의 하부에는 고정스크롤(250)의 제2 축수부(252)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 서브 베어링부(226g)가 형성될 수 있다. 그리고 메인 베어링부(226c)와 서브 베어링부(226g) 사이에는 선회스크롤(240)의 회전축 결합부(244)에 삽입되어 결합되도록 편심부(226f)가 형성될 수 있다.
메인 베어링부(226c)와 서브 베어링부(226g)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성되고, 편심부(226f)는 메인 베어링부(226c) 또는 서브 베어링부(226g)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다.
편심부(226f)는 그 외경이 메인 베어링부(226c)의 외경보다는 작게, 서브 베어링부(226g)의 외경보다는 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 회전축(226)을 각각의 축수부(232a, 254)와 회전축 결합부(244)를 통과하여 결합시키는데 유리할 수 있다.
반면, 편심부(226f)가 회전축(226)에 일체로 형성되지 않고 별도의 베어링을 이용하여 형성될 수도 있다. 이 경우에는 서브 베어링부(226g)의 외경이 편심부(226f)의 외경보다 작게 형성되지 않고도 회전축(226)이 각각의 축수부(232a, 254)와 회전축 결합부(244)에 삽입되어 결합될 수 있다.
그리고 회전축(226)의 내부에는 저유 공간(V4)의 오일을 각 베어링부(226c, 226g)의 표면과 편심부(226f)의 표면에 공급하기 위한 오일 공급 유로(226a)가 형성될 수 있다. 또한, 회전축(226)의 베어링부 및 편심부(226c, 226g, 226f)에는 오일 공급 유로(226a)에서 외주면으로 관통되는 오일 홀(226b, 226d, 226e)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 오일 홀은 제1 오일 홀(226b), 제2 오일 홀(226d), 제3 오일 홀(226e)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 오일 홀(226b)은 메인 베어링부(226c)의 외주면을 관통하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 오일 홀(226b)은 오일 공급 유로(226a)에서 메인 베어링부(226c)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 오일 홀(226b)은 예를 들어, 메인 베어링부(226c)의 외주면 중 상부를 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 오일 홀(226b)은 메인 베어링부(226c)의 외주면 중 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
또한, 제1 오일 홀(226b)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 제1 오일 홀(226b)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 메인 베어링부(226c)의 외주면 중 상부 또는 하부에만 형성될 수도 있고, 메인 베어링부(226c)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다.
다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제1 오일 홀(226b)이 한 개의 홀을 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
메인 베어링부(226c)의 외주면에는 제1 오일 홀(226b)에 일단이 연결된 사선형 또는 나선형의 제1 오일 그루브(G1)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 오일 그루브(G1)의 일단이 제1 오일 홀(226b)과 연결되도록 형성됨으로써, 제1 오일 홀(226b)에서 토출된 오일 중 일부는 제1 오일 그루브(G1)를 따라 메인 베어링부(226c)의 외주면에 공급될 수 있다. 즉, 제1 오일 홀(226b)에서 토출된 오일 중 일부는 제1 오일 그루브(G1)를 따라 흐르며 메인 베어링부(226c)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 공급될 수 있다.
참고로, 제1 오일 홀(226b)에서 토출된 나머지 오일은 제1 오일 홀(226b)을 중심으로 메인 베어링부(226c)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 바로 공급될 수 있다.
또한, 제1 오일 그루브(G1)는 회전축(226)의 회전 방향 또는 회전 반대 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 오일 그루브(G1)는 축 방향 및 회전축(226)의 회전 방향(또는 회전 반대 방향) 사이의 사선 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
참고로, 제1 오일 그루브(G1)는 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 그루브를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 오일 그루브(G1)가 복수개의 그루브를 포함하고, 제1 오일 홀(226b)이 한 개의 홀을 포함하는 경우, 각 그루브의 일단은 제1 오일 홀(226b)에 연결되도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 오일 그루브(G1)가 복수개의 그루브를 포함하고, 제1 오일 홀(226b)도 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 그루브의 일단은 각 홀에 일대일로 연결되도록 형성될 수 있다. 다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제1 오일 그루브(G1)가 한 개의 그루브를 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
제2 오일 홀(226d)은 편심부(226f)의 외주면을 관통하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 오일 홀(226d)은 오일 공급 유로(226a)에서 편심부(226f)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 오일 홀(226d)은 예를 들어, 편심부(226f)의 외주면 중 중간부분을 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 오일 홀(226d)은 편심부(226f)의 외주면 중 상부 또는 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
참고로, 제2 오일 홀(226d)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 또한 제2 오일 홀(226d)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 편심부(226f)의 외주면 중 중간부분에만 형성될 수도 있고, 편심부(226f)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다. 다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제2 오일 홀(226d)이 한 개의 홀을 포함하는 것을 설명하기로 한다.
제3 오일 홀(226e)은 서브 베어링부(226g) 상에 형성될 수 있다.
구체적으로, 제3 오일 홀(226e)은 오일 공급 유로(226a)에서 서브 베어링부(226g)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다. 또한, 제3 오일 홀(226e)은 예를 들어, 서브 베어링부(226g)의 외주면 중 중간부분을 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 오일 홀(226e)은 서브 베어링부(226g)의 외주면 중 상부 또는 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
참고로, 제3 오일 홀(226e)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 또한, 제3 오일 홀(226e)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 서브 베어링부(226g)의 외주면 중 중간부분에만 형성될 수도 있고, 서브 베어링부(226g)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다. 다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제3 오일 홀(226e)이 한 개의 홀을 포함하는 것을 설명하기로 한다.
또한, 서브 베어링부(226g)의 외주면에는 제3 오일 홀(226e)에 연결되어 상하 방향으로 연장되도록 제2 오일 그루브(G2)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 오일 그루브(G2)의 중심부에 제3 오일 홀(226e)이 형성됨으로써, 제3 오일 홀(226e)에서 토출된 오일 중 일부는 제2 오일 그루브(G2)를 따라 서브 베어링부(226g)의 외주면에 효율적으로 공급될 수 있다. 즉, 제3 오일 홀(226e)에서 토출된 오일 중 일부는 제2 오일 그루브(G2)를 따라 흐르며 서브 베어링부(226g)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 공급될 수 있다.
참고로, 제3 오일 홀(226e)에서 토출된 나머지 오일은 제3 오일 홀(226e)을 중심으로 서브 베어링부(226g)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 바로 공급될 수 있다. 물론, 제2 오일 그루브(G2)의 상부 또는 하부에 제2 오일 홀(226d)이 형성될 수도 있다.
또한, 제2 오일 그루브(G2)는 도면에서와 같이 상하 방향(즉, 길이 방향)으로 곧게 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 길이 방향을 따라 경사지거나 나선형으로 형성될 수도 있다.
참고로, 제2 오일 그루브(G2)는 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 그루브를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제2 오일 그루브(G2)가 복수개의 그루브를 포함하고, 제3 오일 홀(226e)도 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 그루브의 중심부에 각 홀이 형성될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제2 오일 그루브(G2)가 한 개의 그루브를 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
결과적으로, 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제1 오일 홀(226b)을 통해 토출되어 메인 베어링부(226c)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
또한, 제1 오일 홀(226b)를 통해 토출된 오일은 제1 오일 그루브(G1)를 따라 메인 베어링부(226c)의 하부로 이동하여 선회스크롤(240)의 상면에 공급될 수 있다.
오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제2 오일 홀(226d)을 통해 토출된 오일은 편심부(226f)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
또한, 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제3 오일 홀(226e)을 통해 토출되어 서브 베어링부(226g)의 외주면에 공급될 수 있다.
서브 베어링부(226g)의 하단에는 저유 공간(V4)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(271)가 결합될 수 있다.
오일피더(271)는 회전축(226)의 오일 공급 유로(226a)에 삽입되어 결합되는 오일공급관(273)과, 오일공급관(273)의 내부에 삽입되어 오일을 흡상하는 오일흡상부재(274)로 이루어질 수 있다.
여기에서, 오일공급관(273)은 토출커버(270)의 관통구멍(276)을 통과하여 저유 공간(V4)에 잠기도록 설치될 수 있고, 오일흡상부재(274)는 프로펠러처럼 기능할 수 있다.
또한, 도면에 명확히 도시되지는 않았으나, 오일피더(271) 대신 저유 공간(V4)에 채워진 오일을 상부로 강제로 펌핑하기 위해 서브 베어링부(226g)에 트로코이드 펌프(trochoid pump; 미도시)가 결합될 수도 있다.
또한, 도면에 명확히 도시되지는 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(200)는 메인 베어링부(226c)의 상단과 메인프레임(230)의 상단 사이의 간극을 밀봉하기 위한 제1 실링 부재(미도시) 및 서브 베어링부(226g)의 하단과 고정스크롤(250)의 하단 사이의 간극을 밀봉하기 위한 제2 실링 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
참고로, 이러한 제1 및 제2 실링 부재를 통해 오일이 베어링면(즉, 베어링부의 외주면)을 따라 압축부(290) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 차압 급유 구조의 구현이 가능하며 냉매의 역류를 방지할 수 있다.
회전자(224) 또는 회전축(226)에는 소음진동을 억제하기 위한 밸런스 웨이트(227)가 결합될 수 있다. 참고로, 밸런스 웨이트(227)는 구동 모터(220)와 압축부(290) 사이, 즉 제2 공간(V2)에 구비될 수 있다.
이어서, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 동작과정을 살펴보면, 다음과 같다.
구동 모터(220)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 그 구동 모터(220)의 회전자(224)에 결합된 회전축(226)이 회전을 하게 된다. 그러면 회전축(226)에 편심 결합된 선회스크롤(240)이 고정스크롤(250)에 대해 선회운동을 하면서 선회랩(241)과 고정랩(251) 사이에 압축실(S1)을 형성하게 된다.
이어서, 케이싱(210)의 외부에서 냉매 흡입관(218)을 통하여 공급되는 냉매가 압축실(S1)로 직접 유입될 수 있다. 이 냉매는 선회스크롤(240)의 선회운동에 의해 압축실(S1)의 토출실 방향으로 이동하면서 압축되었다가 토출실에서 고정스크롤(250)의 토출구(253)를 통해 제3 공간(V3)으로 토출될 수 있다.
이어서, 제3 공간(V3)으로 토출되는 압축된 냉매는 케이싱(210)의 내부공간으로 토출되었다가 냉매 토출관(216)을 통해 케이싱(210)의 외부로 토출될 수 있다.
이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여, 도 7의 압축기의 통합 유로 구조의 일 예를 설명하도록 한다.
도 8 및 도 9는 도 7의 압축기의 통합 유로 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
참고로, 도 8에는 차압급유 유로 및 통합 유로의 구조가 도시되어 있고, 도 9에는 차압급유 유로 및 통합 유로에 따른 오일 흐름이 도시되어 있다.
구체적으로, 저유 공간(V4)에 저장되어 있던 오일은 회전축(226)의 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내(즉, 이동 또는 공급)될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제1 오일 홀(226b)을 통해 토출되어 메인 베어링부(226c)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
또한, 제1 오일 홀(226b)을 통해 토출된 오일은, 제1 오일 그루브(G1)를 따라 이동하여 선회스크롤(240)의 상면에 공급될 수 있다.
또한, 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제2 오일 홀(226d)을 통해 토출되어 편심부(226f)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
또한, 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제3 오일 홀(226e)을 통해 토출되어 서브 베어링부(226g)의 외주면 또는 선회스크롤(240)과 고정스크롤(250) 사이에 공급될 수 있다.
이와 같이, 저유 공간(V4)에 담긴 오일이 회전축(226)을 통해 상부로 안내되어 복수개의 오일 홀(226b, 226d, 226e)을 통해 베어링부, 즉, 베어링면에 원활하게 공급됨으로써 베어링부의 마모가 방지될 수 있다.
또한, 복수개의 오일 홀(226b, 226d, 226e)을 통해 토출된 오일은 고정스크롤(250)과 선회스크롤(240) 사이에 유막을 형성하여 기밀 상태가 유지되도록 할 수 있다.
뿐만 아니라 복수개의 오일 홀(226b, 226d, 226e)을 통해 토출된 오일은 마찰 부분에서 발생된 마찰열을 흡수하여 고온의 압축부(290)를 방열시킬 수도 있다.
한편, 오일 홀(226b, 226d, 226e)를 통해 토출된 고압의 오일 중 일부는, 메인프레임(230)과 선회스크롤(240) 사이에 형성된 오일인입실(S3)로 이동할 수 있다.
오일인입실(S3)에 공급되는 오일의 일부는 메인 베어링부(226c), 편심부(226f), 또는 서브 베어링부(226g)의 외주면에 공급되거나, 선회스크롤(240)과 고정스크롤(250) 사이에 공급될 수 있다.
오일인입실(S3)에 공급되는 오일의 다른 일부는 선회스크롤(240)의 차압급유 유로(245)를 통해 중간압실(S2)로 공급될 수 있다.
구체적으로, 차압급유 유로(245)는, 제1 홀(245a), 제2 홀(245b), 수평 유로(245c)를 포함할 수 있다.
제1 홀(245a)은 제3 경판부(242)의 상면에 형성되고 오일인입실(S3)과 연결되도록 선회스크롤(240)의 중심축에 가깝게 배치될 수 있다. 제1 홀(245a)은 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 홀(245b)은 제3 경판부(242)의 상면에 형성되고 중간압실(S2)과 연결되도록 선회스크롤(240)의 외주면에 가깝게 배치될 수 있다. 마찬가지로, 제2 홀(245b)도 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
수평 유로(245c)는 제1 홀(245a) 및 제2 홀(245b)와 연결시키고, 제3 경판부(242)의 상면과 평행하도록 제3 경판부(242)의 내측에 형성될 수 있다.
추가적으로, 제1 수평유로(245c)의 일측에는 제3 경판부(242)의 측면의 일부를 개방시키는 개구부(245d)가 형성될 수 있다. 개구부(245d)의 내면은 결합볼트(247)와 체결 가능한 나사홈이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개구부(245d)의 내면은 계단형, 곡선형 등 결합볼트(247)와 체결 가능한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
개구부(245d)는 제1 수평유로(245c)의 내부로 감압핀(249)을 삽입하는데 이용될 수 있다.
즉, 감압핀(249)은 차압급유 유로(245)의 내측에 배치될 수 있다. 여기에서 감압핀(249)의 직경은 제1 수평유로(245c)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
이를 통해, 감압핀(249)은 차압급유 유로(245) 내에 오일이 이동할 수 있는 좁은 유로를 형성함으로써, 차압급유 유로(245) 내의 압력 및 급유량을 조절할 수 있다.
도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 감압핀(249)을 대신하여, 차압급유 유로(245)에 좁은 유로를 형성하기 위한 다른 형상의 감압물질이 이용될 수 있다.
예를 들어, 볼 형상 또는 다면체 형상의 감압용 충진재가 이용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 차압급유 유로(245)에 감압핀(249)이 구비되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 수평유로(245c) 내로 감압핀(249)이 삽입된 이후, 개구부(245d)에는 결합볼트(247)가 체결될 수 있다.
결합볼트(247)는 개구부(245d)와 결합 가능한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 결합볼트(247)는 개구부(245d)의 내측 형상에 따른 나사산, 계단형, 곡선형 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 결합볼트(247)는 볼트(체결 방식 적용), 봉(압입 방식 적용), 볼(압입 방식 적용) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
결합볼트(247)가 개구부(245d)에 결합됨에 따라, 선회스크롤(240)에는 오일인입실(S3)과 중간압실(S2)을 연결하는 'ㄷ'형상의 차압급유 유로(245)가 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 차압급유 유로(245)의 형상은 S자 또는 'ㄴ'자로 다양하게 형성될 수 있다.
오일인입실(S3)에서 차압급유 유로(245)를 통과하여 중간압실(S2)로 토출된 오일은 선회스크롤(240)과 고정스크롤(250) 사이의 쓰러스트면에 제공될 수 있다. 또한, 토출된 오일은 선회스크롤(240)과 메인프레임(230) 사이에 구비되어 선회스크롤(240)의 자전을 방지시키는 올담링(260)에 제공될 수 있다. 중간압실(S2)로 토출된 오일은 압축부(290)의 각 구성요소 사이에 공급되어 압축부(290)의 마찰을 감소시킬 수 있다.
추가적으로, 도면에 명확하게 도시되지는 않았으나, 차압급유 유로(245)는 선회스크롤(240) 내에서 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 복수의 차압급유 유로(245)는 일정 간격으로 선회스크롤(240) 내에 배치될 수 있다. 이때, 차압급유 유로(245)의 수는 통합 유로(253)의 수와 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 복수의 차압급유 유로(245)는 복수의 통합 유로(253)에 대하여 일대일 대응되도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
중간압실(S2)에 안내된 오일은 선회스크롤(240)과 고정스크롤(250) 사이의 쓰러스트면에 제공될 수 있다. 한편, 중간압실(S2)로 안내된 오일은 선회스크롤(240)과 메인프레임(230) 사이에 설치되는 올담링(260)과 고정스크롤(250)의 쓰러스트면에 공급될 수 있다.
즉, 중간압실(S2) 내로 인입된 오일은 선회스크롤(240)과 고정스크롤(250) 사이의 쓰러스트면과, 올담링(260)에 충분히 제공될 수 있다.
이를 통해, 고정스크롤(250)의 쓰러스트면 및 올담링(260)의 마모를 저감할 수 있다.
뿐만 아니라 중간압실(S2)로 안내된 오일은 고정스크롤(250)에 구비된 통합 유로(253)로 안내될 수 있다.
통합 유로(253)는 제2 측벽부(255) 및 제2 경판부(252)를 관통하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 통합 유로(253)는 제3 홀(253a), 제4 홀(253b), 수평 유로(253c)를 포함할 수 있다.
제3 홀(253a)은 제2 측벽부(255)의 상면에 형성되고 중간압실(S2)과 연결될 수 있다. 제3 홀(253a)은 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제4 홀(253b)은 제2 경판부(254)의 상면에 형성되고 압축실(S1)과 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제4 홀(253b)도 복수의 구멍으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
수평 유로(253c)는 제3 홀(253a) 및 제4 홀(253b)을 연결시키고, 제2 경판부(254)의 일면과 평행하도록 제2 경판부(254)의 내측에 형성될 수 있다.
또한, 통합 유로(253)는 제2 측벽부(255)만을 관통하도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 제2 측벽부(255)와 제2 경판부(252)를 모두 관통하도록 형성될 때보다 통합 유로(253) 길이가 짧아질 수 있다.
또한, 통합 유로(253)는 고정스크롤(250)의 제2 경판부(252) 내에서 'ㄱ'자 또는 'ㄷ'자로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
추가적으로, 도면에 명확하게 도시되지는 않았으나, 고정스크롤(250) 내에서 통합 유로(253)는 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 복수의 통합 유로(253)는 일정 간격으로 고정스크롤(250) 내에 배치될 수 있다. 이때, 통합 유로(253)의 수는 차압급유 유로(245)의 수와 동일하게 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 통합 유로(253)의 일단은 중간압실(S2)과 연통되고, 통합 유로(253)의 타단은 압축실(S1)과 연통될 수 있다.
이에 따라, 통합 유로(253)로 안내된 오일은 압축실(S1)로 공급될 수 있다. 이와 같이, 저유 공간에 담긴 오일은 차압급유 유로(245) 및 통합 유로(253)를 통해 압축실(S1)에 원활하게 공급될 수 있다.
또한, 압축실(S1)에 오일이 원활하게 공급됨으로써, 선회스크롤(240)과 고정스크롤(250) 간 마찰에 따른 마모는 저감될 수 있고, 이를 통해, 압축 효율이 개선될 수 있다.
그 뿐만 아니라 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정스크롤(250)과 선회스크롤(240) 사이에 유막을 형성하여 압축실(S1)의 기밀 상태가 유지되도록 할 수 있다.
나아가 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정스크롤(250)과 선회스크롤(240) 간 마찰시 발생된 마찰열을 흡수하여 방열시킬 수도 있다.
또한, 통합 유로(253)는, 압축실(S1)에서 고압으로 압축된 냉매가스를 중간압실(S2)로 이동시켜 중간압실(S2)에 흡입압력과 토출압력의 중간압을 형성시키고, 이를 통해 선회스크롤(240)의 상면에 배압을 형성시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(200)는, 종래의 압축기에서 고정스크롤(250)에 각각 형성되었던 중간압 유로와 차압급유 유로를 하나의 통합 유로(253)로 통합시켰다.
이때, 통합 유로(253)는 선회스크롤(240)을 고정스크롤(250) 방향으로 누르는 배압을 형성시키는 중간압 유로로써 이용될 수 있다. 또한, 통합 유로(253)는 중간압실(S2)에 토출된 오일을 압축실(S1)에 전달하는 차압급유 유로로써도 이용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 압축기(200)에서 이용되는 고정스크롤(250)에 유로의 필요한 유로의 수는 감소될 수 있다. 이를 통해, 고정스크롤(250)을 생산하는 제작 공정은 단순화될 수 있으며, 제작 시간도 줄어들 수 있다. 또한, 제조 공정 및 시간이 줄어듬에 따라, 압축기(200)의 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한, 고정스크롤(250)에 다수의 유로가 형성됨에 따라 발생하는 마찰에 의한 진동 및 소음은, 고정스크롤(250)에 생성되는 유로의 수를 감소시킴으로써 저감될 수 있다.
또한, 압축기(200)의 동작시에 발생되는 진동 및 소음을 감소시킴으로써, 압축기(200)의 동작 안정성을 증가시킬 수 있으며, 사용자의 만족감 또한 높일 수 있다.
이하에서는, 도 10을 참조하여, 도 7의 압축기의 통합 유로 구조의 다른 예를 설명하도록 한다.
도 10은 도 7의 압축부의 통합 유로 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
다만, 도 10에 도시된 차압급유 유로(245)에 따른 오일 흐름은 도 7 내지 도 9에 도시된 일 예와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 10을 참조하면, 압축기(200)에서, 선회스크롤(240)에 형성된 차압급유 유로(245)는 회전축(226)을 중심으로 일측에 배치되고, 고정스크롤(250)에 형성된 통합 유로(253)의 회전축(226)을 중심으로 타측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 선회스크롤(240)에 형성된 차압급유 유로(245)는 회전축(226)을 중심으로 좌측에 위치하고, 고정스크롤(250)에 형성된 통합 유로(253)는 회전축(226)을 중심으로, 우측에 위치할 수 있다. 즉, 차압급유 유로(245)와 통합 유로(253)는 회전축(226)의 중심(C)을 기준으로 서로 맞은편에 위치할 수 있다.
이때, 선회스크롤(240)의 내측에서 외측으로 연장되는 차압급유 유로(245)의 제1 방향은, 고정스크롤(250)의 내측에서 외측으로 연장되는 통합 유로(253)의 제2 방향과 서로 다르게 형성될 수 있다.
도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 선회스크롤(240)의 내부에서 외측으로 연장되는 차압급유 유로(245)의 제1 방향과, 고정스크롤(250)의 내부에서 외측으로 연장되는 통합 유로(253)의 제2 방향 사이의 각도는, 둔각을 이룰 수 있다.
즉, 제1 방향(A)과 제2 방향(B1) 사이의 각도는 90 도보다 크고 180도보다 작은 범위의 값일 수 있다.
또한, 선회스크롤(240)의 내부에서 외측으로 연장되는 차압급유 유로(245)의 제1 방향(A)과, 고정스크롤(250)의 내부에서 외측으로 연장되는 통합 유로(253)의 제3 방향(B2) 사이의 각도는, 예각을 이룰 수 있다.
즉, 제1 방향(A)과 제3 방향(B2) 사이의 각도는 0 보다 크고 90 도 보다 작을 범위의 값일 수 있다.
따라서, 오일인입실(S3)로부터 차압급유 유로(245)를 통해 중간압실(S2)로 토출된 오일은 중간압실(S2)의 내주면을 따라 이동할 수 있다.
이때, 중간압실(S2) 내로 토출된 오일은, 중간압실(S2)의 내주면을 따라 통합 유로(253)를 향해 이동하면서, 선회스크롤(240)와 고정스크롤(250) 사이의 쓰러스트면과, 선회스크롤(240)과 메인프레임(230) 사이에 균일하게 공급될 수 있다.
이어서, 통합 유로(253)로 안내된 오일은 압축실(S1)로 공급될 수 있다.
오일이 중간압실(S2) 및 압축실(S1)에 균일하게 공급됨으로써, 전술한 일 예에서의 효과(즉, 마모 저감, 기밀 상태 유지, 방열 등)와 동일한 효과를 다른 예에서도 얻을 수 있다.
추가적으로, 앞에서 설명한 바와 같이, 고정스크롤(250)에 생성해야 하는 유로의 수가 감소됨에 따라, 제조 공정 및 시간을 줄일 수 있고, 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한, 고정스크롤(250)에 다수의 유로가 형성됨에 따라 발생하는 마찰에 의한 진동 및 소음은, 고정스크롤(250)에 생성되는 유로의 수를 감소시킴으로써 저감될 수 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 압축기 110, 210: 케이싱
120, 220: 구동 모터 126, 226: 회전축
130, 230: 메인프레임 140, 240: 선회스크롤
150, 250: 고정스크롤

Claims (20)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부 공간에 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터에서 형성되는 회전력을 전달하는 회전축;
    상기 케이싱의 내부 공간에 고정되고, 상기 회전축이 관통되는 메인프레임;
    상기 메인프레임과 결합되는 고정스크롤; 및
    상기 고정스크롤 및 상기 메인프레임 사이에 위치하고, 상기 고정스크롤과 압축실을 형성하도록 상기 고정스크롤에 맞물리며 선회운동하는 선회스크롤을 포함하되,
    상기 선회스크롤은, 상기 메인프레임, 상기 고정스크롤 및 상기 선회스크롤에 의해 형성되는 중간압실에 오일을 제공하는 차압급유 유로를 포함하고,
    상기 고정스크롤은, 상기 중간압실과 상기 압축실을 연결하여, 상기 압축실 내의 압축된 냉매를 상기 중간압실에 제공하고, 상기 중간압실 내의 오일을 상기 압축실에 제공하는 통합 유로를 포함하는
    압축기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 회전축의 장축 방향으로 내부에 형성된 오일 유로와, 상기 오일 유로에서 상기 회전축의 외측방향으로 형성된 오일홀을 포함하고,
    상기 오일홀은, 상기 회전축, 상기 메인프레임, 및 상기 선회스크롤에 의해 형성된 오일인입실에, 상기 오일 유로를 통해 제공된 오일을 토출시키는 압축기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 차압급유 유로는, 상기 오일인입실과 상기 중간압실을 연결시키고, 상기 오일인입실에 토출된 오일을 상기 중간압실에 제공하는 압축기.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 선회스크롤은, 선회 경판부와, 상기 선회 경판부의 상면으로부터 돌출되어 상기 고정스크롤의 고정랩에 결합되고 상기 고정랩에 대해 선회운동을 하는 선회랩을 더 포함하되,
    상기 차압급유 유로는,
    상기 선회 경판부의 일면에 형성되고 상기 오일인입실과 연결되는 제1 홀과,
    상기 선회 경판부의 상기 일면에 형성되고 상기 중간압실과 연결되는 제2 홀과,
    상기 제1 홀 및 상기 제2 홀을 연결하고, 상기 선회 경판부의 내부에 형성되는 제1 수평유로를 포함하는 압축기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 선회스크롤은,
    상기 선회 경판부의 측면에 형성되어 상기 차압급유 유로의 일부를 개방시키는 개구부와,
    상기 차압급유 유로의 내부로 삽입되는 감압핀과,
    상기 개구부와 결합되는 결합볼트를 더 포함하는 압축기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 감압핀의 직경은, 상기 차압급유 유로의 직경보다 작게 형성되는 압축기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 통합 유로는, 상기 선회스크롤을 상기 고정스크롤 방향으로 누르는 배압을 형성시키고, 상기 중간압실 내의 오일을 상기 압축실에 제공하는 압축기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 고정스크롤은, 고정 경판부, 상기 고정 경판부에서 돌출되는 고정랩, 상기 고정 경판부의 외주부에서 돌출되는 고정 측벽부을 포함하고,
    상기 통합 유로는,
    상기 고정 측벽부의 상면에 형성되고 상기 중간압실과 연결되는 제3 홀과,
    상기 고정 경판부의 상면에 형성되고 상기 압축실과 연결되는 제4 홀과,
    상기 제3 홀 및 상기 제4 홀을 연결하고, 상기 고정 경판부의 내부에 형성되는 제2 수평유로를 포함하는 압축기.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 통합 유로는, 상기 고정스크롤 내에서 'ㄷ' 형상 또는 'ㄴ' 형상으로 형성되는 압축기.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 선회스크롤의 내부에서 외측으로 연장되는 상기 차압급유 유로의 제1 방향은, 상기 고정스크롤의 내부에서 외측으로 연장되는 상기 통합 유로의 제2 방향과 예각 또는 둔각을 이루는 압축기.
  11. 프레임 경판부, 상기 프레임 경판부의 중앙에 구비되고 회전축이 관통하는 프레임 축수부, 상기 프레임 경판부의 외주부에서 돌출되는 프레임 측벽부, 및 상기 프레임 측벽부의 내부에 형성된 중간압실이 구비되는 메인프레임;
    상기 프레임 경판부와 마주보는 고정 경판부, 상기 고정 경판부에서 돌출되는 고정랩, 상기 고정 경판부의 외주부에서 돌출되는 고정 측벽부, 및 상기 고정 경판부의 내부에 상기 고정 측벽부의 상면과 상기 고정 경판부의 상면을 연결하는 통합 유로가 구비되는 고정스크롤; 및
    선회 경판부, 상기 선회 경판부에서 돌출되어 상기 고정랩과 압축실을 형성하고 상기 고정랩에 대해 선회운동을 하는 선회랩, 및 상기 회전축에 구비된 오일홀을 통해 토출된 오일을 상기 중간압실에 제공하는 차압급유 유로가 구비되는 선회스크롤을 포함하되,
    상기 차압급유 유로의 수와 상기 통합 유로의 수는 서로 동일하게 형성되는
    압축기.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 선회스크롤은,
    상기 선회 경판부의 측면에서 상기 차압급유 유로의 일부를 개방시키는 개구부와,
    상기 차압급유 유로의 내부로 삽입되는 감압핀과,
    상기 개구부와 결합되는 결합볼트를 더 포함하는 압축기.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 차압급유 유로는,
    상기 선회 경판부의 일면에 형성되고 상기 회전축, 상기 메인프레임, 및 상기 선회스크롤 사이에 형성된 오일인입실과 연결되는 제1 홀과,
    상기 선회 경판부의 상기 일면에 형성되고 상기 중간압실과 연결되는 제2 홀과,
    상기 제1 홀 및 상기 제2 홀을 연결하고, 상기 선회 경판부의 내부에 형성되는 제1 수평유로를 포함하는 압축기.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 통합 유로는,
    상기 고정 측벽부의 상면에 형성되고 상기 중간압실과 연결되는 제3 홀과,
    상기 고정 경판부의 상면에 형성되고 상기 압축실과 연결되는 제4 홀과,
    상기 제3 홀 및 상기 제4 홀을 연결하고, 상기 고정 경판부의 내부에 형성되는 제2 수평유로를 포함하는 압축기.
  15. 프레임 경판부, 상기 프레임 경판부의 중앙에 구비되고 회전축이 관통하는 프레임 축수부, 상기 프레임 경판부의 외주부에서 돌출되는 프레임 측벽부, 및 상기 프레임 측벽부의 내부에 형성된 중간압실이 구비되는 메인프레임;
    상기 프레임 경판부와 마주보는 고정 경판부, 상기 고정 경판부에서 돌출되는 고정랩, 상기 고정 경판부의 외주부에서 돌출되는 고정 측벽부, 및 상기 고정 경판부의 내부에 상기 고정 측벽부의 상면과 상기 고정 경판부의 상면을 연결하는 통합 유로가 구비되는 고정스크롤; 및
    선회 경판부, 상기 선회 경판부에서 돌출되어 상기 고정랩과 압축실을 형성하고 상기 고정랩에 대해 선회운동을 하는 선회랩, 및 상기 회전축의 오일홀을 통해 토출된 오일을 상기 중간압실에 제공하는 차압급유 유로가 구비되는 선회스크롤을 포함하되,
    상기 선회스크롤의 내측에서 외측으로 연장되는 상기 차압급유 유로의 제1 방향은, 상기 고정스크롤의 내측에서 외측으로 연장되는 상기 통합 유로의 제2 방향과 서로 다른 것을 포함하는
    압축기.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 방향은, 상기 제2 방향과 예각 또는 둔각을 이루는 압축기.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 고정스크롤은, 하나의 상기 통합 유로만을 포함하고,
    상기 통합 유로는, 상기 중간압실과 상기 압축실을 연결시켜, 상기 선회스크롤을 상기 고정스크롤 방향으로 누르는 배압을 형성시키고, 상기 중간압실 내의 오일을 상기 압축실에 제공하는 압축기.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 회전축의 연장방향으로 내부에 형성된 오일 유로와, 상기 오일 유로에서 상기 회전축의 외측방향으로 형성된 오일홀을 포함하고,
    상기 오일홀은, 상기 회전축, 상기 메인프레임, 및 상기 선회스크롤 사이에 형성된 오일인입실에, 상기 오일 유로를 통해 제공된 오일을 토출시키는 압축기.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 차압급유 유로는, 상기 오일인입실과 상기 중간압실을 연결시키고, 상기 오일인입실에 토출된 오일을 상기 중간압실에 제공하는 압축기.
  20. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부 공간에 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터에서 형성되는 회전력을 전달하는 회전축;
    상기 케이싱의 내부 공간에 고정되고, 상기 회전축이 관통되는 메인프레임;
    상기 메인프레임과 결합되는 고정스크롤; 및
    상기 고정스크롤 및 상기 메인프레임 사이에 위치하고, 상기 회전축이 관통하여 결합되며, 상기 고정스크롤과 압축실을 형성하도록 상기 고정스크롤에 맞물리며 선회운동하는 선회스크롤을 포함하되,
    상기 선회스크롤은, 상기 메인프레임, 상기 고정스크롤 및 상기 선회스크롤에 의해 형성되는 중간압실에 오일을 제공하는 차압급유 유로를 포함하고,
    상기 고정스크롤은, 상기 중간압실과 상기 압축실을 연결하여, 상기 압축실 내의 압축된 냉매를 상기 중간압실에 제공하고, 상기 중간압실 내의 오일을 상기 압축실에 제공하는 통합 유로를 포함하는
    압축기.
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