KR20190004620A - 편심부 하면에 오일 그루브가 구비된 압축기 - Google Patents

편심부 하면에 오일 그루브가 구비된 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전축의 자중을 지지하는 압축부의 접촉면에 충분한 오일을 급유하기 위하여 회전축 편심부의 하면에 오일 그루브를 구비하는 압축기에 관한 것이다. 상기 압축기는, 구동 모터의 일측에 배치되는 메인 프레임과, 메인 프레임의 일측에 구비되는 고정 스크롤과, 고정 스크롤과 압축실을 형성하도록 고정 스크롤에 맞물리며 운동하는 선회 스크롤을 포함한다. 또한, 선회 스크롤에 구동 모터에서 발생한 회전력을 전달하는 회전축을 더 포함한다. 이때, 회전축은 고정 스크롤과 접하는 회전축의 일면에 구비되는 오일 그루브를 포함함으로써, 회전축의 자중을 지지하는 고정 스크롤의 상면에 충분한 오일을 급유할 수 있다.

Description

편심부 하면에 오일 그루브가 구비된 압축기{COMPRESSOR HAVING OIL GROOVE PLACED ON BOTTOM SURFACE OF ECCENTRIC PART}
본 발명은 회전축의 자중을 지지하는 압축부의 접촉면에 충분한 오일을 급유하기 위하여 회전축 편심부의 하면에 오일 그루브를 구비하는 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다.
압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 스크롤식 등으로 구분될 수 있다.
이 중 스크롤 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 고정된 고정 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 함으로써 고정 스크롤의 고정랩과 선회 스크롤의 선회랩 사이에 압축실이 형성되는 압축기이다.
스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있고, 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.
이러한 스크롤 압축기는 구동 모터와 압축부의 위치에 따라 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 상측에 위치하는 방식이고, 하부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 하측에 위치하는 방식이다.
여기에서, 하부 압축식 스크롤 압축기의 경우에는 저유 공간과 압축부 사이의 거리가 짧아 상대적으로는 균일한 오일공급이 가능하지만 구조적으로 오일 공급이 어려울 수도 있다. 만약, 압축부에 오일이 부족한 경우, 압축부 구성요소간 마찰 손실이 커질 수 있다. 또한, 마찰에 의해 접촉면의 온도가 상승할 수 있으며, 이로 인해 접촉면에서 소부현상(즉, 오일이 타서 눌러 붙는 현상)이 발생할 수 있다.
따라서, 구조적으로 오일 공급이 어려운 부분(예를 들어, 회전축의 편심부)에 대한 급유 구조의 개선이 필요하다.
본 발명의 목적은 회전축 편심부의 하면에 오일 그루브를 형성함으로써, 회전축의 자중을 지지하는 압축부 접촉면에 충분한 오일을 급유할 수 있고, 마찰 손실을 최소화할 수 있는 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 또한, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 압축기는 구동 모터의 일측에 배치되는 메인 프레임과, 메인 프레임의 일측에 구비되는 고정 스크롤과, 고정 스크롤과 압축실을 형성하도록 고정 스크롤에 맞물리며 운동하는 선회 스크롤을 포함한다. 또한, 선회 스크롤에 구동 모터에서 발생한 회전력을 전달하는 회전축을 더 포함한다. 이때, 회전축은 고정 스크롤과 접하는 회전축의 일면에 구비되는 오일 그루브를 포함함으로써, 회전축의 자중을 지지하는 고정 스크롤의 일면에 충분한 오일을 급유할 수 있다.
본 발명에 따른 압축기는 회전축 편심부의 하면에 오일 그루브를 형성함으로써, 회전축의 자중을 지지하는 압축부 접촉면에 충분한 오일을 공급할 수 있다. 이를 통해, 회전축과 압축부 사이의 접촉면에 마찰 손실을 최소화할 수 있으며, 접촉면의 마모를 방지할 수 있다. 또한, 접촉면에 충분한 오일을 공급함으로써, 접촉면에 온도가 상승되고 소부현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 압축부의 동작 효율도 향상시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기를 설명하는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 압축기의 급유 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 압축기의 회전축에 형성된 오일 그루브의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 도 1의 압축기의 회전축에 형성된 오일 그루브의 다른 예를 설명하기 위한 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 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 압축기를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기를 설명하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기는 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)로 전달하는 회전축(100)을 포함할 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 제2 공간(V2)과 제1 공간(V1)으로 토출되는 압축된 냉매가 외부로 배출되는 통로이다.
참고로, 토출되는 냉매에 혼입된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터(미도시)가 냉매 토출관(216)과 연결될 수 있다.
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 오일 챔버로서의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 원통 쉘(211)의 측면에는 압축될 냉매가 유입되는 통로인 냉매 흡입관(218)이 설치될 수 있다.
냉매 흡입관(218)은 고정 스크롤(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)는 그 내주면에 원주방향을 따라 다수 개의 슬롯(미도시)이 형성되어 코일(222a)이 권선된다. 또한, 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(100)이 압입되어 회전축(100)과 함께 회전운동할 수 있다. 회전자(224)에 의해 발생된 회전동력은 회전축(100)을 통하여 압축부(290)에 전달된다.
압축부(290)는 메인 프레임(230), 고정 스크롤(250), 선회 스크롤(240) 및 토출 커버(270)를 포함할 수 있다.
참고로, 압축부(290)는 올담링(Oldham's ring)(150)을 더 구비할 수 있다. 올담링(150)은 선회 스크롤(240)과 메인 프레임(230) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 올담링(150)은 선회 스크롤(240)의 자전을 방지하면서 고정 스크롤(250) 상에서의 선회 스크롤(240)의 선회 운동을 가능하게 한다.
메인 프레임(230)은 구동 모터(220)의 하부에 구비되고, 압축부(290)의 상부를 형성할 수 있다.
메인 프레임(230)에는 대략 원형을 갖는 프레임 경판부(이하, 제1 경판부)(232), 제1 경판부(232)의 중앙에 구비되고 회전축(100)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 후술할 고정 스크롤 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 토출공)(231a)이 구비될 수 있다. 제1 토출공(231a)은 입구가 후술할 고정 스크롤 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 후술할 회전축(100)의 메인 베어링부(MB)가 관통 지지되도록 제1 베어링부가 형성될 수 있다.
즉, 메인 프레임(230)의 중심에는 제1 베어링부를 이루는 회전축(100)의 메인 베어링부(MB)가 회전 가능하게 삽입되어 지지되는 제1 축수부(232a)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.
제1 경판부(232)의 상면에는 제1 축수부(232a)와 회전축(100) 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.
메인 프레임(230)의 저면에는 고정 스크롤(250) 및 선회 스크롤(240)과 함께 공간을 형성하여 그 공간의 압력에 의해 선회 스크롤(240)을 지지하도록 배압실(S2)이 형성될 수 있다.
참고로, 배압실(S2)은 중간압 영역(즉, 중간압실)을 포함할 수 있고, 회전축(100)에 구비된 오일 공급 유로(110)는 배압실(S2)보다 압력이 높은 고압 영역을 포함할 수 있다.
이러한 고압 영역과 중간압 영역을 구분하기 위해 메인 프레임(230) 및 선회 스크롤(240) 사이에 배압 씰(seal)(280)이 구비될 수 있고, 배압 씰(280)은 예를 들어, 밀봉 부재 역할을 할 수 있다.
또한, 메인 프레임(230)은 고정 스크롤(250)과 결합하여 선회 스크롤(240)이 선회 가능하도록 설치될 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 즉, 이러한 구조는 회전축(100)을 통해 압축부(290)에 회전동력이 전달될 수 있도록 회전축(100)을 감싸는 구조가 될 수 있다.
메인 프레임(230)의 저면에는 제1 스크롤을 이루는 고정 스크롤(250)이 결합될 수 있다.
구체적으로, 고정 스크롤(250)은 메인 프레임(230)의 하부에 구비될 수 있다.
또한, 고정 스크롤(250)은 대략 원형을 갖는 고정 스크롤 경판부(제2 경판부)(254), 제2 경판부(254)의 외주부에서 상부로 돌출되는 고정 스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(255), 제2 경판부(254)의 상면에서 돌출되고 후술할 선회 스크롤(240)의 선회랩(241)과 맞물려 압축실(S1)을 형성하는 고정랩(251), 및 제2 경판부(254)의 배면 중앙에 형성되고 회전축(100)이 관통하는 고정 스크롤 축수부(이하, 제2 축수부)(252)를 구비할 수 있다.
제2 경판부(254)에는 압축된 냉매를 압축실(S1)로부터 토출커버(270)의 내부공간으로 안내하는 토출구(253)가 형성될 수 있다. 토출구(253)의 위치는 요구되는 토출압 등을 고려하여 임의로 설정될 수 있다.
여기에서, 토출구(253)가 하부 쉘(214)을 향해 형성됨에 따라 고정 스크롤(250)의 저면에는, 토출되는 냉매를 수용하고 해당 냉매를 오일과 혼합되지 않게 후술할 고정 스크롤 토출공(256b)으로 안내하기 위한 토출커버(270)가 결합될 수 있다. 토출커버(270)는 냉매의 토출유로와 저유 공간(V4)을 분리할 수 있도록 고정 스크롤(250)의 저면에 밀봉 결합될 수 있다.
또한, 토출커버(270)에는, 제2 베어링부를 이루는 회전축(100)의 서브 베어링부(SB)에 결합되어 케이싱(210)의 저유 공간(V4)에 잠기는 오일피더(271)가 관통하도록 관통구멍(276)이 형성될 수 있다.
한편, 제2 측벽부(255)에는 그 제2 측벽부(255)의 내부를 축 방향으로 관통하여 제1 토출공(231a)과 함께 냉매 통로를 이루는 고정 스크롤 토출공(이하, 제2 토출공)(256b)이 구비될 수 있다.
제2 토출공(256b)은 제1 토출공(231a)에 대응되게 형성되고, 입구가 토출커버(270)의 내부공간과 연결되고, 출구가 제1 토출공(231a)의 입구와 연결될 수 있다.
여기에서, 제2 토출공(256b)과 제1 토출공(231a)은, 압축실(S1)에서 토출커버(270)의 내부공간으로 토출된 냉매가 제2 공간(V2)으로 안내되도록, 제3 공간(V3)과 제2 공간(V2)을 연결시킬 수 있다.
그리고, 제2 측벽부(255)에는 냉매 흡입관(218)이 압축실(S1)의 흡입 측에 연결되도록 설치될 수 있다. 또한, 냉매 흡입관(218)은 제2 토출공(256b)과 이격되게 설치될 수 있다.
제2 축수부(252)는 제2 경판부(254)의 하면에서 저유 공간(V4) 측으로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 제2 축수부(252)에는 회전축(100)의 서브 베어링부(SB)가 삽입되어 지지되도록 제2 베어링부가 구비될 수 있다.
그리고, 제2 축수부(252)는 하단부가 회전축(100)의 서브 베어링부(SB) 하단을 지지하여 스러스트 베어링면을 이루도록 축 중심을 향해 절곡될 수 있다.
메인 프레임(230)과 고정 스크롤(250)의 사이에는 제2 스크롤을 이루는 선회 스크롤(240)이 설치될 수 있다.
구체적으로, 선회 스크롤(240)은 회전축(100)에 결합되어 선회운동을 하면서 고정 스크롤(250)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(S1)을 형성할 수 있다.
또한, 선회 스크롤(240)은 대략 원형을 갖는 선회 스크롤 경판부(이하, 제3 경판부)(245), 제3 경판부(245)의 하면에서 돌출되어 고정랩(251)과 맞물리는 선회랩(241) 및 제3 경판부(245)의 중앙에 구비되고 회전축(100)의 편심부(EC)에 회전 가능하게 결합되는 회전축 결합부(242)를 포함할 수 있다.
선회 스크롤(240)의 경우, 제3 경판부(245)의 외주부가 제2 측벽부(255)의 상단부에 위치하고, 선회랩(241)의 하단부가 제2 경판부(254)의 상면에 밀착되어, 고정 스크롤(250)에 지지될 수 있다.
참고로, 선회 스크롤(240)의 상면에는 후술할 오일 홀(H1, H2, H3)을 통해 토출된 오일을 중간압실로 안내하기 위한 포켓 홈(180)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 포켓 홈(180)은 제3 경판부(245)의 상면에 음각지게 형성될 수 있다. 즉, 포켓 홈(180)은 배압 씰(280)과 회전축(100) 사이의 제3 경판부(245)의 상면에 형성될 수 있다.
또한, 포켓 홈(180)은 도면에 도시된 바와 같이, 회전축(100)의 양 옆에 한 개씩 형성될 수도 있지만, 회전축(100)의 양 옆에 복수개씩 형성될 수도 있다.
포켓 홈(180)이 복수개 형성되는 경우, 복수개의 포켓 홈은 배압 씰(280)과 회전축(100) 사이의 제3 경판부(245)의 상면에 일정 간격 이격되도록 형성될 수 있다.
또한, 포켓 홈(180)은 배압 씰(280)과 회전축(100) 사이의 제3 경판부(245)의 상면에 회전축(100)을 중심으로 환형으로 형성될 수도 있다.
회전축 결합부(242)의 외주부는 선회랩(241)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(251)과 함께 압축실(S1)을 형성하는 역할을 하게 된다.
참고로, 고정랩(251)과 선회랩(241)은 인볼류트 형상으로 형성될 수 있지만 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
여기에서, 인볼류트 형상은 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다.
또한, 회전축 결합부(242)에는 회전축(100)의 편심부(EC)가 삽입될 수 있다. 회전축 결합부(242)에 삽입된 편심부(EC)는 선회랩(241) 또는 고정랩(251)과 압축기의 반경방향으로 중첩될 수 있다.
여기에서, 반경방향은 축방향(즉, 상하방향)과 직교하는 방향(즉, 좌우방향)을 의미할 수 있고, 보다 구체적으로, 반경방향은 회전축의 외측에서 내측을 향하는 방향을 의미할 수 있다.
상기와 같이, 회전축(100)의 편심부(EC)가 제3 경판부(245)를 관통하여 선회랩(241)과 반경방향으로 중첩되는 경우, 냉매의 반발력과 압축력이 제3 경판부(245)를 기준으로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 일정 부분 상쇄될 수 있다.
또한, 회전축(100)은 구동 모터(220)에 결합되며, 케이싱(210)의 저유 공간(V4)에 담긴 오일을 상부로 안내하기 위한 오일 공급 유로(110)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 회전축(100)은 그 상부가 회전자(224)의 중심에 압입되어 결합되고, 그 하부는 압축부(290)에 결합되어 반경방향으로 지지될 수 있다.
이로써, 회전축(100)은 구동 모터(220)의 회전력을 압축부(290)의 선회 스크롤(240)에 전달할 수 있다. 또한, 이를 통해 회전축(100)에 편심 결합된 선회 스크롤(240)이 고정 스크롤(250)에 대해 선회운동을 하게 된다.
회전축(100)의 하부에는 메인 프레임(230)의 제1 축수부(232a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 메인 베어링부(MB)가 형성될 수 있다. 또한, 메인 베어링부(MB)의 하부에는 고정 스크롤(250)의 제2 축수부(252)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 서브 베어링부(SB)가 형성될 수 있다. 그리고 메인 베어링부(MB)와 서브 베어링부(SB) 사이에는 선회 스크롤(240)의 회전축 결합부(242)에 삽입되어 결합되도록 편심부(EC)가 형성될 수 있다.
메인 베어링부(MB)와 서브 베어링부(SB)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성되고, 편심부(EC)는 메인 베어링부(MB) 또는 서브 베어링부(SB)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다.
참고로, 편심부(EC)는 그 외경이 메인 베어링부(MB)의 외경보다는 작게, 서브 베어링부(SB)의 외경보다는 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 회전축(100)을 각각의 축수부(232a, 252)와 회전축 결합부(242)를 통과하여 결합시키는데 유리할 수 있다.
반면, 편심부(EC)가 회전축(100)에 일체로 형성되지 않고 별도의 베어링을 이용하여 형성될 수도 있다. 이 경우에는 서브 베어링부(SB)의 외경이 편심부(EC)의 외경보다 작게 형성되지 않고도 회전축(100)이 각각의 축수부(232a, 252)와 회전축 결합부(242)에 삽입되어 결합될 수 있다.
그리고, 회전축(100)의 내부에는 저유 공간(V4)의 오일을 각 베어링부(MB, SB)의 외주면과 편심부(EC)의 외주면에 공급하기 위한 오일 공급 유로(110)가 형성될 수 있다. 또한, 회전축(100)의 베어링부 및 편심부(MB, SB, EC)에는 오일 공급 유로(110)에서 외주면으로 관통되는 오일 홀(H1, H2, H3)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 오일 홀(H1)은 오일 공급 유로(110)에서 메인 베어링부(MB)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
또한, 메인 베어링부(MB)의 외주면에는 제1 오일 홀(H1)에 일단이 연결된 사선형 또는 나선형(예를 들어, 스파이럴 형상)의 제1 오일 그루브(도 2의 G1)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 오일 그루브(도 2의 G1)의 일단이 제1 오일 홀(H1)과 연결되도록 형성됨으로써, 제1 오일 홀(H1)에서 토출된 오일 중 일부는 제1 오일 그루브(도 2의 G1)를 따라 메인 베어링부(MB)의 외주면에 효율적으로 공급될 수 있다.
즉, 제1 오일 홀(H1)에서 토출된 오일 중 일부는 제1 오일 그루브(도 2의 G1)를 따라 흐르며 메인 베어링부(MB)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 공급될 수 있다.
참고로, 제1 오일 홀(H1)에서 토출된 나머지 오일은 제1 오일 홀(H1)을 중심으로 메인 베어링부(MB)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 바로 공급될 수 있다.
이때, 제1 오일 그루브(도 2의 G1)는 회전축(100)의 회전 반대 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이후에서 후술하도록 한다.
한편, 제2 오일 홀(H2)은 편심부(EC)의 외주면을 관통하도록 형성될 수 있다.
또한, 편심부(EC)의 외주면에는 제2 오일 홀(H2)에 연결되어 상하 방향으로 연장되도록 제2 오일 그루브(도 2의 G2)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 오일 그루브(도 2의 G2)의 중심부에 제2 오일 홀(H2)이 형성됨으로써, 제2 오일 홀(H2)에서 토출된 오일 중 일부는 제2 오일 그루브(도 2의 G2)를 따라 편심부(EC)의 외주면에 효율적으로 공급될 수 있다. 즉, 제2 오일 홀(H2)에서 토출된 오일 중 일부는 제2 오일 그루브(도 2의 G2)를 따라 흐르며 편심부(EC)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 공급될 수 있다.
참고로, 제2 오일 홀(H2)에서 토출된 나머지 오일은 제2 오일 홀(H2)을 중심으로 편심부(226d)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 바로 공급될 수 있다.
또한, 제2 오일 그루브(도 2의 G2)는 도면에서와 같이 상하 방향(즉, 길이 방향)으로 곧게 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 길이 방향을 따라 경사지거나 나선형으로 형성될 수도 있다.
또한, 제3 오일 홀(H3)은 서브 베어링부(SB)의 외주면을 관통하도록 형성될 수 있다.
또한, 편심부(EC)의 하면에는 제3 오일 그루브(G3)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제3 오일 그루브(G3)는 고정 스크롤(250)과 편심부(EC)가 접하는 접촉면 상에 형성될 수 있다.
고정 스크롤(250)과 편심부(EC)가 접하는 접촉면 상에는 회전축(100)의 자중(즉, 회전축 자체의 무게)이 인가될 수 있다.
이러한 접촉면에 급유가 원활히 되지 않는 경우, 접촉면의 마찰력이 증가하게 되고, 이로 인하여 기계 손실이 증가될 수 있다. 또한, 마찰력과 회전축의 자중에 의해 접촉면의 온도가 상승함에 따라, 접촉면에서 소부현상(즉, 오일이 타서 눌러 붙는 현상)이 발생할 수 있다.
제3 오일 그루브(G3)는 고정 스크롤(250)의 상면과 접하는 편심부(EC)의 하면에 형성된다. 제3 오일 그루브(G3)는 고정 스크롤(250)과 편심부(EC)가 접하는 접촉면에 충분한 오일을 급유할 수 있다. 제3 오일 그루브(G3)에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.
차압급유에 의해 오일 홀(H1, H2, H3)을 통해 토출된 오일은 회전축(100)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 이동할 수 있다. 이때, 토출된 오일의 일부는 제3 오일 그루브(G3)로 흘러 들어갈 수 있다.
제3 오일 그루브(G3)는 흘러 들어온 오일을 일시적으로 저유할 수 있다. 따라서, 제3 오일 그루브(G3)는 지속적으로 고정 스크롤(250)과 편심부(EC)가 접하는 접촉면에 충분한 오일을 제공할 수 있다.
접촉면에 충분한 오일이 공급되는 경우, 마찰에 의한 기계 손실이 감소될 수 있다. 또한, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 마찰에 의해 발생하는 마찰열이 오일에 흡수되어 압축부(290)의 온도를 낮출 수 있으며, 접촉면에서 발생하는 소부현상도 감소시킬 수 있다.
또한, 접촉면에 공급된 오일은 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 기밀상태를 유지할 수도 있다.
결과적으로, 오일 공급 유로(110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제1 오일 홀(H1)을 통해 토출되어 메인 베어링부(MB)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
또한, 오일 공급 유로(110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제2 오일 홀(H2)을 통해 토출되어 편심부(EC)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다. 또한, 제2 오일 홀(H2)을 통해 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)로 이동하여, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 접촉면에 공급될 수 있다.
뿐만 아니라, 오일 공급 유로(110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제3 오일 홀(H3)을 통해 토출되어 서브 베어링부(SB)의 외주면 또는 선회 스크롤(240)과 고정 스크롤(250) 사이에 공급될 수 있다. 또한, 제3 오일 홀(H3)을 통해 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)로 이동하여, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 접촉면에 공급될 수 있다.
그리고 회전축(100)의 하단, 즉 서브 베어링부(SB)의 하단에는 저유 공간(V4)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(271)가 결합될 수 있다.
오일피더(271)는 회전축(100)의 오일 공급 유로(110)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 도시되어 있지는 않지만, 오일피더(271) 대신 저유 공간(V4)에 채워진 오일을 상부로 강제로 펌핑하기 위해 서브 베어링부(SB)에 트로코이드 펌프(trochoid pump; 미도시)가 결합될 수도 있다.
또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 실시예에 따른 압축기는 메인 베어링부(MB)의 상단과 메인 프레임(230)의 상단 사이의 간극을 밀봉하기 위한 제1 실링 부재(미도시) 및 서브 베어링부(SB)의 하단과 고정 스크롤(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 있고, 이를 통해 압축부(290) 내에 차압 급유 구조의 구현이 가능하고 냉매의 역류를 방지할 수 있다.
회전자(224) 또는 회전축(100)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 압축기의 동작과정을 살펴보면, 다음과 같다.
구동 모터(220)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 그 구동 모터(220)의 회전자(224)에 결합된 회전축(100)이 회전을 하게 된다. 그러면 회전축(100)에 편심 결합된 선회 스크롤(240)이 고정 스크롤(250)에 대해 선회운동을 하면서 선회랩(241)과 고정랩(251) 사이에 압축실(S1)을 형성하게 된다. 압축실(S1)은 중심방향으로 점차 체적이 좁아지면서 연속하여 여러 단계로 형성될 수 있다.
그러면, 케이싱(210)의 외부에서 냉매 흡입관(218)을 통하여 공급되는 냉매는 압축실(S1)로 직접 유입될 수 있다. 이 냉매는 선회 스크롤(240)의 선회운동에 의해 압축실(S1)의 토출실 방향으로 이동하면서 압축되었다가 토출실에서 고정 스크롤(250)의 토출구(253)를 통해 제3 공간(V3)으로 토출될 수 있다.
이 후, 제3 공간(V3)으로 토출되는 압축된 냉매는 제2 토출공(256b) 및 제1 토출공(231a)을 통해 케이싱(210)의 내부공간으로 토출되었다가 냉매 토출관(216)을 통해 케이싱(210)의 외부로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 도 1의 압축기의 급유 구조의 일 예를 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3은 도 1의 압축기의 급유 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
참고로, 도 2에는 차압 급유 구조가 도시되어 있고, 도 3에는 차압 급유 구조에 따른 오일 흐름이 도시되어 있다.
구체적으로, 저유 공간(도 1의 V4)에 저장되어 있던 오일은 회전축(100)의 오일 공급 유로(도 1의 110)를 통해 상부로 안내(즉, 이동 또는 공급)될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 오일 공급 유로(도 1의 110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제1 오일 홀(H1)을 통해 토출되어 메인 베어링부(MB)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
또한, 오일 공급 유로(도 1의 110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제2 오일 홀(H2)을 통해 토출되어 편심부(EC)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
이때, 제2 오일 홀(H2)을 통해 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)로 이동하여, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 접촉면에 공급될 수 있다.
또한, 오일 공급 유로(도 1의 110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제3 오일 홀(H3)을 통해 토출되어 서브 베어링부(SB)의 외주면 또는 선회 스크롤(240)과 고정 스크롤(250) 사이에 공급될 수 있다.
이때, 제3 오일 홀(H3)을 통해 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)로 이동하여, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 접촉면에 공급될 수 있다.
이와 같이, 저유 공간(V4)에 담긴 오일이 회전축(100)을 통해 상부로 안내되어 복수개의 오일 홀(H1, H2, H3)을 통해 베어링부, 즉, 베어링면에 원활하게 공급됨으로써 베어링부의 마모가 방지될 수 있다.
또한, 복수개의 오일 홀(H1, H2, H3)을 통해 토출된 오일은 고정 스크롤(250)과 선회 스크롤(240) 사이에 유막을 형성하여 기밀 상태가 유지되도록 할 수 있다.
뿐만 아니라 복수개의 오일 홀(H1, H2, H3)을 통해 토출된 오일은 마찰 부분에서 발생된 마찰열을 흡수하여 고온의 압축부(290)의 온도를 낮출 수 있다.
한편, 오일 공급 유로(도 1의 110)를 통해 상부로 안내된 고압의 오일은, 제1 오일 홀(H1)을 통해 토출되어, 제1 오일 그루브(G1)에 의해 안내되어 선회 스크롤(240)의 상면에 공급될 수 있다. 또한, 선회 스크롤(240)의 상면에 공급된 오일은 포켓 홈(180)을 통해 중간압실(S2)로 안내될 수 있다.
참고로, 제1 오일 홀(H1)뿐만 아니라 제2 오일 홀(H2) 또는 제3 오일 홀(H3)을 통해 토출된 오일이 포켓 홈(180)으로 공급될 수도 있다.
이어서, 선회 스크롤(240)의 상면에 공급된 오일은 포켓 홈(180)을 통해 중간압실(S2)로 안내될 수 있다.
이어서, 중간압실(S2)로 안내된 오일은 선회 스크롤(240)과 메인 프레임(230) 사이에 설치되는 올담링(150)과 고정 스크롤(250)의 스러스트면에 공급될 수 있다.
즉, 중간압실(S2) 내로 인입된 오일은 고정 스크롤(250)의 스러스트면과, 올담링(150)에 충분히 제공될 수 있다.
이를 통해, 고정 스크롤(250)의 스러스트면 및 올담링(150)의 마모를 저감할 수 있다.
이어서, 중간압실(S2)로 안내된 오일은 고정 스크롤(250)에 구비된 차압 급유 유로(미도시)로 안내될 수 있다.
구체적으로, 압축기의 고정 스크롤(250)에는 중간압실(즉, S2)로 안내된 오일을 압축실(S1)로 안내하기 위한 차압 급유 유로(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이에 따라, 이와 같이, 저유 공간에 담긴 오일은 포켓 홈(180) 및 차압 급유 유로(미도시)를 통해 압축실(S1)에 원활하게 공급될 수 있다.
또한, 압축실(S1)에 오일이 원활하게 공급됨으로써, 선회 스크롤(240)과 고정 스크롤(250) 간 마찰에 따른 마모가 저감될 수 있고, 이를 통해, 압축 효율이 개선될 수 있다.
그 뿐만 아니라 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정 스크롤(250)과 선회 스크롤(240) 사이에 유막을 형성하여 기밀 상태가 유지되도록 할 수 있다.
나아가 압축실(S1)에 공급된 오일은 고정 스크롤(250)과 선회 스크롤(240) 간 마찰시 발생된 마찰열을 흡수하여 방열시킬 수도 있다.
또한, 복수개의 오일 홀(H1, H2, H3)을 통해 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)로 이동하여, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 접촉면에 공급될 수 있다.
이하에서는 회전축(190)에 형성된 복수개의 오일 홀(H1, H2, H3)과 오일 그루브(G1, G2, G3)에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 압축기의 회전축에 형성된 오일 그루브의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 회전축(100)의 내부에는 저유 공간(V4)의 오일을 각 베어링부(MB, SB)의 외주면과 편심부(EC)의 외주면에 공급하기 위한 오일 공급 유로(110)가 형성될 수 있다.
회전축(100)의 베어링부 및 편심부(MB, SB, EC)에는 오일 공급 유로(110)에서 외주면으로 관통되는 오일 홀(H1, H2, H3)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 오일 홀(H1, H2, H3)은 제1 오일 홀(H1), 제2 오일 홀(H2), 및 제3 오일 홀(H3)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 오일 홀(H1)은 메인 베어링부(MB)의 외주면을 관통하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 오일 홀(H1)은 오일 공급 유로(110)에서 메인 베어링부(MB)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 오일 홀(H1)은 예를 들어, 메인 베어링부(MB)의 외주면 중 상부를 관통하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 메인 베어링부(MB)의 외주면 중 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
참고로, 제1 오일 홀(H1)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다.
또한, 제1 오일 홀(H1)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 메인 베어링부(MB)의 외주면 중 상부 또는 하부에만 형성될 수도 있고, 메인 베어링부(MB)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다.
다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제1 오일 홀(H1)이 한 개의 홀을 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 메인 베어링부(MB)의 외주면에는 제1 오일 홀(H1)에 일단이 연결된 사선형 또는 나선형의 제1 오일 그루브(G1)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 오일 그루브(G1)의 일단이 제1 오일 홀(H1)과 연결되도록 형성됨으로써, 제1 오일 홀(H1)에서 토출된 오일 중 일부는 제1 오일 그루브(G1)를 따라 메인 베어링부(MB)의 외주면에 효율적으로 공급될 수 있다. 즉, 제1 오일 홀(H1)에서 토출된 오일 중 일부는 제1 오일 그루브(G1)를 따라 흐르며 메인 베어링부(MB)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 공급될 수 있다.
참고로, 제1 오일 홀(H1)에서 토출된 나머지 오일은 제1 오일 홀(H1)을 중심으로 메인 베어링부(MB)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 바로 공급될 수 있다.
제1 오일 그루브(G1)는 회전축(100)의 회전 반대 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다.
즉, 제1 오일 그루브(G1)는 회전 반대 방향으로 회전축(100)의 하측을 향하도록 연장될 수 있다. 제1 오일 그루브(G1)는 메인 베어링부(MB)의 외주면 상에 나선형 또는 사선형으로 음각 식각되어 형성될 수 있다.
이때, 제1 오일 그루브(G1)는 일단이 제1 오일 홀(H1)에 연결되고, 타단이 메인 베어링부(MB)의 하면과 연결되도록 형성될 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도면에 도시된 것과 달리, 제1 오일 그루브(G1)의 일단은 제1 오일 홀(H1)을 지나 메인 베어링부(MB)의 상면과 연결되도록 상측으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 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(H1)이 한 개의 홀을 포함하는 경우, 각 그루브의 일단은 제1 오일 홀(H1)에 연결되도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 오일 그루브(G1)가 복수개의 그루브를 포함하고, 제1 오일 홀(H1)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.
메인 베어링부(MB)와 편심부(EC) 사이에는 제1 소경부(104)가 형성될 수 있다. 제1 소경부(104)는 메인 베어링부(MB)와 편심부(EC) 사이를 일정 간격만큼 이격시킬 수 있다.
참고로, 제1 소경부(104)는 연삭 공정을 통해 메인 베어링부(MB)와 편심부(EC)를 형성시 가공성을 확보하기 위해 구비될 수 있다. 또한, 제1 소경부(104)는 회전축(100)을 통해 상부로 안내된 오일의 연속적 공급을 위한 댐핑 공간을 확보하기 위해 구비될 수 있다.
도면에 명확하게 명확하게 도시하지는 않았으나, 메인 베어링부(MB)와 편심부(EC) 사이에는 추가적인 오일 홀(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 오일 홀(미도시)은 제1 소경부(104)에 형성될 수 있다. 즉, 오일 홀(미도시)은 오일 공급 유로(110)에서 제1 소경부(104)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
한편, 도면에 명확하게 명확하게 도시하지는 않았으나, 제2 오일 홀(H2)은 편심부(EC)의 외주면을 관통하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 오일 홀(H2)은 오일 공급 유로(110)에서 편심부(EC)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
또한, 제2 오일 홀(H2)은 예를 들어, 편심부(EC)의 외주면 중 중간부분을 관통하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 제2 오일 홀(H2)은 편심부(EC)의 외주면 중 상부 또는 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다. 또한, 제2 오일 홀(H2)은 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 제2 오일 홀(H2)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 편심부(EC)의 외주면 중 중간부분에만 형성될 수도 있고, 편심부(EC)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다.
또한, 도면에 명확히 도시되지는 않았으나, 편심부(EC)의 외주면에는 제2 오일 홀(H2)에 연결되어 상하 방향으로 연장되도록 제2 오일 그루브(G2)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 오일 그루브(G2)의 중심부에 제2 오일 홀(H2)이 형성됨으로써, 제2 오일 홀(H2)에서 토출된 오일 중 일부는 제2 오일 그루브(G2)를 따라 편심부(EC)의 외주면에 효율적으로 공급될 수 있다. 즉, 제2 오일 홀(H2)에서 토출된 오일 중 일부는 제2 오일 그루브(G2)를 따라 흐르며 편심부(EC)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 공급될 수 있다.
참고로, 제2 오일 홀(H2)에서 토출된 나머지 오일은 제2 오일 홀(H2)을 중심으로 편심부(226d)의 외주면의 상, 하, 좌, 우로 바로 공급될 수 있다.
또한, 제2 오일 그루브(G2)는 도 2에서와 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 도 2에 도시된 것과 달리, 복수개의 그루브를 포함할 수도 있다.
예를 들어, 제2 오일 그루브(G2)가 복수개의 그루브를 포함하고, 제2 오일 홀(H2)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.
한편, 편심부(EC)와 서브 베어링부(SB) 사이에는 제2 소경부(106)가 형성될 수 있다. 제2 소경부(106)는 편심부(EC)와 서브 베어링부(SB) 사이를 일정 간격만큼 이격시킬 수 있다.
이때, 제2 소경부(106)의 높이는 제1 소경부(104)의 높이와 동일하거나, 서로 다를 수 있다.
참고로, 제2 소경부(106)는 연삭 공정을 통해 편심부(EC)와 서브 베어링부(SB)를 형성시 가공성을 확보하기 위해 구비될 수 있다. 또한, 제2 소경부(106)는 회전축(100)을 통해 상부로 안내된 오일의 연속적 공급을 위한 댐핑 공간을 확보하기 위해 구비되기도 한다.
도면에 명확하게 명확하게 도시하지는 않았으나, 편심부(EC)와 서브 베어링부(SB) 사이에는 추가적인 오일 홀(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 오일 홀(미도시)은 제2 소경부(106)에 형성될 수 있다. 즉, 오일 홀(미도시)은 오일 공급 유로(110)에서 제2 소경부(106)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
한편, 제3 오일 홀(H3)은 서브 베어링부(SB) 상에 형성될 수 있다.
구체적으로, 제3 오일 홀(H3)은 오일 공급 유로(110)에서 서브 베어링부(SB)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
또한, 제3 오일 홀(H3)은 예를 들어, 서브 베어링부(SB)의 외주면 중 중간부분을 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 오일 홀(H3)은 서브 베어링부(SB)의 외주면 중 상부 또는 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
또한, 제3 오일 홀(H3)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 제3 오일 홀(H3)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 서브 베어링부(SB)의 외주면 중 중간부분에만 형성될 수도 있고, 서브 베어링부(SB)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다.
다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제3 오일 홀(H3)이 한 개의 홀을 포함하는 것을 설명하기로 한다.
결과적으로, 오일 공급 유로(110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제1 오일 홀(H1)을 통해 토출되어 메인 베어링부(MB)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
또한, 오일 공급 유로(110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제1 오일 그루브(G1)를 따라 안내되어 선회 스크롤(240)의 상면에 공급될 수 있다.
또한, 제2 오일 홀(H2)을 통해 토출되어 편심부(EC)의 외주면에 전체적으로 공급될 수 있다.
뿐만 아니라 오일 공급 유로(110)를 통해 상부로 안내된 오일은, 제3 오일 홀(H3)을 통해 토출되어 서브 베어링부(SB)의 외주면 또는 선회 스크롤(240)과 고정 스크롤(250) 사이에 공급될 수 있다.
마지막으로, 편심부(EC)의 하면에는 편심부(EC)의 중심에서 외측 방향으로 연장되는 제3 오일 그루브(G3)가 형성될 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6를 참조하여, 제3 오일 그루브(G3)에 대해 자세히 설명하도록 한다.
제3 오일 그루브(G3)는 고정 스크롤(250)의 제2 경판부(254)의 상면과 접하는 편심부(EC)의 하면에 형성될 수 있다.
제3 오일 그루브(G3)는 일단이 제2 소경부(106)에 인접하고, 타단이 편심부(EC)의 외주면에 인접하도록 형성될 수 있다.
이때, 제3 오일 그루브(G3)는 편심부(EC)의 하면에서 회전축(100)의 중심(C)에서 가장 크게 편심된 방향(즉, 편심부(EC) 중에서 회전축(100)의 중심(C)으로부터 가장 먼 부분)으로 연장될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 오일 그루브(G3)는 편심부(EC)의 하면에서 다양한 방향으로 연장될 수 있다.
이때, 제3 오일 그루브(G3)는 편심부(EC)의 중앙에서 외주면 방향으로 향하는 직선형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 오일 그루브(G3)는 곡선 또는 변곡점을 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 제3 오일 그루브(G3)는 편심부(EC)의 하면에 음각지게 형성될 수 있다. 이때, 제3 오일 그루브(G3)의 단면은 반원형으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 오일 그루브(G3)의 단면은 삼각형, 사각형과 같은 다각형 형상 또는 비대칭 곡선 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 제3 오일 그루브(G3)는 편심부(EC)의 하면에 서로 다른 깊이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 오일 그루브(G3)의 일단의 높이와 타단의 높이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 제3 오일 그루브(G3)의 일단과 타단이 서로 동일한 깊이로 형성되는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.
또한, 제3 오일 그루브(G3)의 면적은, 편심부(EC)에서 외부로 노출된 하면에 대한 면적의 1/3 내지 1/5 크기로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이러한 수치에 한정되는 것은 아니며, 제3 오일 그루브(G3)는 다양한 크기로 형성될 수 있다.
참고로, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 제3 오일 그루브(G3)는 복수개의 그루브를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제3 오일 그루브(G3)가 복수개의 그루브를 포함할 수 있다.
다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제3 오일 그루브(G3)가 한 개의 그루브를 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
오일 홀(H1, H2, H3)에서 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)에 의해 편심부(EC)와 고정 스크롤(250) 사이의 접촉면에 효율적으로 공급될 수 있다.
즉, 오일 홀(H1, H2, H3)에서 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)에 임시적으로 저유되어 편심부(EC)와 고정 스크롤(250) 사이의 접촉면으로 공급될 수 있다.
이를 통해, 제3 오일 그루브(G3)는 지속적으로 고정 스크롤(250)과 편심부(EC)가 접하는 접촉면에 충분한 오일을 제공할 수 있다.
접촉면에 공급된 오일은 마찰에 의한 기계 손실을 감소시키고, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 마찰에 의해 발생한 마찰열을 흡수하여 압축부(290)의 온도를 낮출 수 있다.
또한, 접촉면에 공급된 오일은 접촉면에서 발생하는 소부현상도 저감시킬 수 있으며, 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 기밀상태를 유지시킬 수 있다.
도 7은 도 1의 압축기의 회전축에 형성된 오일 그루브의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 편심부(EC)의 하면에는 편심부(EC)의 중심에서 외측 방향으로 연장되도록 제3 오일 그루브(G3)가 형성될 수 있다.
또한, 편심부(EC)와 서브 베어링부(SB) 사이에 위치하는 제2 소경부(106)에는 제4 오일 홀(H4)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 제4 오일 홀(H4)은 오일 공급 유로(110)에서 제2 소경부(106)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 제4 오일 홀(H4)은 제2 소경부(106)의 외주면 중 중간부분을 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제4 오일 홀(H4)은 제2 소경부(106)의 외주면 중 상부 또는 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
또한, 제4 오일 홀(H4)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 제4 오일 홀(H4)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 제2 소경부(106)의 외주면 중 중간부분에만 형성될 수도 있고, 제2 소경부(106)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다.
다만 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제4 오일 홀(H4)이 한 개의 홀을 포함하는 것을 설명하기로 한다.
제3 오일 그루브(G3)는 일단이 제4 오일 홀(H4)에 연결되고, 타단이 편심부(EC)의 외주면에 인접하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제3 오일 그루브(G3)의 일단에 제4 오일 홀(H4)이 형성됨으로써, 제4 오일 홀(H4)에서 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)를 따라 편심부(EC)의 하면에 균일하게 공급될 수 있다. 즉, 제4 오일 홀(H4)에서 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)를 따라 흐르며 편심부(EC)의 하면의 상, 하, 좌, 우로 공급될 수 있다.
참고로, 제4 오일 홀(H4)에서 토출된 나머지 오일은 제3 오일 그루브(G3)에 저유되어 편심부(EC)와 고정 스크롤(250) 사이의 접촉면에 지속적으로 공급될 수 있다.
참고로, 제3 오일 그루브(G3)는 도 7에 도시된 것과 달리, 복수개의 그루브를 포함할 수도 있다.
예를 들어, 제3 오일 그루브(G3)가 복수개의 그루브를 포함하고, 제4 오일 홀(H4)도 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 그루브의 중심부에 각 홀이 형성될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 제3 오일 그루브(G3)가 한 개의 그루브를 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 오일 홀(H1, H2, H3, H4)에서 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)에 흘러 들어갈 수 있다. 제3 오일 그루브(G3)에 흘러 들어온 오일은 편심부(EC)와 고정 스크롤(250) 사이의 접촉면에 공급될 수 있다.
즉, 오일 홀(H1, H2, H3, H4)에서 토출된 오일 중 일부는 제3 오일 그루브(G3)에 임시로 저유되어 편심부(EC)와 고정 스크롤(250) 사이의 접촉면에 지속적으로 공급될 수 있다.
결론적으로, 제3 오일 그루브(G3)는 지속적으로 고정 스크롤(250)과 편심부(EC)가 접하는 접촉면에 충분한 오일을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축기는 고정 스크롤(250)과 편심부(EC) 사이의 접촉면에 오일이 원활하게 공급됨으로써, 전술한 일 예에서의 효과(즉, 마모 저감, 기밀 상태 유지, 방열 등)와 동일한 효과를 다른 예에서도 얻을 수 있다.
이상에서는 하부 압축 구조를 포함하는 압축기에 포함된 오일 그루브 구조에 대해 설명하였다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 앞에서 자세히 설명한 압축기에 포함된 오일 그루브 구조는, 상부 압축 구조에 이용될 수 있다.
또한, 상기 오일 그루브 구조는, 압축부와 구동 모터가 횡방향으로 배치되는 압축기에도 적용될 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
210: 케이싱 220: 구동 모터
226: 회전축 230: 메인 프레임
240: 선회 스크롤 250: 고정 스크롤
290: 압축부

Claims (19)

  1. 내부 공간을 포함하는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부 공간에 구비되어 회전력을 발생시키는 구동 모터;
    상기 케이싱의 내부 공간에 구비되고, 상기 구동 모터의 일측에 배치되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임의 일측에 구비되는 고정 스크롤;
    상기 고정 스크롤 및 상기 메인 프레임 사이에 위치하고, 상기 고정 스크롤과 압축실을 형성하도록 상기 고정 스크롤에 맞물리며 운동하는 선회 스크롤; 및
    상기 선회 스크롤에 상기 구동 모터에서 발생한 회전력을 전달하는 회전축을 포함하되,
    상기 회전축은, 상기 고정 스크롤에 접하는 상기 회전축의 일면에 형성되는 오일 그루브를 포함하는
    압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일 그루브는, 상기 회전축의 중심에서 상기 회전축의 외주면을 향하도록 연장되는 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 메인 프레임에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 형성되는 메인 베어링부와,
    상기 선회 스크롤에 삽입되어 편심지게 결합되는 편심부와,
    상기 고정 스크롤에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 형성되는 서브 베어링부를 포함하고,
    상기 오일 그루브는 상기 편심부의 하면에 형성되는 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 서브 베어링부와 상기 편심부 사이에 위치하는 소경부를 더 포함하며,
    상기 오일 그루브는, 일단이 상기 소경부의 외주면에 인접하고, 타단이 상기 편심부의 외주면에 인접하는 압축기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 서브 베어링부와 상기 편심부 사이에 위치하는 소경부와,
    상기 소경부의 외주면에 형성되고, 상기 회전축의 내부에 형성되는 오일 공급 유로에 연결되는 오일홀을 더 포함하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오일 그루브는, 일단이 상기 오일홀에 연결되고, 타단이 상기 편심부의 외주면에 인접하는 압축기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 오일 그루브의 단면은, 삼각형, 사각형, 또는 반원형을 포함하는 압축기.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 오일 그루브의 면적은, 상기 편심부에서 외부로 노출된 하면에 대한 면적의 1/3 내지 1/5 크기로 형성되는 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 프레임 경판부, 상기 프레임 경판부의 중앙에 구비되고 상기 회전축이 관통하는 프레임 축수부, 및 상기 프레임 경판부의 외주부에서 돌출되는 프레임 측벽부를 포함하고,
    상기 고정 스크롤은, 상기 프레임 경판부와 마주보는 고정 경판부, 상기 고정 경판부에서 돌출되는 고정랩, 및 상기 고정 경판부의 외주부에서 돌출되는 고정 측벽부를 포함하고,
    상기 선회 스크롤은, 선회 경판부, 및 상기 선회 경판부에서 돌출되어 상기 고정랩과 압축실을 형성하고 상기 고정랩에 대해 선회운동을 하는 선회랩을 포함하는 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오일 그루브는, 상기 고정 경판부와 마주보는 상기 회전축의 일면에 음각으로 형성되는 압축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임, 상기 고정 스크롤 및 상기 선회 스크롤은, 상기 케이싱 내에서 상기 구동 모터의 하부에 위치하는 압축기.
  12. 프레임 경판부, 상기 프레임 경판부의 중앙에 구비되고 회전축이 관통하는 프레임 축수부, 및 상기 프레임 경판부의 외주부에서 돌출되는 프레임 측벽부가 구비되는 메인 프레임;
    상기 프레임 경판부와 마주보는 고정 경판부, 상기 고정 경판부에서 돌출되는 고정랩, 및 상기 고정 경판부의 외주부에서 돌출되는 고정 측벽부가 구비되는 고정 스크롤;
    선회 경판부, 및 상기 선회 경판부에서 돌출되어 상기 고정랩과 압축실을 형성하고 상기 고정랩에 대해 선회운동을 하는 선회랩이 구비되는 선회 스크롤; 및
    상기 메인 프레임에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 형성되는 메인 베어링부, 상기 선회 스크롤에 삽입되어 편심지게 결합되는 편심부, 및 상기 고정 스크롤에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 형성되는 서브 베어링부를 구비하는 회전축을 포함하되,
    상기 편심부는, 상기 고정 경판부의 상면과 마주보는 일면에 형성되는 오일 그루브를 포함하는
    압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 오일 그루브는, 상기 회전축의 중심에서 상기 회전축의 외주면을 향하는 직선으로 연장되는 압축기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 서브 베어링부와 상기 편심부 사이에 위치하는 소경부를 더 포함하며,
    상기 오일 그루브는, 일단이 상기 소경부의 외주면에 인접하고, 타단이 상기 편심부의 외주면에 인접하는 압축기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 서브 베어링부와 상기 편심부 사이에 위치하는 소경부와,
    상기 소경부의 외주면에 형성되고, 상기 오일 그루브와 연결되는 오일홀을 더 포함하는 압축기.
  16. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부 공간에 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터에서 형성되는 회전력을 전달하는 회전축;
    상기 케이싱의 내부 공간에 고정되고, 상기 회전축이 관통되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임과 결합되는 고정 스크롤; 및
    상기 고정 스크롤 및 상기 메인 프레임 사이에 위치하고, 상기 회전축이 관통하여 결합되며, 상기 고정 스크롤과 압축실을 형성하도록 상기 고정 스크롤에 맞물리며 선회운동하는 선회 스크롤을 포함하되,
    상기 회전축은, 상기 고정 스크롤에 접하는 상기 회전축의 일면에 형성되는 오일 그루브를 포함하는
    압축기.
  17. 제17항에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 메인 프레임에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 형성되는 메인 베어링부와,
    상기 선회 스크롤에 삽입되어 편심지게 결합되는 편심부와,
    상기 고정 스크롤에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 형성되는 서브 베어링부를 포함하고,
    상기 오일 그루브는 상기 편심부의 하면에 형성되는 압축기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 서브 베어링부와 상기 편심부 사이에 위치하는 소경부를 더 포함하며,
    상기 오일 그루브는, 일단이 상기 소경부의 외주면에 인접하고, 타단이 상기 편심부의 외주면에 인접하는 압축기.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 서브 베어링부와 상기 편심부 사이에 위치하는 소경부와,
    상기 소경부의 외주면에 형성되고, 상기 오일 그루브와 연결되는 오일홀을 더 포함하는 압축기.


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