KR20200132421A

KR20200132421A - 스크롤형 압축기

Info

Publication number: KR20200132421A
Application number: KR1020190057915A
Authority: KR
Inventors: 성상훈; 박정훈; 박홍희; 이병철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2020-11-25

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로 특히, 선회 스크롤의 거동 불안정을 방지할 수 있는 스크롤형 압축기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 압축공간을 형성하며 제1 가동 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 결합되는 제2 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 및 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 대향하여 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

스크롤형 압축기 {Scroll-type compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로 특히, 선회 스크롤의 거동 불안정을 방지할 수 있는 스크롤형 압축기에 관한 것이다.

스크롤형 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부공간에 고정 스크롤이 고정되고, 이 고정 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 냉매 등의 유체를 압축할 수 있는 압축기의 한 종류이다.

이러한 스크롤형 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으며, 또한 유체의 흡입, 압축 및 토출 과정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점을 가지므로 공조장치 등에서 냉매 압축용으로 널리 사용되고 있다.

이와 같이, 스크롤형 압축기는 상대적으로 높은 압력에 의하여 구성 부품 사이에 의도하지 않은 움직임이 발생할 수 있다. 이러한 움직임은 축 방향 움직임과 반경 방향 움직임을 포함할 수 있다.

특허문헌 1에 종래의 스크롤형 압축기가 개시되어 있다.

이러한 종래의 스크롤형 압축기는, 하우징과, 이 하우징 내에 고정되고, 하우징과의 사이에 토출실을 형성하는 고정 스크롤과, 하우징 내에서 공전축 둘레로 공전할 수 있게 지지되고, 고정 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하는 선회 스크롤과, 하우징 내에 고정되고, 선회 스크롤과의 사이에 배압실을 형성함과 함께 상기 하우징과의 사이에 흡입실을 형성하는 축지지 부재를 구비하여 구성된다.

이때, 선회 스크롤에는, 가동 나선형 벽(랩)의 선단면에 개구되어, 압축실과 연통할 수 있는 유입구와, 상기 가동 기판에 형성되어 상기 배압실에 연통되는 유출구와, 상기 유입구와 상기 유출구를 연통시키는 연통 구멍으로 이루어지고, 상기 가동 스크롤의 탄성 변형 또는 상기 공전축 방향의 변위에 의해 상기 압축실을 상기 배압실에 연통시키는 급기 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

그러나 이러한 급기 통로는 가동 나선형 벽(랩)의 선단면부터 랩 두께 전체를 관통하여 형성된다. 즉, 급기 통로로서 랩 단부의 저면까지 긴 길이의 홀을 형성하게 되며, 이와 같이 랩을 관통하여 긴 길이의 홀을 형성하는 데에는 어려움이 따른다. 따라서, 가공시 불량이 발생할 가능성이 매우 높다. 더욱이, 가공 비용이 증가할 수 있는 등의 문제점이 있다.

즉, 선회 스크롤의 가동 나선형 벽은 매우 좁은 폭을 가지면서 두께는 기저부보다 매우 두껍다. 따라서, 이러한 선회 스크롤의 가동 나선형 벽에 홀을 형성하는 것은 용이하지 않다. 더욱이, 작은 홀을 가공하여야 하기 때문에 가공비용 및 품질 불량이 발생할 가능성이 크다. 또한, 랩 단부에서 기저부 저면까지의 긴 거리(통상, 약 30mm 정도)를 가는 구멍으로 홀을 내는 것이 어려울 수 있고, 따라서 가공에 의한 불량 발생 확률이 높다.

1. 특허공개공보 10-2011-7012574호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배압 홀이 선회 스크롤의 거동이 불안정해질 때만 연통되도록 하는 스크롤형 압축기를 제공하고자 한다.

또한, 선회 스크롤의 기저부에 배압 홀이 가공되어 위치하는 스크롤형 압축기를 제공하고자 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명에 의하면, 선회 스크롤의 기저부에 고정 스크롤 가동 나선형 벽(랩)에 의하여 가려지는 부분에 배압 홀이 형성될 수 있다.

또한, 배압 홀은 선회 스크롤의 가동 나선형 벽(랩)을 제외하는 부분을 관통하여 형성될 수 있다.

이러한 배압 홀은 선회 스크롤의 거동이 불안정해질 때만 연통되어 거동 불안정을 방지할 수 있다.

구체적인 일례로서, 본 발명은, 압축공간을 형성하며 제1 가동 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 결합되는 제2 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 및 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 대향하여 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀을 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적인 일례로서, 본 발명은, 스크롤형 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하고, 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전하는 회전자를 포함하는 모터; 상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하는 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하며 제1 가동 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 결합되는 제2 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 및 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 대향하여 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 배압 홀은 상기 제1 가동 나선형 벽 중의 일부분에 위치하는 홀 개폐부에 대향하여 위치할 수 있다.

또한, 상기 홀 개폐부는, 적어도 상기 선회 스크롤의 선회 반경의 폭을 가질 수 있다.

또한, 상기 홀 개폐부는, 상기 선회 스크롤의 선회 반경의 폭에 상기 배압 홀의 직경을 더한 폭을 가질 수 있다.

또한, 상기 홀 개폐부는, 상기 가동 나선형 벽의 시작 부분을 마주하는 부분에 위치할 수 있다.

또한, 상기 배압 홀은 상기 제2 가동 나선형 벽의 사이에 위치할 수 있다.

또한, 상기 배압 홀은 상기 선회 스크롤의 제2 가동 나선형 벽을 제외한 부분에 형성될 수 있다.

또한, 상기 선회 스크롤은, 기저부; 및 상기 기저부 상에 위치하는 상기 제2 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 배압 홀은 상기 기저부를 관통하여 형성될 수 있다.

보다 구체적인 다른 예로서, 본 발명은, 스크롤형 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하고, 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전하는 회전자를 포함하는 모터; 상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하는 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하며 제1 가동 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 결합되는 제2 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 및 상기 선회 스크롤의 상기 제2 가동 나선형 벽을 제외하는 부분을 관통하여 형성되는 배압 홀을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.

먼저, 배압 홀이 선회 스크롤의 거동이 불안정해질 때만 연통되어 선회 스크롤의 거동 불안정을 방지할 수 있다.

또한, 선회 스크롤의 기저부에 배압 홀이 가공되어 위치하므로 가공비용을 줄일 수 있고 이에 따라 품질이 향상될 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤형 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정 스크롤과 선회 스크롤의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 홀 개폐부 및 배압 홀을 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정 스크롤의 형상을 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정 스크롤에 결합된 선회 스크롤의 형상을 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 정상 운전 시의 선회 스크롤의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 불안정 운전 시의 선회 스크롤의 동작을 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤형 압축기를 나타내는 단면도이다. 도 1은 횡형 스크롤형 압축기를 도시하고 있다.

이러한 횡형 스크롤형 압축기(100)는, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱(110)을 포함하고, 이러한 케이싱(110) 내에 유체를 압축하기 위한 구성 요소들이 설치될 수 있다. 즉, 케이싱(110) 내에, 모터(200), 회전축(300), 서로 맞물리는 고정 스크롤(500) 및 선회 스크롤(600), 그리고 회전축(300)이 설치되는 프레임(400)을 포함할 수 있다.

밀폐공간을 형성하기 위한 케이싱(110)은 횡형 실린더 형태로 형성될 수 있다. 이러한 케이싱(110)에는 냉매의 출입을 위한 흡입구(111) 및 토출구(112)가 형성될 수 있다.

이러한 케이싱(110)의 내부공간에는 회전력을 발생시키는 모터(200)가 설치될 수 있다. 또한, 이러한 모터(200)의 회전자(210)와 결합되는 회전축(300)이 설치될 수 있다.

회전축(300)은 선회 스크롤(600)에 편심 결합될 수 있다. 즉, 모터(200)는 회전축(300)을 통하여 선회 스크롤(600)이 선회 운동할 수 있는 회전력을 제공할 수 있다.

모터(200)의 일측에는 프레임(400)이 설치될 수 있다. 이러한 프레임(400)은 메인 프레임으로서 경도가 높은 소재로 형성될 수 있다.

이러한 프레임(400)은 고정 스크롤(500) 및 선회 스크롤(600)이 설치될 수 있는 지지 구조를 제공할 수 있다. 즉, 프레임(400)에는 고정 스크롤(500)이 결합되어 압축 공간(501)을 형성할 수 있다.

이때, 케이싱(110)에는 이러한 압축 공간(501)로부터 냉매 가스가 토출되는 토출실(101)을 포함하고, 토출구(112)는 이 토출실(101)에 구비되어, 토출실(101)의 냉매는 토출구(112)를 통하여 배출될 수 있다.

이러한 토출실(101)에서 오일은 유분리기(140)를 통해 냉매와 분리될 수 있으며, 이때, 하측에 분리된 오일은 오일픽업을 통하여 흡입되어 회전하는 각 부분에 공급될 수 있다.

케이싱(110)의 흡입구(111) 측에는 별도의 인버터 공간이 구비될 수 있고, 이러한 인버터 공간에는 인버터부(120)가 위치할 수 있다.

모터(200)는 케이싱(110)의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생시키고, 권선이 설치되는 고정자(220) 및 이 고정자(220)에 결합되어 권선을 절연하기 위한 절연체(230)를 포함하는 고정자 조립체 및 이 고정자 조립체에 결합되어 회전하는 회전자(210)를 포함할 수 있다.

인버터 공간에 설치되는 인버터부(120)는 모터(200)와 전기적으로 연결되어 모터(200)를 구동할 수 있다.

한편, 프레임(400)의 일측에는 회전축(300)을 회동 가능하게 고정시키면서 압축 공간을 실링하기 위한 실링 구조(310)가 설치될 수 있다. 한편, 경우에 따라, 케이싱(100)의 내측 단부측에도 베어링(320)이 설치되어 회전축(300)이 원활하게 회전할 수 있도록 도울 수 있다.

고정 스크롤(500)과 프레임(400) 사이에는 고정 스크롤(500)에 결합되어 이 고정 스크롤(500)에 대하여 선회 운동을 하는 선회 스크롤(600)이 설치될 수 있다.

이러한 선회 스크롤(600)은 회전축(300)에 연결되며, 회전축(300)의 중심과 편심되게 결합되어 선회 운동이 구현될 수 있다.

이때, 선회 스크롤(600) 저면에 고정 스크롤(500)의 가동 나선형 벽(랩)(520)에 의하여 가려지는 부분에 배압 홀(610)이 형성될 수 있다.

또한, 이러한 배압 홀(610)은 선회 스크롤(600)의 가동 나선형 벽(랩)(610)을 제외하는 부분을 관통하여 형성될 수 있다.

이러한 배압 홀(610)은 선회 스크롤(600)의 거동이 불안정해질 때만 연통되어 선회 스크롤(600)의 거동 불안정을 방지할 수 있다.

일례로서, 고정 스크롤(500)은 제1 가동 나선형 벽(랩)(520)을 포함할 수 있다. 또한, 선회 스크롤(600)은 고정 스크롤(500)의 제1 가동 나선형 벽(520)에 결합되는 제2 가동 나선형 벽(620)을 포함할 수 있다.

이때, 배압 홀(610)은 고정 스크롤(500)의 제1 가동 나선형 벽(520)에 대향하여 위치하여 선회 스크롤(600)의 기저부(630; 도 6 참조)를 관통하여 형성될 수 있다.

이러한 배압 홀(610)은 고정 스크롤(500)의 제1 가동 나선형 벽(520) 중에서 홀 개폐부(510)에 대향하여 위치할 수 있다.

일례로, 홀 개폐부(510)는, 적어도 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭을 가질 수 있다. 또한, 홀 개폐부(510)는, 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭에 배압 홀(610)의 직경을 더한 폭을 가질 수 있다.

이러한 배압 홀(610)과 홀 개폐부(510)를 포함하는 고정 스크롤(500)과 선회 스크롤(600)의 작동은 자세히 후술한다.

이와 같이, 스크롤형 압축기(100)에서는, 선회 스크롤(600)과 고정 스크롤(500)의 사이에 압축실(501)이 형성되어, 선회 스크롤(600)과 프레임(400)의 사이에 배압실(401)이 형성될 수 있다.

이러한 배압실(401) 내에는 선회 스크롤(600)의 선회에 의해 발생하는 원심력을 상쇄하기 위한 밸런스 웨이트(balance weight; 700)가 설치될 수 있다. 이러한 밸런스 웨이트(700)는 회전축(300)에 설치되고, 회전축(300)의 편심 방향과는 반대측에 설치될 수 있다. 이때, 밸런스 웨이트(700)와 선회 스크롤(600) 사이에도 베어링(311)이 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정 스크롤과 선회 스크롤의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 고정 스크롤(500)은 제1 가동 나선형 벽(랩)(520)을 포함할 수 있다. 또한, 선회 스크롤(600)은 고정 스크롤(500)의 제1 가동 나선형 벽(520)에 결합되는 제2 가동 나선형 벽(620)을 포함할 수 있다.

도 2에서는 이와 같은 제1 가동 나선형 벽(랩)(520)과 제2 가동 나선형 벽(620)의 결합 관계를 주로 표현하고 있다.

도시하는 바와 같이, 제1 가동 나선형 벽(랩)(520)은 일 평면상에서 중앙 측의 헤드 부분으로부터 외측 방향으로 나선형으로 이어져 형성되어 있다.

이때, 제1 가동 나선형 벽(랩)(520)은 헤드 부분(지시번호 520으로 표기되는 부분)으로부터 점점 폭이 넓어지고, 이러한 헤드 부분과 마주하는 위치에 가장 넓은 폭(T)을 갖는 부분(510)이 위치할 수 있다. 이러한 제1 가동 나선형 벽(랩)(520) 중에서 가장 넓은 폭(T)을 갖는 부분(510)에는 위에서 언급한 배압 홀(610)이 위치할 수 있다.

즉, 이러한 배압 홀(610)은 선회 스크롤(600)의 제2 가동 나선형 벽(620)에 위치하지 않고, 제2 가동 나선형 벽(620)의 사이에 위치할 수 있다.

선회 스크롤(600)도 고정 스크롤(500)과 마찬가지로 일 평면상에서 중앙 측의 헤드 부분으로부터 외측 방향으로 나선형으로 이어져 형성되어 있다. 이때, 헤드 부분에는 회전축(300)과 결합되는 홀이 위치한다.

이때, 배압 홀(610)은 이와 같이 나선형으로 이어지는 제2 가동 나선형 벽(620)의 두 마주보는 부분 사이에 위치할 수 있는 것이다.

이와 같이, 배압 홀(610)은 선회 스크롤(600)의 제2 가동 나선형 벽(620)을 제외하는 부분에 관통하여 형성될 수 있고, 이러한 배압 홀(610)은 고정 스크롤(500)의 가장 폭이 넓은 부분(510)에 대향하여 위치할 수 있다.

이러한 고정 스크롤(500)의 가장 넓은 폭(T)을 갖는 부분(510)은 일반적인 압축기(100)의 구동시 배압 홀(610)을 막게 되고, 압축기(100)의 이상 구동시 배압 홀(610)을 열게 된다. 따라서, 이러한 고정 스크롤(500)의 가장 넓은 폭(T)을 갖는 부분(510)은 홀 개폐부라고 칭할 수 있다.

따라서, 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 배압 홀(610)은 고정 스크롤(500)의 제1 가동 나선형 벽(520) 중에서 홀 개폐부(510)에 대향하여 위치할 수 있다.

일례로, 홀 개폐부(510)는, 적어도 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭을 가질 수 있다. 또한, 홀 개폐부(510)는, 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭에 배압 홀(610)의 직경을 더한 폭을 가질 수 있다. 즉, 홀 개폐부(510)의 폭(T)은 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭에 배압 홀(610)의 직경을 더한 폭에 해당할 수 있다. 그러나 이보다 더 큰 폭을 가져도 배압 홀(610)을 개폐하는 홀 개폐부(510)로서 원활하게 동작할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 홀 개폐부 및 배압 홀을 나타내는 확대도이다.

도 3을 참조하면, 배압 홀(610)은 도시된 바와 같은 직경(r)을 가질 수 있다. 도 3에서, 홀 개폐부(510)의 폭(T)은 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭에 배압 홀(610)의 직경(r)을 더한 값으로 도시하고 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 홀 개폐부(510)는 이보다 더 큰 폭을 가져도 배압 홀(610)을 개폐하는 홀 개폐부(510)로서 원활하게 동작할 수 있다. 그러나 압축기(100)의 구성의 효율 면에서 이와 같이 홀 개폐부(510)의 폭(T)은 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭에 배압 홀(610)의 직경(r)을 더한 값에 해당하는 것이 유리할 수 있다.

선회 스크롤(600)과 고정 스크롤(500)이 선회 반경 내에서 상대운동을 하기 때문에 선회 스크롤(600)에 형성된 배압 홀(610)은 고정 스크롤(500)의 홀 개폐부(510)에 대하여 상대운동을 하게 된다.

이때, 홀 개폐부(510)의 폭(T)은 선회 스크롤(500)의 선회 반경보다 작다면 압축기(100)의 정상 운전 시 배압 홀(610)이 항상 닫혀있지 못할 수 있다. 따라서, 압축기(100)의 정상 운전 시 배압 홀(610)이 항상 닫혀있도록 하기 위하여 홀 개폐부(510)의 폭(T)은 선회 스크롤(500)의 선회 반경의 폭에 배압 홀(610)의 직경(r)을 더한 값에 해당하는 것이 유리할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정 스크롤의 형상을 도시하는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정 스크롤에 결합된 선회 스크롤의 형상을 도시하는 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 홀 개폐부(510)와 배압 홀(610)의 위치를 상대적으로 도시하고 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 선회 스크롤(600)은 회전축(300)에 연결되며, 회전축(300)의 중심과 편심되게 결합되어 선회 운동이 구현될 수 있다.

이러한 배압 홀(610)은 선회 스크롤(600)의 거동이 불안정해질 때만 연통되어(즉, 홀 개폐부(510)에 의하여 막히지 않고 개방되어) 선회 스크롤(600)의 거동 불안정을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 정상 운전 시의 선회 스크롤의 동작을 나타내는 개략도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 불안정 운전 시의 선회 스크롤의 동작을 나타내는 개략도이다.

위에서 설명한 바와 같이, 고정 스크롤(500)은 제1 가동 나선형 벽(랩)(520)을 포함할 수 있다. 또한, 선회 스크롤(600)은 고정 스크롤(500)의 제1 가동 나선형 벽(520)에 결합되는 제2 가동 나선형 벽(620)을 포함할 수 있다.

이때, 배압 홀(610)은 고정 스크롤(500)의 제1 가동 나선형 벽(520)에 대향하여 위치하여 선회 스크롤(600)의 기저부(630)를 관통하여 형성될 수 있다.

즉, 선회 스크롤(600)은, 평판 형상의 기저부(630) 및 이 기저부(630) 상에 돌출되어 위치하는 제2 가동 나선형 벽(620)을 포함하고, 배압 홀(610)은 기저부(630)를 관통하여 형성될 수 있다.

이때, 기저부(630)는 제2 가동 나선형 벽(620)보다 상대적으로 얇은 두께(D)를 가진다. 따라서, 선회 스크롤(600) 제작 시 배압 홀(610)의 형성은 용이하게 이루어질 수 있다.

즉, 제2 가동 나선형 벽(620)은 매우 좁은 폭을 가지면서 두께는 기저부(630)보다 매우 두껍다. 따라서, 이러한 제2 가동 나선형 벽(620)에 홀을 형성하는 것은 용이하지 않다. 더욱이, 작은 홀을 가공하여야 하기 때문에 가공비용 및 품질 불량이 발생할 가능성이 크다. 또한, 랩 단부에서 기저부(630) 저면까지의 긴 거리(통상, 약 30mm 정도)를 가는 구멍으로 홀을 내는 것이 어려울 수 있고, 따라서 가공에 의한 불량 발생 확률이 높다.

도시하는 바와 같이, 압축기의 정상 운전 시 배압 홀(610)은 제1 가동 나선형 벽(랩)(520)의 일부에 위치하는 홀 개폐부(510)에 의하여 막힌 상태로 동작할 수 있다. 즉, 회전축(300)에 편심 결합된 선회 스크롤(600)이 고정 스크롤(500)에 대하여 선회 반경을 가지고 상대 운동을 할 때, 정상 운전 시 배압 홀(610)은 홀 개폐부(510)에 의하여 항상 닫힌 상태로 유지될 수 있다.

이와 같이, 정상 운전 시, 배압력이 충분할 경우에는 선회 스크롤(600) 랩(620)의 단부가 고정 스크롤(500)의 저면과 맞닿아 있어 배압 홀(610)은 닫힌 상태로 유지되고 냉매의 누설이 발생하지 않게 된다.

그러나, 배압력이 부족할 경우에는, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 선회 스크롤(600) 랩(620)의 단부가 고정 스크롤(500)의 저면으로부터 떨어지면서 배압 홀(610)이 열리게 되고, 고압의 냉매 가스가 배압 홀(610)을 통해 배압실로 유입될 수 있다.

그러면, 이와 같이 누설된 고압 가스 냉매에 의해 배압실 압력이 상승하게 되며 이와 같이 배압력이 증가하여 거동이 안정되게 된다. 따라서 위에서 설명한 바와 같은 정상 운전 상태로 전환된다.

이와 같은 본 발명에 의하면 선회 스크롤(600)의 기저부(630)에 배압 홀(610)을 가공하므로 가공비용을 줄일 수 있고 이에 따라 품질이 향상될 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 압축기 110: 케이싱
120: 인버터부
200: 모터 210: 회전자
220: 고정자 230: 절연체
300: 회전축 400: 프레임
500: 고정 스크롤 510: 홀 개폐부
520: 제1 가동 나선형 벽
600: 선회 스크롤 610: 배압 홀
620: 제2 가동 나선형 벽
630: 기저부
700: 밸런스 웨이트

Claims

스크롤형 압축기에 있어서,
밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하고, 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전하는 회전자를 포함하는 모터;
상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축;
상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하는 프레임;
상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하며 제1 가동 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤;
상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 결합되는 제2 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 및
상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 대향하여 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 홀은 상기 제1 가동 나선형 벽 중의 일부분에 위치하는 홀 개폐부에 대향하여 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제2항에 있어서, 상기 홀 개폐부는, 적어도 상기 선회 스크롤의 선회 반경의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제2항에 있어서, 상기 홀 개폐부는, 상기 선회 스크롤의 선회 반경의 폭에 상기 배압 홀의 직경을 더한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제2항에 있어서, 상기 홀 개폐부는, 상기 가동 나선형 벽의 시작 부분을 마주하는 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 홀은 상기 제2 가동 나선형 벽의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제6항에 있어서, 상기 배압 홀은 상기 선회 스크롤의 제2 가동 나선형 벽을 제외한 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 선회 스크롤은,
기저부; 및
상기 기저부 상에 위치하는 상기 제2 가동 나선형 벽을 포함하고,
상기 배압 홀은 상기 기저부를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
스크롤형 압축기에 있어서,
밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하고, 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전하는 회전자를 포함하는 모터;
상기 모터의 회전자에 결합되어 회전하는 회전축;
상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하는 프레임;
상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하며 제1 가동 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤;
상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 결합되는 제2 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 및
상기 선회 스크롤의 상기 제2 가동 나선형 벽을 제외하는 부분을 관통하여 형성되는 배압 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제9항에 있어서, 상기 배압 홀은 상기 제1 가동 나선형 벽 중의 일부분에 위치하는 홀 개폐부에 대향하여 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 홀 개폐부는, 적어도 상기 선회 스크롤의 선회 반경의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 홀 개폐부는, 상기 선회 스크롤의 선회 반경의 폭에 상기 배압 홀의 직경을 더한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 홀 개폐부는, 상기 가동 나선형 벽의 시작 부분을 마주하는 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제9항에 있어서, 상기 배압 홀은, 상기 고정 스크롤의 제1 가동 나선형 벽에 대향하여 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제9항에 있어서, 상기 선회 스크롤은,
기저부; 및
상기 기저부 상에 위치하는 상기 제2 가동 나선형 벽을 포함하고,
상기 배압 홀은 상기 기저부를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.