KR20210008128A

KR20210008128A - 압축기

Info

Publication number: KR20210008128A
Application number: KR1020210004492A
Authority: KR
Inventors: 이호원; 김태경; 김철환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2021-01-20
Also published as: KR102329423B1

Abstract

본 발명은 저압력비 운전시 급유 불량의 우려가 있는 차압 급유 구조를 개선하고자 저압력비 운전시에만 오픈되는 급유 유로를 제공할 수 있는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

Description

압축기{A compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 냉매가 압축되는 압축부에 오일을 공급하는 유로를 포함하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉장고나 에어컨과 같은 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되는 장치로서, 냉매를 압축함으로써 냉동사이클에서 열교환이 발생하는데 필요한 일을 제공하는 장치이다.

압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 회전자리식, 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 서로 맞물린 스크롤 형상을 통해 연속적으로 압축되기 때문에 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있고, 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점이다. 이러한 이유로, 스크롤 압축기는 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있는 실정이다.

일본등록특허공보 제6344452호를 참조하면, 종래 스크롤 압축기는 외관을 형성하며 냉매가 배출되는 배출부을 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 고정되어 냉매를 압축하는 압축부와, 상기 케이스에 고정되어 상기 압축부를 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 압축부와 상기 구동부는 상기 구동부에 결합되어 회전하는 회전축에 의해 연결된다.

상기 압축부는 케이스에 고정되고 고정랩을 구비하는 고정스크롤과, 상기 회전축에 의해 상기 고정랩에 맞물려 구동하는 선회랩을 포함하는 선회스크롤을 포함한다. 이러한, 종래 스크롤 압축기는 상기 회전축이 편심되어 구비되고, 상기 선회스크롤은 상기 편심된 회전축에 고정되어 회전하도록 구비된다. 이로써, 선회스크롤은 고정스크롤을 따라 공전(선회)하며 냉매를 압축한다.

이러한 종래 스크롤 압축기는 배출부 하부에 압축부가 구비되고, 구동부가 압축부의 하부에 구비되는 것이 일반적이며, 상기 회전축은 일단이 상기 압축부에 결합되고, 타단이 상기 구동부를 관통하여 구비되었다.

종래 스크롤 압축기는 압축부가 구동부보다 상부에 구비되어 배출부에 가깝게 구비되기 때문에 상기 압축부에 오일을 급유하는데 어려움이 있으며, 압축부에 연결된 회전축을 구동부 하부에서 별도로 지지하기 위해 하부프레임이 추가적으로 필요하다는 단점이 있었다. 또한, 종래 스크롤 압축기는 압축기 내부에서 냉매가 발생시키는 가스력과, 이를 지지하는 반력의 작용점이 일치하지 않으므로 스크롤이 진동(tilting)하여 효율 및 신뢰성이 저하되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 한국공개특허공보 제10-2018-0124636호를 참조하면, 근자에는 상기 구동부가 상기 배출부의 하부에 구동부가 존재하고, 상기 구동부 하부에 압축부가 위치하는 스크롤 압축기가 등장하였다.(일명, 하부스크롤 압축기)

도1은 종래 하부스크롤 압축기의 구조를 도시한 것이다.

도1을 참조하면, 종래 하부스크롤 압축기(10)는 응축기(2), 팽창밸브(3), 증발기(4)가 구비된 냉매사이클의 회로상에 설치되는 것이 일반적이다.

상기 하부 스크롤 압축기는 상기 배출부(121)에 구동부(200)가 압축부(300) 보다 인접하게 구비되고, 상기 압축부(300)가 상기 배출부(121)에서 제일 멀리 이격되어 구비된다. 이러한, 하부스크롤 압축기에서 상기 회전축(230)은 일단이 구동부(200)와 연결되고, 타단이 압축부(300)에 지지되어 상기 회전축을 지지하기 위한 별도의 하부프레임이 생략될 수 있고, 케이스 일측에 저유된 오일(P)이 구동부(200)를 거치지 않고 압축부(300)에 바로 공급될 수 있다는 장점이 있었다. 또한, 하부스크롤 압축기에서 상기 회전축(230)이 압축부(300)를 관통하여 연결되는 경우에는 가스력과 반력의 작용점이 회전축(230) 상에서 일치되어 압축부(300) 중 스크롤의 진동을 차단하고 전복모멘트까지 상쇄하여 효율과 신뢰성을 보장할 수 있었다.

오른쪽 도면을 참조하면, 상기 압축부(300)는 회전축(230)을 관통하여 지지하는 메인프레임(310)과, 상기 메인프레임(310)에 안착되어 압축실을 형성하는 고정스크롤(320)과, 상기 압축실에 구비되어 상기 냉매를 압축하도록 구비되는 선회스크롤(330)을 포함한다.

상기 고정스크롤(320)의 측면에 구비된 유입홀(325)에서 냉매가 유입되면, 상기 고정스크롤에 구비된 고정랩(323)랩에, 선회스크롤에 구비된 선회랩(333)이 선회 운동을 통해 냉매를 압축하고, 상기 압축된 냉매는 상기 회전축(230) 부근에 구비된 토출홀(326)로 배출된다.

이때, 상기 회전축(230) 부근은 압축된 냉매로 인해 고압영역(S1)이 형성되며, 상기 고압영역(S1)에서 상기 냉매는 상기 선회스크롤(330)을 상기 구동부(200)를 향하여 밀어내는 힘을 발생시킨다. 따라서, 상기 스크롤 압축기는 배압씰(seal, 350)을 선회스크롤(330)의 상부에 설치하여 상기 회전축(230)을 통해 공급된 오일 및 메인프레임에 접촉된 냉매를 통해 상기 힘을 상쇄시키는 배압력을 발생시킬 수 있다.

상기 회전축(230)은 복수의 급유홀(234a,234b,234c) 및 복수의 급유홈(2341a,2341b,2341c)을 통해 저유된 오일(P)을 상승시켜 메인베어링(232a), 편심부(232b), 고정베어링(232c)에 공급한다.

한편, 상기 배압씰(350)의 외주면에는 상기 고압영역보다 압력이 작은 중간압영역(V1)이 형성되며, 상기 선회스크롤을 선회운동시키기 위해 구비되는 올담링(340) 부분에는 저압영역(S2)이 형성될 수 있다. 상기 고압영역(S1)과, 상기 중간압영역(V1) 또는 저압영역(S2)의 압력차를 이용하여 상기 공급된 회전축(230)에서 공급된 오일을 전달유로(339) 및 고정유로(329)를 통해 상기 고정랩과 선회랩 또는 상기 올담링(340)에 공급할 수 있다. (일명, 차압급유방식이 적용될 수 있다.)

예를들어, 상기 전달유로(339)는 상기 제1급유홀(234a) 또는 상기 제1급유홈(2341a)에서 전달되는 오일이 상기 선회스크롤 내부로 투입되는 선회투입유로(3391)와, 상기 선회투입유로에서 상기 선회스크롤의 외주면을 향해 연장되는 연결유로(3392)와, 상기 연결유로(3392)에서 상기 올담링을 향해 분지되어 상기 선회스크롤의 일면까지 연장되는 분지유로(3393)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 고정유로(329)는 상기 고정유로(329)는 상기 연결유로(3392)와 연통하도록 상기 고정측판 내부에 구비되어 상기 전달유로에 공급되는 오일이 유입되는 유입유로(3291)와 상기 고정경판 내부에서 상기 유입유로(3291)와 연통하도록 구비되어 상기 유입유로에 공급되는 오일을 상기 고정랩(332)으로 이동시키는 공급유로(3292) 및 윤활유로(3293)를 포함할 수 있다.

상기 전달유로(339)는 상기 선회스크롤(330)의 직경방향으로 연장되도록 구비되어 상기 회전축(230)을 통해 공급된 오일을 고정스크롤의 고정랩(323) 외주면 까지 전달할 수 있고, 상기 고정유로(329)는 상기 고정스크롤에서 상기 전달유로(339)에 연통하도록 구비되어 상기 전달유로(339)까지 공급된 오일을 상기 중간압영역(V1)까지 공급할 수 있다.

다만, 상기 고압영역(S1)에서 중간압영역(V1)의 압력차이가 크기 때문에 상기 회전축(230)에서 오일이 과도하게 공급될 수 있다. 따라서, 충분한 양의 냉매가 압축되지 못하거나, 압축부(300)가 과도하게 냉각되는 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 스크롤 압축기(10)는 상기 전달유로(339)의 삽입되어 오일의 공급양을 조절하는 감압부(360)를 포함할 수 있다. 상기 감압부(360)는 상기 전달유로(339)의 단면적을 축소시켜 유로저항을 발생시켜 과도한 오일이 공급되는 것을 방지할 수 있었다.

한편, 근자에는 냉동사이클의 성능 개선을 위해 저압력비로 상기 스크롤 압축기를 구동할 필요성이 있었다. 즉, 압축기의 고압영역(S1)과 중간압영역(V1)의 압력차이가 크게 벌어지지 않도록 스크롤 압축기를 구동할 수 있었다. 예를들어, 기존에 고압영역(S1)과 중간압영역(V1)의 압력비가 1.3이었다면, 1.1 이하로 설정되도록 압축부(300)를 구동할 수 있었다.

이에 따라, 증발기와 응축기의 온도차이가 크지 않더라도 기존의 압축기로도 충분히 냉매사이클을 정상적으로 구동할 수 있었다. 예를들어, 내부와 외부의 온도차이가 크지 않더라도 압축기에 인가되는 전기에너지를 크게 높일 필요가 없어 성능계수가 유지되거나 오히려 높일 수 있는 장점이 있었다.

그러나, 저압력비 구동을 수행하게 되면 중간압영역(V1)의 압력이 상기 고압영역(S1)의 압력과 비교할 때 압력차이가 작아지게 된다. 또한, 회전축(230) 부근이 구동마찰, 부품간의 간섭, 전달유로(339)를 일부 차폐하는 감압부(360) 등으로 인해 고압영역(S1)에 압력강하가 발생하면, 고압영역(S1)의 압력이 중간압영역(V1)의 압력보다 낮아지는 역전현상도 발생할 수 있었다.

그 결과, 고압영역(S1)에 공급된 오일이 중간압영역(V1)으로 공급될 수 있는 압력차(차압)가 충분히 형성되지 않아 오일 공급이 정상적인 때보다 급감하는 문제가 있었다. 더욱이, 중간압영역(V1)으로 공급된 오일이 고압영역(S1)으로 역류까지 하게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 저압축비 구동으로 인해 성능계수는 향상되었으나 압축기의 신뢰성을 보장할 수 없는 문제가 있었다.

또한, 근본적으로 종래 스크롤 압축기는 전달유로(339)를 항상 위치가 가변하는 선회스크롤(330)에 설치하여 오일의 공급양을 제어할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 압축부가 기존 압력비 보다 낮은 압력비로 냉매를 압축할 때에도 기존 압력비에서 구동하는 것과 같이 오일을 원할하게 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 압축부가 낮은 속도로 구동할때에도 고속으로 구동할때와 같이 오일을 원할하게 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 압축부가 기존 압력비로 냉매를 압축할 때나 낮은 압력비로 냉매를 압축할 때 오일의 공급 변차를 축소시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 압축부가 낮은 속도로 구동할때나 고속으로 구동할 때에 오일의 공급편차를 축소시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 압축부로 공급되는 오일은 통과를 허가하나, 역류되는 오일은 차단하는 밸브나 조절부를 추가로 설치하는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 오일이 공급되는 유로를 항상 케이스에 고정된 부품에 설치하여, 선회스크롤이 구동하더라도 안정적으로 오일의 공급양을 유지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 압축부의 고압영역과 저압영역의 압력차가 크지 않더라도 충분히 오일을 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 압축부를 고압으로 구동하거나 저압으로 구동하더라도 오일이 정상적으로 공급될 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 저압력비 운전시 급유 불량의 우려가 있는 차압 급유 구조를 개선하고자 저압력비 운전시에만 오픈되는 급유 유로를 제공한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 저압력비 운전시 급유 불량의 우려가 있는 차압 급유 구조를 개선하고자 저압력비 운전시에만 오픈되는 급유 유로를 기존 급유유로에 추가할 수도 있다.

본 발명은 급유 시작각을 앞당겨서 기존 급유로를 이동할 수도 있다.

또한, 본 발명은 흡입 완료 이전에 연통되는 급유로를 추가하고, 상기 급유로가 저압력비 조건 운전시에만 오픈되도록 한다. 이로써, 저압력비 운전시 차압 소스는 확보하되 차압이 충분히 확보되는 조건에서는 효율 저하가 생기는 것을 방지한다.

상기 추가된 급유로는 저압력비 운전시에만 열리도록 밸브구조를 구비할 수도 있다. 따라서, 흡입체적 감소, 흡입온도 증가에 의한 압축기 효율저하를 방지할 수 있다.

본 발명은 스프링 복원력을 활용하는 밸브구조가 적용된 압축기를 제공할 수 있다. 상기 밸브구조는 저압부에서는 개방되나 고압부에서는 차폐되어 오일의 공급량을 조절하도록 구비될 수 있다.

본 발명은 선회스크롤 또는 메인프레임 중 적어도 어느 하나와, 고정스크롤 내부에 구비되어 상기 회전축에서 공급된 오일을 선회스크롤과 상기 고정스크롤 사이에 공급하는 제1유로를 포함하고, 상기 선회스크롤 또는 상기 메인프레임 중 적어도 어느 하나와 상기 고정스크롤의 내부에서 상기 제1유로와 이격되어 구비되어 상기 회전축에서 공급된 오일을 선회스크롤과 상기 고정스크롤 사이에 공급하는 제2유로를 더 포함할 수 있다.

상기 고정스크롤은 상기 냉매가 유입되는 유입홀과, 상기 냉매가 배출되는 토출홀을 포함하고, 상기 제2유로는 상기 제1유로보다 상기 유입홀에 더 가깝게 구비될 수 있다. 상기 제2유로의 말단은 상기 제1유로의 말단보다 상기 유입홀에 더 가깝게 구비될 수 있다.

본 발명 압축기는 상기 제2유로 상에 구비되어 상기 제2유로의 압력이 높아지면 상기 제2유로를 폐쇄하는 조절부를 더 포함할 수 있다. 상기 조절부는 상기 제2유로의 다른 부분보다 직경이 더 넓게 구비되고 상기 오일이 유입되는 투입홀과 상기 오일이 배출되는 안내홀을 포함하는 확장유로와, 상기 확장유로를 왕복이동 하도록 구비되어 상기 안내홀을 차폐하도록 구비되는 차단부와, 상기 차단부에 접촉되어 상기 차단부를 상기 투입홀을 향하여 가압하도록 구비되는 탄성부를 포함할 수 있다.

상기 확장유로는 일단에 상기 투입홀이 형성되고 상기 차단부가 왕복 이동하는 공급유로와, 타단에 상기 배출홀이 형성되고 상기 공급유로보다 직경이 더 작게 구비되어 상기 탄성부가 수용되는 수용유로를 포함할 수 있다.

상기 제2유로는 상기 상기 메인프레임 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 회전축에서 공급된 오일이 이동하는 전달유로와, 상기 고정스크롤에 상기 전달유로와 연통하도록 구비되어 상기 오일을 선회스크롤과 상기 고정스크롤 사이에 공급하는 고정유로를 포함하고, 상기 확장유로는 상기 고정유로의 입구에 구비될 수 있다.

한편, 본 발명 압축기는 선회스크롤 또는 메인프레임 중 적어도 어느 하나와, 상기 고정스크롤 내부에 구비되어 상기 회전축에서 공급된 오일을 선회스크롤과 상기 고정스크롤 사이에 공급하는 유로를 포함하고, 상기 회전축 부근의 압력이 기준값 이상으로 상승하면 상기 유로를 폐쇄하거나 상기 유로의 개도를 조절하는 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 선회스크롤은 상기 고정스크롤을 향하여 돌출되는 선회랩을 포함하고, 상기 고정스크롤은 상기 선회랩과 맞물리도록 구비되어 상기 냉매가 압축되는 공간을 제공하는 고정랩을 포함하고, 상기 유로의 말단은 상기 선회랩의 최외각 외주면에 구비될 수 있다.

본 발명은 압축부가 기존 압력비 보다 낮은 압력비로 냉매를 압축할 때에도 기존 압력비에서 구동하는 것과 같이 오일을 원할하게 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 압축부가 낮은 속도로 구동할때에도 고속으로 구동할때와 같이 오일을 원할하게 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 압축부가 기존 압력비로 냉매를 압축할 때나 낮은 압력비로 냉매를 압축할 때 오일의 공급 변차를 축소시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 압축부가 낮은 속도로 구동할때나 고속으로 구동할 때에 오일의 공급편차를 축소시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 압축부로 공급되는 오일은 통과를 허가하나, 역류되는 오일은 차단하는 밸브나 조절부를 추가로 설치하는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 오일이 공급되는 유로를 항상 케이스에 고정된 부품에 설치하여, 선회스크롤이 구동하더라도 안정적으로 오일의 공급양을 유지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 압축부의 고압영역과 저압영역의 압력차가 크지 않더라도 충분히 오일을 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 압축부를 고압으로 구동하거나 저압으로 구동하더라도 오일이 정상적으로 공급될 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 효과가 있다.

도1은 종래 스크롤 압축기의 구조를 도시한 것이다.
도2는 본 발명 일실시예의 스크롤 압축기의 기본 구조를 도시한 것이다.
도3은 본 발명 스크롤 압축기의 오일공급구조를 도시한 것이다.
도4는 본 발명 스크롤 압축기가 저압력비 구동에도 오일을 공급할 수 있는 실시예를 도시한 것이다.
도5는 도4에 도시된 압축기의 효과를 나타낸 그래프이다.
도6은 본 발명 스크롤 압축기에서 급유유로의 개도를 조절할 수 있는 조절부를 도시한 것이다.
도7은 도6에 도시된 조절부의 원리를 도시한 것이다.
도8은 본 발명 스크롤 압축기가 고속 및 저속에서 적합한 오일을 공급할 수 있는 실시예를 도시한 것이다.
도9는 도8에 도시된 압축기의 압축부의 일실시예를 도시한 것이다.
도10은 본 발명 일실시예의 스크롤 압축기의 작동 방식을 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 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 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도2는 본 발명 일실시예의 압축기의 기본구조를 설명한다.

도2를 참조하면, 본 발명 일실시예의 스크롤 압축기(10)는 유체가 저장되거나 유동하는 공간을 구비하는 케이스(100), 상기 케이스(100)의 내주면에 결합되어 회전축(230)을 회전시키도록 구비되는 구동부(200), 상기 케이스 내부에서 상기 회전축(230)과 결합되어 유체를 압축하도록 구비되는 압축부(300)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 케이스(100)는 일측에 냉매가 토출되는 배출부(121)를 구비할 수 있다. 상기 케이스(100)는 원통형상으로 구비되어 상기 구동부(200)와 압축부(300)를 수용하는 수용쉘(110)과, 상기 수용쉘(110)의 일단에 결합되어 상기 배출부(121)가 구비되는 배출쉘(120)과, 상기 수용쉘(110)의 타단에 결합되어 상기 수용쉘(110)을 밀폐하는 차단쉘(130)을 포함할 수 있다.

상기 구동부(200)는 회전자기장을 생성시키는 고정자(210)와, 상기 회전자기장에 의해 회전하도록 구비되는 회전자(220)를 포함하고, 상기 회전축(230)은 상기 회전자(220)에 결합되어 상기 회전자(220)와 함께 회전하도록 구비될 수 있다.

상기 고정자(210)는 그 내주면에 원주방향을 따라 다수 개의 슬롯이 형성되어 코일이 권선되어 구비되며 상기 수용쉘(110)의 내주면에 고정될 수 있다, 상기 회전자(220)는 영구자석이 결합되고상기 고정자(210) 내부에서 회전 가능하게 결합되어 회전동력을 발생시키도록 구비될 수 있다. 상기 회전축(230)은 상기 회전자(220)의 중심에 압입되어 결합될 수 있다.

상기 압축부(300)는 상기 수용쉘(110)에 결합되되 상기 구동부(200)에서 상기 배출부(121)에서 멀어지는 방향에 구비되는 고정스크롤(320)과, 상기 회전축(230)과 결합되어 고정스크롤(320)에 맞물려 압축실을 형성하는 선회스크롤(330)과, 상기 선회스크롤(330)을 수용하며 상기 고정스크롤(320)에 안착되어 상기 압축부(300)의 외관을 형성하는 메인프레임(310)을 포함할 수 있다.

결과적으로, 상기 하부 스크롤 압축기(10)는 상기 배출부(121)와 상기 압축부(300) 사이에 상기 구동부(200)가 배치된다. 다시말해, 상기 배출부(121)의 일측에 상기 구동부(200)가 구비되고, 상기 구동부(200)에서 상기 배출부(121)와 멀어지는 방향으로 상기 압축부(300)가 구비될 수 있다. 예를들어, 상기 배출부(121)가 상기 케이스(100)의 상부에 구비되는 경우, 상기 압축부(300)는 상기 구동부(200)의 하부에 구비되고, 상기 구동부(200)는 상기 배출부(121)와 상기 압축부(300) 사이에 구비될 수 있다.

이로써, 상기 케이스(100)에 오일이 저유되는 경우, 상기 오일이 상기 구동부(200)를 거치지 않고 바로 상기 압축부(300)에 공급될 수 있다. 또한, 상기 압축부(300)에 상기 회전축(230)이 결합되어 지지됨으로써 별도로 회전축을 회전 가능하게 지지하는 하부프레임을 생략할 수 있다.

한편, 본 발명 하부 스크롤 압축기(10)는 상기 회전축(230)이 상기 선회스크롤(330)뿐만 아니라 상기 고정스크롤(320)을 관통하여 상기 선회스크롤(330)과 상기 고정스크롤(320)에 모두 면접촉하도록 구비될 수 있다.

이로인해, 상기 압축부(300) 내부에 냉매 등의 유체가 유입될 때 발생하는 유입력 및 상기 압축부(300) 내부에서 냉매가 압축할 때 발생하는 가스력 및 이를 지지하는 반력이 상기 회전축(230)에 그대로 작용할 수 있다. 따라서, 상기 회전축(230)에 상기 유입력, 가스력, 반력이 하나의 작용점에 작용될 수 있다. 이로써, 상기 회전축(230)에 결합된 상기 선회스크롤(330)에 전복모멘트가 작용하지 않으므로 상기 선회스크롤이 진동(tilting)하거나, 전복되는 것이 원적으로 차단될 수 있다. 다시말해, 상기 선회스크롤(330)에서 발생하는 진동 중 축방향 진동까지 감쇄되거나 방지될 수 있으며, 상기 선회스크롤(330)의 전복 모멘트도 감쇠되거나 억제될 수 있다. 이로인해, 상기 하부 스크롤 압축기(10)에서 발생하는 소음 및 진동을 차단할 수 있다.

또한, 상기 회전축(230)을 상기 고정스크롤(320)이 면접촉하여 지지하므로, 상기 유입력 및 가스력이 상기 회전축(230)에 작용하여도 상기 회전축(230)의 내구성을 보강할 수 있다.

또한, 상기 냉매가 외부로 배출되면서 발생하는 배압력도 상기 회전축(230)이 일부 흡수 또는 지지하여, 상기 선회스크롤(330)과 상기 고정스크롤(320)이 축방향으로 과도하게 밀착되는 힘(수직항력)을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 상기 선회스크롤(330)과 상기 고정스크롤(320) 사이의 마찰력도 크게 감소시킬 수 있다.

결과적으로, 상기 압축기(10)는 상기 압축부(300) 내부에서 상기 선회스크롤(330)의 축방향 흔들림 및 전복 모멘트를 감쇠하고, 상기 선회스크롤의 마찰력을 감소시켜 상기 압축부(300)의 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 압축부(300) 중 상기 메인프레임(310)은 상기 구동부(200)의 일측 또는 상기 구동부(200)의 하부에 구비되는 메인경판(311)과, 상기 메인경판(311)의 내주면에서 상기 구동부(200)와 멀어지는 방향으로 연장되어 상기 고정스크롤(320)에 안착되는 메인측판(312)과, 상기 메인경판(311)에서 연장되어 회전축(230)을 회전가능하게 지지하는 메인축수부(318)를 포함할 수 있다.

상기 메인경판(311) 또는 상기 메인측판(312)에는 상기 고정스크롤(320)에서 토출된 냉매를 상기 배출부(121)로 안내하는 메인홀이 더 구비될 수도 있다.

상기 메인경판(311)은 상기 메인축수부(318)의 외부에서 음각으로 형성되는 오일포켓(314)을 더 포함할 수 있다. 상기 오일포켓(314)은 환형으로 구비될 수 있으며, 상기 메인축수부(318)에서 편심되도록 구비될 수도 있다. 상기 오일포켓(314)은 상기 차단쉘(130)에 저유된 오일이 상기 회전축(230) 등을 통해 전달되면, 상기 고정스크롤(320)과 상기 선회스크롤(330)이 맞물리는 부분에 공급되도록 구비될 수 있다.

상기 고정스크롤(320)은 상기 메인경판(311)에서 상기 구동부(200)와 멀어지는 방향에서 상기 수용쉘(110)과 결합되어 구비되어 상기 압축부(300)의 타면을 형성하는 고정경판(321)과, 상기 고정경판(321)에서 상기 배출부(121)를 향하여 연장되어 상기 메인측판(312)에 접촉하도록 구비되는 고정측판(322), 상기 고정측판(322) 내주면에 구비되어 냉매가 압축되는 압축실을 형성하는 고정랩(323)을 포함할 수 있다.

한편, 상기 고정스크롤(320)은 상기 회전축(230)이 관통하도록 구비되는 고정관통홀(328)과, 상기 고정관통홀(328)에서 연장되어 회전축이 회전 가능하게 지지되는 고정축수부(3281)를 포함할 수 있다. 상기 고정축수부(3281)는 상기 고정경판(321)의 중앙에 구비될 수 있다.

상기 고정경판(321)의 두께는 상기 고정축수부(3281)의 두께와 동일하게 구비될 수 있다. 이 때에는 상기 고정축수부(3281)가 상기 고정경판(321)에 돌출되어 연장되는 것이 아니라, 상기 고정관통홀(328)에 내삽되어 구비될 수 있다.

상기 고정측판(322)에는 상기 고정랩(323)에 냉매를 유입시키는 유입홀(325)이 구비되고, 상기 고정경판(321)에는 상기 냉매가 배출되는 토출홀(326)이 구비될 수 있다. 상기 토출홀(326)은 상기 고정랩(323)의 중심방향에 구비될 수 있으나, 상기 고정축수부(3281)와 간섭을 피하기 위하여, 상기 고정축수부(3281)에서 이격되어 구비될 수 있고, 복수개로 구비될 수 있다.

상기 선회스크롤(330)은 상기 메인프레임(310)과 상기 고정스크롤(320) 사이에 구비되는 선회경판(331)과, 상기 선회경판에서 상기 고정랩(323)과 함께 압축실을 형성하는 선회랩(333)을 포함할 수 있다.

상기 선회스크롤(330)은 상기 회전축(230)이 회전가능하게 결합되도록 상기 선회경판(331)을 관통하여 구비되는 선회관통홀(338)을 더 포함할 수 있다.

상기 회전축(230)은 상기 선회관통홀(338)에 결합되는 부분이 편심되도록 구비될 수 있다. 이로써, 상기 선회스크롤(330)은 상기 회전축(230)이 회전하면 상기 고정스크롤(320)의 고정랩(323)을 따라 맞물려 운동하며 냉매를 압축시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 회전축(230)은 상기 구동부(200)에 결합되어 회전하는 메인축(231)과, 상기 메인축(231)에 연결되어 상기 압축부(300)와 회전 가능하게 결합되는 베어링부(232)가 구비될 수 있다. 상기 베어링부(232)는 상기 메인축(231)과 별도의 부재로 구비되어, 상기 메인축(231)을 내부에 수용하도록 구비될 수도 있고, 상기 메인축(231)과 일체로 구비될 수도 있다.

상기 베어링부(232)는 메인프레임(310)의 메인축수부(318)에 삽입되어 회전가능하게 지지되도록 구비되는 메인 베어링부(232c)와, 고정스크롤(320)의 고정축수부(3281)에 삽입되어 회전가능하게 지지되도록 구비되는 고정 베어링부(232a)와, 메인 베어링부(232c)와 고정 베어링부(232a) 사이에 구비되어 선회스크롤(330)의 선회관통홀 (338)에 삽입되어 회전가능하게 지지되는 편심축(232b)을 포함할 수 있다.

이때, 메인 베어링부(232c)와 고정 베어링부(232a)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성되고, 편심축(232b)은 무게 중심이 메인 베어링부(232c) 또는 고정 베어링부(232a)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 편심축(232b)은 그 외경이 메인 베어링부(232c)의 외경 또는 고정 베어링부(232a)의 외경보다는 크게 형성될 수 있다. 이로써, 상기 편심축(232b)은 상기 베어링부(232)가 회전할 때 상기 선회스크롤(330)을 공전 운동시키면서 냉매를 압축하는 힘을 제공하며, 상기 선회스크롤(330)은 상기 고정스크롤(320)에서 상기 편심축(232b)에 의해 규칙적으로 선회 운동하도록 구비될 수 있다.

다만, 상기 선회스크롤(330)이 자전하는 것을 방지하기 위해, 본 발명 압축기(10)는 상기 선회스크롤(330)의 상부에 결합되는 올담링(Oldham's ring)(340)을 더 구비할 수 있다. 상기 올담링(340)은 선회스크롤(330)과 메인프레임(310) 사이에 구비되어 상기 선회스크롤(330) 및 상기 메인프레임(310)에 모두 접촉하도록 구비될 수 있다. 상기 올담링(340)은 전후좌우의 4방향으로 직선 운동하도록 구비되어 상기 선회스크롤(330)의 자전을 방지할 수 있다.

한편, 상기 회전축(230)은 상기 고정스크롤(320)을 완전히 관통하도록 구비되어 상기 압축부(300) 외부로 돌출되어 구비될 수도 있다. 이로써, 상기 압축부(300)의 외부 및 상기 차단쉘(130)에 저유된 오일과 상기 회전축(230)이 직접 접촉할 수 있고, 상기 회전축(230)은 회전하면서 상기 압축부(300) 내부에 오일을 공급할 수 있다.

상기 오일은 상기 회전축(230)을 통해 상기 압축부(300)에 공급될 수 있다. 상기 회전축(230) 또는상기 회전축의 내부에는 상기 오일을 메인 베어링부(232c)의 외주면, 고정 베어링부(232a)의 외주면, 편심축(232b)의 외주면에 공급하기 위한 오일공급유로(234)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 오일공급유로(234)에는 복수의 급유홀(234a,b,c,d)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 급유 홀은 제1급유홀(234a), 제2급유홀(234b), 제3급유홀(234c), 제4급유홀(234d)을 포함할 수 있다. 먼저, 제1급유홀(234a)은 메인 베어링부(232c)의 외주면을 관통하도록 형성될 수 있다.

상기 제1급유홀(234a)은 오일공급유로(234)에서 메인 베어링부(232c)의 외주면으로 관통되도록 형성될 수 있다. 또한 제1급유홀(234a)은 예를 들어, 메인 베어링부(232c)의 외주면 중 상부를 관통하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 메인 베어링부(232c)의 외주면 중 하부를 관통하도록 형성될 수도 있다. 참고로, 제1급유홀(234a)은 도면에 도시된 것과 달리, 복수개의 홀을 포함할 수도 있다. 또한 제1급유홀(234a)이 복수개의 홀을 포함하는 경우, 각 홀은 메인 베어링부(232c)의 외주면 중 상부 또는 하부에만 형성될 수도 있고, 메인 베어링부(232c)의 외주면 중 상부 및 하부에 각각 형성될 수도 있다.

또한, 상기 회전축(230)은 후술하는 머플러(500)를 관통하여 상기 케이스(100)의 저장된 오일에 접촉하도록 구비되는 오일피더(233)를 포함할 수 있다. 상기 오일피더(233)는 상기 머플러(500)를 관통하여 상기 오일에 접촉하는 연장축(233a)과 상기 연장축(233a)의 외주면에 나선형으로 구비되고 상기 오일공급유로(234)에 연통하는 나선홈(233b)을 포함할 수 있다.

이로써, 상기 회전축(230)이 회전하면, 상기 나선홈(233b)과 상기 오일의 점성 및 상기 압축부(300) 내부의 고압영역(S1) 및 중간압영역(V1)의 압력차로 인해 상기 오일은 상기 오일피더(233) 및 상기 오일공급유로(234)를 통해 상승하고, 상기 복수개의 급유홀에 토출된다. 복수개의 급유홀(234a, 234b, 234c, 234d)을 통해 토출된 오일은 고정 스크롤(250)과 선회 스크롤(240) 사이에 유막을 형성하여 기밀 상태를 유지할 뿐만 아니라, 상기 압축부(300)의 구성들 간의 마찰 부분에서 발생된 마찰열을 흡수하여 방열하도록 구비될 수 있다.

상기 회전축(230)을 따라 안내된 오일은, 상기 제1급유홀(234a)을 통해 공급된 오일은 상기 메인프레임(310)과 회전축(230)을 윤활하도록 구비될 수 있다. 또한, 제2급유홀(234b)을 통해 토출되어 선회 스크롤(240)의 상면에 공급될 수 있고, 선회 스크롤(240)의 상면에 공급된 오일은 오일포켓(314)을 통해 중간압실로 안내될 수 있다. 참고로, 제2급유홀(234b) 뿐만 아니라 제1 급유홀(234a) 또는 제3 급유홀(234d)을 통해 토출된 오일이 오일포켓 (314)으로 공급될 수도 있다.

한편, 상기 회전축(230)을 따라 안내된 오일은 선회 스크롤(240)과 메인프레임(310) 사이에 설치되는 올담링(340)과 고정스크롤(320)의 고정측판(322)에 공급될 수 있다. 이를 통해, 고정스크롤(320)의 고정측판(322) 및 올담링(340)의 마모를 저감할 수 있다. 또한, 상기 제3급유홀(234c)에 공급된 오일은 압축실에 공급됨으로써, 선회스크롤(330)과 고정스크롤(320) 간 마찰에 따른 마모를 저감시킬 뿐만 아니라, 유막을 형성하고, 방열하여 압축 효율을 개선시킬 수 있다.

한편, 지금까지 상기 하부 스크롤 압축기(10)가 회전축(230)의 회전을 이용하여 베어링에 오일을 급유하는 원심급유구조를 설명하였으나 이는 일 실시예일뿐, 압축부(300) 내부의 압력차를 이용하여 오일을 급유하는 차압 급유 구조 및 토로코이드 펌프 등을 통해 오일을 공급하는 강제급유구조도 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 압축된 냉매는 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)이 형성하는 공간을 따라 상기 토출홀(326)로 배출된다. 상기 토출홀(326)은 상기 배출부(121)를 향하여 구비되는 것이 더 유리할 수 있다. 상기 토출홀(326)에서 토출된 냉매가 유동방향의 큰 변화 없이 상기 배출부(121)로 전달되는 것이 가장 유리하기 때문이다.

그러나, 상기 압축부(300)가 상기 구동부(200)에서 상기 배출부(121)와 멀어지는 방향에 구비되어 있고, 상기 고정스크롤(320)이 상기 압축부(300)의 최외각에 구비되어야 하는 구조적인 특성 때문에 상기 토출홀(326)은 상기 배출부(121)와 반대방향으로 냉매를 분사하도록 구비된다.

다시말해, 상기 토출홀(326)은 상기 고정경판(321)에서 상기 배출부(121)에서 멀어지는 방향으로 냉매를 분사하도록 구비된다. 따라서, 상기 토출홀(326)로 냉매가 그대로 분사되면 냉매가 상기 배출부(121)로 원할하게 배출되지 않을 수 있고, 상기 차단쉘(130)에 오일이 저유되어 있는 경우 상기 냉매가 상기 오일과 충돌하여 냉각되거나 혼합될 우려가 있다.

이를 방지하기 위해, 본 발명 압축기(10)는 상기 고정스크롤(320)의 최외각에 결합되어 상기 냉매를 상기 배출부(121)로 안내하는 공간을 제공하는 머플러(500)를 더 포함할 수 있다.

상기 머플러(500)는 상기 고정스크롤(320)에서 배출된 냉매를 상기 배출부(121)로 안내할 수 있도록 상기 고정스크롤(320) 중 상기 배출부(121)와 멀어지는 방향에 구비된 일면을 밀폐하도록 구비될 수 있다.

상기 머플러(500)는 상기 고정스크롤(320)에 결합되는 결합바디(520)와, 상기 결합바디(520)에서 연장되어 밀폐공간을 형성하는 수용바디(510)를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 토출홀(326)에서 분사된 냉매는 상기 머플러(500)가 형성하는 밀폐공간을 따라 따라 유동방향을 전환하여 상기 배출부(121)로 배출될 수 있다.

한편, 상기 고정스크롤(320)은 상기 수용쉘(110)에 결합되어 구비되므로, 상기 냉매는 상기 고정스크롤(320)에 방해되어 상기 배출부(121)로 이동하는 것이 제한될 수 있다. 따라서, 상기 고정스크롤(320)은 상기 고정경판(321)을 관통하여 상기 냉매가 상기 고정스크롤(320)을 통과할 수 있는 바이패스홀(327)을 더 구비할 수 있다. 상기 바이패스홀(327)은 상기 메인홀(317)과 연통하도록 구비될 수 있다. 이로써, 상기 냉매는 상기 압축부(300)를 통과하여 상기 구동부(200)를 지나 상기 배출부(121)로 배출될 수 있다.

한편, 상기 냉매는 상기 고정랩(323)의 외주면에서 내부를 향할수록 더 고압으로 압축되므로 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)의 내부는 고압상태를 유지한다. 따라서, 상기 선회스크롤의 배면에는 토출압력이 그대로 작용하게 되며 반작용으로 상기 선회스크롤에서 고정스크롤을 향하여 배압이 작용한다. 본 발명 압축기(10)는 상기 배압이 상기 선회스크롤(330)과 상기 회전축(230)이 결합된 부분에 집중하도록 하여 상기 선회랩(333)과 상기 고정랩(323) 사이 누설을 방지하는 배압씰(seal, 350)을 더 포함할 수 있다.

상기 배압씰(350)은 링형상으로 구비되어 내주면을 고압으로 유지하며, 외주면을 고압보다 낮은 중간압으로 분리시킨다. 따라서, 상기 배압이 상기 배압씰(350) 내주면에 집중되도록 하여 상기 선회스크롤(330)을 상기 고정스크롤(320)로 밀착시키도록 한다.

이때, 상기 토출홀(326)이 상기 회전축(230)과 이격되어 구비된 것을 고려하여, 상기 배압씰(350)도 상기 토출홀(326)을 향해 중심이 상기 토출홀을 향해 치우치도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 배압씰(350)로 인해, 상기 제1급유홈(234a)에서 공급된 오일은 상기 배압씰(350) 내주면까지 공급될 수 있다. 따라서, 상기 오일은 상기 메인스크롤과 상기 선회스크롤의 접촉면을 윤활할 수 있다. 나아가, 상기 배압씰(350) 내주면에 공급된 오일은 상기 냉매의 일부와 함께 상기 선회스크롤(330)을 상기 고정스크롤(320)로 밀어내는 배압을 형성할 수 있다.

이로써, 상기 배압씰(350)을 기준으로 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)의 압축공간은 상기 배압씰(350)의 내부 영역의 고압영역(S1)과, 상기 배압씰(350)의 외부는 중간압영역(V1)으로 구분될 수 있다. 물론, 냉매가 유입되면서 압축되는 과정에서 압력이 높아지므로 상기 고압영역(S1)과 상기 중간압영역(V1)은 자연스럽게 구분될 수 있다. 그러나, 상기 배압씰(350)의 존재로 인해 압력변화가 임계적으로 발생할 수 있으므로 상기 배압씰(350)로 인해 상기 압축공간이 구분될 수도 있다.

한편, 상기 압축부(300)에 공급된 오일이나, 상기 케이스(100)에 저유된 오일은 상기 냉매가 상기 배출부(121)로 배출됨에 따라 상기 냉매와 함께 상기 케이스(100)의 상부로 이동할 수 있다. 이때, 상기 오일은 상기 냉매보다 밀도가 커 상기 회전자(220)에 의해 발생한 원심력에 의해 상기 배출부(121)로 이동하지 못하고, 상기 배출쉘(120)과 상기 수용쉘(110)의 내벽에 부착된다. 상기 하부 스크롤 압축기(10)는 상기 케이스(100) 내벽에 부착된 오일을 상기 케이스(100)의 저유공간 또는 상기 차단쉘(130)에 회수할 수 있도록 상기 구동부(200)와 상기 압축부(300)는 외주면에 회수유로를 더 구비할 수 있다.

상기 회수유로는 상기 구동부(200)의 외주면에 구비되는 구동회수유로(201)와, 상기 압축부(300)의 외주면에 구비되는 압축회수유로(301)와, 상기 머플러(500)의 외주면에 구비되는 머플러회수유로(501)를 포함할 수 있다.

상기 구동회수유로(201)는 상기 고정자(210)의 외주면 중 일부가 함몰되어 구비되며, 상기 압축회수유로(301)는 상기 고정스크롤(320)의 외주면 중 일부가 함몰되어 구비될 수 있다. 또한, 상기 머플러회수유로(501)는 상기 머플러의 외주면 중 일부가 함몰되어 구비될 수 있다. 상기 구동회수유로(201), 상기 압축회수유로(301) 및 상기 머플러회수유로(501)는 서로 연통하여 오일이 통과할 수 있도록 구비될 수 있다.

전술한 것처럼, 상기 회전축(230)은 상기 편심축(232b)로 인해 무게 중심이 일측으로 치우쳐 구비되므로, 회전시 불균형한 편심 모멘트가 발생하여 전체적인 균형이 틀어질 수 있다. 따라서, 본 발명 하부 스크롤 압축기(10)는 상기 편심축(232b)로 인해 발생할 수 있는 편심 모멘트를 상쇄할 수 있는 밸런서(400)를 더 포함할 수 있다.

상기 압축부(300)는 상기 케이스(100)에 고정되어 있으므로, 상기 밸런서(400)는 회전하도록 구비되는 상기 회전축(230) 자체 또는 상기 회전자(220)에 결합되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 밸런서(400)는 상기 편심축(232b)의 편심 하중을 상쇄하거나 감소시킬 수 있도록 상기 회전자(220)의 하단 또는 압축부(300)를 향하는 일면에 구비되는 외각밸런서(420)와, 상기 편심축(232b)의 편심 하중 또는 편심모멘트를 상쇄하도록 상기 회전자(220)의 상단 또는 배출부(121)를 향하는 타면에 결합되는 중심밸런서(410)를 포함할 수 있다.

상기 외각밸런서(420)는 상기 편심축(232b)과 상대적으로 근접하여 구비되므로 상기 편심축(232b)의 편심하중을 직접적으로 상쇄할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 상기 외각밸런서(420)는 상기 편심축(232b)이 편심된 방향과 반대 방향으로 편심되어 구비되는 것이 바람직하다. 그 결과, 상기 회전축(230)이 저속 또는 고속으로 회전하여도 상기 편심축(232b)과 이격된 거리가 가까우므로 거의 균일하게 상기 편심축(232b)에서 발생하는 편심력 또는 편심하중을 효과적으로 상쇄할 수 있다.

상기 외각밸런서(420)는 상기 편심축(232b)이 편심된 방향과 반대 방향으로 편심되어 구비될 수도 있다. 그러나, 상기 외각밸런서(420)는 상기 중심밸런서(410)가 발생시키는 편심하중을 일부 상쇄할 수 있도록 상기 편심축(232b)과 대응되는 방향으로 편심되어 구비될 수도 있다.

이로써, 상기 중심밸런서(410)와 상기 외각밸런서(420)는 상기 편심축(232b)로 인해 발생하는 편심모멘트를 상쇄하여 상기 회전축(230)이 안정적으로 회전할 수 있도록 보조할 수 있다.

도3은 본 발명 압축기에 윤활용 오일이 공급되는 구조를 자세하게 도시한 것이다.

상기 압축부는 상기 선회스크롤(330) 또는 상기 메인프레임(310) 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 오일공급유로(234)에서 공급된 오일이 이동하는 전달유로(319)와, 상기 고정스크롤에 상기 전달유로와 연통하도록 구비되어 상기 오일을 상기 선회스크롤(330)과 상기 고정스크롤(320) 사이에 공급하는 고정유로(329)를 포함할 수 있다. 상기 전달유로와 상기 고정유로는 회전축(230)을 통해 공급된 오일이 차압에 의해 압축실로 공급되는 급유유로를 형성할 수 있다.

본 발명 압축기의 압축부(300)는 상기 전달유로(319)가 선회스크롤이 아닌 메인프레임 내부에 설치될 수 있다. 상기 전달유로(319)는 상기 케이스(100)에 고정된 메인프레임에 설치되어 항상 위치가 고정될 수 있다. 따라서, 상기 전달유로(319)에 오일이 안정적으로 유입될 수 있고 상기 고정유로(329)로 안정적으로 전달될 수 있다. 또한, 상기 전달유로(319)를 통해 공급되는 오일의 양이 더 쉽게 제어될 수 있다.

상기 전달유로(319)는 상기 메인축수부(318)를 관통하여 오일을 공급받는 메인유로(3191)와, 상기 메인유로(3191)에서 상기 메인경판(311)을 따라 외주면을 향해 연장되어 상기 오일이 통과되는 통과유로(3192)와, 상기 통과유로(3192)의 말단에 연결되어 상기 고정스크롤(320)을 향하여 연장되어 상기 오일을 배출하는 배출유로(3193)를 포함할 수 있다.

상기 메인유로(3191)는 상기 메인프레임의 메인경판(311)과 선회스크롤의 선회경판(331) 사이 공간과 병렬로 구비될 수 있다. 이로써, 상기 제1급유홀(241a)에서 토출된 오일은 상기 메인경판(311)과 상기 선회경판(331) 사이에 유입되어 상기 배압씰(350)까지 공급되고, 동시에 상기 메인유로(3191)로 유입될 수 있다.

상기 메인프레임(310)은 항상 케이스(100)에 고정되어 있으므로, 상기 전달유로(319)가 상기 메인프레임(310)에 구비되면, 안정적으로 고정스크롤(320)에 오일을 공급할 수 있다.

한편, 상기 고정유로(329)는 상기 배출유로(3193)와 연통하도록 상기 고정측판 내부에 구비되어 상기 전달유로에 공급되는 오일이 유입되는 유입유로(3291)와 상기 고정경판 내부에서 상기 유입유로(3291)와 연통하도록 구비되어 상기 유입유로에 공급되는 오일을 상기 고정랩(332)으로 이동시키는 공급유로(3292)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 고정유로(329)는 적어도 상기 고정랩(323)의 외주면에 상기 오일을 공급해야 하므로, 상기 유입유로(3291)는 고정측판에서 상기 고정랩(323)의 두께에 대응되는 길이 또는 상기 두께 보다 더 길게 연장되어 구비될 수 있다. 또한, 상기 공급유로(3292)는 상기 유입유로(3291)에서 상기 고정랩(323)의 최외각 내주면 까지는 연장될 수 있다. 냉매가 유입되는 상기 유입유로(3291)는 상기 고정랩(323)의 최외각면에 연통되어 구비될 수 있다. 상기 고정랩(323)의 최외각면은 상기 선회랩(333)과 맞물리기 시작하는 부분이다.

한편, 상기 유입유로(3291)가 상기 고정랩(323)의 두께 보다 길게 연장되어 구비되는 경우에는 상기 고정유로(329)는 상기 공급유로(3292)에서 상기 고정경판(321)의 내측면 또는 상기 고정랩(323)에 직접 연통하는 부분까지 연장되어 구비되는 윤활유로(3293)를 더 포함할 수 있다. 상기 유입유로(3291)와 상기 윤활유로(3293)는 서로 나란하게 구비될 수 있고, 상기 공급유로(3292)는 상기 유입유로와 상기 윤활유로를 기준으로 직각 또는 경사지게 구비될 수 있다.

이로써, 상기 전달유로(319)의 일단 또는 상기 투입유로(3391)는 고압영역(S1)에 위치하고 상기 고정유로(329)는 중간압영역(V1)에 위치하므로, 압력차이에 의해 제1급유홀(234a)에서 공급된 오일은 상기 전달유로(319)에 유입되면서 상기 고정유로(329)로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 오일은 상기 고정랩(323)까지 전달되어 상기 선회랩(333)과 상기 고정랩을(323)을 윤활할 수 있다.

한편, 상기 배압씰(350)은 상기 올담링(340) 내부에 설치되며, 상기 회전축(230)에서 공급된 오일이 바로 상기 메인프레임(310)과 상기 선회스크롤(330) 사이로 전부 유출되는 것을 방지하도록 구비될 수 있다. 상기 배압씰(350)은 상기 회전축(230)에서 유입된 오일이 상기 메인유로(3191)로 전달되도록 유도하는 역할을 수행할 수 있다.

한편, 상기 선회스크롤(330)이 고속으로 선회운동하는 경우에 상기 고압영역(S1)과 중간압영역(V1)의 압력차는 매우 커질 수 있고, 상기 고정랩(323)과 선회랩(333)으로 오일이 과도하게 공급될 수 있다. 이로 인해, 유입되는 냉매에 다량의 오일이 희석되거나, 상기 오일로 인해 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)이 냉각되거나, 상기 고정랩(323)에 오일 공급이 중단되는 문제가 발생될 수 있다.

이를 방지하기 위해, 본 발명 일실시예의 압축기는 상기 전달유로(319) 또는 상기 고정유로(329)에서 상기 고압영역과 저압영역의 압력차를 저감시킬 수 있는 감압부(360)가 설치될 수 있다. 상기 감압부(360)는 상기 전달유로나 상기 고정유로에 삽입되어 유로의 직경을 축소함으로써 유로저항을 높일 수 있다. 또한, 상기 감압부(360)는 상기 오일과 마찰력을 극대화 시켜 유로저항을 높일 수 있다. 따라서, 상기 감압부(360)로 인해 상기 고압영역(S1)과 상기 중간압영역(V1)의 압력차이가 일부 보상되어 오일이 과도하게 상기 고정랩(323)과 선회랩(333)로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

상기 감압부(360)는 상기 전달유로 또는 상기 고정유로 내부로 삽입되어 설치되어야 하므로, 상기 메인프레임(310) 또는 상기 고정스크롤(320)은 상기 압축부(300)의 외부와 연통하여 상기 감압부(360)가 삽입되도록 구비되는 삽입홀을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 유입유로(3291)는 고정스크롤(320)에 구비되어 내구성이 우수하며, 상기 고정스크롤(320)에 구비된 중간압영역(V1)에 오일이 유입되는 부분이다. 따라서, 도시된 바와 달리, 상기 감압부(360)는 상기 유입유로(3291)에 삽입되어 구비될 수 있다. 이로써, 상기 감압부(360)는 외부 충격이나 진동에도 안정성을 보장할 수 있고, 상기 중간압영역(V1)에 공급되는 오일의 양을 가장 즉각적으로 조절할 수 있다.

한편, 본 발명 압축기(10)는 회전축(230)을 고속으로 회전시켜 상기 압축부(300)에 냉매를 고압으로 배출시킬 수 있다. 그러나, 본 발명 압축기(10)는 회전축(230)을 저속으로 회전시켜 상기 압축부(300)에 냉매를 상대적으로 저압으로 배출시킬 수 있다.

상기 압축부(300)에서 냉매가 저압으로 압축되어 배출되면 냉동사이클의 성능계수는 상승할 수 있고, 소음과 진동도 감소도는 장점이 있다. 그러나, 상기 회전축(230) 부근의 고압영역(S1)과 상기 고정측판(322) 부근의 중간압영역(V1)의 차압은 그만큼 감소할 수 있다.

따라서, 상기 고압영역(S1)과 상기 중간압영역(V1)의 차압이 크지 않으므로 상기 회전축(230)에서 공급되는 오일이 상기 전달유로(319) 또는 상기 고정유로(329)에서 원할하게 공급되지 않거나, 공급이 중단되거나, 오히려 역류할 수도 있다. 또한, 상기 감압부(360)로 인해 상기 중간압영역(V1)과, 고압영역(S1)의 차압이 더욱 급감할 수 있어, 오일이 공급이 더욱 어려워지거나 역류할 수 있다.

도4는 저압력비 구동에서도 오일을 안정적으로 공급할 수 있는 압축부의 일실시예를 도시한 것이다.

도4(a)는 상기 압축부의 단면을 도시한 것이며, 도4(b)는 고정스크롤(320)의 고정랩(323)을 도시한 것이다.

도4(a)를 참조하면, 본 발명 압축기는 급유유로가 상기 중간압영역(V1)에 연통되는 것이 아니라, 상기 중간압영역보다 더 저압영역에 연통하도록 구비될 수 있다. 즉, 냉매가 유입되어 토출되는 방향을 고려하여 상기 고정유로(329)가 중간압영역(V1) 이하의 지점(이하 저압영역,V2)에 연통하도록 구비될 수 있다. 상기 저압영역은 고정랩(323)이 회전축(230)을 기준으로 반바퀴 감기기 시작하는 부분일 수 있다. (0~180도 부근)

상기 저압영역(V2)에 연통하는 급유유로는 중간압영역(V1)에 연통하는 급유유로와 구별할 수 있도록 제2급유유로(II)로 정의할 수 있다. 또한, 상기 중간압영역(V1)에 연통하는 급유유로는 제1급유유로(I)로 정의할 수 있다.

본 발명 압축기는 상기 제2급유유로(II)만 구비할 수 있다. 물론, 본 발명 압축기는 상기 제1급유유로(I)와 상기 제2급유유로(II)를 모두 구비할 수 있으나 이에 대한 실시예는 후술한다.

상기 저압영역(V2)은 상기 중간압영역(V1)보다 더 압력이 낮으므로 상기 고압영역(S1)과 차압이 더 크게 생성될 수 있다. 이로써, 상기 고압영역(S1)의 압력이 상대적으로 낮아도 차압이 일정 수준 이상으로 발생되어 오일이 정상적으로 공급될 수 있다. 즉, 상기 압축부(300)가 저압력비로 냉매를 압축하거나, 회전축(230)이 저속으로 회전하더라도 상기 급유홀(234a)에 공급된 오일은 상기 급유유로를 통과하여 상기 저압영역(V2)에 정상적으로 공급될 수 있다.

도4(b)를 참조하면, 본 발명 압축기의 제2급유유로(II)는 기존의 제1급유유로(I)가 설치된 부분 보다 I영역이 아니라 더 외곽에 구비될 수 있다. 상기 제2급유유로(II)가 연통된 영역은 상기 고정랩(323) 또는 상기 선회랩(333)의 최외각 지점이나, 상기 유입홀과 인접한 지점일 수 있다.

구체적으로, 상기 제2급유유로(II)는 상기 고정유로(329)의 위치가 더 외각에 위치할 수 있다. 즉, 상기 고정유로(329) 중 상기 공급유로(3292)의 길이가 더 짧게 구비될 수 있고, 상기 윤활유로(3293)가 기존의 유로의 위치보다 더 고정스크롤(320)의 외각에 위치할 수 있다. 다른관점으로, 상기 제2급유유로(II)의 말단은 상기 회전축(230)을 기준으로 상기 토출홀(326)보다 상기 유입홀(325)에 더 가깝게 구비될 수 있다. 또한, 상기 제2급유유로(II)의 말단은 상기 고정랩의 최외각 외주면에 구비될 수 있다.

도5는 압축기의 급유유로의 압력분포를 도시한 것이다.

도5(a)는 제1급유유로(I)의 압력 분포를 도시한 것이며, 도5(b)는 본 발명 압축기의 제2급유유로(II)의 압력분포를 도시한 것이다.

x축의 크랭크 각은 상기 고정랩(323) 또는 상기 선회랩(333)의 최외각을 기준으로 상기 회전축(230)을 중심으로 회전된 각도를 도시한 것이다. 상기 180도 이상의 영역은 냉매가 상당히 압축되어 있는 영역이므로 고압영역(S1)이라고 볼 수 있으며, 상기 0도에서 180도 이하의 영역은 냉매가 유입되어 압축되기 시작하는 영역이므로 중간압영역(V1)이나 저압영역(V2)에 해당할 수 있다. 또한, 0도에서 180도로 갈수록 냉매가 더욱 압축되어 압력은 급격히 증가할 수 있다.

도5(a)를 참조하면, 제1급유유로(I)는 오일이 유입홀 등으로 배출되는 것을 방지하기 위하여 0도 보다 180도에 더 가까운 중간압영역(V1)에 연통할 수 있다. 따라서, 고압영역(S1)과 중간압영역(V1)의 차압과 이와 대응되는 각도에 대응되는 제1면적(A) 만큼이 오일이 흡입되는 동력을 제공할 수 있다.

도5(b)를 참조하면, 본 발명 압축기의 제2급유유로(II)는 저압력비 구동에 대응하여 상기 0도에 더 가까운 저압영역(V2)과 연통할 수 있다. 따라서, 고압영역(S1)과 저압영역(V2)의 차압과 이와 대응되는 각도에 대응되는 제2면적(B)이 오일이 흡입되는 동력을 제공할 수 있다.

이때, 제1면적(A)과 제2면적(B)을 비교하면, 중간압영역(V1)보다 저압영역(V2)이 더 낮으므로 제2면적(B)이 제1면적(A) 보다 높이가 더 크다. 또한, 저압영역(V2)은 중간압영역(V1)보다 더 유입홀에 가까우므로, 제2면적(B)이 제1면적(A)보다 너비도 더 크다.

따라서, 본 발명 압축기의 제2급유유로(II)가 기존의 제1급유유로(I)보다 더 강하게 오일을 공급될 수 있는 동력을 제공하거나 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명 압축기는 제2급유유로(II)가 저압영역(V2)과 연통되어 있으므로 저압력비로 구동하여도 충분한 오일이 압축부(300)에 공급될 수 있다.

도6은 본 발명 압축기의 추가적인 실시예를 도시한 것이다.

상기 고정랩(323)의 최외각으로 갈수록 압력이 가장 낮은 부분에 해당하므로 고정유로(329)를 고정랩(323)의 최외각과 가장 근접하게 연통하도록 하여 차압을 확보할 수 있었다. 그러나, 고정유로(329)를 중간압 이하의 영역인 저압영역(V2)에 연통시키게 되면, 압축기의 고속운전시 오일이 오히려 과도하게 공급되는 문제가 발생할 수 있다. 이로 인해, 냉매의 흡입체적이 감소되거나, 오일에 의해 압축부가 냉각되거나 및 오일이 압축기(10)에서 배출되는 유실현상이 발생하여 압축기의 효율이 저하되고 신뢰성을 보장할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.

이를 개선하기 위해, 본 발명 압축기(10)는 상기 회전축 부근이 압력이 기준값 이상으로 상승하면 상기 급유유로를 폐쇄하거나 상기 급유유로의 개도를 조절하는 조절부(800)를 더 포함할 수 있다. 상기 회전축(230) 부근 상기 토출홀과 인접한 영역이므로 고압영역(S1)에 해당한다. 상기 기준값은 본 발명 압축기가 저압력비로 구동할 때의 고압영역(S1)의 압력일 수 있다.

다시말해, 상기 조절부(800)는 본 발명 압축기(10)가 저압력비로 구동하는 경우 상기 제2급유유로(II)를 개방하고, 상기 압축기(10)가 종래와 같이 구동하거나 고압력비로 구동하는 경우에는 상기 제2급유유로(II)를 일부 폐쇄하거나 전부 폐쇄할 수 있도록 구비될 수 있다. 이로써, 본 발명 압축기(10)는 상기 고압영역(S1)의 압력이 상승하여 차압이 과도하게 형성될 때 오일이 과다하게 압축부(300)로 공급되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 본 발명 압축기(10)는 저압력비로 구동할 때에는 상기 제2급유유로(II)가 개방되어 충분한 양의 오일이 압축부(300)로 공급되도록 유도할 수 있다. 결과적으로, 본 발명 압축기(10)는 상기 조절부(800)로 인해 고압력비 및 저압력비에 전부 적용되어 설치될 수 있는 효과를 도출할 수 있다.

상기 조절부(800)는 상기 제2급유유로(II)를 차폐하도록 구비되는 차단부(820)와, 상기 차단부(820)가 상기 제2급유유로(II)를 차폐하거나 개방하도록 상기 차단부(820)에 결합되는 탄성부(830)를 포함할 수 있다. 상기 차단부(820)와 상기 탄성부(830)는 상기 제2급유유로(II) 상에 설치될 수 있고, 상기 탄성부(830)는 상기 차단부(820)를 상기 제2급유유로(II)의 상류 또는 오일이 공급되는 방향의 반대방향으로 가압하는 힘을 제공하도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 탄성부(830)는 상기 제2급유유로(II)에 형성되는 압력에 따라 신축되는 정도가 다른 탄성계수를 갖는 재질이나 형상으로 구비될 수 있다. 이로써, 상기 차단부(820)에 기준값 이상의 압력이 인가될 때만 상기 탄성부(830)가 신축될 수 있도록 구비될 수 있다.

상기 조절부(800)는 상기 제2급유유로(II) 중 상기 전달유로(319)와 상기 고정유로(329)가 접촉되는 부분에 구비될 수 있다. 또한, 상기 조절부(800)는 상기 고정스크롤(320)에만 집중적으로 설치될 수 있다. 이로써, 상기 조절부(800)를 상기 제2급유유로(II)에 설치하는 것이 용이할 수 있다. 또한, 상기 조절부(800)는 상기 고정유로(329)의 시작부분 또는 입구에 설치될 수 있다. 물론, 이는 일실시예일 뿐, 상기 조절부(800)는 상기 제2급유유로(II)를 개폐할 수 있다면, 상기 전달유로(319)나 상기 고정유로(329) 중 어디에 구비되어도 무방하다.

도7은 상기 조절부(800)의 일실시예와 상기 조절부(800) 기능을 자세하게 도시한 것이다.

도7(a)를 참조하면, 상기 조절부(800)는 상기 제2급유유로(II)와 연통하도록 구비되어 상기 오일이 유입되는 투입홀(811)과 상기 오일이 배출되는 안내홀(812)을 포함하는 확장유로를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 확장유로는 상기 고정유로의 입구에 구비될 수 있다.

상기 차단부(820)는 상기 확장유로를 왕복이동 하도록 구비되어 상기 안내홀(812)을 차폐하도록 구비될 수 있고, 상기 탄성부(830)는 상기 차단부(820)에 접촉되어 상기 차단부를 상기 투입홀(811)을 향하여 가압하도록 구비될 수 있다. 상기 탄성부(830)는 상기 차단부(820) 직접 결합되는 스프링으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 확장유로는 상기 제2급유유로(II) 보다 직경이 더 넓게 구비될 수 있고, 상기 차단부(820)는 상기 확장유로의 양단 중 어느 하나에 밀착될 수 있다. 이로써, 상기 차단부(820)는 상기 제2급유유로(II)를 폐쇄할 수 있다.

상기 탄성부(830)는 상기 차단부(820)에 가압되는 압력이 기준 압력(기준값) 이상일 때 상기 차단부(820)가 상기 안내홀(812)로 접근하는 것을 것을 허용하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 탄성부(830)는 상기 회전축(230)이 기준속도 이상으로 회전하면 상기 차단부(820)가 상기 안내홀(812)로 접근하는 것을 허용하도록 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 확장유로는 일단에 상기 투입홀(811)이 형성되고 상기 차단부(820)가 왕복 이동하는 이동유로(814)와, 타단에 상기 안내홀(812)이 형성되고 상기 이동유로(814)보다 직경이 더 작게 구비되어 상기 탄성부가 수용되는 수용유로(813)를 포함할 수 있다.

상기 탄성부(830)는 상기 수용유로(813)에 수용되어 상기 투입홀(811)을 향하여 왕복이동 또는 수축/이완할 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 차단부(820)는 상기 탄성부(830)의 일단에 접촉 또는 결합되어 상기 수용유로(813)의 일단에 접촉 가능하도록 구비될 수 있다.

도7(a)를 참조하면, 상기 고압영역(s1)의 압력이 기준압력 이상에 해당하는 고압(PH)인 경우에는, 상기 고압(PH)은 상기 저압영역의 압력(V2)과 상기 탄성부(830)의 탄성력(Fk)의 합보다 더 클 수 있다. 따라서, 상기 고압(PH)은 상기 탄성부(830)를 수축시키고 상기 차단부(820)를 상기 안내홀(812)로 이동시킬 수 있다. 그 결과, 상기 차단부(820)는 상기 수용유로(813)의 일단에 안착되어 상기 안내홀(812)을 전부 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2급유유로(II)에서 공급되는 오일은 상기 안내홀(812)로 공급되는 것이 차단될 수 있다.

도7(b)를 참조하면, 상기 고압영역(s1)의 압력이 기준압력 이하에 해당하는 저압(PL)인 경우에는, 상기 저압(PL)은 상기 저압영역의 압력(V2)과 상기 탄성부(830)의 탄성력(FK)의 합보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 탄성부(830)는 이완될 수 있다. 상기 차단부(820)는 상기 수용유로(813)에서 분리되기 시작할 수 있다. 상기 탄성부(830)의 이완 정도에 따라 상기 차단부(820)는 상기 수용유로(813)의 개도가 조절될 수 있다. 상기 탄성부(830)가 충분히 이완되는 경우에는 상기 차단부(820)는 상기 수용유로(813)에서 완전히 이격되어 상기 안내홀(812)이 전부 개방될 수 있다. 이에 따라, 상기 투입홀(811)에 유입되는 오일은 상기 안내홀(812)로 이동할 수 있다.

도8은 본 발명 압축기(10)의 추가 실시예를 도시한 것이다.

도8을 참조하면, 본 발명 압축기(10)는 상기 선회스크롤(330) 또는 상기 메인프레임(310) 중 적어도 어느 하나와, 상기 고정스크롤(320) 내부에 구비되어 상기 회전축에서 공급된 오일을 선회스크롤과 상기 고정스크롤 사이에 공급하는 제1급유유로(I)를 포함하고, 상기 선회스크롤(330) 또는 상기 메인프레임(310) 중 적어도 어느 하나와, 상기 고정스크롤(320)의 내부에서 상기 제1급유유로(I)와 이격되어 구비되어 상기 회전축(230)에서 공급된 오일을 선회스크롤(330)과 상기 고정스크롤(320) 사이에 공급하는 제2급유유로(II)를 더 포함할 수 있다.

즉, 본 발명 압축기(10)는 상기 중간압영역(V1)에 연통되는 제1급유유로(I)와 상기 저압영역(V2)에 연통되는 제2급유유로(II)를 모두 포함할 수 있다.

상기 고정스크롤(320)은 상기 냉매가 유입되는 유입홀(325)과, 상기 냉매가 배출되는 토출홀(326)을 포함하고, 상기 제2급유유로(II)는 상기 제1급유유로(I) 보다 상기 유입홀(325)에 더 가깝게 구비될 수 있다. 즉, 상기 제2급유유로(II)의 말단은 상기 제1급유유로(I)의 말단보다 상기 유입홀(325)에 더 가깝게 구비될 수 있다.

이로써, 상기 급유홀(234a)을 통해 공급되는 오일은 상기 제1급유유로(I)를 통해 상기 중간압영역(V1)에 공급될 수 있고, 상기 제2급유유로(II)를 통해 상기 저압영역(V2)에 공급될 수 있다.

다시말해, 본 발명 압축기(10)는 고압력비 구동을 위하여 상기 중간압영역(V1)에 오일을 공급하는 제1급유유로(I)를 구비하고, 저압력비 구동을 위하여 상기 저압영역(V2)에 오일을 공급하는 제2급유유로(II)를 구비할 수 있다.

다만, 고압력비 구동시에 상기 제2급유유로(II)에도 오일이 공급되면 상기 압축부(300)에 과도한 오일이 공급되어 압축부(300)가 냉각되어 에너지효율이 급감하거나, 압축부(300)로 유입되는 냉매의 부피가 감소하거나, 오일의 유출이 증가되어 압축기(10)의 신뢰성이 감소될 수 있다.

따라서, 본 발명 압축기(10)는 상기 제2급유유로(II) 상에 구비되어 상기 제2급유유로(II)의 압력이 높아지면 상기 제2급유유로(II)를 폐쇄하는 조절부(800)를 더 포함할 수 있다. 이로써, 본 발명 압축기는 고압력비 구동시에는 상기 제1급유유로(I)만 개방되어 오일의 양을 조절하고, 저압력비 구동시에는 제1급유유로(I)와 상기 제2급유유로(II)가 동시에 개방되어 충분한 양의 오일을 공급할 수 있다.

도9는 도8에 도시된 압축기(10)의 단면도를 도시한 것이다.

상기 제1급유유로(I)는 중간압영역(V1)에 연통되어 있으므로, 저압력비 구동시에는 충분한 차압이 형성되지 못하여 오일이 공급량이 적다. 따라서, 상기 제1급유유로(I)에는 조절부가 생략될 수 있다. 그러나, 상기 제2급유유로(II)는 저압영역(V2)에 연통되어 있으므로, 중간압영역(V1)보다 고압영역(S1)대비 차압이 크므로 고압력비 구동시에는 과도한 오일이 공급되는 것을 차단하기 위해 조절부(800)가 구비될 수 있다.

즉, 상기 조절부(800)는 본 발명 압축기(10)가 저압력비로 구동하는 경우 상기 제2급유유로(II)를 개방하고, 상기 압축기(10)가 종래와 같이 구동하거나 고압력비로 구동하는 경우에는 상기 제2급유유로(II)를 일부 폐쇄하거나 전부 폐쇄할 수 있도록 구비될 수 있다.

이로써, 본 발명 압축기(10)는 상기 고압영역(S1)의 압력이 상승하여 차압이 과도하게 형성될 때 오일이 과다하게 압축부(300)로 공급되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 본 발명 압축기(10)는 저압력비로 구동할 때에는 상기 제2급유유로(II)가 개방되어 충분한 양의 오일이 압축부(300)로 공급되도록 유도할 수 있다. 결과적으로, 본 발명 압축기(10)는 상기 조절부(800)로 인해 고압력비 및 저압력비에 전부 적용되어 설치될 수 있는 효과를 도출할 수 있다.

상기 조절부(800)는 상기 제2급유유로(II)와 연통하도록 구비되어 상기 오일이 유입되는 투입홀(811)과 상기 오일이 배출되는 안내홀(812)을 포함하는 더 확장유로를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 확장유로는 상기 고정유로의 입구에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.

도10은 본 발명 압축기의 작동방식을 도시한 것이다.

도10(a)는 선회스크롤을 도시한 것이며, 도10(b)는 고정스크롤을 도시한 것이며, 도10(c)는 상기 선회스크롤과 상기 고정스크롤이 냉매를 압축하는 과정을 도시한 것이다.

상기 선회스크롤(330)은 상기 선회경판(331)의 일면에 선회랩(333)을 구비할 수 있고, 상기 고정스크롤(320)은 상기 고정경판(321)의 일면에 상기 고정랩(323)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 선회스크롤(330)은 냉매가 외부로 토출되는 것이 방지되도록 밀폐된 강체로 구비되나, 상기 고정스크롤(320)은 액상 등의 저온 저압의 냉매가 유입되도록 냉매공급관과 연통하는 유입홀(325)과, 상기 고온 고압의 냉매가 배출되는 토출홀(326)을 구비할 수 있고, 외주면에 상기 토출홀(326)에서 토출된 냉매가 배출되는 바이패스홀(327)을 구비할 수 있다.

한편, 상기 고정랩(323)과 선회랩(333)은 인볼류트 형상으로 형성되어 적어도 2점 이 맞물리면서 상기 냉매가 압축되는 압축실을 형성하도록 구비될 수 있다.

상기 인볼류트 형상은 도시된 바와 같이 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다.

다만, 본 발명 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)은 20개 이상의 원호를 조합하여 형성한 것으로 곡률반경이 부분마다 달라지도록 구비될 수 있다.

즉, 본 발명 압축기는 상기 회전축(230)이 상기 고정스크롤(320)과 상기 선회스크롤(330)을 관통하도록 구비되어 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)의 곡률반경 및 압축공간이 감소한다.

따라서, 이를 보상하기 위해, 본 발명 압축기는 냉매가 토출되는 공간을 축소하고, 압축비를 향상시킬 수 있도록, 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)의 토출직전의 곡률반경을 회전축의 관통된 축수부 보다 더 작게 구비할 수 있다.

즉, 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)은 토출홀(326) 부근에서 더 심하게 꺽여 구비될 수 있고, 유입홀(325) 부분으로 연장될수록 꺽여 구비된 부분에 대응하여 곡률반경이 지점마다 달라질 수 있다.

도10(c)를 참고하면, 상기 고정스크롤(320)의 유입홀(325)에 냉매(i)가 유입되고, 상기 냉매(i)보다 먼저 유입된 냉매(ii)는 상기 고정스크롤(320)의 토출홀(326)의 근방에 위치한다.

이때, 상기 냉매(i)는 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)의 외곽면에서 서로 맞물려 구비되는 영역에 존재하며, 상기 냉매(ii)는 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)이 2점 맞물리는 다른 영역에 밀폐되어 존재한다.

이후 상기 선회스크롤(330)이 선회운동을 시작하면, 상기 선회랩(333)의 위치변경에 따라 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)이 2점맞물리는 영역이 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)의 연장방향을 따라 이동하면서 부피가 축소되기 시작하며, 냉매(i)는 이동하여 압축되기 시작한다. 상기 냉매(ii)는 더욱 부피가 감소하여 압축되어 상기 토출홀(326)로 안내되기 시작한다.

상기 냉매(ii)는 상기 토출홀(326)에서 배출되며, 상기 냉매(i)는 상기 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)이 2점맞물리는 영역이 시계방향으로 이동함에 따라 이동하며, 부피가 감소하여 더욱 압축되기 시작한다.

상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)이 2점맞물리는 영역이 또다시 시계방향으로 이동하면서 고정스크롤 내부와 가까워지며, 부피는 더욱 감소되어 압축되고, 상기 냉매(ii)는 배출이 거의 완료된다.

이처럼, 상기 선회스크롤(330)이 선회운동함에 따라 상기 냉매는 상기 고정스크롤의 내부로 이동하면서 선형적 또는 연속적으로 압축될 수 있다.

상기 도면은 냉매가 불연속적으로 상기 유입홀(325)에 유입되는 것을 도시하였으나, 이는 설명을 위한 것일 뿐 냉매는 연속적으로 공급될 수 있으며, 상기 상기 고정랩(323)과 상기 선회랩(333)이 2점 맞물리는 영역 마다 냉매가 수용되어 압축될 수 있다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1 냉매사이클 10 압축기
100 케이스 110 수용쉘 120 배출쉘 121 배출부 130 밀폐쉘
200 구동부
300 압축부
310 메인프레임 311 메인경판 318 메인관통홀 3181 메인축수부
320 고정스크롤 321 고정경판
330 선회스크롤
340 올담링 350 배압씰(seal)
400 구동밸런서
500 머플러 510 수용바디 520 결합바디 541 머플러 축수부
800 조절부 820 차단부 830 탄성부

Claims

오일이 저유되는 저유공간을 구비하는 케이스;
상기 케이스의 내주면에 결합되는 구동부;
상기 구동부에 결합되어 회전하되 상기 오일을 공급하도록 구비되는 회전축;
상기 회전축에 결합되어 냉매를 압축하며 상기 오일로 윤활되는 압축부;를 포함하고,
상기 압축부는
상기 회전축에 결합되어 상기 회전축이 회전하면 공전운동을 하도록 구비되는 선회스크롤;
상기 선회스크롤과 맞물려 구비되어 상기 냉매를 공급받아 상기 선회스크롤이 공전운동함에 따라 상기 냉매를 압축하여 토출시키는 고정스크롤;
상기 고정스크롤에 안착되어 상기 선회스크롤을 수용하며 상기 회전축이 관통하는 메인프레임; 및
상기 메인프레임과 상기 고정스크롤 내부에 구비되어 상기 회전축에서 공급된 오일을 선회스크롤과 상기 고정스크롤 사이에 공급하는 급유유로를 포함하고,
상기 급유유로 상에 구비되어 상기 급유유로의 압력이 높아지면 상기 급유유로를 폐쇄하거나 상기 급유유로의 개도를 조절하는 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 급유유로는
상기 메인프레임에 구비되어 상기 회전축에서 오일이 유입되는 전달유로; 및
상기 전달유로와 연통되도록 상기 고정스크롤에 구비되어 상기 전달유로를 통과한 오일을 상기 고정스크롤과 상기 선회스크롤 사이로 안내하는 고정유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 케이스는 상기 케이스의 일면에 구비되며 압축된 상기 냉매가 토출되는 배출부;를 포함하며,
상기 구동부는 상기 배출부를 마주하도록 구비되며, 상기 메인프레임은 상기 구동부보다 상기 배출부에서 더 멀리 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제3항에 있어서,
상기 메인프레임은
상기 구동부를 마주하도록 구비되는 메인경판;
상기 메인경판의 내주면에서 상기 구동부와 멀어지는 방향으로 연장되어 상기 고정스크롤에 안착되는 메인측판; 및
상기 메인경판에서 연장되어 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 메인축수부;를 포함하며,
상기 전달유로는
상기 메인축수부를 관통하여 상기 회전축으로부터 오일을 공급받는 메인유로;
상기 메인경판 내부에 구비되며, 상기 메인유로에서 상기 회전축과 멀어지도록 연장되는 통과유로; 및
상기 메인측판 내부에 구비되고, 상기 통과유로에서 상기 고정스크롤을 향하여 연장되어 상기 고정유로와 연통되는 배출유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제4항에 있어서,
상기 배출유로는 상기 회전축과 나란하게 구비되며, 상기 조절부는 상기 배출유로의 말단에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제4항에 있어서,
상기 메인유로는 상기 회전축으로부터 상기 오일이 유입되는 부분이 상기 선회스크롤을 마주하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제6항에 있어서,
상기 압축부는
상기 메인경판과 상기 선회스크롤 사이에 구비되어 상기 고정스크롤과 상기 선회스크롤을 밀착시키는 배압씰을 더 포함하며,
상기 배압씰은 상기 메인유로의 상기 오일이 유입되는 부분보다 상기 회전축에서 더 멀리 위치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제3항에 있어서,
상기 고정스크롤은
상기 메인프레임보다 상기 구동부에서 더 멀리 위치되며, 상기 케이스의 내주면과 결합되는 고정경판; 및
상기 고정경판에서 상기 배출부를 향하여 연장되어 상기 메인프레임과 접촉하도록 구비되는 고정측판을 포함하며,
상기 고정유로는
상기 고정측판에 구비되며, 상기 전달유로와 연통되어 상기 전달유로로부터 상기 오일이 공급되는 유입유로; 및
상기 유입유로에서 연장되어 상기 고정스크롤과 상기 선회스크롤 사이로 상기 오일을 안내하는 공급유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제8항에 있어서,
상기 유입유로는 상기 회전축과 나란하게 구비되며, 상기 조절부는 상기 유입유로의 입구에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 조절부는
상기 전달유로로부터 상기 오일이 유입되는 투입홀과 상기 오일이 배출되는 안내홀을 포함하는 확장유로와,
상기 확장유로를 왕복이동 하도록 구비되어 상기 안내홀을 차폐하도록 구비되는 차단부와,
상기 차단부에 접촉되어 상기 차단부를 상기 투입홀을 향하여 가압하도록 구비되는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제10항에 있어서,
상기 탄성부는
상기 차단부에 가압되는 압력이 기준 압력 이상일 때 상기 차단부가 상기 안내홀로 접근하는 것을 것을 허용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제10항에 있어서,
상기 확장유로는
일단에 상기 투입홀이 형성되고 상기 차단부가 왕복 이동하는 이동유로와,
타단에 상기 안내홀이 형성되고 상기 이동유로 보다 직경이 더 작게 구비되어 상기 탄성부가 수용되는 수용유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제10항에 있어서,
상기 확장유로는 상기 고정유로의 입구에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 고정스크롤은 상기 냉매가 유입되는 유입홀과 상기 유입홀보다 상기 회전축에 가깝게 구비되며 상기 냉매가 배출되는 토출홀을 포함하고,
상기 급유유로의 말단은 상기 회전축을 기준으로 상기 토출홀보다 상기 유입홀에 더 가깝게 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제14항에 있어서,
상기 선회스크롤은 상기 고정스크롤을 향하여 돌출되는 선회랩을 포함하고,
상기 고정스크롤은 상기 선회랩과 맞물리도록 구비되어 상기 냉매가 압축되는 공간을 제공하는 고정랩을 포함하고,
상기 급유유로의 말단은 상기 고정랩의 최외각 외주면에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 급유유로는 복수 개로 구비되며,
상기 급유유로 각각의 말단은 상기 회전축으로부터 거리가 다르게 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제16항에 있어서,
상기 조절부는 상기 급유유로 중 상기 말단이 상기 회전축으로부터 가장 멀리 위치되는 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.