KR20220008977A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 중심에 회전자 및 회전축이 배치되고, 상기 회전자의 외측에는 고정자가 이격 구성되며, 상기 고정자의 전자유도작용에 의해 상기 회전자 및 회전축이 회전하는 하우징과, 일측면에 선회랩이 형성되며, 대향측면에는 상기 회전축의 일단과 연결되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 선회운동을 하는 선회스크롤과, 상기 하우징에 결합되고 상기 하우징에 내장된 상기 선회스크롤 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회스크롤의 선회랩과 상응하여 압축실을 이루어, 인입된 냉매를 압축 후, 토출되도록 하는 고정랩이 형성된 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 사이에 두고 고정스크롤과 조합되어 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 메인프레임과, 상기 고정스크롤 배후면에 결합되고, 상기 고정스크롤에 인접하는 내측에는 상기 고정스크롤에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버, 오일분리기, 저유부가 형성된 탑캡, 및 상기 고정스크롤에서 배압실로 연통하는 오일유로 선상에 구비되어, 상기 배압실로 유동하는 오일의 압력을 감압하는 감압부재를 포함하여, 배압실로 유동하는 오일유로 상에 오일의 압력을 감압하는 감압부재를 구비하여, 배압실로 제공되는 오일의 감압편차를 개선하고, 종래와 같이 오리피스홈을 형성하기 위해 별도의 공간이 필요치 않아 토출실 공간을 확보할 수 있으며, 고정스크롤의 가공 공수를 줄여 공정 단순화로 원가절감을 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}

본 발명은 오일회수 유로에 감압부재를 구비하는 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토출되는 냉매에서 분리된 고압의 오일이 배압실로 유동하는 오일유로 상에 오일의 압력을 감압하는 감압부재를 구비한 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는, 냉난방을 위한 공조장치의 한 구성으로서 증발기로부터 저온저압의 냉매를 흡입하여 고온고압의 냉매로 압축시켜 응축기로 토출하는 압축기 중 하나이다.

상기 스크롤 압축기는 흡입구가 형성된 하우징과, 하우징 내부에 설치된 고정자의 내측에 구성되는 회전자와 연결되어 회전하는 회전축과, 회전축에 연결되어 선회하는 선회스크롤과, 선회스크롤과 맞물려 한 쌍의 압축실을 형성하는 고정스크롤과, 선회스크롤을 사이에 두고 고정스크롤과 결합되어, 상기 하우징에 안착되는 메인프레임과, 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 자전방지기구와, 오일분리기와 토출구가 형성되는 탑캡으로 구성되는데, 스크롤 압축기의 동작은 다음과 같다.

흡입구를 통하여 흡입된 냉매가스가 선회스크롤과 고정스크롤이 맞물려 형성된 압축실로 이동되어 압축된다.

압축된 냉매가스는 고정스크롤의 중앙부에서 토출되고, 오일분리기를 통해 냉매가스에 혼합된 오일이 분리되어 저유고로 이동하고 냉매가스는 토출구를 통해 외부로 토출된다.

이때 압축된 냉매가스의 압력에 의해 생기는 접선방향, 축방향, 반경방향의 가스력에 의해 누설이 발생하는데, 상기한 누설을 저감 하기 위한 여러 가지 구조 중, 축방향 가스력에 의한 누설을 저감하기 위해 고정스크롤 배압 방식, 선회스크롤 배압 방식, 탑실 방식 등이 있다.

이중 선회스크롤을 이용한 누설 점감 방식은 선회스크롤과 메인프레임 사이에 배압실을 형성하여, 배압실의 오일분리기에서 분리된 오일을 공급하여 선회스크롤을 떠받치는 방식이다.

하지만, 배압실에 적정한 압력의 오일을 공급하지 않으면, 냉매가스의 누설이 심해져 효율이 떨어지거나, 스크롤 간의 마찰손실이 커지게 되는 문제가 발생한다.

여기서 배압실에 적정한 압력의 오일을 공급하기 위해, 오일분리기에 의해 분리된 고압의 오일을 별도의 부재 혹은 구조에 의해 감압을 해야 하는데, 종래에는 오일 압력을 줄이기 위한 방법 중 오리피스홈을 형성하였으나, 상기 오리피스홈을 위한 별도의 공간을 확보할 필요가 있고, 이물에 위약하며 감압편차가 고르지 않은 문제가 있었으며, 정밀가공을 요하기 때문에 가공 증가로 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

종래기술로는 대한민국 공개특허 제10-2003-0044241호(2003.06.09)를 참고할 수 있다.

본 발명은 배압실로 유동하는 오일유로 상에 오일의 압력을 감압하는 감압부재를 구비하여, 배압실로 제공되는 오일의 감압편차를 개선하고, 종래와 같이 오리피스홈을 형성하기 위해 별도의 공간이 필요치 않아 토출실 공간을 확보할 수 있으며, 고정스크롤의 가공 공수를 줄여 공정 단순화로 원가절감을 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는 내부 중심에 회전자 및 회전축이 배치되고, 상기 회전자의 외측에는 고정자가 이격 구성되며, 상기 고정자의 전자유도작용에 의해 상기 회전자 및 회전축이 회전하는 하우징과, 일측면에 선회랩이 형성되며, 대향측면에는 상기 회전축의 일단과 연결되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 선회운동을 하는 선회스크롤과, 상기 선회스크롤 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회스크롤의 선회랩과 상응하여 압축실을 이루어, 인입된 냉매를 압축 후, 토출되도록 하는 고정랩이 형성된 고정스크롤과, 상기 선회스크롤을 사이에 두고 고정스크롤과 조합되어 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 메인프레임과, 상기 고정스크롤 배후면에 결합되고, 상기 고정스크롤에 인접하는 내측에는 상기 고정스크롤에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버, 오일분리기, 저유부가 형성된 탑캡, 및 상기 저유부에서 배압실로 연통하는 오일유로 선상에 구비되어, 상기 배압실로 유동하는 오일의 압력을 감압하는 감압부재를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 감압부재는 그 내부에 복수 개의 오리피스와 복수 개의 챔버가 순차 배열된 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 상기 감압부재는 단면이 반형을 이루는 제1부재, 및 제2부재로 구비되고, 상기 제1부재 및 제2부재가 서로 평평한 면이 겹쳐져 원통형을 이루는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 감압부재는 상기 고정스크롤에 형성된 오일유로 선상에 배치되는 것이 바람직하다.

더불어 본 발명에 따른 상기 감압부재는 내부에 일측면이 개구된 챔버를 형성하고, 일측면과 대향진 타측면에는 상기 챔버와 연통하는 오리피스가 형성된 제3부재를 포함하고, 상기 제3부재 복수 개가 서로 적층되어 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.

배압실로 유동하는 오일유로 상에 오일의 압력을 감압하는 감압부재를 구비하여, 배압실로 제공되는 오일의 감압편차를 개선하고, 종래와 같이 오리피스홈을 형성하기 위해 별도의 공간이 필요치 않아 토출실 공간을 확보할 수 있으며, 고정스크롤의 가공 공수를 줄여 공정 단순화로 원가절감을 할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 단면을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 오일유로에 감압부재를 구비한 상태를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감압부재의 일 예시를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감압부재의 다른 예시를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감압부재의 또 다른 예시를 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 배압실로 유동하는 오일유로 상에 오일의 압력을 감압하는 감압부재를 구비하여, 배압실로 제공되는 오일의 감압편차를 개선하고, 종래와 같이 오리피스홈을 형성하기 위해 별도의 공간이 필요치 않아 토출실 공간을 확보할 수 있으며, 고정스크롤의 가공 공수를 줄여 공정 단순화로 원가절감을 할 수 있는 스크롤 압축기에 관한 것으로, 도면을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4를 참조한 본 발명의 실시 예에 따른 스크롤 압축기(100)는 하우징(110), 메인프레임(120), 선회스크롤(130), 고정스크롤(140), 탑캡(Top Cap: 200)이 포함되는데, 먼저 상기 하우징(110)은 그 내부 공간에 회전자(111) 및 회전축(113)이 구비된다.

이때 상기 회전자(111)를 기준으로 외주변에는 고정자(112)가 구성되며, 상기 고정자(112)의 전자유도작용에 의해 상기 회전자(111) 및 회전축(113)이 회전하게 된다.

상기 하우징(110)의 내부에 수용되는 상기 회전자(111)와 고정자(112)는 일반적인 전동모터의 구성과 같이 상기 고정자(112)가 상기 하우징(110)의 내측면을 따라 장착되고, 상기 회전자(111)는 상기 고정자(112)의 내부에 회전 가능하게 이격되어 배치된다.

따라서 상기 회전축(113)은 상기 회전자(111)의 내부에 회전 가능하게 장착되어, 외부에서 공급되는 전원에 의해 상기 고정자(112)에서 전자기장이 발생하게 되면, 전자유도작용에 의해 상기 고정자(112)의 내부에 장착된 상기 회전자(111) 및 회전축(113)이 회전운동하고, 상기 회전자(111)가 회전함에 따라 스크롤 압축이 이루어진다.

상기 하우징(110)의 일측면에는 메인프레임(120)이 결합되고, 스크롤 압축이 이루어지기 위해 상기 메인프레임(120)의 일측면에 나선형의 선회랩(131)이 형성된 선회스크롤(130)이 장착되는데, 상기 선회스크롤(130)은 상기 회전축(113)의 일단과 연결되고, 상기 메인프레임(120)과 연결되는 센터하우징의 내부에 베어링에 의해 회전 가능하게 구비된다.

따라서 상기한 구성에 의해 상기 회전자(111)가 상기 고정자(112)의 전자유도작용에 의해 회전함에 따라 상기 회전축(113)이 회전하게 되면, 상기 선회스크롤의 자전을 방지하는 자전방지기구(미도시)에 의해 상기 선회스크롤(130)이 공전하면서 상기 선회스크롤(130)의 일측면에 형성된 선회랩(131) 또한 선회운동하게 된다.

이때 상기 메인프레임(120)과 상기 선회스크롤(130) 사이에는 배압실(121)이 구비되는데, 상기 배압실(121)은 상기 선회스크롤(130)의 일측에 구비되어, 상기 배압실(121)의 압력으로 상기 선회스크롤(130)을 떠받친다.

그리고 상기 메인프레임(120) 중 선회스크롤(130)이 구비된 일측에는 고정스크롤(140)이 결합되는데, 상기 고정스크롤(140)에는 고정랩(141)이 형성되어 있으며, 상기 고정랩(141)은 상기 선회스크롤(130)의 선회랩(131)과 대응되게 위치하여 한 쌍의 압축실을 형성한다.

상기 고정스크롤(140)이 상기 메인프레임(120)에 결합됨에 따라 상기 고정스크롤(140)의 고정랩(141)이 상기 선회랩(131)과 서로 대응되게 배치되어, 상기 선회랩(131)의 선회운동에 따라 인입된 냉매를 압축, 토출하는 압축실을 형성하게 된다.

상기 고정스크롤(140)을 상기 메인프레임(120)의 일단에 결합할 시 상기 고정스크롤(140)과 상기 메인프레임(120)의 일단 사이에는 오링(미도시) 또는 가스켓(Gasket)이 구비되어 상기 고정스크롤(140)과 상기 메인프레임(120) 일단 사이의 기밀이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 고정스크롤(140)의 배후에는 탑캡(200)이 결합되는데, 상기 탑캡(200)에는 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(미부호)가 구비되는 것이 바람직하다.

이때 상기 고정스크롤(140) 배후면에 밀착 결합되는 상기 탑캡(200)은 상기 고정스크롤(140)에 인접하는 내측 공간에 상기 고정스크롤(140)에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버(도시하지 않음)가 형성된다.

또한, 상기 탑캡(200)의 일측에는 토출챔버와 연통하는 토출구를 형성하는데, 상기 토출구에는 오일분리기(도시하지 않음)와 저유부를 구비하여, 상기 선회스크롤(120)의 공전으로 압축실에서 압축되어 토출챔버로 이동된 고압의 냉매(오일혼합)가 오일분리기에 의해 혼합되었던 오일이 분리되어 냉매는 토출구를 통해 배출되고, 오일은 오일분리기 하단의 저유부에 누적된다.

상기 저유부에 누적된 오일은 고정스크롤(140)에 가공된 오일유로(142)를 따라 흐르면서 감압이 되면서 배압실(121)로 제공된다.

여기서 상기 배압실(121)에는 적정한 압력의 오일을 공급하기 위해, 상기 저유부에서 배압실(121)로 연통하는 오일유로(142) 선상에는 감압부재(150)를 구비하는데, 상기 감압부재(150)는 상기 배압실(121)로 유동하는 오일의 압력을 감압한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 감압부재(150)를 더욱 상세하게 살펴보면, 상기 감압부재(150)는 그 내부에 복수 개의 오리피스(151)와 복수 개의 챔버(152)가 순차 배열되어, 상기 오리피스(151)와 챔버(152)를 통과하는 오일의 교축 현상으로 상기 배압실(121)로 유동하는 오일의 압력이 감압된다.

이때 상기 감압부재(150)는 단면이 반원형을 이루는 제1부재(160)와, 제2부재(170)로 구비되고, 상기 제1부재(160) 및 제2부재(170)가 서로 평평한 면이 면접하여, 상기 오일유로 (142)선상에 배치될 수 있도록 원통형을 이루는 것이 바람직하다.

따라서 단면이 반원형을 이루는 제1부재(160) 및 제2부재(170) 각각의 내부에는 반원형의 오리피스(151) 복수 개와, 반원형의 챔버(152) 복수 개가 교번으로 형성되며, 상기 제1부재(160) 및 제2부재(170)의 평평한 면을 면접시켜, 원통형의 감압부재(150)를 이룬다.

여기서 상기 오리피스(151) 및 챔버(152)의 개수는 오일의 감압 정도를 감안하여 해당 지정 개수로 형성하는 것이 바람직하고, 상기 오리피스(151)는 상기 감압부재(150)의 중심과 동심을 이루도록 형성하나, 이에 한정하지 않고 오일의 감압 정도를 고려하여 상기 감압부재(150)의 중심과 편심을 이루도록 형성할 수 있다.

이때 상기 복수 개의 오리피스(151)는 그 중심이 서로 동심을 이루지 않고 엇갈리게 형성할 수도 있다.

또한, 상기 감압부재(150)는 도 5에 도시한 바와 같이 내부에 일측면이 개구된 챔버(182)를 형성하고, 일측면과 대향진 타측면에는 상기 챔버(181)와 연통하는 오리피스(181)가 형성된 제3부재(180)로 구비하고, 상기 제3부재(180) 복수 개가 다단으로 적층되어 상기 감압부재(150)를 이루어질 수 있다.

이때 다단을 이루는 제3부재(180)의 오리피스(181)는 상기 제3부재(180)의 중심과 동심을 이루도록 형성할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 상기 오리피스(181) 그 중심이 서로 동심을 이루지 않고 엇갈리게 형성하는 것이 바람직하다.

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

100: 압축기 110: 하우징
111: 회전자 112: 고정자
113: 회전축 120: 메인프레임
121: 배압실 130: 선회스크롤
131: 선회랩 140: 고정스크롤
141: 고정랩 150: 감압부재
151, 181: 오리피스 152, 182: 챔버
200: 탑캡

Claims (6)

1. 내부 중심에 회전자 및 회전축이 배치되고, 상기 회전자의 외측에는 고정자가 이격 구성되며, 상기 고정자의 전자유도작용에 의해 상기 회전자 및 회전축이 회전하는 하우징;
   일측면에 선회랩이 형성되며, 대향측면에는 상기 회전축의 일단과 연결되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 선회운동을 하는 선회스크롤;
   상기 하우징에 결합되고 상기 하우징에 내장된 상기 선회스크롤 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회스크롤의 선회랩과 상응하여 압축실을 이루어, 인입된 냉매를 압축 후, 토출되도록 하는 고정랩이 형성된 고정스크롤;
   상기 선회스크롤을 사이에 두고 고정스크롤과 조합되어 선회스크롤을 축방향으로 지지하는 메인프레임;
   상기 고정스크롤 배후면에 결합되고, 상기 고정스크롤에 인접하는 내측에는 상기 고정스크롤에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버, 오일분리기, 저유부가 형성된 탑캡; 및
   상기 고정스크롤에서 배압실로 연통하는 오일유로 선상에 구비되어, 상기 배압실로 유동하는 오일의 압력을 감압하는 감압부재;를 포함하는 스크롤 압축기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 감압부재는
   그 내부에 복수 개의 오리피스와 복수 개의 챔버가 순차 배열된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 감압부재는
   단면이 반원형을 이루는 제1부재, 및 제2부재로 구비되고,
   상기 제1부재 및 제2부재가 서로 평평한 면이 면접하여 원통형을 이루는 스크롤 압축기.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 감압부재는
   상기 고정스크롤에 형성된 오일유로 선상에 배치되는 스크롤 압축기.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   삼기 감압부재의 오리피스는
   상기 감압부재의 중심과 편심지게 형성한 스크롤 압축기.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 감압부재는
   내부에 일측면이 개구된 챔버를 형성하고, 일측면과 대향진 타측면에는 상기 챔버와 연통하는 오리피스가 형성된 제3부재로 구비하고, 상기 제3부재 복수 개가 적층되어 이루어진 스크롤 압축기.

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