KR20220077942A - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 회전축 및 상기 회전축에 설치되는 모터가 내부에 수용되며, 냉매가 흡입되는 흡입구가 형성된 메인하우징; 상기 메인하우징 상측에 배치되어 상기 회전축의 상단이 결합되며, 상기 회전축에 의해 공전되는 선회경판과, 상기 선회경판의 상측에 연결되는 선회랩과, 상기 선회랩의 중심에 연결되며, 상기 회전축이 관통되는 결합부를 포함하는 선회스크롤; 상기 메인하우징과 상기 선회스크롤 사이에 개재되어 상기 선회스크롤 사이에 배압실이 형성되는 메인프레임; 상기 메인프레임 상측에 안착되며, 상기 선회랩과의 사이에 냉매가 압축되는 압축실이 형성된 고정랩과, 압축된 냉매가 토출되는 토출공을 갖는 고정스크롤; 및 상기 고정스크롤이 상측에 설치되며, 상기 고정스크롤과의 사이에 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 탑캡;을 포함하되, 상기 회전축은, 메인축부와, 상기 메인축부의 일단에 설치되며, 상기 선회스크롤에 삽입되는 선회축부와, 상기 선회축부의 일단에 설치되며, 상기 고정스크롤에 삽입되는 고정축부를 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compresor}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스크롤 압축기의 반경방향 누설을 개선하고 내구성을 향상시키는 반경방향 순응기구가 적용된 스크롤 압축기에 관한 것이다.
종래 스크롤 압축기는 선회스크롤이 압축조건의 변화에 관계없이 항상 동일 궤적을 따라 선회하는 고정반경식 스크롤 압축기와, 액냉매나 오일 또는 이물질이 압축실로 유입되어 압축실 내의 압력이 비정상적으로 상승하였을 때, 선회스크롤이 선회랩의 파손을 방지하기 위하여 반경방향으로 후퇴하도록 마련되는 가변반경식 스크롤 압축기로 구성되어 있다.
가변반경식 스크롤 압축기에서 선회스크롤의 선회반경이 가변되도록 하기 위해서는, 통상 회전축과 선회스크롤 사이에 슬라이드 부시 또는 편심부시와 같은 반경방향 순응기구를 개재시키는 방식들이 알려져 있다.
반경 방향 순응기구로서 정치형에서 많이 사용되는 슬라이딩 부시는, 슬라이딩 각도 설정에 따라 고정스크롤과 선회스크롤의 선회랩 측면(flank)간 밀봉력을 조절해주어 선회랩 측면간의 누설을 방지하고, 압축실내의 압력이 비정상적으로 상승하였을 때 선회스크롤의 반경반경을 후퇴하도록 하여 선회스크롤 선회랩의 파손을 방지한다.
종래의 축관통 스크롤 압축기의 회전축은, 고정된 선회반경을 가진 일체형 축으로 제작을 한다. 하지만 축관통 스크롤 압축기의 경우 회전축이 서브베어링과 고정스크롤의 회전축 지지부, 선회스크롤 그리고 메인프레임까지 4부분의 지지를 가지도록 결합되어, 가공공차에 의한 선회반경 변동이 종래의 스크롤 압축기 보다 크다는 문제점이 있다. 선회반경이 설계보다 클 경우, 고정스크롤과 선회스크롤이 지속적으로 충돌하여 내구성이 감소되며, 선회반경이 설계보다 작을 경우, 고정스크롤의 고정랩과 선회스크롤의 선회랩의 측면 간극으로 누설량이 증가하여, 압축기의 체적효율 감소와 동력증가 문제가 발생하여 압축기 효율이 저하된다.
본 발명의 목적은, 축관통 방식의 스크롤 압축기에서 반경방향 순응기구인 슬라이딩부시 또는 편심부시를 구비하는 전동식 압축기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 종래의 일체형 샤프트를 3단으로 구조로 구비함으로써, 가공공차에 의한 조립성을 개선한 전동식 압축기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 회전축 및 상기 회전축에 설치되는 모터가 내부에 수용되며, 냉매가 흡입되는 흡입구가 형성된 메인하우징; 상기 메인하우징 상측에 배치되어 상기 회전축의 상단이 결합되며, 상기 회전축에 의해 공전되는 선회경판과, 상기 선회경판의 상측에 연결되는 선회랩과, 상기 선회랩의 중심에 연결되며, 상기 회전축이 관통되는 결합부를 포함하는 선회스크롤; 상기 메인하우징과 상기 선회스크롤 사이에 개재되어 상기 선회스크롤 사이에 배압실이 형성되는 메인프레임; 상기 메인프레임 상측에 안착되며, 상기 선회랩과의 사이에 냉매가 압축되는 압축실이 형성된 고정랩과, 압축된 냉매가 토출되는 토출공을 갖는 고정스크롤; 및 상기 고정스크롤이 상측에 설치되며, 상기 고정스크롤과의 사이에 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 탑캡;을 포함하되, 상기 회전축은, 메인축부와, 상기 메인축부의 일단에 설치되며, 상기 선회스크롤에 삽입되는 선회축부와, 상기 선회축부의 일단에 설치되며, 상기 고정스크롤에 삽입되는 고정축부를 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.
상기 메인축부는, 일단에 메인삽입홈이 형성되며, 상기 선회축부는, 타단에서 돌출되어 상기 메인삽입홈에 삽입되는 선회돌기가 형성될 수 있다.
상기 선회축부는, 일단에 선회삽입홈이 형성되며, 상기 고정축부는, 상기 선회삽입홈에 삽입되는 고정돌기가 타 측으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 고정축부는, 상기 고정돌기를 기준으로 반경방향 외측으로 돌출되어 상기 선회축부의 일단에 안착될 수 있다.
상기 메인축부는, 중심으로부터 반경방향 외측으로 관통되어 상기 메인프레임의 내주면을 향하는 메인관통홀이 형성되며, 상기 선회축부는, 축방향을 따라 관통되어 상기 메인관통홀과 연통되는 선회관통홀이 형성되고, 상기 고정축부는, 축방향을 따라 관통되어 상기 선회관통홀과 연통되는 고정관통홀이 형성될 수 있다.
상기 메인축부는, 일단에 메인돌기가 돌출 형성되며, 상기 선회축부는, 타단에 상기 메인돌기가 삽입되는 제1선회삽입홈이 형성될 수 있다.
상기 회전축은, 상기 메인돌기, 선회축부를 관통하는 고정핀을 더 포함할 수 있다.
상기 고정핀은, 상기 제1선회삽입홈보다 직경이 작을 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기에 의하면, 회전축이 서브베어링 및 메인프레임을 관통하는 메인축부와, 선회스크롤을 관통하는 선회축부와, 고정스크롤에 삽입되는 고정축부를 갖도록 설계됨으로써, 선회축부가 반경방향 순응기구인 슬라이딩부시 또는 편심부시의 역할을 수행하도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 가공공차에 의한 조립성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스크롤 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 회전축의 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 회전축의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전축의 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 회전축의 단면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 스크롤 압축기(10)는, 메인하우징(11), 고정스크롤(13), 선회스크롤(14), 메인프레임(15), 탑캡(16)을 포함한다.
상기 메인하우징(11)은, 냉매가 유입되는 흡입구가 형성되며, 내부에 모터(12)와 회전축(100)이 수용된다. 상기 회전축(100)은 상기 모터(12)를 관통하며, 상기 모터(12)에 의해 회전한다.
상기 메인프레임(15)은, 상기 메인하우징(11)의 일 측에 설치되며, 상기 선회스크롤(14)과의 사이에 배압실을 형성한다.
상기 고정스크롤(13)은, 상기 메인프레임(15)의 일 측에 설치되며, 고정경판, 고정랩을 포함한다. 상기 고정경판은, 원판 형상으로 형성된다. 상기 고정랩은, 상기 고정경판의 타 측에 연결되며, 나선형으로 형성된다. 상기 고정스크롤(13)과 선회스크롤(14)과의 사이에 형성된 압축실에서 압축된 냉매는, 토출공을 통해 토출된다.
상기 선회스크롤(14)은, 상기 메인프레임(15)과 고정스크롤(13)의 사이에 설치되며, 상기 고정스크롤(13)과의 사이에 냉매가 압축되는 압축실을 형성한다. 그리고 상기 선회스크롤(14)은, 선회경판, 선회랩, 결합부를 포함한다. 상기 선회경판은, 원판 형상으로 형성된다. 상기 선회랩은 상기 선회경판의 일 측에 연결되며, 나선형으로 형성되고, 상기 고정랩과의 사이에서 공전을 통해 냉매를 압축시킨다. 상기 결합부는, 상기 선회랩의 중심부에 연결되며, 상기 회전축(100)이 관통된다. 상기 회전축(100)은, 상기 결합부를 관통한 후 상기 고정경판으로 관통된다.
상기 탑캡(16)은, 상기 메인하우징(11)의 일 측에 결합되며, 상기 고정스크롤(13), 선회스크롤(14) 및 메인프레임(15)이 내부에 수용된다. 그리고 상기 탑캡(16)은, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 외부로 토출되는 토출구가 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 회전축(100)은, 메인축부(110), 선회축부(120), 고정축부(130)를 포함한다.
상기 메인축부(110)는, 타단이 메인하우징의 타 측 내벽에 존재하는 서브베어링(미도시)에 의해 지지되며, 상기 메인프레임(15)을 관통한다. 상기 메인축부(110)는, 일단에 메인삽입홈(111)이 형성되며, 중심으로부터 반경방향 외측으로 관통되어 상기 메인프레임(15)의 내주면을 향하는 메인관통홀(112)이 형성된다.
상기 선회축부(120)는, 상기 메인축부(110)의 일 측에 설치되는 것으로, 상기 선회스크롤(14)의 결합부를 관통한다. 상기 선회축부(120)는, 타단으로 선회돌기(121)가 돌출 형성되며, 상기 선회돌기(121)는 상기 메인삽입홈(111)에 삽입된다. 또한, 상기 선회축부(120)는, 일단에 선회삽입홈(122)이 형성되며, 내부로 축방향을 따라 선회관통홀(123)이 관통 형성된다. 그리고 상기 선회관통홀(123)은, 상기 메인관통홀(112)과 연통된다.
상기 고정축부(130)는, 상기 선회축부(120)의 일 측에 설치되며, 상기 고정스크롤(13)에 삽입된다. 상기 고정축부(130)는, 타 측으로 고정돌기(131)가 돌출 형성되며, 상기 고정돌기(131)는 상기 선회삽입홈(122)에 삽입된다. 그리고 상기 고정축부(130)는, 상기 고정돌기(131)를 기준으로 반경방향 외측으로 돌출된 형상으로 형성되며, 상기 선회축부(120)의 일단에 안착된다. 상기 고정축부(130) 및 상기 고정돌기(131)는, 내부로 축방향을 따라 고정관통홀(132)이 관통 형성된다. 상기 고정관통홀(132)은 상기 선회관통홀(123)과 연통된다.
상기 메인삽입홈(111)은, 상기 메인축부(110)의 중심축으로부터 편심된 위치에 형성된다. 따라서 상기 메인축부(110)와 선회축부(120)는 서로 편심되게 결합되며, 상기 메인관통홀(112), 선회관통홀(123) 및 고정관통홀(132) 역시, 상기 메인축부(110)의 중심축으로부터 편심된 위치에 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에서, 회전축(200)은, 메인축부(210), 선회축부(220), 고정축부(230) 및 고정핀(240)을 포함한다. 본 발명의 제2실시예에서의 메인축부(210), 선회축부(220), 고정축부(230)는, 상술한 본 발명의 제1실시예에서의 메인축부(110), 선회축부(120), 고정축부(130)의 역할과 동일하므로, 이하부터는 각 구성별 형상 및 구조의 차이에 대해 중점적으로 서술하도록 한다.
상기 메인축부(210)는, 일단에서 메인돌기(211)가 돌출 형성된다.
상기 선회축부(220)는, 타단에 제1선회삽입홈(221)이 형성되고, 일단에 제2선회삽입홈(222)이 형성된다. 그리고 상기 메인돌기(211)는 상기 제1선회삽입홈(221)에 삽입된다.
상기 고정축부(230)는, 타 측으로 고정돌기(231)가 돌출 형성되며, 상기 고정돌기(231)는 상기 제2선회삽입홈(222)에 삽입된다. 상기 고정축부(230)는, 상기 고정돌기(231)를 기준으로 반경방향 외측으로 돌출된 형상으로 형성되며, 상기 선회축부(220)의 일단에 안착된다. 이때, 상기 고정축부(230)는, 돌출된 부위의 반대 측 부위가 반경방향 내측으로 함몰된 형상으로 형성될 수 있다.
상기 고정핀(240)은, 상기 메인축부(210)의 메인돌기(211), 선회축부(220) 및 고정돌기(231)의 내부를 관통하여, 상기 메인축부(210), 선회축부(220) 및 고정축부(230)를 서로 고정시킨다. 한편, 상기 고정핀(240)은, 상기 제1선회삽입홈(221) 및 제2선회삽입홈(222)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
상기 메인돌기(211)는, 상기 메인축부(210)의 중심축으로부터 편심된 위치에 형성된다. 그리고 상기 선회축부(220), 고정돌기(231) 및 고정핀(240) 역시, 상기 메인축부(210)의 중심축으로부터 편심된 위치에 배치된다.
10 : 스크롤 압축기 11 : 메인하우징
12 : 모터 13 : 고정스크롤
14 : 선회스크롤 15 : 메인프레임
16 : 탑캡 100,200 : 회전축
110,210 : 메인축부 120,220 : 선회축부
130,230 : 고정축부 240 : 고정핀

Claims (8)

  1. 회전축 및 상기 회전축에 설치되는 모터가 내부에 수용되며, 냉매가 흡입되는 흡입구가 형성된 메인하우징;
    상기 메인하우징 상측에 배치되어 상기 회전축의 상단이 결합되며, 상기 회전축에 의해 공전되는 선회경판과, 상기 선회경판의 상측에 연결되는 선회랩과, 상기 선회랩의 중심에 연결되며, 상기 회전축이 관통되는 결합부를 포함하는 선회스크롤;
    상기 메인하우징과 상기 선회스크롤 사이에 개재되어 상기 선회스크롤 사이에 배압실이 형성되는 메인프레임;
    상기 메인프레임 상측에 안착되며, 상기 선회랩과의 사이에 냉매가 압축되는 압축실이 형성된 고정랩과, 압축된 냉매가 토출되는 토출공을 갖는 고정스크롤; 및
    상기 고정스크롤이 상측에 설치되며, 상기 고정스크롤과의 사이에 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 탑캡;을 포함하되,
    상기 회전축은,
    메인축부와,
    상기 메인축부의 일단에 설치되며, 상기 선회스크롤에 삽입되는 선회축부와,
    상기 선회축부의 일단에 설치되며, 상기 고정스크롤에 삽입되는 고정축부를 포함하는 스크롤 압축기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인축부는, 일단에 메인삽입홈이 형성되며,
    상기 선회축부는, 타단에서 돌출되어 상기 메인삽입홈에 삽입되는 선회돌기가 형성된 스크롤 압축기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 선회축부는, 일단에 선회삽입홈이 형성되며,
    상기 고정축부는, 상기 선회삽입홈에 삽입되는 고정돌기가 타 측으로 돌출 형성된 스크롤 압축기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정축부는, 상기 고정돌기를 기준으로 반경방향 외측으로 돌출되어 상기 선회축부의 일단에 안착되는 스크롤 압축기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인축부는, 중심으로부터 반경방향 외측으로 관통되어 상기 메인프레임의 내주면을 향하는 메인관통홀이 형성되며,
    상기 선회축부는, 축방향을 따라 관통되어 상기 메인관통홀과 연통되는 선회관통홀이 형성되고,
    상기 고정축부는, 축방향을 따라 관통되어 상기 선회관통홀과 연통되는 고정관통홀이 형성된 스크롤 압축기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인축부는, 일단에 메인돌기가 돌출 형성되며,
    상기 선회축부는, 타단에 상기 메인돌기가 삽입되는 제1선회삽입홈이 형성된 스크롤 압축기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 메인돌기, 선회축부를 관통하는 고정핀을 더 포함하는 스크롤 압축기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 고정핀은, 상기 제1선회삽입홈보다 직경이 작은 스크롤 압축기.
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