KR20220078735A - 스크롤 압축기 - Google Patents

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주식회사 두원공조
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Abstract

본 발명은, 모터와, 상기 모터에 의해 회전하는 회전축이 내부에 수용되는 메인하우징; 상기 메인하우징의 일 측에 설치되는 고정스크롤; 상기 메인하우징과 고정스크롤의 사이에 설치되며, 상기 회전축이 관통되는 선회스크롤; 상기 메인하우징과 선회스크롤의 사이에 배치되는 메인프레임을 포함하되, 상기 회전축은, 메인축부와, 상기 메인축부의 일단에 연결되며, 상기 선회스크롤을 관통하는 선회축부와, 상기 선회축부의 일단에 연결되며, 상기 고정스크롤에 지지되는 고정축부와, 상기 선회축부를 감싸며, 상기 선회축부와 선회스크롤의 사이에 배치되는 스윙부시를 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선회스크롤의 공전을 통해 냉매를 흡입하여 압축시키는 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 랩의 파손을 방지하기 위하여 반경방향으로 후퇴하도록 마련되는 가변반경식 스크롤 압축기로 구성되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가변반경식 스크롤 압축기(10)에서 선회스크롤(14)의 선회반경이 가변되도록 하기 위해서는 통상 회전축(1)과 선회스크롤(14) 사이에 슬라이드 부시 또는 스윙부시(4)를 개재시키는 방식들이 알려져 있다.
스윙부시(4)의 경우, 스윙부시(4)의 내부에 끼워진 고정핀(3)을 중심으로 회전 운동이 가능하며, 스윙부시(4)가 회전할 경우 선회스크롤(14)의 기초원중심이 고정핀(3)을 회전중심으로 원 운동하게 된다. 이러한 회전운동이 시계방향일 경우 회전축(1)의 중심과 선회스크롤(14) 기초원중심의 거리가 가까워지게 된다. 회전축(1)의 중심과 선회스크롤(14)의 거리는 고정스크롤(13) 기초원과 선회스크롤(14) 기초원의 거리로서 선회스크롤(14)이 고정스크롤(13)을 중심으로 선회 운동하는 선회 반경이 된다.
스윙부시(4)의 회전 운동이 시계방향일지 아니면 반시계방향일지는 스윙부시(4)에 적용하는 힘들이 고정핀(3)을 중심으로 만들어내는 각 방향으로의 모멘트의 상대적인 크기에 달려있으며, 정상상태일 경우, 선회스크롤(14)의 기초원 중심과 고정핀(3)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 모멘트를 받으며 이 회전운동은 선회스크롤(14) 랩 측면과 고정스크롤(13) 랩 측면과의 접촉에 의해 제한된다. 이때가 선회반경이 가장 크게 형성되며, 그 거리는 선회반경의 거리와 같게 된다.
이물질과 액상냉매 등의 이유로 압축부에 과압축이 발생한 비정상 고압 상태일 경우, 선회스크롤(14)의 중심이 고정핀(3)을 중심으로 시계 방향으로 회전하려는 모멘트를 받으며, 이 회전 운동의 범위는 스윙부시(4) 내부 경계면이 회전축 돌출부외경에 여유를 갖고 접촉하도록 형상을 가공하여 제한받도록 한다.
종래의 축관통 스크롤 압축기의 회전축(1)은 고정된 선회반경을 가진 일체형으로 제작을 하였으나, 최근에는 축관통 스크롤 압축기에 반경방향 순응기구를 적용하기 위한 다단 구조을 갖는 회전축(1) 형상이 개발되어 지고 있다.
하지만 축관통 스크롤 압축기의 경우 회전축(1)이 모터부 베어링과 고정스크롤부(13)의 회전축 지지부, 선회스크롤(14) 그리고 메인프레임(15)까지 4부분의 지지를 가지도록 결합되는 특징상, 회전축(1) 끝단에 스윙부시(4)가 적용된 종래의 스크롤 압축기와 달리 회전축(1) 중간부분에 스윙부시(4)가 위치해야 하는 특징이 있으며, 이에 따라 기존의 축관통 스크롤 압축기용 반경반향 순응기구는 회전축구조를 3단으로 가공한 후 별도의 조립하는 공정을 포함하여야 한다는 문제점이 있다.
이럴 경우, 종래의 축관통 스크롤 압축기의 회전축(1)은, 부품수와 가공시간이 증가하여 비용이 증가하는 문제점이 있으며, 별도의 조립공정을 거치게 되어 조립공정에서 불량이 발생할 수 있어, 생산성이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 축 관통 방식의 스크롤 압축기에서 반경방향 순응기구인 스윙부시를 구비하는 회전축을 포함하는 전동식 압축기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래 3단으로 구조인 회전축을 일체형으로 형성함으로써 가공성과 조립성을 개선한 회전축을 구비한 압축기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 모터와, 상기 모터에 의해 회전하는 회전축이 내부에 수용되는 메인하우징; 상기 메인하우징의 일 측에 설치되는 고정스크롤; 상기 메인하우징과 고정스크롤의 사이에 설치되며, 상기 회전축이 관통되는 선회스크롤; 상기 메인하우징과 선회스크롤의 사이에 배치되는 메인프레임을 포함하되, 상기 회전축은, 메인축부와, 상기 메인축부의 일단에 연결되며, 상기 선회스크롤을 관통하는 선회축부와, 상기 선회축부의 일단에 연결되며, 상기 고정스크롤에 지지되는 고정축부와, 상기 선회축부를 감싸며, 상기 선회축부와 선회스크롤의 사이에 배치되는 스윙부시를 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.
상기 선회축부는, 타 측 외주면에서 반경방향 외측으로 삽입돌출부가 돌출 형성되며, 상기 스윙부시는, 상기 삽입돌출부가 삽입되는 내주홈이 형성될 수 있다.
상기 스윙부시는, 타 측 외주면에서 반경방향 외측으로 부시돌출부가 돌출 형성되며, 상기 내주홈은, 상기 부시돌출부의 반경방향 내측에 형성될 수 있다.
상기 선회축부는, 상기 메인축부에 대해 편심되도록 배치되며, 상기 스윙부시는, 타단 중 일부만이 상기 메인축부의 일단과 대향하도록 배치될 수 있다.
상기 스윙부시는, 원통 형상으로 형성되며, 일 측에서 보았을 때 상기 메인축부의 중심축 측으로 갈수록 벽체의 두께가 증가하는 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기에 의하면, 반경방향 순응기구인 스윙부시를 구비하여 장치의 작동 성능을 향상시키며, 특히 종래 3단 구조로 설계되던 회전축을 일체형으로 형성함으로써 가공성과 조립성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 회전축의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 회전축의 사시도이다.
도 4는 도 3의 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.
본 발명에 따른 스크롤 압축기(10)는, 메인하우징(11), 고정스크롤(13), 선회스크롤(14), 메인프레임(15) 및 커버하우징(16)을 포함한다.
상기 메인하우징(11)은, 내부에 냉매가 유입되는 흡입실이 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 고정스크롤(13)은, 상기 메인하우징(11)의 일 측에 설치되며, 고정경판, 고정랩을 포함한다. 상기 고정경판은, 원판 형상으로 형성된다. 상기 고정랩은, 상기 고정경판의 타 측에 연결되며, 나선형으로 형성된다.
상기 선회스크롤(14)은, 상기 메인하우징(11)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 메인프레임(15)은, 상기 메인하우징(11)과 선회스크롤(14)의 사이에 배치되며, 상기 선회스크롤(14)과의 사이에 배압실을 형성한다.
상기 커버하우징(16)은, 상기 메인하우징(11)의 일 측에 결합되며, 상기 고정스크롤(13), 선회스크롤(14) 및 메인프레임(15)이 내부에 수용된다. 상기 커버하우징(16)과 고정스크롤(13)의 사이에는, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 외부로 토출되는 토출실이 형성된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 회전축(100)은, 메인축부(110), 선회축부(120), 고정축부(130) 및 스윙부시(140)를 포함한다.
상기 메인축부(110)는, 상기 모터(12) 및 메인프레임(15)을 관통한다.
상기 선회축부(120)는, 상기 메인축부(110)의 일단으로부터 일 측으로 돌출 형성되며, 상기 선회스크롤(14)을 관통한다. 상기 선회축부(120)는, 상기 메인축부(110)와 편심되도록 배치된다. 즉, 상기 선회축부(120)는, 중심축이 상기 메인축부(110)의 중심축에 대하여 이격되도록 배치된다. 한편, 상기 선회축부(120)는, 타 측(즉, 상기 메인축부(110)와의 연결부위)의 외주면으로부터 반경방향 외측으로 삽입돌출부(121)가 돌출 형성된다.
상기 고정축부(130)는, 상기 선회축부(120)의 일단으로부터 일 측으로 돌출 형성되며, 상기 고정스크롤(13)에 지지된다. 상기 고정축부(130)는, 상기 메인축부(110)와 동축으로 배치된다. 즉, 상기 고정축부(130)는, 중심축이 상기 메인축부(110)의 중심축과 일치하도록 배치된다.
상기 스윙부시(140)는, 원통 형상의 부재이며, 상기 선회축부(120)를 감싸고, 상기 선회축부(120)와 선회스크롤(14)의 사이에 배치된다. 상기 스윙부시(140)는, 타 측 내주면에 상기 삽입돌출부(121)가 삽입되는 내주홈(141)이 형성된다. 그리고 상기 스윙부시(140)는, 타 측 외주면에서 반경방향 외측으로 부시돌출부(142)가 돌출 형성된다. 상기 내주홈(141)은, 상기 부시돌출부(142)의 반경방향 내측에 형성된다.
상기 선회축부(120)가 상기 메인축부(110)에 대하여 편심되도록 배치되어 있으므로, 상기 스윙부시(140)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 타단 중 일부만이 상기 메인축부(110)의 일단과 대향하도록 배치된다. 한편, 상기 스윙부시(140)는, 일 측에서 보았을 때(즉, 도 3을 기준으로 하였을 때), 상기 메인축부(110)의 중심축 측으로 갈수록 벽체의 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성될 수 있다.
스크롤 압축기(10)의 작동이 정상상태일 경우, 선회스크롤(14)의 기초원 중심이 선회축부(120)를 중심으로 회전하며 이 회전운동은 선회스크롤(14)의 선회랩 측면과 고정스크롤(13)의 고정랩 측면과의 접촉에 의해 제한되며, 이를 통해 냉매의 반경방향 누설을 방지한다.
스크롤 압축기(10)의 작동이 비정상 고압 상태일 경우, 선회스크롤(14)의 기초원 중심이 선회축부(120)를 중심으로 반대방향으로 회전할 때, 스윙부시(140) 내주홈(141) 계면이 선회축부(120)의 삽입돌출부(121) 외경에 접촉하여 회전거리에 제한이 발생된다.
10 : 스크롤 압축기 11 : 메인하우징
12 : 모터 13 : 고정스크롤
14 : 선회스크롤 15 : 메인프레임
16 : 커버하우징 100 : 회전축
110 : 메인축부 120 : 선회축부
121 : 삽입돌출부 130 : 고정축부
140 : 스윙부시 141 : 내주홈
142 : 부시돌출부

Claims (5)

  1. 모터와, 상기 모터에 의해 회전하는 회전축이 내부에 수용되는 메인하우징;
    상기 메인하우징의 일 측에 설치되는 고정스크롤;
    상기 메인하우징과 고정스크롤의 사이에 설치되며, 상기 회전축이 관통되는 선회스크롤;
    상기 메인하우징과 선회스크롤의 사이에 배치되는 메인프레임을 포함하되,
    상기 회전축은,
    메인축부와,
    상기 메인축부의 일단에 연결되며, 상기 선회스크롤을 관통하는 선회축부와,
    상기 선회축부의 일단에 연결되며, 상기 고정스크롤에 지지되는 고정축부와,
    상기 선회축부를 감싸며, 상기 선회축부와 선회스크롤의 사이에 배치되는 스윙부시를 포함하는 스크롤 압축기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 선회축부는, 타 측 외주면에서 반경방향 외측으로 삽입돌출부가 돌출 형성되며,
    상기 스윙부시는, 상기 삽입돌출부가 삽입되는 내주홈이 형성된 스크롤 압축기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스윙부시는, 타 측 외주면에서 반경방향 외측으로 부시돌출부가 돌출 형성되며,
    상기 내주홈은, 상기 부시돌출부의 반경방향 내측에 형성된 스크롤 압축기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 선회축부는, 상기 메인축부에 대해 편심되도록 배치되며,
    상기 스윙부시는, 타단 중 일부만이 상기 메인축부의 일단과 대향하도록 배치되는 스크롤 압축기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스윙부시는, 원통 형상으로 형성되며, 일 측에서 보았을 때 상기 메인축부의 중심축 측으로 갈수록 벽체의 두께가 증가하는 형상으로 형성된 스크롤 압축기.
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