KR20230110044A

KR20230110044A - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20230110044A
Application number: KR1020220006066A
Authority: KR
Inventors: 허종태; 장기태; 문석환; 박건영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2023-07-21
Also published as: KR102573097B1

Abstract

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 오일분리기가 압축기 케이싱의 외부에 구비되고, 오일분리기에서 분리된 오일을 케이싱의 내부공간으로 회수하는 오일회수관이 압축실에서 바이패스된 냉매를 회수하는 냉매회수관에 연결되며, 냉매회수관 또는 오일회수관의 단부가 선회스크롤과 그 선회스크롤을 지지하는 프론트하우징 사이의 축방향베어링면에 반경방향으로 중첩되는 위치에서 케이싱의 내부공간에 연통될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기에서 분리된 오일을 압축기로 회수하는 오일회수배관을 간소화할 뿐만 아니라 회수되는 오일이 프론트하우징과 선회스크롤 사이의 축방향베어링면에 원활하고 신속하게 공급될 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 오일분리기가 압축기의 외부에 구비되는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 히트펌프는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 통해 실내를 냉난방시키는 장치를 말한다. 실내를 냉방하는 경우에는 실내열교환기는 저온, 저압의 냉매가 통과하는 증발기로 작용하는 반면 실외열교환기는 고온, 고압의 냉매가 통과하는 응축기로 작용한다. 반대로 실내를 난방하는 경우에는 실내열교환기는 응축기로 작용하는 반면 실외열교환기는 증발기로 작용한다.

히트펌프는 전동기를 이용하여 압축기를 구동하는 전기구동히트펌프(EHP: Electric Heat Pump)와, 연료가스의 연소 에너지를 이용하여 압축기를 구동하는 가스엔진히트펌프(GHP: Gas Engine Heat Pump)로 크게 구별될 수 있다.

전기구동히트펌프와 가스엔진히트펌프는 압축기를 포함한 전체 히트펌프시스템은 차이가 거의 없다. 다만 전기구동히트펌프는 2차에너지인 전기로 운전되고, 가스엔진히트펌프는 1차 에너지인 가스에 의해 구동된다는 점에서 다소 차이가 있다.

가스엔진히트펌프는 1차에너지의 연소시 나오는 배열을 난방에 활용할 수 있어 난방효율측면에서는 전기구동히트펌프에 비해 높다. 또한 여름철 냉방용 전력수요의 억제효과도 있어 국가에너지정책에도 부합되는 냉방방식이다.

가스엔진히트펌프에는 횡형 스크롤 압축기가 적용된다. 횡형 스크롤 압축기는 구동원인 가스엔진을 외부에 두고 그 가스엔진에 의해 동작되는 압축기구부를 케이싱의 내부에 설치되는 개방형 스크롤 압축기로 이루어져 있다. 이를 GHP용 스크롤 압축기로 정의하여 설명한다.

GHP용 스크롤 압축기는 다른 스크롤 압축기와 마찬가지로 압축기구부를 윤활하기 위한 오일이 케이싱의 내부에 구비된 저유공간에 수용되어 있다. 이에 따라 압축기의 운전시 케이싱 내 오일이 오일펌프 등에 의해 압축기구부로 공급되어 습동부를 윤활하게 된다. 이 오일은 냉매와 함께 토출되어 케이싱의 내부 또는 케이싱의 외부에 구비된 오일분리기에 의해 냉매로부터 분리된 후 다시 케이싱의 저유공간으로 회수되는 일련의 과정을 반복한다.

특허문헌 1(국제공개특허 WO2017/085256)은 케이싱의 내부에 오일분리기가 구비되는 예를 개시하고 있다. 이 경우에는 압축기의 내부에 오일분리를 위한 공간이 필요하게 되어 압축기의 크기가 증가하게 된다. 또한 분리된 오일을 저유공간으로 이동시키기 위한 통로를 연결하여 형성하여야 하므로 그만큼 제조공정이 복잡하게 된다. 이는 횡형 스크롤 압축기의 경우 더욱 그러하다.

특허문헌 2(일본공개특허 제2001-055988호)는 케이싱의 외부에 오일분리기가 구비되는 예를 개시하고 있다. 이 경우에는 압축기의 내부에서 오일분리공간이 배제되어 압축기의 크기를 줄이는 동시에 압축기의 구조를 간소화할 수 있다. 하지만 오일분리기에서 분리된 오일을 압축기의 저유공간으로 회수하는 오일회수배관이 추가되어야 하므로 압축기 주변의 배관이 복잡하게 된다. 이에 오일회수배관을 냉매흡입관에 연결할 수 있으나, 이는 흡입냉매의 비체적이 상승하여 체적효율이 저하될 수 있다. 또한 오일회수배관이 선회스크롤의 배면으로 공급됨에 따라 압축실로의 급유가 감소하게 되어 압축실에서의 마찰손실이 발생될 수 있다.

국제공개특허 WO2017/085256(공개일: 2017.05.26.) 일본공개특허 제2001-055988호(공개일: 2001.02.27.)

본 발명의 목적은, 오일분리기가 압축기의 외부에 구비되는 경우 그 오일분리기에서 분리된 오일이 압축기 내부의 습동부에 원활하게 공급되도록 하는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명은 오일분리기에서 분리된 오일이 압축기 내부의 습동부에 원활하게 공급되면서도 압축실로 흡입되는 냉매에 섞이는 것을 억제하여 체적효율을 유지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 횡형이면서 오일분리기가 압축기의 외부에 구비되는 경우 선회스크롤을 지지하는 부재의 외경을 줄이지 않으면서도 오일분리기에서 분리된 오일을 습동부에 원활하게 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 오일분리기가 압축기의 외부에 구비되는 경우 그 오일분리기에서 분리된 오일을 압축기의 내부로 회수하는 오일회수배관의 연결을 간소화할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명은 오일회수배관을 간소화하면서도 회수되는 오일이 선회스크롤과 그 선회스크롤을 지지하는 부재 사이로 신속하고 원활하게 공급되도록 하는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 오일회수배관을 간소화하면서도 회수되는 오일이 압축실로 흡입되는 냉매를 가열시키는 것을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 스크롤 압축기는 케이싱, 구동축, 선회스크롤, 고정스크롤, 냉매흡입관, 냉매토출관, 오일분리기 및 오일회수관을 포함할 수 있다. 상기 케이싱은 메인하우징 및 상기 메인하우징의 일단에 결합된 프론트하우징을 포함하며, 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리될 수 있다. 상기 구동축은 일단은 상기 케이싱의 외부에서 구동원에 결합되고, 타단은 상기 케이싱을 관통하여 내부에 구비될 수 있다. 상기 선회스크롤은 상기 구동축에 결합되어 선회운동을 하며, 상기 프론트하우징에 축방향으로 지지될 수 있다. 상기 고정스크롤은 상기 선회스크롤을 사이에 두고 상기 프론트하우징의 반대쪽에 구비되며, 상기 선회스크롤과 함께 압축실을 형성할 수 있다. 상기 냉매흡입관은 일단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결되고, 타단은 상기 압축실의 흡입측에 연통될 수 있다. 상기 냉매토출관은 일단은 상기 케이싱의 토출공간에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결될 수 있다. 상기 오일분리기는 상기 케이싱의 외부에서 상기 냉매토출관에 연결될 수 있다. 상기 오일회수관은 일단은 상기 오일분리기에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 흡입공간에 연결될 수 있다. 상기 메인하우징에는 상기 오일회수관이 연결되는 리턴포트가 관통될 수 있다. 상기 리턴포트는, 상기 프론트하우징과 이를 축방향으로 마주보는 상기 선회스크롤의 사이의 축방향베어링면에 반경방향으로 중첩되는 위치에서 상기 케이싱의 내부공간에 연통될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기가 압축기의 외부에 구비되는 경우 그 오일분리기에서 분리된 오일이 압축기 내부의 습동부를 이루는 프론트하우징과 선회스크롤 사이의 축방향베어링면에 원활하고 신속하게 공급될 수 있다. 이는 횡형 스크롤 압축기에서 더욱 유효할 수 있다.

일례로, 상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통될 수 있다. 상기 리턴포트는, 상기 냉매흡입포트로부터 원주방향으로 이격될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기에서 압축기로 회수되는 오일이 냉매흡입관을 통해 압축실로 흡입되는 냉매를 가열시키는 것을 억제하여 체적효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

다른 예로, 상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통될 수 있다. 상기 리턴포트는, 상기 냉매흡입포트보다 하측에 위치될 수 있다. 이를 통해, 흡입되는 냉매보다 상대적으로 무거운 오일이 냉매흡입포트에 인접한 압축실의 흡입단으로 유입되는 것을 억제하여 체적효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통될 수 있다. 상기 리턴포트는, 상기 구동축의 축중심보다 낮은 위치를 향하도록 경사지게 하여 형성될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기에서 압축기로 회수되는 오일이 냉매흡입관을 통해 압축실로 흡입되는 냉매의 흡입로부터 멀어지게 하여 압축실로 흡입되는 냉매를 가열시키는 것을 더욱 효과적으로 억제하여 체적효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 선회스크롤을 마주보는 상기 프론트하우징의 스크롤지지면에는 적어도 한 개 이상의 급유홈이 형성될 수 있다. 상기 리턴포트는, 상기 급유홈과 반경방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 오일이 프론트하우징의 스크롤지지면과 이를 마주보는 부재 사이로 신속하게 공급될 수 있다.

구체적으로, 상기 급유홈은 상기 프론트하우징의 스크롤지지면에서 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개가 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 급유홈 중에서 상기 리턴포트를 마주보는 쪽에서의 급유홈간격은 반대쪽에서의 급유홈간격보다 좁게 형성될 수 있다. 이를 통해, 프론트하우징의 외경을 유지하여 선회스크롤을 안정적으로 지지하면서도 오일회수관을 통해 회수되는 오일이 프론트하우징과 선회스크롤 사이로 더욱 신속하고 효과적으로 공급될 수 있다.

또한, 상기 급유홈은 상기 프론트하우징의 스크롤지지면에서 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개가 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 급유홈 중에서 상기 리턴포트를 마주보는 쪽에서의 급유홈은 반대쪽에서의 급유홈보다 넓게 형성될 수 있다. 이를 통해, 오일이 프론트하우징의 스크롤지지면과 이를 마주보는 부재 사이로 더욱 신속하게 공급될 수 있다.

또 다른 예로, 상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통될 수 있다. 상기 냉매흡입포트는, 상기 압축실을 반경방향으로 마주보는 위치에 형성될 수 있다. 이를 통해, 냉매흡입포트를 통해 흡입공간으로 유입되는 냉매가 압축실로 신속하게 흡입될 수 있다.

구체적으로, 상기 냉매흡입포트는, 상기 리턴포트와 축방향으로 이격될 수 있다. 이를 통해, 냉매흡입포트를 통해 흡입되는 냉매가 리턴포트를 통해 흡입되는 냉매 또는 오일과 홉합되는 것을 억제하여 흡입체적이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 압축실 중에서 중간압을 이루는 압축실과 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연결하는 냉매회수관이 더 구비될 수 있다. 상기 냉매회수관과 상기 오일회수관은, 상기 케이싱의 외부에서 합관되어 상기 케이싱의 내부공간에 연결될 수 있다. 이를 통해, 케이싱에 오일회수관을 별도로 연결할 필요가 없어 일분리기에서 분리된 오일을 케이싱의 내부공간으로 회수하는 오일회수배관을 간소화할 수 있다.

구체적으로, 상기 냉매회수관에는 제1제어밸브가 구비되고, 상기 오일회수관에는 제2제어밸브가 구비될 수 있다. 상기 제1제어밸브와 상기 제2제어밸브는, 제어부에서 전달되는 각각의 전기신호에 의해 개폐될 수 있다. 이를 통해, 압축실의 냉매를 회수하는 냉매회수배관과 오일분리기에서 분리된 오일을 회수하는 오일회수배관을 적절하게 개폐하여 압축기의 용량가변동작을 원활하게 유지하는 동시에 습동부로의 급유량을 적절하게 확보하여 신뢰성을 높일 수 있다.

더 구체적으로, 상기 제1제어밸브와 상기 제2제어밸브는 동시에 열리지 않도록 제어될 수 있다. 이를 통해, 냉매회수배관과 오일회수배관 사이의 압력차로 인해 냉매 또는 오일이 역류하는 것을 억제하여 압축기의 용량가변동작을 더욱 원활하게 유지하는 동시에 습동부로의 급유량을 적절하게 확보하여 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

또 다른 예로, 상기 압축실 중에서 중간압을 이루는 압축실과 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연결하는 냉매회수관이 더 구비될 수 있다. 상기 냉매회수관과 상기 오일회수관은, 서로 독립되어 상기 케이싱의 내부공간에 각각 연결될 수 있다. 이를 통해, 냉매회수관을 통해 회수되는 냉매가 오일회수관을 통해 회수되는 오일에 의해 가열되는 것을 방지하여 냉매의 비체적이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

구체적으로, 상기 메인하우징에는, 상기 냉매흡입관이 연결되는 흡입포트, 상기 냉매회수관이 연결되는 제1리턴포트 및 상기 오일회수관이 연결되는 제2리턴포트가 각각 관통될 수 있다. 상기 제2리턴포트는, 상기 제1리턴포트보다 상기 냉매흡입포트로부터 멀리 위치할 수 있다. 이를 통해, 제2리턴포트를 통해 회수되는 오일이 냉매흡입포트를 통해 흡입되는 냉매에 혼합되는 것을 억제하여 압축기의 체적효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 스크롤 압축기는 케이싱, 구동축, 선회스크롤, 고정스크롤, 냉매흡입관, 냉매토출관, 냉매회수관, 오일분리기 및 오일회수관을 포함할 수 있다. 상기 케이싱은 메인하우징 및 상기 메인하우징의 일단에 결합된 프론트하우징을 포함하며, 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리될 수 있다. 상기 구동축은 일단은 상기 케이싱의 외부에서 구동원에 결합되고, 타단은 상기 케이싱을 관통하여 내부에 구비될 수 있다. 상기 선회스크롤은 상기 구동축에 결합되어 선회운동을 하며, 상기 프론트하우징에 축방향으로 지지될 수 있다. 상기 고정스크롤은 상기 선회스크롤을 사이에 두고 상기 프론트하우징의 반대쪽에 구비되며, 상기 선회스크롤과 함께 압축실을 형성할 수 있다. 상기 냉매흡입관은 일단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결되고, 타단은 상기 압축실의 흡입측에 연통될 수 있다. 상기 냉매토출관은 일단은 상기 케이싱의 토출공간에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결될 수 있다. 상기 냉매회수관은 상기 압축실 중에서 중간압을 이루는 압축실과 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연결할 수 있다. 상기 오일분리기는 상기 케이싱의 외부에서 상기 냉매토출관에 연결될 수 있다. 상기 오일회수관은 일단은 상기 오일분리기에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 흡입공간에 연결될 수 있다. 상기 오일회수관은, 상기 케이싱의 외부에서 상기 냉매회수관에 합관되어 상기 케이싱의 내부공간에 연결될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기가 압축기의 외부에 구비되는 경우 그 오일분리기에서 분리된 오일을 압축기의 내부로 회수하는 오일회수배관의 연결을 간소화할 수 있다.

구체적으로, 상기 냉매회수관에는 제1제어밸브가 구비되고, 상기 오일회수관에는 제2제어밸브가 구비될 수 있다. 상기 제1제어밸브와 상기 제2제어밸브는, 제어부에서 전달되는 각각의 전기신호에 의해 개폐될 수 있다. 이를 통해, 압축실에서 바이패스된 냉매를 회수하는 냉매회수배관과 오일분리기에서 분리된 오일을 회수하는 오일회수배관을 적절하게 개폐하여 압축기의 용량가변동작을 원활하게 유지하는 동시에 습동부로의 급유량을 적절하게 확보하여 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 오일분리기가 압축기 케이싱의 외부에 구비되고, 오일분리기에서 분리된 오일을 케이싱의 내부공간으로 회수하는 오일회수관이 압축실에서 바이패스된 냉매를 회수하는 냉매회수관에 연결되며, 냉매회수관 또는 오일회수관의 단부가 선회스크롤과 그 선회스크롤을 지지하는 프론트하우징 사이의 축방향베어링면에 반경방향으로 중첩되는 위치에서 케이싱의 내부공간에 연통될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기가 압축기의 외부에 구비되는 경우 그 오일분리기에서 분리된 오일이 압축기 내부에서 습동부를 이루는 프론트하우징과 선회스크롤 사이의 축방향베어링면에 원활하고 신속하게 공급될 수 있다. 이는 횡형 스크롤 압축기에서 더욱 유효할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱을 이루는 메인하우징에 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통되고, 오일회수관이 연결되는 리턴포트가 관통되며, 리턴포트는 냉매흡입포트로부터 원주방향으로 이격될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기에서 압축기로 회수되는 오일이 냉매흡입관을 통해 압축실로 흡입되는 냉매를 가열시키는 것을 억제하여 체적효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱을 이루는 메인하우징에 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통되고, 오일회수관이 연결되는 리턴포트가 관통되며, 리턴포트는 냉매흡입포트보다 하측에 위치될 수 있다. 이를 통해, 흡입되는 냉매보다 상대적으로 무거운 오일이 냉매흡입포트에 인접한 압축실의 흡입단으로 유입되는 것을 억제하여 체적효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱을 이루는 메인하우징에 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통되고, 오일회수관이 연결되는 리턴포트가 관통되며, 리턴포트는 구동축의 축중심보다 낮은 위치를 향하도록 경사지게 하여 형성될 수 있다. 이를 통해, 오일분리기에서 압축기로 회수되는 오일이 냉매흡입관을 통해 압축실로 흡입되는 냉매의 흡입로부터 멀어지게 하여 압축실로 흡입되는 냉매를 가열시키는 것을 더욱 효과적으로 억제하여 체적효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 선회스크롤을 마주보는 프론트하우징의 스크롤지지면에 적어도 한 개 이상의 급유홈이 형성되되, 오일회수관이 연결되는 리턴포트가 급유홈과 반경방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 프론트하우징의 외경을 유지하여 선회스크롤을 안정적으로 지지하면서도 오일회수관을 통해 회수되는 오일이 프론트하우징과 선회스크롤 사이로 더욱 신속하고 효과적으로 공급될 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 압축실에서 바이패스된 냉매를 압축실의 흡입측으로 회수하는 냉매회수관이 구비되고, 케이싱의 외부에서 분리된 오일을 케이싱의 내부공간으로 회수하는 오일회수관이 구비되며, 냉매회수관과 오일회수관은 케이싱의 외부에 합관되어 케이싱의 내부공간에 연통될 수 있다. 이를 통해, 케이싱에 오일회수관을 별도로 연결할 필요가 없어 일분리기에서 분리된 오일을 케이싱의 내부공간으로 회수하는 오일회수배관을 간소화할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 압축실에서 바이패스된 냉매를 압축실의 흡입측으로 회수하는 냉매회수관이 구비되고, 케이싱의 외부에서 분리된 오일을 케이싱의 내부공간으로 회수하는 오일회수관이 구비되며, 냉매회수관과 오일회수관은 서로 독립되어 케이싱의 내부공간에 각각 연결될 수 있다. 이를 통해, 냉매회수관을 통해 회수되는 냉매가 오일회수관을 통해 회수되는 오일에 의해 가열되는 것을 방지하여 냉매의 비체적이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 가스엔진히트펌프를 보인 계통도,
도 2는 도 1에서 압축기와 오일회수부의 연결관계를 보인 계통도,
도 3은 도 2에서 압축기의 일부를 분해하여 보인 사시도,
도 4는 도 3의 조립단면도,
도 5는 도 4의 "Ⅸ-Ⅸ"선단면도,
도 6은 도 4의 "Ⅹ-Ⅹ"선단면도,
도 7 및 도 8은 도 6에서 급유홈의 다른 실시예들을 각각 보인 도면,
도 9는 오일회수부에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 10은 오일회수부에 대한 또 다른 실시예를 보인 개략도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 가스엔진히트펌프에 적용되는 것으로, 이러한 가스엔진히트펌프용 스크롤 압축기는 구동축이 지면에 대해 횡방향으로 놓이는 횡형 스크롤 압축기를 이루게 된다. 이에 따라 본 실시예에서는 횡형 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다.

또한, 가스엔진히트펌프용 스크롤 압축기는 응축기, 팽창기 및 증발기와 함께 통상적인 공조용 냉동사이클을 구성하게 되는데, 가스엔진히트펌프는 압축기의 용적이 작고 구동축의 일부가 압축기의 외부로 노출됨에 따라 구동축을 이용한 압축기 내부에서의 급유가 용이하지 않다. 이는 횡형 스크롤 압축기에서 더욱 크게 발생될 수 있다. 이에 따라 압축실에서 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하여 압축기로 다시 회수하는 오일회수장치가 필수적이다. 오일회수장치는 압축기의 내부에 설치될 수도 있고, 압축기의 외부에 설치될 수도 있다. 본 실시예는 오일회수장치가 압축기의 외부에 설치된 예에 관한 것이다.

또한, 가스엔진히트펌프는 케이싱을 이루는 하우징의 조립방식에 따라 일체형 하우징 또는 조립형 하우징으로 구분될 수 있다. 예를 들어 일체형 하우징은 메인하우징과 리어하우징이 단일체로 제작되는 구조이고, 조립형 하우징은 메인하우징과 리어하우징이 조립되는 구조이다. 본 실시예는 조립형 하우징을 예로 들어 설명한다. 하지만 일체형 하우징에도 오일회수장치가 동일하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 가스엔진히트펌프를 보인 계통도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 가스엔진히트펌프(1)는, 압축기(10), 응축기(20), 팽창기(30) 및 증발기(40)가 폐루프를 이루도록 구성된다. 즉, 압축기(10)의 토출측에 응축기(20), 팽창기(30), 증발기(40)가 차례대로 연결되고, 증발기(40)는 압축기의 흡입측에 연결된다.

본 실시예는 압축기(10)의 토출측, 다시 말해 압축기(10)와 응축기(20) 사이에는 후술할 오일분리기(161)가 구비되고, 오일분리기(161)의 제1출구측은 응축기(20)에 연결된 냉매순환관(50)이, 오일분리기(161)의 제2출구측은 압축기(10)의 흡입측을 향하는 오일회수관(162)이 각각 연결된다.

도면 중 미설명 부호인 2는 클러치조립체이고, 151은 냉매회수관이다.

상기와 같은 가스엔진히트펌프(1)는 압축기(10)에서 압축된 냉매는 응축기(20)를 향해 토출되되, 응축기(20)보다 상류측에 위치한 오일분리기(161)를 먼저 통과하게 된다. 오일분리기(161)에서 냉매와 오일이 분리되어 냉매는 응축기(20), 팽창기(30) 및 증발기(40)로 된 냉동사이클을 차례대로 거쳐 압축기(10)로 다시 흡입되는 반면 오일은 냉동사이클을 거치지 않고 오일분리기(161)에서 오일회수관(162)을 통해 압축기(10)로 회수된다.

다만, 오일회수관(162)이 냉매흡입관(115)에 연결(합관)되어 압축기(10)의 흡입측으로 연결될 수도 있으나, 이는 앞서 설명한 바와 같이 압축실(V)로 흡입되는 냉매의 비체적을 상승시켜 압축기의 체적효율이 저하될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에서는 오일회수관(162)이 케이싱에 연결되는 지점이 냉매흡입관(115)이 케이싱에 연결되는 지점으로부터 가능한 한 멀리 떨어지면서도 후술할 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)을 효과적으로 윤활할 수 있도록 배치되는 것이 유리하다.

도 2는 도 1에서 압축기와 오일회수부의 연결관계를 보인 계통도이고, 도 3은 도 2에서 압축기의 일부를 분해하여 보인 사시도이며, 도 4는 도 3의 조립단면도이고, 도 5는 도 4의 "Ⅸ-Ⅸ"선단면도이며, 도 6은 도 4의 "Ⅹ-Ⅹ"선단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기(10)는, 케이싱(110), 구동축(120), 압축부를 이루는 선회스크롤(130) 및 고정스크롤(140), 냉매회수부(150) 및 오일회수부(160)를 포함한다.

케이싱(110)은 메인하우징(111), 프론트하우징(112) 및 리어하우징(113)을 포함한다.

케이싱(110)은 압축기(10)의 외관을 이루는 것으로, 클러치조립체(2)의 일측에 배치되어 구동축(120)에 의해 클러치조립체(2)와 결합된다. 이하에서는 클러치조립체(2)를 마주보는 쪽을 전방, 그 반대쪽을 후방으로 정의하여 설명한다. 이에 따라 프론트하우징(112)은 클러치조립체(2)를 마주보는 쪽에 배치되는 하우징을, 리어하우징(113)은 반대쪽에 배치되는 하우징을 각각 지칭하게 된다.

메인하우징(111)은 양단이 개구된 원통형상으로 형성되어 압축부가 수용된다. 다시 말해 메인하우징(111)의 내부공간은 증발기(40)를 통과한 냉매가 흡입되는 흡입공간(110a)을 이룬다. 다만 메인하우징(111)의 흡입공간은 냉매뿐만 아니라 압축부를 포함한 습동부를 윤활하는 오일이 저장되는 저유공간(oil sump)을 이루기도 한다.

메인하우징(111)의 일단(전방단)은 프론트하우징(112)이 결합되어 복개되고, 메인하우징(111)의 타단(후방단)은 리어하우징(113)이 결합되어 복개된다. 이에 따라 메인하우징(111)의 내부공간은 프론트하우징(112)과 리어하우징(113)에 의해 밀봉된다. 하지만 프론트하우징(112)은 구동축(120)이 관통하여 결합됨에 따라 프론트하우징(112)과 구동축(120)의 사이에는 후술할 축실링부재(184)가 구비된다. 이에 따라 메인하우징(111)의 전방단은 프론트하우징(112)과 축실링부재(184)에 의해 밀봉되나, 편의상 이하에서는 메인하우징(111)의 일단은 프론트하우징(112)에 의해 밀봉되는 것으로 설명한다.

프론트하우징(112)과 리어하우징(113)은 메인하우징(111)에 용접 결합될 수도 있고, 볼트 체결되어 결합될 수도 있다. 본 실시예에서는 프론트하우징(112)과 리어하우징(113)이 메인하우징(111)에 볼트 체결된 예를 중심으로 설명한다.

메인하우징(111)의 일단에는 제1하우징돌부(111a)가 플랜지 형상으로 연장된다. 제1하우징돌부(111a)는 후술할 프론트하우징(112)의 커버부(1121)와 볼트 체결된다. 제1하우징돌부(111a)와 커버부(1121)의 사이에는 오링 또는 가스켓과 같은 제1실링부재(181)가 삽입될 수 있다.

메인하우징(111)의 후방단에는 제2하우징돌부(111b)가 플랜지 형상으로 연장된다. 제1하우징돌부(111a)와 후술할 리어하우징(113)의 제3하우징돌부(113a)와 볼트 체결된다. 제2하우징돌부(111b)와 제3하우징돌부의 사이에는 오링 또는 가스켓과 같은 제2실링부재(182)가 삽입될 수 있다.

메인하우징(111)의 외주면, 즉 제1하우징돌부(111a)와 제2하우징돌부(111b)의 사이의 외주면에는 제1연결돌부(미부호)가 형성된다. 제1연결돌부(미부호)에는 메인하우징(111)의 외측면과 내측면 사이를 관통하는 냉매흡입포트(1111)가 형성된다. 냉매흡입포트(1111)의 외측단은 냉매흡입관(115)에 연결되고, 냉매흡입포트(1111)의 내측단은 메인하우징(111)의 내주면으로 개구된다. 이에 따라 냉매흡입관(115)은 냉매흡입포트(1111)를 통해 케이싱(110)의 내부공간, 즉 흡입공간(110a)에 연통된다.

냉매흡입포트(1111)는 메인하우징(111)의 중간위치에 형성될 수 있으나, 후술할 제1흡입단(132a)에 가능한 한 근접하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 냉매흡입포트(1111)는 제1하우징돌부(111a)보다 제2하우징돌부(111b)에 인접하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 냉매흡입포트(1111)가 후술할 제1흡입단(132a)과 근접하게 되어 냉매흡입포트(1111)를 통해 압축실(V)로 흡입되는 냉매의 흡입저항을 낮출 수 있다. 냉매흡입포트(1111)에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

메인하우징(111)의 외주면, 즉 제1하우징돌부(111a)와 제2하우징돌부(111b)의 사이에는 제2연결돌부(미부호)가 형성된다. 제2연결돌부에는 메인하우징(111)의 외측면과 내측면 사이를 관통하는 리턴포트(1112)가 형성된다. 리턴포트(1112)의 외측단은 냉매회수관(또는 오일회수관)(151)에 연결되고, 리턴포트(1112)의 내측단은 메인하우징(111)의 내주면으로 개구된다. 이에 따라 냉매회수관(또는 오일회수관)(151)은 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 내부공간, 즉 흡입공간(110a)에 연통된다.

리턴포트(1112)는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)에 근접하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 리턴포트(1112)는 제1하우징돌부(111a)와 냉매흡입포트(1111) 사이에서 축방향베어링면(BS)에 대해 반경방향으로 중첩되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)으로 신속하게 공급되어 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이에서의 윤활효과를 높일 수 있다. 리턴포트(1112)에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

프론트하우징(112)은 메인하우징(111)의 전방단에 결합되어 메인하우징(111)의 내부공간, 즉 흡입공간(110a)을 밀봉하는 동시에 선회스크롤(130)을 축방향으로 지지한다. 이에 따라 프론트하우징(112)은 케이싱(110)의 일부로 이해될 수도 있고, 압축부의 일부를 이루는 프레임으로 이해될 수도 있다.

프론트하우징(112)은 차량에 적용시 압축기의 무게를 줄이기 위해 알루미늄 소재로 형성될 수도 있다. 하지만 건물공조용에 적용되는 압축기는 실외기에 고정 설치됨에 따라 프론트하우징(112)을 알루미늄 소재가 아니라 주철 소재가 적용될 수 있다. 이에 따라 차량용에 비해 부하가 큰 건물공조용에서의 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 프론트하우징(112)은 커버부(1121) 및 프레임부(1122)를 포함한다. 커버부(1121)는 케이싱(110)의 일부를 이루는 부분이고, 프레임부(1122)는 압축부의 일부를 이루는 부분이다.

커버부(1121)와 프레임부(1122)는 일체로 이루어질 수도 있고, 분리되어 조립될 수도 있다. 본 실시예는 커버부(1121)와 프레임부(1122)가 일체로 형성된 예를 도시하고 있으나, 커버부(1121)와 프레임부(1122)가 분리되어 조립된 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 실시예에 따른 프론트하우징(112)의 커버부(1121)는 메인하우징(111)의 외부에서 그 메인하우징(111)의 전방단을 복개하는 부분으로, 전체적으로는 중앙부가 관통된 링모양의 원판형상으로 형성된다. 커버부(1121)의 외경은 메인하우징(111)의 외경, 더 정확하게는 앞서 설명한 제1하우징돌부(111a)의 외경과 거의 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라 커버부(1121)는 메인하우징(111)의 제1하우징돌부(111a)와 볼트 체결되어 메인하우징(111)의 전방단을 복개하게 된다.

커버부(1121)의 전방면에는 클러치조립체(2)를 향해 동일축선상으로 연장되는 커버돌부(1121a)가 형성된다. 커버돌부(1121a)는 클러치조립체(2)와의 사이에 클러치베어링(미부호)을 두고 클러치조립체(2)에 삽입되어 지지된다. 이에 따라 클러치조립체(2)의 구동부(미부호)가 커버돌부(1121a)에 대해 회전 가능하게 지지될 수 있다.

커버부(1121)의 내부에는 축수용부(1121b)가 관통 형성된다. 축수용부(1121b)는 후술할 프레임부(1122)의 선회공간부(1122a)와 동일축선상에 형성된다. 이에 따라 구동축(120)은 커버부(1121)의 축수용부(1121b)와 프레임부(1122)의 선회공간부(1122a)를 통과하여 전방단은 클러치조립체(2)에, 후방단은 선회스크롤(130)에 각각 결합된다.

축수용부(1121b)는 다단으로 형성될 수 있다. 예를 들어 축수용부(1121b)의 전방측은 내경이 작고 후방측은 내경이 크게 형성될 수 있다. 전방측 축수용부(1121b1)에는 구동축(120)의 전방측을 지지하는 제1지지베어링(185)이, 후방측 축수용부(1121b2)에는 구동축(120)의 후방측을 지지하는 제2지지베어링(186)이 각각 구비될 수 있다.

제1지지베어링(185)과 제2지지베어링(186)은 각각 볼베어링으로 이루어질 수 있다. 하지만 경우에 따라서는 제1지지베어링(185)과 제2지지베어링(186)은 니들베어링이나 또는 부시베어링으로 이루어질 수도 있다. 다만 구동축(120)의 후방측에 압축부를 이루는 선회스크롤(130)이 결합됨에 따라, 제2지지베어링(186)은 제1지지베어링(185)에 비해 상대적으로 하중지지력이 큰 베어링으로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 축수용부(1121b)의 일측, 즉 전방측 축수용부(1121b1)와 후방측 축수용부(1121b2)의 사이에는 윤활공간부(1121c)가 형성될 수 있다. 윤활공간부(1121c)의 내경은 전방측 축수용부(1121b1)의 내경보다는 크고 후방측 축수용부(1121b2)의 내경보다는 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 전방측 축수용부(1121b1)에서 윤활공간부(1121c)를 거쳐 후방측 축수용부(1121b2)로 갈수록 내경이 단계적으로 증가하도록 형성될 수 있다.

윤활공간부(1121c)에는 축실링부재(184)가 구비된다. 구체적으로 축실링부재(184)는 제1지지베어링(185)과 제2지지베어링(186)의 사이, 다시 말해 윤활공간부(1121c)와 전방측 축수용부(1121b1)의 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라 축실링부재(184)의 일부는 전방측 축수용부(1121b1), 다른 일부는 윤활공간부(1121c)에 각각 위치하게 된다.

축실링부재(184)는 통상 기계밀봉(mechanical seal)이 적용될 수 있다. 예를 들어 축실링부재(184)는 고정실링부(1841)와 가동실링부(1842)로 이루어질 수 있다. 고정실링부(1841)는 전방측 축수용부(1121b1)의 내주면에, 가동실링부(1842)는 구동축(120)의 외주면에 각각 결합될 수 있다. 이에 따라 구동축(120)의 회전시 가동실링부(1842)가 고정실링부(1841)에 밀착되어 전방측 축수용부(1121b1)와 윤활공간부(1121c)의 사이, 다시 말해 흡입공간(110a)의 전방측을 실링하게 된다.

본 실시예에 따른 프론트하우징(112)의 프레임부(1122)는 메인하우징(111)의 내부에 삽입되는 부분으로, 커버부(1121)에서 리어하우징(113)을 향해 단일체로 연장된다. 이에 따라 커버부(1121)와 프레임부(1122)를 체결할 필요가 없어 프론트하우징(112)을 용이하게 형성할 수 있다. 다만 앞서 설명한 바와 같이 프레임부(1122)는 커버부(1121)로부터 분리되어 별도로 제작된 후 볼트로 체결될 수도 있다. 이 경우 앞서 설명한 제2지지베어링(186) 및 축실링부재(184) 등을 용이하게 조립할 수 있다.

프레임부(1122)의 외주면은 메인하우징(111)의 내주면에 거의 밀착되어 결합될 수 있다. 다시 말해 프론트하우징(112)은 케이싱(110)에 열박음되거나 또는 용접될 수도 있다. 하지만 본 실시예에서는 프론트하우징(112)이 메인하우징(111)에 볼트 체결됨에 따라 프론트하우징(112)의 외주면은 메인하우징(111)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 이에 따라 프론트하우징(112)의 열이나 진동이 메인하우징(111)으로 전달되는 것을 억제할 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았지만, 프레임부(1122)가 메인하우징(111)의 내부에 삽입됨에 따라 프레임부(1122)의 외주면과 이를 마주보는 메인하우징(111)의 내주면 사이에 제1실링부재(미도시)가 구비될 수도 있다.

프레임부(1122)는 환형으로 형성되며, 중앙부에 선회공간부(1122a)가 형성된다. 선회공간부(1122a)는 후술할 선회스크롤(130)의 구동축결합부(133)가 선회운동을 하는 공간으로, 축수용부(1121b) 및 윤활공간부(1121c)와 동일축선상에서 연통되도록 관통된다.

프레임부(1122)의 후방면은 스크롤지지면(1122b)을 형성한다. 다시 말해 선회스크롤(130)을 마주보는 프레임부(1122)의 후방면은 후술할 선회경판부(131)가 축방향으로 지지되는 스크롤지지면(1122b)을 형성하게 된다. 이에 따라 스크롤지지면(1122b)은 이를 마주보는 선회경판부(131)의 전방면과 함께 앞서 설명한 축방향베어링면(BS)을 형성하게 된다.

스크롤지지면(1122b)은 전체가 밋밋하도록 평평하게 형성될 수도 있고, 스크롤지지면(1122b)이 요철지도록 적어도 한 개 이상의 급유홈(1122c)이 형성될 수도 있다. 급유홈은 스크롤지지면(1122b)을 마주보는 선회경판부(131)의 전방면에 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 급유홈(1122c)이 스크롤지지면(1122b)에 형성되는 예를 도시하고 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

스크롤지지면(1122b)에는 후술할 링삽입홈(또는 자전방지링)과 함께 자전방지기구(170)를 이루는 자전방지핀(171)이 구비된다. 자전방지핀(171)은 복수 개로 구비되어 원주방향을 따라 기설정된 간격, 예를 들어 후술할 급유홈(1122c)의 사이에 구비된다. 이에 따라 자전방지핀(171)은 후술할 링삽입홈(또는 자전방지링)(1131)과 함께 선회스크롤(130)의 자전운동을 억제하게 된다.

이와 동시에, 케이싱(110)의 흡입공간(110a), 즉 흡입공간(110a)의 하반부를 이루는 저유공간에 저장되어 있던 오일은 급유홈(1122c)을 통해 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)의 사이(정확하게는 후술할 스러스트프레이트(135)와 프론트하우징(112)의 사이 및 스러스트플레이트(135)와 선회스크롤(130)과의 사이)로 공급될 수 있다.

자전방지핀(171)은 프레임부(1122)의 후방면에서 선회스크롤(130)을 향해 단일체로 연장될 수도 있고, 별도로 제작되어 후조립될 수도 있다. 본 실시예에서는 자전방지핀이 프레임부(1122)에 압입된 예를 도시하고 있다.

본 실시예에 따른 리어하우징(113)은 일단(전방단)은 개구되고 타단(후방단)은 막힌 대략 원통형상으로 형성된다. 다시 말해 후술할 고정스크롤(140)을 마주보는 전방단은 개구되는 반면 고정스크롤(140)을 등지는 후방단은 막힌 형상으로 형성된다. 이에 따라 리어하우징(113)의 내부공간은 후술할 고정경판부(141)의 후방면과 함께 토출공간(110b)을 형성하여 압축실(V)에서 토출되는 냉매가 수용되게 된다.

리어하우징(113)의 전방단에는 앞서 설명한 제2하우징돌부(111b)에 볼트 체결되는 제3하우징돌부(113a)가 플랜지 형상으로 연장된다. 제3하우징돌부(113a)는 제2하우징돌부(111b)와의 사이에 앞서 설명한 제2실링부재(182)가 삽입되어 원주방향을 따라 볼트 체결된다.

도면으로 도시하지는 않았지만, 제2하우징돌부(111b)와 리어하우징(113)의 사이에 간격부재(spacer)(미도시)가 구비되어 볼트 체결될 수도 있다. 이 경우 리어하우징(113)의 전방단에는 메인하우징(111)을 향해 실링돌부(미도시)가 연장되고, 실링돌부의 외주면과 이를 마주보는 메인하우징(111)의 내주면 사이에 제2실링부재(미도시)가 구비될 수도 있다.

리어하우징(113)의 막힌 후방단에는 제3연결돌부(미부호)와 제4연결돌부(미부호)가 형성된다. 제3연결돌부는 리어하우징(113)의 후방단 중앙에 형성되고, 제4연결돌부는 제3연결돌부의 주변에 형성된다. 제3연결돌부에는 냉매토출포트(1131)가 형성되고, 제4연결돌부에는 바이패스포트(1132)가 형성된다. 냉매토출포트(1131)와 바이패스포트(1132)는 각각 리어하우징(113)의 내측면과 외측면 사이를 관통하여 형성된다.

냉매토출포트(1131)의 내측단은 후술할 토출구(1411)와 연통되도록 리어하우징(113)의 내주면으로 개구되고, 냉매토출포트(1131)의 외측단은 냉매토출관(116)과 연결된다. 이에 따라 리어하우징(113)의 내부공간, 즉 토출공간(110b)에 냉매토출관(116)이 냉매토출포트(1131)를 통해 연통된다. 냉매토출관(116)은 앞서 설명한 오일분리기(161)의 입구에 연결되고, 오일분리기(161)의 출구는 냉매순환관(50)을 통해 가스엔진히트펌프(1)를 이루는 냉동사이클의 응축기(20)와 연결된다. 오일분리기(161)에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

바이패스포트(1132)의 내측단은 후술할 바이패스안내홈(1411c)에 연통되도록 리어하우징(113)의 내주면으로 개구되고, 바이패스포트(1132)의 외측단은 냉매회수관(151)에 연결된다. 이에 따라 리어하우징(113)의 내부공간, 즉 바이패스안내홈(1411c)은 바이패스포트(1132)에 의해 냉매회수관(151)의 제1단(151a)에 연통된다. 냉매회수관(151)의 제2단(151b)은 앞서 설명한 메인하우징(111)의 리턴포트(1112)에 직접 연결되거나 또는 오일회수관(162)을 통해 연결될 수 있다. 냉매회수관(151)의 제2단(151b)은 앞서 설명한 메인하우징(111)의 리턴포트(1112)에 직접 연결되는 예를 도시하고 있다. 본 실시예는 냉매회수관(151)에 대해서도 나중에 다시 설명한다.

본 실시예에 따른 구동축(120)은 클러치조립체(2)를 통해 전달되는 구동력을 압축부, 다시 말해 선회스크롤(130)에 전달하는 것으로, 구동축(120)의 일부는 케이싱(110)의 외부에, 구동축(120)의 다른 일부는 케이싱(110)의 외부에 각각 배치된다.

구체적으로, 구동축(120)은 축부(121) 및 핀부(122)를 포함한다. 축부(121)는 클러치조립체(2)에 결합되고, 핀부(122)는 축부(121)에서 연장되어 후술할 편심부시(125)를 사이에 두고 선회스크롤(130)에 결합된다. 이에 따라 클러치조립체(2)를 통해 전달되는 구동력은 구동축(120)을 통해 선회스크롤(130)에 전달된다.

축부(121)는 프론트하우징(112)의 축수용부(1121b) 및 윤활공간부(1121c)와 동일축선상으로 배치된다. 축부(121)의 전방단은 프론트하우징(112)의 전방측 축수용부(1121b1)에 구비된 제1지지베어링(185)에 지지되고, 축부(121)의 후방단은 프론트하우징(112)의 후방측 축수용부(1121b2)에 구비된 제2지지베어링(186)에 지지된다. 축부(121)는 축방향으로 이격된 제1지지베어링(185)과 제2지지베어링(186)에 의해 2점에서 반경방향으로 지지되어 회전하게 된다.

축부(121)의 내부에는 오일유로(미도시)가 관통될 수 있다. 축부(121)의 전방단이 케이싱(110)의 외부로 노출됨에 따라 오일유로는 축부(121)의 중간에서 윤활공간부(1121c)를 향해 축부(121)의 외주면으로 관통될 수 있다.

핀부(122)는 축부(121)의 후방단에서 선회스크롤(130)을 향해 축방향으로 연장된다. 핀부(122)는 축부(121)의 축중심(O)에 대해 편심지게 형성되고, 핀부(122)에는 편심부시(또는 슬라이딩부시)(125)가 회전 가능하게 결합된다. 이에 따라 구동축(120)의 회전력이 편심부시(125)를 사이에 둔 선회스크롤(130)에 전달되고, 선회스크롤(130)은 자전방지기구(170)에 의해 선회운동을 하게 된다.

편심부시(125)에는 프론트하우징(112)의 축수용부(1121b)에서 선회운동을 하는 서브밸런스웨이트(1251)가 단일체로 형성되거나 또는 압입되어 결합될 수 있다. 서브밸런스웨이트(1251)는 구동축(120)의 축중심(O)과 동일축선상에서 반원형상으로 형성되며, 편심부시(125)가 편심지는 방향에 대해 반대쪽에 형성된다. 이에 따라 서브밸런스웨이트(1251)는 프론트하우징(112)의 선회공간부(1122a)에서 회전하게 된다.

본 실시예에 따른 선회스크롤(130)은 편심부시(125)를 사이에 두고 구동축(120)의 후방단에 결합되어 프론트하우징(112)의 프레임부(1122)에 축방향으로 지지된다. 이에 따라 선회스크롤(130)은 프론트하우징(112)의 프레임부(1122)에 축방향으로 지지된 상태에서 구동축(120)을 통해 회전력을 전달받아 선회운동을 하게 된다.

구체적으로, 선회스크롤(130)은 선회경판부(131), 선회랩(132) 및 구동축결합부(133)를 포함한다. 선회스크롤(130)은 프론트하우징(112)보다 가벼운 소재, 예를 들어 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라 밸런스웨이트의 부하를 줄여 압축기 효율을 높일 수 있다.

선회경판부(131)는 원판 모양으로 형성된다. 선회경판부(131)의 일측면(후방면)에는 후술할 고정랩(142)에 맞물려 압축실(V)을 이루는 선회랩(132)이 형성되고, 선회경판부(131)의 타측면(전방면)에는 편심부시(125)가 결합되어 구동축(120)을 통해 회전력을 전달받는 구동축결합부(133)가 형성된다. 이에 따라 선회경판부(131)의 후방면은 후술할 고정경판부(141)의 전방면과 함께 압축실(V)을 형성하는 반면, 선회경판부(131)의 전방면은 프론트하우징(112)의 스크롤지지면(1122b)에 축방향으로 지지되어 축방향베어링면(BS)을 형성하게 된다.

선회경판부(131)의 후방면과 스크롤지지면(1122b)의 사이에는 스러스트플레이트(thrust plate)(135)가 구비될 수 있다. 다만 축방향베어링면(BS)을 이루는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)이 서로 다른 소재로 제작되는 경우에는 앞서 설명한 스러스트플레이트(135)는 배제될 수도 있다. 하지만 본 실시예에서는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)이 이종재질이면서도 그 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이에 스러스트플레이트(135)가 구비되는 예를 중심으로 설명한다.

스러스트플레이트(135)는 선회스크롤(130) 또는/및 프론트하우징(112)과 다른 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어 프론트하우징(112)은 주철, 선회스크롤(130)은 알루미늄으로 각각 형성되고, 스러스트플레이트(135)는 프론트하우징(112) 또는/및 선회스크롤(130)보다 강성이 큰 강판으로 형성될 수 있다. 이에 따라 선회스크롤(130)과 프론트하우징(112) 사이를 더욱 효과적으로 윤활할 수 있다.

스러스트플레이트(135)는 환형으로 형성된다. 예를 들어 스러스트플레이트(135)는 프론트하우징(112)의 스크롤지지면(1122b)과 대략 동일한 형상으로 형성된다. 스러스트플레이트(135)에는 자전방지핀(171)이 삽입되도록 핀구멍(1351)이 형성된다. 핀구멍(1351)은 자전방지핀(171)과 대응하도록 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성된다. 이에 따라 스러스트플레이트(135)는 자전방지핀(171)에 의해 프론트하우징(112)의 스크롤지지면(1122b)에 결합될 수 있다.

선회경판부(131)의 전방면에는 자전방지기구(170)의 일부를 이루는 자전방지핀(171)이 선회 가능하게 삽입되도록 링삽입홈(1311)이 형성된다. 이에 따라 구동축(120)에 의해 회전력을 전달받는 선회스크롤(130)이 링삽입홈(1311)에 삽입되는 자전방지링(172)과 링삽입홈(1311)에 삽입되는 자전방지핀(171)에 의해 선회운동을 하게 된다.

링삽입홈(1311)은 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개가 형성된다. 링삽입홈(1311)은 주변이 막힌 원형으로 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 주변의 일부가 개방된 원호형으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 링삽입홈(1311)이 원형으로 형성된 예를 도시하고 있다.

링삽입홈(1311)에는 자전방지기구(170)의 일부를 이루는 자전방지링(172)이 고정 또는 회전 가능하게 삽입되고, 자전방지링(172)의 내부에는 앞서 설명한 자전방지핀(171)이 원주방향을 따라 미끄러지게 삽입된다. 자전방지링(172)은 원형고리형상으로 형성될 수도 있고, 씨(C)자 형상으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 원형고리형상으로 형성된 예를 도시하고 있다.

선회랩(132)은 선회경판부(131)의 일측면(후방면)에서 고정스크롤(140)을 향해 연장된다. 선회랩(132)은 고정랩(143)과 대응하도록 인벌류트 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

선회랩(132)의 축방향단면에는 팁실홈이 형성되어 팁실부재(미부호)가 삽입될 수 있다. 이에 따라 선회랩(132)의 축방향단면을 통한 압축실간 축방향누설을 억제할 수 있다.

선회랩(132)은 선회경판부(131)의 외주면까지 연장될 수 있다. 이에 따라 선회랩(132)의 랩길이를 최대한으로 연장하여 흡입체적을 최대한으로 확보할 수 있다.

선회랩(132)의 감긴방향 끝단과 후술할 고정랩(142)의 감긴방향 끝단에는 양쪽 압축실(V1)(V2)에 각각 독립적으로 연통되는 제1흡입단(132a)과 제2흡입단(142a)이 각각 형성될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 고정랩(142)과 함께 다시 설명한다.

구동축결합부(133)는 선회스크롤(130)의 기하학적 중심에서 프론트하우징(112)을 향해 연장된다. 구동축결합부(133)는 원통형상으로 형성되며, 구동축결합부(133)의 내주면과 편심부시(125)의 외주면 사이에는 제3지지베어링(187)이 구비될 수 있다. 제3지지베어링(187)은 부시베어링이나 볼베어링 또는 니들베어링 등이 적용될 수 있다. 본 실시예에서는 니들베어링이 적용된 예를 도시하고 있다.

본 실시예에 따른 고정스크롤(140)은 메인하우징(111)에 삽입된 상태에서 전방면은 프론트하우징(112)에, 후방면은 리어하우징(113)에 각각 축방향으로 지지되어 고정된다. 이에 따라 케이싱(110)의 내부공간은 고정스크롤(140)을 중심으로 선회스크롤(130)을 수용하는 흡입공간(110a)과 고정스크롤(140)의 일부를 포함하는 토출공간(110b)으로 분리되고, 선회스크롤(130)은 고정스크롤(140)에 대해 선회운동을 하면서 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하게 된다.

구체적으로, 고정스크롤(140)은 고정경판부(141) 및 고정랩(142)을 포함한다.

고정경판부(141)는 원판 모양으로 형성된다. 고정경판부(141)의 외주면은 케이싱(110)의 내주면, 다시 말해 메인하우징(111)의 내주면에 거의 접촉되어 삽입될 수 있다. 고정경판부(141)의 외주면에는 제3실링부재(183)가 삽입될 수 있다. 이에 따라 고정경판부(141)의 외주면과 메인하우징(111)의 내주면 사이가 긴밀하게 밀봉되어 케이싱(110)의 내부공간이 전방측의 흡입공간(및 저유공간)(110a)과 후방측의 토출공간(110b)으로 분리될 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 리어하우징(113)에 앞서 설명한 실링돌부(미도시)가 형성되는 경우에는 실링돌부의 내주면과 이를 마주보는 고정경판부(141)의 외주면 사이에 제3실링부재(미도시)가 삽입될 수도 있다.

고정경판부(141)의 중심부에는 토출구(1411)가 형성된다. 토출구(1411)는 양쪽 압축실(V)에 연통되도록 한 개가 형성되거나 또는 양쪽 압축실(V)에 각각 독립적으로 연통되도록 복수 개가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 토출구(1411)가 한 개가 형성되는 예를 개시하고 있다.

토출구(1411)의 주변에는 적어도 한 개 이상의 바이패스구멍(1412a)(1412b)이 형성될 수 있다. 바이패스구멍(1412a)(1412b)은 과압축을 억제하는 과압축방지용 바이패스구멍(이하, 제1바이패스구멍)(1412a) 및/또는 용량가변을 위한 용량가변용 바이패스구멍(이하, 제2바이패스구멍)(1412b)이 형성될 수 있다. 제1바이패스구멍(1412a)은 토출구(1411)의 인근 주변에서 각 압축실(V)마다 독립적으로 형성되고, 제2바이패스구멍(1412b)은 제1바이패스구멍(1412a)보다 토출구(1411)로부터 더 먼 위치에서 각각의 압축실마다 독립적으로 형성될 수 있다.

토출구(1411), 제1바이패스구멍(1412a) 및 제2바이패스구멍(1412b)은 각각 밸브에 의해 개폐된다. 예를 들어 토출구(1411)는 토출밸브(145)에 의해, 제1바이패스구멍(1412a)은 제1바이패스밸브(146)에 의해, 제2바이패스구멍(1412b)은 제2바이패스밸브(147)에 의해 개폐된다.

토출밸브(145), 제1바이패스밸브(146) 및 제2바이패스밸브(147)는 각각 독립적으로 구성될 수도 있고, 일부는 서로 연결되어 일체로 형성될 수도 있다. 본 실시예는 토출밸브(145)와 제1바이패스밸브(146)는 각각 독립적으로 형성되어 결합되는 반면, 제2바이패스밸브(147)는 2개가 서로 연결되어 일괄 결합되는 예를 도시하고 있다.

한편, 고정경판부(141)의 후방면과 이를 마주보는 리어하우징(113)의 내부공간 사이에는 토출공간(110b)이 형성되되, 토출공간(110b)은 제1토출공간(110b1)과 제2토출공간(110b2)으로 분리될 수 있다. 예를 들어 고정경판부(141)의 후방면에는 리어하우징(113)을 향해 기설정된 높이만큼 연장되는 구획돌부(1413)가 형성될 수 있다.

구획돌부(1413)는 축방향투영시 대략 브이(V)자 형상의 링 형상으로 형성되어 제1토출공간(110b1)과 제2토출공간(110b2)을 분리할 수 있다. 예를 들어, 구획돌부(1413)의 바깥쪽에는 제1토출공간(110b1)이, 구획돌부(1413)의 안쪽에는 제2토출공간(110b2)이 각각 형성될 수 있다.

제1토출공간(110b1)은 앞서 설명한 냉매토출포트(1131)와 연통되고, 제2토출공간(110b2)은 앞서 설명한 바이패스포트(1132)와 연통될 수 있다. 토출밸브(145)와 제1바이패스밸브(146)는 제1토출공간(110b1)에 속하고, 제2바이패스밸브(147)는 제2토출공간(110b2)에 속하게 된다. 이에 따라 제1토출공간(110b1)은 양쪽 압축실(V)의 토출압실(미부호)에서 토출되거나 또는 양쪽 압축실(V)의 제1중간압실(미부호)에서 바이패스된 냉매를 후술할 냉매토출관(116)을 통해 냉동사이클의 응축기(20)로 안내하는 실질적인 토출공간을 이루고, 제2토출공간(110b2)은 양쪽 압축실의 중간압실(제1중간압실보다 압력이 낮은 제2중간압실)에서 바이패스된 냉매를 후술할 냉매회수관(151)을 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수하는 일종의 바이패스공간을 이루게 된다.

구획돌부(1413)는 고정경판부(141)에만 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 고정경판부(141)를 마주보는 리어하우징(113)의 전방면에도 형성될 수 있다. 예를 들어 고정경판부(141)의 후방면에는 제1구획돌부(편의상 구획돌부의 도면부호와 혼용한다)(1141)가, 리어하우징(113)의 전방면에는 제2구획돌부(1133)가 서로 대응되도록 각각 형성될 수 있다. 이 경우 냉매토출포트(1131)는 제2구획돌부(1133)의 바깥쪽에, 바이패스포트(1132)는 제2구획돌부(1133)의 안쪽에 각각 위치하도록 형성될 수 있다.

구획돌부(1413)의 내부에는 바이패스안내홈(1413a)이 형성된다. 바이패스안내홈(1413a)은 양쪽 압축실(V)의 제2바이패스구멍(1412b)(1412b)을 함께 수용할 수 있도록 대략 브이(V)자 형상으로 형성된다. 구획돌부가 제1구획돌부(1413)와 제2구획돌부(1133)로 구분되는 경우 바이패스안내홈은 제1구획돌부(1413)와 제2구획돌부(1133)에 각각 형성될 수도 있고, 어느 한쪽 구획돌부에만 형성될 수도 있다.

고정랩(142)은 고정경판부(141)의 일측면(전방면)에서 선회스크롤(130)을 향해 연장된다. 고정랩(142)은 선회랩(132)과 대응하도록 인벌류트 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

고정랩(142)의 축방향단면에는 팁실홈이 형성되어 팁실부재(미부호)가 삽입될 수 있다. 이에 따라 고정랩(142)의 축방향단면을 통한 압축실간 축방향누설을 억제할 수 있다.

고정랩(142)은 선회랩(132)과 마찬가지로 고정경판부(141)의 외주면까지 연장될 수 있다. 이에 따라 고정랩(142)의 랩길이를 최대한으로 연장하여 흡입체적을 최대한으로 확보할 수 있다.

고정랩(142)은 감긴방향 끝단이 선회랩(132)의 감긴방향 끝단과 대략 180°의 위상차를 두도록 배치된다. 예를 들어 선회랩(132)의 바깥쪽 끝단에는 후술할 제1흡입단(132a)이, 고정랩(142)의 바깥쪽 끝단에는 제2흡입단(142a)이 각각 형성된다. 이에 따라 고정랩(142)은 선회랩(132)과 함께 소위 대칭형 압축실을 형성하게 된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 냉매회수부(150)는 냉매회수관(151) 및 제1제어밸브(152)를 포함한다.

냉매회수관(151)은 앞서 설명한 바와 같이, 제1단(151a)은 리어하우징(113)의 제3연결돌부(미부호)에 체결되어 제2토출공간(110b2)에 연통된 바이패스포트(1132)에 연결되고, 제2단은 메인하우징(111)의 제2연결돌부에 체결되어 흡입공간(110a)에 연통된 리턴포트(1112)에 연결된다. 이에 따라 제2중간압실을 이루는 양쪽 압축실(V)에서 바이패스안내홈(1413a)으로 바이패스된 냉매는 냉매회수관(151)을 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 순환하여 재흡입된다.

제1제어밸브(152)는 냉매회수관(151)의 중간에 구비되어 그 냉매회수관(151)을 개폐한다. 제1제어밸브(152)는 체크밸브로 이루어지거나 또는 가스엔진히트펌프(1)의 제어부(미도시)에서 전달되는 전기신호를 받아 개폐되는 솔레노이드밸브로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 제1제어밸브(152)가 솔레노이드밸브로 이루어진 예를 도시하고 있다. 이에 따라 제1제어밸브(152)는 압축기의 용량을 낮출 필요한 경우 개방되어 바이패스안내홈(1413a)으로 바이패스된 냉매를 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 순환시킴으로써 압축기를 세이빙운전모드로 전환시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 오일회수부(160)는 오일분리기(161), 오일회수관(162) 및 제2제어밸브(163)를 포함한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 오일분리기(161)의 상반부에 냉매토출관(116)이 연결되고, 오일분리기(161)의 상단(또는 상면)에는 응축기의 입구에 연결되는 냉매순환관(50)이 연결된다. 그리고 오일분리기(161)의 하단(또는 하반부)에는 케이싱(110)의 흡입공간을 향해 냉매회수관(151)에 합관되는 오일회수관(162)이 연결된다. 이에 따라 케이싱(110)의 제1토출공간(110b1)으로 토출되는 냉매와 오일은 냉매토출관(116)을 통해 오일분리기(161)의 오일분리공간(161a)로 유입되고, 오일분리공간(161a)에서 냉매와 오일이 일종의 사이크론효과에 의해 분리된다. 오일분리공간(161a)에서 분리된 가스냉매는 냉매순환관(50)을 통해 응축기(20)로 이동하는 반면, 오일분리공간(161a)에서 분리된 액상의 오일은 오일분리공간(161a)의 하반부에 모여 오일회수관(162)과 냉매회수관(151)을 거쳐 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수된다.

오일회수관(162)은 앞서 설명한 바와 같이 제1단(162a)은 케이싱(110)의 외부에서 냉매토출관(116)에 구비된 오일분리기(161)에 연결되고, 제2단(162b)은 냉매회수관(151)의 중간에 연결된다. 다시 말해, 오일회수관(162)의 제1단(162a)은 오일분리기(161)의 하반부에 구비된 제2출구측에 연결되고, 오일회수관(162)의 제2단(162b)은 제1제어밸브(152)보다 하류측에서 냉매회수관(151)에 연결될 수 있다. 이에 따라 오일분리기(161)에서 분리된 오일은 오일회수관(162)을 통해 이동하게 되고, 이 오일은 냉매회수관(151)으로 합류하여 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수된다.

제2제어밸브(163)는 오일회수관(162)의 중간에 구비되어 그 오일회수관(162)을 개폐한다. 제2제어밸브(163)는 체크밸브로 이루어지거나 또는 가스엔진히트펌프(1)의 제어부(미도시)에서 전달되는 전기신호를 받아 개폐되는 솔레노이드밸브로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 제2제어밸브(163)가 솔레노이드밸브로 이루어진 예를 도시하고 있다. 이에 따라 압축기에 오일이 필요한 경우 제2제어밸브(163)가 개방되어 오일분리기(161)에서 분리된 오일을 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수함으로써 압축기에서의 마찰손실을 줄이고 신뢰성을 높일 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 제2제어밸브(163)는 배제되거나 또는 역류를 방지하는 체크밸브로 이루어질 수도 있다. 이 경우 오일분리기(161)에서 분리된 오일은 연속적하여 흡입공간으로 회수될 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았지만, 오일회수관(162)의 제2단(162b)이 제2연결돌부에 체결되어 리턴포트(1112)에 직접 연결되고, 오일회수관(162)의 중간에 냉매회수관(151)의 제2단(151b)이 연결될 수도 있다. 이 경우에도 냉매회수관(151)의 제2단(151b)은 제2제어밸브(163)보다 하류측에서 오일회수관(162)에 연결될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 126은 메인밸런스웨이트이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작하게 된다.

즉, 가스엔진히트펌프(1)에 대한 운전이 선택되면, 클러치조립체(2)가 구동력을 구동축(120)에 전달하게 된다. 구동축(120)으로 전달된 구동력은 그 구동축(120)을 통해 선회스크롤(130)에 전달된다.

그러면, 선회스크롤(130)이 프론트하우징(112)에 지지된 상태에서 편심부시(125)의 편심거리만큼 선회운동을 하고, 이와 함께 선회랩(132)과 고정랩(142)의 사이에서 흡입실, 중간압실, 토출실로 이루어진 두 개 한 쌍의 압축실(V)이 연속하여 형성된다. 압축실(V)은 선회스크롤(130)의 지속적인 선회운동에 의해 중심을 향해 이동하면서 체적이 감소되고, 냉매는 압축실(V)을 따라 이동하면서 압축되어 토출구(1411)를 통해 토출공간(110b), 정확하게는 제1토출공간(110b1)으로 토출된다.

이때, 압축실(V)의 냉매는 중간압실에서 토출압실쪽으로 이동하면서 설정된 압력까지 압축되지만, 압축기를 포함한 가스엔진히트펌프(1)의 운전중에 발생되는 여타의 조건에 의해서 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상으로 상승할 수 있다. 그러면 중간압실에서 토출압실로 이동하는 냉매의 일부는 토출압실에 도달하기 전에 제1바이패스구멍(1412a)을 통해 각각의 압축실(V)에서 토출공간(110b), 정확하게는 제1토출공간(110b1)으로 미리 바이패스된다. 이를 통해 냉매가 양쪽 압축실(V)에서 설정압력 이상으로 과압축되는 것을 억제하여 압축기 효율을 높이고 압축부를 이루는 선회랩(132)과 고정랩(142)에 대한 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 압축기(10)를 포함한 가스엔진히트펌프(1)는 운전시 필요에 따라 운전용량을 가변할 수 있다. 예를 들어 파워운전인 경우에는 냉매회수부(150)의 제1제어밸브(152)를 닫아 흡입체적을 최대한으로 확보하는 반면, 세이빙운전인 경우에는 냉매회수부(150)의 제1제어밸브(152)를 열어 실질적인 흡입체적을 최소한으로 줄일 수 있다.

다시 말해, 세이빙운전시에는 제1제어밸브(152)가 열림에 따라 제2토출공간(110b2)이 흡입공간(110a)과 연통되게 된다. 그러면 압축실(V)로 흡입된 냉매의 일부가 제2바이패스구멍(1412b)을 통해 제2토출공간으로 바이패스된다. 이 냉매는 제2토출공간(110b2)과 흡입공간(110a)의 압력차에 의해 냉매회수관(151)과 리턴포트(1112)를 통해 흡입공간(110a)으로 유입되고, 이 냉매는 제1흡입단(132a) 및제2흡입단(142a)을 통해 양쪽 압축실(V1)(V2)로 각각 흡입된다.

한편, 토출구(1411) 및 제1바이패스구멍(1412a)을 통해 제1토출공간(110b1)으로 토출되는 냉매는 냉매토출포트(1131)와 냉매토출관(116)을 통해 냉동사이클장치의 응축기(20)를 향해 배출된다. 하지만 압축실(V)에서 제1토출공간(110b1)으로 토출되는 냉매에는 오일이 포함된다.

상기와 같이 압축기(10)에서 냉매와 오일이 함께 냉동사이클장치를 향해 배출되는 경우에는 압축기(10)를 이루는 케이싱(110)의 내부에는 오일부족이 발생될 수 있다. 특히 가스엔진히트펌프(1)에 포함된 스크롤 압축기(10)는 케이싱(110)의 내부용적이 작아 오일저장량이 크지 않다. 이에 가스엔진히트펌프(1)에 포함된 스크롤 압축기(10)와 응축기(20)의 사이에는 오일분리기(161)가 구비되어 압축기(10)에서 토출되는 오일을 냉매로부터 분리하여 압축기(10)로 회수하고 있다.

오일분리기(161)는 압축기(10)의 내부에 구비되거나 또는 압축기(10)의 외부에 구비될 수 있다. 본 실시예와 같이 오일분리기(161)가 압축기(10)의 외부, 즉 냉매토출관(116)의 중간에 구비되는 경우에는 앞서 설명한 바와 같이 오일분리기(161)에서 분리된 오일을 압축기(10)의 케이싱(110)으로 회수하기 위한 오일회수관(162)이 구비된다. 다만 오일회수관(162)이 구비되는 경우 그 오일회수관(162)을 연결하기 위한 압축기의 형상이 복잡하게 되거나 또는 압축기 주변의 배관이 복잡하게 될 수 있다.

이에, 이에, 본 실시예에서는 오일회수관이 냉매회수관에 합관되어 압축기 케이싱에 연결됨에 따라 냉매회수배관과 오일회수배관을 일원화하여 압축기의 주변배관을 간소화할 수 있다.

다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기(10)는 오일회수부(160)의 일부를 이루는 오일분리기(161)가 케이싱(110)의 외부에서 냉매토출관(116)에 연결된다.

오일분리기(161)에는 오일회수관(162)의 제1단(162a)이 연결되고, 오일회수관의 제2단(162b)은 냉매회수관(151)의 중간, 더 정확하게는 냉매회수관(151)의 제2단(151b)과 리턴포트(1112)의 사이에 연결된다. 다시 말해 리턴포트(1112)에 냉매회수관(151)의 제2단이 연결되는 것이나, 이는 오일회수관(162)이 리턴포트(1112)에 연결되는 것과 동일한 효과를 갖게 된다. 이에 따라 냉매회수관(151)의 제2단(151b)이 리턴포트(1112)에 연결될 수도 있고, 오일회수관(162)의 제2단(162b)이 리턴포트(1112)에 연결될 수도 있다.

또한, 냉매회수관(151)의 중간에는 제1제어밸브(152)가, 오일회수관(162)에는 제2제어밸브(163)가 각각 구비된다. 앞서 설명한 바와 같이 제1제어밸브(152)와 제2제어밸브(163)는 양방향밸브로 이루어되, 제어부(미도시)에서 각각의 전기신호를 받아 개폐여부 및 개폐량이 조절되는 솔레노이드밸브로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 제1제어밸브(152)와 제2제어밸브(163)는 둘 중 어느 한 쪽 밸브만 열리거나 양쪽 밸브가 모두 닫히도록 제어될 수 있다. 다시 말해 제1제어밸브(152)와 제2제어밸브(163)는 동시에 열리지 않도록 제어될 수 있다. 이에 따라 오일회수관(162)을 통해 케이싱(110)의 내부로 회수되는 오일이 냉매회수관(151)을 통해 중간압실로 역류하는 것을 억제할 수 있다.

하지만, 냉매회수관(151)을 통해 회수되는 냉매와 오일회수관(162)을 통해 회수되는 오일의 압력차가 크지 않은 경우에는 제1제어밸브(152)와 제2제어밸브(163)가 동시에 열리도록 제어될 수도 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 냉매회수관(151)과 오일회수관(162)이 연결되는 지점에 한 개의 제어밸브(미도시)가 설치될 수도 있다. 제어밸브는 냉매회수관의 개폐여부 및 오일회수관의 개폐여부를 제어할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 냉매회수관(151)을 통해 오일회수관(162)이 연통되는 리턴포트(1112)는 앞서 설명한 바와 같이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)을 마주보는 위치에 형성될 수 있다.

다시 말해, 제1리턴포트(1112)는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)의 사이의 축방향베어링면(BS)에 반경방향으로 중첩되는 위치(축방향 높이)에서 케이싱(110)의 흡입공간(110a)에 연통될 수 있다. 이에 따라 오일회수관(162)의 제2단(162b)이 연통되는 리턴포트(1112)는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)에 가장 인접하게 배치될 수 있다.

그러면, 오일회수관(162)을 통해 케이싱(110)의 내부, 즉 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일이 상기한 축방향베어링면(BS)으로 신속하게 공급될 수 있다. 이를 통해 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 마찰손실을 효과적으로 억제할 수 있다. 이는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이에 스러스트플레이트(135)가 구비되는 경우에도 동일하다.

또한, 도 5에서와 같이, 본 실시예에 따른 오일회수관(162)이 연통되는 리턴포트(1112)는 냉매흡입관(115)이 연결되는 냉매흡입포트(1111)로부터 원주방향으로 이격될 수 있다. 다시 말해 리턴포트(1112)는 냉매흡입포트(1111)에 대해 반시계방향으로 대략 30~150°만큼 이격된 위치에서 케이싱(110)의 흡입공간(110a)에 연통될 수 있다.

그러면, 냉매흡입포트(1111)는 선회랩(132)의 바깥쪽 끝단, 즉 제1흡입단(132a)에 인접하도록 형성되는 것으로 가정할 때 리턴포트(1112)는 제1흡입단(1132a)으로부터 원주방향으로 대략 30~150°만큼 이격되게 된다. 이에 따라 오일회수관(162), 즉 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일이 냉매흡입관(115), 즉 냉매흡입포트(1111)를 통해 압축실로 흡입되는 냉매에 휩쓸려 압축실(V)로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 고온 고압의 오일이 냉매와 섞여 압축실(V)로 유입되는 것을 억제하여 냉매의 흡입손실을 최소화할 수 있다.

또한, 오일회수관(162)이 연결되는 리턴포트(1112)는 냉매흡입관(115)이 연결된 냉매흡입포트(1111)보다 하측에 위치할 수 있다. 예를 들어 지면에 대해 횡방향으로 설치되는 구동축(120)을 기준으로 할 때, 냉매흡입포트(1111)는 구동축(120)보다 상측에, 리턴포트(1112)는 구동축(120)보다 하측에 각각 형성될 수 있다. 이에 따라 상대적으로 무거운 오일이 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 유입될 때 케이싱(110)의 하반부로 흘러내려 상대적으로 높은 위치에 형성되는 제1흡입단(132a)으로 유입되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 오일회수관(162)이 연결되는 리턴포트(1112)는 냉매흡입관(115)이 연결되는 냉매흡입포트(1111)보다 축방향으로 전방측에 위치할 수 있다. 예를 들어 리턴포트(1112)는 선회스크롤(130)을 기준으로 전방측에, 냉매흡입포트(1111)는 선회스크롤(130)을 기준으로 후방측에 각각 위치할 수 있다.

구체적으로, 리턴포트(1112)는 선회경판부(131)의 전방면과 이를 마주보는 프론트하우징(112)의 후방면 사이에 위치하도록 형성되는 반면, 냉매흡입포트(1111)는 선회경판부(131)의 후방면과 이를 마주보는 고정경판부(141)의 전방면 사이, 더 정확하게는 선회랩(132)과 고정랩(142)의 측면을 마주보도록 형성된다. 이에 따라 리턴포트(1112)가 냉매흡입포트(1111)로부터 축방향으로 이격되어 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일이 압축실(V)로 유입되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

상기와 같이 본 실시예에서는 오일분리관 또는 오일회수관이 연결된 냉매회수관이 프론트하우징과 선회스크롤 사이의 축방향베어링면에 인접하도록 배치됨에 따라, 오일이 프론트하우징과 선회스크롤 사이로 신속하게 공급되어 그 프론트하우징과 선회스크롤 사이의 마찰손실을 줄여 압축기 효율이 향상될 수 있다.

한편, 선회스크롤(130)을 마주보는 프론트하우징(112)의 후방면에는 앞서 설명한 급유홈(1122c)이 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성될 수 있다. 예를 들어 프론트하우징(112)의 후방면, 다시 말해 프레임부(1122)의 스크롤지지면(1122b)에는 케이싱(110)의 흡입공간(110a)에 저장된 오일 또는/및 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일을 축방향베어링면(BS)으로 안내하도록 급유홈(1122c)이 형성될 수 있다. 이에 따라 프론트하우징(112)을 이루는 프레임부(1122)의 외주면이 메인하우징(111)의 내주면에 근접되게 배치되더라도 리턴포트(1112)를 통해 유입되는 오일이 프론트하우징(112)의 스크롤지지면(1122b)에 원활하게 공급될 수 있다.

다시 말해, 프론트하우징(112)을 이루는 프레임부(1122)의 외주면이 메인하우징(111)의 내주면에 근접되게 배치된 상태에서 리턴포트(1112)가 프론트하우징(112)의 스크롤지지면(1122b)에 근접되게 배치될 경우 리턴포트(1112)의 출구측에 프론트하우징(112)의 외주면이 근접하여 오일이 회수되는 것을 방해할 수 있다.

이를 고려하여, 프레임부(1112)의 외경, 즉 스크롤지지면(1122b)의 외경을 줄여 리턴포트(1112)의 출구측 면적을 확보할 수 있으나, 이는 선회스크롤(130)에 대한 지지력이 약화되어 선회스크롤(130)의 거동이 불안정해질 수 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 프론트하우징(112)의 후방면, 즉 프레임부(1122)의 스크롤지지면(1122b)에 급유홈(1122c)이 형성되는 경우에는 스크롤지지면(1122b)의 외경을 줄이지 않고서도 리턴포트(1112)를 통해 오일이 원활하게 회수될 수 있다. 이는 리턴포트(1112) 주변의 급유홈(1122c)이 다른 쪽 급유홈보다 넓게 형성되는 경우 더욱 유리할 수 있다. 이에 대해서는 나중에 도 7 및 도 8을 참조하여 다시 설명한다.

구체적으로, 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 급유홈(1122c)은 제1급유홈(1122c1) 및 제2급유홈(1122c2)으로 이루어질 수 있다. 제1급유홈(1122c1)은 복수 개로 이루어져 각각 반경방향으로 형성되고, 제2급유홈(1122c2)은 적어도 한 개 이상으로 이루어져 제1급유홈(1122c1)과 교차하도록 원주방향으로 형성될 수 있다. 다시 말해 복수 개의 제1급유홈(1122c1)은 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성되는 반면, 제2급유홈(1122c2)은 제1급유홈(1122c1)을 가로질러 형성될 수 있다. 이에 따라 복수 개의 제1급유홈(1122c1)은 제2급유홈(1122c2)에 의해 서로 연통될 수 있다.

본 실시예에 따른 제1급유홈(1122c1)은 원주방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있다. 다시 말해 제1급유홈(1122c1)은 원주방향을 따라 동일한 급유홈간격(α)을 두고 형성될 수 있다. 이에 따라 제1급유홈(1122c1)을 용이하게 형성하는 동시에 오일이 전체 축방향베어링면(BS)에 대략 균등하게 공급될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 제1급유홈(1122c1)은 각각 동일한 규격, 즉 동일한 폭과 동일한 깊이로 형성될 수 있다. 다시 말해 각각의 제1급유홈(1122c1)은 원주방향을 따라 동일한 급유홈넓이(β)를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라 제1급유홈(1122c1)을 용이하게 형성하는 동시에 오일이 전체 축방향베어링면(BS)에 거의 균등하게 공급될 수 있다.

본 실시예에 따른 제2급유홈(1122c2)은 제1급유홈(1122c1)의 중간을 지나는 한 개 또는 반경방향으로 이격된 복수 개의 원형홈으로 형성될 수 있다. 제2급유홈(1122c2)은 제1급유홈(1122c1)과 동일한 깊이와 폭으로 형성될 수도 있고, 제1급유홈(1122c1)보다는 작은 깊이와 폭으로 형성될 수도 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 제1급유홈(1122c1)과 제2급유홈(1122c2)은 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 예를 들어 제1급유홈(1122c1)은 외주측이 넓고 내주측이 좁은 테이퍼진 형상으로 형성될 수도 있고, 제2급유홈(1122c2)은 직선으로 형성될 수도 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 급유홈(1122c)은 제1급유홈(1122c1)과 제2급유홈(1122c2)으로 이루어지지 않을 수도 있다. 예를 들어 급유홈(1122c)은 제1급유홈(1122c1)만으로 형성될 수도 있고, 제2급유홈(1122c2)만으로 형성될 수도 있다.

한편, 경우에 따라서는 제1급유홈(1122c1)은 원주방향을 따라 서로 다른 간격과 서로 다른 규격으로 형성될 수도 있다.

도 7 및 도 8은 도 6에서 급유홈의 다른 실시예들을 각각 보인 도면이다.

이들 도면을 참조하면, 리턴포트(1112)를 마주보는 쪽의 제1급유홈(1122c1)이 다른 쪽의 제1급유홈(1122c1)보다 더 넓게 형성될 수 있다. 이에 따라 리턴포트(1112)를 통해 회수되는 오일이 더욱 신속하게 급유홈(1122c)으로 유입될 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 프론트하우징(112)의 외주면이 메인하우징(111)의 내주면, 즉 리턴포트(1112)의 출구측에 근접하게 배치되는 경우에도 스크롤지지면(1122b)의 외경을 줄이지 않고서도 리턴포트(1112)를 통해 오일이 원활하게 회수될 수 있다.

도 7을 참조하면, 리턴포트(1112)의 중심선(CL1)에 직교하며 축중심(O)을 지나는 가상선(CL2)을 기준으로 할 때, 리턴포트(1112)가 속하는 영역, 즉 리턴포트(1112)를 마주보는 쪽에서의 제1급유홈간격(α1)은 리턴포트(1112)가 속하지 않는 반대쪽에서의 제2급유홈간격(α2)보다 더 좁게 형성될 수 있다. 이에 따라 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일이 더욱 신속하게 축방향베어링면(BS)으로 유입될 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 급유홈(1122c)은 원주방향을 따라 동일한 넓이(원호길이)로 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 원주방향을 따라 서로 다른 넓이로 형성될 수도 있다. 예를 들어 리턴포트(1112)의 중심선(CL1)에 직교하며 축중심(O)을 지나는 가상선(CL2)을 기준으로 할 때, 리턴포트(1112)가 속하는 영역, 즉 리턴포트(1112)를 마주보는 쪽에서의 제1급유홈넓이(β1)는 리턴포트(1112)가 속하지 않는 반대쪽에서의 제2급유홈넓이(β2)보다 더 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일이 더욱 신속하게 축방향베어링면(BS)으로 유입될 수 있다.

상기와 같이, 압축기의 외부에 구비된 오일분리기(161)에서 분리된 오일을 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수하는 오일회수관(정확하게는 리턴포트)(162)이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)을 마주보도록 형성됨에 따라, 오일분리기(161)에서 회수되는 오일이 축방향베어링면(BS)에 신속하고 원활하게 유입될 수 있다. 이를 통해 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 또는 이들 부재 사이의 스러스트플레이트를 효과적으로 윤활하여 마찰손실을 낮출 수 있다.

또한, 오일회수관(정확하게는 리턴포트)(162)이 냉매흡입관(정확하게는 냉매흡입포트)(115)와 원주방향 및/또는 축방향으로 이격됨에 따라, 회수되는 오일이 압축실(V)로 흡입되는 것을 억제하여 압축기의 체적효율을 유지할 수 있다. 또 이를 간소화하여 제조비용이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 급유홈은 스크롤지지면(1122b)을 마주보는 선회경판부(131)의 전방면에 형성될 수도 있다. 이 경우 급유홈은 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성되되 대략 양쪽 링삽입홈(1311)의 중간에 위치하도록 형성될 수 있다. 이 경우에도 리턴포트(1112)는 앞서 설명한 바와 같이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)의 사이를 반경방향으로 마주보도록 형성되고, 이에 따라 급유홈의 효과는 전술한 실시예와 유사하다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 스크롤지지면(1122b) 또는/및 이를 마주보는 선회경판부(131)의 전방면에서 앞서 설명한 급유홈이 배제될 수도 있다. 이 경우에도 리턴포트(1112)는 앞서 설명한 바와 같이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)의 사이를 반경방향으로 마주보도록 형성될 수 있다. 이에 따라 스크롤지지면(1122b) 또는/및 이를 마주보는 선회경판부(131)의 전방면에 급유홈이 형성되지 않더라도 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)의 사이에 오일이 신속하게 공급되어 마찰손실을 억제할 수 있다. 또한 이 경우에는 스크롤지지면(1122b) 또는/및 이를 마주보는 선회경판부(131)의 전방면에 급유홈이 형성되지 않음에 따라 프론트하우징(112) 및 선회스크롤(130)을 용이하게 가공할 수 있다. 이와 동시에 축방향베어링면(BS)에서 급유홈이 배제됨에 따라 그 축방향베어링면(BS)의 베어링면적이 증가하게 되고, 이로 인해 축방향베어링면(BS)에서의 면압이 감소하면서 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)의 신뢰성을 높이는 동시에 선회스크롤(130)에 더욱 안정적으로 지지될 수 있다.

상기와 같이 본 실시예에서는 프론트하우징의 스크롤지지면 또는 이를 마주보는 선회경판부의 전방면에 급유홈이 형성됨에 따라, 프론트하우징과 선회스크롤(또는 스러스트플레이트)이 밀착되더라도 그 프론트하우징과 선회스크롤 사이로 급유홈을 통해 오일이 신속하게 유입되어 마찰손실을 더욱 낮출 수 있다.

한편, 오일회수부에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 리턴포트가 메인하우징을 반경방향으로 관통하는 것이나, 경우에 따라서는 리턴포트가 메인하우징을 반경방향에 대해 교차하는 방향으로 관통될 수도 있다.

도 9는 오일회수부에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기(10) 및 이를 포함한 가스엔진히트펌프(1)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

다만, 본 실시예에 따른 리턴포트(1112)는 구동축(120)의 축중심(O)을 지나는 반경방향에 대해 교차하는 방향으로 형성될 수 있다.

다시 말해, 냉매흡입관(115)이 연결되는 냉매흡입포트(1111)는 메인하우징(111)을 반경방향으로 관통하도록 형성되는 반면, 냉매회수관(151)을 통해 오일회수관(162)이 연결되는 리턴포트(1112)는 그 리턴포트(1112)의 중심선(CL1)이 구동축(120)의 축중심(O)보다 하측을 향하도록 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라 오일회수관(162)과 리턴포트(1112)를 통해 케이싱(110)의 흡입공간(110a)으로 회수되는 오일이 그 흡입공간(110a)의 하반부, 즉 제1흡입단(132a)에서 먼쪽을 향해 유입된다. 이를 통해 오일분리기(161)에서 케이싱(110)으로 회수되는 오일이 제1흡입단(1132a)으로 유입되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

뿐만 아니라, 오일분리기(161)에서 회수되는 오일이 흡입공간(110a)의 하반부에 형성된 저유공간으로 모이게 되고, 이 오일은 제1흡입단(132a)의 반대쪽에 위치하는 제2흡입단(142a)을 통해 압축실로 간접 유입되도록 하여 압축실(V)에서의 마찰손실을 억제할 수 있다.

한편, 오일회수부에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 오일회수관이 냉매회수관의 중간에 연결되는 것이나, 경우에 따라서는 오일회수관이 냉매회수관과 독립적으로 케이싱에 연결될 수도 있다.

도 10은 오일회수부에 대한 또 다른 실시예를 보인 개략도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기(10) 및 이를 포함한 가스엔진히트펌프(1)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

다만, 본 실시예에서는 메인하우징(111)에 냉매흡입포트(1111) 외에 제1리턴포트(1112a)와 제2리턴포트(1112b)가 각각 독립적으로 형성될 수 있다. 다시 말해 냉매흡입포트(1111)는 냉매흡입관(115)이 연결되고, 제1리턴포트(1112a)는 냉매회수관(151)이 연결되며, 제2리턴포트(1112b)는 오일회수관(162)이 연결될 수 있다.

이 경우 냉매흡입포트(1111)는 전술한 실시예와 같이 제2하우징돌부(111b)에 인접한 위치에 형성되고, 제1리턴포트(1112a)는 후술할 제2리턴포트(1112b)보다는 냉매흡입포트(1111)에 근접하게, 예를 들어 냉매흡입포트(1111)와 동일원주상에 형성되거나 또는 냉매흡입포트(1111)와 동일축선상에 형성될 수 있다.

또한, 제2리턴포트(1112b)는 전술한 실시예들의 리턴포트(1112)와 같이 냉매흡입포트(1111)의 반대쪽, 즉 제1하우징돌부(111a)에 인접한 위치에 형성될 수 있다.

상기와 같이 오일회수관(162)이 냉매회수관(151)으로부터 독립되어 케이싱(110)에 연결되는 경우에는 오일과 냉매가 서로 분리되어 필요한 위치로 회수될 수 있다.

예를 들어, 압축실(V)에서 바이패스되는 냉매는 냉매회수관(151)과 제1리턴포트(1112a)를 통해 제1흡입단(132a)에 근접한 위치로 회수된다. 이에 따라 제1리턴포트(1112a)를 통해 회수되는 냉매가 제1흡입단(132a)을 통해 압축실(V)로 신속하게 흡입되어 흡입체적이 향상될 수 있다.

또한, 제1리턴포트(1112a)가 전술한 실시예의 리턴포트(1112)와 대응하는 제2리턴포트(1112b)로부터 멀리 이격됨에 따라 회수되는 오일이 냉매에 휩쓸려 제1흡입단(132a)으로 유입되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1리턴포트(1112a)가 냉매흡입포트(1111)로부터 이격됨에 따라, 냉매흡입관(115)과 냉매흡입포트(1111)를 통해 압축실(V)로 흡입되는 냉매가 냉매회수관(151)과 제1리턴포트(1112a)를 통해 회수되는 냉매와 혼합되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 냉매흡입관(115)을 통해 증발기(40)로부터 흡입되는 주 흡입냉매가 압축실(V) 밖에서 회수되는 냉매에 의해 가열되는 것을 최소화하여 압축기의 체적효율이 향상될 수 있다.

한편, 오일분리기(161)에서 분리된 오일은 오일회수관(162)과 제2리턴포트(1112b)를 통해 습동부인 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이로 공급된다. 이 경우 앞서 설명한 바와 같이 제2리턴포트(1112b)가 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이에 근접하게 배치됨에 따라 제2리턴포트(1112b)를 통해 회수되는 오일이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이로 신속하게 공급될 수 있다. 이를 통해 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)을 효과적으로 윤활할 수 있다. 또한 전술한 실시예와 같이 제2리턴포트(1112b)가 제1흡입단(132a)으로부터 멀리 위치하게 되어 제2리턴포트(1112b)를 통해 회수되는 오일이 압축실(V)로 유입되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 냉매회수관(151)은 케이싱(110)의 외부에서 냉매흡입관(115)에 연결될 수도 있다. 이 경우에도 오일회수관(162)은 전술한 실시예들에서와 같이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)의 근처, 즉 축방향베어링면(BS)과 반경방향으로 중첩되는 위치에서 케이싱(110)의 내부공간에 연통될 수 있다. 이 경우에도 오일회수관(162)을 통해 회수되는 오일이 축방향베어링면(BS)에 신속하게 공급되어 윤활효과를 높일 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 냉매흡입관(115)이 케이싱(110)의 흡입공간(110a)에 연결되는 소위 저압식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 냉매흡입관(115)이 케이싱(110)을 관통하여 고정스크롤(140)에 직접 결합되는 고압식 스크롤 압축기에서도 동일하게 적용될 수 있다. 다시 말해 고압식 스크롤 압축기에서도 오일회수관(162)은 전술한 실시예들에서와 같이 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이의 축방향베어링면(BS)의 근처, 즉 축방향베어링면(BS)과 반경방향으로 중첩되는 위치에서 케이싱(110)의 내부공간에 연통될 수 있다. 이 경우에도 오일회수관(162)을 통해 회수되는 오일이 축방향베어링면(BS)에 신속하게 공급되어 윤활효과를 높일 수 있다. 이 경우 냉매흡입포트는 전술한 실시예들과는 달리 냉매흡입관의 단일체로 이해되거나 또는 냉매흡입관과 고정스크롤 사이를 연결하는 부분으로 이해될 수 있다.

또 한편, 전술한 실시예들에서는 메인하우징(111)과 리어하우징(113)이 분리된 예를 중심으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 메인하우징(111)과 리어하우징(113)이 단일체로 형성될 수도 있다. 이 경우에도 냉매회수부(150)와 오일회수부(160)를 포함한 압축기의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예들과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또 한편, 전술한 실시예들에서는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이에 스러스트플레이트(135)가 구비되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 스러스트플레이트가 배제되고 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130)이 직접 접촉할 수도 있다. 예를 들어 프론트하우징(112)은 주철 소재로, 선회스크롤(130)은 알루미늄 소재로 각각 형성되는 경우에는 프론트하우징(112)과 선회스크롤(130) 사이에 스러스트플레이트가 배제될 수 있다. 이 경우에도 냉매회수부(150)와 오일회수부(160)를 포함한 압축기의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예들과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

1: 가스엔진히트펌프 2: 클러치조립체
10: 압축기 20: 응축기
30: 팽창기 40: 증발기
50: 냉매순환관 110: 케이싱
110a: 흡입공간 110b: 토출공간
110b1: 제1토출공간 110b2: 제2토출공간
111: 메인하우징 111a: 제1하우징돌부
111b: 제2하우징돌부 1111: 냉매흡입포트
1112: 리턴포트 1112a: 제1리턴포트
1112b: 제2리턴포트 112: 프론트하우징
1121: 커버부 1121a: 커버돌부
1121b: 축수용부 1121b1: 전방측 축수용부
1121b2: 후방측 축수용부 1121c: 윤활공간부
1122: 프레임부 1122a: 선회공간부
1122b: 스크롤지지면 1122c: 급유홈
113: 리어하우징 113a: 제3하우징돌부
1131: 토출포트 1132: 바이패스포트
1133: 제2구획돌부 115: 냉매흡입관
116: 냉매토출관 120: 구동축
121: 축부 122: 핀부
125: 편심부시 1251: 서브밸런스웨이트
130: 선회스크롤 131: 선회경판부
1311: 링삽입홈 132: 선회랩
133: 구동축결합부 135: 스러스트플레이트
1351: 핀구멍 140: 고정스크롤
141: 고정경판부 1411: 토출구
1412a: 제1바이패스구멍 1412b: 제2바이패스구멍
1413: 구획돌부(제1구획돌부) 1413a: 바이패스안내홈
142: 고정랩 145: 토출밸브
146: 제1바이패스밸브 147: 제2바이패스밸브
150: 냉매회수부 151: 냉매회수관
151a: 냉매회수관의 제1단 151b: 냉매회수관의 제2단
152: 제1제어밸브 160: 오일회수부
161: 오일분리기 161a: 오일분리공간
162: 오일회수관 162a: 오일회수관의 제1단
162b: 오일회수관의 제2단 163: 제2제어밸브
170: 자전방지기구 171: 자전방지핀
172: 자전방지링 181: 제1실링부재
182: 제2실링부재 183: 제3실링부재
184: 축실링부재 1841: 고정실링부
1842: 가동실링부 185: 제1지지베어링
186: 제2지지베어링 187: 제3지지베어링
BS: 축방향베어링면 CL1: 리턴포트의 중심선
CL2: 리턴포트의 중심선에 직교하는 가상선
O: 축중심 V: 압축실
V1: 제1압축실 V2: 제2압축실
α,α1,α2: 급유홈간격 β,β1,β2: 급유홈넓이

Claims

메인하우징 및 상기 메인하우징의 일단에 결합된 프론트하우징을 포함하며, 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리되는 케이싱;
일단은 상기 케이싱의 외부에서 구동원에 결합되고, 타단은 상기 케이싱을 관통하여 내부에 구비되는 구동축;
상기 구동축에 결합되어 선회운동을 하며, 상기 프론트하우징에 축방향으로 지지되는 선회스크롤;
상기 선회스크롤을 사이에 두고 상기 프론트하우징의 반대쪽에 구비되며, 상기 선회스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정스크롤;
일단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결되고, 타단은 상기 압축실의 흡입측에 연통되는 냉매흡입관;
일단은 상기 케이싱의 토출공간에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결되는 냉매토출관;
상기 케이싱의 외부에서 상기 냉매토출관에 연결되는 오일분리기; 및
일단은 상기 오일분리기에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 흡입공간에 연결되는 오일회수관을 포함하며,
상기 메인하우징에는 상기 오일회수관이 연결되는 리턴포트가 관통되고,
상기 리턴포트는,
상기 프론트하우징과 이를 축방향으로 마주보는 상기 선회스크롤의 사이의 축방향베어링면에 반경방향으로 중첩되는 위치에서 상기 케이싱의 내부공간에 연통되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통되고,
상기 리턴포트는,
상기 냉매흡입포트로부터 원주방향으로 이격되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통되고,
상기 리턴포트는,
상기 냉매흡입포트보다 하측에 위치하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통되고,
상기 리턴포트는,
상기 구동축의 축중심보다 낮은 위치를 향하도록 경사지게 하여 형성되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 선회스크롤을 마주보는 상기 프론트하우징의 스크롤지지면에는 적어도 한 개 이상의 급유홈이 형성되고,
상기 리턴포트는,
상기 급유홈과 반경방향으로 적어도 일부가 중첩되도록 형성되는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 급유홈은 상기 프론트하우징의 스크롤지지면에서 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개가 형성되며,
상기 복수 개의 급유홈 중에서 상기 리턴포트를 마주보는 쪽에서의 급유홈간격은 반대쪽에서의 급유홈간격보다 좁게 형성되는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 급유홈은 상기 프론트하우징의 스크롤지지면에서 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개가 형성되며,
상기 복수 개의 급유홈 중에서 상기 리턴포트를 마주보는 쪽에서의 급유홈은 반대쪽에서의 급유홈보다 넓게 형성되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 메인하우징에는 상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트가 관통되고,
상기 냉매흡입포트는,
상기 압축실을 반경방향으로 마주보는 위치에 형성되는 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,
상기 냉매흡입포트는,
상기 리턴포트와 축방향으로 이격되는 스크롤 압축기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축실 중에서 중간압을 이루는 압축실과 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연결하는 냉매회수관이 더 구비되고,
상기 냉매회수관과 상기 오일회수관은,
상기 케이싱의 외부에서 합관되어 상기 케이싱의 내부공간에 연결되는 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,
상기 오일회수관에는 제1제어밸브가 구비되고, 상기 냉매회수관에는 제2제어밸브가 구비되며,
상기 제1제어밸브와 상기 제2제어밸브는,
제어부에서 전달되는 각각의 전기신호에 의해 개폐되는 스크롤 압축기.
제11항에 있어서,
상기 제1제어밸브와 상기 제2제어밸브는 동시에 열리지 않도록 제어되는 스크롤 압축기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축실 중에서 중간압을 이루는 압축실과 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연결하는 냉매회수관이 더 구비되고,
상기 냉매회수관과 상기 오일회수관은,
서로 독립되어 상기 케이싱의 내부공간에 각각 연결되는 스크롤 압축기.
제13항에 있어서,
상기 메인하우징에는,
상기 냉매흡입관이 연결되는 냉매흡입포트, 상기 냉매회수관이 연결되는 제1리턴포트 및 상기 오일회수관이 연결되는 제2리턴포트가 각각 관통되며,
상기 제2리턴포트는,
상기 제1리턴포트보다 상기 냉매흡입포트로부터 멀리 위치하는 스크롤 압축기.
메인하우징 및 상기 메인하우징의 일단에 결합된 프론트하우징을 포함하며, 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리되는 케이싱;
일단은 상기 케이싱의 외부에서 구동원에 결합되고, 타단은 상기 케이싱을 관통하여 내부에 구비되는 구동축;
상기 구동축에 결합되어 선회운동을 하며, 상기 프론트하우징에 축방향으로 지지되는 선회스크롤;
상기 선회스크롤을 사이에 두고 상기 프론트하우징의 반대쪽에 구비되며, 상기 선회스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정스크롤;
일단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결되고, 타단은 상기 압축실의 흡입측에 연통되는 냉매흡입관;
일단은 상기 케이싱의 토출공간에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 외부에 구비된 냉동사이클장치에 연결되는 냉매토출관;
상기 압축실 중에서 중간압을 이루는 압축실과 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연결하는 냉매회수관;
상기 케이싱의 외부에서 상기 냉매토출관에 연결되는 오일분리기; 및
일단은 상기 오일분리기에 연결되고, 타단은 상기 케이싱의 흡입공간에 연결되는 오일회수관을 포함하고,
상기 오일회수관은,
상기 케이싱의 외부에서 상기 냉매회수관에 합관되어 상기 케이싱의 내부공간에 연결되는 스크롤 압축기.
제15항에 있어서,
상기 냉매회수관에는 제1제어밸브가 구비되고, 상기 오일회수관에는 제2제어밸브가 구비되며,
상기 제1제어밸브와 상기 제2제어밸브는,
제어부에서 전달되는 각각의 전기신호에 의해 개폐되는 스크롤 압축기.
제16항에 있어서,
상기 제1제어밸브와 상기 제2제어밸브는 동시에 열리지 않도록 제어되는 스크롤 압축기.