KR930007672Y1 - 수평식 스크롤(scroll)형 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수평식 스크롤(scroll)형 압축기

제 1 도는 본 고안의 실시예의 스크롤형 압축기의 주요부분을 도시하는 정면 단면도.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 실시예의 스크롤형 압축기를 도시하는 부분 절단 측면도.

제 3 도는 제 2 도에 도시된 스크롤형 압축기의 압축 유니트를 도시하는 정면 단면도.

제 4 도는 제 2 도에 도시된 스크롤형 압축기의 프레임을 도시하는 평면도.

제 5 도는 제 2 도에 도시된 프레임의 절단 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 스크롤형 압축기 13 : 밀봉 케이싱(sealed casing)

17 : 압축 유니트 18 : 구동 유니트

19 : 고정 스크롤부재 21 : 가동 스크롤부재

23 : 프레임 24 : 압축셀

31 : 주축 57 : 오일 반입구

59 : 터미널 박스

본 고안은 압축장치에 관한 것으로서, 특히 2개의 스크롤 사이에서 가스성 유체를 압축하기 위한 고정 스크롤 및 가동 스크롤을 포함하는 수평식 스크롤형 압축기에 관한 것이다.

공지된 바와같이, 왕복형 압축기 또는 회전식 압축기에 비해 스크롤형 압축기는 압축과정중에 압축 누설이 낮으므로 높은 효율을 가지며, 낮은 토오크 변동으로 인해 진동과 소음을 감소시킨다.

또한, 스크롤형 압축기는 흡입밸브와 배기밸브가 필요 없기 때문에 압축 과정중에 밸브 또는 밸브의 손상으로 인한 유체의 누설 손실은 발생하지 않는다.

종래의 스크롤형 압축기는 고정 및 가동 스크롤과 구동 유니트로 구성된 압축 유니트를 포함하고 있으며, 밀봉 케이싱 내에서 구동 유니트는 압축 유니트를 구동한다.

종래의 스크롤형 압축기에서는 보통 압축 유니트를 구동 유니트 위에 위치시키는 방법으로 장치내에서 수직하게 설치된다.

밀봉 케이싱내에서 가스 유체는 고정스크롤의 유입구를 통해 고정스크롤 덮개와 가동스크롤 덮개 사이에 형성된 압축챔버내로 들어간다.

다음에 압축챔버내에 가스유체는 가동스크롤이 구동유니트에 의해 동작됨에 따라 연속적으로 압축된다.

전술한 스크롤형 압축기에서, 압축 유니트는 밀봉 케이싱의 상부에 배치되기 때문에 압축 유니트는 밀봉 케이싱의 하부에 저장된 윤활유 표면으로 부터 충분한 거리를 가지고 있다.

상기와 같이, 윤활유는 고정스크롤의 유입구를 통하여 압축 챔버내로 도입되지 않을 것이다.

최근에는 수평 스크롤형 압축기가 압축기의 높이를 줄이기 위해 개발되어 오고 있다.

상기와 같이 수평식 압축기에서 압축유니트는 구동유니트 옆에 수평으로 배치되어 있기 때문에 고정스크롤의 유입구는 밀봉케이싱내에 저장된 윤활유에 근접하게 되는 그 내부로 배치될 것이다.

상기와 같이 윤활유는 유입구를 통해서 압축챔버내로 도입된다.

상기와 같은 경우에서, 밀봉케이싱내의 냉매가 응축될 때, 응축된 냉매의 큰비중때문에 윤활유 아래에 모이며, 상기와 같은 일이 발생하면 액체상태의 냉매는 유입구를 통해 압축유니트의 압축챔버내로 들어가고 결과적으로 압축유니트에 의해 액체 압축된다.

예를들어 수평식 스크롤식 압축기로서 일본실개소 55-88095호에 개시된 것이 있다. 이 수평식 스크롤식 압축기에서 흡입구는 압축기의 바닥부에 저장하는 윤활유의 액면보다는 높은 위치에 있기 때문에 흡입구에서 윤활유가 압축셀에 직접침입하는 것을 방지하는 구성이다.

그러나 흡입구가 윤활유의 액면보다는 높은 위치에 있다고 해도, 오일반입구의 근처에 있으면 역시 윤활유가 압축셀에 직접침입할 염려가 있다.

만일 유입구가 프레임내에 형성된 오일반입구에 근접하여 위치되면, 오일반입구로 부터 배출된 윤활유는 냉매와 함께 유입구를 통해 압축챔버내로 직접 들어간다.

윤활유의 증가량은 압축 챔버로 부터 냉동사이클내로 배출된다.

상기와 같이 밀봉케이싱내에 저장된 윤활유의 총량은 불충분하게 된다.

따라서, 수평식 스크롤형 압축기의 밀봉 케이싱내에 저장된 윤활유의 부족을 막는 것이 본 고안의 목적이다.

수평식 스크롤형 압축기내에서 배출관을 통해 밀봉 케이싱으로 부터 냉동 사이클로 배출되는 윤활유의 양을 감소하는 것은 본 고안의 또 다른 목적이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 수평식 스크롤형 압축기는 그 내부에 윤활유가 저장되는 밀봉 케이싱을 포함하며, 밀봉 케이싱내에 배치된 스크롤 압축장치는 그곳을 통하여 압축셀(cell)로 냉매를 받아 들이는 압축셀과 유입구를 가지고 있다.

압축기는 또한 밀봉 케이싱내에 저장된 윤활유를 스크롤 압축장치, 규정된 거리에서 유입구로 부터 떨어져 배치된 오일 반입구와 유입구를 경유하여 오일 반입구로 공기류의 발생용 장치로 공급하기 위한 오일 공급기구를 포함한다.

오일 유입구로 배출된 윤활유는 강제적으로 공기류를 따라 흐르고, 유입 반입구로 부터 배출된 윤활유는 유입구를 통하여 스크롤 압축장치의 압축셀로 직접 들어가지는 않는다.

본 고안의 상기한 목적, 다른 목적들 및 장점들은 본 고안의 바람직한 실시예의 다음의 상술로 부터 좀 더 명백하고, 좀 더 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고로 하여 설명한다.

제 1 도 및 제 2 도에 도시된 바와같이, 스크롤형 압축기(11)는 수평으로 설치된 밀봉 케이싱(13)을 포함한다.

한쌍의 지지다리(15a)(15b)는 거로 케이싱(13)의 반대편에 케이싱 하부에 고정된다.

스크롤형 압축기(11)는 밀봉 케이싱(13)내에 배치된 압축유니트(17)와 구동유니트(18)를 포함한다.

구동유니트(18)는 회전자(rotor)(18a)와 고정자(stator)(18b)를 포함한다.

발생장치는 회전자(18a)가 회전하는 동안에 밀봉 케이싱(13)내에서 일정한 방향으로 기류를 발생토록하는 구동유니트(18)의 회전자(18a)를 포함한다.

고정 스크롤부재(19)와 가동스크롤부재(21)를 포함하는 압축유니트(17)는 케이싱(13)의 내벽에 의해 견고하게 지지되는 프레임(23) 한폭면에 장착된다.

구동유니트(18)는 또한 프레임(23)의 다른쪽 면에 장착된다.

인벌류우트 또는 그와같은 형상의 고정 스파이럴 덮개(19a)는 고정 스크롤부재 (19)의 평원판(19b)의 경면처리면으로 부터 돌출한다.

인벌류우트 또는 그와같은 형상의 가동 스파이럴 덮개(21a)는 가동 스크롤부재 (21)의 평원판(21b)의 경면처리면으로 부터 돌출한다.

고정 스파이럴 덮개(19a)와 가동 스파이럴 덮개(19b)의 벽은 서로 연속적인 접촉을 하고 있으며, 초승달형상의 다수의 압출셀(24)들은 2개의 스파이럴 덮개(19a)와 (21a)사이에서 제 2 도에 도시된 바와같은 위치적인 관계로 설치되어 있다.

플랜지부분(25)은 고정 스크롤부재(19)의 평원판(19b)의 외부 모서리에 형성되고 다수의 볼트(27)들에 의해 프레임(23)상에 고정된다.

상기와 같이 고정 스크롤부재(19)는 제 1 도에 도시된 바와같이 고정 스크롤부재(19)의 중심선 축선이 케이싱(13)의 중심선 축선(C)과 일치하도록 플랜지부분(25)을 통해 프레임(23)에 의해 지지된다.

공기흐름 공간(28)은 밀봉 케이싱(13)의 내벽과 고정 스크롤부재(19)의 외벽사이에 한정된다.

베어링부분(29)은 가공 스크롤부재(21)의 평원판(21b)의 다른면상에 형성되고, 프레임(23)의 중심을 통하여 구동유니트(18)로 뻗어나간 주축(31)의 회전 가능한 편심축 부분(31a)을 수납한다.

주축(31)은 기계적으로 구동유니트(18)의 회전자(18a)에 연결되며, 회전자 (18a)와 함께 회전한다.

그 자신의 축선 (편심축(31a))주위를 가동 스크롤부재(21)가 임의로 회전하지 않도록, 오울덤(oldham)링으로서 언급되는 링(33)은 가동 스크롤부재(21)의 평원판 (21b)와 프레임(23) 사이에 설치된다.

오일 공급 그르우브(groove)(도시되지 않음)는 밀봉 케이싱(13)내에 저장된 윤활유를 오울덤링과 스크롤부재(19)(21)의 미끄럼 가동부분으로 공급하도록 주축(31)의 외부면에 형성된다.

원통형 지지벽(37)은 고정 스크롤부재(19)의 평원판(19b)의 다른면으로 부터 돌출한다.

컵(cup)형 머플러(muffler)엘리먼트(39)의 내부 모서리면은 원통형 지지벽(37)의 외부 모서림과 밀봉 결합된다.

그르우브(41)는 원통형 지지벽(37)의 외부 모서리면내에 형성된다.

o-링(43)은 컵형상 머플러 엘리먼트(39)의 내부 모서리면과 원통형 지지벽(37)의 외부 모서리면 사이의 맞물린 부분을 밀봉하기 위하여 그르우브(41)내에 위치한다.

컵형상 머플러 엘리먼트(39)의 외부면은 원통형 지지벽(37)과 컵형상 머플러 엘리먼트(39)사이의 결합을 유지하기 위하여 케이싱(13)에 강제적으로 접촉한다.

상기 머플러 챔버(45)는 원통형 지지벽 (37)과 컵형상 머플러 엘리먼트(39)에 의해 제한된다.

배출 포트(47)는 배출포트(47)의 직경이 외부면을 향하여 원통형 지지벽(37)의 내부면으로 부터 점진적으로 커지도록 원통형 지지벽(37)의 하부에 형성된다.

배출관(49)의 대향 단부의 하나는 가압하에서 배출포트(47)내로 압축된다.

관(41)의 한쪽 단부의 지름은 배출포트(47)에 맞도록 배출관(49)의 모서리를 향하여 점진적으로 작아진다.

배출관(49)의 다른 단부는 밀봉케이싱(13)의 외부로 뻗어 나간다.

배출구(41)는 고정 스크롤부재(19)의 평원판(19b)의 중심부분에 형성된다.

따라서, 배출통로는 고정 스크롤부재(19), 머플러 챔버(45)와 배출관(49)를 통하여 가장 깊숙한 압축공간에서 케이싱(13)의 외부로 설치된다.

배출관(49)의 다른 단부는 냉동사이클의 외부엘리먼트 즉, 열교환기로 연결된다.

흡입관(53)의 한쪽 단부는 케이싱(13)의 내부로 개방되도록 밀봉 케이싱(13)의 외벽에 연결된다.

흡입관(53)의 다른쪽 단부는 냉동사이클의 외부 엘리먼트, 즉 열교환기로 연결된다.

제 1 도 및 제 3 도에 도시된 바와같이, 흡입구(55)가 밀봉 케이싱(13)내에 설치된 윤활유 표면으로 부터 충분한 거리를 유지하도록 고정 스크롤부재(19)의 외측벽 내에 형성되어져 있다.

이때, 흡입구(55)는 밀봉 케이싱(13)의 중심축선(C)을 포함하고 있는 수평선으로 부터 45°의 각도로 배치되어 진다.

흡입구(55)는 압축유니트(17)의 가장 바깥쪽 압축공간과 통해져 있게된다.

전술한 흡입관(53) 또한 흡입구(55)와 동일한 각도로 배치되어 있다.

그러나, 흡입관(53)는 제 2 도에 도시된 바와같이 밀봉 케이싱(13)의 중심축선을 따라 흡입구(55)로 부터 멀리 떨어져 배치되어 진다.

따라서, 액체상의 냉매가 흡입관(53)를 통하여 밀봉 케이싱(13)안으로 도입되어 진다 하더라도 오직 기체상의 냉매만이 흡입구(55)를 통하여 압축유니트(17)의 압축셀(24)들 안으로 도입되어 진다.

따라서 압축유니트(17)내에서 액체에 의한 압축을 피할 수 있게 되어진다.

제 1 도, 제 4 도 및 제 5 도에 도시된 바와같이, 오일반입구(57)가 프레임 (23)내에 형성되어져, 압축유니트(17)의 압축셀(24)들 안으로 개방되어지게 되어있다.

오일반입구(57)는 주축(31)의 회전방향(A)으로 고정 스크롤부재(19)의 흡입구(55)로 부터 규정된 거리만큼 떨어져 배치되어 진다.

이때, 오일 반입구(57) 및 흡입구(55)는 밀봉 케이싱(13)의 중심축선(C)를 포함하는 수직선에 관해 대칭상태로 배치되어 진다.

압축유니트(17)의 하부 및 프레임(23)은 제 1 도에 도시된 바와같이 밀봉 케이싱(13)내에 담겨진 윤활유내에 배치되어 진다.

터미널 박스(59)가 한쌍의 터미널(59a)들을 덮기 위해 밀봉 케이싱(13)의 상부표면에 설치되어진다.

전력공급 와이어(61)가 구동유니트(18)에 전력을 공급하도록 한쌍의 터미널 (59)드라과 구동유니트(18) 사이에 연결되어 진다.

전술한 본 고안의 스크롤형 압축기의 작동 고장을 설명한다.

구동유니트(18)가 통전되어지면, 가동 스크롤부재(21)가 주축(31)의 편심축부분(31a)의 회전에 따라 고정 스크롤부재(19)의 중심둘레를 궤도운동하게 된다.

압축유니트(17)의 압축공간(24)의 체적은 가동 스크롤부재(21)가 움직임에 따라 계속 변화하게 된다.

밀봉 케이싱(13)내의 기체상의 냉매가 고정 스크롤부재(19)의 흡입구(55)를 통해 압축셀(24)들 안으로 도입되어진다.

공지된 바와같이, 압축셀(24)들의 체적은 고정 및 가동 스크롤부재(17)(21)의 중심부쪽으로의 압축셀(24)들의 운동과정에 따라 점진적으로 감소되어 진다.

따라서, 압축셀(24)들내의 냉매가 규정값까지 압축되어지고, 최종적으로 압축셀(24)들로 부터 배출구(51)를 통하여 머플러 챔버(45)로 배출되어 진다.

전술한 압축 작동 과정중에, 밀봉 케이싱(13)내에 담겨진 윤활유가 주축(31)의 회전함에 따라 주축(31)의 오일 공급그르우브를 통하여 스크롤부재(19)(21)들의 유동부들 및 오울덤링(33)에 공급되어 진다.

그런다음, 스크롤부재(19)(21)들의 구동부들 및 오울덤링을 통하여 흐른 윤활유는 오일반입구(57)를 통하여 밀봉 케이싱으로 배출되어 진다.

전술한 구체적 실시예에서, 오일반입구(57)가 구동유니트(주축(31))의 회전방향(A)으로 흡입구(55)로 부터 떨어져 배치되어 있기 때문에, 오일반입구(57)로 부터 배출된 윤활유는 흡입구(55)를 통하여 압축셀(24)들 으로 도입되어지지 않게된다.

이것은 밀봉 케이싱(13)내의 공기류가 회전방향(A)으로 구동유니트(18)의 회전자(18a)의 회전에 의해 야기되어지고, 오일반입구(57)로 부터 배출된 윤활유가 회전자(18a)의 회전방향(A)으로 공기류와 함께 흐르도록 힘을 받게되기 때문이다.

그 다음, 윤활유는 밀봉 케이싱(13)내에 저장된 윤활유의 표면상에 부딪혀 담겨져 모아지게 된다.

따라서, 배출관(49)으로 부터 배출된 윤활유의 양이 감소되어진다.

그 결과, 오일압축에 의해 야기된 압축유니트(17)의 시동실패를 피할수 있게된다.

또한, 흡입구(55)가 밀봉 케이싱(13)내의 비교적 높은 위치에 배치되어지기 때문에, 밀봉 케이싱(13)내에 저장된 윤활유는 흡입구(55)를 통하여 압축셀들 안으로 도입되어 지지 않게된다.

또한, 냉매가 응축되어지고, 압축기(11)의 작동 정지중에 윤활유 아래쪽에 쌓이게 될지라도 액체형태의 냉매는 압축공간(24)들 안으로 도입되어지지 않게된다.

따라서, 압축유니트(17)에 의한 액체 압축을 피할 수 있게 된다.

그러므로, 밀봉 케이싱(13)내에 저장된 냉매의 양은 증가 되어지게 되고, 따라서 냉동사이클 내에서 밀봉된 냉매의 총량이 증가된다.

본 고안은 특정의 구체적 실시예를 통해서 기술되어 졌으나, 본 고안의 원리들을 기초로한 다른 구체적 실시예들이 본 기술분야에 있어 숙련된자들에 의해 실시될 수 있다.

그러나, 이러한 구체적 실시예들은 본 고안에 대한 실용신안 등록청구범위에 의해 포함되어지는 것이다.

Claims (10)

1. 윤활유가 주어진 표면레벨로 저장되어 있는 밀봉 케이싱(13), 고정 스크롤부재(19) 및 압축셀(24)을 한정하도록 고정스크롤 부재와 결합되어진 가동 스크롤부재 (21)를 포함하고 있고, 밀봉 케이싱내에 배치된 압축유니트(17), 소정의 회전방향으로 회전하는 주축 및 회전자를 포함하고 있고, 상기 가동 스크롤부재를 구동시키기 위해 밀봉 케이싱내의 상기 압축유니트 옆에 배치된 구동유니트(18), 밀봉케이싱내의 주어진 윤활유 표면레벨 위에 배치되고, 냉매를 압축셀안으로 도입시키도록 된 흡입구(55), 밀봉 케이싱내의 윤활유를 압축유니트에 공급하기 위한 오일 공급기구, 및 구동유니트의 회전자 회전방향으로 흡입구로 부터 떨어져 배치되고 있고, 압축유니트로 부터 밀봉 케이싱으로 윤활유를 배출시키도록 된 오일반입구(57)로 포함하는 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉케이싱에는 긴 중심축선이 있고, 긴 중심축선 상에서 소정의 거리만큼 흡입구로 부터 떨어져 배치되어 있고, 냉매를 상기 밀봉케이싱 안으로 도입시키기 위한 흡입관(53)을 포함한 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 압축유니트가 압축셀로 부터 냉매를 배출시키기 위한 배출구(51)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 밀봉 케이싱(13)이 냉매를 밀봉케이싱의 바깥쪽으로 배출시키기 위한 상기 배출구와 통해져 있게된 배출관(49)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 구동유니트의 주축(31)에는 상기 가동 스크롤부재와 유동성 있게 결합된 편심축부(31a)가 구성되어 있고, 상기 압축유니트(17)는 주축의 편심축부 둘레를 상기 가동 스크롤부재가 자유 회전하는 것을 방지하기 위한 오울덤링 (33)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉케이싱이 한쪽 표면상에 상기 압축유니트를 설치하고, 양쪽표면을 다른쪽 표면상에 상기 구동유니트를 설치하기 위한 상반된 양쪽표면을 갖고 있는 프레임(23)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
7. 제 6 항에 있어서, 윤활유의 주어진 표면레벨은 상기 밀봉케이싱의 중심을 통해 지나가는 수평선 아래에 있게되고, 흡입구는 상기 수평선 위에 위치되어진 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 오일반입구는 상기 수평선 위에 위치되어진 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 흡입구 및 상기 오일반입구가 상기 밀봉케이싱의 중심을 통과하는 수직선에 관해 서로 분리되어져 배치된 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 흡입구 및 오일반입구가 상기 수직선상 관해 대칭적으로 배치되어진 것을 특징으로 하는 수평식 스크롤형 압축기.