KR970005928Y1 - 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치 - Google Patents

Abstract

없음

Description

스크롤 압축기의 축방향 누설 방지 장치

제1도는 종래 스크롤 압축기의 구성을 보인 종단면도.

제2도는 종래 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지구조를 발췌하여 도시한 종단면도.

제3도는 종래 스크롤 압축기의 P-V(압력-체적)선도

제4도는 본 고안 스크롤 압축기의 구성을 보인 종단면도.

제5도는 제4도의 자전방지핀부를 발췌하여 확대도시한 도면으로.

(가)는 자전방지핀부의 평면도.

(나)는 자전방지핀부의 부분절결 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20 : 고정스크롤21, 31 : 반원홈

22 : 토출공30 : 상부격막

32 : 실링재34 : 막음판

36 : 자전방지핀40 : 토출실

본 고안은 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치에 관한 것으로, 특히 토출실 내의 고정스크롤과 상부격막 사이에 자전방지핀을 설치하고, 소정 간격의 축방향 유동만 가능하게 하며, 동력의 손실 없이 효율을 상승시키고, 조립의 단순화 및 소형화 설계를 가능케 하고자 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치에 관한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기의 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이, 크게 나누어 고정스크롤(1)과, 선회스크롤(2)과, 자전방지기구(4)와, 메인프레임(3)과, 크랭크축(5)의 다섯부분으로 구성되어 있다.

상기 고정스크롤(1)은 메인프레임(3)에 고정되어 있으며, 크랭크축(5)의 회전은 선회스크롤(2)을 선회운동시키나 이때 자전방지기구(4)에 의하여 공정만 가능하고, 자전을 하지 못하게 형성되어 있다.

상기 스크롤 압축기의 상부에는 배압실(15)과, 토출실(14)이 형성되어 있고, 그 내부에는 각각 배압공(16)과, 토출공(8)이 형성되어 있다.

상기 크랭크축(5)에는 이를 중심으로 회전자(7)와, 그 주위에 고정자(6)가 구비되고, 상기 크랭크축(5)의 하부는 서브프레임(9)으로 지지되어 있다.

상기와 같은 구성으로, 압축기 내부로 흡입된 냉매가스는 선회스크롤(2)의 선회운동에 따라 스크롤 원주의 양 끝단 부분에서 동시에 흡입되어 두 개의 대칭인 초승달 모양의 압축포켓(도시되지 않음)에 갇히게 되고, 이 포켓은 연속적으로 체적이 감소하면서 중심을 향해 이동하는데 이로 인해 냉매가스가 압축된다.

포켓이 중심부로 오게되면 두 개의 포켓은 서로 합쳐지고 이때 토출공(8)이 열리면서 토출된다. 대개의 경우 흡입에서 토출까지는 크랭크축(5)이 2~3회 정도 회전하게 된다.

압축과정중에서 냉매가스는 두가지로 경로를 통해 고압인 내측포켓에서 상대적으로 저압인 외측포켓으로 누설 발생하는데 스클로랩의 상부와 상대 스크롤 저면 사이의 틈새에 의하여 발생사는 누설을 축방향 누설, 스크롤과 랩 사이의 측면 틈새에 의한 누설을 반경방향 누설이라고 한다.

종래에는 스크롤 압축기의 축방향 누설을 방지하기 위해 제2도의 도시와 같이, 고정스크롤(1)을 메인프레임(3)의 상단에 부싱(10)과 결합된 고정보울트(11)로 고정시킴으로써, 고정스크롤(1)이 원주방향으로 회전하거나 반경방향으로 움직이는 것을 막아주고 단지 축방향으로만 움직일 수 있게 한다. 이때 고정스크롤(1)의 축방향 움직임을 일정 간격 이내로 규제하기 위해 고정스크롤(1)의 플랜지부 상면과 고정보울트(11)사이의 틈새 δ를 두었다.

또한, 고정스크롤(1)의 배면에 일정한 단면적을 갖고 형성된 배압실(15)의 배압공(16)을 통해 압축포켓과 연통시켜 압축과정중의 가스의 일부가 배압실(15)로 유입되도록 한다. 이어서 배압실(15) 내부의 압력이 일정 압력으로 유지되도록하여 배압과 토출압과의 합력이 압축실내의 압력과의 힘평형에 의해 고정스크롤(1)이 선회스크롤(2)에 밀착되도록 함으로써 상기의 측방향 누설을 최소화 하도록 작용한다.

그러나 상기와 같은 종래의 구성은 메인프레임에 고정스크롤의 고정을 위해 고정보울트가 사용됨으로써, 고정보울트의 체결을 위한 별도의 치구가 많이 사용되고, 보울트 외경의 치수관리에 어려움이 있어 보울트와 부싱 결합시 그 사이의 틈새가 체결과정에서 변화하여 결과적으로 고정스크롤의 조립후에 불량이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한 상기 고정보울트와 부싱이 위치할 수 있는 공간의 필요로 고정스크롤의 경판이 커지고, 전체적으로 압축기 하우징의 직경이 커지게 되어 압축기의 소형화가 어려운 단점이 있다.

또한, 배압실의 압력을 이용하여 축방향 누설을 방지하는 구조에 따라 압축되는 가스의 일부를 빼내어 사용하므로 제3도의 도시와 같이 압축실과 배압실이 배압공에 의해 연통되어 있는 구간을 보인 A부와 같이 동력의 손실이 나타나게 된다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 스크롤 압축기의 토출실내의 고정스크롤과 상부격막 사이에 자전방지핀을 설치하고, 서정 간격의 축방향 유동만 가능하게 하며, 동력의 손실없이 효율을 상승시키고, 조립의 단순화 및 소형화 설계를 가능케 하고자 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위해 스크롤 압축기 내부에 설치되는 고정스크롤과 상부격막 사이에 서로 마주보도록 형성된 반원홈과, 상기 반원홈 사이에 고정스크롤의 반경방향 유동을 방지하도록 설치되는 자전방지핀으로 구성되어 상기 고정스크롤의 배면의 토출된 고온, 고압의 가스가 고정스크롤을 하향으로 밀어 축방향 누설을 방지토록 됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설방지장치가 제공된다.

상기 고정스크롤과 상부격막의 사이에는 밀봉작용을 하는 실링재가 구비되고, 상기 반원홈은 복수개로 형성되며, 상기 상부격막에는 자전방지핀의 이탈을 방지하도록 막힘판이 형성된다.

상기 상부격막과 고정스크롤 사이에는 고정스크롤이 압축실의 압록 변화에 따라 상, 하유동이 가능하도록 소정의 틈새 δ' (<0.01mm)가 형성된다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 고안을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 고안 스크롤 압축기의 구성을 보인 종단면도이고, 제5도는 제4도의 자전방지핀부를 발췌하여 확대도시한 도면으로, (가)는 자전방지핀부의 평면도, (나)는 자전방지핀부의 부분절결 사시도이다.

도시된 바와 같이, 스크롤 압축기의 토출실(40) 내측에 설치되는 고정스크롤(20)의 상부 외주부에 일정깊이로 일정간격을 갖는 반원홈(21)을 복수개로 형성하고, 사익 고정스크롤(20)의 상부 돌출 외주연에 놓이게 되는 상부격막(30) 내주연에는 고정스크롤(20)의 반원홈(21)과 대응하는 반원홈(31)을 형성하여 상기 각 반원홈(21)(31)의 내측에 자전방지핀(36)이 삽입된다.

상기 상부격박(30)과 고정스크롤(20)의 접촉부분에는 실링재(32)가 구비되고, 상기 실링재(32) 상측의 각 자전방지핀(36) 상부는 상부격막(30)에 설치되는 막음판(34)에 의해 막히게 되어 자전방지핀(36)의 이탈을 방지하게 된다. 이러한 상기 상부격막(30)은 압축기 내부에 용접 또는 압입고정 된다.

상기와 같은 구성으로 고정스크롤(20)상부에 놓여지는 상부격막(30)은 상기 실링제(32)에 의해 밀봉되고, 고정스크롤(20)과 상부격막(30) 사이에는 소정의 틈새 δ를 형성하도록 조립하고 상기 틈새는 압축실내의 압력에 의한 상방향력이 하방향력인 배압력보다 크게 되는 경우라도 누설이 발생되지 않도록 δ<0.1mm로 제한한다.

압축기 내부로 유입되어 고온, 고압이 된 가스는 토출공(22)을 통하여 토출실(40)로 보내지고, 토출판(도시되지 않음)을 통해 외부로 방출 되어진다. 이때 상기 토출실(40)을 채운 가스는 고정스크롤(20)을 하부로 밀어 압축기의 축방향 누설을 막게 된다.

상기 고정스크롤(20)은 상부격막(30)과의 사이 틈새δ만큼 축방향으로 유동하고, 반경방향 유동은 자전방지핀(36)에 의해 제어되도록 작용되는 것이다.

따라서 상기와 같은 작용에 의해 동력의 손실 없이 효율상승을 유도 할 수 있으며 고정스크롤의 형성이 단순화 되고, 결합구조가 복잡하지 않아 제4도에 도시된 바와 같이 소정의 간격(γ)만큼의 소형화 설계가 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치에 관한 것으로, 특히 토출실 내의 고정스크롤과 상부격막 사이에 자전방지핀을 설치하고, 소정 간격의 축방향 유동만 가능하게 하며, 동력의 손실 없이 효율을 상승시키고, 조립의 단순화 및 소형화 설계를 가능케 하고자 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치를 제공함으로써, 메인프레임에 고정스크롤을 고정시키기위한 고정보울트의 체결시 별도의 치구가 많이 사용되고, 보울트의 외경 치수관리에 어려움이 있어 고정스크롤의 조립후에 불량이 발생하고, 상기 고정보울트의 설치 공간이 필요하여 압축기의 소형화가 어려우며, 배압실의 압력을 이용하여 축방향 누설을 방지하는 구조에 따라 압축되는 가스의 일부를 빼내어 사용하므로 압축실과 배압실이 배압공에 의해 연통되어 있는 구간에서 동력의 손실이 나타나게 되는 문제점 등을 해결할 수 있는 효과의 고안이다.

Claims (5)

1. 스크롤 압축기 내부에 설치되는 고정스크롤과 상부 격막 사이에 서로 마주보도록 형성된 반원홈과, 상기 반원홈 사이에 고정스크롤의 반경방향 유동을 방지하도록 설치되는 자전방지핀으로 구성되어 상기 고정스크롤의 배면에 토출된 고온, 고압의 가스가 고정스크롤을 하향으로 밀어 축방향 누설을 방지하도록 됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정스크롤과 상부격막의 사이에는 밀봉작용을 하는 실링재가 구비됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 반원홈은 복수개로 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 상부격막에는 자전방지핀의 이탈을 방지하도록 형성된 막힘판이 설치됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 상부격막과 고정스크롤사이에서 고정스크롤이 압축실의 압력 변화에 따라 상하 유동가능하도록 소정의 틈새 δ( <0.01㎜)가 형성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 축방향 누설 방지장치.