WO2009108007A9 - 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기 - Google Patents

오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기 Download PDF

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WO2009108007A9
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discharge
refrigerant
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이건호
구인회
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두원공과대학교
두원전자
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    • F04C23/008—Hermetic pumps

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor having an oil-separated drive shaft, and more particularly, to a scroll compressor having an oil-separated drive shaft for separating oil and refrigerant gas by centrifugal force while discharging the refrigerant through the inside of the drive shaft.
  • the scroll compressor includes a fixed scroll having a spiral scroll wrap and fixed regardless of the rotation of the drive shaft, and a rotating scroll having a spiral scroll wrap and rotating according to the rotation of the drive shaft.
  • a representative example of such a scroll compressor is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2000-0041250 (hereinafter, referred to as a 'prior art'), and a configuration thereof will be schematically described with reference to FIG. 1.
  • the conventional scroll compressor may be divided into a compression mechanism for compressing the refrigerant, and an electric mechanism for providing a driving force to the compression mechanism through the main shaft (3).
  • the electric machine part is composed of the stator 1 and the rotor 2, the main shaft 3 is pressed into the rotor 2 is rotated when the rotor 2 is rotated.
  • Compressor portion is composed of a fixed scroll (4) and a rotating scroll (5) so that the refrigerant flowing through the suction pipe (6) of the involute curve wrap (Wrap) formed in the fixed scroll (4) and the rotating scroll (5)
  • the old dam ring (10) on the upper frame (8) and the sliding bush (9) is connected to the turning scroll (5) by the one-way key groove (3).
  • the rotational movement of) is changed to the rotational movement of the turning scroll (5).
  • the refrigerant flowing between the fixed scroll 4 and the revolving scroll 5 collects two half-moon compression chambers formed by the two scroll wraps in accordance with the revolving angle to the center of the scroll to perform compression.
  • the compressed refrigerant collected at the center is opened at the discharge port 11 on the rear side of the fixed scroll 4, and the compressed refrigerant is passed through the discharge pipe 12 through the discharge pipe 12 to the refrigeration and air conditioning cycle.
  • This oil pump 14 is operated by the pressure difference inside the compressor. That is, as the high temperature and high pressure refrigerant exiting the discharge port 11 flows from the left to the right side, a pressure difference occurs on the suction side and the discharge side, and the oil pump 14 is operated by the pressure difference.
  • the oil pump 14 When the oil pump 14 is operated, the oil is supplied to the compressor mechanism and the electric mechanism through a hole 3a formed in the main shaft 3 or a groove formed at the circumference thereof. This is done.
  • the oil oil level is inclined to the oil pump 14 side, the oil lubricated by this force is allowed to flow to the oil pump 14 side mixed with the refrigerant of high temperature and high pressure. do.
  • the lubricated oil of each mechanism part exits the refrigerant passage 102 formed in the lower frame 101 in a state of being mixed with the high temperature and high pressure refrigerant discharged, and is formed on the discharge side of the refrigerant passage 102.
  • the oil separating plate 103 is hit.
  • the refrigerant and the oil are separated and the oil is gathered again by bending the shell 15 to the lower side by inertia, and the high temperature and high pressure refrigerant exits the refrigerant passage 102 and is immediately discharged through a discharge pipe 12 through a freezing or air conditioning cycle. do.
  • the hole 3a formed in the drive shaft in the longitudinal direction only functions as an oil supply passage but not as a discharge passage of the refrigerant.
  • an object of the present invention is to have an oil separation drive shaft that can increase the efficiency of the compressor by effectively separating the refrigerant gas and oil while discharging the refrigerant containing oil in the drive shaft It is to provide a scroll compressor.
  • an object of the present invention is to provide a scroll compressor having an oil-separated drive shaft that can effectively cope with the thermal load by making the oil separation according to the rotational speed of the drive shaft correspondingly.
  • a scroll compressor having an oil-separated drive shaft includes a housing, a fixed scroll fixedly installed in the housing and a rotating scroll pivoting with respect to the fixed scroll, and a pivoting drive of the rotating scroll.
  • a drive shaft As including a drive shaft,
  • Discharge openings are formed in the turning scroll, and discharge passages are formed in the driving shaft to pass through the discharge shaft in order to circulate the refrigerant discharged from the discharge openings. It is formed to be inclined outward from the rotation center toward the, characterized in that the drive shaft is formed with a lubrication hole penetrating from the discharge passage to the outer surface.
  • the oil storage portion is formed at the end of the turning scroll side of the inclined section of the discharge passage.
  • the oil storage part is larger than the cross-sectional area of the inclined section, characterized in that made of a cylindrical shape.
  • the lubricating hole is characterized in that in communication with the oil reservoir.
  • an auxiliary lubricating hole penetrating the outer circumference of the discharge passage and the drive shaft is formed in the vicinity of the rotation support portion of the drive shaft.
  • the oil separation is also made at a corresponding speed according to the rotational speed of the drive shaft, it can easily correspond to the thermal load.
  • lubrication can be performed at a loading location by forming a lubrication hole at an arbitrary point along the longitudinal direction of the drive shaft.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a scroll compressor according to the prior art.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a scroll compressor having an oil separation drive shaft according to the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of a scroll compressor having an oil separation drive shaft according to the present invention.
  • FIG. 4 is a front perspective view excluding the inverter of FIG. 2.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating the oil separation structure of FIG. 2 in detail.
  • the scroll compressor 1000 having an oil-separated drive shaft includes a housing 100, a suction port 600 and a discharge port 700 formed in the housing 100, and the housing ( It is installed between the fixed scroll 810 and the turning scroll 820, the driving shaft 830, the motor 840, the front end of the driving shaft 830 and the turning scroll 820 is accommodated in the 100 And a sliding bush 850 for inducing a swinging (orbiting) motion of the swinging scroll 820 and an anti-rotation means 860 such as an all dam ring for preventing the swinging of the swinging scroll 820.
  • the drive shaft 830, the drive motor 840, the sliding bush 850, and the anti-rotation means 860 constitute a turning drive means of the turning scroll 820.
  • the fixed scroll 810 is the front
  • the turning scroll 820 is the rear
  • the housing 100 includes a front inverter housing 110, a rear main housing 130, and a main frame 120 disposed between the inverter housing 110 and the main housing 130.
  • a front inverter housing 110 a rear main housing 130
  • a main frame 120 disposed between the inverter housing 110 and the main housing 130.
  • the configuration of the housing 100 may be adopted a variety of known examples.
  • a suction port 600 and a discharge port 700 are formed, respectively, to suck refrigerant from the evaporator through the suction port 600, and between the fixed scroll 810 and the turning scroll 820. After the refrigerant is compressed in the compression chamber 880, the refrigerant is sent to the condenser through the discharge port 700.
  • the inverter 200 is disposed on the front surface of the fixed scroll 810, and the suction port 815 is formed in the fixed scroll 810 so as to pass through the compression chamber 880.
  • the suction port 815 is formed near the outer circumference of the fixed scroll 810 to have a structure in which the sucked refrigerant is discharged while being compressed toward the center from the outer circumference.
  • a guide portion 900 for guiding the suction refrigerant from the suction port 600 to the suction port 815 is formed on the front surface of the fixed scroll 810 facing the inverter 200.
  • the suction refrigerant flows between the inverter 200 and the guide unit 900 to simultaneously cool the inverter 200 and the compression chamber 880.
  • the guide unit 900 is omitted to allow the suction refrigerant to pass between the inverter 200 and the fixed scroll 810, and the refrigerant flows into the compression chamber 880 through the suction port 815 of the fixed scroll 810. It can also be inhaled.
  • the inverter 200 faces the fixed scroll 810 for cooling, various structures may be adopted such that the inverter 200 may be located at a position different from that of the illustrated portion, that is, the side of the housing 100.
  • the suction chamber may be formed in front of the fixed scroll 810 in a state where the guide part and the like are omitted, and the refrigerant may be directly sucked through the suction port 600.
  • the refrigerant passing through the compression chamber 880 is discharged through the discharge port 700 after passing through the discharge port 821 formed in the turning scroll 820.
  • the suction refrigerant is discharged through the rear end of the housing 100 by forming the discharge passage 835 in the drive shaft 830 along the longitudinal direction thereof.
  • At least a portion of the discharge passage 835 formed in the drive shaft 830 has a slope section 835a is inclined outward from the center of rotation from the rear toward the front.
  • the refrigerant containing part of the oil passes through the compression chamber 880 and is separated by gas centrifugal force when passing through the discharge passage 835.
  • the centrifugal force acting on the oil at the rear end of the drive shaft 830 coincides with the axis of the discharge passage 835, but acts perpendicular to the inner surface of the discharge passage 835. Since the longitudinal component of 835 is present, a force in the longitudinal direction of the drive shaft 830 acts on the oil particles.
  • an oil storage part 835b is formed at the end of the turning scroll 820 in the inclined section of the discharge passage 835 to temporarily collect backflow oil.
  • the oil storage part 835b is formed larger than the cross-sectional area of the inclined section 835a.
  • the cross-sectional shape of the oil storage part 835b has a cylindrical shape to smoothly supply oil.
  • the oil storage part 835b has a lubrication hole 835c penetrating from the discharge passage 835 to the outer surface so that oil can be supplied to a predetermined position such as the main bearing 870 during the rotation of the drive shaft 830. Can be.
  • the oil storage part 835b may be omitted and a lubrication hole may be formed directly at the end of the turning scroll 820 of the inclined section 835a.
  • an auxiliary lubrication hole 836 penetrating the outer circumference of the discharge passage 835 and the drive shaft 830 is formed in the vicinity of the rotation support part (bearing) 890 of the drive shaft 830, and includes the rotation support part 890. Peripheral components can be effectively lubricated. Even in this case, the auxiliary lubrication hole 836 may pass through the outer circumferential surface of the auxiliary oil storage part 837 and the drive shaft 830 formed in the discharge passage 835.
  • Undescribed components 710 and 720 denote gaskets.
  • suction refrigerant flows in through a suction port 600 formed in the housing 100 from an evaporator (not shown).
  • the sucked refrigerant passes through the guide portion 900 between the inverter 200 and the fixed scroll 810, and enters the compression chamber 880 through the suction port 815 of the guide portion 900 and the fixed scroll 810. .
  • the refrigerant having been compressed in the compression chamber 880 passes through the discharge port 821 formed in the turning scroll 820 and passes through the discharge passage 835 formed along the longitudinal direction of the drive shaft 830.
  • a portion of the discharge passage 835 is inclined so that the oil is separated by the centrifugal force as the drive shaft 830 rotates and flows back toward the turning scroll 820, and the remaining refrigerant gas is discharged through the discharge passage 835. Head to port 700.
  • the oil flowing back is temporarily stored in the oil storage part 835b, and is supplied to the space around the main bearing 870 continuously through the lubrication hole 835c to be lubricated.
  • the oil separated in the rear end region of the oil drive shaft 830 is collected in the auxiliary oil storage view 837 and supplied to the circumferential support 890 through the auxiliary lubrication hole 836 to lubricate the rear end of the drive shaft 830. Will be done.
  • the gaseous refrigerant from which the oil is separated is discharged to the discharge port 700 through a passage formed between the driving motor and the housing 100 through the rear end of the housing 100.
  • the rear end of the housing 100 may be formed with a groove 170 extending in the radial direction for the passage of the refrigerant.
  • the oil separation is also made at a corresponding speed according to the rotational speed of the drive shaft, it can easily correspond to the thermal load.
  • lubrication can be performed at a loading location by forming a lubrication hole at an arbitrary point along the longitudinal direction of the drive shaft.

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Abstract

본 발명은 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 하우징, 상기 하우징 내에 고정 설치된 고정스크롤과 상기 고정스크롤에 대하여 선회운동하는 선회스크롤 및, 상기 선회스크롤을 선회 구동시키는 구동축을 포함하는 것으로서, 상기 선회스크롤에는 토출구가 형성되어 있고 상기 토출구로부터 토출된 냉매를 유통시키기 위해 상기 구동축의 내부에는 그 길이방향을 따라 배출통로가 관통되게 형성되어 있되, 상기 배출통로의 적어도 일부 구간은 후방에서 전방을 향해 회전중심으로부터 바깥쪽으로 경사지게 형성되어 있으며, 상기 구동축에는 상기 배출통로로부터 외면으로 관통되는 윤활공이 형성된 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 구동축 내에서 냉매를 토출하면서 냉매가스와 오일을 효과적으로 분리할 수 있을 뿐만 아니라 구동축의 회전속도에 따라 오일분리도 그에 상응하는 속도로 이루어지므로 열적부하에 용이하게 대응할 수 있다.

Description

오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기
본 발명은 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동축 내부를 통해 냉매를 배출하는 동안 원심력에 의해 오일과 냉매가스를 분리하는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 스크롤 압축기는, 나선형 스크롤 랩이 형성되어 있고 구동축의 회전에 관계없이 고정되어 있는 고정스크롤과, 역시 나선형 스크롤 랩이 형성되어 있고 구동축의 회전에 따라 선회하는 선회스크롤을 포함하되, 상기 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 형성된 압축실에 냉매를 흡입한 상태에서 고정스크롤에 대하여 선회스크롤을 선회시킴으로써 냉매를 압축하는 장치이다.
이러한 스크롤 압축기의 대표적인 예가 한국공개특허공보 제2000-0041250호(이하, '종래기술'이라 함)에 개시되어 있으며 도 1을 참조하여 그 구성을 개략적으로 기술하도록 한다.
도시된 바와 같이, 종래기술의 스크롤 압축기는, 냉매를 압축하는 압축기구부, 주축(3)을 통해 상기 압축기구부에 구동력을 제공하는 전동기구부로 나눌 수 있다.
전동기구부는 고정자(1) 및 회전자(2)로 구성되며, 주축(3)은 회전자(2)에 압입되어 회전자(2)가 회전하게 되면 같이 회전하게 된다.
압축기구부는 고정스크롤(4)과 선회스크롤(5)로 구성되어 있어 흡입파이프(6)를 통해 유입되는 냉매는 고정스크롤(4)과 선회스크롤(5)에 형성된 인벌류트 곡선 랩(Wrap)의 압축실 내부로 흡입되어지고, 주축(3)이 회전하게 되면 상부 프레임(8)과 슬라이딩 부시(9) 위에 있는 올담링(10)이 선회스크롤(5)과 한방향 키이홈으로 연결되어 주축(3)의 회전운동을 선회스크롤(5)의 선회운동으로 바꾸게 된다.
이에 따라, 고정스크롤(4)과 선회스크롤(5) 사이로 유입된 냉매가 선회각도에 따라 두 스크롤 랩이 형성한 두 개의 반달형 압축챔버를 스크롤 중앙으로 모아가며 압축을 진행한다.
결국, 중앙으로 모아진 압축 냉매는 고정스크롤(4) 배면에 있는 토출포트(11)에서 열리게 되며, 압축된 냉매는 하우징의 내부를 지나 토출파이프(12)를 통해 냉동·공조 사이클로 보내진다.
한편, 전동기구부 및 압축기구부의 마모를 최소화하기 위해 수시로 윤활을 시켜주어야 하며, 이를 위해 하부 프레임(101)의 하부에 주축(3)과 연통되는 오일펌프(14)를 구비한다.
이 오일펌프(14)는 압축기 내부의 압차에 의해 작동된다. 즉, 토출포트(11)를 나온 고온 고압의 냉매가 좌측에서 우측으로 유동함에 따라 흡입측과 토출측에 압차가 발생되며 이러한 압차로 오일펌프(14)가 작동되는 것이다.
오일펌프(14)가 작동되면 주축(3)의 내부에 형성된 구멍(3a)이나 둘레에 형성된 그루브(groove)를 통해 오일을 압축기구부 및 전동기구부에 공급하게 되며, 이러한 작용에 의해 각 기구부의 윤활이 이루어지게 된다.
여기서, 냉매가 공급될 때의 압차로 인하여 오일 유면이 오일펌프(14)측으로 기울어 올라가게 되며, 이러한 힘에 의해 윤활을 마친 오일은 고온 고압의 냉매와 섞인 상태로 오일펌프(14)측으로 유동하게 된다.
즉, 각 기구부의 윤활을 수행한 오일은 토출되는 고온 고압의 냉매에 섞인 상태로 하부 프레임(101)에 형성되어 있는 냉매 유로(102)를 나오게 되며, 냉매 유로(102)의 토출측에 형성되어 있는 오일분리판(103)에 부딪히게 된다.
이러한 과정에서 냉매와 오일이 분리되어 오일은 관성에 의해 쉘(15) 하부측으로 꺽여 다시 모이게 되며, 고온 고압의 냉매는 냉매 유로(102)를 나와 곧바로 토출파이프(12)를 통해 냉동 또는 공조 사이클로 토출된다.
그러나, 이와 같은 종래기술의 스크롤 압축기에 따르면, 구동축에 길이방향으로 형성된 구멍(3a)이 오일의 공급통로로서만 기능할 뿐 냉매의 배출통로로서 기능하지 못하였다.
또한, 종래기술에 따르며, 흡입냉매로부터 오일을 분리하는 구성이 개시되어 있으나, 이는 구동축의 회전속도와 거의 무관하게 이루어지기 때문에 경우에 따라서는 충분한 오일분리가 이루어지지 않아 압축기의 효율을 낮추는 원인이 되었다. 즉, 커다란 열적 부하로 인해 압축기의 구동축이 고속회전하는 경우에도 오일분리기는 고정되어 있기 때문에 오일분리의 성능에 있어서 커다란 상승효과는 나타나지 않았다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 구동축 내에서 오일이 포함된 냉매를 토출하면서 냉매가스와 오일을 효과적으로 분리함으로써 압축기의 효율을 증대시킬 수 있는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 구동축의 회전속도에 따라 오일분리도 그에 상응하여 이루어지도록 하여 열적부하에 효과적으로 대응할 수 있는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 구동축의 길이방향을 따라 임의의 지점에서 윤활이 가능한 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기는, 하우징, 상기 하우징 내에 고정 설치된 고정스크롤과 상기 고정스크롤에 대하여 선회운동하는 선회스크롤 및, 상기 선회스크롤을 선회 구동시키는 구동축을 포함하는 것으로서,
상기 선회스크롤에는 토출구가 형성되어 있고, 상기 토출구로부터 토출된 냉매를 유통시키기 위해 상기 구동축의 내부에는 그 길이방향을 따라 배출통로가 관통되게 형성되어 있되, 상기 배출통로의 적어도 일부 구간은 후방에서 전방을 향해 회전중심으로부터 바깥쪽으로 경사지게 형성되어 있으며, 상기 구동축에는 상기 배출통로로부터 외면으로 관통되는 윤활공이 형성된 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 배출통로의 경사진 구간 중 선회스크롤 쪽 단부에는 저유부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 저유부는 상기 경사진 구간의 단면적보다 크며 원통형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 윤활공은 상기 저유부와 연통되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동축의 회전지지부 근방에 상기 배출통로와 구동축의 외주를 관통하는 보조 윤활공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 구동축 내에서 오일을 함유한 냉매를 토출하는 중에 냉매가스와 오일을 효과적으로 분리하여 압축기의 효율저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구동축의 회전속도에 따라 오일분리도 그에 상응하는 속도로 이루어지므로 열적 부하에 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구동축의 길이방향을 따라 임의의 지점에 윤활공을 형성함으로써 적재 적소에 윤활이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 스크롤 압축기의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명에 다른 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 다른 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4은 도 2에서 인버터를 제외한 전방 사시도이다.
도 5는 도 2에서의 오일분리구조를 상세하게 나타낸 확대 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기(1000)는, 하우징(100)과, 상기 하우징(100)에 형성된 흡입포트(600) 및 토출포트(700)와, 상기 하우징(100) 내에 수용되어 서로 맞물리는 고정스크롤(810) 및 선회스크롤(820)과, 구동축(830)과, 모터(840)와, 상기 구동축(830)의 선단과 선회스크롤(820) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(820)의 선회(공전)운동을 유도하는 슬라이딩 부시(850), 및 선회스크롤(820)의 자전을 방지하기 위한 올댐링 등의 자전방지수단(860)을 포함한다. 상기 구동축(830), 구동모터(840), 슬라이딩 부시(850) 및 자전방지수단(860)은 상기 선회스크롤(820)의 선회 구동수단을 구성한다.
도면에서, 고정스크롤(810)쪽이 전방, 선회스크롤(820) 쪽이 후방을 가리킨다.
도 3에서, 상기 하우징(100)은 전방의 인버터 하우징(110), 후방의 메인 하우징(130), 및 상기 인버터 하우징(110)과 메인 하우징(130) 사이에 배치된 메인 프레임(120)으로 이루어져 있다. 그러나, 상기 하우징(100)의 구성은 공지된 다양한 예가 채택될 수 있다.
상기 하우징(100)에는 흡입포트(600)와 토출포트(700)가 각각 형성되어 있어, 흡입포트(600)를 통해 증발기로부터 냉매를 흡입하고, 고정스크롤(810)과 선회스크롤(820) 사이의 압축실(880)에서 냉매를 압축한 후, 토출포트(700)를 통해 응축기로 보내게 되어 있다.
특히, 본 발명에 따르면 상기 고정스크롤(810)의 앞면에 인버터(200)가 대향되게 배치되어 있고, 상기 고정스크롤(810)에는 압축실(880)까지 흡입구(815)가 관통되게 형성되어 있다. 상기 흡입구(815)는 고정스크롤(810)의 외주부 근방에 형성되어 있어 흡입된 냉매가 외주로부터 중앙을 향해 압축되면서 배출되는 구조를 갖는다.
또한, 상기 인버터(200)에 대향하는 고정스크롤(810)의 앞면에는 상기 흡입포트(600)로부터의 흡입냉매를 상기 흡입구(815)까지 안내하기 위한 가이드부(900)가 형성되어 있다.
이에 따라, 상기 인버터(200)와 가이드부(900) 사이에 흡입냉매를 흐르게 하여 인버터(200)와 압축실(880)을 동시에 냉각시키는 구조를 갖는다.
그러나, 상기 가이드부(900)를 생략하여 인버터(200)와 고정스크롤(810) 사이에 흡입냉매를 통과시키도록 하고 고정스크롤(810)의 흡입구(815)를 통해 압축실(880)로 냉매가 흡입되도록 할 수도 있다.
또한, 상기 인버터(200)는 냉각을 위해 고정스크롤(810)과 대향하고 있지만, 도시된 부분과 다른 위치, 즉 하우징(100)의 측부 등에 위치할 수도 있는 등 다양한 구조가 채택될 수 있다.
더욱이, 가이드부 등을 생략한 상태에서 고정스크롤(810)의 앞쪽에 흡입실을 형성하여 냉매를 바로 흡입포트(600)를 통해 흡입하여도 된다.
한편, 상기 압축실(880)을 통과한 냉매는 선회스크롤(820)에 형성된 토출구(821)를 통과한 후 토출포트(700)를 통해 배출된다. 특히, 상기 구동축(830)에 그 길이방향을 따라 배출통로(835)를 관통되게 형성함으로써 흡입냉매가 하우징(100)의 후단을 지나 배출되게 되어 있다.
이 경우, 상기 구동축(830)에 형성된 배출통로(835)의 적어도 일부 구간은 후방에서 전방을 향해 회전중심으로부터 바깥쪽으로 경사지게 경사구간(835a)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성하면, 압축실(880)을 통과하면서 오일을 일부 포함하는 냉매가 배출통로(835)를 지날 때 원심력에 의해 기액분리된다.
구체적으로, 구동축(830)의 후단에는 배출통로(835)와 축심이 일치하여 오일에 작용하는 원심력이 배출통로(835)의 내면에 수직으로 작용하나, 경사구간(835a)에서는 원심력의 배출통로(835)의 길이방향 성분이 존재하므로 오일입자에는 구동축(830)의 길이방향 전방을 향하는 힘이 작용하게 된다.
따라서, 구동축(830)이 회전하면 오일과 냉매가스가 혼합된 흡입냉매가 지나가다가 원심력에 의해 오일은 분리되는 동시에 배출통로(835)의 경사구간(835a)에 의해 오일은 흡입냉매의 진행방향과 반대방향으로 흐르게 된다.
한편, 상기 배출통로(835)의 경사진 구간 중 선회스크롤(820) 쪽 단부에는 저유부(835b)가 형성되어 있어 역류하던 오일이 일시적으로 모이게 된다.
이를 위해, 상기 저유부(835b)는 상기 경사구간(835a)의 단면적보다 크게 형성되어 있다. 이 경우, 저유부(835b)의 단면형상은 원통형으로 이루어져 오일의 공급을 원활하게 하는 것이 좋다. 그러나, 저유부(835b)의 단면형상을 특별히 한정할 필요는 없다.
또한, 상기 저유부(835b)에는 상기 배출통로(835)로부터 외면으로 관통되는 윤활공(835c)이 형성되어 있어 구동축(830)의 회전 중 오일이 메인베어링(870) 등 소정의 위치에 공급될 수 있다.
그러나, 상기 저유부(835b)를 생략하고 경사구간(835a)의 선회스크롤(820) 쪽 단부에 직접 윤활공을 형성할 수도 있다.
한편, 상기 구동축(830)의 회전지지부(베어링, 890) 근방에 상기 배출통로(835)와 구동축(830)의 외주를 관통하는 보조 윤활공(836)이 형성되어 있어 회전지지부(890)를 포함한 주변 구성요소들을 효과적으로 윤활할 수 있다. 이 경우에도, 상기 보조 윤활공(836)이 배출통로(835)에 형성된 보조 저유부(837)와 구동축(830)의 외주면을 관통하도록 하는 것이 좋다.
기술되지 않은 구성부호 710과 720은 개스킷을 나타낸다.
이하, 도 2와 도 3을 참조하여 전술한 본 발명의 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기에서 흡입냉매의 순환 및 오일분리작용을 설명하도록 한다.
먼저, 증발기(미도시)로부터 하우징(100)에 형성된 흡입포트(600)를 통해 흡입냉매가 유입된다.
흡입된 냉매는 인버터(200)와 고정스크롤(810) 사이의 가이드부(900)를 통해 지나고, 가이드부(900)와 고정스크롤(810)의 흡입구(815)를 통해 압축실(880)로 들어간다.
압축실(880)에서 압축이 완료된 냉매는 선회스크롤(820)에 형성된 토출구(821)를 통과하여 구동축(830)에 그 길이방향을 따라 형성된 배출통로(835)를 통과한다.
이때, 상기 배출통로(835)의 일부 구간이 경사져 있어 구동축(830)이 회전함에 따라 원심력에 의해 오일이 분리되면서 선회스크롤(820) 쪽으로 역류하고, 나머지 냉매가스는 배출통로(835)를 통해 토출포트(700)로 향한다. 역류하는 오일은 저유부(835b)에 일시 저장되고, 다시 윤활공(835c)을 통해 연속적으로 메인베어링(870) 주위 공간에 공급되어 윤활이 이루어지게 된다.
한편, 오일 구동축(830)의 후단부 영역에서 분리된 오일은 보조 저유뷰(837)에 모여서 보조 윤활공(836)을 통해 회전지지부(890) 주변으로 공급됨으로써 구동축(830)의 후단부 윤활이 이루어지게 된다.
마지막으로, 오일이 분리된 가스상의 냉매는 하우징(100)의 후단을 지나 구동모터와 하우징(100) 사이에 형성된 통로를 통해 토출포트(700)로 배출된다.
이를 위해, 하우징(100)의 후단에는 냉매의 통과를 위해 반경방향으로 연장된 홈(170)이 형성될 수 있다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 구동축 내에서 오일을 함유한 냉매를 토출하는 중에 냉매가스와 오일을 효과적으로 분리하여 압축기의 효율저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구동축의 회전속도에 따라 오일분리도 그에 상응하는 속도로 이루어지므로 열적 부하에 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구동축의 길이방향을 따라 임의의 지점에 윤활공을 형성함으로써 적재 적소에 윤활이 가능하다.

Claims (5)

  1. 하우징, 상기 하우징 내에 고정 설치된 고정스크롤과 상기 고정스크롤에 대하여 선회운동하는 선회스크롤 및, 상기 선회스크롤을 선회 구동시키는 구동축을 포함하는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 선회스크롤에는 토출구가 형성되어 있고, 상기 토출구로부터 토출된 냉매를 유통시키기 위해 상기 구동축의 내부에는 그 길이방향을 따라 배출통로가 관통되게 형성되어 있되, 상기 배출통로의 적어도 일부 구간은 후방에서 전방을 향해 회전중심으로부터 바깥쪽으로 경사지게 형성되어 있으며, 상기 구동축에는 상기 배출통로로부터 외면으로 관통되는 윤활공이 형성된 것을 특징으로 하는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배출통로의 경사진 구간 중 선회스크롤 쪽 단부에는 저유부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저유부는 상기 경사진 구간의 단면적보다 크며 원통형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 윤활공은 상기 저유부와 연통되는 것을 특징으로 하는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동축의 회전지지부 근방에 상기 배출통로와 구동축의 외주를 관통하는 보조 윤활공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일분리형 구동축을 가지는 스크롤 압축기.
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