WO2018117682A1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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WO2018117682A1
WO2018117682A1 PCT/KR2017/015224 KR2017015224W WO2018117682A1 WO 2018117682 A1 WO2018117682 A1 WO 2018117682A1 KR 2017015224 W KR2017015224 W KR 2017015224W WO 2018117682 A1 WO2018117682 A1 WO 2018117682A1
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back pressure
scroll
housing
seal member
intermediate housing
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PCT/KR2017/015224
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조양희
배무성
오성광
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor, and more particularly to a low pressure horizontal scroll compressor.
  • the scroll compressor compresses a refrigerant and is used in various air conditioners because it is high efficiency, low vibration, and low noise compared to other types of compressors such as a rotary compressor.
  • scroll compressors include a fixed scroll and a pivoting scroll that pivots about the fixed scroll.
  • the fixed scroll wrap of the fixed scroll and the swing scroll wrap of the swinging scroll engage with each other to form a plurality of compression chambers for compressing the refrigerant.
  • one side of the swing scroll is provided with a back pressure chamber that takes an intermediate pressure to push the swing scroll toward the fixed scroll.
  • a back pressure chamber that takes an intermediate pressure to push the swing scroll toward the fixed scroll.
  • the low pressure scroll compressor seals between the pivoting scroll and the intermediate housing supporting the rotating shaft which rotates the pivoting scroll by installing a back pressure seal member on the pivoting scroll.
  • the conventional scroll compressor has a screw-shaped flow path installed in the oil supply passage to supply oil separated from the refrigerant discharged from the fixed scroll to the back pressure chamber, but the screw-shaped flow path is difficult to manufacture and assemble. There are many problems.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and relates to a scroll compressor capable of improving the sealing of the back pressure chamber and improving the oil supply to the back pressure chamber.
  • a housing a drive motor accommodated in the housing, a swing scroll rotated by the drive motor, a fixed scroll installed inside the housing and forming a compression chamber together with the swing scroll, the drive motor
  • An inlet provided in the housing to one side of the suction suction port, an oil separator provided in the housing to one side of the fixed scroll and separating the oil from the refrigerant discharged from the fixed scroll, and the oil separated from the oil separator
  • a scroll compressor comprising a discharge port for discharging the discharge to the outside of the housing, the scroll compressor comprises: an intermediate housing installed in the housing, rotatably supporting a rotation shaft of the drive motor; A back pressure chamber provided in the intermediate housing to one side of the pivoting scroll; A first back pressure seal member installed in the intermediate housing to surround a circumference of the back pressure chamber and sealing between the pivoting scroll and the intermediate housing; A second back pressure seal member installed in the intermediate housing at one end of the back pressure chamber and sealing between the rotating shaft and the intermediate housing; A plurality of anti-
  • an oil supply passage may be provided between the oil separator and the back pressure chamber to move the oil separated by the oil separator to the back pressure chamber, and an orifice pin may be installed in the oil supply passage.
  • the oil supply passage may include a first oil supply passage provided in the fixed scroll and a second oil supply passage provided in the intermediate housing and in communication with the first oil supply passage.
  • the outer diameter of the orifice pin may be smaller than the inner diameter of the first oil supply passage.
  • the intermediate housing may be provided with an annular seal member groove outside the back pressure chamber, and the first back pressure seal member may be fixed to the seal member groove.
  • the scroll compressor may further include a third back pressure seal member installed on the swing scroll to surround the plurality of anti-rotation rings and sealing between the swing scroll and the intermediate housing.
  • a sub back pressure chamber may be formed between the first back pressure seal member and the third back pressure seal member to supply oil to the plurality of anti-rotation rings.
  • the pivoting scroll may be provided with an annular sub seal member groove outside the plurality of anti-rotation pins, and the third back pressure seal member may be installed in the sub seal member groove.
  • the pivoting scroll may be provided with a first back pressure hole communicating the back pressure chamber and the compression chamber, and the first back pressure hole may be formed to be adjacent to an inner circumferential surface of the swing scroll wrap of the swing scroll.
  • the swing scroll may be provided with a second back pressure hole communicating the sub back pressure chamber and the compression chamber, and the second back pressure hole may be formed to be adjacent to an outer circumferential surface of the swing scroll wrap of the swing scroll.
  • a housing a drive motor accommodated in the housing, a swing scroll rotated by the drive motor, a fixed scroll installed inside the housing and forming a compression chamber together with the swing scroll, the drive motor
  • An inlet provided in the housing to one side of the suction suction port, an oil separator provided in the housing to one side of the fixed scroll and separating the oil from the refrigerant discharged from the fixed scroll, and the oil separated from the oil separator
  • a scroll compressor comprising a discharge port for discharging the discharge to the outside of the housing, the scroll compressor comprises: an intermediate housing installed in the housing, rotatably supporting the rotation shaft of the drive motor; A back pressure chamber provided in the intermediate housing to one side of the pivoting scroll; A first back pressure seal member installed in the intermediate housing to surround a circumference of the back pressure chamber and sealing between the pivoting scroll and the intermediate housing; A second back pressure seal member installed in the intermediate housing at one end of the back pressure chamber and sealing between the rotary shaft and the intermediate housing; And an orifice pin
  • the oil supply passage may include a first oil supply passage provided in the fixed scroll and a second oil supply passage provided in the intermediate housing and in communication with the first oil supply passage.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a scroll compressor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of the scroll compressor of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line I-I of the scroll compressor of FIG.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a back pressure chamber of the scroll compressor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the scroll compressor of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which the front housing is separated from the scroll compressor of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a sectional view showing a scroll compressor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged partial cross-sectional view showing an oil supply passage of the scroll compressor of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a sectional view showing a scroll compressor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line III-III of the scroll compressor of FIG. 9;
  • FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view showing an enlarged portion A of FIG. 10; FIG.
  • FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view showing another example of the second back pressure seal member used in the scroll compressor of FIG. 9;
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of the scroll compressor of FIG. 9; FIG.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 13 taken along line VV.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 13 taken along line VV.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a scroll compressor according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional perspective view of the scroll compressor of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 1 taken along line II.
  • 4 is a partial cross-sectional view showing a back pressure chamber of the scroll compressor according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the scroll compressor of FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which the front housing is separated from the scroll compressor of FIG. 1.
  • the scroll compressor 1 includes a housing 10, 20, 30, a fixed scroll 40, a swing scroll 50, and a driving motor 60. It may include.
  • the housings 10, 20, and 30 form the outline of the scroll compressor 1, and may include a front housing 10, an intermediate housing 20, and a rear housing 30.
  • the front housing 10 is provided with a discharge port 11 for discharging the refrigerant.
  • the discharge port 11 may be connected to a refrigerant pipe (not shown) connected to a condenser (not shown) of the refrigerant cycle.
  • the rear housing 30 is provided with a suction port 31 through which the refrigerant is sucked.
  • the suction port 31 may be connected to a refrigerant pipe (not shown) connected to an evaporator (not shown) of the refrigerant cycle.
  • the refrigerant introduced into the inlet 31 of the rear housing 30 passes through the rear housing 30 and the intermediate housing 20 and passes through the discharge port 11 of the front housing 10. Is discharged to the outside.
  • the interior of the rear housing 30 forms a motor chamber 33 in which the drive motor 60 is installed.
  • the intermediate housing 20 is installed at one side of the rear housing 30 and is formed to support one end of the driving motor 60.
  • Refrigerant compression mechanisms 40 and 50 are provided between the intermediate housing 20 and the front housing 10.
  • the intermediate housing 20 is formed in a disc shape, and a protrusion 21 is formed on one surface of the intermediate housing 20 facing the rear housing 30.
  • the shaft support hole 22 is formed in the protrusion part 21 of the intermediate housing 20, and the intermediate bearing 25 is provided in the shaft support hole 22.
  • the main bearing portion 71 of the rotary shaft 70 penetrates the intermediate bearing 25 to support rotation of the rotary shaft 70.
  • the intermediate housing 20 is provided with a back pressure chamber 23 having an inner diameter larger than the inner diameter of the shaft support hole 22 on one side of the shaft support hole 22.
  • the intermediate housing 20 is provided with an annular seal member groove 26 around the back pressure chamber 23.
  • the seal member groove 26 is provided with a first back pressure seal member 27 for sealing between the swinging scroll 50 and the intermediate housing 20.
  • the first back pressure seal member 27 may be installed to move in a direction perpendicular to one surface of the intermediate housing 20 with respect to the seal member groove 26, that is, in the axial direction of the scroll compressor 1. Therefore, the tip of the first back pressure seal member 27 fixed to the seal member groove 26 is in contact with the swinging scroll 50 to prevent the refrigerant in the back pressure chamber 23 from flowing out of the back pressure chamber 23. do.
  • the first back pressure seal member 27 may be formed in a ring shape, and may be formed of a sealable material such as rubber.
  • a rotation preventing mechanism 80 is provided between the turning scroll 50 and the intermediate housing 20 to prevent the turning scroll 50 from rotating.
  • the anti-rotation mechanism 80 may be formed in a pin and ring structure.
  • a plurality of anti-rotation ring grooves 81 are provided around the seal member grooves 26 of the intermediate housing 20, and a plurality of anti-rotation ring grooves 81 are provided on one surface of the turning scroll 50 facing the intermediate housing 20.
  • the anti-rotation pin 82 is provided.
  • the plurality of anti-rotation ring grooves 81 provided in the intermediate housing 20 are formed to have a circular cross section at a predetermined depth.
  • the plurality of anti-rotation pins 82 of the revolving scroll 50 are provided in the same number as the plurality of anti-rotation ring grooves 81 of the intermediate housing 20, and are installed to be inserted into the plurality of anti-rotation ring grooves 81. do.
  • the plurality of anti-rotation rings 83 may be inserted into the plurality of anti-rotation ring grooves 81. In this case, when the turning scroll 50 turns, the movement of the plurality of anti-rotation pins 82 of the turning scroll 50 is limited by the plurality of anti-rotation rings 83 provided in the intermediate housing 20, Rotation of the turning scroll 50 is prevented.
  • the size of the turning scroll 50 can be reduced as compared with the case of installing the plurality of anti-rotation rings on the pivoting scroll 50. Therefore, there is an advantage that the size of the turning scroll 50 can be minimized.
  • One end of the back pressure chamber 23 provided in the intermediate housing 20 is provided with a second back pressure seal member 28.
  • the second back pressure seal member 28 may be provided on one side of the intermediate bearing 25 at one end of the protrusion 21 provided in the intermediate housing 20.
  • the second back pressure seal member 28 is installed to seal between the rotation shaft 70 of the drive motor 60 and the intermediate housing 20.
  • the second back pressure seal member 28 may use a lip seal. In this way, when the second back pressure chamber member 28 is provided on the protrusion 21 provided on one surface of the intermediate housing 20 adjacent to the drive motor 60, the refrigerant in the back pressure chamber 23 in the high pressure state is low in pressure.
  • the leakage of the back pressure chamber 23 can be maintained by preventing leakage of the drive motor 60 through which the coolant of the refrigerant passes through the installed motor chamber 33.
  • a plurality of openings 29 penetrating the intermediate housing 20 are formed near the outer circumferential surface of the intermediate housing 20.
  • the plurality of openings 29 may be provided in a substantially circular shape with respect to the center of the central housing 20.
  • the plurality of openings 29 flow into the rear housing 30 by communicating the motor chamber 33 of the rear housing 30 with the driving motor 60 and the compression chamber 49 provided in the fixed scroll 40. Allow the refrigerant to move into the compression chamber 49.
  • the intermediate housing 20 includes a back pressure chamber 23, a plurality of ring grooves 81, and a plurality of openings 29 arranged concentrically on one surface of the intermediate housing 20, as shown in FIG. 5. do.
  • the fixed scroll 40 is installed on the opposite side of the rear housing 30 to one side of the intermediate housing 20.
  • the pivoting scroll 50 is accommodated in the space 49 formed by the fixed scroll 40 and the intermediate housing 20.
  • the swinging scroll 50 is engaged with the fixed scroll 40 and is installed between the fixed scroll 40 and the intermediate housing 20 so as to pivot with respect to the fixed scroll 40.
  • the fixed scroll 40 and the swinging scroll 50 form a compression mechanism for compressing the refrigerant.
  • the fixed scroll 40 includes a fixed plate 41 and a fixed scroll wrap 43.
  • the fixed plate 41 is formed in a substantially disk shape, and the fixed scroll wrap 43 is formed in an involute curve shape having a predetermined thickness and height on one surface of the fixed plate 41.
  • a discharge hole 45 penetrating the fixing plate 41 is formed in the center of the fixing plate 41.
  • a discharge valve 46 is provided in the discharge hole 45 to prevent backflow of the refrigerant.
  • a cylindrical skirt 42 is provided around the fixed plate 41.
  • the skirt 42 surrounds the space between the fixed plate 41 and the intermediate housing 20 to form a space in which the swinging scroll 50 can pivot.
  • the skirt 42 extends perpendicularly to the fixing plate 41 around the fixing plate 41 and is formed of the fixing plate 41 and one body.
  • the space 49 inside the fixed scroll 40 ie the compression space, is in communication with the motor chamber 33 of the rear housing 30 via a plurality of openings 29 formed in the intermediate housing 20.
  • the refrigerant drawn through the rear housing 30 (arrow F1 in FIGS. 1 and 2) is drawn into the internal space 49 of the fixed scroll through the plurality of openings 29 of the intermediate housing 20 (FIG. Arrow F3 in FIG. 1 and FIG. 2).
  • the swinging scroll 50 includes a swinging plate 51 and a swinging scroll wrap 53.
  • Swivel board 51 is formed in disk shape.
  • the revolving scroll wrap 53 is provided on one surface of the revolving plate 51 facing the fixed scroll 40 and is formed in an involute curve shape having a predetermined thickness and height.
  • the pivoting scroll wrap 53 is formed to engage with the fixed scroll wrap 43 of the fixed scroll 40.
  • the space formed between the fixed scroll wrap 43 of the fixed scroll 40 and the swing scroll wrap 53 of the swing scroll 50 forms a compression pocket P for compressing the refrigerant. Therefore, when the turning scroll 50 is turned, the refrigerant is compressed by the compression pocket P between the turning scroll wrap 53 and the fixed scroll wrap 43 and discharged through the discharge hole 45 of the fixed scroll 40. do.
  • a bearing groove 54 is provided at the center of one surface of the swing plate 51 opposite to the surface on which the swing scroll wrap 53 is formed, and the bearing groove 54 has a front bearing for rotationally supporting one end of the rotary shaft 70. 55 is installed.
  • the swing plate 51 of the swing scroll 50 is provided with a back pressure hole 57 for connecting the compression chamber 49 and the back pressure chamber 23. Therefore, a part of the high pressure refrigerant compressed by the swing scroll 50 and the fixed scroll 40 moves to the back pressure chamber 23 through the back pressure hole 57. Therefore, the refrigerant flowing into the back pressure chamber 23 presses the turning scroll 50 toward the fixed scroll 40 in the axial direction (arrow B direction) at an intermediate pressure.
  • the pressure applied to the back pressure chamber 23 is lower than the pressure of the refrigerant discharged to the discharge hole 45 of the fixed scroll 40 and higher than the pressure of the refrigerant introduced through the inlet 31 of the rear housing 30. Medium pressure.
  • the front housing 10 is provided on one side of the fixed scroll 40, that is, one surface of the fixed scroll 40 having the discharge hole 45.
  • a refrigerant discharge chamber 13 is provided between the front housing 10 and the fixed scroll 40.
  • the refrigerant discharge chamber 13 is provided with a discharge valve 46 for opening and closing the discharge hole 45 of the fixed scroll 40.
  • an oil separator 15 is provided in the refrigerant discharge chamber 13 of the front housing 10.
  • the oil separator 15 is formed to separate oil from the high pressure refrigerant introduced into the refrigerant discharge chamber 13 through the discharge hole 45 of the fixed scroll 40.
  • the oil separator 15 is the same as or similar to the oil separator used in the scroll compressor according to the prior art, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the lower part of the oil separator 15 of the front housing 10 is provided with an oil collection space 17 for collecting the separated oil.
  • the high pressure refrigerant from which the oil is removed by the oil separator 15 is discharged to the outside of the scroll compressor 1 through the discharge port 11 provided in the front housing 10.
  • the high pressure refrigerant discharged to the discharge port 11 of the scroll compressor 1 may be introduced into, for example, a condenser (not shown).
  • the oil separated from the high pressure refrigerant by the oil separator 15 is supplied to the back pressure chamber 23 and the motor chamber 33 to lubricate the friction part.
  • the oil of the oil collection unit 47 and the oil collection space 17 which form the lower surface of the oil collection space 17 where the oil separated by the oil separator 15 is collected is formed on one surface of the fixed scroll 40.
  • the first oil supply passage 48-1 may be provided to supply the back pressure chamber 23 of the intermediate housing 20.
  • the oil collector 47 is isolated from the refrigerant discharge chamber 13 by the seal member 47a, and an inlet of the first oil supply passage 48-1 is provided in the oil collector 47.
  • the first oil supply passage 48-1 may be formed as a through hole penetrating the skirt 42 of the fixed scroll 40.
  • the inlet of the first oil supply passage 48-1 is provided to communicate with the oil collecting space 17 in the oil collecting portion 47.
  • the oil separated in the oil separator 15 is supplied to the first oil supply passage 48-1 through the oil collection space 17.
  • the intermediate housing 20 may be provided with a second oil supply passage 48-2 for supplying the oil supplied to the first oil supply passage 48-1 to the back pressure chamber 23.
  • the second oil supply passage 48-2 may be formed as a through hole connecting one surface of the intermediate housing 20 facing the fixed scroll 40 and an inner surface of the back pressure chamber 23.
  • the inlet of the second oil supply passage 48-2 is provided to communicate with the outlet of the first oil supply passage 48-1.
  • the oil groove 48-4 communicating the outlet of the first oil supply passage 48-1 with the inlet of the second oil supply passage 48-2 near the inlet of the second oil supply passage 48-2. ) May be provided. Therefore, the oil introduced into the first oil supply passage 48-1 is supplied to the back pressure chamber 23 through the second oil supply passage 48-2.
  • the intermediate housing 20 may be provided with a third oil supply passage 48-3 for supplying the oil supplied through the first oil supply passage 48-1 to the motor chamber 33.
  • the oil separated from the oil separator 15 installed in the refrigerant discharge chamber 13 of the front housing 10 is transferred to the first oil supply passage 48-1 provided in the fixed scroll 40 and the intermediate housing 20. It is supplied to the back pressure chamber 23 through the provided second oil supply passage 48-2 to lubricate the intermediate bearing 25 installed in the back pressure chamber 23 and the front bearing 55 installed in the turning scroll 50. .
  • the oil supplied to the motor chamber 33 through the first oil supply passage 48-1 and the third oil supply passage 48-3 lubricates the friction part of the driving motor 60.
  • the oil supply passage provided in the fixed scroll 40 may be provided with an orifice pin for supplying the oil separated from the oil separator 15 to the back pressure chamber 23 by reducing the pressure.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a scroll compressor according to another embodiment of the present invention
  • Figure 8 is an enlarged partial cross-sectional view showing an oil supply passage of the scroll compressor of FIG.
  • the first oil supply passage 400 connects the refrigerant discharge chamber 13 provided in the front housing 10 and the second oil supply passage 420 provided in the intermediate housing 20. To be prepared.
  • the first oil supply passage 400 is formed as a through hole penetrating the fixing plate 41 and the skirt 42 of the fixed scroll 40.
  • the first oil supply passage 400 may be formed in a stepped structure including at least one step.
  • the first oil supply passage 400 is formed on the other surface of the first scroll hole 401 and the fixed scroll 40 formed on one surface of the fixed scroll 40 and communicated with the first through hole 401. It may include a second through hole 402.
  • the first through hole 401 and the second through hole 402 is formed in a straight line, the inner diameter (d2) of the second through hole 402 than the inner diameter (d1) of the first through hole (401) Big. Therefore, the first through hole 401 and the second through hole 402 form a stepped structure.
  • a female screw portion 404 is provided at one end of the second through hole 402 adjacent to the other surface of the fixed scroll 40.
  • the other surface of the fixed scroll 40 is provided with a third through hole 403 communicating with the second through hole 402 to one side of the female screw part 404.
  • the third through hole 403 is formed to be inclined with respect to the second through hole 402.
  • the inner diameter d3 of the third through hole 403 may be formed to be smaller than the inner diameter d2 of the second through hole 402.
  • the inner diameter d3 of the third through hole 403 may be formed to be the same as the inner diameter d1 of the first through hole 401.
  • One end of the third through hole 403 is provided to communicate with the second oil supply passage 402 of the intermediate housing 20.
  • the intermediate housing 20 may be provided with an oil groove 421 for communicating one end of the third through hole 403 and the inlet of the second oil supply passage 420.
  • the orifice pin 410 is inserted into the second through hole 402.
  • the orifice pin 410 includes a front end portion 411, an intermediate portion 412, and a rear end portion 413, and may have a stepped structure.
  • the tip portion 411 of the orifice pin 410 is adjacent to the first through hole 401.
  • the distal end portion 411 of the orifice pin 410 has an outer diameter smaller than the outer diameter D of the middle portion 412, the rear end portion 413 of the orifice pin 410 has an outer diameter ( It has a larger outside diameter than D).
  • the outer diameter D of the orifice pin 410 is the inner diameter d2 of the first oil supply passage 400, that is, the first oil supply. It is formed to be smaller than the inner diameter d2 of the second through hole 402 of the passage 400. Therefore, a space 409 through which oil can pass is formed between the second through hole 402 and the tip portion 411 and the intermediate portion 412 of the orifice pin 410.
  • a male screw 413 corresponding to the female screw portion 404 of the second through hole 402 is provided at the rear end portion 413 of the orifice pin 410.
  • the orifice pin 410 when the orifice pin 410 is inserted into the second through hole 402 and the male screw of the rear end portion 413 is fastened to the female threaded portion 404 of the second through hole 402, the orifice pin 410 is made into a second hole. It is fixed to the oil supply passage 400. Therefore, the oil introduced into the first through hole 401 of the first oil supply passage 400 flows through the space 409 formed between the outer surface of the orifice pin 410 and the inner surface of the second through hole 402. It may be introduced into the third through hole 403. The oil discharged through the third through hole 403 is supplied to the back pressure chamber 23 through the second oil supply passage 420 provided in the intermediate housing 20.
  • the orifice pin 410 when the orifice pin 410 is installed in the first oil supply passage 400 of the fixed scroll 40, the pressure of the oil separated from the oil separator 15 may be lowered and supplied to the back pressure chamber 23.
  • the orifice pin 410 has the advantage that it is easy to manufacture and assembly because the shape is simple compared to the screw-shaped flow path used in the scroll compressor according to the prior art.
  • the drive motor 60 is installed inside the rear housing 30, that is, in the motor chamber 33, and includes a stator 61 and a rotor 62.
  • the stator 61 is fixed to the inner surface of the rear housing 30.
  • the rotor 62 is rotatably inserted inside the stator 61.
  • the rotation shaft 70 is inserted into the rotor 62 to penetrate.
  • the rotary shaft 70 includes a shaft portion 71 formed to have a predetermined length, and an eccentric portion 73 provided at one end of the shaft portion 71.
  • the shaft portion 71 of the rotary shaft 70 is pressed into the rotor 62 of the drive motor 60, and one end of the shaft portion 71 is rotatable by the rear bearing 35 provided in the rear housing 30. Supported.
  • One end of the shaft portion 71 is inserted into the protrusion 21 of the intermediate housing 20, and is rotatably supported by an intermediate bearing 25 provided in the protrusion 21.
  • the portion adjacent to the intermediate bearing 25 of the shaft portion 71 of the rotary shaft 70 comes into contact with the second back pressure seal member 28 provided in the protrusion 21 of the intermediate housing 20. Therefore, since the back pressure chamber 23 provided in the intermediate housing 20 is sealed against the motor chamber 33 provided in the rear housing 30 by the second back pressure chamber member 28, the intermediate pressure of the back pressure chamber 23 is reduced. Does not leak into the motor chamber 33 in the low pressure state.
  • the eccentric portion 73 of the rotary shaft 70 is rotationally supported by the front bearing 55 provided in the bearing groove 54 of the swing scroll 50.
  • the centerline C2 of the eccentric portion 73 is spaced apart from the centerline C1 of the shaft portion 71 by a predetermined distance. Therefore, when the shaft portion 71 rotates, the eccentric portion 73 pivots about the center line C1 of the shaft portion 71, so that the turning scroll 50 fixed to the eccentric portion 73 is the shaft portion 71.
  • the center of gravity (C1) is to be turned around.
  • the balance weight 74 is integrally provided in the eccentric portion 73 of the rotary shaft 70.
  • the balance weight 74 is installed to rotate in the back pressure chamber 23 of the intermediate housing 20. Therefore, when the rotation shaft 70 rotates, the balance weight 74 rotates integrally with the eccentric portion 73 in the back pressure chamber 23.
  • the rear housing 30, the intermediate housing 20, the fixed scroll 40, and the front housing 10 described above may be assembled in the axial direction in order to form the housing of the scroll compressor 1.
  • the front housing 10, the fixed scroll 40, and the intermediate housing 20 may be coupled to and fixed to the rear housing 30 by a plurality of bolts 3.
  • a plurality of tab holes are provided in the rear housing 30, and a plurality of through holes through which the plurality of bolts 3 penetrate the front housing 10, the fixed scroll 40, and the intermediate housing 20 are provided.
  • the scroll compressor 1 is a horizontal scroll compressor in which the rotation shaft 70 of the drive motor 60 is installed in parallel with the ground. Therefore, the front housing 10 and the rear housing 30 may be provided with a plurality of fixing parts 12 and 32 for fixing the scroll compressor 1 to the base.
  • the scroll compressor 1 includes one fixing part 12 provided on one surface of the front housing 10 and two fixing parts provided on both sides of the rear housing 30. 32).
  • the housing is formed as a structure for assembling the front housing 10, the fixed scroll 40, the intermediate housing 20, and the rear housing 30, but the structure of the housing is not limited thereto.
  • the housing may be formed in one cylindrical shape.
  • a frame for fixing the fixed scroll 40 inside the housing and supporting both ends of the rotary shaft 70 of the drive motor 60 may be provided.
  • part of the refrigerant compressed in the compression pocket P between the swing scroll wrap 53 and the fixed scroll wrap 43 is backpressured through the back pressure hole 57 provided in the swing plate 51 of the swing scroll 50. It is supplied to the chamber 23.
  • the refrigerant supplied to the back pressure chamber 23 presses the turning scroll 50 forward (arrow B) so that the turning scroll 50 can rotate in a state of holding the seal against the fixed scroll 40.
  • the refrigerant flowing into the compression pocket P formed by the fixed scroll wrap 43 of the fixed scroll 40 and the swing scroll wrap 53 of the swing scroll 50 is formed on the side of the rear housing 30. It flows into the motor chamber 33 of the rear housing 30 via 31 (arrow F1).
  • the low pressure refrigerant introduced into the suction port 31 passes through the motor chamber 33 and enters the compression chamber 49 provided in the fixed scroll 40 through the plurality of openings 29 of the intermediate housing 20 (arrows). F2 and F3).
  • the low pressure refrigerant introduced into the compression chamber 49 of the fixed scroll 40 is introduced into the plurality of compression pockets P formed by the fixed scroll wrap 43 and the swing scroll wrap 53 and compressed into a high pressure refrigerant. do.
  • the refrigerant compressed to high pressure by the fixed scroll 40 and the turning scroll 50 and discharged to the discharge hole 45 contains oil, and while the high pressure refrigerant passes through the oil separator 15, the refrigerant The oil is removed from the The oil separated by the oil separator 15 is supplied to the back pressure chamber 23 and the motor chamber 33 through the oil supply passages 48-1, 48-2, and 48-3.
  • the oil supplied to the back pressure chamber 23 lubricates the front bearing 55 and the intermediate bearing 25 installed in the back pressure chamber 23. In addition, some oil lubricates between the turning scroll 50 and the first back pressure seal member 27 and between the plurality of anti-rotation rings 83 and anti-rotation pins 82. In addition, the oil supplied to the motor chamber 33 lubricates the rear bearing 35 installed in the rear housing 30.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a scroll compressor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 9 taken along line III-III
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating a second back pressure seal member used in the scroll compressor of FIG. 9.
  • the scroll compressor 1 ′ according to an embodiment of the present invention includes a housing 10, 20, 30, a fixed scroll 40, a turning scroll 50 ′, a driving motor 60. ) May be included.
  • the housings 10, 20, 30 form the outline of the scroll compressor 1 ′ and may include a front housing 10, an intermediate housing 20, and a rear housing 30.
  • the front housing 10 is provided with a discharge port 11 (see FIG. 1) for discharging the refrigerant.
  • the rear housing 30 is provided with an inlet 31 (see FIG. 1) through which the refrigerant is sucked. Accordingly, the refrigerant introduced into the inlet 31 of the rear housing 30 passes through the inside of the housing and is discharged to the outside of the scroll compressor 1 ′ through the outlet 11 of the front housing 10.
  • the interior of the rear housing 30 forms a motor chamber 33 in which the drive motor 60 is installed.
  • the intermediate housing 20 is installed on one side of the rear housing 30 and is formed to support one end of the drive motor 60, that is, one end of the rotary shaft 70.
  • a refrigerant compression mechanism is provided between the intermediate housing 20 and the front housing 10.
  • the intermediate housing 20 is formed in a disc shape, and a protrusion 21 is formed on one surface facing the rear housing 30.
  • the shaft support hole 22 is formed in the protrusion part 21 of the intermediate housing 20, and the intermediate bearing 25 is provided in the shaft support hole 22.
  • the intermediate bearing 25 is inserted through the shaft portion 71 of the rotary shaft 70 to support the rotation of the rotary shaft 70.
  • the intermediate housing 20 is provided with a back pressure chamber 23 having an inner diameter larger than the inner diameter of the shaft support hole 22 on one side of the shaft support hole 22.
  • the back pressure chamber 23 is formed in a groove shape having a circular cross section on one surface of the intermediate housing 20.
  • One surface of the intermediate housing 20 is provided with an annular seal member groove 26 around the back pressure chamber 23.
  • the seal member groove 26 is provided with a first back pressure seal member 27 for sealing between the swinging scroll 50 and the intermediate housing 20.
  • the first back pressure seal member 27 may be installed to move in a direction perpendicular to one surface of the intermediate housing 20 with respect to the seal member groove 26, that is, in the axial direction of the scroll compressor 1 ′. Accordingly, the tip of the first back pressure seal member 27 provided in the seal member groove 26 is in contact with the swinging scroll 50 to prevent the refrigerant in the back pressure chamber 23 from flowing out of the back pressure chamber 23. Can be.
  • a rotation preventing mechanism 80 is provided between the turning scroll 50 'and the intermediate housing 20 to prevent the turning scroll 50' from rotating.
  • the anti-rotation mechanism 80 swings to face the intermediate housing 20 and the plurality of anti-rotation ring grooves 81 provided in a circular shape around the seal member groove 26 of the intermediate housing 20, for example. It may be composed of a plurality of anti-rotation pins 82 provided in a circular shape on one surface of the scroll (50 ').
  • the plurality of anti-rotation ring grooves 81 provided in the intermediate housing 20 are formed as grooves having a circular cross section at a predetermined depth.
  • the plurality of anti-rotation pins 82 provided in the pivoting scroll 50 ' are provided in the same number as the plurality of anti-rotation ring grooves 81 of the intermediate housing 20, and the plurality of anti-rotation ring grooves 81 It is installed in the turning scroll 50 'to be inserted.
  • a plurality of anti-rotation rings 83 may be inserted into the plurality of anti-rotation ring grooves 81 provided in the intermediate housing 20.
  • One end of the back pressure chamber 23 provided in the intermediate housing 20 is provided with a second back pressure seal member 28.
  • the second back pressure seal member 28 may be provided on one side of the intermediate bearing 25 at one end of the protrusion 21 provided in the intermediate housing 20.
  • the second back pressure seal member 28 is installed to seal between the rotation shaft 70 of the drive motor 60 and the intermediate housing 20.
  • the second back pressure seal member 28 may use a lip seal.
  • a plurality of openings 29 penetrating the intermediate housing 20 in the axial direction are formed near the outer circumferential surface of the intermediate housing 20.
  • the plurality of openings 29 are provided in a circle shape concentric with the center of the intermediate housing 20.
  • the plurality of openings 29 communicate with the motor chamber 33 of the rear housing 30 in which the drive motor 60 is installed and the compression chamber 49 provided in the fixed scroll 40 so as to be provided in the rear housing 30.
  • the low pressure refrigerant flowing through the 31 may be introduced into the compression chamber 49.
  • the intermediate housing 20 includes a back pressure chamber 23, a plurality of ring grooves 81, and a plurality of openings 29 concentrically provided on one surface of the intermediate housing 20, as shown in FIG. 10. Include.
  • the fixed scroll 40 is installed on the opposite side of the rear housing 30 to one side of the intermediate housing 20.
  • the pivoting scroll 50 ' is accommodated in the space 49 formed by the fixed scroll 40 and the intermediate housing 20.
  • the swinging scroll 50 ' engages with the fixed scroll 40 and is provided between the fixed scroll 40 and the intermediate housing 20 to pivot about the fixed scroll 40.
  • the fixed scroll 40 and the swinging scroll 50 ' form a compression mechanism for compressing the refrigerant.
  • the fixed scroll 40 includes a fixed plate 41 and a fixed scroll wrap 43.
  • the fixed plate 41 is formed in a substantially disk shape, and the fixed scroll wrap 43 is formed in an involute curve shape having a predetermined thickness and height on one surface of the fixed plate 41.
  • a discharge hole 45 penetrating the fixing plate 41 is formed in the center of the fixing plate 41.
  • a discharge valve 46 is provided in the discharge hole 45 to prevent backflow of the refrigerant.
  • a cylindrical skirt 42 is provided around the fixed plate 41.
  • the skirt 42 surrounds the space between the stationary plate 41 and the intermediate housing 20 to form a space 49 in which the pivoting scroll 50 'can pivot.
  • the skirt 42 extends in the axial direction around the fixed plate 41 and is formed of the fixed plate 41 and one body.
  • the swinging scroll 50 ' includes a swinging plate 51' and a swinging scroll wrap 53. As shown in FIG. Swivel plate 51 'is formed in disk shape.
  • the revolving scroll wrap 53 is provided on one surface of the revolving plate 51 'facing the fixed scroll 40, and is formed in an involute curve shape having a predetermined thickness and height.
  • the pivoting scroll wrap 53 is formed to engage with the fixed scroll wrap 43 of the fixed scroll 40.
  • the space formed between the fixed scroll wrap 43 of the fixed scroll 40 and the swing scroll wrap 53 of the swing scroll 50 ' forms a compression pocket P for compressing the refrigerant. Therefore, when the turning scroll 50 'is turned, the refrigerant is compressed by the compression pocket P between the turning scroll wrap 53 and the fixed scroll wrap 43, and through the discharge hole 45 of the fixed scroll 40. Discharged.
  • a bearing groove 54 is provided at the center of one surface of the swing plate 51 ′ opposite to the surface on which the swing scroll wrap 53 is formed, and the bearing groove 54 has a front for rotationally supporting one end of the rotary shaft 70.
  • Bearing 55 is installed.
  • a sub seal member groove 91 is provided on one surface of the swing plate 51 ′ provided with the bearing groove 54 adjacent to the outer circumference of the swing plate 51 ′.
  • the sub seal member groove 91 is formed in an annular groove, and is formed in the swing plate 51 'concentrically with the bearing groove 54.
  • the sub seal member groove 91 is provided so as to surround the plurality of anti-rotation pins 82 provided in the swing scroll 50 '.
  • a ring-shaped third back pressure seal member 90 may be installed in the sub seal member groove 91.
  • the third back pressure seal member 90 may be installed to move in a direction perpendicular to the swing plate 51 'with respect to the sub seal member groove 91, that is, in the axial direction of the scroll compressor 1'.
  • the third back pressure seal member 90 may surround the plurality of anti-rotation rings 83 provided in the intermediate housing 20, and may seal between the pivoting scroll 50 ′ and the intermediate housing 20.
  • the sub seal member groove 91 may be provided with a backup seal member 92 for supporting the third back pressure seal member 90.
  • the backup seal member 92 may be formed of an elastic material.
  • the backup seal member 92 is formed in a ring shape, and an oil groove 92a having a semicircular cross section is provided along the inner circumferential surface.
  • the oil in the sub back pressure chamber 93 penetrates into the sub seal member groove 91 through the gap between the third back pressure seal member 90 and the side surface of the sub seal member groove 91, so that the oil in the backup seal member 92 is reduced.
  • the backup seal member 92 presses the third back pressure seal member 90.
  • the third back pressure seal member 90 is moved in the axial direction so that one end of the third back pressure seal member 90 is in contact with one surface of the intermediate housing 20 so as to be between the pivoting scroll 50 'and the intermediate housing 20. Will be sealed.
  • the third back pressure seal member 90 may be provided in the sub seal member groove 91 without the backup seal member 92. That is, only the third back pressure seal member 90 'may be provided in the sub seal member groove 91.
  • the third back pressure seal member 90 When the third back pressure seal member 90 is installed in the sub seal member groove 91 of the swing scroll 50 ', the third back pressure seal member 90 is disposed between the swing scroll 50' and the intermediate housing 20 by the third back pressure seal member 90.
  • the sub back pressure chamber 93 is formed. Specifically, as shown in FIG. 11, the sub back pressure chamber 93 has a pivoting scroll 50 ′ facing one surface of the intermediate housing 20 in which the first back pressure seal member 27 is installed, and the intermediate housing 20. It is formed into a space formed by the first back pressure seal member 27 provided in the intermediate housing 20, and the third back pressure seal member 90 provided in the pivoting scroll 50 '. Since the sub back pressure chamber 93 is formed in a ring shape, as shown in FIG.
  • a plurality of anti-rotation rings 83 and a plurality of anti-rotation pins 82 are positioned in the sub back pressure chamber 93. . Therefore, the oil supplied from the back pressure chamber 23 by the turning movement of the turning scroll 50 'is collected in the sub back pressure chamber 93 by the third back pressure chamber member 90, so that the plurality of anti-rotation rings 83 And oil can be supplied to the anti-rotation mechanism 80 composed of a plurality of anti-rotation pins 82.
  • two back pressure holes 95 and 96 may be provided in the turning scroll 50 ′ so as to generate a back pressure by introducing a high pressure refrigerant into the back pressure chamber 23 and the sub back pressure chamber 93.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 9 taken along line IV-IV
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 13 taken along line V-V.
  • the turning plate 51 ′ of the turning scroll 50 ′ has a first back pressure hole 95 connecting the compression pocket P and the back pressure chamber 23, and the compression pocket P. FIG. ) And a second back pressure hole 96 connecting the sub back pressure chamber 93 is provided. At this time, the first back pressure hole 95 and the second back pressure hole 96 are formed to penetrate the turning plate 51 '.
  • the first back pressure hole 95 is formed near the inner circumferential surface 53-1 of the swing scroll wrap 53, that is, the inner involute curved surface of the swing scroll wrap 53, to one side of the back pressure chamber 23.
  • the hole 96 is formed in one side of the sub back pressure chamber 93 near the outer circumferential surface 53-2 of the revolving scroll wrap 53, that is, the outer involute curved surface of the revolving scroll wrap 53.
  • the surface facing the center of the turning scroll wrap 53 on the basis of the end 53a of the turning scroll wrap 53 is called the inner circumferential surface 53-1 of the turning scroll wrap 53, and the surface facing outward is turned. This is referred to as the outer circumferential surface 53-2 of the scroll wrap 53.
  • the first back pressure hole 95 through which the refrigerant flows into the back pressure chamber 23 is formed at a position adjacent to the inner circumferential surface 53-1 of the swing scroll wrap 53, and the sub back pressure chamber 93 is provided.
  • the second back pressure hole 96 is formed at a position adjacent to the outer circumferential surface 96 of the turning scroll wrap 53 to allow the refrigerant to flow into the furnace, a plurality of formed by the fixed scroll wrap 43 and the turning scroll wrap 53 are provided.
  • the high pressure refrigerant compressed by the compression pocket P of the can be supplied to the back pressure chamber 23 and the sub back pressure chamber 93 in a balanced manner. Therefore, the turning scroll 50 'can turn stably.
  • the drive motor 60 rotates the revolving scroll 50 'and is provided in the rear housing 30. As shown in FIG. Since the structure of the drive motor 60 is the same as the drive motor 60 of the scroll compressor 1 according to the above-described embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • the pivoting scroll wrap 53 of the pivoting scroll 50' engages with the stationary scroll wrap 43 of the stationary scroll 40 to perform pivoting motion. Done. Then, the plurality of compression pockets P are formed by the wrap scroll 53 and the fixed scroll wrap 43 of the turning scroll, and the plurality of compression pockets P are formed of the fixed scroll 40 and the turning scroll 50 '.
  • the refrigerant is sucked and compressed to discharge the compressed refrigerant through the discharge hole 45 of the fixed scroll 40. Oil is separated while the high pressure refrigerant discharged into the refrigerant discharge chamber 13 of the front housing 10 through the discharge hole 45 passes through the oil separator 15. The high pressure refrigerant from which oil is removed is discharged to the outside of the scroll compressor 1 ′ through the discharge port 11 provided in the front housing 10.
  • a part of the refrigerant compressed in the compression pocket P between the swing scroll wrap 53 and the fixed scroll wrap 43 is provided with a first back pressure hole 95 provided in the swing plate 51 'of the swing scroll 50'.
  • Is supplied to the back pressure chamber 23 and the other part of the refrigerant is supplied to the sub back pressure chamber 93 through the second back pressure hole 96 provided in the swing plate 51 ′.
  • the refrigerant supplied to the back pressure chamber 23 and the sub back pressure chamber 93 presses the swing scroll 50 'forward in the axial direction so that the swing scroll 50' is sealed with respect to the fixed scroll 40. As shown in FIG. Do it.
  • the refrigerant flowing into the compression pocket P formed by the fixed scroll wrap 43 and the revolving scroll wrap 53 is connected to the motor of the rear housing 30 through the inlet 31 formed on the side of the rear housing 30. Flows into the chamber 33.
  • the low pressure refrigerant introduced into the motor chamber 33 flows into the compression chamber 49 provided in the fixed scroll 40 through the plurality of openings 29 of the intermediate housing 20, thereby fixing the fixed scroll 40 and the turning scroll ( 50 ') is introduced into the plurality of compression pockets (P) formed by.
  • the refrigerant compressed to high pressure by the fixed scroll 40 and the swinging scroll 50 'and discharged to the discharge hole 45 contains oil, and the oil contained in the high pressure refrigerant is the refrigerant discharge chamber 13. It is removed by the oil separator 15 provided in. The removed oil is supplied to the back pressure chamber 23 and the motor chamber 33 through the oil supply passage to lubricate the friction part.

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Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 하우징, 상기 하우징에 수용되는 구동 모터, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 선회 스크롤, 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 선회 스크롤과 함께 압축 챔버를 형성하는 고정 스크롤, 상기 구동 모터의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 냉매를 흡입하는 흡입구, 상기 고정 스크롤의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 상기 고정 스크롤에서 배출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기, 및 상기 오일 분리기에서 오일이 분리된 냉매를 상기 하우징의 외부로 토출하는 토출구를 포함하며, 또한, 상기 하우징에 설치되며, 상기 구동 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 중간 하우징; 상기 선회 스크롤의 일측으로 상기 중간 하우징에 마련되는 배압 챔버; 상기 배압 챔버의 둘레를 감싸도록 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제1배압 실(seal) 부재; 상기 배압 챔버의 일단에 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 회전축과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제2배압 실(seal) 부재; 상기 제1배압 실 부재의 외측으로 상기 중간 하우징에 설치되는 복수의 자전 방지 링(ring); 및 상기 선회 스크롤에 상기 복수의 자전 방지 링 각각에 삽입되도록 마련되는 복수의 자전 방지 핀;을 포함한다.

Description

스크롤 압축기
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저압 횡형 스크롤 압축기에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 냉매를 압축하는 것으로서, 로터리 압축기 등과 같은 다른 형식의 압축기와 비교하여 고효율이며, 저진동, 저소음이므로 다양한 공기조화장치에 사용되고 있다.
일반적으로, 스크롤 압축기는 고정 스크롤과 고정 스크롤에 대해 선회하는 선회 스크롤을 포함한다. 고정 스크롤의 고정 스크롤 랩과 선회 스크롤의 선회 스크롤 랩이 서로 치합하여 냉매를 압축하는 복수의 압축 챔버를 형성한다.
따라서, 고정 스크롤과 선회 스크롤에 의해 냉매가 압축될 때, 압축된 냉매의 압력에 의해 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이의 간격이 벌어지는 것을 방지할 필요가 있다.
이를 위해 선회 스크롤의 일측에는 선회 스크롤을 고정 스크롤 쪽으로 미는 중간 압력이 걸리는 배압 챔버가 마련된다. 특히, 저압 스크롤 압축기에서는 스크롤 압축기의 효율을 높이기 위해서는 배압 챔버의 압력을 일정하게 유지할 필요가 있다.
이를 위해, 종래 기술에 의한 저압 스크롤 압축기는 선회 스크롤에 배압 실 부재를 설치하여 선회 스크롤을 회전시키는 회전 샤프트를 지지하는 중간 하우징과 선회 스크롤 사이를 실링하고 있다.
그러나 배압 실 부재가 선회하는 선회 스크롤에 설치되어 있기 때문에, 선회 스크롤의 선회에 의해 배압 실 부재에 흔들림이 발생할 수 있다. 이 때문에 배압 실 부재의 실링 능력이 저하되어 배압 챔버의 실링이 저하된다는 문제점이 있다.
또한, 배압 실 부재가 선회 운동을 하는 선회 스크롤에 설치되어 있기 때문에, 배압 실 부재의 반경 방향으로 작용하는 원심력에 차이가 발생하므로 이에 의해 배압 실 부재의 실링 능력이 저하되어 배압 챔버의 실링이 저하된다는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 의한 스크롤 압축기는 오일 공급 통로에 나사 형상의 유로를 설치하여 고정 스크롤에서 배출되는 냉매에서 분리된 오일을 배압 챔버로 공급하였으나, 나사 형상의 유로는 제작과 조립이 어려워 불량 발생이 많다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 배압 챔버의 실링을 개선할 수 있으며, 배압 챔버로의 오일 공급을 향상시킬 수 있는 스크롤 압축기에 관련된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 하우징, 상기 하우징에 수용되는 구동 모터, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 선회 스크롤, 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 선회 스크롤과 함께 압축 챔버를 형성하는 고정 스크롤, 상기 구동 모터의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 냉매를 흡입하는 흡입구, 상기 고정 스크롤의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 상기 고정 스크롤에서 배출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기, 및 상기 오일 분리기에서 오일이 분리된 냉매를 상기 하우징의 외부로 토출하는 토출구를 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 스크롤 압축기는, 상기 하우징에 설치되며, 상기 구동 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 중간 하우징; 상기 선회 스크롤의 일측으로 상기 중간 하우징에 마련되는 배압 챔버; 상기 배압 챔버의 둘레를 감싸도록 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제1배압 실(seal) 부재; 상기 배압 챔버의 일단에 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 회전축과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제2배압 실(seal) 부재; 상기 제1배압 실 부재의 외측으로 상기 중간 하우징에 설치되는 복수의 자전 방지 링(ring); 및 상기 선회 스크롤에 상기 복수의 자전 방지 링 각각에 삽입되도록 마련되는 복수의 자전 방지 핀;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 오일 분리기와 상기 배압 챔버 사이에는 상기 오일 분리기에 의해 분리된 오일이 상기 배압 챔버로 이동하는 오일 공급 통로가 마련될 수 있으며, 상기 오일 공급 통로에는 오리피스 핀이 설치될 수 있다.
또한, 상기 오일 공급 통로는 상기 고정 스크롤에 마련되는 제1오일 공급 통로와 상기 중간 하우징에 마련되며, 상기 제1오일 공급 통로와 연통되는 제2오일 공급 통로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오리피스 핀의 바깥지름은 상기 제1오일 공급 통로의 안지름보다 작게 형성할 수 있다.
또한, 상기 중간 하우징에는 상기 배압 챔버의 외측으로 환상의 실 부재 홈이 마련될 수 있으며, 상기 제1배압 실 부재는 상기 실 부재 홈에 고정될 수 있다.
또한, 스크롤 압축기는 상기 복수의 자전 방지 링을 둘러싸도록 상기 선회 스크롤에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제3배압 실 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1배압 실 부재와 상기 제3배압 실 부재 사이에는 상기 복수의 자전 방지 링에 오일을 공급하는 서브 배압 챔버가 형성될 수 있다.
또한, 상기 선회 스크롤에는 상기 복수의 자전 방지 핀의 외측으로 환상의 서브 실 부재 홈이 마련될 수 있으며, 상기 제3배압 실 부재는 상기 서브 실 부재 홈에 설치될 수 있다.
또한, 상기 선회 스크롤에는 상기 배압 챔버와 상기 압축 챔버를 연통하는 제1배압 구멍이 마련될 수 있으며, 상기 제1배압 구멍은 상기 선회 스크롤의 선회 스크롤 랩의 내주면에 인접하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 선회 스크롤에는 상기 서브 배압 챔버와 상기 압축 챔버를 연통하는 제2배압 구멍이 마련될 수 있으며, 상기 제2배압 구멍은 상기 선회 스크롤의 선회 스크롤 랩의 외주면에 인접하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하우징, 상기 하우징에 수용되는 구동 모터, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 선회 스크롤, 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 선회 스크롤과 함께 압축 챔버를 형성하는 고정 스크롤, 상기 구동 모터의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 냉매를 흡입하는 흡입구, 상기 고정 스크롤의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 상기 고정 스크롤에서 배출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기, 및 상기 오일 분리기에서 오일이 분리된 냉매를 상기 하우징의 외부로 토출하는 토출구를 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 스크롤 압축기는, 상기 하우징에 설치되며, 상기 구동 모터의 회전 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 중간 하우징; 상기 선회 스크롤의 일측으로 상기 중간 하우징에 마련되는 배압 챔버; 상기 배압 챔버의 둘레를 감싸도록 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제1배압 실 부재; 상기 배압 챔버의 일단에 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 회전 샤프트와 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제2배압 실 부재; 및 상기 오일 분리기와 상기 배압 챔버 사이에는 상기 오일 분리기에서 분리된 오일을 상기 배압 챔버로 공급하는 오일 공급 통로에 마련된 오리피스 핀;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 오일 공급 통로는 상기 고정 스크롤에 마련되는 제1오일 공급 통로와 상기 중간 하우징에 마련되며, 상기 제1오일 공급 통로와 연통되는 제2오일 공급 통로를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 사시도;
도 2는 도 1의 스크롤 압축기의 부분 단면 사시도;
도 3은 도 1의 스크롤 압축기를 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 절단한 단면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기의 배압 챔버를 나타낸 부분 단면도;
도 5는 도 3의 스크롤 압축기를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도;
도 6은 도 1의 스크롤 압축기에서 전방 하우징을 분리한 상태를 나타내는 사시도;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도;
도 8은 도 7의 스크롤 압축기의 오일 공급 통로를 확대하여 나타낸 부분 확대 단면도;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도;
도 10은 도 9의 스크롤 압축기를 선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 단면도;
도 11은 도 10의 A 부분을 확대하여 나타낸 부분 확대 단면도;
도 12는 도 9의 스크롤 압축기에 사용되는 제2배압 실 부재의 다른 예를 나타낸 부분 확대 단면도;
도 13은 도 9의 스크롤 압축기를 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도;
도 14는 도 13의 스크롤 압축기를 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분 단면도;이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 스크롤 압축기의 단면 사시도이고, 도 3은 도 1의 스크롤 압축기를 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기의 배압 챔버를 나타낸 부분 단면도이다. 도 5는 도 3의 스크롤 압축기를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도이다. 도 6은 도 1의 스크롤 압축기에서 전방 하우징을 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기(1)는 하우징(10,20,30), 고정 스크롤(40), 선회 스크롤(50), 구동 모터(60)를 포함할 수 있다.
하우징(10,20,30)은 스크롤 압축기(1)의 외형을 형성하는 것으로서, 전방 하우징(10), 중간 하우징(20), 및 후방 하우징(30)을 포함할 수 있다. 전방 하우징(10)에는 냉매를 배출하는 토출구(11)가 마련된다. 토출구(11)에는 냉매 사이클의 응축기(미도시)와 연결되는 냉매 배관(미도시)이 연결될 수 있다. 후방 하우징(30)에는 냉매가 흡입되는 흡입구(31)가 마련된다. 흡입구(31)에는 냉매 사이클의 증발기(미도시)와 연결되는 냉매 배관(미도시)이 연결될 수 있다. 따라서, 후방 하우징(30)의 흡입구(31)로 인입된 냉매는 후방 하우징(30)과 중간 하우징(20)의 내부를 통과하여 전방 하우징(10)의 토출구(11)를 통해 스크롤 압축기(1)의 외부로 배출된다. 후방 하우징(30)의 내부는 구동 모터(60)가 설치되는 모터 챔버(33)를 형성한다.
중간 하우징(20)은 후방 하우징(30)의 일측에 설치되며, 구동 모터(60)의 일단을 지지할 수 있도록 형성된다. 중간 하우징(20)과 전방 하우징(10)의 사이에는 냉매 압축 기구(40,50)가 마련된다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 중간 하우징(20)은 원판 형상으로 형성되며, 후방 하우징(30)을 마주하는 중간 하우징(20)의 일면에는 돌출부(21)가 형성된다. 중간 하우징(20)의 돌출부(21)에는 축 지지구멍(22)이 형성되며, 축 지지구멍(22)에는 중간 베어링(25)이 설치되어 있다. 중간 베어링(25)에는 회전 샤프트(70)의 주축부(71)가 관통하도록 삽입되어 있어 회전 샤프트(70)의 회전을 지지한다. 또한, 중간 하우징(20)에는 축 지지구멍(22)의 일측으로 축 지지구멍(22)의 안지름보다 큰 안지름을 갖는 배압 챔버(23)가 마련된다.
중간 하우징(20)의 일면에는 배압 챔버(23)의 둘레에 환상의 실 부재 홈(26)이 마련된다. 실 부재 홈(26)에는 선회 스크롤(50)과 중간 하우징(20)의 사이를 실링하는 제1배압 실(seal) 부재(27)가 설치된다. 제1배압 실 부재(27)는 실 부재 홈(26)에 대해 중간 하우징(20)의 일면에 대해 수직한 방향, 즉 스크롤 압축기(1)의 축 방향으로 이동할 수 있도록 설치될 수 있다. 따라서, 실 부재 홈(26)에 고정된 제1배압 실 부재(27)의 선단은 선회 스크롤(50)에 접촉하여 배압 챔버(23)의 냉매가 배압 챔버(23)의 외부로 유출되는 것을 방지한다. 제1배압 실 부재(27)는 링 형상으로 형성되며, 고무와 같은 실링이 가능한 재료로 형성될 수 있다.
또한, 선회 스크롤(50)과 중간 하우징(20) 사이에는 선회 스크롤(50)이 자전하는 것을 방지하는 자전 방지 기구(80)가 마련된다. 자전 방지 기구(80)는 핀과 링 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 중간 하우징(20)의 실 부재 홈(26)의 둘레에는 복수의 자전 방지 링 홈(81)이 마련되며, 중간 하우징(20)을 마주하는 선회 스크롤(50)의 일면에는 복수의 자전 방지 핀(82)이 마련된다. 중간 하우징(20)에 마련되는 복수의 자전 방지 링 홈(81)은 일정 깊이로 원형 단면을 갖도록 형성된다. 선회 스크롤(50)의 복수의 자전 방지 핀(82)은 중간 하우징(20)의 복수의 자전 방지 링 홈(81)과 동일한 개수로 마련되며, 복수의 자전 방지 링 홈(81)에 삽입되도록 설치된다. 복수의 자전 방지 링 홈(81)에는 복수의 자전 방지 링(83)이 삽입될 수 있다. 이 경우, 선회 스크롤(50)이 선회할 때, 선회 스크롤(50)의 복수의 자전 방지 핀(82)의 이동이 중간 하우징(20)에 마련된 복수의 자전 방지 링(83)에 의해 제한되므로, 선회 스크롤(50)의 자전이 방지된다. 본 실시예와 같이 복수의 자전 방지 링(83)을 중간 하우징(20)에 설치하면, 선회 스크롤(50)에 복수의 자전 방지 링을 설치하는 경우에 비해 선회 스크롤(50)의 크기를 줄일 수 있으므로 선회 스크롤(50)의 크기를 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
중간 하우징(20)에 마련된 배압 챔버(23)의 일단에는 제2배압 실(seal) 부재(28)가 마련된다. 예를 들면, 중간 하우징(20)에 마련된 돌출부(21)의 일단에 중간 베어링(25)의 일측으로 제2배압 실 부재(28)를 설치할 수 있다. 제2배압 실 부재(28)는 구동 모터(60)의 회전 샤프트(70)와 중간 하우징(20)의 사이를 실링할 수 있도록 설치된다. 제2배압 실 부재(28)는 립 실(lip seal)을 사용할 수 있다. 이와 같이, 구동 모터(60)에 인접하는 중간 하우징(20)의 일면에 마련된 돌출부(21)에 제2배압 실 부재(28)를 설치하면, 고압 상태에 있는 배압 챔버(23)의 냉매가 저압의 냉매가 통과하는 구동 모터(60)가 설치된 모터 챔버(33)로 누설되는 것을 방지하여, 배압 챔버(23)의 배압을 유지할 수 있다.
중간 하우징(20)의 외주면 가까이에는 중간 하우징(20)을 관통하는 복수의 개구(29)가 형성된다. 복수의 개구(29)는 중앙 하우징(20)의 중심에 대해 대략 원형으로 마련될 수 있다. 복수의 개구(29)는 구동 모터(60)가 설치된 후방 하우징(30)의 모터 챔버(33)와 고정 스크롤(40)에 마련되는 압축 챔버(49)를 연통시켜 후방 하우징(30)으로 유입되는 냉매가 압축 챔버(49)로 이동되도록 한다. 따라서, 중간 하우징(20)은 도 5에 도시된 바와 같이, 중간 하우징(20)의 일면에 동심 상으로 마련된 배압 챔버(23), 복수의 링 홈(81), 복수의 개구(29)를 포함한다.
고정 스크롤(40)은 중간 하우징(20)의 일측으로 후방 하우징(30)과 반대쪽에 설치된다. 고정 스크롤(40)과 중간 하우징(20)에 의해 형성된 공간(49)에 선회 스크롤(50)이 수용된다. 선회 스크롤(50)은 고정 스크롤(40)과 맞물리며, 고정 스크롤(40)에 대해 선회 운동할 수 있도록 고정 스크롤(40)과 중간 하우징(20) 사이에 설치된다. 고정 스크롤(40)과 선회 스크롤(50)은 냉매를 압축하는 압축 기구를 형성한다.
고정 스크롤(40)은 고정판(41)과 고정 스크롤 랩(43)을 포함한다. 고정판(41)은 대략 원판 형상으로 형성되며, 고정 스크롤 랩(43)은 고정판(41)의 일면에 일정 두께와 높이를 갖는 인볼류트 곡선(involute curve) 형상으로 형성된다. 고정판(41)의 중앙에는 고정판(41)을 관통하는 토출 구멍(45)이 형성된다. 토출 구멍(45)에는 토출 밸브(46)가 설치되어 냉매의 역류를 방지한다.
또한, 고정판(41)의 둘레에는 원통 형상의 스커트(42)가 마련된다. 스커트(42)는 고정판(41)과 중간 하우징(20)의 사이의 공간을 감싸 선회 스크롤(50)이 선회할 수 있는 공간을 형성한다. 스커트(42)는 고정판(41)의 둘레에서 고정판(41)에 수직하게 연장되며, 고정판(41)과 하나의 몸체로 형성된다. 고정 스크롤(40) 내부의 공간(49), 즉 압축 공간은 중간 하우징(20)에 형성된 복수의 개구(29)를 통해 후방 하우징(30)의 모터 챔버(33)와 연통되어 있다. 따라서, 후방 하우징(30)을 통해 인입되는 냉매(도 1 및 도 2의 화살표 F1)는 중간 하우징(20)의 복수의 개구(29)를 통해 고정 스크롤의 내부 공간(49)으로 인입된다(도 1 및 도 2의 화살표 F3).
선회 스크롤(50)은 선회판(51)과 선회 스크롤 랩(53)을 포함한다. 선회판(51)은 원판 형상으로 형성된다. 선회 스크롤 랩(53)은 고정 스크롤(40)을 마주하는 선회판(51)의 일면에 마련되며, 일정 두께와 높이를 갖는 인볼류트 곡선 형상으로 형성된다. 선회 스크롤 랩(53)은 고정 스크롤(40)의 고정 스크롤 랩(43)과 치합될 수 있도록 형성된다. 고정 스크롤(40)의 고정 스크롤 랩(43)과 선회 스크롤(50)의 선회 스크롤 랩(53) 사이에 의해 형성되는 공간이 냉매를 압축하는 압축 포켓(P)을 형성한다. 따라서, 선회 스크롤(50)이 선회하면 선회 스크롤 랩(53)과 고정 스크롤 랩(43) 사이의 압축 포켓(P)에 의해 냉매가 압축되어 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)을 통해 배출된다.
선회 스크롤 랩(53)이 형성된 면과 반대되는 선회판(51)의 일면의 중심에는 베어링 홈(54)이 마련되며, 베어링 홈(54)에는 회전 샤프트(70)의 일단을 회전 지지하는 전방 베어링(55)이 설치된다. 또한, 선회 스크롤(50)의 선회판(51)에는 압축 챔버(49)와 배압 챔버(23)를 연결하는 배압 구멍(57)이 마련된다. 따라서, 선회 스크롤(50)과 고정 스크롤(40)에 의해 압축된 고압의 냉매의 일부는 배압 구멍(57)을 통해 배압 챔버(23)로 이동하게 된다. 따라서, 배압 챔버(23)에 유입된 냉매가 중간 압력으로 선회 스크롤(50)을 고정 스크롤(40) 쪽으로 축 방향(화살표 B 방향)으로 가압하게 된다. 이때, 배압 챔버(23)에 인가되는 압력은 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)으로 토출되는 냉매의 압력보다 낮고 후방 하우징(30)의 흡입구(31)를 통해 인입되는 냉매의 압력보다 높은 중간 압력이다.
고정 스크롤(40)의 일측, 즉 토출 구멍(45)이 마련된 고정 스크롤(40)의 일면에는 전방 하우징(10)이 마련된다. 전방 하우징(10)과 고정 스크롤(40) 사이에는 냉매 토출 챔버(13)가 마련된다. 냉매 토출 챔버(13)에는 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)을 개폐하는 토출 밸브(46)가 설치된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 전방 하우징(10)의 냉매 토출 챔버(13)에는 오일 분리기(15)가 마련된다. 오일 분리기(15)는 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)을 통해 냉매 토출 챔버(13)로 유입된 고압의 냉매로부터 오일을 분리할 수 있도록 형성된다. 오일 분리기(15)는 종래 기술에 의한 스크롤 압축기에 사용되는 오일 분리기와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다. 전방 하우징(10)의 오일 분리기(15)의 하부에는 분리된 오일이 모이는 오일 수거 공간(17)이 마련된다.
오일 분리기(15)에 의해 오일이 제거된 고압의 냉매는 전방 하우징(10)에 마련된 토출구(11)를 통해 스크롤 압축기(1)의 외부로 배출된다. 일 예로서, 스크롤 압축기(1)의 토출구(11)로 배출된 고압의 냉매는, 예를 들면, 응축기(미도시)로 인입될 수 있다.
한편, 오일 분리기(15)에 의해 고압의 냉매에서 분리된 오일은 배압 챔버(23)와 모터 챔버(33)로 공급되어 마찰부를 윤활한다. 이를 위해, 고정 스크롤(40)의 일면에는 오일 분리기(15)에 의해 분리된 오일이 모이는 오일 수거 공간(17)의 하면을 형성하는 오일 수거부(47)와 오일 수거 공간(17)의 오일을 중간 하우징(20)의 배압 챔버(23)로 공급하는 제1오일 공급 통로(48-1)가 마련될 수 있다. 오일 수거부(47)는 실 부재(47a)에 의해 냉매 토출 챔버(13)와 격리되어 있으며, 제1오일 공급 통로(48-1)의 입구는 오일 수거부(47)에 마련된다.
제1오일 공급 통로(48-1)는 고정 스크롤(40)의 스커트(42)를 관통하는 관통공으로 형성할 수 있다. 제1오일 공급 통로(48-1)의 입구는 오일 수거부(47)에 오일 수거 공간(17)과 연통되도록 마련된다. 따라서, 오일 분리기(15)에서 분리된 오일은 오일 수거 공간(17)을 통해 제1오일 공급 통로(48-1)로 공급된다.
중간 하우징(20)에는 제1오일 공급 통로(48-1)로 공급된 오일을 배압 챔버(23)로 공급하기 위한 제2오일 공급 통로(48-2)가 마련될 수 있다. 제2오일 공급 통로(48-2)는 고정 스크롤(40)을 마주하는 중간 하우징(20)의 일면과 배압 챔버(23)의 내측면을 연결하는 관통공으로 형성될 수 있다. 제2오일 공급 통로(48-2)의 인입구는 제1오일 공급 통로(48-1)의 배출구와 연통하도록 마련된다. 이를 위해 제2오일 공급 통로(48-2)의 입구 부근에는 제1오일 공급 통로(48-1)의 배출구와 제2오일 공급 통로(48-2)의 입구를 연통시키는 오일 홈(48-4)이 마련될 수 있다. 따라서, 제1오일 공급 통로(48-1)로 유입된 오일은 제2오일 공급 통로(48-2)를 통해 배압 챔버(23)로 공급된다. 또한, 중간 하우징(20)에는 제1오일 공급 통로(48-1)를 통해 공급된 오일을 모터 챔버(33)로 공급하기 위한 제3오일 공급 통로(48-3)가 마련될 수 있다.
따라서, 전방 하우징(10)의 냉매 토출 챔버(13)에 설치된 오일 분리기(15)에서 분리된 오일은 고정 스크롤(40)에 마련된 제1오일 공급 통로(48-1)와 중간 하우징(20)에 마련된 제2오일 공급 통로(48-2)를 통해 배압 챔버(23)로 공급되어 배압 챔버(23)에 설치된 중간 베어링(25)과 선회 스크롤(50)에 설치된 전방 베어링(55)을 윤활하게 된다. 또한, 제1오일 공급 통로(48-1)와 제3오일 공급 통로(48-3)를 통해 모터 챔버(33)로 공급된 오일은 구동 모터(60)의 마찰부를 윤활하게 된다.
다른 예로서, 고정 스크롤(40)에 마련되는 오일 공급 통로에는 오일 분리기(15)에서 분리된 오일을 감압하여 배압 챔버(23)로 공급하기 위해 오리피스 핀을 설치할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 고정 스크롤에 마련된 오일 공급 통로에 오리피스 핀이 설치된 스크롤 압축기에 대해 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 7의 스크롤 압축기의 오일 공급 통로를 확대하여 나타낸 부분 확대 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1오일 공급 통로(400)는 전방 하우징(10)에 마련된 냉매 토출 챔버(13)와 중간 하우징(20)에 마련된 제2오일 공급 통로(420)를 연결하도록 마련된다.
제1오일 공급 통로(400)는 고정 스크롤(40)의 고정판(41)과 스커트(42)를 관통하는 관통공으로 형성된다. 제1오일 공급 통로(400)는 적어도 1개의 단차를 포함하는 단차 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1오일 공급 통로(400)는 고정 스크롤(40)의 일면에 형성된 제1관통공(401)과 고정 스크롤(40)의 타면에 형성되며 제1관통공(401)과 연통되는 제2관통공(402)을 포함할 수 있다. 이때, 제1관통공(401)과 제2관통공(402)은 일직선상으로 형성되며, 제2관통공(402)의 안지름(d2)은 제1관통공(401)의 안지름(d1)보다 크다. 따라서, 제1관통공(401)과 제2관통공(402)은 단차 구조를 이루게 된다. 또한, 고정 스크롤(40)의 타면에 인접하는 제2관통공(402)의 일단에는 암나사부(404)가 마련된다. 고정 스크롤(40)의 타면에는 암나사부(404)의 일측으로 제2관통공(402)과 연통되는 제3관통공(403)이 마련된다. 이때, 제3관통공(403)은 제2관통공(402)에 대해 경사지게 형성된다. 또한, 제3관통공(403)의 안지름(d3)은 제2관통공(402)의 안지름(d2)보다 작도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 제3관통공(403)의 안지름(d3)은 제1관통공(401)의 안지름(d1)과 동일하게 형성할 수 있다. 제3관통공(403)의 일단은 중간 하우징(20)의 제2오일 공급 통로(402)와 연통되도록 마련된다. 이를 위해 중간 하우징(20)에는 제3관통공(403)의 일단과 제2오일 공급 통로(420)의 입구를 연통시키기 위한 오일 홈(421)이 마련될 수 있다.
제2관통공(402)에는 오리피스 핀(410)이 삽입된다. 오리피스 핀(410)은 선단부(411), 중간부(412), 및 후단부(413)를 포함하며, 단차 구조로 형성될 수 있다. 오리피스 핀(410)이 제1오일 공급 통로(401)에 설치되었을 때, 오리피스 핀(410)의 선단부(411)는 제1관통공(401)에 인접한다. 오리피스 핀(410)의 선단부(411)는 중간부(412)의 바깥지름(D)보다 작은 바깥지름을 가지며, 오리피스 핀(410)의 후단부(413)는 중간부(412)의 바깥지름(D)보다 큰 바깥지름을 갖는다. 오리피스 핀(410)의 바깥지름(D), 즉 오리피스 핀(410)의 중간부(412)의 바깥지름(D)은 제1오일 공급 통로(400)의 안지름(d2), 즉 제1오일 공급 통로(400)의 제2관통공(402)의 안지름(d2)보다 작도록 형성된다. 따라서, 제2관통공(402)과 오리피스 핀(410)의 선단부(411)와 중간부(412) 사이에는 오일이 통과할 수 있는 공간(409)이 형성된다. 또한, 오리피스 핀(410)의 후단부(413)에는 제2관통공(402)의 암나사부(404)에 대응하는 수나사(413)가 마련된다.
따라서, 오리피스 핀(410)을 제2관통공(402)에 삽입하고 후단부(413)의 수나사를 제2관통공(402)의 암나사부(404)에 체결하면, 오리피스 핀(410)이 제1오일 공급 통로(400)에 고정된다. 따라서, 제1오일 공급 통로(400)의 제1관통공(401)으로 유입된 오일은 오리피스 핀(410)의 외면과 제2관통공(402)의 내면 사이에 형성된 공간(409)을 통해 흘러 제3관통공(403)으로 유입될 수 있다. 제3관통공(403)을 통해 배출되는 오일은 중간 하우징(20)에 마련되는 제2오일 공급 통로(420)를 통해 배압 챔버(23)로 공급된다.
상술한 바와 같이 고정 스크롤(40)의 제1오일 공급 통로(400)에 오리피스 핀(410)을 설치하면, 오일 분리기(15)에서 분리된 오일의 압력을 낮추어 배압 챔버(23)로 공급할 수 있다. 또한, 오리피스 핀(410)은 종래 기술에 의한 스크롤 압축기에 사용되는 나사 형상의 유로에 비해 형상이 단순하므로 제작과 조립이 용이하다는 이점이 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 구동 모터(60)는 후방 하우징(30)의 내부, 즉 모터 챔버(33)에 설치되며, 고정자(61)와 회전자(62)를 포함한다. 고정자(61)는 후방 하우징(30)의 내면에 고정되어 있다. 회전자(62)는 고정자(61)의 내측에 회전 가능하게 삽입되어 있다. 또한, 회전자(62)에는 회전 샤프트(70)가 관통하도록 삽입되어 있다.
회전 샤프트(70)는 일정 길이를 갖도록 형성된 축부(71)와, 그 축부(71)의 일단에 마련된 편심부(73)를 포함한다. 회전 샤프트(70)의 축부(71)는 구동 모터(60)의 회전자(62)에 압입되며, 축부(71)의 일단은 후방 하우징(30)에 마련된 후방 베어링(35)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 축부(71)의 일단부는 중간 하우징(20)의 돌출부(21)에 삽입되며, 돌출부(21)에 설치된 중간 베어링(25)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 회전 샤프트(70)의 축부(71)의 중간 베어링(25)에 인접한 부분은 중간 하우징(20)의 돌출부(21)에 설치된 제2배압 실 부재(28)와 접촉하게 된다. 따라서, 중간 하우징(20)에 마련된 배압 챔버(23)는 제2배압 실 부재(28)에 의해 후방 하우징(30)에 마련된 모터 챔버(33)에 대해 실링되므로, 배압 챔버(23)의 중간 압력의 냉매가 저압 상태인 모터 챔버(33)로 누출되지 않는다.
회전 샤프트(70)의 편심부(73)는 선회 스크롤(50)의 베어링 홈(54)에 설치된 전방 베어링(55)에 의해 회전 지지된다. 편심부(73)의 중심선(C2)은 축부(71)의 중심선(C1)에 대해 소정 거리 이격되어 있다. 따라서, 축부(71)가 회전하면, 편심부(73)는 축부(71)의 중심선(C1)을 중심으로 선회하게 되므로, 편심부(73)에 고정된 선회 스크롤(50)이 축부(71)의 중심선(C1)을 중심으로 선회하게 된다.
회전 샤프트(70)의 편심부(73)에는 밸런스 웨이트(74)가 일체로 마련된다. 밸런스 웨이트(74)는 중간 하우징(20)의 배압 챔버(23)에서 회전할 수 있도록 설치된다. 따라서, 회전 샤프트(70)가 회전하면, 밸런스 웨이트(74)는 배압 챔버(23)에서 편심부(73)와 일체로 회전하게 된다.
상술한 후방 하우징(30), 중간 하우징(20), 고정 스크롤(40), 및 전방 하우징(10)은 축 방향으로 순서대로 조립되어 스크롤 압축기(1)의 하우징을 형성할 수 있다. 이때, 전방 하우징(10), 고정 스크롤(40), 및 중간 하우징(20)은 복수의 볼트(3)에 의해 후방 하우징(30)에 결합 및 고정될 수 있다. 이를 위해 후방 하우징(30)에는 복수의 탭 구멍이 마련되고, 전방 하우징(10), 고정 스크롤(40), 중간 하우징(20)에는 복수의 볼트(3)가 관통하는 복수의 관통 구멍이 마련될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 스크롤 압축기(1)는 구동 모터(60)의 회전 샤프트(70)가 지면에 평행하게 설치되는 횡형 스크롤 압축기이다. 따라서, 전방 하우징(10)과 후방 하우징(30)에는 스크롤 압축기(1)를 베이스에 고정하기 위한 복수의 고정부(12,32)가 마련될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기(1)는 전방 하우징(10)의 일면에 마련된 한 개의 고정부(12)와 후방 하우징(30)의 양 측면에 마련된 2개의 고정부(32)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 하우징이 전방 하우징(10), 고정 스크롤(40), 중간 하우징(20), 및 후방 하우징(30)을 조립하는 구조로 형성하였으나, 하우징의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 도시하지는 않았지만, 다른 예로서, 하우징은 하나의 원통 형상으로 형성할 수도 있다. 이 경우에는 하우징 내부에 고정 스크롤(40)을 고정하고, 구동 모터(60)의 회전 샤프트(70)의 양단을 지지하는 프레임이 마련될 수 있다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기의 동작에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저, 스크롤 압축기(1)의 전원이 온(ON)되면, 구동 모터(60)에 전원이 인가되어 구동 모터(60)의 회전자(62)가 회전하게 된다. 구동 모터(60)의 회전자(62)가 회전하면, 회전자(62)와 일체로 결합된 회전 샤프트(70)가 중간 하우징(20)의 중간 베어링(25)과 후방 하우징(30)의 후방 베어링(35)에 의해 지지되어 회전하게 된다. 회전 샤프트(70)가 회전하면 회전 샤프트(70)의 편심부(73)에 결합된 선회 스크롤(50)이 회전 샤프트(70)의 중심선(C1)을 중심으로 선회 운동을 하게 된다. 이때, 선회 스크롤(50)은 자전 방지 링(83)과 자전 방지 핀(82)에 의해 자전이 방지되면서 선회 운동을 하게 된다.
선회 스크롤(50)이 회전 샤프트(70)에 의해 선회 운동을 하면, 선회 스크롤(50)의 선회 스크롤 랩(53)이 고정 스크롤(40)의 고정 스크롤 랩(43)과 맞물려 선회 운동을 하게 된다. 그러면, 선회 스크롤 랩(53)과 고정 스크롤 랩(43)에 의해 복수의 압축 포켓(P)이 형성되고 이 복수의 압축 포켓(P)이 고정 스크롤(40)과 선회 스크롤(50)의 중심부로 이동함과 동시에 체적이 변화되면서 냉매를 흡입하고 압축하여 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)을 통해 압축된 냉매를 냉매 토출 챔버(13)으로 토출하게 된다. 토출 구멍(45)을 통해 전방 하우징(10)의 냉매 토출 챔버(13)로 토출된 고압 냉매가 오일 분리기(15)를 통과하는 동안 오일이 분리된다. 오일이 제거된 고압 냉매는 전방 하우징(10)에 마련된 토출구(11)를 통해 스크롤 압축기(1)의 외부로 배출된다.
또한, 선회 스크롤 랩(53)과 고정 스크롤 랩(43) 사이의 압축 포켓(P)에서 압축된 냉매의 일부는 선회 스크롤(50)의 선회판(51)에 마련된 배압 구멍(57)을 통해 배압 챔버(23)로 공급된다. 배압 챔버(23)로 공급된 냉매는 선회 스크롤(50)을 전방(화살표 B)으로 가압하여 선회 스크롤(50)이 고정 스크롤(40)에 대해 실링을 유지하는 상태로 회전할 수 있도록 한다.
고정 스크롤(40)의 고정 스크롤 랩(43)과 선회 스크롤(50)의 선회 스크롤 랩(53)에 의해 형성되는 압축 포켓(P)으로 유입되는 냉매는 후방 하우징(30)의 측면에 형성되는 흡입구(31)를 통해 후방 하우징(30)의 모터 챔버(33)로 유입된다(화살표 F1). 흡입구(31)로 유입된 저압의 냉매는 모터 챔버(33)를 통과하여 중간 하우징(20)의 복수의 개구(29)를 통해 고정 스크롤(40)에 마련된 압축 챔버(49)로 유입된다(화살표 F2 및 F3). 고정 스크롤(40)의 압축 챔버(49)로 인입된 저압의 냉매는 고정 스크롤 랩(43)과 선회 스크롤 랩(53)에 의해 형성되는 복수의 압축 포켓(P)으로 유입되어 고압의 냉매로 압축된다.
한편, 고정 스크롤(40)과 선회 스크롤(50)에 의해 고압으로 압축되어 토출 구멍(45)으로 토출된 냉매에는 오일이 함유되어 있으며, 이 고압 냉매가 오일 분리기(15)를 통과하는 동안, 냉매에서 오일이 제거된다. 오일 분리기(15)에 의해 분리된 오일은 오일 공급 통로(48-1,48-2,48-3)를 통해 배압 챔버(23)와 모터 챔버(33)로 공급된다.
배압 챔버(23)로 공급된 오일은 배압 챔버(23) 내에 설치된 전방 베어링(55)과 중간 베어링(25)을 윤활한다. 또한, 일부 오일은 선회 스크롤(50)과 제1배압 실 부재(27) 사이 및 복수의 자전 방지 링(83)과 자전 방지 핀(82) 사이를 윤활한다. 또한, 모터 챔버(33)로 공급된 오일은 후방 하우징(30)에 설치된 후방 베어링(35)을 윤활한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기에 대해 도 9 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이다. 도 10은 도 9의 스크롤 압축기를 선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 단면도이고, 도 11은 도 10의 A 부분을 확대하여 나타낸 부분 확대 단면도이다. 도 12는 도 9의 스크롤 압축기에 사용되는 제2배압 실 부재를 나타낸 부분 확대 단면도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기(1')는 하우징(10,20,30), 고정 스크롤(40), 선회 스크롤(50'), 구동 모터(60)를 포함할 수 있다.
하우징(10,20,30)은 스크롤 압축기(1')의 외형을 형성하는 것으로서, 전방 하우징(10), 중간 하우징(20), 및 후방 하우징(30)을 포함할 수 있다. 전방 하우징(10)에는 냉매를 배출하는 토출구(11)(도 1 참조)가 마련된다. 후방 하우징(30)에는 냉매가 흡입되는 흡입구(31)(도 1 참조)가 마련된다. 따라서, 후방 하우징(30)의 흡입구(31)로 인입된 냉매는 하우징의 내부를 통과하여 전방 하우징(10)의 토출구(11)를 통해 스크롤 압축기(1')의 외부로 배출된다. 후방 하우징(30)의 내부는 구동 모터(60)가 설치되는 모터 챔버(33)를 형성한다.
중간 하우징(20)은 후방 하우징(30)의 일측에 설치되며, 구동 모터(60)의 일단, 즉 회전 샤프트(70)의 일단을 지지할 수 있도록 형성된다. 중간 하우징(20)과 전방 하우징(10)의 사이에는 냉매 압축 기구가 마련된다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 중간 하우징(20)은 원판 형상으로 형성되며, 후방 하우징(30)을 마주하는 일면에는 돌출부(21)가 형성된다. 중간 하우징(20)의 돌출부(21)에는 축 지지구멍(22)이 형성되며, 축 지지구멍(22)에는 중간 베어링(25)이 설치되어 있다. 중간 베어링(25)에는 회전 샤프트(70)의 축부(71)가 관통하도록 삽입되어 있어 회전 샤프트(70)의 회전을 지지한다. 또한, 중간 하우징(20)에는 축 지지구멍(22)의 일측으로 축 지지구멍(22)의 안지름보다 큰 안지름을 갖는 배압 챔버(23)가 마련된다. 배압 챔버(23)는 중간 하우징(20)의 일면에 원형 단면을 갖는 홈 형상으로 형성된다.
중간 하우징(20)의 일면에는 배압 챔버(23)의 둘레에 환상의 실 부재 홈(26)이 마련된다. 실 부재 홈(26)에는 선회 스크롤(50)과 중간 하우징(20)의 사이를 실링하는 제1배압 실(seal) 부재(27)가 설치된다. 제1배압 실 부재(27)는 실 부재 홈(26)에 대해 중간 하우징(20)의 일면에 대해 수직한 방향, 즉 스크롤 압축기(1')의 축 방향으로 이동할 수 있도록 설치할 수 있다. 따라서, 실 부재 홈(26)에 설치된 제1배압 실 부재(27)의 선단은 선회 스크롤(50)에 접촉하여 배압 챔버(23)의 냉매가 배압 챔버(23)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 선회 스크롤(50')과 중간 하우징(20) 사이에는 선회 스크롤(50')이 자전하는 것을 방지하는 자전 방지 기구(80)가 마련된다. 자전 방지 기구(80)는, 예를 들면, 중간 하우징(20)의 실 부재 홈(26)의 둘레에 원형상으로 마련된 복수의 자전 방지 링 홈(81)과 중간 하우징(20)을 마주하는 선회 스크롤(50')의 일면에 원형상으로 마련된 복수의 자전 방지 핀(82)으로 구성될 수 있다. 중간 하우징(20)에 마련되는 복수의 자전 방지 링 홈(81)은 일정 깊이로 원형 단면을 갖는 홈으로 형성된다. 선회 스크롤(50')에 마련되는 복수의 자전 방지 핀(82)은 중간 하우징(20)의 복수의 자전 방지 링 홈(81)과 동일한 개수로 마련되며, 복수의 자전 방지 링 홈(81)에 삽입되도록 선회 스크롤(50')에 설치된다. 또한, 중간 하우징(20)에 마련된 복수의 자전 방지 링 홈(81)에는 복수의 자전 방지 링(83)이 삽입될 수 있다. 이 경우, 선회 스크롤(50')이 구동 모터(60)에 의해 선회할 때, 선회 스크롤(50')의 복수의 자전 방지 핀(82)의 이동이 중간 하우징(20)의 복수의 자전 방지 링 홈(81)에 삽입된 복수의 자전 방지 링(83)에 의해 제한되므로, 선회 스크롤(50')의 자전이 방지된다.
중간 하우징(20)에 마련된 배압 챔버(23)의 일단에는 제2배압 실(seal) 부재(28)가 마련된다. 예를 들면, 중간 하우징(20)에 마련된 돌출부(21)의 일단에 중간 베어링(25)의 일측으로 제2배압 실 부재(28)를 설치할 수 있다. 제2배압 실 부재(28)는 구동 모터(60)의 회전 샤프트(70)와 중간 하우징(20)의 사이를 실링할 수 있도록 설치된다. 제2배압 실 부재(28)는 립 실(lip seal)을 사용할 수 있다.
중간 하우징(20)의 외주면 가까이에는 중간 하우징(20)을 축 방향으로 관통하는 복수의 개구(29)가 형성된다. 복수의 개구(29)는 중간 하우징(20)의 중심과 동심의 원 형상으로 마련된다. 복수의 개구(29)는 구동 모터(60)가 설치된 후방 하우징(30)의 모터 챔버(33)와 고정 스크롤(40)에 마련되는 압축 챔버(49)를 연통시켜 후방 하우징(30)에 마련된 흡입구(31)를 통해 유입되는 저압의 냉매가 압축 챔버(49)로 유입될 수 있도록 한다. 따라서, 중간 하우징(20)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 중간 하우징(20)의 일면에 동심 상으로 마련된 배압 챔버(23), 복수의 링 홈(81), 복수의 개구(29)를 포함한다.
고정 스크롤(40)은 중간 하우징(20)의 일측으로 후방 하우징(30)과 반대쪽에 설치된다. 고정 스크롤(40)과 중간 하우징(20)에 의해 형성된 공간(49)에 선회 스크롤(50')이 수용된다. 선회 스크롤(50')은 고정 스크롤(40)과 맞물리며, 고정 스크롤(40)에 대해 선회 운동할 수 있도록 고정 스크롤(40)과 중간 하우징(20) 사이에 설치된다. 고정 스크롤(40)과 선회 스크롤(50')은 냉매를 압축하는 압축 기구를 형성한다.
고정 스크롤(40)은 고정판(41)과 고정 스크롤 랩(43)을 포함한다. 고정판(41)은 대략 원판 형상으로 형성되며, 고정 스크롤 랩(43)은 고정판(41)의 일면에 일정 두께와 높이를 갖는 인볼류트 곡선(involute curve) 형상으로 형성된다. 고정판(41)의 중앙에는 고정판(41)을 관통하는 토출 구멍(45)이 형성된다. 토출 구멍(45)에는 토출 밸브(46)가 설치되어 냉매의 역류를 방지한다.
또한, 고정판(41)의 둘레에는 원통 형상의 스커트(42)가 마련된다. 스커트(42)는 고정판(41)과 중간 하우징(20)의 사이의 공간을 감싸 선회 스크롤(50')이 선회할 수 있는 공간(49)을 형성한다. 스커트(42)는 고정판(41)의 둘레에서 축 방향으로 연장되며, 고정판(41)과 하나의 몸체로 형성된다.
선회 스크롤(50')은 선회판(51')과 선회 스크롤 랩(53)을 포함한다. 선회판(51')은 원판 형상으로 형성된다. 선회 스크롤 랩(53)은 고정 스크롤(40)을 마주하는 선회판(51')의 일면에 마련되며, 일정 두께와 높이를 갖는 인볼류트 곡선 형상으로 형성된다. 선회 스크롤 랩(53)은 고정 스크롤(40)의 고정 스크롤 랩(43)과 치합될 수 있도록 형성된다. 고정 스크롤(40)의 고정 스크롤 랩(43)과 선회 스크롤(50')의 선회 스크롤 랩(53) 사이에 의해 형성되는 공간이 냉매를 압축하는 압축 포켓(P)을 형성한다. 따라서, 선회 스크롤(50')이 선회하면 선회 스크롤 랩(53)과 고정 스크롤 랩(43) 사이의 압축 포켓(P)에 의해 냉매가 압축되어 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)을 통해 배출된다.
선회 스크롤 랩(53)이 형성된 면과 반대되는 선회판(51')의 일면의 중심에는 베어링 홈(54)이 마련되며, 베어링 홈(54)에는 회전 샤프트(70)의 일단을 회전 지지하는 전방 베어링(55)이 설치된다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 베어링 홈(54)이 마련된 선회판(51')의 일면에는 선회판(51')의 외주에 인접하게 서브 실 부재 홈(91)이 마련된다. 서브 실 부재 홈(91)은 환상의 홈으로 형성되며, 베어링 홈(54)과 동심 상으로 선회판(51')에 형성된다. 서브 실 부재 홈(91)은 선회 스크롤(50')에 설치되는 복수의 자전 방지 핀(82)을 둘러싸도록 설치된다. 서브 실 부재 홈(91)에는 링 형상의 제3배압 실 부재(90)가 설치될 수 있다. 제3배압 실 부재(90)는 서브 실 부재 홈(91)에 대해 선회판(51')에 대해 수직한 방향, 즉 스크롤 압축기(1')의 축 방향으로 이동할 수 있도록 설치될 수 있다. 제3배압 실 부재(90)는 중간 하우징(20)에 마련된 복수의 자전 방지 링(83)을 둘러싸며, 선회 스크롤(50')과 중간 하우징(20) 사이를 실링할 수 있다.
서브 실 부재 홈(91)에는 제3배압 실 부재(90)를 지지하는 백업 실 부재(92)가 설치될 수 있다. 백업 실 부재(92)는 탄성이 있는 재료로 형성될 수 있다. 백업 실 부재(92)는 링 형상으로 형성되며, 내주면을 따라 반원 형상의 단면을 갖는 오일 홈(92a)이 마련된다. 서브 배압 챔버(93)의 오일이 제3배압 실 부재(90)와 서브 실 부재 홈(91)의 측면 사이의 틈을 통해 서브 실 부재 홈(91)으로 침입하여 백업 실 부재(92)의 오일 홈(92a)을 채우면, 백업 실 부재(92)가 제3배압 실 부재(90)를 가압하게 된다. 그러면, 제3배압 실 부재(90)가 축 방향으로 이동하여 제3배압 실 부재(90)의 일단이 중간 하우징(20)의 일면과 접촉하여 선회 스크롤(50')과 중간 하우징(20) 사이를 실링하게 된다.
그러나 제3배압 실 부재(90)가 반드시 백업 실 부재(92)에 의해 지지되도록 서브 실 부재 홈(91)에 설치할 필요는 없다. 예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제3배압 실 부재(90')는 백업 실 부재(92) 없이 서브 실 부재 홈(91)에 설치될 수 있다. 즉, 제3배압 실 부재(90')만이 서브 실 부재 홈(91)에 설치될 수도 있다.
제3배압 실 부재(90)를 선회 스크롤(50')의 서브 실 부재 홈(91)에 설치하면, 제3배압 실 부재(90)에 의해 선회 스크롤(50')과 중간 하우징(20) 사이에는 서브 배압 챔버(93)가 형성된다. 구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 서브 배압 챔버(93)는 제1배압 실 부재(27)가 설치된 중간 하우징(20)의 일면, 중간 하우징(20)과 마주하는 선회 스크롤(50')의 일면, 중간 하우징(20)에 설치된 제1배압 실 부재(27), 및 선회 스크롤(50')에 설치된 제3배압 실 부재(90)에 의해 형성되는 공간으로 형성된다. 이 서브 배압 챔버(93)는 링 형상으로 형성되므로, 도 10에 도시된 바와 같이, 서브 배압 챔버(93)에는 복수의 자전 방지 링(83)과 복수의 자전 방지 핀(82)이 위치하게 된다. 따라서, 선회 스크롤(50')의 선회 운동에 의해 배압 챔버(23)로부터 공급된 오일은 제3배압 실 부재(90)에 의해 서브 배압 챔버(93)에 모이게 되므로 복수의 자전 방지 링(83)과 복수의 자전 방지 핀(82)으로 구성된 자전 방지 기구(80)에 오일을 공급할 수 있다.
한편, 배압 챔버(23)와 서브 배압 챔버(93)에 고압의 냉매를 유입시켜 배압을 발생시킬 수 있도록 선회 스크롤(50')에는 2개의 배압 구멍(95,96)이 마련될 수 있다.
이하, 도 13 및 도 14를 참조하여 선회 스크롤에 마련되는 2개의 배압 구멍에 대해 상세하게 설명한다.
도 13은 도 9의 스크롤 압축기를 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이고, 도 14는 도 13의 스크롤 압축기를 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 선회 스크롤(50')의 선회판(51')에는 압축 포켓(P)과 배압 챔버(23)를 연결하는 제1배압 구멍(95)과, 압축 포켓(P)과 서브 배압 챔버(93)를 연결하는 제2배압 구멍(96)이 마련된다. 이때, 제1배압 구멍(95)과 제2배압 구멍(96)은 선회판(51')을 관통하도록 형성된다. 제1배압 구멍(95)은 배압 챔버(23)의 일측으로 선회 스크롤 랩(53)의 내주면(53-1), 즉 선회 스크롤 랩(53)의 안쪽 인벌류트 곡면 근처에 형성하고, 제2배압 구멍(96)은 서브 배압 챔버(93)의 일측으로 선회 스크롤 랩(53)의 외주면(53-2), 즉 선회 스크롤 랩(53)의 바깥쪽 인벌류트 곡면 근처에 형성한다. 여기서, 선회 스크롤 랩(53)의 끝단(53a)을 기준으로 선회 스크롤 랩(53)의 중심을 향한 면을 선회 스크롤 랩(53)의 내주면(53-1)이라 하고, 외부를 향한 면을 선회 스크롤 랩(53)의 외주면(53-2)이라 한다.
따라서, 선회 스크롤(50')과 고정 스크롤(40)에 의해 압축된 고압의 냉매의 일부는 제1배압 구멍(95)을 통해 배압 챔버(23)로 유입되고, 고압 냉매의 다른 일부는 제2배압 구멍(96)을 통해 서브 배압 챔버(93)로 유입되게 된다. 그러면, 배압 챔버(23)와 서브 배압 챔버(93)에 유입된 냉매가 중간 압력으로 선회 스크롤(50')을 고정 스크롤(40) 쪽으로 스크롤 압축기(1')의 축 방향으로 가압하게 된다. 이때, 배압 챔버(23)와 서브 배압 챔버(93)에 의해 선회 스크롤(50')에 인가되는 배압은 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)으로 토출되는 냉매의 압력보다 낮고 후방 하우징(30)의 흡입구(31)를 통해 인입되는 냉매의 압력보다 높은 중간 압력이다.
상술한 바와 같이, 배압 챔버(23)로 냉매가 유입되도록 하는 제1배압 구멍(95)을 선회 스크롤 랩(53)의 내주면(53-1)에 인접한 위치에 형성하고, 서브 배압 챔버(93)로 냉매가 유입되도록 하는 제2배압 구멍(96)을 선회 스크롤 랩(53)의 외주면(96)에 인접한 위치에 형성하면, 고정 스크롤 랩(43)과 선회 스크롤 랩(53)에 의해 형성되는 복수의 압축 포켓(P)에 의해 압축된 고압의 냉매가 균형있게 배압 챔버(23)와 서브 배압 챔버(93)로 공급될 수 있다. 따라서, 선회 스크롤(50')이 안정적으로 선회할 수 있다.
구동 모터(60)는 선회 스크롤(50')을 선회시키는 것으로서, 후방 하우징(30)에 설치된다. 구동 모터(60)의 구조는 상술한 실시예에 의한 스크롤 압축기(1)의 구동 모터(60)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기의 동작에 대해 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
먼저, 스크롤 압축기(1')의 전원이 온(ON)되면, 구동 모터(60)에 전원이 인가되어 구동 모터(60)의 회전자(62)가 회전하게 된다. 구동 모터(60)의 회전자(62)가 회전하면, 회전자(62)와 일체로 결합된 회전 샤프트(70)가 중간 하우징(20)의 중간 베어링(25)과 후방 하우징(30)의 후방 베어링(35)에 의해 지지되어 회전하게 된다. 회전 샤프트(70)가 회전면 회전 샤프트(70)의 편심부(73)에 결합된 선회 스크롤(50')이 회전 샤프트(70)의 중심선을 중심으로 선회 운동을 하게 된다. 이때, 선회 스크롤(50')은 자전 방지 링(83)과 자전 방지 핀(82)에 의해 자전이 방지되면서 선회 운동을 하게 된다.
선회 스크롤(50')이 회전 샤프트(70)에 의해 선회 운동을 하면, 선회 스크롤(50')의 선회 스크롤 랩(53)이 고정 스크롤(40)의 고정 스크롤 랩(43)과 맞물려 선회 운동을 하게 된다. 그러면, 선회 스크롤의 랩(53)과 고정 스크롤 랩(43)에 의해 복수의 압축 포켓(P)이 형성되고 이 복수의 압축 포켓(P)이 고정 스크롤(40)과 선회 스크롤(50')의 중심부로 이동함과 동시에 체적이 변화되면서 냉매를 흡입하고 압축하여 고정 스크롤(40)의 토출 구멍(45)을 통해 압축된 냉매를 토출하게 된다. 토출 구멍(45)을 통해 전방 하우징(10)의 냉매 토출 챔버(13)로 토출된 고압 냉매가 오일 분리기(15)를 통과하는 동안 오일이 분리된다. 오일이 제거된 고압 냉매는 전방 하우징(10)에 마련된 토출구(11)를 통해 스크롤 압축기(1')의 외부로 배출된다.
또한, 선회 스크롤 랩(53)과 고정 스크롤 랩(43) 사이의 압축 포켓(P)에서 압축된 냉매의 일부는 선회 스크롤(50')의 선회판(51')에 마련된 제1배압 구멍(95)을 통해 배압 챔버(23)로 공급되고, 냉매의 다른 일부는 선회판(51')에 마련된 제2배압 구멍(96)을 통해 서브 배압 챔버(93)로 공급된다. 배압 챔버(23)와 서브 배압 챔버(93)로 공급된 냉매는 선회 스크롤(50')을 축 방향으로 전방으로 가압하여 선회 스크롤(50')이 고정 스크롤(40)에 대해 실링된 상태로 회전할 수 있도록 한다.
고정 스크롤 랩(43)과 선회 스크롤 랩(53)에 의해 형성되는 압축 포켓(P)으로 유입되는 냉매는 후방 하우징(30)의 측면에 형성되는 흡입구(31)를 통해 후방 하우징(30)의 모터 챔버(33)로 유입된다. 모터 챔버(33)로 유입된 저압의 냉매는 중간 하우징(20)의 복수의 개구(29)를 통해 고정 스크롤(40)에 마련된 압축 챔버(49)로 유입되어 고정 스크롤(40)과 선회 스크롤(50')에 의해 형성되는 복수의 압축 포켓(P)으로 유입된다.
한편, 고정 스크롤(40)과 선회 스크롤(50')에 의해 고압으로 압축되어 토출 구멍(45)으로 토출된 냉매에는 오일이 함유되어 있으며, 이 고압 냉매에 함유된 오일은 냉매 토출 챔버(13)에 마련된 오일 분리기(15)에 의해 제거된다. 제거된 오일은 오일 공급 통로를 통해 배압 챔버(23)와 모터 챔버(33)로 공급되어 마찰부를 윤활하게 된다.
상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형을 할 수 있다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 하우징, 상기 하우징에 수용되는 구동 모터, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 선회 스크롤, 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 선회 스크롤과 함께 압축 챔버를 형성하는 고정 스크롤, 상기 구동 모터의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 냉매를 흡입하는 흡입구, 상기 고정 스크롤의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 상기 고정 스크롤에서 배출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기, 및 상기 오일 분리기에서 오일이 분리된 냉매를 상기 하우징의 외부로 토출하는 토출구를 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 하우징에 설치되며, 상기 구동 모터의 회전 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 중간 하우징;
    상기 선회 스크롤의 일측으로 상기 중간 하우징에 마련되는 배압 챔버;
    상기 배압 챔버의 둘레를 감싸도록 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제1배압 실(seal) 부재;
    상기 배압 챔버의 일단에 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 회전 샤프트와 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제2배압 실(seal) 부재;
    상기 제1배압 실 부재의 외측으로 상기 중간 하우징에 설치되는 복수의 자전 방지 링(ring); 및
    상기 선회 스크롤에 상기 복수의 자전 방지 링 각각에 삽입되도록 마련되는 복수의 자전 방지 핀;을 포함하는, 스크롤 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 분리기와 상기 배압 챔버 사이에는 상기 오일 분리기에 의해 분리된 오일이 상기 배압 챔버로 이동하는 오일 공급 통로가 마련되며,
    상기 오일 공급 통로에는 오리피스 핀이 설치되는, 스크롤 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오일 공급 통로는 상기 고정 스크롤에 마련되는 제1오일 공급 통로와 상기 중간 하우징에 마련되며, 상기 제1오일 공급 통로와 연통되는 제2오일 공급 통로를 포함하는, 스크롤 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오리피스 핀의 바깥지름은 상기 제1오일 공급 통로의 안지름보다 작은, 스크롤 압축기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1오일 공급 통로는 적어도 1개의 단차를 포함하는 단차 구조로 형성되며, 상기 오리피스 핀은 상기 제1오일 공급 통로의 상기 단차 구조에 대응하는 단차 구조로 형성되는, 스크롤 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 하우징에는 상기 배압 챔버의 외측으로 환상의 실 부재 홈이 마련되며,
    상기 제1배압 실 부재는 상기 실 부재 홈에 고정되는, 스크롤 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 자전 방지 링을 둘러싸도록 상기 선회 스크롤에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제3배압 실 부재;를 더 포함하는, 스크롤 압축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1배압 실 부재와 상기 제3배압 실 부재 사이에는 상기 복수의 자전 방지 링에 오일을 공급하는 서브 배압 챔버가 형성되는, 스크롤 압축기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤에는 상기 복수의 자전 방지 핀의 외측으로 환상의 서브 실 부재 홈이 마련되며,
    상기 제3배압 실 부재는 상기 서브 실 부재 홈에 설치되는, 스크롤 압축기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서부 실 부재 홈에는 상기 제3배압 실 부재를 지지하는 백업 실 부재가 설치되는, 스크롤 압축기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤에는 상기 배압 챔버와 상기 압축 챔버를 연통하는 제1배압 구멍이 마련되며,
    상기 제1배압 구멍은 상기 선회 스크롤의 선회 스크롤 랩의 내주면에 인접하도록 형성되는, 스크롤 압축기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤에는 상기 서브 배압 챔버와 상기 압축 챔버를 연통하는 제2배압 구멍이 마련되며,
    상기 제2배압 구멍은 상기 선회 스크롤의 선회 스크롤 랩의 외주면에 인접하도록 형성되는, 스크롤 압축기.
  13. 하우징, 상기 하우징에 수용되는 구동 모터, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 선회 스크롤, 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 선회 스크롤과 함께 압축 챔버를 형성하는 고정 스크롤, 상기 구동 모터의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 냉매를 흡입하는 흡입구, 상기 고정 스크롤의 일측으로 상기 하우징에 마련되며 상기 고정 스크롤에서 배출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기, 및 상기 오일 분리기에서 오일이 분리된 냉매를 상기 하우징의 외부로 토출하는 토출구를 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 하우징에 설치되며, 상기 구동 모터의 회전 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 중간 하우징;
    상기 선회 스크롤의 일측으로 상기 중간 하우징에 마련되는 배압 챔버;
    상기 배압 챔버의 둘레를 감싸도록 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제1배압 실 부재;
    상기 배압 챔버의 일단에 상기 중간 하우징에 설치되며, 상기 회전 샤프트와 상기 중간 하우징 사이를 실링하는 제2배압 실 부재; 및
    상기 오일 분리기와 상기 배압 챔버 사이에는 상기 오일 분리기에서 분리된 오일을 상기 배압 챔버로 공급하는 오일 공급 통로에 마련된 오리피스 핀;을 포함하는, 스크롤 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1배압 실 부재의 외측에는 상기 선회 스크롤의 자전을 방지하는 자전 방지 기구가 마련되는, 스크롤 압축기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 자전 방지 기구를 둘러싸도록 상기 선회 스크롤에 설치되며, 상기 선회 스크롤과 상기 중간 하우징 사이를 실링하며, 서브 배압 챔버를 형성하는 제3배압 실 부재;를 더 포함하는, 스크롤 압축기.
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