KR100343687B1

KR100343687B1 - 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치

Info

Publication number: KR100343687B1
Application number: KR1019990042632A
Authority: KR
Inventors: 최세헌
Original assignee: 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2002-07-19
Also published as: KR20010035866A

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 연속적으로 이동하면서 복수 개의 압축실을 형성하도록 고정스크롤과 선회스크롤을 설치하고, 상기 고정스크롤의 배면에는 케이싱의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버를 설치하며, 상기 케이싱의 저압부에 채워지는 저온의 흡입가스가 고정스크롤의 내부와 접촉하여 그 고정스크롤을 냉각한 다음에 상기한 압축실로 유입하도록 상기 고정스크롤에 적어도 하나 이상의 가스통공이 관통 형성되어 구성됨으로써, 상기 케이싱의 저압부에 충진되어 있던 저온의 냉매가스가 고정스크롤과 넓게 접촉되도록 하여 고정스크롤 및 그 고정스크롤의 토출포트를 통과하는 토출가스를 냉각시키고, 이를 통해 토출가스와 함께 토출되는 오일의 탄화 및 팁실의 용해 등을 미연에 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치{APPARATUS FOR PREVENTING SUPERHEATING OF FIXING-SCROLL IN SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 고정스크롤에 관한 것으로, 특히 저압측의 흡입가스를 고정스크롤의 내부로 유도하여 그 고정스크롤을 냉각시키는 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 압축기는 크게 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식(통상, 터보식이라고도 함) 그리고 베인식(통상, 회전식이라고도 함)으로 구분된다.

이 중에서 상기 스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식 과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축시켜 토출시키게 된다.

상기 스크롤식 압축기는 그 케이싱의 내부에 흡입가스가 충진되는지 아니면 토출가스가 충진되는지에 따라 저압식 스크롤 압축기 또는 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어지게 된다.

상기 저압식 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 오일이 적정높이까지 채워진 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 각각 고정되고, 그 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)의 사이에는 고정자(4A) 및 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)가 고정 설치되며, 그 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에는 구동축(5)이 상부프레임(2)을 관통하여 압입되고, 그 상부프레임(2)이 상면에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6a)이 형성되어 구동축(5)에 편심되게 결합되는 선회스크롤(6)이 회전가능하게 얹혀져 설치되며, 상기 선회스크롤(6)의 상면에는 그 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(7a)이 형성되는 고정스크롤(7)이 상부프레임(2)의 가장자리에 고정 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 상측에는 케이싱(1) 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 케이싱(1)의 내주면에 고정되며, 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 상면에는 토출가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되어 이루어져 있다.

상기 케이싱(1)의 저압부측에는 고정스크롤(7)의 흡입로(미도시)에 연통되는 흡입관(SP)이 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 중앙에는 최종압축실에서 관통되어 압축된 냉매가스를 고압부측으로 토출시키는 토출포트(7b)가 형성되며, 상기 케이싱(1)의 고압부측에는 냉동사이클장치로 연통되는 토출관(DP)이 설치되어 있다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로, 7b는 토출포트, 9A는 밸브하우징, 9B는 역지밸브이다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 전원에 의해 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키게 되고, 이와 함께 상기 선회스크롤(6)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(7)과의 두 랩(6a,7a) 사이에 복수개의 압축실이 형성된다. 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 되고, 이렇게 압축된 고압의 냉매가스는 상기 고정스크롤(7)의 토출포트(7b)를 통해 토출커버(8)의 내부로 토출되었다가 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 및 토출관(DP)을 거쳐 압축기 외부로 토출되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 냉매가스가 케이싱(1)에 저온으로 흡입되었다가 선회스크롤(6)과 고정스크롤(7) 사이의 압축실에서 압축되면서 고온으로 과열되면서 토출되어 상기 냉매가스에 함유되어 있던 오일을 탄화시키거나 또는 각 랩(6a,7a)의 선단면에 삽입되어 있는 팁실(Tip Seal)을 용해시켜 압축기의 신뢰성이 저하시키는 물론, 더 나아가 이 압축기가 장착된 에어콘 시스템의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 케이싱의 저압부에 충진되어 있던 저온의 냉매가스가 고정스크롤을 냉각시켜 토출가스가 과열되는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a는 종래 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도.

도 2b는 종래 스크롤 압축기의 고정스크롤을 보인 평면도.

도 3a는 본 발명 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도.

도 3b는 본 발명 스크롤 압축기의 고정스크롤을 보인 평면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 구동축 5a : 오일유로

6 : 선회스크롤 6a : 랩

8 : 토출커버 10 : 고정스크롤

11 : 랩 12 : 토출포트

13 : 가스통공 SP : 흡입관

DP : 토출관

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 연속적으로 이동하면서 복수 개의 압축실을 형성하도록 고정스크롤과 선회스크롤을 설치하고, 상기 고정스크롤의 배면에는 케이싱의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버를 설치하며, 상기 케이싱의 저압부에 채워지는 저온의 흡입가스가 고정스크롤의 내부와 접촉하여 그 고정스크롤을 냉각한 다음에 상기한 압축실로 유입하도록 상기 고정스크롤에 적어도 하나 이상의 가스통공이 관통 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3a는 본 발명 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도이고, 도 3b는 본 발명 스크롤 압축기의 고정스크롤을 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 토출가스 냉각장치가 구비된 스크롤 압축기는, 케이싱(1)의 내부에 상부프레임(2) 및 하부프레임(미도시)이 구동모터(4)의 상하 양측에 각각 고정 설치되고, 상기 구동모터(4)의 회전자에는 상부프레임(2)을 관통하는 구동축(5)이 압입되며, 그 구동축(5)의 상단에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6a)이 형성되어 상기 상부프레임(2)의 상면에서 미끄러지도록 얹혀지는 선회스크롤(6)이 결합되고, 그 선회스크롤(6)의 상면에는 상기 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(11)이 형성되는 고정스크롤(10)이 상부프레임(2)의 가장자리에 체결되어 설치되며, 그 고정스크롤(10)의 상측에는 케이싱(1)의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 설치되고, 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 상면에는 토출가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되어 구성된다.

상기 고정스크롤(10)은 전술한 바와 같이 그 저면측에 선회스크롤(6)과 치합되어 압축실을 형성하는 랩(11)이 형성되고, 그 중앙에는 최종압축실에 연통되어 압축된 냉매가스를 고압부측으로 토출시키는 토출포트(12)가 형성되며, 그 토출포트(12)의 주변부인 고정스크롤(10)의 배면측에는 케이싱(1)의 저압부측에 충진되어 있던 저온의 흡입가스가 통과하는 가스통공(13)이 수개(도면에선, 4개) 형성되어 이루어진다.상기 가스통공(13)은 도 3b에서와 같이 입구와 출구를 서로 달리하는 것이 냉매가스가 원활하게 흐를 수 있어 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 9A는 밸브하우징, 9B는 역지밸브이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 일반적인 동작은 종래와 대동소이하다.

즉, 인가된 전원에 의해 회전하는 회전자와 함께 구동축(5)이 회전을 하면서 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키나, 이 선회스크롤(7)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(10)과의 두 랩(6a,11) 사이에 복수개의 압축실이 형성되면서 냉매가스를 흡입 압축시켜 고정스크롤(10)의 토출포트(12)로 토출시키게 된다.

여기서, 상기 저압의 냉매가스가 흡입관(SP)을 통해 케이싱(1)의 저압부측으로 흡입되었다가 선회스크롤(6)의 선회운동시 압축실로 유입되는데, 그 일부가 상기 고정스크롤(10)의 가스통공(13)을 먼저 통과하면서 상대적으로 고온인 고정스크롤(10)을 냉각시키게 된다.

또한, 상기 가스통공(13)이 고정스크롤(10)의 토출포트(12) 주변에 인접되게 형성되어 그 토출포트(12)를 통해 토출되는 토출가스의 온도를 저하시키게 된다.

이렇게, 상기 토출포트(12)가 형성된 고정스크롤(10)의 배면측에 저온의 흡입가스가 통과할 수 있는 가스통공(13)을 형성시키게 되면, 그 저온의 흡입가스가 압축실로 흡입되기 전에 고정스크롤(10)의 내부를 순환하게 되어 그 고정스크롤(10)이 과열되는 것을 방지하게 되는 것은 물론, 상기 토출가스에 함유되어 있던 오일이 탄화되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 특히, 압축기가 고압축비로 연속운전을 하는 경우에는 토출가스의 온도가 지나치게 과열될 우려가 있으나, 이 토출가스가 고정스크롤(10)의 가스통공(13)을 지나는 저온의 냉매가스에 의해 일정정도 냉각되어 과열이 방지되므로 압축기의 고압축비 연속운전에 대한 신뢰성이 향상되는 것이다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치는, 케이싱의 내부가 고압부와 저압부로 구획되고, 그 중 저압부로 흡입되는 냉매가스를 압축시키는 고정스크롤 및 선회스크롤 그리고 그 선회스크롤을 구동시키는 구동모터가 상기한 저압부측에 배치되며, 상기 케이싱의 저압부에 채워지는 저온의 흡입가스가 고정스크롤의 내부를 관통하여 접촉되도록 그 고정스크롤에 적어도 하나 이상의 가스통공을 형성하여 구성함으로써, 상기 케이싱의 저압부에 충진되어 있던 저온의 냉매가스가 고정스크롤과 넓게 접촉되도록 하여 고정스크롤 및 그 고정스크롤의 토출포트를 통과하는 토출가스를 냉각시키고, 이를 통해 토출가스와 함께 토출되는 오일의 탄화 및 팁실의 용해 등을 미연에 방지할 수 있다.

Claims

케이싱의 내부에 연속적으로 이동하면서 복수 개의 압축실을 형성하도록 고정스크롤과 선회스크롤을 설치하고, 상기 고정스크롤의 배면에는 케이싱의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버를 설치하며,

상기 케이싱의 저압부에 채워지는 저온의 흡입가스가 고정스크롤의 내부와 접촉하여 그 고정스크롤을 냉각한 다음에 상기한 압축실로 유입하도록 상기 고정스크롤에 적어도 하나 이상의 가스통공이 관통 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출가스 냉각장치.