KR100348609B1 - 스크롤 압축기의 고저압 분리구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 고저압 분리구조에 관한 것으로, 종래에는 고저압 분리판의 용접시 발생하는 열변형에 의해 고정 스크롤에 부하를 주게 되어 압축 기구부의 조립 변형을 초래하게 되고, 이에 따른 고정 및 선회 스크롤의 랩 틈새로 누설이 발생하게 되므로 인해 압축기의 성능을 저하시키게 되며, 상기 고저압 분리판을 고정 스크롤의 상부에 체결시키기 위한 볼트가 많이 소요되고, 고저압 분리판을 반드시 설치해야 하므로 인해 제작 단가가 상승하게 되는 등의 많은 문제점이 있었던 바, 본 발명은 밀폐 용기의 상단에 결합되는 상부캡 내의 하부 중앙에 밀폐 용기의 내부를 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하기 위한 토출 가이드 커버가 돌출되어 일체로 형성되어 토출 가이드 커버의 하단부가 고정 스크롤에 압입되므로써 밀폐 용기 내부에 설치되어 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하는 고저압 분리판을 용접하지 않고 설치할 수 있어서 고저압 분리판의 용접시 발생하는 열변형에 의한 압축 기구부의 조립 변형에 따른 누설 손실을 방지할 수 있으며, 고저압 분리판을 볼트를 사용하여 체결하지 않아도 되므로 사용 부품의 감소에 의한 제작 단가를 절감시킬 수 있고, 고저압 분리판을 체결하기 위한 볼트가 없어도 되므로 동일 스펙에서 압축 기구부의 단면적을 크게 형성시킬 수 있어서 동일 사이즈에서 대용량화 및 동일 용량에서 소형화시킬 수 있게 된다.

Description

스크롤 압축기의 고저압 분리구조{SUCTION AND DISCHARGE PRESSURE SEPARATION STRUCTURE FOR SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 고저압 분리구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기의 밀폐 용기 내부에 설치되어 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하는 고저압 분리판을 용접하지 않고 설치할 수 있도록 한 것이다.

일반적인 종래의 스크롤 압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 체적을 갖는 밀폐 용기(1a)내의 상,하부에 각각 메인 및 서브 프레임(17)(18)이 설치되고, 상기 메인 및 서브 프레임(17)(18)의 사이에는 모터(11)를 이루는 고정자(19) 및 회전자(12)가 설치되며, 상기 회전자(12)의 중앙을 관통하여 회전자(12)의 회전에 따라 연동하도록 설치된 크랭크축(13)의 상단에는 편심부(14)가 형성되고, 편심부(14)에는 반경 방향으로 가변되고 접선 방향으로 크랭크축(13)의 회전력을 전달받는 슬라이드 부쉬(20)가 삽입된다.

또한, 상기 메인 프레임(17) 상에는 인벌류트 형상의 랩(4a)이 형성된 고정 스크롤(40)이 고정되고, 고정 스크롤(40)에 형성된 랩(4a)에는 슬라이드 부쉬(20)와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤(15)의 랩(15a)이 선회가능하게 맞물리도록 설치되는 데, 상기 선회 스크롤(15)의 하부는 크랭크축(13)의 편심부(14)에 삽입된 슬라이드 부쉬(20)와 결합되며, 상기 선회 스크롤(15)의 하면과 메인 프레임(17)의 상면 사이에는 선회 스크롤(14)의 자전을 방지하는 자전 방지기구인 올담링(21)이 결합된다.

그리고, 상기 밀폐 용기(1a) 내의 고정 스크롤(40) 상면에는 밀폐 용기(1a)의 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판(10)이 복수개의 볼트(22)에 의해 결합되고, 상기 고정 스크롤(40)의 중앙에는 토출 포트(7)가 형성되며, 상기 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7) 상부에는 압축 공간인 포켓 공간에서 압축된 고온 및 고압의 냉매 가스의 흐름을 조절하기 위한 역지 밸브(9) 및 밸브 하우징(8)이 결합되며, 상기 밀폐 용기(1a)의 측부에는 냉매 가스가 흡입 및 토출되는 흡입관(23) 및 토출관(16)이 설치되고, 상기 밀폐 용기(1a)의 하부에는 슬라이딩 되는 부분에 공급되는 오일이 채워지도록 구성된다.

상기한 바와 같은 각 구성 부품을 포함하여 구성된 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 인가되는 전류에 의해 모터(11)의 회전자(12)가 회전하게 되면, 회전자(12)의 회전에 의해 크랭크축(13)이 회전하면서 편심부(14)의 편심된 거리를 반경으로 하여 선회 스크롤(15)을 원운동, 즉 공전 운동시키게 된다.

상기 선회 스크롤(15)은 자전 방지기구인 올담링(21)에 의해 자전이 방지되면서 크랭크축(13)의 중심을 원점으로 하여 선회 반경만큼 떨어진 거리에서 선회원을 그리며 선회 운동을 하게 되는데, 이때 상기 선회 스크롤(15)의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤(40)(15)의 랩(4a)(15a)에 의해 압축 공간인 포켓이 형성되며, 이와 같은 포켓은 지속되는 선회 운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입되는 냉매 가스를 압축하여 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7)를 통해 토출된다.

상기 선회 스크롤(15)의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤(40)(15)의랩(4a)(15a)이 이루는 포켓에서 압축된 고온 및 고압 상태의 냉매 가스는 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7)를 거쳐 고압부와 저압부를 나누는 고저압 분리판(10)의 토출공(24)을 통해 고압부로 유입되고, 이 고압부로 유입된 냉매 가스는 토출관(16)을 통해 응축기(도시는 생략함)로 유입된다.

그리고, 스크롤 압축기의 운전중 잠시 운전을 정지한 후 다시 운전하게 될 경우에는 고압부의 가스가 저압부로 역류되어 토출 포트(7)를 통해 고정 및 선회 스크롤(40)(15)의 랩(4a)(15a)에 의해 형성되는 포켓의 내부로 유입되어 선회 스크롤(15)을 역회전시키게 되므로써 랩(4a)(15a)의 파손 및 소음을 발생시킬 뿐만 아니라 압축 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7) 상부에 설치된 역지 밸브(9) 및 밸브 하우징(8)이 고압부의 가스가 저압부로 역류하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

즉, 상기한 스크롤 압축기의 정상 운전시 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7)를 통해 토출되는 고압의 냉매 가스는 상기 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7) 상단면을 덮고 있는 역지 밸브(9)를 밀어내게 되고, 역지 밸브(9)가 밀리면서 개방되어 고저압 분리판(10)의 내부로 유입되며, 고저압 분리판(10)의 내부에 유입된 냉매 가스는 고저압 분리판(10)에 형성된 토출공(24)을 통해 토출된다.

이때, 상기 고저압 분리판(10)의 토출공(24)을 통과한 냉매 가스의 양이 고저압 분리판(10)의 토출 공간에 남아 있는 냉매 가스의 양보다 많게 되는 경우에는 상기 고저압 분리판(10)의 상측부가 상대적으로 고압이 되어 역지 밸브(9)를 누르게 되고, 그 하방으로 눌리는 역지 밸브(9)가 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7) 상단면을 폐쇄하게 되어 고압의 냉매 가스가 고정 스크롤(40)의 토출 포트(7)로 역류하는 것을 막아주기 때문에 압축 기구부가 역회전하는 것을 방지하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 스크롤 압축기의 밀폐 용기(1a) 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판(10)을 설치할 때에는 고정 스크롤(40)에 복수개의 볼트(22)로 체결시킨 후, 상기 고저압 분리판(10)의 외주면을 밀폐 용기(1a)에 용접하여 고정시키게 되는 데, 이때 상기 고저압 분리판(10)의 용접시 발생하는 열변형에 의해 고정 스크롤(40)에 부하를 주게 되어 압축 기구부의 조립 변형을 초래하게 되고, 이에 따른 고정 및 선회 스크롤(40)(15)의 랩(4a)(15a) 틈새로 누설이 발생하게 되므로 인해 압축기의 성능을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 상기 고저압 분리판(10)을 고정 스크롤(40)의 상부에 체결시키기 위한 볼트(22)가 많이 소요되고, 고저압 분리판(10)을 반드시 설치해야 하므로 인해 제작 단가가 상승하게 되며, 상기한 고저압 분리판(10)과 고정 스크롤(40) 사이의 볼트 체결구조는 고정 스크롤(40)의 측면에 압축 공간과 상관없는 적정 살두께를 갖거나, 볼트(22)의 체결을 위한 높이 방향의 살두께를 형성시켜야만 되는 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스크롤 압축기의 밀폐 용기 내부에 설치되어 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하는 고저압 분리판을 용접하지 않고 설치할 수 있도록하여 고저압 분리판의 용접시 발생하는 열변형에 의한 압축 기구부의 조립 변형에 따른 누설 손실을 방지할 수있을 뿐만 아니라, 고저압 분리판을 볼트를 사용하여 체결하지 않아도 되므로 사용 부품의 감소에 의한 제작 단가를 절감시킬 수 있는 스크롤 압축기의 고저압 분리구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도

도 2는 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1; 밀폐 용기 2; 상부캡

3,3a; 토출 가이드 커버 4; 고정 스크롤

5; 고정홈 6; 실링 부재

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 밀폐 용기의 내부에 장착된 모터의 회전자와 연동되며 상단에 편심부가 형성된 크랭크축이 설치되고, 메인 프레임의 상부에 인벌류트 형상의 랩이 형성된 고정 스크롤이 고정되며, 고정 스크롤에 형성된 랩에는 슬라이드 부쉬와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤의 랩이 선회가능하게 맞물리도록 설치되어 압축 기구부를 구성하며, 상기 밀폐 용기의 상단에 결합되는 상부캡 내의 하부 중앙에 밀폐 용기의 내부를 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하기 위한 토출 가이드 커버를 구비한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출 가이드 커버가 상기 상부캡 내의 하부 중앙에 일체로 돌출 형성되고, 상기 고정 스크롤의 상면에 고정홈이 형성되며, 상기 토출 가이드 커버의 하단부가 상기 고정홈에 압입되고, 상기 토출 가이드 커버의 하단부와 상기 고정홈 상에는 실링 부재가 압입되어 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리구조가 제공된다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면 밀폐 용기의 내부에 장착된 모터의 회전자와 연동되며 상단에 편심부가 형성된 크랭크축이 설치되고, 메인 프레임의 상부에 인벌류트 형상의 랩이 형성된 고정 스크롤이 고정되며, 고정 스크롤에 형성된 랩에는 슬라이드 부쉬와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤의 랩이 선회가능하게 맞물리도록 설치되어 압축 기구부를 구성하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤의 상단 중앙에 밀폐 용기의 상단에 결합되는 상부캡의 내측면과 단부가 면접촉하여 밀폐 용기의 내부를 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하기 위한 토출 가이드 커버가 돌출되어 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리구조가 제공된다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도로서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 본 발명을 설명한다.

본 발명은 스크롤 압축기의 밀폐 용기(1)의 상단에 결합되는 상부캡(2) 내의 하부 중앙에 밀폐 용기(1)의 내부를 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하기 위한 토출 가이드 커버(3)가 돌출되어 일체로 형성되고, 상기 밀폐 용기(1) 내의 상부에 설치되는 고정 스크롤(4)의 상부에는 상기 토출 가이드 커버(3)에 의해 밀폐 용기(1)의 내부를 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하기 위해 상기 토출 가이드 커버(3)의 하단이 압입되는 고정홈(5)이 형성되며, 상기 고정 스크롤(4)의 고정홈(5)과 토출 가이드 커버(3)의 하단 사이에는 누설 발생을 방지하기 위해 O-링 등과 같은 실링 부재(6)가 압입된다

또한, 상기 고정 스크롤(4)의 중앙에 형성된 토출 포트(7)의 상부에는 밸브 하우징(8)이 설치되고, 밸브 하우징(8)의 내부에는 압축 공간인 포켓 공간에서 압축된 고온 및 고압의 냉매 가스의 흐름을 조절하기 위한 역지 밸브(9)가 설치되어 구성된다.

즉, 본 발명의 지배적인 특징은 스크롤 압축기의 밀폐 용기(1)내의 상부에 고정되어 밀폐 용기(1)의 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판(10)을설치하지 않고, 상기 밀폐 용기(1)내의 상단에 결합되는 상부캡(2)의 하부 중앙에 일체로 형성된 토출 가이드 커버(3)의 하단을 고정 스크롤(4)의 상부에 형성된 고정홈(5)에 삽입시켜 고정시키므로써 상기 토출 가이드 커버(3)에 의해 상기한 고저압 분리판(10)의 기능을 수행하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이, 스크롤 압축기의 정상적인 운전시에는 인가되는 전류에 의해 모터(11)의 회전자(12)가 회전하게 되면, 회전자(12)의 회전에 의해 크랭크축(13)이 회전하면서 편심부(14)의 편심된 거리를 반경으로 하여 선회 스크롤(15)이 선회 운동을 함에 따라 선회 스크롤(15)의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤(4)(15)의 랩(4a)(15a)에 의해 압축 공간인 포켓이 형성된다.

상기와 같은 포켓은 지속되는 선회 운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입되는 냉매 가스를 압축하여 고정 스크롤(4)의 토출 포트(7)를 통해 토출되어 상기 고정 스크롤(4)의 중앙에 형성된 토출 포트(7)의 상부에 설치되어 있는 밸브 하우징(8) 내부의 역지 밸브(9)를 밀어내게 되고, 역지 밸브(9)가 밀리면서 개방되어 상기 토출 가이드 커버(3)의 내부인 고압부로 유입되며, 이 고압부로 유입된 냉매 가스는 상부캡(2)의 중앙에 설치된 토출관(16)을 통해 응축기로 유입되는 과정을 반복하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 고정 스크롤(4)의 상단 중앙에 일체로 상기 밀폐 용기(1)의 상단에 결합되는 상부캡(2)의 내측면과 단부가 면접촉하여 밀폐 용기(1)의 내부를 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하기 위한 토출 가이드 커버(3a)를 일체로 돌출 형성하고, 상기 상부캡(2)의 내측면과 토출 가이드 커버(3a)의 상단면 사이에는 O-링 등으로 된 실링 부재(6)를 압입시키므로써 본 발명과 동일하게 사용할 수 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 스크롤 압축기의 밀폐 용기 내부에 설치되어 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하는 고저압 분리판을 용접하지 않고 설치할 수 있으므로써 고저압 분리판의 용접시 발생하는 열변형에 의한 압축 기구부의 조립 변형에 따른 누설 손실을 방지할 수 있으며, 고저압 분리판을 볼트를 사용하여 체결하지 않아도 되므로 사용 부품의 감소에 의한 제작 단가를 절감시킬 수 있고, 고저압 분리판을 체결하기 위한 볼트가 없어도 되므로 동일 스펙에서 압축 기구부의 단면적을 크게 형성시킬 수 있어서 동일 사이즈에서 대용량화 및 동일 용량에서 소형화시킬 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 발명이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 밀폐 용기의 내부에 장착된 모터의 회전자와 연동되며 상단에 편심부가 형성된 크랭크축이 설치되고, 메인 프레임의 상부에 인벌류트 형상의 랩이 형성된 고정 스크롤이 고정되며, 고정 스크롤에 형성된 랩에는 슬라이드 부쉬와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤의 랩이 선회가능하게 맞물리도록 설치되어 압축 기구부를 구성하며, 상기 밀폐 용기의 상단에 결합되는 상부캡 내의 하부 중앙에 밀폐 용기의 내부를 토출 압력 영역과 흡입 압력 영역으로 분리하기 위한 토출 가이드 커버를 구비한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출 가이드 커버가 상기 상부캡 내의 하부 중앙에 일체로 돌출 형성되고, 상기 고정 스크롤의 상면에 고정홈이 형성되며, 상기 토출 가이드 커버의 하단부가 상기 고정홈에 압입되고, 상기 토출 가이드 커버의 하단부와 상기 고정홈 상에는 실링 부재가 압입되어 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고저압 분리구조.
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