KR100830943B1 - 스크롤 압축기의 급유구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 급유구조에 관한 것으로, 실링이 삽입되는 실링홈의 외주면이나 상기 실링에 윤활유가 반경방향으로 통과하도록 급유홈 또는 급유유로가 형성됨으로써, 저렴하면서도 압축실로 윤활유가 원활하게 공급되어 기계적 마찰열로 인한 압축실의 온도상승을 방지할 수 있고 이를 통해 스크롤 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

압축기, 스크롤 압축기, 실링, 급유구조, 급유장치, 오일 공급 장치, 오일 공급 구조

Description

스크롤 압축기의 급유구조 {OIL SUPPLY STRUCTURE OF SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래의 고압식 스크롤 압축기의 급유구조를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고압식 스크롤 압축기의 급유구조 및 급유홈을 확대 도시한 확대단면도이다.

도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 변형된 급유홈의 급유구조를 확대 도시한 확대단면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고압식 스크롤 압축기의 급유유로를 확대 도시한 확대단면도이다.

도 6은 도 5의 실링을 확대 도시한 사시도이다.

도 7는 본 발명의 제2 실시예에 따른 변형된 급유유로의 급유구조를 확대 도시한 확대단면도이다.

도 8은 도 7의 실링을 확대 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 변형된 급유유로의 급유구조를 확대 도시한 확대단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

150 : 선회스크롤 170 : 실링

120 : 상부프레임 123 : 실링홈

125, 126 : 급유홈 127, 128, 129 : 급유유로

본 발명은 스크롤 압축기의 급유구조에 관한 것으로, 특히 압축실로 윤활유가 상시 원활하게 유입되도록 하는 스크롤 압축기의 급유구조에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기로서, 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 스크롤 사이에 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가스를 연속으로 흡입 압축하여 토출하는 방식이다.

상기 스크롤 압축기는 케이싱의 내부에 흡입가스가 채워지느냐 토출가스가 채워지느냐에 따라 크게 저압식과 고압식으로 구분할 수 있다.

도 1은 종래의 고압식 스크롤 압축기의 급유구조를 도시한 단면도로서,

도 1에 도시된 바와 같이, 고압상태를 유지하고 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10) 내부의 상하 양측에 각각 고정하는 상부프레임(20) 및 서브프레임(미도시)과, 상기 상부프레임(20)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터(미도시)와, 상기 구동모터( 미도시)의 회전자 중심에 압입하고 상기 상부프레임(20)을 관통하여 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축(30)과, 상기 상부프레임(20)의 상면에 고정 설치하고 상기 가스흡입관(SP)을 직접 결합하는 고정스크롤(40)과, 상기 고정스크롤(40)에 맞물려 압축실(P)을 형성하도록 상기 상부프레임(20)의 상면에 선회 가능하게 얹히는 선회스크롤(50)과, 상기 선회스크롤(50)과 상부프레임(20) 사이에 설치하여 상기 선회스크롤(50)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(60)과, 상기 선회스크롤(50)과 상부프레임(20) 사이에 구비되어 상기 선회스크롤(50)을 지지하는 실링(70)이 구비된다.

상기한 가스흡입관(SP)은 케이싱(10)을 통과하여 고정스크롤(40)의 흡입구(미도시)에 연통 설치하는 한편 가스토출관(DP)은 상부프레임(20)을 중심으로 고정스크롤(40)의 반대쪽 케이싱(10)의 내부공간에 밀봉하도록 연통 설치하고 있다.

또한, 상부프레임(20)의 외주면에는 고정스크롤(40)의 외주면을 통해 형성되는 가스통과홈(42)을 통해 토출되는 토출가스가 상기한 가스토출관(DP)으로 유도될 수 있도록 적당개소에 가스연통홈(22)을 형성한다.

또, 상기 실링(70)은 선회스크롤(50)과 면접되는 상부프레임(20)의 상면에 음형지게 형성되는 실링홈(23)에 삽입되어 배치되도록 환형으로 형성되고, 상기 실링홈(23)은 상기 실링(70)의 외주면이 긴밀하게 밀착되도록 평면투영시 상부프레임(20)에 환형으로 형성되며 사각 단면 모양으로 형성된다.

도면중 미설명 부호인 21은 보스수용홈, 31은 윤활유로, 41은 고정스크롤의 랩, 51은 선회스크롤의 랩이다.

상기와 같은 종래의 고압식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

구동모터(미도시)에 전원을 인가하면 회전축(30)이 구동모터(미도시)의 회전자(미도시)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(50)이 올담링(60)에 의해 상부프레임(20)의 상면에서 편심거리만큼 선회운동을 하고, 이와 함께 선회스크롤(50)은 고정스크롤(40)과의 랩(41,51) 사이에서 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)을 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(50)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 케이싱(10)의 내부공간으로 토출하고, 이 냉매가스는 고정스크롤(40)의 가스통과홈(42)과 상부프레임(20)의 가스연통홈(22)을 통과하여 케이싱(10)의 하측 내부공간으로 이동하면서 가스토출관(DP)을 통해 시스템으로 토출된다.

상기와 같이 압축이 이루어지는 동안 케이싱(10)의 내측 하부에 저장되어 있는 윤활유(미도시)는 회전축(30)의 회전에 따른 원심력에 의하여 흡상되고, 그 흡상된 윤활유(미도시)는 윤활유로(31)를 통하여 보스수용홈(21)으로 공급된다.

또한, 상기 보스수용홈(21)으로 흡상된 고압의 윤활유(미도시)는 실링홈(23)에 유입됨으로써 상기 실링(70)에 압력이 가해지고 상기 실링(70)은 고압의 윤활유(미도시)에 의해 상기 선회스크롤(50)을 지지하게 된다.

이와 같이 구성된 고압식 스크롤 압축기는 구동시 상기 실링(70)으로 인하여 실링홈(23)에 유입된 윤활유(미도시)가 실링(70)의 외각으로 흐르지 못하여 압축실(P)의 윤활유 공급이 원활히 이루어지지 않게 되고 기계적 마찰열이 발생하게 된다.

이를 감안하여 종래에는 압축실로 윤활유를 공급하는 별도의 장치를 구비하게 되나 이로 인하여 추가적인 비용이 발생되고 기계적 구성이 복잡하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 고압식 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 별도의 윤활유 공급 장치를 구비하지 않고도 윤활유(미도시)를 압축실로 원활하게 공급할 수 있는 스크롤 압축기의 급유구조를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤; 상기 고정스크롤에 맞물려 압축실을 형성하도록 상기 프레임의 상면에서 선회 가능하게 배치되는 선회스크롤; 및 상기 프레임에 구비되는 실링홈에 삽입되어 윤활유가 압축실로 유입되는 것을 차단하는 실링;을 포함하고, 상기 실링홈의 외측면에 형성되어 그 실링홈으로 유입된 윤활유가 상기 실링의 외각으로 이동하도록 하는 적어도 하나 이상의 급유홈을 포함하는 스크롤 압축기의 급유구조를 제공한다.
또, 케이싱에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤; 상기 고정스크롤에 맞물려 압축실을 형성하도록 상기 프레임의 상면에서 선회 가능하게 배치되는 선회스크롤; 및 상기 프레임에 구비되는 실링홈에 삽입되어 윤활유가 압축실로 유입되는 것을 차단하는 실링;을 포함하고, 상기 실링에 형성되어 상기 실링홈으로 유입되는 윤활유가 상기 실링의 외각으로 이동하도록 하는 하나 이상의 급유유로를 포함하는 스크롤 압축기의 급유구조를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 급유구조를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고압식 스크롤 압축기의 급유구조 및 급유홈을 확대 도시한 확대단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 평면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 변형된 급유홈의 급유구조를 확대 도시한 확대단면도이다.

도 2 및 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 고압식 스크롤 압축기는 고압상태를 유지하고 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100) 내부의 상하 양측에 각각 고정하는 상부프레임(120) 및 서브프레임(미도시)과, 상기 상부프레임(120)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터(미도시)와, 상기 구동모터(미도시)의 회전자 중심에 압입하고 상기 상부프레임(120)을 관통하여 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축(130)과, 상기 상부프레임(120)의 상면에 고정 설치하고 상기한 가스흡입관(SP)을 직접 결합하는 고정스크롤(140)과, 상기 고정스크롤(140)에 맞물려 압축실(P)을 형성하도록 상기 상부프레임(120)의 상면에 선회 가능하게 얹히는 선회스크롤(150)과, 상기 선회스크롤(150)과 상부프레임(120) 사이에 설치하여 상기 선회스크롤(150)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(160)과, 상기 선회스크롤(150)과 상부프레임(120) 사이에 구비되어 윤활유의 유통을 차단하면서 소량의 윤활유는 유동되도록 하는 실링부가 포함된다.

상기 회전축(130)에는 그 중심에 상기 케이싱(100)의 윤활유를 흡상할 수 있도록 윤활유로(131)가 관통 형성되고, 상기 상부프레임(120)에는 축구멍의 끝단에서 확장되어 상기 선회스크롤의 보스부(152)가 선회운동할 수 있도록 공간을 형성하는 동시에 상기 윤활유로(131)로 흡상되는 윤활유를 저장할 수 있도록 보스수용홈(121)이 형성된다.

상기 실링부는 상기 선회스크롤(150)과 상부프레임(120) 사이를 차단하는 실링(170)과, 상기 실링(170)이 삽입되도록 상기 상부프레임(120)의 상면에 소정의 깊이로 음형지게 형성하는 실링홈(123)과, 상기 실링홈(123)의 외측면에 등간격으로 형성되어 상기 실링(170)의 내측과 외측을 연통시키는 급유홈(125)으로 이루어진다.

상기 실링(170)은 테프론 재질로 이루어져 평면투영시 환형이고 사각 단면 형상으로 형성된다. 또, 상기 실링홈(123)의 폭 보다는 작고 깊이보다는 크거나 같게 형성된다.

상기 실링홈(123)은 평면투영시 환형으로 형성되고 사각 단면 모양으로 형성된다. 또, 상기 실링홈(123)은 그 외주면이 동일한 직경으로 균일하게 형성된다.

상기 급유홈(125)은 도 3에서와 같이 상기 상부프레임(120)에 반원형으로 형성되어 있으나, 급유홈의 형상은 도 3에 도시된 형태에 한정되는 것이 아니라 윤활유(미도시)가 급유홈을 통하여 연통될 수 있는 형상이면 다양한 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.

또, 상기 급유홈(125)은 도 2에서와 같이 상기 실링홈(123)의 외측 벽면을 따라 높이방향으로 평행하게 형성되거나 도 4에서와 같이 윤활유(미도시)가 흐르는 유로의 출구인 상단으로 갈수록 단면적이 넓어지게 형성할 수도 있다. 이 경우 윤활유(미도시)가 유동되는 면적이 더욱 넓어지게 되고, 그로 인하여 더욱 많은 유량의 윤활유(미도시)가 상기 급유홈(126)을 통하여 상기 압축실(P)로 전달될 수 있게 된다.

도면중 미설명 부호인 141은 고정스크롤의 랩, 151은 선회스크롤의 랩이다.

상기와 같은 종래의 고압식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

구동모터에 전원을 인가하면 회전축(130)이 구동모터(미도시)의 회전자(미도시)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(150)이 올담링(160)에 의해 상부프레임(120) 의 상면에서 편심거리만큼 선회운동을 하고, 이와 함께 선회스크롤(150)은 고정스크롤(140)과의 랩(141,151) 사이에서 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)을 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(150)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 케이싱(100)의 내부공간으로 토출하고, 이 냉매가스는 고정스크롤(140)의 가스통과홈(142)과 상부프레임(120)의 가스연통홈(122)을 통과하여 케이싱(100)의 하측 내부공간으로 이동하면서 가스토출관(DP)을 통해 시스템으로 토출된다.

그리고, 상기와 같이 압축이 이루어지는 동안 케이싱(100)에 저장되어 있는 윤활유(미도시)는 회전축(130)의 회전에 따른 원심력에 의하여 흡상되고, 그 흡상된 윤활유(미도시)는 윤활유로(131)를 통하여 보스수용홈(121)으로 유동된다.

상기 보스수용홈(121)을 통해 흡상된 윤활유(미도시)는 상기 실링홈(123)으로 유입되고 상기 급유홈(125)을 통해 상기 실링(170)의 외각으로 흐르게 됨으로써 상기 압축실(p)로 필요한 윤활유(미도시)가 원활히 제공되고, 그로 인하여 고정스크롤의 랩(141)과 선회스크롤의 랩(151) 사이의 기계적 마찰열을 줄이게 된다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 급유구조로서 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고압식 스크롤 압축기의 급유유로를 확대 도시한 확대단면도이고, 도 6은 도 5의 실링을 확대 도시한 사시도이며, 도 7는 본 발명의 제2 실시예에 따른 변형된 급유유로의 급유구조를 확대 도시한 확대단면도이고, 도 8은 도 7의 실링을 확대 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명의 제2 실 시예에 따른 변형된 급유유로의 급유구조를 확대 도시한 확대단면도이다.

전술한 제1 실시예에서는 윤활유(미도시)가 유동되는 급유구조로서 상기 상부프레임(120)에 환형으로 형성되는 실링홈(123)의 외측면에 소정의 단면적으로 연통되는 급유홈(125, 도 2참조)(126, 도 4참조)의 형상과 구조를 설명하였으나, 윤활유가 유동되는 급유구조는 그에 한정되지 않고 상기 실링(170)에 포함되어 구성될 수도 있다.

즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 실링(170)에 소정의 단면적으로 형성되어 상기 상부프레임(120)에 환형으로 형성되는 실링홈(123)에 유입되는 윤활유(미도시)가 상기 실링(170)의 외부로 유출될 수 있도록 상기 실링(170)의 원주방향을 따라 하나 이상의 급유유로(127)가 구비된다.

여기서 상기 급유유로(127)는 상기 실링(170)의 외면이 소정의 폭과 깊이로 음형지게 형성된다.

또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 급유유로(128)의 급유구조는 상기 선회스크롤(150)과 면접하는 실링(170) 상면이 소정의 폭과 깊이로 음형지게 형성될 수도 있다.

한편, 상기에서는 급유유로가 상부프레임(120) 및 선회스크롤(150)과 면접하는 실링(170)의 외면 및 상면이 소정의 폭과 깊이로 음형지게 형성되어 구성된다고 하였으나, 그에 한하지 않고 상기 실링(170)의 내부에 반경방향으로 관통되어 형성될 수도 있다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이 급유유로(129) 윤활유(미도시)가 유입되는 실링홈(123)의 내부에 삽입되는 상기 실링(170)의 일면과 상기 실링홈(123)의 외부로 노출되는 상기 실링(170)의 타면이 연통되도록 상기 실링(170)의 내부가 관통되어 형성된다.

상기와 같은 구조를 가지는 상기 급유유로(129)는 상기 실링홈(123)으로 유입되는 윤활유(미도시)가 상기 실링홈(123)의 내부에 삽입되는 상기 실링(170)의 일면을 통하여 유입되어 상기 실링(170)의 내부를 유동하며 상기 실링(170)의 타면을 통하여 상기 실링홈(123)의 외부로 유출됨으로 인해 윤활유(미도시)가 상기 압축실(P)로 제공되는 구조를 제공한다.

도 9에서는 전술한 급유유로(129)를 상기 실링(170)이 도시된 위치를 기준으로 하여 상기 실링(170)의 하측면과 좌측면이 각각 개구되어 상호 연통된 구조를 도시하였으나, 그에 한하지 않고 윤활유(미도시)가 상기 실링(170)의 내부를 유동하여 상기 실링홈(123)의 외부로 유출될 수 있는 구조이면 상기 실링(170)의 어떠한 면이 개구 형성되어 상호 연통 됨으로써 급유유로를 구성할 수도 있음은 물론이다.

따라서, 본 발명에 따른 상기 급유유로(127, 128, 129)를 통해 윤활유(미도시)가 상기 실링(170)의 외각으로 유동하게 되고 압축실(P)로 일정량의 윤활유를 공급할 수 있게 된다.

또한, 상기 급유유로(127, 128, 129)는 그 제작이 간편하여 제작단가를 절감할 수 있음과 동시에 압축실(P)에 일정량의 윤활유를 공급함으로써 압축실의 기계적 마찰열을 줄여 압축실의 기계적 마찰열을 줄이는 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 그에 한하지 않고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 가능하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 실링홈의 외측면에 급유홈을 구비하거나 상기 실링에 급유유로를 형성하여 압축실에 일정량의 윤활유가 항상 공급되도록 하함으로써, 저렴하면서도 압축실의 기계적 마찰열을 효과적으로 줄여 압축실의 온도상승을 방지하고 이를 통해 스크롤 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (7)

1. 케이싱에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤; 상기 고정스크롤에 맞물려 압축실을 형성하도록 상기 프레임의 상면에서 선회 가능하게 배치되는 선회스크롤; 및 상기 프레임에 구비되는 실링홈에 삽입되어 윤활유가 압축실로 유입되는 것을 차단하는 실링;을 포함하고,

   상기 실링홈의 외측면에 형성되어 그 실링홈으로 유입된 윤활유가 상기 실링의 외각으로 이동하도록 하는 적어도 하나 이상의 급유홈을 포함하는 스크롤 압축기의 급유구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 급유홈은 상기 실링홈의 외측 벽면을 따라 높이방향으로 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 급유홈은 출구가 되는 상단으로 갈수록 단면적이 넓어지게 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
4. 케이싱에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤; 상기 고정스크롤에 맞물려 압축실을 형성하도록 상기 프레임의 상면에서 선회 가능하게 배치되는 선회스크롤; 및 상기 프레임에 구비되는 실링홈에 삽입되어 윤활유가 압축실로 유입되는 것을 차단하는 실링;을 포함하고,

   상기 실링에 형성되어 상기 실링홈으로 유입되는 윤활유가 상기 실링의 외각으로 이동하도록 하는 하나 이상의 급유유로를 포함하는 스크롤 압축기의 급유구조.
5. 제4항에 있어서,

   상기 급유유로는 상기 실링홈의 외측면과 면접되는 상기 실링의 외면에 음각지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
6. 제4항에 있어서,

   상기 급유유로는 상기 선회스크롤의 베어링면과 면접되는 상기 실링의 상면에 음각지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.
7. 제4항에 있어서,

   상기 급유유로는 상기 실링의 내부에 반경방향으로 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 급유구조.

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