KR101241977B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 배압으로서 이용하여 압축효율의 저하를 방지할 수 있는 소형이고 경량의 스크롤 압축기를 저렴하게 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 메인 프레임(3)과 스러스트링(8)의 사이에 독립된 축방향 미소 간극을 설치하고, 이 미소 간극을 제 2 배압실(C2)로 하여, 그 내부에 흡입압력과 토출압력의 중간압력을 도입한다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 스크롤 압축기의 단면도,

도 2는 상기 스크롤 압축기의 주요부 확대 단면도,

도 3a는 O 링을 사용한 시일구조의 부분 확대 단면도,

도 3b는 탄성 시일링을 사용한 시일구조의 부분 확대 단면도,

도 3c는 시일홈의 변형예를 나타내는 부분 확대 단면도,

도 4는 스러스트링의 횡단면도,

도 5a는 스러스트링의 중앙 종단면도,

도 5b는 스러스트링의 상단면에 걸리는 최대 압력을 나타내는 압력 분포도,

도 6은 제 1 규제수단을 설명하는 주요부 확대 단면도,

도 7은 제 2 규제수단을 설명하는 주요부 확대 단면도,

도 8은 제 3 규제수단을 설명하는 주요부 확대 단면도,

도 9는 제 4 규제수단을 설명하는 주요부 확대 단면도,

도 10은 스러스트링이 들어 올려진 상태의 모식도이다.

본 발명은 냉동사이클 등의 냉매 압축용으로서 이용되는 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 선회 스크롤의 경판 배면에 배압을 걸어 압축효율의 저하를 방지하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

냉동사이클에 이용되는 압축기의 대부분은, 밀폐용기의 내부에 압축부와 전동기실을 가지고, 전동기의 회전 구동축을 거쳐 압축부가 구동된다. 압축부는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 각 경판 위에 세워 설치된 스크롤 랩끼리를 서로 맞물리게 하여 형성되는 밀폐 작동실 내로 저압 냉매를 도입하고, 그 밀폐용적을 감소시킴으로써 고압 냉매로 압축한다.

그런데, 밀폐 작동실에서 냉매가 압축되면 작동실 내부의 압력이 높아지기 때문에, 고정 스크롤로부터 선회 스크롤을 이반(離反)시키는 힘이 작용한다. 선회 스크롤이 아래로 되밀린 경우, 고정 스크롤과의 사이에 미소 간극이 형성되고, 그곳으로부터 냉매가 누출되어 압축효율이 저하될 염려가 있다.

그래서, 선회 스크롤을 이반시키지 않도록, 선회 스크롤의 경판 배면에 밀폐 작동실의 토출압력의 일부를 둘러쳐서 배압으로서 이용하는 구성이 제안되어 있다. 이것에 의하면, 선회 스크롤의 경판 배면에 배압을 걸어, 선회 스크롤을 고정 스크롤 측으로 가압할 수 있다.

그러나, 고압의 토출압력만을 이용하여 선회 스크롤을 가압한 경우, 토출압력 조건이 정격압력 조건보다 큰 운전조건에서는 선회 스크롤의 가압력이 지나치게 커져서 성능 및 신뢰성이 저하된다. 반대로, 정격압력보다 작은 운전조건에서는, 가압력이 지나치게 작아져 선회 스크롤이 이반되기 쉬어진다는 문제가 있다.

그래서 예를 들면 특허문헌 1(일본국 특개 2000-161254호)에 기재되어 있는 바와 같이, 선회 스크롤의 경판 배면의 중앙부를 토출압력으로 가압하고, 그 외주(外周)에 토출압력과 흡입압력의 중간압력으로 더 가압하는 방법이 제안되어 있다. 이것에 의하면 토출압력이 정격조건보다 크고 작은 경우에도 가압력의 과도한 증감을 완화할 수 있다.

그러나 종래의 스크롤 압축기에는 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 특허문헌 1에 기재된 구성은, 스러스트링의 작은 지름부의 내측이 메인가이드베어링을 겸하고 있거나, 스러스트링의 큰 지름부의 상단면을 이용하여 올덤링을 지지하는 등으로 하고 있기 때문에, 스러스트링 자체의 구조가 복잡해져서 생산 비용면에서 문제가 있다.

또, 스러스트링은 내측에 밸런서(balancer)가 배치되어 있기 때문에, 스러스트링의 중간 지름 시일부의 지름이 필연적으로 커진다. 또한, 스러스트링의 축방향의 가동량 규제수단으로서, 중간 지름 시일부보다 더욱 외측에 설치한 스러스트링의 큰 지름부를 이용하고 있기 때문에, 스러스트링 자체의 지름이 커져서, 압축기가 대형이 되고 중량이 무거워지는 것은 부정할 수 없다.

그래서 본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 배압으로서 이용하여 압축효율의 저하를 방지할 수 있는 소형이고 경량의 스크롤 압축기를 저렴하게 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하에 나타내는 몇가지 특징을 구비하고 있다. 밀폐쉘의 내부가 메인 프레임을 사이에 두고, 고정 스크롤 및 선회 스크롤을 포함하는 냉매 압축실과, 전동기를 포함하는 구동실로 구획되고, 상기 선회 스크롤의 경판 배면과 상기 메인 프레임의 사이에 원통형상의 스러스트링이 배치되고, 상기 스러스트링의 내측에 토출압력이 도입되는 제 1 배압실을 구비하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 메인 프레임에는, 동축이고 지름이 다른 작은 지름의 제 1 내주면 및 큰 지름의 제 2 내주면과, 상기 제 1 내주면과 제 2 내주면의 사이에 형성되는 단차면이 설치되어 있고, 상기 스러스트링은 그 내경이 상기 전동기의 편심축의 회동범위보다 지름이 크고, 상기 제 1 내주면 및 제 2 내주면에 밀접하는 제 1 시일면 및 제 2 시일면과, 상기 단차면에 대향적으로 배치되어 상기 단차면과의 사이에서 독립된 제 2 배압실을 형성하는 대향면이 설치되어 있고, 상기 제 2 배압실 내에 흡입압력과 상기 토출압력의 중간 압력을 도입하는 압력 도입수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면, 전동기의 주축과, 올덤링을 메인 프레임으로 받아들임으로써, 배압에 의하여 선회 스크롤을 확실하게 가압할 수 있음과 함께, 스러스트링의 구성을 간소화할 수 있어, 압축기 전체의 소형화, 경량화, 비용절감이 가능해진다.

상기 메인 프레임의 제 1 내주면 및/또는 제 2 내주면과, 상기 스러스트링의 제 1 시일면 및/또는 제 2 시일면의 사이에는, 상기 각 배압실을 밀폐하기 위한 시일수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면, 각 시일면의 사이에 시일수단을 설치함으로써, 각 배압실을 확실하게 밀폐할 수 있어, 스러스트링과 메인 프레임의 맞물림 정밀도를 높게 하지 않아도 되기 때문에, 보다 저렴하게 제조할 수 있다.

상기 압력 도입수단은 일단(一端)이 상기 냉매 압축실 내의 밀폐 작동실을 향하여 개방되고, 타단(他端)이 상기 선회 스크롤의 경판 배면을 향하여 개방된 중간압 도입구멍과, 일단이 상기 중간압 도입구멍을 향하여 개방되고, 타단이 상기 제 2 배압실을 향하여 개방된 연통구멍으로 이루어지고, 상기 스러스트링의 상단면에 형성된 스러스트면에는, 고리형상의 오목홈이 동축에 설치되어 있고, 상기 오목홈을 사이에 두고 내측 링과 외측 링이 동심원 상에 형성되어 있고, 상기 오목홈 내에 상기 연통구멍의 일단이 개구되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면, 선회 스크롤의 경판에 설치한 중간압 도입구멍으로부터 연통구멍을 거쳐 제 2 배압실에 확실하게 중간 압력을 도입할 수 있어, 배압으로서의 중간압력을 선회 스크롤의 경판 배면에 대하여 균등하게 작용시킬 수 있다.

상기 내측 링은, 그 외경이 상기 스러스트링의 제 1 시일면의 외경보다 내측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면, 선회 스크롤을 하측으로 되미는 반발력에 대하여 상향의 가압력(배압)을 확실하게 크게 할 수 있어, 선회 스크롤을 더욱 안정되게 구동할 수 있다.

더욱 바람직한 형태로서, 상기 스러스트링의 축방향의 가동범위를 규제하는 규제수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 미소 간극은, 상기 메인 프레임의 단차면과 상기 스러스트링의 대향면에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하고 있다. 또, 상기 스러스트링의 상기 제 2 시일면보다 큰 지름의 플랜지부와, 상기 메인 프레임의 상기 플랜지부가 계지(係止)되는 계지면에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 제 1 내주면보다 작은 지름의 제 3 내주면을 가지고, 상기 규제수단은 상기 제 1 내주면과 제 3 내주면의 사이에 형성된 상기 제 2 단차면에 상기 스러스트링(8)의 하단면이 맞닿음으로써 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면, 스러스트링과 메인 프레임의 사이에 축방향의 가동범위를 규제하는 규제수단을 설치한 것에 의하여, 경판과 스러스트면의 간격이 필요 이상으로 커지지 않아, 스러스트면과 경판의 간극으로부터 토출압력이 누출되는 것을 방지할 수 있다.

다음에 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태의 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 2는 압축부를 확대한 확대도이다.

이 스크롤 압축기(1)는 원통형상의 밀폐쉘(2)을 세로로 놓은 것으로 이루어지고, 내부가 메인 프레임(3)을 사이에 두고 압축실(21)과 전동기실(22)로 구획되어 있다. 밀폐쉘(2)은, 원통형상의 동체부와, 동체부의 상하단에 설치되는 덮개부로 이루어지고, 용접에 의하여 일체화된다.

이 예에 있어서, 스크롤 압축기(1)는, 압축실(21) 내에서 생성된 고압 냉매를 메인 프레임(3)의 냉매통로(도시 생략)를 통하여 전동기실(22)로 인입된 후, 소정의 냉동사이클로 송출하는, 이른바 내부 고압형의 스크롤 압축기이다.

압축실(21)에는 고정 스크롤(41) 및 선회 스크롤(42)로 이루어지는 냉매 압축부(4)가 설치되어 있다. 전동기실(22) 내에는 회전 구동축(6)을 거쳐 선회 스크롤(42)을 구동하는 모터(5)가 설치되어 있다.

전동기(5)는 스테이터(51)의 중심에 로터(52)가 동축적으로 배치된 인너 로터형으로, 로터(52)에 회전 구동축(6)의 주축(61)이 동축적으로 설치되어 있다. 회전 구동축(6)의 선단에는 주축(61)의 축선에 대하여 편심된 편심축(62)이 일체적으로 설치되어 있다. 본 발명에서 전동기(5) 및 회전 구동축(6)의 구체적인 구성은 임의이다.

고정 스크롤(41)에는 원반형상의 경판(411) 하면에 소용돌이형상의 스크롤 랩(412)이 일체적으로 세워 설치되어 있다. 고정 스크롤(41)의 대략 중앙에는 내부에서 생성된 고압 냉매를 토출하기 위한 토출구(413)가 설치되어 있다.

고정 스크롤(41)의 스크롤랩홈(412)의 측부, 즉 랩홈 외주부(도 2에서는 우측부)에는 냉매 흡입구멍(44)이 형성되어 있고, 여기에 냉동사이클에서 일을 끝낸 저압 냉매를 밀폐 작동실(43)로 인입하는 냉매 흡입관(23)이 접속된다.

도 2를 참조하여 냉매 흡입구멍(44)은 고정 스크롤(41)의 경판(411)의 상면으로부터 축방향을 따라 형성된 바닥이 있는 세로구멍으로 이루어지고, 그 측부가 압축실(43)의 랩홈 외주부에 연통되어 있다. 냉매 흡입구멍(44)에는 냉매의 역류를 방지하는 역류방지밸브(441)와, 이 역류방지밸브(441)를 정지시에 상방으로 가압하여 두기 위한 압축 스프링(442)이 설치되어 있다.

선회 스크롤(42)은, 원반형상의 경판(421)의 상면에 소용돌이형상의 스크롤랩(422)이 일체적으로 형성되어 있고, 경판(421)의 배면 중앙에는 회전 구동축(6)의 편심축(62)이 꽂아 넣어지는 보스(423)가 형성되어 있다.

선회 스크롤(42)에는 일단이 밀폐 작동실(43)을 향하여 개구되고, 타단이 경판(421)의 배면을 향하여 개구된 중간압 도입구멍(424)이 설치되어 있다. 중간압 도입구멍(424)은, 선회 스크롤(42)의 경판(421)을 관통하는 관통구멍이고, 밀폐작동실(43) 측으로부터 경판 배면측을 향하여 비스듬하게 형성되어 있다.

이 고정 스크롤(41)과 선회 스크롤(42)의 각 스크롤랩(412, 422)끼리를 서로 맞물리게 함으로써 내부에 냉매를 압축하기 위한 밀폐 작동실(43)이 형성된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 메인 프레임(3)은 밀폐쉘(2)의 내주면을 따라 계지되는 원반형상으로 형성되어 있고, 중앙에는 주축(61)을 축 지지하는 메인가이드베어링(31)이 설치되어 있다. 메인가이드베어링(31)은 메인 프레임(3)의 중앙에 동축적으로 형성된 관통구멍으로 이루어지고, 회전 구동축(6)의 주축(61)이 회전 가능하게 축 지지된다.

메인 프레임(3)의 상면은, 메인 프레임(3)의 상면으로부터 하측을 향하여 오목해져 있고, 그 내부는 작은 지름의 제 1 내주면(32)과 큰 지름의 제 2 내주면(33)을 포함하는 계단형상으로 형성되어 있다. 제 1 내주면(32) 및 제 2 내주면(33)은 모두 축방향을 따라 동축에 설치되어 있다.

제 1 내주면(32)과 제 2 내주면(33)의 사이에는 뒤에서 설명하는 스러스트링(8)과의 사이에서 제 2 배압실(C2)을 형성하는 수평한 단차면(34)이 설치되어 있다. 제 2 내주면(33)의 상단측에는 자전 방지용 올덤링(7)이 소정방향을 따라 슬라이드 가능하게 설치되는 계지면(35)이 설치되어 있다.

도 3a를 아울러 참조하여, 제 1 내주면(32)은, 그 내경이 메인가이드베어링(31)의 내경보다 지름이 크고, 뒤에서 설명하는 스러스트링(8)의 제 1 시일면(82)이 밀접되는 수직면이다. 제 1 내주면(32)에는 그 내주면을 따라 고리형상의 시일홈(321)이 설치되어 있고, 이 시일홈(321) 내에는 제 1 시일면(82)에 대하여 밀접하는 O 링(322)이 끼워 넣어져 있다.

제 2 내주면은 그 내경이 상기 제 1 내주면(32)의 내경보다 지름이 크고, 스러스트링(8)의 제 2 시일면(83)이 밀접되는 수직면이다. 제 2 내주면에도 그 내주면을 따라 고리형상의 시일홈(331)이 설치되어 있고, 이 시일홈(331) 내에는 제 2 시일면(82)에 대하여 밀접하는 O 링(332)이 끼워 넣어져 있다.

이 예에서, 각 시일홈(321, 331)에는, 예를 들면 고무나 수지제의 O 링(322, 332)이 사용되고 있으나, 예를 들면 도 3b에 나타내는 바와 같이 단면 U 자형상의 탄성 시일링(322a, 332a)을 사용하여 시일을 행하여도 된다.

또, 이 실시예에 있어서, 각 시일홈(321, 331)은 메인 프레임(3) 측에 설치되어 있으나, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 스러스트링(8) 측에 설치하여도 되고, 제 1 내주면(32)과 제 1 시일면(82)의 사이, 제 2 내주면(33)과 제 2 시일면(83)의 사이를 확실하게 시일할 수 있으면 그 시일수단은 특별히 한정되지 않는다.

다음에, 도 4 및 도 5를 아울러 참조하여, 스러스트링(8)은, 그 내주(內周)(81)가 선회 스크롤(42) 보스(423)의 선회지름보다 큰 내경을 가지는 원통체로 이루어지고, 상단에는 선회 스크롤(42)의 경판(421) 배면을 따라 슬라이딩 접촉하는 스러스트면(80)이 설치되어 있다. 이 예에 있어서, 스러스트링(8)의 내경은 선회 스크롤(42) 보스(423)의 선회지름보다 큰 지름으로 형성되어 있다.

스러스트면(80)은, 선회 스크롤(42)의 경판(421) 배면을 따라 슬라이딩 접촉하는 고정밀도면으로 이루어지고, 그 일부에는 고리형상의 홈(801)이 동축에 설치되어 있다. 오목홈(801)은 선회 스크롤(42)의 중간압 도입구멍(424)의 회전궤적 중에서, 중간압 도입구멍(424)과 간헐적으로 연통하여, 중간압력을 뒤에서 설명하는 스러스트링(8)의 연통구멍(85)으로 유도하는 역할을 한다. 또 오목홈(801)은 선회 스크롤(42) 배면과 스러스트링(8)의 슬라이딩 접촉면의 압력을 균등하게 분포시키는 역할도 겸한다.

스러스트면(80)에는 홈(801)을 사이에 두고 내측 링(802)과 외측 링(803)이 동심원 상에 형성되어 있다. 내측 링(802)은 그 외경(D1)이 뒤에서 설명하는 제 1 시일면의 외경(D2)보다 내측에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 선회 스크롤(42)에 작용하는 가압력(도 5a에서는 하향)에 대하여 상향(경판방향)의 가압력을 확실하게 크게 할 수 있어, 선회 스크롤(42)을 더욱 안정되게 구동할 수 있다.

도 5a에 있어서, 압력선이 비스듬하게 되어 있는 부분, 즉 압력구배가 있는 부분은 스러스트링 상단면이 선회 스크롤 배면과 슬라이딩 접촉하고 있는 부분이다. 이 슬라이딩 접촉부에서는, 양 평면의 면정밀도나 면거칠기의 영향으로, 극히 소량의 냉매 또는 윤활유의 리크가 생기기 때문에, 이것에 의하여 압력구배가 생긴다.

도 5a에서는 간이적으로 압력구배를 직선적으로 나타내었으나, 실제로는 양 평면의 면정밀도나 면거칠기의 상태에 의하여 직선이 되지는 않는다. 또한 기동시 등, 토출압력과 흡입압력에 거의 차가 없는 경우는, 선회 스크롤의 움직임이 불안정해진다. 즉, 동일 평면상의 움직임으로부터 일탈하기 때문에, 부분적으로 스러스트링 상단면과 선회 스크롤 배면이 약간 이반되는 상태가 생겨, 스러스트링 상단면의 압력분포는 도 5a와 다르다.

여기서, 스러스트링 상단면에 걸리는 압력의 합계가 가장 커지는 경우를 나타낸 것이 도 5b이다. 즉, 스러스트링 상단면에 걸리는 압력의 합계가 가장 커지는 경우로서, 도 5a에서 압력이 비스듬하게 나타나는 부분이, 모두 높은 쪽의 압력이 되는 경우를 상정할 필요가 있고, 이 상태에서도 스러스트링을 도면의 하방으로부터 밀어 올리는 압력의 합계가 크도록 구성할 필요가 있다.

이것에 의하면, 내측 링의 외경을 시일면의 지름보다 작게 설정함으로써, 스러스트링 상단면에 걸리는 압력의 합계가 가장 커지는 경우에도, 스러스트링을 도면의 하방으로부터 밀어 올리는 압력의 합계가 크도록 하는 것이 가능해진다.

스러스트링(8)의 외주에는, 동축이고 지름이 다른 작은 지름의 제 1 시일면(82)과, 큰 지름의 제 2 시일면(83)으로 이루어지는 단부착면이 형성되어 있다. 제 1 시일면(82)과 제 2 시일면(83)의 사이에는 대향면(84)이 더 형성되어 있다.

제 1 시일면(82)은 스러스트링(8)의 하단측에 형성되어 있고, 메인 프레임(3)의 제 1 내주면(32)을 따라 끼워 넣기 가능한 지름이 작은 시일면을 형성하고 있다. 제 1 시일면(82)의 선단측(도 5a에서는 하단측)에는 제 1 내주면(32)에 끼워 넣기 쉽게 테이퍼부가 설치되어 있다.

제 2 시일면(83)은 스러스트링(8)의 상단측에 형성되어 있고, 메인 프레임(3)의 제 2 내주면(33)을 따라 끼워 넣기 가능한 지름이 큰 시일면을 형성하고 있다. 이 제 2 시일면(83)의 하단측에도 테이퍼부가 형성되어 있다.

대향면(84)은 단차면(34)을 따라 평행한 수평면으로 이루어지고, 뒤에서 설명하는 연통구멍(85)의 일단이 개구되어 있다.

스러스트링(8)의 내부에는 축방향을 따라 관통하는 연통구멍(85)이 설치되어 있다. 연통구멍(85)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상단이 스러스트면(80)의 오목홈(801) 내를 향하여 개구되고, 하단이 대향면(84)을 향하여 개구되어 있다.

다시 도 2를 참조하여, 이 스러스트링(8)을 메인 프레임(3)의 제 1 내주면(32) 및 제 2 내주면(33)을 따라 설치함으로써, 스러스트링(8)의 내측에는 제 1 배압실(C1)이 형성된다.

제 1 배압실(C1)은 메인 프레임(3)의 메인가이드베어링(31)을 거쳐 전동기실(22)에 연통되어 있고, 전동기실(22) 내에 토출된 고압 냉매에 의하여 토출압력의 공간이 형성된다. 이에 의하여, 스러스트링(8)의 하단면에는 토출압력 성분으로 이루어지는 배압이 가해진다.

메인 프레임(3)의 단차면(34)과 스러스트링(8)의 대향면(84)의 사이에는, 독립적으로 밀폐된 제 2 배압실(C2)이 형성된다. 제 2 배압실(C2)은 스러스트링(8)의 연통구멍(85) 및 선회 스크롤(42)의 중간압 도입구멍(424)을 거쳐 밀폐 작동실(43)에 연통되어 있어, 밀폐 작동실(43)에서 생성된 중간압력이 인입된다.

이것에 의하면, 스러스트링(8)에는 중심측에는 제 1 배압실(C1)의 토출압 성분(고압)으로 이루어지는 배압이 가해지고, 그 외주를 둘러 싸도록 제 2 배압실(C2)의 중간압 성분으로 이루어지는 배압이 가해짐으로써, 선회 스크롤(42)의 경판(421)의 배면을 균등하게 가압할 수 있다.

도 6 내지 도 9를 참조하여 스러스트링(8)의 축방향 가동범위를 규제하는 규제수단에 대하여 설명한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 메인 프레임(3)의 단차면(34)과 스러스트링(8)의 대향면(83)의 사이에는, 스러스트링(8)의 축방향 가동범위를 규제하기 위한 미소 간극이 형성되어 있다.

여기서 말하는 미소 간극이란, 스러스트링(8)이 하방에 위치하여, 스러스트링(8)의 상면과 선회 스크롤(42)의 배면의 사이에서 본래 슬라이딩 접촉 시일되는 부분에 간극이 생겨, 내측의 고압부로부터 외측의 저압부로 가스 누출이 발생한 경우에, 그 누출량이 압축기로서의 순환유량에 대하여 작고, 소정의 압력차를 발생하는 데 문제가 없는 레벨의 간극을 말한다. 일반적인 공기조화기용 압축기에 있어서는, 이 미소 간극은 0.1 mm 이하의 레벨이다.

이것에 의하여, 스러스트링(8)이 하방으로 이동하여, 스러스트링(8)의 상면과 선회 스크롤(42)의 경판 배면의 사이에 간극이 생겨도, 압축기(1)를 기동함으로써 토출측과 흡입측에서 압력차가 발생하기 때문에, 압력차에 의하여 스러스트링(8)이 들어 올려지고, 스러스트링(8)과 선회 스크롤(42)이 정상으로 슬라이딩 접촉하여, 가스 누출을 방지하고, 압축효율의 저하를 방지할 수 있다.

다른 형태로서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 메인 프레임(3)의 단차면(34)의 일부에 볼록부(341)를 설치하고, 이 볼록부(341)에 스러스트링(8)의 대향면(84)을 맞댐으로써 미소 간극을 형성하여도 된다.

또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 메인 프레임(3)의 제 1 내주면(32)보다 지름이 작은 제 3 내주면(32a)을 설치하고, 그 사이에 제 2 단차면(34a)을 형성하여, 제 2 단차면(34a)에서 스러스트링(8)의 하단면을 받아들이고 있다. 이것에 의해서도, 스러스트링(8)의 축방향 가동범위가 규제되어, 스러스트링의 하단면과 제 2 단차면(34a)의 사이에 미소 간극을 형성할 수 있다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 스러스트링(8)의 상단에 제 2 내주면(33) [제 2 시일면(83)]보다 지름이 큰 플랜지부(86)를 동축적으로 설치하여 플랜지부(86)를 규제수단으로 하여도 된다.

즉, 이 플랜지부(86)는 상단면이 스러스트면(80)의 일부로서 사용되고, 하단면이 메인 프레임(3)의 계지면(35)을 따라 계지된다. 플랜지부(86)는 그 축방향 길이가 계지면(35)을 따라 계지되었을 때, 운전시의 열변형, 압력변형을 피하기 위하여 플랜지부(86)의 상단면과 선회 스크롤(42)의 배면 사이에 미소 간극을 형성하는 길이를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 실시형태에서는 미소 간극을 설치하고 있으나, 더 큰 간극으로 하는 것도 가능하다. 즉, 도 10에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 압축기(1)를 조립 후에 처음 구동함으로써, 스러스트링(8)이 압력차에 의하여 들어 올려지고, 일단이 들어 올려지면 정지 후에도 탄성 시일재(322, 332)에 의하여 스러스트링(8)이 떨어지지 않도록 지지되기 때문이다. 즉, 탄성 시일재(322)가 스러스트링(8)을 항상 선회 스크롤(42)의 배면에 가압하는 기능을 가지고 있으면, 간극을 미소하게 관리할 필요는 없어진다.

이 스크롤 압축기(1)를 작동시키면 밀폐 작동실(43)로부터 압축실(21) 내로 토출된 고압 냉매는, 고정 스크롤(31)과 메인 프레임(4)의 일부에 설치된 냉매통로(도시 생략)를 통하여 전동기실(22)의 모터 상부 공간으로 옮겨진다. 전동기실(22) 내로 옮겨진 고압 냉매는, 냉매 토출관(24)으로부터 냉동사이클로 보내진다.

전동기실(22) 내로 옮겨진 고압 냉매의 일부는, 메인가이드베어링(31)을 거쳐 제 1 배압실(C1)에 도입됨으로써, 제 1 배압실(C1) 내는 토출압 분위기가 되어 스러스트링(8)의 하단면에는 토출압력으로 이루어지는 배압이 가해진다.

밀폐 작동실(43) 내에 도입된 저압냉매는 외측으로부터 중심을 향하여 서서히 압축되나, 흡입압력과 토출압력의 사이의 중간압력은, 선회 스크롤(42)의 경판(42)에 형성된 중간압 도입구멍(424)을 통하여 경판(421)의 배면까지 옮겨진 후, 다시 연통구멍(85)을 통하여 제 2 배압실(C2)에 도입된다. 이것에 의하여, 제 2 배압실(C2) 내는 중간압 분위기가 되고, 대향면(84)에는 중간압으로 이루어지는 배압이 가해진다.

이 실시형태에서 스크롤 압축기(1)는 고압 냉매를 전동기실(22)에 둘러친 후, 기기 밖으로 방출하는 내부 고압형에 대하여 예시하였으나, 이것 외에 내부 저압형의 스크롤 압축기에 본 발명의 메인 프레임(3)과 스러스트링(8)과 적용하여 제 2 배압실(C2)을 형성하고, 제 2 배압실(C2)에 토출압 또는 중간압을 도입하는 압력 도입수단을 형성하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전동기의 주축과, 올덤링을 메인 프레임으로 받아들임으로써, 배압에 의하여 선회 스크롤을 확실하게 가압할 수 있음과 함께, 스러스트링의 구성을 간소화할 수 있어, 압축기 전체의 소형화, 경량화, 비용절감이 가능해진다.

또, 본 발명에 의하면, 각 시일면의 사이에 시일수단을 설치함으로써, 각 배압실을 확실하게 밀폐할 수 있어, 스러스트링과 메인 프레임의 맞물림 정밀도를 높게 하지 않아도 되기 때문에, 보다 저렴하게 제조할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 선회 스크롤의 경판에 설치한 중간압 도입구멍으로부터 연통구멍을 거쳐 제 2 배압실에 확실하게 중간 압력을 도입할 수 있어, 배압으로서의 중간압력을 선회 스크롤의 경판 배면에 대하여 균등하게 작용시킬 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 선회 스크롤을 하측으로 되미는 반발력에 대하여 상향의 가압력(배압)을 확실하게 크게 할 수 있어, 선회 스크롤을 더욱 안정되게 구동할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 스러스트링과 메인 프레임의 사이에 축방향의 가동범위를 규제하는 규제수단을 설치한 것에 의하여, 경판과 스러스트면의 간격이 필요 이상으로 커지지 않아, 스러스트면과 경판의 간극으로부터 토출압력이 누출되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (8)

1. 밀폐쉘의 내부가 메인 프레임을 사이에 두고, 고정 스크롤 및 선회 스크롤을 포함하는 냉매 압축실과, 전동기를 포함하는 구동실로 구획되고, 상기 선회 스크롤의 경판 배면과 상기 메인 프레임의 사이에 원통형상의 스러스트링이 배치되고, 상기 스러스트링의 내측에 토출압력이 도입되는 제 1 배압실을 구비하는 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 메인 프레임에는, 동축이고 지름이 다른 작은 지름의 제 1 내주면 및 큰 지름의 제 2 내주면과, 상기 제 1 내주면과 제 2 내주면의 사이에 형성되는 단차면이 설치되어 있고,

   상기 스러스트링에는, 그 내경이 상기 전동기의 편심축의 회동범위보다 지름이 크고, 상기 제 1 내주면 및 제 2 내주면에 밀접하는 제 1 시일면 및 제 2 시일면과, 상기 단차면에 대향적으로 배치되어 상기 단차면과의 사이에서 독립된 제 2 배압실을 형성하는 대향면이 설치되어 있고,

   상기 제 2 배압실 내에 흡입압력과 상기 토출압력의 중간압력을 도입하는 압력 도입수단을 구비하고,

   상기 압력 도입수단은, 일단이 상기 냉매 압축실 내의 밀폐 작동실을 향하여 개방되고, 타단이 상기 선회 스크롤의 경판 배면을 향하여 개방된 중간압 도입구멍과, 일단이 상기 중간압 도입구멍을 향하여 개방되고, 타단이 상기 제 2 배압실을 향하여 개방된 연통구멍으로 이루어지고, 상기 스러스트링의 상단면에 형성된 스러스트면에는, 고리형상의 오목홈이 동축에 설치되어 있고, 상기 오목홈을 사이에 두고 내측 링과 외측 링이 동심원 상에 형성되어 있고, 상기 오목홈 내에 상기 연통구멍의 일단이 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 내측 링은, 그 외경이 상기 스러스트링의 제 1 시일면의 외경보다 내측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스러스트링과 상기 메인 프레임의 사이에는, 상기 스러스트링의 축방향의 가동범위를 규제하는 규제수단이 설치되어 있고,

   상기 규제수단은, 상기 메인 프레임의 단차면과 상기 스러스트링의 대향면에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제 1 내주면보다 지름이 작은 제 3 내주면을 가지고,

   상기 스러스트링과 상기 메인 프레임의 사이에는, 상기 스러스트링의 축방향의 가동범위를 규제하는 규제수단이 설치되어 있으며,

   상기 규제수단은 상기 제 1 내주면과 제 3 내주면의 사이에 형성된 상기 제 2 단차면에 상기 스러스트링(8)의 하단면이 맞닿음으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images