KR101454251B1 - 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 상기 메인 프레임에 지지되는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤의 축방향 회전을 방지하면서 상하 방향의 이동을 가이드하는 가이드 수단; 및 상기 고정 스크롤의 상향 이동시에 고정 스크롤과 접촉하여 상방향 이동거리를 제한하며, 고정 스크롤과 분리되어 상기 케이싱 내벽에 배치되는 이동제한 수단;을 포함하는 스크롤 압축기가 제공된다.

Description

고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR WITH FIXED SCROLL SUPPORTING MEANS}

본 발명은 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 고정 스크롤을 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하기 위한 지지수단을 갖는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 나선형의 랩을 갖는 고정 스크롤과 상기 고정 스크롤에 대해서 선회 운동하는 선회 스크롤을 이용한 압축기로서, 고정 스크롤과 선회스크롤이 맞물려 돌면서 그 사이에서 형성된 압축실의 용적이 선회스크롤의 선회 운동에 따라 감소되며, 이에따라 유체의 압력이 상승되어 고정 스크롤 중심부에 뚫려있는 토출구에서 토출되는 형태의 압축기이다.

이러한 스크롤 압축기는 선회 스크롤이 선회하는 동안 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지는 특징을 갖고 있고, 이에 따라 원칙적으로 토출밸브 및 흡입밸브가 필요없고, 부품의 수가 적어 구조가 간단할 뿐만 아니라 고속회전이 가능한 특징을 갖는다. 또한, 압축에 필요한 토크의 변동이 적고, 연속적으로 흡입 및 압축이 일어나기 때문에 소음 및 진동이 작은 장점을 갖는다.

이러한 스크롤 압축기에서 중요한 것 중 하나가 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이의 누설 및 윤활문제이다. 즉, 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이에서의 누설을 방지하기 위해서는 랩의 단부와 경판부의 표면이 밀착되도록 하여 압축된 냉매가 누설되지 않도록 하여야 한다. 반면에, 선회 스크롤이 고정 스크롤에 대해서 원활하게 선회 운동할 수 있도록 마찰로 인한 저항을 최소화하여야 하지만, 상기 누설과 윤활 문제는 서로 상충하는 관계에 있게 된다. 즉, 랩의 단부와 경판부의 표면을 강하게 밀착시키면, 누설의 측면에서는 유리하지만 마찰이 증가하여 소음 및 마모로 인한 손상이 증가하게 된다. 반면에, 밀착 강도를 낮게 하면, 마찰은 감소하지만 실링력이 낮아져 누설이 증가하게 된다.

따라서, 종래에는 선회 스크롤 또는 고정 스크롤의 배면에 토출압과 흡입압의 사이값으로 정의되는 중간압을 갖는 배압실을 형성하여 실링 및 마찰 감소의 문제를 해소하여 왔다. 즉, 선회 스크롤과 고정 스크롤 사이에 형성된 복수 개의 압축실 중 중간압을 갖는 압축실과 연통되는 배압실을 형성하여, 선회 스크롤과 고정 스크롤이 적정한 정도로 밀착되도록 함으로써, 누설 및 윤활 문제를 해소할 수 있는 것이다.

한편, 상기 배압실은 선회 스크롤의 저면 또는 고정 스크롤의 상부면에 위치하는 경우가 있으며, 이를 편의상 하부 배압식 및 상부 배압식 스크롤 압축기라 칭한다. 하부 배압식 스크롤 압축기의 경우 구조가 간단하고 바이패스 홀 등을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있지만 선회 운동하는 선회 스크롤의 저면에 배압실이 위치하므로 배압실의 형태 및 위치가 선회 운동에 따라 변하게 되어 선회 스크롤이 틸팅하면서 진동 및 소음이 발생될 우려가 높고, 누설을 방지하기 위해 삽입되는 오링의 마모가 빠른 문제가 있었다. 한편, 상부 배압식의 경우 상대적으로 구조가 복잡하지만 배압실이 고정된 형태 및 위치를 가지고 있으므로, 고정 스크롤이 틸팅될 우려가 적고, 배압실의 실링도 양호한 장점을 갖는다.

대한민국 특허출원 제10-2012-7023733호(발명의 명칭 : 밸브 조립체를 포함하는 압축기)은 이러한 상부 배압식 스크롤 압축기의 일예를 개시하고 있다. 도 1은 상기 종래 기술에 개시된 상부 배압식 스크롤 압축기의 일 예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 스크롤 압축기(10)는 케이싱(12) 내에 고정 설치되는 메인 프레임(24)의 상부에서 선회 운동하도록 배치되는 선회 스크롤(56)과, 상기 선회 스크롤과 맞물리는 고정 스크롤(68)을 포함한다. 그리고, 상기 고정 스크롤(68)의 상부에는 배압실(78)이 형성되고, 상기 배압실을 밀폐하는 플로팅 플레이트(80)가 토출유로(74)의 외주면을 따라서 상하로 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 상기 플로팅 플레이트(80)의 상부면에는 토출 커버(22)가 설치되어 압축기 내부 공간을 흡입 공간 및 토출 공간으로 구획하고 있다.

그리고, 상기 플로팅 플레이트(80)와 상기 배압실 사이에는 립실(미도시)을 설치하여 배압실로부터의 누설을 차단할 수 있도록 하고 있다.

상기 배압실은 상기 압축실 중 하나와 연통되어 중간압이 인가되며, 그에 따라, 상기 플로팅 플레이트를 상향으로, 상기 고정 스크롤은 하향으로 압력을 받게 된다. 플로팅 플레이트가 배압실의 압력으로 인해 상승하면 그 단부가 상기 토출 커버와 접하면서 토출 공간을 밀폐하고, 고정 스크롤은 하부로 이동하면서 선회 스크롤과 밀착되게 된다. 이를 통해서, 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이를 효과적으로 실링할 수 있게 된다.

상기와 같은 상부 배압식 스크롤 압축기에 있어서 고정 스크롤은 상하로 이동가능하게 장착되어야 함과 동시에 소정 범위 내로 이동을 제한하여야 한다. 상기 예에서는 와셔부(98a)를 갖는 파스너(98)를 이용하여 고정 스크롤을 메인 프레임에 대해서 고정하고 있다. 즉 상기 고정 스크롤의 내부에 부싱(96)을 삽입하고, 상기 부싱을 관통하도록 파스너를 삽입한다. 그리고, 상기 파스너의 단부가 메인 프레임에 고정된 구조를 갖는다. 따라서 상기 고정 스크롤은 부싱의 외면을 따라서 상하로 이동하게 된다. 그리고 고정 스크롤의 상하 이동량은 상기 와셔부에 의해 제한된다.

이러한 구조에 의해서 고정 스크롤이 소정 범위 내에서 이동 가능하게 장착되지만 체결 구조가 복잡하고 메인 프레임이 파스너를 안정적으로 지지할 수 있도록 볼트 고정부의 면적을 충분히 확보해야 하므로 압축기의 횡방향 크기가 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서 고정 스크롤을 용이하게 메인 프레임에 대해서 이동가능하게 장착할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다

본 발명은 또한 압축기의 크기를 증가를 최소화하면서도 안정적으로 고정 스크롤을 지지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 상기 메인 프레임에 지지되는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤의 축방향 회전을 방지하면서 상하 방향의 이동을 가이드하는 가이드 수단; 및 상기 고정 스크롤의 상향 이동시에 고정 스크롤과 접촉하여 상방향 이동거리를 제한하며, 고정 스크롤과 분리되어 상기 케이싱 내벽에 배치되는 이동제한 수단;을 포함하는 스크롤 압축기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 고정 스크롤의 회전을 방지하고 상하 이동을 가이드하는 가이드 수단을 구비하고, 상기 가이드 수단과는 별도로 이동제한 수단을 케이싱의 내벽에 설치하여 고정 스크롤의 이동을 제한할 수 있도록 하고 있다. 즉, 상기 이동제한 수단이 메인 프레임에 설치되지 않기 때문에, 메인 프레임의 크기를 증가시킬 필요가 없고, 상기 가이드 수단 역시 고정 스크롤의 이동을 가이드하는 역할만을 담당할 뿐 고정 스크롤을 지지할 필요는 없으므로, 메인 프레임에 대한 체결강도가 클 필요가 없게 된다. 이로 인해서, 고정 스크롤의 설치가 용이하게 된다.

여기서, 상기 케이싱 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하며, 상기 고정 스크롤로부터 상향으로 이격되어 설치되는 토출 커버를 추가적으로 구비하고, 상기 이동제한 수단은 상기 토출커버의 저면으로부터 상기 케이싱의 내벽면을 따라서 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 이동제한 수단을 토출 커버와 일체로 형성할 수 있으므로, 별도로 이동제한 수단을 설치할 필요가 없어지므로 고정 스크롤 설치 작업을 더욱 단순화할 수 있게 된다.

이외에도, 상기 이동제한 수단은 상기 케이싱 내벽면에 고정되는 링 형태를 갖거나, 상기 이동제한 수단은 상기 케이싱의 내벽면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 이동제한 수단은 상기 케이싱의 일부를 내측으로 돌출되도록 형성할 수도 있다.

한편, 상기 가이드 수단은 상기 메인 프레임과 상기 고정 스크롤을 관통하여 삽입되는 가이드 핀을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 메인 프레임에는 상기 가이드 핀이 삽입되는 핀 고정부가 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정 스크롤은 상기 핀 고정부 상부에 안착되며 상기 가이드 핀이 삽입되는 핀홀이 형성되는 핀 삽입부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 핀 삽입부는 상기 고정 스크롤의 측면으로부터 반경방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 고정 스크롤은 상기 핀 삽입부가 상기 이동제한 수단의 하단부와 접할 때까지 상향으로 이동할 수 있다. 이때, 상기 이동제한 수단은 상기 가이드 핀의 상부와 접하도록 배치될 수 있다. 이를 통해서, 상기 가이드 핀이 이동제한 수단에 의해 고정되게 되므로, 가이드 핀의 고정을 보다 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 상기 메인 프레임에 지지되는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤의 축방향 회전을 방지하는 회전방지 수단; 상기 고정 스크롤의 상하 방향의 이동을 가이드하는 가이드 수단; 및 상기 고정 스크롤의 상향 이동시에 고정 스크롤과 접촉하여 상방향 이동거리를 제한하며, 고정 스크롤과 분리되어 상기 케이싱 내벽에 배치되는 이동제한 수단;을 포함하는 스크롤 압축기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 고정 스크롤의 회전을 방지하는 회전방지 수단 및 상하 방향의 이동을 가이드하는 가이드 수단을 별도로 구비하여, 회전 방지 및 가이드 기능을 더욱 향상시킬 수 있도록 하고 있다.

여기서, 상기 케이싱 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하며, 상기 고정 스크롤로부터 상향으로 이격되어 설치되는 토출 커버를 추가적으로 구비하고, 상기 이동제한 수단은 상기 토출커버의 저면으로부터 상기 케이싱의 내벽면을 따라서 연장되도록 형성될 수 있고, 상기 이동제한 수단은 상기 케이싱 내벽면에 고정되는 링 형태를 갖거나, 상기 케이싱의 내벽면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 회전 방지수단은 상기 메인 프레임과 상기 고정 스크롤을 관통하여 삽입되는 가이드 핀을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 메인 프레임에는 상기 가이드 핀이 고정되는 핀 고정부가 구비되고, 상기 가이드 수단은 상기 핀 고정부의 내측에 구비되어 상기 고정 스크롤의 측면과 접하는 가이드 면을 포함할 수 있다.

이외에도, 상기 회전방지 수단은 상기 메인 프레임에 형성되는 키홈; 및 상기 고정 스크롤에 형성되고 상기 키홈 내에 상하 방향으로 이동가능하게 삽입되는 키;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 메인 프레임은 상기 키홈이 형성되고, 상기 고정 스크롤 측으로 돌출되는 키홈 형성부를 포함하고, 상기 가이드 수단은 상기 키홈 형성부의 내측에 구비되어 상기 고정 스크롤의 측면과 접하는 가이드 면을 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 이동제한 수단이 메인 프레임에 설치되지 않기 때문에, 메인 프레임의 크기를 증가시킬 필요가 없게 된다. 또한, 가이드 수단이 고정 스크롤의 체결이 아니라 이동을 가이드하는 역할만을 담당하므로, 가이드 수단을 종래에 비해 낮은 체결강도로 메인 프레임에 고정할 수 있게 되므로, 고정 스크롤의 설치가 용이하게 된다.

그리고, 이동제한 수단을 토출 커버와 일체로 형성할 수 있으므로, 별도로 이동제한 수단을 설치할 필요가 없어지므로 고정 스크롤 설치 작업을 더욱 단순화할 수 있게 된다.

아울러, 고정 스크롤의 회전을 방지하는 회전방지 수단 및 상하 방향의 이동을 가이드하는 가이드 수단을 별도로 구비하여, 회전 방지 및 가이드 기능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기의 일예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2 중 이동제한 수단의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2 중 이동제한 수단의 또 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기의 제3 실시예를 도시한 사시도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 고정 스크롤 지지수단을 갖는 스크롤 압축기의 제1 실시예를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 실시예 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1 실시예(100)는 내부에 흡입공간과 토출공간을 구비하는 케이싱(110)을 구비한다. 상기 케이싱(110)의 내부공간은 케이싱(110) 상측에 설치되는 토출커버(102)에 의해 흡입공간(S)과 토출공간(D)으로 구획되며, 상기 토출커버(102)의 상측이 토출공간에 해당되고, 하측이 흡입공간에 해당된다. 그리고, 상기 흡입공간과 연통되는 흡입포트 및 상기 토출공간과 연통되는 토출포트가 각각 상기 케이싱(110)에 고정되어, 냉매를 상기 케이싱(110) 내부로 흡입하거나 케이싱(110) 외부로 토출될 수 있도록 한다.

상기 흡입공간의 하부에는 고정자, 회전자 및 상기 회전자와 함께 회전하는 회전축으로 이루어지는 회전 구동부가 구비되지만, 본 발명에서는 임의의 형태의 회전 구동부를 채용할 수 있으므로 그에 대한 도시 및 설명은 생략하기로 한다.

상기 회전축의 일측을 지지하기 위한 메인 프레임(120)이 상기 케이싱(110)의 내벽에 고정 설치된다. 상기 메인 프레임(120)의 하부에는 상기 회전축이 삽입되기 위한 메인 베어링부(122)가 형성된다. 상기 메인 베어링부(122)의 내벽면은 베어링 면으로서 작용하여 회전축이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.

상기 메인 프레임(120)의 상부면에 선회 스크롤(130)이 배치된다. 상기 선회 스크롤(130)은 대략 원판 형태를 갖는 경판부(132)와 상기 경판부(132)의 일측면에 나선형으로 형성되는 선회랩(134)을 포함한다. 상기 선회랩(134)은 후술할 고정 스크롤(140)의 고정랩(144)과 함께 압축실을 형성하게 된다. 상기 선회 스크롤(130)의 경판부는 상기 메인 프레임(120)의 상부면에 의해 지지된 상태에서 선회 구동하게 되는데, 상기 경판부(132)와 메인 프레임(120) 사이에는 올담링(136)이 설치되어 선회 스크롤(130)의 자전을 방지하게 된다. 그리고, 상기 선회 스크롤(130)의 경판부(132) 저면에는 상기 회전축이 삽입되는 보스부(138)가 형성되어 있고, 이를 통해 회전축의 회전력이 선회 스크롤(130)을 선회 구동하게 된다.

상기 선회 스크롤(130)과 맞물리는 고정 스크롤(140)은 상기 선회 스크롤(130)의 상부에 배치된다. 상기 고정 스크롤(140)은 상기 몸체부의 상부면이 원판 형태로 형성되어 경판부(143)를 이루고, 상기 경판부(143)의 하부에는 상술한 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)과 맞물리는 고정랩(144)이 형성된다. 상기 고정랩(144)은 소정 형상의 나선형을 이루도록 연장되고, 상기 경판부(143)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(145)가 형성된다. 아울러, 상기 고정 스크롤(140)의 측면에는 상기 흡입공간 내부에 존재하는 냉매가 흡입되는 흡입구(미도시)가 형성되어, 선회랩(134)과의 상호작용에 의해서 상기 흡입구로 냉매가 흡입되도록 하고 있다.

상술한 바와 같이, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)은 복수 개의 압축실을 이루고, 상기 압축실은 상기 토출구측으로 선회 이동하면서 그 부피가 축소되어 냉매를 압축하게 된다. 따라서, 상기 흡입구와 인접한 압축실의 압력이 최소가 되고, 토출구(145)와 연통되는 압축실의 압력이 최대가 되며, 그 사이에 존재하는 압축실의 압력은 상기 흡입구의 흡입압과 토출구(145)의 토출압 사이의 값을 갖는 중간압을 갖게 된다. 상기 중간압은 후술할 배압실(BP)로 인가되어 상기 고정 스크롤(140)을 선회 스크롤(130) 측으로 누르는 역할을 하게 된다.

상기 고정 스크롤(140)의 경판부(143) 상부에 상기 배압 플레이트(150)가 고정된다. 상기 배압 플레이트(150)는 대략 환형으로 형성되어 있고, 상측에 끼워지는 플로팅 플레이트(160)와 함께 상기 배압실(BP)을 형성한다. 그리고, 상기 배압 플레이트(150)의 중앙부에는 상기 토출구(145)와 연결되는 토출유로가 형성되어 있고, 상기 토출유로의 내부에는 원기둥 형태의 체크밸브(108)가 배치된다. 구체적으로, 상기 체크밸브(108)는 상기 토출구(145)를 완전히 덮을 수 있을 정도의 하부 단부를 가지며, 이로 인해서 체크밸브(108)가 상기 고정 스크롤(140)의 경판부(143)와 접한 경우, 상기 체크밸브(108)가 상기 토출구(145)를 폐쇄하도록 구성된다.

또한, 상기 배압 플레이트의 대략 중앙부의 상단에 중간 토출구(152)가 형성된다. 상기 중간 토출구(152)는 상기 토출구(145)를 통해 토출된 냉매가 상기 토출공간으로 이동하는 유로를 제공하는 것이고, 상기 중간 토출구(152)를 통해 토출된 냉매는 상기 토출커버(102)에 형성된 관통공(102a)을 통해 토출공간으로 토출된다.

상술한 바와 같이, 상기 고정 스크롤(140)은 배압실(BP)의 압력에 따라서 상하 방향으로 이동하면서, 상기 선회 스크롤과의 간격을 실링하게 된다. 이를 위해서, 상기 고정 스크롤(140)은 상기 선회 스크롤(130)에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는데, 구체적으로는 상기 메인 프레임(120)에 끼워지는 3개의 가이드 핀(104)이 고정 스크롤(140)의 외주부에 형성되는 3개의 가이드 홀(141)에 삽입된 상태로 메인 프레임(120)의 상부면에 얹혀 있다. 따라서, 상기 가이드 핀(104)에 의해서 상기 고정 스크롤은 상기 메인 프레임에 대한 회전이 저지되며, 상하 방향으로의 이동이 가이드될 수 있다.

상기 가이드 홀(141)은 상기 고정 스크롤(140)의 몸체부 외주면에 돌출되도록 형성되는 3개의 핀 삽입부(142)에 각각 형성된다. 여기서, 상기 가이드 핀(104) 또는 핀 삽입부(142)의 개수는 임의로 설정할 수 있는 것이므로 반드시 3개로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 핀 삽입부(142)는 상기 메인 프레임(120)의 외주부에 형성되는 핀 고정부(124)의 상부에 안착되도록 구성된다.

상기 핀 고정부(124)는 상기 올담링(136)의 외주측에서 상향으로 돌출되도록 형성되고, 그 상부면은 상기 핀 삽입부(142)가 지지되는 지지면을 이루게 된다. 또한, 상기 핀 고정부(124)에는 상기 가이드 핀(104)이 삽입되어 있는데, 상기 가이드 핀(104)은 상기 핀 고정부(124)에 움직이지 않도록 강하게 체결될 수도 있고, 상하 방향의 슬라이드 및 회전이 가능하도록 삽입될 수도 있다.

한편, 상기 가이드 핀(104)의 상단부는 상기 토출 커버(102)의 하단부(102b)와 접한 상태로 배치된다. 즉, 상기 가이드 핀(104)은 상기 토출 커버(102)에 의해서 상향으로의 이동이 불가능하도록 배치되므로, 별도로 고정하지 않더라도 토출 커버가 접하고 있는 상태에서는 상기 핀 고정부(124)로부터 분리되지 않는다.

상기 고정 스크롤(140)의 핀 삽입부(142)의 상부 표면은 상기 가이드 핀(104)의 상단부 보다 약간 아래에 위치한다. 상술한 바와 같이, 상기 가이드 핀(104)의 상부에는 토출 커버(102)의 단부(102b)가 접하고 있기 때문에, 상기 고정 스크롤(140)은 상기 핀 삽입부(142)의 상부면에 상기 토출 커버(102)의 단부(102b)와 접할 때까지만 상향으로 이동할 수 있게 된다. 따라서, 상기 토출 커버(102)의 단부(102b)는 상기 고정 스크롤의 이동제한 수단으로서 기능하며, 상기 가이드 핀(104)의 돌출 길이는 고정 스크롤의 이동량을 결정하게 된다.

한편, 상기 토출 커버(102)의 외주측에는 상기 케이싱(110)의 상단부에 놓여지는 플랜지(102c)가 형성되는데, 상기 플랜지(102c)는 상기 케이싱(110)에 상기 토출 커버(102)가 삽입되는 깊이를 제한하는 수단으로서 기능하고, 상기 케이싱(110)의 상부에 용접 결합되는 탑 커버(112)와 함께 상기 케이싱(110)에 토출 커버(102)를 결합시키는 역할도 겸하게 된다.

따라서, 상기 메인 프레임(120)에 가이드 핀(104)을 삽입한 상태에서, 고정 스크롤(140)의 핀 삽입부(142)의 가이드 홀(141) 내부에 상기 가이드 핀(104)이 삽입되도록 한 후, 상기 토출 커버(102)를 상기 케이싱(110)에 삽입하는 것으로 고정 스크롤(140)의 설치가 완료되게 된다. 아울러, 상기 가이드 핀(104)이 상기 메인 프레임에 강하게 체결될 필요가 없기 때문에, 상기 핀 고정부(124)의 크기를 증가시킬 필요가 없게 된다.

상기 예에서는 상기 이동제한 수단이 토출 커버와 일체로 형성되어 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 4와 같이, 이동제한 수단으로서 상기 토출 커버(102)와는 별도로 상기 케이싱(110)의 내벽에 고정되는 링(102b')을 이용하는 예도 고려할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 케이싱(110)의 내벽의 일부를 변형시켜 돌기부(110a)를 형성하는 것으로 이동제한 수단을 형성할 수도 있다.

한편, 상기 제1 실시예에서는 가이드 핀이 고정 스크롤의 회전을 방지하고 상하 이동을 가이드하는 수단으로서 채용되고 있으나, 회전방지 수단과 가이드 수단을 별도로 구비하는 예도 고려할 수 있다.

도 6 및 도 7은 상기 회전방지 수단과 가이드 수단이 별도로 구비되는 본 발명에 따른 제2 실시예를 각각 도시한 단면도 및 분해 사시도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제2 실시예(200)는 상단부에 토출 커버(102)가 구비되고, 케이싱(110) 내벽에 설치되는 메인 프레임(220)을 구비한다. 상기 메인 프레임(220)의 하부에는 메인 베어링(222)이 구비되며, 메인 프레임(220)의 상부에는 선회 스크롤(230)이 선회 구동가능하게 장착된다. 상기 선회 스크롤(230)의 하부에는 회전축의 단부와 결합되는 보스부(238)가 형성되어 있다. 아울러, 상기 선회 스크롤(230)의 자전을 방지하기 위한 올담링(236)이 상기 선회 스크롤과 메인 프레임 사이에 개재된다.

상기 선회 스크롤(230)과 맞물리는 고정 스크롤(240)은 상기 선회 스크롤(230)의 상부에 배치된다. 상기 고정 스크롤(140)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(245)가 형성된다. 상기 실시예에서 상기 고정 스크롤(240)의 상부에는 배압실(BP)이 구비된다. 다만, 상기 제1 실시예와는 달리 상기 배압실(BP)은 상기 고정 스크롤과 일체로 형성되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 실시예와 같이 배압실이 별도의 부재로 형성되는 예도 고려할 수 있다. 역으로, 상기 제1 실시예에서도 배압실이 일체로 형성되도록 할 수 있다.

한편, 상기 메인 프레임(220)에는 두 개의 제1 가이드 돌부(224) 및 두 개의 제2 가이드 돌부(226)가 전후좌우에서 각각 상기 토출 커버(102)를 향하여 상향으로 돌출되도록 형성된다. 상기 제1 가이드돌부(224)의 내측면에는 후술할 고정 스크롤의 외측 가이드면과 대향하는 제1 가이드 면(224a)이 형성된다. 아울러, 상기 가이드 돌부(224)의 상부면에는 가이드 핀(204)이 삽입되는 핀 고정홀(224b)이 형성되고, 상기 핀 고정홀(224b)의 내부에 상기 가이드 핀(204)이 삽입된다. 또한, 상기 제2 가이드 돌부(226)는 상기 제1 가이드 면(224a)과 동일한 역할을 하는 제2 가이드 면(226a)을 내측에 구비하고 있다.

상기 고정 스크롤(240)의 측면에는 상기 가이드 핀(204)이 삽입되어 상기 고정 스크롤(240)의 회전을 방지하는 가이드 홀(241)이 형성된다. 상기 가이드 홀(241)은 상기 고정 스크롤(240)의 외측으로 돌출되도록 형성되는 두 개의 핀 삽입부(242)에 관통되도록 형성된다.

여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 핀(204)의 상단부는 상기 토출 커버(102)의 저면(102b)과는 이격되어 배치되며, 상기 핀 삽입부(242)의 표면보다 낮게 위치한다. 따라서, 상기 가이드 핀 및 가이드 홀은 고정 스크롤의 상하 방향 이동을 가이드하는 역할을 갖고는 있지만, 회전을 방지하는 기능을 주로 한다.

그리고, 상기 고정 스크롤(240)의 측면에 형성되는 4개의 외측 가이드면(242a)이 메인 프레임에 구비되는 4개의 가이드 면(224a, 226a)에 의해서, 고정 스크롤의 상하 이동을 가이드하게 된다. 이때, 상기 토출 커버(102)의 하측 단부(102b)는 상기 핀 삽입부(242)의 상부면과 소정 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 거리가 고정 스크롤의 상방향 이동거리를 결정하게 된다. 따라서, 상기 고정 스크롤(240)의 외측 가이드면들(242a)이 메인 프레임(220)의 가이드 면들(224a,226a)에 각각 면 접촉하여 지지됨에 따라 상기 고정스크롤(240)의 승강시 그 고정 스크롤(240)의 외주면을 넓게 지지할 수 있어 고정스크롤의 거동이 안정될 수 있다.

상기 제2 실시예에서는 가이드 수단과 회전방지 수단을 별도로 구비하여, 고정 스크롤의 회전을 방지하면서도, 보다 안정적으로 고정 스크롤의 상하 이동을 가이드할 수 있도록 하고 있다. 물론, 상기 제2 실시예에서도 이동제한 수단으로서 상기 도 4 및 도 5에 도시된 형태의 이동제한 수단을 이용할 수 있다.

도 8은 상기 회전방지 수단과 가이드 수단이 별도로 구비되는 본 발명에 따른 제3 실시예를 각각 도시한 사시도이다. 상기 제3 실시예를 설명함에 있어서, 제2 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도 8을 참조하면, 상기 제3 실시예(300)는 메인 프레임(320)의 양측에 상향으로 돌출되도록 형성되는 2개의 키홈 형성부(324)를 포함한다.

상기 키홈 형성부(324)는 원호 형태로 연장되도록 형성되고, 내측에는 고정 스크롤에 형성되는 외측 가이드면과 대향하는 가이드 면(324a)을 구비하고 있다. 상기 가이드 면(324a)의 상단부는 계단 형태를 갖도록 고정 스크롤을 향하여 돌출되도록 형성되어 있다. 또한, 키홈 형성부(324)의 상부면에는 대략 사각형의 단면을 갖는 키홈(324b)이 형성된다.

상기 고정 스크롤(340)에는 두 개의 가이드 부(342)가 형성된다. 상기 가이드 부(342)의 외주면은 상기 가이드 면(324a)과 대향되는 외측 가이드 면(342a)으로서 기능하며, 하단부와 인접한 부분이 상기 가이드 면(324a)과 대향하여 고정 스크롤의 상하 이동을 가이드하게 된다. 그리고, 상기 가이드 부(342)의 외주면에는 상기 키홈(324b)에 삽입되는 키(344)가 형성된다.

상기 키(344)는 상기 키홈(324b) 내에 삽입되어, 상기 고정 스크롤의 회전을 방지하는 회전방지 수단으로서 기능한다. 이때, 상기 키(344)의 상부면에는 토출 커버(102)의 하단부(102b)가 인접하게 위치하여, 고정 스크롤의 상향 이동거리를 제한하게 된다.

상기 제3 실시예에서는 회전방지 수단으로서 고정 스크롤에 일체로 형성되는 키를 이용하므로, 부품의 수를 줄일 수 있고 그로 인해 제조 비용을 절감하면서도 압축기의 제조 공정을 더욱 단순화할 수 있게 된다. 물론, 상기 제3 실시예에서도 이동제한 수단으로서 상기 도 4 및 도 5에 도시된 형태의 이동제한 수단을 이용할 수 있다. 아울러, 고정 스크롤도 제1 실시예에 도시된 바와 같이 배압 플레이트를 별도로 구비하는 것도 가능하다.

Claims (19)

1. 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 메인 프레임;
   상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤;
   상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 상기 메인 프레임에 지지되는 고정 스크롤;
   상기 고정 스크롤의 축방향 회전을 방지하면서 상하 방향의 이동을 가이드하는 가이드 수단; 및
   상기 고정 스크롤의 상향 이동시에 고정 스크롤과 접촉하여 상기 고정스크롤의 상방향 이동거리를 제한하며, 고정 스크롤과 분리되어 상기 케이싱 내벽에 배치되는 이동제한 수단;을 포함하고,
   상기 가이드 수단은 상기 고정 스크롤을 관통하여 삽입되는 가이드 핀을 포함하며,
   상기 가이드 핀의 하단은 상기 메인 프레임에 구비되는 핀 고정부에 삽입되어 지지되고, 상기 가이드 핀의 상단은 상기 이동제한 수단에 접촉되어 지지되는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이싱 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하며, 상기 고정 스크롤로부터 상향으로 이격되어 설치되는 토출 커버를 추가적으로 구비하고,
   상기 이동제한 수단은 상기 토출커버의 저면으로부터 상기 케이싱의 내벽면을 따라서 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이동제한 수단은 상기 케이싱 내벽면에 고정되는 링 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 이동제한 수단은 상기 케이싱의 내벽면으로부터 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 고정 스크롤은 상기 핀 고정부 상부에 안착되며 상기 가이드 핀이 삽입되는 핀홀이 형성되는 핀 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 핀 삽입부는 상기 고정 스크롤의 측면으로부터 반경방향으로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 삭제
10. 삭제
11. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 상기 메인 프레임에 지지되는 고정 스크롤;
    상기 고정 스크롤의 축방향 회전을 방지하는 회전방지 수단;
    상기 고정 스크롤의 상하 방향의 이동을 가이드하는 가이드 수단; 및
    상기 고정 스크롤의 상향 이동시에 고정 스크롤과 접촉하여 상방향 이동거리를 제한하며, 고정 스크롤과 분리되어 상기 케이싱 내벽에 배치되는 이동제한 수단;을 포함하고,
    상기 가이드 수단은,
    상기 메인 프레임의 상면에서 원주방향을 따라 간격을 두고 소정의 면적과 높이를 가지도록 돌출되는 복수 개의 가이드 돌부; 및
    상기 고정 스크롤의 외주면에 형성되어 상기 가이드 돌부의 내주면에 접한 상태로 상기 고정 스크롤의 상하 운동을 안내하는 복수 개의 가이드 면부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 케이싱 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하며, 상기 고정 스크롤로부터 상향으로 이격되어 설치되는 토출 커버를 추가적으로 구비하고,
    상기 이동제한 수단은 상기 토출커버의 저면으로부터 상기 케이싱의 내벽면을 따라서 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 제11항에 있어서,
    상기 이동제한 수단은 상기 케이싱 내벽면에 고정되는 링 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
14. 제11항에 있어서,
    상기 이동제한 수단은 상기 케이싱의 내벽면으로부터 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 제11항에 있어서,
    상기 회전 방지수단은 상기 메인 프레임과 상기 고정 스크롤을 관통하여 삽입되는 가이드 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 가이드 돌부의 일부에는 상기 가이드 핀이 삽입되는 핀 고정홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
17. 제11항에 있어서,
    상기 회전방지 수단은
    상기 메인 프레임에 형성되는 키홈; 및
    상기 고정 스크롤에 형성되고 상기 키홈 내에 상하 방향으로 이동가능하게 삽입되는 키;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
18. 제17항에 있어서,
    상기 메인 프레임은 상기 키홈이 형성되고, 상기 고정 스크롤 측으로 돌출되는 키홈 형성부를 포함하고,
    상기 가이드 수단은 상기 키홈 형성부의 내측에 구비되어 상기 고정 스크롤의 측면과 접하는 가이드 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
19. 삭제

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