KR102303544B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 제1 스크롤과 결합되어 제 2 스크롤을 지지하는 프레임; 상기 제2 스크롤의 일측면 또는 상기 제2 스크롤에 접하는 프레임의 일측면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 환형으로 형성되는 실링부재 삽입홈; 및 환형으로 형성되어 상기 실링부재 삽입홈에 삽입되고, 상기 제2 스크롤과 프레임 사이의 간격을 반경방향으로 분리하는 실링부재;를 포함하고, 상기 실링부재는, 그 내주면의 단면적이 외주면의 단면적보다 작게 형성되며, 상기 실링부재의 외주면과 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면 사이의 제2 간격이 상기 실링부재의 내주면과 상기 실링부재 삽입홈의 내측벽면 사이의 제1 간격보다 작거나 같게 형성된다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 압축부가 전동부 하측에 위치하는 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 복수 개의 스크롤에 맞물려 상대 선회운동을 하면서 양쪽 스크롤 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 압축실을 형성하는 압축기이다. 이러한, 스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입,압축,토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토오크를 얻을 수 있다. 따라서, 스크롤 압축기는 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다. 최근에는 편심부하를 낮춰 운전 속도가 180Hz 이상인 고효율 스크롤 압축기가 소개되고 있다.

스크롤 압축기는 흡입관이 저압부를 이루는 케이싱의 내부공간에 연통되는 저압식과, 흡입관이 압축실에 직접 연통되는 고압식으로 구분될 수 있다. 이에 따라, 저압식은 구동부가 저압부인 흡입공간에 설치되는 반면, 고압식은 구동부가 고압부인 토출공간에 설치된다.

이러한 스크롤 압축기는 구동부와 압축부의 위치에 따라 상부압축식과 하부압축식으로 구분될 수 있는데, 압축부가 구동부보다 상측에 위치하면 상부압축식, 반대로 압축부가 구동부보다 하측에 위치하면 하부압축식이라고 한다.

스크롤 압축기에서는 통상 압축실의 압력이 상승하면서 선회스크롤이 고정스크롤로부터 멀어지는 방향으로 가스력을 받게 된다. 그러면 선회스크롤이 고정스크롤로부터 멀어지면서 압축실 간 누설이 발생하여 압축손실이 증가하게 된다.

이를 감안하여, 스크롤 압축기에서는 고정랩과 선회랩의 선단면에 실링부재를 삽입하는 팁실방식을 적용하거나 또는 선회스크롤이나 고정스크롤의 배면에 중간압 또는 토출압을 이루는 배압실을 형성하여 그 배압실의 압력으로 선회스크롤 또는 고정스크롤을 상대측 스크롤로 가압하는 배압방식을 적용하고 있다.

특히, 배압방식에서는 선회스크롤의 배면(또는 고정스크롤의 배면)과 이에 대응하는 프레임 사이에 실링부재를 설치하여 그 실링부재의 안쪽 또는 바깥쪽에 배압실이 형성되도록 하는 방식이 알려져 있다. 이러한 실링부재를 이용한 배압방식은 스러스트면을 이루는 한 쪽 부재에 환형홈을 형성하고, 그 환형홈에 사각단면 모양으로 된 환형의 실링부재를 삽입한다. 그러면 압축기의 운전시 압축실에서 압축된 중간압의 냉매가 환형홈으로 유입되고, 이 중간압의 압력에 의해 실링부재가 부상하여 맞은 편 부재에 밀착됨으로써 배압실이 형성되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에서는, 실링부재가 중간압에 의해 맞은 편 부재를 향해 부상하면서 접촉되어 축방향으로는 높은 실링효과를 발휘할 수 있다. 하지만, 실링부재가 환형으로 형성됨에 따라, 배압실이 실링부재의 내측에 형성되는 경우에는 그 실링부재의 외주면과 환형홈의 외측벽면 사이의 틈새로, 배압실이 실링부재의 외측에 형성되는 경우에는 그 실링부재의 내주면과 환형홈의 내측벽면 사이의 틈새로 냉매가 누설되어 배압실이 효과적으로 형성되지 못하는 문제가 있었다. 이는, 실링부재가 축방향으로 움직이기 위해서는 그 실링부재의 내주면 또는 외주면과 이에 각각 대응하는 환형홈의 내측벽면 또는 외측벽면과의 사이에 반경방향 간격이 필요하지만 실링부재가 사각 단면 모양의 환형으로 형성됨에 따라 그 실링부재가 반경방향으로 신축되지 못하는 구조적 한계에 기인하는 것이다.

또, 종래의 스크롤 압축기에서는, 실링부재가 사각 단면 모양으로 형성됨에 따라, 전체적으로 실링부재의 무게가 증가하면서 초기 운전시 실링부재가 신속하게 부상하지 못하여 배압실 형성이 지연되는 문제점도 있었다. 또, 이를 감안하여 실링부재의 축방향 두께를 얇게 하면 반경방향 실링면적이 감소될 뿐만 아니라 상대쪽 부재와의 마모로 인해 실링부재의 수명이 단축될 수 있고, 실링부재의 반경방향 폭을 얇게 하면, 축방향 실링면적이 감소될 뿐만 아니라, 무게 대비 부상압력을 받는 면적이 감소되어 실링부재의 부상이 지연될 수 있다.

또, 종래의 스크롤 압축기에서는, 한국공개특허 제10-2008-0090009호에 제시된 바와 같이, 환형으로 된 실링부재의 중간을 절개하여 실링부재가 부상할 때 반경방향으로 약간 벌어지도록 하는 방식도 알려져 있으나, 이 경우에는 절개부분을 통해 통해 배압실의 압력누설이 발생되어 그만큼 배압실의 압력이 일정하게 유지되지 못하는 문제점이 있었다. 이와 같이, 배압실의 압력이 일정하지 못하게 되면 선회스크롤의 거동이 불안정하게 되면서 그 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 압축실에 대한 실링력이 저하되어 압축손실이 증가할 수도 있다.

한국공개특허 제10-2008-0090009호

본 발명의 목적은, 실링부재를 환형으로 형성하면서도 반경방향으로 변위를 가지도록 형성하여 높은 축방향 실링력과 반경방향 실링력을 확보할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 실링부재를 환형으로 형성하면서도 실링부재가 신속하게 부상하여 배압실이 짧은 시간에 형성될 수 있도록 하는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 실링부재의 무게를 줄이면서도 반경방향과 축방향 실링면적을 확보하고 마모에 대비하여 실링부재의 두께를 확보할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 실링부재의 실링효과를 높여 선회스크롤의 거동을 안정시키고 이를 통해 압축실에서의 냉매누설을 미연에 방지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 상호 미끄럼운동을 하는 두 부재중에서 어느 한 쪽 부재에 형성된 홈에 삽입되어 압력차에 따라 부상하면서 상기 두 부재 사이의 접촉면 사이를 실링하는 실링부재를 포함하고, 상기 실링부재는 환형으로 형성되고, 'ㄱ'형 단면 형상의 으로 형성되며, 상기 실링부재의 외경은 그 실링부재가 삽입되는 환형홈의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 실링부재는 절개부가 없는 단일체로 형성될 수 있다.

그리고, 'ㅣ'부는 홈의 외측벽면에 접하는 반경방향 실링부를 이루는 것으로, 맞은편 부재의 스러스트면에 접하여 축방향 실링부를 이루는 'ㅡ'부에 비해 상대적으로 얇게 형성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 대해 선회운동을 하면서, 상기 제1 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 제2 스크롤; 상기 제1 스크롤과 결합되어 상기 제2 스크롤을 지지하는 프레임; 상기 제2 스크롤의 일측면 또는 상기 제2 스크롤에 접하는 프레임의 일측면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 환형으로 형성되는 실링부재 삽입홈; 및 환형으로 형성되어 상기 실링부재 삽입홈에 삽입되고, 상기 제2 스크롤과 프레임 사이의 간격을 반경방향으로 분리하는 실링부재;를 포함하고, 상기 실링부재는, 그 내주면의 단면적이 외주면의 단면적보다 작게 형성되며, 상기 실링부재의 외주면과 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면 사이의 제2 간격이 상기 실링부재의 내주면과 상기 실링부재 삽입홈의 내측벽면 사이의 제1 간격보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 제2 간격은 상기 실링부재의 외경에 대해 0.05 ~ 1.0%가 되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재 삽입홈의 외측 모서리와 상기 실링부재의 외측 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 제1 모따기부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는, 환형으로 형성되어 그 일면이 상기 프레임과 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부와, 상기 제1 실링부의 타면에서 환형으로 연장되어 그 외주면이 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면과 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부로 이루어지며, 상기 제1 모따기부의 축방향 높이는 상기 제1 실링부의 축방향 두께보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는, 환형으로 형성되어 그 일면이 상기 프레임과 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부와, 상기 제1 실링부의 타면에서 환형으로 연장되어 그 외주면이 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면과 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부로 이루어지며, 상기 제1 실링부의 외경과 상기 제2 실링부의 외경은 동일하게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는, 환형으로 형성되어 그 일면이 상기 프레임과 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부와, 상기 제1 실링부의 타면에서 환형으로 연장되어 그 외주면이 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면과 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부로 이루어지며, 상기 제1 실링부의 외경과 상기 제2 실링부의 외경은 상이하게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 간격은 상기 실링부재의 외경에 대해 0.05 ~ 1.0%가 되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는 테프론(PTFE)과 탄소섬유가 혼합된 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는 흑연 재질이 더 포함될 수 있다.

여기서, 상기 실링부재는 'ㄱ'모양의 단면 형상으로 형성되고, 상기 프레임에 접하는 부위가 상기 실링부재 삽입홈에 접하는 부위보다 두껍게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 스크롤과 프레임 사이의 간격은 상기 실링부재 삽입홈을 중심으로 반경방향 내측에서의 내측 간격이 반경방향 외측에서의 외측 간격보다 크게 형성되고, 상기 제2 스크롤 또는 상기 프레임에는 상기 내측 간격과 외측 간격 사이를 연통시키는 제1 통로가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 스크롤 또는 상기 프레임에는 상기 외측 간격을 상기 압축실에 연통시키는 제2 통로가 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간에 오일이 저장되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터에 결합되는 회전축; 상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임; 상기 프레임의 하측에 구비되는 제1 스크롤; 상기 프레임과 접하는 면에 실링부재 삽입홈이 형성되어 상기 프레임과 제1 스크롤 사이에 구비되며, 상기 회전축이 편심 결합되어 선회운동을 하면서 상기 제1 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하는 제2 스크롤; 환형으로 형성되어 상기 실링부재 삽입홈에 삽입되고, 상기 프레임과 제2 스크롤 사이에 구비되어 그 프레임과 제2 스크롤 사이의 간격을 내측 간격과 외측 간격으로 분리하는 실링부재;를 포함하고, 상기 실링부재는 그 내주면의 단면적이 외주면의 단면적보다 작게 형성되며, 상기 실링부재의 외경은 상기 실링부재 삽입홈의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 회전축에는 상기 케이싱에 저장된 오일을 상기 회전축의 외주면으로 안내하는 복수 개의 오일유로가 형성되며, 상기 복수 개의 오일유로중에서 적어도 한 개의 오일유로는 상기 실링부재에 의해 분리된 내측 간격에 연통되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 외측 간격은 상기 압축실 중에서 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 형성하는 압축실에 연통되고, 상기 제2 스크롤 또는 프레임에는 상기 내측 간격과 외측 간격을 연통시키는 연통유로가 더 형성되며, 상기 연통유로에는 감압부가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 외측 간격은 상기 내측 간격보다 상기 프레임과 제2 스크롤 사이의 간격이 좁게 형성되며, 상기 외측 간격과 접하는 상기 실링부재 삽입홈의 모서리에는 상기 실링부재 삽입홈 방향으로 경사진 모따기부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는 'ㄱ' 모양의 단면 형상으로 형성되어, 그 외경이 상기 실링부재 삽입홈의 외경에 비해 0.05 ~ 1.0% 만큼 작게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 실링부재는 테프론(PTFE)과 탄소섬유가 혼합된 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는 흑연 재질이 더 포함될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 제2 스크롤과 프레임 사이에 구비되는 실링부재가 단일체로 된 환형으로 형성되면서 압력에 의해 반경방향으로 변위를 가짐에 따라, 실링부재의 축방향 실링력은 물론 반경방향 실링력을 높여 기동시 작동 지연을 미연에 억제할 수 있다.

또, 실링부재의 외주면과 이에 대응하는 실링부재 삽입홈 사이의 간격을 최적화하여 실링부재가 실링부재 삽입홈에 과도하게 밀착되는 것을 방지하면서도 반경방향 실링력을 확보할 수 있고, 이를 통해 실링부재가 신속하게 부상하여 배압실이 짧은 시간에 형성되도록 할 수 있다.

또, 실링부재의 실링효과를 높임에 따라 배압실의 압력이 일정 압력을 유지하게 되고, 이를 통해 선회스크롤의 거동이 안정되어 압축실에서의 냉매누설이 억제되면서 압축 효율이 향상될 수 있다.

또, 실링부재에 절개부가 구비되지 않아 고압축비 압축기에 적용시 실링부재가 파손되는 것을 방지하여 신뢰성이 향상될 수 있다.

또, 실링부재가 제1 실링부와 제2 실링부로 이루어지고 제2 실링부가 제1 실링부에 비해 얇게 형성됨에 따라, 실링부재의 무게가 감소되고 이로 인해 초기 기동시에도 실링부재가 신속하게 부상하여 압축 효율이 향상될 수 있다.

또, 제1 실링부의 두께를 두껍게 형성하여 마모로 인한 수명단축을 방지하고, 제2 실링부의 두께를 얇게 형성하여 제2 실링부가 초기 기동시에도 신속하게 휘어져 반경방향 실링부를 형성할 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에서 압축부를 보인 횡단면도,
도 3은 도 1에서 습동부를 설명하기 위해 회전축의 일부를 보인 정면도,
도 4는 도 1에서 배압실과 압축실 사이의 급유통로를 설명하기 위해 보인 종단면도,
도 5는 도 1에서 실링부재를 스크롤에서 분해하여 보인 사시도,
도 6은 도 5에 따른 실링부재가 실링부재 삽입홈에 삽입된 상태를 보인 평면도,
도 7은 도 6의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도
도 8a는 본 실시예에 따른 실링부재가 적용된 스크롤 압축기에서, 정상 작동시 운전시간에 대한 압력비 변화율을 보인 그래프이고, 도 8b는 작동 지연시 운전시간에 대한 압력비 변화율을 보인 그래프,
도 9는 본 실시예에 따른 실링부재가 적용된 스크롤 압축기에서, 실링부재 삽입홈의 외경 대비 실링부재의 반경방향 간격의 비율(%)에 따른 압력비 변화율을 보인 그래프,
도 10은 본 실시예에 따른 실링부재의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 11은 본 실시예에 따른 실링부재의 낌 방지부에 대한 일실시예를 보인 종단면도,
도 12는 본 실시예에 따른 실링부재 삽입홈의 오일안내부에 대한 일실시예를 보인 종단면도,
도 13a 및 도 13b는 본 실시예에 따른 실링부재에 대해 압축기 정지 상태 및 운전 상태를 보인 종단면도,
도 14 및 도 15는 본 실시예에 따른 실링부재에 대한 다른 실시예들을 보인 개략도들,
도 16 및 도 17은 본 발명에 의한 실링부재에 대한 또다른 실시예들을 보인 종단면도,
도 18은 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서, 실링부재를 부상시키기 위한 다른 실시예를 보인 종단면도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다. 참고로, 본 발명에 의한 스크롤 압축기는 선회스크롤과 이에 대응하는 프레임 사이에 설치되어 배압실을 형성하는 실링부재의 실링력 및 내구성을 높이는 구조에 관한 것이다. 따라서, 선회스크롤과 접하는 부재 사이에 실링부재를 가지는 스크롤 압축기는 어떤 유형의 스크롤 압축기라도 모두 적용될 수 있다. 다만, 이하에서는 편의상 압축부가 전동부보다 하측에 위치하는 하부 압축식 스크롤 압축기에서 회전축이 선회랩과 동일 평면상에서 중첩되는 유형의 스크롤 압축기를 대표예로 삼아 살펴본다. 이러한 유형의 스크롤 압축기는 고온 고압축비 조건의 냉동사이클에 적용하기에 적합한 것으로 알려져 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1에서 압축부를 보인 횡단면도이며, 도 3은 도 1에서 습동부를 설명하기 위해 회전축의 일부를 보인 정면도이고, 도 4는 도 1에서 배압실과 압축실 사이의 급유통로를 설명하기 위해 보인 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 구동모터를 이루며 회전력을 발생하는 전동부(20)가 설치되고, 전동부(20)의 하측에는 소정의 공간(이하, 중간공간)(10a)을 두고 그 전동부(20)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(30)가 설치될 수 있다.

케이싱(10)은 밀폐용기를 이루는 원통 쉘(11)과, 원통 쉘(11)의 상부를 덮어 함께 밀폐용기를 이루는 상부 쉘(12)과, 원통 쉘(11)의 하부를 덮어 함께 밀폐용기를 이루는 동시에 저유공간(10c)을 형성하는 하부 쉘(13)로 이루어질 수 있다.

원통 쉘(11)의 측면으로 냉매 흡입관(15)이 관통하여 압축부(30)의 흡입실에 직접 연통되고, 상부 쉘(12)의 상부에는 케이싱(10)의 상측공간(10b)과 연통되는 냉매 토출관(16)이 설치될 수 있다. 냉매 토출관(16)은 압축부(30)에서 케이싱(10)의 상측공간(10b)으로 토출되는 압축된 냉매가 외부로 배출되는 통로에 해당되며, 상측공간(10b)이 일종의 유분리 공간을 형성할 수 있도록 냉매 토출관(16)이 케이싱(10)의 상측공간(10b) 중간까지 삽입될 수 있다. 그리고 경우에 따라서는 냉매에 혼입된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터(미도시)가 상측공간(10b)을 포함한 케이싱(10)의 내부 또는 상측공간(10b) 내에서 냉매 흡입관(16)에 연결하여 설치될 수 있다.

고정자(21)는 그 내주면에 원주방향을 따라 다수 개의 코일권선부(미부호)를 이루는 티스와 슬롯이 형성되어 코일(25)이 권선되며, 고정자의 내주면과 회전자(22)의 외주면 사이의 간격과 코일권선부를 합쳐 제2 냉매유로(P_G2)가 형성된다. 이로써, 후술할 제1 냉매유로(P_G1)를 통해 전동부(20)와 압축부(30) 사이의 중간공간(10c)으로 토출되는 냉매는 전동부(20)에 형성되는 제2 냉매유로(P_G2)를 통해 그 전동부(20)의 상측에 형성되는 상측공간(10b)으로 이동하게 된다.

그리고 고정자(21)의 외주면에는 원주방향을 따라 다수 개의 디컷(D-cut)면(21a)이 형성되며, 디컷면(21a)은 원통 쉘(11)의 내주면과의 사이에 오일이 통과하도록 제1 오일유로(P_O1)가 형성될 수 있다. 이로써, 상측공간(10b)에서 냉매로부터 분리된 오일은 제1 오일유로(P_O1)와 후술할 제2 오일유로(P_O2)를 통해 하측공간(10c)으로 이동하게 된다.

고정자(21)의 하측에는 소정의 간격을 두고 압축부(30)를 이루는 프레임(31)이 케이싱(10)의 내주면에 고정 결합될 수 있다. 프레임(31)은 그 외주면이 원통 쉘(11)의 내주면에 열박음되거나 용접되어 고정 결합될 수 있다.

그리고 프레임(31)의 가장자리에는 환형으로 된 프레임 측벽부(제1 측벽부)(311)가 형성되고, 제1 측벽부(311)의 외주면에는 원주방향을 따라 복수 개의 연통홈(311b)이 형성될 수 있다. 이 연통홈(311b)은 후술할 제1 스크롤(32)의 연통홈(322b)과 함께 제2 오일유로(P_O2)를 형성하게 된다.

또, 프레임(31)의 중심에는 후술할 회전축(50)의 메인 베어링부(51)를 지지하기 위한 제1 축수부(312)가 형성되고, 제1 축수부에는 회전축(50)의 메인 베어링부(51)가 회전 가능하게 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 제1 축수구멍(312a)이 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

그리고 프레임(31)의 하면에는 회전축(50)에 편심 결합된 선회스크롤(이하, 제2 스크롤)(33)을 사이에 두고 고정스크롤(이하, 제1 스크롤)(32)이 설치될 수 있다. 제1 스크롤(32)은 프레임(31)에 고정 결합될 수도 있지만, 축방향으로 이동 가능하게 결합될 수도 있다.

한편, 제1 스크롤(32)은 고정 경판부(이하, 제1 경판부)(321)가 대략 원판모양으로 형성되고, 제1 경판부(321)의 가장자리에는 프레임(31)의 하면 가장자리에 결합되는 스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(322)가 형성될 수 있다.

제2 측벽부(322)의 일측에는 냉매 흡입관(15)과 흡입실이 연통되는 흡입구(324)가 관통 형성되고, 제1 경판부(321)의 중앙부에는 토출실과 연통되어 압축된 냉매가 토출되는 토출구(325a)(325b)가 형성될 수 있다. 토출구(325a)(325b)는 후술할 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 모두 연통될 수 있도록 한 개만 형성될 수도 있지만, 각각의 압축실(V1)(V2)과 독립적으로 연통될 수 있도록 복수 개가 형성될 수도 있다.

그리고 제2 측벽부(322)의 외주면에는 앞서 설명한 연통홈(322b)이 형성되고, 이 연통홈(322b)은 제1 측벽부(311)의 연통홈(311b)과 함께 회수되는 오일을 하측공간(10c)으로 안내하기 위한 제2 오일유로(P_O2)를 형성하게 된다.

또, 제1 스크롤(32)의 하측에는 압축실(V)에서 토출되는 냉매를 후술할 냉매유로로 안내하기 위한 토출커버(34)가 결합될 수 있다. 토출커버(34)는 그 내부공간이 토출구(325a)(325b)를 수용하는 동시에, 그 토출구(325a)(325b)를 통해 압축실(V)에서 토출된 냉매를 케이싱(10)의 상측공간(10b), 더 정확하게는 전동부(20)와 압축부(30) 사이의 공간으로 안내하는 제1 냉매유로(P_G1)의 입구를 수용하도록 형성될 수 있다.

여기서, 제1 냉매유로(P_G1)는 유로 분리유닛(40)의 안쪽, 즉 유로 분리유닛(40)을 기준으로 안쪽인 회전축(50)쪽에서 고정스크롤(32)의 제2 측벽부(322)와 프레임(31)의 제1 측벽부(311)를 차례로 관통하여 형성될 수 있다. 이로써, 유로 분리유닛(40)의 바깥쪽에는 앞서 설명한 제2 오일유로(P_O2)가 제1 오일유로(P_O1)와 연통되도록 형성된다.

그리고 제1 경판부(321)의 상면에는 후술할 선회랩(이하, 제2 랩)(33)과 맞물려 압축실(V)을 이루는 고정랩(이하, 제1 랩)(323)이 형성될 수 있다. 제1 랩(323)에 대해서는 나중에 제2 랩(332)과 함께 설명한다.

또, 제1 경판부(321)의 중심에는 후술할 회전축(50)의 서브 베어링부(52)를 지지하는 제2 축수부(326)가 형성되고, 제2 축수부(326)에는 축방향으로 관통되어 서브 베어링부(52)를 반경방향으로 지지하는 제2 축수구멍(326a)이 형성될 수 있다.

한편, 제2 스크롤(33)은 선회 경판부(이하, 제2 경판부)(331)가 대략 원판모양으로 형성될 수 있다. 제2 경판부(331)의 하면에는 제1 랩(322)과 맞물려 압축실을 이루는 제2 랩(332)이 형성될 수 있다.

제2 랩(332)은 제1 랩(323)과 함께 인볼류트 형상으로 형성될 수 있지만 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이, 제2 랩(332)은 직경과 원점이 서로 다른 다수의 원호를 연결한 형태를 가지며, 최외곽의 곡선은 장축과 단축을 갖는 대략 타원형 형태로 형성될 수 있다. 이는 제1 랩(323)도 마찬가지로 형성될 수 있다.

제2 경판부(331)의 중앙부위에는 제2 랩(332)의 내측 단부를 이루며, 후술할 회전축(50)의 편심부(53)가 회전가능하게 삽입되어 결합되는 회전축 결합부(333)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

회전축 결합부(333)의 외주부는 제2 랩(332)과 연결되어 압축과정에서 제1 랩(322)과 함께 압축실(V)을 형성하는 역할을 하게 된다.

또, 회전축 결합부(333)는 제2 랩(332)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이로 형성되어, 회전축(50)의 편심부(53)가 제2 랩(332)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 냉매의 반발력과 압축력이 제2 경판부를 기준으로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄되어, 압축력과 반발력의 작용에 의한 제2 스크롤(33)의 기울어짐이 방지될 수 있다.

또, 회전축 결합부(333)는 제1 랩(323)의 내측 단부와 대향되는 외주부에 후술할 제1 랩(323)의 돌기부(328)와 맞물리게 되는 오목부(335)가 형성된다. 이 오목부(335)의 일측은 압축실(V)의 형성방향을 따라 상류측에 회전축 결합부(333)의 내주부에서 외주부까지의 두께가 증가하는 증가부(335a)가 형성된다. 이는 토출 직전의 제1 압축실(V1)의 압축 경로가 길어져, 결과적으로 제1 압축실(V1)의 압축비를 제2 압축실(V2)의 압력비에 근접하게 높일 수 있게 한다. 제1 압축실(V1)은 제1 랩(323)의 내측면과 제2 랩(332)의 외측면 사이에 형성되는 압축실로서, 제2 압축실(V2)과 구분하여 나중에 설명한다.

오목부(335)의 타측은 원호 형태를 갖는 원호압축면(335b)이 형성된다. 원호압축면(335b)의 직경은 제1 랩(323)의 내측 단부 두께(즉, 토출단의 두께) 및 제2 랩(332)의 선회반경에 의해 결정되는데, 제1 랩(323)의 내측 단부 두께를 증가시키면 원호압축면(335b)의 직경이 커지게 된다. 이로 인해, 원호압축면(335b) 주위의 제2 랩 두께도 증가되어 내구성이 확보될 수 있고, 압축 경로가 길어져서 그만큼 제2 압축실(V2)의 압축비도 증가할 수 있다.

또, 회전축 결합부(333)에 대응하는 제1 랩(323)의 내측 단부(흡입단 또는 시작단) 부근에는 회전축 결합부(333)의 외주부측으로 돌출되는 돌기부(328)가 형성되는데, 돌기부(328)에는 그 돌기부로부터 돌출되어 오목부(335)와 맞물리는 접촉부(328a)가 형성될 수 있다. 즉, 제1 랩(323)의 내측 단부는 다른 부분에 비해서 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 제1 랩(323) 중에서 가장 큰 압축력을 받게 되는 내측 단부의 랩 강도가 향상되어 내구성이 향상될 수 있다.

한편, 압축실(V)은 제1 경판부(321)와 제1 랩(323), 그리고 제2 랩(332)과 제2 경판부(331) 사이에 형성되며, 랩의 진행방향을 따라 흡입실, 중간압실, 토출실이 연속으로 형성되어 이루어질 수 있다.

도 2와 같이, 압축실(V)은 제1 랩(323)의 내측면과 제2 랩(332)의 외측면 사이에 형성되는 제1 압축실(V1)과, 제1 랩(323)의 외측면과 제2 랩(332)의 내측면 사이에 형성되는 제2 압축실(V2)로 이루어질 수 있다.

즉, 제1 압축실(V1)은 제1 랩(323)의 내측면과 제2 랩(332)의 외측면이 접촉하여 생기는 두 개의 접촉점(P11, P12) 사이에 형성되는 압축실을 포함하고, 제2 압축실(V2)은 제1 랩(323)의 외측면과 제2 랩(332)의 내측면이 접촉하여 생기는 두 개의 접촉점(P21, P22) 사이에 형성되는 압축실을 포함한다.

여기서, 토출 직전의 제1 압축실(V1)은 편심부의 중심, 즉 회전축 결합부의 중심(O)과 두 개의 접촉점(P11, P12)을 각각 연결한 두 개의 선이 이루는 각도 중 큰 값을 갖는 각도를 α라 할 때, 적어도 토출 개시 직전에 α < 360°이고, 두 개의 접촉점(P11, P12)에서의 법선 벡터 사이의 거리 ℓ도 0보다 큰 값을 갖게 된다.

이로 인해, 토출 직전의 제1 압축실이 인볼류트 곡선으로 이루어진 고정랩과 선회랩을 갖는 경우에 비해서 더 작은 볼륨을 갖게 되므로, 제1 랩(323)과 제2 랩(332)의 크기를 늘리지 않고도 제1 압축실(V1)의 압축비와 제2 압축실(V2)의 압축비가 모두 향상될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 스크롤(33)은 프레임(31)과 고정스크롤(32) 사이에서 선회 가능하게 설치될 수 있다. 그리고 제2 스크롤(33)의 상면과 이에 대응하는 프레임(31)의 하면 사이에는 제2 스크롤(33)의 자전을 방지하는 올담링(35)이 설치되고, 올담링(35)보다 안쪽에는 후술할 배압실(S1)을 형성하는 실링부재(36)가 설치될 수 있다.

그리고 실링부재(36)의 바깥쪽에는 제2 스크롤(32)에 구비되는 급유구멍(321a)에 의해 중간압 공간을 형성하게 된다. 이 중간압 공간은 중간 압축실(V)과 연통되어 중간압의 냉매가 채워짐에 따라 배압실의 역할을 할 수 있다. 따라서, 실링부재(36)를 중심으로 안쪽에 형성되는 배압실을 제1 배압실(S1)이라고 하고, 바깥쪽에 형성되는 중간압 공간을 제2 배압실(S2)이라고 할 수 있다. 결국, 배압실(S1)은 실링부재(36)를 중심으로 프레임(31)의 하면과 제2 스크롤(33)의 상면에 의해 형성되는 공간으로, 이 배압실(S1)에 대해서는 후술할 실링부재와 함께 다시 설명한다.

한편, 유로 분리유닛(40)은 전동부(20)의 하면과 압축부(30)의 상면 사이에 형성되는 경유공간인 중간공간(10a)에 설치되어, 압축부(30)로부터 토출되는 냉매가 유분리 공간인 전동부(20)의 상측공간(10b)에서 저유공간인 압축부(30)의 하측공간(10c)으로 이동하는 오일과 간섭되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 유로 분리유닛(40)은 제1 공간(10a)을 냉매가 유동하는 공간(이하, 냉매 유동공간)과 오일이 유동하는 공간(이하, 오일 유동공간)으로 분리하는 유로 가이드를 포함한다. 유로 가이드는 그 유로 가이드 자체만으로 제1 공간(10a)을 냉매 유동공간과 오일 유동공간으로 분리할 수 있지만, 경우에 따라서는 복수 개의 유로 가이드를 조합하여 유로 가이드의 역할을 하도록 할 수도 있다.

본 실시예에 따른 유로 분리유닛은 프레임(31)에 구비되어 상향 연장되는 제1 유로 가이드(410)와, 고정자(21)에 구비되어 하향 연장되는 제2 유로 가이드(420)로 이루어진다. 제1 유로 가이드(410)와 제2 유로 가이드(420)가 축방향으로 중첩되어 중간공간(10a)이 냉매 유동공간과 오일 유동공간으로 분리될 수 있도록 한다.

여기서, 제1 유로 가이드(410)는 환형으로 제작되어 프레임(31)의 상면에 고정 결합되고, 제2 유로 가이드(420)는 고정자(21)에 삽입되어 권선코일을 절연하는 인슐레이터에서 연장 형성될 수 있다.

제1 유로 가이드(410)는 외측에서 상향 연장되는 제1 환벽부(411)와, 내측에서 상향 연장되는 제2 환벽부(412), 그리고 제1 환벽부(411)와 제2 환벽부(412) 사이를 연결하도록 반경방향으로 연장되는 환면부(413)로 이루어진다. 제1 환벽부(411)는 제2 환벽부(412)보다 높게 형성되고, 환면부(413)에는 압축부(30)에서 중간공간(10a)으로 연통되는 냉매구멍이 연통되도록 냉매통공이 형성될 수 있다.

그리고, 제2 환벽부(412)의 안쪽, 즉 회전축 방향에 밸런스 웨이트(26)가 위치하며, 밸런스 웨이트(26)는 회전자(22) 또는 회전축(50)에 결합되어 회전한다. 이때, 밸런스 웨이트(26)가 회전하면서 냉매를 교반할 수 있지만, 제2 환벽부(412)에 의해 냉매가 밸런스 웨이트(26)쪽으로 이동하는 것을 막아 냉매가 밸런스 웨이트(26)에 의해 교반되는 것을 억제할 수 있다.

제2 유로 가이드(420)는 인슐레이터의 외측에서 하향 연장되는 제1 연장부(421)와, 인슐레이터의 내측에서 하향 연장되는 제2 연장부(422)로 이루어질 수 있다. 제1 연장부(421)는 제1 환벽부(411)와 축방향으로 중첩되도록 형성되어, 냉매 유동공간과 오일 유동공간으로 분리하는 역할을 한다. 제2 연장부(422)는 필요에 따라 형성되지 않을 수도 있지만, 형성되더라도 제2 환벽부(412)와 축방향으로 중첩되지 않거나 중첩되더라도 냉매가 충분히 유동할 수 있도록 반경방향으로 충분한 간격을 두고 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 회전축(50)은 그 상부는 회전자(22)의 중심에 압입되어 결합되는 반면 하부는 압축부(30)에 결합되어 반경방향으로 지지될 수 있다. 이로써, 회전축(50)은 전동부(20)의 회전력을 압축부(30)의 선회스크롤(33)에 전달하게 된다. 그러면 회전축(50)에 편심 결합된 제2 스크롤(33)이 제1 스크롤(32)에 대해 선회운동을 하게 된다.

회전축(50)의 하반부에는 프레임(31)의 제1 축수구멍(312a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 메인 베어링부(이하, 제1 베어링부)(51)가 형성되고, 제1 베어링부(51)의 하측에는 제1 스크롤(32)의 제2 축수구멍(326a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 서브 베어링부(이하, 제2 베어링부)(52)가 형성될 수 있다. 그리고 제1 베어링부(51)와 제2 베어링부(52)의 사이에는 회전축 결합부(333)에 삽입되어 결합되도록 편심부(53)가 형성될 수 있다.

제1 베어링부(51)와 제2 베어링부(52)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성되고, 편심부(53)는 제1 베어링부(51) 또는 제2 베어링부(52)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 제2 베어링부(52)는 제1 베어링부(51)에 대해 편심지게 형성될 수도 있다.

편심부(53)는 그 외경이 제1 베어링부(51)의 외경보다는 작게, 제2 베어링부(52)의 외경보다는 크게 형성되어야 회전축(50)을 각각의 축수구멍(312a)(326a)과 회전축 결합부(333)를 통과하여 결합시키는데 유리할 수 있다. 하지만, 편심부(53)가 회전축(50)에 일체로 형성되지 않고 별도의 베어링을 이용하여 형성하는 경우에는 제2 베어링부(52)의 외경이 편심부(53)의 외경보다 작게 형성되지 않고도 회전축(50)을 삽입하여 결합할 수 있다.

그리고 회전축(50)의 내부에는 각 베어링부와 편심부에 오일을 공급하기 위한 오일공급유로(50a)가 축방향을 따라 형성될 수 있다. 오일공급유로(50a)는 압축부(30)가 전동부(20)보다 하측에 위치함에 따라 회전축(50)의 하단에서 대략 고정자(21)의 하단이나 중간 높이, 또는 제1 베어링부(31)의 상단보다는 높은 위치까지 홈파기로 형성될 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 회전축(50)을 축방향으로 관통하여 형성될 수도 있다.

그리고 회전축(50)의 하단, 즉 제2 베어링부(52)의 하단에는 하측공간(10c)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(60)가 결합될 수 있다. 오일피더(60)는 회전축(50)의 오일공급유로(50a)에 삽입되어 결합되는 오일공급관(61)과, 오일공급관(61)을 수용하여 이물질의 침입을 차단하는 차단부재(62)로 이루어질 수 있다. 오일공급관(61)은 토출커버(34)를 관통하여 하측공간(10c)의 오일에 잠기도록 위치될 수 있다.

한편, 도 3에서와 같이, 회전축(50)의 각 베어링부(51)(52)와 편심부(53)에는 오일공급유로(50a)에 연결되어 각 습동부로 오일을 공급하기 위한 습동부 급유통로(F1)가 형성된다.

습동부 급유통로(F1)는 오일공급유로(50a)에서 회전축(50)의 외주면을 향해 관통되는 복수 개의 급유구멍(511)(521)(531)과, 각 베어링부(51)(52)와 편심부(53)의 외주면에는 급유구멍(511)(521)(531)에 각각 연통되어 각 베어링부(51)(52)와 편심부(53)를 윤활하는 복수 개의 급유홈(512)(522)(532)으로 이루어진다.

예를 들어, 제1 베어링부(51)에는 제1 급유구멍(511)과 제1 급유홈(512)이, 제2 베어링부(52)에는 제2 급유구멍(521)과 제2 급유홈(522)이, 그리고 편심부(53)에는 제3 급유구멍(531)과 제3 급유홈(532)이 각각 형성된다. 제1 급유홈(512)과 제2 급유홈(522), 그리고 제3 급유홈(532)은 각각 축방향 또는 경사방향으로 길게 장홈 형상으로 형성된다.

그리고, 제1 베어링부(51)와 편심부(53)의 사이, 편심부(53)와 제2 베어링부(52)의 사이에는 각각 환형으로 된 제1 연결홈(541)과 제2 연결홈(542)이 각각 형성된다. 이 제1 연결홈(541)은 제1 급유홈(512)의 하단이 연통되고, 제2 연결홈(542)은 제2 급유홈(522)의 상단이 연결된다. 이에 따라, 제1 급유홈(512)을 통해 제1 베어링부(51)를 윤활하는 오일의 일부는 제1 연결홈(541)으로 흘러내려 모이게 되고, 이 오일은 제1 배압실(S1)로 유입되어 토출압의 배압력을 형성하게 된다. 또, 제2 급유홈(522)을 통해 제2 베어링부(52)를 윤활하는 오일과 제3 급유홈(532)을 통해 편심부(53)를 윤활하는 오일은 제2 연결홈(542)으로 모여 회전축 결합부(333)의 선단면과 제1 경판부(321) 사이를 거쳐 압축부(30)로 유입될 수 있다.

그리고 제1 베어링부(51)의 상단방향으로 흡상되는 소량의 오일은 프레임(31)의 제1 축수부(312) 상단에서 베어링면 밖으로 흘러나와 그 제1 축수부(312)를 따라 프레임(31)의 상면(31a)으로 흘러내린 후, 그 프레임(31)의 외주면(또는 상면에서 외주면으로 연통되는 홈)과 제1 스크롤(32)의 외주면에 연속으로 형성되는 오일유로(P_O1)(P_O2)를 통해 하측공간(10c)으로 회수된다.

아울러, 압축실(V)에서 냉매와 함께 케이싱(10)의 상측공간(10b)으로 토출되는 오일은 케이싱(10)의 상측공간(10b)에서 냉매로부터 분리되어, 전동부(20)의 외주면에 형성되는 제1 오일유로(P_O1) 및 압축부(30)의 외주면에 형성되는 제2 오일유로(P_O2)를 통해 하측공간(10c)으로 회수된다. 이때, 전동부(20)와 압축부(30)의 사이에는 유로 분리유닛(40)이 구비되어, 상측공간(10b)에서 냉매로부터 분리되어 하츠공간(10c)으로 이동되는 오일이 압축부(20)에서 토출되어 상측공간(10b)으로 이동하는 냉매와 간섭되어 재혼합되지 않고 서로 다른 통로[(P_O1)(P_O2)][(P_G1)(P_G2)]를 통해 각각 오일은 하측공간(10c)으로, 냉매는 상측공간(10b)으로 이동할 수 있게 된다.

한편, 제2 스크롤(33)에는 오일공급유로(50a)를 통해 흡상되는 오일을 압축실(V)로 공급하기 위한 압축실 급유통로(F2)가 형성된다. 압축실 급유통로(F2)는 앞서 설명한 습동부 급유통로(F1)에 연결된다.

압축실 급유통로(F2)는 오일공급유로(50a)와 중간압 공간을 이루는 제2 배압실(S2) 사이에 연통되는 제1 급유통로(371)와, 제2 배압실(S2)과 압축실(V)의 중간압실에 연통되는 제2 급유통로(372)로 이루어질 수 있다.

물론, 압축실 급유통로는 제2 배압실(S2)을 경유하지 않고 오일공급유로(50a)에서 중간압실로 직접 연통되도록 형성될 수도 있다. 하지만, 이 경우에는 제2 배압실(S2)과 중간압실(V)을 연통시키는 냉매유로를 별도로 구비하여야 하고, 제2 배압실(S2)에 위치하는 올담링(35)에 오일을 공급하기 위한 오일유로를 별도로 구비해야 한다. 이로 인해 통로의 개수가 많아져 가공이 복잡하게 된다. 따라서, 냉매유로와 오일유로를 단일화하여 통로의 개수를 줄이기 위해서라도 본 실시예와 같이 오일공급유로(50a)와 제2 배압실(S2)을 연통시키고, 제2 배압실(S2)을 중간압실(V)에 연통시키는 것이 바람직할 수 있다.

이를 위해, 제1 급유통로(371)는 제2 경판부(331)의 하면에서 두께방향으로 중간까지 형성되는 제1 선회통로부(371a)가 형성되고, 제1 선회통로부(371a)에서 제2 경판부(331)의 외주면을 향해 제2 선회통로부(371b)가 형성되며, 제2 선회통로부(371b)에서 제2 경판부(331)의 상면을 향해 관통되는 제3 선회통로부(371c)가 형성된다.

그리고, 제1 선회통로부(371a)는 제1 배압실(S1)에 속하는 위치에 형성되고, 제3 선회통로부(371c)는 제2 배압실(S2)에 속하는 위치에 형성된다. 그리고 제2 선회통로부(371b)에는 그 제1 급유통로(371)를 통해 제1 배압실(S1)에서 제2 배압실(S2)로 이동하는 오일의 압력을 낮출 수 있도록 감압봉(375)이 삽입된다. 이로써, 감압봉(375)을 제외한 제2 선회통로부(371b)의 단면적은 제1 선회통로부(371a) 또는 제3 선회통로부(371c)제2 선회통로부(371b)작게 형성된다.

여기서, 제3 선회통로부(371c)의 단부가 올담링(35)의 안쪽, 즉 올담링(35)과 실링부재(36)의 사이에 위치하도록 형성되는 경우에는 그 제1 급유통로(371)를 통해 이동하는 오일이 올담링(35)에 막혀 제2 배압실(S2)로 원활하게 이동하지 못하게 된다. 따라서, 이 경우에는 제3 선회통로부(371c)의 단부에서 제2 경판부(331)의 외주면을 향해 제4 선회통로부(371d)가 형성될 수 있다. 제4 선회통로부(371d)는 도 4와 같이 제2 경판부(331)의 상면에 홈으로 형성될 수도 있고, 제2 경판부(331)의 내부에 구멍으로 형성될 수도 있다.

제2 급유통로(372)는 제2 측벽부(322)의 상면에서 두께방향으로 제1 고정통로부(372a)가 형성되고, 제1 고정통로부(372a)에서 반경방향으로 제2 고정통로부(372b)가 형성되며, 제2 고정통로부(372b)에서 중간압실(V)로 연통되는 제3 고정통로부(372c)가 형성된다.

도면중 미설명 부호인 70은 어큐뮬레이터이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 전동부(20)에 전원이 인가되면, 회전자(21)와 회전축(50)에 회전력이 발생되어 회전하고, 회전축(50)이 회전함에 따라 그 회전축(50)에 편심 결합된 선회스크롤(33)이 올담링(35)에 의해 선회운동을 하게 된다.

그러면, 케이싱(10)의 외부에서 냉매 흡입관(15)을 통하여 공급되는 냉매는 압축실(V)로 유입되고, 이 냉매는 선회스크롤(33)의 선회운동에 의해 압축실(V)의 체적이 감소함에 따라 압축되어 토출구(325a)(325b)를 통해 토출커버(34)의 내부공간으로 토출된다.

그러면, 토출커버(34)의 내부공간으로 토출된 냉매는 그 토출커버(34)의 내부공간을 순환하며 소음이 감소된 후 프레임(31)과 고정자(21) 사이의 공간으로 이동하고, 이 냉매는 고정자(21)와 회전자(22) 사이의 간격을 통해 전동부(20)의 상측공간으로 이동하게 된다.

그러면, 전동부(20)의 상측공간에서 냉매로부터 오일이 분리된 후 냉매는 냉매 토출관(16)을 통해 케이싱(10)의 외부로 배출되는 반면, 오일은 케이싱(10)의 내주면과 고정자(21) 사이의 유로 및 케이싱(10)의 내주면과 압축부(30)의 외주면 사이의 유로를 통해 케이싱(10)의 저유공간인 하측공간(10c)으로 회수되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 하측공간(10c)의 오일은 회전축(50)의 오일공급유로(50a)를 통해 흡상되고, 이 오일은 각각의 급유구멍(511)(521)(531)과 급유홈(512)(522)(532)을 통해 제1 베어링부(51)와 제2 베어링부(52), 그리고 편심부(53)를 각각 윤활하게 된다.

이 중에서 제1 급유구멍(511)과 제1 급유홈(512)을 통해 제1 베어링부(51)를 윤활한 오일은 제1 베어링부(51)와 편심부(53) 사이의 제1 연결홈(541)으로 모이고, 이 오일은 제1 배압실(S1)로 유입된다. 이 오일은 거의 토출압을 형성하게 되어 제1 배압실(S1)의 압력도 거의 토출압을 형성하게 된다. 따라서, 제2 스크롤(33)의 중심부측은 토출압에 의해 축방향으로 지지할 수 있게 된다.

한편, 제1 배압실(S1)의 오일은 제2 배압실(S2)과의 압력차이에 의해 제1 급유통로(371)를 거쳐 제2 배압실(S2)로 이동을 하게 된다. 이때, 제1 급유통로(371)를 이루는 제2 선회통로부(371b)에는 감압봉(375)이 구비되어, 제2 배압실(S2)로 향하는 오일의 압력이 중간압으로 감압된다.

그리고, 제2 배압실(중간압 공간)(S2)로 이동하는 오일은 제2 스크롤(33)의 가장자리부를 지지하는 동시에 중간압실(V)과의 압력차이에 따라 제2 급유통로(372)를 통해 중간압실(V)로 이동하게 된다. 하지만, 압축기의 운전중에서 중간압실(V)의 압력이 제2 배압실(S2)의 압력보다 높아지게 되면 제2 급유통로(372)를 통해 중간압실(V)에서 냉매가 제2 배압실(S2)쪽으로 이동하게 된다. 다시 말해, 제2 급유통로(372)는 제2 배압실(S2)의 압력과 중간압실(V)의 압력 차이에 따라 냉매와 오일이 교차 이동하는 통로 역할을 한다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 스크롤의 배면, 즉 제2 스크롤의 상면에는 제2 스크롤이 압축실의 압력에 의해 밀려 제1 스크롤로부터 멀어지는 것을 방지하도록 배압실이 형성된다.

즉, 배압실은 프레임의 하면과 제2 스크롤의 상면에 실링부재가 구비되어, 제2 스크롤과 프레임 사이에 제1 배압실이, 제2 스크롤과 프레임 그리고 제1 스크롤 사이에 제2 배압실이 각각 형성된다.

따라서, 실링부재는 프레임과 제2 스크롤 사이의 실링력이 우수하며 제2 스크롤의 선회운동에 의한 마찰을 고려하여 내마모성이 우수한 것이 바람직하다. 아울러, 실링부재는 제2 스크롤에 구비되는 실링부재 삽입홈에 삽입된 상태에서 압력에 의해 부상하면서 축방향을 실링하게 되므로 낮은 압력에도 신속하게 부상할 수 있는 재질과 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 실시예에 의한 실링부재를 분해하여 보인 사시도이고, 도 6은 도 5에 따른 실링부재가 실링부재 삽입홈에 삽입된 상태를 보인 평면도이며, 도 7은 도 6의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 실링부재(36)는 중간에 절개부가 없는, 단일체로 된 환형으로 형성될 수 있다. 그리고 실링부재(36)는 테프론과 같이 가볍고 압력에 따라 휘어질 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 실링부재(36)는 환형으로 형성되어 그 상면이 프레임(31)의 하면과 접하여 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부(361)와, 제1 실링부(361)의 하면 가장자리에서 환형으로 하향 연장되어 그 외주면이 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면에 접하여 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부(362)로 이루어질 수 있다.

제1 실링부(361)는 'ㅡ' 단면 모양으로 형성되고, 제2 실링부(362)는 제1 실링부(361)의 하면 가장자리에서 'ㅣ' 단면 모양으로 형성됨에 따라, 실링부재(36)는 전체적으로 'ㄱ' 단면 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 실링부(361)는 제2 실링부(362)가 연장되는 단부의 반대쪽 단부, 즉 내주면(36a)이 자유단을 이루고, 제2 실링부(362)는 제1 실링부(361)에서 연장되는 단부의 반대쪽 단부, 즉 하단(362a)이 자유단을 이루게 된다. 이로써, 제2 실링부(362)는 실링부재 삽입홈(336)의 압력에 따라 자유단을 이루는 하단(362a) 주변이 바깥쪽으로 휘어지면서 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b)에 밀착되어 반경방향 실링부를 형성하게 된다.

그리고, 도 6 및 도 7에서와 같이, 실링부재(정확하게는, 제1 실링부)(36)의 내경(D1)은 실링부재 삽입홈(336)의 내경(D2)보다 제1 간격(G1)만큼 크고, 실링부재(정확하게는, 제2 실링부)(36)의 외경(D3)은 실링부재 삽입홈(336)의 외경(D4)보다 제2 간격(G2)만큼 작게 형성될 수 있다.

이로써, 실링부재(36) 안쪽의 고압 유체(냉매 및 오일)가 실링부재 삽입홈(336)의 내측벽면(336a)과 실링부재(36)의 내주면(36a) 사이에 형성되는 제1 간격(G1)를 통해 실링부재 삽입홈(336)으로 유입되고, 이 유체의 압력에 의해 실링부재(36)가 부상할 수 있다. 아울러, 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b)과 실링부재(36)의 외주면(36b) 사이에 제2 간격(G2)이 형성됨에 따라, 실링부재가(36) 실링부재 삽입홈(336)과 간섭되지 않고 접촉되지 않거나 미끄럼 접촉되어 신속하게 부상할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 실링부재(36)는 환형으로 형성됨에 따라, 실링부재(36)의 내주면(36a)과 외주면(36b)이 실링부재 삽입홈(336)의 내측벽면(336a)과 외측벽면(336b)과 이루는 각 틈새들, 즉 제1 간격(G1)과 제2 간격(G2)의 크기에 의해 상하 방향으로 이동하는 동작이 제한받는다.

즉, 제1 간격(G1)과 제2 간격(G2)이 너무 작으면 실링부재(36)의 내주면(36a)과 외주면(36b)이 실링부재 삽입홈(336)에 접촉되어 원활하게 부상하지 못하게 될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 실링부재(36)는 제1 간격(G1)쪽으로 유입되는 고압의 오일에 의해 제2 실링부(362)가 바깥쪽으로 벌어지면서 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b)에 밀착되어 실링역할을 하게 된다. 따라서, 제2 간격(G2)이 너무 작게 형성되면 제2 실링부(362)가 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b)에 과도하게 밀착되면서 실링부재(36)의 부상이 지연되거나 마모될 수 있고, 실링부재(36)의 외주면(36b)이 프레임(31)과 제2 스크롤(33) 사이에 끼일 수가 있다. 물론, 제2 간격(G2)이 너무 크면 제2 실링부(362)의 외주면(36b)와 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b) 사이가 충분한 실링면적을 확보하지 못하여 냉매누설이 발생될 수 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 제1 간격(G1)과 제2 간격(G2)의 적정 범위를 가지도록 하여, 실링부재(36)가 냉매의 누설은 효과적으로 억제하면서도 작동은 원활하고 신속하게 수행될 수 있도록 하고자 한다.

예를 들어, 도 6 및 도 7에서와 같이, 본 실시예에 따른 실링부재(36)는 제1 간격(G1)이 제2 간격(G2)보다 크게 형성되고, 제2 간격(G2)은 실링부재(36)의 외경D3)에 대해 0.05 ~ 1.0%가 되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

이는, 도 8a 내지 도 9에 도시된 그래프를 통해 확인할 수 있다. 도 8a는 정상 작동시 운전시간에 대한 압력비 변화율을 보인 그래프이고, 도 8b는 작동 지연시 운전시간에 대한 압력비 변화율을 보인 그래프이다.

즉, 흡입압에 대한 토출압의 압력비(이하, 토출 압력비)(Pd/Ps)를 보면, 도 8a에서는 실링부재(36)가 정상적으로 작동함에 따라 토출 압력비가 기동 후 일정 시간이 지나면 기 설정된 압력까지 상승하여 그 상태를 유지하는데 반해, 도 8b에서는 실링부재(36)가 정상적으로 작동하지 못함에 따라 토출 압력비가 기 설정된 압력 근방까지는 상승하지만 이를 유지하지 못하고 급격하게 하강하는 것을 볼 수 있다.

또, 흡입압에 대한 중간압의 압력비(이하, 중간 압력비)(Pm/Ps)를 보면, 도 8a에서는 중간압력비가 기동시 일정하게 상승하여 운전시간 동안 유지되는데 반해, 도 8b에서는 기동시 과도하게 상승하였다가 하강하여 당분간은 유지되다가 토출 압력비와 함께 급격하게 하는 것을 볼 수 있다.

이는, 도 8b의 경우, 실링부재가 작동 지연(부상 지연)되거나 또는 작동하지 못하여 제1 배압실(S1)이 형성되지 못하면서 중심 부근에서의 압축실 간 누설이 발생되기 때문이다. 또, 중간압 공간을 이루는 제2 배압실(S2)의 압력이 일시적으로 상승하는 것은 제1 배압실(S1)이 형성되지 못하면서 고압의 오일이 제2 배압실(S2)로 유입되고, 이 오일에 의해 제2 배압실(S2)의 압력이 일시적으로 상승하여 다소간의 배압력을 발생시키지만 이 배압실의 압력이 압축실의 토출압보다는 낮아 결국 압축실 간 누설이 발생되기 때문이다.

따라서, 본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이 실링부재(36)와 실링부재 삽입홈(336) 사이의 간격을 최적화하여 실링부재(36)가 작동 지연되는 현상을 미연에 억제할 수 있다. 도 9는 실링부재 삽입홈의 외경 대비 실링부재의 반경방향 간격(특히, 제2 간격)의 비율(%)(이하, 간격 비율)에 따른 압력비 변화율을 보인 그래프이다.

이에 도시된 바와 같이, 간격 비율이 0.05% 이하 및 1.0% 이상에서는 압력비 변화율이 크게 증가하는 것을 볼 수 있다. 이에 따라, 간격 비율은 대략 0.05 ~ 1.0% 의 범위가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 따른 실링부재는 그 형상에 의해서도 작동 여부에 영향을 받게 된다.

즉, 제1 실링부(361)의 경우 너무 얇으면 마모에 취약하여 신뢰성이 저하될 수 있고, 반대로 너무 두꺼우면 무게가 증가하여 작동 지연이 유발될 수 있다.

또, 제2 실링부(362)는 너무 얇으면 신뢰성이 저하될 뿐만 아니라 제1 배압실(S1)의 압력변화에 지나치게 민감하여 실링력이 저하될 수 있고, 반대로 너무 두꺼우면 실링부재(36)의 내 외측 간 압력차이에 따른 변형이 원활하지 못해 실링력이 저하될 수 있다.

따라서, 실링부재(36)는 제1 실링부(361)와 제2 실링부(362) 사이의 규격을 적절하게 형성하여 신뢰성과 실링력을 높이는 것이 바람직하다. 도 10은 본 실시예에 따른 실링부재의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 실링부재(36)의 제1 실링부(361)는 반경방향 폭(L1)이 축방향 두께(t1)보다 크거나 같게 형성되고, 제2 실링부(362)는 반경방향 두께(t2)가 축방향 길이(L2)에 비해 작거나 같게 형성될 수 있다.

그리고 제1 실링부(361)의 축방향 두께(t1)는 제2 실링부(362)의 반경방향 두께(t2)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 실링부(361)는 프레임(31)과의 마모로 인한 수명감축을 대비할 수 있고, 제2 실링부(362)는 반경방향으로 신속하게 변형될 수 있어 반경방향 실링효과를 높일 수 있다.

그리고 제1 실링부(361)의 축방향 두께(t1)는 실링부재(36)의 바깥쪽(제2 배압실측)에서 프레임(31)과 제2 스크롤(33) 사이의 최대 간격(통상, 정지시 간격)(G4)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 이에 따라, 실링부재(36)가 제1 배압실(S1)의 오일에 의해 실링부재(정확하게는 제1 실링부의 외주면)(36)가 제2 배압실 방향으로 밀려 휘어지면서 실링부재(36)의 외주면(36b) 모서리가 프레임(31)과 제2 스크롤(33) 사이에 끼일 우려가 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 도 11에서와 같이, 실링부재 삽입홈(336)의 모서리에 제1 모따기부를 이루는 낌 방지부(336c)를 형성하여, 실링부재(36)가 프레임(31)과 제2 스크롤(33) 사이에 끼이는 것을 미연에 억제할 수 있다.

낌 방지부(336c)는 단차지게 형성되거나 또는 곡면지게 형성될 수도 있지만, 가공성 등을 고려하여 경사지게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

또, 낌 방지부(336c)는 그 하단, 즉 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b)에 접하는 부위의 높이(H3)는 실링부재(36)가 프레임(31)에 접하는 시점에서 적어도 제1 실링부(361)의 범위내에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 실링부재(36)가 프레임(31)에 접한 상태에서 제1 배압실(S1)의 압력을 받아 밀려나려고 해도 상대적으로 두꺼운 제1 실링부(361)가 제1 배압실(S1)의 압력을 견뎌 외측으로 밀려나지 않을 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 낌 방지부는 실링부재의 외주면 모서리에 형성하거나 또는 실링부재 삽입홈의 모서리와 실링부재의 모서리에 각각 형성할 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 실링부재(36)는 앞서 설명한 바와 같이 'ㄱ'자 단면 형상으로 형성됨에 따라, 종래의 사각단면 형상의 실링부재에 비해 마찰면을 형성하는 제1 실링부(361)의 두께가 얇아지게 된다. 따라서, 실링부재(36)의 재질은 가급적 내마모성을 가지는 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 실링부재(36)는 테프론(PTFE)에 내마모성 첨가물이 혼합될 수 있다. 내마모성 첨가물로는 분말입자가 혼합될 수도 있고 탄소섬유가 혼합될 수도 있다.

다만, 분말입자가 혼합되는 것에 비해 탄소섬유가 혼합되는 것이 내마모성을 더욱 높일 수 있어 바람직하다. 이는 탄소섬유가 부서지는 것 보다 분말입자가 테프론으로부터 탈거되는 것이 더 쉽기 때문이다.

또, 실링부재(36)는 흑연과 같은 윤활성 첨가물이 더 포함될 수 있다. 이 경우, 실링부재(36)는 윤활성이 향상되어 마모량이 현저하게 감소될 수 있다.

한편, 프레임(31)의 하면과 이에 대응하는 제2 스크롤(33)의 제2 경판부(331) 상면 사이에는 앞서 설명한 바와 같이 제1 배압실(S1)이 형성된다. 이를 위해, 프레임(31)의 하면 또는 제2 경판부(331)의 상면(도면에서는 제2 경판부에 형성됨)에는 제1 배압실(S1)을 형성하기 위한 단차면이 형성된다.

즉, 도 7에서와 같이 실링부재 삽입홈(336)을 중심으로 그 안쪽의 제2 스크롤 높이(H1), 즉 제1 간격(G1)이 형성되는 쪽의 높이가 바깥쪽의 제2 스크롤 높이(H2), 즉 제2 간격(G2)이 형성되는 쪽의 높이보다 낮게 형성된다.

이에 따라, 제2 경판부(331)의 배면에서 실링부재 삽입홈(336)보다 안쪽에 위치하는 내측면(331b)은 바깥쪽에 위치하며 스러스트 베어링면을 이루는 외측면(331c)에 비해 일정 높이만큼 낮아지게 형성된다. 그러면, 제1 간격(G1)과 직접 연결되는 실링부재 삽입홈(336) 안쪽의 프레임(31)과 제2 스크롤(33) 사이의 제3 간격(G3)이 제2 간격(G2)과 직접 연결되는 실링부재 삽입홈(336)의 바깥쪽 프레임(31)과 제2 스크롤(33) 사이의 제4 간격(G4)보다 크게 형성되면서, 제2 경판부(331)의 내측면(331b)에 제1 배압실(S1)이 형성될 수 있는 공간이 마련될 수 있다. 이와 동시에, 고압의 유체가 제1 간격(G1)으로 신속하게 유입될 수 있다.

이때, 도 12와 같이, 실링부재 삽입홈(336)의 모서리에는 제2 모따기부를 이루며 실링부재 삽입홈(336)으로 오일을 안내하는 오일안내부(336d)가 형성될 수 있다. 오일안내부(336d)는 제2 스크롤(33)의 내측면(331b)과 실링부재 삽입홈(336)의 내측벽면(336a)이 연결되는 모서리에 모따기를 형성하여, 고압의 유체가 신속하게 실링부재 삽입홈(336)의 내부로 유입되도록 할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기에서, 압축기가 운전을 시작하면 압축부(30)에서는 냉매를 흡입 압축하여 고압의 냉매를 케이싱(10)의 상측공간(10a)으로 토출하게 된다.

그러면, 도 13a와 같이 고압의 냉매는 오일과 함께 프레임(31)과 선회스크롤(33) 사이를 거쳐 실링부재 삽입홈(336)으로 유입되고, 이 고압의 냉매는 실링부재(36)의 제1 실링부(361) 하면과 제2 실링부(362)의 내주면을 가압하게 된다.

그러면, 도 13b와 같이 실링부재(36)는 제1 실링부(361)의 하면에 가세되는 압력에 의해 부상하여 제1 실링부(361)의 상면이 프레임(310)의 하면과 밀착됨으로써 축방향을 실링하게 된다. 여기서, 제1 실링부(361)는 선회스크롤(33)이 선회운동을 함에 따라, 그 상면이 프레임(31)의 하면(스러스트 베어링면)과 미끄럼 접촉된 상태로 선회운동을 하게 된다. 따라서, 제1 실링부(361)는 프레임(31)과의 사이에서 마모가 발생되어 장기간 운용시 마모로 인해 신뢰성이 저하될 수 있지만, 제1 실링부(361)의 축방향 두께(t1)가 적어도 제2 실링부(362)의 반경방향 두께(T2)보다 큰 정도로 두꺼워 실링부재(36)의 수명을 길게 확보할 수 있다.

아울러, 제2 실링부(362)는 그 제2 실링부(362)의 내주면에 가세되는 압력에 의해 제2 실링부(362)가 바깥쪽으로 휘어지면서 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b)에 밀착되어 반경방향을 실링하게 된다.

여기서, 제2 실링부(362)는 실링부재 자체가 절개부가 없는 단일체의 환형으로 이루어져 실링부재 삽입홈(336)의 압력에 의해 부상하게 되므로, 제2 실링부(362)의 반경방향 두께(t2)가 너무 크면 제2 실링부(362)가 기동시 휘어지지 않으면서 반경방향 누설이 발생할 수 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 제2 실링부(362)의 반경방향 두께(t2)가 적어도 제1 실링부(361)의 축방향 두께(t1)보다 작게 형성되는 경우에는 제2 실링부(362)가 압축기 기동시에도 신속하게 휘어져 실링부재 삽입홈(336)의 반경방향을 실링하게 되므로 압축기 성능이 향상될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 실링부재에 대한 다른 실시예들이 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 제1 실링부의 외경과 제2 실링부의 외경이 동일하도록 형성되는 것이었으나, 본 실시예는 제1 실링부의 외경과 제2 실링부의 외경이 상이하도록 형성되는 것이다.

예를 들어, 도 14에서와 같이, 제1 실링부(361)의 외경(D31)이 제2 실링부(362)의 외경(D32)보다 미세하게 크게 형성될 수 있다. 이로 인해, 제1 실링부(361)의 외주면(361b)과 제2 실링부(362)의 외주면(362b)이 접하는 부분에 단차면(36c)이 형성되고, 제1 실링부(361)의 외주면(361c)이 실링부재 삽입홈(336)의 외측벽면(336b)에 대해 실질적인 마찰면을 형성하게 된다.

이에 따라, 실링부재(36)의 반경방향 마찰면을 이루는 실링부재(36)의 축방향 길이(L21)가 제1 실링부(361)의 두께(t1)로 감소될 수 있고, 이를 통해 제2 간격(G2)을 전술한 실시예보다 줄이더라도 실링부재(36)의 작동 지연 현상을 일정정도 완화시킬 수 있다.

또, 도 15에서와 같이 제1 실링부(361)의 외경(D31)이 제2 실링부(362)의 외경(D32)보다 미세하게 작게 형성될 수도 있다. 이는 앞서 설명한 도 14의 실시예와는 반대로 형성하는 것이다. 이 경우에도 제1 실링부(361)의 외주면(361b)과 제2 실링부(362)의 외주면(362b)이 접하는 부분에 단차면(36c)이 형성되지만, 실질적인 마찰면은 대부분이 제2 실링부(362)의 외주면(362b)에 형성된다. 따라서, 이 경우에도 실링부재(36)의 반경방향 마찰면을 이루는 실링부재(36)의 축방향 길이(L22)가 제1 실링부(361)의 두께(t1) 대부분을 제외한 길이로 감소될 수 있고, 이를 통해 제2 간격(G2)을 전술한 실시예보다 줄이더라도 실링부재(36)의 작동 지연 현상을 일정정도 완화시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 실링부재에 대한 다른 실시예들이 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 제1 실링부와 제2 실링부가 각각 동일한 단면적을 가지도록 형성되는 것이었으나, 본 실시예는 제2 실링부의 단면적이 축방향으로 상이하게 형성되는 것이다.

예를 들어, 도 16과 같이 제2 실링부(362)의 상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 작아지도록 그 내주면에 경사면(362c)이 형성되거나, 도 17과 같이 제2 실링부(362)의 내주면과 제1 실링부(361)의 하면이 만나는 지점에 소정의 가압부(362d)가 형성될 수도 있다.

이들 경우에도 제2 실링부(362)의 하단에서 반경방향 두께(t21)(t22)는 제1 실링부(361)의 축방향 두께(t1)에 비해 얇게 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 실시예들에 의한 실링부재는 그 기본적인 구성과 작용 효과가 전술한 실시예와 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 도 16의 실시예는 제2 실링부(362)의 하단 두께(t21)를 도 10에 따른 실시예에 비해 더 얇게 형성하면서도 그 하단에서 축방향으로 압력을 받을 수 있는 면적을 확보할 수 있고, 이를 통해 반경방향 실링력은 물론 축방향 실링력을 확보할 수 있다. 또, 도 17의 실시예는 제2 실링부(362)의 하단에서의 반경방향 두께(t22)를 현저하게 얇게 형성하여 반경방향 실링효과를 높이는 한편 가압부(362d)에 의해 축방향으로 압력을 받을 수 있는 면적을 확보하여 축방향 실링력도 확보할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서 실링부재를 부상시키기 위한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 실링부재가 그 실링부재 삽입홈으로 유입되는 유체의 압력에 의해 부상하는 것이었으나, 본 실시예는 도 18에서와 같이 실링부재 삽입홈(336)에 탄성부재(365)를 설치하여 그 탄성부재(365)의 탄성력에 의해 실링부재(36)가 부상할 수 있도록 하는 것이다.

이 경우, 실링부재(36)가 탄성부재(365)에 의해 부상함에 따라 실링부재(36)가 압축기의 기동시에도 신속하게 부상할 수 있어 축방향 실링력을 높일 수 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 제1 실링부의 하면과 제2 실링부의 내주면 사이를 곡면으로 형성할 수도 있다. 이 경우, 제1 실링부와 제2 실링부 사이가 파손되는 것을 억제할 수 있다.

10 : 케이싱 20 : 전동부
30 : 압축부 31 : 프레임
32 : 제1 스크롤 323 : 제1 랩
33 : 제2 스크롤 332 : 제2 랩
336 : 실링부재 삽입홈 336a : 내측 벽면
336b : 외측 벽면 36 : 실링부재
36a : 실링부재의 내주면 36b : 실링부재의 외주면
361 : 제1 실링부 362 : 제2 실링부
371 : 제1 급유통로 372 : 제2 급유통로
375 : 감압봉 40 : 유로 분리유닛
50 : 회전축 50a : 오일공급유로
51 : 제1 베어링부 52 : 제2 베어링부
53 : 편심부 60 : 오일피더
70 : 어큐뮬레이터 G1 : 제1 간격
G2 : 제2 간격 S1 : 제1 배압실
S2 : 제2 배압실 V : 압축실
F_O : 습동부 급유통로 V_O : 압축부 급유통로

Claims (19)

1. 제1 스크롤;
   상기 제1 스크롤에 대해 선회운동을 하면서, 상기 제1 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 제2 스크롤;
   상기 제1 스크롤과 결합되어 상기 제2 스크롤을 지지하는 프레임;
   상기 제2 스크롤의 일측면 또는 상기 제2 스크롤에 접하는 프레임의 일측면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 환형으로 형성되는 실링부재 삽입홈; 및
   환형으로 형성되어 상기 실링부재 삽입홈에 삽입되고, 상기 제2 스크롤과 프레임 사이의 간격을 반경방향으로 분리하는 실링부재를 포함하고,
   상기 실링부재는,
   그 내주면의 단면적이 외주면의 단면적보다 작게 형성되며, 상기 실링부재의 외주면과 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면 사이의 제2 간격이 상기 실링부재의 내주면과 상기 실링부재 삽입홈의 내측벽면 사이의 제1 간격보다 작거나 같게 형성되며,
   상기 제2 스크롤과 프레임 사이의 간격은 상기 실링부재 삽입홈을 중심으로 반경방향 내측에서의 내측 간격이 반경방향 외측에서의 외측 간격보다 크게 형성되고,
   상기 제2 스크롤 또는 상기 프레임에는 상기 내측 간격과 외측 간격 사이를 연통시키는 제1 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 간격은 상기 실링부재의 외경에 대해 0.05 ~ 1.0%가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재 삽입홈의 외측 모서리와 상기 실링부재의 외측 모서리 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 제1 모따기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제3항에 있어서, 상기 실링부재는,
   환형으로 형성되어 그 일면이 상기 프레임과 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부와, 상기 제1 실링부의 타면에서 환형으로 연장되어 그 외주면이 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면과 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부로 이루어지며,
   상기 제1 모따기부의 축방향 높이는 상기 제1 실링부의 축방향 두께보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 실링부재는,
   환형으로 형성되어 그 일면이 상기 프레임과 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부와, 상기 제1 실링부의 타면에서 환형으로 연장되어 그 외주면이 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면과 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부로 이루어지며,
   상기 제1 실링부의 외경과 상기 제2 실링부의 외경은 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 제1항에 있어서, 상기 실링부재는,
   환형으로 형성되어 그 일면이 상기 프레임과 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부와, 상기 제1 실링부의 타면에서 환형으로 연장되어 그 외주면이 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면과 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부로 이루어지며,
   상기 제1 실링부의 외경과 상기 제2 실링부의 외경은 상이하게 형성되고,
   상기 제1 실링부의 외주면과 상기 제2 실링부의 외주면이 접하는 부분에 단차면이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는 테프론(PTFE)과 탄소섬유가 혼합된 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 실링부재는 흑연 재질이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재는 'ㄱ'모양의 단면 형상으로 형성되고, 상기 프레임에 접하는 부위가 상기 실링부재 삽입홈에 접하는 부위보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스크롤 또는 상기 프레임에는 상기 외측 간격을 상기 압축실에 연통시키는 제2 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 내부공간에 오일이 저장되는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터에 결합되는 회전축;
    상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임;
    상기 프레임의 하측에 구비되고 일측면에 제1 랩이 형성되는 제1 스크롤;
    상기 프레임과 접하는 면에 실링부재 삽입홈이 형성되어 상기 프레임과 제1 스크롤 사이에 구비되며, 상기 제1 랩과 맞물리는 제2 랩이 형성되고, 상기 회전축이 상기 제2 랩과 반경방향으로 중첩되도록 편심 결합되며, 상기 제1 스크롤에 대해 선회운동을 하면서 그 제1 스크롤과의 사이에 압축실을 형성하는 제2 스크롤;
    환형으로 형성되어 상기 실링부재 삽입홈에 삽입되고, 상기 프레임과 제2 스크롤 사이에 구비되어 그 프레임과 제2 스크롤 사이의 간격을 내측 간격과 외측 간격으로 분리하는 실링부재를 포함하고,
    상기 실링부재는,
    환형으로 형성되어 일면이 상기 프레임과 축방향 실링면을 형성하는 제1 실링부; 및
    상기 제1 실링부의 타면에서 환형으로 연장되며, 일단이 상기 실링부재 삽입홈으로 유입된 냉매의 압력에 의해 휘어져 외주면이 상기 실링부재 삽입홈의 외측벽면과 반경방향 실링면을 형성하는 제2 실링부를 포함하며,
    상기 제1 실링부의 반경방향 폭(L1)은 상기 제1 실링부의 축방향 두께(t1)보다 크고, 상기 제1 실링부의 축방향 두께(t1)는 상기 제2 실링부의 반경방향 두께(t2)보다 크게 형성되며,
    상기 제2 실링부의 반경방향 두께(t2)는 상기 제2 실링부의 축방향 길이(L2)보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 회전축에는 상기 케이싱에 저장된 오일을 상기 회전축의 외주면으로 안내하는 복수 개의 오일유로가 형성되며,
    상기 복수 개의 오일유로중에서 적어도 한 개의 오일유로는 상기 실링부재에 의해 분리된 내측 간격에 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 외측 간격은 상기 압축실 중에서 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 형성하는 압축실에 연통되고,
    상기 제2 스크롤 또는 프레임에는 상기 내측 간격과 외측 간격을 연통시키는 연통유로가 더 형성되며,
    상기 연통유로에는 감압부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 외측 간격은 상기 내측 간격보다 상기 프레임과 상기 제2 스크롤 사이의 간격이 좁게 형성되며,
    상기 외측 간격과 접하는 상기 실링부재 삽입홈의 모서리에는 상기 실링부재 삽입홈을 향해 경사진 모따기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 실링부의 외경과 상기 제2 실링부의 외경은 상이하게 형성되고,
    상기 제1 실링부의 외주면과 상기 제2 실링부의 외주면이 접하는 부분에 단차면이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실링부재는 테프론(PTFE)과 탄소섬유가 혼합된 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
19. 제18항에 있어서,
    상기 실링부재는 흑연 재질이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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