KR102630535B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

스크롤 압축기가 제공된다. 상기 스크롤 압축기는 흡입구의 출구단과 이를 마주보는 고정랩의 외주면의 사이에는 흡입구의 출구단에서 고정랩의 외주면을 향해 연장되는 보강부가 형성되되, 보강부는 축방향 투영시 흡입구의 출구단 일부와 반경방향으로 중첩될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 흡입측 강성을 높여 압축기의 운전시 고정랩의 흡입측이 변형되는 것을 억제함으로써 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기 {SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 흡입밸브를 구비하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
냉장고나 에어콘 등의 냉동사이클에 적용되는 압축기는 냉매가스를 압축시켜 응축기로 전송하는 역할을 수행한다. 에어콘에는 주로 로터리 압축기 또는 스크롤 압축기가 적용되고 있다.
스크롤 압축기는 구동부(또는 전동부)와 압축부가 케이싱의 내부에 함께 구비되는 밀폐형 스크롤 압축기와, 구동부(또는 전동부)는 케이싱의 외부에 구비되고 압축부만 케이싱의 내부에 구비되는 개방형 스크롤 압축기로 구분될 수 있다.
스크롤 압축기는 구동부 또는 전동부를 이루는 구동모터와 압축부의 위치에 따라 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 구동모터보다 상측에 위치하는 방식이고, 하부 압축식은 압축부가 구동모터보다 하측에 위치하는 방식이다. 이는 케이싱이 종형 또는 입형으로 설치된 예를 기준으로 한 분류이며, 케이싱이 횡형으로 설치되는 경우에는 편의상 좌측이 상측, 우측이 하측으로 구분될 수 있다.
스크롤 압축기는 압축부가 구비된 케이싱의 내부공간이 흡입압을 이루는 저압식 스크롤 압축기와, 토출압을 이루는 고압식 스크롤 압축기로 각각 구분될 수 있다. 상부 압축식 스크롤 압축기는 저압식 또는 고압식으로 구성될 수 있으나, 하부 압축식 스크롤 압축기는 냉매흡입관의 위치를 고려하여 고압식 스크롤 압축기로 구성되는 것이 일반적이다.
고압식 스크롤 압축기는 냉매흡입관이 케이싱을 관통하여 압축실을 이루는 흡입압실에 직접 연결된다. 흡입압실은 고정스크롤의 가장자리에 형성됨에 따라 냉매흡입관에 인접한 고정스크롤의 가장자리는 차가운 냉매와 접촉되어 수축되는 반면 냉매흡입관에서 먼 중심부는 토출압실을 형성하면서 고온의 냉매에 의해 팽창하게 된다. 이로 인해 고정스크롤은 중심부가 선회스크롤에서 멀어지는 방향으로 휘어지면서 흡입압실을 이루는 고정랩의 흡입단과 선회랩의 흡입단이 과도하게 밀착되어 손상될 수 있다.
이에 특허문헌 1(대한민국 공개특허 제10-2017-0122016호)에서는 고정랩과 선회랩의 일부구간에 모따기와 같이 일종의 마찰회피부를 형성하는 것이나, 이는 해당구간에 대한 랩가공이 복잡하고 랩강도가 저하될 수 있다.
또한, 특허문헌 1에서는 고정랩의 끝단(흡입단)이 고정스크롤의 측면에서 반경방향으로 관통되는 흡입구를 완전히 통과하도록 형성되는 것이나, 이는 상대적으로 얇은 고정랩의 길이가 길어지게 되어 그만큼 고정스크롤의 흡입측 강성을 확보하는데 불리할 수 있다. 이는 또한 압축기의 정지시 압축실의 냉매가 역류하여 흡입단 부근에서의 부하를 크게 증가시키는 경우 신뢰성을 확보하기가 더욱 어렵게 된다.
또한, 특허문헌 1에서는 앞서 설명한 바와 같이 고정랩의 끝단(흡입단)이 고정스크롤의 측면에서 반경방향으로 관통되는 흡입구를 완전히 통과하도록 형성되는 것이나, 이는 흡입구를 통과하는 냉매가 고정랩의 시작단(토출단)을 향하는 랩형성방향을 따라 이동하게 되어 냉매의 흡입방향 반대쪽에서는 와류로 인한 흡입손실이 발생될 수 있다.
또한, 특허문헌 1에서는 압축기의 운전정지시 토출압실의 냉매가 흡입압실쪽으로 역류하여 선회스크롤이 역회전하는 것은 물론 사체적의 증가 및 오일부족으로 인해 압축기 성능이 저하될 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0122016호(공개일: 2017.11.03.)
본 발명의 목적은, 고정스크롤의 흡입측 강성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 고정랩의 가공을 용이하게 하면서도 고정스크롤의 흡입측 강성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 고정스크롤의 흡입측 강성을 높이면서도 흡입손실을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 고정스크롤의 흡입측 강성을 높이면서도 압축실의 냉매 또는 오일이 흡입측으로 역류하는 것을 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 스크롤 압축기는 케이싱, 구동모터, 회전축, 고정스크롤 및 냉매흡입관을 포함한다. 상기 구동모터는 상기 케이싱의 내부에 구비된다. 상기 회전축은 상기 구동모터의 회전자에 결합된다. 상기 선회스크롤은 상기 케이싱의 내부에서 상기 회전축에 결합되며, 선회랩이 구비되어 선회운동을 한다. 상기 고정스크롤은 상기 케이싱의 내부에 구비되며, 상기 선회랩에 맞물려 나선형으로 압축실을 형성하도록 고정랩이 형성되며, 상기 압축실에 연통되도록 상기 고정랩의 외측면을 향해 외주면에서 내주면으로 흡입구가 관통된다. 상기 냉매흡입관은 상기 케이싱을 관통하여 상기 흡입구의 입구단에 삽입된다. 상기 흡입구의 출구단과 이를 마주보는 상기 고정랩의 외주면의 사이에는 상기 흡입구의 출구단에서 상기 고정랩의 외주면을 향해 연장되는 보강부가 형성된다. 상기 보강부는, 축방향 투영시 상기 흡입구의 출구단 일부와 반경방향으로 중첩될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 흡입측 강성을 높여 압축기의 운전시 고정랩의 흡입측이 변형되는 것을 억제함으로써 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.
일례로, 상기 고정스크롤의 중심부에는 토출구가 형성된다, 상기 보강부는, 상기 흡입구의 출구단 중에서 상기 고정랩의 랩형성방향을 따라 상기 토출구로부터 먼쪽 끝단인 하류단에서 그 반대쪽인 상류단을 향해 상기 흡입구의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 흡입측 강성을 높이면서도 흡입구면적을 확보하는 동시에 흡입구의 주변에서 와류가 발생되는 것을 억제하여 체적효율의 감소를 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 보강부는, 상기 흡입구의 내경 대비 50% 이하로 중첩될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 강성을 높여 압축기의 신뢰성을 높이는 동시에 흡입저항을 최소화하여 높은 체적효율의 확보할 수 있다.
다른 예로, 상기 보강부는, 상기 흡입구의 출구단에서 상기 고정랩의 외주면을 향해 함몰되는 흡입안내홈이 형성될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 흡입측 강성을 높이면서도 흡입구면적을 더욱 넓게 확보하여 체적효율을 높일 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입안내홈은, 상기 흡입구의 출구단 일측에서 상기 고정랩을 향해 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입냉매가 더욱 원활하게 흡입되도록 안내하여 체적효율을 높일 수 있다.
더 구체적으로, 상기 흡입안내홈은, 평면지게 형성되거나 또는 원주형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입안내홈을 용이하게 가공하면서도 흡입냉매가 원활하게 흡입되도록 안내하여 체적효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 흡입안내홈은, 상기 흡입구의 출구단에서 반경방향으로 기설정된 깊이만큼 함몰될 수 있다. 이를 통해, 흡입구면적을 확대하여 체적효율을 높일 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입안내홈은, 반경방향측면이 평면지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 보강부를 형성하면서도 흡입구면적을 최대한으로 확대하여 고정랩에 대한 강성을 향상시키면서도 체적효율을 높일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 고정스크롤은 고정경판부 및 고정측벽부를 포함할 수 있다. 상기 고정경판부는 중심부에 토출구를 구비할 수 있다. 상기 고정측벽부는 상기 고정경판부의 일측면에서 상기 고정랩을 감싸도록 환형으로 형성될 수 있다. 상기 고정랩의 흡입단에서 상기 고정측벽부의 내주면을 연결하는 원호면의 변곡점이 상기 흡입구의 원주방향 범위내에 위치할 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 길이를 줄이고 흡입단 두께를 증가시켜 고정랩의 강성을 높일 수 있다.
구체적으로, 상기 변곡점은, 상기 흡입구의 중심을 지나는 제1중심선을 기준으로 상기 토출구로부터 먼쪽에 형성될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 강성을 향상시키면서도 흡입냉매가 압축실을 향해 원활하게 이동하게 되어 체적효율을 높일 수 있다.
구체적으로, 상기 변곡점은, 상기 보강부의 끝단에서 상기 토출구로부터 먼쪽에 위치하는 상기 흡입구의 끝단까지의 중첩길이가 상기 흡입구의 내경보다 50% 이하로 작은 위치에 형성될 수 있다. 이를 통해, 고정랩과 흡입구 사이를 연결하면서도 흡입구면적을 확보하여 고정랩의 강성을 높이면서도 체적효율의 저하를 억제할 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 흡입구에는 그 흡입구를 개폐하는 흡입밸브가 구비될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 강성을 높이면서도 압축기의 운전정지시 냉매 또는 오일이 역류하는 것을 차단하여 선회스크롤의 역회전을 억제하는 동시에 냉매 또는 오일의 역류로 인한 압축기 성능의 저하를 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입밸브는, 밸브관 및 밸브부재를 포함할 수 있다. 상기 밸브관은 상기 압축실을 향해 개구되어 상기 흡입구의 내부에 삽입될 수 있다. 상기 밸브부재는 상기 밸브관의 단부에 착탈되도록 상기 밸브관에 힌지 결합되어 상기 흡입구를 개폐할 수 있다. 이를 통해, 보강부를 형성하면서도 흡입구에 흡입밸브를 용이하게 설치하여 냉매 또는 오일의 역류를 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입밸브는, 밸브관 및 밸브부재를 포함할 수 있다. 상기 밸브관은 상기 압축실을 향해 개구되는 흡입통공이 구비되어 상기 흡입구의 내부에 삽입될 수 있다. 상기 밸브부재는 상기 흡입통공을 개폐하도록 상기 밸브관의 내부에 미끄러지게 삽입되어 상기 흡입구를 개폐할 수 있다. 이를 통해, 보강부를 형성하면서도 흡입구에 흡입밸브를 용이하게 설치할 수 있고 흡입밸브의 동작신뢰성을 높여 냉매 또는 오일의 역류를 효과적으로 억제할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 흡입구는, 상기 회전축의 축중심에 대해 반경방향으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입구의 길이를 최소화하여 흡입구에 대한 가공을 용이하게 할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 흡입구는, 상기 회전축의 축중심을 벗어나 상기 고정랩의 랩형성방향을 기준으로 상기 고정스크롤의 중심을 향하는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입구의 구조를 단순화하면서도 흡입구면적을 확보하여 체적효율을 높일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 흡입구는, 상기 입구단을 이루는 제1흡입부와 상기 출구단을 이루는 제2흡입부를 포함할 수 있다. 상기 제2흡입부의 단면적은 상기 제1흡입부의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입구를 반경방향으로 형성하면서도 흡입구의 출구측 면적을 넓혀 체적효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 흡입구의 출구단과 이를 마주보는 고정랩의 외주면의 사이에는 흡입구의 출구단에서 고정랩의 외주면을 향해 연장되는 보강부가 형성되되, 보강부는 축방향 투영시 흡입구의 출구단 일부와 반경방향으로 중첩될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 흡입측 강성을 높여 압축기의 운전시 고정랩의 흡입측이 변형되는 것을 억제함으로써 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 보강부가 흡입구의 출구단 중에서 고정랩의 랩형성방향을 따라 토출구로부터 먼쪽 끝단인 하류단에서 그 반대쪽인 상류단을 향해 흡입구의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 흡입측 강성을 높이면서도 흡입구면적을 확보하는 동시에 흡입구의 주변에서 와류가 발생되는 것을 억제하여 체적효율의 감소를 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 보강부가 흡입구의 출구단에서 고정랩의 외주면을 향해 함몰되는 흡입안내홈이 형성될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 흡입측 강성을 높이면서도 흡입구면적을 더욱 넓게 확보하여 체적효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 고정랩의 흡입단에서 고정측벽부의 내주면을 연결하는 원호면의 변곡점이 흡입구의 원주방향 범위내에 위치할 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 길이를 줄이고 흡입단 두께를 증가시켜 고정랩의 강성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 흡입구에 그 흡입구를 개폐하는 흡입밸브가 구비될 수 있다. 이를 통해, 고정랩의 강성을 높이면서도 압축기의 운전정지시 냉매 또는 오일이 역류하는 것을 차단하여 선회스크롤의 역회전을 억제하는 동시에 냉매 또는 오일의 역류로 인한 압축기 성능의 저하를 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 흡입구가 회전축의 축중심에 대해 반경방향으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입구의 길이를 최소화하여 흡입구에 대한 가공을 용이하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 흡입구가 회전축의 축중심을 벗어나 고정랩의 랩형성방향을 기준으로 토출구를 향하는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입구의 구조를 단순화하면서도 흡입구면적을 확보하여 체적효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 흡입구가 입구단을 이루는 제1흡입부와 출구단을 이루는 제2흡입부를 포함하되, 제2흡입부의 단면적은 제1흡입부의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입구를 반경방향으로 형성하면서도 흡입구의 출구측 면적을 넓혀 체적효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기를 보인 종단면도.
도 2는 도 1에서 고정스크롤과 선회스크롤을 분리하여 보인 사시도.
도 3은 도 2에서 고정스크롤을 보인 저면도.
도 4는 도 3에서 보강부의 일실시예를 확대하여 보인 저면도.
도 5는 도 4에서 "Ⅸ-Ⅸ"선단면도.
도 6은 본 실시예의 보강부에 대한 고정랩의 응력과 압축실의 체적효율을 비교하여 보인 그래프.
도 7은 도 3에서 보강부의 다른 실시예를 확대하여 보인 저면도.
도 8은 도 7에서 "Ⅹ-Ⅹ"선단면도.
도 9는 본 실시예에서 흡입구에 대한 다른 실시예를 보인 확대도.
도 10은 본 실시예에서 흡입구에 대한 또 다른 실시에를 보인 확대도.
도 11은 본 실시예에서 흡입구에 구비된 흡입밸브의 일실시예를 보인 단면도.
도 12는 본 실시예에서 흡입구에 구비된 흡입밸브의 다른 실시예를 보인 단면도.
이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 "상측"은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 지지하는 지지면에서 멀어지는 방향, 즉 구동부(전동부 또는 구동모터)와 압축부를 중심으로 보면 구동부(전동부 또는 구동모터)쪽이 상측을 의미한다. "하측"은 지지면에 가까워지는 방향, 즉 구동부(전동부 또는 구동모터)와 압축부를 중심으로 보면 압축부쪽이 하측을 의미한다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 "축방향"이라는 용어는 회전축의 길이방향을 의미한다. "축방향"은 상하측 방향으로 이해될 수 있다. "반경방향"은 회전축과 교차하는 방향을 의미한다.
또한, 이하의 설명에서 스크롤 압축기는 구동부(전동부 또는 구동모터)와 압축부가 케이싱에 구비되는 밀폐형 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다. 하지만 구동부(전동부 또는 구동모터)가 케이싱의 외부에 구비되어 케이싱의 내부에 구비된 압축부에 연결되는 개방형 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 이하의 설명에서는 전동부와 압축부가 상하 축방향으로 배열되는 종형 스크롤 압축기이면서 압축부가 구동부(전동부 또는 구동모터)보다 하측에 위치하는 하부 압축식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다. 하지만 구동부(전동부 또는 구동모터)와 압축부가 좌우로 배열되는 횡형 스크롤 압축기는 물론 압축부가 구동부(전동부 또는 구동모터)보다 상측에 위치하는 상부 압축식 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 이하의 설명에서는 하부 압축식이면서 흡입통로를 이루는 냉매흡입관이 압축부에 직접 연결되고, 냉매토출관이 케이싱의 내부공간에 연통되어 케이싱의 내부공간이 토출압을 이루는 고압식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 고압식이고 하부 압축식인 스크롤 압축기(이하, 스크롤 압축기로 약칭하여 설명한다)는, 케이싱(110)의 상반부에 전동부를 이루는 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 하측에는 메인프레임(130), 고정스크롤(140), 선회스크롤(150), 토출커버(160)가 차례대로 설치된다. 통상 구동모터(120)는 앞서 설명한 바와 같이 전동부를 이루며, 메인프레임(130), 고정스크롤(140), 선회스크롤(150), 토출커버(160)는 압축부(C)를 이룬다.
전동부를 이루는 구동모터(120)는 후술할 회전축(125)의 상단에 결합되고, 압축부(C)는 회전축(125)의 하단에 결합된다. 이에 따라 압축기(10)는 앞서 설명한 하부 압축식 구조를 이루며, 압축부(C)는 회전축(125)에 의해 구동모터(120)에 연결되어 그 구동모터(120)의 회전력에 의해 작동하게 된다. 따라서 구동모터(120)는 압축부(C)를 구동시키는 구동부로 이해될 수 있으므로 이하에서는 구동모터를 전동부 또는 구동부로 혼용하여 설명할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 케이싱(110)은 원통쉘(111), 상부쉘(112), 하부쉘(113)을 포함할 수 있다. 원통쉘(111)은 상하 양단이 개구된 원통 형상이고, 상부쉘(112)은 원통쉘(111)의 개구된 상단을 복개하도록 결합되고, 하부쉘(113)은 원통쉘(111)의 개구된 하단을 복개하도록 결합된다. 이에 따라 케이싱(110)의 내부공간(110a)은 밀폐되고, 밀폐된 케이싱(110)의 내부공간(110a)은 구동모터(120)를 기준으로 하부공간(S1)과 상부공간(S2)으로 분리된다.
하부공간(S1)은 구동모터(120)의 하측에 형성되는 공간으로, 하부공간(S1)은 다시 압축부(C)를 기준으로 저유공간(S11)과 배출공간(S12)으로 구분될 수 있다.
저유공간(S11)은 압축부(C)의 하측에 형성되는 공간으로, 오일 또는 액냉매가 혼합된 혼합오일이 저장되는 공간을 이룬다. 배출공간(S12)은 압축부(C)의 상면과 구동모터(120)의 하면 사이에 형성되는 공간으로, 압축부(C)에서 압축된 냉매 또는 오일이 혼합된 혼합냉매가 토출되는 공간을 이룬다.
상부공간(S2)은 구동모터(120)의 상측에 형성되는 공간으로, 압축부(C)에서 토출되는 냉매로부터 오일이 분리하는 유분리공간을 이룬다. 상부공간(S2)에 냉매토출관이 연통된다.
원통쉘(111)의 내부에는 전술한 구동모터(120)와 메인프레임(130)이 삽입되어 고정된다. 구동모터(120)의 외주면과 메인프레임(130)의 외주면에는 원통쉘(111)의 내주면과 기설정된 간격만큼 이격되는 오일회수통로(Po1)(Po2)가 형성될 수 있다.
원통쉘(111)의 측면으로 냉매흡입관(115)이 관통하여 결합된다. 이에 따라 냉매흡입관(115)은 케이싱(110)을 이루는 원통쉘(111)을 반경방향으로 관통하여 결합된다.
냉매흡입관(115)은 엘(L)자 형상으로 형성되어, 일단은 원통쉘(111)을 관통하여 압축부(C)를 이루는 후술할 고정스크롤(140)의 흡입구(1421)에 직접 연통된다. 이에 따라 냉매가 냉매흡입관(115)을 통해 압축실(V)로 직접 흡입된다. 냉매흡입관(115)이 연결되는 흡입구(1421)에 대해서는 나중에 고정스크롤(140)과 함께 다시 설명한다.
상부쉘(112)의 상부에는 케이싱(110)의 내부공간(110a), 구체적으로는 구동모터(120)의 상측에 형성되는 상부공간(S2)에 냉매토출관(116)의 내측단이 연통되도록 관통하여 결합된다.
냉매토출관(116)에는 압축기(10)에서 응축기(20)로 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하는 유분리장치(미부호)가 설치되거나 또는 압축기(10)에서 토출된 냉매가 다시 압축기(10)로 역류하는 것을 차단하는 체크밸브(미부호)가 설치될 수 있다.
하부쉘(113)의 하반부에는 오일순환관(미도시)의 일측 단부가 반경방향으로 관통 결합될 수 있다. 오일순환관은 양단이 개방되며, 오일순환관의 타단은 냉매흡입관(115)에 관통 결합될 수 있다. 오일순환관의 중간에는 오일순환밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
다음으로 전동부를 이루는 구동모터를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 구동모터(120)는 고정자(121) 및 회전자(122)를 포함한다. 고정자(121)는 원통쉘(111)의 내주면에 삽입되어 고정되고, 회전자(122)는 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 구비된다.
고정자(121)는 고정자코어(1211) 및 고정자코일(1212)을 포함한다.
고정자코어(1211)는 환형 또는 속빈 원통형상으로 형성되고, 원통쉘(111)의 내주면에 열간압입으로 고정된다.
고정자코어(1211)의 중앙부에는 원형으로 관통되어 회전자(122)가 회전 가능하게 삽입되는 회전자수용부(1211a)가 형성된다. 고정자코어(1211)의 외주면에는 축방향을 따라 디컷(D-cut) 모양으로 절개되거나 함몰된 복수 개의 고정자측 오일회수홈(1211b)이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수 있다.
회전자수용부(1211a)의 내주면에는 다수 개의 티스(1211c)와 슬롯(1211d)이 원주방향을 따라 번갈아 형성되고, 각각의 티스(1211c)에는 고정자코일(1212)이 양쪽 슬롯(1211d)을 통과하여 감겨진다.
슬롯(정확하게는 원주방향으로 이웃하는 고정자코일 간 공간)(1211d)은 내부통로(120a)를 형성하며, 고정자코어(1211)의 내주면과 후술할 회전자코어(1221)의 외주면 사이에는 공극통로(120b)를 형성하며, 오일회수홈(1211d)은 외부통로(120c)를 형성한다. 내부통로(120a)와 공극통로(120b)는 압축부(C)에서 배출되는 냉매가 상부공간(S2)으로 이동하는 통로를 형성하며, 외부통로(120c)는 상부공간(S2)에서 분리된 오일이 저유공간(S11)으로 회수되는 제1오일회수통로(Po1)를 형성하게 된다.
고정자코일(1212)은 고정자코어(1211)에 감겨지고, 케이싱(110)에 관통 결합되는 전원케이블(1141)을 통해 외부전원과 전기적으로 연결된다. 고정자코어(1211)와 고정자코일(1212)의 사이에는 절연부재인 인슐레이터(1213)가 삽입된다.
인슐레이터(1213)는 고정자코일(1212)의 뭉치를 반경방향으로 수용하도록 외주측과 내주측에 구비되어 고정자코어(1211)의 축방향 양쪽으로 연장될 수 있다.
회전자(122)는 회전자코어(1221) 및 영구자석(1222)을 포함한다.
회전자코어(1221)는 원통형상으로 형성되고, 고정자코어(1211)의 중심부에 형성된 회전자수용부(1211a)에 수용된다.
구체적으로, 회전자코어(1221)는 고정자코어(1211)의 회전자수용부(1211a)에 기설정된 공극(120a)만큼 간격을 두고 회전 가능하게 삽입된다. 영구자석(1222)은 회전자코어(1221)의 내부에 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 매립된다.
회전자코어(1221)의 하단에는 밸런스웨이트(123)가 결합될 수 있다. 하지만, 밸런스웨이트(123)는 회전축(125)에 결합될 수도 있다. 본 실시예는 밸런스웨이트(123)가 회전축(125)에 결합된 예를 도시하고 있다. 밸런스웨이트(123)는 회전자의 하단쪽 및 상단쪽에 각각 설치되고, 둘은 서로 대칭되게 설치된다.
회전자코어(1221)의 중앙에는 회전축(125)이 결합된다. 회전축(125)의 상단부는 회전자(122)에 압입되어 결합되고, 회전축(125)의 하단부는 메인프레임(130)에 회전 가능하게 삽입되어 반경방향으로 지지된다.
메인프레임(130)에는 회전축(125)의 하단부를 지지하도록 부시 베어링으로 된 메인 베어링(171)이 구비된다. 이에 따라 회전축(125)의 하단부 중 메인프레임(130)에 삽입된 부분이 메인프레임(130)의 내부에서 원활하게 회전될 수 있다.
회전축(125)은 구동모터(120)의 회전력을 압축부(C)를 이루는 선회스크롤(150)에 전달한다. 이에 따라 회전축(125)에 편심 결합된 선회스크롤(150)이 고정스크롤(140)에 대해 선회운동 하게 된다.
회전축(125)의 내부에는 급유통로(126)가 중공형상으로 형성되고, 회전축(125)의 하단에는 저유공간(S11)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일픽업(127)이 결합될 수 있다. 이에 따라 저유공간(S11)에 채워진 오일은 회전축(125)의 회전시 오일픽업(127)과 급유통로(126)를 통해 회전축(125)의 상단으로 흡상되면서 습동부를 윤활하게 된다.
다음으로 압축부(C)를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 압축부(C)는 메인프레임(130), 고정스크롤(140) 및 선회스크롤(150)을 포함한다.
메인프레임(130)은 프레임경판부(131), 프레임측벽부(132), 메인베어링부(133)를 포함한다.
프레임경판부(131)는 환형으로 형성되어 구동모터(120)의 하측에 설치된다. 프레임측벽부(132)는 프레임경판부(131)의 하측면 가장자리에서 원통 형상으로 연장되고, 프레임측벽부(132)의 외주면은 원통쉘(111)의 내주면에 열간압입으로 고정되거나 용접되어 고정된다. 이에 따라 케이싱(110)의 하부공간(S1)을 이루는 저유공간(S11)과 배출공간(S12)은 프레임경판부(131)와 프레임측벽부(132)에 의해 분리된다.
프레임측벽부(132)에는 배출통로의 일부를 이루는 프레임배출구멍(이하, 제2배출구멍)(1321)이 축방향으로 관통하도록 형성될 수 있다. 제2배출구멍(1321)은 후술할 고정스크롤(140)의 스크롤배출구멍(제1배출구멍)(1422)에 대응되도록 형성되어 그 제1배출구멍(1422)과 함께 냉매배출통로(미부호)를 이루게 된다.
제2배출구멍(1321)은 원주방향으로 길게 형성되거나 또는 복수 개가 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수 있다. 이에 따라 제2배출구멍(1321)은 배출면적을 확보하면서도 반경방향 폭은 최소한으로 유지하여 메인프레임(130)의 동일 직경 대비 압축실 체적을 확보할 수 있다. 이는 고정스크롤(140)에 구비되어 배출통로의 일부를 이루는 제1배출구멍(1422)도 동일하게 형성될 수 있다.
메인베어링부(133)는 프레임경판부(131)의 중심부 상면에서 구동모터(120)를 향해 상향으로 돌출된다. 메인베어링부(133)는 원통 형상으로 된 메인축수구멍(1331)이 축방향으로 관통되어 형성되고, 메인축수구멍(1331)에는 회전축(125)의 제1베어링부(1252)가 삽입되어 반경방향으로 지지된다.
다음으로 고정스크롤을 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 고정스크롤(140)은 고정경판부(141), 고정측벽부(142), 서브베어링부(143) 및 고정랩(144)을 포함할 수 있다.
고정경판부(141)는 외주면에 복수 개의 오목한 부분이 형성된 원판모양으로 형성되고, 중앙에는 후술할 서브베어링부(143)를 이루는 서브축수구멍(1431)이 상하 방향으로 관통 형성될 수 있다. 서브축수구멍(1431)의 주변에는 토출압실(Vd)과 연통되어 압축된 냉매가 후술할 토출커버(160)의 머플러공간(160a)으로 토출되는 토출구(1411,1412)가 형성될 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 토출구는 후술할 제1압축실(V1)과 제2압축실(V2)에 모두 연통될 수 있도록 한 개만 형성될 수도 있다. 하지만, 본 실시예와 같이 제1압축실(V1)에는 제1 토출구(미부호)가 연통되고, 제2압축실(V2)에는 제2 토출구(미부호)가 연통될 수 있다. 이에 따라 제1압축실(V1)과 제2압축실(V2)에서 압축된 냉매는 서로 다른 토출구에 의해 각각 독립적으로 토출될 수 있다.
고정측벽부(142)는 고정경판부(141)의 상면 가장자리에서 상하 방향으로 연장되어 환형으로 형성될 수 있다. 고정측벽부(142)는 메인프레임(130)의 프레임측벽부(132)에 상하 방향으로 마주보도록 결합될 수 있다.
고정측벽부(142)에는 고정측벽부(142)를 반경방향으로 관통하는 흡입구(1421)가 형성된다. 흡입구(1421)에는 앞서 설명한 같이 원통쉘(111)을 관통한 냉매흡입관(115)의 단부가 삽입되어 결합된다.
흡입구(1421)는 고정측벽부(142)의 외주면에서 고정측벽부(142)의 내주면을 관통하도록 형성된다. 흡입구(1421)는 양단의 내경이 동일하게 형성되나, 경우에 따라서는 양단의 내경이 서로 다르게 형성될 수도 있다.
흡입구(1421)의 외측단에는 냉매흡입관(115)이 연결되고, 흡입구(1421)의 내측단은 흡입압실(Vs)에 연통된다. 이에 따라 냉매는 냉매흡입관(115)과 흡입구(1421)를 통해 흡입압실(Vs)에 직접 흡입된다. 흡입구(1421)에 대해서는 나중에 보강부(145)와 함께 다시 설명한다.
또한, 고정측벽부(142)에는 스크롤 배출구멍(이하, 제1배출구멍)(1422)이 축방향으로 관통되어 형성된다. 제1배출구멍(1422)은 원주방향으로 길게 형성되거나 또는 복수 개가 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수 있다. 이에 따라 제1배출구멍(1422)은 배출면적을 확보하면서도 반경방향 폭은 최소한으로 유지하여 고정스크롤(140)의 동일 직경 대비 압축실 체적을 확보할 수 있다.
제1배출구멍(1422)은 고정스크롤(140)이 원통쉘(111)에 결합된 상태에서 앞서 설명한 제2배출구멍(1321)과 연통된다. 이에 따라 제1배출구멍(1422)은 앞서 설명한 제2배출구멍(1321)과 함께 냉매배출통로를 형성한다.
서브베어링부(143)는 고정경판부(141)의 중심부에서 토출커버(160)를 향해 축방향으로 연장 형성된다. 서브베어링부(143)의 중심에는 원통 형상의 서브축수구멍(1431)이 축방향으로 관통되어 형성되고, 서브축수구멍(1431)에 회전축(125)의 하단부가 삽입되어 반경방향으로 지지될 수 있다.
고정랩(144)은 고정경판부(141)의 상면에서 선회스크롤(150)을 향해 축방향으로 연장 형성될 수 있다. 고정랩(144)은 후술할 선회랩(152)과 맞물려 압축실(V)을 형성한다.
고정랩(144)은 인볼류트 형상으로 형성될 수 있다. 하지만 고정랩(144)은 선회랩(152)과 함께 인볼류트 외에 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 고정랩(144)은 직경과 원점이 서로 다른 다수 개의 원호를 연결한 형태를 가지며, 최외곽의 곡선은 장축과 단축을 갖는 대략 타원형 형태로 형성될 수 있다. 이는 선회랩(152)도 마찬가지로 형성될 수 있다.
고정랩(144)의 내측 단부는 고정경판부(141)의 중앙부위에 형성되며, 고정경판부(141)의 중앙부위에는 축방향으로 관통되는 관통구멍(미부호)이 형성된다. 관통구멍은 앞서 설명한 서브베어링부(143)와 연통되어 회전축(125)이 회전 가능하게 삽입된다.
다음으로 선회스크롤을 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(150)은 선회경판부(151), 선회랩(152) 및 회전축결합부(153)를 포함한다.
선회경판부(151)는 원판 형상으로 형성되어 메인프레임(130)에 수용된다. 선회경판부(151)의 상면은 메인프레임(130)에 배압실링부재(미부호)를 사이에 두고 축방향으로 지지될 수 있다.
선회랩(152)은 선회경판부(151)의 하면에서 고정스크롤(140)을 향해 연장 형성될 수 있다. 선회랩(152)은 고정랩(144)과 맞물려 압축실(V)을 형성한다.
선회랩(152)은 앞서 설명한 고정랩(144)의 형상과 대응되게 형성되므로 선회랩(152)에 대하여는 고정랩(144)에 대한 설명으로 대신한다. 다만, 선회랩(152)의 내측 단부는 선회경판부(151)의 중앙부위에 형성되며, 선회경판부(151)의 중앙부위에는 회전축결합부(153)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.
회전축결합부(153)에는 회전축(125)이 회전가능하게 삽입되어 결합된다. 이에 따라 회전축결합부(153)의 외주부는 선회랩(152)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(144)과 함께 압축실(V)을 형성하는 역할을 하게 된다.
회전축결합부(153)는 선회랩(152)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이로 형성될 수 있다. 즉, 회전축결합부(153)는 회전축(125)의 편심부(미부호)가 선회랩(152)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이에 배치될 수 있다. 이에 따라 냉매의 반발력과 압축력이 선회경판부(151)를 기초로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄되고, 이를 통해 압축력과 반발력의 작용에 의한 선회스크롤(150)의 기울어짐이 억제될 수 있다.
한편, 압축실(V)은 고정경판부(141)와 고정랩(144), 그리고 선회경판부(151)와 선회랩(152)으로 이루어지는 공간에 형성된다. 그리고, 압축실(V)은 고정랩(144)을 기준으로 그 고정랩(144)의 내측면과 선회랩(152)의 외측면 사이에 형성되는 제1압축실(V1)과, 고정랩(144)의 외측면과 선회랩(152)의 내측면 사이에 형성되는 제2압축실(V2)로 이루어질 수 있다.
도면중 미설명 부호인 160은 압축실에서 하부로 토출되는 냉매를 상부공간으로 안내하는 토출커버, 160a는 토출커버의 내부공간으로 머플러공간, 170은 올담링, 180은 토출되는 냉매와 회수되는 오일을 분리하는 유로가이드이다.
상기와 같은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.
즉, 구동모터(120)에 전원이 인가되면, 회전자(122)와 회전축(125)에 회전력이 발생되어 회전하고, 회전축(125)에 편심 결합된 선회스크롤(150)이 올담링(170)에 의해 고정스크롤(140)에 대해 선회운동을 하게 된다.
그러면, 압축실(V)의 체적이 압축실(V)의 바깥쪽에 형성되는 흡입압실(Vs)에서 중심쪽을 향해 연속으로 형성되는 중간압실(Vm), 그리고 중앙부의 토출압실(Vd)로 갈수록 점점 감소하게 된다.
그러면, 냉동사이클장치의 응축기(미도시)와 팽창기(미도시), 그리고 증발기(미도시)를 통과한 냉매가 어큐뮬레이터(미도시)와 냉매흡입관(115)을 통해 압축실(V)을 이루는 흡입압실(Vs)쪽으로 흡입된다.
그러면, 흡입압실(Vs)로 흡입된 냉매는 압축실(V)의 이동궤적을 따라 중간압실(Vm)을 거쳐 토출압실(Vd)로 이동하면서 압축되고, 압축된 냉매는 토출압실(Vd)에서 토출구(1411,1412)를 통해 토출커버(160)의 머플러공간(160a)으로 토출된다.
그러면, 토출커버(160)의 머플러공간(160a)으로 토출된 냉매(냉매에는 오일이 혼합되어 혼합냉매를 이룬다. 다만 설명중에는 혼합냉매 또는 냉매로 혼용할 수 있다)는 그 토출커버(160)의 머플러공간(160a)을 거쳐 고정스크롤(140)의 제1배출구멍(1422)을 통해 메인프레임(130)과 구동모터(120) 사이에 형성된 배출공간(S12)으로 이동된다. 이 혼합냉매는 구동모터(120)를 통과하여 구동모터(120)의 상측에 형성된 케이싱(110)의 상부공간(S2)으로 이동하게 된다.
상부공간(S2)으로 이동한 혼합냉매는 그 상부공간(S2)에서 냉매와 오일로 분리되고, 냉매(또는 오일이 분리되지 않은 일부 혼합냉매)는 냉매토출관(116)을 통해 케이싱(110)의 외부로 배출되어 냉매관을 따라 냉동사이클을 이루는 응축기, 팽창기, 증발기를 순서대로 이동하게 된다.
반면, 상부공간(S2)에서 냉매로부터 분리된 오일(또는 액냉매가 혼합된 혼합오일)은 케이싱(110)의 내주면과 고정자(121) 사이의 제1오일회수통로(Po1)를 통해 하부공간(S1)을 향해 이동하게 되고, 하부공간(S1)으로 이동한 오일은 케이싱(110)의 내주면과 압축부(C)의 외주면 사이에 형성된 제2오일회수통로(Po2)를 통해 압축부(C)의 하부에 형성되는 저유공간(S11)으로 회수된다.
이 오일은 급유통로(126)를 통해 각각의 베어링면(미부호)으로 공급되고, 일부는 압축실(V)로 공급된다. 베어링면과 압축실(V)로 공급되는 오일은 냉매와 함께 토출커버(160)로 토출되어 회수되는 일련의 과정을 반복하게 된다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 냉매흡입관이 연결된 고정스크롤은 압축기의 운전중에 발생되는 열변형에 의해 손상될 수 있다. 특히 고정랩은 중앙부에 위치한 토출단에 비해 가장자리에 위치한 흡입단의 랩두께가 얇아 열변형시 횡방향부하에 취약할 수 있다.
또한, 흡입체적을 확보하기 위해 고정랩의 흡입단을 길게 형성할 경우에는 앞서 설명한 고정스크롤의 열변형시 고정랩의 흡입단이 쉽게 손상될 뿐만 아니라, 흡입압실이 흡입구의 중심에서 토출구에서 멀어지는 방향으로 길어지게 되어 와류가 형성되면서 오히려 흡입손실이 증가될 수 있다.
이에, 본 실시예에서는 고정랩의 길이를 줄여 그 고정랩의 흡입단이 흡입구와 중첩되도록 형성함으로써 고정랩의 강성을 확보하여 고정랩의 손상을 억제할 수 있다. 이와 동시에 냉매가 흡입되는 방향에 대해 반대방향으로 늘어나는 것을 최소화하여 흡입압실에서의 와류를 억제하여 흡입손실을 최소화할 수 있다.
이하에서 고정랩의 흡입단은 고정랩의 끝단, 즉 고정스크롤과 선회스크롤의 조립 정렬시 선회랩의 흡입단을 마주보는 원호면으로 정의하여 설명한다. 이에 따라 흡입구의 출구단은 원호면에서 바깥쪽으로 연장되는 흡입압실측면과 동일 면으로 이해될 수 있다.
도 2는 도 1에서 고정스크롤과 선회스크롤을 분리하여 보인 사시도이고, 도 3은 도 2에서 고정스크롤을 보인 저면도이며, 도 4는 도 3에서 보강부의 일실시예를 확대하여 보인 저면도이고, 도 5는 도 4에서 "Ⅸ-Ⅸ"선단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱(110)의 내주면에 고정되는 고정스크롤(140)을 포함하되, 고정스크롤(140)은 앞서 압축부(C)에서 설명한 바와 같이 고정경판부(141), 고정측벽부(142), 서브베어링부(143) 및 고정랩(144)을 포함한다. 이들 고정경판부(141), 고정측벽부(142), 서브베어링부(143) 및 고정랩(144) 중에서 고정측벽부(142)에는 흡입구(1421)가 형성되고, 고정측벽부(1421)와 고정랩(144)의 사이에는 고정랩(144)의 강성을 보강하기 위한 보강부(145)가 형성된다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 흡입구(1421)는 입구단(1421a) 및 출구단(1421b)을 포함하되, 입구단(1421a)은 고정측벽부(142)의 외주면을 관통하고, 출구단(1421b)은 고정측벽부(142)의 내주면을 관통하도록 형성될 수 있다. 흡입구(1421)의 입구단(1421a)은 냉매흡입관(115)이 삽입되어 연결되고, 흡입구(1421)의 출구단(1421b)은 고정측벽부(142)의 내주면을 관통하여 흡입압실(Vs)에 연통될 수 있다. 이에 따라 고정측벽부(142)의 내주면은 흡입압실측면(142a)으로 이해될 수 있다. 다시 말해 고정측벽부(142)의 내주면 또는 흡입압실측면(142a)은 고정랩(144)의 흡입단(144a)에서 안쪽으로 연장되는 고정랩(144)의 외주면과는 반대로 고정랩(144)의 흡입단(144a)에서 바깥쪽으로 연장되는 면으로 이해될 수도 있다.
흡입구(1421)는 입구단(1421a)의 내경(D1)과 출구단(1421b)의 내경(D2)이 거의 동일한 원통형상으로 형성될 수 있다. 하지만 흡입구(1421)의 입구단(1421a)과 출구단(1421b)의 내경이 반드시 동일한 원통형상으로 형성될 필요는 없다. 예를 들어 흡입구(1421)는 입구단(1421a)의 내경(D1)이 출구단(1421b)의 내경(D2) 보다 크게 형성되거나 또는 그 반대로 형성될 수도 있다.
흡입구(1421)는 반경방향으로 관통될 수 있다. 예를 들어 흡입구(1421)는 입구단(1421a)의 중심과 출구단(1421b)의 중심을 지나는 제1중심선(CL1)이 회전축(125)의 축중심(O)을 지나도록 반경방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라 흡입구(1421)의 길이가 짧아지고 가공이 용이할 수 있다.
본 실시예에 따른 보강부(145)는 흡입구(1421)와 고정랩(144)의 사이, 즉 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 이를 마주보는 고정랩(144)의 흡입단(144a) 사이에 형성된다. 이에 따라 보강부(145)는 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 이를 마주보는 고정랩(144)의 흡입단(144a) 사이를 연결한다.
다시 말해, 보강부(145)는 축방향 투영시 흡입구(1421)의 출구단(1421b)의 일부와 반경방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 보강부(145)는 축방향 투영시 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 고정랩(144)의 외주면 사이에서 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 원주방향으로 평행하게 배치될 수 있다.
구체적으로, 보강부(145)는 흡입구(1421)와 반경방향으로 중첩되도록 형성되되, 압축실(V)의 형성방향과 같은 방향인 고정랩(144)의 랩형성방향을 따라 토출구(1411,1412)로부터 먼쪽 끝단인 출구단(1421b)의 하류단(1421b2)에서 그 반대쪽인 출구단(1421b)의 상류단(1421b1)을 향해 흡입구(1421)의 출구단(1421b)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 다시 말해 보강부(145)는 제1중심선(CL1)을 기준으로 토출구(1411,1412)의 반대쪽에 위치하도록 형성된다. 이에 따라 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 고정랩(144)의 외주면 사이에 보강부(145)를 형성하면서도 흡입구(1421)를 통과한 냉매가 중심부(토출구)를 향하는 나선형 압축실(V)을 따라 원활하게 흡입될 수 있다.
앞서 설명한 보강부(145)는 원호면(144b)에 의해 정의될 수도 있다. 즉 보강부(145)는 고정랩(144)의 흡입단(144a)에서 고정측벽부(142)의 내주면인 흡입압실측면(142a)을 연결하는 원호면(144b)의 변곡점(P)이 흡입구(1421)의 원주방향 범위내에 위치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 고정스크롤(140)을 축방향에서 보면 보강부(145)를 이루는 원호면(144b)은 흡입구(1421)의 일부와 중첩되어 그 흡입구(1421)의 일부를 가로막는 것으로 이해될 수 있다.
이 경우 변곡점(P)은 제1중심선(CL1)을 기준으로 토출구(1411,1412)로부터 먼쪽에 형성될 수 있다. 예를 들어 변곡점(P)은 보강부(145)의 끝단을 이루는 원호면(144b)의 원주방향 끝단에서 토출구(1411,1412)로부터 먼쪽에 위치하는 흡입구(1421)의 하류단(144b2)까지의 중첩길이(L)가 흡입구(1421)의 내경(D)보다 작은 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라 보강부(145)의 강성이 보강되면서도 흡입손실이 과도하게 증가하는 것을 억제할 수 있다. 이에 대해서는 나중에 도 6을 참조하여 다시 설명한다.
한편, 보강부(145)는 흡입구(1421)를 마주보는 면에 흡입안내홈(1451)이 형성될 수 있다. 흡입안내홈(1451)은 흡입구(1421)의 출구단(1421b)에서 고정랩(144)의 외주면을 향해 경사지게 형성될 수 있다.
구체적으로, 흡입안내홈(1451)은 흡입구(1421)의 출구단(1421b) 중에서 고정랩(144)의 랩형성방향(또는 압축실의 형성방향)을 기준으로 토출구(1411,1412)로부터 가장 먼쪽 끝단(흡입구의 하류단)(1421b2)에서 고정랩(144)을 향하면서 토출구(1411,1412)쪽으로 가까워지는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라 보강부(145)가 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 일정 구간에서 중첩되더라도 흡입구(1421)의 출구단(1421b)은 흡입압실측면(142a)에서 완전 개방된 형상이 되므로 보강부(145)에 의한 흡입손실을 최소화할 수 있다.
흡입안내홈(1451)은 평면으로 경사지게 형성될 수도 있고, 원추형(정확하게는 반원추형상)으로 경사지게 형성될 수도 있다. 본 실시예는 흡입안내홈(1451)이 흡입구(1421)의 출구단(1421b)에서 고정랩(144)을 향해 점점 좁아지는 원추형으로 경사진 예를 도시하고 있다. 이에 따라 흡입구(1421)와 흡입안내홈(1451)을 드릴 가공으로 용이하게 가공할 수 있다.
상기와 같이 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 이를 마주보는 고정랩(144)의 외주면 사이에 보강부(145)가 구비되는 경우에는 고정랩(144)의 흡입단(144a) 쪽 길이가 짧아지게 되거나 또는 두꺼워지게 되는 효과가 발생되어 그만큼 고정랩(144)의 강성이 증가될 수 있다. 이에 따라 압축기의 운전시 고정스크롤(140)이 열변형되더라도 고정랩(144)이 변형되는 것을 최소한으로 억제하여 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 고정랩(144)의 흡입단(144a) 쪽 끝단이 짧아지게 되어 흡입구(1421)를 통과하는 냉매가 토출구(1411,1412)와 반대방향으로 흘러나가는 것을 차단하여 흡입압실(Vs)에서의 와류를 억제할 수 있고, 이를 통해 와류로 인한 흡입손실을 줄여 고정랩(144)의 강성을 보강하면서도 흡입손실을 낮출 수 있다.
한편, 보강부(145)는 흡입구(1421)와의 중첩길이(이하, 보강부의 중첩길이 또는 랩끝단의 중첩길이)(L)가 그 흡입구(1421)의 출구단의 내경(편의상 흡입구의 내경으로 정의하여 설명한다)(D) 대비 대략 50% 이하가 되도록 형성될 수 있다. 다시 말해 보강부(145)는 흡입구(1421)의 하류단(1421b2)에서 맞은 편인 흡입구(1421)의 상류단(1421b1)쪽으로 중첩되는 흡입구(정확하게는 흡입구의 출구단)(1421)와 중첩되는 보강부(145)의 중첩길이(L)가 흡입구(1421)의 내경(D)보다 대략 절반 이하가 되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 보강부(145)가 고정랩(144)의 강성을 보강하면서도 보강부(145)로 인한 흡입손실을 줄일 수 있다.
이는 도 6을 참조하여 확인할 수 있다. 도 6은 본 실시예의 보강부에 대한 고정랩의 응력과 압축실의 체적효율을 비교하여 보인 그래프이다. 이는 보강부(145)의 중첩길이(L)를 흡입구(1421)의 내경(D)으로 나눈 값에 대한 고정랩의 응력과 압축실의 체적효율을 비교한 것이다.
도 6에서 보는 바와 같이 본 실시예에 따른 고정랩(144)에서의 응력은 대략 50%를 지나면 완만하게 감소하게 되고, 흡입구(1421)에서의 체적효율은 대략 40%를 전후해서 크게 감소하게 된다. 이를 통해 흡입구(1421)의 내경(D) 대비 보강부(145)의 중첩길이(또는 랩끝단의 중첩길이)(L)를 50% 이상으로 설정할 경우 강성을 보강하는 효과에 비해 체적효율의 저하가 과도하게 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서 보강부(145)의 중첩길이(L)는 흡입구(1421)의 내경(D) 대비 대략 50% 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 보강부에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 보강부에 흡입안내홈이 경사지게 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입안내홈이 반경방향으로 함몰되어 형성될 수도 있다.
도 7은 도 3에서 보강부의 다른 실시예를 확대하여 보인 저면도이고, 도 8은 도 7에서 "Ⅹ-Ⅹ"선단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 고정스크롤(140)은 전술한 실시예와 거의 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에 따른 고정스크롤(140)은 전술한 실시예와 같이 고정경판부(141), 고정측벽부(142), 서브베어링부(143) 및 고정랩(144)을 포함한다. 고정측벽부(142)에는 흡입구(1421)가 반경방향으로 형성되고, 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 이를 마주보는 고정랩(144)의 외주면 사이에는 보강부(145)가 형성될 수 있다. 이들 고정경판부(141), 고정측벽부(142), 서브베어링부(143), 고정랩(144) 및 보강부(145)에 대한 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.
다만, 본 실시예에 따른 보강부(145)에는 흡입안내홈(1451)이 형성되되, 흡입안내홈(1451)은 원통형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 흡입안내홈(1451)은 반경방향으로 함몰되되, 흡입구(1421)와 동일한 내경을 가지는 원통형상(정확하게는 대략 반원통형상)으로 형성될 수 있다. 이에 따라 흡입안내홈(1451)은 반경방향측면(1451a)이 대략 평면을 이루는 직사각형 모양을 형성하게 된다.
이 경우에도 보강부(145)는 흡입안내홈(1451)을 제외한 부분이 흡입구(1421)의 출구단(1421b)을 이루는 흡입압실측면(142a)과 고정랩(144)의 외주면 사이를 연결하게 되어 고정랩(144)의 길이를 줄이거나 또는 고정랩(144)의 두께를 증가시키게 된다. 이를 통해 고정랩(144)의 흡입단(144a)에 대한 강성을 높여 고정스크롤(140)이 열변형되더라도 고정랩(144)의 흡입단(144a)이 변형되는 것을 억제하거나 최소화할 수 있다.
이와 동시에, 보강부(145)에 흡입안내홈(1451)이 반경방향으로 함몰됨에 따라 실질적인 흡입구(1421)의 출구단(1421b)이 흡입안내홈(1451)의 반경방향측면(1451a)까지 연장되고, 이로 인해 흡입구(1421)의 출구단(1421b)에 보강부(145)를 중첩되도록 형성하면서도 흡입구면적을 더 넓게 확보할 수 있어 체적효율이 감소하는 것을 억제할 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 보강부(145)는 흡입구(1421)의 출구단(1421b)에서 곧바로 연장되도록 형성될 수도 있다. 다시 말해 보강부(145)는 흡입안내홈(1451)을 배제하고 축방향으로 동일한 단면적을 가지도록 형성될 수도 있다. 이 경우에는 보강부(145)의 면적이 그만큼 증가하게 되어 고정랩(144)의 강성을 더욱 높일 수 있다. 다만, 이 경우에는 흡입안내홈(1451)이 배제되어 보강부(145)가 흡입구(1421)의 일부를 가로막게 되므로 보강부(145)의 중첩거리는 흡입손실이 과도하게 발생되지 않도록 조절할 수 있다.
한편, 흡입구에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 흡입구가 반경방향으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입구가 반경방향에 대해 교차하는 방향으로 형성될 수도 있다.
도 9는 본 실시예에서 흡입구에 대한 다른 실시예를 보인 확대도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입구(1421)는 입구단(1421a) 및 출구단(1421b)을 포함하되, 전술한 도 4의 실시예와 같이 입구단(1421a)은 고정측벽부(142)의 외주면을, 출구단(1421b)은 고정측벽부(142)의 내주면을 각각 관통하여 형성될 수 있다. 흡입구(1421)의 기본적인 형상 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 실시예에서의 설명으로 대신한다.
다만, 본 실시예에 따른 흡입구(1421)는 반경방향에 대해 교차하는 방향으로 형성된다. 다시 말해 흡입구(1421)는 입구단(1421a)의 중심과 출구단(1421b)의 중심을 지나는 제1중심선(CL1)이 회전축(125)의 축중심(O)을 반경방향으로 지나는 반경방향중심선(CL1')에 대해 교차하도록 경사지게 형성된다. 예를 들어 흡입구(1421)는 그 출구단(1421b)이 토출구(1411,1412)에 가까워지는 방향, 다시 말해 고정랩(144)의 흡입단(144a)에서 멀어지는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라 흡입구(1421)에서의 유로저항이 감소하여 흡입냉매가 더욱 신속하고 원활하게 흡입될 수 있다.
본 실시예에서도 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 이를 마주보는 고정랩(144)의 외주면 사이에는 앞서 설명한 보강부(145)가 형성되고, 보강부(145)에는 앞서 설명한 흡입안내홈(1451)이 형성될 수 있다. 이들 보강부(145)와 흡입안내홈(1451)에 대하여는 앞서 설명한 실시예들에 대한 설명으로 대신한다.
한편, 흡입구에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 흡입구의 양단이 동일한 내경으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입구의 양단의 내경이 서로 다르게 형성될 수도 있다.
도 10은 본 실시예에서 흡입구에 대한 또 다른 실시에를 보인 확대도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입구(1421)는 입구단(1421a) 및 출구단(1421b)을 포함하되, 전술한 도 4의 실시예와 같이 입구단(1421a)은 고정측벽부(142)의 외주면을, 출구단(1421b)은 고정측벽부(142)의 내주면을 각각 관통하여 형성될 수 있다. 흡입구(1421)의 기본적인 형상 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 실시예에서의 설명으로 대신한다.
다만, 본 실시예에 따른 흡입구(1421)는 입구단(1421a)의 내경보다 출구단(1421b)의 내경이 더 크게 형성된다. 예를 들어 흡입구(1421)는 제1흡입부(1425) 및 제2흡입부(1426)를 포함할 수 있다. 제1흡입부(1425)는 흡입구(1421)의 입구단(1421a)에서 반경방향으로 임의의 지점까지에 해당하는 부분이고, 제2흡입부(1426)는 상기한 임의의 지점에서 출구단(1421b)까지 해당하는 부분이다.
제1흡입부(1425)의 중심과 제2흡입부(1426)의 중심은 동일중심선상에 형성될 수 있다. 이에 따라 흡입구(1421)가 2개(또는 그 이상)의 내경을 갖는 다단형상으로 형성되면서도 흡입구(1421)를 용이하게 가공할 수 있다.
제1흡입부(1425)의 내경을 제1내경(D1), 제2흡입부(1426)의 내경을 제2내경이라고 할 때 제2내경(D2)은 제1내경(D1)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 흡입구(1421)는 출구단(1421b)에서의 단면적이 증가할 수 있다.
이 경우에도 흡입구(1421)의 출구단(1421b), 다시 말해 고정랩(144)의 흡입단(144a)은 흡입구(1421)와 반경방향으로 중첩되도록 보강부(145)가 형성될 수 있다. 보강부(145)는 앞서 설명한 실시예들과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에서는 흡입구(1421)의 출구단(1421b)을 이루는 제2흡입부(1426)가 보강부(145)의 내부에서 대략 원통형상(정확하게는 대략 반원통형상)으로 형성됨에 따라 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 고정랩(144)의 사이에 보강부(145)를 형성하면서도 그 보강부(145)로 인한 유로저항이 발생되는 것을 억제하거나 줄여 체적효율을 향상시킬 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 제1흡입부(1425)와 제2흡입부(1426)가 서로 다른 중심선상에 위치하도록 형성될 수도 있다. 예를 들어 제2흡입부(1426)는 제1흡입부(1425)에 비해 토출구(1411,1412)쪽으로 편심지게 형성될 수도 있다. 이에 따라 실질적인 흡입구(1421)의 흡입구면적이 확대될 뿐만 아니라 흡입구(1421)의 출구단(1421b)의 후방쪽 면적을 줄여 흡입구(1421)의 흡입구면적을 확대하면서도 그 흡입구(1421)의 출구단(1421b) 주변에서 와류가 발생되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 흡입구에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 흡입구가 항상 개방되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입구에 체크밸브가 설치되어 압축기의 정지시 선회스크롤이 역회전하는 것을 억제하는 동시에 냉매 또는 오일이 역류하는 것을 차단할 수도 있다.
도 11은 본 실시예에서 흡입구에 구비된 흡입밸브의 일실시예를 보인 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입구(1421)는 입구단(1421a) 및 출구단(1421b)을 포함하되, 전술한 도 4 및 도 7의 실시예와 같이 입구단(1421a)은 고정측벽부(142)의 외주면을, 출구단(1421b)은 고정측벽부(142)의 내주면을 각각 관통하여 형성될 수 있다. 흡입구(1421)의 기본적인 형상 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 실시예에서의 설명으로 대신한다.
다만, 본 실시예에서는 흡입구(1421)에 양단이 개구된 중공형상의 밸브관(146)이 삽입되고, 밸브관(146)에는 그 밸브관(146)을 개폐하여 흡입구(1421)를 선택적으로 개폐하는 흡입밸브(147)가 구비될 수 있다. 예를 들어 흡입밸브(147)는 흡입구(1421)의 출구단(1421b)에 인접한 밸브관(146)의 단부에 힌지 결합될 수 있다. 이에 따라 압축기의 정지시 흡입밸브(147)가 압력차에 의해 밸브관(146)의 단부를 닫아 흡입유로를 차단하게 된다. 이로 인해 선회스크롤(150)이 역회전하여 선회랩(152)이나 이와 맞물린 고정랩(144)이 손상되는 것을 억제하는 동시에 토출압실(Vd) 또는 중간압실(Vm)의 냉매와 오일이 흡입압실(Vs)로 역류하여 냉매흡입관(115)으로 유출되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 이 경우에도 흡입구(1421)의 출구단(1421b), 다시 말해 고정랩(144)의 흡입단(144a)은 흡입구(1421)와 반경방향으로 중첩되도록 보강부(145)가 형성될 수 있다. 보강부(145)는 앞서 설명한 실시예들과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 이 경우에도 보강부(145)의 내부에 흡입안내홈(1452)이 형성될 수 있다. 흡입안내홈(1452)은 앞서 설명한 도 7의 실시예와 같이 반경방향(또는 고정랩을 향하는 방향)으로 길게 형성되되, 흡입안내홈(1452)의 단면적은 흡입밸브(147)를 수용할 수 있도록 흡입밸브(147)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 밸브관(146)에 힌지 결합된 흡입밸브(147)가 밸브관(146)의 단부에서 흡입안내홈(1452)쪽으로 회전하면서 밸브관(146)의 단부, 즉 흡입구(1421)를 원활하게 개폐할 수 있다.
한편, 흡입밸브에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 흡입구에 힌지형 흡입밸브가 구비되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입구에 피스톤형 밸브가 설치될 수도 있다.
도 12는 본 실시예에서 흡입구에 구비된 흡입밸브의 다른 실시예를 보인 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입구(1421)는 입구단(1421a) 및 출구단(1421b)을 포함하되, 전술한 도 4 및 도 7의 실시예와 같이 입구단(1421a)은 고정측벽부(142)의 외주면을, 출구단(1421b)은 고정측벽부(142)의 내주면을 각각 관통하여 형성될 수 있다. 흡입구(1421)의 기본적인 형상 및 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 실시예에서의 설명으로 대신한다.
다만, 본 실시예에서는 도 11의 실시예와 같이 흡입구(1421)에 흡입밸브(147)가 구비되되, 본 실시예에서는 흡입밸브(147)가 밸브관(146)의 내부에 구비될 수 있다. 이에 따라 흡입밸브(147)의 동작이 원활하고 신속하게 이루어져 압축기의 정지시 선회스크롤(150)이 역회전하는 것을 억제하는 동시에 냉매 또는 오일의 역류를 신속하게 차단할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에서는 흡입구(1421)에 중공형상의 밸브관(146)이 삽입되되, 밸브관(146)의 냉매흡입관(115)이 연결되는 일단은 전체가 개구되는 반면 반대쪽인 타단은 전체 또는 일부가 막힌 형상으로 형성될 수 있다. 밸브관(146)의 타단 부근에는 측면에서 개구되는 냉매통공(146a)이 형성되고, 냉매통공(146a)은 흡입구(1421)의 출구단(1421b)과 이를 마주보는 고정랩(144)의 외주면 사이에 위치하게 된다. 이에 따라 밸브관(146)의 냉매통공(146a)은 흡입압실(Vs)에 연통될 수 있다.
밸브관(146)의 내부에는 흡입밸브(147)가 밸브관(146)의 길이방향으로 미끄러지게 삽입될 수 있다. 이에 따라 흡입밸브(147)는 그 양쪽의 압력차에 의해 밸브관(146)을 따라 미끄러지면서 냉매통공(146a)을 개폐하게 된다.
흡입밸브(147)의 후방측, 즉 밸브관(146)의 타단과 이를 마주보는 흡입밸브(147)의 후방면 사이에는 압축코일스프링과 같은 탄성부재(148)가 구비될 수 있다. 이에 따라 압축기의 정지시 흡입밸브(147)가 더욱 신속하게 냉매흡입관(115)쪽으로 이동하면서 냉매통공(146a)을 신속하게 차단할 수 있다. 이를 통해 선회스크롤(150)이 역회전하여 선회랩(152)이나 이와 맞물린 고정랩(144)이 손상되는 것을 억제하는 동시에 토출압실(Vd) 또는 중간압실(Vm)의 냉매와 오일이 흡입압실(Vs)로 역류하여 냉매흡입관(115)으로 유출되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 이 경우에도 흡입구(1421)의 출구단(1421b), 다시 말해 고정랩(144)의 흡입단(144a)은 흡입구(1421)와 반경방향으로 중첩되도록 보강부(145)가 형성될 수 있다. 보강부(145)는 앞서 설명한 실시예들과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 이 경우에도 보강부(145)의 내부에 흡입안내홈(1452)이 형성될 수 있다. 흡입안내홈(1452)은 앞서 설명한 도 7 및 도 11의 실시예와 같이 반경방향(또는 고정랩(144)을 향하는 방향)으로 길게 형성되되, 흡입안내홈(1452)의 단면적은 밸브관(146)이 수용될 수 있도록 밸브관(146)의 외경과 거의 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라 흡입밸브(147)가 내장된 밸브관(146)의 단부가 밸브수용홈(1452)에 깊게 삽입됨에 따라 냉매통공(146a)의 면적을 최대한 크게 확보하여 흡입손실을 최소화할 수 있다.
다만, 이 경우에는 흡입구(1421)의 출구단(1421b)에서 상류측 모서리에 흡입안내면(1421c)이 더 형성될 수 있다. 흡입안내면(1421c)은 흡입구(1421)의 안쪽에서 바깥쪽으로 그 흡입구(1421)의 내경이 증가하도록 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라 밸브관(146)의 외주면에 구비되는 냉매통공(146a)의 길이방향 폭을 넓게 확보하여 냉매의 흡입저항을 낮출 수 있다.
110: 케이싱 110a: 내부공간
111: 원통쉘 112: 상부쉘
113: 하부쉘 115: 냉매흡입관
116: 냉매토출관 120: 구동모터
120a: 내부통로 120b: 공극통로
120c: 외부통로 121: 고정자
1211: 고정자코어 1211a: 회전자수용부
1211b: 오일회수홈 1211c: 티스
1211d: 슬롯 1212: 고정자코일
1213: 인슐레이터 122: 회전자
1221: 회전자코어 1222: 영구자석
125: 회전축 126: 급유통로
127: 오일픽업 130: 메인프레임
131: 프레임경판부 132: 프레임측벽부
1321: 프레임배출구멍(제2배출구멍) 133: 메인 베어링부
1331: 메인축수구멍 140: 고정스크롤
141: 고정경판부 1411,1412: 토출구
142: 스크롤측벽부 142a: 흡입압실측면
1421: 흡입구 1421a: 입구단
1421b: 출구단 1421c: 흡입안내면
1422: 스크롤측 배출구멍(제1배출구멍)
1425: 제1흡입부 1426: 제2흡입부
143: 서브 베어링부 1431: 서브축수구멍
144: 고정랩 144a: 흡입단
144b: 원호면 145: 보강부
1451: 흡입안내홈 1452: 밸브수용홈
1451a: 반경방향측면 146: 밸브관
146a: 냉매통공 147: 흡입밸브
148: 탄성부재 150: 선회스크롤
151: 선회경판부 152: 선회랩
153: 회전축결합부 160: 토출커버
160a: 머플러공간 170: 올담링
180: 유로가이드 C: 압축부
CL1: 제1가상선 CL1': 반경방향중심선
D1: 흡입구의 입구단 내경 D2: 흡입구의 출구단 내경
O: 축중심 P: 변곡점
Po1: 제1오일회수통로(제1통로) Po2: 제2오일회수통로(제2통로)
S1: 하부공간 S11: 저유공간
S12: 배출공간 S2: 상부공간
V, V1,V2: 압축실 Vs: 흡입압실
Vm: 중간압실 Vd: 토출압실

Claims (17)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 구비되는 구동모터;
    상기 구동모터의 회전자에 결합되는 회전축;
    상기 케이싱의 내부에서 상기 회전축에 결합되며, 선회랩이 구비되어 선회운동을 하는 선회스크롤;
    상기 케이싱의 내부에 구비되며, 상기 선회랩에 맞물려 나선형으로 압축실을 형성하도록 고정랩이 형성되며, 상기 압축실에 연통되도록 상기 고정랩의 외측면을 향해 외주면에서 내주면으로 흡입구가 관통되는 고정스크롤; 및
    상기 케이싱을 관통하여 상기 흡입구의 입구단에 삽입되는 냉매흡입관을 포함하고,
    상기 고정스크롤은,
    중심부에 토출구를 구비하는 고정경판부; 및
    상기 고정경판부의 일측면에서 상기 고정랩을 감싸도록 환형으로 형성되며, 상기 흡입구가 관통되는 고정측벽부를 포함하며,
    상기 흡입구의 내경은 상기 고정측벽부의 내주면과 이를 반경방향으로 마주보는 상기 고정랩의 외주면 사이의 간격보다 크게 형성되고,
    상기 흡입구의 출구단과 이를 마주보는 상기 고정랩의 외주면의 사이에는 상기 흡입구의 출구단에서 상기 고정랩의 외주면을 향해 연장되어 상기 고정랩의 흡입단에서 상기 고정측벽부의 내주면을 원호면으로 연결하는 보강부가 형성되며,
    상기 보강부는,
    축방향 투영시 상기 흡입구의 출구단의 원주방향 양단 사이에 상기 원호면의 변곡점이 위치하도록 형성되고,
    상기 보강부의 내부에는,
    상기 흡입구의 출구단과 상기 고정랩의 외주면을 향해 함몰된 흡입안내홈이 형성되는 스크롤 압축기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강부는,
    상기 흡입구의 내경 대비 50% 이하로 중첩되는 스크롤 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡입안내홈은,
    상기 흡입구의 출구단과 상기 원호면의 변곡점 사이를 연결하도록 형성되는 스크롤 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡입안내홈은,
    상기 흡입구의 출구단 일측에서 상기 고정랩을 향해 경사지게 형성되는 스크롤 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡입안내홈은,
    평면지게 형성되거나 또는 원주형상으로 형성되는 스크롤 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 흡입안내홈은,
    상기 흡입구의 출구단에서 반경방향으로 기설정된 깊이만큼 함몰되는 스크롤 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 흡입안내홈은,
    반경방향측면이 평면지게 형성되는 스크롤 압축기.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 변곡점은,
    상기 흡입구의 중심을 지나는 제1중심선을 기준으로 상기 토출구로부터 먼쪽에 형성되는 스크롤 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 변곡점은,
    상기 보강부의 끝단에서 상기 토출구로부터 먼쪽에 위치하는 상기 흡입구의 끝단까지의 중첩길이가 상기 흡입구의 내경보다 50% 이하로 작은 위치에 형성되는 스크롤 압축기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구에는 그 흡입구를 개폐하는 흡입밸브가 구비되는 스크롤 압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 흡입밸브는,
    상기 압축실을 향해 개구되어 상기 흡입구의 내부에 삽입되는 밸브관; 및
    상기 밸브관의 단부에 착탈되도록 상기 밸브관에 힌지 결합되어 상기 흡입구를 개폐하는 밸브부재를 포함하는 스크롤 압축기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 흡입밸브는,
    상기 압축실을 향해 개구되는 흡입통공이 구비되어 상기 흡입구의 내부에 삽입되는 밸브관; 및
    상기 흡입통공을 개폐하도록 상기 밸브관의 내부에 미끄러지게 삽입되어 상기 흡입구를 개폐하는 밸브부재를 포함하는 스크롤 압축기.
  15. 제1항, 제3항 내지 제8항, 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입구는,
    상기 회전축의 축중심에 대해 반경방향으로 형성되는 스크롤 압축기.
  16. 제1항, 제3항 내지 제8항, 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입구는,
    상기 회전축의 축중심을 벗어나 상기 고정랩의 랩형성방향을 기준으로 상기 고정스크롤의 중심을 향하는 방향으로 경사지게 형성되는 스크롤 압축기.
  17. 제1항, 제3항 내지 제8항, 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입구는,
    상기 입구단을 이루는 제1흡입부와 상기 출구단을 이루는 제2흡입부를 포함하며,
    상기 제2흡입부의 단면적은 상기 제1흡입부의 단면적보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
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