KR20050028217A - 밀폐형 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 밀폐형 스크롤 압축기는 구동축의 상측부를 지지하며, 중심부에 오일이 축적되도록 오일 포켓이 형성된 상부 프레임; 상기 상부 프레임에 고정되어 있는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤과 상기 상부 프레임사이에서 선회운동하면서 유체의 압축을 수행하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤의 일측에 삽입되기 위한 2개의 하부키가 형성된 올담링; 상기 하부키가 각각 수용되어 직선 왕복운동하도록 상기 상부 프레임에 형성되는 하부 키홈; 상기 오일 포켓으로부터 상기 하부 키홈으로 오일을 공급하기 위해 상부 프레임의 몸체에 형성되는 오일 급유구조를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 밀폐형 스크롤 압축기는 상부 프레임상에 오일 그루브 및/또는 오일 홀이 구비됨으로써, 상기 압축기에 과부하가 걸리더라도 상부 프레임의 스러스트면과 선회 스크롤의 하면 사이에 오일이 원활히 공급되는 효과가 있다.

따라서, 상기 오일이 원활이 공급됨으로써, 마찰로 인하여 발생되는 부품의 마모, 마찰열, 소음 및 진동이 감소 또는 제거되는 효과가 있다.

또한, 상기 올담링의 키 부위에 오일이 신속하게 전달됨으로써, 올담링의 직선 왕복운동이 원활히 유도되어 소음과 진동이 저감되는 효과가 있다.

Description

밀폐형 스크롤 압축기{Sealing typed scroll compressor}

본 발명은 밀폐형 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부 프레임의 스러스트면과 올담링의 하부키부분에 오일이 원활하게 공급되도록 함으로써, 마찰에 의한 부품의 마모방지 및 마찰열 발생을 방지할 수 있는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축 에너지로 전환 시키는 수단으로, 크게 왕복동식, 스크롤식, 원심식 및 베인식으로 구분된다. 특히, 스크롤 압축기는 공조기 및 냉동기의 압축기기로 많이 사용되고 있다.

또한, 스크롤 압축기는 저압식 스크롤 압축기와 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어 진다.

상세히, 스크롤식 압축기는 그 케이싱의 내부에 흡입가스가 충진되는지 아니면 토출가스가 충진되는지에 따라 저압식 스크롤 압축기 또는 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어지게 된다.

또한, 스크롤 압축기는 스파이럴 스크롤 랩으로 구성되고 구동축의 회전에 관계없이 고정되어 있는 고정 스크롤과, 구동축의 회전에 따라 공전하는 선회 스크롤의 상대적인 운동을 통해 압축을 수행하는 것이다.

이하에서는 종래의 스크롤 압축기의 구성과 작용에 대하여 간단히 설명하고,종래의 스크롤 압축기에 존재하는 문제점에 대하여 설명한다.

도 1은 종래의 일반적인 저압식 스크롤 압축기의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 스크롤 압축기는 회전자(11)와 고정자(12)로 이루어지는 구동모터(13), 상기 구동모터가 회전함에 따라 함께 회전하고, 또한 상부에 편심부(15)가 형성되는 구동축(1)이 포함되는 구동부와, 상기 구동축의(1) 상측에 끼워져서 상기 구동축(1)을 지지하고, 또한 중앙 홈의 가장자리에는 오일포켓(16)이 형성되는 상부프레임(10)과, 외부로부터 유체가 유입되도록 하기 위한 흡입관(8) 및 흡입실(9)이 형성되는 흡입부가 포함된다. 상세히, 상기 편심부(15)의 외주면에는 슬라이딩 부쉬(14)가 외삽되어 상기 편심부(15)와 면접촉을 한다.

또한, 상기 상부 프레임(10)의 상측에 위치되고, 상기 흡입관(8)을 통해 흡입된 냉매를 선회 운동에 의하여 압축하는 선회 스크롤(3), 상기 선회 스크롤(3)과 맞물려 상기 상부 프레임(10) 상측에 고정되는 고정 스크롤(4), 상기 선회 스크롤(3)이 상기 고정 스크롤(4)내에서 선회될 수 있도록 하는 올담링(2)이 포함되는 스크롤 압축부와, 상기 고정 스크롤(4)의 중앙부를 수직으로 관통하는 토출포트(5), 압축기의 최상면에 공간을 형성하고, 또한 상기 토출포트(5)와 연통되어 있는 토출실(6), 상기 토출실(6)의 일측면에 설치되어 축적된 냉매를 유출시키기 위한 토출관(7)이 형성되는 토출부가 포함된다.

또한, 상기 구동축(1)의 내부를 따라 형성되는 오일 유로(18), 상기 오일 유로로 오일을 밀어주는 오일 피더(17)로 이루어지는 오일공급부가 포함된다.

상기에서 제시되는 스크롤 압축기의 작용을 간단히 설명한다.

먼저 팽창과정을 거친 저압상태의 냉매가 흡입관(8)을 통하여 상기 흡입실(9)로 유입되고, 유입된 냉매는 상기 스크롤 압축부로 이동된다. 상기 스크롤 압축부에서 압축된 고압상태의 냉매는 상기 토출포트(5)를 통하여 토출실(6)로 이동되고, 최종적으로 상기 토출관(7)을 통하여 압축기 외부로 토출되게 된다.

또한, 상기와 같이 압축과정이 수행되는 동안, 압축기의 내측 하부챔버에 저장되어 있는 오일은 구동축(1)의 회전과 함께 회전되는 오일 피더(17)에 의하여 밀려 올라가게 된다. 그리고, 상기 오일은 상기 오일 유로(18)를 따라 상기 구동축(1)의 상단부까지 올라가게 되고, 상기 편심부(15)의 상측으로 분출된다. 그리고, 상기 분출된 오일은 상기 편심부(15)와 슬라이딩 부쉬(14) 사이의 틈을 따라 흘러내리면서 윤활이 이루어지고, 그 후 상부 프레임(10)에 형성된 오일 포켓에 축적되게 된다. 상기 축적된 오일은 선회 스크롤(3)의 공전에 의하여, 상부 프레임(10)의 스러스트면과 선회 스크롤(3)의 하면 사이의 마찰부위에 스며들게 됨으로써, 접촉면에 윤활이 이루어진다.

도 2는 종래의 스크롤 압축기에 있어서, 선회 스크롤과 올담링 및 상부 프레임의 결합을 나타내는 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상부 프레임의 상측에 안착되는 선회 스크롤(3)과, 상기 선회 스크롤(3)의 하측면과 접촉되는 스러스트면(21)과, 상기 상부 프레임(10) 사이에 끼워지는 올담링(2)이 포함된다. 그리고, 상기 올담링(2)의 몸체에는 상측으로 돌출 형성된 상부키(2a)와, 하측으로 형성된 하부키(2b)가 포함된다. 그리고, 상기 선회 스크롤(3)의 하측면에는 상기 올담링(2)의 상부키(2a)가 수용되도록 하기 위하여 상부 키홈(미도시)이 형성되고, 상기 상부 프레임(10)의 스러스트면(21) 외주에는 상기 올담링(2)의 하부키(2b)가 수용되도록 하기 위하여 하부 키홈(22)이 형성된다.

상기 선회 스크롤(3)의 상측에서 형성되는 높은 압력에 의해 올담링(2)의 상부키(2a)와 선회 스크롤(3) 사이, 그리고 올담링(2)의 하부키(2b)와 상기 상부 프레임(10) 사이에 마찰력이 발생하게 된다. 또한, 선회 스크롤(3)과 상부 프레임(10)의 스러스트면(21) 사이에도 마찰이 일어나게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 스크롤 압축기는 압축과정에서 과부하가 걸릴 때에는 선회 스크롤(3)이 상부 프레임(10)의 스러스트면(21)에 강하게 밀착된다. 그 결과, 오일 포켓으로부터 스며드는 오일이 선회 스크롤(3)과 상부 프레임(10) 사이의 마찰부위에 충분히 공급되지 못하게 된다.

또한, 상기 선회 스크롤(3)과 올담링(2)의 상부키(2a) 사이의 마찰면으로 오일이 제대로 공급되지 못하게 되고, 상기 올담링의 하부키(2b)와 상부 프레임(10)사이의 마찰면으로도 오일이 원활하게 공급되지 못한다.

상기와 같이 마찰부위에 오일이 충분히 공급되지 못함으로써, 마찰에 의한 부품의 마모가 심하게 발생되고, 또한 마찰열에 의한 오일 특성변화를 유발하는 문제점이 있다.

또한, 상기 마찰로 인하여 소음과 진동이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 상부 프레임의 스러스트면상에 오일 그루브(oil groove)를 형성함으로써, 압축부에서 과부하가 걸리더라도 윤활이 원활하게 되도록 하는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 상부 프레임의 일측 키홈에서 타측 키홈에 이르는 관통 오일 홀을 형성함으써, 오일 공급이 원활하게 되도록 하는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

결과적으로, 마찰에 의한 부품의 마모 및 오일의 특성변화를 방지할 뿐 아니라, 진동 및 소음의 발생도 방지하는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 스크롤 압축기는 구동축의 상측부를 지지하며, 중심부에 오일이 축적되도록 오일 포켓이 형성된 상부 프레임; 상기 상부 프레임에 고정되어 있는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤과 상기 상부 프레임사이에서 선회운동하면서 유체의 압축을 수행하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤의 일측에 삽입되기 위한 2개의 하부키가 형성된 올담링; 상기 하부키가 각각 수용되어 직선 왕복운동하도록 상기 상부 프레임에 형성되는 하부 키홈; 상기 오일 포켓으로부터 상기 하부 키홈으로 오일을 공급하기 위해 상부 프레임의 몸체에 형성되는 오일 급유구조를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범윈 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 3은 본 발명의 사상에 따르는 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서, 스러스트면상에 오일 그루브가 형성된 상부 프레임의 사시도이고, 도 4는 상기 상부 프레임의 평면도이다.

도 3과, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 상부 프레임(40)은 상기 올담링(미도시)의 하측면과 접촉하는 스러스트면(41)과, 상기 선회 스크롤(미도시)의 하부키가 수용되어 직선 왕복운동하게 하는 하부 키홈(42)과, 상기 상부 프레임(40)의 중심부에 형성되어 오일이 축적되도록 하는 오일 포켓(44)과, 상기 오일 포켓(44)으로 부터 스며 나오는 오일이 상기 하부 키홈(42)까지 흐르도록 상기 스러스트면(41)을 가로질러 길게 형성되는 오일 그루브(43)가 포함된다.

상기 제시된 오일 급유구조의 기능 및 작용을 설명한다.

스크롤 압축기의 하부 챔버 저면에 차 있는 오일이 상기 오일 포켓(44)에 이르는 과정은 종래의 스크롤 압축기와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

상세히, 상기 오일 포켓(43)에 축적된 오일은 상기 스러스트면(41)상에 형성된 오일 그루브(43)를 따라 상기 상부 프레임(40)의 외주 방향으로 흘러간다. 그리고, 상기 오일 그루브(43)에 차 있는 오일은 상부 프레임(40)의 상측에서 선회 운동을 하는 선회 스크롤에 의하여 스러스트면(41) 전체에 걸쳐 고루 퍼지게 된다.

또한, 상기 오일 그루브(43)를 따라 흐르는 오일은 최종적으로 상기 하부 키홈(42)까지 흐르게 되고, 상기 하부 키홈(42)에 다다른 오일은 상기 하부 키홈(42)과 올담링(50)의 하부키(51)를 적셔줌으로써, 윤활작용을 하게 된다.

한편, 상기 오일 그루브(43)의 형상은 상기에 제시된 실시예에 제한되지 아니하며, 상기 오일이 원활하게 흐를 수 있도록 하는 어떤 형상도 가능하다.

또한, 상기 오일 그루브(43)의 깊이도 어떤 특정한 값에 제한되지 아니함을 밝혀둔다.

도 5 는 본 발명의 사상에 따르는 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서, 오일 홀이 형성된 상부 프레임의 사시도이고, 도 6은 상기 상부 프레임의 평면도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 상부 프레임(40)은 상기 선회 스크롤(미도시)의 하측면과 접촉하는 스러스트면(41)과, 상기 올담링(미도시)의 하부키가 수용되어 직선 왕복운동하게 하는 하부 키홈(42)과, 상기 상부 프레임(40)의 중심부에 형성되어 오일이 축적되도록 하는 오일 포켓(44)과, 상기 오일 포켓(44)으로 부터 스며나오는 오일이 상기 하부키(42)까지 흐르도록 상기 하부 키홈(42)의 일측 단부에서 맞은 편 타측 단부를 관통하는 오일 홀(45)이 포함된다.

상기 도 3과 도 4에서 설명된 바와 같이, 상기 오일 포켓까지 올라온 오일은 상기 오일홀을 통로로 하여 상기 하부 키홈(42)까지 흐르게 된다. 상기 하부 키홈(42)에서는 상기 올담링(50)의 하부키(51)가 직선왕복운동 하면서 윤활작용이 원활하게 되고, 아울러 상기 오일이 스러스트면(41)까지 분산되어 고루 퍼지게 된다.

한편, 상기 오일 홀의 직경과 상기 스러스트면(41)으로 부터 내려가는 깊이에 있어서는 제한이 없으며, 빠르고 효과적으로 윤활작용이 수행되는 직경과 깊이는 모두 본 발명의 실시예의 범위에 포함된다.

도 7은 오일 그루브가 형성된 상부 프레임이 포함되는 본 발명의 사상에 따르는 밀폐형 스크롤 압축기 내에서의 오일의 흐름을 보여주는 단면도이고, 도 8은 오일 홀이 형성된 상부 프레임이 포함되는 본 발명 스크롤 압축기 내에서의 오일의 흐름을 보여주는 단면도이고, 도 9는 오일 그루브와 오일 홀이 함께 형성된 상부 프레임이 포함되는 본 발명 스크롤 압축기 내에서의 오일의 흐름을 보여주는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 압축기의 하부챔버 저면에 위치한 오일 피더(75)에 의하여 상승된 오일은 상기 오일 유로(76)를 따라 상기 편심부(74) 상측까지 올라와서 분산된다. 그리고, 분산된 오일은 상기 편심부(74)와 슬라이딩 부쉬(73)의 접촉면을 따라 흘러내려서 윤활작용을 한뒤, 상기 오일 포켓(78)에 모이게 된다.

또한, 상기 오일 포켓(78)에 축적된 오일은 상기 오일 그루브(43)를 따라 상기 올담링(50)쪽으로 흘러가게 된다. 그리고, 상기 오일이 그루브(43)를 따라 흘러 가는 동안 스러스트면(41)상에 퍼지면서 윤활면이 형성되고, 또한 상기 올담링(50)의 직선 왕복운동에 의해 하부 키홈(51)이 윤활된다.

따라서, 상기 선회 스크롤(60) 상부에 과부하가 걸리더라도 오일의 윤활작용에는 영향이 없게되어, 종래의 일반 스크롤 압축기가 가지는 마찰에 의해 야기되는 문제는 생기지 않게 된다.

도 8을 참조하면, 상기 오일 포켓(78)에 축적된 오일은 상기 오일 홀(45)을 따라 하부키(51)쪽으로 이동되게 된다. 따라서, 상기 오일이 스러스트면(41)을 지나서 하부키(51)로 번지는 종래의 스크롤 압축기에 비해 오일이 빨리 확산되는 특징이 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 상부 프레임(40)은 오일 그루브(43)와 오일 홀(45)이 함께 형성되도록 하였다.

따라서, 상기 오일 그루브(43)를 따라 흐르는 오일은 상기 스러스트면(41)의 윤활작용을 원활하게 하고, 상기 오일 홀(45)을 따라 흐르는 오일은 상기 하부키(51)와 상부 프레임(40)의 하부 키홈(42) 사이에서 윤활작용을 원활하게 한다.

본 발명에 따른 밀폐형 스크롤 압축기는 상부 프레임상에 오일 그루브 및/또는 오일 홀이 구비됨으로써, 상기 압축기에 과부하가 걸리더라도 상부 프레임의 스러스트면과 선회 스크롤의 하면 사이에 오일이 원활히 공급되는 효과가 있다.

따라서, 상기 오일이 원활이 공급됨으로써, 마찰로 인하여 발생되는 부품의 마모, 마찰열, 소음 및 진동이 감소 또는 제거되는 효과가 있다.

또한, 상기 올담링의 키 부위에 오일이 신속하게 전달됨으로써, 올담링의 직선 왕복운동이 원활히 유도되어 소음과 진동이 저감되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반적인 저압식 스크롤 압축기의 단면도.

도 2는 종래의 스크롤 압축기에 있어서, 선회 스크롤과 올담링 및 상부 프레임의 결합을 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명의 사상에 따르는 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서, 스러스트면상에 오일 그루브가 형성된 상부 프레임의 사시도.

도 4는 상기 상부 프레임의 평면도.

도 5 는 본 발명의 사상에 따르는 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서, 오일 홀이 형성된 상부 프레임의 사시도.

도 6은 상기 상부 프레임의 평면도.

도 7은 오일 그루브가 형성된 상부 프레임이 포함되는 본 발명의 사상에 따르는 밀폐형 스크롤 압축기 내에서의 오일의 흐름을 보여주는 단면도.

도 8은 오일 홀이 형성된 상부 프레임이 포함되는 본 발명 스크롤 압축기 내에서의 오일의 흐름을 보여주는 단면도.

도 9는 오일 그루브와 오일 홀이 함께 형성된 상부 프레임이 포함되는 본 발명 스크롤 압축기 내에서의 오일의 흐름을 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

40 : 상부 프레임 41 : 스러스트면 42 : 하부 키홈

43 : 오일 그루브 44 : 오일 포켓 45 : 오일 홀

Claims (3)

1. 구동축의 상측부를 지지하며, 중심부에 오일이 축적되도록 오일 포켓이 형성된 상부 프레임;

   상기 상부 프레임에 고정되어 있는 고정 스크롤;

   상기 고정 스크롤과 상기 상부 프레임사이에서 선회운동하면서 유체의 압축을 수행하는 선회 스크롤;

   상기 선회 스크롤의 일측에 삽입되기 위한 2개의 하부키가 형성된 올담링;

   상기 하부키가 각각 수용되어 직선 왕복운동하도록 상기 상부 프레임에 형성되는 하부 키홈;

   상기 오일 포켓으로부터 상기 하부 키홈으로 오일을 공급하기 위해 상부 프레임의 몸체에 형성되는 오일 급유구조를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크롤 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일 급유구조는, 상기 오일 포켓으로부터 상기 하부 키홈까지 관통되어 형성되는 오일 홀인 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크롤 압축기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일 급유구조는, 상기 선회 스크롤을 지지하는 상부 프레임의 스러스트면상에 형성되고, 상기 오일 포켓으로부터 상기 하부 키홈에 걸쳐 형성되는 오일 그루브인 것을 특징으로 하는 밀폐형 스크롤 압축기.