KR20060082026A

KR20060082026A - 스크롤형 압축기

Info

Publication number: KR20060082026A
Application number: KR1020050127947A
Authority: KR
Inventors: 다츠야 고이데; 겐 스이토우; 가즈야 기무라; 노리미치 기이
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2006-07-14
Also published as: JP2006220142A; US20060153725A1; US7140852B2; JP4747775B2; EP1679441B1; EP1679441A1; KR100675538B1

Abstract

저류유실의 용적을 크게 하여 저류유실에서의 윤활유의 저류량을 증가시킬 수 있는 스크롤형 압축기를 제공하는 것.

전동 스크롤형 압축기 (10) 의 리어 하우징 (13) 내에서, 냉매가스의 토출 통로 상에는 토출실 (36) 에서 토출된 냉매 가스에 포함되는 윤활유를 분리하는 분리 파이프 (53) 와, 이 분리 파이프 (53) 로 분리된 윤활유가 저류되는 저류부 (54) 를 구비하는 오일 세퍼레이터 (52) 가 형성되어 있다. 이 오일 세퍼레이터 (52) 는 리어 하우징 (13) 내에서 토출실 (36) 과는 별실인 수용실 (50) 내에 형성되어 있다. 또, 수용실 (50) 과 토출실 (36) 은 토출 구멍 (13c) 을 통해 연통되어 있다. 토출실 (36) 은 구획벽 (13a) 에 의해 리어 하우징 (13) 의 내주측에 구획 형성되어 있다. 토출실 (36) 의 외주측 전체 둘레에는 오일 세퍼레이터 (52) 의 저류부 (54) 와 연통하는 저류유실 (38) 이 구획 형성되어 있다.

Description

스크롤형 압축기{SCROLL TYPE COMPRESSOR}

도 1 은 실시형태의 전동 스크롤형 압축기를 나타내는 모식 단면도.

도 2 는 리어 하우징을 앞쪽 끝에서 나타내는 도면.

도 3 은 다른 예의 리어 하우징을 앞쪽 끝에서 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 스크롤형 압축기로서의 전동(電動) 스크롤형 압축기

11 : 하우징 12 : 프론트 하우징

13 : 리어 하우징 13a : 구획벽

13c : 토출 통로를 구성하는 토출 구멍

13d : 외주벽의 끝면(端面) 13e : 구획벽의 끝면

15 : 고정 스크롤 15b : 고정측 와권벽(渦卷壁)

16 : 회전축 21 : 가동(可動) 스크롤

21b : 가동측 와권벽 30 : 압축실

33 : 흡입실 36 : 토출 통로를 구성하는 토출실

38 : 저류유실(貯留油室) 41 : 배압실(背壓室)

42 : 외벽 43 : 급유 통로를 구성하는 접속 통로

44 : 제 1 시일부재 45 : 제 2 시일부재

50 : 토출 통로를 구성하는 수용실

52 : 오일 세퍼레이터 53 : 분리부로서의 분리파이프

54 : 저류부 55 : 급유 통로를 구성하는 연통로

56 : 추유(抽油) 통로

특허문헌 1 일본 공개특허공보 2004-301090호 (6페이지, 도 1)

본 발명은, 가동(可動) 스크롤의 공전 운동에 의해, 압축실이 용적을 감소시키면서 이동되어 흡입실에서 압축실로 냉매가스가 흡입되고, 이 압축실에서 압축된 냉매가스가 토출실로 토출되는 스크롤형 압축기에 관한 것이다.

종래, 차량 공조 장치에 사용되는 전동(電動) 스크롤형 압축기에 있어서, 하우징은 프론트 하우징과 리어 하우징을 접합하여 구성되어 있다. 또 상기 프론트 하우징 내에는 이 하우징에 고정된 고정 스크롤과, 이 고정 스크롤에 대향 배치된 가동 스크롤이 구비되어 있다. 그리고 프론트 하우징에는 전동 모터가 수용된 모터 수용실이 구획되고, 프론트 하우징의 하부에는 상기 모터 수용실에 연통하는 흡입 통로가 형성되어 있다.

또한, 프론트 하우징 내에는 상기 흡입 통로를 통해 모터 수용실에 연통하는 흡입실이 구획 형성되어 있다. 그리고 상기 전동 모터가 작동되어 가동 스크롤 이 선회하게 되면, 양 스크롤이 구비하는 와권벽 사이에 형성된 압축실이 각 와권벽의 중심측으로 용적을 감소시키면서 이동된다. 그러면 냉매가스가 상기 모터 수용실 및 흡입 통로를 통해 흡입실로 흡입되고, 다시 냉매가스는 흡입실로부터 상기 압축실로 흡입되고, 이 압축실에서 냉매가스의 압축이 이루어진다.

그리고, 압축실에서 압축된 냉매가스는 하우징 내에서 고정 스크롤과 리어 하우징 사이에 구획 형성된 토출실로 토출된다. 상기 토출실로 토출된 냉매가스에는 상기 가동 스크롤의 선회구동기구 등에 윤활을 부여하기 위해 하우징 내를 순환하는 윤활유가 포함되어 있다. 이 때문에, 전동 스크롤형 압축기에서는 윤활유가 냉매가스와 함께 차량 공조 장치의 외부냉매회로로 반출되지 않도록 하기 위해 냉매가스의 토출 통로 상에 오일 세퍼레이터가 형성되어 있다 (예를 들어 특허문헌 1 참조). 윤활유가 외부냉매회로로 반출되면 이 윤활유가 예를 들어 가스 쿨러나 증발기의 내벽면에 부착되어 열교환 효율이 저하되기 때문이다.

상기 서술한 오일 세퍼레이터는, 예를 들어 원심분리기로 이루어지는 것을 들 수 있다. 원심분리기로 이루어지는 오일 세퍼레이터는, 냉매가스를 선회시켜서 이 냉매가스로부터 윤활유를 원심분리하여, 냉매가스만을 외부냉매회로로 도출하는 구성을 갖고 있다. 냉매가스에서 분리된 윤활유는 낙하하여 오일 세퍼레이터 내의 하방에 일단 저류되고, 나아가서는 토출실보다 저압인 저압영역인 배압실로 통로를 통해 되돌아간다. 그리고, 배압실에서 가동 스크롤의 선회구동기구 등에 윤활을 부여한 윤활유는 통로를 통해 저류유실(貯留油室) (특허문헌 1 에서는 유저류실(油貯留室)) 로 유도된다. 이 저류유실은 상기 고정 스크롤과 리어 하우징 사이의 영역 중 상기 토출실보다 외주측에 구획 형성되어 있다.

그런데, 상기 고정 스크롤과 리어 하우징 사이의 영역에서 상기 토출실보다 외주측의 하부에는 상기 흡입 통로가 형성되어 있다. 그리고, 이 흡입 통로는 이 흡입 통로를 유통(流通)하는 냉매가스의 누출 억제를 위해 개스킷으로 둘러싸여 있다. 이 때문에, 토출실보다 외주측 영역의 일부는 상기 흡입 통로에 의해 점유되어 있고, 상기 저류유실은 토출실보다 외주측 영역 중의 일부만, 즉, 개스킷을 경계로 한 상측의 영역에만 확보되어 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 기술에 존재하는 문제점에 주목하여 이루어진 것으로, 그 목적은 저류유실의 용적을 크게 하여 저류유실에서의 윤활유의 저류량을 증가시킬 수 있는 스크롤형 압축기를 제공하는 것에 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 특허청구범위 제 1 항에 기재된 발명은, 하우징은 프론트 하우징과 리어 하우징을 구비하고, 이 하우징 내에는 고정 스크롤과 가동 스크롤이 대향하여 배치되어 있고, 회전축의 회전에 기초한 상기 가동 스크롤의 공전 운동에 의해, 양 스크롤이 구비하는 와권벽 사이에 구획된 압축실이 용적을 감소시키면서 이동되어 흡입실에서 압축실로 냉매가스가 흡입되고, 이 압축실에서 압축된 냉매가스가 토출실로 토출되고, 상기 하우징 내에서 냉매가스의 토출 통로 상에는 상기 토출실에서 토출된 냉매가스에 포함되는 윤활유를 분리하는 분리부와, 이 분리부에서 분리된 윤활유가 저류되는 저류부를 구비하는 오일 세퍼레이터 가 상기 토출실과는 별실인 수용실 내에 형성되어 있음과 함께, 이 수용실과 토출실은 토출 구멍을 통해 연통되어 있는 스크롤형 압축기로서, 상기 토출실은 구획벽에 의해 상기 리어 하우징의 내주측에 구획 형성되고, 상기 토출실의 외주측 전체 둘레에는 상기 오일 세퍼레이터의 상기 저류부와 연통하는 저류유실이 구획 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

이에 의하면, 리어 하우징 내에 구획벽을 형성하고, 이 구획벽보다 내측인 리어 하우징의 내주측을 토출실로 하고, 이 토출실 외주측의 전체 둘레를 저류유실로 하였다. 이 때문에, 리어 하우징 내에는 토출실 이외의 영역 모두가 저류유실로서 확보되어 있다. 따라서, 예를 들어 리어 하우징 내에서 토출실 외주측의 영역 중 일부만이 저류유실로서 확보되어 있는 경우에 비하여 저류유실의 용적을 크게 할 수 있어 이 저류유실에서의 윤활유의 저류량을 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 가동 스크롤의 배면측에는 배압실(背壓室)이 구획 형성되고, 이 배압실은 상기 오일 세퍼레이터의 저류부와 급유 통로를 통해 연통되고, 이 급유 통로의 상기 하우징 내를 경유하는 부분인 접속 통로의 외벽은 적어도 일부가 상기 구획벽으로서 겸용되고 있어도 된다.

이에 의하면, 하우징 (리어 하우징) 내의 공간을 유효하게 활용할 수 있다. 게다가 상기 접속 통로의 외벽은 토출실 내에 형성되고, 접속 통로는 토출실 내를 경유하고 있어도 된다.

이에 의하면, 접속 통로의 외벽이 토출실 내를 경유하고 있기 때문에, 이 접속 통로가 저류유실 내를 경유하는 경우와 같이 접속 통로에 의해 저류유실의 용적 이 작아지는 것을 저지할 수 있다. 그리고, 접속 통로의 외벽이 구획벽의 적어도 일부를 겸용함으로써, 예를 들어 토출실 내에서 접속 통로가 구획벽에서 이간된 위치에 형성되어 접속 통로의 외벽이 구획벽을 겸용하지 않는 경우와 같이 접속 통로의 외벽이 토출실의 용적을 작게 하는 일이 없어진다. 즉, 이 구성에 의하면 저류유실의 용적을 크게 하면서 토출실의 용적이 작아지는 것을 저지할 수 있어, 스크롤형 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 상기 접속 통로의 외벽은 상기 구획벽에 포함되어 있어도 된다.

이에 의하면, 구획벽 내에 접속 통로가 형성되어 있다. 이 때문에, 예를 들어 구획벽을 가공하여 접속 통로의 외벽을 형성하는 경우에 비하여 리어 하우징을 용이하게 제조할 수 있다.

또, 상기 배압실은 추가로 추유(抽油) 통로를 통해 상기 저류유실과 연통되고, 상기 토출실과 저류유실 사이는 제 1 시일부재에 의해 시일되고, 상기 접속 통로와 토출실 사이는 제 2 시일부재에 의해 시일되어 있어도 된다.

이에 의하면, 제 1 시일부재 및 제 2 시일부재에 의해 압축실에서 토출실로 토출된 냉매가스가, 토출실보다 저압영역으로 되는 급유 통로를 통해 더 저압영역인 배압실 및 저류유실로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 토출실로 토출된 냉매가스를 배압실 및 저류유실로 누설시키지 않고 이 배압실 및 저류유실보다 고압이며 토출실보다 저압인 수용실로 토출하는 것이 가능해진다.

또한 상기 제 1 시일부재와 제 2 시일부재는 일체로 형성되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 하나의 시일부재를 하우징에 부착하기만 하면 되기 때문에 스크롤형 압축기를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 상기 리어 하우징의 외주벽의 끝면과 상기 구획벽의 끝면은 동일 평면 상에 있어도 된다.

이에 의하면, 프론트 하우징과 리어 하우징의 접합을 위해서는 프론트 하우징에서 리어 하우징에 접합되는 끝면도 동일 평면상에 위치하고 있게 된다. 따라서, 프론트 하우징과 리어 하우징의 접합면의 위치맞춤이 용이해져 프론트 하우징과 리어 하우징의 접합 작업을 용이하게 할 수 있음과 함께 접합면 사이를 확실하게 시일할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 본 발명을 차량용 공조 장치의 외부냉매회로에 사용되는 전동 스크롤형 압축기로 구체화한 일 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또, 이하의 설명에서 전동 스크롤형 압축기 (10) 의 「상」「하」「전」「후」는, 도 1 에 나타내는 화살표 Y1 의 방향을 상하 방향으로 하고, 화살표 Y2 의 방향을 전후 방향으로 한다. 그리고 외부냉매회로의 냉매로는 이산화탄소가 사용되고 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 전동 스크롤형 압축기 (10) 의 하우징 (11) 은 프론트 하우징 (12) 과 리어 하우징 (13) 을 구비하고, 이 프론트 하우징 (12) 과 리어 하우징 (13) 을 접합하여 구성되어 있다. 그리고, 하우징 (11) 에서 프론트 하우징 (12) 의 리어 하우징 (13) 측 (후측) 에는 축지지부재 (14) 및 고정 스크롤 (15) 이 끼워 넣어진 상태로 고정되어 있다. 프론트 하우징 (12) 의 외주벽 측의 끝면 (12a) 과 상기 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 에서의 리어 하우징 (13) 측 끝면은 동일 평면상에 위치하고 있다. 또 프론트 하우징 (12) 과 축지지부재 (14) 에는 회전축 (16) 의 각 단부가 래이디얼 베어링 (17) 을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다.

그리고, 회전축 (16) 의 일단부 (후단부) 이며, 상기 축지지부재 (14) 를 관통하여 고정 스크롤 (15) 측으로 돌출하는 단부에는 편심축 (18) 이 일체로 형성되어 있다. 이 편심축 (18) 의 중심축 (L2) 은 회전축 (16) 의 중심축 (L1) 으로부터 편심된 위치에 설정되어 있다. 또한, 편심축 (18) 에는 부싱(bushing) (19) 이 끼워 넣어져 지지되어 있고, 부싱 (19) 에는 밸런스 웨이트 (20) 가 일체로 형성되어 있다. 상기 부싱 (19) 에는 가동 스크롤 (21) 이 상기 고정 스크롤 (15) 과 대향하도록 래이디얼 베어링 (22) 을 통해 상대회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 래이디얼 베어링 (22) 은 가동 스크롤 (21) 의 가동측 기판 (21a) 에서 상기 축지지부재 (14) 에 대향하는 면측인 배면측 (전면측) 으로 돌출된 통부 내에 수용되어 있다.

상기 고정 스크롤 (15) 은, 고정측 기판 (15a) 의 외주벽 (15c) 의 내측에 상기 가동 스크롤 (21) 을 향해 돌출하는 고정측 와권벽 (15b) 이 세워 설치되어 형성되어 있다. 또한 가동 스크롤 (21) 은 가동측 기판 (21a) 에 상기 고정 스크롤 (15) 을 향해 연장되는 가동측 와권벽 (21b) 이 세워 설치되어 형성되어 있다. 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 및 고정측 와권벽 (15b) 과, 가동 스크롤 (21) 의 가동측 기판 (21a) 및 가동측 와권벽 (21b) 사이에는 압축실 (30) 이 형성되어 있다. 그리고, 상기 구성의 가동 스크롤 (21) 은 회전축 (16) 의 회전에 따라 공전하며, 밸런스 웨이트 (20) 는 가동 스크롤 (21) 의 공전 운동에 수반되는 원심력을 상쇄하도록 되어 있다.

또, 축지지부재 (14) 에는 원주(圓柱) 형상의 자전(自轉) 저지 핀 (25) 이 복수 개 (3 개 이상이지만 본 실시형태에서는 하나만 도시) 고정 부착되어 있다. 한편, 가동 스크롤 (21) 의 가동측 기판 (21a) 에는 자전 저지 핀 (25) 과 같은 수의 둥근 구멍 형상의 자전 저지 구멍 (21c) 이 둘레방향에 배열되어 있다. 그리고 자전 저지 구멍 (21c) 에는 자전 저지 핀 (25) 의 단부가 삽입되어 있다.

또, 프론트 하우징 (12) 의 내측에는 모터실 (M) 이 형성되어 있다. 그리고, 모터실 (M) 내에서 상기 프론트 하우징 (12) 의 내주면에는 스테이터 (S) 가 고정 부착되어 있고, 회전축 (16) 에는 로터 (R) 가 고정 부착되어 있다. 모터실 (M) 내에는 로터 (R) 와 스테이터 (S) 로 이루어지는 전동 모터 (23) 가 수용되어 있다. 그리고, 전동 모터 (23) 에서 스테이터 (S) 의 스테이터 코일 (도시 생략) 에의 통전에 의해 로터 (R) 및 회전축 (16) 이 일체적으로 회전하게 되어 있다.

또 프론트 하우징 (12) 내에서 고정 스크롤 (15) 의 외주벽 (15c) 과 가동 스크롤 (21) 의 가동측 와권벽 (21b) 의 최외주부 사이에는 흡입실 (33) 이 구획 형성되어 있다. 프론트 하우징 (12) 의 하측에는 상기 모터실 (M) 과 흡입실 (33) 을 연통하는 흡입 통로 (34) 가 형성되어 있다. 프론트 하우징 (12) 의 단부 (앞쪽 끝 부분) 에는 모터실 (M) 과 외부를 연통하도록 흡입구 (35) 가 형성되고, 이 흡입구 (35) 에 외부냉매회로 (도시 생략) 의 증발기 (도시 생략) 에 연 결되는 외부배관 (도시 생략) 이 접속되어 있다. 따라서, 외부냉매회로로부터 저압의 냉매가스가 흡입구 (35), 모터실 (M) 및 흡입 통로 (34) 를 통해 흡입실 (33) 로 도입된다.

프론트 하우징 (12) 내에서, 상기 가동 스크롤 (21) 의 가동측 기판 (21a) 의 배면측 (가동 스크롤 (21) 을 사이에 둔 상기 압축실 (30) 의 반대측) 에는 배압실 (41) 이 구획 형성되어 있다. 이 배압실 (41) 은 가동측 기판 (21a) 의 배면과 이 배면에 대향하는 축지지부재 (14) 의 배면 사이에 형성되어 있다.

상기 리어 하우징 (13) 내에는, 고정측 기판 (15a) 측에 개구하여 리어 하우징 (13) 내를 구획하는 원통상을 이루는 구획벽 (13a) 이 형성되고, 이 구획벽 (13a) 의 후측의 기단부에는 단벽(端壁) (13b) 이 형성되어 있다. 그리고, 리어 하우징 (13) 에서 상기 구획벽 (13a) 과 단벽 (13b) 과 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 사이에는 토출실 (36) 이 구획 형성되어 있다. 또한 도 2 에 나타내는 바와 같이, 리어 하우징 (13) 내에서, 상기 구획벽 (13a) 보다 외주측 전체 둘레, 즉, 상기 토출실 (36) 의 외주측 전체 둘레에는 저류유실 (38) 이 토출실 (36) 의 전체 둘레를 둘러싸도록 구획 형성되어 있다. 즉, 리어 하우징 (13) 에는 상기 구획벽 (13a) 을 경계로 하여 이 구획벽 (13a) 내측의 토출실 (36) 과, 구획벽 (13a) 외측의 저류유실 (38) 이 구획 형성되어 있다.

상기 토출실 (36) 은 압축실 (30) 로부터 외부냉매회로로 가는 냉매가스 토출 통로의 일부를 구성하고 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 의 중심측에는, 이 고정측 기판 (15a) 을 전후(前後) 방향으로 관통하여 토출 포트 (15d) 가 형성되고, 이 토출 포트 (15d) 를 통하여 고정 스크롤 (15) 의 중심측의 압축실 (30) 과 토출실 (36) 이 연통되어 있다. 토출실 (36) 내에서 고정 스크롤 (15) 에는 토출 포트 (15d) 를 개폐하기 위한 리드 밸브로 이루어지는 토출 밸브 (도시 생략) 가 배치되어 있다.

또한, 토출실 (36) 내의 단벽 (13b) 에는 토출 구멍 (13c) 이 형성되어 있다. 그리고 리어 하우징 (13) 의 외주벽에서 프론트 하우징 (12) 의 외주벽의 끝면 (12a) 에 접합되는 끝면 (프론트 하우징 (12) 측의 끝면 ; 13d) 과, 리어 하우징 (13) 의 내주측이며 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 에 접합되는 구획벽 (13a) 의 끝면 (프론트 하우징 (12) 측의 끝면 ; 13e) 은 동일 평면상에 위치하고 있다. 그리고 상기 하우징은 프론트 하우징 (12) 의 끝면 (12a) 과 리어 하우징 (13) 의 끝면 (13d) 및 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 과 리어 하우징 (13) 의 끝면 (13e) 이 동일 평면상에서 접합되어 부착되어 있다.

그리고, 상기 전동 모터 (23) 에 의해 회전축 (16) 이 회전되면, 가동 스크롤 (21) 이 편심축 (18) 을 통해 고정 스크롤 (15) 의 축심 (회전축 (16) 의 중심축 (L1))의 주위에서 선회된다. 이때, 가동 스크롤 (21) 은, 자전 저지 핀 (25) 의 둘레면이 자전 저지 구멍 (21c) 의 둘레면을 따라 슬라이딩 접촉하고, 가동 스크롤 (21) 은 자전이 저지되어 공전한다. 이 가동 스크롤 (21) 의 공전 운동에 의해 압축실 (30) 이 양 스크롤 (15, 21) 의 와권벽 (15b, 21b) 의 외주측에서 중심측으로 용적을 감소시키면서 이동됨으로써, 흡입실 (33) 로부터 압축실 (30) 내로 들어간 냉매가스의 압축이 이루어진다. 압축실 (30) 의 용적 감소에 의해 압축된 냉매가스는 토출 포트 (15d) 에서 토출 밸브를 밀어 토출실 (36) 로 토출된다.

리어 하우징 (13) 에서, 상기 토출실 (36) 의 외주측 전체 둘레에는 상기 구획벽 (13a) 을 통해 저류유실 (38) 이 구획 형성되어 있다. 또한, 리어 하우징 (13) 에서, 냉매가스에 포함되는 윤활유를 분리하는 오일 세퍼레이터 (52) 는 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 과 함께 토출실 (36) 을 사이에 둔 위치에 배치되어 있다. 즉, 리어 하우징 (13) 에서 토출실 (36) 주위에는 오일 세퍼레이터 (52) 가 형성되어 있지 않다. 따라서, 토출실 (36) 주위에서 저류유실 (38) 은 회전축 (16) 의 축방향 (중심축 (L1) 의 축방향) 을 따른 길이가 그 축방향을 따른 토출실 (36) 의 길이와 같아지도록 형성되어 있다.

또한, 리어 하우징 (13) 의 하측이고 상기 구획벽 (13a) 의 하부에는, 이 구획벽 (13a) 내를 회전축 (16) 의 축방향으로 연장하는 접속 통로 (43) 가 형성되어 있다. 즉, 접속 통로 (43) 는 하우징 (11) 내에 형성되어 있다. 도 2 는 리어 하우징 (13) 을 고정측 기판 (15a) 측 (앞쪽 끝) 에서 나타낸 도면이지만, 이 도 2 에 나타내는 바와 같이, 접속 통로 (43) 의 외벽 (42) 의 일부는 토출실 (36) 내로 팽출(膨出)하도록 그 토출실 (36) 내에 형성되어 있다. 그리고, 접속 통로 (43) 는 토출실 (36) 내를 경유하고, 또한, 접속 통로 (43) 의 외벽 (42) 은 구획벽 (13a) 의 일부를 겸용하고 있으며, 구획벽 (13a) 의 고정측 기판 (15a) 측의 끝면에는 수용홈 (48) 이 오목하게 형성되어 있다.

이 수용홈 (48) 은, 구획벽 (13a) 의 둘레방향 전체에 걸쳐 오목하게 형성된 환형(環形)을 이루는 제 1 수용홈 (46) 과, 구획벽 (13a) 의 하측 일부에서 상기 제 1 수용홈 (46) 의 내측에 연접하고, 또 제 1 수용홈 (46) 보다 소직경을 이루는 제 2 수용홈 (47) 으로 형성되어 있다. 상기 제 2 수용홈 (47) 은 구획벽 (13a) 및 접속 통로 (43) 의 외벽 (42) 에서 상기 접속 통로 (43) 의 가장자리 둘레를 따라 오목하게 형성되어 있다. 그리고, 수용홈 (48) 에는 O 링으로 이루어지는 시일부재 (49) 가 끼워 넣어져 있다. 이 시일부재 (49) 는 상기 제 1 수용홈 (46) 에 끼워 넣어지는 원환형을 이루는 제 1 시일부재 (44) 와, 이 제 1 시일부재 (44) 의 내면에 일체로 형성되고, 또 제 1 시일부재 (44) 보다 소직경을 이루어 상기 제 2 수용홈 (47) 에 끼워 넣어지는 제 2 시일부재 (45) 로 형성되어 있다. 즉, 시일부재 (49) 는 직경이 다른 한 쌍의 O 링 (제 1 시일부재 (44) 및 제 2 시일부재 (45)) 을 일체화하여 형성되어 있다.

시일부재 (49) 가 수용홈 (48) 에 끼워 넣어진 상태에서는, 회전축 (16) 의 직경방향에서, 상기 제 1 시일부재 (44) 는 토출실 (36) 과 그 외주의 저류유실 (38) 사이에 개재되어 있다. 그리고, 제 1 시일부재 (44) 에 의해 토출실 (36) 내의 토출가스가 저류유실 (38) 로 누설되는 것이 저지되고 있다. 또한, 상기 직경방향에서, 제 2 시일부재 (45) 는 토출실 (36) 과 그 내측의 접속 통로 (43) 사이에 개재되어 있다. 제 2 시일부재 (45) 에 의해 토출실 (36) 내의 냉매가스가 접속 통로 (43) 로 누설되는 것이 저지되고 있다.

또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 리어 하우징 (13) 에서 단벽 (13b) 보다 후방에는, 리어 하우징 (13) 의 상하 방향으로 연장되는 원통형의 수용실 (50) 이 형성되어 있다. 이 수용실 (50) 은 외부 배관 (도시 생략) 을 통해 상기 외부냉매회로와 접속되어 있고, 냉매가스의 토출 통로의 일부를 구성하고 있다. 그리고 수용실 (50) 은 상기 토출실 (36) 보다 하류측 및 외부냉매회로보다 상류측이며, 토출실 (36) 보다 저압영역으로 되어 있다. 이 수용실 (50) 내에는 냉매가스에 포함되는 윤활유를 분리하기 위한 오일 세퍼레이터 (52) 가 형성되어 있다.

즉, 오일 세퍼레이터 (52) 는 토출실 (36) 과는 별실인 수용실 (50) 내에 형성되고, 토출실 (36) 의 내측에는 형성되어 있지 않다. 그리고, 토출실 (36) 과 수용실 (50) 은 단벽 (13b) 을 관통하여 형성된 토출 구멍 (13c) 만을 통해 연통되어 있다. 이 토출 구멍 (13c) 은 토출 통로의 일부를 구성하고 있다. 즉, 상기 토출실 (36), 토출 구멍 (13c) 및 수용실 (50) 은, 압축실 (30) 로부터 토출된 냉매가스를 외부냉매회로로 토출하는 토출 통로를 구성하며, 이 토출 통로 상의 수용실 (50) 내에 오일 세퍼레이터 (52) 가 형성되어 있다.

상기 오일 세퍼레이터 (52) 는 원심분리기로 이루어져 있다. 오일 세퍼레이터 (52) 는 수용실 (50) 의 거의 중앙부에 형성된 분리부로서의 분리 파이프 (53) 와, 수용실 (50) 의 하측이고 상기 분리 파이프 (53) 의 하방에 연장 설치된 저류부 (54) 를 구비하고 있다. 상기 분리 파이프 (53) 는 원통상을 이루고, 이 원통상을 이루는 부위가 수용실 (50) 과 동축 위치가 되도록 수용실 (50) 의 상측 내주면에 접합되어 있다.

또한, 분리 파이프 (53) 는 그 하단이 상기 저류부 (54) 를 향해 개구되고, 그 상단이 외부냉매회로를 향해 개구되어 있다. 그리고, 분리 파이프 (53) 는 상기 토출 구멍 (13c) 의 개구가 이 분리 파이프 (53) 의 측면을 향해 개구되도록 수용실 (50) 내에 배치되어 있다. 그리고 토출실 (36) 로부터 토출 구멍 (13c) 을 통해 수용실 (50) 에 도입된 냉매가스는, 분리 파이프 (53) 의 주위를 선회하고, 그 선회에 따른 원심분리에 의해 냉매가스로부터 윤활유가 분리되도록 되어 있다.

분리 파이프 (53) 를 이용한 원심분리에 의해 냉매가스로부터 분리된 윤활유는 저류부 (54) 를 향해 낙하하여 수용실 (50) 의 하측인 저류부 (54) 에 저류된다. 이 저류부 (54) 의 바닥부에는 상기 접속 통로 (43) 가 개구하여 접속되어 있다. 상기 구성의 오일 세퍼레이터 (52) 에 있어서, 저류부 (54) 는 상기 접속 통로 (43) 와 고정 스크롤 (15) 의 외주벽 (15c) 을 전후 방향으로 관통하여 형성된 연통로 (55) 와, 축지지부재 (14) 와 가동 스크롤 (21) 사이의 간극으로 이루어지는 급유 통로를 통해 배압실 (41) 과 연통되어 있다. 그리고, 저류부 (54) 내에 저류된 윤활유는, 상기 하우징 (11) 내에서의 토출실 (36) 내를 경유한 접속 통로 (43) 를 포함하는 급기 통로를 통해 수용실 (50) 보다 저압영역이 되는 배압실 (41) 로 공급되도록 되어 있다.

또한, 상기 저류유실 (38) 은 고정 스크롤 (15) 의 외주벽 (15c) 을 전후 방향으로 관통하여 형성된 추유 통로 (56) 를 통해 배압실 (41) 과 연통되어 있다. 그리고, 배압실 (41) 내의 윤활유는 상기 추유 통로 (56) 를 통해 배압실 (41) 보다 저압영역이 되는 저류유실 (38) 로 공급되도록 되어 있다. 따라서, 오일 세퍼레이터 (52) 의 저류부 (54) 와 저류유실 (38) 은 상기 급유 통로, 배압실 (41) 및 추유 통로 (56) 를 통해 연통되어 있다. 그리고 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 의 하부에는 저류유실 (38) 과 상기 흡입실 (33) 을 연통하도록 오일 복귀 통로 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 한편, 고정측 기판 (15a) 의 상부에는 저류유실 (38) 내에 저류된 윤활유에서 분리된 가스를 흡입실 (33) 로 유도하기 위한 가스 복귀 통로 (도시 생략) 가 관통 형성되어 있다.

그런데, 상기 구성의 전동 스크롤형 압축기 (10) 에 있어서, 압축실 (30) 에서 압축된 고압의 냉매가스는 토출실 (36) 로 토출된다. 이때, 토출실 (36) 과 접속 통로 (43) 사이에는 제 2 시일부재 (45) 가 개재되어 있고, 고압인 냉매가스가 토출실 (36) 보다 저압영역인 접속 통로 (43 ; 급유 통로) 로 누설되는 것이 저지된다. 그리고 토출실 (36) 과 저류유실 (38) 사이에는 제 1 시일부재 (44) 가 개재되어 있고, 고압인 냉매가스가 토출실 (36) 보다 저압영역인 저류유실 (38) 로 누설되는 것이 방지된다.

그리고, 토출실 (36) 로 토출된 냉매가스는 접속 통로 (43) 및 저류유실 (38) 보다 고압영역이 되는 수용실 (50) 로 토출 구멍 (13c) 을 통해 토출된다. 이때, 토출 구멍 (13c) 은 교축 수단으로 기능하여 냉매가스의 통과 단면적을 작게 하기 때문에 수용실 (50) 로 토출되는 냉매가스의 토출 유속이 빨라진다. 그 결과, 오일 세퍼레이터 (52) 의 분리 파이프 (53) 의 둘레에서는 냉매가스가 고속으로 선회되어 냉매가스에 포함되는 윤활유가 효율적으로 분리된다.

윤활유가 분리된 냉매가스는, 분리 파이프 (53) 의 하단측의 개구로부터 내측을 통과하여, 분리 파이프 (53) 의 상단측의 개구로부터 수용실 (50) 의 상측을 통해 외부냉매회로로 도출된다. 또한, 냉매가스로부터 분리된 윤활유는 저류부 (54) 를 향해 낙하하여 그 저류부 (54) 에 저류된다. 그리고, 저류부 (54) 에 저류된 윤활유는 저류부 (54) 로 도출된 소량의 냉매가스와 함께 수용실 (50) 보다 저압영역이 되는 배압실 (41) 로 접속 통로 (43), 연통로 (55) 를 그 일부로 하는 급유 통로를 통해 공급된다. 그러면 배압실 (41) 내의 압력이 조정되어 압축실 (30) 내의 압력에 기초한 힘에 대향하는 힘 (배압력) 이 가동 스크롤 (21) 에 작용된다. 그 결과, 가동 스크롤 (21) 의 가동측 기판 (21a) 과 이 가동측 기판 (21a) 이 슬라이딩되는 축지지부재 (14) 사이의 슬라이딩 저항이 저하된다.

또한, 배압실 (41) 에 공급된 윤활유는 가동 스크롤 (21) 의 선회구동기구 등에 윤활을 부여하고 있다. 그리고, 배압실 (41) 내의 윤활유는 그 배압실 (41) 보다 저압영역이 되는 저류유실 (38) 로 추유 통로 (56) 를 통해 공급된다. 또한, 리어 하우징 (13) 에 있어서 저류유실 (38) 은 토출실 (36) 의 외주측 전체 둘레에 걸쳐 형성되고, 게다가 회전축 (16) 의 축방향을 따른 저류유실 (38) 의 길이는 상기 축방향을 따른 토출실 (36) 의 길이와 같게 되어 있다. 즉, 저류유실 (38) 의 깊이는 토출실 (36) 의 깊이와 같게 되어 있다. 이 때문에, 저류유실 (38) 은 다량의 윤활유를 저류 가능하게 하기 위해 용적을 크게 확보하고 있다. 그 결과, 오일 세퍼레이터 (52) 에 의해 냉매가스에서 분리된 다량의 윤활유는 저류유실 (38) 로부터 오버플로(overflow)하지 않고 그 저류유실 (38) 에 저류된다.

그리고, 저류유실 (38) 내에 다량으로 저류된 윤활유는, 가동 스크롤 (21) 의 선회운동에 기초한 흡인 작용에 의해 오일 복귀 통로를 통해 흡입실 (33) 내로 유도된다. 흡입실 (33) 로 유도된 윤활유는 냉매가스와 함께 압축실 (30) 로 들어가 압축실 (30) 의 슬라이딩면의 윤활을 행한다. 또한, 윤활유에서 분리된 냉매가스는 가스 복귀 통로에서 흡입실 (33) 로 유도된다.

상기 실시형태에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 리어 하우징 (13) 내에 구획벽 (13a) 을 형성하고, 이 구획벽 (13a) 의 내주측에 토출실 (36) 을 구획 형성함과 함께, 구획벽 (13a) 의 외주측 전체 둘레에 걸쳐 저류유실 (38) 을 구획 형성하였다. 이 때문에, 배경기술과 같이 토출실 외주측 영역의 일부가 흡입 통로로서 점유되고, 나머지 영역에 저류유실이 구획되는 구성에 비하여, 토출실 외주측 영역에 확보되는 저류유실 (38) 의 용적을 크게 할 수 있다. 따라서, 본 실시형태와 같이 오일 세퍼레이터 (52) 를 원심분리로 함으로써 냉매가스로부터 윤활유를 효율적으로 분리할 수 있는 구성이더라도 그 다량의 윤활유를 저류유실 (38) 에 저류할 수 있다. 즉, 분리된 윤활유가 저류유실 (38) 을 오버플로하는 일이 저지되어, 그 결과, 저류부 (54) 의 윤활유가 외부냉매회로로 반출되는 것을 저지할 수 있다. 그리고, 저류유실 (38) 에 다량의 윤활유를 저류할 수 있기 때문에, 다량의 윤활유를 압축실 (30) 이나 가동 스크롤 (21) 의 선회구동기구 등에 공급하여 윤활을 부여할 수 있어, 전동 스크롤형 압축기 (10) 의 구동을 원활하게 할 수 있다.

(2) 토출실 (36) 과 접속 통로 (43) 사이에 제 2 시일부재 (45) 를 개재시키고, 토출실 (36) 과 저류유실 (38) 사이에 제 1 시일부재 (44) 를 개재시켰다. 이 때문에, 압축실 (30) 로부터 토출실 (36) 로 토출된 냉매가스를 토출실 (36) 보 다 저압영역이 되는 접속 통로 (43) 및 저류유실 (38) 로 누설시키지 않고 수용실 (50) 로 도출시킬 수 있어, 오일 세퍼레이터 (52) 에 의한 윤활유의 분리능력을 확실하게 발휘시킬 수 있다.

(3) 배압실 (41) 과 저류부 (54) 를 연통하는 급유 통로 중 하우징 (리어 하우징 (13)) 내에 구획 형성되며, 이 하우징 (리어 하우징 (13)) 내에서의 토출실 (36) 내를 경유하는 부분인 접속 통로 (43) 는 구획벽 (13a) 내를 회전축 (16) 의 축방향으로 연장하도록 형성되어 있다. 즉, 접속 통로 (43) 의 외벽 (42) 이 구획벽 (13a) 의 일부로서 겸용되고 있기 때문에, 하우징 (리어 하우징 (13)) 내의 공간을 유효하게 활용할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 접속 통로 (43) 가 저류유실 (38) 내를 경유하여 형성되어 있는 경우와 같이, 접속 통로 (43) 에 의해 저류유실 (38) 의 용적이 작아지는 것을 저지할 수 있다. 그리고, 접속 통로 (43) 가 토출실 (36) 내에서 구획벽 (13a) 과는 별도로 독립하여 형성되어 있는 경우와 같이, 접속 통로 (43) 에 의해 토출실 (36) 의 용적이 작아지는 것을 없앨 수 있다. 따라서, 저류유실 (38) 에 저류 가능한 윤활유량을 증가시키면서 전동 스크롤형 압축기 (10) 의 효율을 향상시킬 수 있다.

(4) 시일부재 (49) 를 제 1 시일부재 (44) 와 제 2 시일부재 (45) 를 일체화하여 형성하였다. 이 때문에, 전동 스크롤형 압축기 (10) 를 조립할 때 하나의 시일부재 (49) 를 리어 하우징 (13) 에 부착하기만 하면 된다. 따라서 시일부재 (49) 가, 제 1 시일부재 (44) 와 제 2 시일부재 (45) 에 별체로 형성되어, 하나씩 리어 하우징 (13) 에 부착하는 경우와 비교하여 전동 스크롤형 압축기 (10) 의 제조를 용이하게 할 수 있다. 그리고, 어느 일방 시일부재의 리어 하우징 (13) 에의 부착을 잊어버리는 것을 없앨 수 있다. 따라서, 전동 스크롤형 압축기 (10) 제조 후 토출가스의 누설 등에 의한 기능 저하로부터 시일부재의 미부착을 발견하는 불편함의 발생을 없앨 수 있다.

(5) 프론트 하우징 (12) 의 끝면 (12a) 에 접합되는 리어 하우징 (13) 의 외주벽의 끝면 (13d) 과, 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 에 접합되는 구획벽 (13a) 의 끝면 (13e) 은 동일 평면상에 위치하고 있다. 이 때문에, 프론트 하우징 (12) 과 리어 하우징 (13) 의 접합을 위해서는 프론트 하우징 (12) 에서 그 끝면 (12a) 과 고정측 기판 (15a) 을 동일 평면상에 위치시키면 된다. 따라서, 예를 들어 리어 하우징 (13) 의 끝면 (13d) 과 끝면 (13e) 이 동일 평면 상에 위치하지 않고 그 끝면 (13d, 13e) 에 접합하도록 프론트 하우징 (12) 의 끝면 (12a) 과 고정 스크롤 (15) 의 고정측 기판 (15a) 의 위치맞춤을 하는 작업이 필요 없어서, 프론트 하우징 (12) 에 대한 고정 스크롤 (15) 의 고정작업을 용이하게 할 수 있다. 그리고, 프론트 하우징 (12) 과 리어 하우징 (13) 의 접합면의 위치맞춤이 용이해져 프론트 하우징 (12) 과 리어 하우징 (13) 을 부착하는 작업을 용이하게 할 수 있음과 함께 접합면 사이를 확실하게 시일할 수 있다. 게다가, 예를 들어 구획벽 (13a) 의 끝면 (13e) 이 타방의 끝면 (13d) 보다 프론트 하우징 (12) 측으로 돌출하도록 형성되는 경우에 비하여 리어 하우징 (13) 의 제조를 용이하게 할 수 있다.

상기 실시형태는 아래와 같이 변경해도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 구획벽 (13a) 에서 접속 통로 (43) 의 외벽 (42) 을 구획벽 (13a) 에 포함시키는 구성으로 해도 된다. 이렇게 구성함으로써 리어 하우징 (13) 의 제조를 용이하게 할 수 있다.

○ 실시형태에 있어서, 오일 세퍼레이터 (52) 는 원심분리기에 한정되지 않고, 예를 들어 냉매가스를 벽면에 충돌시킴으로써 이 냉매가스로부터 윤활유를 분리하는 관성분리기여도 된다. 즉, 분리부로서의 벽면 및 벽면 하측의 저류부에서 오일 세퍼레이터를 형성해도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 회전축 (16) 의 축방향을 따른 저류유실 (38) 의 길이 (깊이) 를 회전축 (16) 의 축방향을 따른 토출실 (36) 의 길이보다 짧게 해도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 시일부재 (49) 를 제 1 시일부재 (44) 와 제 2 시일부재 (45) 를 별체로 해도 된다. 이 경우, 구획벽 (13a) 에서의 제 1 수용홈 (46) 과 제 2 수용홈 (47) 은 연통하지 않고 분리되어 형성된다.

○ 실시형태에 있어서, 오일 세퍼레이터 (52) 의 저류부 (54) 내에 필터를 형성해도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 토출 구멍 (13c) 을 분리 파이프 (53) 의 측방 위치가 아닌 위치, 예를 들어 분리 파이프 (53) 보다 하방 위치에 형성해도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 토출 구멍 (13c) 의 둘레면에 가변 교축 수단을 형성해도 된다. 이렇게 구성하면, 냉매가스의 유량증대에 따라 토출 구멍 (13c) 에서의 냉매가스의 통과 단면적을 증대시킬 수 있다. 냉매가스의 유량이 많을 때 그 냉매가스의 통과 단면적을 크게 할 수 있는 것은 가변 교축 수단에 의한 압력손실의 저감으로 이어져, 외부냉매회로의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 냉매가스의 유량이 적을 때 그 냉매가스의 통과 단면적을 작게 할 수 있는 것은 유량의 변화에 대한 가변 교축 수단 전후의 차압의 변동을 명확히 하는 것으로 이어져, 냉매가스의 유속을 빠르게 하는 것을 유지할 수 있다. 즉, 냉매가스의 저유량역에서도 오일 세퍼레이터 (52) 의 높은 윤활유 분리능력을 유지할 수 있는 것으로 이어진다.

○ 실시형태에 있어서, 냉매가스로서 프레온을 사용해도 된다.

다음으로, 상기 실시형태 및 별도예로부터 파악할 수 있는 기술적 사상에 대하여 이하에 추가로 기재한다.

(1) 상기 오일 세퍼레이터는 원심분리기로 이루어지는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 스크롤형 압축기.

본 발명에 의하면, 저류유실의 용적을 크게 하여 저류유실에서의 윤활유의 저류량을 증가시킬 수 있다.

Claims

하우징은 프론트 하우징과 리어 하우징을 구비하고, 이 하우징 내에는 고정 스크롤과 가동 스크롤이 대향하여 배치되어 있고, 회전축의 회전에 기초한 상기 가동 스크롤의 공전 운동에 의해, 양 스크롤이 구비하는 와권벽 사이에 구획된 압축실이 용적을 감소시키면서 이동되어 흡입실에서 압축실로 냉매가스가 흡입되고, 이 압축실에서 압축된 냉매가스가 토출실로 토출되고, 상기 하우징 내에서 냉매가스의 토출 통로 상에는 상기 토출실에서 토출된 냉매가스에 포함되는 윤활유를 분리하는 분리부와, 이 분리부에서 분리된 윤활유가 저류되는 저류부를 구비하는 오일 세퍼레이터가 상기 토출실과는 별실인 수용실 내에 형성되어 있음과 함께, 이 수용실과 토출실은 토출 구멍을 통해 연통되어 있는 스크롤형 압축기로서,

상기 토출실은 구획벽에 의해 상기 리어 하우징의 내주측에 구획 형성되고, 상기 토출실의 외주측의 전체 둘레에는 상기 오일 세퍼레이터의 상기 저류부와 연통하는 저류유실이 구획 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 가동 스크롤의 배면측에는 배압실이 구획 형성되고, 이 배압실은 상기 오일 세퍼레이터의 저류부와 급유 통로를 통해 연통되고, 이 급유 통로의 상기 하우징 내를 경유하는 부분인 접속 통로의 외벽은 적어도 일부가 상기 구획벽으로서 겸용되고 있는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 접속 통로의 외벽은 토출실 내에 형성되고, 접속 통로는 토출실 내를 경유하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 접속 통로의 외벽은 상기 구획벽에 포함되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배압실은, 추가로 추유 통로를 통해 상기 저류유실과 연통되고, 상기 토출실과 저류유실 사이는 제 1 시일부재에 의해 시일되고, 상기 접속 통로와 토출실 사이는 제 2 시일부재에 의해 시일되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제 5 항에 있어서, 상기 제 1 시일부재와 제 2 시일부재는 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리어 하우징의 외주벽의 끝면과 상기 구획벽의 끝면은 동일 평면상에 있는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.