KR20180091577A

KR20180091577A - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20180091577A
Application number: KR1020170016972A
Authority: KR
Inventors: 전나영; 유병길; 김진호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2018-08-16

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 프레임에 지지되는 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 맞물려 상기 프레임과 제1 스크롤 사이에서 선회운동을 하며, 상기 제1 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실을 이루는 압축실을 형성하는 제2 스크롤; 상기 제1 스크롤 또는 상기 제2 스크롤 중에서 적어도 어느 한 쪽 스크롤에 구비되어, 상기 케이싱에 수용된 오일을 상기 제1 스크롤과 제2 스크롤 사이로 안내하는 제1 급유구멍; 및 상기 제1 급유구멍에 삽입되며, 상기 제1 급유구멍의 내주면에 대응하는 외주면을 가지며, 상기 외주면과 상기 제1 급유구멍의 내주면 사이에 급유공간부를 형성하는 핀부재;를 포함하고, 상기 제1 급유구멍의 내주면과 상기 핀부재의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽은 비정원(非正圓) 단면 형상으로 형성될 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 차압을 이용하여 케이싱의 오일을 압축실로 공급하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간에 고정스크롤이 고정되고, 고정스크롤에 선회스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 고정스크롤의 고정랩과 선회스크롤의 선회랩 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축공간을 형성하는 압축기이다.

또, 스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입,압축,토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토오크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다. 최근에는 편심부하를 낮춰 운전 속도가 180Hz 이상인 고효율 스크롤 압축기가 소개되고 있다.

또, 스크롤 압축기는 흡입관이 케이싱의 내부공간에 연통되는 저압식과, 흡입관이 압축부에 직접 연통되는 고압식으로 구분될 수 있다. 저압식의 경우 케이싱의 내부공간이 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간으로 구분되고, 고압식의 경우 케이싱의 내부공간이 고압부인 토출공간을 형성하게 된다.

또, 스크롤 압축기가 냉매압축식 냉동사이클에 설치되는 경우 압축부에서의 윤활이나 실링, 그리고 냉각 등을 위해 케이싱에 채워진 오일의 일부를 압축부로 공급해야 한다. 이때, 케이싱에 채워진 오일 중에서 일부가 냉매와 섞여 압축기에서 냉동사이클로 배출되고, 이 배출된 오일은 냉매와 함께 냉동사이클을 이루는 응축기-팽창기-증발기를 거쳐 다시 압축기로 유입되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

하지만, 냉동사이클을 순환하는 오일의 양이 너무 많거나 또는 냉매와 함께 배출된 오일 중에서 압축기로 회수되지 못하고 냉동사이클에 잔류하는 오일의 양이 많을 경우에는 압축기 내부의 오일부족을 초래하여 압축기의 신뢰성 저하를 야기시킬 수 있으며 냉동사이클의 열교환 성능이 저하될 수 있다.

이를 위해, 종래에는 압축기의 토출측에 오일분리기 및 오일펌프를 설치하며, 그 오일분리기와 오일펌프를 오일회수관으로 연결하는 스크롤 압축기가 알려져 있다. 이러한 스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간이 토출압으로 채워지더라도 오일분리기에서 분리된 오일이 원활하게 회수될 수 있다. 하지만, 이러한 스크롤 압축기에서는 오일펌프가 회전축의 하단에 설치됨에 따라 압축기의 저속운전시에는 펌핑력이 부족하게 되어 압축기의 신뢰성이 저하될 우려가 있었다.

상기와 같이 압축기의 저속운전시에도 일정한 오일펌핑량을 유지하기 위한 기술로서 차압을 이용하는 기술이 알려져 있다. 이러한 스크롤 압축기는 고압부인 케이싱의 내부공간과 저압부인 흡입실 사이를 연통시키는 급유구멍이 선회스크롤 또는 고정스크롤에 형성되어 있다. 이를 통해 오일이 오일펌프의 펌핑력과 압력차에 의해 발생되는 흡인력을 이용하여 흡입실로 신속하게 공급되도록 함으로써 저속운전에도 오일이 원활하게 펌핑되도록 할 수 있고 이를 통해 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

하지만, 상기와 같이 차압을 이용하여 압축실에 오일을 공급하는 스크롤 압축기는 저속운전시에도 오일이 압축실로 원활하게 공급될 수는 있으나, 고속운전시에는 오일이 압축실에 고압 상태로 공급되거나 적정량 이상으로 공급되어 흡입손실을 야기시킬 수 있었다.

이를 감안하여, 종래에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선회스크롤(3)에 구비된 급유구멍(1)에 핀부재(2)를 삽입하여, 일종의 오리피스와 같은 역할을 하도록 하는 감압장치가 적용된 스크롤 압축기가 알려져 있다.

급유구멍(1)은 그 입구(1a)가 선회스크롤(3)의 보스부(3a) 안쪽에 형성되고, 급유구멍(1)의 내주면에는 핀부재(2)를 길이방향으로 지지하기 위한 핀지지부(1c)가 단차지게 형성되어 있다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기의 감압장치에서는, 핀부재(2)가 핀지지부(1c)에 의해 급유구멍(1)의 출구(1b)와 항상 중첩되는 위치에 놓이게 되고, 핀부재(2)는 급유구멍(1)의 입구(1a)를 통해 핀부재(2)와 급유구멍(1) 사이로 유입되는 오일에 의해 급유구멍(1)의 출구(1b)를 좁히게 된다.

그러면 오일의 압력과 공급량을 적절하게 조절하여 급유구멍(1)의 출구(1b)를 통해 흡입실로 공급할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 스크롤 압축기의 감압장치에서는, 급유구멍(1)과 핀부재(2)가 모두 원형 단면으로 형성됨에 따라, 오일의 유로를 이루는 급유구멍(1)과 핀부재(2) 사이의 빈공간이 도 2와 같이 얇고 긴 원호 형상으로 형성되게 된다. 이는 동일한 면적대비 급유구멍(1)의 내주면과 핀부재(2)의 외주면 사이의 간극(t)이 좁아지게 되어, 오일 속에 포함된 이물질이 빈공간을 막게 될 수 있고, 그러면 압축실로 오일이 원활하게 공급되지 못하면서 압축부에서의 마찰손실과 마모가 발생하는 문제점이 있다.

또, 종래의 스크롤 압축기에서는, 핀부재(2)가 부상하면서 급유구멍(1)의 출구 일부를 막아 압축실로 유입되는 오일의 압력과 급유량을 조절하는 것이나, 이를 위해 핀부재(2)가 급유구멍(1)의 출구와 충첩되는 위치에 놓일 수 있도록 급유구멍(1)에는 핀부재(2)의 위치를 제한하는 핀지지부(1c)가 형성되어야 하므로 선회스크롤의 가공이 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

미국등록특허 US8585381B2호

본 발명의 목적은, 급유구멍의 내주면과 핀부재의 외주면 사이에 형성되는 공간부의 면적 대비 두 부재 사이의 간극을 넓게 확보하여 오일이 원활하게 공급될 수 있도록 하는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 핀부재가 삽입되는 급유구멍의 구조를 간소화하여 선회스크롤의 가공을 용이하게 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간에 소정량의 오일이 수용되는 케이싱; 상기 케이싱의 오일을 흡상하도록 오일유로가 구비되어 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 회전축을 지지하는 프레임; 상기 프레임에 지지되는 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 맞물려 상기 프레임과 제1 스크롤 사이에서 선회운동을 하며, 상기 제1 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실을 이루는 압축실을 형성하는 제2 스크롤; 상기 제1 스크롤 또는 상기 제2 스크롤 중에서 적어도 어느 한 쪽 스크롤에 구비되어, 상기 케이싱에 수용된 오일을 상기 제1 스크롤과 제2 스크롤 사이로 안내하는 제1 급유구멍; 및 상기 제1 급유구멍에 삽입되며, 상기 제1 급유구멍의 내주면에 대응하는 외주면을 가지며, 상기 외주면과 상기 제1 급유구멍의 내주면 사이에 급유공간부를 형성하는 핀부재;를 포함하고, 상기 제1 급유구멍의 내주면과 상기 핀부재의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽은 비정원(非正圓) 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 제1 급유구멍은, 상기 핀부재가 삽입되며 원형 단면 형상으로 형성되는 감압부; 및 일단은 상기 감압부에 연통되고, 타단은 상기 제1 스크롤과 제2 스크롤 사이로 연통되는 급유홀부;를 포함하고, 상기 핀부재는 디컷(D-cut)진 단면 형상으로 형성되며, 상기 급유홀부의 일단은 상기 핀부재의 디컷진 단면에 대면하는 위치에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 핀부재는 상기 제1 급유구멍의 감압부에 압입되어 고정될 수 있다.

그리고, 상기 감압부의 내주면 일단부에는 내경이 확장되는 확장홈부가 더 형성되고, 상기 확장홈부는 상기 급유홀부와 중첩되는 위치에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 스크롤에는 그 일단이 상기 제1 급유구멍과 연통되는 연통구멍이 형성되고, 상기 연통구멍은 그 타단이 상기 압축실에 연통될 수 있다.

그리고, 상기 프레임과 제1 스크롤 그리고 제2 스크롤에 의해 형성되어 소정량의 오일이 수용되는 배압공간이 더 구비되고, 상기 제1 스크롤에는 상기 배압공간과 상기 압축실 사이를 연통시켜, 상기 배압공간의 오일을 상기 압축실로 안내하는 제2 급유구멍이 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 프레임과 상기 제2 스크롤의 사이에는 상기 배압공간을 한정하는 실링부재가 구비되고, 상기 프레임에 대응하는 상기 제2 스크롤에는 상기 실링부재를 기준으로 상기 배압공간의 반대쪽에서 오일을 담아 상기 배압공간쪽으로 이동시키는 급유홈이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 회전축의 오일유로는 그 회전축의 단부와 상기 제2 스크롤에 의해 형성되는 제1 공간에 연통되고, 상기 제1 급유구멍의 일단은 상기 제1 공간을 이루는 면에 형성되며, 상기 제2 급유구멍의 단부는 상기 연통구멍의 단부에 비해 상대적으로 더 높은 압력을 가지는 압축실에 연통될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간에 소정량의 오일이 수용되는 케이싱; 상기 케이싱의 오일을 흡상하도록 오일유로가 구비되어 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 회전축을 지지하는 프레임; 상기 프레임에 지지되는 제1 스크롤; 상기 제1 스크롤에 맞물려 상기 프레임과 제1 스크롤 사이에서 선회운동을 하며, 상기 제1 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실을 이루는 압축실을 형성하는 제2 스크롤; 상기 제2 스크롤을 관통하여 상기 압축실에 연통되는 제1 급유통로; 및 상기 프레임과 상기 제2 스크롤 사이의 베어링면을 통과하여 상기 압축실에 연통되는 제2 급유통로;를 포함하고, 상기 제1 급유통로에는 감압을 위한 핀부재가 구비되며, 상기 핀부재는 디컷진 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 제1 스크롤에는 상기 제1 급유통로를 이루는 연통구멍 및 상기 제2 급유통로를 이루는 제2 급유구멍이 형성되고, 상기 연통구멍의 단부는 상기 제2 급유구멍의 단부보다 상대적으로 낮은 압력을 가지는 부분에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

그리고, 상기 제2 스크롤에는 상기 연통구멍과 연통되어 상기 제1 급유통로를 이루는 제1 급유구멍이 형성되고, 상기 핀부재는 상기 제1 급유구멍에 압입되어 고정될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 급유구멍의 내주면과 그 급유구멍에 삽입되는 감압용 핀부재의 외주면 사이의 간극을 넓게 형성하여, 이물질에 의해 두 부재 사이의 간극이 막히는 것을 방지하고, 이를 통해 오일이 원활하게 압축실로 공급되도록 할 수 있다.

또, 급유구멍과 핀부재 사이의 간극이 넓게 형성됨에 따라 급유구멍에 핀부재가 압입되어 고정될 수 있고, 이에 따라 급유구멍에 핀부재를 고정하기 위한 별도의 구조를 추가할 필요가 없어 그만큼 급유구멍을 용이하게 형성할 수 있다.

또, 급유구멍의 입구가 선회스크롤의 보스부 안쪽에 형성되고 그 급유구멍에 연결되는 연통구멍의 출구가 흡입실 또는 흡입실에 가까운 압축실에 연통되도록 형성되어, 기동시 오일이 신속하게 압축실로 신속하게 공급될 수 있도록 하여 마찰손실과 마모를 줄일 수 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기에서 차압을 이용하여 압축실에 오일을 공급하기 위한 오일공급구조를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에서 "I-I"선단면도,
도 3은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도,
도 4는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서 급유통로를 설명하기 위해 보인 ""Ⅴ-Ⅴ"선 단면도,
도 5는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서 제1 급유통로를 보인 단면도,
도 6은 도 5에서 제1 급유구멍 주변을 확대하여 보인 단면도,
도 7 및 도 8은 도 5에 따른 제1 급유구멍을 설명하기 위해 보인 "Ⅵ-Ⅵ"선 단면도,
도 9는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서 제2 급유통로를 보인 단면도,
도 10은 도 3에 따른 스크롤 압축기에서 압축실로 오일이 공급되는 통로를 보인 단면도,
도 11은 본 발명의 스크롤 압축기에서 제1 급유통로에 대한 다른 실시예를 보인 단면도.

이하, 본 발명에 의한 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서 급유통로를 설명하기 위해 보인 "Ⅴ-Ⅴ"선 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부공간에 설치되는 구동모터(20)와, 구동모터(20)에 의해 작동하여 냉매를 압축하도록 후술할 고정스크롤(31)과 선회스크롤(32)로 이루어진 압축부(30)를 포함한다.

케이싱(10)은 그 내부공간이 토출압의 냉매로 채워지고, 케이싱(10)의 일측에는 후술할 고정스크롤(31)의 흡입홈(313)에 흡입관(13)이 직접 연통되도록 관통되며, 케이싱(10)의 타측에는 그 케이싱(10)의 내부공간으로 토출되는 냉매를 냉동사이클로 안내하도록 토출관(14)이 연결된다.

구동모터(20)는 고정자(21)에 권선코일이 집중권 방식으로 권선될 수 있다. 그리고 구동모터(20)는 회전자(22)의 회전속도가 동일한 정속모터가 사용될 수도 있으나, 압축기가 적용되는 냉동기기의 다기능화를 고려하여 회전자(22)의 회전속도가 가변될 수 있는 인버터 모터가 사용될 수 있다. 그리고 구동모터(20)는 그 회전축(23)이 케이싱(10)의 상하 양측에 고정 설치되는 메인프레임(11)과 서브프레임(12)에 의해 지지된다.

압축부(30)는 메인프레임(11)에 결합되는 고정스크롤(이하, 제1 스크롤)(31)과, 제1 스크롤(31)에 맞물려 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(이하, 제2 스크롤)(32)과, 제2 스크롤(32)과 메인프레임(11) 사이에 설치되어 제2 스크롤(32)의 선회운동을 유도하는 올담링(33)과, 제1 스크롤(31)의 토출구(315)를 개폐하도록 설치되어 그 토출구(315)를 통해 토출되는 토출가스의 역류를 차단하는 체크밸브(34)로 이루어진다.

메인프레임(11)은 환형으로 형성되어 그 중앙에 회전축(23)을 지지하는 축수구멍(111)이 형성되고, 축수구멍(111)의 주변에는 후술할 제2 스크롤(32)의 보스부(323)가 선회운동을 하도록 확장된 보스부 수용홈(112)이 형성된다. 그리고, 보스부 수용홈(112)의 주변에는 제2 스크롤(32)의 제1 스러스트면(321b)과 함께 제1 스러스트 베어링면(Tb1)을 형성하여 제2 스크롤(32)의 축방향으로 지지하는 프레임측 스러스트면(113)이 형성되고, 프레임측 스러스트면(113)에는 후술할 배압공간(S3)을 형성하기 위한 실링부재(35)가 삽입되도록 실링홈(114)이 형성된다. 그리고, 제1 스러스트면(113)의 바깥에는 후술할 올담링(33)이 수용되는 동시에 배압공간(S3)을 형성하기 위한 배압공간홈(115)이 형성되고, 배압공간홈(115)의 바깥에는 제1 스크롤(31)을 축방향으로 지지하기 위한 제1 측벽부(116)가 형성된다.

이로써, 메인프레임(11)의 제1 측벽부(116) 내주면과 배압공간홈(115)의 바닥면, 그리고 후술할 제1 스크롤(31)의 스러스트면(312a)과 제2 스크롤(32)의 외주면과 저면으로 정의되는 배압공간(S3)이 형성되고, 이 배압공간(S3)은 보스부 수용홈(112), 메인프레임(11)의 제1 스러스트면(113), 그리고 후술할 제2 급유구멍(318)과 함께 제2 급유통로(Fw2)를 형성하게 된다.

또, 제1 스크롤(31)은 제1 경판부(311)의 가장자리 하면에는 메인프레임(11)의 제1 측벽부(116)에 지지되는 동시에 후술할 제2 스크롤(32)의 제2 경판부(321)와 함께 제2 스러스트 베어링면을 형성하는 제2 측벽부(312)가 형성된다. 그리고 제2 측벽부(312)의 안쪽에는 압축실(P)을 형성하기 위한 고정랩(이하, 제1 랩)(313)이 형성되고, 제2 측벽부(312)의 일측에는 흡입홈(314)이 형성되며, 제1 경판부(311)의 중심부에는 토출구(315)가 형성된다. 제1 스크롤(31)의 흡입홈(314)에는 냉동사이클로부터 냉매를 안내하도록 흡입관(13)이 직접 연결된다.

제2 스크롤(32)은 제2 경판부(321)의 상면에 구비되어 제1 랩(313)과 맞물려 압축실(P)을 형성하는 선회랩(이하, 제2 랩)(322)이 형성되고, 제2 스크롤(32)의 경판부(321) 저면에는 회전축(23)과 결합되는 보스부(323)가 형성된다.

보스부(323)의 안쪽에는 회전축(23)의 상단면(231)과 소정의 간격만큼 이격되어 제1 공간(S1)이 형성되고, 제1 공간(S1)은 회전축(23)의 오일유로(232)와 직접 연통된다. 그리고 보스부(323)의 외곽에는 그 보스부(323)의 외주면과 보스부 수용홈(112)의 내주면 사이에 제2 공간(S2)이 형성되고, 제2 공간(S2)은 메인프레임(11)을 관통하는 배유구멍(미도시)을 통해 케이싱(10)의 내부공간과 연통된다. 그리고 제2 공간(S2)은 제2 급유통로(Fw2)의 일부를 이룬다.

그리고, 제2 경판부(321)의 하면은 메인프레임(11)과 함께 제1 스러스트 베어링면(Tb2)을 형성하며, 그 제2 경판부(321)의 하면에는 실링부재(35)의 안쪽에서 오일을 담아 배압공간(S3)쪽으로 이동시키는 급유홈(324)이 형성된다.

도면중 미설명 부호인 10a는 흡입공간, 10b는 토출공간, 316a는 연통구멍의 출구, 318a는 제2 급유구멍의 출구, 50은 오일회수부, 51은 오일회수관이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 구동모터(20)에 전원이 인가되면, 회전축(23)이 회전자(22)와 함께 회전을 하면서 제2 스크롤(32)에 회전력을 전달하고, 이 회전력을 전달받은 제2 스크롤(32)은 올담링(33)에 의해 메인프레임(11)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 제1 스크롤(31)의 제1 랩(313)과 제2 스크롤(32)의 제2 랩(322) 사이에 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 형성되고, 이 압축실(P)은 제2 스크롤(32)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 흡입되는 냉매를 압축하게 된다.

이때, 도 5에서와 같이 제2 스크롤(32)의 중앙부위는 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)으로 유입되는 오일의 압력에 의해 지지되는 반면, 제2 스크롤(32)의 가장자리는 제2 급유통로(Fw2)를 통해 배압공간(S3)으로 유입되는 오일의 압력에 의해 지지된다. 따라서, 토출실을 포함하는 제2 스크롤(32)의 중앙부위는 상대적으로 고압에 의해 지지되는 반면 흡입실을 포함하는 가장자리는 상대적으로 중간압에 의해 지지된다.

한편, 케이싱(10)의 내부공간에 수용된 오일은 회전축(23)의 오일유로(232)를 통해 흡상되고, 이 오일은 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 유입되었다가 각각 제1 급유통로(Fw1)와 제2 급유통로(Fw2)를 통해 압축실(P)로 공급된다. 이로써, 압축실(P)을 이루는 제1 스크롤(31)과 제2 스크롤(32) 사이의 마모와 마찰손실을 억제할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 급유통로(Fw1)는 제1 공간(S1)에 연통되어 제2 스크롤(32)에 형성되는 제1 급유구멍(325)과, 제1 스크롤(31)에 형성되는 연통구멍(316)으로 이루어질 수 있다. 이로써, 제1 급유통로(Fw1)는 제1 공간(S1)을 포함한다.

제1 급유구멍(325)은 제2 스크롤(32)의 제2 경판부(321)에 반경방향으로 형성된다. 즉, 제1 급유구멍(325)의 입구(325d)를 이루는 일단은 제1 공간(S1)에 직접 연통되도록 중앙부분 하면으로 관통되는 반면 제1 급유구멍(325)의 출구(325b)를 이루는 타단은 제1 스크롤(31)과 함께 제2 스러스트 베어링면(Tb2)을 이루는 제2 경판부(321)의 상면으로 관통된다. 이에 따라, 제1 공간(S1)은 제1 급유구멍(325)을 통해 제2 스크롤(32)의 제2 경판부(321) 상면으로 연통되고, 이어서 제1 스크롤(31)의 연통구멍(316)에 연통된다.

또, 제1 급유구멍(325)은 제1 공간(S1)으로 흡상된 오일이 토출압 정도의 고압을 형성하게 되므로, 이를 직접 압축실(P)에 공급할 경우 냉매의 비체적이 증가하여 흡입손실이 발생하거나 과압축이 발생할 수 있다. 따라서 제1 공간(S1)의 오일이 압축실(P)로 유입되기 전에 오일의 압력을 낮추는 감압작업을 진행하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 제1 급유구멍(325)의 내경은 가급적 작게 형성하여야 하지만, 이는 매우 어려운 작업이어서 통상은 제1 급유구멍(325)에 감압용 핀부재(이하, 핀부재)를 삽입하여 감압통로를 형성하게 된다.

즉, 제1 급유구멍(325)은 반경방향으로 형성되는 감압부(325a)와, 그 감압부(325a)에서 감압된 오일을 연통구멍(316)으로 안내하는 급유홀부(325b)로 이루어질 수 있다. 감압부(325a)와 급유홀부(325b)가 연결되는 지점에는 감압부(325a)의 내경보다 큰 내경을 가지는 확장홈부(325c)가 형성되고, 이 확장홈부(325c)는 급유홀부(325b)와 중첩되는 위치에 형성될 수 있다. 급유홀부(325b)는 제1 급유구멍(325)의 출구를 이룬다.

감압부(325a)는 원형 단면으로 형성될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 후술할 핀부재(327)와의 사이에 간극(t1)이 확대된 급유공간부(S4)가 형성될 수 있도록 각진 단면 형상으로 형성될 수도 있다.

즉, 핀부재(327)는 원형 단면으로 형성될 수 있다. 하지만, 이 경우 핀부재(327)의 외주면과 감압부(325a)의 내주면 사이에 형성되는 간극(t1)이 좁게 형성되어, 각종 이물질이 핀부재(327)의 외주면과 감압부(325a)의 내주면 사이에 끼여 막힐 수가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 도 6 및 도 7과 같이 핀부재(327)의 외주면 일측에 축방향(길이방향)을 따라 평면으로 절개된 절개면(327a)이 디컷진 단면 형상으로 형성될 수 있다. 이 절개면(327a)은 급유홀부(325b)와 연통되도록 형성된다.

이때, 핀부재(327)는 그 절개면(327a)이 급유홀부(325a)와 항상 연통될 수 있도록 제1 급유구멍(325)의 감압부(325a)에 압입하여 고정하는 것이 바람직하다. 이로써, 제1 급유구멍(325)에 삽입된 핀부재(327)를 고정하기 위해 별도의 고정부를 형성할 필요가 없다.

또, 핀부재(327)는 원형 단면 형상으로 형성하되, 그 핀부재가 삽입되는 제1 급유구멍을 비정원형 모양으로 형성할 수 있다. 즉, 도 8과 같이 제1 급유구멍(325)이 2개의 원을 중첩되게 형성하여, 한 개의 원에는 원형 핀부재(327)가 압입되어 고정 결합되도록 할 수 있다. 이에 따라, 핀부재(327)가 압입되고 남은 다른 원에는 원호 형상의 급유공간부(S4)가 형성될 수 있다.

여기서, 급유공간부(S4)는 종래와 같이 원호 형상을 이루지만 두 개의 원으로 이루어진 제1 급유구멍(325)의 면적이 핀부재(327)의 면적에 비해 훨씬 크게 형성됨에 따라 급유공간부(S)의 간극은 전술한 실시예만큼을 확보할 수 있게 된다.

상기와 같이, 핀부재(327)가 절개면(327a)을 가지는 디컷진 단면 형상으로 형성되면, 제1 급유구멍(325)의 내주면과 핀부재(327)의 외주면 사이에서의 간극(t1)은 핀부재(327)가 원형인 경우와 비교할 때의 간극(t)과 비교하면 동일 단면적 대비 대략 2배 정도로 확대될 수 있다. 그러면 이물질이 제1 급유구멍(325)과 핀부재(327) 사이에 끼여 제1 급유통로(Fw1)를 차단하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이에 따라, 도 10과 같이 회전축(23)의 오일유로(232)를 통해 제1 공간(S1)으로 흡상되는 고압의 오일이 제1 급유통로(Fw1)의 감압통로인 급유공간부(S4)를 거치면서 일정 압력으로 감압되고, 이 감압된 오일이 확장홈부(325c)와 급유홈부(325b)를 연통구멍(316)으로 전달되며, 이 연통구멍(316)을 통해 압축실(P)로 공급되어 그 압축실(P)에서의 오일부족을 방지할 수 있다.

여기서, 제1 스크롤(31)의 스러스트면(312a)에는 연통구멍(316)에 연통되는 제1 연통홈(317))이 형성되고, 그 제1 연통홈(317)의 내경은 연통구멍(316)의 내경보다 크게 형성됨에 따라, 제2 스크롤(32)이 선회운동을 하더라도 제1 급유구멍(325)은 제1 연통홈(317)을 통해 연통구멍(316)에 항상 연통될 수 있다. 이에 따라, 제1 공간(S1)의 오일은 기동 초기에도 제1 급유구멍(325)과 연통구멍(316)을 통해 신속하게 압축실(P)로 이동을 하게 된다.

또, 연통구멍(316)의 타단은 압축실(P) 중에서도 압력이 낮은 흡입실(Ps)에 연통됨에 따라, 상대적으로 고압인 제1 공간(S1)의 오일이 상대적으로 압력이 낮은 흡입실(Ps)로 신속하게 이동할 수 있어 그만큼 초기 기동시 압축실로 오일을 효과적으로 공급할 수 있다.

한편, 도 9 및 도 10과 같이 제2 급유통로(Fw2)는 그 일단이 배압공간(S3)과 연통될 수 있도록 제1 스크롤(31)의 스러스트면(312a)으로 관통되고 그 타단이 압축실(P)에 연통되는 제2 급유구멍(318)으로 이루어질 수 있다.

제2 급유구멍(318)의 일단에는 그 제2 급유구멍(318)과 배압공간(S3)을 연통시키는 제2 연통홈(319)이 형성될 수 있다. 제2 연통홈(319)은 제2 급유구멍(318)의 내경보다 큰 폭을 가지며, 배압공간(S3)을 따라 제1 스크롤(31)의 스러스트면(312a)에 환형 또는 원호 형상으로 형성될 수 있다.

그리고 제2 급유구멍(318)의 타단은 중간압실(Pm)에 연통될 수 있다. 즉, 제2 급유구멍(318)의 일단이 연통되는 배압공간(S3)은 제2 공간(S2)에서 제1 스러스트 베어링면(Tb2)을 거쳐 이동한 오일로서 중간압을 이루고 있다. 따라서, 제2 급유구멍(318)의 타단은 적어도 배압공간(S3)의 압력보다 높지 않은 중간압실(Pm)에 연통되더라도 배압공간(S3)의 오일이 압축실로 원활하게 이동할 수 있다.

이러한 제2 급유구멍(318)은 압축기의 기동초기에는 배압공간(S3)의 압력이 충분히 높지 않아 오히려 중간압실(Pm)의 냉매가 제2 급유구멍(318)을 통해 배압공간(S3)으로 이동하여, 배압력을 발생시킬 수 있다. 하지만, 압축기가 정상운전에 돌입하게 되면 회전축(23)의 오일유로(232)를 통해 흡상된 오일이 제2 공간(S2)으로 이동하고, 이 제2 공간(S2)으로 이동한 오일이 급유홈(324)에 의해 메인프레임(11)과 제2 스크롤(32) 사이의 제1 스러스트 베어링면(Tb1)을 통해 배압공간(S3)으로 이동을 하게 된다. 이 배압공간(S3)으로 이동하는 오일의 압력은 중간압실(Pm)의 압력보다 높은 중간압을 형성하게 되므로, 제2 스크롤(32)은 배압공간(S3)에 채워진 오일의 압력에 의해 제1 스크롤 방향으로 지지된다. 아울러, 배압공간(S3)의 오일은 제2 급유구멍(318)을 통해 중간압실(Pm)로 공급되어 압축실을 윤활하게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 제1 급유통로(Fw1)가 제2 스크롤(32)에 구비되는 제1 급유구멍(325)과 제1 스크롤(31)에 구비되는 연통구멍(318)으로 이루어진 예를 살펴보았으나, 도 11과 같이 연통구멍을 배제하고 제1 급유구멍(1316)을 제1 스크롤(131)에 직접 형성할 수도 있다.

이 경우에도 제1 급유구멍(1316)에는 감압용 핀부재(1327)가 삽입되고, 그 핀부재(1327)의 외주면에는 디컷진 절개면(1327a)을 형성하여 감압통로의 간극을 넓게 형성하는 구성과 그에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 동일하다.

10 : 케이싱 11 : 메인프레임
31 : 제1 스크롤 313 : 제1 랩
316 : 연통구멍 317 : 제1 연통홈
318 : 제2 급유구멍 319 : 제2 연통홈
32 : 제2 스크롤 322 : 제2 랩
323 : 보스부 324 : 급유홈
325 : 제1 급유구멍 325a : 감압부
325b : 급유홀부 327 : 핀부재
327a : 절개면 P : 압축실
S1,S2 : 제1, 제2 공간 S3 : 배압공간
S4 : 급유공간부

Claims

내부공간에 소정량의 오일이 수용되는 케이싱;
상기 케이싱의 오일을 흡상하도록 오일유로가 구비되어 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 회전축을 지지하는 프레임;
상기 프레임에 지지되는 제1 스크롤;
상기 제1 스크롤에 맞물려 상기 프레임과 제1 스크롤 사이에서 선회운동을 하며, 상기 제1 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실을 이루는 압축실을 형성하는 제2 스크롤;
상기 제1 스크롤 또는 상기 제2 스크롤 중에서 적어도 어느 한 쪽 스크롤에 구비되어, 상기 케이싱에 수용된 오일을 상기 제1 스크롤과 제2 스크롤 사이로 안내하는 제1 급유구멍; 및
상기 제1 급유구멍에 삽입되며, 상기 제1 급유구멍의 내주면에 대응하는 외주면을 가지며, 상기 외주면과 상기 제1 급유구멍의 내주면 사이에 급유공간부를 형성하는 핀부재;를 포함하고,
상기 제1 급유구멍의 내주면과 상기 핀부재의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽은 비정원(非正圓) 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 급유구멍은,
상기 핀부재가 삽입되며 원형 단면 형상으로 형성되는 감압부; 및
일단은 상기 감압부에 연통되고, 타단은 상기 제1 스크롤과 제2 스크롤 사이로 연통되는 급유홀부;를 포함하고,
상기 핀부재는 디컷(D-cut)진 단면 형상으로 형성되며, 상기 급유홀부의 일단은 상기 핀부재의 디컷진 단면에 대면하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 핀부재는 상기 제1 급유구멍의 감압부에 압입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 감압부의 내주면 일단부에는 내경이 확장되는 확장홈부가 더 형성되고,
상기 확장홈부는 상기 급유홀부와 중첩되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 스크롤에는 그 일단이 상기 제1 급유구멍과 연통되는 연통구멍이 형성되고, 상기 연통구멍은 그 타단이 상기 압축실에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 프레임과 제1 스크롤 그리고 제2 스크롤에 의해 형성되어 소정량의 오일이 수용되는 배압공간이 더 구비되고,
상기 제1 스크롤에는 상기 배압공간과 상기 압축실 사이를 연통시켜, 상기 배압공간의 오일을 상기 압축실로 안내하는 제2 급유구멍이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,
상기 프레임과 상기 제2 스크롤의 사이에는 상기 배압공간을 한정하는 실링부재가 구비되고,
상기 프레임에 대응하는 상기 제2 스크롤에는 상기 실링부재를 기준으로 상기 배압공간의 반대쪽에서 오일을 담아 상기 배압공간쪽으로 이동시키는 급유홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,
상기 회전축의 오일유로는 그 회전축의 단부와 상기 제2 스크롤에 의해 형성되는 제1 공간에 연통되고, 상기 제1 급유구멍의 일단은 상기 제1 공간을 이루는 면에 형성되며,
상기 제2 급유구멍의 단부는 상기 연통구멍의 단부에 비해 상대적으로 더 높은 압력을 가지는 압축실에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
내부공간에 소정량의 오일이 수용되는 케이싱;
상기 케이싱의 오일을 흡상하도록 오일유로가 구비되어 구동모터의 회전력을 전달하는 회전축;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 회전축을 지지하는 프레임;
상기 프레임에 지지되는 제1 스크롤;
상기 제1 스크롤에 맞물려 상기 프레임과 제1 스크롤 사이에서 선회운동을 하며, 상기 제1 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실을 이루는 압축실을 형성하는 제2 스크롤;
상기 제2 스크롤을 관통하여 상기 압축실에 연통되는 제1 급유통로; 및
상기 프레임과 상기 제2 스크롤 사이의 베어링면을 통과하여 상기 압축실에 연통되는 제2 급유통로;를 포함하고,
상기 제1 급유통로에는 감압을 위한 핀부재가 구비되며, 상기 핀부재는 디컷진 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제9항에 있어서,
상기 제1 스크롤에는 상기 제1 급유통로를 이루는 연통구멍 및 상기 제2 급유통로를 이루는 제2 급유구멍이 형성되고,
상기 연통구멍의 단부는 상기 제2 급유구멍의 단부보다 상대적으로 낮은 압력을 가지는 부분에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,
상기 제2 스크롤에는 상기 연통구멍과 연통되어 상기 제1 급유통로를 이루는 제1 급유구멍이 형성되고,
상기 핀부재는 상기 제1 급유구멍에 압입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.