KR20230083389A

KR20230083389A - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20230083389A
Application number: KR1020210171221A
Authority: KR
Inventors: 이경호; 문제현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2023-06-12
Also published as: CN116221122A; EP4191064A1; US20230175510A1

Abstract

본 발명은, 저유 공간을 구비하고, 흡입관 및 토출관이 연결되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 발생된 구동력에 의해 회전하는 회전축을 포함하는 구동모터; 상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 상기 구동모터에 의해 작동되어 냉매를 압축하는 압축실을 구비하는 압축유닛; 상기 토출관에 결합되어 상기 압축유닛에 의해 압축되고 토출된 냉매를 제공받아 오일을 분리하여 상기 케이싱의 내부로 공급하는 오일분리기; 및 상기 회전축의 일 측에서 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임을 포함하고, 상기 서브 프레임에는, 반경 방향의 유로를 구비하여 상기 오일분리기로부터 상기 케이싱 내부로 유입된 오일의 유동 가능하게 하는 오일 회수 유로가 형성되는 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll Compressor}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 오일분리기를 통해 분리된 오일을 회수하여 압축유닛으로 오일을 공급하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 선회 스크롤과 비선회 스크롤이 서로 맞물려 결합되고, 선회 스크롤이 비선회 스크롤에 대해 선회운동을 하면서 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하게 된다.

압축실은 외곽에 형성되는 흡입압실, 흡입압실에서 중심부를 향해 점차 체적이 감소하면서 연속으로 형성되는 중간압실, 중간압실의 중심쪽에 이어지는 토출압실로 이루어진다. 일반적으로, 흡입압실은 비선회 스크롤의 측면을 관통하여 형성되고, 중간압실은 밀봉되게 되며, 토출압실은 비선회 스크롤의 경판부를 관통하여 형성된다.

스크롤 압축기는 냉매가 흡입되는 경로에 따라 저압식과 고압식으로 구분될 수 있다. 저압식은 냉매흡입관이 케이싱의 내부공간에 연통되어 저온의 흡입냉매가 케이싱의 내부공간을 통과한 후 흡입압실로 가이드되는 방식이고, 고압식은 냉매흡입관이 흡입압실에 직접 연결되어 냉매가 케이싱의 내부공간을 통과하지 않고 흡입압실에 직접 가이드되는 방식이다.

한편, 종래의 스크롤 압축기의 경우, 압축실의 내부에서 토출되는 냉매에는 오일이 포함되어 있으며, 이러한 냉매에 포함된 오일을 분리하기 위한 오일 분리기가 설치되어 있다.

또한, 오일의 분리를 위해 구동모터로부터 발생된 동력에 의해 작동하는 오일 펌프에 의해 오일은 회수되게 된다.

특히, 압축기의 트로코이드 펌프 및 오일 회수 배관을 연결하는 구조를 통해 구동모터의 동력에 의해 오일 펌프를 회수하는 가능하게 한다.

곡선으로 형성된 동배관은 오일 펌프에서 쉘을 통해 오일 분리기와 용접 등에 의해 연결되어 있다.

이러한 동배관은, 기존 압축기 내부 부품의 변경 없이 간단히 적용할 수 있었으며, 이를 통해 오일 회수 유로를 구성하였다.

이러한 동배관을 포함하는 오일 회수 유로는, 오일 펌프의 동력을 통해 외부 유분리기에서부터 오일을 흡입하여 내부로 회수하는 구조로 설계되었다.

또한, 종래의 오일 회수 유로는, 오일 펌프에 직관 형상의 동배관을 통해 외부에서 내부 펌프 챔버로 회수하는 구조로 이루어진다.

이러한 종래의 오일 회수 유로 구조는, 직관 형상의 동배관을 포함하기에, 동배관의 강성이 내부 압력 및 유동 맥동에 의한 진동을 견디기 어려워 파손되는 문제가 발생되었다.

또한, 이러한 문제를 개선하기 위해, 곡관 형상을 적용함으로써 동배관의 강성을 개선하였다.

하지만, 이러한 곡관 형상의 동배관의 구조는, 직관 형상의 배관 대비 강성 및 진동 문제에는 유리한 구조였지만, 얇은 동배관이 가지는 구조적 취약점에 의해 오일 픽업에 곡관의 동배관을 압입시에 강성 차이에 의한 변형 문제가 발생되었다.

또한, 유동 맥동 및 기타 진동 가진원과 같은, 외부의 가진원에 의한 압입대가 헐거워짐으로써 품질 및 신뢰성 문제가 발생되었다.

이러한, 압입대가 헐거워지는 문제는, 냉매 누설 문제를 또한 발생시키고, 오일 회수 유로 간의 압력 강하를 유발하게 되고 체적 효율을 감소시키고 고속 운전 시 유동 맥동 및 기타 진동 가진원에 의한 심한 떨림을 발생시키고 추가적인 진동 및 소음을 유발시키는 원인을 야기하였다.

또한, 곡관 배관이 가지는 기하학적인 복잡한 형상에 의해 동배관 제작 시에 특수 지그 및 압출 금형이 필요하였으며, 오일 픽업 및 곡관 동배관 압입 공정 또한 복잡한 형상에 의해 프레스 공정을 사용할 수 없어서 실제 양산 조립 시 조립자 매뉴얼에 의해 압입 공정이 이루어지고 있어 품질 관리 문제가 발생하였다.

또한, 양산 제조 공정에서 조립자에 의한 추가 압입 공정으로 인해 택 타임(tack time)이 증가하여 양산성이 감소되고, 오일 픽업 및 서브 프레임 체결 조립 공정 시 오일 포밍 방지판 간섭 회피 및 쉘 연결부가 하단에 위치하고 있기에 조립 공정도 복잡해지는 문제가 있으므로 공정을 단순화할 수 있는 구조의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은, 양산시에 단순한 공정을 통해 제작 가능한 오일 펌프 회수 구조를 구비하는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 기존에 사용하는 동 배관을 사용하지 않으면서도 오일 펌프 회수 구조를 적용 가능하게 하여, 체적 효율 개선 및 진동과 소음을 완화할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 내부 오일 펌프 조립체에 존재하는 서브 프레임 구조에 오일 펌프 하우징쪽으로 연결되는 회수 유로를 구현할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 기존의 복잡한 형성 부품을 사용함에 따라, 발생하였던 품질 문제를 개선할 수 있는 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 사용 부품 수를 줄여 조립 공정을 단순화하며, 재료비를 절감할 수 있는 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 압입대가 헐거워짐으로 인한 냉매 누설 문제를 또한 발생시키고, 이로 인해 유발되는 추가적인 체적 효율 감소나 진동 발생 등의 문제를 해결하는 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 배관을 압입하지 않으면서도 내부에 존재하는 구성을 활용하여 오일의 회수를 가능하게 하는 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 부품수를 감소시켜 양산 재료비 절감 가능하고 제작 및 공정을 단순화하여 가격 경쟁력 및 품질 경쟁력 향상 가능한 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 기존의 동배관을 사용하지 않음으로서, 동배관의 열변형 문제와, 이로 인한, 압입 부분에서의 누수 문제를 해결할 수 있는 구조의 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 케이싱 내부로 회수된 오일이 다른 유로를 거치지 않고 오일 펌프로 직접 공급되는 오일 펌프 다이렉트(direct) 급유 구조를 형성하는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스크롤 압축기는, 저유 공간을 구비하고, 흡입관 및 토출관이 연결되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 발생된 구동력에 의해 회전하는 회전축을 포함하는 구동모터; 상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 상기 구동모터에 의해 작동되어 냉매를 압축하는 압축실을 구비하는 압축유닛; 상기 토출관에 결합되어 상기 압축유닛에 의해 압축되고 토출된 냉매를 제공받아 오일을 분리하여 상기 케이싱의 내부로 공급하는 오일분리기; 및 상기 회전축의 일 측에서 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임을 포함하고, 상기 서브 프레임에는, 반경 방향으로 연장 형성되어 상기 케이싱의 내주에 결합되어 지지되는 프레임지지부가 구비되고, 상기 프레임지지부에는, 반경 방향의 유로를 구비하여 상기 오일분리기로부터 상기 케이싱 내부를 향해 오일이 회수되도록 안내하는 오일 회수 유로가 형성된다.

이로 인해, 본 발명의 스크롤 압축기는, 서브 프레임에 오일 회수 유로가 형성됨으로써 종래의 불필요한 동배관을 사용하지 않을 수 있으며, 이로 인해 체적 효율이 개선되게 된다.

또한, 서브 프레임에 오일 회수 유로가 형성됨으로써 기존에 사용하는 동 배관을 사용하지 않음에 따라 진동 가진원이 제거된 오일 펌프 회수 구조를 적용 가능하게 하여, 진동과 소음을 완화할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 서브 프레임에는, 반경 방향으로 연장 형성되어 상기 케이싱의 내주에 결합되어 지지되는 프레임지지부가 구비되고, 상기 오일 회수 유로는, 상기 프레임지지부에서 반경 방향으로 형성되어 상기 오일분리기로부터 제공되는 오일을 제공받는 제1유로; 및 상기 제1유로에 교차하도록 형성되고, 상기 제1유로로부터 제공된 오일을 상기 저유 공간으로 제공 가능하게 하도록 출구가 상기 저유 공간을 향해 개구되는 제2유로를 포함한다.

이로 인해, 본 발명의 스크롤 압축기는, 오일 회수 유로가 서브 프레임에서 서로 교차하는 제1 및 제2유로로 형성됨에 따라 양산시에 단순한 공정을 통해 제작 가능하게 된다.

또한, 상기 프레임지지부의 일 면에는 리브가 돌출 형성되고, 상기 리브는 반경 방향으로 연장되며, 상기 제1유로는 상기 리브의 내부에서 반경 방향으로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 프레임지지부는 일 면이 상기 케이싱의 내주에 결합되고, 상기 제1유로는 상기 프레임지지부의 일 면에서 관통 형성될 수 있다.

또한, 상기 리브는 상기 프레임지지부의 상면 또는 하면에서 돌출 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면. 본 발명의 스크롤 압축기는, 상기 회전축의 회전력에 의해 작동하면서 상기 오일분리기에서 분리된 오일을 회수하며 상기 케이싱의 내부공간에 채워진 오일을 펌핑하여 상기 회전축의 오일유로로 공급하는 오일펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 오일펌프는, 상기 서브프레임의 일 면에 결합되고 펌핑공간이 구비되는 펌프하우징; 상기 펌프하우징의 펌핑공간에서 회전 가능하게 배치되고 상기 회전축에 결합되어 편심 회전을 하는 내측기어; 및 상기 내측기어에 맞물려 상기 펌핑공간의 용적을 변화 가능하게 하도록 상기 펌핑공간에 회전 가능하게 배치되는 외측기어를 포함하고, 상기 오일 회수 유로는 상기 펌핑공간에 연통될 수 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 상기 오일 회수 유로는, 상기 오일분리기로부터 제공된 오일을 상기 펌핑공간으로 직접 제공 가능하게 상기 펌핑공간에서 지면과 나란하게 형성되는 직통 유로를 포함할 수 있다.

이러한, 상기 오일분리기로부터 제공된 오일을 상기 오일펌프로 직접 제공 가능하게 지면과 나란하게 형성되는 직통 유로로 인해, 케이싱 내부로 회수된 오일이 다른 유로를 거치지 않고 오일 펌프로 직접 공급되는 오일 펌프 다이렉트(direct) 급유 구조를 형성할 수 있다.

상기 오일 회수 유로는, 상기 직통 유로에서 연통되고, 상기 직통 유로와 교차하는 방향으로 형성되는 교차 유로를 더 포함할 수 있다.

상기 펌프하우징에는, 상기 오일 회수 유로와 상기 펌핑공간 사이에 연통 가능하도록 형성되는 회수 유입구; 및 상기 서브프레임의 일 면에서 원주 방향으로 형성되어 상기 오일 회수 유로로부터 유입되는 오일을 상기 회수 유입구로 안내하는 회수 안내홈이 더 구비될 수 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 일례에 따르면, 본 발명의 스크롤 압축기는, 일 단은 상기 오일 분리기에 결합되고, 타 단은 상기 케이싱에 결합되어 상기 오일분리기로부터 분리된 오일을 상기 케이싱의 내부로 제공 가능하게 하는 오일회수관을 더 포함하고, 상기 케이싱에는 상기 오일회수관의 타 단에서 상기 오일회수관이 결합되는 오일 회수공을 구비하고, 상기 제1유로는 상기 오일 회수공에 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 오일 회수 유로는 사선 방향으로 형성될 수 있다.

또 다른 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스크롤 압축기는, 저유 공간을 구비하고, 흡입관 및 토출관이 연결되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 발생된 구동력에 의해 회전하는 회전축을 포함하는 구동모터; 상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 상기 구동모터에 의해 작동되어 냉매를 압축하는 압축실을 구비하는 압축유닛; 상기 토출관에 결합되어 상기 압축유닛에 의해 압축되고 토출된 냉매를 제공받아 오일을 분리하여 상기 케이싱의 내부로 공급하는 오일분리기; 상기 회전축의 일 측에서 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임; 및 상기 회전축의 회전력에 의해 작동하면서 상기 오일분리기에서 분리된 오일을 회수하며 상기 케이싱의 내부공간에 채워진 오일을 펌핑하여 상기 회전축의 오일유로로 공급하는 오일펌프을 포함하고, 상기 서브 프레임에는, 반경 방향의 유로를 구비하여 상기 오일분리기로부터 상기 케이싱 내부를 향해 오일이 회수되도록 안내하는 오일 회수 유로가 형성된다.

상기 서브 프레임에는, 반경 방향으로 연장 형성되어 상기 케이싱의 내주에 결합되어 지지되는 프레임지지부가 구비되고, 상기 오일 회수 유로는, 상기 프레임지지부에서 반경 방향으로 형성되어 상기 오일분리기로부터 제공되는 오일을 제공받는 제1유로; 및 상기 제1유로에 교차하도록 형성되고, 상기 제1유로로부터 제공된 오일을 상기 오일펌프로 제공 가능하게 하는 제2유로를 포함할 수 있다.

상기 오일 회수 유로는, 상기 오일분리기로부터 제공된 오일을 상기 오일펌프로 직접 제공 가능하게 지면과 나란하게 형성되는 직통 유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 오일 회수 유로는, 상기 직통 유로에서 연통되고, 상기 직통 유로와 교차하는 방향으로 형성되는 교차 유로를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 상기 프레임지지부의 일 면에는 상기 리브가 돌출 형성되고, 상기 리브는 반경 방향으로 연장되며, 상기 제1유로는 상기 리브의 내부에서 반경 방향으로 형성될 수 있다.

상기 프레임지지부는 일 면이 상기 케이싱의 내주에 결합되고, 상기 제1유로는 상기 프레임지지부의 일 면에서 관통 형성될 수 있다.

상기 리브는 상기 프레임지지부의 상면 또는 하면에서 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 스크롤 압축기는, 서브 프레임에 오일 회수 유로가 형성됨으로써 종래의 불필요한 동배관을 사용하지 않을 수 있으며, 이로 인해 체적 효율이 개선되게 된다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기는, 서브 프레임에 오일 회수 유로가 형성됨으로써 기존에 사용하는 동 배관을 사용하지 않음에 따라 진동 가진원이 제거된 오일 펌프 회수 구조를 적용 가능하게 하여, 진동과 소음을 완화할 수 있다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기는, 오일 회수 유로가 서브 프레임에서 서로 교차하는 제1 및 제2유로로 형성됨에 따라 양산시에 단순한 공정을 통해 제작 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기는, 기존의 배관을 압입하지 않으면서도, 서브 프레임의 프레임지지부의 상하단에 리브를 형성하는 것에 의해, 기존의 구성을 활용하여 오일의 회수를 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기는, 기존의 동배관 제작시 곡관 형상으로 인한 문제가 발생되지 않게 된다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기는, 서브 프레임에 오일 회수 유로가 형성됨으로써 기존의 동배관을 압입하던 조립 공정을 단순화시켜 택타임(tack time)이 감소되고, 양산성이 향상되며 제작 비용이 절감되어 가격 경쟁력을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기는, 기존의 동배관을 사용하지 않고, 서브 프레임에 오일 회수 유로를 형성하는 구조에 의해, 동배관의 열변형 문제와, 이로 인한, 압입 부분에서의 누수 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 스크롤 압축기는, 상기 오일분리기로부터 제공된 오일을 상기 오일펌프로 직접 제공 가능하게 지면과 나란하게 형성되는 직통 유로로 인해, 직접 공급되는 유로에 의해 유로 저항 및 손실이 저감되면서, 케이싱 내부로 회수된 오일이 다른 유로를 거치지 않고 오일 펌프로 직접 공급되는 오일 펌프 다이렉트(direct) 급유 구조를 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스크롤 압축기, 오일분리기 및 냉동 사이클을 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 스크롤 압축기의 일례를 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 스크롤 압축기의 서브 프레임과 오일 펌프를 도시하는 분해사시도.
도 4는 본 발명의 스크롤 압축기의 서브 프레임과 오일 펌프를 도시하는 도 2의 A의 확대도.
도 5는 오일펌프에서 내측기어와 외측기어가 포함된 펌프하우징을 보인 평면도.
도 6은 도 5에 따른 오일펌프에서 내측기어와 외측기어가 제거된 펌프하우징의 상면을 보인 평면도.
도 7 내지 도 9는 도 5에 따른 오일펌프에서 오일을 펌핑하는 과정을 개략적으로 보인 평면도.
도 10은 본 발명의 스크롤 압축기의 하측부의 단면도.
도 11는 서브 프레임에 형성된 제1실시예의 오일 회수 유로를 확대하여 도시하는 단면도.
도 12는 제1실시예의 오일 회수 유로가 형성되는 서브 프레임의 사시도.
도 13은 제2실시예의 오일 회수 유로가 형성되는 서브 프레임의 사시도.
도 14는 서브 프레임에 형성된 제2실시예의 오일 회수 유로를 확대하여 도시하는 단면도.
도 15은 제3실시예의 오일 회수 유로가 형성되는 서브 프레임의 절개사시도.
도 16은 제3실시예의 오일 회수 유로가 형성되는 서브 프레임의 단면도.
도 17은 제4실시예의 오일 회수 유로가 형성되는 서브 프레임의 단면도.
도 18은 제5실시예의 오일 회수 유로가 형성되는 서브 프레임의 단면도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기(1)를 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 압축기(1)를 지지하는 지지면에서 멀어지는 방향, 즉 전동부와 압축부를 중심으로 보면 전동부쪽이 상측을 의미한다. "하측"은 지지면에 가까워지는 방향, 즉 전동부와 압축부를 중심으로 보면 압축부쪽이 하측을 의미한다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 "축방향"이라는 용어는 회전축(23)(125)의 길이방향을 의미한다. "축방향"은 상하측 방향으로 이해될 수 있다. "반경방향"은 회전축(23)(125)과 교차하는 방향을 의미한다.

도 1은 본 발명의 스크롤 압축기(1), 오일분리기(200) 및 냉동 사이클을 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 스크롤 압축기(1)의 일례를 도시하는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 케이싱(10)은 압축기(1)가 응축기(2), 팽창기(3), 증발기(4)와 함께 냉동사이클을 이루도록 흡입관(13)과 토출관(14)이 연결되고, 상기 흡입관(13)은 냉동사이클의 증발기(4)와 연결되는 반면 상기 토출관(14)은 냉동사이클의 응축기(2)가 연결된 오일분리기(200)와 연결된다.

그리고 상기 케이싱(10)의 내부공간은 토출압을 이루는 냉매로 채워질 수 있도록 상기 흡입관(13)은 압축유닛(30)의 직접 연결되는 구조를 형성하고 상기 압축유닛(30)은 케이싱(10)의 내부공간으로 토출하는 구조를 형성한다. 그리고 상기 토출관(14)의 중간, 즉 상기 압축기(1)의 토출관(14)과 응축기(2)의 입구측 사이에는 토출관(14)을 통해 압축기(1)에서 응축기(2)로 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하기 위하여 오일분리기(200)가 설치된다.

또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 스크롤 압축기(1)는, 저유 공간(S11)을 구비하고, 흡입관(13) 및 토출관(14)이 연결되는 케이싱(10); 상기 케이싱(10)의 내부 공간(10a)에 설치되고, 발생된 구동력에 의해 회전하는 회전축(23)을 포함하는 구동모터(20); 상기 케이싱(10)의 내부 공간(10a)에 설치되고, 상기 구동모터(20)에 의해 작동되어 냉매를 압축하는 압축실(P)을 구비하는 압축유닛(30); 상기 토출관(14)에 결합되어 상기 압축유닛(30)에 의해 압축되고 토출된 냉매를 제공받아 오일을 분리하여 상기 케이싱(10)의 내부로 공급하는 오일분리기(200); 및 회전축(23)의 일 측에서 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임(12)을 포함한다.

또한, 서브 프레임(12)에는, 오일 회수 유로(12b)가 형성되는데, 오일 회수 유로(12b)의 상세 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

케이싱(10)은, 저유 공간(S11)을 구비하는데, 케이싱(10)에는 흡입관(13) 및 토출관(14)이 연결된다. 일례로, 케이싱(10)의 내부의 상측과 하측 사이의 중간부에 구동 모터(20)가 설치될 수 있으며, 구동 모터(20)의 상측으로 메인 프레임(11), 선회스크롤(32) 및 고정스크롤(31)이 순차적으로 설치될 수 있다.

케이싱(10)은 원통 셸(17), 상부 셸(12) 및 하부 셸(15)을 포함할 수 있다.

원통 셸(17)은 양 단이 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다.

원통 셸(17)의 상측 단부에는 상부 셸(12)이 결합될 수 있으며, 원통 셸(17)의 하측 단부에는 하부 셸(15)이 결합될 수 있다.

즉, 원통 셸(17)의 상하측 양 단부가 상부 셸(12) 및 하부 셸(15)과 각각 결합되어 덮어지고, 결합된 원통 셸(17), 상부 셸(12) 및 하부 셸(15)은 케이싱(10)의 내부 공간(10a)을 형성한다. 이때, 내부 공간(10a)은 밀폐된다.

밀폐된 케이싱(10)의 내부 공간(10a)은 상부 공간(S1), 저유 공간(S11) 및 토출 공간(S2)으로 분리된다.

메인 프레임(11)을 기준으로 상측에는 상부 공간(S1)이 형성되고, 하측에는 저유 공간(S11) 및 토출 공간(S2)이 형성된다.

상부 공간(S1)은 압축유닛(30)의 상측의 공간을 의미하고, 또한, 저유 공간(S11)은 오일이 쌓여있는 케이싱(10)의 하측 공간을 의미한다.

원통 셸(17)의 측면에는 냉매 흡입관(13)의 일 단이 관통 결합된다. 구체적으로, 냉매 흡입관(13)의 일 단은 원통 셸(17)의 반경 방향으로 원통 셸(17)에 관통 결합된다.

냉매 흡입관(13)은 원통 셸(17)을 관통하여 고정스크롤(31)의 흡입 통공(31b)에 직접 결합된다. 따라서, 냉매가 냉매 흡입관(13)을 통해 압축실(P)에 유입될 수 있다.

냉매 흡입관(13)의 상기 일 단과 다른 타 단에는 어큐뮬레이터(미도시)가 결합될 수 있다.

어큐뮬레이터는 증발기(4)의 출구 측에 냉매관으로 연결된다. 따라서, 증발기(4)에서 어큐뮬레이터로 이동하는 냉매가 어큐뮬레이터에서 액냉매가 분리된 후, 가스 냉매가 냉매 흡입관(13)을 통해 압축실(P)로 직접 흡입된다.

원통 셸(17)에는 케이싱(10)의 내부 공간(10a)과 연통되는 냉매 토출관(14)이 관통 결합된다. 따라서, 압축부에서 케이싱(10)의 내부 공간(10a)으로 토출된 냉매가 냉매 토출관(14)을 통해 오일분리기(200)로 방출된다.

한편, 케이싱(10)의 내부공간에는 구동모터(20)의 회전축(23)을 지지하는 동시에 압축유닛(30)을 지지하는 메인프레임(11)과 서브프레임(12)이 구동모터(20)의 양측에 고정 설치된다.

구동모터(20)는, 케이싱(10)의 내부 공간(10a)에 설치되는데, 발생된 구동력에 의해 회전하는 회전축(23)을 포함한다.

상기 구동모터(20)는 회전속도가 일정한 정속모터가 사용될 수도 있으나, 압축기(1)가 적용되는 냉동기기의 다기능화를 고려하여 회전속도가 가변될 수 있는 인버터 모터가 사용될 수 있다.

그리고 상기 구동모터(20)는 상기 케이싱(10)의 내주면에 고정되는 고정자(21)와, 상기 고정자(21)의 안쪽에 회전 가능하게 배치되는 회전자(22)와, 상기 회전자(22)의 중심에 결합되어 그 구동모터(20)의 회전력을 상기 압축유닛(30)에 전달하는 회전축(23)으로 이루어진다. 상기 회전축(23)은 상기 메인프레임(11)과 서브프레임(12)에 지지된다. 그리고 상기 회전축(23)의 축방향으로는 오일유로(23a)가 관통 형성되고, 상기 오일유로(23a)의 하단, 즉 상기 회전축(23)의 하단에는 그 오일유로(23a)를 향해 오일을 펌핑할 수 있도록 후술할 오일펌프(100)가 설치된다.

오일펌프(100)의 세부 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

압축유닛(30)은, 케이싱(10)의 내부 공간(10a)에 설치되는데, 구동모터(20)에 의해 작동되어 냉매를 압축하는 압축실(P)을 구비한다.

압축유닛(30)은, 후술하는 바와 같이, 고정스크롤(31) 및 선회스크롤(32)을 포함하도록 이루어질 수 있으며, 압축실(P)은 고정스크롤(31)의 선회랩(31a)과 선회스크롤(32)의 선회랩(32a)에 의해 형성될 수 있다.

압축유닛(30)은 도 2에서와 같이 상기 메인프레임(11)에 결합되는 고정스크롤(31)과, 상기 고정스크롤(31)에 맞물려 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(32)과, 상기 선회스크롤(32)과 메인프레임(11) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(32)의 선회운동을 유도하는 올담링(33)과, 상기 고정스크롤(31)의 토출구(31c)를 개폐하도록 설치되어 그 토출구(31c)를 통해 토출되는 토출가스의 역류를 차단하는 역지밸브(34)를 포함할 수 있다.

상기 고정스크롤(31)과 선회스크롤(32)에는 서로 맞물려 상기 압축실(P)을 형성하는 고정랩(31a)과 선회랩(32a)이 나선형으로 각각 형성될 수 있다. 그리고 상기 고정스크롤(31)의 흡입구(31b)에는 냉동사이클로부터 냉매를 안내하는 흡입관(13)이 직접 연결되고, 상기 고정스크롤(31)의 토출구(31c)는 상기 케이싱(10)의 상측공간(S1)에 연통된다.

본 발명의 스크롤 압축기(1)에서 상기 구동모터(20)에 전원이 인가되면, 상기 회전축(23)이 회전자(22)와 함께 회전을 하면서 상기 선회스크롤(32)에 회전력을 전달하고, 이 회전력을 전달받은 상기 선회스크롤(32)은 올담링(33)에 의해 상기 메인프레임(11)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤(31)의 고정랩(31a)과 상기 선회스크롤(32)의 선회랩(32a) 사이에 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 형성되며, 이 압축실(P)은 상기 선회스크롤(32)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 흡입되는 냉매를 압축하게 된다.

이 압축된 냉매는 상기 고정스크롤(31)의 토출구(31c)를 통해 상기 케이싱(10)의 상측공간(S1)으로 연속 토출되었다가 상기 케이싱(10)의 하측공간(S2)으로 이동하여 토출관(14)을 통해 오일분리기(200)로 이동되어 분리된 냉매는 냉동사이클의 응축기(2)로 배출되고, 이 냉동사이클의 응축기(2)로 배출된 냉매는 팽창기(3)와 증발기(4)를 거쳐 다시 흡입관(13)을 통해 압축기(1)로 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

한편, 오일분리기(200)에서 분리된 오일은 오일회수관(300)을 통해서 케이싱(10)의 내부로 유입되어 오일 회수 유로(12b)를 통해 저유 공간(S11)에 쌓이거나 회전축(23)의 오일 유로(23a)를 통해 압축 유닛(30) 등으로 공급되어 윤활하게 된다. 케이싱(10) 내부로 유입된 오일의 유동에 대해서는 후술하는 제1 내지 제5실시예의 오일 회수 유로 및 오일펌프(100)에 대한 설명과 함께 후술하기로 한다.

오일분리기(200)는 토출관(14)에 결합되어 압축유닛(30)에 의해 압축되고 토출된 냉매를 제공받아 오일을 분리하여 상기 케이싱(10)의 내부로 공급한다.

본 발명의 스크롤 압축기(1)는 오일회수관(300)을 더 포함할 수 있다.

오일분리기(200)는 케이싱(10)의 외부에 설치되는데, 오일분리기(200)의 하단에는 오일분리기(200)에서 분리된 오일을 상기 오일펌프(100)로 안내하기 위한 오일회수관(300)의 일 단이 연결된다. 또한, 상기 오일회수관(300)의 타 단은 케이싱(10)의 외부에서 케이싱(10)의 오일회수공(11b)에 결합된다.

상기 오일분리기(200)는 도 1 및 도 2에서와 같이 밀폐된 내부공간을 가지는 통모양으로 형성되어 상기 케이싱(10)의 일측에 나란하게 배치되고, 오일분리기(200)에는 오일회수관(300)이 연결되어 상기 케이싱(10)에 지지될 수 있으며, 또는 오일분리기(200)는, 케이싱(10)에 고정되는 클램프와 같은 별도의 지지부재(210)에 의해 감싸지면서 지지될 수 있다.

도 2에서와 같이, 상기 오일분리기(200)의 상단 측벽면에는 상기 케이싱(10)의 내부공간에서 토출되는 냉매가 상기 오일분리기(200)의 내부공간으로 안내되도록 토출관(14)이 연결되고, 상기 오일분리기(200)의 상단에는 그 오일분리기(200)의 내부공간에서 오일과 분리된 냉매가 냉동사이클의 응축기(2)로 이동하도록 냉매관(5)이 연결되며, 상기 오일분리기(200)의 하단에는 그 오일분리기(200)의 내부공간에서 분리된 오일이 상기 케이싱(10)의 내부로 회수되도록 안내하는 오일회수관(300)이 결합된다. 상기 오일회수관(300)은 오일분리기(200)를 안정적으로 지지할 수 있도록 소정의 강성을 가지는 금속관으로 이루어지고, 압축기 진동을 감쇄시킬 수 있도록 상기 오일분리기(200)가 압축기 케이싱(10)과 평행하게 배치되는 각도로 절곡 형성될 수 있다.

그리고 상기 오일분리기(200)의 내부공간에는 메쉬스크린이 설치되어 냉매와 오일이 분리되도록 하거나 상기 토출관(14)이 오일분리기(200)의 축중심에 대해 틀어지게 연결되어 냉매가 사이클론 형태로 회전하면서 상대적으로 무거운 오일이 분리되도록 하는 등 오일이 분리될 수 있는 다양한 방식이 적용될 수 있다.

서브 프레임(12)은, 회전축(23)의 일 측에서 회전축(23)을 회전 가능하게 지지한다. 도 2에는 회전축(23)의 하측에서 회전축(23)을 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임(12)이 도시된다.

서브 프레임(12)에는 오일 회수 유로(12b)가 형성된다.

오일 회수 유로(12b)는, 반경 방향의 유로를 구비할 수 있다. 오일 회수 유로(12b)에 의해 케이싱(10)의 내주와 접촉되는 일 단에서 오일분리기(200)로부터 분리되는 오일을 제공받아 오일의 유동을 가능하게 한다.

오일 회수 유로(12b)는, 저유 공간(S11) 또는 회전축(23)으로 오일을 회수 가능하게 할 수 있다.

서브 프레임(12)에는 프레임지지부(12a)가 구비될 수 있다. 프레임지지부(12a)는, 서브 프레임(12)의 본체에서 반경 방향으로 연장 형성되고, 케이싱(10)의 내주에 결합되어 서브 프레임(12)을 케이싱(10)에 대하여 지지될 수 있게 한다.

도 3을 참조하면, 프레임지지부(12a)가 3개로 구비되며, 각각의 프레임지지부(12a)가 서브 프레임(12) 본체에서 반경 방향으로 연장 형성되는 예가 도시된다. 케이싱(10) 내주에 안정적인 지지를 위해, 프레임지지부(12a)는 원주 방향으로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 스크롤 압축기(1)의 하측부의 단면도이고, 도 11은 서브 프레임(12)에 형성된 제1실시예의 오일 회수 유로(12b)를 확대하여 도시하는 단면도이며, 도 12는 제1실시예의 오일 회수 유로(12b)가 형성되는 서브 프레임(12)의 사시도이다.

이하, 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제1실시예의 오일 회수 유로(12b)에 대하여 서술하기로 한다.

오일 회수 유로(12b)는, 제1 및 제2유로(12b1, 12b2)를 포함할 수 있다.

제1유로(12b1)는, 프레임지지부(12a)에서 반경 방향으로 형성되어 오일분리기(200)로부터 제공되는 오일을 제공받도록 이루어질 수 있다.

제2유로(12b2)는, 제1유로(12b1)에 교차하도록 형성될 수 있는데, 제1유로(12b1)로부터 제공된 오일을 저유 공간(S11) 또는 회전축(23)으로 제공 가능하게 할 수 있다. 물론, 제2유로(12b2)는, 제1유로(12b1)로부터 제공된 오일을 오일펌프로도 제공 가능하다. 제2유로(12b2)는 서브 프레임(12)의 본체에 형성될 수 있다. 제2유로(12b2)는, 저유 공간(S11)으로 제공 가능하게 하도록 제2유로(12b2)의 출구는 상기 저유 공간(S11)을 향해 개구될 수 있다.

도 10 내지 도 12에 도시되는 바와 같이, 3개의 프레임지지부(12a) 중 우측의 프레임지지부(12a)에 제1유로(12b1)가 프레임지지부(12a)에서 반경 방향으로 형성되고 있으며, 제2유로(12b2)는 제1유로(12b1)에 교차하도록 서브 프레임(12)의 상부에서 하부로 형성되는 예가 도시된다. 도 10 및 도 11에서, 제1유로(12b1)는 좌측단이 제2유로(12b2)와 연통되고, 우측단은 케이싱(10)의 오일회수공(11b)에 맞닿아 있는 예가 도시된다.

한편, 오일회수공(11b)은, 오일분리기(200)에서 분리된 오일이 유동하는 오일회수관(300)이 결합되는 홀(hole)이다.

또한, 서브 프레임(12)의 프레임지지부(12a)의 일 면에는 리브(12c)가 돌출 형성될 수 있는데, 돌출된 리브(12c)는 반경 방향으로 연장될 수 있다.

이 경우, 제1유로(12b1)는 리브(12c)의 내부에서 반경 방향으로 형성될 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 서브 프레임(12)의 우측의 프레임지지부(12a)의 상면에 리브(12c)가 돌출 형성되는 예가 도시되는데, 리브(12c)는, 반경 방향을 따라 연장되어 있으며, 제1유로(12b1)가 리브(12c)의 내부에서 리브(12c)가 연장된 반경 방향으로 형성되어 있는 예가 도시된다.

또한, 제2유로(12b2)도 제1유로(12b1)와 교차하는 방향으로 형성되어 제1유로(12b1)를 통해 반경방향으로 유동한 후에, 제2유로(12b2)를 통해 하방향으로 유동 가능하도록 형성되는 예가 도시된다.

오일분리기(200)에서 분리된 오일은 오일회수관(300)을 통과하여 오일회수공(11b)을 지나서 제1유로(12b1)의 통과하게 되고, 제2유로(12b2)통과하여 후술하는 오일 펌프(100)나 저유 공간(S11)으로 유입되게 된다.

이러한, 기존의 동배관을 사용하지 않고, 서브 프레임(12)에 형성되는 제1 및 제2유로(12b1, 12b2)를 통해, 기존의 동배관에 의해 압입대가 헐거워지는 문제와, 양산 공정이 복잡해지는 문제가 해소되어 체적 효율이 개선되고, 진동에 유리할 수 있다. 또한, 기존의 동배관 부품이 필요하지 않음으로, 재료비가 절감될 수 있다.

한편, 제1실시예의 오일 회수 유로(12b)를 구비하는 서브 프레임(12)은 케이싱(10)의 내주에 결합되는 결합부(12f)를 구비하는 예가 도시되는데, 결합부(12f)에 나사 등의 체결부재가 결합되어 케이싱(10)의 내주에 결합될 수 있다.

도 13은 제2실시예의 오일 회수 유로(112b)가 형성되는 서브 프레임(112)의 사시도이고, 도 14은 서브 프레임(112)에 형성된 제2실시예의 오일 회수 유로(112b)를 확대하여 도시하는 단면도이다.

이하 도 13 및 도 14을 참조하여 제2실시예의 오일 회수 유로(112b)에 대하여 서술한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 리브(112c)는, 서브 프레임(112)의 프레임지지부(12a)의 하면에 돌출 형성될 수도 있다. 도 13에는 서브 프레임(112)의 프레임지지부(12a)의 하면에서 반경 방향으로 연장되도록 돌출 형성되어 있는 예가 도시된다.

또한, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 리브(112c)에는 서브 프레임(112)의 제1유로(112b1)가 반경 방향으로 형성되어 있으며, 제2유로(112b2)를 통해 하방향으로 유동 가능하도록 형성되는 예가 도시된다. 리브(12c)가 프레임지지부(112a)의 상면에 있는 예에 비해 리브(112c)가 프레임지지부(112a)의 하면에 있는 경우에서 제2유로(112b2)는 상대적으로 짧은 거리만큼 형성되어 있게 된다.

오일분리기(200)에서 분리된 오일은 오일회수관(300)을 통과하여 오일회수공(11b)을 지나서 제1유로(112b1)를 통과하게 되고, 또한 제2유로(112b2)를 통과하여 후술하는 오일 펌프(100)를 통해서 압축유닛 등에 공급되거나 저유 공간(S11)으로 유입되게 된다.

제2실시예의 오일 회수 유로(112b)는 제2유로(112b2)가 프레임지지부(112a) 하면의 리브(112c)에 형성되기에, 앞선 실시예에 비해, 제2유로(112b2)가 짧도록 형성되기에, 짧은 유로에 의해 유로 저항 및 손실이 저감되게 된다.

한편, 제2실시예의 오일 회수 유로(112b)를 구비하는 서브 프레임(112)은 케이싱(10)의 내주에 결합되는 결합부(112f)를 구비하는 예가 도시되는데, 결합부(112f)에 나사 등의 체결부재가 결합되어 케이싱(10)의 내주에 결합될 수 있다.

도 3은 본 발명의 스크롤 압축기(1)의 서브 프레임(12)과 오일 펌프(100)를 도시하는 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 스크롤 압축기(1)의 서브 프레임(12)과 오일 펌프(100)를 도시하는 도 2의 A의 확대도이다.

도 5는 오일펌프(100)에서 내측기어(120)와 외측기어(130)가 포함된 펌프하우징(160)을 보인 평면도이며, 도 6은 도 5에 따른 오일펌프(100)에서 내측기어(120)와 외측기어(130)가 제거된 펌프하우징(160)의 상면을 보인 평면도이고, 도 7 내지 도 9는 도 5에 따른 오일펌프(100)에서 오일을 펌핑하는 과정을 개략적으로 보인 평면도이다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 스크롤 압축기(1)는, 오일펌프(100)를 더 포함할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여, 오일펌프(100)에 대하여 서술한다.

오일펌프(100)는, 회전축(23)의 회전력에 의해 작동하면서 상기 오일분리기(200)에서 분리된 오일을 회수하며 상기 케이싱(10)의 내부공간에 채워진 오일을 펌핑하여 상기 회전축(23)의 오일 유로(23a)로 공급할 수 있으며, 오일 유로(23a)로 공급된 오일은 압축유닛(30)을 윤활하는 동시에 구동모터(20)를 냉각시킨다.

오일펌프(100)는 회전축(23)의 하단에 설치될 수 있다.

물론, 오일펌프(100)는, 오일분리기(200)에서 분리된 오일 이외에도, 케이싱(10)의 내부공간에 채워진 오일을 펌핑하여 회전축(23)의 오일 유로를 통하여 압축유닛(30) 등으로 공급할 수 있다.

오일펌프(100)는 트로코이드기어 펌프와 같이 용적이 가변되면서 오일을 펌핑하는 용적펌프일 수 있다.

오일펌프(100)는, 펌프하우징(160), 내측기어(120) 및 외측기어(130)를 포함할 수 있다.

펌프하우징(160)은 서브프레임의 본체에 결합되는데, 펌프하우징(160)의 내부에는 펌핑공간이 구비된다. 펌핑공간은 회전축(23)을 통해 베어링으로 제공 가능하게 하도록 펌핑 가능하도록 오일을 수용하는 공간으로 이해될 수 있다.

도 3을 참조하면, 펌프하우징(160)은 납작한 원기둥의 형상으로 이루어져서, 서브프레임(12)의 본체(12d)의 하단에 결합되는 예가 도시된다. 하지만, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니고, 펌핑공간(161)을 구비하고, 내부에 내측 및 외측기어(130)가 설치될 수 있다면, 원기둥이 아닌 다른 형상이라도 무방하다.

내측기어(120)는 서브프레임(12)의 본체(12d)의 펌핑공간(12d1)에서 회전 가능하게 배치되는데, 회전축(23)에 결합되어 편심 회전을 하도록 이루어진다.

외측기어(130)는 내측기어(120)에 맞물려 상기 펌핑공간(12d1)의 용적을 변화 가능하게 하도록 상기 펌핑공간(12d1)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

도 3 및 도 5 등을 참조하면, 외측기어(130)는 내측기어(120)에 맞물리도록 내부에 기어 형상을 구비할 수 있다.

또한, 펌프하우징(160)에는, 회수 유입구(162)가 구비된다. 회수 유입구(162)는 서브 프레임(12)에 형성된 오일 회수 유로(12b)와 연통 가능하도록 형성될 수 있다. 또한, 회수 유입구(162)는 오일 회수 유로(12b)로부터 회수되는 오일을 제공된 펌프하우징(160)의 펌핑공간(161)으로 유입 가능하게 한다.

회수 유입구(162)는 도 4에는, “ㄴ”자 형상으로 형성되는 예가 도시되나 반드시 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고, 오일 회수 유로(12b)로부터 회수된 오일을 펌프하우징(160)의 펌핑공간(161)으로 유입 가능한 구조라면 다른 형상도 가능할 것이다. 일례로, 회수 유입구(162)는 펌프하우징(160)의 상부에 홈에 연통되는 수평 방향의 구조 만으로도 이루어질 수 있다.

흡입구(163)는 도 4에는, 오일흡입관(400)과 연통되도록 축방향으로 형성되는 예가 도시된다. 하지만, 오일흡입관(400)으로부터 흡상된 오일을 펌프하우징(160)의 펌핑공간(161)으로 유입 가능한 구조라면 다른 형상으로 형성될 수도 있을 것이다.

상기 오일흡입관(400)은 그 입구단이 상기 케이싱(10)에 채워진 오일에 잠길 수 있는 길이로 형성된다. 또한, 오일흡입관(400)을 수용하여 이물질의 침입을 차단하는 차단부재(400a)가 더 오일흡입관(400)의 외부에 설치될 수 있다.

또한, 펌프하우징(160)에는, 흡입구(163)와 연통되는 흡입안내홈(165)이 형성되어 흡입구(163)를 통해 흡입되는 오일의 흡입을 안내할 수 있고, 흡입안내홈(165)의 반대쪽에는 토출안내홈(167)이 형성될 수 있다. 토출안내홈(167)의 내측벽에는 상기 연통홈(161)과 연통되도록 토출슬릿(168)이 형성될 수 있다.

상기 내측기어(120)와 외측기어(130)가 형성하는 가변용적은 흡입용적부(V1)와 토출용적부(V2)로 이루어진다. 도 5에서와 같이 상기 흡입용적부(V1)는 상기 제1 흡입안내홈(165)의 원주방향 시작단에서 상기 제2 흡입안내홈(166)의 끝단까지 상기 내측기어(120)의 회전방향을 따라 점차 체적이 증가하도록 형성되고, 상기 토출용적부(V2)는 상기 흡입용적부(V1)에 이어지고 상기 토출안내홈(V2)의 시작단에서 끝단까지 상기 내측기어(120)의 회전방향을 따라 용적이 감소하도록 형성된다.

펌프하우징(160)과 마주하는 서브 프레임(12)의 본체(12d)에는 회전축(23)의 핀부(23b)가 관통하도록 관통구멍(12d2)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 압축기 케이싱(10)의 하반부에는 그 압축기 케이싱(10)의 내부공간에 오일을 주입하기 위한 오일공급구멍(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 오일공급구멍은 압축기가 복수 개 구비되는 경우 각 압축기의 유면높이를 일치시키기 위해 복수의 압축기를 서로 연통시키는 균일공을 활용할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 스크롤 압축기(1)에서 오일펌프(100)를 이용하여 상기 케이싱(10)의 오일과 냉매에서 분리되는 오일이 회수되어 다시 압축유닛(30)으로 공급되는 과정은 다음과 같다.

즉, 상기 오일펌프(100)의 내측기어(120)가 상기 회전축(23)에 결합되어 편심 회전을 하면서 상기 내측기어(120)와 외측기어(130) 사이에는 흡입용적부(V1)와 토출용적부(V2)가 형성된다. 상기 흡입용적부(V1)에는 회수 유입구(162)와 흡입구(163)가 연통됨에 따라 도 4에서와 같이 회수 유입구(162)로는 상기 오일분리기(200)에서 분리되어 오일이 오일회수관(300)을 통해 오일 회수 유로(12b)를 통과하여 회수 안내홈(166)으로 유입되는 반면, 상기 흡입구(163)로는 상기 케이싱(10)의 바닥측에 채워진 오일이 오일흡입관(400)을 통해 흡입안내홈(165)으로 유입된다. 그리고 회수 안내홈(166)으로 유입된 오일은 상기 흡입용적부(V1)에 담겨져 격벽을 넘어 흡입 안내홈(165)으로 유입되고, 상기 흡입 안내홈(165)으로 유입된 오일은 상기 흡입용적부(V1)에서 토출용적부(V2)로 이동하게 된다.

그리고 상기 토출용적부(V2)로 이동한 오일은 상기 토출안내홈(167)으로 유입되고, 이 토출안내홈(167)으로 유입된 오일은 그 토출안내홈(167)의 내주벽면에 구비된 토출슬릿(168)을 통해 연통홈(161)으로 유입되며, 상기 연통홈(161)으로 유입된 오일은 상기 회전축(23)의 오일유로(23a)로 흡입된다. 상기 오일유로(23a)로 흡입된 오일은 그 오일유로(23a)를 통해 밀려 상승하다가 상기 오일유로(23a)의 원심력에 의해 상측으로 흡상되면서 그 일부가 각각의 베어링면으로 공급되는 동시에 나머지는 상단에서 비산되어 압축유닛(30)으로 유입되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

도 15는 제3실시예의 오일 회수 유로(212b)가 형성되는 서브 프레임(212)의 절개사시도이고, 도 16은 제3실시예의 오일 회수 유로(212b)가 형성되는 서브 프레임(212)의 단면도이다.

오일 회수 유로(212b)의 제3실시예에 대하여 이하 서술하기로 한다. 제3실시예의 오일 회수 유로(212b)는, 전술한 오일 펌프(100)로 직접 유입되는 오일 회수 유로(212b)인 것으로 이해될 수 있다.

오일 회수 유로(212b)는 직통 유로(212b1)를 포함할 수 있다. 직통 유로(212b1)는 프레임지지부(212a)의 하면에 형성된 리브(212c)에서 수평 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.

또한, 케이싱(10) 외부의 오일회수관(300)도 제3실시예의 오일 회수 유로(212b)가 형성되어 있는 위치까지 하방향으로 연장되어 제3실시예의 오일 회수 유로(212b)에 연통되는 구조를 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 오일 회수 유로(212b)는 펌핑공간(212d1)에 연통되어 펌핑공간(212d1)에 오일을 공급할 수 있다.

오일 회수 유로(212b)는 오일분리기(200)로부터 분리된 오일을 펌핑공간(212d1)으로 직접 회수 가능하게 하도록 직통 유로(212b1)를 포함할 수 있다.

일례로, 직통 유로(212b1)는 내측기어(120) 및 외측기어(130)가 형성된 일 지점에서 반경 방향으로 지면과 나란하게 형성될 수 있다.

오일 회수 유로(212b)가 직통 유로(212b1)를 포함하여 펌핑공간(212d1)으로 직접 분리된 오일을 제공함에 따라 케이싱(10) 내부로 회수된 오일이 다른 유로를 거치지 않고 오일 펌프로 직접 공급되는 오일 펌프 다이렉트(direct) 급유 구조를 형성할 수 있다.

한편, 서브 프레임(212)의 프레임지지부(212a)의 일 면에는 리브(212c)가 돌출 형성될 수 있는데, 돌출된 리브(212c)는 반경 방향으로 연장될 수 있다. 일례로, 리브(212c)는 서브 프레임(212)의 하단면에 형성될 수 있다. 직통 유로(212b1)는 리브(212c)에서 반경 방향으로 지면과 나란하도록 구비될 수 있다.

도 15 및 도 16에는 서브 프레임(212)의 프레임 지지부(212a)의 하단면에 리브(212c)가 형성되어 있으며, 리브(212c)에는 직통 유로(212b1)가 지면과 나란하도록 좌우 방향으로 형성된 예가 도시된다.

오일 회수 유로(212b)가 다른 유로를 거치지 않고 오일 펌프(100)로 직접 공급되는 오일 펌프 다이렉트(direct) 급유 구조를 형성하는 것에 의해, 제1실시예에 비해, 직접 공급되는 유로에 의해 유로 저항 및 손실이 저감되면서 오일분리기(200)로부터 분리된 오일이 오일펌프(100)로 직접 공급되게 된다.

한편, 제3실시예의 오일 회수 유로(212b)를 구비하는 서브 프레임(212)은 케이싱(10)의 내주에 결합되는 결합부(212f)를 구비하는 예가 도시되는데, 결합부(212f)에 나사 등의 체결부재가 결합되어 케이싱(10)의 내주에 결합될 수 있다.

또한, 도 17은 제4실시예의 오일 회수 유로(312b)가 형성되는 서브 프레임의 단면도이다.

도 17을 참조하여 제4실시예의 오일 회수 유로(312b)에 대하여 서술한다.

제4실시예의 오일 회수 유로(312b)는 제3실시예의 오일 회수 유로(212b)에서 전술한 구조인, 오일 펌프(100)로 직접 유입되는 구조에 부가하여 동시에 오일 저유 공간(S11)으로도 회수가 가능한 오일 회수 유로(312b)인 것으로 이해될 수 있다.

제4실시예의 오일 회수 유로(312b)는 오일분리기(200)로부터 분리된 오일을 펌핑공간(312d1)으로 직접 회수 가능하게 하도록 직통 유로(312b1)와, 직통 유로(312b1)에서 직통 유로(312b1)와 교차하는 방향으로 연통되도록 형성되는 교차 유로(312b2)를 포함할 수 있다.

도 17에는, 직통 유로(312b1)가 지면과 나란하도록 좌우 방향으로 형성되어 있으며, 직통 유로(312b1)의 좌측은 오일 펌프에 연통되는 예가 도시된다. 또한, 도 17에는 직통 유로(312b1)의 좌측의 오일 펌프에 이격된 일 지점에서 하방향으로 형성되는 교차 유로(312b2)의 예가 도시된다.

제4실시예의 오일 회수 유로(312b)는, 제3실시예의 오일 회수 유로(12b)와 마찬가지로, 오일 회수 유로(312b)가 직통 유로(312b1)를 포함하여 오일 펌프의 펌핑공간으로 직접 분리된 오일을 제공함에 따라 케이싱(10) 내부로 회수된 오일이 다른 유로를 거치지 않고 오일 펌프로 직접 공급되는 오일 펌프 다이렉트(direct) 급유 구조를 형성할 수 있다. 또한, 동시에, 제4실시예의 오일 회수 유로(312b)는 직통 유로(312b1)와 교차하는 방향으로 연통되도록 형성되는 교차 유로(312b2)에 의해 직통 유로(312b1)에서 하방향으로도 오일을 회수 가능하게 하여, 오일 펌프로 직접 오일을 회수 가능하게 하는 동시에, 저유 공간(S11)으로도 동시에 회수 가능한 구조를 형성하게 된다.

한편, 제4실시예의 오일 회수 유로(312b)를 구비하는 서브 프레임(312)은 케이싱(10)의 내주에 결합되는 결합부(312f)를 구비하는 예가 도시되는데, 결합부(312f)에 나사 등의 체결부재가 결합되어 케이싱(10)의 내주에 결합될 수 있다.

또한, 도 19는 제5실시예의 오일 회수 유로(412b)가 형성되는 서브 프레임의 단면도이다. 도 19를 참조하여 제5실시예의 오일 회수 유로(412b)에 대하여 서술한다.

제5실시예의 오일 회수 유로(412b)는 사선 구조로 형성되는 사선 유로(412b1)를 포함할 수 있다. 도 19에는 사선 유로(412b1)가 도면상에서 우상측에서 좌하측으로 사선 방향으로 형성되어 있는 예가 도시된다.

또한, 제5실시예의 오일 회수 유로(412b)는 프레임지지부의 하면에 형성된 리브(412c)에서 사선 방향으로 연장 형성될 수 있다.

하지만, 제5실시예의 경우에도, 도 19의 종단면 상에서는 오일 회수 유로(412b)가 사선 방향으로 형성되어 있으나, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 위에서 보았을 때 회전축(23)의 중심에서 원주 방향으로, 즉, 반경 방향으로 형성되는 점에 유의하여야 한다.

또한, 케이싱(10) 외부의 오일회수관(300)도 제5실시예의 오일 회수 유로(412b)가 형성되어 있는 위치까지 하방향으로 연장되어 제5실시예의 오일 회수 유로(412b)의 우측단에 연통되는 구조를 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 제5실시예의 오일 회수 유로(412b)를 구비하는 서브 프레임(412)은 케이싱(10)의 내주에 결합되는 결합부(412f)를 구비하는 예가 도시되는데, 결합부(412f)에 나사 등의 체결부재가 결합되어 케이싱(10)의 내주에 결합될 수 있다.

제5실시예의 오일 회수 유로(412b)는 사선 구조로 형성되는 것에 의해 복수의 유로에 의해 오일이 유동하는 구조(제1, 제2 및 제4실시예의 오일 회수 유로(12b, 112b, 312b)) 보다 짧은 거리의 유로를 형성할 수 있으며, 별도의 동력이 필요 없는 경우에도 자중에 의한 오일의 회수를 가능하게 한다.

또한, 사선 구조의 오일 회수 유로(412b)는, 2개의 유로를 형성하는 다른 실시예에 비해 가공 공수가 적게 요구되는 장점이 있다.

이상에서 설명한 스크롤 압축기(1)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

1:스크롤 압축기
2:응축기 3:팽창기
4:증발기 13:흡입관
14:토출관
10:케이싱 17:원통 셸
16:상부 셸 15:하부 셸
10a :내부 공간 S1:상부 공간 S11:저유 공간 S2:토출 공간
20:구동모터 23:회전축 23a: 오일 유로
30:압축유닛 31:고정스크롤 31a :선회랩
31b: 흡입 통공 32:선회스크롤 32a: 선회랩
P: 압축실 200:오일 분리기
11:메인 프레임 11b: 오일회수공
12d: 프레임본체 12d1펌핑공간
12:서브 프레임 12a: 프레임지지부 12c: 리브
12b :오일 회수 유로
12b1, 12b2:제1 및 제2유로 112:서브 프레임
112a :프레임지지부 112d :프레임본체
112d1:펌핑공간 112d2:관통구멍
112e: 베어링 지지부 112b: 오일 회수 유로
112b1, 12b2:제1 및 제2유로 212:서브 프레임
212a: 프레임지지부 212d: 프레임본체
212d1:펌핑공간 212d2:관통구멍
212c: 리브 212e: 베어링 지지부
212b :오일 회수 유로
212b1:직통 유로
312:서브 프레임 312a: 프레임지지부
312d: 프레임본체 312d1:펌핑공간
312d2:관통구멍
312c: 리브
312b :오일 회수 유로
312b1:직통 유로 312b2:교차 유로
412:서브 프레임 412a: 프레임지지부
412d: 프레임본체 412d1:펌핑공간
412d2:관통구멍 412c: 리브
412b: 오일 회수 유로
412b1:사선 유로
100:오일펌프 160:펌프하우징
120:내측기어 130:외측기어
161:펌핑공간 162:회수 유입구
166:회수 안내홈 163흡입구
165:흡입 안내홈
200:오일분리기
300:오일회수관 11b :오일회수공

Claims

저유 공간을 구비하고, 흡입관 및 토출관이 연결되는 케이싱;
상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 발생된 구동력에 의해 회전하는 회전축을 포함하는 구동모터;
상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 상기 구동모터에 의해 작동되어 냉매를 압축하는 압축실을 구비하는 압축유닛;
상기 토출관에 결합되어 상기 압축유닛에 의해 압축되고 토출된 냉매를 제공받아 오일을 분리하여 상기 케이싱의 내부로 공급하는 오일분리기; 및
상기 회전축의 일 측에서 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임을 포함하고,
상기 서브 프레임에는, 반경 방향으로 연장 형성되어 상기 케이싱의 내주에 결합되어 지지되는 프레임지지부가 구비되고,
상기 프레임지지부에는, 반경 방향의 유로를 구비하여 상기 오일분리기로부터 상기 케이싱 내부를 향해 오일이 회수되도록 안내하는 오일 회수 유로가 형성되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 오일 회수 유로는,
상기 프레임지지부에서 반경 방향으로 형성되어 상기 오일분리기로부터 제공되는 오일을 제공받는 제1유로; 및
상기 제1유로에 교차하도록 형성되고, 상기 제1유로로부터 제공된 오일을 상기 저유 공간으로 제공 가능하게 하도록 출구가 상기 저유 공간을 향해 개구되는 제2유로를 포함하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 프레임지지부의 일 면에는 리브가 돌출 형성되고,
상기 리브는 반경 방향으로 연장되며,
상기 제1유로는 상기 리브의 내부에서 반경 방향으로 형성되는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 프레임지지부는 일 면이 상기 케이싱의 내주에 결합되고,
상기 제1유로는 상기 프레임지지부의 일 면에서 관통 형성되는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 리브는 상기 프레임지지부의 상면 또는 하면에서 돌출 형성되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 회전축의 회전력에 의해 작동하면서 상기 오일분리기에서 분리된 오일을 회수하며 상기 케이싱의 내부공간에 채워진 오일을 펌핑하여 회전축의 오일유로로 공급하는 오일펌프를 더 포함하는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,
상기 오일펌프는,
상기 서브프레임의 일 면에 결합되고 펌핑공간이 구비되는 펌프하우징;
상기 펌프하우징의 펌핑공간에서 회전 가능하게 배치되고 상기 회전축에 결합되어 편심 회전을 하는 내측기어; 및
상기 내측기어에 맞물려 상기 펌핑공간의 용적을 변화 가능하게 하도록 상기 펌핑공간에 회전 가능하게 배치되는 외측기어를 포함하고,
상기 오일 회수 유로는 상기 펌핑공간에 연통되는 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,
상기 오일 회수 유로는, 상기 오일분리기로부터 제공된 오일을 상기 펌핑공간으로 직접 제공 가능하게 상기 펌핑공간에서 지면과 나란하게 형성되는 직통 유로를 포함하는 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,
상기 오일 회수 유로는, 상기 직통 유로에서 연통되고, 상기 직통 유로와 교차하는 방향으로 형성되는 교차 유로를 더 포함하는 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,
상기 펌프하우징에는,
상기 오일 회수 유로와 상기 펌핑공간 사이에 연통 가능하도록 형성되는 회수 유입구; 및
상기 서브프레임의 일 면에서 원주 방향으로 형성되어 상기 오일 회수 유로로부터 유입되는 오일을 상기 회수 유입구로 안내하는 회수 안내홈이 더 구비되는 스크롤 압축기.
제4항에 있어서,
일 단은 상기 오일 분리기에 결합되고, 타 단은 상기 케이싱에 결합되어 상기 오일분리기로부터 분리된 오일을 상기 케이싱의 내부로 제공 가능하게 하는 오일회수관을 더 포함하고,
상기 케이싱에는 상기 오일회수관의 타 단에서 상기 오일회수관이 결합되는 오일 회수공을 구비하고,
상기 제1유로는 상기 오일 회수공에 연결되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 오일 회수 유로는 사선 방향으로 형성되는 스크롤 압축기.
저유 공간을 구비하고, 흡입관 및 토출관이 연결되는 케이싱;
상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 발생된 구동력에 의해 회전하는 회전축을 포함하는 구동모터;
상기 케이싱의 내부 공간에 설치되고, 상기 구동모터에 의해 작동되어 냉매를 압축하는 압축실을 구비하는 압축유닛;
상기 토출관에 결합되어 상기 압축유닛에 의해 압축되고 토출된 냉매를 제공받아 오일을 분리하여 상기 케이싱의 내부로 공급하는 오일분리기;
상기 회전축의 일 측에서 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임; 및
상기 회전축의 회전력에 의해 작동하면서 상기 오일분리기에서 분리된 오일을 회수하며 상기 케이싱의 내부공간에 채워진 오일을 펌핑하여 상기 회전축의 오일유로로 공급하는 오일펌프을 포함하고,
상기 서브 프레임에는, 반경 방향의 유로를 구비하여 상기 오일분리기로부터 상기 케이싱 내부를 향해 오일이 회수되도록 안내하는 오일 회수 유로가 형성되는 스크롤 압축기.
제13항에 있어서,
상기 서브 프레임에는, 반경 방향으로 연장 형성되어 상기 케이싱의 내주에 결합되어 지지되는 프레임지지부가 구비되고,
상기 오일 회수 유로는,
상기 프레임지지부에서 반경 방향으로 형성되어 상기 오일분리기로부터 제공되는 오일을 제공받는 제1유로; 및
상기 제1유로에 교차하도록 형성되고, 상기 제1유로로부터 제공된 오일을 상기 오일펌프로 제공 가능하게 하는 제2유로를 포함하는 스크롤 압축기.
제14항에 있어서,
상기 오일펌프는,
상기 서브프레임의 일 면에 결합되고 펌핑공간이 구비되는 펌프하우징;
상기 펌프하우징의 펌핑공간에서 회전 가능하게 배치되고 상기 회전축에 결합되어 편심 회전을 하는 내측기어; 및
상기 내측기어에 맞물려 상기 펌핑공간의 용적을 변화 가능하게 하도록 상기 펌핑공간에 회전 가능하게 배치되는 외측기어를 포함하고,
상기 오일 회수 유로는 상기 펌핑공간에 연통되는 스크롤 압축기.
제13항에 있어서,
상기 오일 회수 유로는, 상기 오일분리기로부터 제공된 오일을 상기 오일펌프로 직접 제공 가능하게 지면과 나란하게 형성되는 직통 유로를 포함하는 스크롤 압축기.
제16항에 있어서,
상기 오일 회수 유로는, 상기 직통 유로에서 연통되고, 상기 직통 유로와 교차하는 방향으로 형성되는 교차 유로를 더 포함하는 스크롤 압축기.
제14항에 있어서,
상기 프레임지지부의 일 면에는 상기 리브가 돌출 형성되고,
상기 리브는 반경 방향으로 연장되며,
상기 제1유로는 상기 리브의 내부에서 반경 방향으로 형성되는 스크롤 압축기.
제14항에 있어서,
상기 프레임지지부는 일 면이 상기 케이싱의 내주에 결합되고,
상기 제1유로는 상기 프레임지지부의 일 면에서 관통 형성되는 스크롤 압축기.
제18항에 있어서,
상기 리브는 상기 프레임지지부의 상면 또는 하면에서 돌출 형성되는 스크롤 압축기.