KR20240088340A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

스크롤 압축기가 개시된다. 상기 스크롤 압축기는, 회전축의 일단은 메인프레임에 지지되고, 회전축의 타단은 서브프레임에 지지되며, 회전축의 하단에는 축정렬부재가 미끄러지게 구비되어 회전축의 자세를 보상할 수 있다. 이를 통해, 압축기의 조립시 가공오차 및/또는 조립오차로 인해 회전축의 동심도가 틀어지거나 또는 압축기의 운전시 가스력에 의해 발생되는 편하중에 의해 회전축의 동심도가 틀어지는 경우에 축정렬부재가 회전축의 틀어짐을 상쇄시킴으로써 회전축과 이를 축방향으로 지지하는 부재의 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다.

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 좌측이 상측, 우측이 하측으로 구분될 수 있다.

또한, 스크롤 압축기는 냉매가 흡입되는 방식에 따라 고압식과 저압식으로 구분될 수 있다. 고압식은 냉매흡입관이 흡입실에 직접 연통되어 흡입되는 냉매가 케이싱의 내부공간을 거치지 않고 압축실(흡입실)로 흡입되는 방식이고, 저압식은 냉매흡입관이 케이싱의 내부공간에 연통되어 흡입되는 냉매가 케이싱의 내부공간을 거친 후 압축실(흡입실)로 흡입되는 방식이다. 특허문헌 1(미국공개특허 US 2015/0345493 A)은 상부압축식이고 저압식인 스크롤 압축기를 도시하고 있다. 특허문헌 1은 케이싱의 일부를 이루는 원통쉘의 하단에 베이스를 용접하여 케이싱의 내부공간을 밀봉하고 있다. 다만 특허문헌 1은 서브프레임이 베이스로부터 이격되되, 회전축의 하단에 트로코이드기어로 된 오일펌프가 설치되어 회전축을 축방향으로 지지하고 있다.

특허문헌 2(미국특허 US6,247,909 B1)는 특허문헌 1과 같이 케이싱의 일부를 이루는 원통쉘의 하단에 베이스를 용접하여 케이싱의 내부공간을 밀봉하고 있다. 다만 특허문헌 2는 서브프레임이 베이스의 상면에 결합되되, 서브프레임의 내부에 원통형으로 된 반경방향베어링부재와 원판으로 된 축방향베어링부재가 각각 삽입되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 회전축의 하단과 이를 축방향으로 마주보는 축방향베어링부재가 각각 평면으로 형성됨에 따라, 회전축의 자세에 따라서는 그 회전축의 하단과 축방향베어링부재 사이에 점접촉 및/또는 선접촉 구간이 발생될 수 있다. 이로 인해 회전축의 하단과 이를 마주보는 축방향베어링부재의 상면(베어링면)에서 마찰손실 및 마모가 가중될 수 있다. 이는 특히 압축기의 운전시 발생되는 가스력으로 인해 회전축이 편하중을 과도하게 받거나, 또는 압축기의 조립시 발생되는 메인프레임과 서브프레임의 오정렬로 인해 회전축이 기울어진 상태로 회전을 하는 경우 심하게 발생될 수 있다.

미국 공개특허 US 2012/0107163 A1(공개일: 2012.05.03.) 미국특허 US6,247,909 B1 (등록일: 2001.06.19.)

본 발명의 목적은, 회전축의 자세에 관계없이 그 회전축을 안정적으로 지지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 회전축 및/또는 그 회전축을 축방향으로 지지하는 축방향베어링부재의 마모를 억제할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전축의 하단 및/또는 그 회전축을 축방향으로 지지하는 축방향베어링부재의 하면에 부재를 구비하되, 이 부재가 회전축 및/또는 축방향베어링부재에 면접촉을 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 케이싱, 구동모터, 메인프레임, 비선회스크롤, 선회스크롤, 서브프레임, 회전축 및 축정렬부재를 포함할 수 있다. 상기 구동모터는 상기 케이싱의 내부에 구비될 수 있다. 상기 메인프레임은 상기 구동모터의 축방향 일측에 구비될 수 있다. 상기 비선회스크롤은 상기 메인프레임에 축방향으로 지지될 수 있다. 상기 선회스크롤은 상기 비선회스크롤에 결합되어 선회운동을 하면서 상기 비선회스크롤과의 사이에 압축실을 형성할 수 있다. 상기 서브프레임은 상기 구동모터의 축방향 타측에 구비될 수 있다. 상기 회전축은 일단은 상기 메인프레임에 지지되고, 타단은 상기 서브프레임에 지지되어 상기 구동모터의 회전력을 상기 선회스크롤에 전달할 수 있다. 상기 축정렬부재는 상기 회전축의 하단에 미끄러지게 구비되어 상기 회전축의 자세를 보상할 수 있다. 이를 통해, 압축기의 조립시 가공오차 및/또는 조립오차로 인해 회전축의 동심도가 틀어지거나 또는 압축기의 운전시 가스력에 의해 발생되는 편하중에 의해 회전축의 동심도가 틀어지는 경우에 축정렬부재가 회전축의 기울어짐을 상쇄시킴으로써 회전축과 이를 축방향으로 지지하는 부재의 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.

일례로, 상기 축정렬부재는, 상기 회전축에 의한 축방향 하중에 따라 탄력적으로 변형되도록 탄성력을 갖는다. 이를 통해, 축정렬부재가 회전축의 하중에 대해 탄력적으로 변형되면서 회전축의 동심도가 틀어짐을 상쇄시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 축정렬부재는, 상기 회전축보다 강성(stiffness)이 작은 소재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 축정렬부재가 회전축의 중심이 틀어지는 방향으로 원활하게 변형되어 회전축과의 면접촉을 유지할 수 있다.

다른 예로, 상기 회전축의 내부에는 오일유로가 형성되고, 상기 축정렬부재에는 상기 오일유로와 연통되도록 오일통공이 형성될 수 있다. 이를 통해, 케이싱의 오일저장공간에 담긴 오일이 축정렬부재를 통과하여 회전축의 오일유로로 원활하게 이동할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 축정렬부재는, 상기 회전축을 향해 중심부가 볼록하게 곡면지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 회전축이 기울어지더라도 그 회전축과 축정렬부재가 면접촉된 상태에서 탄력적으로 변형되면서 회전축의 기울어짐으로 인한 마찰손실 및/또는 마모를 효과적으로 억제시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 축정렬부재는, 적어도 한 개 이상의 슬릿이 구비되어 상기 슬릿 사이에 탄성돌부가 형성될 수 있다. 이를 통해, 탄성돌부에 의해 축정렬부재가 신속하게 탄성 변형되면서 회전축을 더욱 신속하면서도 효과적으로 정렬할 수 있다.

구체적으로, 상기 슬릿은, 상기 축정렬부재의 외주면에서 반경방향으로 연장되며, 상기 슬릿의 내측단이 상기 회전축의 내주면보다 외곽에 위치하도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 회전축 및/또는 축방향베어링부재가 슬릿과 간섭되는 것을 억제하여 회전축과 축방향베어링부재 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 억제할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 서브프레임의 하단에는 상기 축정렬부재를 축방향으로 지지하는 축정렬지지부재가 구비될 수 있다. 이를 통해, 축정렬부재의 소재를 탄성이 높은 소재로 선택할 수 있으며, 서브프레임에 축정렬부재를 안정적으로 지지할 수 있다.

예를 들어, 상기 서브프레임의 하단에는 축정렬부재수용홈이 형성되고, 상기 축정렬지지부재에는 상기 축정렬부재수용홈에 수용되는 축정렬지지돌부가 형성될 수 있다. 상기 축정렬부재는, 상기 축정렬지지돌부에 의해 반경방향으로 구속될 수 있다. 이를 통해, 축정렬부재를 별도로 구비하면서도 그 축정렬부재의 위치를 안정적으로 고정하여 회전축의 기울어짐을 효과적으로 보상할 수 있다.

구체적으로, 상기 축정렬지지돌부의 외주면은, 상기 축정렬부재수용홈의 내주면에 결합될 수 있다. 이를 통해, 축정렬지지돌부를 이용하여 축정렬부재를 지지하는 동시에 축정렬지지부재를 서브프레임에 고정함에 따라 축정렬지지부재를 간소화할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 축정렬부재는, 상기 서브프레임의 하단에 고정되는 고정판부; 및 상기 고정판부에서 상기 회전축을 향해 돌출되어 상기 회전축의 자세를 보상하는 축정렬부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 별도의 축정렬지지부재를 배제할 수 있어 축정렬부재를 비롯한 관련 부재의 조립을 간소화할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 회전축과 상기 축정렬부재의 사이에는 축방향베어링부재가 더 구비될 수 있다. 이를 통해, 회전축의 하단을 축방향에 대해 안정적으로 지지하는 동시에 회전축의 하단이 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

예를 들어, 상기 축방향베어링부재는, 상기 축정렬부재보다 강성(stiffness)이 큰 소재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 축정렬부재가 회전축의 중심이 틀어지는 방향으로 원활하게 변형되어 축방향베어링부재와의 면접촉을 유지할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 축정렬부재는, 상기 회전축의 하단이 상기 축정렬부재의 상면에 접촉되도록 구비될 수 있다. 이를 통해, 축방향베어링부재를 배제할 수 있어 축방향베어링부재에 따른 비용을 낮출 수 있다.

예를 들어, 상기 회전축의 내부에는 오일유로가 형성될 수 있다. 상기 축정렬부재의 상면을 마주보는 상기 오일유로의 하단 내주면 모서리에는 면취부(chamfer portion)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 회전축의 하단에서 축방향베어링부재를 배제하면서도 회전축의 하단이 마모되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 축정렬부재의 상면은 기설정된 곡률을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 면취부는, 상기 축정렬부재의 상면 곡률과 동일한 곡률을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 회전축의 하단에서 축방향베어링부재를 배제하면서도 그 회전축의 하단과 축정렬부재가 면접촉하게 되어 회전축의 하단이 마모되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 회전축의 일단은 메인프레임에 지지되고, 회전축의 타단은 서브프레임에 지지되며, 회전축의 하단에는 축정렬부재가 미끄러지게 구비되어 회전축의 자세를 보상할 수 있다. 이를 통해, 압축기의 조립시 가공오차 및/또는 조립오차로 인해 회전축의 동심도가 틀어지거나 또는 압축기의 운전시 가스력에 의해 발생되는 편하중에 의해 회전축의 동심도가 틀어지는 경우에 축정렬부재가 회전축의 기울어짐으로 인한 지지면적의 감소를 보상함으로써 회전축과 이를 축방향으로 지지하는 부재의 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 축정렬부재가 회전축에 의한 축방향 하중에 따라 탄력적으로 변형되도록 탄성력을 갖는다. 이를 통해, 축정렬부재가 회전축의 하중에 대해 탄력적으로 변형되면서 회전축의 기울어짐으로 인한 마찰손실 및/또는 마모를 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 축정렬부재가 회전축을 향해 중심부가 볼록하게 곡면지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 회전축이 기울어지더라도 그 회전축과 축정렬부재가 면접촉된 상태에서 탄력적으로 변형되면서 회전축의 동심도가 틀어져 마찰손실 및/또는 마모가 증가하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 서브프레임의 하단에 축정렬부재를 축방향으로 지지하는 축정렬지지부재가 구비될 수 있다. 이를 통해, 축정렬부재의 소재를 탄성이 높은 소재로 선택할 수 있으며, 서브프레임에 축정렬부재를 안정적으로 지지할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 축정렬부재가 서브프레임의 하단에 고정되는 고정판부; 및 고정판부에서 회전축을 향해 돌출되어 회전축의 자세를 보상하는 축정렬부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 별도의 축정렬지지부재를 배제할 수 있어 축정렬부재를 비롯한 관련 부재의 조립을 간소화할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 회전축과 축정렬부재의 사이에 축방향베어링부재가 더 구비될 수 있다. 이를 통해, 회전축의 하단을 축방향에 대해 안정적으로 지지하는 동시에 회전축의 하단이 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 축정렬부재가 회전축의 하단이 축정렬부재의 상면에 접촉되도록 구비될 수 있다. 이를 통해, 축방향베어링부재를 배제할 수 있어 축방향베어링부재에 따른 비용을 낮출 수 있다..

도 1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도.
도 2는 도 1에서 축정렬부재의 주변을 분해하여 상측에서 보인 사시도.
도 3은 도 1에서 축정렬부재의 주변을 분해하여 하측에서 보인 사시도.
도 4는 도 3을 조립하여 보인 단면도.
도 5는 도 4의 "Ⅸ-Ⅸ"선단면도.
도 6은 도 4의 "Ⅹ-Ⅹ"선단면도.
도 7은 도 4에서 회전축의 오정렬상태를 보인 단면도.
도 8은 도 7에서 회전축의 오정렬상태를 정렬상태로 보상한 개략도.
도 9는 축정렬부재에 대한 다른 실시예를 보인 분해 사시도.
도 10은 도 9의 조립단면도.
도 11은 축정렬부재에 대한 또 다른 실시예를 보인 분해 사시도.
도 12는 도 11의 조립단면도.

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

통상, 스크롤 압축기는 회전축이 지면에 대해 수직하게 배치되는 종형 스크롤 압축기 및 회전축이 지면에 대해 평행하게 배치되는 횡형 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 예를 들어 종형 스크롤 압축기에서 상측은 지면에 대해 반대쪽을, 하측은 지면을 향하는 쪽으로 정의될 수 있다. 이하에서는 종형 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다. 하지만 횡형 스크롤 압축기에도 동일하게 또는 유사하게 적용될 수 있다. 따라서 이하에서 축방향은 회전축의 축방향으로, 반경방향은 회전축의 반경방향으로 이해되며, 축방향은 상하방향으로, 반경방향은 좌우측면으로 각각 이해될 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 케이싱(110)의 하반부에는 전동부를 이루는 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 상측에는 압축부를 이루는 메인프레임(130), 선회스크롤(140), 비선회스크롤(150) 및 배압실조립체(160)가 설치된다. 전동부는 회전축(125)의 일단에 결합되고, 압축부는 회전축(125)의 타단에 결합된다. 이에 따라 압축부는 회전축(125)에 의해 전동부에 연결되어 전동부의 회전력에 의해 작동하게 된다.

케이싱(110)은 원통쉘(111), 커버(112) 및 베이스(113)를 포함한다.

원통쉘(111)은 상하 양단이 개구된 원통 형상이고, 전술한 구동모터(120)와 메인프레임(130)이 내주면에 삽입되어 고정된다. 원통쉘(111)의 상반부에는 터미널브라켓(미도시)이 결합된다. 터미널브라켓에는 외부전원을 구동모터(120)에 전달하기 위한 터미널(미도시)이 관통 결합된다. 또, 원통쉘(111)의 상반부, 예를 들어 구동모터(120)의 상측에는 후술할 냉매흡입관(117)이 관통되어 결합된다.

커버(112)는 원통쉘(111)의 개구된 상단을 복개하도록 결합된다. 원통쉘(111)과 커버(112)의 사이에는 후술할 고저압분리판(115)의 테두리가 삽입되어 원통쉘(111)과 커버(112)에 함께 용접 결합된다. 이에 따라 케이싱(110)의 상부공간은 밀봉되어 유분리공간(미부호)을 형성하게 된다.

베이스(113)는 원통쉘(111)의 개구된 하단에 압입된 상태로 용접되어 결합될 수 있다. 이에 따라 케이싱(110)의 하부공간은 밀봉되어 오일저장공간(110c)을 형성하게 된다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 구동모터(120)는 저압부(110a)의 하반부에 설치되며, 고정자(121) 및 회전자(122)를 포함한다. 고정자(121)는 원통쉘(111)의 내벽면에 열간압입으로 고정되고, 회전자(122)는 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 구비된다.

고정자(121)는 고정자코어(1211) 및 고정자코일(1212)을 포함한다.

고정자코어(1211)는 원통형상으로 형성되고, 원통쉘(111)의 내주면에 열간압입으로 고정된다. 고정자코일(1212)은 고정자코어(1211)에 권선되고, 케이싱(110)에 관통 결합되는 터미널(미도시)을 통해 외부전원과 전기적으로 연결된다.

회전자(122)는 회전자코어(1221) 및 영구자석(1222)을 포함한다.

회전자코어(1221)는 원통형상으로 형성되고, 고정자코어(1211)의 내부에 기설정된 공극만큼 간격을 두고 회전 가능하게 삽입된다. 영구자석(1222)은 회전자코어(1222)의 내부에 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 매립된다.

또한, 회전자코어(1221)의 중심에는 회전축(125)이 압입되어 결합된다. 회전축(125)의 상단에는 후술할 선회스크롤(140)이 편심지게 결합된다. 이에 따라 구동모터(120)의 회전력이 회전축(125)을 통해 선회스크롤(140)에 전달될 수 있다.

회전축(125)의 상단에는 후술할 선회스크롤(140)에 편심지게 결합되는 편심부(1251)가 형성된다. 회전축(125)의 하단에는 케이싱(110)의 하부에 저장된 오일을 흡상하기 위한 오일픽업(126)이 설치될 수 있다. 회전축(125)은 내부에 오일유로(1252)가 축방향으로 관통되어 형성된다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인프레임(130)은 구동모터(120)의 상측에 설치되고, 원통쉘(111)의 내벽면에 열간압입으로 고정되거나 용접되어 고정된다.

본 실시예에 따른 메인프레임(130)은 메인플랜지부(131), 메인베어링부(132), 선회공간부(133), 스크롤지지부(134), 올담링지지부(135) 및 프레임고정부(136)를 포함한다.

메인플랜지부(131)는 환형으로 형성되어 케이싱(110)의 저압부(110a)에 수용된다. 메인플랜지부(131)의 외경은 원통쉘(111)의 내경보다 작게 형성되어 메인플랜지부(131)의 외주면은 원통쉘(111)의 내주면으로부터 이격된다. 하지만 메인플랜지부(131)의 외주면에서 후술할 프레임고정부(136)가 반경방향으로 돌출된다. 프레임고정부(136)의 외주면이 케이싱(110)의 내주면에 밀착되어 고정된다. 이에 따라 프레임(130)은 케이싱(110)에 대해 고정 결합된다.

메인베어링부(132)는 메인플랜지부(131)의 중심부 하면에서 구동모터(120)를 향해 하향으로 돌출된다. 메인베어링부(132)는 원통 형상으로 된 축수구멍(132a)이 축방향으로 관통된다. 축수구멍(132a)의 내주면에는 회전축(125)이 삽입되어 반경방향으로 지지된다.

선회공간부(133)는 메인플랜지부(131)의 중심부에서 메인베어링부(132)를 향해 기설정된 깊이와 외경으로 함몰된다. 선회공간부(133)는 후술할 선회스크롤(140)에 구비되는 회전축결합부(143)의 외경보다 크게 형성된다. 이에 따라 회전축결합부(143)는 선회공간부(133)의 내부에서 선회 가능하게 수용될 수 있다.

스크롤지지부(134)는 메인플랜지부(131)의 상면에서 선회공간부(133)의 주변 둘레를 따라 환형으로 형성된다. 이에 따라 스크롤지지부(134)는 후술할 선회경판부(141)의 저면이 축방향으로 지지될 수 있다.

올담링지지부(135)는 메인플랜지부(131)의 상면에서 스크롤지지부(134)의 외주면을 따라 환형으로 형성된다. 이에 따라 올담링(138)은 올담링지지부(135)에 삽입되어 선회 가능하게 수용될 수 있다.

프레임고정부(136)는 올담링지지부(135)의 외곽에서 반경방향으로 연장된다. 프레임고정부(136)는 환형으로 연장되거나 또는 원주방향을 따라 기설정된 간격만큼 이격되는 복수 개의 돌부로 연장된다. 본 실시예에서는 프레임고정부(136)가 원주방향을 따라 복수 개의 돌부로 형성된 예를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(140)은 회전축(125)에 결합되어 메인프레임(130)과 비선회스크롤(150)의 사이에 구비된다. 메인프레임(130)과 선회스크롤(140)과의 사이에는 자전방지기구인 올담링(138)이 구비된다. 이에 따라 선회스크롤(140)은 회전운동이 구속되면서 비선회스크롤(150)에 대해 선회운동을 하게 된다.

구체적으로, 선회스크롤(140)은 선회경판부(141), 선회랩(142) 및 회전축결합부(143)를 포함한다.

선회경판부(141)는 대략 원판 형상으로 형성된다. 선회경판부(141)의 외경은 프레임(130)의 스크롤지지부(134)에 얹혀져 축방향으로 지지된다. 이에 따라 선회경판부(141)와 이를 마주보는 스크롤지지부(134)는 축방향베어링면(미부호)을 형성한다.

선회랩(142)은 비선회스크롤(150)을 마주보는 선회경판부(141)의 상면에서 기설정된 높이로 돌출되어 나선형으로 형성된다. 선회랩(142)은 후술할 비선회스크롤(150)의 비선회랩(152)과 맞물려 선회운동을 하도록 그 비선회랩(152)에 대응되게 형성된다. 이에 따라 선회랩(142)은 비선회랩(152)과 함께 압축실(V)을 형성하게 된다.

압축실(V)은 선회랩(142)을 기준으로 제1압축실(V1)과 제2압축실(V2)로 이루어진다. 제1압축실(V1)과 제2압축실(V2)은 각각 흡입압실(미부호), 중간압실(미부호), 토출압실(미부호)이 연속으로 형성된다. 이하에서는 선회랩(142)의 외측면과 이를 마주보는 비선회랩(152)의 내측면 사이에 형성되는 압축실을 제1압축실(V1)로, 선회랩(142)의 내측면과 이를 마주보는 비선회랩(152)의 외측면 사이에 형성되는 압축실을 제2압축실(V2)로 각각 정의하여 설명한다.

회전축결합부(143)는 선회경판부(141)의 하면에서 메인프레임(130)을 향해 돌출 형성된다. 회전축결합부(143)는 원통 형상으로 형성되어 부시베어링으로 된 선회베어링(미도시)이 압입될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 비선회스크롤(150)은 선회스크롤(140)을 사이에 두고 메인프레임(130)의 상부에 배치된다. 비선회스크롤(150)은 메인프레임(130)에 고정 결합될 수도 있고, 상하방향으로 이동가능하게 결합될 수도 있다. 본 실시예에서는 비선회스크롤(150)이 메인프레임(130)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 결합되는 예를 도시하고 있다.

본 실시예에 따른 비선회스크롤(150)은 비선회경판부(151), 비선회랩(152), 비선회측벽부(153) 및 가이드돌부(154)를 포함한다.

비선회경판부(151)는 원판 모양으로 형성되어 케이싱(110)의 저압부(110a)에서 횡방향으로 배치된다. 비선회경판부(151)의 중앙부에는 토출구(1511), 바이패스구멍(1512), 스크롤측배압구멍(1513)이 각각 축방향으로 관통된다.

토출구(1511)는 비선회랩(152)의 내측 및 외측에 형성되는 양쪽 압축실(V1)(V2)의 토출압실(미부호)이 서로 연통되는 위치에 형성된다. 바이패스구멍(1512)은 양쪽 압축실(V1)(V2)에 각각 연통되도록 형성된다. 스크롤측배압구멍(이하, 제1배압구멍)(1513)은 토출구(1511) 및 바이패스구멍(1512)으로부터 이격된다.

비선회랩(152)은 선회스크롤(140)을 마주보는 비선회경판부(151)의 하면에서 축방향으로 기설정된 높이만큼 연장되되, 토출구(1511)의 주변에서 비선회측벽부(153)를 향해 나선형으로 수회 감기도록 연장된다. 비선회랩(152)은 선회랩(142)과 대응되도록 형성되어 선회랩(142)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성할 수 있다.

비선회측벽부(153)는 비선회랩(152)을 감싸도록 비선회경판부(151)의 하면 가장자리에서 축방향으로 연장되어 환형으로 형성된다. 비선회측벽부(153)의 외주면 일측에는 반경방향으로 관통되는 흡입구(1531)가 형성된다.

가이드돌부(154)는 비선회측벽부(153)의 하측 외주면에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 가이드돌부(154)는 한 개의 환형으로 형성될 수도 있고, 복수 개가 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수도 있다. 본 실시예는 복수 개의 가이드돌부(154)가 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성되는 예를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배압실조립체(160)는 비선회스크롤(150)의 상측에 구비된다. 이에 따라 배압실(160a)의 배압력(정확하게는 배압력이 배압실에 작용하는 힘)이 비선회스크롤(150)에 작용하게 된다. 다시 말해 비선회스크롤(150)은 배압력에 의해 선회스크롤(140)을 향하는 방향으로 눌려 양쪽 압축실(V1)(V2)을 실링하게 된다.

구체적으로, 배압실조립체(160)는 배압플레이트(161) 및 플로팅플레이트(165)를 포함한다. 배압플레이트(161)는 비선회경판부(151)의 상면에 결합된다. 플로팅플레이트(165)는 배압플레이트(161)에 미끄러지게 결합되어 그 배압플레이트(161)와 함께 배압실(160a)을 형성하게 된다.

배압플레이트(161)는 고정판부(1611), 제1환형벽부(1612) 및 제2환형벽부(1613)를 포함한다.

고정판부(1611)에는 플레이트측 배압구멍(이하, 제2배압구멍)(1611a)이 축방향으로 관통된다. 제2배압구멍(1611a)은 제1배압구멍(1513)을 통해 압축실(V)에 연통된다. 이에 따라 제2배압구멍(1611a)은 제1배압구멍(1513)과 함께 압축실(V)과 배압실(160a) 사이를 연통시킨다.

제1환형벽부(1612) 및 제2환형벽부(1613)는 고정판부(1611)의 상면에서 그 고정판부(1611)의 내주면 및 외주면을 둘러싼다. 이에 따라 제1환형벽부(1612)의 외주면과 제2환형벽부(1613)의 내주면, 고정판부(1611)의 상면, 그리고 플로팅플레이트(165)의 하면은 환형으로 된 배압실(160a)을 형성하게 된다.

제1환형벽부(1612)에는 비선회스크롤(150)의 토출구(1511)와 연통되는 중간토출구(1612a)가 형성된다. 중간토출구(1612a)의 안쪽에는 토출밸브(155)가 미끄러지게 삽입되는 밸브안내홈(1612b)이 형성된다. 밸브안내홈(1612b)의 중심부에는 역류방지구멍(1612c)이 형성된다. 이에 따라 토출밸브(155)는 토출구(1511)와 중간토출구(1612a) 사이를 선택적으로 개폐하여 토출된 냉매가 압축실(V1)(V2)로 역류하는 것을 차단하게 된다.

플로팅플레이트(165)는 환형으로 형성된다. 플로팅플레이트(165)는 배압플레이트(161)보다 가벼운 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 플로팅플레이트(165)는 배압실(160a)의 압력에 따라 배압플레이트(161)에 대해 축방향으로 이동을 하면서 고저압분리판(115)의 하측면과 착탈되게 된다. 예를 들어 플로팅플레이트(165)가 고저압분리판(115)에 접하게 되면, 토출된 냉매가 저압부(110a)로 누설되지 않고 고압부(110b)로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 전원이 고정자(121)의 고정자코일(121a)에 인가되면, 회전자(122)가 회전축(125)과 함께 회전을 하게 된다. 그러면 회전축(125)에 결합된 선회스크롤(140)이 비선회스크롤(150)에 대해 선회 운동을 하게 되고, 선회랩(142)과 비선회랩(152)의 사이에는 두 개 한 쌍으로 된 압축실(V)이 형성된다.

이 압축실(V)은 선회스크롤(140)의 선회운동에 따라 각각 바깥쪽에서 안쪽으로 이동하면서 점차 체적이 감소된다. 이때 냉매는 냉매흡입관(117)을 통해 케이싱(110)의 저압부(110a)로 흡입되고, 이 냉매의 일부는 양쪽 압축실(V)을 이루는 각각의 흡입압실(미부호)로 곧바로 흡입되는 한편 나머지는 구동모터(120)쪽으로 이동하여 그 구동모터(120)를 냉각한 후 흡입압실(미부호)로 흡입된다.

다음, 흡입압실(미부호)로 흡입된 냉매는 압축실(V)의 이동경로를 따라 중간압실과 토출압실(미부호)을 향해 이동하면서 압축된다. 토출압실(미부호)로 이동하는 냉매는 토출밸브(145)를 밀면서 토출구(1411)와 중간토출구(1612a)를 통해 고압부(110b)로 토출되고, 이 냉매는 고압부(110b)를 채웠다가 냉매토출관(118)을 통해 냉동사이클의 응축기를 통해 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

또한, 중간압실(미부호)을 통과하면서 압축되는 냉매의 또 다른 일부는, 토출구(1411)에 도달하기 전에 배압실(160a)로도 유입되어 그 배압실(160a)이 중간압을 형성하게 된다. 그러면 비선회스크롤(150)이 선회스크롤(140)쪽으로 하강하여 선회스크롤(140)과의 사이를 실링함으로써 압축실 간 누설을 억제할 수 있게 된다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 회전축(125)의 하단은 후술할 서브프레임(170)에 의해 지지되어 케이싱(110)의 오일저장공간(110c)에 저장된 오일에 잠긴 상태에서 회전을 하게 된다. 그러면 오일저장공간(110c)의 오일은 오일픽업(126)에 의해 펌핑되고, 이 오일은 회전축(125)의 오일유로(1253)를 따라 흡상되어 회전축결합부(143)의 내부에서 비산된다. 이 오일의 일부는 회전축결합부(143)의 내주면을 따라 흘러내려 선회공간부(133)를 거쳐 이웃하는 부재들 사이의 베어링면으로 공급되어 윤활하게 된다.

한편, 회전축은 앞서 설명한 바와 같이 구동모터(120)를 기준으로 축방향 양단이 메인프레임(130)과 서브프레임(170)에 의해 각각 반경방향으로 지지되는 동시에 서브프레임(170)에 의해서는 축방향으로 지지되나, 압축기의 운전시 발생되는 가스력에 의한 편하중을 과도하게 받아 회전축(125)의 동심도가 틀어질 수 있다. 이로 인해 회전축(125) 및/또는 회전축(125)을 지지하는 베어링면에서의 마찰손실이 증가하여 압축기 효율이 저하되는 것은 물론 회전축(125) 및/또는 회전축(125)을 지지하는 베어링면에서의 마모가 가중되어 신뢰성이 저하될 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 회전축의 하단에 그 회전축의 오정렬을 보상하는 일종의 축정렬부재 및/또는 축정렬부를 구비하여, 압축기의 조립시 또는 운전시 발생되는 회전축의 기울어짐을 억제할 수 있다.

도 2는 도 1에서 축정렬부재의 주변을 분해하여 상측에서 보인 사시도이고, 도 3은 도 1에서 축정렬부재의 주변을 분해하여 하측에서 보인 사시도이며, 도 4는 도 3을 조립하여 보인 단면도이고, 도 5는 도 4의 "Ⅸ-Ⅸ"선단면도이며, 도 6은 도 4의 "Ⅹ-Ⅹ"선단면도이다.

다시 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 회전축(125)은 축방향, 다시 말해 케이싱(110)의 길이방향으로 길게 연장되어 내부에 오일유로(1252)를 구비한 중공 형상으로 형성될 수 있다. 회전축(125)의 일단에는 선회스크롤(140)에 결합되는 편심부(1251)가 형성되고, 회전축(125)의 타단에는 케이싱(110)의 오일저장공간(110ㅊ)에 담긴 오일을 펌핑하기 위한 오일픽업(126)이 오일유로(1252)의 내부에 구비될 수 있다.

또한, 회전축(125)의 일단은 메인프레임(130)을 관통하여 반경방향으로 지지되고, 회전축(125)의 타단은 서브프레임(170)을 관통하여 반경방향으로 지지될 수 있다. 이에 따라 회전축(125)은 메인프레임(130)과 서브프레임(170)에 의해 반경방향에 대해 2점지지된 상태에서 회전운동을 할 수 있다.

또한, 회전축(125)의 타단, 즉 회전축(125)의 하단에는 그 회전축(125)의 자세를 보상하는 축정렬부재(180)가 구비될 수 있다. 다시 말해 회전축(125)의 하단에는 축방향베어링부재(127)가 구비되고, 축방향베어링부재(127)를 축방향으로 마주보는 서브프레임(170)의 사이에는 상기한 축정렬부재(180)가 구비될 수 있다. 이에 따라 압축기의 조립시 및/또는 압축기의 운전시 회전축(125)의 중심(Oc)이 메인프레임(130)의 중심(Om) 및/또는 서브프레임(170)의 중심(Os)에 대해 틀어지더라도 상기한 축정렬부재(180)에 의해 회전축(125)의 하단과 이를 마주보는 축방향베어링부재(127)의 상면 사이에서의 면접촉을 유지하게 된다. 이를 통해 회전축(125)의 하단과 이를 마주보는 축방향베어링부재(127)의 상면 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 억제할 수 있다.(도 8 참조)

예를 들어, 본 실시예에 따른 축정렬부재(180)는 별도의 축정렬지지부재(190)에 의해 회전축(125)의 하단(축방향베어링부재의 하면)과 서브프레임(170)의 사이에 구비될 수도 있고, 축정렬지지부재(190)에 단일체로 형성되어 서브프레임(170)에 고정될 수도 있다. 본 실시예에서는 축정렬지지부재(190)가 별도로 구비된 예를 도시하고 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 서브프레임(170)의 하단에는 축정렬부재수용홈(171)이 형성되고, 후술할 축정렬지지부재(190)에는 축정렬부재수용홈(171)에 수용되는 축정렬지지돌부(191)가 형성될 수 있다. 이에 따라 서브프레임(170)의 축정렬부재수용홈(171)에는 후술할 축정렬부재(180)가 수용된 상태에서 후술할 축정렬지지부재(190)에 의해 축방향으로 지지될 수 있다.

축정렬부재수용홈(171)은 서브프레임(170)의 하단에서 축방향으로 함몰되어 그 서브프레임(170)의 내주면을 이루는 서브베어링면(미부호)에서 단차지게 형성될 수 있다. 이에 따라 축정렬부재수용홈(171)의 내경은 서브베어링면의 내경보다 크게 형성될 수 있다.

축정렬부재수용홈(171)에는 후술할 축정렬지지부재(190)의 축정렬지지돌부(191)가 나사식으로 체결될 수도 있고, 압입되어 결합될 수도 있다. 예를 들어 축정렬부재수용홈(171)의 내주면과 이를 마주보는 축정렬지지돌부(191)의 외주면에 각각 나사산이 대응되도록 형성되어 나사식으로 체결될 수도 있고, 축정렬부재수용홈(171)의 내주면에 축정렬지지돌부(191)가 압입되어 결합할 수도 있다. 본 실시예에서는 축정렬부재수용홈(171)에 축정렬지지돌부(191)가 압이되어 결합된 예를 도시하고 있다. 이에 따라 서브프레임(170)에 축정렬지지부재(190)를 용이하게 결합할 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 축정렬부재수용홈(171)에 축정렬지지돌부(191)를 삽입한 상태에서 별도의 체결부재(미도시)를 이용하여 축정렬지지부재(190)를 서브프레임(170)에 체결할 수도 있다. 이 경우 축정렬지지돌부(191)의 허용오차를 높여 가공성 및 조립성을 높일 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 축정렬부재(180)는 회전축(125)의 축방향 하중에 따라 변형되도록 탄성력을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 다시 말해 축정렬부재(180)는 회전축(125) 및/또는 축방향베어링부재(127)보다 강성(stiffness)은 낮고 탄성(elasticity)은 큰 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라 회전축(125)이 기울어지더라도 축정렬부재(180)가 탄력적으로 함몰되어 회전축(정확하게는 축방향베어링부재)(125)과 면접촉되면서 회전축(125)의 하단과 축방향베어링부재(127)의 상면 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 억제할 수 있다.

구체적으로, 축정렬부재(180)는 회전축(또는 축방향베어링부재)(125)을 향해 볼록하게 돌출된 반구단면형상으로 형성될 수 있다. 이 경우 축정렬부재(180)의 외경(D1)은 축방향베어링부재(127)의 내경(D2), 다시 말해 축방향베어링부재(127)의 중심에 구비된 제1오일통공(127a)의 내경(D2)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 회전축(125)은 축방향베어링부재(127)를 사이에 두고 축정렬부재(180)에 의해 축방향으로 지지된 상태에서 회전을 할 수 있다.

축정렬부재(180)의 중심에는 회전축(125)의 오일유로(1252), 정확하게는 축방향베어링부재(127)의 제1오일통공(127a)에 대응되도록 제2오일통공(180a)이 형성될 수 있다. 제2오일통공(180a)은 제1오일통공(127a)의 내경과 동일하거나 더 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 축방향베어링부재(127)가 회전축(125)과 함께 동심도가 틀어지더라도 제1오일통공(127a)과 제2오일통공(180a)의 연통면적을 적정하게 확보할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 축정렬부재(180)의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 탄성돌부(181)가 형성될 수 있다. 예를 들어 축정렬부재(180)의 외주면에는 반경방향으로 함몰되는 슬릿(182)이 형성되어 그 슬릿(182) 사이에 탄성돌부(181)가 형성될 수 있다. 슬릿(182)의 반경방향깊이(L1)는 제1오일통공(127a)과 중첩되지 않는 정도의 깊이로 형성될 수 있다.

예를 들어, 슬릿(182)의 내측단을 연결한 가상원(C1)의 직경(D3)은 회전축(125)의 내경, 즉 오일유로(1252)의 내경(D4)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 이에 따라 슬릿(182)은 축방향투영시 제1오일통공(127a)보다 외곽, 다시 말해 축방향베어링부재(127)의 내주면보다 외곽에 위치하게 된다. 그러면 회전축(125)의 회전시 제1오일통공(127a)이 축정렬부재(180)의 슬릿(182)과 간섭되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 회전축(125)의 하단과 이를 마주보는 축방향베어링부재(127)의 상면(또는, 축방향베어링부재의 하면과 이를 마주보는 축정렬부재의 상면) 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 억제할 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 슬릿(182)은 축정렬부재(180)의 테두리를 따라 형성될 수도 있다. 예를 들어 축정렬부재(180)의 외주면은 환형으로 연결되고, 슬릿은 축정렬부재(180)의 외주면에 인접한 테두리를 따라 원주방향으로 길게 연장되는 원호 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우에도 슬릿(182)은 그 내측단을 연결한 가상원(C1)의 직경(D3)이 축정렬부재(즉, 제2오일통공)(180)의 내경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.

또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 축정렬부재(180)는 슬릿(182)이 배제될 수도 있다. 예를 들어 축정렬부재(180)는 그 외주면이 원형으로 연결된 돔 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우에도 축정렬부재(180)는 탄성력을 갖는 소재로 형성됨에 따라 회전축(125)의 하중에 의해 탄성변형되면서 회전축(125)의 동심도를 유지할 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 축정렬지지부재(190)는 환형으로 형성되어 서브프레임(170)의 하단에 결합될 수 있다. 다시 말해 축정렬지지부재(190)의 중심에는 제3오일통공(190a)이 형성될 수 있다.

제3오일통공(190a)은 앞서 설명한 축정렬부재(180)의 제2오일통공(180a) 및 축방향베어링부재(127)의 제1오일통공(127a)을 통해 회전축(125)의 오일유로(1252)에 연통될 수 있다. 이에 따라 케이싱(110)의 오일저장공간(110c)에 수용된 오일은 제3오일통공(190a)-제2오일통공(180a)-제1오일통공(127a)을 순차적으로 거치면서 회전축(125)의 오일유로(1252)로 유입될 수 있다.

또한, 축정렬지지부재(190)는 그 상면에 앞서 설명한 축정렬지지돌부(191)가 구비되어 서브프레임(170)의 축정렬부재수용홈(171)에 체결될 수 있다. 예를 들어 축정렬지지돌부(191)의 외경은 축정렬부재수용홈(171)의 내경과 동일하거나 거의 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라 축정렬부재수용홈(171)의 내주면과 이를 마주보는 축정렬지지돌부(191)의 외주면에 각각 나사산을 형성하여 체결할 수 있다. 이를 통해 축정렬지지부재(190)를 서브프레임(170)에 용이하게 결합할 수 있다.

축정렬지지돌부(191)의 내경은 축정렬부재(180)의 외경과 거의 동일하게 형성될 수 있다. 다시 말해 축정렬지지돌부(191)의 내주면에 축정렬부재(180)의 외주면이 밀착됨에 따라 도 4 내지 도 6에서와 같이 축정렬지지돌부(191)가 축정렬부재(180)를 반경방향으로 구속할 수 있다. 이에 따라 축정렬부재(180)가 회전축(125)의 하중(정확하게는 회전자의 하중 등을 포함하는 것이나, 이하에서는 편의상 회전축(125)의 하중으로 정의하여 설명한다)에 의해 반경방향으로 퍼지는 형상으로 변형되더라도 축정렬부재(180)는 완전히 변형되지 않고 복원력을 축적할 수 있다.

도 7은 도 4에서 회전축의 오정렬상태를 보인 단면도이고, 도 8은 도 7에서 회전축의 오정렬상태를 정렬상태로 보상한 개략도이다.

도 7 및 도 8의 (a)을 참조하면, 회전축(125)은 압축기의 조립시 메인프레임(130)과 서브프레임(170)의 가공오차 및/또는 조립오차로 인해 회전축(125)의 동심도가 틀어질 수도 있다. 또는 압축기의 운전시 압축실(V)에서의 가스력(가스반발력)에 의해 발생되는 편하중에 의해서도 회전축(125)의 동심도가 일시적으로 틀어질 수가 있다.

그러면, 도 7 및 도 8의 (b)와 같이 회전축(125)이 축방향베어링부재(127)와 함께 도면의 좌측으로 기울어지는 만큼 축정렬부재(180)의 좌측부분이 회전축(125)의 하중이 가해지는 방향으로 눌려져 변형되게 된다. 그러면 회전축(125)의 하단, 정확하게는 축방향베어링부재(127)의 하면과 축정렬부재(180)의 상면이 넓게 면접촉되거나 접촉된 면적이 확대된다. 그러면 회전축(125)의 하단 및/또는 축방향베어링부재(127)의 하면이 점접촉되거나 선접촉되는 것을 방지하여 회전축(125)과 축방향베어링부재(127) 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 억제할 수 있다.

이렇게 하여, 압축기의 조립시 가공오차 및/또는 조립오차로 인해 회전축의 동심도가 틀어지거나, 또는 압축기의 운전시 가스력에 의해 발생되는 편하중에 의해 회전축의 동심도가 틀어지는 경우에 축정렬부재가 탄력적으로 변형되면서 회전축의 기울어짐을 상쇄시킬 수 있다. 이를 통해 회전축과 축방향베어링부재의 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.

한편, 축정렬부재에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 회전축과 축정렬부재의 사이에 축방향베어링부재가 구비되는 것이나, 경우웨 따라서는 회전축의 하단이 축정렬부재의 상면에 접촉되도록 축방향베어링부재가 배제될 수도 있다.

도 9는 축정렬부재에 대한 다른 실시예를 보인 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 조립단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 회전축(125) 및 축정렬부재(180)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 도 2의 실시예와 거의 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 도 2의 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

다만, 본 실시예에 따른 회전축(125)의 하단, 정확하게는 축정렬부재(180)의 상면을 마주보는 오일유로(1252)의 하단 내주면에는 면취부(chamfer portion)(1253)가 형성될 수 있다.

면취부(1253)는 경사지게 형성될 수도 있고, 곡면지게 형성될 수도 있다. 예를 들어 축정렬부재(180)의 상면은 기설정된 곡률(R1)을 갖는 곡면으로 형성되고, 면취부(1253)의 곡률(R2)은 축정렬부재(180)의 상면 곡률(R1)과 동일한 곡률을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 이에 따라 압축기의 운전시 회전축(125)의 하단과 이를 마주보는 축정렬부재(180)의 상면이 면접촉을 한 상태에서 상대운동을 함에 따라 회전축(125)의 하단 및/또는 축정렬부재(180)의 상면 간 마찰손실 및/또는 마모를 억제할 수 있다.

상기와 같이 회전축(125)과 축정렬부재(180) 사이에서 축방향베어링부재(127)가 배제되는 경우에는 축방향베어링부재(127)에 대한 부품수를 줄이는 동시에 축방향베어링부재(127)에 대한 조립공수를 줄일 수 있어 전체적으로 압축기의 제조비용을 낮출 수 있다.

한편, 축정렬부재에 대한 또 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 축정렬부재가 회전축에 결합되는 축정렬지지부재에 의해 축방향으로 지지되는 것이나, 경우에 따라서는 축정렬지지부재가 배제되고 축정렬부재가 회전축에 결합될 수도 있다.

도 11은 축정렬부재에 대한 또 다른 실시예를 보인 분해 사시도이고, 도 12는 도 11의 조립단면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 회전축(125) 및 축정렬부재(180)의 기본적인 구성 및 그에 따른 작용효과는 전술한 도 2의 실시예 및/또는 도 9의 실시예와 거의 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 도 2의 실시예 및/또는 도 9의 실시예에 대한 설명으로 대신한다.

다만, 본 실시예에 따른 축정렬부재(180)는 고정판부(185) 및 축정렬부(186)를 포함할 수 있다. 고정판부(185)는 축정렬부재(180)가 서브프레임(170)에 결합되는 부분이고, 축정렬부(186)는 축정렬부재(180)가 회전축(또는 회전축을 축방향으로 지지하는 축방향베어링부재)(125)을 축방향으로 지지하는 부분이다. 고정판부(185)와 축정렬부(186)는 동일한 소재를 이용하여 단일체로 형성될 수도 있고, 서로 다른 소재를 이용하여 결합될 수도 있다. 본 실시예에서는 고정판부(185)와 축정렬부(186)가 동일한 소재를 이용하여 단일체로 형성된 예를 도시하고 있다.

본 실시예에 따른 축정렬부재(180)는 회전축(또는 축방향베어링부재)(125)과 동일한 소재로 형성될 수도 있으나, 축정렬부재(180)가 회전축(125)의 하중에 의해 탄성변형될 수 있도록 회전축(또는 축방향베어링부재)(125)보다는 낮은 강성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라 압축기의 조립시 가공오차 및/또는 조립오차로 인해 회전축(125)의 동심도가 틀어지거나 또는 압축기의 운전시 편하중에 의해 회전축(125)의 동심도가 틀어지는 경우에 축정렬부재(180)가 탄력적으로 변형되면서 회전축(125)이 기울어짐으로 인한 지지면적의 감소를 억제할 수 있다.

구체적으로, 고정판부(185)는 환형으로 형성되되, 그 외주면은 단차지게 형성될 수 있다. 예를 들어 대경부를 이루는 제1고정판부(185a)의 외경(미부호)은 축정렬부재수용홈(171)의 내주면을 이루는 서브프레임(170)의 내경(미부호)보다는 크게 형성되고, 소경부를 이루는 제2고정판부(185b)의 외경(미부호)은 서브프레임(170)의 내경(미부호)과 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1고정판부(185a)는 서브프레임(170)의 하단에 걸려 밀착되고, 제2고정판부(185b)는 서브프레임(170)의 내주면에 체결되거나 압입되어 고정될 수 있다.

축정렬부(186)는 고정판부(185)의 상면, 즉 제2고정판부(185b)의 중앙에서 회전축(125)을 향해 볼록한 반구 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 회전축(125)의 하단 및/또는 축방향베어링부재(127)의 하면이 축정렬부(186)의 상면에 미끄럼접촉되어 앞서 설명한 바와 같이 회전축(125)의 기울어짐으로 인한 지지면적의 감소를 억제할 수 있다. 이를 통해 회전축(125)의 하단과 축방향베어링부재(127)의 상면 사이에서의 마찰손실 및/또는 마모를 억제할 수 있다.

상기와 같이 축정렬지지부재(190)가 배제되고 축정렬부재(180)가 회전축(125)에 결합되는 경우에는 축정렬지지부재(190)에 대한 조립공수를 배제하여 축정렬부재(180)에 대한 조립을 간소화할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 비선회스크롤(150)의 배면에 배압플레이트(161)와 플로팅플레이트(165)로 이루어진 배압실조립체(160)가 구비되는 구조를 중심으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 배압실조립체(160)가 배제되고 비선회스크롤(150)이 케이싱(110) 및/또는 메인프레임(130)에 체결되어 고정되는 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다. 이 실시예에서도 축정렬부재(180)의 기본적인 구성이나 그에 따른 작용효과는 전술한 실시예들과 거의 동일할 수 있다.

110: 케이싱 110a: 저압부(흡입공간)
110b: 고압부(토출공간) 110c: 오일저장공간
111: 원통쉘 112: 상부캡
113: 베이스 115: 고저압분리판
116: 냉매흡입관 117: 냉매토출관
120: 구동모터 121: 고정자
1211: 고정자코어 1212: 고정자코일
122: 회전자 1221: 회전자코어
1222: 영구자석 125: 회전축
1251: 편심부 1252: 오일유로
1253: 면취부 126: 오일픽업
127: 축방향베어링부재 127a: 제1오일통공
130: 메인프레임 131: 메인플랜지부
132: 메인베어링부 132a: 축수구멍
133: 선회공간부 134: 스크롤지지부
135: 올담링지지부 136: 프레임고정부
138: 올담링 140: 선회스크롤
141: 선회경판부 142: 선회랩
143: 회전축결합부 150: 비선회스크롤
151: 비선회경판부 1511: 토출구
1512: 바이패스구멍 1513: 제1배압구멍
152: 비선회랩 153: 비선회측벽부
1531: 흡입구 154: 가이드돌부
145: 토출밸브 160: 배압실조립체
160a: 배압실 161: 배압플레이트
1611: 고정판부 1611a: 제2배압구멍
1612: 제1환형벽부 1612a: 중간토출구
1612b: 밸브안내홈 1612c: 역류방지구멍
1613: 제2환형벽부 165: 플로팅플레이트
170: 서브프레임 171: 축정렬부재수용홈
180: 축정렬부재 180a: 제2오일통공
181: 탄성돌부 182: 슬릿
185: 고정판부 185a: 제1고정판부
185b: 제2고정판부 186: 축정렬부
190: 축정렬지지부재 190a: 제3오일통공
191: 축정렬지지돌부 C1: 가상원
D1: 축정렬부재의 외경 D2: 축방향베어링부재의 내경
D3: 가상원의 직경 D4: 오일유로의 내경
L1: 슬릿의 반경방향깊이 Om: 메인프레임의 중심
Os: 서브프레임의 중심 Oc: 회전축의 중심
R1: 축정렬부재의 곡률 R2: 면취부의 곡률
V,V1,V2: 압축실

Claims (16)

1. 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에 구비되는 구동모터;
   상기 구동모터의 축방향 일측에 구비되는 메인프레임;
   상기 메인프레임에 축방향으로 지지되는 비선회스크롤;
   상기 비선회스크롤에 결합되어 선회운동을 하면서 상기 비선회스크롤과의 사이에 압축실을 형성하는 선회스크롤;
   상기 구동모터의 축방향 타측에 구비되는 서브프레임;
   일단은 상기 메인프레임에 지지되고, 타단은 상기 서브프레임에 지지되어 상기 구동모터의 회전력을 상기 선회스크롤에 전달하는 회전축; 및
   상기 회전축의 하단에 미끄러지게 구비되어 상기 회전축의 자세를 보상하는 축정렬부재를 포함하는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 축정렬부재는,
   상기 회전축에 의한 축방향 하중에 따라 탄력적으로 변형되도록 탄성력을 갖는 스크롤 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 축정렬부재는,
   상기 회전축보다 강성(stiffness)이 작은 소재로 형성되는 스크롤 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전축의 내부에는 오일유로가 형성되고,
   상기 축정렬부재에는 상기 오일유로와 연통되도록 오일통공이 형성되는 스크롤 압축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 축정렬부재는,
   상기 회전축을 향해 중심부가 볼록하게 곡면지게 형성되는 스크롤 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 축정렬부재는,
   적어도 한 개 이상의 슬릿이 구비되어 상기 슬릿 사이에 탄성돌부가 형성되는 스크롤 압축기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 슬릿은,
   상기 축정렬부재의 외주면에서 반경방향으로 연장되며, 상기 슬릿의 내측단이 상기 회전축의 내주면보다 외곽에 위치하도록 형성되는 스크롤 압축기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 서브프레임의 하단에는 상기 축정렬부재를 축방향으로 지지하는 축정렬지지부재가 구비되는 스크롤 압축기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 서브프레임의 하단에는 축정렬부재수용홈이 형성되고, 상기 축정렬지지부재에는 상기 축정렬부재수용홈에 수용되는 축정렬지지돌부가 형성되며,
   상기 축정렬부재는,
   상기 축정렬지지돌부에 의해 반경방향으로 구속되는 스크롤 압축기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 축정렬지지돌부의 외주면은,
    상기 축정렬부재수용홈의 내주면에 결합되는 스크롤 압축기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 축정렬부재는,
    상기 서브프레임의 하단에 고정되는 고정판부; 및
    상기 고정판부에서 상기 회전축을 향해 돌출되어 상기 회전축의 자세를 보상하는 축정렬부를 포함하는 스크롤 압축기.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전축과 상기 축정렬부재의 사이에는 축방향베어링부재가 더 구비되는 스크롤 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 축방향베어링부재는,
    상기 축정렬부재보다 강성(stiffness)이 큰 소재로 형성되는 스크롤 압축기.
14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축정렬부재는,
    상기 회전축의 하단이 상기 축정렬부재의 상면에 접촉되도록 구비되는 스크롤 압축기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 회전축의 내부에는 오일유로가 형성되고,
    상기 축정렬부재의 상면을 마주보는 상기 오일유로의 하단 내주면 모서리에는 면취부(chamfer portion)가 형성되는 스크롤 압축기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 축정렬부재의 상면은 기설정된 곡률을 갖는 곡면으로 형성되고,
    상기 면취부는,
    상기 축정렬부재의 상면 곡률과 동일한 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 스크롤 압축기.
    

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