KR20020076613A - 스크롤 압축기의 오일공급구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 오일공급구조에 관한 것으로, 본 발명은 상기 상부 프레임에 지지되는 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면과 그 선회스크롤의 스러스트 베어링면이 지지되는 상부 프레임의 스러스트 베어링면사이로 공급되어 유동하는 오일이 고여 상기 올담링의 키가 삽입되는 키홈에 유입되도록 상기 상부 프레임의 스러스트 베어링면에 올담링 오일 공급 그루브가 형성되도록 구성하여 압축기의 운전 중 밀폐용기 저면에 채워진 오일이 상기 회전축의 오일유로를 통해 상기 올담링의 키 및 그 키가 삽입되는 키홈 내부로 충분히 공급되도록 함으로써 정상 운전 조건 및 과부하 운전 조건에서도 상기 올담링의 키와 그 키와 상대 운동하는 키홈사이의 마찰 및 마모를 최소화하여 신뢰성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 오일공급구조{STRUCTURE FOR FEEDING OIL IN SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 회전력을 전달받아 고정스크롤과 맞물려 선회 운동하는 선회스크롤의 자전을 방지하는 올담링의 키 및 그 키가 삽입되는 키홈에 충분한 오일 공급이 이루어진 수 있도록 한 스크롤 압축기의 오일공급구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기다. 상기 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기, 왕복동식 압축기, 스크롤 압축기 등으로 분류하게 된다.

도 1은 상기 스크롤 압축기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 스크롤 압축기는 밀폐용기(1) 내부에 상,하부 프레임(2)(3)이 각각 결합되고 상기 상부 프레임(2)과 하부 프레임(3)의 사이에 고정자(4)와 회전자(5)를 포함하여 구성되는 압축기구부가 구비된다.

그리고 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 상기 회전자(5)에 압입되며 상기 상부 프레임(2)의 상측에 고정스크롤(7)이 소정 간격을 두고 고정 결합되고 상기 상부 프레임(2)과 고정스크롤(7)사이에 고정스크롤(7)과 선회 운동 가능하도록 선회스크롤(8)이 삽입되어 있다. 상기 회전축(6)의 편심부(6a)는 선회스크롤(8)과 연결되고 상기 선회스크롤(8)과 상부 프레임(2)사이에 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 올담링(9)이 결합되어 있다.

상기 상부 프레임(2)은 그 프레임 몸체(2a)의 상면에 스러스트 베어링면(2b)이 형성되고 그 스러스트 베어링면(2b) 가운데 일정 내경과 깊이를 갖는 보스 삽입홈(2c)이 형성되고 그 보스 삽입홈(2c)에 이어 회전축(6)이 삽입되는 축 삽입구멍(2d)이 형성되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 프레임 몸체(2a)의 상면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(2f)이 각각 형성되며 그 키홈(2f)은 직선상에 위치하도록 상기 스러스트 베어링면(2b)의 가장자리에 각각 형성되어 있다.

그리고 상기 선회스크롤(8)은 일정 두께와 면적을 갖는 경판(8a)의 상면에 랩(8b)이 형성되고 그 하면에 상기 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)과 대면되는 스러스트 베어링면(8c)이 형성되고 그 가운데 상기 보스 삽입홈(2c)에 삽입되도록 일정 외경과 높이로 돌출된 보스부(8d)가 형성되며 그 보스부(8d)의 가운데 상기 회전축의 편심부(6a)가 삽입되는 편심부 결합홈(8e)이 형성되어 있다. 또한 상기 경판(8a)의 하면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(8f)이 각각 형성되며 그 키홈(8f)은 직선상에 위치하도록 그 경판(8a) 가장자리에 각각 형성되어 있다.

상기 선회스크롤(8)은 그 보스부(8a)가 상부 프레임 보스 삽입홈(2c)에 삽입됨과 아울러 그 스러스트 베어링면(8c)이 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 대면되도록 결합되어 있다. 그리고 상기 회전축(6)이 상부 프레임의 축 삽입구멍(2d)에 삽입됨과 아울러 그 편심부(6a)가 선회스크롤 보스부의 편심부 삽입홈(8e)내에 삽입되어 있다.

그리고 상기 고정스크롤(7)에 상기 밀폐용기(1)의 내부를 고압영역과 저압영역으로분리하는 고저압 분리판(10)이 결합되며, 그 고저압 분리판(10)과 고정스크롤(7)의 상면사이에 고온고압의 냉매가스의 흐름을 조절하는 체크밸브 조립체(11)가 결합되고 상기 밀폐용기(1)의 저압영역과 고압영역에 흡입관(12)과 토출관(13)이 각각 결합되어 있다.

그리고 상기 밀폐용기(1)의 저면에 오일이 채워지고 상기 회전축(6)의 단부에 오일흡상수단(14)이 결합되며 상기 회전축(6)에 상기 오일흡상수단(14)에서 피딩된 오일이 흡상되는 오일유로(6b)가 형성되어 있다.

미설명 부호 15는 부시이다.

상기 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 상기 전동기구부가 작동하게 되면 상기 전동기구부에서 발생되는 회전력이 상기 회전축(6)을 통해 선회스크롤(8)에 전달되며 그 선회스크롤(8)은 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 그 선회스크롤의 랩(8b)이 상기 고정스크롤의 랩(7a)과 맞물려 선회 운동하게 된다. 상기 선회스크롤(8)의 선회 운동에 의해 흡입관(12)을 통해 흡입된 냉매가 고정스크롤(7)의 일측에 형성된 흡입구(미도시)를 통해 고정스크롤의 랩(7a)과 선회스크롤의 랩(8a)사이에 의해 형성되는 압축 포켓으로 흡입되면서 그 압축 포켓이 가운데 부분으로 이동함과 동시에 그 체적이 변화되면서 냉매가 압축되어 고정스크롤(7)에 형성된 토출포트(7b)를 통해 토출되며 그 토출포트(7b)로 토출되는 고온고압 상태의 냉매가스는 토출관(13)을 통해 토출된다.

그리고 상기 회전축(6)이 회전함에 따라 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일이 오일흡상수단(14)에 의해 펌핑되며 그 펌핑되는 오일은 오일유로(6b)를 통해 흡상되면서 그 일부는 회전축(6)과 슬라이딩이 일어나는 부분에 공급되고 나머지 오일은 회전축의 오일유로(6b) 단부를 통해 유출된다. 그 유출된 오일은 상기 회전축의 편심부(6a)와 상기 편심부 삽입홈(8e)의 내벽사이를 통해 유동하면서 상기 보스 삽입홈(2c)에 채워짐과 아울러 상기 보스부(8d)의 회전에 의해 그 채워지는 오일이 튀겨져 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8c)과 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)사이로 공급된다. 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8c)과 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 공급된 오일은, 도 3, 4에 도시한 바와 같이, 그 스러스트 베어링면의 반경방향 외주면으로 유동하여 압축부로 유입되거나 상기 밀폐용기(1) 저면으로 회수되고 일부는 올담링(9)의 키 및 그 키가 삽입되는 키홈(2f)에 급유된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 회전축(6)이 회전함에 의해 흡상된 오일이 보스 삽입홈(2c)으로 유입되어 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8c)과 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)으로 공급되는 과정에서 일부의 오일만이 올담링(9)의 키 및 그 키와 상대 운동하는 키홈(2f)에 공급되므로 그 올담링(9)의 키 및 키홈(2f)으로 공급되는 오일량이 부족하게 되어 마모가 발생하게 되며 특히 과부하 운전조건에서는 심각한 마모가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 점들을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 회전력을 전달받아 고정스크롤과 맞물려 선회 운동하는 선회스크롤의 자전을 방지하는 올담링의 키 및 그 키가 삽입되는 키홈에 충분한 오일 공급이 이루어진 수 있도록 한 스크롤 압축기의 오일공급구조를 제공함에 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기를 도시한 단면도,

도 2는 상기 스크롤 압축기의 상부 프레임 평면도,

도 3,4는 상기 스크롤 압축기의 오일 공급 상태를 도시한 정단면도 및 평면도,

도 5,6은 본 발명의 오일공급구조의 일예가 구비된 스크롤 압축기 압축기구부의 정단면도 및 평단면도,

도 7은 본 발명의 스크롤 압축기의 오일공급구조의 다른 실시예를 도시한 평면도,

도 8은 본 발명의 스크롤 압축기 오일공급구조의 작동상태를 도시한 평면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

2 ; 상부 프레임 2g ; 올담링 오일 공급 그루브

2b,8c ; 스러스트 베어링면 2f ; 키홈

6 ; 회전축 7 ; 고정스크롤

8 ; 선회스크롤 9 ; 올담링

9a ; 올담링 키 M ; 전동기구부

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 전동기구부의 구동력이 회전축을 통해 선회스크롤에 전달되어 그 선회스크롤이 상부 프레임에 지지됨과 아울러 올담링에 의해 자전이 방지되면서 고정스크롤과 맞물려 선회 운동하여 가스를 압축하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 상부 프레임에 지지되는 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면과 그 선회스크롤의 스러스트 베어링면이 지지되는 상부 프레임의 스러스트 베어링면사이로 공급되어 유동하는 오일이 고여 상기 올담링의 키가 삽입되는 키홈에 유입되도록 상기 상부 프레임의 스러스트 베어링면에 올담링 오일 공급 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 스크롤 압축기의 오일공급구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 스크롤 압축기 오일공급구조의 일실시예가 구비된 스크롤 압축기의 압축기구부를 중심으로 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 먼저 밀폐용기(1) 내부에 상부 프레임(2)이 결합되고 상기 상부 프레임(2)의 하측에 구동력을 발생시키는 전동기구부(M)가 장착된다.

상기 상부 프레임(2)의 상측에 고정스크롤(7)이 소정 간격을 두고 고정 결합되고 상기 상부 프레임(2)과 고정스크롤(7)사이에 그 고정스크롤(7)과 선회 운동 가능하도록 선회스크롤(8)이 삽입된다. 상기 선회스크롤은 상기 전동기구부의 회전자와결합되는 회전축(6)과 연결되고 상기 선회스크롤(8)과 상부 프레임(2)사이에 그 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 올담링(9)이 결합된다.

상기 올담링(9)은 환형으로 형성된 링의 일측면에 직선 상으로 위치하도록 돌출된 키(9a)가 두 개 형성되고 그 링의 타측면에 상기 두 개의 키와 수직선상으로 위치하도록 돌출된 키(9a)가 두 개 형성되어 이루어진다.

상기 상부 프레임은 그 프레임 몸체(2a)의 상면에 스러스트 베어링면(2b)이 형성되고 그 스러스트 베어링면(2b) 가운데 일정 내경과 깊이를 갖는 보스 삽입홈(2c)이 형성되고 그 보스 삽입홈(2c)에 이어 회전축(6)이 삽입되는 축 삽입구멍(2d)이 형성된다. 또한, 상기 프레임 몸체(2a)의 상면에 상기 올담링의 키(9a)가 삽입되는 키홈(2f)이 각각 형성되며 그 키홈(2f)은 직선상에 위치하도록 상기 스러스트 베어링면(2b)의 가장자리에 각각 형성되고 그 스러스트 베어링면(2b)에, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 키홈(2f)과 연통되도록 그 키홈(2f)과 함께 폐곡선 형태를 이루는 올담링 오일 공급 그루브(2g)가 형성된다. 상기 올담링 오일 공급 그루브(2g)는 원형 형태로 형성됨이 바람직하고 그 단면은 일측이 개구된 사각 형태로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 올담링 오일 공급 그루브(2g)의 변형예로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 올담링의 키(9a)가 삽입되는 키홈(2f)과 각각 연통되도록 방사 방향의 직선 형태로 형성된다. 즉, 상기 올담링 오일 공급 그루브(2g)는 상기 스러스트 베어링면에 상기 보스 삽입홈(2c)과 상기 키홈(2f)을 연결하는 직선 형태의 홈으로 형성된다.

그리고 상기 선회스크롤(8)은 일정 두께와 면적을 갖는 경판(8a)의 상면에 랩(8b)이 형성되고 그 하면에 상기 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)과 대면되는 스러스트 베어링면(8c)이 형성되고 그 가운데 상기 보스 삽입홈(2c)에 삽입되도록 일정 외경과 높이로 돌출된 보스부(8d)가 형성되며 그 보스부(8d)의 가운데 상기 회전축의 편심부(6a)가 삽입되는 편심부 결합홈(8e)이 형성된다. 또한 상기 경판(8a)의 하면에 상기 올담링(9)의 키가 삽입되는 키홈(8f)이 각각 형성되며 그 키홈(8f)은 직선상에 위치하도록 그 경판(8a) 가장자리에 각각 형성된다.

상기 선회스크롤(8)은 그 보스부(8a)가 상부 프레임 보스 삽입홈(2c)에 삽입됨과 아울러 그 스러스트 베어링면(8c)이 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 대면되도록 결합된다. 상기 올담링(9)은 두 개의 키(9a)가 선회스크롤의 키홈(8e)에 각각 삽입되고 다른 두 개의 키(9a)가 상부 프레임의 키홈(2f)에 각각 삽입되어 결합된다. 그리고 상기 회전축(6)이 상부 프레임의 축 삽입구멍(2d)에 삽입됨과 아울러 그 편심부(6a)가 선회스크롤 보스부의 편심부 삽입홈(8f)내에 삽입된다.

그리고 상기 밀폐용기(1)의 저면에 오일이 채워지고 상기 회전축(6)의 단부에 오일흡상수단(미도시)이 결합되며 상기 회전축(6)에 상기 오일흡상수단에서 피딩된 오일이 흡상되는 오일유로(6b)가 형성된다.

미설명 부호 12는 흡입관이고, 미설명 부호 15는 부시이다.

이하, 본 발명의 스크롤 압축기 오일공급구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 전동기구부(M)가 작동하게 되면 상기 전동기구부(M)에서 발생되는 회전력이 상기 회전축(6)을 통해 선회스크롤(8)에 전달되며 그 선회스크롤(8)은올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 그 선회스크롤의 랩(8a)이 상기 고정스크롤의 랩(7a)과 맞물려 선회 운동하게 된다. 상기 선회스크롤(8)의 선회 운동에 의해 흡입관(12)을 통해 흡입된 냉매가 고정스크롤(7)의 일측에 형성된 흡입구(미도시)를 통해 고정스크롤의 랩(7a)과 선회스크롤의 랩(8a)사이에 의해 형성되는 압축 포켓으로 흡입되면서 그 압축 포켓이 가운데 부분으로 이동함과 동시에 그 체적이 변화되면서 냉매가 압축되어 고정스크롤(7)에 형성된 토출포트(7b)를 통해 토출되며 그 토출포트(7b)로 토출되는 냉매가스는 토출관(미도시)을 통해 토출된다.

그리고 상기 회전축(6)이 회전함에 따라 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일이 오일흡상수단에 의해 펌핑되며 그 펌핑되는 오일은 오일유로(6b)를 통해 흡상되면서 그 일부는 회전축(6)과 슬라이딩이 일어나는 부분에 공급되고 나머지 오일은 회전축(6)의 오일유로(6b) 단부를 통해 유출된다.

상기 오일유로(6b)를 통해 유출된 오일은 상기 회전축의 편심부(6a)와 상기 편심부 삽입홈(8e)의 내벽사이를 통해 유동하면서 상기 보스 삽입홈(2c)에 채워지고 그 보스 삽입홈(2c)에 채워진 오일은 상기 선회스크롤 보스부(8d)의 회전에 의해 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8c)과 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 공급된다. 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면(8c)과 상부 프레임의 스러스트 베어링면(2b)에 공급된 오일은, 도 8에 도시한 바와 같이, 그 사이에서 윤활 작용을 하면서 상기 올담링 오일 공급 그루브(2g)로 유입되어 고이게 되고 그 올담링 오일 공급 그루브(2g)에 고이는 오일은 상기 올담링의 키(9a)가 삽입된 키홈(2f)으로 유입되어 그 올담링의 키(9a)와 키홈(2f)사이에서 유활 작용을 하게 된다. 그리고 그키홈(2f)에서 윤활 작용을 한 오일은 상기 밀폐용기(1) 저면으로 귀환된다.

한편, 상기 올담링 오일 공급 그루브(2g)의 변형된 형태의 경우 상기 보스 삽입홈(2c)에 유입된 오일이 바로 상기 키홈(2f)으로 유입됨과 아울러 스러스트 베어링면들사이로 공급된 오일이 함께 키홈(2f)으로 유입되면서 상기 올담링의 키(9a)와 그 키홈(2f)사이에서 윤활 작용을 하게 된다.

본 발명은 회전축의 오일유로(6b)를 통해 흡상되어 분출된 오일이 상기 올담링 오일 공급 그루브(2g)를 통해 상기 올담링의 키(9a) 및 그와 상대 운동하는 키홈(2f)으로 충분하게 공급된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 오일공급구조는 운전 중 밀폐용기 저면에 채워진 오일이 상기 회전축의 오일유로를 통해 상기 올담링의 키 및 그 키가 삽입되는 키홈 내부로 충분히 공급됨으로써 정상 운전 조건 및 과부하 운전 조건에서도 상기 올담링의 키와 그 키와 상대 운동하는 키홈사이의 마찰 및 마모를 최소화하여 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전동기구부의 구동력이 회전축을 통해 선회스크롤에 전달되어 그 선회스크롤이 상부 프레임에 지지됨과 아울러 올담링에 의해 자전이 방지되면서 고정스크롤과 맞물려 선회 운동하여 가스를 압축하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 상부 프레임에 지지되는 상기 선회스크롤의 스러스트 베어링면과 그 선회스크롤의 스러스트 베어링면이 지지되는 상부 프레임의 스러스트 베어링면사이로 공급되어 유동하는 오일이 고여 상기 올담링의 키가 삽입되는 키홈에 유입되도록 상기 상부 프레임의 스러스트 베어링면에 올담링 오일 공급 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일공급구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 올담링 오일 공급 그루브는 상기 키홈과 연통되도록 그 키홈과 함께 폐곡선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일공급구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 올담링 오일 공급 그루브는 상기 올담링의 키가 삽입되는 키홈과 각각 연통되도록 방사 방향의 직선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 오일공급구조.