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KR102405400B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

스크롤 압축기 Download PDF

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KR102405400B1
KR102405400B1 KR1020170019447A KR20170019447A KR102405400B1 KR 102405400 B1 KR102405400 B1 KR 102405400B1 KR 1020170019447 A KR1020170019447 A KR 1020170019447A KR 20170019447 A KR20170019447 A KR 20170019447A KR 102405400 B1 KR102405400 B1 KR 102405400B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 회전축의 상단에 형성되는 보스 삽입부의 바닥부에 오일 잔류홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 고정 랩을 가지는 고정 스크롤과 상기 고정 스크롤에 대해서 선회 운동하며 선회 랩을 가지는 선회 스크롤을 이용한 압축기로서, 고정 스크롤과 선회스크롤이 맞물려 돌면서 그 사이에서 형성된 압축실의 용적이 선회스크롤의 선회 운동에 따라 감소되며, 이에 따라 유체의 압력이 상승되어 고정 스크롤 중심부에 뚫려있는 토출구에서 토출되는 형태의 압축기이다.
이러한 스크롤 압축기는 선회 스크롤이 선회하는 동안 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지는 특징을 가지고 있고, 이에 따라 원칙적으로 토출밸브 및 흡입밸브가 필요없게 된다. 그리고, 부품의 수가 적어 구조가 간단할 뿐만 아니라 고속회전이 가능한 특징을 갖는다. 또한, 압축에 필요한 토크의 변동이 적고, 연속적으로 흡입 및 압축이 일어나기 때문에 소음 및 진동이 작은 장점을 갖는다.
본 출원인은 스크롤 압축기와 관련하여, 아래의 선행 기술을 출원한 바 있다.
상기 아래의 선행 기술의 도 5에 개시된 스크롤 압축기에 의하면, 회전축의 내부에 형성된 오일 유로의 오일은, 회전축의 회전력(원심력)에 의하여 상부로 펌핑되어, 선회스크롤의 랩과 고정스크롤의 랩으로 공급되도록 구성된다(원심급유 방식).
상기 원심급유 방식에 의하면, 압축기의 운전속도가 고속일 때에는 공급되는 급유량이 많을 수 있으나, 압축기의 운전속도가 저속일 때에는 공급되는 급유량이 적어 선회스크롤과 고정스크롤의 마찰이 증가하고, 압축부 내부의 오일 실링효과가 감소되어 압축기의 신뢰성과 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, 선회 스크롤의 보스 외주면에 결합되는 메인 베어링부에서 회전축의 외주면에 결합되는 베어링 부재 쪽으로 오일이 원활하게 공급되지 못하는 문제가 발생한다.
또한, 압축기 구동이 정지하면, 회전축의 보스 결합홈으로 공급된 오일이 오일 유로를 따라 압축기 바닥으로 하강하여, 보스 결합홈에는 오일이 남아 있지 않게 된다.
이 경우, 압축기 구동 초기에는, 보스 결합홈까지 오일이 공급될 때까지, 베어링부에 오일이 없는 상태로 운전된다. 그 결과, 회전축, 선회 스크롤의 보스, 및 베어링 등의 마모 및 파손의 위험이 존재한다.
한국공개특허 제2016-0089779호(2016년07월28일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 회전축; 상기 회전축의 상단을 지지하는 상부 프레임; 상기 회전축의 하단을 지지하는 하부 프레임; 상기 외전축의 외주면에 장착되어, 상기 회전축을 회전시키는 모터; 상기 상부 프레임에 안착되어 선회 운동하는 제 1 경판과, 상기 제 1 경판의 상면에서 연장되고 나선형으로 형성되는 제 1 랩, 및 상기 제 1 경판의 저면에서 연장되는 보스부를 포함하는 제 1 스크롤; 및 상기 제 1 스크롤의 상측을 덮는 제 2 경판과, 상기 제 2 경판의 저면에서 연장되고 나선형으로 형성되는 제 2 랩을 포함하는 제 2 스크롤;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전축은, 내부에 형성되는 오일 유로와, 상기 상부 프레임에 관통 삽입되는 상부 프레임 지지부와, 상기 보스부의 삽입을 위하여 상부 프레임 지지부의 내측에 함몰되는 보스 삽입부와, 상기 보스 삽입부의 바닥부에서 소정 깊이 함몰되는 오일 잔류홈을 포함할 수 있다.
상기 오일 유로의 상단은 상기 보스 삽입부의 바닥부와 연통하고, 상기 바닥부에는, 상기 오일 유로의 상단과 상기 오일 잔류홈을 연결하는 오일 통로가 형성된다.
상기 오일 잔류홈은 상기 오일 통로보다 더 깊게 함몰 형성된다.
상기 오일 잔류홈은, 상기 바닥부의 외측 가장자리에 형성된다.
상기 오일 잔류홈은, 상기 바닥부의 외측 가장자리를 따라 둘러지는 띠 형태로 이루어진다.
상기 회전축은, 상기 보스 삽입부의 내주면에서 함몰되는 제 1 함몰부와, 상기 제 1 함몰부의 맞은편에 해당하는 상기 보스 삽입부의 외주면에서 함몰되는 제 2 함몰부를 더 포함할 수 있다.
상기 회전축은, 상기 상부 프레임 지지부를 관통하여 상기 제 1 함몰부와 상기 제 2 함몰부를 연결하는 가이드 홀을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 홀은, 제 1 가이드 홀과, 상기 제 1 가이드 홀로부터 상측으로 이격되는 지점에 형성되는 제 2 가이드 홀을 포함할 수 있다.
상기 오일 잔류홈은, 상기 가이드 홀의 하측에 위치한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 회전축의 상부 프레임 지지부에 오일의 유동을 안내한느 가이드홀이 형성되어, 오일 유로를 따라 상승한 오일이 제 1 베어링으로부터 제 2 베어링으로 원활하고 신속하게 공급되어, 베어링에 마찰력이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
둘째, 가이드 홀이 상하 방향으로 복수 개가 배열됨으로써, 압축기 구동 초기에 제 1 베어링과 회전축 사이에 잔존하는 냉매를 제 1 베어링의 외부로 신속히 배출 시킬 수 있어, 급유 성능 및 압축 효율이 개선되는 효과가 있다.
셋째, 회전축의 상부에는, 제 1 베어링과 회전축의 사이 공간을 덮을 수 있는 턱이 존재하므로, 오일이 상기 회전축의 상단부와 제 1 베어링 사이의 공간을 통하여 상방으로 유동하는 것이 방지될 수 있고, 이에 따라 오일이 제 2 베어링에도 적절히 공급될 수 있는 장점이 있다.
넷째, 오일 유로의 상단부와 가이드 홀이 형성된 함몰부를 연결하는 오일 통로가 보스 삽입부 바닥에 형성됨으로써, 오일 유로를 통하여 공급되는 오일이 신속하게 상기 가이드 홀 쪽으로 안내되는 장점이 있다.
다섯째, 보스 삽입부의 바닥에 오일 잔류홈이 형성됨으로써, 압축기 구동 초기에도 베어링부가 마찰 운전되는 현상을 최소화할 수 있다. 그리고, 상기 오일 잔류홈과 상기 오일 유로가 상기 오일 통로에 의하여 연겨됨으로써, 오일이 상기 오일 잔류홈으로 신속하게 공급되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 분해하여 보해주는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전축의 상부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 5-5를 따라 절개되는 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전축, 선회스크롤 및 메인프레임의 결합구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 "A" 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 프레임 지지부를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8의 9-9를 따라 절개되는 종단면 절개 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(10)는, 원통 형상의 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100)의 상단을 덮는 탑 커버(110)와, 상기 케이싱(100)의 하단을 덮는 바텀 커버(120)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 케이싱은, 내부에 고온 고압으로 압축된 냉매 가스가 채워지는 고압실을 형성한다. 그리고, 상기 케이싱(100)의 일 측에 토출부(102)가 결합된다. 그리고, 상기 탑커버(110)에는 저온 저압의 냉매가 흡입되는 흡입부(112)가 결합된다. 그리고, 상기 바텀 커버(120)의 내부에는 오일 챔버(121)가 형성된다.
상기 케이싱(100), 탑커버(110) 및 바텀커버(120)를 합하여, "밀폐용기"라 이름할 수 있다. 상기 밀폐용기의 내부에는 고압으로 압축된 냉매가 존재하는 형태의 스크롤 압축기는 고압식 스크롤 압축기로 정의될 수 있다.
상기 케이싱(100)의 내부에는, 모터가 설치된다. 상기 모터는, 상기 케이싱(100)의 내벽면에 결합되는 고정자(131) 및 상기 고정자(131)의 내부에 회전 가능하게 제공되는 회전자(133)를 포함한다. 그리고, 상기 스크롤 압축기(10)는, 상기 회전자(133)의 내부를 관통하여 상기 회전자(133)와 한 몸으로 회전하는 회전축(140)을 더 포함한다.
상기 회전축(140)은, 상하방향(또는 축방향)으로 연장되는 축부(141)와, 상기 축부(141)의 상단에서 연장되는 상부 프레임 지지부(143) 및 상기 축부(141)의 하단에서 연장되는 하부 프레임 지지부(148)를 포함할 수 있다.
여기서, 방향을 간단히 정의하면, 도 1을 기준으로 세로방향, 즉 회전축(140)이 연장되는 방향을 "축방향"이라 하고, 상기 축방향에 수직한 방향을 반경방향으로 정의한다. 이러한 방향에 대한 정의는, 명세서 전반에 걸쳐 동일하게 적용될 수 있다.
상기 상부 프레임 지지부(143)는 제 1 베어링(181)에 의하여 회전 가능하게 지지된다. 상기 제 1 베어링(181)은 상부 프레임 지지부(143)의 외측을 둘러싸며 상부 프레임(150)의 내주면에 위치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 베어링(181)은 상기 상부 프레임 지지부(143)의 외주면과 상기 상부 프레임(150)이 내주면 사이에 배치될 수 있다.
상기 하부 프레임 지지부(148)는 하부 베어링(149)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 하부 베어링(149)은 상기 하부 프레임 지지부(148)의 외측을 둘러싸며 하부 프레임(158)의 내주면에 위치될 수 있다. 즉, 상기 하부 베어링(149)은 상기 하부 프레임 지지부(148)의 외주면과 상기 하부 프레임(158)의 내주면 사이에 배치될 수 있다.
상기 하부 프레임(158)의 하측에는, 상기 오일챔버(121)에 저장되는 오일을 상기 회전축(140)으로 공급하기 위한 오일 공급부(125)가 구비된다. 상기 오일 공급부(125)는 상기 하부 프레임(158)의 저면에 결합될 수 있다. 상기 오일챔버(121)에 저장된 오일은 상기 오일 공급부(125)를 통하여 상방으로 공급되어, 상기 회전축(140)의 오일 유로(140a)를 따라 유동할 수 있다.
상기 오일 유로(140a)는 상기 회전축(140)의 내부를 관통하여 상방으로 연장되며, 상기 오일 공급부(125)로부터 공급된 오일을 상기 회전축(140)의 상측으로 가이드 한다. 상기 회전축(140)의 상단에는 선회 스크롤(170)의 보스부가 편심 결합되며, 상기 오일유로(140a)는 수직선으로부터 소정 각도 경사지게 연장될 수 있다. 다시 말하면, 상기 오일 유로(140a)는 상기 회전축(140)의 하단에서 상단으로 갈수록 상기 회전축(140)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 형성된다. 그 결과, 상기 오일 유로(140a)를 따라 흐르는 오일은 원심력에 의하여 상승하게 된다.
상기 상부 프레임(150)은 상기 케이싱(100)의 내벽면에 고정되며, 상기 제 1 베어링(181)이 설치되는 내주면을 포함한다. 상기 제 1 베어링(181)은 상기 회전축(140)이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.
상기 상부 프레임(150)의 상면에는, 선회 스크롤(170)이 배치된다. 상기 선회 스크롤(170)은, 대략 원판 형태를 가지며 상기 상부 프레임(150)의 상면에 놓이는 제 1 경판부(171)와, 상기 제 1 경판부(171)로부터 상측으로 연장되며 나선형으로 형성되는 선회랩(173), 및 상기 제 1 경판부(171)의 저면 중앙에서 연장되는 보스부(175)를 포함한다.
그리고, 상기 선회랩(173)은 후술할 고정 스크롤(160)의 고정랩(163)과 함께 압축실을 형성하게 된다. 상기 선회 스크롤(170)을 "제 1 스크롤"이라 하고, 상기 고정 스크롤(160)을 "제 2 스크롤" 또는 "비선회 스크롤"이라 이름할 수 있다.
상기 선회 스크롤(170)의 제 1 경판부(171)는 상기 상부 프레임(150)의 상면에 지지된 상태에서 선회 운동한다. 상기 제 1 경판부(171)의 저면과 상기 상부 프레임(150)의 상면 사이에는 올담링(178)이 설치되어, 상기 선회 스크롤(170)의 자전을 방지한다.
상기 보스부(175)는, 상기 회전축(140)의 상면에서 소정 깊이 함몰되는 상부 프레임 지지부(143)에 삽입되도록 구성되며, 상기 회전축(140)의 회전력을 상기 선회 스크롤(170)에 용이하게 전달한다. 상기 상부 프레임 지지부(143)의 중심부와, 상기 보스부(175)의 중심부는 편심된다. 따라서, 상기 선회 스크롤(170)은, 상기 회전축(140)의 회전에 의하여 선회 운동할 수 있다.
상기 축부(141)의 상부에는, 선회 스크롤(170)이 선회운동을 하면서 발생하는 편심 하중을 상쇄시키기 위한 편심 질량(138)이 결합될 수 있다. 일례로, 상기 편심 질량(138)은 상기 축부(141)의 외주면에 결합될 수 있다.
상기 보스부(175)의 외주면에는, 상기 선회 스크롤(170)의 움직임을 지지하는 제 2 베어링(185)이 구비된다. 상기 제 2 베어링(185)은, 상기 상부 프레임 지지부(143)의 내주면과 상기 보스부(175)의 외주면의 사이에 배치될 수 있다.
상기 선회 스크롤(170)과 맞물리는 고정 스크롤(160)은 상기 선회 스크롤(170)의 상측에 배치된다. 상기 고정 스크롤(160)은, 대략 원판 형상을 가지는 제 2 경판부(161) 및 상기 제 2 경판부(161)의 저면에서 상기 제 1 경판부(171)를 향하여 연장되어 상기 선회 스크롤(170)의 선회랩(173)과 맞물리는 고정랩(163)을 포함한다.
상기 제 2 경판부(161)는 상기 고정 스크롤(160)의 본체로서 상기 고정 스크롤(160)의 상부를 형성하며, 상기 고정랩(163)은 상기 제 2 경판부(161)로부터 하방으로 연장되어 상기 고정 스크롤(160)의 하부를 형성한다. 설명의 편의를 위하여, 상기 선회랩(173)을 "제 1 랩"이라 하고, 상기 고정랩(163)을 "제 2 랩"이라 이름할 수 있다.
상기 고정랩(163)의 하단부는 상기 제 1 경판부(171)에 접하도록 배치되고, 상기 선회랩(173)의 단부는 상기 제 2 경판부(161)에 접하도록 배치될 수 있다. 상기 선회랩(173)이 상기 제 1 경판부(171)로부터 상기 제 2 경판부(161)로 연장되는 길이와, 상기 고정랩(163)이 상기 제 2 경판부(161)로부터 상기 제 1 경판부(171)로 연장되는 길이는 동일하게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 길이를 랩의 "높이"라 칭할 수 있다.
상기 고정랩(163)은 소정 형상의 나선형을 이루도록 연장되고, 상기 제 2 경판부(161)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(165)가 형성된다. 그리고, 상기 흡입부(112)는 상기 탑 커버(110)의 상면을 관통하여 상기 고정 스크롤(160)의 외측 가장자리 쪽에 결합된다. 그리고, 상기 흡입부(112)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 선회랩(173)과 상기 고정랩(163)에 의하여 정의되는 압축실로 유입된다.
한편, 상기 오일유로(140a)를 통하여 공급되는 오일의 적어도 일부분은 상기 선회 스크롤(170) 및 고정 스크롤(160)을 경유하여, 상기 압축실로 공급될 수 있다. 그리고, 나머지 오일은 상기 상부 프레임 지지부(143)의 내주면 및 외주면, 즉 상기 제 2 베어링(185)과 상기 제 1 베어링(181)측으로 공급되어 윤활 및 냉각기능을 수행하며, 상기 압축실로 공급될 수 있다. 이하에서는, 도면을 참조하여, 오일 공급유로와 관련된 구조 및 작용을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 분해하여 보해주는 단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전축의 상부 구성을 보여주는 사시도이며, 도 5는 도 4의 5-5를 따라 절개되는 종단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(10)는, 회전축(140)과, 상부 프레임(150) 및 선회 스크롤(170)을 포함한다.
상기 상부 프레임(150)은, 대략 환형의 형상을 가지는 프레임 외벽(151)과, 상기 프레임 외벽(151)의 내측에 배치되는 프레임 내벽(153), 및 상기 프레임 내벽(153)과 프레임 외벽(151)을 연결하는 프레임 연장부(155)를 포함한다.
상기 프레임 내벽(153)에는, 상기 회전축(140)의 상부 프레임 지지부(143)가 삽입되는 축삽입부(154)가 형성된다. 상기 축삽입부(154)에는 제 1 베어링(181)이 설치되며, 상기 상부 프레임 지지부(143)는 상기 제 1 베어링(181)의 내측에 결합된다.
상기 상부 프레임 지지부(141)의 외경은 상기 축부(141)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 상부 프레임 지지부(141)는 상기 선회스크롤(170)의 보스부(175)를 용이하게 수용할 수 있다. 그리고, 상기 축부(141)의 외경은 상기 하부 프레임 지지부(148)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 상부 프레임 지지부(143) 및 상기 제 1 베어링(181)은 상기 축삽입부(154)에 삽입되며, 상기 보스부(175) 및 제 2 베어링(185)은 상기 상부 프레임 지지부(143)에 삽입될 수 있다.
이를 위하여, 상기 상부 프레임 지지부(143)에는, 상기 보스부(175) 및 제 2 베어링(185)가 삽입되기 위한 보스 삽입부(144)가 형성된다. 상기 보스 삽입부(144)는, 상기 상부 프레임 지지부(143)의 상단에서 소정의 직경을 가지고 소정의 깊이로 함몰 형성된다.
상기 상부 프레임 지지부(143)는, 상기 베어링삽입부(144)를 정의하는 내주면부(143a)와, 상기 상부 프레임 지지부(143)의 외면을 정의하는 외주면부(143b)로 이루어진다. 그리고, 상기 보스 삽입부(144)의 바닥부(144a)에는 오일 유로(140a)의 상단부가 형성되며, 상기 오일 유로(140a)의 상단부는 상기 바닥부(144a)의 중심으로부터 반경 방향으로 이격된 지점에 형성된다.
또한, 상기 바닥부(144a)의 외측 가장자리에는 오일 잔류홈(144c)이 형성되며, 상기 오일 잔류홈(144c)은 상기 오일 유로(140a)의 상단부로부터 직선 거리로 가장 먼 지점에 형성될 수 있다.
또한, 상기 오일 잔류홈(144c)과 상기 오일 유로(140a)의 상단부는 오일 통로(144b)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 오일 통로(144b)의 함몰 깊이는 상기 오일 잔류홈(144c) 쪽으로 갈수록 깊어질 수 있다. 그러나, 상기 오일 통로(144b)의 바닥은 수평하게 형성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 오일 통로(144b)의 깊이는 상기 오일 잔류홈(144c)의 깊이보다 얕게 형성된다. 즉, 상기 오일 잔류홈(144c)의 가장자리에 형성되는 상기 오일 통로(144b)의 바닥은 상기 오일 잔류홈(144c)의 바닥으로부터 상측으로 소정 높이 이격되는 지점에 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 압축기의 운전이 정지되더라도 상기 오일 잔류홈(144c)에는 오일이 남아있게 되고, 압축기의 운전 초기에 상기 오일 잔류홈(144c)에 남아 있는 오일이 제 1 베어링(181)과 제 2 베어링(185)으로 공급된다.
상기 상부 프레임 지지부(143)의 내주면부(143a)에는 제 1 함몰부(145a)가 형성된다. 상기 제 1 함몰부(145a)는 상기 내주면부(143b)로부터 소정의 폭과 깊이를 가지고 함몰되며, 상기 내주면부(143b)의 상단에서 하단에 이르는 길이로 형성될 수 있다.
상기 제 1 함몰부(145a)의 구성에 의하여, 상기 제 1 함몰부(145a)와 상기 제 2 베어링(185)에 의하여 형성되는 공간은, 오일이 유동하는 오일 공급유로(147a)로 기능하게 된다. 이러한 오일 공급유로를 "제 1 공급유로(147a, 도 6 참조)"라 이름할 수 있다.
상기 상부 프레임 지지부(143)의 외주면부(143b)에는 제 2 함몰부(145b)가 형성딘다. 상기 제 2 함몰부(145b)는 상기 외주면부(143b)로부터 반경방향 내측으로 함몰되는 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제 2 함몰부(145b)는 상하 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 함몰부(145b)는 상기 제 1 함몰부(1454a)의 맞은 편에 형성될 수 있다.
상기 제 2 함몰부(145b)의 구성에 의하여, 상기 제 2 함몰부(145b)와 상기 제 1 베어링(181)에 의하여 형성되는 공간은, 오일이 유동하는 오일 공급유로(147b)로 기능하게 된다. 이러한 오일 공급유로를 "제 2 공급유로(147b, 도 6 참조)"라 이름할 수 있다.
상기 제 1 공급유로(147a)는 상기 오일유로(140a)로부터 배출된 오일을 상기 제 2 공급유로(147b)로 전달할 수 있다.
상기 제 2 함몰부(145b)의 상단에는 단턱(145c)이 형성된다. 상기 단턱(145c)은, 상기 제 2 공급유로(147b)를 유동하는 오일이 상기 상부 프레임 지지부(143)의 상단부를 통하여 상측으로 유동하는 것을 제한할 수 있다. 따라서, 상기 회전축(140)의 오일유로(140a)를 통하여 공급된 오일이 상기 제 2 공급유로(147b)로 쏠리는 것을 방지하고, 상기 제 1 공급유로(147a)에도 적절히 공급될 수 있다.
상기 상부 프레임 지지부(143)에는, 상기 제 1 공급유로(147a)와 상기 제 2 공급유로(147b)를 연통시키는 가이드 홀(146a,146b)이 형성된다. 상기 가이드 홀(146a,146b)은, 상기 제 1 함몰부(145a)로부터 상기 제 2 함몰부(145b)를 향하여 연장될 수 있다. 다시 말하면, 상기 가이드 홀(146a,146b)은, 상기 제 1 함몰부(145a)로부터 상기 제 2 함몰부(145b)까지 관통하여 형성된다.
상기 가이드 홀(146a,146b)은 복수 개가 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 가이드 홀(146a,146b)은 상하 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 가이드 홀(146a,146b)은, 제 1 가이드홀(146a) 및 상기 제 1 가이드홀(146a) 상측의 제 2 가이드홀(146b)을 포함한다.
오일은 상기 가이드 홀(146a,146b)을 통하여, 상기 제 1 공급유로(147a)로로부터 상기 제 2 공급유로(147b)로, 또는 상기 제 2 공급유로(147b)로부터 상기 제 1 공급유로(147a)로 유동할 수 있다. 특히, 스크로 압축기(10)가 초기 기동할 때, 상기 제 2 공급유로(147b)에 잔재하는 기상 냉매(R : 도 7 참조)가, 유동하는 오일과 함께 상기 제 2 공급유로(147b)로부터 배출될 수 있다. 그 결과, 상기 기상 냉매에 의하여 오일의 유동이 방해되는 현상, 즉 베이퍼 락(vapor lock) 현상이 방지될 수 있다.
한편, 상기 상부 프레임 지지부(143)의 두께, 즉 상기 내주면부(143a)로부터 상기 외주면부(143b)까지의 거리는, 원주 방향을 기준으로 서로 다른 값을 가지도록 형성될 수 있다. 일례로, 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 상부 프레임 지지부(143)의 일 지점의 두께(t1)는 타 지점의 두께(t2)보다 크게 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 선회 스크롤(170)의 보스부(175)는 상기 상부 프레임 지지부(143)에 편심 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전축, 선회스크롤 및 메인프레임의 결합구조를 보여주는 단면도이고, 도 7은 도 6의 "A" 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(10)는, 오일의 압력을 낮추기 위한 감압 핀(191)을 포함한다.
상세히, 상기 선회 스크롤(170)의 제 1 경판부(171)에는, 상기 감압 핀(191)이 설치되는 핀 삽입부(172)가 형성된다. 상기 감압 핀(191)이 상기 핀 삽입부(172)에 구비됨으로써, 오일이 유동하는 공간이 작아지며 이에 따라 오일의 압력이 낮아질 수 있다.
상기 핀 삽입부(172)는 상기 제 1 경판부(171)에 형성되며, 반경 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 경판부(171)의 저면에는, 상기 회전축(140)에서 배출된 오일을 상기 핀 삽입부(172)측으로 가이드 하는 연통공(174)이 형성된다.
상기한 바와 같이, 상기 케이싱(100)의 내부는 고압을 형성하며, 상기 오일 챔버(121)로부터 상기 회전축(140)으로 공급되는 오일의 압력 또한 고압을 형성한다. 반편, 상기 흡입부(112)를 통하여 압축실로 흡입되는 냉매는 저압을 형성할 수 있다. 따라서, 케이싱(100) 내부의 고압과, 상기 압축실의 흡입측에 형성되는 저압간의 압력 차이에 의하여, 오일은 상기 오일챔버(121)로부터 상방으로 유동할 수 있다.
상기 압축실로 유입되는 오일의 압력과, 상기 압축실의 흡입측 압력의 균형을 맞춰주기 위하여, 상기 오일의 압력은 감압될 필요가 있다. 상세히, 상기 회전축(140)에서 배출된 오일은 상기 연통공(174)을 통하여 상기 핀 삽입부(172)로 유동한다. 그리고, 오일은 상기 감압 핀(191)에 의하여 좁아진 핀 삽입부(172)를 통과하면서, 그 압력이 낮아질 수 있다. 압력이 낮아진 오일은, 상기 압축실로 공급되어 윤활작용을 수행할 수 있다.
상기 고정 스크롤(160)에는, 오일의 유동을 가이드 하는 가이드 유로(164)가 형성된다. 상기 가이드 유로(164)는, 상기 핀 삽입부(172)와 연통되며, 상기 압축실로 연장될 수 있다. 상기 핀 삽입부(172)를 통과한 오일은 상기 가이드 유로(164)를 경유하여 상기 압축실로 공급될 수 있다.
상기 오일유로(140a)에서 배출된 오일의 유동에 대하여 설명한다.
상기 케이싱(100) 내부의 고압과, 상기 흡입부(112)측에서의 저압간 압력 차이에 의하여, 상기 오일챔버(121)에 저장된 오일은 상기 오일유로(140a)를 따라 상승한다.
상기 오일유로(140a)에서 배출된 오일 중 적어도 일부의 오일은, 상기 제 2 베어링(185)과 상기 내주면부(143a) 사이의 공간을 통하여 유동하며, 상기 연통공(174)을 경유하여 상기 선회 스크롤(170)의 핀 삽입부(172)측으로 유동한다.
그리고, 상기 오일유로(140a)에서 배출된 오일 중 나머지 오일은, 상기 오일 통로(144b)를 따라 상기 오일 잔류홈(144c)으로 흘러서 상기 오일 잔류홈(144c)에 채워진다. 그리고, 상기 오일 잔류홈(144c)에 채워지는 오일은 상기 제 2 베어링(185)과 상기 제 1 함몰부(145a) 사이의 제 1 공급유로(147a)를 경유하여 상기 가이드 홀(146a,146b)로 유입된다. 그리고, 상기 가이드 홀(146a,146b)을 통과한 오일은 상기 제 1 베어링(181)과 상기 제 2 함몰부(145b) 사이의 제 2 공급유로(147b)로 유동할 수 있다.
상기 가이드 홀(146)은 상하 방향으로 이격되어 복수 개가 구비될 수 있으므로, 오일은 상기 복수 개의 가이드 홀(146)을 통하여 상기 제 2 공급유로(147b)의 하부 및 상부로 유입될 수 있다. 일례로, 오일은 상기 제 1 가이드홀(146a)을 통하여 상기 제 2 공급유로(147b)의 하부로 유입되며, 상기 제 2 가이드홀(146b)을 통하여 상기 제 2 공급유로(147b)의 상부로 유입될 수 있다.
상기 제 2 공급유로(147b)의 오일은 상기 단턱(145c)에 의하여 상기 외주면부(143b)의 상단부로 유동되는 것이 제한될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 공급유로(147b)로 유입된 오일은 상기 제 1 가이드홀(146a) 또는 상기 제 2 가이드홀(146b)을 통하여 상기 제 1 공급유로(147a)로 다시 유입될 수 있다.
상기 제 1 공급유로(147a)의 오일은 상기 제 1 함몰부(145a)의 상측으로 유동하며, 상기 연통공(174)을 통하여 상기 핀 삽입부(172)로 유입될 수 있다.
한편, 압축기의 구동이 정지하면, 상기 제 1 공급 유로(147a)에 있던 오일은 흘러내려서 상기 오일 잔류홈(144c)에 모이게 된다. 그리고, 압축기가 다시 기동을 시작하면, 기동 초기에는 상기 오일 잔류홈(144c)에 있던 오일이 신속하게 상기 제 1 공급 유로(147a)와 제 2 공급 유로(147b) 및 상기 핀 삽입부(172)로 유입된다. 그러면, 상기 베어링부가 마찰로 인하여 마모되거나 파손되는 현상을 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 프레임 지지부를 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 8의 9-9를 따라 절개되는 종단면 절개 사시도이다.
이하에서는, 이전 실시예에 따른 상부 프레임 지지부의 구조와 동일한 부분에 대해서는 별도의 설명은 생략하고, 이전 실시예와 차이나는 점에 대해서 중점적으로 설명하도록 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 상부 프레임 지지부(143)는, 보스 삽입부(144)의 바닥부(144a) 가장자리에 오일 잔류 홈(144d)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 다시 말하면, 상기 오일 잔류홈(144d)이 상기 바닥부(144a)의 외측 가장자리, 즉 상기 내주면부(143a)와 상기 바닥부(144a)가 만나는 모서리 부위에 원형의 띠 형태로 둘러진다. 그리고, 상기 오일 잔류홈(144d)은 이전 실시예에 따른 오일 잔류홈(144c)보다 얕게 함몰 형성될 수 있다.
또한, 이전 실시예와 마찬가지로, 상기 오일 유로(140a)의 상단으로부터 상기 오일 잔류홈(144d)을 연결하는 오일 통로가 형성될 수 있다.

Claims (9)

  1. 회전축;
    상기 회전축의 상단을 지지하는 상부 프레임;
    상기 회전축의 하단을 지지하는 하부 프레임;
    상기 회전축의 외주면에 장착되어, 상기 회전축을 회전시키는 모터;
    상기 상부 프레임에 안착되어 선회 운동하는 제 1 경판과, 상기 제 1 경판의 상면에서 연장되고 나선형으로 형성되는 제 1 랩, 및 상기 제 1 경판의 저면에서 연장되는 보스부를 포함하는 제 1 스크롤; 및
    상기 제 1 스크롤의 상측을 덮는 제 2 경판과, 상기 제 2 경판의 저면에서 연장되고 나선형으로 형성되는 제 2 랩을 포함하는 제 2 스크롤;을 포함하고,
    상기 회전축은,
    내부에 형성되는 오일 유로와,
    상기 상부 프레임에 관통 삽입되는 상부 프레임 지지부와,
    상기 보스부의 삽입을 위하여 상부 프레임 지지부의 내측에 함몰되는 보스 삽입부와,
    상기 보스 삽입부의 바닥부에서 소정 깊이 함몰되는 오일 잔류홈; 및
    상기 보스 삽입부의 바닥부에서 소정 깊이 함몰되어, 상기 오일 유로의 상단과 상기 오일 잔류홈을 연결하는 오일 통로를 포함하고,
    상기 오일 잔류홈은, 상기 오일 통로보다 더 깊게 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 잔류홈은, 상기 바닥부의 외측 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 잔류홈은, 상기 바닥부의 외측 가장자리를 따라 둘러지는 띠 형태의 함몰부인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 보스 삽입부의 내주면에서 함몰되는 제 1 함몰부와,
    상기 제 1 함몰부의 맞은편에 해당하는 상기 보스 삽입부의 외주면에서 함몰되는 제 2 함몰부를 더 포함하는 스크롤 압축기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전축은,
    상기 상부 프레임 지지부를 관통하여 상기 제 1 함몰부와 상기 제 2 함몰부를 연결하는 가이드 홀을 더 포함하는 스크롤 압축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가이드 홀은,
    제 1 가이드 홀과,
    상기 제 1 가이드 홀로부터 상측으로 이격되는 지점에 형성되는 제 2 가이드 홀을 포함하는 스크롤 압축기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 오일 잔류홈은, 상기 가이드 홀의 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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