KR20170122015A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 내부의 하부공간에 오일이 담겨지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 상부공간이 형성되도록 상기 케이싱의 상단에서 일정 간격만큼 이격되어 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전자에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축; 상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임; 상기 프레임의 하측에 구비되며, 고정랩이 구비되는 고정스크롤; 상기 프레임과 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 구비되고, 상기 회전축이 관통하여 결합되도록 회전축 결합부가 구비되는 선회스크롤; 및 상기 케이싱의 상부공간에 구비되는 오일분리부, 일단은 상기 오일분리부에 연통되고 타단은 상기 고정스크롤의 하측 공간에 연통되는 오일안내부로 이루어지는 오일 회수 유닛;을 포함한다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 압축부가 전동부 하측에 위치하는 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다. 압축기는 통상 전동기인 전동부와 그 전동부에 의해 작동되는 압축부가 밀폐된 케이싱의 내부공간에 함께 설치되는 경우를 밀폐형 압축기라고 하고, 전동부가 케이싱의 외부에 별도로 설치되는 경우를 개방형 압축기라고 할 수 있다. 가정용 또는 업소용 냉동기기는 대부분 밀폐형 압축기가 사용되고 있다.

압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 스크롤식 등으로 구분될 수 있다. 왕복동식 압축기는 피스톤 구동부가 피스톤을 직선으로 움직이면서 냉매를 압축하는 방식이고, 로터리 압축기는 실린더의 압축공간에서 편심 회전운동을 하는 롤링피스톤과 그 롤링피스톤에 접하여 실린더의 압축공간을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인을 이용하여 냉매를 압축하는 방식이며, 스크롤 압축기는 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하여 냉매를 연속으로 압축하는 방식이다.

한편, 압축기는 전동부와 압축부의 위치에 따라 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 전동부보다 상측에 위치하는 방식이고, 하부 압축식은 압축부가 전동부보다 하측에 위치하는 방식이다. 특히 하부 압축식인 경우 케이싱의 내부공간으로 토출되는 냉매가 그 케이싱이 상부에 위치하는 토출관으로 이동하는 반면 오일은 반대로 압축부의 하측에 마련된 저유공간으로 회수되게 되므로 이 과정에서 오일이 냉매와 섞여 압축기 외부로 배출되거나 냉매의 압력에 밀려 전동부 상측에 정체될 우려가 있다.

도 1은 종래 하부 압축식 스크롤 압축기를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기는, 케이싱(1)의 내부공간에 구비되며 구동모터의 고정자와 회전자를 갖는 전동부(2), 전동부(2)의 하측에 구비되는 압축부(3), 전동부(2)의 회전력을 압축부(3)로 전달하는 회전축(5)을 포함하고 있다.

케이싱(1)의 하부에는 압축부(3)와 연통되는 냉매흡입관(15)이 연결되고, 케이싱(1)의 상부에는 그 케이싱(1)의 내부공간(1a)으로 토출된 냉매를 냉동사이클로 배출하는 냉매 토출관(16)이 연결되어 있다.

케이싱(1)의 내부공간(1a)은 전동부(2)와 압축부(3)의 사이에 제1 공간(S1)이, 전동부(2)의 상측에는 제1 공간(S1)과 연통되는 제2 공간(S2)이, 압축부(3)의 하측에는 제2 공간(S2)과 연통되며 저유공간을 이루는 제3 공간(S3)으로 구획되어 있다.

제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)은 고정자(21)의 내주면과 회전자(22)의 외주면 사이 및 후술할 회전자(22)의 슬릿 (212b) 안쪽에 형성되는 제1 유로(P1)에 의해 연통되고, 제2 공간(S2)과 제3 공간(S3)은 케이싱(1)의 내주면과 전동부(2)의 외주면 사이에 형성되는 제2 유로(P2) 및 케이싱(1)의 내주면과 압축부(3)의 외주면 사이에 형성되는 제3 유로(P3)에 의해 연통되어 있다.

압축부(3)는 고정자(21)의 하측에서 케이싱(1)의 내주면에 고정되는 메인 프레임(31), 메인 프레임(31)의 하측에 결합되는 비선회 스크롤(이하, 고정스크롤로 약칭함)(32), 및 메인 프레임(31)과 고정스크롤(32) 사이에 위치하며 회전축(5)의 편심부(53)에 결합되어 선회운동을 하면서, 고정스크롤(32)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성하는 선회스크롤(33)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일공급유로, 7은 밸런스 웨이트, 11은 원통 쉘, 12는 상부캡, 13은 하부캡, 34는 토출커버, 35는 올담링, 326은 고정랩, 333은 회전축 결합부, 334은 선회랩이다.

상기와 같은 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기는, 압축부(3)에서 제1 공간(S1)으로 토출되는 냉매와 오일이 전동부(2)에 구비된 제1 유로(P1)를 통해 그 전동부(2)의 상측에 구비된 제2 공간(S2)으로 이동하고, 제2 공간(S2)에서 냉매와 오일이 분리되어 냉매는 냉매 토출관(16)을 통해 외부로 배출되는 반면 오일은 제2 유로(S2)와 제3 유로(S3)를 통해 케이싱(1)의 하부에 마련된 제3 공간(S3)으로 회수된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기에서는, 제2 공간(S2)에서 분리된 오일이 케이싱(1)의 내주면과 고정자(21)의 외주면 사이에 형성된 제2 유로(P2)를 통해 제3 공간(S3) 방향으로 이동하여야 하지만, 제2 유로(P2)의 면적이 좁아 다량의 오일이 저유공간으로 회수되지 못하고 제2 공간(S2)에 그대로 적체되는 문제점이 있었다. 이로 인해, 저유공간의 오일량이 부족하게 되어 압축부(3)로 오일이 충분하게 공급되지 못하면서 압축부에서의 마찰손실이나 마모가 발생될 수 있다.

또, 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기에서는, 제2 공간(S2)에 적체되는 오일이 압축부(3)에서 토출되는 냉매와 다시 섞여 압축기 외부로 배출되면서 압축기 내부에서의 오일부족을 더욱 가중시키는 문제점도 있었다.

또, 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기에서는, 제2 공간(S2)에서 분리되는 오일이 자중에 의해서만 흘러내려 저유공간으로 회수되도록 구성됨에 따라, 앞서 설명한 바와 같이 제2 유로(P2)의 면적이 좁은 경우 오일이 원활하게 제2 유로(P2)를 통과하지 못하면서 오일 회수량이 감소하는 문제점도 있었다.

또, 종래의 하부 압축식 스크롤 압축기에서는, 전동부(2)에서의 제2 유로(P2)가 냉매 토출관(16)의 결합방향(단부의 중심선 방향)과 동일한 방향으로 형성되어, 전동부(2)를 통과하여 제2 공간(S2)으로 유입되는 냉매가 냉매 토출관(16)으로 빠르게 흘러나가 냉매로부터 오일이 효과적으로 분리되지 못하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 케이싱 내부에서 냉매 유로와 오일 유로를 분리시켜 냉매로부터 분리된 오일이 저유공간으로 원활하게 회수되도록 하는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 케이싱의 내부에서 냉매로부터 분리된 오일이 압축부로부터 토출되는 냉매와 섞이는 것을 방지하여 유토출량을 줄일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전동부의 일측 공간에서 분리된 오일이 저유공간으로 강제 회수될 수 있도록 하는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전동부의 일측 공간에서 오일이 냉매로부터 효과적으로 분리될 수 있도록 할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간을 갖는 케이싱; 상기 내부공간에 구비되고, 상기 케이싱에 결합되는 고정자와 상기 고정자의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 회전자를 가지며, 상기 고정자의 외주면과 상기 케이싱의 내주면 사이에 오일 회수 유로를 가지는 전동부; 상기 전동부의 하측에 구비되며 압축부에서 압축된 냉매를 상기 케이싱의 내부공간으로 토출시키도록 토출구가 구비되는 압축부; 상기 전동부로부터 상기 압축부로 구동력을 전달하는 회전축; 및 상기 전동부의 상측 공간에서 분리되는 오일이 상기 회전축을 이용하여 강제 회수되도록 하는 오일안내부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 전동부의 상측 공간에는 오일분리부가 설치되어 상기 상측 공간으로 이동하는 냉매로부터 오일을 분리하고, 분리된 오일이 상기 오일안내부에 의해 강제 회수되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 오일안내부에 의해 회수되는 오일은 상기 회전축의 내부에 형성되는 오일공급유로로 안내되도록 상기 압축부에는 오일펌프가 구비되거나, 또는 상기 오일안내부의 출구가 상기 오일분리부의 압력보다 낮은 부위에 연결될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부의 하부공간에 오일이 담겨지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 상부공간이 형성되도록 상기 케이싱의 상단에서 일정 간격만큼 이격되어 구비되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전자에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축; 상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임; 상기 프레임의 하측에 구비되며, 고정랩이 구비되는 고정스크롤; 상기 프레임과 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 구비되고, 상기 회전축이 관통하여 결합되도록 회전축 결합부가 구비되는 선회스크롤; 및 상기 케이싱의 상부공간에 구비되어 냉매로부터 오일을 분리하는 오일분리부와, 상기 오일분리부에서 분리된 오일이 상기 케이싱의 하부공간으로 안내하는 오일안내부로 된 오일 회수 유닛;을 포함하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 오일분리부는, 소정의 유분리 공간을 가지며 상기 오일안내부의 일단이 연통되는 유분리통; 및 상기 유분리통의 일측에 구비되어 그 유분리 공간을 상기 상부공간과 연통시키는 연통관;으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 연통관은 그 단부에서의 길이방향 중심선이 상기 회전축의 축방향에 대해 소정의 각도만큼 엇갈리게 구비될 수 있다.

그리고, 상기 유분리통에는 상기 케이싱을 관통하는 냉매 토출관의 일단이 연통되고, 상기 냉매 토출관의 길이방향 중심선과 상기 연통관의 길이방향 중심선은 소정의 각도만큼 엇갈리게 구비될 수 있다.

그리고, 상기 오일안내부는, 상기 유분리통에 일단이 연결되는 오일회수관; 및 상기 오일회수관의 타단이 연결되는 흡입구를 가지며 상기 유분리통에서 분리된 오일을 펌핑하는 오일펌프;를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 오일안내부는 상기 유분리통에 일단이 연결되는 오일회수관으로 이루어지고, 상기 오일회수관의 타단은 상기 유분리통의 내부압력보다 낮은 압력을 가지는 부위에 연통될 수 있다.

그리고, 상기 회전축에는 상기 케이싱에 담긴 오일을 안내하는 오일공급유로가 형성되고, 상기 고정스크롤에는 상기 회전축을 지지하는 축수부가 형성되며, 상기 회전축에는 상기 오일공급유로를 통해 흡상되는 오일을 상기 축수부와의 베어링면으로 안내하는 급유구멍이 형성되고, 상기 축수부에는 상기 오일회수관의 타단이 연통되도록 오일통공이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 회전축의 외주면 또는 이에 대응하는 상기 축수부의 내주면에는 상기 오일통공과 연통되는 오일챔버가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 오일분리부는, 상기 케이싱의 상부공간에 구비되어 그 상부공간을 축방향으로 양분하는 유분리판으로 이루어지며, 상기 유분리판에는 그 유분리판의 상하 양측을 연통시키는 다수 개의 통공이 형성되고, 상기 통공중에서 일부 통공이 상기 오일안내부에 연통될 수 있다.

그리고, 상기 구동모터는, 상기 케이싱의 내주면에 고정되는 고정자와, 상기 고정자의 내부에 제1 유로를 이루는 간극을 두고 회전 가능하게 구비되는 회전자로 이루어지며, 상기 고정자의 외주면에는 상기 케이싱의 내주면과의 사이에 제2 유로를 이루는 공간이 형성되도록 복수 개의 절단면이 원주방향을 따라 형성되고, 상기 구동모터와 상기 프레임의 사이에는 상기 제1 유로와 제2 유로가 분리되도록 유로 분리부가 구비될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간을 가지며, 그 내부공간이 오일이 채워진 저유공간과 그 저유공간을 제외한 부분에는 냉매와 오일이 혼합된 상태로 채워진 혼합 공간으로 구분되는 케이싱; 상기 케이싱의 혼합 공간에 구비되는 고정자, 상기 고정자의 내부에서 제1 유로를 이루는 간극을 두고 회전 가능하게 구비되는 회전자를 가지는 전동부; 상기 전동부의 일측에 구비되어 상기 전동부에서 전달되는 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축부; 상기 전동부와 압축부 사이를 연결하여, 상기 전동부의 구동력을 상기 압축부로 전달하는 회전축; 상기 혼합 공간에서 냉매로부터 오일을 분리하는 오일분리부; 및 일단은 상기 오일분리부에 연결되고 타단은 상기 저유공간으로 연통되어 상기 오일분리부에서 분리된 오일을 상기 저유공간으로 안내하는 오일안내부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 오일분리부는 밀폐된 유분리 공간을 가지며, 상기 케이싱을 관통하는 냉매 토출관이 연통되는 용기로 이루어지고, 상기 용기에는 상기 혼합 공간과 유분리 공간을 연통시키는 유입구가 형성되며, 상기 유입구는 그 중심선이 상기 제1 유로의 형성방향 중심선과 엇갈리도록 형성할 수 있다.

그리고, 상기 오일안내부의 타단은 상기 회전축의 오일공급유로로 오일을 펌핑하는 오일펌프의 흡입구에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 오일안내부의 타단은 그 오일안내부의 양단 간 압력차에 의해 오일이 오일공급유로 방향으로 안내되도록 상기 회전축의 오일공급유로에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 전동부와 상기 압축부 사이에는 냉매 유로와 오일 유로를 분리하는 유로 분리부가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 케이싱 상부공간과 하부공간 사이를 오일회수관으로 연결하여, 냉매로부터 분리된 오일이 저유공간으로 원활하게 회수되도록 할 수 있다.

또, 전동부와 압축부 사이에 유로 분리부를 설치하여, 케이싱의 상부공간에서 하부공간으로 이동하는 오일이 냉매와 섞이는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 냉매로부터 분리된 오일이 원활하게 회수되도록 할 수 있다.

또, 상부공간에서 분리된 오일을 회전축의 회전운동을 이용하여 하부공간으로 강제 회수하는 오일회수부를 구비함으로써, 상부공간에서 분리된 오일이 하부공간으로 신속하게 회수될 있다.

또, 상부공간에 오일분리부를 설치하여, 상부공간에서 오일이 냉매로부터 효과적으로 분리되고 이를 통해 유토출량이 감소되어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 종래 하부 압축식 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,
도 2는 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기의 일실시예를 보인 종단면도,
도 3은 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 4는 도 3에서 압축부를 확대하여 보인 종단면도,
도 5는 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, 오일분리부를 보인 종단며도,
도 6은 도 5에서 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도,
도 7은 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, 오일분리부에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 8은 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, 오일안내부에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 9는 도 8에 따른 오일안내부를 확대하여 보인 종단면도,
도 10은 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, 오일안내부에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 11은 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, 오일안내부의 오일회수관에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도.

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

도 2는 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기의 일실시예를 보인 종단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이며, 도 4는 도 3에서 압축부를 확대하여 보인 종단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기는, 내부공간을 갖는 케이싱(1), 케이싱(1)의 내부공간 상부에 구비되며 구동모터를 이루는 전동부(2), 전동부(2)의 하측에 구비되는 압축부(3), 전동부(2)로부터 압축부(3)로 구동력을 전달하는 회전축(5) 및 전동부(2)와 압축부(3) 사이에 설치되어 냉매 유로와 오일 유로를 분리하는 유로 분리부(8)가 포함될 수 있다.

여기서, 케이싱(1)의 내부공간(1a)은, 전동부(2)와 압축부(3)의 사이인 제1 공간(S1), 제1 공간(S1)에 연통되고 전동부(2)의 상부공간인 제2 공간(S2), 및 제2 공간(S2)과 연통되며 압축부(3)의 하측공간인 제3 공간(S3)으로 구획될 수 있다. 따라서 유로 분리부(8)는 제1 공간(S1)에 구비될 수 있다.

케이싱(1)은 밀폐용기를 이루는 원통 쉘(11)과, 원통 쉘(11)의 상부를 덮어 함께 밀폐용기를 이루는 상부 쉘(12)과, 원통 쉘(11)의 하부를 덮어 함께 밀폐용기를 이루는 동시에 저유공간(1b)을 형성하는 하부 쉘(13)로 이루어질 수 있다.

원통 쉘(11)의 측면으로 냉매 흡입관(15)이 관통하여 압축부(3)의 흡입실에 직접 연통되고, 상부 쉘(12)의 상부에는 케이싱(1)의 내부공간과 연통되는 냉매 토출관(16)이 설치될 수 있다. 냉매 토출관(16)은 축방향으로 연통되도록 설치될 수 있다.

케이싱(1)의 상부에는 전동부(2)를 이루는 고정자(21)가 고정 설치되고, 고정자(21)의 내부에는 그 고정자(21)와 함께 전동부(2)를 이루며 고정자(21)와의 상호작용에 의해 회전하는 회전자(22)가 회전 가능하게 설치될 수 있다. 고정자(21)와 회전자(22)의 사이에는 후술할 제1 유로(P1)를 이루도록 소정의 간극만큼 이격되어 있다.

도 3에서와 같이, 고정자(21)는 대략 환형으로 형성되어 다수 장이 적층된 철심(212) 및 철심(212)에 권선되는 코일(216)을 구비하여 이루어질 수 있다. 여기서, 철심(212)은 외주면이 원주방향을 따라 각지게 절단면(212a)이 형성되어, 철심(212)의 외주면(더욱 정확히는, 절단면(212a))과 원통 쉘(11)의 내주면 사이에는 제2 유로(P2)를 이루도록 소정의 공간이 형성될 수 있다.

하지만, 철심(212)의 외주면과 원통 쉘(11)의 내주면 사이에 형성되는 제2 유로(P2)는 다른 방식으로도 구비될 수 있다. 예를 들어, 철심(212)의 외주면이 원형으로 형성되면서 그 외주면에 음각진 홈(미도시)이 형성되어 제2 유로(P2)가 형성될 수 있다.

한편, 회전자(22)는 대략 원통형으로 형성되고, 그 회전자(22)의 외주면이 고정자(21)의 내주면과의 사이에 제1 유로(P1)를 이루도록 소정의 간극(t1)이 구비될 수 있다. 고정자(21)의 내주면에는 코일(216)을 권선하기 위한 다수 개의 슬롯(212b)가 형성되고, 각 슬릿(212b)과 코일(216)의 사이에는 틈새(t2)가 발생되어 이 틈새(T2)가 고정자(21)와 회전자(22) 사이의 간극(t1)과 함께 제1 유로(P1)를 형성하게 된다.

한편, 고정자(21)의 하측에는 소정의 간격을 두고 압축부(3)를 이루는 메인 프레임(31)이 케이싱(1)의 내주면에 고정 결합될 수 있다.

메인 프레임(31)은 대략 원형을 갖는 프레임 경판부(이하, 제1 경판부)(312), 제1 경판부(312)의 외주부에서 하측으로 돌출되는 프레임 측벽부(이하, 제1 측벽부)(314) 및 제1 경판부(312)의 중앙에 구비되고 회전축(5)이 관통하는 프레임 축수부(이하, 제1 축수부)(316)가 구비될 수 있다.

제1 측벽부(314)는 외주부가 원통 쉘(11)의 내주면과 접하고, 하단부가 후술할 고정스크롤 측벽부(324)의 상단부와 접할 수 있다.

또, 제1 측벽부(314)에는 그 제1 측벽부(314)의 내부를 축 방향으로 관통하여 냉매의 토출 통로를 이루는 프레임 연통공(이하, 제1 연통공)(314a)이 구비될 수 있다. 제1 연통공(314a)은 입구가 후술할 고정스크롤 연통공(324a)의 출구와 연통되고, 출구가 제1 공간(S1)과 연통될 수 있다.

또, 제1 측벽부(314)는 외주면에 축방향을 따라 음각지게 형성되고 축방향 양측이 개구되어 오일 통로를 이루는 프레임 연통홈(이하, 제1 연통홈)(314b)이 원주방향을 따라 복수 개가 형성될 수 있다. 제1 연통홈(314b)은 입구가 제2 유로(P2)를 통해 제2 공간(S2)과 연통되고, 출구가 후술할 고정스크롤(32)의 외주면에 구비되는 스크롤 연통홈(이하, 제2 연통홈)(324b)의 입구와 연통되며, 이 제2 연통홈(324b)은 원통 쉘(11)과의 사이에 공간을 형성하여 오일이 제3 공간(S3)으로 안내될 수 있다.

제1 축수부(316)는 제1 경판부(312)의 상면에서 전동부(2) 측으로 돌출 형성될 수 있다. 제1 축수부(316)에는 후술할 회전축(5)의 메인 베어링부(51)가 관통 지지되도록 제1 베어링부가 관통 형성될 수 있다.

제1 경판부(312)의 상면에는 제1 축수부(316)와 회전축(5) 사이에서 토출되는 오일을 포집하는 오일포켓(318)이 형성되고, 오일포켓(318)의 일측에는 그 오일포켓(318)과 제1 연통홈(314b)을 연통시키도록 오일 회수 유로(312a)가 형성될 수 있다.

오일포켓(318)은 제1 경판부(312)의 상면에 음각지게 형성되고, 제1 축수부(316)의 외주면을 따라 환형으로 형성될 수 있다.

오일 회수 유로(312a)는 제1 경판부(312)의 상면에 음각진 홈으로 형성될 수 있다. 이 경우, 오일 회수 유로(312a)는 후술할 제1 격벽부(82)와 제2 격벽부(84) 사이의 공간과 연통되어 냉매에 노출될 수 있으므로 제1 격벽부(82)와 제2 격벽부(84) 사이의 공간과 오일 회수 유로(312a) 사이에는 덮개부가 구비될 수 있다.

메인 프레임(31)의 저면에는 고정스크롤(32)이 결합될 수 있다.

고정스크롤(32)은 대략 원형을 갖는 고정스크롤 경판부(제2 경판부)(322), 제2 경판부(322)의 외주부에서 상측으로 돌출되는 고정스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(324), 제2 경판부(322)의 상면에서 돌출되고 후술할 선회스크롤(33)의 선회랩(334)과 치합되어 압축실(V)을 형성하는 고정랩(326), 및 제2 경판부(322)의 배면 중앙에 형성되고 회전축(5)이 관통하는 고정스크롤 축수부(이하, 제2 축수부)(328)될 수 있다.

제2 경판부(322)에는 압축된 냉매를 압축실(V)로부터 토출커버(34)의 내부공간으로 안내하는 토출구(322a)가 형성될 수 있다. 토출구(322a)의 위치는 요구되는 토출압 등을 고려하여 임의로 설정될 수 있다.

여기서, 토출구(322a)가 하부 쉘(13)을 향해 형성됨에 따라 고정스크롤(32)의 저면에는 토출되는 냉매를 수용하여 후술할 고정스크롤 연통홈(324b)으로 안내하기 위한 토출커버(34)가 결합될 수 있다. 토출커버(34)는 냉매의 토출유로와 저유공간(S3)을 분리할 수 있도록 고정스크롤(32)의 저면에 밀봉 결합될 수 있다.

그리고 토출커버(34)는 그 내부공간이 토출구(322a)를 수용하는 동시에 후술할 고정스크롤 연통홈(324b)의 입구를 수용하도록 형성될 수 있다. 토출커버(34)에는 후술할 회전축(5)의 서브 베어링부(52)에 결합되어 케이싱(1)의 저유공간(1b)에 잠기는 오일피더(6)가 관통하도록 관통구멍(미부호)이 형성될 수 있다.

한편, 제2 측벽부(324)는 외주부가 원통 쉘(11)의 내주면과 접하고, 상단부가 제1 측벽부(314)의 하단부와 접할 수 있다.

제2 측벽부(324)에는 그 제2 측벽부(324)의 내부를 축 방향으로 관통하여 제1 연통공(314a)과 함께 냉매 통로를 이루는 고정스크롤 연통공(이하, 제2 연통공)(324a)이 구비될 수 있다. 제2 연통공(324a)은 제1 연통공(314a)에 대응되게 형성되고, 입구가 토출커버(34)의 내부공간과 연통되고, 출구가 제1 연통공(314a)의 입구와 연통될 수 있다.

여기서, 제2 연통공(324a)은 제1 연통공(314a)과 함께 압축실(V)에서 토출커버(34)의 내부공간으로 토출된 냉매를 제1 공간(S1)으로 안내하도록, 토출커버(34)의 내부공간과 제1 공간(S1)을 연통시킬 수 있다. 이하에서는, 제2 연통공(324a)과 제1 연통공(314a)에 의한 유로를 토출 유로라 한다.

또, 제2 측벽부(324)는 외주면에 축방향을 따라 음각지게 형성되고 축방향 양측이 개구되어 오일 통로를 이루는 고정스크롤 연통홈(이하, 제2 연통홈)(324b)이 구비될 수 있다. 제2 연통홈(324b)은 메인 프레임(31)의 제1 연통홈(314b)에 대응되게 형성되고, 입구가 제1 연통홈(314b)의 출구와 연통되고, 출구가 제3 공간(S3)의 저유공간과 연통될 수 있다. 이러한 제2 연통홈(324b)은 제2 측벽부(324)와 원통 쉘(11) 사이에 공간을 형성할 수 있다.

여기서, 제2 연통홈(324b)은 제1 연통홈(314b)과 함께 제2 공간(S2)에서 제3 공간(S3)으로 오일이 이동될 수 있도록, 제2 공간(S2)과 제3 공간(S3)을 연통시킬 수 있다. 이하에서는, 제1 연통홈(314b)과 제2 연통홈(324b)에 의한 유로를 제3 유로(P3)라 한다.

그리고, 제2 측벽부(324)에는 냉매 흡입관(15)이 압축실(V)의 흡입 측에 연통되도록 설치될 수 있다. 냉매 흡입관(15)은 제2 토출공(324a)과 이격되게 설치될 수 있다.

제2 축수부(328)는 제2 경판부(322)의 하면에서 제3 공간(S3), 즉 저유공간을 향해 돌출 형성될 수 있다. 제2 축수부(328)에는 회전축(5)의 후술할 서브 베어링부(52)가 삽입되어 지지되도록 제2 베어링부가 구비될 수 있다.

메인 프레임(31)과 고정스크롤(32)의 사이에는 회전축(5)에 결합되어 선회운동을 하면서 고정스크롤(32)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성하는 선회스크롤(33)이 설치될 수 있다.

선회스크롤(33)은 대략 원형을 갖는 선회스크롤 경판부(이하, 제3 경판부)(332), 제3 경판부(332)의 하면에서 돌출되어 고정랩(326)과 치합되는 선회랩(334) 및 제3 경판부(332)의 중앙에 구비되고 회전축(5)의 후술할 편심부(53)에 회전 가능하게 결합되는 회전축 결합부(336)를 포함할 수 있다.

선회스크롤(33)은 제3 경판부(332)의 외주부가 제2 측벽부(324)의 상단부에 안착되고, 선회랩(334)의 하단부가 제2 경판부(322)의 상면에 밀착되어, 고정스크롤(32)에 지지될 수 있다.

회전축 결합부(336)의 외주부는 선회랩(334)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(326)과 함께 압축실(V)을 형성하는 역할을 하게 된다. 고정랩(326)과 선회랩(334)은 인볼류트 형상으로 형성될 수 있지만 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

그리고 회전축 결합부(336)에는 회전축(5)의 후술할 편심부(53)가 삽입되어, 그 편심부(53)가 선회랩(334) 또는 고정랩(326)과 압축기의 반경방향으로 중첩되도록 결합될 수 있다. 이로써, 압축시에는 냉매의 반발력이 고정랩(326)과 선회랩(334)에 가해지게 되고, 이에 대한 반력으로서 회전축 결합부(336)와 편심부(53) 사이에 압축력이 가해지게 된다. 상기와 같이, 회전축(5)의 편심부(53)가 선회스크롤(33)의 경판부(332)를 관통하여, 선회랩(334)과 반경방향으로 중첩되는 경우 냉매의 반발력과 압축력이 제3 경판부(332)를 기준으로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄된다. 이로 인해서, 압축력과 반발력의 작용에 의한 선회스크롤(33)의 기울어짐이 방지될 수 있다.

한편, 회전축(5)은 그 상부가 회전자(22)의 중심에 압입되어 결합되는 반면 하부가 압축부(3)에 결합되어 반경방향으로 지지될 수 있다.

회전축(5)의 하부에는 메인 프레임(31)의 제1 축수부(316)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 메인 베어링부(51)가 형성되고, 메인 베어링부(51)의 하측에는 고정스크롤(32)의 제2 축수부(328)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 서브 베어링부(52)가 형성될 수 있다. 그리고 메인 베어링부(51)와 서브 베어링부(52)의 사이에는 선회스크롤(33)의 회전축 결합부(336)에 삽입되어 결합되도록 편심부(53)가 형성될 수 있다.

메인 베어링부(51)와 서브 베어링부(52)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성되고, 편심부(53)는 메인 베어링부(51) 또는 서브 베어링부(52)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 서브 베어링부(52)는 메인 베어링부(51)에 대해 편심지게 형성될 수도 있다.

편심부(53)는 그 외경이 메인 베어링부(51)의 외경보다는 작게, 서브 베어링부(52)의 외경보다는 크게 형성되어야 회전축(5)을 각각의 축수부(316, 328)와 회전축 결합부(336)를 통과하여 결합시키는데 유리할 수 있다. 하지만, 편심부(53)가 회전축(5)에 일체로 형성되지 않고 별도의 베어링을 이용하여 형성하는 경우에는 서브 베어링부(52)의 외경이 편심부(53)의 외경보다 작게 형성되지 않고도 회전축(5)을 삽입하여 결합할 수 있다.

그리고 회전축(5)의 내부에는 각 베어링부(51, 52)와 편심부(53)에 오일을 공급하기 위한 오일공급유로(5a)가 형성될 수 있다. 오일공급유로(5a)는 압축부(3)가 전동부(2)보다 하측에 위치함에 따라 회전축(5)의 하단에서 대략 고정자(21)의 하단이나 중간 높이, 또는 메인 베어링부(51)의 상단보다는 높은 높이까지 홈파기로 형성될 수 있다.

그리고 회전축(5)의 하단, 즉 서브 베어링부(52)의 하단에는 저유공간에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(6)가 결합될 수 있다. 오일피더(6)는 회전축(5)의 오일공급유로(5a)에 삽입되어 결합되는 오일공급관(61), 오일공급관(61)의 내부에 삽입되어 오일을 흡상하도록 프로펠러와 같은 오일흡상부재(62)로 이루어질 수 있다. 오일공급관(61)은 토출커버(34)의 관통구멍(미부호)을 통과하여 저유공간에 잠기도록 설치될 수 있다.

회전자(22) 또는 회전축(5)에는 소음진동을 억제하기 위한 밸런스 웨이트(7)가 결합될 수 있다.

밸런스 웨이트(7)는 전동부(2)와 압축부(3) 사이, 즉 제1 공간(S1)에 구비될 수 있다. 밸런스 웨이트(7)는 회전자(22)의 저면 또는 회전축(5)의 외주면에 결합되는 결합부(72), 결합부(72)로부터 회전자(22)의 하측으로 연장되는 연장부(74) 및 연장부(74)로부터 절곡되어 회전축(5)의 반경방향으로 돌출된 절곡부(76)를 구비하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서는, 절곡부(76)의 단부가 밸런스 웨이트(7)의 회전중심으로부터 가장 먼 부위가 될 수 있다.

한편, 유로 분리부(8)는 제1 공간(S1)에서 축방향으로 돌출되어 제1 공간(S1)을 냉매공간(S11)과 오일공간(S12)으로 구획하는 제1 격벽부(82), 회전축(5)과 제1 격벽부(82) 사이에 개재되는 제2 격벽부(84), 및 제1 격벽부(82)와 제2 격벽부(84)를 가로지르는 연결부(86)로 이루어질 수 있다.

제1 격벽부(82)는 대략 환형으로 형성되고, 일단부가 제1 유로(P1)의 입구와 제2 유로(P2)의 출구 사이에, 타단부가 제3 유로(P3)의 입구와 제4 유로(P4)의 출구 사이에 각각 위치할 수 있다. 이에 따라, 제1 격벽부(82)는 원통 쉘(11)의 내주면과 고정자(21)의 외주면 사이에 형성되는 제2 유로(P2)와 고정자(21)의 슬롯(212b) 및 고정자(21)와 회전자(22) 사이의 간극에 형성되는 제1 유로(P1)가 분리될 수 있다. 이와 동시에, 원통 쉘(11)의 내주면과 압축부(3)의 외주면 사이에 형성되는 제3 유로(P3)에 제2 유로(P2)가 연통되고, 압축부(3)의 토출측과 제1 공간(S1) 사이에 형성되어 토출유로를 이루는 제4 유로(P4)에 제1 유로(P1)가 연통될 수 있다.

여기서, 제1 격벽부(82)는 양단이 각각 메인 프레임(31)과 고정자(21)에 밀착되는 것이 바람직할 수 있으나, 조립시 파손을 고려하여 어느 한 쪽은 냉매 누설을 최소한으로 줄일 수 있도록 상대물과 조립공차만큼 이격 설치될 수 있다.

제2 격벽부(84)는 제1 공간(S1)에서 냉매와 오일이 회전축(5)과 밸런스 웨이트(7)의 회전에 의해 교반되는 것을 억제하도록 제1 유로(P1)의 입구와 회전축(5)의 사이 또는 토출유로(Pd)의 출구와 밸런스 웨이트(7) 사이에 설치될 수 있다.

제2 격벽부(84)는 제1 격벽부(82)보다 반경이 작은 환형으로 형성될 수 있다. 그리고 제2 격벽부(84)는 그 일단부가 토출유로(Pd)의 출구와 회전축(5) 또는 밸런스 웨이트(7) 사이에 개재되고, 타단부가 고정자(21)와 회전자(22) 사이의 간극과 슬롯(212b)의 저면 사이에 개재되도록 구비될 수 있다.

또, 제2 격벽부(84)는 제1 격벽부(82)와 같이 그 일단부가 메인 프레임(31)에 밀착되고, 타단부가 고정자(21)에 이격되게 구비될 수 있다. 이로써, 압축기 조립 시 제2 격벽부(84)가 고정자(21)와 메인 프레임(31) 사이에서 파손되는 것을 방지하고, 제1 유로(P1)의 면적을 넓혀 냉매가 제1 공간(S1)으로부터 제2 공간(S2)으로 원활히 이동될 수 있도록 할 수 있다.

또, 연결부(86)는 제1 격벽부(82)와 제2 격벽부(84)를 가로지르게 형성되어, 제1 격벽부(82)와 제2 격벽부(84)를 일체로 모듈화시킬 수 있다. 이에 의하여, 압축기 제조가 용이해지고, 제조원가가 절감될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 35 및 36은 선회스크롤의 자전을 방지하기 위한 올담링 및 실링부재이고, 322b는 배압구멍, V1은 올담링 안쪽에 형성되는 배압실이다.

이하, 본 실시예에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 전동부(2)에 전원이 인가되면, 회전자(21)와 회전축(5)에 회전력이 발생되어 회전하고, 회전축이 회전함에 따라 그 회전축(5)에 편심 결합된 선회스크롤(33)이 올담링(35)에 의해 선회운동을 하게 된다.

그러면, 케이싱(1)의 외부에서 냉매 흡입관(15)을 통하여 공급되는 냉매는 압축실(V)로 유입되고, 이 냉매는 선회스크롤(33)의 선회운동에 의해 압축실(V)의 체적이 감소함에 따라 압축되어 토출구(322a)을 통해 토출커버(34)의 내부공간으로 토출된다.

그러면, 토출커버(34)의 내부공간으로 토출된 냉매는 그 토출커버(34)의 내부공간을 순환하며 소음이 감소된 후 토출유로(Pd)를 통해 제1 공간(S1)으로 이동하게 된다.

그러면, 제1 공간(S1)으로 이동한 냉매는 유로 분리부(8)에 의해 오일공간(S12)으로 넘어가지 않고 냉매공간(S11)에서 고정자(21)의 슬롯(212b) 및 그 고정자(21)와 회전자(21) 사이 간극으로 이루어진 제1 유로(P1)로 안내되어 제2 공간(S2)으로 이동하게 된다.

그러면, 제2 공간(S2)으로 이동한 냉매는 그 제2 공간(S2)에서 냉매 토출관(16)을 향해 이동하면서 냉매에 섞인 오일이 분리되어, 냉매는 냉매 토출관(16)을 통해 압축기 외부로 배출된다. 반면, 냉매로부터 분리되는 오일은 제2 유로(P2)를 통해 제1 공간(S1)의 오일공간(S12)으로 이동한다. 이때, 오일공간(S12)으로 이동하는 오일은 유로 분리부(8)의 제1 격벽부(82)에 의해 냉매공간(S11)으로 넘어가지 않으면서 제3 유로(P3)의 입구로 안내되어 제3 공간(S3)의 저유공간으로 회수되는 일련의 과정을 반복한다.

한편, 습동부로 공급된 오일은 윤활 기능을 수행하고 제1 축수부(316)와 회전축(5) 사이에서 제1 공간(S1) 측으로 토출될 수 있다. 이 오일은 오일포켓(318)에 포집된 후 오일 회수 유로(312a)와 제3 유로(P3)를 통해 제3 공간(S3)의 저유공간으로 회수될 수 있다.

상기와 같이, 본 실시예에 따른 압축기는 전동부(2)와 압축부(3)의 사이에 유로 분리부(8)를 구비함으로써, 냉매 유로와 오일 유로를 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 압축부에서 냉매와 함께 토출되는 오일이 전동부를 통과하여 그 전동부의 상부공간인 제2 공간에서 냉매로부터 분리되고, 이 분리된 오일이 오일 유로를 통해 저유공간으로 회수된다.

하지만, 제2 유로(P2)가 고정자(21)의 외주면을 따라 일정 간격을 두고 절개한 복수 개의 절단면(212a)과 그 절개면(212a)에 접하는 원통 쉘(11)의 내주면의 사이에 소정의 면적을 갖는 복수 개의 공간으로 형성되는 것이나, 각각의 제2 유로(P2)는 그 면적이 좁아 제2 공간(P2)에서 냉매로부터 분리되는 오일이 제2 유로(P2)를 통해 저유공간 방향으로 원활하게 빠져나가지 못하고 적체될 수 있다.

이러한 오일의 적체를 해소하기 위해서는 제2 유로(P2)를 이루는 각 공간의 면적을 넓혀야 하지만, 이 경우 자로면적이 감소되어 동일한 직경 대비 모터 성능이 저하될 수 있다.

또, 제2 유로(P2)를 이루는 절단면(212a)의 개수를 줄이는 대신 각각의 면적을 넓게 형성할 수도 있지만, 이 경우 고정자(21)의 슬릿(212b) 위치를 감안하면 절단면(212a)의 면적을 확대하기도 용이하지 않고, 절단면 사이의 간격이 벌어져 중간에 잔류하는 오일이 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 자로면적이 불균형하게 되어 동일한 직경 대비 모터 성능이 저하될 수 있다.

따라서, 동일 직경 대비 모터 성능이 저하되지 않으면서도 제2 공간(S2)에서 냉매로부터 분리된 오일이 저유공간인 제3 공간(S3)으로 원활하게 회수될 수 있도록 하는 오일 회수 유닛이 더 구비될 수 있다.

도 5는 도 2에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서, 오일분리부를 보인 종단며도이고, 도 6은 도 5에서 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 오일 회수 유닛(9)은, 냉매와 오일이 혼합된 상태로 유동하는 혼합 공간인 제2 공간(S2)에 오일분리부(91)가 구비되고, 오일분리부(91)에서 분리된 오일을 제3 공간(S3)으로 안내하는 오일안내부(92)가 오일분리부(91)에 연결되어 이루어질 수 있다.

도 5 및 도 6에서와 같이, 오일분리부(91)는 소정의 유분리 공간(S4)을 가지는 용기를 이루며 오일안내부(92)의 일단이 연통되는 유분리통(911), 및 유분리통(911)의 일측에 구비되어 유분리 공간(S4)을 상부공간(S2)과 연통시키는 연통관(912)으로 이루어질 수 있다.

유분리통(911)은 제2 공간(S2)의 체적보다는 작게 형성되고, 상면(911a)에는 케이싱(1)을 관통하는 냉매 토출관(16)이 연통될 수 있다. 그리고 유분리통(911)의 측벽면(911b)에는 연통관(912) 및 오일안내부를 이루는 오일회수관(921)이 각각 연통될 수 있다.

연통관(912)은 일종의 유입구를 이루며 그 연통관(912)의 출구를 이루는 단부(912a)이 냉매 토출관(16)과 일정 각도만큼 틀어진 위치, 즉 유분리통(911)의 측벽면(911b)에 결합되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 연통관(912)이 유분리통(911)의 저면(911c)에 연통되는 경우에는 그 연통관(912)을 통해 유분리 공간(S4)으로 유입되는 냉매가 미처 오일을 분리시키지 못한 상태에서 냉매 토출관(16)을 통해 배출될 수 있어 유분리 효과가 저하될 수 있다.

또, 연통관(912)이 유분리통(911)의 상면에 결합되는 경우에는 제2 공간(S2)으로 이동한 냉매가 연통관(912)으로 안내되기 위해서는 긴 궤적을 따라 순환하여야 하므로 그만큼 제2 공간(S2)에서의 유분리 효과를 높일 수는 있다. 하지만, 냉매가 상측에서 하측으로 이동하여야 하므로 그만큼 유동저항이 증가하여, 냉매가 원활하게 배출되지 못할 수도 있다. 따라서, 연통관(912)은 측벽면(911b), 즉 유분리통(911)에 연통되는 연통관(912)의 단부(912a)에서의 길이방향 중심선(L1)이 회전축의 축방향 중심선(L2)에 대해 소정의 각도(α) 엇갈리게 연통되는 것이 제2 공간(S2)에서의 유분리 효과 및 유동 저항을 감안하면 바람직할 수 있다.

또, 연통관(912)은 유분리통(911)에 법선 방향으로 연통될 수도 있지만, 이 경우 유분리 효과가 저감될 수 있다. 따라서, 도 6에서와 같이, 연통관(912)은 유분리통(911)의 내벽면쪽으로 틀어져, 즉 그 단부(912a)에서의 길이방향 중심선(L1)이 유분리통(911)의 축방향 중심(회전축의 중심선과 동일)을 향하는 법선 방향으로의 가상선(L3)에 대해 소정의 각도(β)만큼 틀어지게 연통되는 것이 유분리 효과를 높일 수 있어 바람직할 수 있다.

한편, 오일안내부(92)는 유분리통(911)에서 분리된 오일을 저유공간(S3)쪽으로 회수하는 오일회수관(921), 및 오일회수관(921)의 출구측에 설치되어 오일을 강제 펌핑하는 오일펌프(922)로 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 오일회수관(921)은 그 일단이 유분리통(911)에 연결되고, 타단은 구동모터(2)의 고정자 철심(212), 메인 프레임(31)의 제1 측벽부(314), 고정스크롤(32)의 제2 측벽부(324), 및 토출커버(34)를 통과하여 오일펌프(922)의 흡입구에 연결될 수 있다.

여기서, 오일회수관(921)은 연통관(912)보다 낮게 배치되는 것이 분리된 오일이 원활하게 회수될 수 있어 바람직하다.

오일펌프(922)는 다양한 펌프가 적용될 수 있지만, 회전축(5)의 회전력을 이용하여 오일을 펌핑할 수 있도록 트로코이드 기어 펌프과 같은 용적 펌프가 적용될 수 있다. 이 경우, 펌프하우징(925)에는 복수 개의 흡입구(925a)(925b)가 구비되어 한 개의 흡입구(925a)는 저유공간(S3)을 향해 개구되는 반면, 다른 한 개의 흡입구(925b)는 오일회수관(921)에 연결될 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기에서는, 제2 공간(S2)으로 이동하는 냉매는 그 제2 공간(S2)을 순회하면서 1차적으로 오일이 분리되고, 오일이 1차 분리된 냉매는 연통관(912)을 통해 유분리통(911)의 유분리 공간(S4)으로 유입된다. 그리고 제2 공간(S2)에서 냉매로부터 분리된 오일은 제2 유로(P2) 및 제3 유로(P3)를 통해 케이싱(1)의 저유공간인 제3 공간(S3)으로 회수된다.

유분리통(911)의 유분리 공간(S4)으로 유입되는 냉매는 그 유분리 공간(S4)을 선회하면서 2차적으로 오일이 분리된다. 오일이 분리된 냉매는 냉매 토출관(16)을 통해 압축기 외부로 배출되는 반면, 분리된 오일은 오일회수관(921)을 통해 저유공간(S3)으로 회수된다. 이때, 토출커버(34)의 저면에 설치된 오일펌프(922)가 유분리통(911)에서 분리된 오일을 강제로 펌핑함으로써 분리된 오일이 신속하게 저유공간으로 회수될 수 있다.

이로써, 케이싱의 내주면과 고정자의 외주면 사이에 형성되는 제2 유로의 단면적이 좁아지더라도 제2 공간에서 분리되는 오일의 양이 많지 않아 제2 유로에서 발생되는 병목현상이 감소되면서 저유공간으로 신속하게 회수될 수 있다.

아울러, 제2 공간(S2)의 냉매가 냉매 토출관(16)을 통해 토출되기 전에 유분리통(911)을 거치면서 2차 유분리되고, 이 분리된 오일은 오일회수관(921)과 오일펌프(922)에 의해 강제로 회수될 수 있다. 이를 통해 저유공간에서의 오일량 부족이 발생되는 것을 미연에 방지하여, 압축기의 마찰손실이나 마모를 억제할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기에서 오일분리부에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 오일분리부가 밀폐된 유분리 공간을 갖는 유분리통으로 이루어지는 것이나, 본 실시예는 도 7과 같이 오일분리부가 원판 모양으로 된 유분리판(913)으로 형성되어 제2 공간(S2)을 양분하도록 설치되는 것이다.

이 경우, 유분리판(913)은 그 유분리판을 중심으로 제2 공간(S2)의 상하 양측을 연통시키는 다수 개의 통공(913a)이 형성되고, 통공 중에서 일부 통공의 저면에 오일회수관(921)의 일단이 연통되도록 연결될 수 있다.

유분리판(913)은 단순 원판 모양으로 형성될 수 있으나, 분리된 오일이 오일회수관(921)으로 원활하게 안내되도록 하기 위해서는 오일회수관(921)을 중심으로 유분리판(913)이 오목하게 경사지도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 오일분리부를 포함한 오일 분리 유닛의 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하다. 다만, 본 실시예는 오일분리부가 전술한 실시예에 비해 간소화되어 그만큼 제조 원가를 낮출 수 있다. .

한편, 본 발명에 의한 하부 압축식 스크롤 압축기에서 오일안내부에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 오일안내부가 오일분리부에서 분리된 오일을 회수하기 위해 별도의 오일펌프를 두는 것이었으나, 본 실시예에서는 오일펌프를 배제하고도 오일분리부에서 분리된 오일을 차압에 의해 강제로 회수할 수 있도록 하는 것이다.

예를 들어, 도 8에서와 같이 고정스크롤(32)의 제2 축수부(328)에 오일통공(328a)이 형성되어, 오일회수관(921)의 출구단이 회전축(5)의 외주면과 제2 축수부(328)의 내주면 사이로 연통되도록 할 수 있다. 이로써, 오일회수관(921)은 회전축(5)의 오일공급유로(5a)에 연통될 수 있다.

이 경우, 도 9에서와 같이, 오일회수관(921)의 출구단, 즉 제2 축수부(328)의 내주면에 그 오일회수관(정확하게는, 고정스크롤의 제2 축수부에 구비되는 오일통공(328a))의 내경 또는 회전축(5)의 서브 베어링부(52)에 구비되는 급유공(52a)의 내경보다 크거나, 또는 같은 폭 또는 직경을 가지는 오일챔버(923)가 형성될 수 있다. 이로써, 오일회수관(921)으로 회수되는 오일이 오일챔버(923)에 채워지게 되어, 오일이 더욱 원활하게 오일공급유로(5a)로 유입될 수 있다.

또, 오일회수관(921)이 전술한 실시예와 같이 구동모터(2)의 고정자 철심(212), 메인 프레임(31)의 제1 측벽부(314), 고정스크롤(32)의 제2 측벽부(324), 및 토출커버(34)를 통과할 수도 있지만, 경우에 따라서는 도 10에서와 같이 고정스크롤(32)에 제2 축수부(328)의 내주면을 향하는 오일회수유로(921a)를 형성하여 연통시킬 수도 있다.

이 경우, 오일회수관(921)은 메인 프레임(31)과 고정스크롤(32)에 형성되는 제3 유로(P3)의 일부에서 고정스크롤(32)의 제2 축수부(328)에 연결할 수도 있지만, 도 10에서와 같이 메인 프레임(31)과 고정스크롤(32)에 오일회수유로(921a)를 제3 유로(P3)와는 별도로 형성할 수도 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 오일 회수 유닛은, 그 기본적인 구성 및 작용효과가 전술한 실시예와 유사하다. 다만, 본 실시예는 오일펌프를 배제하고 오일회수관(921)의 출구를 유분리통(911)의 내부보다 압력이 낮은 회전축(5)의 외주면과 제2 축수부(328)의 내주면 사이에 연통시킴에 따라, 유분리통의 오일이 압력차에 의해 회전축의 오일공급유로로 신속하게 이동할 수 있게 된다.

즉, 유분리통(911)의 내부공간(S4)은 토출압 또는 이와 유사한 정도의 압력을 가지는 반면, 회전축(5)의 오일공급유로(5a)와 연통되는 배압실(V1)의 압력은 중간압을 형성하게 된다. 따라서, 오일회수관(921)에 의해 유분리통(911)의 내부공간(S4)과 오일공급유로(5a)가 연통되면 그 유분리통(911)의 내부와 배압실(V1)의 내부 간 압력 차이에 따라 유분리통(911)의 오일은 오일회수관(921)과 오일공급유로(5a)를 거쳐 배압실(V1)로 이동하게 된다. 이 배압실(V1)로 이동한 오일은 다시 올담링(35)을 넘어 고정스크롤(32)과 선회스크롤(33) 사이의 습동면을 윤활하면서 압축실(V)로 유입되어 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이러한 오일회수관(921)의 출구단은 오일공급유로(5a) 외에 차입을 발생시킬 수 있는 위치에 연통시키면 족하다. 이로써, 본 실시예에서는 오일펌프를 배제하고 차압을 이용하여 오일을 회수함에 따라 오일펌프에 대한 제조 원가를 낮출 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 오일안내부에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 오일회수관이 구동모터, 메인 프레임, 고정스크롤, 및 토출커버를 통과하여 오일펌프 또는 오일공급유로에 연통되는 것이었으나, 본 실시예는 도 11과 같이 제1 오일회수관(921A)이 제2 통로(P2)의 입구, 즉 고정자(21)의 외주면에 구비된 절개면(212a) 중 하나에 연결되고, 제2 오일회수관(924B)이 제3 통로(P3)의 출구, 즉 고정스크롤(32)의 제2 연통홈(324b) 하단에 연결될 수 있다. 이 경우에도 기본적인 구성과 그에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예는 오일회수관이 구동모터 등을 관통하지 않으므로 조립이 용이하고 제조비용을 절감할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 하부 압축식 스크롤 압축기를 예로 들어 살펴보았으나, 경우에 따라서는 로터리 압축기와 같이 케이싱의 하부에 압축부를 가지는 압축기에는 공통적으로 적용될 수 있다.

Claims (15)

1. 내부의 하부공간에 오일이 담겨지는 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에 상부공간이 형성되도록 상기 케이싱의 상단에서 일정 간격만큼 이격되어 구비되는 구동모터;
   상기 구동모터의 회전자에 결합되며, 상기 케이싱에 담긴 오일을 상측으로 안내하도록 오일공급유로가 구비되는 회전축;
   상기 구동모터의 하측에 구비되는 프레임;
   상기 프레임의 하측에 구비되며, 고정랩이 구비되는 고정스크롤;
   상기 프레임과 고정스크롤 사이에 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 구비되고, 상기 회전축이 관통하여 결합되도록 회전축 결합부가 구비되는 선회스크롤; 및
   상기 케이싱의 상부공간에 구비되어 냉매로부터 오일을 분리하는 오일분리부와, 상기 오일분리부에서 분리된 오일이 상기 케이싱의 하부공간으로 안내하는 오일안내부로 된 오일 회수 유닛;을 포함하는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일분리부는,
   소정의 유분리 공간을 가지며 상기 오일안내부의 일단이 연통되는 유분리통; 및
   상기 유분리통의 일측에 구비되어 그 유분리 공간을 상기 상부공간과 연통시키는 연통관;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연통관은 그 단부에서의 길이방향 중심선이 상기 회전축의 축방향에 대해 소정의 각도만큼 엇갈리게 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 유분리통에는 상기 케이싱을 관통하는 냉매 토출관의 일단이 연통되고,
   상기 냉매 토출관의 길이방향 중심선과 상기 연통관의 길이방향 중심선은 소정의 각도만큼 엇갈리게 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 오일안내부는,
   상기 유분리통에 일단이 연결되는 오일회수관; 및
   상기 오일회수관의 타단이 연결되는 흡입구를 가지며 상기 유분리통에서 분리된 오일을 펌핑하는 오일펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 오일안내부는 상기 유분리통에 일단이 연결되는 오일회수관으로 이루어지고,
   상기 오일회수관의 타단은 상기 유분리통의 내부압력보다 낮은 압력을 가지는 부위에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 회전축에는 상기 케이싱에 담긴 오일을 안내하는 오일공급유로가 형성되고, 상기 고정스크롤에는 상기 회전축을 지지하는 축수부가 형성되며,
   상기 회전축에는 상기 오일공급유로를 통해 흡상되는 오일을 상기 축수부와의 베어링면으로 안내하는 급유구멍이 형성되고,
   상기 축수부에는 상기 오일회수관의 타단이 연통되도록 오일통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 회전축의 외주면 또는 이에 대응하는 상기 축수부의 내주면에는 상기 오일통공과 연통되는 오일챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 오일분리부는,
   상기 케이싱의 상부공간에 구비되어 그 상부공간을 축방향으로 양분하는 유분리판으로 이루어지며,
   상기 유분리판에는 그 유분리판의 상하 양측을 연통시키는 다수 개의 통공이 형성되고, 상기 통공중에서 일부 통공이 상기 오일안내부에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터는,
    상기 케이싱의 내주면에 고정되는 고정자와, 상기 고정자의 내부에 제1 유로를 이루는 간극을 두고 회전 가능하게 구비되는 회전자로 이루어지며,
    상기 고정자의 외주면에는 상기 케이싱의 내주면과의 사이에 제2 유로를 이루는 공간이 형성되도록 복수 개의 절단면이 원주방향을 따라 형성되고,
    상기 구동모터와 상기 프레임의 사이에는 상기 제1 유로와 제2 유로가 분리되도록 유로 분리부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 내부공간을 가지며, 그 내부공간이 오일이 채워진 저유공간과 그 저유공간을 제외한 부분에는 냉매와 오일이 혼합된 상태로 채워진 혼합 공간으로 구분되는 케이싱;
    상기 케이싱의 혼합 공간에 구비되는 고정자, 상기 고정자의 내부에서 제1 유로를 이루는 간극을 두고 회전 가능하게 구비되는 회전자를 가지는 전동부;
    상기 전동부의 일측에 구비되어 상기 전동부에서 전달되는 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축부;
    상기 전동부와 압축부 사이를 연결하여, 상기 전동부의 구동력을 상기 압축부로 전달하는 회전축;
    상기 혼합 공간에서 냉매로부터 오일을 분리하는 오일분리부; 및
    일단은 상기 오일분리부에 연결되고 타단은 상기 저유공간으로 연통되어 상기 오일분리부에서 분리된 오일을 상기 저유공간으로 안내하는 오일안내부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 오일분리부는 밀폐된 유분리 공간을 가지며, 상기 케이싱을 관통하는 냉매 토출관이 연통되는 용기로 이루어지고,
    상기 용기에는 상기 혼합 공간과 유분리 공간을 연통시키는 유입구가 형성되며, 상기 유입구는 그 중심선이 상기 제1 유로의 형성방향 중심선과 엇갈리도록 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 제11항에 있어서,
    상기 오일안내부의 타단은 상기 회전축의 오일공급유로로 오일을 펌핑하는 오일펌프의 흡입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
14. 제11항에 있어서,
    상기 오일안내부의 타단은 그 오일안내부의 양단 간 압력차에 의해 오일이 오일공급유로 방향으로 안내되도록 상기 회전축의 오일공급유로에 연결되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 제11항에 있어서,
    상기 전동부와 상기 압축부 사이에는 냉매 유로와 오일 유로를 분리하는 유로 분리부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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