KR20200020203A - 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예로 센터 하우징; 냉각 유체와 오일이 혼합된 혼합 유체가 토출되는 토출 챔버를 형성하는 리어 하우징; 상기 센터 하우징 내에 고정되며, 고정랩이 형성된 고정 스크롤; 상기 고정랩과 맞물리는 선회랩이 형성된 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤 방향으로 밀착되도록 압력을 가하는 배압실; 상기 토출 챔버 내에 위치하며, 토출된 냉각 유체로부터 오일을 분리하는 오일 분리기; 및 상기 오일 분리기에 의해 분리된 오일을 상기 배압실 내로 리턴시키는 오일 리턴 유로;를 포함하고, 상기 리어 하우징의 외주면 또는 상기 리어 하우징과 마주보는 센터 하우징의 외주면에는 원형의 제1 홈이 형성되며, 오일 분리기에 의해 분리된 오일이 상기 제1 홈을 따라 유동하면서 감압되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기를 제공함으로써, 오일 리턴 유로 내에 추가적인 감압 수단을 설치하지 않고도 토출 챔버로 토출된 오일을 배압실 내로 리턴시킬 수 있다.

Description

오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기{Scroll compressor with oil recovery means}

본 발명은 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 토출 챔버에서 분리된 오일이 리턴될 수 있는 오일 리턴 유로 및 스크롤 압축기의 하우징 실링면을 따라 원형의 홈이 형성되어, 추가적인 오일이송부재 없이 오일을 감압시킬 수 있는 오일 감압 구조를 구비한 스크롤 압축기에 관한 것이다.

자동차 내에는 차 실내의 온도, 공기 청정도, 차량 윈도우의 안개나 서리를 제거 등을 위한 공조 장치가 설치되며, 이와 같은 공조 장치는 일반적으로 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함한다.

압축기는 크게 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축시키는 왕복식 압축기와 회전운동에 의해 냉매를 압축시키는 회전식 압축기로 나뉘어지며, 왕복식 압축기는 다시 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식 압축기, 사판이 설치된 회전축을 사용하는 사판식 압축기 등으로 나뉘며, 회전식 압축기는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식 압축기, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식 압축기 등으로 나뉘어진다.

여러 압축기 중에서도 스크롤 압축기는 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지는 바, 다른 압축기와 비교하였을 때 작동 과정에서 발생되는 진동 및 소음이 적고, 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있다는 장점이 있어 공조장치의 냉매 압축기로 널리 사용된다.

스크롤 압축기는 일반적으로 고정랩이 형성된 고정 스크롤 및 상기 고정랩과 맞물리는 선회랩이 형성된 선회 스크롤을 포함하며, 상기 선회 스크롤은 전동 모터의 회전축과 결합되어 전동 모터에서 발생되는 구동력에 의해 상기 고정 스크롤 상을 선회운동 하게 되고, 이로 인해 고정 스크롤의 고정랩과 선회 스크롤의 선회랩 사이에 형성되는 압축실의 부피가 연속적으로 변하면서 압축실 내로 유입된 냉매가 압축되게 된다.

스크롤 압축기는 상기와 같은 구조로 인해 냉매 압축 과정에서 선회 스크롤과 고정 스크롤 사이의 마찰이 발생할 수 밖에 없으므로, 스크롤 압축기의 수명을 향상시키기 위해서는 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이의 윤활이 매우 중요하다.

종래에는 냉매와 오일이 혼합된 혼합 유체를 압축실 내로 투입시켜 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이를 윤활하는 방식을 주로 사용하였는데, 상기 방식에 의하면 압축실 내에 오일을 공급하기 위한 구조를 단순화할 수 있다는 장점은 있으나, 냉매와 함께 오일도 일부 토출되어 압축실 내의 오일양 이 감소하게 된다는 문제가 있었다.

상기 문제를 해결하기 위해 토출 챔버에 오일분리기를 설치하여 혼합 유체로부터 오일을 포집하고, 포집된 오일을 다시 압축기 내부로 리턴시키는 구조가 제안된 바 있으나, 압축기 내에 오일을 리턴시키기 위해서는 오일을 감압시키기 위한 감압 수단이 오일 리턴 유로 내에 설치되어야만 하고, 오일 리턴 유로 내에 감압 수단을 설치하기 위해서는 오일 리턴 유로의 길이를 길게 형성할 수 밖에 없으므로, 오일 리턴 유로를 길게 형성하기 위한 별도의 오일 이송 부재가 필수적이라는 문제점이 있었다.

즉, 오일 이송 부재 등의 부가적인 요소가 추가되면 스크롤 압축기의 양산성이 떨어지고, 스크롤 압축기 하우징 내의 구조가 복잡해진다는 문제가 있으므로, 오일 리턴 유로의 길이를 길게 형성하지 않으면서도 오일 분리기에 의해 분리된 오일을 감압시킬 수 있는 새로운 오일 리턴 구조가 요구되는 실정이다.

한국공개특허공보(공개번호 : 10-2016-0138750) “오일회수 수단을 구비한 압축기”

본 발명은 스크롤 압축기의 하우징 실링면을 따라 원형의 홈을 형성하고, 오일 분리기에서 분리된 오일이 상기 홈을 따라 유동하도록 함으로써, 오일 리턴 유로 내에 추가적인 감압 수단을 설치하지 않고도 오일을 감압시킬 수 있는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 실시예로 센터 하우징; 냉각 유체와 오일이 혼합된 혼합 유체가 토출되는 토출 챔버를 형성하는 리어 하우징; 상기 센터 하우징 내에 고정되며, 고정랩이 형성된 고정 스크롤; 상기 고정랩과 맞물리는 선회랩이 형성된 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤 방향으로 밀착되도록 압력을 가하는 배압실; 상기 토출 챔버 내에 위치하며, 토출된 냉각 유체로부터 오일을 분리하는 오일 분리기; 및 상기 오일 분리기에 의해 분리된 오일을 상기 배압실 내로 리턴시키는 오일 리턴 유로;를 포함하고, 상기 리어 하우징의 외주면 또는 상기 리어 하우징과 마주보는 센터 하우징의 외주면에는 원형의 제1 홈이 형성되며, 오일 분리기에 의해 분리된 오일이 상기 제1 홈을 따라 유동하면서 감압되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기를 제공한다.

여기서, 상기 오일 리턴 유로는 상기 센터 하우징 내부를 연통하도록 형성되며, 특히 상기 제1 홈과 상기 배압실 사이를 연통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토출 챔버의 하단부에는 상기 오일 분리기에 의해 분리된 오일이 포집되는 포집 공간이 형성될 수 있다.

상기 포집 공간은 오일 분리기에서 분리된 오일이 포집되는 제1 공간부; 상기 제1 공간부와 인접하여 형성되며, 오일이 포집되는 제2 공간부; 상기 제1 공간부와 제2 공간부를 연통하는 연통홀; 및 상기 제2 공간부와 상기 제1 홈을 연통하는 배출홀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 제1 공간부에 포집된 오일에 포함된 이물질은 중력에 의해 제1 공간부의 하단부에 적재되고, 이물질이 분리된 오일은 상기 연통홀을 통해 제2 공간부로 이동한 후, 상기 배출홀을 통해 제1 홈으로 유입되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 연통홀 내부에는 오일 필터가 배치될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기의 상기 리어 하우징과 상기 센터 하우징 사이에는 제1 가스켓이 배치될 수 있다.

이 때, 상기 제1 가스켓에는 적어도 하나 이상의 홀이 형성되며, 상기 홀을 통해 상기 리어 하우징의 제1 홈 내부를 유동하는 오일이 센터 하우징 방향으로 유동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센터 하우징의 외주면에는 원형의 제2 홈이 형성될 수 있고, 상기 배압실 내부의 오일은 상기 제2 홈을 따라 유동하면서 감압되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기는 오일 리턴 유로 내에 감압 수단을 설치하지 않고도, 스크롤 압축기의 하우징 실링면에 원형의 홈을 형성함으로써 분리된 오일을 감압시킬 수 있으므로, 스크롤 압축기의 하우징 내부 구조를 단순화시킬 수 있고, 결과적으로 스크롤 압축기의 양산성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기는 토출 챔버에 격벽 구조를 형성하여, 별도의 오일 필터를 설치하지 않고도 오일 분리기에 의해 분리된 오일에 포함되어 있는 이물질을 따로 분리해낼 수 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기의 오일 회수 수단을 나타내는 단면도이다.
도 2는 오일 감압을 위해 오일 리턴 유로 내에 감압 수단이 설치된 종래의 스크롤 압축기의 오일 리턴 유로를 도시한 확대단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기의 토출 챔버 내부 포집 공간에서 오일이 유동하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 홈을 따라 유동하며 감압된 오일이 오일 리턴 유로를 따라 배압실로 유입되는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 오일 리턴 유로를 따라 센터 하우징까지 유동한 오일이 제2 홈을 따라 유동하면서 이차적으로 감압된 후, 흡입실로 토출되는 과정을 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치한다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 출원에서, “포함하다.” 또는 “가지다.” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 설명에 앞서 도 1과 도 2를 참조하여 종래 스크롤 압축기의 오일 회수 수단에 대하여 간략하게 살펴 본다.

스크롤 압축기(10)는 고정랩(21)이 형성된 고정 스크롤(20) 및 상기 고정랩(21)과 맞물리는 선회랩(31)이 형성된 선회 스크롤(30)을 포함하고, 상기 선회 스크롤(30)은 전동 모터의 회전축(32)에 결합되어 전동 모터의 구동력에 의해 고정 스크롤(20) 상을 선회 운동하게 된다.

선회 스크롤(30)이 선회 운동함에 따라 고정 스크롤(20)의 고정랩(21)과 선회 스크롤(30)의 선회랩(31)에 의해 형성되는 압축실(40)의 부피가 변화하게 되고, 이에 따라 압축실(40) 내에 유입된 냉매가 압축될 수 있다.

다만, 스크롤 압축기(10)가 상기와 같이 고정 스크롤(20)과 선회 스크롤(30)의 기계적 접촉을 이용하여 냉매를 압축하다 보니 선회 스크롤(30) 내지 고정 스크롤(20)의 일부 영역에 파손이 발생하여 냉매 내지 오일이 누설되는 등의 문제가 발생할 가능성이 높으므로, 스크롤 압축기(10)에서는 선회 스크롤(30)을 구동시키는 구동부 내지 선회 스크롤(30)과 고정 스크롤(20) 사이의 윤활이 굉장히 중요하다.

스크롤 압축기(10)에서는 오일이 혼합된 냉매를 사용하는 것이 스크롤 압축기(10) 내부를 윤활하는 일반적인 방식인데, 상기 방식에 의하면 냉매가 토출될 때 오일도 함께 토출되게되어 압축실(40) 내의 오일의 양이 점차 줄어들게 된다는 문제가 있었고,

이에 따라 압축실(40) 내의 오일의 양을 유지하기 위해 도 1과 같이 토출 챔버(50)로 토출된 오일을 압축실 내로 리턴시키는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기가 제안된 바 있다.

도 1과 같은 스크롤 압축기(10)는 토출 챔버(50)에 오일 분리기(51)가 설치되고, 토출 챔버(50)와 연통된 오일 리턴 유로(60)를 통해 오일 분리기(51)에 의해 분리된 오일을 배압실로 리턴시킬 수 있는 오일 회수 수단을 구비하고 있으며, 토출 챔버(50)에서 분리된 오일을 배압실로 리턴시키기 위해서는 오일의 감압이 필수적이기 때문에 오일 리턴 유로(60) 내에 도 2와 같은 감압 수단(61)을 구비하고 있는 것이 특징이다.

다만, 오일 리턴 유로(60) 내에 감압 수단(61)을 설치하기 위해서는 오일 리턴 유로(60)의 길이를 길게 형성할 수밖에 없으므로, 상기와 같은 스크롤 압축기(10)에서는 오일 리턴 유로(60)를 길게 형성하기 위한 별도의 오일 이송 부재가 필수적이라는 문제가 있었고, 또한 오일 이송 부재, 별도의 감압 수단 등이 추가되면 스크롤 압축기 내부 구조가 복잡해져 양산성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 발명은 오일 리턴 유로 내에 별도의 감압 장치를 배치하지 않고도 오일을 회수할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하여 종래의 문제점을 해결하고자 하며, 이하에서는 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기에 대해서 구체적으로 살펴보겠다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기의 분해도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기의 단면도이다. 이 때, 도 3의 경우 설명의 편의를 위해 일부 구성 요소를 절단하였으나, 실제 구성 요소가 절단된 형태로 존재하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기는 센터 하우징(100); 냉각 유체와 오일이 혼합된 혼합 유체가 토출되는 토출 챔버(120)를 형성하는 리어 하우징(110); 상기 센터 하우징(100) 내에 고정되며, 고정랩(210)이 형성된 고정 스크롤(200); 상기 고정랩(210)과 맞물리는 선회랩(310)이 형성된 선회 스크롤(300); 상기 선회 스크롤(300)이 상기 고정 스크롤(200) 방향으로 밀착되도록 압력을 가하는 배압실(500); 상기 토출 챔버(120) 내에 위치하며, 토출된 냉각 유체로부터 오일을 분리하는 오일 분리기(130); 및 상기 오일 분리기(130)에 의해 분리된 오일을 상기 배압실(500) 내로 리턴시키는 오일 리턴 유로(700);를 포함하며, 상기 리어 하우징(110)의 외주면 또는 상기 리어 하우징(110)과 마주보는 센터 하우징(100)의 외주면에는 원형의 제1 홈(600)이 형성되며, 오일 분리기(130)에 의해 분리된 오일은 상기 제1 홈(600)을 따라 유동하면서 감압될 수 있는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 센터 하우징(100)은 원통 형태로 형성되며, 고정 스크롤(200)과 선회 스크롤(300)을 내부에 고정시키는 고정 하우징(101)과 냉매와 오일이 혼합된 혼합 유체가 스크롤 압축기 내부로 유입될 때 일시적으로 머물 수 있는 흡입 공간을 형성하는 프론트 하우징(102)으로 구성된다.

이 때, 프론트 하우징(102) 내부 즉, 흡입 공간 내에는 선회 스크롤을 회전시키기 위한 고정자, 진동자로 구성된 전동 모터, 회전축, 베어링 등과 같은 구동 수단이 배치되나, 본 발명은 토출된 오일을 회수하는 오일 회수 수단에 중점을 둔 발명이므로 선회 스크롤을 구동시키는 구동 수단에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 센터 하우징(100) 내부의 고정 스크롤(200)에는 고정랩(210)이 형성되고, 상기 고정 스크롤(200) 상을 선회 운동하는 선회 스크롤(300)에는 선회랩(310)이 형성되며, 상기 선회 스크롤(300)의 선회랩(310)과 고정 스크롤(200)의 고정랩(210)이 맞물림에 따라 압축실(400)이 형성되고, 압축실(400)에서 압축된 혼합 유체(냉매와 오일)는 고정 스크롤(200)에 형성된 토출구를 통해 센터 하우징(100)과 결합된 리어 하우징(110) 방향으로 토출되게 된다.

또한, 도 3과 같이 선회 스크롤(300)과 센터 하우징(100)에 의해 닫힌 공간이 형성될 수 있는데, 상기 선회 스크롤(300)과 센터 하우징(100)에 의해 형성되는 닫힌 공간을 배압실(500)이라고 지칭하며, 상기 배압실(500)은 냉매 압축 과정에서 선회 스크롤(300)과 고정 스크롤(200) 사이가 벌어져 혼합 유체가 누설되는 것을 방지하기 위해 선회 스크롤(300)을 고정 스크롤(200) 방향으로 밀착시키는 역할을 하며, 상기 배압실(500)에는 배압실(500)과 압축실(400)을 연통하는 배압 입력홀(510)이 형성되어 배압실(500) 내의 혼합 유체(냉각 유체 및 오일)가 압축실(400) 방향으로 유동할 수 있다.

아울러, 상기 배압실(500)은 오일 리턴 유로(700)와 연통되어 있어, 오일 리턴 유로(700)를 통해 압축실(400)로부터 토출된 오일이 리턴될 수 있는데 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

다음으로, 상기 리어 하우징(110) 내부에는 압축실(400)로부터 토출된 혼합 유체가 유입되는 토출 챔버(120)가 형성되며, 상기 토출 챔버(120)에는 토출 포트가 배치되어 토출 챔버(120)로 유입된 혼합 유체가 스크롤 압축기(10) 외부로 배출될 수 있다.

다만, 스크롤 압축기(10) 외부로 배출되는 혼합 유체에는 오일이 포함될 수 있으므로, 압축실(400) 내의 오일의 양을 균일하게 유지하기 위해 본 발명의 토출 챔버(120) 내에는 오일 분리기(130)가 배치될 수 있다.

상기 오일 분리기(130)는 내부가 비어 있는 관 형태로 형성되며, 일측 단부는 상기 토출 포트와 연통되도록 형성된다. 토출 챔버(120)로 유입된 혼합 유체는 토출 챔버(120) 내부에 배치된 오일 분리기(130)와 지속적으로 부딪히게 되며, 이 과정에서 혼합 유체에 포함된 오일은 분리되어 토출 챔버(120) 내부에 남게 되고, 냉매는 토출 포트를 통해 외부로 배출되게 된다.

혼합 유체과 오일 분리기의 지속적인 충돌에 의해 분리된 오일은 중력에 의해 토출 챔버(120)의 하단부에 형성된 포집 공간(140)에 포집되게 되고, 포집 공간(140)에 포집된 오일은 오일 리턴 유로(700)를 통해 배압실(500)로 리턴된 후, 배압실(500)에서 배압 입력홀(510)을 통해 다시 압축실(400) 내로 유입될 수 있다.

이 때, 오일이 분리되고, 배압실로 리턴되는 과정에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기의 토출 챔버 내부 포집 공간에서 오일이 유동하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 6은 제1 홈을 따라 유동하며 감압된 오일이 오일 리턴 유로를 따라 배압실로 유입되는 과정을 도시한 도면이며, 도 7은 오일 리턴 유로를 따라 센터 하우징까지 유동한 오일이 제2 홈을 따라 유동하면서 이차적으로 감압된 후, 흡입실로 토출되는 과정을 도시한 도면이다.

먼저, 오일 분리기(130)에서 분리된 오일이 포집되는 포집 공간(140)에 대해 살펴보면, 상기 포집 공간(140)은 토출 챔버(120)의 하단부에 위치하며, 오일 분리기(130)에서 분리된 오일이 중력에 의해 일차적으로 포집되는 제1 공간부(141), 상기 제1 공간부(141)와 인접하여 형성되며, 상기 제1 공간부(141)와는 구분되는 제2 공간부(142)를 포함하며, 상기 제1 공간부(141)와 제2 공간부(142) 사이에는 상기 두 공간을 연통하는 미세공에 가까운 연통홀(143)이 형성되어 제1 공간부(141)에 포집된 오일이 제2 공간부(142)로 이동될 수 있다.

구체적으로, 도 5 (a)와 같이 오일 분리기(130)에서 분리된 오일이 일차적으로 제1 공간부(141)에 포집된 후, 미세한 크기의 연통홀(143)을 통해 제2 공간부(142)로 유동하는 과정에서 오일에 포함되어 있던 이물질이 제거되게 되며, 제거된 이물질은 제1 공간부(141)의 하단에 적재되게 된다.

여기서, 본 발명의 포집 공간은 미세공과 같은 연통홀(143)을 통해 별도의 오일 필터 없이도 분리된 오일로부터 이물질을 제거해낼 수도 있지만, 실시예에 따라 상기 연통홀 내에 오일 필터(미도시)를 배치하여 보다 효과적으로 이물질을 제거할 수도 있다.

리어 하우징(110)의 외주면에는 원형('O' 형상)의 제1 홈(600)이 형성되고, 상기 제2 공간부(142)의 하단부에는 제2 공간부(142)와 상기 제1 홈(600)을 연통하는 배출홀(144)이 형성되어, 도 5 및 도 6과 같이 제2 공간부(142)로 유입된 이물질이 제거된 오일이 다시 제1 홈(600)으로 유동하게 된다.

원형의 제1 홈(600)은 본 발명의 스크롤 압축기(10)에서 핵심적인 구성 요소로 오일 리턴 유로(700)와 연통되어 있어, 제1 홈(600)의 내부를 유동하는 오일은 오일 리턴 유로(600)를 통해 배압실(500)로 리턴될 수 있다.

여기서, 상기 제1 홈(600)의 폭과 깊이는 스크롤 압축기의 사용 목적, 제조 환경에 따라 달리할 수 있음은 당연하다.

토출 챔버(120)에서 분리된 오일이 배압실(500)로 리턴되기 위해서는 오일의 감압이 필수적인데, 본 발명의 스크롤 압축기는 원형의 제1 홈(600)을 형성하고, 오일 분리기(130)에서 분리된 오일이 상기 제1 홈(600)을 따라 유동하도록 구조를 형성함으로써, 종래의 스크롤 압축기(도 1 내지 도 2에 도시된 스크롤 압축기)와 달리 오일 리턴 유로 내에 추가적인 감압 수단을 배치하지 않고도 오일을 감압시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 스크롤 압축기는 오일 이송 부재 내지 감압 수단 없이도 리어 하우징(110) 외주면에 형성된 제1 홈(600)을 통해 오일을 감압시켜 배압실(500)로 리턴시킬 수 있으므로, 스크롤 압축기(10) 내부 구조를 단순화시킬 수 있고, 결과적으로 스크롤 압축기(10)의 양산성을 높일 수 있다.

다음으로, 오일 리턴 유로(700)에 대해 구체적으로 살펴보면, 상기 오일 리턴 유로(700)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 센터 하우징(100) 내부를 연통하도록 형성되며, 특히 상기 제1 홈(600)과 배압실(500) 사이를 연통하도록 형성되어, 도 6과 같이 제1 홈(600)을 따라 유동하면서 감압된 오일이 배압실(500) 방향으로 리턴되게 된다.

또한, 배압실(500)로 리턴된 오일은 앞서 설명한 바와 같이 배압실(500)에 형성된 배압 입력홀(510)을 통해 압축실(400) 내로 유입되어 선회 스크롤(300)과 고정 스크롤(200) 사이를 윤활할 수 있다.

이 때, 상기 리어 하우징(110)과 센터 하우징(100)을 구성하는 고정 하우징(100) 사이 및 상기 고정 하우징(101)과 프론트 하우징(102) 사이에는 혼합 유체가 스크롤 압축기(10) 내부 공간으로 누설되는 것을 방지하기 위해 제1 가스켓(800)이 배치될 수 있는데, 상기 제1 가스켓(800)에는 적어도 하나 이상의 홀(810)이 형성되며, 상기 홀(810)이 형성됨에 따라 가스켓(800)의 배치와 관계 없이 리어 하우징(110)에 형성된 제1 홈(600) 내부를 유동하는 오일이 오일 리턴 유로(700)를 따라 센터 하우징(100) 방향(구체적으로는, 배압실 방향)으로 유동할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 스크롤 압축기(10)는 도 3과 같이 센터 하우징(100), 보다 구체적으로는 고정 하우징(101)의 외주면에도 원형의 제2 홈(610)을 형성할 수 있는데, 제2 홈(610)은 상기 제1 홈(600)에서 1차적으로 감압되어 배압실(500) 내로 리턴된 오일을 2차적으로 감압시켜 흡입 챔버로 토출시키는 역할을 한다.

오일 리턴 유로(700)를 통해 배압실(500)로 리턴된 오일이 제1 홈(600)에 의해 충분히 감압되지 않은 경우에는 배압실(500)까지 리턴될 수 있음은 별론, 배압실(500)에서 흡입 챔버까지 토출될 수는 없는데, 이 경우 본 발명의 스크롤 압축기(10)는 프론트 하우징(102)과 마주보는 센터 하우징(100)의 외주면에 형성된 상기 제2 홈(610)을 통해 배압실(500) 내로 리턴된 오일을 추가적으로 감압시켜 오일 분리기(130)에 의해 분리된 오일이 최종적으로 흡입 챔버까지 토출될 수 있도록 한다.

구체적으로, 도 7 (a)와 같이 오일 리턴 유로(700) 내의 오일이 배압실 연통 유로(710)를 따라 배압실(500) 방향으로 리턴되게 되는데, 배압실(500)에는 도 4와 같이 상기 배압실(500)과 센터 하우징(100) 외주면에 형성된 제2 홈(610)을 연통하는 오일 토출 유로(720)가 형성되어, 배압실(500) 내의 오일이 상기 오일 토출 유로(720)를 통해 제2 홈(610)으로 유입될 수 있다.

제2 홈(610) 내로 유입된 오일은 제2 홈(610)을 따라 돌면서 흡입 챔버로 토출될 수 있을정도로 충분히 감압되어, 도 7(b)와 같이 제2 홈(610)의 끝단에서 흡입 챔버로 토출된다.

또한, 상기 센터 하우징(100)과 프론트 하우징(102) 사이에는 오일이 제2 홈(610) 내를 유동하는 과정에서 누설되는 것을 방지하기 위해 제2 가스켓(820)이 배치될 수 있고, 상기 제2 가스켓(820)의 제2 홈(610)의 끝단과 대응되는 위치에는 홀(830)이 형성되어, 제2 가스켓(820)이 추가적으로 배치되더라도 오일이 제2 홈(610)의 끝단에서 흡입 챔버로 토출되는데 영향을 주지 않게 된다.

정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기는 토출 챔버에 형성된 포집 공간, 리어 하우징의 외주면에 형성된 원형의 제1 홈, 센터 하우징의 외주면에 형성된 원형의 제2 홈 및 배압실과 연통하도록 형성된 오일 리턴 유로를 구비함에 따라, 종래의 스크롤 압축기처럼 오일 리턴 유로 내에 별도의 감압 수단을 설치하지 않고도 단순한 구조만으로도 압축실로부터 토출된 오일을 분리하여 배압실로 리턴시킬 수 있고, 배압실 내로 리턴된 오일은 배압 입력홀을 통해 압축실로 공급될 수 있으므로, 압축실 내의 오일 총 양을 유지할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 스크롤 압축기
100 : 센터 하우징
101 : 고정 하우징
102 : 프론트 하우징
110 : 리어 하우징
120 : 토출 챔버
130 : 오일 분리기
140 : 포집 공간
141 : 제1 공간부
142 : 제2 공간부
143 : 연통홀
144 : 배출홀
200 : 고정 스크롤
210 : 고정랩
300 : 선회 스크롤
310 : 선회랩
400 : 압축실
500 : 배압실
510 : 배압 입력홀
600 : 제1 홈
610 : 제2 홈
700 : 오일 리턴 유로
710 : 배압실 연통 유로
720 : 오일 토출 유로
800 : 제1 가스켓
810, 830 : 홀
820 : 제2 가스켓

Claims (10)

1. 센터 하우징;
   냉각 유체와 오일이 혼합된 혼합 유체가 토출되는 토출 챔버를 형성하는 리어 하우징;
   상기 센터 하우징 내에 고정되며, 고정랩이 형성된 고정 스크롤;
   상기 고정랩과 맞물리는 선회랩이 형성된 선회 스크롤;
   상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤 방향으로 밀착되도록 압력을 가하는 배압실;
   상기 토출 챔버 내에 위치하며, 토출된 냉각 유체로부터 오일을 분리하는 오일 분리기; 및
   상기 오일 분리기에 의해 분리된 오일을 상기 배압실 내로 리턴시키는 오일 리턴 유로;를 포함하고,
   상기 리어 하우징의 외주면 또는 상기 리어 하우징과 마주보는 센터 하우징의 외주면에는 원형의 제1 홈이 형성되며, 오일 분리기에 의해 분리된 오일이 상기 제1 홈을 따라 유동하면서 감압되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일 리턴 유로는,
   상기 센터 하우징 내부를 연통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 오일 리턴 유로는,
   상기 제1 홈과 상기 배압실 사이를 연통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 토출 챔버의 하단부에는 상기 오일 분리기에 의해 분리된 오일이 포집되는 포집 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 포집 공간은,
   오일 분리기에서 분리된 오일이 포집되는 제1 공간부;
   상기 제1 공간부와 인접하여 형성되며, 오일이 포집되는 제2 공간부;
   상기 제1 공간부와 제2 공간부를 연통하는 연통홀; 및
   상기 제2 공간부와 상기 제1 홈을 연통하는 배출홀;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
6. 제5에 있어서,
   상기 제1 공간부에 포집된 오일에 포함된 이물질은 중력에 의해 제1 공간부의 하단부에 적재되고,
   이물질이 분리된 오일은 상기 연통홀을 통해 제2 공간부로 이동한 후, 상기 배출홀을 통해 제1 홈으로 유입되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 연통홀 내부에는 오일 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 리어 하우징과 상기 센터 하우징 사이에는 제1 가스켓이 배치되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 가스켓에는 적어도 하나 이상의 홀이 형성되며,
   상기 홀을 통해 상기 리어 하우징의 제1 홈 내부를 유동하는 오일이 센터 하우징 방향으로 유동할 수 있는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 센터 하우징의 외주면에는 원형의 제2 홈이 형성되며,
    상기 배압실 내부의 오일은 상기 제2 홈을 따라 유동하면서 감압되는 것을 특징으로 하는 오일 회수 수단이 구비된 스크롤 압축기.

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