KR100223432B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스크롤 압축기의 체크밸브를 개시한다. 개시된 본 발명은, 본체의 내부 상측에 설치되어 그 내부를 흡입실과 토출실로 구획하며 중앙에 개구를 갖는 톱 플레이트와, 상기 톱 플레이트의 하측에 고정 설치되며 상기 톱 플레이트의 개구와 관통된 토출구를 갖되 하측에 인벌류트형상의 익이 구비된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤의 하측에 상응 설치되며 상기 고정스크롤에 배치된 익과 상응하는 익이 상측에 구비된 선회스크롤을 갖춘 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출구의 내측에 배치되며 상기 토출구의 어느 일측을 향해 부여되는 압력에 의해 부상되거나 안착되되 원주방향으로 다수개의 삼발이가 일체로 구비된 체크밸브와, 상기 삼발이의 상, 하측에 상응 설치되어 상기 체크밸브의 승강을 도모하는 승강수단으로 구비된 것을 특징으로 함으로써, 스크롤 압축기의 초기기동시에 토출구의 내측에서 체크밸브가 부딪치며 금속성이 유발됨을 방지한다.

Description

스크롤 압축기

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기의 초기기동시에 토출구의 내측에서 체크밸브가 부딪치며 금속성이 유발됨을 방지하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 고효율, 저소음, 소형 및 경량성으로 인해 룸에어콘이나 자동차 에어콘분야의 압축기로 그 유용성이 부각되고 있다. 이러한 스크롤 압축기는 대향되는 한쌍의 스크롤의 회전에 의해 기체가스를 압축할 때 사용하는 것이다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 내부구성을 보인 종단면도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 밀폐된 용기 형상의 본체(10) 상방에는, 그 내, 외측과 연통되어 냉매를 흡입 및 토출하는 흡입관(11)과 토출관(12)이 소정의 거리를 두고 이격 배치된다. 상기 흡입관(11)과 토출관(12)은 미도시한 냉동 사이클의 실내기(또는 증발기)와 실외기(또는 응축기)측과 냉매관에 의해 연통 설치된다.

상기 본체(10)의 내부 상, 하측에는 톱 플레이트(20)와 서브 플레이트(30)가 설치된다.

상기 톱 플레이트(20)는 중앙이 개구되며 그 외주면이 본체(10)의 내주면 상측에 일체로 부착 형성되며 본체(10)의 내부를 흡입실(13)과 토출실(14)로 양분한다.

또, 상기 톱 플레이트(20)의 하측에는 고정스크롤(40)이 고정되며, 그 하방에는 선회스크롤(50)이 회전 가능하게 끼워진다.

상기 고정스크롤(40)은 그 하측면에 인벌류트 형상의 익(41)이 구비되고, 중앙에는 상기 톱 플레이트(20)에 형성된 개구와 관통되는 토출구(42)가 형성된다.

상기 토출구(42)의 상측에는 도 2 와 같이, 방사상으로 삼발이(45)가 형성된 체크밸브(44)가 놓여진다.

한편, 상기 선회스크롤(50)은 상기 고정스크롤(40)과 상응하며 결합되도록 상측에 인벌류트 형상의 익(51)이 구비된다.

또한, 상기 선회스크롤(50)은, 그 하측면 가장자리측이 프레임(60)의 가장자리 상측면과 원주방향에서 지지되되, 선회스크롤(50)의 하측과 프레임(60)의 상측 사이에 배치된 올드햄 링(70)에 의해 그 중심이 고정스크롤(40)의 중심과 일치된 상태만을 유지한채 자전하지 않고 공전만을 반복하며 선회 되도록 설치된다.

한편, 상기 선회스크롤(50)의 하측에는 선회스크롤(50)의 구동원인 모터(80)가 설치된다.

즉, 모터(80)에 전원이 인가되면 로터(82)가 압입된 크랭크 샤프트(63)가 회전되며 그 상단부에 구비된 상기 선회스크롤(50)을 회전시킨다.

이때, 선회스크롤(50)의 하측과 프레임(60)의 상측사이에 배치된 상기 올드햄 링(70)은, 크랭크 샤프트(63)의 회전력에 의해 회전하려는 상기 선회스크롤(50)의 회전력은 저지한 상태에서, 다만 도 3의 a) 내지 d)와 같이, 그 형상만을 유지한채 소폭의 진원을 형성하며 공회전 시킨다.

따라서, 미도시한 실내기(또는 증발기)에서 열교환을 이룬후 상기 흡입관(11)을 통하여 흡입된 저온저압의 기체가스는 도 3 a)의 일점화살표와 같이, 상기 고정스크롤(40)과 상기 선회스크롤(50)에 구비되는 인벌류트 형상의 익(41)(51)에 의해 형성된 유로의 입구를 통해 유입된후, 도 3의 b) 내지 d)와 같이, 상기 선회스크롤(40)이 선회하며 그 밀폐면적을 점차 감소시키는 동안에 상기 압축실(43)에서 고온고압으로 압축된다.

상기와 같이, 고온고압으로 압축된 냉매는 상기 토출구(42)를 통하여 토출됨과 아울러 그 상측에 놓여진 상기 체크밸브(44)를 부상(浮上)시키며 그 외주면에 배치된 삼발이(45)와 삼발이(45) 사이에 형성된 공간을 통하여 토출된다.

그러나, 이와 같은 일반적인 스크롤 압축기에서는 다음과 같은 문제점이 발생된다.

즉, 스크롤 압축기가 구동을 시작하는 초기기동시에는 토출구를 통하여 토출되는 냉매의 압력이 낮아 토출구의 상측에 놓여진 체크밸브의 부상(浮上)상태를 유지할 수 없다.

따라서, 체크밸브가 토출구의 내측에서 부상되었다가 떨어지는 동작을 반복하며 금속성이 유발되어 제품이 추구하는 정음화에 역행할 뿐만 아니라 신뢰성을 저하시키는 요인이 된다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 종래와 같은 스크롤 압축기의 체크밸브가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 스크롤 압축기의 초기기동시에 토출구를 통하여 토출되는 냉매의 압력이 낮아 그 상측에 놓여진 체크밸브를 부상시키지 못하더라도 토출구의 내측에 체크밸브를 부상시키는 탄성부재를 설치하여, 스크롤 압축기의 초기기동시 체크밸브가 토출구의 내측에서 상, 하로 부딪치며 금속성이 유발됨을 방지하는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 스크롤 압축기의 정음화와 그에 따른 신뢰성을 유지하는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 단면도

도 2의 a)는 일반적인 스크롤 압축기에서 서브 플레이트와 서브 베어링을 보인 분해사시도

도 2의 b)는 일반적인 스크롤 압축기에서 토출구를 밀폐하는 체크밸브를 보인 사시도

도 3의 a) 내지 d)는 일반적인 스크롤 압축기의 압축동작을 보인 구성도

도 4는 본 발명에 따른 체크밸브가 설치된 스크롤 압축기의 단면도

도 5는 본 발명에 따른 체크밸브를 보인 분해 사시도

도 6의 a) 내지 c)는 본 발명에 따른 체크밸브의 동작상태를 보인 확대 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ; 스크롤 압축기 본체 11 ; 흡입관

12 ; 토출관 13 ; 흡입실

14 ; 토출실 20 ; 톱 플레이트

30 ; 서브 플레이트 33 ; 서브 베어링

40 ; 고정 스크롤 41, 51 ; 익

42 ; 토출구 43 ; 압축실

44 ; 체크밸브 45 ; 삼발이

50 ; 선회 스크롤 60 ; 프레임

80 ; 모터 90 ; 승강수단

91, 92 ; 제1, 2 지지홈 93, 94 ; 제1, 2 탄성부재

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 본체의 내부 상측에 설치되어 그 내부를 흡입실과 토출실로 구획하며 중앙에 개구를 갖는 톱 플레이트와, 상기 톱 플레이트의 하측에 고정 설치되며 상기 톱 플레이트의 개구와 관통된 토출구를 갖되 하측에 인벌류트형상의 익이 구비된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤의 하측에 상응 설치되며 상기 고정스크롤에 배치된 익과 상응하는 익이 상측에 구비된 선회스크롤을 갖춘 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출구의 내측에 배치되며 상기 토출구의 어느 일측을 향해 부여되는 압력에 의해 부상되거나 안착되되 원주방향으로 다수개의 삼발이가 일체로 구비된 체크밸브와, 상기 삼발이의 상, 하측에 상응 설치되어 상기 체크밸브의 승강을 도모하는 승강수단으로 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기를 제공한다.

이하에서는 이러한 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명이 적용되는 일반적인 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 탄지수단이 설치된 체크밸브를 보인 분해 사시도이며, 도 6은 도 5의 동작상태를 각각 보인 종단면도 로써, 설명의 편의를 위해 종래와 동일한 부분, 부재에 대해서는 동일부재 번호를 부여한다.

부연하면, 본 발명에 따른 체크밸브에 대해서는 종래와 동일하게 도면부호44를 부여하였으며, 승강수단에 대해서는 도면부호 90을 부여하여 설명한다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 본체(10) 상방에는, 그 내, 외측과 연통되어 냉매를 흡입 및 토출하는 흡입관(11)과 토출관(12)이 소정의 거리를 두고 이격 배치된다. 상기 흡입관(11)과 토출관(12)은 미도시한 냉동 사이클의 실내기(또는 증발기)와 실외기(또는 응축기)측과 냉매관에 의해 연통 설치된다.

상기 본체(10)의 내부 상, 하측에는 톱 플레이트(20)와, 서브 베어링(33)이 고정된 서브 플레이트(30)가 설치된다.

또, 상기 톱 플레이트(20)의 하측에는 고정스크롤(40)이 고정되며, 그 하방에는 선회스크롤(50)이 회전 가능하게 끼워진다.

상기 고정스크롤(40)은 그 하측면에 인벌류트 형상의 익(41)이 구비되고, 중앙에는 상기 톱 플레이트(20)에 형성된 개구와 관통되는 토출구(42)가 형성된다.

한편, 상기 선회스크롤(50)은 상기 고정스크롤(40)과 상응하며 결합되도록 상측에 인벌류트 형상의 익(51)이 구비된다.

또한, 상기 선회스크롤(50)은, 그 하측면 가장자리측이 프레임(60)의 가장자리 상측면과 원주방향에서 지지되되, 선회스크롤(50)의 하측과 프레임(60)의 상측 사이에 배치된 올드햄 링(70)에 의해 그 중심이 고정스크롤(40)의 중심과 일치된 상태만을 유지한채 자전하지 않고 공전만을 반복하며 선회 되도록 설치된다.

한편, 상기 선회스크롤(50)의 하측에는 선회스크롤(50)의 구동원인 모터(80)가 설치되는데 이들 구성은 일반적인 스크롤 압축기의 구성과 대동소이 하다.

다만, 본 발명에서의 특징부는, 도 5 내지 도 6 과 같이, 상기 토출구(42)의 내측에는 상기 체크밸브(44)에 형성된 삼발이(45)의 상, 하측에 상응 설치되어 상기 체크밸브(44)의 승강을 도모하는 승강수단(90)이 구비된다는 점이다.

상기 승강수단(90)은 상기 토출구(42)의 상, 하방에 배치되는 상기 톱 플레이트(20)와 상기 고정프레임(40)의 하측과 상측에 각각 원주방향으로 상응하며 내곡된 제1, 2 지지홈(91)(92)과, 일단부는 상기 제1, 2 지지홈(91)(92)에 지지되고 타단부는 상기 삼발이(45)의 상, 하방을 탄지하는 제1, 2 탄성부재(93)(94)로 구비되어 구성된다.

바람직하게는, 상기 탄성부재(93)(94)는 그 타단부가 상기 삼발이(45)에 일체로 부착 구비됨이 바람직하다.

더욱, 바람직하게는 상기 제1, 2 지지홈(91)(92)은 상기 제1, 2 탄성부재(93)(94)의 외경보다 다소 크게 구성할 수 있지만, 후술하는 냉매압에 의해 체크밸브(44)가 승강하는 과정중에 그 제1, 2 지지홈(91)(92)으로부터 이탈되지 않도록 장방형으로 구성함이 더욱 바람직하지만, 제1, 2 지지홈(91)(92)이 설치되는 피설치장소에 대해 원주방향으로 전역에 걸쳐서 설치될 수도 있다.

상기와 같은 본 발명이 적용되는 스크롤 압축기의 기본적인 동작 및 기능은, 이미 상술한 종래의 기술내용과 동일하므로 이에 대한 별도의 언급은 생략한다.

단지, 본 발명에서의 특징부인 승강수단이 설치된 체크밸브의 동작에 대해서만 구체적으로 설명한다.

즉, 스크롤 압축기의 가동전 상태는 상기 토출실(14)의 내측에 체류된 냉매의 압력은 도 6의 a)에서 이점화살표로 가시화된 바와같이, 상기 토출구(42)의 상측으로 부여되며 그 하방에 배치된 상기 체크밸브(44)를 가압하게 된다.

따라서, 상기 토출실(14)의 내측에 체류된 냉매압은 상기 체크밸브(44)의 상, 하측에 탄지된 제1, 2 탄성부재(93)(94)의 탄성복원력을 극복한다. 즉, 상기 체크밸브(44)의 상측에 탄지된 상기 제1 탄성부재(93)는 신장시키고, 그 하방에 상응된 상기 제2 탄성부재(94)는 압축시키며 토출구(42)를 밀폐 함으로써, 토출실(14)의 냉매가 토출구(42)를 통하여 역류됨을 방지하는 상태가 된다.

이와 같은, 최초의 상태에서 스크롤 압축기가 가동을 시작하는 초기기동시에는 상기 압축실(43)에서 압축된 고온고압의 냉매가 상기 토출구(42)를 통하여 토출되기 시작할 때 그 압력이 낮더라도, 상기 제1, 2 탄성부재(93)(94)에서 발생되는 탄성복원력과 인장력에 의해 체크밸브(44)는 토출구(42)의 상측으로 일부 부상되며 각 삼발이(45)의 사이에 형성된 공간을 통하여 도 6의 b)와 같이, 냉매가 토출된다.

또, 토출되는 압력이 고압상태를 유지할 때에는 도 6의 c)와 같이, 토출구(42)를 통하여 토출되는 냉매의 압력에 의해, 상기 제1 탄성부재(93)는 압축되고, 상기 제2 탄성부재(94)는 최대로 신장된 상태, 즉, 체크밸브(44)의 부상상태를 유지하게 된다.

따라서, 토출구(42)를 통하여 토출되는 냉매의 압력이 낮은 초기기동시에도 체크밸브(44)는 그 부상상태를 유지하며 토출구의 내측에서 부상되었다가 떨어지는 동작을 반복하지 않게 된다.

따라서, 종래와 같이, 스크롤 압축기가 구동을 시작하는 초기기동시에 토출되는 냉매의 압력이 낮아 토출구의 상측에 놓여진 체크밸브의 부상상태를 유지할 수 없었고, 그에 따라 체크밸브가 토출구의 내측에서 부상되었다가 떨어지는 동작을 반복하며 금속성이 유발되어 제품이 추구하는 정음화에 역행되었던 종래의 문제점은 해결된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은, 스크롤 압축기의 초기기동시에 토출구의 내측에서 금속성이 유발됨을 방지하고, 또, 그에 따라 스크롤 압축기의 정음화와 신뢰성을 유지하는 등의 특징이 있다.

지금까지는, 본 발명에 따른 승강수단이 설치된 체크밸브의 바람직한 일실시예를 한정하여 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변경 사용이 가능하다.

Claims (3)

1. 본체의 내부 상측에 설치되어 그 내부를 흡입실과 토출실로 구획하며 중앙에 개구를 갖는 톱 플레이트와, 상기 톱 플레이트의 하측에 고정 설치되며 상기 톱 플레이트의 개구와 관통된 토출구를 갖되 하측에 인벌류트형상의 익이 구비된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤의 하측에 상응 설치되며 상기 고정스크롤에 배치된 익과 상응하는 익이 상측에 구비된 선회스크롤을 갖춘 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출구의 내측에 배치되며 상기 토출구의 어느 일측을 향해 부여되는 압력에 의해 부상되거나 안착되되 원주방향으로 다수개의 삼발이가 일체로 구비된 체크밸브와, 상기 삼발이의 상, 하측에 상응 설치되어 상기 체크밸브의 승강을 도모하는 승강수단으로 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 승강수단은 상기 토출구의 상, 하방에 배치되는 상기 톱 플레이트와 상기 고정프레임의 하측과 상측에 원주방향으로 상응하며 내곡된제1, 2 지지홈과, 일단부는 상기 제1, 2 지지홈에 지지되고 타단부는 상기 삼발이의 상, 하방을 탄지하는 제1, 2 탄성부재로 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1, 2 탄성부재는 그 타단부가 상기 삼발이에 일체로 부착된 고정단이고, 일단부는 자유단인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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