KR100234767B1 - 스크롤 압축기의 소음저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 소음저감장치에 관한 것으로, 종래에는 냉매가스의 역류를 방지하는 역지변이 토출커버 내측의 압력과 역지변 하우징 외측의 압력간 차이에 의해 상하로 운동하면서 상기 토출커버의 토출구 또는 역지변 하우징의 토출공을 개폐하는 것으로, 이는 상기 역지변이 토출커버의 상단면 또는 역지변 하우징의 하면에 직접 접촉하게 되고, 특히 급작스런 토출행정에 의해 역지변이 상승하면서 역지변 하우징의 하면에 부딪히게 되는 경우에는 금속간 마찰에 의한 충격음이 발생하게 되는 것은 물론 역지변 자체가 파손될 우려가 있었던 바, 본 발명에서는 고정스크롤의 가스토출구가 밀봉되도록 고정되고 그 중앙부에 한 개 이상의 가스토출공이 형성되어 고압부와 저압부를 구획하는 토출커버와, 그 토출커버의 가스토출공을 완전 개폐하는 역지변과, 그 역지변이 압력차에 의해 회전하면서 승강하도록 결합되어 상기 토출커버에 고정되는 역지변 가이드로 구성함으로써, 압축기의 재기동시 압축실로부터 토출되는 냉매가스가 역지변을 밀어올리는 과정에서 충돌에 의한 이상소음이 발생되지 않는 효과가 있다.

Description

스크롤 압축기의 소음저감장치

본 발명은 스크롤 압축기의 운전정지시 토출실에서 압축실로의 가스의 역류로 인해 선회스크롤 및 구동축이 역회전하는 것을 방지하기 위한 역지변에 관한 것으로, 특히 압축기 운전영역내에서 운전압력비가 압축기 설계압력비보다 큰 경우에 역지변의 상하운동시 이상소음이 발생되지 않도록 하는 스크롤 압축기의 소음저감장치에 관한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1)의 내주면 상,하부에 상,하부프레임(2,3)이 용접으로 고정되고, 그 상,하부프레임(2,3)의 사이에 고정자(4)가 고정 설치되며, 그 고정자(4)의 내주연에는 회전자(5)가 삽입 설치되고, 그 회전자(5)의 중앙에는 내부에 급유로(6a)가 형성된 구동축(6)이 상부프레임(2)의 중앙부를 관통하도록 압입되며, 상기 상부프레임(2)의 상단면에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(7a)이 형성된 선회스크롤(7)이 구동축(6)과 편심되게 결합되어 얹혀지고, 그 선회스크롤(7)의 상측에는 선회스크롤(7)의 랩과 서로 맞물려 압축실을 형성하는 고정스크롤(8)이 얹혀져 상부프레임(2)의 가장자리에 체결되며, 상기 상부프레임(2)과 선회스크롤(7)의 사이에는 자전방지기구인 올담링(9)이 형합되어 있다.

또한, 상기 고정스크롤(8)의 상측은 고압부와 저압부를 구획하는 토출커버(10)가 밀폐되고, 그 토출커버(10)의 중앙부에 형성된 가스토출공(10a)의 상면에는 토출가스의 역류를 방지하는 역지변(11)이 얹혀지며, 그 역지변(11)은 중앙부에 가스토출공(12a)이 형성된 역지변 하우징(12)에 의해 밀폐되고, 상기 역지변 하우징(12)의 상측에 형성된 토출실의 일측에는 토출관(13)이 밀폐용기(1)와 연통되어 있다.

상기 역지변(11)은 그 테두리에 수개의 배기홈(11a)이 형성되고, 상기 역지변 하우징(12)의 가스토출공(12a) 주변은 상기 역지변(11) 상측면 전체가 역지변 하우징(12)의 저면에 밀착되는 것을 방지하도록 내측으로 볼록하게 돌출되며, 상기 역지변 하우징(12)의 함몰된 가장자리에도 가스토출공(12a)이 수개 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 14는 흡입관, 15는 바이패스 밸브이다.

상기와 같이 구성된 스크롤 압축기는, 인가된 전원에 의해 고정자(4)의 내측에서 회전자(5)가 회전을 하면서 구동축(6)을 회전시키고, 그 구동축(6)은 선회스크롤(7)을 편심거리 만큼 편심회전을 시키게 되는데, 이때 상기 올담링(9)에 의해 선회스크롤(7)은 축중심을 원점으로 선회반경만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되고, 그 선회스크롤(7)의 선회운동에 의해 랩(7a,8a) 사이에는 압축실이 형성되며, 그 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 되고, 이렇게 압축된 고압의 냉매가스는 상기 고정스크롤(8)의 가스토출구(8b)를 통해 분출되면서 역지변(11)을 밀게 되며, 그 압축가스에 밀려올라가는 역지변(11)에 의해 토출커버(10)의 가스토출공(10a)이 열려 결국 압축가스가 토출실 및 토출관(13)으로 배출되는 것이었다.

이와 같은 압축기의 전운전(全運轉)영역 내에서 역지변이 동작되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 먼저 압축기의 정상운전시에는 압축실에서 토출되는 가스의 압력(Pdc)이 토출실의 압력(Pd)보다 항상 크게 되어 상기 역지변(11)에 걸리는 힘은 항상 상방향(역지변 하우징(12)의 저면)으로 작용하게 되고, 이러한 힘에 의해 밀려올라가는 역지변(11)은 항상 역지변 하우징(12)의 저면에 달라붙어 결국 토출커버(10)의 가스토출공(10a)이 개방되는 것이다.

반면에, 압축기가 정지하는 경우에는 상기 역지변(11)이 자중에 의해 토출커버(10)의 상면에 얹혀져 가스토출공(10a)을 막은 상태로 있게 되는데, 이는 압축실에서 토출되는 시점의 가스압력(Pdc)이 토출실의 압력(Pd')에 비해 여전히 작은 상태로 유지되기 때문이다.

한편, 정지하고 있던 압축기가 재기동하게 되면, 압축실의 압력이 점차 상승하게 되어 어느 시점에서는 압축실의 압력(Pdc')이 토출실의 압력(Pd')에 비해 커지게 되고, 이 순간, 즉 토출개시시점의 압력(Pdc')이 토출실의 압력(Pd')에 비해 커지게 됨과 동시에, 고압의 냉매가스가 역지변(11)을 급작스럽게 밀어내게 되어 그 역지변(11)이 상승하면서 토출커버(10)의 가스토출공(10a)이 개방되는 것이었다.

그러나, 상기와 같이 역지변(11)이 역지변 하우징(12)에 포함되어 토출커버(10)의 상면에 얹히는 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 상기 역지변(11)이 압축실 압력(Pp)과 토출실 압력(Pd)간의 압력차에 의해 상하로 운동하면서 상기 토출커버(10)의 가스토출공(10a)을 개폐하는 것으나, 상기 압축기의 정지후 재기동시 고압의 냉매가스가 압축실로부터 급작스럽게 분출되는 과정에서는 토출커버(10)의 상면으로 하강되어 있던 역지변(11)이 갑자기 상승하면서 역지변 하우징(12)의 저면을 치면서 충격음이 발생시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기의 재기동시 압축실로부터 토출되는 냉매가스가 역지변을 밀어올리는 과정에서 충돌에 의한 이상소음이 발생되지 않는 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 구성을 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 스크롤 압축기에 있어서, 압축 및 토출실의 압력상태에 따른 역지변의 동작상태를 설명하기 위해 보인 종단면도 및 P-V선도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 소음저감장치가 장착된 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도 및 평면도.

도 4a는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음저감장치에 있어서, 토출커버를 보인 평면도.

도 4b는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음저감장치에 있어서, 역지변을 보인 평면도.

도 4c는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음저감장치에 있어서, 역지변 가이드를 보인 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 토출커버 110a,110b : 가스토출공

111 : 캡형 몸통 111a : 체결공

112 : 연결편 112a,112b : 관통공

120 : 역지변 121 : 미끄럼공

121a,121b : 안내돌기 130 : 역지변 가이드

131 : 머리부 132 : 나사부

133 : 미끄럼부 133a,133b : 안내홈조

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고정스크롤의 가스토출구가 밀봉되도록 고정되고 그 중앙부에 한 개 이상의 가스토출공이 형성되어 고압부와 저압부를 구획하는 토출커버와, 그 토출커버의 가스토출공을 완전 개폐하는 역지변과, 그 역지변이 압력차에 의해 회전하면서 승강하도록 결합되어 상기 토출커버에 고정되는 역지변 가이드로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 소음저감장치가 제공된다.

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

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 소음저감장치가 장착된 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도 및 평면도이고, 도 4a 및 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음저감장치에 있어서 토출커버 및 역지변 및 역지변 가이드를 각각 보인 평면도 및 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음저감장치는, 고정스크롤(8)의 상면에는 고압부와 저압부를 구획하는 토출커버(110)가 상기 고정스크롤의 가스토출구(8b)를 밀봉하도록 체결 고정되고, 상기 토출커버(110)의 상면에는 그 중앙부에 형성되는 한 개 이상(도면에선 2개임)의 가스토출공(110a,110b)을 완전 개폐하기 위한 역지변(120)이 얹혀지며, 그 역지변(120)은 상기 고압부와 저압부간의 압력차에 의해 회전하면서 승강하도록 토출커버(110)에 체결되는 볼트형의 역지변 가이드(130)에 관통 결합된다.

상기 토출커버(110)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 전체적으로는 캡형 몸통(111)의 양측에 고정스크롤(8)과 결합되기 위한 연장편(도면에선 2개)(112)이 각각 형성되고, 그 각 연장편(112)에는 관통공(112a,112b)이 형성된다. 또한, 상기 캡형 몸통(111)의 중앙에는 역지변 가이드(130)가 체결되기 위한 체결공(111a)이 형성되고, 그 체결공(111a)의 양측에는 상기 가스토출공(110a,110b)이 비교적 넓게 형성된다.

상기 역지변(120)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 그 길이가 상기 토출커버(110)의 가스토출공(110a,110b)을 완전히 덮을 수 있도록 직사각형으로 형성되고, 그 중앙에 역지변 가이드(130)가 관통될 수 있는 미끄럼공(121)이 형성되며, 그 미끄럼공(121)의 원주면 양측에 안내돌기(121a,121b)가 각각 형성된다.

상기 역지변 가이드(130)는 도 4c에 도시된 바와 같이, 그 머리부(131)가 상기 역지변(120)의 미끄럼공(121)보다 넓게 형성되고, 그 하단부는 토출커버(110)의 체결공(111a)에 나사결합되기 위한 나사부(132)가 형성되며, 상기 머리부(131)와 나사부(132) 사이의 미끄럼부(133)는 역지변(120)의 미끄럼공(121)에 형성되는 안내돌기(121a,121b)가 미끄러지도록 삽입되기 위한 안내홈조(133a,133b)가 외주면에 양측에 경사지게 수직대응되어 형성된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명에 의한 소음저감장치가 구비된 스크롤 압축기에 있어서, 그 압축기가 정상운전을 진행하는 동안에는, 상기 고정스크롤(8)의 가스토출구(8b) 및 토출커버(110)의 가스토출공(110a,110b)을 통해 고압의 냉매가스가 토출되고, 그 압축실로부터 토출되는 역지변의 하측압력(Pdc)이 상측압력(Pd)에 비해 상대적으로 고압이 되어 역지변(120)을 항상 밀어내게 되는데, 이때 상기 역지변(120)의 안내돌기(121a,121b)가 역지변 가이드(130)의 안내홈조(133a,133b)를 따라 90°까지 회전하면서 상승하게 되어 결국 역지변(120)이 토출커버(110)의 가스토출공(110a,110b)으로부터 완전히 빗겨나 열리게 되는 것이다.

이와 같이, 상기 역지변(120)이 압축가스의 토출시 단순히 수직방향으로 밀리는 것이 아니라 회전하면서 밀리기 때문에 압축가스의 토출에 부하를 가하지 않게 된다.

반면에, 정상운전중이던 압축기가 일시 정지하게 되는 순간에는, 상기 역지변의 하측압력(Pdc)이 그 상측압력(Pd)에 비해 상대적으로 저압이 되고, 이에 따라 역지변(120)이 자중 및 역류되는 상측압력(Pd)에 의해 역지변 가이드(130)의 안내홈조(133a,133b)를 따라 운전시와는 반대방향으로 0°까지 역회전하면서 하강하게 되며, 그 하강하는 역지변(120)이 토출커버(110)의 가스토출공(110a,110b)을 완전히 막게 되는 것이다.

다음, 정지하였던 압축기가 재기동하는 경우에는 압축실로부터 토출되는 냉매가스의 토출시 압력(Pdc')이 토출실의 압력(Pd')에 비해 순간적으로 고압이 되고, 이에 따라 상기 토출커버(10)의 상면에 얹혀져 있던 역지변(120)이 갑작스러운 냉매가스의 토출에 의해 급격하게 밀려나게 되나, 그 역지변(120)이 역지변 가이드(130)의 안내홈조(133a,133b)를 따라 회전하면서 상승하는 과정에서 상승속도가 급격하게 저하되는 것이다.

전술한 일실시예에 있어서는 역지변이 토출커버의 상면에 얹히는 형태를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명을 실시함에 있어서 상기 토출커버의 상면에 가스토출공이 형성된 별도의 역지변 고정구를 설치하고, 그 역지변 고정구의 상면에 역지변을 설치하더라도 본 발명의 목적을 무난히 달성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음저감장치는, 고정스크롤의 가스토출구가 밀봉되도록 고정되고 그 중앙부에 한 개 이상의 가스토출공이 형성되어 고압부와 저압부를 구획하는 토출커버와, 그 토출커버의 가스토출공을 완전 개폐하는 역지변과, 그 역지변이 압력차에 의해 회전하면서 승강하도록 결합되어 상기 토출커버에 고정되는 역지변 가이드로 구성함으로써, 압축기의 재기동시 압축실로부터 토출되는 냉매가스가 역지변을 밀어올리는 과정에서 충돌에 의한 이상소음이 발생되지 않는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고정스크롤의 가스토출구가 밀봉되도록 고정되고 그 중앙부에 한 개 이상의 가스토출공이 형성되어 고압부와 저압부를 구획하는 토출커버와, 그 토출커버의 가스토출공을 완전 개폐하는 역지변과, 그 역지변이 압력차에 의해 회전하면서 승강하도록 결합되어 상기 토출커버에 고정되는 역지변 가이드로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 소음저감장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 역지변의 중앙에는 역지변 가이드가 관통되는 미끄럼공이 형성되나 그 미끄럼공의 원주면에는 안내돌기가 형성되고, 그 미끄럼공과 접촉되는 역지변 가이드의 외주면에는 상기 안내돌조가 미끄러지게 결합되는 안내홈조가 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 소음저감장치.

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