KR100246707B1

KR100246707B1 - 역회전 보호 스크롤 장치

Info

Publication number: KR100246707B1
Application number: KR1019950001546A
Authority: KR
Inventors: 프랭크슈우월리스; 쟝-뤼쨀라; 프란시스메리언심슨; 게리저스틴앤더슨; 도널드웨인로드; 노오먼글렌베크
Original assignee: 엘 마이클 오키프; 코우프랜드코포레이션
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 2000-04-01
Also published as: DE69428105T2; EP0681105B1; KR950033096A; EP0681105A3; EP0681105A2; ES2160617T3; US5607288A; CN1113547A; JPH07301186A; JP3796277B2; DE69428105D1; CN1055988C

Abstract

본 발명의 스크롤머신은 스크롤머신의 배출구역과 흡입구역 사이의 누출경로를 개폐하도록 작동하는 중압 캐비티를 갖는다. 누출경로는 중압유체가 캐비티에 공급될때 폐쇄되고 캐비티가 압축기의 흡입구역으로 개방될때 개방된다. 스크롤머신의 캐비티와 흡입구역 사이에 연장되는 통로를 개폐하기 위해 기계적 또는 전기적 밸브가 사용될 수 있다. 중압 유체가 압축기의 흡입구역으로 누출되는 속도를 제어하기 위해 스크롤머신내에 바이어싱수단이 위치한다.

Description

역회전 보호 스크롤 장치

제1도는 본 발명의 제1실시예를 이용한 스크롤 압축기의 중심을 통해 투시한 수직단면도.

제2도는 캡과 격벽을 제거한 상태의 제1도에 도시된 압축기의 평면도.

제3도는 제1도에 도시된 부유 시일의 일부의 부분확대도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예를 이용한 스크롤 압축기의 상부의 수직단면도.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예를 이용한 스크롤 압축기의 상부의 수직단면도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예를 이용한 스크롤 압축기의 상부의 수직단면도.

제7도는 압축기모터를 솔레노이드 밸브로 이용한 스크롤 압축기의 중심을 통해 본 수직단면도.

제8도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 압축기 모터를 솔레노이드 밸브로 이용한 스크롤 압축기 상부의 수직단면도.

제9도는 중압을 해제하기 위해 원심밸브를 이용하는 스크롤 압축기 상부의 수직단면도.

제10도는 제9도에 도시된 원심밸브의 폐쇄상태의 확대단면도.

제11도는 중압을 방출하는 밸브(폐쇄상태로 도시)를 작동하기 위해 압축기의 구성요소의 각 가속도를 이용한 스크롤 압축기의 중심을 통한 수직단면도.

제12도는 중압을 방출하는 밸브(개방상태로 도시)를 작동시키기 위해 압축기의 중심을 통한 수직단면도.

제13도는 폐쇄상태에서 도시된 중압을 방출하는 밸브를 작동시키기 위하여 압축기의 구성요소의 점성 항력을 이용하는 스크롤 압축기의 중심을 통한 수직단면도.

제14도는 제13도에 도시된 크랭크샤프트와 칼라의 수직단면도.

제15도는 제1상태에서 도시된 솔레노이드 밸브의 고장 방지장치의 단면도.

제16도는 제2상태에서 도시된 솔레노이드 밸브의 고장 방지장치의 단면도.

제17도는 제3상태에서 도시된 솔레노이드 밸브의 고장 방지장치의 단면도.

제18도는 중압을 압축기의 흡입영역으로 방출하기 위한 열밸브의 폐쇄상태를 나타내는 단면도.

제19도는 중압을 압축기의 흡입영역으로 방출하기 위한 열밸브의 개방상태를 나타내는 단면도.

제20도는 본 발명의 또 다른 실시예를 이용한 스크롤 압축기의 중심을 통한 수직단면도.

제21도는 캡과 격벽이 제거된 제20도의 압축기의 평면도.

제22도는 제20도에 도시된 부유 시일의 일부의 부분확대도.

제23도는 본 발명의 다른 실시예를 이용한 스크롤 압축기의 상부의 수직단면도.

제23A도는 제23도의 원형 부분(23A)의 확대도.

제24도는 본 발명의 다른 실시예를 이용한 스크롤 압축기 상부의 수직단면도.

제25도는 압축기 모터를 솔레노이드 밸브로서 이용한 스크롤 압축기의 중심을 통해서 본 수직단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 쉘 14 : 캡

22 : 격벽 28 : 모터

30 : 모터 고정자 32 : 크랭크샤프트

50 : 모터 회전자 100 : 솔레노이드

102 : 밸브 108 : 플런저

132 : 환형 챔버

본 발명은 일반적으로 스크롤 장치에 관한 것으로, 특히 냉풍, 공기 조화 및 열펌프 시스템에서 냉매 압축에 사용되는 스크롤 장치에서의 역회전문제를 제거하는 것에 관한 것이다.

스크롤 장치는 그 효율적인 작동능력으로 인해 냉동 뿐만 아니라 공기정화 및 열펌프용 압축기로서 인기를 끌고 있다. 일반적으로, 이들 장치는 서로 결합된 한쌍의 나선형 랩(wrap)을 이용하는데, 이중 하나는 랩이 외측 흡입구로부터 중심측 배출구로의 이동에 따라 크기가 점차 감소되는 하나이상의 이동챔버를 형성하기 위해 서로에 대하여 궤도운동하게 된다. 통상 적절한 구동샤프트를 통해 궤도스크롤 부재를 구동시키기 위해 전기모터가 사용된다.

스크롤 압축기는 압축을 위한 일련의 챔버를 형성하기 위해 랩의 양측면 사이에 형성되는 시일에 의존하기 때문에, 일반적으로 흡입 및 배출밸브가 필요없다. 그러나, 이와 같은 압축기가 정지되었을 때, 의도하지 않은 동력차단의 결과로, 궤도스크롤 부재와 구동 샤프트의 역궤도 운동을 실시하기 위해 압축챔버 및 배출챔버로부터 압축가스가 역류하려는 경향이 강하다. 이와 같은 역류 운동은 종종 소음이나 덜거덕거림을 일으켜 바람직하지 못하다. 또한, 단상 구동모터를 이용하는 장치에 있어서 역방향으로의 작동을 시작하기 위해 압축기가 순간적인 동력 감쇄를 경험할 수 있다. 이러한 역류 동작은 결국 압축기를 가열시키고 장치에 손상을 끼친다. 또한, 콘덴서 팬의 정지와 같은 상황에서는 배출 압력이 증가되어 구동모터를 정지시키고 역회전시킨다. 궤도스크롤이 역방향으로 궤도운동함에 따라, 배출압력은 모터가 다시 이 압력수두를 극복하고 스크롤 부재를 전방으로 궤도운동시킬 수 있는 시점까지 감소될 것이다. 그러나, 배출 압력은 구동모터가 설치되고 사이클이 반복되는 시점까지 다시 증가될 것이다. 이런 사이클링은 압축기내의 여러구성요소에 지나친 응력을 일으키므로 바람직하지 못하다. 이런 바람직하지 못한 사이클링에 의해 발생된 과도한 응력에 견디기 위해 이들 구성요소는 크기가 커지거나 복잡해져야 한다.

본 발명의 주 목적은 압축기의 전체적인 설계 변경없이 종래 스크롤 가스압축기에 용이하게 조립될 수 있고, 압축기 정지시에 가스가 중압영역으로부터 흡입압력 영역으로 유동될 수 있는 매우 간단하고 독특한 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다. 중압과 흡입압력이 같아지면 압축기의 배출측으로부터 압축기의 흡입측으로 누출이 발생된다. 이러한 누출로 인해 배출가스와 흡입가스와 균형을 맞추게 되고, 이에 따라 배출가스가 압축기를 역방향으로 구동시키는 것을 방지하므로써 상술한 바와 같은 역회전에 따른 일반적인 정지소음을 제거한다.

본 발명의 다른 목적은 압축기의 전체적인 설계 변경없이 종래 스크롤 압축기에 용이하게 조립가능하며 압축기 정지시 가스가 중압영역으로부터 흡입압력측으로 유동될 수 있는 매우 간단하고 독특한 기계식 밸브를 제공하는 것이다. 중압과 흡입압력이 같아지면 압축기의 배출측으로부터 압축기의 흡입측으로 누출이 발생된다. 이러한 누출로 인해 배출가스와 흡입가스가 균형을 이루게 되므로 역회전이 방지되고 이에 관련된 정지소음이 방지된다.

본 발명의 상기 두 실시예는 중압영역과 흡입압력 영역사이에 위치되는 간단한 밸브를 이용하므로써 원하는 결과를 얻을 수 있다. 제1세트의 실시예에 있어서, 밸브는 솔레노이드에 의해 작동되며, 제2세트의 실시예에서 밸브는 기계적 장치에 의해 작동된다. 다른 실시예에 따르면, 낮은 저시동토오크 모터(low starting torque motor)를 갖는 압축기에 적용할 수 있도록 압축기의 동작개시를 촉진시키고 있다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

본 발명은 다양한 종류의 스크롤 장치에 이용될 수 있지만, 제 1 도에 도시된 일반적 구조의 스크롤 냉매압축기를 참조로 서술하기로 한다. 제 1 도에 있어서, 압축기(10)는 상단에 용접된 캡(14)을 갖는 원통형의 밀폐된 쉘(12)로 구성된다. 상기 캡(14)은 통상의 배출밸브(도시않음)를 갖는 냉매 배출이음구(18)를 갖는다. 상기 쉘에 부착된 다른 주요부품으로는 입구이음구(20)와, 캡(14)이 쉘(12)에 용접된 동일 지점에서 주위에 용접된 횡방향 연장부인 격벽(22)과, 2부재형 주베어링 하우징(24)과, 상기 쉘(12)에 고정되는 다수의 방사외측 연장 다리를 포함하는 하부 베어링 하우징(26)이 포함된다. 상기 하부 베어링 하우징(26)은 쉘(12)내에 위치되어 주베어링 하우징(24)과 모터 고정자(30)를 갖는 모터(28)를 지지한다. 상단부에서 편심 크랭크핀(34)을 갖는 구동샤프트 또는 크랭크샤프트(32)는 주베어링 하우징(24)의 베어링(36)과 하부 베어링 하우징(26)의 제2베어링(38)에 회전가능하게 저어널된다. 상기 크랭크샤프트(32)는 그 하단부에 상방으로 크랭크샤프트(32)에 연장되는 방사외측으로 경사진 소직경의 구멍(42)과 연결되는 대직경의 동심 구멍(40)을 포함한다. 상기 구멍(40)에는 교반기(44)가 배치된다. 내측 쉘(12)의 하부는 윤활유가 채워진 오일통(46)을 형성한다. 상기 구멍(40)은 윤활유를 크랭크샤프트(32)위로 펌핑하여 구멍(42)과 이러한 구멍 외에 윤활이 필요한 압축기의 모든 부분으로 윤활유를 공급하는 펌프로서 작용한다.

크랭크샤프트(32)는 모터 고정자(30)와, 이를 통과하는 권선(48)과, 크랭크샤프트(32)에 압입끼워맞춤되며 상부 및 하부 균형추(52,54)를 갖는 전기 모터(28)에 의해 회전가능하게 구동된다.

2부재형 주베어링 하우징(24)의 상부면은 그 상부면에 통상의 나선형 베인이나 랩(60)을 갖는 궤도스크롤(58)이 배치되는 평탄한 드러스트 베어링면(56)이 제공된다. 저어널 베어링(62)을 갖는 원통형 허브는 궤도스크롤(58)의 하면으로부터 하부로 돌출되며, 저어널 베어링내에는 크랭크핀(34)이 구동가능하게 배치된 내측 구멍(66)을 갖는 구동부싱(64)이 회전가능하게 배치된다. 상기 크랭크핀(34)은 한쪽 표면상에 본 출원인에게 양도되고 본 발명에 참조인용된 미국 특허 제4,877,382호에 도시된 바와 같이 반경방향으로 유연한 구동구조를 제공하기 위해 구멍(66)의 일부에 형성된 평면(도시않음)과 접촉하는 평면부를 갖는다. 궤도스크롤(58)과 주베어링 하우징(24)의 사이에는 올드햄 커플링(68)이 위치된다. 상기 올드햄 커플링(68)은 궤도스크롤 부재(58)의 회전운동을 방지하기 위해 궤도스크롤(58)과 비궤도스크롤(70)에 키이-고정된다. 올드햄 커플링(68)은 본 발명에 참조 인용되고 1990년 10월 1일자 출원된 발명의 명칭이 "스크롤 압축기용 올드햄 커플링"인 특허출원 제591,443호에 제시한 형태가 바람직하다.

비궤도스크롤 부재(70)는 궤도스크롤(58)의 랩(60)과 결합된 랩(72)을 갖는다. 비궤도스크롤(70)은 상방으로 개방된 캐비티(76)와 연통되어 격벽(22)의 개구(78)를 통해 캡(14) 및 격벽(22)에 의해 형성된 배출 머플러 챔버(80)와 유체연통되는 중앙에 배치된 배출통로(74)를 갖는다. 개구(78)의 입구에는 그 주위로 환형시트부(82)가 위치된다. 비궤도스크롤 부재(70)는 통로(92)에 의해 중간유압원에 유체연통될 수 있도록 그 상면에 상대적 축방향 이동을 위해 밀봉가능하게 배치되는 동축의 평행한 측벽을 갖는 환형 캐비티(84,90)에서의 흡입압력과 (88)에서의 배출압력하에서 캐비티(84)의 바닥을 가스로부터 격리시키는 작용을 하는 환형의 부유 시일(86)을 포함한다. 따라서, 비궤도스크롤 부재(70)는 궤도스크롤 부재(58)에 대하여 축방향으로 가압되어 스크롤 부재(70)의 중앙부에 작용하는 배출압력에 의해 생긴 힘과 캐비티(84)의 바닥에 작용하는 중간 유체압에 의해 생긴 힘에 의해 랩 팁(wrap tip)에서의 밀봉성을 향상시킨다. 캐비티(76)와 개구(78)의 배출가스도 시트부(82)에 작용하는 시일(86)에 의해 흡입압력에서의 가스로부터 밀봉된다. 부유 시일(86)의 축방향 압력 편의와 그 작용은 참조인용된 본 출원인의 미국 특허 제5,156,539호에 상세히 서술되어 있다. 비궤도스크롤 부재(70)는 비궤도스크롤 부재(70)의 제한된 축방향(비회전) 운동을 제공하는 적절한 방식으로 주베어링 하우징(24)에 장착되도록 설계된다. 비궤도 스크롤 부재(70)는 상술한 미국 특허 제4,877,382호 또는 제5,102,316호에 서술한 방식으로 장착될 수 있다.

압축기는 이음구(20)를 통해 유입되는 흡입 가스의 일부가 쉘속으로 유입되어 모터를 냉각시키는 "하부측" 형태가 바람직하다. 복귀 흡입가스가 적절히 흐르는한, 모터는 필요한 온도한계내에 유지될 것이다. 이러한 흐름이 중단될 때 냉각손실로 인해 모터보호기(94)를 트립(trip)하여 기계를 정지시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제1 및 제2실시예는 압축기 정지시 가스를 중압 영역으로부터 흡입압력 영역으로 유동시키는 매우 간단한 밸브를 이용하고 있다. 본 발명의 밸브는 중압에서의 가스를 흡입압력 영역으로 유동시켜 배출압력이 흡입압력으로 떨어지게 한다. 배출온도에서 가스로 직접 작용하기 보다는 중압으로 작용함에 의해 밸브의 크기, 구조의 복잡성 및 비용이 상당히 감소될 수 있다. 제1실시예에 있어서 밸브는 솔레노이드에 의해 작동되며, 제2실시예에서 밸브는 기계적 장치에 의해 작동된다. 본 발명의 실시예는 어떤 형태의 스크롤 압축기에도 적용될 수 있다.

본 발명의 제1실시예는 제 1 도 내지 제 3 도에 도시되어 있다. 제1실시예는 흡입압력으로부터 배출압력을 격리하기 위해 사용되는 부유 시일(86)을 갖는 비궤도 스크롤 부재(70)를 축방향으로 평형시키는 이중압력 평형 구조를 사용한다.

솔레노이드 밸브(98)는 솔레노이드(100)와 밸브(102)로 구성된다. 상기 솔레노이드 밸브(98)는 모터와 평행하게 권취되거나 연속적으로 권취되므로, 솔레노이드(100)는 모터(28)에 의해 작동 및 정지되고, 솔레노이드 밸브(98)는 모터(28)와 독립적으로 권취된다. 솔레노이드 밸브(98)가 모터와 독립적으로 권취될 때, 밸브(98)는 압축기(10)의 용량을 조정하기 위해 펄스방식으로 또는 펄스폭 조정방식으로 작동될 수 있다. 솔레노이드(100)는 비궤도스크롤(70)내에 위치하는 통로(104)와 연통되는 밸브(102)를 개폐하도록 작동된다. 상기 통로(104)는 압축기의 작동시 중압인 캐비티(84)의 바닥으로부터 흡입 압력으로 흡입 가스를 내장하고 있는 압축기의 영역까지 연장된다.

솔레노이드(100)와 밸브(102)는 제 2 도에 상세히 도시되어 있다. 솔레노이드(100)는 통상의 방식으로 플런저(108)를 둘러싸는 원통형 와이어코일(106)을 포함한다. 솔레노이드(100)는 본 기술분야에 공지된 방법으로 밸브(102)에 고정된다. 밸브(102)는 비궤도스크롤(70)의 통로(104)와 연통되는 통로(112)를 갖는 밸브 본체(110)를 포함한다. 상기 밸브 본체(110)는 본 기술분야에 공지된 방법에 의해 비궤도스크롤(70)에 부착된다. 볼(114)은 통로(112)내에 배치되며, 플런저(108)의 이동에 의해 개방상태와 폐쇄상태 사이에서 움직인다. 개방상태에서, 유체는 통로(104)로부터 통로(112)를 통하여 흐른다. 폐쇄상태에서, 유체는 볼(114)이 플런저(108)에 의해 통로(112)내에 위치하는 밸브 시트(116)에 가압되기 때문에 통로(104,112)를 통해 유동할 수 없게 된다.

압축기의 작동이 시작됨에 따라, 솔레노이드(106)가 작동되고 밸브(102)가 폐쇄되어 통로(104)를 통하는 유체가 차단된다. 이런 방식에 따라, 압축기(10)는 정상적으로 작동된다. 일부 압축기에서는 스크롤내의 압축은 시동시 급격히 축적된다. 이러한 압력 축적은 불충분한 모터 토오크로 인해 압축기가 정지될 수 있을 정도로 신속할 수 있다. 일반적으로 이것은 단상모터를 사용할 때만의 문제이다. 압력 축적이 발생될 때 모터가 정지하고 모터보호기가 반복적으로 트립되고 압축기는 재시동이 어려운 시간을 갖게 된다. 본 발명에서의 선택은 시동시 통로(104)의 폐쇄를 방지하여 중압이 형성되지 않도록 솔레노이드(100)의 작동에 시간 지연을 제공하는 것이다. 이런 중압의 부족은 스크롤이 축방향으로 분리되게 하고 충분한 모터토오크가 발생될 때까지 압력 축적을 방지한다.

압축기 정지시, 솔레노이드(100)는 모터(28)로의 동력이 차단될 때 정지된다. 솔레노이드(100)의 정지로 인하여, 밸브(102)가 개방되고 유체가 캐비티(84)의 바닥으로부터 통로(104,112)를 통해 압축기(10)의 흡입영역으로 흐른다. 중압과 흡기압이 동일해짐에 따라, 부유 시일(86)은 배기압 때문에 순수하향력(net downward force)을 가지며, 부유 시일(86)은 캐비티(84)에서 하향이동하며 환형시트부(82)에서 부유 시일(86)의 상부를 가로질러 배출가스가 흡입가스측으로 누출되게한다. 통로(104,112)의 크기를 조절함으로써 역회전은 허용가능한 역전 RPM까지 최소화되거나 완전히 제거될 수 있다.

솔레노이드 밸브(98)는 모터(28)의 종류에 따라 교류 또는 직류 솔레노이드가 된다. 교류모터와 함께 직류 솔레노이드가 사용된다면 교류동력원과 직류 솔레노이드 사이에 정류기가 권취되어야 한다.

제 4 도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 제1도 내지 제3도와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여되었다. 제 1 도 내지 제 3 도의 실시예는 캐비티(84)내의 중압을 방출하므로써 비궤도스크롤(70)을 하방으로 유지하여 부유 시일(86)을 하강시킨다. 제 4 도의 실시예는 궤도스크롤(58)을 상방으로 가압하도록 중압을 사용하는 압축기에 사용된다. 제4도의 실시예는 궤도스크롤(58)을 상방으로 유지하는 중압을 배출하며 스크롤랩(60,72)의 팁과 각각의 대응 스크롤 사이에 충분한 팁 틈새를 형성하여, 고압의 배기가스가 지나친 역류가 발생되기 전에 스크롤(58,70)을 통해 역으로 누출되게 한다.

제 4 도는 압축기(130)의 상부를 도시하고 있다. 압축기(130)는 압축기(10)의 격벽(22)이 부유 시일(86)과 함께 제거된 점을 제외하고는 상술의 압축기(10)와 유사하다. 흡입 가스 영역으로부터 배출 가스를 분리하기 위해, 비궤도 스크롤 또는 이 경우 고정스크롤(70)이 쉘(12)과 캡(14)을 완전히 가로질러 연장된다. 쉘(12)과 캡(14)은 용접이나 기타 다른 수단에 의해 비궤도스크롤(70)에 고정된다.

주베어링 하우징(24)은 평탄한 드러스트 베어링면(56)내로 연장되는 환형 챔버(132)를 포함한다. 제1환형 시일(134)은 챔버(132)의 방사외측에 위치되며, 제2환형시일(136)은 챔버(132)의 방사내측에 위치된다. 상기 시일(134,136)은 유체가 챔버(132)로부터 압축기(130)의 흡입측으로 유동하는 것을 방지한다. 통로(138)는 궤도스크롤(58)을 통해 연장되며, 챔버(132)를 압축기(130)내의 중압 영역에 연결한다. 압축기(130)의 작동중, 중압의 유체는 통로(138)를 통해 챔버(132)에 공급된다. 따라서, 챔버(132)내의 유체 압력으로 인해 궤도스크롤(58)이 축방향 상방으로 가압된다. 챔버(132)내의 유체압은 시일(134,136)에 의해 유지된다.

압축기(130)는, 주베어링 하우징(24)을 통해 연장되며 챔버(132)를 솔레노이드 밸브(98)에 연결하는 통로(140)를 구비한다. 제4도에 도시된 실시예는 공간이 허용하는한 압축기(130)의 흡입영역내의 어디라도 솔레노이드 밸브(98)가 위치되도록 통로(140)로부터 솔레노이드(98)로 연장되는 유체관(142)을 포함한다. 포장 및 설계 요건을 용이하게 하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에서는 관(142)에 대응하는 등가물이 사용될 수도 있음을 인식해야 한다. 또한, 필요하다면 쉘(12)을 통해 연장되는 관(142)을 가질 수 있으며, 쉘(12)의 외측에 위치하는 솔레노이드(100) 및 밸브(102)를 가질 수 있다.

제 4 도에 도시된 실시예의 작동은 제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 실시예의 작동과 비슷하다. 압축기가 시동되면, 솔레노이드(100)가 작동되고 밸브(102)가 폐쇄되어 유체가 통로(140)로부터 통로(112)를 통해 흐르는 것이 차단된다. 이런 방식으로 압축기(130)는 정상적으로 작동을 시작한다. 상술한 압축기 시동시의 시간지연 특성은 본 실시예의 솔레노이드 밸브(98)에도 제공될 것이다. 압축기 정지시, 솔레노이드(100)가 정지되고 밸브(102)가 개방되어 유체가 챔버(132)로부터 통로(140,112)를 통해 압축기(130)의 흡입영역으로 흐른다. 중압과 흡입압력이 동일해짐에 따라서 궤도스크롤(58)이 하방으로 이동하고, 배기가스가 스크롤랩(60,72)의 팁을 가로질러 가스가 흡입가스측으로 누출된다. 역회전량은 통로(140,112)의 크기를 조절함으로써 조절될 수 있다. 밸브(102)의 정지와 모터(28)의 정지는 모터가 정지되기 전에 챔버(132)와 압축기의 흡입영역 사이에 충분한 누설이 발생되도록 시간지연으로 이어질 수 있다. 압축기 정지시의 이런 시간지연 특성은 솔레노이드 밸브(98)를 이용하는 본 발명의 어떤 실시예에도 적용할 수 있음을 인식해야 한다.

제 5 도와 제 6 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제1도 내지 제3도에 도시된 실시예와 제 4 도에 도시된 실시예는 하나의 스크롤 부재를 다른 스크롤 부재로 가압하는데 이용가능한 압축기내의 챔버로부터의 중압의 방출을 이용한다. 바이어싱 챔버로부터 중압을 방출하는 효과는 압축기의 구성요소들 사이에 누출을 형성하여 대기압과 흡기압이 같아지게 하는 것이다. 일부 경우에 있어서는 압축기의 여러 구성요소의 이동 또는 분리에 의지하기 보다는 흡입압력으로 동일하게 하기 위해 배출압력용의 직접 경로를 만드는 것이 바람직할 것이다.

제 5 도 및 제 6 도에 도시된 실시예는 배출압력을 흡입압력으로 직접 바이패스시키는 압력비 감응밸브를 포함한다. 제 5 도는 궤도스크롤(58)에 이용된 압력비 감응밸브(152)를 갖는 압축기(150)를 도시하고 있다. 제5도의 압축기(150)의 설계는 비궤도스크롤(70)이 쉘(12)과 캡(14)에 부착된 고정스크롤이라는 점에서 제4도에 도시된 압축기(130)과 비슷하다. 주베어링 하우징(24)은 평탄한 드러스트 베어링면(56)속으로 연장되는 환형 챔버(132)를 포함한다. 통로(138)는 궤도스크롤(58)을 통해 연장되며, 챔버(132)를 압축기(150)내의 중압영역에 연결한다. 압축기(130)의 작동중, 중압의 유체는 통로(138)를 통해 챔버(132)에 공급된다. 궤도스크롤(458)은 챔버(132)내의 유압 때문에 축방향 상부로 가압된다. 챔버(132)내의 유체압력은 시일(134,136)에 의해 유지된다.

제 5 도에 도시된 실시예는 주베어링 하우징(24)을 통해 연장되고 챔버(132)를 솔레노이드 밸브(98)에 연결하는 통로(140)를 포함한다. 제5도에 도시된 실시예는 공간이 허용하는한 압축기(150)의 흡입영역내의 어디에서나 솔레노이드 밸브(98)의 변위를 허용하는 통로(140)로부터 연장되는 유체관(142)을 포함한다. 이에 따라, 제5도에 도시된 압축기(150)는 제4도에 도시된 압축기(130)와 동일하며 압축기(150)의 동작은 상술한 압축기(130)의 동작과 같다.

압축기(150)는 또한 궤도스크롤(58)내에 위치하는 포켓(154)내에 배치된 압력비 감응밸브(152)를 갖는다. 배출압력 통로(156)는 배출통로(74)와 포켓(154)사이로 연장된다. 흡입압력 통로(158)는 포켓(154)과 압축기(150)의 흡입영역 사이로 연장된다. 밸브 본체(160)는 포켓(154)내에 배치되며, 통로(156)와 통로(158)사이의 유체유동을 허용하거나 방지하기 위해 포켓(154)내에서 축방향으로 이동가능하다. 밸브 본체(160)와 포켓(154)은, 밸브 본체(160)가 포켓(154)내에서 축방향으로 이동할 수 있지만 밸브 본체(160)와 포켓(154)사이의 유체유동이 방지되도록 설계된다. 밸브 본체(160)의 상부면은 밸브 본체(160)위의 영역을 환형 챔버(164)와 원통형 챔버(160)로 분리하는 환형링(162)을 포함한다.

제 5 도에 도시된 실시예의 동작은 제 4 도에 도시된 압축기의 동작과 유사하다. 압축기 시동시, 솔레노이드(100)가 동작하고 밸브(102)가 폐쇄되어 통로(140)로부터 통로(112)를 통한 유체 흐름이 방지된다. 이런 방식으로, 압축기(150)는 정상적으로 시동된다. 또한, 압축기 시동시의 시간지연 특성이 본 실시예의 솔레노이드 밸브(98)에 제공될 수 있다. 압축기(150)가 작동될 동안 밸브 본체(160)의 위치는 밸브 본체(160)의 각 표면 영역에 작용하는 많은 압력에 의해 결정된다. 챔버(132)내의 중압은 밸브 본체에 챔버(132)에 노출된 밸브 본체(160)의 표면적의 중압량의 배와 같은 상향력이 작용된다. 배출압력이 환형 챔버(164)에 공급되므로 챔버(164)에 노출된 밸브 본체(160)의 표면적의 배출압력량의 배와 같은 밸브 본체(160)에 하향력이 작용된다. 이와 유사한 방식으로, 흡입압력이 원통형 챔버(166)에 공급되므로 챔버(166)에 노출된 표면영역의 흡입압력량의 배와 같은 밸브 본체(160)에 하향력이 작용된다. 따라서, 압력비 감응밸브(152)의 개폐는 여러 표면영역을 조절하기 위해 밸브 본체(160)의 크기와 환형링(162)의 크기 및 직경을 선택하므로써 조절가능하게 된다.

압축기 정지시, 솔레노이드(100)가 정지되어 밸브(102)가 개방되고, 유체가 챔버(132)로부터 통로(140,112)를 통해 압축기(150)의 흡입영역으로 흐른다. 중압과 흡입압력이 같아짐에 따라서 궤도스크롤(58)과 밸브 본체(160)가 하향이동한다. 스크롤(58)의 이와 같은 이동은 제4도의 실시예에 대해 서술한 바와 같이 배출가스가 스크롤랩(60,72)의 팁을 가로질러 가스 누설을 흡입하게 한다. 또한, 포켓(154)내에서의 밸브 본체(160)의 이동은 배출가스를 통로(156)로부터 통로(158)를 통해 유동시키므로 배출가스와 흡입가스 사이에 직접 유체가 유동하게 한다. 제 4 도에 도시된 실시예에 대하여 상술한 통로(140,112)의 크기와 압축기 정지시의 시간지연 특성을 포함한 여러 가지 제어를 본 실시예에도 적용할 수 있다. 또한, 역회전량은 밸브 본체(160)에 대해 상술한 바와 같이 통로(156,158)의 크기와 표면적의 비율에 의해 제어될 수 있다.

제 6 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제6도는 비궤도 또는 고정스크롤(70)내에 위치된 포켓내에 배치된 압력비 감응밸브(182)를 갖는 압축기(180)를 도시하고 있다. 제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 실시예와 마찬가지로 압축기(180)는 고정스크롤(70), 궤도스크롤(58), 쉘(12), 캡(14) 및 격벽(22)을 갖는다. 압축기(180)는 다수의 볼트(184)에 의해 격벽(22)에 직접 볼트결합된 고정스크롤(70)을 갖는다. 비궤도 또는 고정스크롤(70)은 제1도 내지 제3도에서와 같이 축방향으로 이동하지 않기 때문에 부유 시일(86)이 필요없다. 압축기(180)는 제 6 도에는 도시되지 않았지만 제 4 도에는 도시된 실시예를 참조로 설명한 바와 비슷한 방식으로 궤도스크롤(58)을 고정스크롤쪽으로 가압하기 위하여 시일(134,136)과 함께 주베어링 하우징내에 위치된 바이어싱 챔버(132)를 이용하거나 이용하지 않을 수도 있다.

압축기(180)는 고정스크롤(70)내에 위치하는 포켓(186)내에 배치된 압력비 감응밸브(182)를 갖는다. 중압통로(188)는 압축기(180)내의 중압영역과 포켓(186)사이에 연장된다. 통기통로(190)는 포켓(86)과 솔레노이드 밸브(98)의 입구 사이에 연장된다. 솔레노이드 밸브(98)는 제 1 도에 도시된 바와 같이 고정스크롤(70)에 직접 부착되거나 제 4 도 및 제 6 도에 도시된 바와 같이 관(142)을 사용하여 고정스크롤(70)로부터 이격되어 위치될 수 있다. 밸브 본체(192)는 포켓(186)내에 배치되어 포켓(186)내에서 축방향으로 이동하므로, 격벽(22)을 통해 연장되는 오리피스(194)를 통한 유체유동을 허용하거나 방지한다. 밸브 본체(192)와 포켓(186)은 밸브 본체(192)가 포켓(186)내에서 축방향 이동할 수 있지만 밸브 본체(192)와 포켓(186)사이의 유체유동은 미끄럼 시일(196)에 의해 방지되도록 설계된다. 밸브본체(192)의 상부면은 시일링 오리피스(194)용 밸브시일(200)에 적용되는 원통형 연장부(198)를 갖는다.

제 6 도에 도시된 실시예의 작동은 제5도에 도시된 압축기의 작동과 유사하다. 압축기 시동시, 솔레노이드(100)가 동작하고 밸브(102)가 폐쇄되어 통로(190)로부터 통로(112)를 통한 유체 흐름이 방지된다. 이런 방식으로 압축기(180)는 정상적인 동작을 개시한다. 본 실시예에서도 압축기 개시의 시간지연 특성이 솔레노이드 밸브(98)에 제공될 수 있다. 압축기(180)가 동작하는 동안, 밸브 본체(192)의 위치는 밸브 본체(192)의 각 표면영역에 대하여 작동되는 여러 압력에 의해 결정된다. 포켓(186)내의 중압은 밸브 본체(192)의 표면적의 중압량의 배와 같은 밸브 본체(192)에 상향력을 발휘한다. 배출압력은 오리피스(194)에 공급되며, 이에 따라 오리피스(194)의 영역의 배출압력량의 배와 같은 밸브 본체(192)에 하향력을 발휘한다. 이와 유사한 방식으로, 흡입압력은 포켓(186)의 상단부에 존재하며, 이에 따라 밸브 본체(192)의 면적에 오리피스(194)의 면적을 뺀 면적의 흡입력량의 배와 같은 밸브 본체(192)에 하향력을 발휘한다. 따라서 압력비 감응밸브(182)의 개폐는 밸브 본체(192)의 크기와 오리피스(194)의 크기를 선택함으로써 조절될 수 있다.

압축기의 정지시에 솔레노이드(100)가 정지되어 밸브(102)를 개방하여 유체가 포켓(186)으로부터 통로(190,112)를 통해 압축기(180)의 흡입영역으로 유동하게 한다. 중압과 흡입압력이 동일하게 됨에 따라서 밸브 본체(192)가 오리피스(194)에서의 배출압력 때문에 하방으로 이동한다. 포켓(186)내에서 밸브 본체(192)가 이동하면 배출가스와 오리피스(194)를 통한 흡입가스 사이에 유체가 직접 유동하게 된다. 제 4 도의 실시예에서 통로(190,112)의 크기와 압축기 정지시의 시간지연 특성을 포함한 여러 가지 제어가 역시 본 실시예에도 적용될 수 있다. 또한, 역회전량은 상술한 바와 같이 밸브 본체(192)의 크기에 대한 오리피스(194)의 크기에 의해 제어될 수 있다.

제 7 도와 제 8 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제 7 도와 제 8 도의 실시예에서는 솔레노이드 밸브(98)가 필요없다. 제 7 도 및 제 9 도에 도시된 압축기는 솔레노이드 밸브(98)를 사용하기 보다는 모터(28)와 크랭크샤프트(32)를 이용하여 솔레노이드 밸브(98)의 스위칭기능을 수행한다. 솔레노이드 자장을 발생시켜 결국 코일내에서 플런저를 밀거나 당기는 와이어 코일이다. 이것은 압축기 모터와 매우 비슷하다. 모터 고정자(30)는 모터 고정자(30)내에 모터 회전자(50)를 축방향으로 중심을 맞추는 회전자장을 생성한다. 제 7 도 및 제 8 도에 도시된 실시예는 반대측 스프링력과 상기 중심력을 사용하여 솔레노이드와 같은 결과를 만든다.

제 7 도는 개폐를 위해 솔레노이드 밸브(98)가 모터(28)와 크랭크샤프트(32)를 사용하는 밸브(222)와 관(142)으로 교체된 것을 제외하고는 제1도에 도시된 압축기(10)와 비슷하다. 통로(104)는 비궤도스크롤(70)을 통해 연장되며 관(142)에 밀봉상태로 고정된다. 관(142)은 압축기(220)를 통하며, 그 반대측 단부는 주베어링 하우징(24)을 통해 연장되는 통로(224)에 밀봉상태로 고정된다. 통로(224)는 주베어링 하우징(24)의 한쪽으로부터 상부면(226)까지 연장되며 상부면에서 압축기(220)의 흡입영역으로 개방된다. 크랭크샤프트(32)는 주베어링 하우징(24)을 통해 연장되며, 상부면(226)에 인접한 위치에서 크랭크샤프트(32)에 부착된 환형 밀봉플랜지(228)를 갖는다. 제7도에 도시된 실시예에 있어서, 플랜지(228)는 크랭크샤프트(32)와 일체로 형성되며 상부 균형추(52)가 플랜지(228)에 부착된다. 필요에 따라서 균형추(52)와 플랜지(228)가 하나의 부재로 형성되어 크랭크샤프트(32)에 부착될 수도 있다. 크랭크샤프트(32)는 정상상태에서 하부 베어링 하우징(26)과 크랭크샤프트(32)의 사이에 위치된 바이어싱 스프링(230)에 의해 상방으로 가압되므로, 시일링 플랜지(228)는 상부면(226)으로부터 가압되며, 통로(224)는 압축기(220)의 흡입영역으로 개방된다.

압축기 시동시, 크랭크샤프트(32)는 모터 회전자(50)와 크랭크샤프트(32)를 모터 고정자(30)내에서 축방향으로 중심맞추는 모터(28)의 자장에 의해 형성된 중심력 때문에 바이어싱 스프링(230)의 부하에 대하여 하방으로 가압된다. 크랭크샤프트(32)의 이러한 하향이동은 시일링 플랜지(228)와 상부면(226)이 접촉되어 유체가 통로(224)를 통해 유동하는 것을 방지한다. 이런 방식으로 압축기(220)는 정상적인 시동을 시작한다.

압축기 정지시, 모터(28)로의 동력이 차단되어 모터 고정자(30)내에서 모터 회전자(50)의 중심을 맞추는 자장이 제거된다. 크랭크샤프트(32)가 다시 스프링(230)에 의해 상방으로 가압되어 시일링 플랜지(228)를 상부면(226)으로부터 분리하고 통로(224)를 압축기(220)의 흡입영역으로 개방시킨다. 통로(104)로부터 판(142)과 통로(224)를 통해 유체가 유동하면, 유체는 챔버의 바닥으로부터 압축기(220)의 흡입영역으로 유동한다. 중압과 흡입압력이 동일하게 됨에 따라, 부유 시일(86)은 배출가스 압력 때문에 순수하향력을 가지며 제1도에서 설명한 바와 마찬가지로 배출가스의 흡입가스로의 누출이 생긴다.

제 8 도는 제 4 도의 실시예와 비슷하지만 제 7 도에 서술한 바와 유사한 밸브로서, 모터(28) 및 크랭크샤프트(32)를 이용하는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제 8 도는 제 4 도에 도시된 것과 비슷한 중압 바이어싱 챔버(132)를 갖는 압축기(240)를 나타낸다. 압축기(244)는 주베어링 하우징(24)상의 수평면(244)으로부터 연장되고 바이어싱 챔버(132)로부터 연장되는 통로(246)와 만나는 통로(242)를 갖는다.

압축기(240)의 동작은 중압이 부유 시일(86)의 하부로부터가 아니라 궤도스크롤의 하부로부터 방출되는 것을 제외하고는 상술한 압축기(220)의 동작과 동일하며, 제 4 도에서 설명한 것처럼 배기가스의 흡입가스로의 누출이 생긴다. 또한, 필요할 경우 제 5 도 및 제 6 도에 도시된 본 실시예에서 설명한 바와 같은 압력비 감응밸브가 압축기(240)에도 이용될 수 있음을 인식해야 한다.

제 9 도 및 제 10 도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 제 9 도 및 제 10 도에 도시된 실시예는 소정의 회전속도 이상으로 밸브를 작용시키기 위해 원심력을 사용한다. 이러한 밸브는 저속에서 개방상태로 가압되어 중압가스를 방출시킨다. 이러한 원심밸브는 원심밸브가 솔레노이드 밸브를 대체할 수 있으므로 상술한 어떤 실시예에도 이용될 수 있음을 인식해야 한다.

제 9 도 및 제 10 도는 솔레노이드 밸브(98)를 대체하기 위해 원심밸브(252)를 이용하는 압축기(250)를 도시하고 있다. 제10도에 도시된 원심밸브(252)는 크랭크샤프트(32)에 고정되어 이와 함께 회전하지만 크랭크샤프트(32)를 따라 축방향 이동가능한 밸브 본체(254)를 갖는다. 밸브 스프링(256)은 밸브 본체(254)를 크랭크 샤프트(32)를 따라 축방향으로 가압하여 주베어링 하우징(24)과 밀봉상태로 접촉시킨다. 제1통로(258)는 밸브 본체(254)를 통해 반경방향으로 연장된다. 밸브(260)는 통로(258)내에 미끄럼가능하게 수용되며, 코일스프링(262)에 의해 방사내측으로 가압된다. 통로(258)의 방사외측 단부는 코일스프링(262)의 작용점으로 제공되는 볼(264)에 의해 폐쇄된다.

밸브 스프링(256)에 대향하는 밸브 본체(254)의 상부면은 주베어링 하우징(24)의 통로(224)와 연통되는 환형홈(266)을 포함한다. 축방향 통로(268)는 환형홈(266)으로부터 방사방향 통로(258)를 통해 압축기(250)의 흡입영역으로 연장된다. 코일스프링이 밸브를 반경방향 내측으로 가압할 때, 통로(224)는 홈(266)과 축방향 통로(258)를 통해 압축기(250)의 흡입영역으로 개방된다. 원심력이 코일스프링(268)의 부하에 대항하여 밸브(260)를 방사외측으로 가압할 때 밸브(260)는 축방향 통로(268)를 차단하여 유체가 통로(224)로부터 압축기(250)의 흡입영역으로 유동하는 것을 방지한다.

압축기 시동시, 밸브(260)는 코일스프링(262)에 의해 방사내측으로 가압된다. 크랭크샤프트(32)와 원심밸브의 회전속도가 증가함에 따라서, 밸브(260)는 방사외측으로 가압되어 축방향 통로(268)를 차단한다. 이런 방식으로 압축기(250)는 정상적인 시동을 시작한다.

압축기 정지시, 코일스프링(262)에 의해 가해진 부하가 원심밸브(252)의 회전속도 감소에 따라 밸브(260)에 가해진 원심력을 초과하는 시간까지, 밸브(260)는 정위치에 유지되어 축방향 통로(268)를 차단할 것이다. 이에 따라, 밸브(260)는 내측방향으로 충분히 이동하여 축방향 통로(258)를 개방시킬 것이며, 통로(224)내의 중압이 압축기(250)의 흡입영역으로 방출될 것이다. 중압이 흡입압력으로 방출되는 것은 상술한 실시예에서 설명한 바와 동일한 효과를 갖는다. 이러한 실시예에 대한 비율 제어는 축방향 통로(268)의 크기와, 밸브(260)의 중량과, 코일스프링(262)의 비율이 포함된다.

제 9 도 및 제 10 도에 도시된 실시예는 상술한 어떠한 실시예에도 솔레노이드 밸브를 대체할 수 있음을 인식해야 한다.

제 11 도 및 제 12 도는 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 제 11 도와 제 12 도에 도시된 실시예는 시동시에는 각 가속도를 사용하여 통기 구멍을 차단하고 정지시에는 감속도를 사용하여 통기 구멍을 개방하여 중압을 흡입가스압력으로 방출한다. 제 11 도 및 제 12 도는 본 발명의 본 실시예의 역회전 보호를 나타내는 것으로, 크랭크샤프트(32), 주베어링 하우징(24), 통로(224), 밸브(280) 및 칼라(282)를 포함한다.

밸브(280)는 통로(224)가 상부면(244)을 통해 연장되는 지점에서 통로(224)내에 위치한다. 밸브(280)는 볼(284), 작동장치(286) 및 밸브 시트(288)를 갖는다. 칼라(280)는 주베어링 하우징(24)의 상부면(244)에 인접하는 위치에서 크랭크샤프트(32)에 슬라이드하여 수용된다. 칼라(282)는 칼라(282)를 통해 연장되며 크랭크샤프트(32)속에 위치하는 나선형 홈(292)에 배치되는 핀(290)을 갖는다. 코일 스프링(294)은 칼라(282)를 주베어링 하우징(24)의 상부면(244)쪽으로 하향으로 가압한다. 제 11 도에 도시된 하부위치에서 칼라(282)는 작동장치(286)와 접촉하여 결국 밸스시트(288)에 대하여 볼(284)을 가압하여 통로(224)를 통한 유체의 이동을 방지한다. 칼라(282)가 제12도에 도시된 바와 같이 크랭크샤프트(32)상의 칼라(282)의 상대운동에 의해 상부면(244)로부터 이동할 때 볼(284)에 대하여 작용하는 중압이 볼(284)을 상부로 가압하여 통로(224)를 압축기의 흡입영역으로 개방시킨다.

압축기의 동작개시시에는 제 11 도에 도시된 바와 같이 크랭크샤프트(32)의 양(positive)의 각 가속도는 칼라(282)상의 관성효과 때문에 크랭크샤프트(32)와 칼라(282) 사이에 상대운동을 일으킨다. 나선형 홈(292)의 방향은 크랭크샤프트(32)의 양(positive)의 각 가속도가 핀(290)을 홈(292)속에서 하방으로 이동시켜 밸브 시트(288)에 대하여 볼(284)을 가압하므로써 상부면(226)에 칼라(282)를 가압하고 밸브(280)를 폐쇄시킨다. 이런 방식으로 압축기는 정상동작을 개시한다.

압축기의 정지시에는 제 12 도에 도시된 바와 같이 반대동작이 이루어진다. 크랭크샤프트(32)의 음(negative)의 각 가속도가 칼라(282)상의 관성효과 때문에 크랭크샤프트(32)와 칼라(282) 사이에 상대운동을 일으킨다. 이때, 상기 음(negative)의 각 가속도 때문에 나선형홈(292)의 방향은 핀(290)을 홈(292)내에서 상방으로 이동시킨다. 핀(290)이 홈(292)내에서 상방으로 이동함에 따라서 칼라(282)는 면(244)으로부터 이동되며 볼(284)아래의 중압이 밸브 시트(288)로부터 볼(284)을 가압하며 통로(224)가 압축기의 흡입영역으로 개방되어 중압을 방출시킨다.

제 11 도와 제 12 도에 도시된 실시예는 상술한 여러 실시예에서 솔레노이드 밸브를 대체할 수 있음을 인식해야 한다.

제 13 도 및 제 14 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제 13 도 및 제 14 도에 도시된 실시예는 압축기의 회전요소에 의해 생성되는 점성 항력을 사용한다. 제 13 도 및 제 14 도에서 도시된 회전요소는 압축기내의 어떤 회전구성요소도 사용될 수 있지만 크랭크샤프트를 사용하고 있다. 회전요소에 의해 생성된 점성 항력은 충분한 힘을 발생시켜 스프링 장착장치를 회전시키고 통기 구멍을 차단하거나 밸브를 작동시킨다. 제 13 도 및 제 14 도는 이러한 실시예의 역회전 보호를 개략적으로 도시하고 있으며, 크랭크샤프트(32)와 칼라(300)와 밸브(302)를 포함한다. 밸브(302)는 밸브 본체(304)와, 밸브 스프링(306)과, 제1통로(308)와, 밸브(310), 제2통로(312)를 포함한다.

칼라(300)는 제 13 도 및 제 14 도에 도시된 바와 같이 크랭크샤프트(32)에 수용된다. 크랭크샤프트(32)의 외경과 칼라(300)의 내경 사이에는 크랭크샤프트(32)와 칼라(300)사이에 점성유체막(314)이 존재해야 한다. 칼라(300)가 크랭크샤프트(32)와 함께 회전하는 것이 방지될 때, 크랭크샤프트(32)의 회전은 두 요소사이의 점성유체막(314)을 전단하려 한다. 점성유체막의 이런 전단력은 점성유체막(314)이 크랭크샤프트(32)와 함께 칼라(300)를 회전시킴에 따라서 칼라(300)에 토오크가 가해지게 한다. 칼라(300)는 후술하는 바와 같이 밸브(302)를 작동시키는 사용되는 데 방사방향으로 연장되는 패들(316)을 포함한다.

밸브 본체(304)는 제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 비궤도스크롤(70)에 밸브(104)의 부착과 마찬가지로 주베어링 하우징(24)에 고정되며, 밸브 본체(304)는 주베어링 하우징으로부터 분리되거나 관(142)에 의해 중압이 제공된다.

제1통로(308)는 밸브 본체(304)를 통하여 종방향으로 연장된다. 밸브(310)는 통로(308)내에 미끄럼가능하게 수용되며 밸브 스프링(306)에 의해 제 13 도에 도시된 바와 같이 칼라(300)가 패들(316)쪽으로 가압된다. 밸브(310)에 대향하는 통로(308)의 단부는 밸브 스프링(306)의 작용점으로 제공된 볼(318)에 의해 폐쇄된다.

제2통로(312)는 밸브 본체(304)를 통해 그리고 제1통로(308)에 수직한 제1통로(308)를 통해 연장된다. 제2통로(312)의 일단부는 직접 통로(224)를 통하거나 관(142)을 통해 중압원에 연결된다. 제2통로의 대향 단부는 압축기의 흡입영역으로 개방된다. 밸브 스프링(306)이 밸브(310)를 패들(316)쪽으로 가압할 때, 제2통로(312)가 개방되고, 중압원이 압축기의 흡입영역으로 개방된다. 토오크가 칼라(300)에 가해질 때 점성 항력 때문에 패들(316)은 밸브(310)에 부하를 가하며, 이러한 부하는 밸브 스프링(306)의 힘을 극복하여 밸브(310)를 제2통로(312)를 차단하는 위치로 이동시키며 중압원이 압축기의 흡입영역으로 방출되는 것을 방지한다.

압축기의 작동개시시에 밸브(310)는 밸브 스프링(306)에 의해 패들(316)쪽으로 가압된다. 크랭크샤프트(32)와 칼라(300)사이의 회전속도차가 커짐에 따라서 크랭크샤프트(32)와 칼라(300)사이의 점성유체막(314)의 전단에 의해 칼라(300)에 가해지는 토오크가 증가한다. 크랭크샤프트(32)와 칼라(300)의 회전은 밸브(310)과 접촉하는 패들(316)에 의해 방지된다. 칼라(300)상의 토오크가 증가함에 따라서 밸브(310)상의 부하가 증가하고 밸브(310)의 밸브 스프링(306)에 대항하여 제1통로(308)내에 종방향으로 가압되어 제2통로(312)를 차단한다. 이런 방식으로 압축기(250)가 정상동작을 개시한다.

압축기 정지시, 크랭크샤프트(32)와 칼라(300) 사이의 회전속도차가 감소함에 따라 밸브 스프링(306)에 의해 가해진 부하가 밸브(310)상의 패들(316)에 의해 가해지는 부하를 초과하는 시간까지, 밸브(310)는 제2통로(312)를 차단하는 위치에 유지될 것이다. 결국 밸브(310)는 충분히 내측으로 이동하여 제2통로(312)를 개방시키며, 중압원은 압축기의 흡입영역으로 방출될 것이다. 본 실시예에서의 중압의 방출은 상술한 실시예에서 설명한 바와 동일한 효과를 갖는다. 본 실시예의 비율 제어는 제2통로(312)의 크기와, 밸브 스프링(306)의 등급과, 유체막(314)의 폭을 포함한다.

제 13 도 및 제 14 도에 도시된 실시예는 상술한 실시예중의 어느 실시예에서도 솔레노이드 밸브를 대체할 수 있음을 인식해야 한다.

제 15 도 및 제 17 도는 상술한 실시예에서의 솔레노이드 밸브의 대체물로서 솔레노이드 밸브(350)에 이용될 수 있는 고장 방지장치를 개략적으로 도시하고 있다. 솔레노이드 밸브(350)는 솔레노이드 밸브(98)와 유사하게 작동된다. 솔레노이드 밸브(98)는 동작시 볼(114)을 밸브 시트(116)위로 밀어 통로(112)를 통한 유체 흐름을 방지한다. 솔레노이드 밸브(350)는 동작시에 볼로부터 이동하여 볼이 밸브 시트상에 안착되게 한다. 솔레노이드 밸브(350)가 정지될 때 솔레노이드 밸브는 밸브 시트로부터 볼을 밀어 유체가 밸브를 통해 유동하게 한다.

제 15 도 내지 제 17 도는 솔레노이드(352), 대시포트(354) 및 밸브(356)를 포함하는 솔레노이드 밸브(350)를 개략적으로 도시하고 있다. 솔레노이드(352)는 통상의 방법으로 플런저(360)를 둘러싸는 원통형의 와이어코일(358)로 구성된다. 복귀스프링(362)은 제 15 도에 도시된 바와 같이 플런저(360)를 좌측으로 가압한다. 대시포트(354)는 플런저(360)에 견고히 고정된 외측 하우징(364)과, 내측 하우징(366)과, 대시포트 스프링(368)을 포함한다. 내측 하우징(366)은 외측 하우징(364)내에 위치하는 포켓(370)내에 미끄럼가능하게 수용된다. 대시포트 스프링(368)은 포켓(370)내에 배치되어 제 15 도에 도시된 바와 같이 내측 하우징(366)을 좌측으로 가압한다. 내측 하우징(366)은 후술하는 바와 같이 밸브(356)를 개폐하기 위해 하우징(366)으로부터 밸브(356)쪽으로 연장되는 작용핀(372)을 포함한다. 밸브(356)는 밸브 본체(374)와, 볼(376)과, 밸브 스프링(378)을 포함한다. 상기 밸브 본체(374)는 밸브 본체내에서 종방향으로 연장되는 구멍(380)을 갖는다. 볼(376)은 구멍(380)내에 배치되며, 밸브 스프링(378)에 의해 밸브 시트(382)에 대해 제15도의 우측으로 가압된다. 중압원은 직접적으로 또는 관(142)에 의하여 구멍(380)에 공급된다.

솔레노이드 밸브(350)의 작동이 시작됨에 따라 솔레노이드(352)가 정지되고 대시포트(354)가 붕괴되고, 밸브 시트(382)에 대하여 볼(376)을 가압하는 밸브 스프링(378)에 의해 밸브(356)가 폐쇄된다. 이 상태는 제 15 도에 도시되어 있다. 작용핀(372)는 대시포트 스프링(368)에 의해 볼(376)에 가압되지만, 밸브 스프링(378)에 의해 볼(376)에 가해지는 힘 때문에 볼(376)로부터 분리될 수 없다. 밸브 스프링(378)의 등급은 대시포트 스프링(368)의 등급 보다 크게 선택된다.

압축기가 시동되면, 제 16 도에 도시된 바와 같이 솔레노이드(352)가 동작하고 플런저(360)가 제 16 도의 우측으로 가압된다. 이것은 또한 외측 하우징(364)을 우측으로 가압하게 되고, 대시포트(354)는 대시포트 스프링(368)에 의해 가해진 부하로 인해 축방향으로 연장된다. 대시포트(354)의 연장에 의해 작용핀(372)과 볼(376)사이의 접촉이 유지된다. 이런 방식으로 압축기는 정상작동될 것이다.

압축기의 정지시에는 제 17 도에 도시된 바와 같이 솔레노이드(352)가 정지하고, 복귀스프링(362)에 의해 플런저(360)가 제 17 도의 좌측으로 가압된다. 플런저(360)의 좌측 이동은 대시포트(354)를 좌측으로 이동시켜 작용핀(372)이 볼(376)을 밸브 시트(382)로부터 분리시킨다. 밸브 스프링(378)은 복귀스프링(362)에 의해 가해지는 힘과 대시포트(354)의 붕괴에 대한 저항 때문에 작용핀(372)에 의해 가해진 부하를 극복할 수 없다. 복귀스프링(362)의 등급은 밸브 스프링(378)의 등급 보다 높게 선택된다. 볼(376)은 대시포트(354)의 설계에 따라 정해진 시간동안 밸브 시트(382)로부터 분리되어 유지될 것이다. 밸브 스프링(378)은 결국 대시포트(354)를 붕괴시키고 볼(376)을 밸브 시트(382)에 안착시킨다. 이것은 솔레노이드 밸브(350)를 제 15 도에 도시된 위치로 복귀시킨다. 볼(376)이 밸브 시트(382)로부터 분리되는 동안 중압에서의 가스가 압축기의 흡입영역으로 방출될 것이다. 본 실시예에서의 중압 방출은 앞의 실시예에서 설명한 바와 같은 효과를 갖는다. 본 실시예의 제어는 밸브 시트(382)의 크기와, 스프링(362,378)의 등급과, 대시포트(354)의 등급을 포함한다.

만일 시동시에 플런저(360)가 후퇴하지 못하거나 정지시에 복귀되지 못하거나 그 어떤 이유로 다른 위치에 고정된다면, 밸브(356)가 안착된 상태로 유지됨에 따라 솔레노이드 밸브(350)가 고장 방지 특성이 작용한다. 대시포트(354)가 붕괴되거나 연장된 상태에서 작동정지된다면 압축기의 정지에도 불구하고 정상적인 방식으로 작용할 것이다.

제 15 도 내지 제 17 도에 도시된 실시예의 고장 방지장치는 상술한 여러실시예의 어느 실시예의 솔레노이드 밸브에 이용될 수 있음을 알아야 한다.

제 18 도 및 제 19 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 앞에서 설명한 실시예에서, 압축기 흡입영역으로의 중압가스 방출은 압축기의 동작개시 및 정지와 직접적으로 관련이 있다. 제 18 도 및 제 19 도에 도시된 실시예는 중압가스원을 압축기의 흡입영역으로 방출하도록 작용하는 열스위치를 사용한다. 열 보호기(heat protector)가 절환되면 중압가스원의 방출로 인해 상술한 실시예에서 설명한 바와 같이 배출가스가 압축기의 흡입영역으로 누출된다. 배기가스의 흡입영역으로의 누출은 압축기의 작용압력비와 배출측 온도를 저하시킬 것이다. 결국 압축기의 모터 보호장치는 모터와 모터 보호장치가 위치된 압축기의 흡입영역으로 누출되는 고온의 배출가스로 인해 압축기를 라인으로부터 분리시킬 것이다.

제 18 도 및 제 19 도는 도면부호 400으로 도시된 본 발명의 열감응밸브를 개략적으로 나타낸다. 상기 열감응밸브(400)는 밸브 본체(402)와, 제1챔버(404)와, 제2챔버(406)와, 배출압력 통로(408)와, 흡입압력 통로(409)를 포함한다. 상기 밸브 본체(402)는 별개의 구성요소로 형성될 수도 있으며, 압축기내의 비궤도스크롤(70)과 주베어링 하우징(24) 또는 다른 구성요소와 일체로 형성될 수 있다.

제1챔버(404)는 밸브 본체(402)로 연장되어 압축기의 배출가스와 연통되도록 배치된다. 배출압력 통로(408)는 챔버(404)의 하단부로부터 연장되어 챔버(404)를 챔버(406)의 하단부와 연결시킨다. 서모디스크(therm-o-disc: TOD)(410)는 챔버(404)와 통로(408)에 의해 형성된 단차부에 위치된다. 상기 TOD(410)는 챔버(404)로부터 통로(408)로 배출가스의 유동을 방지하도록 안착상태로 유지된다. 소정의 임계온도에 도달하였을 때, TOD(410)가 개방되고 배출가스가 챔버(404)로부터 통로(408)로 유동하게 된다.

제2챔버(406)는 밸브 본체(402)로 연장되는 단차형 챔버이다. 상기 제2챔버(406)의 상부 또는 확대부는 중압가스원과 연통되도록 배치된다. 챔버(406)의 하부 또는 축소부는 통로(408)를 통해 챔버(404)와 연통된다. 흡입압력 통로(409)는 압축기내의 흡입가스영역으로부터 챔버(406)의 하부로 연장된다. 흡입압력 통로(409)가 챔버(406)에 인입되는 지점은 고압 통로(408)와 챔버(406)의 상부 또는 확대부 사이에 위치한다.

연장되는 피스톤(414)을 갖는 평탄한 체크밸브(412)는 챔버(406)내에 배치된다. 평탄한 체크밸브(412)와 피스톤(414)은 챔버(406)내에서 제 18 도에 도시된 폐쇄상태로부터 제 19 도에 도시된 개방상태로 함께 이동한다. 리테이너(416)는 챔버(406)내에서 체크밸브(412)와 피스톤(414)의 이동을 제한한다. 제 18 도에 도시된 바와 같이 폐쇄상태에서 체크밸브(412)는 챔버(406)에 형성된 단차부에 안착되어 챔버(406)의 상부에 공급되는 중압가스원으로부터 흡입압력 통로(409)로의 유체 흐름을 방지한다. 상기 체크밸브(412)는 체크밸브(412)의 단차부의 노출영역에 작용하는 중압가스와 피스톤(414)의 노출영역에 작용하는 흡입가스 때문에 하방으로 가압된다. TOD(410)가 개방상태에 있을 때 피스톤(414)에 작용하는 배출가스압력으로 인해 체크밸브(412)는 상방으로 가압된다. 제 19 도에 도시된 바와 같이, 개방상태에서 체크밸브(412)가 챔버(406)의 단차부로 상승하고 중압에서의 가스가 압축기의 흡입측으로 누출된다. 리테이너(416)는 통로(408)내의 배출가스가 압축기의 흡입영역으로 유동할 수 없도록 체크밸브(412)의 이동을 제한한다.

열감응밸브(400)는 정상상태에서 제 18 도에서 도시된 바와 같이 위치된다. 배출가스는 챔버(404)에 공급되며, 중압가스는 챔버(406)에 공급된다. 압축기는 TOD(410)가 폐쇄상태를 유지할 동안 정상적으로 작동된다. TOD(410)가 챔버(404)내의 배출가스의 과온도조건을 받을 때, TOD(410)가 개방되어 배출가스가 통로(408)에 유입된다. 배출가스의 압력은 체크밸브(412)를 상승시키는 피스톤(414)의 노출면적에 대하여 작용하며, 이에 의해 챔버(406)와 연통되는 중압가스원이 통로(409)를 통해 압축기의 흡입영역속으로 방출된다. 압축기내의 중압가스 방출로 인해, 상기 실시예에서 설명한 효과에 의해 배기가스가 흡입가스로 누출된다. TOD(410)의 개방은 압축기의 모터 정지로 연결되지 않기 때문에, 모터는 압축기가 낮은 작동압력비와 낮은 배출측 온도를 갖는 상태로 계속 동작한다. 모터와 모터 보호장치가 장착된 압축기 흡입영역으로 고온 배출가스가 누출되기 때문에, 모터보호장치가 압축기를 라인에 연결할 때까지 모터는 계속 작동될 것이다.

제 20 도 내지 제 22 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제 20 도 내지 제 22 도는 독특한 부유 시일 바이어싱 수단(510)을 이용하는 압축기(500)를 도시하고 있다. 제 20 도 내지 제 22 도에 도시된 도면부호는 제 1 도 내지 제 3 도의 도면부호와 동일하게 부여되었다. 흡입압력측으로의 중압 누출속도를 제어하여 흡입압력측으로의 배출압력 누출속도를 제어하기 위하여, 압축기(500)는 바이어싱 수단(510)을 이용한다. 중압이 너무 빨리 방출되면 압축기(500)가 타성으로 동작하여 소음을 발생시키는 것으로 판명되었다. 중압 방출이 너무 느리면, 압축기(500)의 역회전과 관련된 문제를 초래한다. 따라서, 중압의 흡입압력측으로의 방출속도를 제어하여 결국 배출압력이 흡입압력측으로 방출되는 속도를 제어하는 것이 바람직하다.

바이어싱 수단(510)은 다수의 코일스프링(512)과 한쌍의 이격링(514,516)을 포함한다. 상기 코일스프링(512)은 이격링(514,516)사이에 배치된다. 각각의 이격링(514,516)은 원주방향으로 이격된 다수의 이격된 탭(518)을 형성하며, 이러한 탭은 다수의 코일스프링(512)을 플레이트(514,516)사이에 유지한다. 플레이트(514,516)와 코일스프링(512)은 부유 시일(86)이 코일스프링(512)에 의해 격벽(22)으로부터 가압되도록 횡방향 격벽(22)와 부유 시일(86)사이에 위치된다. 부유시일(86)의 바이어싱은 환형 시트부(82)에서 부유 시일(86)의 상부를 가로 질러 배출가스가 흡입가스측으로 누출되는 것을 개방하는 속도를 제어한다.

압축기의 시동시, 솔레노이드(100)가 동작하고 밸브(102)가 폐쇄되어 통로(104)를 통하 유체 흐름이 차단된다. 캐비티(84)내의 압력이 신속하게 증가되어 코일스프링(512)의 바이어싱 부하를 극복하기 때문에, 압축기(500)는 정상적인 동작을 개시한다. 시동동작을 향상시키기 위해 솔레노이드(100)의 동작에 시간지연특성을 부여하기 위한 선택사항이 필요에 따라 압축기(10)에서처럼 압축기(500)에도 이용될 수 있다.

압축기의 정지시에 모터(28)로의 동력이 차단되는 동시에 솔레노이드(100)가 정지된다. 솔레노이드(100)의 정지로 인해 밸브(102)가 개방되어 유체가 캐비티(84)로부터 통로(104,112)를 통해 압축기(500)의 흡입영역으로 유동하게 된다. 다수의 스프링(512)은 중압이 흡입압력측으로 방출되는 속도의 제어를 도와주며, 중압과 흡입압력이 동등하게 됨에 따라서 부유 시일(86)은 배출가스 압력으로 인해 순수 하향력을 가지며, 다수의 코일스프링(512)과 부유 시일(86)이 캐비티(84)내에서 하방으로 이동하여 환형 시트부(82)에서 부유 시일(86)의 상부를 가로질러 배출가스가 흡입가스측으로 누출된다. 다수의 코일스프링(512)은 중압가스가 흡입압력측으로 방출되는 속도의 제어를 도와 부유 시일(86)의 하향 이동속도를 제어하고 결국 배기가스의 흡입가스측으로의 방출속도를 제어한다. 따라서, 다수의 코일스프링(512)과 통로(140,112)의 크기를 적절히 선택함으로써, 압축기(500)의 역회전은 허용가능한 RPM까지 최소화되거나 완전히 제거될 수 있다.

제 23 도 및 제 24 도는 각각 제 5 도 및 제 6 도에 도시된 실시예와 비슷한 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제 23 도 및 제 24 도에서 도시된 실시예는 배출압력을 흡입압력측으로 직접 통과시키는 압력비 감응밸브를 구비한다. 제 23 도는 궤도스크롤(58)에 이용된 압력비 감응밸브(152)를 갖는 압축기(550)를 나타낸다. 제 23 도에서는 제 5 도의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여되었다. 밸브(152)를 개방상태로 가압하여 압축기(500)의 배출영역과 흡입영역이 연통되도록, 밸브(152)와 궤도스크롤(58) 사이에는 코일스프링(552) 형태를 취하는 바이어싱 수단이 배치된다.

압축기(550)의 동작은 코일스프링(552)의 작용을 제외하고는 제 5 도에 도시된 압축기(150)와 비슷하다. 압축기의 시동시 솔레노이드(100)가 작동되어 밸브(102)가 폐쇄되고 이에 의해 통로(140)로부터 통로(112)로의 유체 흐름을 차단한다. 챔버(132)내에는 중압이 신속하게 생성되어 코일스프링(552)의 바이어싱부하를 극복한다. 챔버(132)내의 유체압력이 항상 밸브(152)의 하부면에 작용하도록 하기 위해 공지의 방법에 의해 밸브(152)가 챔버(132)의 하부면에 안착되는 것이 방지된다. 이런 방식에 따라 압축기(550)는 정상동작을 시작한다. 필요할 경우, 본 실시예의 솔레노이드 밸브(98)에도 압축기 시동시의 시간지연 특성이 제공될 수도 있다. 압축기(550)가 작동될 동안 밸브(152)는 제 5 도에서 설명한 동작과 비슷하게 동작한다. 제 23 도와 제 5 도사이의 차이점은, 제 23 도에서는 밸브 본체(160)에 가해지는 부하를 제어하기 위하여 코일스프링(552)의 크기와 밸브 본체(106)의 크기 및 환형링(162)의 크기 및 직경을 선택함으로써 압력비 감응밸브(152)의 개폐가 제어될 수 있다는 점이다. 압축기의 정지시 코일스프링(552)은 중압가스가 흡입압력측으로 방출되는 속도를 제어하는 것을 도와 밸브(152)의 하향 이동속도를 제어하고 결국 배출가스가 흡입가스측으로 방출되는 속도를 제어한다. 코일스프링(552)의 크기와 통로(140,122)의 크기와 제 5 도 및 제 6 도의 실시예에서 설명한 압축기의 정지시의 시간지연 특성을 포함한 여러 가지 제어가 본 실시예에도 적용될 수 있다. 또한, 역회전량은 통로(156,158)의 크기와 코일스프링(552)의 크기 및 상술한 밸브 본체(160)의 면적비에 의해 제어될 수 있다.

제 24 도는 압력비 감응밸브(182)를 개방상태로 가압하기 위한 코일 스프링 형태의 바이어싱 수단(582)이 추가된 것을 제외하고는 제6도에 도시된 압축기(180)와 비슷한 압축기(580)를 나타낸다. 밸브(182)가 개방상태에 있을 때 압축기(580)의 배출영역이 흡입영역과 연통된다.

제 24 도에 도시된 실시예의 동작은 코일스프링(582)의 효과를 제외하고는 제 6 도에 도시된 실시예와 동일하다. 밸브(182)가 개방상태에 있을 때, 압축기(580)의 배출영역은 흡입영역과 연통된다.

제 24 도에 도시된 실시예의 동작은 코일스프링(582)의 효과를 제외하고는 제6도에 도시된 실시예와 동일하다. 포켓(185)내의 중압은 밸브(192)에 상향력을 발휘하며, 배출압력과 흡입압력은 밸브 본체상에 하향력을 발휘한다. 따라서, 코일스프링(582)의 크기와 밸브 본체(192)의 크기와 오리피스(194)의 크기를 적절히 선택함으로써, 압력비 감응밸브(182)의 개폐가 제어될 수 있다. 압축기의 정지시 코일스프링(582)의 크기와 통로(190,112)의 크기를 제어함으로써 밸브 본체(192)의 이동이 제어될 수 있다. 본 실시예에도 제4도의 실시예에 설명한 압축기 정지시의 시간지연 특성을 적용할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 밸브 본체(192)의 크기에 대한 오리피스(194)에 의해 역회전량이 제어될 수 있다.

제 25 도는 제 7 도에 도시된 실시예와 유사한 다른 실시예로서, 바이어싱 수단(510)을 이용하는 압축기(600)를 도시하고 있다. 상기 바이어싱 수단(510)은 다수의 코일스프링(512)과 이격링(514,516)으로 구성된다. 제 25 도에 도시된 압축기(600)의 동작은 바이어싱 수단(510)의 효과를 제외하고는 제 7 도에 도시된 압축기(220)의 동작과 동일하다.

압축기 시동시, 축방향으로 모터 회전자(50)와 모터 고정자(30)내의 크랭크샤프트(32)의 중심을 맞추는 모터(28)의 자장에 의해 생성된 중심력 때문에, 크랭크샤프트(32)는 바이어싱 스프링(23)의 부하에 대항하여 하방으로 가압된다. 크랭크샤프트(32)의 이러한 하향 이동은 시일링 플랜지(228)와 상부면을 접촉시켜 통로(224)를 통한 유체 흐름을 방지한다. 캐비티(84)내에는 중압이 신속하게 생성되어 다수의 코일스프링(512)의 바이어싱 부하를 극복하여 압축기(600)가 정상동작을 시작한다. 압축기의 정지시에 모터(28)로의 동력이 차단되어 모터 고정자(30)내에 모터 회전자(50)의 중심을 맞추는 자장이 제거된다. 크랭크샤프트(32)가 스프링(230)에 의하여 다시 상방으로 가압되면, 시일링 플랜지(228)가 상부면(226)으로부터 분리되고 통로(224)를 압축기(600)의 흡입영역으로 개방시킨다. 통로(204)로부터 관(142) 및 통로(224)를 통해 유체가 유동하면, 챔버의 바닥으로부터 유체가 압축기(600)의 흡입영역으로 유동하게 된다. 중압과 흡입압력이 같아지게 됨에 따라 다수의 코일스프링(512)과 배출가스 압력으로 인해, 부유 시일(86)은 순수 하향력을 갖는다. 순수하향력은 제 20 도에서 설명한 바와 동일한 제어된 배출가스의 흡입가스측으로의 누출을 발생시킨다.

제 20 도 및 제 25 도에 도시된 것같은 부유 시일의 스프링 바이어싱 또는 제 21 도 내지 제 24 도에 도시된 것과 같은 밸브부재의 스프링 바이어싱은 제 8 도 내지 제 14 도에 도시된 밸브시스템과 제 15 도 내지 제 17 도에 도시된 고장방지장치와 함께 사용될 수 있다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims

단부 플레이트로부터 외측으로 돌출되는 제1나선형 랩을 갖는 제1스크롤 부재와, 단부 플레이트로부터 외측으로 돌출되며 상기 제1나선형 랩과 결합되는 제2나선형 랩을 갖는 제2스크롤 부재와, 상기 나선형 랩이 흡입압력 영역과 배출압력 영역사이에 점진적인 가변 용적의 포켓을 형성하도록 상기 스크롤 부재들을 서로에 대해 궤도운동시키는 구동부재와, 배출압력 영역과 흡입압력 영역 사이의 누출경로가 개방되도록 스크롤 장치의 흡입압력 영역으로 상기 압력유체를 방출하는 밸브부재와, 바이어싱수단에 의해 상기 누출경로를 개방시키는 바이어싱 수단을 포함하며, 상기 스크롤 장치는 상기 배출압력 영역과 상기 흡입압력 영역 사이의 누출경로를 포함하며, 상기 누출경로는 압력유체의 영향에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제1항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 다수의 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제1항에 있어서, 상기 스크롤 부재중의 한쪽에 배치되어 압력유체가 공급되는 캐비티와, 상기 압력유체에 의해 누출경로를 폐쇄시키기 위해 상기 캐비티내에 배치되는 시일수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제3항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 스크롤 장치의 고정부재와 시일수단 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제4항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 다수의 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제3항에 있어서, 상기 시일수단은 흡입압력 영역내의 유체를 배출압력 영역내의 유체로부터 격리시키는 제1상태와 상기 배출압력 영역내의 유체가 상기 흡입압력 영역으로 누출되는 제2상태 사이에서 상기 캐비티에서 축방향으로 부유되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제6항에 있어서, 상기 캐비티내의 압력유체는 시일수단을 상기 제1상태로 가압하는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제6항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 시일수단을 상기 제2상태로 가압하는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
단부 플레이트로부터 외측으로 돌출되는 제1나선형 랩을 갖는 제1스크롤 부재와, 단부 플레이트로부터 외측으로 돌출되며 상기 제1나선형 랩과 결합되는 제2나선형 랩을 갖는 제2스크롤 부재와, 상기 나선형 랩이 흡입압력 영역과 배출압력 영역사이에서 점진적인 가변 용적의 포켓을 형성하도록 상기 스크롤 부재들을 서로에 대해 궤도운동시키는 구동부재와, 상기 배출압력 영역과 흡입압력 영역 사이에 위치되며 그 내부에 상기 누출 경로가 위치되는 격벽과, 압력 유체에 의해 상기 누출경로를 개폐시키도록 작동되는 밸브 부재와, 상기 밸브부재를 상기 개방상태로 가압하는 바이어싱 수단을 포함하며, 상기 스크롤 장치는 상기 배출압력영역과 상기 흡입압력 영역 사이의 누출경로를 포함하며, 상기 누출 경로는 압력유체가 공급될 때 누출경로가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제9항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 다수의 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제9항에 있어서, 상기 스크롤 부재중의 한쪽에 배치되어 압력 유체가 공급되는 캐비티와, 상기 압력유체에 의해 누출경로를 폐쇄시키도록 상기 캐비티내에 배치되는 시일수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제11항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 스크롤 장치의 고정부재와 시일수단 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제12항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 다수의 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제11항에 있어서, 상기 시일수단은 흡입압력 영역내의 유체를 배출압력 영역내의 유체로부터 격리시키는 제1상태와 상기 배출압력 영역내의 유체가 상기 흡입압력 영역으로 누출되는 제2상태 사이에서 상기 캐비티에서 축방향으로 부유되는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제14항에 있어서, 상기 캐비티내의 압력유체는 시일수단을 상기 제1상태로 가압하는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.
제14항에 있어서, 상기 바이어싱 수단은 시일수단을 상기 제2상태로 가압하는 것을 특징으로 하는 스크롤 장치.