KR100273441B1 - 스크롤 압축기의 선회스크롤 역회전 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 선회스크롤 역회전 방지장치에 관한 것이다. 종래에는 체크밸브의 작동에 의한 소음이 심하게 발생될 뿐만 아니라 유로손실이 크고, 또한 토출된 일부 압축냉매가스의 역류에 의해서 선회스크롤이 역회전되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 흡입구를 통해 밀폐용기 내부로 유입된 냉매가스를 고정자와 회전자 간의 전자기적인 작용으로 선회스크롤을 상부프레임의 내측 공간부에서 선회시켜 유입된 냉매가스를 압축할 수 있도록 한 스크롤 압축기에 있어서, 선단부가 반구형으로 라운딩된 작동핀과; 상기 작동핀의 후방측에 설치되어 작동핀을 탄력지지하는 스프링과; 상기 작동핀이 평단면상에서 선회스크롤의 정회전방향에 대해서 대향되게 상부프레임에 설치될 수 있도록 하여 상기 선회스크롤의 정회전력에 의해서 상부프레임 내부로 인입되고, 스프링의 탄성력에 의해서 상기 상부프레임의 내측 공간부로 돌출되도록 하는 핀장착수단을 구비함으로써 상기 체크밸브로 인한 유로손실은 물론 소음을 완전히 제거할 수 있고, 또한 기기의 성능 및 신뢰성을 보다 향상 시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Description

스크롤 압축기의 선회스크롤 역회전 방지장치

본 발명은 스크롤 압축기(Scroll compressor)에 관한 것으로, 특히 토출실로 토출된 압축냉매가스의 역류로 인한 선회스크롤의 역회전을 방지할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 선회스크롤 역회전 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 흡입구(1A)를 갖는 밀폐용기(1) 내의 상.하부측에 상.하부프레임(2)(2A)이 설치되어 있고, 이의 사이에는 코일이 감겨진 고정자(3) 내부에 회전자(4)가 구비되어 전원 공급에 의한 전자기적인 상호 작용에 의해서 상기 회전자(4)가 고정자(3) 내부에서 회전하도록 구성되어 있다. 또한 상기 회전자(4)에는 수직봉 형태의 크랭크축(5)이 중앙부를 관통하는 식으로 압입 설치되어 있고, 상기 크랭크축(5)의 상.하단부는 각각 상기 상.하부프레임(2)(2A)에 회전가능하게 지지되어 있다. 그리고 상기 상부프레임(2)의 상부측에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6A)이 형성된 선회스크롤(6)이 상기 크랭크축(5)의 상단 편심부(5A)에 결합되어 있으며, 상기 선회스크롤(6)의 상부측에는 선회스크롤(6)의 랩(6A)과 서로 맞물려 압축실을 형성하는 고정스크롤(7)이 구비되어 있다. 이와함께 상기 상부프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이에는 자전방지기구로써 올담링(8)이 형합되어 있고, 상기 고정스크롤(7)의 상부측에는 고.저압을 분리시키는 상부격막(9)과 이의 상부측 탑캡(1B) 사이의 공간부로 토출실(10)이 형성되어 있으며, 상기 고정스크롤(7) 및 상부격막(9)에는 압축된 냉매가스가 상기 토출실(10)로 토출될 수 있도록 토출구(7B)(9A)가 형성되어 있다. 또한 상기 상부격막(9)의 토출구(9A) 상부측에는 상기 토출구(9A)를 통해 토출된 압축냉매가스가 다시 상기 상부격막(9)의 토출구(9A)를 통해 압축실로 역류되는 것을 방지하기 위해 체크밸브(11)이 구비되어 있다. 그리고 상기 토출실(10)에는 상부격막(9)의 토출구(9A)를 통해서 토출실(10)로 토출된 압축냉매가스가 사이클을 이루는 다른 장치로 보내질 수 있도록 토출파이프(10A)가 설치되어 있다. 한편, 상기 체크밸브(11)는 상면과 측면부에 토출공(11B)(11C)이 형성되고 하부측으로 개방된 속이 빈 통체로 된 밸브하우징(11A)과, 상기 밸브하우징(11A) 내부에서 상부격막(9)의 토출구(9A)를 통해 토출되는 압축냉매가스에 의한 압력으로 상승하면서 밸브하우징(11A)의 상면 토출공(11B)을 막고, 측면부 토출공(11C)은 개방시켜 상기 측면부 토출공(11C)을 통해 압축냉매가스가 토출실(10)로 토출될 수 있도록 하며, 운전 정지시에는 상기 밸브하우징(11A)의 상면 토출공(11B)을 통한 압축냉매가스의 역류압에 의해서 하강하여 상부격막(9)의 토출구(9A)를 막아 토출실(10)에서 압축실 측으로의 압축냉매가스의 역류를 방지하는 판상의 밸브작동체(11D)로 구성되어 있다. 여기서 미설명 부호, 6B는 선회스크롤(6)의 하부측으로 돌출 형성된 선회스크롤 보스부이고, 7A는 고정스크롤(7)에 형성된 랩이다.

이와 같이 구성된 상기 스크롤 압축기는 먼저, 고정자(3)에 전원이 공급되고, 상기 고정자(3) 내부의 회전자(4)가 고정자(3)와의 전자기적인 상호 작용에 의해서 회전한다. 이에 따라 상기 회전자(4)의 중앙부에 압입 설치된 크랭크축(5)이 회전하고, 상기 크랭크축(5)의 회전에 의해서 크랭크축(5)의 상단 편심부(5A)에 설치된 선회스크롤(6)이 편심거리만큼 편심회전하는데, 이때 상기 선회스크롤(6)은 올담링(8)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 된다. 그리고 상기 선회스크롤(6)의 선회운동에 의해 그 선회스크롤(6)과 고정스크롤(7)의 각 랩(6A)(7A) 사이에는 압축실이 형성되고, 그 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 밀폐용기(1)의 흡입구(1A)를 통해 상기 밀폐용기(1) 내부로 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 된다. 또한 이 압축된 냉매는 다시 고정스크롤(7)에 형성된 토출구(7B) 및 상부격막(9)에 형성된 토출구(9A)를 통해 토출실(10)로 토출되는데, 이때 토출되는 압력에 의해서 체크밸브(11)의 밸브하우징(11A) 내부에 구비된 판상의 밸브작동체(11D)가 상기 밸브하우징(11A) 내부에서 상승하게 된다. 이에 따라 밸브하우징(11A)의 측면부에 형성된 토출공(11C)이 개방되고, 이 토출공(11C)을 통해 압축냉매가스가 토출실(10)로 되며, 상기 토출실(10)로 토출된 압축냉매가스는 토출실(10)에 설치된 토출파이프(10A)를 통해 사이클을 이루는 다른 장치로 보내지게 된다. 그런 후에 압축기의 운전이 정지되면 토출실(10) 내의 압력은 고압 상태인 반면에, 압축실 내의 압력은 저압상태로 되어 상기 토출실(10) 내에 잔류하는 압축냉매가스가 체크밸브(11)의 밸브하우징(11A) 상면에 형성된 토출공(11B)을 통해 압축실로 다시 역류하게 되는데, 이때 토출압에 의해서 밸브하우징(11A) 내부의 상부측에 위치한 밸브작동체(11D)는 상기 토출공(11B)을 통한 역류압에 의해서 하강되어 상부격막(9)의 토출구(9A)를 막아 역류를 차단하도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 스크롤 압축기는 상부격막의 상부측과 하부측 간의 압력변화에 따라 체크밸브의 밸브작동체가 계속적으로 밸브하우징 내부에서 상.하로 운동하므로 운전중에 소음이 크게 발생하는 문제점이 있었다. 또한 체크밸브에 의해서 토출된 압축냉매가스의 역류를 방지하지만 상기 체크밸브의 밸브작동체가 하강하여 상부격막의 토출구를 막는 시간동안 또는 압력에 의해서 토출된 압축냉매가스의 일부분이 압축실로 역류되어 선회스크롤을 역회전시키게 되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명의 목적은 체크밸브의 작동에 의한 소음을 제거하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 압축실로 역류된 일부 압축냉매가스에 의한 선회스크롤의 역회전을 방지하는데 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 3은 도 3의 "A"부 상세 평면도.

도 4a,도 4b는 본 발명의 작동상태를 보인 것으로,

도 4a는 선회스크롤의 정회전시 작동상태도.

도 4b는 선회스크롤의 역회전시 작동상태도.

**도면의주요부분에대한부호의설명**

111:밀폐용기 111A:흡입구

111B:탑캡 112,112A:상.하부프레임

113:고정자 114:회전자

115:크랭크축 115A:편심부

116:선회스크롤 116A,117A:랩(Wrap)

116B:선회스크롤 보스부 117:고정스크롤

117B,119A:토출구 118:올담링

119:상부격막 120:토출실

120:토출파이프 121:작동핀

122:스프링 123:핀장착수단

123A:핀삽입부 123B:핀스톱부

123C:핀돌출공 123D:탄지공

124:차단구

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 흡입구를 통해 밀폐용기 내부로 유입된 냉매가스를 고정자와 회전자 간의 전자기적인 작용으로 선회스크롤을 상부프레임의 내측 공간부에서 선회시켜 상기 밀폐용기 내부로 유입된 냉매가스를 압축할 수 있도록 한 스크롤 압축기에 있어서, 선단부가 반구형으로 라운딩된 작동핀과; 상기 작동핀의 후방측에 설치되어 작동핀을 탄력지지하는 스프링과; 상기 작동핀이 평단면상에서 선회스크롤의 정회전방향에 대해서 대향되게 상부프레임에 설치될 수 있도록 하여 상기 선회스크롤의 정회전력에 의해서 상부프레임 내부로 인입되고, 스프링의 탄성력에 의해서 상기 상부프레임의 내측 공간부로 돌출되도록 하는 핀장착수단으로 구성된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 선회스크롤 역회전 방지장치가 제공된다. 또한 상기 핀장착수단은 평단면상에서 상기 작동핀이 선회스크롤의 정회전방향에 대향되게 위치될 수 있도록 상부프레임에 형성되는 핀삽입부와, 상기 핀삽입부의 선단 일측부에 형성되어 핀삽입부에 삽입된 작동핀의 선단 일측부를 걸림으로 전진을 저지시키는 핀스톱부와, 상기 핀삽입부의 선단 타측부에 형성되어 핀삽입부에 삽입된 작동핀의 선단 타측부가 상부프레임의 내측 공간부로 돌출될 수 있도록 트여진 핀돌출공과, 상기 핀삽입부의 후방측으로 연이어지게 확장 형성되어 스프링이 장착되는 탄지공과, 상기 탄지공으로부터 스프링이 이탈되지 않도록 탄지공을 막는 차단구가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 "A"부 상세 평면도이며, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 작동상태도로서, 이 스크롤 압축기는 통상에서와 같이 흡입구(111A)를 갖는 밀폐용기(111) 내의 상.하부측에 상.하부프레임(112)(112A)이 설치되고, 이의 사이에는 코일이 감겨진 고정자(113) 내부에 회전자(114)가 구비된다. 또한 상기 회전자(114)에는 수직봉 형태의 크랭크축(115)이 중앙부를 관통하는 식으로 압입 설치되고, 상기 크랭크축(115)의 상.하단부는 상기 상.하부프레임(112)(112A)에 의해서 회전가능하게 지지된다. 그리고 상기 상부프레임(112)의 상부측에는 랩(116A)을 갖는 선회스크롤(116)이 상기 크랭크축(115)의 상단 편심부(115A)에 결합되며, 상기 선회스크롤(116)의 상부측에는 선회스크롤(116)의 랩(116A)과 서로 맞물리게 고정스크롤(117)이 구비되어 압축실을 형성한다. 이와함께 상기 상부프레임(112)과 선회스크롤(116) 사이에는 자전방지기구로써 올담링(118)이 형합되고, 상기 고정스크롤(117)의 상부측에는 고.저압을 분리시키는 상부격막(119)과 이의 상부측 탑캡(111B) 사이의 공간부로 토출실(120)이 형성되며, 상기 고정스크롤(117)과 상부격막(119)에는 각각 토출구(117B)(119A)가 형성된다. 또한 상기 토출실(120)에는 상부격막(119)의 토출구(119A)를 통해 토출실(120)로 토출된 압축냉매가스가 사이클을 이루는 다른 장치로 보내질 수 있도록 토출파이프(120A)가 설치된다. 여기서 미설명 부호 116B는 선회스크롤 보스부이고, 117A는 고정스크롤(117)의 랩이다.

이러한 스크롤 압축기에 있어, 본 발명은 기존의 체크밸브(11)가 삭제된다. 그리고 선단부가 반구형으로 라운딩된 작동핀(121)이 구비된다. 또한 작동핀(121)과 함께 상기 작동핀(121)을 자체 탄성력으로 지지해줄 수 있는 스프링(122)이 구비되며, 상부프레임(112)에는 상기 작동핀(121)과 스프링(122)이 장착될 수 있도록 하기 위한 핀장착수단(123)이 구비된다. 상기 핀장착수단(123)은 스프링(122)에 의해서 탄지되는 작동핀(121)이 선회스크롤(116)이 정회전할 때에는 상기 선회스크롤(116)의 회전을 간섭하지 않으면서 선회스크롤(116)이 역회전하면 간섭하여 상기 선회스크롤(116)의 역회전을 방지할 수 있도록 상부프레임(112)에 구비된다. 이를 위해서 상기 상부프레임(112)에는 평단면상에서 상기 작동핀(121)이 선회스크롤(116)의 정회전방향에 대해서 대향되게 위치하도록 핀삽입부(123A)가 형성된다. 또한 상기 핀삽입부(123A)의 선단 일측부에는 핀삽입부(123A)로 삽입된 작동핀(121)의 선단 일측부가 걸림으로 더이상 전진하지 못하도록 핀스톱부(123B)가 형성되고, 이의 타측부에는 핀삽입부(123A)로 삽입된 작동핀(121)의 선단 타측부가 상부프레임(112)의 내측 공간부로 돌출될 수 있도록 트여진 핀돌출공(123C)이 형성되는데, 이때 상기 핀스톱부(123B)는 작동핀(121)의 선단부와 마찬가지로 반구형의 홈으로 형성된다. 그리고 핀삽입부(123A)의 후방측에는 작동핀(121)을 후방측에서 상시 돌출방향으로 탄력 지지하는 스프링(122)이 장착될 수 있도록 탄지공(123D)이 형성되고, 상기 탄지공(123D)은 핀삽입부(123A)와 연이어 통하게 상기 핀삽입부(123A)의 후방측에 확장 형성된다. 이와함께 탄지공(123D)에는 내부에 장착된 스프링(122)이 상기 탄지공(123D)으로부터 이탈되지 않도록 함은 물론 상기 스프링(122)을 지지할 수 있도록 원반형상의 차단구(124)가 구비되고, 상기 차단구(124)는 탄지공(123D)에 고정된다. 이와 같이 구성된 본 발명은 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 선회스크롤(116)이 시계반대방향으로 정회전하게 되면, 스프링(122)의 탄성력에 의해서 핀삽입부(123A)의 선단 타측부 핀돌출공(123C)을 통해 돌출된 작동핀(121)이 선회스크롤 보스부(116B)와 접촉되면서 상기 선회스크롤(116)의 정회전력에 의해서 스프링(122)의 탄성력을 극복하면서 핀삽입부(123A) 내부로 인입되고, 상기 선회스크롤(116)은 작동핀(121)의 간섭없이 계속해서 회전하면서 유입된 냉매가스를 압축하게 된다. 그러나 선회스크롤(116)이 도 4b에 도시된 바와 같이 시계방향으로 역회전하게 되면, 상기한 바와 같이 스프링(122)의 탄성력에 의해서 핀삽입부(123A)의 핀돌출공(123C)을 통해 돌출된 작동핀(121)이 선회스크롤(116)과 동일방향으로 돌출된 상태에서 상기 선회스크롤(116)의 회전력을 측면부에서 받게 되므로 상기 작동핀(121)은 상부프레임(112)의 내측면과 선회스크롤(116) 사이에 끼이게 되고, 상기 선회스크롤(116)은 더이상 회전을 못하게 되는 것이다.

이같이 본 발명은 토출된 압축냉매가스의 역류방지를 위해 상부격막 상부측에 설치되었던 체크밸브를 제거한 상태에서도 선회스크롤의 역회전을 방지할 수 있도록 함으로써 상기 체크밸브로 인한 유로손실은 물론 소음을 완전히 제거할 수 있고, 또한 기기의 성능 및 신뢰성을 보다 향상 시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (2)

1. 흡입구를 통해 밀폐용기 내부로 유입된 냉매가스를 고정자와 회전자 간의 전자기적인 작용으로 선회스크롤을 상부프레임의 내측 공간부에서 선회시켜 유입된 냉매가스를 압축할 수 있도록 한 스크롤 압축기에 있어서, 선단부가 반구형으로 라운딩된 작동핀과; 상기 작동핀의 후방측에 설치되어 작동핀을 탄력지지하는 스프링과; 상기 작동핀이 평단면상에서 선회스크롤의 정회전방향에 대해서 대향되게 상부프레임에 설치될 수 있도록 하여 상기 선회스크롤의 정회전력에 의해서 상부프레임 내부로 인입되고, 스프링의 탄성력에 의해서 상기 상부프레임의 내측 공간부로 돌출되도록 하는 핀장착수단으로 구성된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 선회스크롤 역회전 방지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 핀장착수단은 평단면상에서 상기 작동핀이 선회스크롤의 정회전방향에 대향되게 위치될 수 있도록 상부프레임에 형성되는 핀삽입부와, 상기 핀삽입부의 선단 일측부에 형성되어 핀삽입부에 삽입된 작동핀의 선단 일측부를 걸림으로 전진을 저지시키는 핀스톱부와, 상기 핀삽입부의 선단 타측부에 형성되어 핀삽입부에 삽입된 작동핀의 선단 타측부가 상부프레임의 내측 공간부로 돌출될 수 있도록 트여진 핀돌출공과, 상기 핀삽입부의 후방측으로 연이어지게 확장 형성되어 스프링이 장착되는 탄지공과, 상기 탄지공으로부터 스프링이 이탈되지 않도록 탄지공을 막는 차단구로 구성된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 선회스크롤 역회전 방지장치.