KR100310530B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 스크롤 압축기에서 운전 정지시 토출실과 압축실내의 압력차이로 생긴 가스역류에 의해 밸브기구가 신속히 토출포트를 페쇄하여 선회스크롤 및 구동축의 역회전 방지효과를 향상시키고, 이상소음 발생을 방지하는 밸브기구에 관한 것이다.

이러한 본 발명은스크롤 압축기의 고정스크롤에 형성된 토출포트의 상측에 장착되며 토출포트와 상응하는 통로가 형성된 하우징; 상기 하우징에 수용되며 토출포트의 상측에 배치되어 가스의 역류를 차단하는 체크 밸브; 상기 하우징을 수용하도록 상기 고정스크롤의 상측에 장착되며 상기 통로와 상응하는 유로가 형성된 토출커버를 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 하우징은 상기 체크 밸브의 외경과 같거나 조금 큰 내경의 통로가 형성되고, 상기 토출커버는 상기 체크 밸브 하우징 통로와 상응하며 그 내경 보다 작은 내경을 갖는 제1 유로; 및 상기 제1 유로와 동심의 원주 방향에 원호형상으로 상응 형성되며 그 내주면과 내주면사이의 최단거리가 상기 통로의 내경 보다 큰 다수개의 제2 유로로 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기에서 운전 정지시 토출실과 압축실내의 압력차이로 생긴 가스역류에 의해 밸브기구가 신속히 패쇄하여 선회스크롤 및 구동축의 역회전 방지효과를 향상시키고, 이상소음 발생을 방지하는 밸브기구에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 스크롤 압축기의 구조를 도 1 내지 도 3 에 도시한 바와 같이 살펴보면,

먼저, 도 1 에 도시한 바와같이 스크롤 압축기의 외관인 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기(1)의 내측 상,하부에 프레임(2)(3)이 설치되어 있다.

상기 상,하부 프레임(2)(3)의 사이에 밀폐용기(1)내면으로 압입되어 설치되는 고정자(4)와, 상기 고정자(4)의 내주면에 삽입, 설치되는 회전자(5)와, 상기 회전자(5)에 압입되어 상부 프레임(2)의 중앙부를 관통되도록 설치되는 구동축(6)과, 상기 구동축(6)에 연결되어 선회운동으로 흡입관을 통해 밀폐용기(1)내로 흡입된 냉매가스를 압축하는 선회스크롤(7)과, 상기 선회스크롤(7)을 지지하는 상부 프레임(2)과, 상기 선회스크롤(7)의 자전운동을 유지하기 위해 사용하는 올담링(9)과,상기 선회스크롤(7)상단면에는 인벌류트 곡선으로 형성된 랩(7a)과, 상기 랩(7a)과 서로 맞물려 압출실을 형성한 고정스크롤(8)과, 상기 고정스크롤(8)이 얹혀져 상부 프레임(2)의 가장자리에 볼트로 체결되고, 상기 선회스크롤(7)의 배면에는 구동축(6)과 편심되게 결합되는 보스(7b)와, 상기 보스(7b)와 결합되는 구동축(6)의 단부에는 소정량으로 편심지고 돌출된 구동핀(6a)과, 상기 구동핀(6a)과 상기 선회스크롤(7)의 보스(7b)사이에 개재되어 있는 구동부시(10)와, 상기 구동축(6)의 종방향내측에는 구동축(6)전체를 종단하도록 형성된 급유로(6b)와, 상기 구동축(6)의 횡방향내측에는 상기 급유로(6b)와 연통되어 상부 프레임(2)의 직각형 오일급유구(미도시)와 선택적으로 대응, 연통되는 저널베어링의 오일 그루브(미도시)가 나선형으로 형성되고, 상기 회전자(5)의 양단면에는 구동축(6)중심과 편심되어진 선회스크롤(7)등의 불균형력을 상쇄하기 위한 균형추(5a,5b)로 구성된다.

도면중 미설명부호는 흡입파이프(11)와, 토출포트(12)와, 토출커버(13)와, 역지변 및 역지변하우징(14)과, 토출파이프(15)와, 오일펌프(16)로 구성된다.

이와 같은 선회스크롤(7)의 선회운동에 의해 상기 선회스크롤(7)과 고정스크롤(8)의 각 랩(7a)(8a)사이에는 압축실이 형성되고, 상기 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되고, 압력이 상승하여 토출포트(12)를 통하여 토출되고, 토출된 가스는 토출실(17)을 지나서 토출파이프(15)를 통과한 후 에어컨 시스템에 보내진다.

이러한 스크롤 압축기의 압축기구부는 선회스크롤(7) 및 고정스크롤(8)로 이루어지며 토출커버(13)를 중심으로 윗쪽은 토출실이 되고 아래쪽은 흡입실로 이루어진다.

도 3 에서와 같이 흡입실과 토출실을 구분하는 토출커버(13)는 고정스크롤(8) 배면에 설치된 체크 밸브(19) 및 하우징(18)을 통해 압축기구부에서 압축된 냉매가스를 토출실로 보내도록 유로(13a)를 형성하고 있다.

즉, 도 2a에서와 같이 스크롤 압축기의 운전중 압축기구부에서 형성된 압축 가스가 토출포트(12)를 통해 고정스크롤(8)에 장착된 하우징(18)내로 보내지고, 이 압축가스는 하우징(18)에서 상,하로 미끄럼 운동을 하는 체크 밸브(19)를 위로 밀어 올리고, 하우징(18)에 형성된 스토퍼(20)에서 멈춘후 상기 스토퍼(20)에 형성된 통로(18a)를 막는다.

이와 동시에 상기 유로(13a)를 통해 토출실내로 가스를 토출하며, 토출파이프(15)를 통해 압축된 냉매가스를 냉동, 공조 사이클 등으로 보내게 된다.

도 2b에서와 같이 스크롤 압축기가 운전 정지시 압축기구부의 일이 정지되면서 스크롤간에 형성된 압축실의 압력은 급격히 떨어지고 동시에 토출실에 채워져 있던 압축된 토출가스가 유로(13a)를 지나 통로(18a)를 통해 유입되어 체크 밸브(19)를 가압하여 이로인해 순간적으로 체크 밸브(19)는 고정스크롤(8)의 토출포트(12)를 폐쇄하여 토출실에 잔류하는 토출가스의 역류를 막는다.

이러한 고정스크롤(8) 배면에 설치된 체크 밸브(19) 및 하우징(18)은 압축기의 운전 정지시 토출실에 있는 고압의 가스가 토출포트(12)를 통하여 압축실로 역류함으로써, 선회스크롤(7)과 구동축(6)의 역회전에 의한 소음이 발생하므로 이를 방지하기 위해 설치하였다.

그러나, 종래의 스크롤 압축기의 체크 밸브 구조는 체크 밸브 하우징 가공시 ' 가 ' 부를 직각으로 가공하기 어렵고, 체크 밸브의 상단 모서리 부분과 간섭에 의하여 마모가 발생하여 마모분에 의하여 밸브가 끼이거나 두 부품간의 접촉에 의하여 일정압력 이상에서는 이상 소음이 발생하기도 하여, 압축기의 신뢰성를 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 운전 정지시에는 하우징의 스토퍼에 형성되어 있는 통로를 통하여 고압의 냉매가스가 하우징에 유입되며, 이 가스에 의해 체크 밸브가 고정스크롤에 설치되어 있는 토출포트를 막아 역류를 방지하여 선회스크롤 및 구동축의 역회전에 의한 소음을 방지하도록 되어 있으나, 유입로인 상기 통로의 크기를 크게하는데에는 한계가 있으므로 정지시 역회전을 방지하기 위해서는 부족한 점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로 스크롤 압축기에서 운전 정지시 토출실과 압축실내의 압력차이로 생긴 가스역류에 의해 밸브기구가 신속히 토출포트를 폐쇄하여 선회스크롤 및 구동축의 역회전 방지효과를 향상시키는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 견지로는, 흡입압력비와 토출압력비의 압력 변동에 대하여 밸브주위의 압력 불균형에 따른 밸브부재의 거동 이상으로 이상소음이 발생하는 문제점을 해결하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 스크롤 압축기의 종단면도 이고,

도 2 는 종래 스크롤 압축기의 역회전 방지장치의 구성도로서,

도 2a는 운전상태 구성도 이고,

도 2b는 정지상태 구성도 이고,

도 3 는 종래 스크롤 압축기 역회전 방지장치의 토출커버 평면도 이고,

도 4 는 본 발명 스크롤 압축기의 역회전 방지기구의 토출커버 평면도 이고,

도 5 는 본 발명 스크롤 압축기의 역회전 방지기구의 구성도로서,

도 5a는 운전상태 구성도 이고,

도 5b는 정지상태 구성도 이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

7 : 선회스크롤 8 : 고정스크롤

12: 토출포트 13: 토출커버

13a: 유로 18:하우징

19:체크 밸브 20:스토퍼

21a,b:제1,2 유로 22:통로

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,스크롤 압축기의 고정스크롤에 형성된 토출포트의 상측에 장착되며 토출포트와 상응하는 통로가 형성된 하우징; 상기 하우징에 수용되며 토출포트의 상측에 배치되어 가스의 역류를 차단하는 체크 밸브; 상기 하우징을 수용하도록 상기 고정스크롤의 상측에 장착되며 상기 통로와 상응하는 유로가 형성된 토출커버를 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 하우징은 상기 체크 밸브의 외경과 같거나 조금 큰 내경의 통로가 형성되고, 상기 토출커버는 상기 체크 밸브 하우징 통로와 상응하며 그 내경 보다 작은 내경을 갖는 제1 유로; 및 상기 제1 유로와 동심의 원주 방향에 원호형상으로 상응 형성되며 그 내주면과 내주면사이의 최단거리가 상기 통로의 내경보다 큰 다수개의 제2 유로로 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기를 제공한다.이와 같이 하면, 토출실과 압축실의 가스 압력비에 따라 차단하는 스크롤 압축기의 밸부기구에서 체크 밸브가 하우징을 관통하여 유로에서 멈추도록 하는 하우징의 통로를 구비함으로써, 압력차이로 생긴 가스역류를 신속하게 폐쇄하여 선회스크롤 및 구동축의 역회전 방지효과를 향상시킬수 있다.그 결과, 체크 밸브의 거동이상으로 인한 이상소음을 방지할수 있고, 장시간 사용시 하우징의 마모를 방지하여 압축기의 운전수명을 증가시키고, 이로인해 압축기의 신뢰성을 향상시킬수 있다.그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

또한 설명에 사용되는 도면에 있어서, 도 1 내지 도 3과 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

또한 본 발명의 기술은 압축기를 사용하는 여러 가지의 제품, 예컨대 냉,난방기등과 같은 제품에 적용할수 있다.

도 4 은 본 발명 스크롤 압축기의 역회전 방지기구의 토출커버 평면도 이고, 도 5 는 본 발명 스크롤 압축기의 역회전 방지기구의 구성도로서, 도 5a는 운전상태 구성도 이며, 도 5b는 본 발명 정지상태 구성도 이다.

먼저, 압축기구부인 선회스크롤(7)과 고정스크롤(8)의 스크롤 랩(7a)(8a)의 상대운동으로 압축실을 형성한다.

상기 압축기구부는 토출커버(13)를 중심으로 윗쪽은 토출실이 되고 아래쪽은 흡입실로 이루어진다.

도 4 에서와 같이 흡입실과 토출실을 구분하는 토출커버(13)는 고정스크롤(8)의 상측 면에 설치된 체크 밸브(19) 및 하우징(18)을 통해 압축기구부에서 압축된 냉매가스를 토출실로 보내도록 유로(21b)를 형성하고 있다.

즉, 도 5a에서와 같이 스크롤 압축기의 운전중 압축기구부에서 형성된 압축 가스의 일부가 토출포트(12)를 통해 고정스크롤(8)에 장착된 하우징(18)내로 보내지고, 이 압축가스는 하우징(18)에서 상,하로 미끄럼 운동을 하는 체크 밸브(19)를 상방향으로 밀어 올린다.

이때, 상기 하우징(18)은 상부가 개방되어 있고, 체크 밸브(19)의 이동은 토출커버(13)가 제한하도록 되어 있는 구성으로, 압축기 운전시 상기 체크 밸브(19)는 상기 하우징의 통로(22)를 관통해서 안정적으로 유로(21a)하면에 멈추어 압축가스가 토출구(12)로 나올 수 있도록 해준다.

토출구(12)를 나온 압축가스는 체크 밸브(19)의 중심을 기준으로 외곽에 다수개 형성된 유로(21b)를 통해 토출실로 보내진다.

그리고, 도 5b에서와 같이 스크롤 압축기가 운전 정지시 압축기구부의 구동이 정지되면서 스크롤간에 형성된 압축실의 압력은 급격히 떨어지고 동시에 토출실에 채워져 있던 압축된 토출가스가 상기 체크 밸브(19)의 중심을 기준으로 외곽에 다수개 형성된 유로(21b)와 체크 밸브(19)를 중심으로 형성된 또 다른 유로(21a)로 동시에 유입되어 상기 체크 밸브(19)를 신속하게 가압하여 이로 인해 순간적으로 체크 밸브(19)는 고정스크롤의 토출포트(12)를 폐쇄하여 토출실에 잔류하는 토출가스의 역류를 막는다.

한편, 비교 예로서 종래의 기술, 즉 다시 말해서 압축기구부에 압축된 압축가스를 토출포트와 유로를 통해 하우징으로 유입하여 하우징에서 상,하로 미끄럼 운동하는 체크 밸브를 구비한 구성과 달리, 본 발명은 토출포트와 유로를 통해 유입되는 압력가스에 의해 체크 밸브가 하우징의 통로에서 상,하로 관통되게 한 것이다.

이 결과에서, 본 발명에 의하면 압축기의 운전 정지시 밸브기구가 가스의 역류에 의해 신속하게 토출커버를 폐쇄함으로써, 선회스크롤 및 구동축의 역회전 방지효과를 향상시키고, 체크 밸브가 하우징에 끼는 현상을 방지함과 동시에 체크 밸브의 거동 이상으로 인한 이상소음을 방지할수 있다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명은 압축기의 가변적 압력비 변화에 따른 밸브기구가 안정적인 거동이 되도록하여 역회전 방지효과를 향상시키고, 이상소음 발생을 방지할수 있는 효과가 있다.

또한, 하우징의 가공을 용이하게 하고, 이로 인해 하우징의 마모을 방지하여 압축기의 수명연장 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 스크롤 압축기의 고정스크롤에 형성된 토출포트의 상측에 장착되며 토출포트와 상응하는 통로가 형성된 하우징; 상기 하우징에 수용되며 상기 토출포트의 상측에 배치되어 가스의 역류를 차단하는 체크 밸브; 상기 하우징을 수용하도록 상기 고정스크롤의 상측에 장착되며 상기 통로와 상응하는 유로가 형성된 토출커버를 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 하우징은 상기 체크 밸브의 외경과 같거나 조금 큰 내경의 통로가 형성되고,

   상기 토출커버는 상기 체크 밸브 하우징 통로와 상응하며 그 내경 보다 작은 내경을 갖는 제1 유로; 및

   상기 제1 유로와 동심의 원주 방향에 원호형상으로 상응 형성되며 그 내주면과 내주면사이의 최단거리가 상기 통로의 내경 보다 큰 다수개의 제2 유로로 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.