KR100332772B1 - 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치에 관한 것으로, 본 발명은 선회스크롤과 고정스크롤에 의해 이루어진 압축실의 토출구에 연통하도록 가스통공을 구비하고, 그 가스통공을 수용하는 회동홈을 구비하며, 그 회동홈의 양측에 힌지홈을 구비하는 밸브 하우징과 ; 상기 밸브 하우징의 각 힌지홈에 끼워지는 힌지돌기를 양측 중앙부에 구비하여 회동홈에 삽입하고, 그 회동홈에 미끄러지게 면접촉하는 볼륨부를 형성하며, 그 볼륨부에는 닫힌 상태에서 밸브 하우징의 가스통공을 통과하는 압축가스가 원활하게 압축실을 빠져나갈 수 있도록 가스통홈을 형성하여 상기한 힌지돌기를 중심으로 회동하면서 가스통공을 개폐하는 역지밸브로 구성함으로써, 상기 역지밸브의 개폐시 밸브 하우징과의 충돌을 방지하여 충돌소음이 저감되는 것은 물론, 상기 역지밸브의 개폐시 그 거동이 안정되어 토출가스의 역류도 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 가스역류 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING GAS ANTIFLOW OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치에 관한 것으로, 특히 토출가스가 압축실로 역류하면서 발생되는 소음을 최소한으로 감소시키는데 적합한 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 압축기는 크게 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식(통상, 터보식이라고도 함) 그리고 베인식(통상, 회전식이라고도 함)으로 구분된다.

이 중에서 상기 스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식 과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축시켜 토출시키게 된다. 상기 스크롤식 압축기는 그 케이싱의 내부에 흡입가스가 충진되는지 아니면 토출가스가 충진되는지에 따라 저압식 스크롤 압축기 또는 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어 진다.

상기 저압식 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 오일이 적정높이까지 채워진 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 각각 고정되고, 그 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)의 사이에는 고정자(4A) 및 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)가 고정 설치되며, 그 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에는 구동축(5)이 상부프레임(2)을 관통하여 압입되고, 그 상부프레임(2)이 상면에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6a)이 형성되어 구동축(5)에 편심되게 결합되는선회스크롤(6)이 회전가능하게 얹혀져 설치되며, 상기 선회스크롤(6)의 상면에는 그 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(7a)이 형성되는 고정스크롤(7)이 상부프레임(2)의 가장자리에 고정 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 상측에는 케이싱(1) 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 케이싱(1)의 내주면에 고정되며, 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 상면에는 토출가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되어 이루어져 있다.

상기 역지밸브 조립체(9)는 토출커버(8)의 상면에 가스토출공(8a)을 포용하도록 소정의 체적을 갖고 체결되는 밸브 하우징(9A)과, 그 밸브 하우징(9A)의 내부에서 미끄러져 상하운동을 하면서 상기한 가스토출공(8a)을 개폐시키는 역지밸브(9B)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로, 7b는 토출포트, SP는 흡입관, DP는 토출관이다.

상기와 같이 구성된 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 전원에 의해 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키게 되고, 이와 함께 상기 선회스크롤(6)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(7)과의 두 랩(6a,7a) 사이에 복수개의 압축실이 형성된다. 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 되고, 이렇게 압축된 고압의 냉매가스는 상기 고정스크롤(7)의 토출포트(7b)를 통해 토출커버(8)의 내부로 토출되었다가 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 및 토출관(DP)을 거쳐 압축기 외부로 토출된다.

이때, 상기 역지밸브(9B)는 압축기의 정상운전시에는 고압의 토출가스에 의해 밸브 하우징(9A)의 내저면에 밀착된 상태를 유지하나, 압축기의 정지시에는 그 역지밸브(9B)의 자중 및 케이싱(1)에 남아 있는 토출가스의 압력에 의해 점진적으로 하강하면서 토출커버(8)의 가스토출공(8a)을 차단하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 역지밸브 조립체에서 압력비가 증가하게 되는 경우에는 압축기의 흡입행정시 흡입압력에 비해 토출가스의 잔류압력이 상대적으로 고압이 되어 역지밸브(9B)를 누르게 되나, 이 역지밸브(9B)의 닫힘속도가 늦거나 거동이 불안정하여 토출가스의 역류가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 압축기의 재기동시에는 압축실의 압력이 갑자기 커지게 되어 토출커버(8)를 안착되어 있던 역지밸브(9B)가 급작스럽게 밀려나면서 밸브 하우징(9A)의 내저면에 강하게 부딪혀 충돌소음이 발생하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 냉매가스의 압력비가 증가하더라도 토출된 가스가 압축실로 역류하는 것을 최소화할 수 있는 스크롤 압축기의 역지밸브 조립체를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또한, 상기 압축기의 재기동시 압축실로부터 토출되는 냉매가스가 역지밸브를 밀어올리는 과정에서 그 역지밸브가 밸브 하우징에 부딪히면서 발생되는 충돌소음을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 역지밸브 조립체를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 구성을 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 역지밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치를 보인 사시도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명 스크롤 압축기에서 가스역류 방지장치의 동작을 보인 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

7 : 고정스크롤 7b : 토출포트

8 : 토출커버 8b : 가스토출공

100 : 역지밸브 조립체 110 : 밸브 하우징

110a : 가스통공 111 : 하우징 몸체

111a : 회동홈 112 : 안내판

112a : 힌지공 112b : 안내공

120 : 역지밸브 121 : 볼륨부

121a : 힌지돌기 121b : 안내돌기

122 : 가스통홈

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 선회스크롤과 고정스크롤에 의해 이루어진 압축실의 토출구에 연통하도록 가스통공을 구비하고, 그 가스통공을 수용하는 회동홈을 구비하며, 그 회동홈의 양측에 힌지홈을 구비하는 밸브 하우징과 ;상기 밸브 하우징의 각 힌지홈에 끼워지는 힌지돌기를 양측 중앙부에 구비하여 회동홈에 삽입하고, 그 회동홈에 미끄러지게 면접촉하는 볼륨부를 형성하며, 그 볼륨부에는 닫힌 상태에서 밸브 하우징의 가스통공을 통과하는 압축가스가 원활하게 압축실을 빠져나갈 수 있도록 가스통홈을 형성하여 상기한 힌지돌기를 중심으로 회동하면서 가스통공을 개폐하는 역지밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치를 제공한다.

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

도 3은 본 발명 스크롤 압축기를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치를 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 가스역류 방지장치가 구비된 스크롤 압축기는 케이싱(1)의 내부에 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 구동모터(4)의 상하 양측에 각각 고정 설치되고, 상기 구동모터(4)의 회전자(4A)에는 상부프레임(2)을 관통하는 구동축(5)이 압입되며, 그 구동축(5)의 상단에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6a)이 형성되어 상기 상부프레임(2)의 상면에서 미끄러지도록 얹혀지는 선회스크롤(6)이 결합되고, 그 선회스크롤(6)의 상면에는 상기 선회스크롤(6)의랩(6a)에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(7a)이 형성되는 고정스크롤(7)이 상부프레임(2)의 가장자리에 체결되어 설치되며, 그 고정스크롤(7)의 상측에는 케이싱(1)의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 설치되고, 그 토출커버(8)의 상면에는 압축실로부터 토출된 가스가 압축기의 흡입행정시 다시 압축실로 역류하는 것을 방지하는 역지밸브 조립체(100)가 설치되는 것을 포함하여 구성된다.

상기 역지밸브 조립체(100)는 토출커버(8)의 가스토출공(8a)에 연통되도록 가스통공(110a)이 구비되어 고정되는 밸브 하우징(110)과, 그 밸브 하우징(110)에 힌지 결합되어 회동하면서 상기 가스통공(110a)을 개폐하는 역지밸브(120)로 이루어진다.

상기 밸브 하우징(110)은 토출커버(8)에 체결되는 하우징 몸체(111)와, 그 하우징 몸체(111)의 양측면에 각각 체결되어 역지밸브(120)가 힌지 결합되는 안내판(112,112)으로 이루어진다.

상기 하우징 몸체(111)는 그 상면 중앙에 정면투영시 반원형 단면 형상으로 형성되어 역지밸브(120)가 미끄럼접촉되도록 삽입되는 회동홈(111a)이 길게 형성되고, 그 회동홈(111a)의 하반부 일측에는 전술한 가스통공(110a)이 상기한 회동홈(111a)의 중심에서 측주면쪽으로 편심되게 형성된다.

상기 안내판(112,112)은 하우징 몸체(111)의 회동홈(111a) 중심이 대향되는 위치에 후술할 역지밸브(120)의 힌지돌기(121a)가 삽입되는 힌지공(112a,112a)이 형성되고, 상기 안내판중에서 어느 한쪽의 안내판(112)의 하반부에는 후술할 역지밸브(120)의 안내돌기(121b)가 미끄러지게 삽입되는 원호형의 안내공(112b)이 비스듬히 형성된다.

상기 역지밸브(120)는 정면투영시 하향으로 반원형 단면의 볼륨부(121)가 형성되고, 그 볼륨부(121)의 중앙측에는 열림시 토출가스의 유로가 되는 가스통홈(122)이 음각지게 형성되며, 상기 볼륨부(121)의 전후 양측면에는 상기한 안내판(112,112)의 힌지공(112a,112a)에 각각 삽입되는 힌지돌기(121a,121a)가 형성되고, 상기 볼륨부(121)의 전후 양측면중에서 어느 한쪽면에는 상기한 안내판(112)의 안내공(112a)에 삽입되어 역지밸브(120)의 회전각도를 제한하는 안내돌기(121b)가 형성된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로, 7b는 토출포트, SP는 흡입관, DP는 토출관이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치는 다음과 같이 동작된다.

상기 구동축(5)이 회전자(4B)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키나, 이 선회스크롤(6)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤과의 두 랩 사이에 복수개의 압축실이 형성되면서 냉매가스를 흡입 압축시켜 고정스크롤(7)의 토출포트(7b)로 토출시키게 된다.

즉, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 토출포트(7b)에 연통되는 밸브 하우징(110)의 가스통공(110a)이 역지밸브(120)의 중심에 대해 비스듬하게 편심되어 이 가스통공(110a)으로 토출되는 압축가스가 역지밸브(120)의 가스통홈(122)의 측부를 밀어내게 됨으로써, 상기 역지밸브(120)가 힌지돌기(121a) 및 힌지공(112b)을 중심으로 회전하게 되고, 이와 동시에 상기 밸브 하우징(110)의 가스통공(110a)이 열리면서 이 열린 가스통공(110a)을 통해 압축가스가 토출되는 것이다.

이때, 상기 압축기의 구동시에는 압축실의 압력이 토출커버(8)의 외부압력에 비해 상대적으로 고압이 되므로 상기한 역지밸브(120)는 항상 열린상태를 유지하게 되는 반면, 상기 압축기의 정지시에는 압축실의 압력이 토출커버(8)의 외부압력에 비해 상대적으로 저압이 되므로 상기한 역지밸브(120)는 자체하중에 의해 힌지돌기(121a) 및 힌지공(112b)을 중심으로 역회전하여 밸브 하우징(110)의 회동홈(111a)에 미끄러지게 접촉되면서 가스통홈(122)이 가스통공(110a)을 닫게 된다.

이후, 상기 압축기의 재기동시에 가스통공(110a)을 통해 갑자기 토출되는 압축가스에 의해 상기한 역지밸브(120)가 급작스럽게 회전을 하게 되더라도, 그 역지밸브(120)는 전술한 바와 같이 안내돌기(121b)가 안내공(112b)을 따라 회전하게 되어 거동이 안정되는 것은 물론 밸브와 밸브 하우징 사이의 충돌소음도 현저하게 감소된다.

본 발명을 실시함에 있어서, 역지밸브 조립체를 본 실시예에서와 같이 토출커버의 상면에 설치할 수도 있거니와 고정스크롤의 배면에 설치할 수도 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치는, 상기 선회스크롤과 고정스크롤에 의해 이루어진 압축실로부터 토출되는 토출가스의 유로에 연통되도록 가스통공을 갖는 밸브 하우징과, 그 밸브 하우징에 힌지 결합되어 양측으로 가해지는 압력차에 따라 회동하면서 상기한 가스통공을 개폐하는 역지밸브로 구성함으로써, 상기 역지밸브의 개폐시 밸브 하우징과의 충돌을 방지하여 충돌소음이 저감되는 것은 물론, 상기 역지밸브의 개폐시 그 거동이 안정되어 토출가스의 역류도 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 선회스크롤과 고정스크롤에 의해 이루어진 압축실의 토출구에 연통하도록 가스통공을 구비하고, 그 가스통공을 수용하는 회동홈을 구비하며, 그 회동홈의 양측에 힌지홈을 구비하는 밸브 하우징과 ;

   상기 밸브 하우징의 각 힌지홈에 끼워지는 힌지돌기를 양측 중앙부에 구비하여 회동홈에 삽입하고, 그 회동홈에 미끄러지게 면접촉하는 볼륨부를 형성하며, 그 볼륨부에는 닫힌 상태에서 밸브 하우징의 가스통공을 통과하는 압축가스가 원활하게 압축실을 빠져나갈 수 있도록 가스통홈을 형성하여 상기한 힌지돌기를 중심으로 회동하면서 가스통공을 개폐하는 역지밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가스통공은 압축실의 토출구를 통해 압축가스가 토출할 때 역지밸브가 용이하게 회동하도록 회전방향으로 편심지게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 밸브 하우징의 힌지홈 일 측에는 안내공을 원호형으로 형성하고, 이에 대향하는 역지밸브의 일 측면에는 상기한 안내공에 미끄러지게 삽입하는 안내돌기를 형성하여 역지밸브의 회전정도를 제한하도록 한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 가스역류 방지장치.