KR100446782B1 - 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기 - Google Patents

진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 인벌류트형상의 고정익을 가지고 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정스크롤과, 상기 고정익에 대응되게 형성된 인벌류트형상의 선회익을 가지고 상기 고정스크롤에 상대 운동가능하게 결합되는 선회스크롤과, 상기 케이싱의 상하방향을 따라 상기 고정스크롤의 상측에 배치되어 상기 케이싱의 내부공간을 고압측과 저압측으로 구획분리하는 고저압분리판을 가지는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고저압분리판을 상기 고정스크롤에 고정할 수 있도록 상기 고정스크롤의 두께방향을 따라 형성되는 진공방지암나사부와; 상기 진공방지암나사부에 나사결합되고 상기 진공방지암나사부와의 사이에 냉매가 유동할 수 있도록 냉매유동로가 형성되도록 결합되는 진공방지볼트와; 일측은 상기 고압측에 연통되고 타측은 상기 저압측에 연통되도록 상기 냉매유동로를 포함하여 형성되는 연통부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 제작이 용이하고 고장 발생의 우려가 없으며 제조 비용을 저감시킬 수 있는 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기가 제공된다.

Description

진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR WITH FUNCTION OF VACUUM PROTECTION}
본 발명은, 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제작이 용이하고 고장 발생의 우려가 없으며 제조 비용을 저감시킬 수 있도록 한 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 부분단면도이다. 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부 상부영역에 배치되어 냉매를 압축하는 압축부(21)와, 압축부(21)의 하측에 배치되어 압축부(21)에 구동력을 제공하는 전동모터부(31)를 구비하고 있다.
케이싱(11)의 일측에는 냉매를 흡입할 수 있도록 흡입관(13)이 설치되어 있으며, 흡입관(13)의 상측에는 압축된 냉매를 토출할 수 있도록 토출관(15)이 구비되어 있다.
케이싱(11)의 내부 상부영역에는 압축된 냉매가 토출되어 일시 수용되는 고압실(Ｈ)과 상대적으로 압력이 낮은 압축전 상태의 저압실(Ｌ)을 구획하는 고저압분리판(35)이 설치되어 있으며, 고저압분리판(35)의 하측에는 압축부(21)가 배치되어 있다.
압축부(21)는, 인벌류트형상의 고정익(24)을 구비하여 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정스크롤(23)과, 고정익(24)에 대응되는 인벌류트형상의 선회익(29)을 구비하여 고정스크롤(23)에 대해 상대운동 가능하게 배치되는 선회스크롤(28)을 구비하고 있다.
전동모터부(31)는, 선회스크롤(28)의 하측에 상단이 상대운동 가능하게 결합되어 선회스크롤(28)을 구동시키는 회전축(34)과, 회전축(34)과 일체로 회전가능하게 결합되는 회전자(33)와, 회전자(33)의 둘레에 고정배치되는 고정자(32)를 구비하고 있다.
한편, 고정스크롤(23)의 중앙영역에는 고정익(24)과 선회익(29) 사이에 형성되는 압축포켓(Ｐ)의 내부에서 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 냉매토출구(26)가 두께방향을 따라 관통형성되어 있으며, 냉매토출구(26)의 상측에는 토출된 냉매가 역류되는 것을 방지할 수 있도록 역류방지밸브(27)가 구비되어 있다.
이러한 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 도시 않은 서비스 밸브가 닫힌 경우와 같이, 냉매가 흡입되지 아니 한 상태, 소위 진공상태에서 운전이 되면 내부의 온도가 상승하게 되고, 고정스크롤(23) 및 선회스크롤(28)의 이상마모가 진행되어 수명이 단축되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여 진공발생시 고압측의 냉매를 저압측으로 유동되도록 함으로써 진공상태에서 운전되는 것을 방지할 수 있도록 한 진공방지장치들이 있다.
그런데, 이러한 종래의 스크롤 압축기의 진공방지장치들은, 그 구조가 복잡하여 제작이 곤란하고, 사용시 고장이 발생될 우려가 클 뿐만 아니라 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 제작이 용이하고 고장 발생의 우려가 없으며 제조 비용을 저감시킬 수 있는 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 부분단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기의 부분단면도,
도 3은 도 2의 진공방지볼트영역의 확대도,
도 4는 도 3의 요부확대도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기의 진공방지볼트를 도시한 도면,
도 6은 도 5의 진공방지볼트의 결합상태의 확대단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 케이싱 21 : 압축부
23 : 고정스크롤 24 : 고정익
25 : 함몰부 26 : 냉매토출구
27 : 역류방지밸브 28 : 선회스크롤
29 : 선회익 35 : 고저압분리판
41 : 진공방지암나사부 42 : 연통부
43a : 제1연통로 43b : 냉매유동로
43c : 제2연통로 45 : 진공방지볼트
48 : 냉매유입구
상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 인벌류트형상의 고정익을 가지고 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정스크롤과, 상기 고정익에 대응되게 형성된 인벌류트형상의 선회익을 가지고 상기 고정스크롤에 상대 운동가능하게 결합되는 선회스크롤과, 상기 케이싱의 상하방향을 따라 상기 고정스크롤의 상측에 배치되어 상기 케이싱의 내부공간을 고압측과 저압측으로 구획분리하는 고저압분리판을 가지는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고저압분리판을 상기 고정스크롤에 고정할 수 있도록 상기 고정스크롤의 두께방향을 따라 형성되는 진공방지암나사부와; 상기 진공방지암나사부에 나사결합되고 상기 진공방지암나사부와의 사이에 냉매가 유동할 수 있도록 냉매유동로가 형성되도록 결합되는 진공방지볼트와; 일측은 상기 고압측에 연통되고 타측은 상기 저압측에 연통되도록 상기 냉매유동로를 포함하여 형성되는 연통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 고정스크롤에는 상면으로부터 두께방향을 따라 함몰된 함몰부가 형성되어 있으며, 상기 연통부는 일측은 상기 함몰부와 연통되고 타측은 상기 냉매유동로와 상호 연통되는 제1연통로와, 일측은 상기 냉매유동로와 상호 연통되고 타측은 상기 고정스크롤 및 상기 선회스크롤의 냉매유입측에 상호 연통되게 연결되는 제2연통로를 포함하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 냉매유동로는 상기 진공방지볼트의 반경방향을 따라 함몰되고 길이방향을 따라 연장되게 절취되도록 상기 진공방지볼트에 형성되는 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기의 부분단면도이고, 도 3은 도 2의 진공방지볼트영역의 확대도이며, 도 4는 도 3의 요부확대도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기의 진공방지볼트를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 진공방지볼트의 결합상태의 확대단면도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 인벌류트형상의 고정익(24)을 구비하여 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정스크롤(23)과, 고정익(24)에 대응된 인벌류트형상의 선회익(29)을 구비하여 고정스크롤(23)에 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤(28)과, 고정스크롤(23)의 상측에 배치되어 고압실(Ｈ)과 저압실(Ｌ)로 구획형성되도록 하는 고저압분리판(35)과, 고정스크롤(23)의 두께방향을 따라 형성되는 진공방지암나사부(41)와, 진공방지암나사부(41)와의 사이에 냉매가 유동할 수 있게 냉매유동로(43b)가 형성되도록 결합되는 진공방지볼트(45)와, 일측은 고압실(Ｈ)에 연통되고 타측은 냉매유동로(43b)를 경유하여 저압실(Ｌ)에 연통되어 고압실(Ｈ)의 냉매가 저압실(Ｌ)로 유동될 수 있도록 형성되는 연통부(42)를 포함하여 구성되어 있다.
케이싱(11)의 상부 일측에는 냉매를 흡입 및 토출할 수 있도록 흡입관(13) 및 토출관(15)이 각각 결합되어 있으며, 고정스크롤(23)의 상측에는 고압실(Ｈ)과 저압실(Ｌ)로 분리하는 고저압분리판(35)이 설치되어 있다.
선회스크롤(28)의 하측에는 선회스크롤(28)을 구동시킬 수 있도록 고정자(32), 회전자(33) 및 회전축(34)을 구비한 전동모터부(31)가 구비되어 있다.
한편, 고정스크롤(23)은 소정 직경을 가지는 원반형상을 가지며, 중앙영역에는 냉매를 토출할 수 있도록 냉매토출구(26)가 형성되어 있다. 냉매토출구(26)의 상측에는 역류방지밸브(27)가 구비되어 있으며, 상면 일부영역에는 두께방향을 따라 함몰된 함몰부(25)가 형성되어 있다.
함몰부(25)의 주변에는 고저압분리판(35)을 고정스크롤(23)에 일체로 결합하는 고정볼트(37)의 수나사부가 나사결합될 수 있도록 복수의 암나사부(39)가 형성되어 있다. 고정스크롤(23)의 냉매유입구(48)영역에는 두께방향을 따라 진공방지암나사부(41)가 형성되어 있으며, 진공방지암나사부(41)에는 진공방지볼트(45)가 체결되어 있다.
진공방지암나사부(41)의 골 및 진공방지볼트(45)의 나사산사이에는 냉매가 유동할 수 있도록 소정의 틈새를 이루는 냉매유동로(43b)가 형성되어 있다. 여기서, 진공방지암나사부(41) 및 진공방지볼트(45)는, 도 5 및 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 진공방지암나사부(57)와의 결합시 냉매가 유동할 수 있도록 진공방지볼트(55)의 반경방향을 따라 함몰되고 길이방향을 따라 연장되게 한 쌍의 냉매유동로(56)가 형성되도록 구성할 수도 있다.
고압실(Ｈ)에서 저압실(Ｌ)로 유동되는 냉매의 유동방향을 따라 냉매유동로(43b)의 상류 및 하류영역에는 연통부(42)가 형성되어 있다. 연통부(42)는 일측이 함몰부(25)와 연통되고 타측은 냉매유동로(43b)와 상호 연통되는 제1연통로(43a)와, 일측은 냉매유동로(43b)와 연통되고 타측은 고압실(Ｈ)로부터 제1연통로(43a) 및 냉매유동로(43b)를 따라 유동하는 냉매가 고정스크롤(23) 및 선회스크롤(28)의 냉매유입구(48)영역으로 유입될 수 있도록 고정스크롤(23)의 두께방향을 따라 형성되는 제2연통로(43c)를 구비하고 있다.
여기서, 제2연통로(43c)를 통해 토출되는 토출압력(Ｐｓ)는,
로 표시된다.
여기서, ρ는 유로저항으로 냉매가 통과할 때 단위 길이당 압력의 드롭(drop)량이고, Ａ는 냉매유동로(43b)의 단면적이며, Ｌ은 냉매유동로(43b)의 길이이다. 냉매유동로(43b)의 길이는 나사산과 골사이의 평균경과, 나사의 피치와, 나사산수를 곱하여 구해진다.
따라서, 진공상태의 토출압력은 일반적으로 열교환이 되지 아니하므로고정스크롤(23) 및 선회스크롤(28)에 의해 압축되어 토출되는 토출압력(Ｐｄ)의 범위, 예를 들면 Ｐｄ=10~18 ㎏/㎤ 에서, 제2연통로(43c)를 통해 토출되는 압력(Ｐｓ)≥0 이 되도록 설계한다.
이러한 구성에 의하여, 고정스크롤(23) 및 선회스크롤(28)의 냉매유입구(48)측으로 냉매가 유입되지 아니 한 경우, 고압실(Ｈ)의 냉매가 제1연통로(43a), 냉매유동로(43b) 및 제2연통로(43c)를 통해 저압실(Ｌ), 즉 냉매유입구(48)측으로 유동됨으로써 진공을 방지하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고정스크롤의 두께방향을 따라 형성되는 진공방지암나사부와, 진공방지암나사부와의 사이로 냉매가 유동할 수 있게 냉매유동로가 형성되도록 진공방지암나사부에 결합되는 진공방지볼트와, 일측은 고압측과 상호 연통되고 타측은 냉매유동로를 경유하여 저압측에 연통되어 고압측의 냉매가 저압측으로 유동되도록 하는 연통부를 구비하도록 함으로써, 구조가 간단하여 제작을 용이하게 할 수 있으며 고장의 우려가 없고 비용을 저감시킬 수 있는 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기가 제공된다.

Claims (3)

  1. 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 인벌류트형상의 고정익을 가지고 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정스크롤과, 상기 고정익에 대응되게 형성된 인벌류트형상의 선회익을 가지고 상기 고정스크롤에 상대 운동가능하게 결합되는 선회스크롤과, 상기 케이싱의 상하방향을 따라 상기 고정스크롤의 상측에 배치되어 상기 케이싱의 내부공간을 고압측과 저압측으로 구획분리하는 고저압분리판을 가지는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고저압분리판을 상기 고정스크롤에 고정할 수 있도록 상기 고정스크롤의 두께방향을 따라 형성되는 진공방지암나사부와; 상기 진공방지암나사부에 나사결합되고 상기 진공방지암나사부와의 사이에 냉매가 유동할 수 있도록 냉매유동로가 형성되도록 결합되는 진공방지볼트와; 일측은 상기 고압측에 연통되고 타측은 상기 저압측에 연통되도록 상기 냉매유동로를 포함하여 형성되는 연통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정스크롤에는 상면으로부터 두께방향을 따라 함몰된 함몰부가 형성되어 있으며, 상기 연통부는 일측은 상기 함몰부와 연통되고 타측은 상기 냉매유동로와 상호 연통되는 제1연통로와, 일측은 상기 냉매유동로와 상호 연통되고 타측은 상기 고정스크롤 및 상기 선회스크롤의 냉매유입측에 상호 연통되게 연결되는 제2연통로를 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉매유동로는 상기 진공방지볼트의 반경방향을 따라 함몰되고 길이방향을 따라 연장되게 절취되도록 상기 진공방지볼트에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공방지기능을 구비한 스크롤 압축기.
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