KR100452836B1 - 스크롤압축기 - Google Patents

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KR100452836B1 KR10-1998-0700613A KR19980700613A KR100452836B1 KR 100452836 B1 KR100452836 B1 KR 100452836B1 KR 19980700613 A KR19980700613 A KR 19980700613A KR 100452836 B1 KR100452836 B1 KR 100452836B1
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요시타카 시바모토
미키오 가지와라
게이지 요시무라
슈사쿠 우에다
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

케이싱(1)의 내부 공간을 토출실(22)과 흡입실(23)로 구획하고 또 토출실(22) 및 흡입실(23)을 연통하는 토출구멍(25b)이 개구된 경계벽(25)과, 가스가 토출실(22)로부터 흡입실(23)로 흐르는 것을 저지하는 역류 방지 밸브(27)와, 흡입실(23)에, 경계벽(25)과의 사이에 공간(36)을 두고 압축한 가스를 공간(36)으로 토출하는 스크롤 압축기구(3)를 구비한 스크롤 압축기(A)에 대하여, 공간(36)에, 정상 운전시는 그 공간(36)에서의 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통 차단하는 한편, 역상 운전시는 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 봉입부재(32)를 갖는 밸브수단(31)을 설치한다. 정상 운전시의 성능을 저하시키지 않고, 역상 운전시에 고정 및 가동 스크롤(10, 11)의 와권체(10b, 11b) 선단면에 발생하는 마찰열을 확실히 스크롤 압축기구(3) 외부로 방열하여 와권체(10b, 11b) 선단면이 용착되는 것을 방지한다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
일반적으로, 이 종류의 스크롤 압축기는, 예를 들면 케이싱 내에, 모터에 의해 회전 구동되는 가동 스크롤과, 케이싱에 고정된 고정 스크롤로 이루어지는 스크롤 압축기구를 갖는다. 상기 가동 스크롤은 평판에 와권체가 돌출 설치되어 이루어진다. 한편, 고정 스크롤은 이 가동 스크롤의 평판과 대향하여 배치되는 평판을 갖고, 그 평판에는 가동 스크롤의 와권체와 압축실을 형성하도록 맞물리는 와권체가 돌출 설치되고, 평판의 대략 중심부에는 상기 양 와권체 사이의 압축실에서 압축한 가스를 배면측으로 토출하는 토출구가 형성되어 있다. 그리고, 고정 스크롤 배면측은 고압의 토출실로 되고, 케이싱 내는 이 토출실과 저압인 흡입실의 2실로 구획되어 있다. 이 케이싱내 공간의 구획을 고정 스크롤 자체로 행하면, 토출실과 흡입실의 압력차에 의해 고정 스크롤에 변형이 생기고, 압축기의 성능이 열화될 우려가 있다. 이 때문에, 종래에는 예를 들면 일본국 특개평 2-125986호 공보에 개시되어 있는 것에서는 고정 스크롤의 배면측에 토출실과 흡입실을 구획하는 경계벽을 설치하는 것이 제안되어 있다.
또, 예를 들면 일본국 특개평 4-241702호 공보에 나타낸 바와 같이, 상기와 같은 경계벽에, 고정 스크롤의 토출구로부터 토출된 가스를 상기 토출실에 도입하는 토출구멍을 설치하는 동시에, 그 토출구멍의 토출실 측개부에 가스가 토출실로부터 흡입실로 역류하지 않도록 역류 방지 밸브를 배치한 스크롤 압축기가 알려져 있다. 이것에서는 고정 스크롤과 경계벽 사이의 공간에서 토출구 및 토출구멍을 포함하는 내측 공간이 바깥둘레측의 외측 공간과 기밀 봉입되도록 고정 스크롤과 경계벽 사이에 봉입부재를 배치하고 있다.
이와 같이 경계벽에 역류 방지 밸브를 구비한 스크롤 압축기의 경우, 가동 스크롤이 정상적인 방향으로 회전되는 정상 운전시에는, 가스가 스크롤 압축기구내를 흐르기 때문에 고정 및 가동 스크롤의 와권체 선단면이 각각 상대방의 평판에 접촉하여 발생하는 마찰열은 상기 가스에 의해 스크롤 압축기구 외부로 방출되어 문제는 없다.
그러나, 모터로의 전원 배선의 접속 미스 등에 의해, 가동 스크롤이 정상 운전시와 역방향으로 회전하는 역상운전을 하면 역류 방지 밸브의 폐밸브에 의해 토출구의 압력이 흡입부 및 토출실의 압력보다 저하하여 결국 진공상태가 된다. 이로 인해 가스가 막혀 흐르지 않게 되고, 마찰열이 스크롤 압축기구 내에 가득차게 된다. 그리고, 그 마찰열에 의해 양 와권체가 열팽창하여 그 선단면이 상대방의 평판에 이상한 힘으로 밀려 더욱 많은 마찰열이 생긴다. 그 결과, 가동 스크롤이 회전하면 바로 양 와권체의 선단면이 소부(이하 용착이라 함)되어 개량의 여지가 있다.
한편, 예를 들면 일본국 특개평 1-318778호 공보에 나타낸 바와 같이, 고정 스크롤에 양 스크롤의 와권체 바깥둘레측과 토출구를 접속하는 도피 통로를 형성하는 동시에, 그 도피 통로를 정상 운전시에는 폐쇄하고, 역상 운전시는 개방하는 도출 밸브를 설치함으로써, 역상 운전시에 가스를 도피 통로를 통해 스크롤 압축기구의 토출측과 흡입측 사이에서 순환시켜 와권체의 용착 손상을 방지하도록 하는 것이 제안되어 있다. 즉, 이 것에서는 역상 운전시, 가스를 중심부의 토출구로부터 바깥둘레측으로 스크롤 압축기구의 압축실 내를 정상 운전시와 역방향으로 흘린 후, 도피 통로를 통하여 다시 토출구로 복귀하도록 순환시킴으로써, 마찰열을 스크롤 압축기구 외부로 방열하도록 하고 있다.
그러나, 상기 제안예(일본국 특개평 1-318778호 공보)에서는 가동 스크롤이 회전하여 즉시 와권체의 선단면에 용착 현상이 생긴다는 것은 아니지만 도피 통로가 고정 스크롤 내에 설치되기 때문에 마찰열을 스크롤 압축기구의 외부로 충분히 방열시킬 수 없고, 역시 일정 시간후에는 와권체가 손상되어 유효한 효과는 얻어지지 않는다.
또, 정상 운전시에 도피 통로가 도출 밸브에 의해 폐쇄되어 있더라도, 압축된 가스가 그 도피 통로 내에 들어가기 때문에 고정 스크롤의 변형이나 가열 손실을 초래한다. 또, 그 도피 통로 내에 들어간 가스의 역류에 의해 가스가 재팽창하기 때문에 압축기의 성능 저하 요인이 된다.
본 발명의 목적은, 상기와 같이 스크롤 압축기구의 토출실측에, 토출 구멍과 역류 방지 밸브를 구비한 경계벽을 설치한 스크롤 압축기에 대하여, 그 경계벽과고정 스크롤 사이에 배치되는 봉입구조를 개량함으로써, 정상 운전시의 성능을 저하시키지 않고 역상 운전시의 와권체 선단면에 발생하는 마찰열을 확실히 스크롤 압축기구 외부로 방열시켜 와권체의 선단면이 용착되는 현상을 효율적으로 방지하기 위한 것이다.
본 발명은 고정 및 가동 스크롤로 이루어지는 압축 기구를 갖는 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 그 가동 스크롤이 정상 운전시와 다른 역방향으로 회전했을 때 스크롤 압축기구의 손상을 방지하는 대책의 기술 분야에 속하는 것이다.
도 1은 도 4의 I-I선 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 스크롤 압축기의 요부를 도시한 단면도이다.
도 3은 봉입부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 밸브수단의 주요부를 도시한 평면도이다.
도 5는 제 1 실시예에서의 역상 운전시의 밸브수단을 도시한 도 1 상당도이다.
도 6은 제 2 실시예에서의 정상 운전시의 밸브수단을 도시한 도 1 상당도이다.
도 7은 제 2 실시예에서의 역상 운전시의 밸브수단을 도시한 도 1 상당도이다.
도 8은 제 3 실시예에서의 정상 운전시의 밸브수단을 도시한 도 1 상당도이다.
도 9는 제 3 실시예에서의 역상 운전시의 밸브수단을 도시한 도 1 상당도이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 스크롤 압축기구와 경계벽 사이의 공간에, 정상 운전시에는 그 공간에서의 안쪽 공간과 외측 공간을 연통 차단하는 한편, 역상 운전시에는 안쪽 공간과 외측 공간을 연통하는 밸브수단을 설치하도록 했다.
구체적으로, 본 발명에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이싱(1) 내에 그 내부 공간을 토출실(22)과 흡입실(23)로 구획하도록 배치되고, 상기 토출실(22)과 흡입실(23)을 연통하는 토출구멍(25b)이 형성된 경계벽(25)과, 가스가 상기 흡입실(23)로부터 토출구멍(25b)을 지나 토출실(22)로 흐르는 것을 허용하는 한편, 토출실(22)로부터 흡입실(23)로 흐르는 것을 저지하는 역류 방지 밸브(27)와, 상기 흡입실(23)에, 상기 경계벽(25)과의 사이에 공간(36)을 두고 배치되고, 또한 케이싱(1)에 고정되어 평판(10a)에 와권체(10b)가 돌출 설치된 고정 스크롤(10) 및 평판(11a)에 와권체(11b)가 상기 고정 스크롤(10)의 와권체(10b)에 대하여 맞물리도록 돌출 설치된 가동 스크롤(11)로 이루어지고, 상기 가동 스크롤(11)의 회전에 의해 양 스크롤(10), (11) 사이의 압축실(14) 안에 와권체(10b), (11b) 바깥둘레부로부터 가스를 흡입하여 그 압축실(14)에서 압축한후에 토출구(10c)를 통해 상기 공간(36)에 토출하는 스크롤 압축기구(3)를 구비한 스크롤 압축기를 전제로 한다.
그리고, 상기 스크롤 압축기구(3)와 경계벽(25) 사이의 공간(36)을 상기 스크롤 압축기구(3)의 토출구(10c)측으로 연통하는 내측 공간(34)과, 와권체(10b), (11b) 바깥둘레부측으로 연통하는 외측 공간(35)과 구획하도록 배치되고, 또한 상기 가동 스크롤(11)이 정방향으로 회전되는 정상 운전시에 상기 내측 공간(34)으로 외측 공간(35)과의 연통을 차단하는 한편, 가동 스크롤(11)이 역방향으로 회전되는 역상 운전시에는 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 밸브수단(31)을 설치한다.
이 구성에 의하면, 스크롤 압축기의 정상 운전시는 내측 공간(34)은 고정 스크롤(10)의 토출구(10c)로부터 토출된 고압 가스로 채워지고, 외측 공간(35)은 흡입실(23)측의 저압 가스로 채워진다. 이 때, 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통은 밸브수단(31)에 의해 차단되기 때문에, 내측 공간(34)의 고압 가스는 외측 공간(35)으로 누출되지 않고 경계벽(25)의 토출구멍(25b) 및 역류 방지 밸브(27)를 통하여 토출실(22)로 토출된다. 요컨대, 압축기의 정상적인 운전이 실행된다.
그 때, 고정 스크롤(10)에 도피 통로 등의 불필요한 것이 설치되지 않기 때문에, 정상 운전시에 고정 스크롤(10)의 변형, 가열 손실이나 가스의 재팽창이 생기지 않고 압축기의 성능을 향상 유지할 수 있다.
한편, 역상 운전시는 가동 스크롤(11)이 정상 운전시와 반대 방향으로 회전하고, 스크롤 압축기구(3)는 가스를 토출구(10c)로부터 흡입하고자 하기 때문에 역류 방지 밸브(27)가 닫혀지고, 내측 공간(34)의 압력은 흡입실(23)의 압력, 즉 외측 공간(35)보다 낮아진다. 이 때, 내측 공간(34)과 외측 공간(35)이 밸브수단(31)에 의해 연통 차단된 상태에서는 양 공간(34), (35) 사이에서 가스는 흐르지 않는다. 그러나, 상기 밸브수단(31)은 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하도록 열기 때문에, 가스는 내측 공간(34)으로부터 토출구(10c)를 통해 스크롤 압축기구(3) 내로 도입되고, 그 스크롤 압축기구(3)내를 정상 운전시와 반대 방향으로 스크롤 압축기구(3) 외부로 흐른 후, 스크롤 압축기구(3)의 바깥둘레측을 돌아 외측 공간(35) 및 밸브수단(31)을 통해 다시 내측 공간(34)으로 복귀하도록 순환한다. 이 때, 고정 및 가동 스크롤(10), (11)의 양 와권체(10b), (11b) 선단면에 발생하는 마찰열은 상기 순환하는 가스에 의해 스크롤 압축기구(3) 외부로 방열되지만, 상기한 바와 같이 가스는 고정 및 가동 스크롤(10), (11)의 바깥둘레측 전체를 순환하기 때문에 그 마찰열의 방열이 충분히 이루어지고, 장시간 역상 운전을 계속하더라도 와권체(10b), (11b) 선단면이 용착되지는 않는다.
상기 스크롤 압축기에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 경계벽(25)의 흡입실(23)측의 면에, 저벽에 토출구멍(25b)이 개구하는 오목부(25a)를 설치하는 한편, 고정 스크롤(10)에 상기 경계벽(25)의 오목부(25a) 안에 공간(36)의 일부를 형성하는 간격을 두고 유동가능하게 끼워 맞춰지고 또한 토출구(10c)가 개구된 보스부(10d)를 설치한다. 그리고, 밸브수단(31)은 상기 보스부(10d)의 바깥둘레면에 형성된 밸브시트(10f)와 안둘레면 및 상기 보스부(10d) 바깥둘레면 사이에 간격(40)을 둔 상태에서, 또한 보스부(10d) 바깥둘레면 및 오목부(25a) 안둘레면사이의 틈을 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)으로 구획하도록 상기 경계벽(25)의 오목부(25a)안에 기밀형태로 슬라이딩 가능하게 끼워맞추고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대했을 때에 상기 밸브시트(10f)에 안착하여 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대했을 때에 상기 밸브시트(10f)로부터 분리되어 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 봉입부재(32)로 구성할 수도 있다.
이것으로, 스크롤 압축기구(3)의 정상 운전시에는 내측 공간(34)은 고압의 가스로, 또한 외측 공간(35)은 저압의 가스로 각각 채워지고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 높아지므로 봉입부재(32)는 외측 공간(35)측, 즉 밸브시트(10f)측으로 이동하여 그 밸브시트(10f)에 안착된다. 이 때, 봉입부재(32) 안둘레면과 보스부(10d) 바깥둘레면 사이의 간격(40)은 내측 공간(34)과 연통되지만, 그 외측 공간(35)과의 연통은 차단된다. 이 결과, 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통이 차단된다.
한편, 역상 운전시에는 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 낮아지므로 상기 봉입부재(32)는 내측 공간(34)측, 즉 밸브시트(10f)로부터 분리되는 방향으로 이동한다. 이 때문에, 상기 간격(40)은 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)의 양쪽에 연통되어, 양 공간(34), (35)끼리 연통된 상태로 된다. 따라서, 간단한 구성으로 저가격의 밸브수단(31)이 구체적이고 쉽게 얻어진다.
또, 상기 고정 스크롤(10)의 보스부(10d) 바깥둘레면에 봉입부재(32)가 외부에서 끼워 맞춰지는 링홈(10e)을 설치하고, 이 링홈(10e)에서의 보스부 기부측 측면에 밸브시트(10f)를 설치하는 한편, 보스부 선단측 측면에, 보스부(10d)를 선단측으로 이동하는 봉입부재(32)와 맞닿는 스토퍼면(10g)을 설치하고, 상기 봉입부재(32)가 스토퍼면(10g)과 맞닿아 있는 상태에서 봉입부재(32) 안둘레면과 보스부(10d) 바깥둘레면 사이의 간격(40)을 내측 공간(34)으로 연통하는 바이패스 통로를 설치할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 역상 운전시에 봉입부재(32)는 밸브시트(10f)로부터 분리되는 방향으로 이동했을 때에 스토퍼면(10g)에 맞닿기 때문에 그 이동을 규제할 수 있다. 그리고, 이렇게 해서 봉입부재(32)가 스토퍼면(10g)에 맞닿아 있을 때, 그 상태로는 봉입부재(32) 안둘레면과 보스부(10d) 바깥둘레면 사이의 간격(40)과 내측 공간(34)과의 연통이 차단되지만 상기 간격(40)과 내측 공간(34)을 연통하는 바이패스 통로가 형성되어 있기 때문에 이 바이패스 통로를 통해 간격(40)과 내측 공간(34)이 연통된다. 즉, 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통상태를 유지할 수 있다. 따라서, 역상 운전시에 봉입부재(32)의 이동규제를 용이하게 할 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 봉입부재(32)에서의 보스부 선단측 측면에 슬릿(32a)을 형성하여, 이 슬릿(32a) 내에 바이패스 통로를 설치할 수도 있다.
이로써 봉입부재(32)가 스토퍼면(10g)에 맞닿아도 그 슬릿(32a)은 스토퍼면(10g)에 맞닿지 않는다. 이 때문에, 슬릿(32a) 내에 통로가 확보되고, 그 통로에 의해 봉입부재(32) 안둘레면과 보스부(10d) 바깥둘레면 사이의 간격(40)이 내측 공간(34)과 연통된 상태가 된다. 즉, 봉입부재(32)에 오목형상의 슬릿(32a)을형성하는 것 만으로 바이패스 통로를 설치할 수 있다. 따라서, 바이패스 통로의 구체적 구성이 용이하게 얻어진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 링홈(10e)에서의 보스부 선단측의 스토퍼면(10g)의 일부를 잘라내어 이루어지는 절개부(10h)를 형성하여, 이 절개부(10h) 내에 바이패스 통로를 설치할 수도 있다.
이로써, 봉입부재(32)가 스토퍼(10g)에 접촉하고 있어도, 스토퍼면(10g)의 절개부(10h) 내에 통로가 확보되고, 그 통로에 의해 간격(40)과 내측 공간(34)이 연통상태로 된다. 따라서, 스토퍼면(109)의 일부를 잘라내는 것 만으로 바이패스 통로를 형성할 수 있고, 따라서 상기와 같은 작용 효과가 얻어진다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 경계벽(25)의 오목부(25a) 안둘레면에 보스부(10d) 선단측으로 이동하는 봉입부재(32)와 맞닿는 스토퍼면(25c)을 설치할 수도 있다.
이 구성에 의하면, 역상 운전시의 봉입부재(32)의 이동을 규제하기 위해 경계벽(25)의 오목부(23a) 안둘레면에 스토퍼면(25c)이 형성되어 있으므로 보스부(10d)에는 밸브시트(10f)만을 형성하면 되고, 보스부(10d) 바깥둘레면의 밸브시트(10f)보다 선단측은 똑바로 연장되는 형상으로 할 수도 있다. 그리고, 봉입부재(32)가 스토퍼면(25c)과 맞닿아 있을 때에, 그 스토퍼면(25c)은 봉입부재(32)의 바깥둘레측에 있으므로 봉입부재(32) 안둘레면과 보스부(10d) 바깥둘레면 사이의 간격(40)의 내측 공간(34)의 연통상태는 유지되고, 특별한 형상의 바이패스 통로와 같은 것을 형성하지 않아도 된다. 따라서, 역상 운전시의 봉입부재의 이동규제 구조를 더 한층 간단한 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 경계벽(25)의 흡입실(23)측의 면에, 저벽에 토출구멍(25b)이 형성된 오목부(25a)를 설치하는 한편, 고정 스크롤(10)에 상기 경계벽(25)의 오목부(25a) 내에 공간(36)의 일부를 형성하는 간격을 두고 유동가능하게 끼워 맞춰지고 또 토출구(10c)가 개구된 보스부(10d)를 설치한다. 그리고, 밸브수단(31)은 상기 오목부(25a)의 안둘레면에 형성된 밸브시트와, 바깥둘레면 및 상기 오목부(25a) 안둘레면 사이에 간격을 둔 상태로, 또한 보스부(10d) 바깥둘레면 및 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격을 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)으로 구획하도록 상기 고정 스크롤(10)의 보스부(10d) 바깥둘레에 기밀형상으로 슬라이딩 가능하게 끼워맞추고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다도 증대했을 때에 상기 밸브시트에 안착하여 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다도 증대했을 때에 상기 밸브시트로부터 분리되어 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 봉입부재로 구성할 수도 있다.
이와 같이 함으로써 상기와 마찬가지로, 정상 운전시에 봉입부재가 밸브시트에 안착하였을 때, 봉입부재 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격은 내측 공간(34)으로 연통되지만, 외측 공간(35)과의 연통은 차단되어 있고, 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통이 차단된다. 한편, 역상 운전시는 상기 봉입부재가 내측 공간(34)측, 즉 밸브시트로부터 분리되는 방향으로 이동하고, 상기 간격은 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)의 양쪽에 연통되고, 양 공간(34),(35)끼리 연통된상태로 된다. 따라서, 상기 발명과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 그 경우 상기 오목부(25a)의 안둘레면에 봉입부재가 끼워 맞춰지는 링홈을 설치하고, 이 링홈에서의 오목부 개구측 측면에 밸브시트를 설치하는 한편, 오목부 저벽측 측면에 오목부(25a) 저벽측으로 이동하는 봉입부재와 맞닿는 스토퍼면을 설치하고, 상기 봉입부재가 스토퍼면과 접촉하고 있는 상태에서, 봉입부재 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격을 내측 공간(34)에 연통하는 바이패스 통로를 설치할 수도 있다.
이로써, 상기 발명과 마찬가지로 역상 운전시에 봉입부재가 밸브시트로부터 분리되는 방향으로 이동하였을 때의 이동규제를 스토퍼면에 의해 행할 수 있다. 또, 이 스토퍼면에 봉입부재가 접촉하고 있을 때, 봉입부재 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격과 내측 공간(34)을 연통하는 바이패스 통로에 의해 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통상태를 유지할 수 있다. 따라서 상기 발명과 같은 작용 효과가 얻어진다.
또, 그 경우, 상기 봉입부재에서의 오목부 저벽측 측면에 슬릿을 형성하여, 이 슬릿 내에 바이패스 통로를 설치할 수도 있다. 이로써, 봉입부재에 슬릿을 형성하는 것 만으로 봉입부재 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격과 내측 공간(34)을 연통하는 바이패스 통로를 설치할 수 있다.
또한, 상기 링홈에서의 오목부 저벽측의 스토퍼면의 일부를 잘라내어 이루어지는 절개부를 형성하고, 이 절개부 내에 바이패스 통로를 설치할 수도 있다. 이로써, 스토퍼면의 일부를 잘라내는 것 만으로 바이패스 통로를 형성할 수 있고, 상기발명과 같은 작용 효과가 얻어진다.
상기 고정 스크롤(10)의 보스부(10d) 바깥둘레면에 오목부(25a) 저벽측으로 이동하는 봉입부재와 맞닿는 스토퍼면을 설치할 수도 있다.
이로써, 상기 발명과 마찬가지로 봉입부재가 스토퍼면과 접촉하고 있을 때 그 스토퍼면은 봉입부재의 안둘레측에 있으므로 봉입부재 바깥둘레면과 오목부(25 a) 안둘레면 사이의 간격과 내측 공간(34)의 연통상태는 유지되고, 바이패스 통로같은 것을 형성하지 않아도 된다. 따라서, 역상 운전시의 봉입부재의 이동규제 구조를 상기 발명보다 더욱 간략화할 수 있다.
또, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 고정 스크롤(10)의 경계벽(25)측의 면에, 저벽에 토출구(10c)를 형성한 오목부(10i)를 갖고 또 선단면과 경계벽(25) 사이에 간격(50)이 벌어진 상태로 돌출하는 보스부(10d)를 설치한다. 또, 밸브수단(31)은 경계벽(25)의 고정 스크롤(10)측의 면에서의 토출구멍(25b) 주위에 형성된 밸브시트(25d)와, 스크롤 압축기구(3) 및 경계벽(25) 사이의 공간(35)을 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)으로 구획하도록 상기 보스부(10d)의 오목부(10i) 내에 기밀형상으로 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대되었을 때 상기 밸브시트(25d)에 안착하여 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대되었을 때 상기 밸브시트(25d)로부터 분리되어 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 봉입부재(47)로 구성할 수도 있다.
이 구성에 의해, 정상 운전시에 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다도 높아지기 때문에 봉입부재(47)의 내측 공간(34)측에 있는 보스부 저벽측단면의 받는 힘이 경계벽(25)과 보스부(10d)의 선단면 사이의 간격(50)측, 즉 외측 공간(35)측에 있는 경계벽 측단면의 받는 힘보다 높아지고, 봉입부재(47)는 경계벽(25)측으로 이동하여 그 밸브시트(25d)에 안착한다. 이 때, 상기 간격(50)과 내측 공간(34)의 연통, 즉 외측 공간(35)과 내측 공간(34)의 연통이 차단된다.
한편, 역상 운전시에 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 높아지므로 봉입부재(47)의 경계벽 측단면이 받는 힘이 보스부 저벽 측단면보다 높아지고 봉입부재(47)는 보스부(10d) 저벽측, 즉 밸브시트(10f)로부터 분리되는 방향으로 이동한다. 이 때문에, 경계벽(25)과 봉입부재(47)의 경계벽 측단면 사이에 상기 간격(50)과 내측 공간(34)을 연통하는 간격이 생기고, 내측 공간(34)과 외측 공간(35)이 연통된 상태가 된다. 따라서, 상기 발명과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 더구나, 경계벽(25)에 고정 스크롤(10)의 보스부(10d)에 끼워 맞춰지는 오목부를 설치할 필요가 없으므로 경계벽(25)을 판형상의 것으로 구성할 수 있다. 따라서, 압축기 전체의 가격을 저감할 수 있다.
본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 실시예로서 도면에 기초하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 스크롤 압축기(A)를 도시한다. 이 스크롤 압축기(A)는 밀폐 케이싱(1)을 갖고, 그 내부의 상부에는 이 케이싱(1) 내를 상부의 토출실(22)과 하부의 흡입실(23)을 기밀형상으로 구획하는 경계벽(25)이 배치되고, 이 경계벽(25)은 케이싱(1)의 측벽 상부의 안둘레면에 부착 고정되어 있다. 상기 흡입실(23) 내의 상부에는 흡입실(23)안의 냉매 가스를 흡입 압축하여 토출하는 스크롤 압축기구(3)가 상기 경계벽(25)과의 사이에 공간(36)을 두고 배치되고, 또한 흡입실(23) 내의 하부에는 이 스크롤 압축기구(3)를 구동하기 위한 구동장치(4)가 수용되어 있다.
상기 토출실(22)측에서의 케이싱(1)의 측벽 상부에는 이 케이싱(1) 측벽을 관통하는 토출관(6)이 접속되고, 상기 스크롤 압축기구(3)에 의해서 압축된 냉매가스는 토출실(22)로부터 토출관(6)을 지나서 압축기(A) 외부로 토출된다. 한편, 상기 흡입실(23)측에서의 스크롤 압축기구(3) 아래쪽의 케이싱(1) 측벽에는 이 측벽을 관통하는 흡입관(5)이 접속되고, 이 흡입관(5)에 의해 냉매가스가 케이싱(1) 내에 흡입된다.
상기 구동장치(4)는 전동 모터(7)와 크랭크축(8)으로 이루어진다. 이 전동 모터(7)는 스테이터(7a)와 이 스테이터(7a) 내에 회전 가능하게 배치된 로터(7b)로 구성되고, 이 로터(7b)의 중심부에 상기 크랭크축(8)의 하부가 눌려 들어가 회전 일체로 고정되어 있다.
상기 스크롤 압축기구(3)는 위쪽의 고정 스크롤(10)과 아래쪽의 가동 스크롤(11)로 이루어진다. 상기 고정 스크롤(10)은 원판형상의 평판(10a)의 하면에 와권상(인벌류트형상)의 와권체(10b)가 돌출 설치된 것으로, 상기 평판(10a)에 의해 케이싱(1)의 측벽 안둘레면에 고정되어 있다. 상기 평판(10a)의 대략 중앙부에는 이 평판(10a)을 상하방향으로 관통하는 토출구(10c)가 형성되어 있다.
상기 가동 스크롤(11)은 원판형상의 평판(11a)을 갖고, 그 상면에는 와권상(인벌류트형상)의 와권체(11b)가 상기 고정 스크롤(10)의 와권체(10b)에 대하여 맞물리도록 돌출 설치되어 있다. 이 평판(11a)의 바깥둘레측 하면은 케이싱(1)의 측벽 안둘레면에 고착한 지지 하우징(12)에 올덤 링(13)을 개재하여 지지되어 있다.이 가동 스크롤(11)과 지지 하우징(12) 사이에 개재된 올덤 링(13)은 가동 스크롤(11)의 자전을 방지하는 올덤 커넥터(17)를 구성하고 있다. 또한, 상기 가동 스크롤(11)의 평판(11a) 하면의 중앙부에는 보스부(11d)가 돌출 설치되고, 이 보스부(11d)의 하면에는 상방으로 오목하게 이루어지는 연결오목부(11c)가 형성되어 있다.
상기 고정 스크롤(10)의 와권체(10b)와 가동 스크롤(11)의 와권체(11b) 사이에는 냉매가스를 압축하기 위한 압축실(14)이 형성되고, 양 스크롤(10),(11)의 와권체(10b),(11b)의 바깥둘레부에서의 가동 스크롤(11)측에는 냉매가스를 상기 압축실(14)로 흡입하기 위한 흡입구(18)가 형성되어 있다.
상기 크랭크축(8)의 전동 모터(7)보다도 위쪽부분은 상기 지지 하우징(12)에 형성한 축받이구멍(12a)에 축받이(16)를 통해 회전가능하도록 삽입되고, 그 크랭크축(8) 상단부에는 크랭크축(8)의 축심에 대하여 편심한 편심 캠부(8a)가 형성되어 있다. 이 편심캠부(8a)는 상기 가동 스크롤(11)의 보스부(11d)에서의 연결 돌출부(11c)에 축받이(21)를 개재하여 끼워 맞춰져 있다. 따라서, 상기 올덤 커넥터(17)에 의해 가동 스크롤(11)은 크랭크축(8)의 회전에 따라 자전하지 않고 크랭크축(8)의 축심에 대하여 공전하여 상기 압축실(14)의 용적을 감소시키도록 되어 있고, 스크롤 압축기구(3)에 의해, 흡입구(18)를 지나서 흡입실(23)로부터 압축실(14)로 냉매가스를 흡입하여 압축실(14)에서 압축한 후, 상기 토출구(10c)를 통해 고정스크롤(10)과 경계벽(25) 사이의 공간(36)으로 토출한다.
상기 경계벽(25)의 흡입실(23)측의 면(하면)의 대략 중앙부에는 오목부(25a)가 형성되고, 이 오목부(25a)의 저벽에는 상기 토출실(22)과 공간(35)을 연통하는 토출구멍(25b)이 개구되어 있다. 경계벽(25)의 표면(토출실(22)측의 면)에는 상기 토출구멍(25b)을 개폐하는 역류 방지 밸브(27)가 구비되어 있다. 이 역류 방지 밸 브(27)는 상기 경계벽(25) 표면의 토출구멍(25b) 주위부에, 이 주위부에 볼트(29),(29)에 의해 부착 고정한 밸브 지지부재(28)의 사이에 끼워진 상태로 지지되어 있다. 밸브 지지부재(28)의 대략 중앙부에는 토출구멍(25b)과 접속되는 관통구멍(28a)이 형성되어 있고, 역류 방지 밸브(27)는 이 밸브 지지부재(28)의 관통구멍(28a)과 경계벽(25)의 토출구멍(25b)과의 사이의 위치에서 승강 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 역류 방지 밸브(27)는 상기 스크롤 압축기구(3)로 압축되어 토출구(10c)로부터 토출된 고압의 냉매가스가 상기 흡입실(23)에서의 공간(36)으로부터 상기 토출구멍(25b) 및 밸브 지지부재(28)의 관통구멍(28a)을 지나서 토출실(22)로 흐르는 것을 허용하는 한편, 토출실(22) 내의 가스가 흡입실(23)로 흐르는 것을 저지하는, 즉 상기 토출구(10c)로부터 토출된 고압의 냉매가스의 압력에 의해서 상승하여 토출구멍(25b)을 개방하는 한편, 냉매가스가 토출구(10c)로부터 토출되지 않게 되면 토출실(22)측의 냉매가스의 압력에 의해 하강하여 토출구멍(25b)을 닫도록 되어 있다.
상기 고정 스크롤(10) 표면의 대략 중앙부에는 상기 토출구(10c)가 상측에서 하측보다 넓어진 상태로 관통 형성된 보스부(10d)가 돌출 설치되고, 이 보스부(10 d)는 상기 경계벽(25)의 오목부(25a) 내에 상기 공간(36)의 일부를 형성하는 간격을 두고 유동가능하게 끼워 맞춰져 있다.
상기 공간(36)에서의 보스부(10d) 바깥둘레면과 경계벽(25)의 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격에는 도 1에 도시된 바와 같이, 봉입부재(32) 및 이 봉입부재(32)가 안착하는 밸브시트(10f)로 구성되는 밸브수단(31)이 배치되어 있다. 즉, 상기 봉입부재(32)는 경계벽(25)의 오목부(25a) 내에 봉입부재(32) 안둘레면을 상기 보스부(10d)의 바깥둘레면에 형성한 링홈(10e)의 저면(보스부(10d) 바깥둘레면)과의 사이에 간격(40)을 둔 상태에서 기밀형상으로 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰져 있다. 그리고, 이 봉입부재(32)는 보스부(10d) 바깥둘레면 및 오목부(25a) 안둘레면사이의 간격, 즉 상기 공간(36)을 스크롤 압축기구(3)에서의 고정 스크롤(10)의 토출구(10c)측으로 연통하는 내측 공간(34)과 스크롤 압축기구(3) 바깥둘레측의 외측 공간(35)으로 구획하고 있다. 상기 외측 공간(35)은 고정 스크롤(10) 및 지지 하우징(12)의 바깥둘레부를 관통하여 설치한 순환통로(37)에 의해 스크롤 압축기구(3)의 아래쪽의 공간, 따라서 와권체(10b), (11b) 바깥둘레부에 위치하는 흡입구(18)로 연통되어 있다.
상기 보스부(10d)의 기부(基部) 바깥둘레면, 즉 링홈(10e)에서의 보스부 기부측의 측면에 상기 밸브시트(10f)가 형성되어 있고, 상기 봉입부재(32)가 보스부(10d) 기부측(아래쪽)으로 이동하였을 때 그 밸브시트(10f)에 안착한다. 이 링홈(10e)에서의 밸브시트(10f)에 봉입부재(32)가 안착되어 있을 때, 봉입부재(32) 안둘레면과 링홈(10e) 저면 사이에 형성되어 있는 간격(40)은 상기 내측 공간(34)과 연통하지만, 상기 간격(40)과 외측 공간(35)의 연통, 즉 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통은 차단되어 있다.
한편, 상기 링홈(10e)에서의 보스부 선단측 측면은 봉입부재(32)가 밸브시트(10f)로부터 분리되어 보스부(10d) 선단측(위쪽)으로 이동했을 때에 그 봉입부재(32)와 맞닿는 스토퍼면(10g)으로 되어 있다. 그리고, 이 링홈(10e)에서의 스토퍼면(10g)에 봉입부재(32)가 맞닿아 있을 때, 그 상태에서는 상기 간격(40)과 내측 공간(34)의 연통이 차단되지만, 그 연통이 차단되지 않도록 바이패스 통로가 형성되어 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 봉입부재(32)의 표면에는 그 지름방향으로 연장되는 2개의 오목형상의 슬릿(32a), (32a)가 형성되어 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 보스부(10d)의 상부 바깥둘레에는 상기 양 슬릿(32a), (32a)을 연결하는 직선과 대략 직교하는 방향의 위치를 봉입부재(32)의 안둘레면보다 반경방향 안쪽까지 직선형상으로 잘라져 이루어지는 절개부(10h),(10h)가 형성되어 있다. 그리고, 바이패스 통로는, 상기 슬릿(32a),(32a)내 내지 절개부(10h),(10h)내에 설치되어 있고, 봉입부재(32)가 스토퍼면(10g)에 접촉하고 있을 때, 그 바이패스 통로에 의해 상기 간격(40)과 내측 공간(34)이, 따라서 외측 공간(35)과 내측 공간(34)이 연통된다.
그리고, 밸브수단(31)은 상기 전동 모터(7)에 의해 스크롤 압축기구(3)에서의 가동 스크롤(11)이 정상적인 방향으로 회전되는 정상 운전시에, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대하면 봉입부재(32)가 외측 공간(35)측(아래쪽)으로 이동하여 밸브시트(10f)에 안착함으로써 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 가동 스크롤(11)이 정상 운전시와 반대방향으로 회전되는 역상 운전시에, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대하면 봉입부재(32)가 밸브시트(10f)로부터 분리되어 내측 공간(34)측(위쪽)으로 이동하여, 스토퍼면(10g)에 맞닿음으로써 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 바이패스 통로에 의해 연통하도록 되어 있다.
또, 상기 봉입부재(32)에는 이 봉입부재(32)를 링홈(10e) 내에 끼워 장치시키기 위한 절개형상의 합구부(合口部)(32b)가 설치되어 있고, 그 합구부(32b)의 양단부를 분리하도록 봉입부재(32)를 넓혀 그 내경을 크게 함으로써 봉입부재(32)를 보스부(10d) 선단부로부터 링홈(10e) 내에 끼워 장치할 수 있도록 되어 있다. 또한, 도 2 중, 19는 상기 경계벽(25) 및 고정 스크롤(10)의 바깥둘레부를 관통하여 설치된 유류 복귀 통로로서, 상기 토출실(22) 내에서 냉매가스와 분리한 크랭크축(8) 등의 윤활용유를 이 유류 복귀 통로(19)에 의해 케이싱(1)의 저부에 있는 유류 저장기로 되돌리도록 하는 것이다. 8b는 상기 편심 캠부(8a)의 편심 방향에 대하여 반대측의 위치에 있고 크랭크축(8)과 일체적으로 회전하도록 설정된 밸런스 웨이트로서, 가동 스크롤(11)에 발생하는 원심력을 상쇄하는 것이다. 20은 전동 모터(7)에 전원을 공급하기 위한 터미널부이다.
이상의 구성으로 이루어지는 스크롤 압축기(A)의 동작에 대하여 설명하기로 한다. 우선, 스크롤 압축기구(3)에서의 가동 스크롤(11)이 전동 모터(7)에 의해 정상적인 방향으로 회전되도록 터미널부(20)에 전원이 접속되어, 압축기(A)가 정상 운전되는 경우, 전동 모터(7)의 작동에 의해 로터(7b) 및 크랭크축(8)이 그 축심 회전으로 일체적으로 회전하면 그 상단부의 편심 캠부(8a)가 가동 스크롤(11)의 보스부(11d)에서의 연결오목부(11c) 내에서 크랭크축(8)의 축심에 대하여 공전하고,이에 따라 가동 스크롤(11)이 고정 스크롤(10)에 대하여 공전한다. 이로써, 양 스크롤(10),(11)의 와권체(10b),(11b) 사이에 형성된 압축실(14)은 바깥둘레부로부터 중심부로 향하여 와권상으로 이동하면서 수축한다. 이들 일련의 동작에 의해 흡입실(23) 내의 저압 냉매가스가 스크롤 압축기구(3)의 흡입구(18)로부터 압축실(14) 내로 흡입된 후, 이 압축실(14)의 수축에 의해 압축되어 고압이 되어, 스크롤 압축기구(3)의 중심부에 도달한다. 그리고, 그 고압으로 된 냉매가스는 토출구(10c)로부터 스크롤 압축기구(3)와 경계벽(25) 사이의 공간(35)에서의 내측 공간(34)으로 토출된다. 이 고압냉매가스의 압력에 의해서 역류 방지 밸브(27)가 상승하여 토출구멍(25b)이 개방되기 때문에 토출가스는 그 토출구멍(25b) 및 밸브 지지부재(28)의 관통구멍(28a)을 지나서 토출실(22)로 흐른 후, 토출관(6)으로부터 압축기(A) 외부로 토출된다.
이 때, 상기 내측 공간(34)은 상기 고압 냉매가스로 채워지고, 또 외측 공간(35)은 고정 스크롤(10) 및 지지 하우징(12)의 바깥둘레부에 설치한 순환통로(37)를 통해 저압 냉매가스로 각각 채워지고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대하므로 고정 스크롤(10)의 보스부(10d)에서의 링홈(10e) 내에 끼워 맞춰진 봉입부재(32)는 외측 공간(35)측인 아래쪽으로 이동하여 링홈(10e)의 보스부 기부측 측면인 밸브시트(10f)에 안착하고, 봉입부재(32) 안둘레면 및 링홈(10e) 저면 사이의 간격(40)과 외측 공간(35)의 연통이 차단된다. 이로써, 내측 공간(34)의 고압 냉매가스가 외측 공간(35)으로 누출되지 않고 경계벽(25)의 토출구멍(25b)으로부터 토출실(22)로 토출된다.
이 결과, 압축기(A)의 정상 운전시는 종래의 압축기의 구조와 거의 변하지 않고, 더구나 고정 스크롤(10)에 특별한 것을 설치하고 있지 않기 때문에 고정 스크롤(10)의 변형, 가열손실이나 냉매가스의 재팽창이 없고, 종래와 마찬가지로 압축기(A)의 성능이 유지된다.
한편, 터미널부(20)로의 전원의 배선 접속 오류 등에 의해 가동 스크롤(11)이 정상 운전시와 반대방향으로 회전하여 압축기(A)가 역상 운전된 경우, 스크롤 압축기구(3)는 토출구(10c)로부터 냉매가스를 흡입하여 흡입구(10)로부터 토출하고자 한다. 이 때문에, 역류 방지 밸브(27)가 하강하여 경계벽(25)의 토출구멍(25b)이 닫히고, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대한다. 이 때, 상기 밸브수단(31)에 의해 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통이 차단된 상태이면, 양 공간(34), (35) 사이에서 냉매가스는 흐르지 않는다. 그러나, 이 실시예에서는 상기 밸브수단(31)의 봉입부재(32)는 도 5에 도시된 바와 같이, 내측 공간(34)측인 위쪽으로 이동하고, 보스부(10d)의 링홈(10e)에서의 보스부 선단측 측면인 스토퍼면(10g)에 맞닿는다. 그리고, 이 상태에서는 봉입부재(32)의 각 슬릿(32a)내 내지 보스부(10d)의 각 절개부(10h) 내에 설정된 바이패스 통로에 의해, 상기 봉입부재(32) 안둘레면 및 링홈(10e) 저면 사이의 간격(40)과 내측 공간(34)이 연통되고, 내측 공간(34)이 외측 공간(35)으로 연통된 상태로 된다. 이 결과, 냉매가스는 도 5에서 화살표로 도시된 바와 같이, 내측 공간(34)으로부터 토출구(10c)를 통하여 스크롤 압축기구(3) 내로 도입되어 그 스크롤 압축기구(3) 내를 중심부로부터 바깥둘레부로 정상 운전시와 반대방향에 흐른 후, 흡입구(18)로부터 흡입실(23)에서의 스크롤 압축기구(3) 아래쪽의 공간으로 흐르고, 고정 스크롤(10) 및 지지 하우징(12)의 바깥둘레부를 관통하여 설치한 순환통로(37)를 지나서 외측 공간(35) 및 바이패스 통로를 차례로 거쳐서 다시 내측 공간(34)으로 되돌아가도록 순환한다. 이에 의해, 고정 및 가동 스크롤(10),(11)의 와권체(10b),(11b)의 선단면이 각각 상대방의 평판(11a),(10a)에 접촉하여 발생하는 마찰열은 상기 순환하는 냉매 가스에 의해 스크롤 압축기구(3)의 외부로 방출된다. 더구나, 그 냉매 가스는 고정 및 가동 스크롤(10),(11)의 바깥둘레측 전체를 순환하도록 되어 있기 때문에, 상기 마찰열의 방열은 충분히 이루어지고, 장시간 역상운전을 계속하고 있어도 와권체(10b),(11b)의 선단면이 용착되지 않는다.
따라서, 이 실시예에서는 봉입부재(32)가 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 압력차에 의해 고정 스크롤(10)의 보스부(10d)에서의 링홈(10e)의 양측면인 밸브시트(10f)와 스토퍼면(10g) 사이를 자동적으로 이동하고, 압축기(A)의 정상 운전시는 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 역상 운전시는 연통하기 때문에 밸브수단(31)의 구성은 간단한 것으로 된다. 따라서, 정상 운전시의 성능을 유지하면서, 간단한 구성으로 와권체(10b),(11b)의 선단면이 용착되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시예를 도시하고(또, 이하의 각 실시예에서는 도 1과 같은 부분에서는 같은 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략함), 봉입부재(32)가 밸브시트(10f)로부터 분리되어 위쪽으로 이동했을 때에 접촉하는 스토퍼면을 경계벽(25)의 오목부(25a)의 안둘레면에 설치한 것이다.
즉, 이 실시예에서는 고정 스크롤(10)의 보스부(10d)의 기부 바깥둘레면에 상기 제 1 실시예와 같이, 밸브시트(10f)가 형성되어 있다. 그리고, 경계벽(25)의 오목부(25a)의 안둘레면에서, 상기 제 1 실시예의 보스부(10d)에서의 스토퍼면(10 g)에 해당하는 높이의 위치에 같은 스토퍼면(25c)이 형성되어 있다. 또한, 이 스토퍼면(25c)과 상기 밸브시트(10f) 사이에, 봉입부재(32)가 그 안둘레면과 보스부(10d) 선단측의 바깥둘레면 사이에 간격(40)을 두고 배치되어 있다. 또, 이 봉입부재(32)에는 제 1 실시예와 같은 슬릿(32a)이나 합구부(32b)는 설치되어 있지 않다. 그 밖의 구성은 제 1 실시예와 마찬가지다.
이 구성에 있어서, 스크롤 압축기(A)가 정상 운전되면 제 1 실시예와 같이 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대하고, 도 6에 도시된 바와 같이, 봉입부재(32)가 아래쪽으로 이동하여 밸브시트(10f)에 안착한다. 이로써, 보스부(10d) 선단측의 바깥둘레면과 봉입부재(32) 안둘레면 사이의 간격(40)이 외측 공간(35)과 연통 차단된다.
한편, 스크롤 압축기(A)가 역상 운전되면 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 봉입부재(32)가 위쪽으로 이동하여 경계벽(25)의 오목부(25a)에서의 스토퍼면(25c)에 접촉한다. 이 때, 스토퍼면(25c)은 봉입부재(32)의 바깥둘레측에 위치하고 있기 때문에 상기 간격(40)과 내측 공간(34)은 연통된 상태로 되고, 냉매가스가 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 흐른다.
따라서, 이 실시예에서는 봉입부재(32)가 밸브시트(10f)로부터 분리되어 위쪽으로 이동했을 때에 맞닿는 스토퍼면(25c)이 경계벽(25)의 오목부(25a)에 설치되기 때문에, 봉입부재(32)가 스토퍼면(25c)에 맞닿아 있는 상태에서 간격(40)과 내측 공간(34)을 연통시키는 바이패스 통로를 형성할 필요가 없고, 봉입부재(32)에 슬릿이나 보스부(10d)에 절개부를 설치하지 않아도 된다. 그러나, 봉입부재(32)에 합구부를 설치하지 않더라도 봉입부재(32)를 보스부(10d) 바깥둘레면에 끼울 수 있으므로 정상운전시에 합구부가 열리고 거기에서 냉매가스가 누출될 우려도 없다. 따라서, 밸브수단(31)을 더 한층 간단한 것으로 할 수 있는 동시에 정상 운전시의 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통 차단을 확실하게 할 수 있다.
또, 상기 각 실시예에서는 봉입부재(32)는 그 안둘레면을 보스부(10d) 바깥둘레면과의 사이에 간격(40)을 둔 상태에서 경계벽(25)의 오목부(25a) 내에 기밀형상으로 끼워 맞추도록 하고 있으나, 반대로 바깥둘레면을 오목부(25a) 안둘레면과의 사이에 간격을 둔 상태로 보스부(10d) 바깥둘레에 기밀형상으로 끼워맞추도록 할 수도 있다. 그 때, 밸브시트를 오목부(25a) 안둘레면에 설치하고, 스토퍼면을 오목부(25a) 안둘레면 또는 보스부(10d) 바깥둘레면에 설치하면 된다. 또한, 스토퍼면을 오목부(25a) 안둘레면에 설치하는 경우, 상기 제 1 실시예와 같이, 오목부(25a) 안둘레면에 봉입부재가 끼워 맞춰지는 링홈을 설치하고, 그 링홈에서의 오목부 개구측 측면에 밸브시트를 설치하는 한편, 오목부 저벽측 측면에 오목부(25a)의 저벽측으로 이동하는 봉입부재와 접촉하는 스토퍼면을 설치하면 된다. 그리고, 그 봉입부재가 스토퍼면과 접촉하고 있는 상태에서, 봉입부재 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격을 내측 공간(34)과 연통하도록 봉입부재에 슬릿이나 오목부(25a)에 절개부를 형성하여, 그 슬릿내 내지 절개부내에 바이패스 통로를 설치함으로써 간단한 구조로 밸브수단(31)을 구성할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 3 실시예를 도시하고, 밸브수단(31)의 구성을 다르게 한 것이다. 즉, 이 실시예에서는 고정 스크롤(10)의 경계벽(25)측의 면에 저벽에 토출구(10c)가 개구하는 오목부(10i)를 갖고 또한 선단면과 경계벽 사이에 간격(50)을 둔 상태로 돌출하는 보스부(10d)가 설치된다. 이 오목부(10i) 내에 중공 원통형의 봉입부재(47)가 고정 스크롤(10)과 경계벽(25) 사이의 공간(36)을 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)에 구획하도록 배치되고, 그 봉입부재(47)의 바깥둘레면은 오목부(10i)의 안둘레면에 U 봉입(48)을 통해 기밀형상으로 슬라이딩 가능하게 접촉하고 있다.
상기 경계벽(25)의 고정 스크롤(10)측의 면에는 토출구멍(25b) 주위에 밸브시트(25d)가 형성되고, 이 밸브시트(25d)와 봉입부재(47)로 밸브수단(31)이 구성되어 있다. 즉, 상기 봉입부재(47)의 보스부 선단측 단면(상단면)이 경계벽(25)의 밸브시트(25d)에 안착하면, 상기 간격(50)과 내측 공간(34)의 연통, 즉 외측 공간(35)과 내측 공간(34)의 연통이 차단된다. 한편, 봉입부재(47)가 밸브시트(25d)로부터 분리되어 아래쪽으로 이동하면 외측 공간(35)과 내측 공간(34)이 연통된다. 한편, 봉입부재(47)는 그 하단면이 봉입부재(47)의 자체 중량을 지탱할 정도의 반발력을 갖는 스프링(49)에 의해 위쪽으로 탄성지지되어 있고, 통상 상태에서는 밸브시트(25d)에 안착되도록 되어 있다.
또한, 상기 봉입부재(47) 상단 바깥둘레의 코너부에는 아래쪽으로 향하여 큰직경이 되도록 경사진 테이퍼면(47a)이 형성되고, 이 테이퍼면(47a)에 상기 간격(50)을 통해 외측 공간(35)의 압력이, 또 봉입부재(47) 하단면에 내측 공간(34)의 압력이 각각 가해지도록 되어 있고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대하면 봉입부재(32)는 위쪽으로 이동하여 밸브시트(25d)에 안착하는 한편, 외측공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대하면 상기 스프링(49)의 탄성지지력에 저항하여 아래쪽으로 이동하여 봉입부재(32)가 밸브시트(25d)로부터 분리된다.
이상의 구성에서는 압축기(A)가 정상 운전되면 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대하므로 도 8에 도시된 바와 같이 봉입부재(32)가 밸브시트(25d)에 안착한다. 이로써, 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통이 차단된다. 이 결과, 고정 스크롤(10)의 토출구(10c)로부터 토출된 고압 냉매가스는 외측 공간(35)으로 누출되지 않고, 경계벽(25)의 토출구멍(25b)을 지나서 토출실(22)로 흐른다.
한편, 압축기(A)가 역상 운전되면 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대하고, 도 9에 도시된 바와 같이, 봉입부재(47)가 밸브시트(25d)로부터 분리됨으로써 내측 공간(34)과 외측 공간(35)이 연통된다.
따라서, 본 실시예에서는 보스부(10d)의 오목부(10i) 내에 봉입부재(47)를 배치하였기 때문에, 경계벽(25)에 오목부를 설치할 필요가 없고, 그 때문에 경계벽(25)을 다이캐스트 등으로 제조하지 않고 판형상의 것으로 구성할 수 있다. 따라서, 압축기(A) 전체를 한층 가격 절감할 수 있다.
본 발명은, 스크롤 압축기의 정상 운전시의 성능을 유지하면서 역상 운전이 행하여진 경우의 마찰열의 방열성을 높이고, 스크롤 압축기구에서의 용착 현상을 방지할 수 있으며, 스크롤 압축기의 신뢰성을 촉진할 수 있는 점에서 산업상의 이용 가능성은 높다.

Claims (12)

  1. 케이싱(1) 내에 그 내부 공간을 토출실(22)과 흡입실(23)로 구획하도록 배치하고, 상기 토출실(22)과 흡입실(23)을 연통하는 토출구멍(25d)이 형성된 경계벽(25)과,
    가스가 상기 흡입실(23)로부터 토출구멍(25b)을 지나서 토출실(22)로 흐르는 것을 허용하는 한편, 토출실(22)로부터 흡입실(23)로 흐르는 것을 저지하는 역류 방지 밸브(27)와,
    상기 흡입실(23)에 상기 경계벽(25)과의 사이에 공간(36)을 두고 배치되고, 또한 케이싱(1)에 고정되며 평판(10a)에 와권체(10b)가 돌출 설치된 고정 스크롤(10)과, 평판(11a)에 와권체(11b)가 상기 고정 스크롤(10)의 와권체(10b)에 대하여 맞물리도록 돌출 설치된 가동 스크롤(11)로 이루어지고, 가동 스크롤(11)의 회전에 의해, 양 스크롤(10), (11) 사이의 압축실(14) 내에 와권체(10b),(11b) 바깥둘레부로부터 가스를 흡입하여 상기 압축실(14)에서 압축한 후 토출구(10c)를 통해 상기 공간(36)에 토출하는 스크롤 압축기구(3)를 구비한 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 스크롤 압축기구(3)와 경계벽(25) 사이의 공간(36)을 상기 스크롤 압축기구(3)의 토출구(10c)측으로 연통하는 내측 공간(34)과 와권체(10b),(11b) 바깥둘레부측으로 연통하는 외측 공간(35)으로 구획하도록 배치되고, 또한 상기 가동 스크롤(11)이 정방향으로 회전되는 정상 운전시에 상기 내측 공간(34)과 외측공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 가동 스크롤(11)이 역방향으로 회전되는 역상 운전시에는 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 밸브수단(31)을 설치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    경계벽(25)의 흡입실(23)측의 면에, 저벽에 토출구멍(25b)이 개구된 오목부(25a)를 설치하는 한편,
    고정 스크롤(10)에, 상기 경계벽(25)의 오목부(25a) 내에 공간(36)의 일부를 형성하는 간격을 두고 유동가능하게 끼워 맞춰지고, 또한 토출구(10c)가 개구된 보스부(10d)를 설치하고,
    밸브수단(31)은 상기 보스부(10d)의 바깥둘레면에 형성된 밸브시트(10f)와,
    안둘레면과 상기 보스부(10d) 바깥둘레면 사이에 간격(40)을 둔 상태이고, 또한 보스부(10d) 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격을 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)으로 구획하도록 상기 경계벽(25)의 오목부(25a) 내에 기밀형상으로 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대했을 때에 상기 밸브시트(10f)에 안착하여 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대했을 때 상기 밸브시트(10f)로부터 분리되어 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 봉입부재(32)로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    고정 스크롤(10)의 보스부(10d) 바깥둘레면에, 봉입부재(32)가 외부에서 끼워 맞춰지는 링홈(10e)을 설치하고,
    상기 링홈(10e)에서의 보스부 기부측 측면에 밸브시트(10f)를 설치하는 한편, 보스부 선단측 측면에 보스부(10d) 선단측으로 이동하는 봉입부재(32)와 맞닿는 스토퍼면(10g)을 설치하며,
    상기 봉입부재(32)가 스토퍼면(10g)과 맞닿아 있는 상태에서, 봉입부재(32) 안둘레면과 보스부(10d) 바깥둘레면 사이의 간격(40)을 내측 공간(34)으로 연통하는 바이패스 통로를 설치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    봉입부재(32)에서의 보스부 선단측 측면에 슬릿(32a)을 형성하여, 이 슬릿 (32a) 내에 바이패스 통로를 설치한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    링홈(10e)에서의 보스부 선단측의 스토퍼면(10g)의 일부를 절개하여 이루어지는 절개부(10h)를 형성하고, 이 절개부(10h) 내에 바이패스 통로를 설치한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    경계벽(25)의 오목부(25a) 안둘레면에 보스부(10d) 선단측으로 이동하는 봉입부재(32)와 접촉하는 스토퍼면(25c)을 설치한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    경계벽(25)의 흡입실(23)측의 면에, 저벽에 토출구멍(25b)이 개구된 오목부(25a)를 설치하는 한편,
    고정 스크롤(10)에, 상기 경계벽(25)의 오목부(25a) 내에 공간(36)의 일부를 형성하는 간격을 두고 유동가능하게 끼워 맞춰지고 또한 토출구(10c)가 개구된 보스부(10d)를 설치하고,
    밸브수단(31)은 상기 오목부(25a)의 안둘레면에 형성된 밸브시트와,
    바깥둘레면과 상기 오목부(25a) 안둘레면 사이에 간격을 둔 상태에서, 또한 보스부(10d) 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격을 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)에 구획하도록 상기 고정 스크롤(10)의 보스부(10d) 바깥둘레에 기밀형상으로 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대했을 때 상기 밸브시트에 안착하여 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대했을 때 상기 밸브시트로부터 분리되어 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 봉입부재로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    오목부(25a)의 안둘레면에 봉입부재가 끼워 맞춰지는 링홈을 설치하고,
    상기 링홈에서의 오목부 개구측 측면에 밸브시트를 설치하는 한편, 오목부 저벽측 측면에, 오목부(25a) 저벽측으로 이동하는 봉입부재와 맞닿는 스토퍼면을 설치하며,
    상기 봉입부재가 스토퍼면과 접촉하고 있는 상태에서, 봉입부재 바깥둘레면과 오목부(25a) 안둘레면 사이의 간격을 내측 공간(34)에 연통하는 바이패스 통로를 설치한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    봉입부재에서의 오목부 저벽측 측면에 슬릿을 형성하고, 이 슬릿 내에 바이패스 통로를 설치한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    링홈에서의 오목부 저벽측의 스토퍼면의 일부를 절개하여 이루어지는 절개부를 형성하여, 이 절개부 내에 바이패스 통로를 설치한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  11. 제 7 항에 있어서,
    고정 스크롤(10)의 보스부(10d) 바깥둘레면에, 오목부(25a) 저벽측으로 이동하는 봉입부재와 맞닿는 스토퍼면을 설치한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    고정 스크롤(10)의 경계벽(25)측의 면에, 저벽에 토출구(10c)가 개구하는 오목부(10i)를 갖고 또한 선단면과 경계벽(25) 사이에 간격(50)이 열린 상태에서 돌출하는 보스부(10d)를 설치하고,
    밸브수단(31)은 경계벽(25)의 고정 스크롤(10)측의 면에서의 토출구멍(25b)주위에 형성된 밸브시트(25d)와,
    스크롤 압축기구(3)와 경계벽(25) 사이의 공간(36)을 내측 공간(34) 및 외측 공간(35)으로 구획하도록 상기 보스부(10d)의 오목부(10i) 내에 기밀형상으로 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지고, 내측 공간(34)의 압력이 외측 공간(35)보다 증대되었을 때에 상기 밸브시트(25d)에 안착하여 내측 공간(34)과 외측 공간(35)의 연통을 차단하는 한편, 외측 공간(35)의 압력이 내측 공간(34)보다 증대되었을 때에 상기 밸브시트(25d)로부터 분리되어 내측 공간(34)과 외측 공간(35)을 연통하는 봉입부재(47)로 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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