KR100513048B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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KR100513048B1
KR100513048B1 KR10-2003-0030831A KR20030030831A KR100513048B1 KR 100513048 B1 KR100513048 B1 KR 100513048B1 KR 20030030831 A KR20030030831 A KR 20030030831A KR 100513048 B1 KR100513048 B1 KR 100513048B1
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 이는 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어져 매우 낮을 시, 고압부의 냉매가스를 저압부로 유동시켜 저압부의 고진공을 방지하기 위한 진공방지장치의 구조를 개선하므로서, 정상 운전시 바이패스 홀로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 상기 진공방지장치 중 피스톤의 유동홈을 통해 상기 피스톤 하면과 일정공간을 이루도록 형성된 상기 장착홈 내의 간극홈까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤이 상하 평형을 이뤄 종래와 같이 고압의 냉매가스에 의해 눌려 피스톤이 진공방지장치 장착홈 내에 끼이지 않고 원활히 진공방지장치 장착홈 내부를 직선 운동할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정상운전시 바이패스 홀로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 상기 진공방지장치 중 피스톤의 유동홈을 통해 상기 피스톤 하면과 일정공간을 이루도록 형성된 상기 장착홈 내의 간극홈까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤이 상하 평형을 이룰 수 있도록 상기 진공방지장치의 구조를 개선한 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 스크롤 압축기는 두개의 소용돌이 모양을 조합하여 고정 스크롤과 선회 스크롤의 상대적인 운동을 통해 압축을 수행하는 것으로서, 고효율, 저소음, 소형 및 경량성 등으로 인해 룸 에어컨이나 자동차 에어컨 분야에 사용되는 것으로 그 유용성이 부각되고 있다.
이러한 종래 스크롤 압축기는, 도 1 에 도시한 바와 같이, 외부 케이스인 밀폐 용기(15)와; 외부로부터 유체가 유입되도록 하기 위한 흡입관(1) 및 흡입실(4)과; 상기 밀폐 용기(15) 내에 고정되며, 스테이터(2a) 및 로터(2b)로 이루어진 구동모터(2); 및 상기 구동모터(2)에 의해 회전되는 구동축(3)과; 상기 구동축(3)의 상단에 구동축(3)의 중심에서 편심되어 마련되는 구동축 편심부(3a)와; 흡입관(1)을 통해 흡입된 냉매를 압축할 수 있도록 상기 구동축 편심부(3a)에 고정되어 메인 프레임(5) 상측에 지지되는 선회 스크롤(7)과, 상기 선회 스크롤(7)과 맞물려 상기 메인 프레임(5) 상측에 고정되는 고정 스크롤(8)로 이루어진 압축 스크롤부와; 상기 선회 스크롤(7)의 자전을 방지함과 동시에, 상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤(8) 내에서 선회될 수 있도록 하는 올담링(6)과; 상기 올담링(6) 및 상기 선회 스크롤(7)을 지지하는 메인 프레임(5)과; 상기 고정 스크롤(8)과 선회 스크롤(7)의 압축작용을 통해 압축된 고압의 냉매가 배출되도록 하기 위한 토출 포트(9)와; 상기 토출 포트(9)에 고정되며, 상기 토출 포트(9)을 통해 토출된 냉매의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(10)와; 상기 고정 스크롤(8) 배면에 결합되며, 상기 밀폐 용기(15) 내부를 저압의 냉매가 흡입되는 흡입실(4)과 고압의 냉매가 토출 축적되는 토출실(11)로 구획되게 하는 상부 격막(12)과; 상기 토출실(11)에 결합되어 고압의 유체가 배출되도록 하기 위한 토출관(14)으로 구성되어 있다. 미 설명 부호 13 은 상부쉘(13)을 나타낸 것이다.
이와 같은 구성으로 이루어진 스크롤 압축기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기한 구성의 스크롤 압축기의 구성요소 중 구동모터(2)에 전원이 인가되게 되면, 상기 구동모터(2)의 구동을 통해 상기 구동모터(2)의 로터(2b)에 삽입 고정된 구동축(2)이 회전을 하게 되면서, 상기 구동축(3) 상단의 구동축 편심부(3a)에 고정된 선회 스크롤(7) 역시 연관작용으로 상기 고정 스크롤(8) 내에서 선회(공전)운동을 하게 된다.
이와 같이 상기 구동축(3)의 회전력을 통한 상기 고정 스크롤(8) 내에서의 상기 선회 스크롤(7) 선회(공전)운동과정을 보다 상세히 설명하면, 이는 도 2 에 도시한 바와 같이, 상기 고정 스크롤(8) 내에 상기 선회 스크롤(7)이 결합된 상태 즉, 고정 스크롤(8)의 하측에 인벌류트 형상으로 형성되어 있는 고정 랩(8a)에 상기 선회 스크롤(7)의 상측에 인벌류트 형상으로 형성되어 있는 선회 랩(7a)이 엇갈려 삽입된 상태에서 상기 구동축(3)의 편심부(3a)에 고정된 선회 스크롤(7)이 상기 구동축(3)의 회전력을 통해 상기 구동축(3) 중심을 기준으로 상기 선회 스크롤(7)이 편심되어 상기 고정 스크롤(8) 내에서 선회(공전)하게 된다.
이 때 상기 선회 스크롤(7)의 경우, 상기 선회 스크롤(7)과 메인 프레임(5) 사이에 설치된 올담링(6) 즉, 상기 선회 스크롤(7) 저면 및 상기 메인 프레임(5) 상면에 형성된 키홈(7c)(5a)들에 링 상/하면에 형성된 상부키(6a) 및 하부키(6b)가 끼워져 결합된 올담링(6)에 의해 상기 선회 스크롤(7)의 자전 운동이 억제되게 되는데, 이와 같은 선회 스크롤(7)의 자전 운동 억제과정을 상기 선회 스크롤(7)을 기준으로 설명하면, 상기 구동축(3)의 회전을 통해 편심 회전되는 상기 선회 스크롤(7)이 고정 스크롤(8) 내에서 선회(공전)운동만 이루어질 수 있도록 상기 올담링(6)의 상부키(6a) 즉, 상기 선회 스크롤(7) 저면의 키홈(7c)에 결합된 상기 올담링(6)의 상부키(6a)에 의해 상기 선회 스크롤(7)의 자전 운동이 억제됨과 동시에, 상기 선회 스크롤(7)이 상기 올담링(6)의 상부키(6a) 길이방향으로 직선왕복운동을 하게 되고, 상기 올담링(6)의 경우 상기 메인 프레임(5) 상면에서 상기 올담링(6)의 하부키(6b) 길이방향으로 상기 메인 프레임(5) 상면에 형성된 키홈(5a) 내에서 직선왕복운동을 하므로서, 상기 선회 스크롤(7)이 고정 스크롤(8) 내에서 선회(공전)운동만이 이루어지게 된다.
그리고, 상기와 같이 선회 스크롤(7)이 고정 스크롤(8) 내에서 선회될 때, 상기 선회 스크롤(7)과 고정 스크롤(8) 사이에 다수의 압축실(P)이 형성되게 되고, 상기 압축실(P)에 냉동 사이클 기기 중 증발기(미도시)를 통과한 저압의 기상 냉매가 유입되게 되면, 상기 저압의 기상 냉매는 상기 선회 스크롤(7)의 선회(공전)운동에 따라 도 2 에 도시한 바와 같이, 체적변화가 이루어지는 압축실(P)에서 고압의 기상 냉매로 압축되게 되며, 상기와 같이 고압으로 압축된 기상 냉매는 상기 토출 포트(9)를 통하여 토출실(11)로 배출되게 된다.
이와 같이 상기 토출 포트(9)를 통해 상기 토출실(11)로 배출된 고압의 기상 냉매는 상기 토출실(11)에 결합된 상기 토출관(14)을 통하여 응축기(미도시) 측으로 배출되게 된다. 그리고, 상기 응축기 내로 유입된 냉매는 일반적인 냉동 사이클 과정을 통해 응축작용 및 팽창작용, 증발기에서의 증발작용을 통해 다시 스크롤 압축기로 유입되게 된다.
한편, 스크롤 압축기가 공기조화기에 적용된 상태에서 설치자의 부주의 또는 공기조화기의 이동 및 수리시 증발기(실내기) 내의 냉매를 응축기(실외기)측으로 모으기 위해 서비스밸브(미도시)를 잠근 상태로 상기 스크롤 압축기를 장시간 운전할 경우, 흡입관(1)측의 저압부 압력이 점점 떨어져 밀폐용기(15) 내부가 고진공 상태가 됨에 따라, 압축기에 전원을 연결하는 터미널 단자(미도시)간에 아크가 발생하여 터미널이 파손되기 쉽고, 또한 상호 접촉하는 부품들간의 마찰에 따른 고열이 발생하여 압축기가 소손되는 문제 등이 있어 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 상기와 같은 펌프다운 운전시, 고정 스크롤(8) 및 선회 스크롤(7)에 의해 압축된 고압의 냉매가스를 저압부로 유동시키게 하는 진공방지장치(20)를 상기 고정 스크롤(8) 상단 일측 끝단부에 설치하게 되는데, 이러한 진공방지장치(20)는 도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 고정 스크롤(8)의 흡입압 측에 연통되도록 형성된 진공방지장치 장착홈(30)과; 상기 진공방지장치 장착홈(30) 내에 삽입되는 피스톤(21)과; 상기 피스톤(21)의 후방 즉, 흡입압 측에 위치되며, 냉매압의 해소시 탄성력에 의해 피스톤(21)이 원위치로 이동되도록 하는 스프링(22)과; 상기 진공방지장치 장착홈(30)에 내삽된 피스톤(21) 및 스프링(22)의 이탈을 방지하며, 펌프다운 운전시 고압의 냉매가스가 저압의 흡입관(1) 측으로 유동될 수 있게 중공형태로 형성된 스토퍼(23)로 구성되어 있으며, 상기한 스토퍼(23)가 상기 진공방지장치 장착홈(30) 내에서 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 스토퍼(23) 후방으로 고정핀(24)이 상기 진공방지장치 장착홈(30)을 수직으로 관통하여 삽입되게 된다.
또한, 상기 진공방지장치 장착홈(30) 하단에는 중간압을 갖는 압축실(P)과 연통되도록 관통홀(31)이 형성되어 있고, 상기 진공방지장치 장착홈(30) 상단에는 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어졌을 때, 고압의 냉매가스가 상기 진공방지장치 장착홈(30) 내로 유입되어 상기 진공방지장치(20)의 스토퍼(23)를 통해 저압의 흡입관(1) 측으로 유동될 수 있도록 하는 바이패스 홀(32)이 관통되어 상기 진공방지장치 장착홈(30)과 상호 연통된 구조로 되어 있다.
따라서, 정상 운전시에는 중간압을 갖는 압축실(P)의 압력이 스프링(22)의 탄성력보다 크기 때문에, 피스톤(21)이 도 4 에 도시한 바와 같이 이동함에 따라, 상기 피스톤(21)에 의해 바이패스 홀(32)이 차단되어 고압부의 냉매가스가 저압부로 바이패스 되지 않게 된다.
반면, 펌프다운 운전시나 이상운전에 따른 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어져 매우 낮을 경우, 중간압을 갖는 압축실(P)의 압력이 스프링(22)의 탄성력보다 작기 때문에, 피스톤(21)이 도 3 와 같이 이동함에 따라, 상기 바이패스 홀(32)이 개방되어 고압부의 냉매가스가 상기 바이패스 홀(32)을 통해 진공방지장치 장착홈(30) 내로 유입된 후, 중공의 스토퍼(23)를 통해 저압부로 유동하게 된다.
이러한 과정을 통해 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어진 경우, 고압부의 냉매가스가 진공방지장치(20)를 통해 저압부로 유동하여 저압부가 고진공이 되는 것을 방지함과 동시에, 부품간의 마찰에 의한 온도상승을 지연시킬 수가 있다.
하지만, 상기 진공방지장치 장착홈(30)의 상단에 형성된 바이패스 홀(32)을 통해 작용되는 냉매가스의 압력이 매우 고압이기 때문에, 압축기의 정상 운전시 중간압을 갖는 압축실(P)의 냉매압에 의해 피스톤이(21) 도 4 와 같이 가압된 상태에서 상기 바이패스 홀(32)을 통해 고압의 냉매가스가 상기 피스톤(21)의 원주면에 작용될 경우, 상기 피스톤(21)이 고압의 냉매가스에 의해 눌리면서 상기 진공방지장치 장착홈(30) 내에 끼이게 되는 커다란 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 문제점이 있는 상태에서 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어질 경우, 압축된 스프링(22)의 탄성 복원력에 의해 상기 피스톤(21)이 원위치로 이동될 때, 상기 피스톤(21)과 상기 진공방지장치 장착홈(30)간의 마찰에 의한 마모가 발생하게 되어 압축기의 원활한 작동이 이루어지지 않게 되는 커다란 문제점도 있었다.
더욱이, 압축기의 정상 운전시 중간압을 갖는 압축실(P)의 냉매압에 의해 피스톤(21)이 도 4 와 같이 장시간 가압될 경우, 상기 냉매가스의 고압에 의해 휘어지게 되는 등 피스톤(21) 자체의 변형이 발생하게 되는 커다란 문제점도 있었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어져 매우 낮을 시, 고압부의 냉매가스를 저압부로 유동시켜 저압부의 고진공을 방지하기 위한 진공방지장치의 구조를 개선하므로서, 정상운전시 바이패스 홀로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 상기 진공방지장치 중 피스톤의 유동홈을 통해 상기 피스톤 하면과 일정공간을 이루도록 형성된 상기 장착홈 내의 간극홈까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤이 상하 평형을 이뤄 종래와 같이 고압의 냉매가스에 의해 눌려 피스톤이 진공방지장치 장착홈 내에 끼이지 않고 원활히 진공방지장치 장착홈 내부를 직선 운동할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어져 매우 낮을 시, 고압부의 냉매가스를 저압부로 유동시켜 저압부의 고진공을 방지하기 위한 진공방지장치의 구조를 개선하여 구성한 본 발명의 스크롤 압축기에 의해 해결될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 5 는 본 발명의 스크롤 압축기의 단면도 및 상세도를 나타낸 것이고, 도 6 은 본 발명의 고정 스크롤 상에 설치된 진공방지장치의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
본 발명의 스크롤 압축기는, 외부 케이스인 밀폐 용기(15)와; 상기 밀폐 용기(15) 내에 고정되며, 스테이터(2a) 및 로터(2b)로 이루어진 구동모터(2)와; 상기 구동모터(2)에 의해 회전되는 구동축(3)과; 상기 구동축(3)의 회전을 통해 선회 랩(7a)이 고정 랩(8a) 내에서 선회운동하면서 흡입된 냉매를 압축하는 선회 스크롤(7) 및 고정 스크롤(8)과; 상기 선회 스크롤(7)의 자전을 방지하며, 상기 선회 스크롤(7)이 상기 고정 스크롤(8) 내에서 선회될 수 있도록 하는 올담링(6)과; 상기 올담링(6) 및 상기 선회 스크롤(7)을 지지하는 메인 프레임(5)과; 상기 고정 스크롤(8)의 흡입압 측에 연통되도록 형성된 진공방지장치 장착홈(130)과, 상기 진공방지장치 장착홈(130)으로부터 토출압 측으로 연통되도록 형성된 바이패스 홀(132)과, 상기 진공방지장치 장착홈(130)으로부터 중간압을 갖는 압축실(P)과 연통되도록 형성된 관통홀(131)과, 중간압과 흡입압의 차압에 따라 상기 바이패스 홀(132)을 개폐하도록 상기 진공방지장치 장착홈(130) 내에서 직선 운동하는 피스톤(121)과, 상기 피스톤(121)에 의해 폐쇄된 상태의 바이패스 홀(132)과 대응되도록 피스톤(121)의 외주면에 형성된 유동홈(125)과, 상기 피스톤(121)의 흡입압 측에 위치하여 상기 피스톤(121)을 지지하는 스프링(122)과, 상기 피스톤(121) 및 스프링(122)이 상기 진공방지장치 장착홈(130)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼(123)로 구성된 진공방지장치(120);를 포함하여 구성되어 있다.
또한, 상기 바이패스 홀(132)이 형성된 상기 진공방지장치 장착홈(130)의 맞은편 측벽에는 상기 유동홈(125)으로 토출압의 냉매가 더욱 원활히 공급되어 상기 피스톤(121)의 상하 평형을 이루도록 일정 깊이의 간극홈(133)이 더 형성되어 있다.
이하, 본 발명의 스크롤 압축기에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 스크롤 압축기는, 정상 운전시 바이패스 홀(132)로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 진공방지장치(120) 중 피스톤(121)의 유동홈(125)을 통해 상기 피스톤(121) 하면과 일정공간을 이루도록 형성된 진공방지장치 장착홈(130) 내의 간극홈(133)까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤(121)이 상하 평형을 이룰 수 있도록 진공방지장치(120)의 구조를 개선한 것으로서, 이에 대한 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명과 전술한 종래와의 동일 구성에 대해서는 동일부호를 적용하기로 한다.
본 발명의 스크롤 압축기는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 외부 케이스인 밀폐 용기(15)와; 상기 밀폐 용기(15) 내에 고정되는 구동모터(2)와; 상기 구동모터(2)에 의해 회전하는 구동축(3)과; 상기 구동축(3)의 회전을 통해 선회 랩(7a)이 고정 랩(8a) 내에서 선회운동하면서 흡입된 냉매를 압축하는 선회 스크롤(7) 및 고정스크롤(8)과; 상기 선회 스크롤(7)의 자전을 방지하는 올담링(6)과; 상기 올담링(6) 및 상기 선회 스크롤(7)을 지지하는 메인 프레임(5)과; 상기 고정 스크롤(8)의 흡입압 측에 연통되도록 형성된 진공방지장치 장착홈(130)과, 상기 진공방지장치 장착홈(130)으로부터 토출압 측으로 연통되도록 형성된 바이패스 홀(132)과, 상기 진공방지장치 장착홈(130)으로부터 중간압을 갖는 압축실(P)과 연통되도록 형성된 관통홀(131)과, 중간압과 흡입압의 차압에 따라 상기 바이패스 홀(132)을 개폐하도록 상기 진공방지장치 장착홈(130) 내에서 직선 운동하는 피스톤(121)과, 상기 피스톤(121)에 의해 폐쇄된 상태의 바이패스 홀(132)과 대응되도록 피스톤(121)의 외주면에 형성된 유동홈(125)과, 상기 피스톤(121)의 흡입압 측에 위치하여 상기 피스톤(121)을 지지하는 스프링(122)과, 상기 피스톤(121) 및 스프링(122)이 상기 진공방지장치 장착홈(130)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼(123)로 구성된 진공방지장치(120);를 포함하여 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 스크롤 압축기는, 도 1 에 도시된 종래 스크롤 압축기와 동일한 구성으로 이루어져 있기 때문에, 이에 따른 본 발명의 스크롤 압축기 구성요소 중 종래 스크롤 압축기와의 동일 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 하며, 전술한 바와 같이 정상 운전시 바이패스 홀(132)로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 상기 피스톤(121)의 유동홈(125)을 통해 상기 피스톤(121) 하면과 일정공간을 이루도록 형성된 상기 장착홈(130) 내의 간극홈(133)까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤(121)이 상하 평형을 이룰 수 있도록 구조가 개선된 진공방지장치(120)에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.
상기 진공방지장치(120)는, 도 6 에 도시한 바와 같이, 상기 진공방지장치 장착홈(130) 내에 삽입되며, 정상 운전시 중간압을 갖는 압축실(P)의 냉매압에 의해 가압되어 상기 진공방지장치 장착홈(130) 상단에 형성된 바이패스 홀(132)을 차단하도록 직선 운동으로 하는 피스톤(121)과; 정상 운전시 상기 바이패스 홀(132)로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 상기 피스톤(121)의 원주면을 통해 상기 진공방지장치 장착홈(130) 내부 하단으로 원활히 유입될 수 있도록 상기 피스톤(121)의 가압시 상기 바이패스 홀(132)과 대응되는 피스톤(121)의 소정위치에 형성된 유동홈(125)과; 상기 피스톤(121) 후방 즉, 흡입압 측에 위치되며, 냉매압의 해소시 탄성력에 의해 상기 피스톤(121)이 원위치로 이동되도록 하는 스프링(122)과; 상기 진공방지장치 장착홈(130)에 내삽된 피스톤(121) 및 스프링(122)의 이탈을 방지하며, 펌프다운 운전시 고압의 냉매가스가 저압의 흡입관(1) 측으로 유동될 수 있게 중공형태로 형성된 스토퍼(123)와; 상기 스토퍼(123) 후방에 고정되며, 상기 진공방지장치 장착홈(130) 내에서 상기 스토퍼(123)의 이탈을 방지하는 고정핀(124)과; 상기 고정 스크롤(8)의 흡입압 측에 연통되도록 형성된 진공방지장치 장착홈(130)과; 중간압을 갖는 압축실(P)과 연통되도록 상기 진공방지장치 장착홈(130) 하단에 형성된 관통홀(131)과; 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어졌을 때, 고압의 냉매가스가 상기 진공방지장치 장착홈(130) 내로 유입되어 저압의 흡입관(1) 측으로 유동될 수 있도록 상기 진공방지장치 장착홈(130) 상단에 형성된 바이패스 홀(132)과; 상기 바이패스 홀(132)과 수직되면서 상기 피스톤(121) 하면과 일정공간을 이루도록 상기 진공방지장치 장착홈(130) 하단에 소정깊이로 형성되며, 정상 운전시 바이패스 홀(132)로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 피스톤(121)의 유동홈(125)을 통해 상기 진공방지장치 장착홈(130) 하단의 일정공간까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤(121)이 상하 평형을 이루도록 하는 간극홈(133)과; 상기 스토퍼(123) 이탈 방지용 고정핀(124)을 삽입 고정시키기 위해 상기 스토퍼(123) 후방의 소정위치에 수직으로 형성된 고정핀 홈(134)으로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 상기 진공방지장치(120)의 결합과정을 설명하면, 우선 상기 고정 스크롤(8)의 소정위치에 일정깊이로 형성된 진공방지장치 장착홈(130) 내에 원주면에 유동홈(125)이 형성된 피스톤(121)을 삽입하고, 상기 피스톤(121) 후방으로 스프링(122)과 결착된 스토퍼(123)를 삽입시킨 후, 상기 스토퍼(123) 후방으로 고정핀(124)을 상기 진공방지장치 장착홈(130)의 소정위치 즉, 상기 스토퍼(123) 후방의 소정위치에 형성된 고정핀 홈(134)에 삽입 고정시키므로서, 상기 진공방지장치(120)의 결합과정이 종료되게 된다.
상기와 같이 진공방지장치(120)가 결합된 상태에서 정상운전상태와, 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어질 때에 대한 진공방지장치(120)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
도 7 은 정상 운전때의 본 발명에 적용된 진공방지장치의 작용 상태도를 나타낸 것이고, 도 8 은 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어졌을 때의 본 발명에 적용된 진공방지장치의 작용 상태도를 나타낸 것이다.
우선, 정상 운전시에는 중간압을 갖는 압축실(P)의 냉매압이 스프링(122)의 탄성력보다 크기 때문에, 상기 냉매압에 의해 피스톤(121)이 가압되면서 스프링(122)이 압축됨과 동시에, 도 7 에 도시한 바와 같이 상기 피스톤(121)에 의해 상기 진공방지장치 장착홈(130) 상단에 형성된 바이패스 홀(132)이 차단되게 된다.
더욱이, 상기와 같이 냉매압에 의해 가압된 피스톤(121)이 상기 진공방지장치 장착홈(130)의 바이패스 홀(132)을 차단한 상태에서는 상기 바이패스 홀(132)을 통해 고압의 냉매가스가 상기 피스톤(121)에 작용하게 되는데, 이 때 상기 피스톤(121)의 원주면 즉, 냉매압에 의해 가압된 피스톤(121)과 상기 바이패스 홀(132)과 대응되는 소정위치에 유동홈(125)이 형성되어 있어, 상기와 같이 바이패스 홀(132)을 통해 고압의 냉매가스가 상기 피스톤(121)에 작용할 경우, 상기 고압의 냉매가스가 상기 피스톤(121)의 유동홈(125)을 타고 피스톤(121)의 하면과 일정공간을 이루도록 상기 진공방지장치 장착홈(130)의 하단에 형성된 간극홈(133)까지 유입되어 상기 유입된 냉매압에 의해 상기 피스톤(121)이 상하 평형을 이루면서 바이패스 홀(132)을 차단하게 되어 고압부의 냉매가스가 저압부로 바이패스 되지 않게 된다.
반면, 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어져 매우 낮을 경우, 중간압을 갖는 압축실(P)의 냉매압이 스프링(122)의 탄성력보다 작기 때문에, 냉매압에 의해 피스톤(121)이 가압되면서 압축되었던 스프링(122)이 탄성 복원되면서 도 8 에 도시한 바와 같이 피스톤(121)이 원위치로 이동되게 되고, 아울러 상기 피스톤(121)에 의해 차단되었던 상기 바이패스 홀(132)이 개방되면서 고압부의 냉매가스가 상기 바이패스 홀(132)을 통해 진공방지장치 장착홈(130) 내로 유입된 후, 중공의 스토퍼를 통해 저압부로 유동하여 고진공되는 것을 방지하게 된다.
이상과 같은 작용을 통해 본 발명의 경우, 종래 냉매가스의 고압에 의해 피스톤이 눌리면서 상기 진공방지장치 장착홈 내에 끼이게 되는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 스크롤 압축기는, 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어져 매우 낮을 시, 고압부의 냉매가스를 저압부로 유동시켜 저압부의 고진공을 방지하기 위한 진공방지장치의 구조를 개선하므로서, 정상 운전시 바이패스 홀로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 상기 진공방지장치 중 피스톤의 유동홈을 통해 상기 피스톤 하면과 일정공간을 이루도록 형성된 상기 장착홈 내의 간극홈까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤이 상하 평형을 이뤄 종래와 같이 고압의 냉매가스에 의해 눌려 피스톤이 진공방지장치 장착홈 내에 끼이지 않고 원활히 진공방지장치 장착홈 내부를 직선 운동할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어져 스프링력에 의해 상기 피스톤이 원위치로 이동된다 하더라도, 정상 운전시 바이패스 홀로부터 작용되는 고압의 냉매가스가 상기 진공방지장치 중 피스톤의 유동홈을 통해 상기 피스톤 하면과 일정공간을 이루도록 형성된 상기 장착홈 내의 간극홈까지 유입되어 냉매압에 의해 상기 피스톤이 상하 평형을 이루고 있는 상태로 존재하기 때문에, 상기 피스톤이 진공방지장치 장착홈에 걸리지 않고 원활히 원위치로 이동되므로서, 종래 피스톤과 진공방지장치 장착홈간의 마찰에 의한 마모 발생을 방지할 수 있으며, 특히 상기 피스톤과 진공방지장치 장착홈간의 마모 발생 방지에 따른 압축기 역시 원활하게 작동되게 되는 탁월한 효과도 있다.
도 1 은 일반적인 스크롤 압축기의 단면도.
도 2 는 종래 스크롤 압축기의 구성요소 중 선회 스크롤과 고정 스크롤에 결합된 선회 스크롤의 작용 상태도.
도 3 은 종래 고정 스크롤 상에 설치된 진공방지장치의 개략도.
도 4 는 종래 진공방지장치의 작용 상태도.
도 5 는 본 발명의 스크롤 압축기의 단면도 및 상세도.
도 6 은 본 발명의 고정 스크롤 상에 설치된 진공방지장치의 분해 사시도.
도 7 은 정상 운전때의 본 발명에 적용된 진공방지장치의 작용 상태도.
도 8 은 펌프다운 운전시나 이상운전에 의해 압축기의 흡입압이 설정된 흡입압력조건 이하로 떨어졌을 때의 본 발명에 적용된 진공방지장치의 작용 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1. 흡입관 2. 구동모터
3. 구동축 5. 메인 프레임
6. 올담링 7. 선회 스크롤
8. 고정 스크롤 9. 토출 포트
10. 체크 밸브 11. 토출실
12. 상부 격막 14. 토출관
15. 밀폐 용기 20, 120. 진공방지장치
21, 121. 피스톤 22, 122. 스프링
23, 123. 스토퍼 24, 124. 고정핀
125. 유동홈 30, 130. 진공방지장치 장착홈
31, 131. 관통홀 32, 132. 바이패스 홀
133. 간극홈 34, 134. 고정핀 홈

Claims (2)

  1. 외부 케이스인 밀폐 용기와;
    상기 밀폐 용기 내에 고정되며, 스테이터 및 로터로 이루어진 구동모터와;
    상기 구동모터에 의해 회전되는 구동축과;
    상기 구동축의 회전을 통해 선회 랩이 고정 랩 내에서 선회운동하면서 흡입된 냉매를 압축하는 선회 스크롤 및 고정 스크롤과;
    상기 선회 스크롤의 자전을 방지하며, 상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤 내에서 선회될 수 있도록 하는 올담링과; 상기 올담링 및 상기 선회 스크롤을 지지하는 메인 프레임과;
    상기 고정 스크롤의 흡입압 측에 연통되도록 형성된 진공방지장치 장착홈과, 상기 진공방지장치 장착홈으로부터 토출압 측으로 연통되도록 형성된 바이패스 홀과, 상기 진공방지장치 장착홈으로부터 중간압을 갖는 압축실과 연통되도록 형성된 관통홀과, 중간압과 흡입압의 차압에 따라 상기 바이패스 홀을 개폐하도록 상기 진공방지장치 장착홈 내에서 직선 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤에 의해 폐쇄된 상태의 바이패스 홀과 대응되도록 피스톤의 외주면에 형성된 유동홈과, 상기 바이패스 홀이 형성된 상기 진공방지장치 장착홈의 맞은편 측벽에는 상기 유동홈으로 토출압의 냉매가 더욱 원활히 공급되어 상기 피스톤의 상하 평형을 이루도록 형성된 일정 깊이의 간극홈과, 상기 피스톤의 흡입압 측에 위치하여 상기 피스톤을 지지하는 스프링과, 상기 피스톤 및 스프링이 상기 진공방지장치 장착홈으로부터 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼로 구성된 진공방지장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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