KR100531899B1 - 스크롤 압축기의 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 소음 저감 장치에 관한 것으로, 본 발명은 가스흡입관과 가스토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 설치하여 회전력을 발생하는 구동모터와, 구동모터의 회전자에 연결하여 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤에 치합하여 상기 선회스크롤과 함께 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하는 고정스크롤과, 가스토출관의 중간에 설치하여 전원인가여부에 따라 미끄럼이동을 하면서 상기한 가스토출관을 개폐하는 역지밸브수단을 포함함으로써, 압축가스의 토출을 유도하거나 제한하는 과정에서 발생할 수 있는 밸브타음을 효과적으로 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 소음 저감 장치{APPARATUS FOR REDUCING NOISE SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 소음 저감 장치에 관한 것으로, 특히 역지밸브의 개폐시 밸브충돌로 인한 충격과 소음을 줄일 수 있는 스크롤 압축기의 소음 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤식 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기로서, 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 스크롤 사이에 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가스를 연속으로 흡입 압축하여 토출하는 방식이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비한 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 메인프레임(2)에 얹혀지고 구동축(4)에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(5)과, 선회스크롤(5)의 랩(5a)에 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 나선형의 랩(6a)을 형성하여 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(6)과, 고정스크롤(6)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입영역(S1)과 토출영역(S2)으로 구획하는 고저압분리판(7)과, 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 결합하여 토출영역(S2)으로 토출한 압축가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(8)를 포함하고 있다.

역지밸브 조립체(8)는 도 2에서와 같이 고정스크롤(6)의 토출구(6b) 주변에 설치하여 토출가스의 역류시 이를 차단하는 역지밸브(8A)와, 이 역지밸브(8A)의 열림량을 제한하도록 상기한 역지밸브(8A)와 함께 체결볼트(8C)로 고정스크롤(6)에 설치하는 밸브스토퍼(8B)로 이루어져 있다.

역지밸브(8A)는 리드형 밸브로 이루어져 일단은 고정스크롤(6)에 고정하고 타단은 휘어지면서 토출구(6c)를 개폐하도록 장방형으로 형성하고 있다.

밸브스토퍼(8B)는 그 일단을 상기한 역지밸브(8A)와 밀착하여 함께 고정스크롤(6)의 배면에 고정하고 타단은 바깥쪽으로 휘어지면서 역지밸브(8A)와 일정 간격만큼 떨어져 위치하도록 일정 곡률로 곡면지게 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 4a는 오일유로, 6b는 흡입구, 6d는 체결홈, 8a 및 8b는 관통공이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(5)은 고정스크롤(6)과의 랩(5a,6a) 사이에 압축실(P)을 복수 개 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

여기서, 압축기가 정상운전을 하는 경우에는 역지밸브(8A)가 압축가스의 압력에 밀려 고정점을 중심으로 휘어지고, 이 과정에서 토출구(6c)가 열리면서 압축가스가 케이싱(1) 내부의 토출영역으로 토출된다. 이때 역지밸브(8A)는 그 배면측에 위치한 밸브스토퍼(8B)에 의해 열림량이 제한된다.

반면, 압축기가 정지하는 경우에는 최종 압축실(P)의 압력이 토출영역(S2)의 압력 보다 상대적으로 낮아 역지밸브(8A)는 자체 탄성과 토출가스의 압력에 밀려 고정점을 중심으로 펴지면서 고정스크롤(6)의 토출구(6c)를 닫아 토출영역(S2)으로 토출한 냉매가스가 압축실(P)로 역류하는 것을 방지하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 압축기가 기동할 때 압축가스가 급격하게 역지밸브(8A)를 밀어 이 역지밸브(8A)가 갑자기 열리면서 밸브스토퍼(8B)에 강하게 충돌하여 밸브타음을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축가스의 역류를 방지하는 밸브의 개폐시 소음을 줄일 수 있는 스크롤 압축기의 소음 저감 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가스흡입관과 가스토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 설치하여 회전력을 발생하는 구동모터와, 구동모터의 회전자에 연결하여 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤에 치합하여 상기 선회스크롤과 함께 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하는 고정스크롤과, 가스토출관의 중간에 설치하여 전원인가여부에 따라 미끄럼이동을 하면서 상기한 가스토출관을 개폐하는 역지밸브수단을 포함한 스크롤 압축기의 소음 저감 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음 저감 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 상세도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명 스크롤 압축기에서 역지밸브 조립체의 동작을 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 연결 설치하는 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 상하 양측에 고정 설치하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임 사이에 설치하여 회전력을 발생하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 회전자에 결합하여 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 구동축(4)에 편심지게 결합하여 메인프레임(2)에 얹혀져 선회운동을 하는 선회스크롤(5)과, 선회스크롤(5)에 치합한 상태로 상기 메인프레임(2)에 고정하여 상기 선회스크롤(5)과 함께 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실(P)을 쌍으로 형성하는 고정스크롤(6)과, 가스토출관(DP)의 중간에 설치하여 전원인가여부에 따라 상기 가스토출관(DP)을 개폐하는 역지밸브조립체(100)를 포함한다.

역지밸브조립체(100)는 전원인가시 자력을 발생하는 전자석(110)과, 전자석(110)에 삽입하고 그 내부에 가스토출관(DP)을 향하도록 소정의 왕복공간(121)을 구비하는 밸브실린더(120)와, 밸브실린더(120)의 왕복공간(121) 안쪽에 삽입하여 상기 가스토출관(DP)을 향해 탄성력을 발휘하는 밸브스프링(130)과, 밸브실린더(120)의 왕복공간(121)에 미끄러지게 삽입하여 전원인가여부에 따라 미끄럼이동을 하면서 가스토출관(DP)을 개폐하는 밸브피스톤(140)으로 이루어진다.

밸브실린더(120)는 한 쪽이 개구되고 다른 쪽이 막힌 원통 모양으로 형성하여 그 열린 쪽을 가스토출관(DP)에 축방향으로 일치하도록 배치한다. 여기서, 역지밸브조립체(100)가 설치되는 부위의 가스토출관(DP)은 '티(T)'자 모양으로 형성하여 수평부(DP1)의 일단은 케이싱(1)에, 타단은 밸브실린더(120)에 연결하고, 수직부(DP2)는 통상적인 냉동사이클에 연결하는 것이 바람직하다.

밸브스프링(130)은 소정의 탄성계수를 가지는 압축 코일 스프링으로서, 일단은 상기한 밸브실린더(120)의 왕복공간(121)에서 막힌 벽면에 지지하는 반면 타단은 밸브피스톤(140)의 일측면을 지지하도록 설치한다.

밸브피스톤(140)은 자성체 재질로 형성하여 밸브실린더(120)의 왕복공간(121)에 미끄러지게 삽입하되 그 일단은 밸브스프링(130)에 탄력 지지되는 반면 타단은 가스토출관(DP)에 단차지게 형성하는 밸브멈춤부(a)에 걸리도록 원형봉 모양으로 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 4a는 오일유로, 5a 및 6a는 선회스크롤의 랩 및 고정스크롤의 랩, 6b는 흡입구, 6c는 토출구이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기의 소음 저감 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(5)은 고정스크롤(6)과의 랩(5a,6a) 사이에 연속으로 이동하면서 체적이 좁아지는 압축실(P)을 복수 개 형성하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

여기서, 압축기가 정상운전을 진행할 때는 도 5에서와 같이 역지밸브조립체(100)의 전자석(110)에 전원이 인가되고, 이에 따라 전자석(110)이 자력을 띠면서 밸브피스톤(140)을 잡아당긴다. 밸브피스톤(140)은 밸브스프링(130)의 탄성을 이기면서 밸브실린더(120)의 왕복공간(121) 안쪽으로 이동하여 가스토출관(DP)을 열고, 열린 가스토출관(DP)을 통해 고정스크롤(6)의 토출구(6C)를 통해 토출된 압축가스가 냉동사이클장치의 응축기로 유동한다.

반면, 압축기가 정지하거나 과압축 운전을 실시하는 경우에는 도 6에서와 같이 이를 감지하는 제어기(미도시)에 의해 전자석(110)에 인가하던 전원을 오프하고, 이에 따라 전자석(110)이 자력을 상실함에 따라 밸브피스톤(140)은 밸브스프링(130)의 복원력에 의해 밀려 이동하면서 가스토출관(DP)을 차단하게 된다. 이때, 가스토출관(DP)에는 밸브멈춤부(a)가 단차지게 형성됨에 따라 밸브피스톤(140)의 닫힘거리를 제한한다.

이렇게 하여, 압축기가 정상적으로 운전할 때나 정지할 때 또는 이상운전으로 일시 정지할 때 압축가스의 토출을 유도하거나 제한하는 과정에서 발생할 수 있는 밸브타음을 효과적으로 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음 저감 장치는, 가스토출관의 중간에 전자석과 이 전자석에 의해 상기한 가스토출관을 개폐하는 밸브피스톤을 구비함으로써, 압축가스의 토출을 유도하거나 제한하는 과정에서 발생할 수 있는 밸브타음을 효과적으로 줄여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 2는 종래 역지밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도,

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 4는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 상세도,

도 5 및 도 6은 본 발명 스크롤 압축기에서 역지밸브 조립체의 동작을 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 전자석 120 : 밸브실린더

121 : 왕복공간 130 : 밸브스프링

140 : 밸브피스톤 DP : 가스토출관

DP1,DP2 : 가스토출관의 수평부,수직부 a : 피스톤멈춤부

Claims (4)

1. 삭제
2. 가스흡입관과 가스토출관을 연통 설치하는 케이싱과;

   케이싱의 내부에 설치하여 회전력을 발생하는 구동모터와;

   구동모터의 회전자에 연결하여 선회운동을 하는 선회스크롤과;

   선회스크롤에 치합하여 상기 선회스크롤과 함께 연속적으로 이동하는 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하는 고정스크롤과;

   전원인가시 자력을 발생하는 전자석과, 전자석에 삽입하고 그 내부에 가스토출관을 향하도록 왕복공간을 구비하는 밸브실린더와, 밸브실린더의 왕복공간 안쪽에 삽입하는 밸브스프링과, 밸브실린더의 왕복공간에 미끄러지게 삽입하여 전원인가시 전자석의 자력에 의해 상기 왕복공간의 안쪽으로 이동하면서 상기한 가스토출관을 여는 반면 전원오프시 밸브스프링에 밀려 왕복공간 바깥쪽으로 이동하면서 상기한 가스토출관을 차단하는 밸브피스톤으로 된 역지밸브조립체;로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 소음 저감 장치.
3. 제2항에 있어서,

   가스토출관의 중간에는 상기한 밸브피스톤의 전진운동을 제한하는 밸브멈춤부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 소음 저감 장치.
4. 제3항에 있어서,

   밸브멈춤부는 가스토출관의 중간을 단차지게 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 소음 저감 장치.