KR100595726B1 - 스크롤 압축기의 압력조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스크롤 압축기의 압력조절장치는 고압부와 저압부가 연통되게 형성되는 냉매유로에 설치되며 상면에는 고압부의 냉매가스가 유입될 수 있는 냉매유입공이 형성되어 있고, 측면에는 저압부로 냉매가스를 배출할 수 있도록 냉매배출공이 형성되어 있는 밸브 케이스와; 상기 밸브 케이스의 내부에 그 길이방향을 따라 슬라이딩되어 상기 냉매유입공을 개,폐하되 외주면이 각형 타입으로 형성되어 상기 밸브 케이스의 내주면과 선접촉하는 피스톤 밸브와; 상기 밸브 케이스의 내부에 설치되어 피스톤 밸브가 상기 냉매유입공이 형성된 밸브 케이스의 내측면에 밀착되도록 탄력적으로 지지하는 스프링; 으로 구성되어, 저압부의 압력에 따라 피스톤 밸브가 밸브 케이스에 형성된 냉매유입공의 내측면에 밀착되거나 떨어지도록 동작되며 압력을 조절하므로, 종래와 같이 설치부위를 정밀하게 가공하지 않아도 되고, 압력조절장치가 모듈화되어 있어서, 설치장소에 간편하게 설치할 수 있다. 또한 피스톤 밸브가 밸브 케이스의 내측면에 선접촉을 하는 상태로 슬라이딩되므로 마찰저항에 의한 오동작이 발생되지 않는다.

Description

스크롤 압축기의 압력조절장치{APPARATUS FOR CONTROLLING PRESSURE OF SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 스크롤 압축기의 압축기구부를 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 밸브의 동작을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 압력조절장치를 가지는 스크롤 압축기의 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 압력조절장치를 부분절결하여 보인 사시도.

도 5는 도 4의 종단면도.

도 6은 도 5의 A-A'선 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 압력조절장치의 동작을 보인 종단면도.

도 8은 본 발명의 압력조절장치가 다른 설치예를 보인 종단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

113 : 저압부 114 : 고압부

121 : 밸브 케이스 121a : 냉매유입공

121b : 냉매배출공 122 : 피스톤 밸브

123 : 스프링

본 발명은 스크롤 압축기의 압력조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력조절이 정확하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 용이하게 설치할 수 있는 스크롤 압축기의 압력조절장치에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 공조기 및 냉동기의 압축기기에 주로 사용되며, 밀폐된 용기의 내측에 설치되고 나선형상의 랩이 돌출되게 형성되며 모터에 의해 선회하는 선회 스크롤과, 그 선회 스크롤에 대항하여 나선형상의 랩이 돌출되게 형성되며 상부 프레임에 고정되어 있는 고정 스크롤이 구비되어, 상기 선회 스크롤이 선회하며 선회 스크롤의 랩과 고정 스크롤의 랩 사이에 형성되는 압축공간이 점차적으로 작아지도록 하여 압축공간으로 유입된 냉매가스가 압축된 후 토출되어 지도록 되어 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 압축기구부 구조를 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 종래의 스크롤 압축기는 밀폐 용기(1)의 내부에 상부 프레임(2)이 설치되어 있고, 그 상부 프레임(2)의 중앙부를 관통하여 수직방향으로 회전가능하게 회전축(3)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 회전축(3)의 상단부에는 회전축(1)의 축심에서 일정거리 편심지게 편심부(4)가 형성되어 있고, 그 편심부(4)에는 슬라이딩부시(5)가 결합되어 있으며, 그 슬라이딩부시(5)가 결합된 편심부(4)는 선회 스크롤(6)의 하단부에 형성된 보스부(7)의 내측에 삽입되어 상부 프레임(2)의 상면에 요입되게 형성된 포켓(2a)의 내부에 위치되게 배치되어 있다.

또한, 상기 선회 스크롤(6)의 상측에는 상부 프레임(2)에 고정되는 고정 스크롤(8)이 대응되게 고정설치되어 있고, 그 고정 스크롤(8)의 외측에는 밀폐 용기(1)의 내부로 저압부(9)와 고압부(10)으로 분리하는 고저압분리판(11)이 설치되어 있으며, 상기 고정 스크롤(8)에는 상기 고압부(10)의 고압 냉매가스를 저압부(9)로 바이패스 시켜서 압력을 조절할 수 있도록 압력조절장치(20)가 설치되어 있다.

상기 압력조절장치(20)는 상기 고정 스크롤(8)에 일측이 저압부에 연통되게 중간압실(21)이 형성되어 있는데, 그 중간압실(21)의 상측은 고압부연통유로(22)에 의해 고압부(10)에 연통되어 있고, 하측은 압축실연통유로(23)에 의해 압축공간(13)에 연통되어 있으며, 내부에는 스프링(24)에 의해 탄지되며 중간압실(21)의 내부에서 슬라이딩되며 냉매가스의 바이패스되도록 유로를 조절하는 밸브(25)가 설치되어 있다.

도면중 미설명부호 6a, 8a는 랩이고, 14는 올담링이다.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 스크롤 압축기는 모터의 회전에 의하여 상기 회전축(3)이 회전을 하면 그 회전축(3)의 상단부에 편심지게 형성된 편심부(4)도 슬라이딩부시(5)가 삽입된 상태로 회전을 하며 올담링(14)에 의해 자전이 방지되도록 결합된 선회 스크롤(6)을 선회시켜서 저압부(9)에서 압축공간(13)으로 유입된 냉매가스의 압축이 이루어지고, 그와 같이 압축된 냉매가스를 토출공을 통하여 고압부(10)로 토출되어 진다.

그리고, 유로막힘 등에 의하여 냉매가스가 저압부(9)로 흡입되지 않을때는 중간압실(21)의 내부압력이 저압부(9)의 가스압력과 스프링(24)의 힘의 합력보다 작은 상태가 되는데, 이때는 도 2에서와 같이 밸브(25)가 내측으로 슬라이딩되어 화살표로 표시된 것과 같이 고압부(10)의 냉매가스가 고압부연통유로(22)와 중간압실(21)을 통하여 저압부(10)로 배출되어 저압부(10)가 진공상태가 되어 터미널 부위에서의 방전에 의해 압축기가 손상되는 것을 방지하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 있는 종래의 스크롤 압축기에서 유로막힘의 발생시 압력을 조절하기 위한 압력조절장치(20)는 중간압실(21)의 상측으로 연통되게 형성된 고압부연통유로(22)를 통하여 고압부(10)에서 밸브(25)의 측면으로 작용하는 압력(Pd)에 의하여 밸브(25)의 외주면과 중간압실(21) 사이의 큰 마찰력이 작용하고, 그 마찰력에 의하여 밸브(25)의 정상적인 동작이 이루어지지 못하는 경우가 종종 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 압력조절장치(20)는 고정 스크롤(8)에 형성되는 중간압실(21)이 밸브(25)가 밀착된 상태로 슬라이딩되도록 정밀하게 가공되어야 하므로 설치가 까다로운 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 상기와 같은 여러 문제점을 갖지 않는 스크롤 압축기의 압력조절장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 안정적인 밸브의 동작이 이루어질 수 있는 스크롤 압축기의 압력조절장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 장치를 모듈화하여 설치가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는데 적합한 스크롤 압축기의 압력조절장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

고압부와 저압부가 연통되게 형성되는 냉매유로에 설치되며 상면에는 고압부의 냉매가스가 유입될 수 있는 냉매유입공이 형성되어 있고, 측면에는 저압부로 냉매가스를 배출할 수 있도록 냉매배출공이 형성되어 있는 밸브 케이스와;

상기 밸브 케이스의 내부에 그 길이방향을 따라 슬라이딩되어 상기 냉매유입공을 개,폐하되 외주면이 각형 타입으로 형성되어 상기 밸브 케이스의 내주면과 선접촉하는 피스톤 밸브와;
상기 밸브 케이스의 내부에 설치되어 피스톤 밸브가 상기 냉매유입공이 형성된 밸브 케이스의 내측면에 밀착되도록 탄력적으로 지지하는 스프링;

삭제

으로 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 압력조절장치가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 스크롤 압축기의 압력조절장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 압력조절장치를 가지는 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 압력조절장치의 구조를 부분절결하여 보인 사시도이며, 도 5는 도 4의 종단면도이고, 도 6은 도 5의 A-A'선 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압력조절장치가 구비된 스크롤 압축기는 밀폐 용기(101)의 내측 상부에 상부 프레임(102)이 고정되어 있고, 하부에는 하부 프레임(103)이 상부 프레임(102)과 일정 높이차를 두고 고정되어 있으며, 상기 상부 프레임(102)과 하부 프레임(103)의 사이에는 고정자(104)와 회전자(105)로 구성되는 모터(106)가 설치되어 있다.

또한, 상기 회전자(105)의 중심에 수직방향으로 형성되어 있는 축공(105a)에는 내부에 유로(107b)가 형성된 회전축(107)이 압입되어 있고, 그 회전축(107)의 상단부는 상부 프레임(102)의 지지공(102a)에 회전가능하게 삽입되어 있으며, 하단부는 하부 프레임(103)의 지지공(103a)에 회전가능하게 삽입되어 있다.

그리고, 상기 상부 프레임(102)의 상측에는 상부 프레임(102)에 고정되며 나선형상의 랩(108a)이 돌출되게 형성되어 있는 고정 스크롤(108)과, 그 고정 스크롤(108)과 상부 프레임(102)의 사이에 선회가능하게 결합되며 나선형상의 랩(109a)이 돌출되게 형성되어 있는 선회 스크롤(109)로 이루어지는 압축기구부(110)가 설치되어 있다.

또한, 상기 선회 스크롤(109)의 하단부에 형성된 보스부(111)의 결합공(111a)에는 상기 회전축(107)의 상단부에 편심되도록 형성된 편심부(107a)가 삽입결합되어 있고, 상기 편심부(107a)에는 링형의 슬라이딩부시(112)가 결합되어 있으며, 그 편심부(107a)와 슬라이딩부시(112) 및 보스부(111)는 상부 프레임(102)의 상면에 소정깊이로 형성된 포켓(102b)의 내측에 배치되어 있다.

그리고, 상기 고정 스크롤(108)의 외측에는 상기 밀폐 용기(101)의 내부를 저압부(113)와 고압부(114)로 분리하는 고저압분리판(115)이 설치되어 있고, 고정 스크롤(108)에는 상기 고압부(114)와 저압부(113)가 연통되는 냉매유로(115)가 형성되어 있으며, 그 냉매유로(115)에는 유로막힘이 발생시 고압부(114)의 냉매가스를 저압부(113)로 바이패스 시켜서 저압부(113)가 진공상태가 되지 않도록 압력을 조절하기 위한 압력조절장치(120)가 설치되어 있다.

상기 압력조절장치(120)는 상기 냉매유로(115) 상에 설치되며 냉매유입공(121a)과 냉매배출공(121b)이 형성되어 있는 밸브 케이스(121)와, 그 밸브 케이스(121)의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되어 냉매유입공(121a)을 개,폐하는 피스톤 밸브(122)와, 그 밸브 케이스(121)의 내부에 설치되어 상기 피스톤 밸브(122)가 상기 냉매유입공(121a)을 폐쇄할 수 있도록 피스톤 밸브(122)를 탄력지지하는 스프링(123)으로 구성되어 있다.

상기 밸브 케이스(121)는 원형통체상으로, 상기 냉매유로(115)의 저압부(113) 출구측에 형성된 홈부(115a)에 고정설치되어 있으며, 그 밸브 케이스(121)의 상면에 밸브 케이스(121) 내부와 상기 고압부(114)에 연통되는 냉매유입공(121a)이 형성되어 있고, 하단부 측면에 밸브 케이스(121) 내부와 저압부(113)가 연통되는 수개의 냉매배출공(121b)이 형성되어 있다.

상기 피스톤 밸브(122)는 도 6에 도시된 바와 같이, 6각형의 단면형상으로된 봉상으로 되어 있어서, 상기 원형통체상의 밸브 케이스(121) 내부에서 선접촉의 상태로 마찰저항을 최소화하도록 슬라이딩되며 상기 냉매유입공(121a)을 개,폐하도록 되어 있다.

상기 스프링(123)은 코일스프링으로, 평상시에는 스프링력에 의해 신장되며 피스톤 밸브(122)를 길이방향으로 탄력적으로 밀어서 냉매유입공(121a)이 형성된 밸브 케이스(121)의 내측면에 밀착되도록 하고, 저압부(113)의 압력이 일정압력 이하로 떨어지면 고압부(114)에서 냉매유입공(121a)을 통하여 피스톤 밸브(122)에 가해지는 압력에 의해 수축되어질 수 있는 정도의 스프링력을 가지고 있다.

도면중 미설명 부호 108b는 냉매흡입공이고, 108c는 토출공이며, 131은 흡입관이고, 132는 배출관이다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 급유구조를 가지는 스크롤 압축기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

전원이 인가되면 모터(106)의 회전자(105)가 회전을 하면 그 회전자(105)의 회전에 의하여 회전축(107)이 회전을 되며, 그 회전축(107)의 상단부에 결합된 선회 스크롤(109)이 선회를 한다.

상기와 같이 선회 스크롤(109)이 선회동작은 회전축(107)의 중심에서 편심부(107a)의 중심까지의 거리인 편심거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 하는데, 그와 같이 선회하는 선회 스크롤(109)의 랩(109a)이 상기 고정 스크롤(108)의 랩(108b)에 맞물린 상태로 선회운동을 하게 된다.

상기와 같이 선회 스크롤(109)이 선회를 하면 상기 흡입관(131)을 통하여 밀폐 용기(101)의 내측으로 냉매가스가 유입되고, 그 유입된 냉매가스가 고정 스크롤(108)에 형성된 냉매흡입공(108a)을 통하여 고정 스크롤(108)의 랩(108b)과 선회 스크롤(109)의 랩(109a) 사이에 형성되는 압축공간으로 유입되며, 계속적인 선회 스크롤(109)의 선회동작에 의하여 압축공간의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 고정 스크롤(108)의 토출공(108b)을 통하여 외부로 토출되어 진다.

그리고, 상기와 같이 냉매가스의 압축이 정상적으로 이루어질때는 압력조절장치(120)는 도 7의 a)와 같은 상태가 된다.

즉, 저압부(113)에서 냉매배출공(121b)을 통하여 피스톤 밸브(122)에 가해지는 힘(Fs)과 스프링(123)의 힘(Fspring)의 합이 고압부(114)의 토출가스가 냉매유입공(121a)을 통하여 피스톤 밸브(122)에 가해지는 힘(Fd) 보다 커서 피스톤 밸브(122)가 스프링(123)의 길이방향으로 슬라이딩되어 밸브 케이스(121)에 형성된 냉매유입공(121a)의 내측면을 밀착하여 고압부(114)의 냉매가스가 저압부(113) 쪽으로 바이패스 되는 것을 차단한 상태를 유지하게 된다.

상기와 같은 상태에서 유로막힘 등에 의해 저압부(113)로 냉매가스가 유입되지 못하는 상태가 발생되면, 압력조절장치(120)는 도 7의 b)에서와 같이 냉매배출공(121b)을 통하여 피스톤 밸브(122)에 가해지는 힘(Fs)과 스프링(123)의 힘(Fspring)의 합이 고압부(114)의 토출가스가 냉매유입공(121a)을 통하여 피스톤 밸브(122)에 가해지는 힘(Fd) 보다 작은 상태가 되어 피스톤 밸브(122)가 스프링(123) 방향으로 슬라이딩되며 스프링(123)을 수축시키고, 고압부(114)의 냉매가스는 화살표로 표시된것과 같이 냉매유입공(121a)을 통하여 밸브 케이스(121)의 내부로 유입된 후 냉매배출공(121b)를 통하여 저압부(113)로 배출되어 저압부(113)의 내부가 진공상태가 되지 않도록 압력을 조절하게 된다.

상기의 실시예에서는 압력조절장치(120)가 고정 스크롤(108)에 설치된 것을 예로들어 설명하였으나, 꼭 그에 한정하는 것은 아니고, 도 8에서와 같이 고압부(114)와 저압부(113)를 분리하는 고저압분리판(115)에 설치하여도 무방하다.

즉, 본 발명에 따른 압력조절장치(120)는 설치장소에 구애받지 않고, 고압부(114)와 저압부(113)가 연통되는 유로가 형성될 수 있는 곳이면 어떤 곳이든 간편하게 설치할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 스크롤 압축기의 압력조절장치는 저압부의 압력에 따라 피스톤 밸브가 밸브 케이스에 형성된 냉매유입공의 내측면에 밀착되거나 떨어지도록 동작되며 압력을 조절하므로, 종래와 같이 설치부위를 정밀하게 가공하지 않아도 되고, 압력조절장치가 모듈화되어 있어서, 설치장소에 간편하게 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한 피스톤 밸브가 밸브 케이스의 내측면에 선접촉을 하는 상태로 슬라이딩되므로 마찰저항에 의한 오동작이 발생되지 않는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고압부와 저압부가 연통되게 형성되는 냉매유로에 설치되며 상면에는 고압부의 냉매가스가 유입될 수 있는 냉매유입공이 형성되어 있고, 측면에는 저압부로 냉매가스를 배출할 수 있도록 냉매배출공이 형성되어 있는 밸브 케이스와;

   상기 밸브 케이스의 내부에 그 길이방향을 따라 슬라이딩되어 상기 냉매유입공을 개,폐하되 외주면이 각형 타입으로 형성되어 상기 밸브 케이스의 내주면과 선접촉하는 피스톤 밸브와;

   상기 밸브 케이스의 내부에 설치되어 피스톤 밸브가 상기 냉매유입공이 형성된 밸브 케이스의 내측면에 밀착되도록 탄력적으로 지지하는 스프링;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 압력조절장치.
2. 삭제

Images