KR100604282B1

KR100604282B1 - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR100604282B1
Application number: KR1020050020834A
Authority: KR
Inventors: 마사쯔구 찌까노; 겐이찌 오오시마; 야스히로 기시; 마사히로 시마다; 에이지 사또오
Original assignee: 히타치 홈 앤드 라이프 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-07-25
Also published as: CN100362238C; JP4519489B2; KR20060044336A; JP2005256809A; CN1670372A

Abstract

본 발명의 과제는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 끌어 당기는 힘을 조정하는 배압 조정에 수반하는 손실을 저감시키는 것이다.

고정 스크롤(7)에 대향하여 선회 가능하게 설치된 선회 스크롤(8)의 배면에 설치되어 토출압과 흡입압의 중간 압력이 도입되는 배압실(18)과, 고정 스크롤의 최외주 랩(7e)의 이끝에 형성된 연통로(2f)를 거쳐서 도입되는 흡입 압력 또는 압축 초기 압력과 배압실의 압력의 차에 따라서 배압실의 유체를 상기 연통로를 거쳐서 흡입실 또는 압축 초기의 압축실로 릴리프하는 배압 조정 밸브(2)를 구비하고, 연통로(2f)에 연통하고 있지 않은 압축실(13)과 배압실(18)을 연통하는 관통 구멍(1)을 선회 스크롤(8)에 마련하고, 배압실(18)의 과잉압의 일부를 압축실(13)로 릴리프함으로써 재팽창에 의한 압축 손실을 저감시킨다.

Description

스크롤 압축기 {SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 경판에 스파이럴형의 랩을 각각 세워 설치하여 이루어지는 고정 스크롤과 선회 스크롤을, 랩을 맞물려 대향시켜 배치하고, 선회 스크롤을 선회시켜 서로의 랩 사이에 형성되는 복수의 압축실의 용적을 차례로 축소시킴으로써 유체를 압축하도록 하고 있다. 이 압축 작용에 의해, 고정 스크롤과 선회 스크롤을 밀어내고자 하는 축 방향의 힘(이하, 밀어내는 힘이라 함)이 발생한다. 양 스크롤이 밀어내어지면, 랩의 이끝(齒先)과 경판 사이에 갭이 생겨 압축실의 밀폐성이 악화되어 압축기의 효율이 저하된다. 그래서, 선회 스크롤의 경판의 배면에 배압실을 형성하고, 그 배압실에 압축기의 토출압과 흡입압의 중간 압력을 배압으로서 도입하여 배압에 의해 선회 스크롤을 고정 스크롤측으로 압박하고, 밀어내는 힘을 상쇄하는 동시에, 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이에 끌어 당기는 힘을 발생시키고 있다.

그러나, 끌어 당기는 힘이 지나치게 크면 선회 스크롤과 고정 스크롤 사이의 스러스트력이 커지고, 각 랩의 이끝과 이뿌리(齒底)의 미끄럼 이동 마찰이 증대되어 압축기의 효율이 저하된다. 그래서, 끌어 당기는 힘을 적당한 크기로 조정할 필요가 있으므로, 특허문헌 1에 기재된 스크롤 압축기에서는 배압실과 흡입실을 배압 조정 밸브를 거쳐서 연통하고, 배압실과 흡입실의 압력차에 따라서 배압실의 유체를 흡입실로 릴리프하여 배압의 크기를 조정하고 있다.

[문헌 1] 일본 특허 공개 평10-110688호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 배압 조정법에 따르면 한번 압축하여 얻게 되는 중간 압력의 유체를 팽창시켜 흡입실로 복귀시키게 되므로, 스크롤 압축기의 전체로부터 보아 압축 손실이 발생하게 되고, 압축기의 효율이 저하되게 되는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 배압 조정법에 따르면, 배압 ＝ 흡입압 ＋ α(일정치)로 자동 조정되지만, 압축기의 운전 조건에 따라서는 최적의 배압치가 흡입압 ＋ α로부터 크게 어긋나는 경우가 있다. 그 결과, 배압이 과대일 때에는 미끄럼 이동 손실이 증대되고, 과소일 때에는 누설되어 손실이 증대되므로, 어떻게 해도 압축기의 효율이 저하되게 되는 문제가 있다.

본 발명은 고정 스크롤과 선회 스크롤의 끌어 당기는 힘을 조정하는 배압 조정에 수반하는 손실을 저감시키는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 경판에 스파이럴형의 랩이 세워 설치된 고정 스크롤과, 상기 고정 스크롤에 대향하여 선회 가능하게 설치되어 상기 고정 스크롤의 랩과의 사이에 복수의 압축실을 형성하는 스파이럴형의 랩이 세워 설치된 선회 스크롤과, 상기 선회 스크롤의 배면에 설치되어 토출압과 흡입압의 중간 압력이 도입되는 배압실과, 상기 고정 스크롤의 최외주 랩의 이끝에 형성된 연통로를 거쳐서 도입되는 흡입 압력 또는 압축 초기 압력과 상기 배압실의 압력과의 차에 따라서 상기 배압실의 유체를 상기 연통로를 거쳐서 상기 흡입실 또는 압축 초기의 압축실로 릴리프하는 배압 조정 밸브를 구비한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 연통로에 연통하고 있지 않은 압축실과 상기 배압실을 연통하는 관통 구멍을 상기 선회 스크롤에 마련한 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 선회 스크롤에 배압실과 압축실을 연통하는 관통 구멍을 마련하였으므로, 배압실의 압력이 과대해진 경우, 배압실 내의 유체는 배압 조정 밸브와 연통로를 거쳐서 흡입실 또는 압축 초기의 압축실로 유출되는 동시에, 일부는 관통 구멍을 통해 흡입실 또는 압축 초기의 압축실의 압력보다도 높은 압축실로 유출된다. 그 결과, 배압 조정을 위해, 한번 압축하여 얻게 되는 배압실의 유체를 흡입실 또는 압축 초기의 압축실로 전량 릴리프하는 경우의 팽창 손실에 비해 일부를 흡입실의 압력보다도 높은 압축실로 릴리프하게 되므로, 스크롤 압축기의 전체로부터 본 손실을 저감시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 관통 구멍은 배압실에 면하는 선회 스크롤의 경판으로부터 랩의 이끝까지 관통하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 배압실에 면하는 선회 스크롤의 경판에 형성할 수 있다. 어떠한 경우에 있어서도 압축실에 통하는 측의 관통 구멍의 구멍 직경이 배압실에 통하는 측의 구멍 직경보다 작은 것이 바람직하다.

특히, 관통 구멍을 선회 스크롤의 경판으로부터 랩의 이끝까지 관통하여 마련한 경우, 배압실 내의 유체가 관통 구멍을 통해 압축실로 들어갈 때에 랩의 이끝이 미끄럼 이동하는 고정 스크롤의 경판(이뿌리부)과의 미소한 간극을 통하게 된다. 이 간극이 유로 저항이 되므로, 배압실과 압축실을 직접 연통하는 경우에 비해 유체의 자유로운 유출입을 억제할 수 있으므로, 배압실 내의 압력 변동을 작게 억제할 수 있다. 또한, 선회 스크롤이 1회전하는 동안에 배압실로부터 압축실로, 압축실로부터 배압실로 흐름의 방향이 매회 변하게 되지만, 이에 의한 압축 손실(소위 호흡 손실)을 작게 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 도1은 본 실시 형태의 스크롤 압축기의 전체를 도시하는 단면도이다. 도2의 (a)는 본 실시 형태의 특징부에 관한 선회 스크롤의 랩측으로부터 본 평면도이고, 도1의 (b)는 도1의 (a)의 선 B-B에 있어서의 단면도이다.

도1에 도시한 바와 같이, 고정 스크롤(7)은 원판 형상으로 형성된 경판(7a)과, 이 경판(7a) 상에 스파이럴형으로 세워 설치된 랩(7b)과, 경판(7a)의 외주측에 위치하여 랩(7b)을 둘러싸도록 통 형상으로 형성된 지지부(7d)로 구성되어 있다. 랩(7b)이 세워 설치된 경판(7a)의 표면은 이뿌리(7c)로 되어 있다. 또한, 고정 스크롤(7)은 지지부(7d)에서 볼트 등에 의해 프레임(17)에 고정되어 있고, 고정 스크롤(7)과 일체가 된 프레임(17)은 용접 등의 고정 수단에 의해 케이싱(9)에 고정되어 있다.

한편, 선회 스크롤(8)은 고정 스크롤(7)에 대향하여 배치되어 프레임(17) 내에 선회 가능하게 설치되어 있다. 선회 스크롤(8)은 원판 형상의 경판(8a)과, 고정 스크롤(7)의 랩(7b)과 마찬가지로, 경판(8a)의 표면인 이뿌리(8c)로부터 세워 설치된 스파이럴형의 랩(8b)과, 경판(8a)의 배면 중앙에 설치된 보스부(8d)를 갖고 구성되어 있다.

케이싱(9)은 고정 스크롤(7)과 선회 스크롤(8)로 이루어지는 스크롤부, 모터(16) 및 윤활유를 내부에 수납하여 밀폐 구조로 형성되어 있다. 모터(16)의 회전자(16a)를 구비한 샤프트(10)는 프레임(17)에 회전 가능하게 설치되고, 고정 스크롤(7)의 축선과 동축이 되어 있다. 샤프트(10)의 선단부에는 크랭크(10a)가 설치되어 있고, 크랭크(10a)에 선회 베어링(11)을 거쳐서 선회 스크롤(8)의 보스부(8d)가 회전 가능하게 부착되어 있다. 선회 스크롤(8)은 축선이 고정 스크롤(7)의 축선에 대해 소정 거리(δ)만큼 편심한 상태로 부착되어 있다. 또한, 선회 스크롤(8)의 랩(8b)은 고정 스크롤(7)의 랩(7b)에 주위 방향으로 소정 각도만큼 어긋나 포개어져 있다. 그리고, 선회 스크롤(8)을 고정 스크롤(7)에 대해 자전하지 않도록 구속하면서 상대적으로 선회 운동시키기 위한 기구로서, 올덤 링(12)이 부착되어 있다. 이 상태에서 선회 스크롤(8)을 선회 운동시켰을 때, 랩(7b, 8b) 사이에 중앙부로 이동하는 것에 따라서 연속적으로 용적이 축소되는 초승달 형상의 복수의 압축실(13)이 형성된다. 예를 들어, 비대칭 랩의 경우, 도3에 도시한 바와 같이 선회 스크롤(8)의 내선측 및 외선측에 각각 선회 내선측 압축실(13a) 및 선회 외선측 압축실(13b)이 형성된다.

흡입 포트(14)는 고정 스크롤(7)에 형성되어 있고, 이 흡입 포트(14)는 최외주측의 압축실(13)과 연통하도록 경판(7a)의 외주측에 뚫리고, 흡입실이 형성되어 있다. 또한, 토출 포트(15)는 최내주측의 압축실(13)과 연통하도록 고정 스크롤(7)의 경판(7a)의 중심부에 뚫리고, 토출실이 형성되어 있다.

여기서, 본 실시 형태의 특징 구성에 대해 설명한다. 도2의 (a), (b) 및 도1에 도시한 바와 같이 선회 스크롤(8)의 랩(8b)에 배압실(18)과 압축실(13)을 연통하도록 관통 구멍(1)이 마련되어 있다. 즉, 관통 구멍(1)은, 도2의 (b)에 도시한 바와 같이 배압실(18)에 면하는 선회 스크롤의 경판(8a)으로부터 랩(8b)의 이끝까지 관통하여 형성되어 있다. 관통 구멍(1)의 랩(8b) 상의 위치는 관통 구멍(1)의 압축실(13)측의 압력이 적당한 배압치에 가까운 값이 되는 위치로 하고 있다. 예를 들어, 도3에 도시한 바와 같이 관통 구멍(1)의 압축실(13)측의 압력은 선회 내선측 압축실(13a)과 선회 외선측 압축실(13b)의 압력의 중간의 값이 된다. 또한, 선회 내선측 압축실(13a) 및 선회 외선측 압축실(13b) 내의 압력은 선회 스크롤(8)이 1선회하는 동안에 변동되므로, 1선회 중의 각각의 평균 압력의 중간의 값이 관통 구멍(1)의 압축실(13)측의 압력이 된다.

또한, 관통 구멍(1)은, 도2의 (b)에 도시한 바와 같이 압축실(13)에 통하는 측의 구멍 직경(d1)이 배압실(18)에 통하는 측의 구멍 직경(d2)보다 작게 형성되어 있다. 즉, 고정 스크롤(7)의 이뿌리와 미끄럼 이동하는 랩(8b)의 이폭(齒幅)이 관통 구멍(1)에 의해 감소되는 것을 가능한 한 억제하도록 하고 있다.

이와 같이 구성되는 본 실시 형태의 스크롤 압축기의 작동에 대해 설명한다. 우선, 모터(16)에 의해 샤프트(10)를 회전 구동하면 이 회전은 샤프트(10)의 크랭크(10a)로부터 선회 베어링(11)을 거쳐서 선회 스크롤(8)로 전해진다. 이에 의해, 선회 스크롤(8)은 고정 스크롤(7)의 축선을 중심으로 소정 거리(6)의 선회 반경을 갖고 선회 운동한다. 이 선회 운동 시에 선회 스크롤(8)이 자전하지 않도록 올덤 링(12)에 의해 구속된다. 그리고, 선회 스크롤(8)의 선회 운동에 의해 각 랩(7b, 8b) 사이에 생기는 압축실(13)은 중앙에 연속적으로 이동하고, 그 이동에 따라서 압축실(13)의 용적이 연속적으로 축소된다. 이에 의해, 흡입 포트(14)로부터 흡입된 유체를 각 압축실(13) 내에서 차례로 압축하고, 압축된 유체는 토출 포트(15)로부터 토출된다. 토출된 유체는 케이스(9) 내를 통해 토출 파이프(6)로부터, 예를 들어 냉동 사이클로 공급된다.

한편, 윤활유는 케이스(9)의 바닥에 저정되어 보유되고, 주위의 압력은 토출압으로 되어 있다. 배압실(18) 내의 압력은 토출압보다 낮기 때문에, 케이스(9)의 바닥에 저장되어 보유되어 있는 윤활유는 샤프트(10)에 마련한 관통 구멍(3)을 통해 배압실(18)로 유입된다. 구체적으로는, 윤활유의 일부는 샤프트(10)에 마련한 측방향 구멍(4)을 통해 주베어링(5)을 윤활하면서 배압실(18)에 도달한다. 또한, 다른 윤활유는 관통 구멍(3)을 통해 샤프트(10)의 크랭크(10a) 상부에 도달하고, 선회 베어링(11)을 윤활하여 배압실(18)로 들어간다. 여기서, 윤활유는 주베어링(5) 및 선회 베어링(11)을 통과할 때, 베어링 간극이 작기 때문에 교축되어 토출압보다 낮은 압력으로 배압실(18)로 들어가게 된다. 배압실(18)로 들어간 윤활유는 배압이 높아지면 흡입실로의 연통로에 설치된 배압 조정 밸브(2)를 개방하여 흡입실로 들어간다. 그리고, 압축실(13)을 통해 토출 포트(15)로부터 토출되어 일부는 토출 파이프(6)로부터 냉동 사이클로 토출되고, 나머지는 케이스(9) 내에서 냉매와 분리되어 바닥에 저류된다.

여기서, 도4, 도5에 의해 배압 조정 밸브(2)의 구성 및 작동에 대해 설명한다. 배압 조정 밸브(2)는 배압실(18)과 통하고 있는 공간(2d)과, 고정 스크롤(7)의 최외주의 랩(7e)의 이끝에 설치된 연통로(2f)에 의해 흡입실[또는, 압축 초기의 압축실(13)]에 통하고 있는 공간(2e)을 구획하도록 밸브 본체(2a)가 배치되어 있다. 밸브 본체(2a)는 스프링(2b)에 의해 공간(2d)에 연통하는 개구부로 압박되어 있다. 밸브 본체(2a)는 공간(2d) 내의 압력이 연통로(2f)를 거쳐서 도입되는 공간(2e) 내의 흡입실 또는 압축 초기의 압축실의 압력과, 스프링(2b)의 압박력에 대응하는 압력의 합계보다 높아진 경우에 상방으로 이동하여 공간(2d)과 공간(2e)을 연통시킨다. 이에 의해, 배압실의 압력(배압)(Pb)은 흡입실의 압력(흡입압) 또는 압축 초기의 압축실의 압력을 Ps라 하고, 스프링(2b)의 압박력에 대응하는 압력을 α(일정치)라 하면, 다음 식 1과 같이 제어된다.

(수 1)

Pb ＝ Ps ＋ α

다음에, 본 실시 형태의 특징 구성의 작용에 대해 설명한다. 우선, 배압실(18)로 항상 유입되어 오는 윤활유 및 그것에 녹아든 냉매에 의해 배압이 높아진 경우, 배압실(18) 내의 유체의 일부는 관통 구멍(1)을 통해 압축실(13) 내로 유입한다. 이와 함께, 배압실(18) 내의 유체는 배압 조정 밸브(2)를 통해 흡입실 또는 흡입압보다 약간 압력이 높아진 초기 압축 상태의 압축실(13) 내로 유입한다. 여기서, 배압이 상승하여 배압 조정 밸브(2)가 개방된다는 것은 한번 압축한 유체가 흡입압 또는 그것에 가까운 압축실 내 압력까지 재팽창한다는 것이므로, 압축 손실이 생기게 된다. 이 점에 대해, 본 실시 형태에서는 배압실(18) 내의 유체가 모두 배압 조정 밸브(2)를 통해 흡입압 또는 그것에 가까운 압축실 내 압력까지 재팽창하는 것은 아니고, 그 일부는 관통 구멍(1)을 통해 배압에 가까운 압력까지 상승한 압축실(13)로 들어가므로, 재팽창 손실을 저감시킬 수 있어 압축 효율이 높은 스크롤 압축기를 실현할 수 있다. 또한, 선회 스크롤(8)에 관통 구멍(1)을 마련할 뿐이므로, 대폭적인 비용의 상승은 생기지 않는다.

또한, 본 실시 형태에서는 선회 스크롤(8)의 랩(8b)에 관통 구멍(1)을 마련하고 있으므로, 배압실(18) 내의 유체가 관통 구멍(1)을 통해 압축실(13)로 들어갈 때에 선회 스크롤(8)의 랩(8b)의 이끝과, 고정 스크롤(7)의 이뿌리(7c)와의 미소한 간극을 통하게 된다. 이 간극이 유로 저항이 되어 배압실(18)과 압축실(13)을 직접 연통하는 경우에 비해 유체의 자유로운 유출입을 억제할 수 있으므로, 배압실(18) 내의 압력 변동을 작게 억제할 수 있다. 또한, 선회 스크롤(8)이 1선회하는 동안에 배압실(18)로부터 압축실(13)로, 압축실(13)로부터 배압실(18)로 흐름의 방향이 매회 바뀌게 되지만, 이에 의한 압축 손실(소위 호흡 손실)을 작게 억제할 수 있다.

또한, 도6을 참조하여 본 발명의 배압 조정의 동작에 대해 설명한다. 도6은 배압(Pb)과 흡입압(Ps)의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프이고, 횡축은 흡입압(Ps), 종축은 배압(Pb)을 나타내고 있다. 압축기가 있는 운전 조건에 있어서, 배압(Pb)이 과대일 때 미끄럼 이동 손실이 증대되고, 과소일 때 누설되어 손실이 증대되므로, 최적의 배압치가 존재한다. 그 최적의 배압치는 압축기의 다양한 운전 조건에 의해 다른 값을 취한다. 압축기의 대표적인 운전 조건에 대한 최적의 배압치를 개략적으로 플롯한 것이 도면 중 점(19a 내지 19d)이다.

지금, 배압실과 흡입실을 연통시키는 배압 조정 밸브(2)를 이용하여 배압을 조정하는 경우, 상기 식 1과 같이, Pb ＝ Ps ＋ α가 되고, 도면 중 선 C-E-D로 표시된다. 또한, 배압 조정 밸브(2)를 흡입압보다 약간 압력이 높아진 초기 압축 상태의 압축실에 연통하는 경우에는 Pb ＝ kㆍPs ＋ α가 되고, 도시하지 않지만, 선 C-E-D보다도 상방으로 이동한 직선으로 표시된다. 여기서, k는 초기 압축 상태의 압축 계수이다.

여기서, 배압실과 흡입실을 연통시키는 배압 조정 밸브(2)에 의해 배압을 조정하는 경우에 대해 보면, 점(19a), 점(19b)에서는 최적의 배압치와 거의 일치하고 있지만, 점(19c), 점(19d)에 있어서 배압(Pb)은 최적치보다도 과대하게 되어 있다. 한편, 선회 스크롤(8)에 마련한 관통 구멍(1)에 의해 배압을 조정하는 경우, 배압(Pb)은 관통 구멍(1)과 통하는 압축실(13)의 평균 압력이 되므로, 흡입압(Ps)에, 압축실(13)의 평균 압력에 상당하는 일정한 압축 계수(β)를 곱하고, 다음 식 2로 나타낼 수 있다.

(수 2)

Pb ＝ Ps × β

이 때의 배압(Pb)은 도면 중 선 A-E-B의 직선으로 표시된다. 이 선 A-E-B는 최적의 배압치의 점(19b), 점(19c), 점(19d)에 있어서는 거의 일치하지만, 점(19a)에 있어서 최적치보다 과대해진다.

이 점ㅇ ㅔ대해, 본 실시 형태에 따르면, 배압 조정 밸브(2)와 선회 스크롤(8)에 마련한 관통 구멍(1)의 양쪽에서 배압을 조정하고 있으므로 배압(Pb)이 높아졌을 때, 배압실(18) 내의 유체는 보다 낮은 압력의 공간으로 많이 흐르고자 한다. 즉, 점 E에서의 흡입압보다 낮은 흡입압이 되는 운전 조건, 즉 점 E보다 좌측의 영역에서는 점선으로 나타낸 관통 구멍(1)에 의한 배압 조정이 지배적이 된다. 또한, 점 E에서의 흡입압보다 높은 흡입압이 되는 운전 조건, 즉 점 E보다 우측의 영역에서는 배압 조정 밸브(2)에 의한 배압 조정이 지배적이 된다. 도6의 특성을 다시 말하면, 배압 조정 밸브(2)의 흡입압과 배압의 동작 직선(C-E-D)과, 관통 구멍(1)의 흡입압과 배압의 동작 직선(A-E-B)이 도중에 교차하고, 또한 배압 조정 밸브(2)의 동작 직선의 구배가 관통 구멍(1)의 동작 직선의 구배보다 작게 형성되는 것이 특징이다.

따라서, 배압 조정 밸브(2)와 선회 스크롤(8)에 마련한 관통 구멍(1)의 양쪽에 의해 배압을 조정하는 경우, 도면 중 선 A-E-D에 따라서 동작하게 된다. 이 때, 배압 조정 밸브(2)의 스프링(2b)의 상수 및 관통 구멍(1)의 위치를 조정함으로써 점(19a 내지 19d)까지의 대표적인 운전 조건으로 최적의 배압치와 거의 일치시킬 수 있게 된다. 즉, 배압 조정의 자유도가 올라가, 보다 넓은 운전 범위에 있어서 압축 효율이 높은 스크롤 압축기를 실현할 수 있다.

덧붙여서 말하면, 도6의 점 E보다 우측의 영역에서는 관통 구멍(1)이 통하고 있는 압축실(13) 내의 평균 압력의 쪽이 배압실(18) 내의 압력보다 높다. 따라서, 관통 구멍(1) 내에서는 압축실(13)로부터 배압실(18)로 향하는 흐름이 주류가 되어 재팽창 손실 저감의 효과는 작아진다. 그러나, 압축실(13)로부터 배압실(18)로 역류한 유체의 부분만큼 토출압의 분위기인 케이스(9)의 바닥에 저류된 윤활유 및 윤활유에 녹아든 냉매가 배압실(18)로 유입되는 양이 감소되므로, 압축 효율이 저하되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면 고정 스크롤과 선회 스크롤의 끌어 당기는 힘을 조정하는 배압 조정에 수반하는 압축 유체의 재팽창에 의한 손실을 저감시킬 수 있다. 특히, 넓은 운전 범위에 있어서 압축 효율이 높은 스크롤 압축기를 실현할 수 있다.

상기 실시 형태에서는 선회 스크롤의 랩에 관통 구멍(1)을 뚫는 예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 압축실과 배압실을 연통시키도록 관통 구멍을 마련하면 된다. 예를 들어, 선회 스크롤의 경판의 부분에 관통 구멍을 마련하여 배압실과 압축실을 연통시켜도 좋다. 이 경우에는 관통 구멍의 구멍 직경을 가능한 한 작게 하여 유로 저항을 갖게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 고정 스크롤과 선회 스크롤의 끌어 당기는 힘을 조정하는 배압 조정에 수반하는 손실을 저감시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 일실시 형태의 스크롤 압축기의 전체의 종단면도.

도2의 (a)는 본 발명의 일실시 형태의 선회 스크롤의 평면도, (b)는 (a)의 선 B-B에 있어서의 단면도.

도3은 도2의 실시 형태의 선회 스크롤과 고정 스크롤에 의해 구성되는 압축실을 도시하는 평면도.

도4는 본 발명의 일실시 형태의 고정 스크롤의 평면도.

도5는 본 발명의 일실시 형태의 배압 조정 밸브의 종단면도.

도6은 도1의 실시 형태의 배압과 흡입압의 관계를 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 관통 구멍

2 : 배압 조정 밸브

7 : 고정 스크롤

7a, 8a : 경판

7b, 8b : 랩

7c, 8c : 이뿌리

7e : 최외주 랩

8 : 선회 스크롤

13 : 압축실

14 : 흡입 포트

15 : 토출 포트

18 : 배압실

Claims

경판에 스파이럴형의 랩이 세워 설치된 고정 스크롤과, 상기 고정 스크롤에 대향하여 선회 가능하게 설치되고, 상기 고정 스크롤의 랩과의 사이에 복수의 압축실을 형성하는 스파이럴형의 랩이 경판에 세워 설치된 선회 스크롤과, 상기 선회 스크롤의 배면에 설치되어 토출 압력과 흡입 압력의 중간 압력이 도입되는 배압실과, 상기 고정 스크롤의 최외주 랩에 설치된 연통로를 거쳐서 도입되는 흡입 압력 또는 압축 초기 압력과 상기 배압실의 압력과의 차에 따라서 상기 배압실의 유체를 상기 연통로를 거쳐서 상기 흡입실 또는 압축실로 릴리프하는 배압 조정 밸브를 구비한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 연통로에 연통하고 있지 않은 압축실과 상기 배압실을 연통하는 관통 구멍을 상기 선회 스크롤에 마련한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서, 상기 관통 구멍은 상기 배압실에 면하는 상기 선회 스크롤의 경판으로부터 상기 랩의 이끝까지 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서, 상기 관통 구멍은 상기 배압실에 면하는 상기 선회 스크롤의 경판에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서, 상기 관통 구멍은 상기 압축실에 통하는 측의 구멍 직경이 상기 배압실에 통하는 측의 구멍 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서, 상기 유체는 냉매 가스인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 조정 밸브의 흡입압과 배압의 동작 직선인 흡입압에 대해 상기 배압 조정 밸브에 의해 조정되는 배압의 변화가 상기 관통 구멍의 흡입압과 배압의 동작 직선인 흡입압에 대해 상기 관통 구멍에 의해 조정되는 배압의 변화보다 작은 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.