KR100631549B1 - 스크롤 압축기의 역류 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 역회전 방지 장치에 관한 것으로, 선회스크롤과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실을 형성되고, 최종 압축실에 연통하여 압축가스를 토출공간으로 토출하도록 토출구가 형성되는 고정스크롤과, 상기 토출구의 출구측 주변에 소정의 높이로 돌출되고 그 내주면에 상호 대칭되도록 음형진 밸브안내홈이 형성되는 밸브지지부와, 상기 밸브지지부의 밸브안내홈에 끝단이 끼워져 축방향으로 미끄러지게 지지되어 압축실과 토출공간 사이의 압력차에 따라 상기한 토출구를 개폐하는 밸브판체를 포함함으로써, 역지밸브를 설치하는데 필요한 부품수를 줄여 생산비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 역지밸브의 변위를 제한하여 밸브타음이나 이상소음을 줄일 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 역류 방지 장치{APPARATUS FOR PREVENTING BACKFLOW OF SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 스크롤 압축기를 보인 단면도,

도 2는 종래 스크롤 압축기의 역류 방지 장치에 대한 동작과정을 보인 개략도,

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 분해하여 보인 사시도,

도 5는 본 발명 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 조립하여 보인 평면도,

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 7a 및 도 7b는 본 발명 스크롤 압축기의 역류 방지 장치에 대한 동작 상태도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 고정스크롤 13 : 토출구

13a : 밸브시트면 14 : 밸브지지부

15 : 밸브안내홈 15a : 수직안내홈

15b : 수평안내홈 15c : 미끄럼홈

20 : 밸브판체 21 : 개폐부

22 : 지지부

본 발명은 스크롤 압축기의 역류 방지 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(8)를 포함하고 있다.

역지밸브(8)는 도 2에서와 같이 고정스크롤(6)의 토출구(6c)를 수용하도록 소정의 내부공간을 구비하여 상기한 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 설치하는 밸브하우징(8a)과, 밸브하우징(8)의 내부에 상하로 미끄러지게 배치하여 압축실(P)과 토출영역(S2)의 압력차에 따라 상기한 고정스크롤(6)의 토출구(6b)를 개폐하도록 얇은 밸브판체(8b)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 4a는 오일유로, 6b는 흡입구이다.

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 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 압축한다.

여기서, 압축기가 정상적으로 운전을 하는 중에는 도 2에서와 같이 최종 압축실(P)의 압력이 토출영역(S2)의 압력 보다 항상 크기 때문에 밸브판체(8b)는 압축실(P)의 압력에 밀려 상승하고 이에 따라 고정스크롤(6)의 토출구(6b)가 열리면서 압축가스가 원활하게 토출된다.

반면, 압축기가 정지하는 경우에는 최종 압축실(P)의 압력이 토출영역(S2)의 압력 보다 상대적으로 낮아 밸브판체(8b)는 자체 무게와 토출영역(S2)의 압력에 밀려 하강하면서 고정스크롤(6)의 토출구(6c)를 닫아 토출영역(S2)으로 토출된 냉매가스가 압축실(P)로 역류하는 것을 방지하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 역류 방지 장치는, 고정스크롤(6)의 배면에 별도의 밸브하우징(8a)을 설치하여야 하므로 부품수와 이에 따른 조립공정이 증가하면서 생산비용이 가중되는 문제점이 있었다.

또, 밸브판체(8b)가 밸브하우징(8a)의 내부에서 상하로 미끄러지면서 개폐됨에 따라 압축기의 압력비가 일정 범위를 벗어나는 경우 거동이 불안정해지면서 이상소음이나 밸브타음을 유발하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 역류 방지 장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 부품수를 줄여 조립공정을 간소화하고 이를 통해 생산비용을 절감할 수 있는 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또, 압축기의 운전시 압력비가 변하면서 발생하는 이상소음이나 밸브타음을 줄일 수 있는 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 선회스크롤과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실을 형성되고, 최종 압축실에 연통하여 압축가스를 토출공간으로 토출하도록 토출구가 형성되는 고정스크롤과, 상기 토출구의 출구측 주변에 소정의 높이로 돌출되고 그 내주면에 상호 대칭되도록 음형진 밸브안내홈이 형성되는 밸브지지부와, 상기 밸브지지부의 밸브안내홈에 끝단이 끼워져 축방향으로 미끄러지게 지지되어 압축실과 토출공간 사이의 압력차에 따라 상기한 토출구를 개폐하는 밸브판체를 포함한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 분해하여 보인 사시도이며, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 조립하여 보인 평면도이고, 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명 스크롤 압축기의 역류 방지 장치에 대한 동작 상태도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 역회전 방지 장치를 구비한 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 사이에 장착하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 중심에 압입하여 회전력을 선회스크롤(5)에 전달하는 구동축(4)과, 구동축(4)에 결합하여 메인프레임(2)의 상면에 얹히는 선회스크롤(5)과, 선회스크롤(5)에 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(10)과, 고정스크롤(10)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입영역(S1)과 토출영역(S2)으로 구획하는 고저압 분리판(7)과, 후술할 고정스크롤(10)의 밸브지지부(11) 에 결합하여 압축실(P)과 토출영역(S2) 사이의 압력차에 따라 토출구(6c)를 개폐하는 역지밸브(20)로 구성한다.

고정스크롤(10)은 선회스크롤(5)의 랩과 함께 맞물려 상기한 압축실(P)을 이루도록 그 경판부 저면에 인벌류트 형상으로 랩(11)을 형성하고, 경판부 외주연에는 최외곽 압축실(P)과 연통하도록 흡입구(12)를 형성하며, 경판부 중앙에는 최종 압축실(P)과 연통하여 압축가스를 토출영역(S2)으로 토출하도록 토출구(13)를 형성하고, 토출구(13)의 출구측에는 그 토출구(13) 주변으로 소정의 높이만큼 돌출하여 상기한 역지밸브(20)를 지지하는 밸브지지부(14)를 형성한다.

밸브지지부(14)는 평면투영시 토출구(13)의 밸브시트면(13a) 주변을 감싸도록 환형으로 형성하고, 그 밸브지지부(14)의 내주면 양쪽에는 후술할 역지밸브(20)의 지지부()가 삽입되어 지지되도록 밸브안내홈(15)을 형성한다. 밸브안내홈(15)은 역지밸브(20)를 축방향으로 밀어 넣어 원주방향으로 돌려 상하로 이동 가능하게 결합하도록 정면투영시 "컵"모양으로 음형지게 형성한다. 즉, 밸브안내홈(15)은 밸브지지부(14)의 바깥쪽 끝단에서 안쪽 중간까지 수직안내홈(15a)을 형성하고, 그 수직안내홈(15a)에서 원주방향으로 수평안내홈(15b)을 형성하며, 그 수평안내홈(15b)에서 다시 수직방향으로 미끄럼홈(15c)을 형성한다.

수평안내홈(15b)은 도 6에서와 같이 그 높이가 고정스크롤(10)의 밸브시트면(13a) 높이 보다 낮게 형성하여 역지밸브(20)가 미끄럼홈(15c)에 결합된 후 이탈되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

역지밸브(20)는 탄성을 가지도록 얇은 강판 재질로 형성하되 그 중앙에는 상 기한 토출구(13)를 개폐하도록 원형의 개폐부(21)를 형성하고, 개폐부(21)의 외주면 양측에는 상기한 밸브안내홈(15)에 끼워져 지지하도록 지지부(22)를 돌출 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 역류 방지 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 역지밸브(20)의 양쪽 지지부(22)를 상기 밸브안내홈(15)의 수직안내홈(15a) 입구단에 대고 축방향으로 밀어 넣었다가 수평안내홈(15b)을 따라 다시 원주방향으로 돌려 미끄럼홈(15c)에 수용되도록 함으로써 상기한 역지밸브를 조립한다. 이때, 수평안내홈(15b)의 높이가 토출구(13)의 밸브시트면(13a) 보다 낮아 역지밸브(20)가 수평안내홈(15b)을 지날 때는 도 6의 점선과 같이 중앙이 볼록하게 휘었다가 미끄럼홈(15c)에 안착하는 순간 복원되면서 상기한 수평안내홈(15b)의 높이 보다는 높게 배치된다. 즉, 역지밸브(20)가 미끄럼홈(15c)에서 밸브안착면(13a)에 얹히는 순간 적어도 수평안내홈(15b) 보다는 일정 높이차(h) 만큼 높아짐에 따라 이후 역지밸브(20)의 상하운동시 그 역지밸브(20)가 수평안내홈(15b)으로 이탈되는 것을 방지하게 된다.

여기서, 압축기가 정상운전을 할 때에는 도 7a에서와 같이 압축실(P)의 압력이 토출영역(S2)의 압력 보다 상대적으로 높아 역지밸브(20)가 압축실(P)에서 토출되는 압축가스에 밀려 양쪽 지지부(22)가 미끄럼홈(15c)에서 미끄러져 상승하면서 열리고, 이 열린 공간을 통해 압축실(P)의 압축가스가 토출영역(S2)으로 원활하게 토출된다.

반면, 압축기가 정지할 때나 또는 이상 압력비 운전을 할 때에는 압축실(P)의 압력이 토출영역(S2)의 압력 보다 순간적으로 낮아 토출된 압축가스가 상대적으로 저압인 압축실(P)로 역류하려는 경향이 발생한다. 이때, 역지밸브(20)가 토출영역(S2)의 압축가스에 밀려 도 7b에서와 같이 아랫쪽으로 미끄러지면서 상기한 개폐부(21)가 고정스크롤(10)의 밸브안착면(13a)에 접하여 토출구(13)를 차단하게 된다.

이렇게, 고정스크롤의 경판부 상면에 역지밸브를 결합할 수 있는 밸브지지부를 일체로 형성함에 따라 별도의 밸브하우징 등이 필요가 없어 부품수와 조립공정을 줄일 수 있고 이를 통해 역지밸브를 용이하게 조립함에 따라 생산비용을 절감할 수 있다.

또, 역지밸브의 지지부를 밸브지지부에 결합함에 따라 그 역지밸브의 지지부가 상기한 미끄럼홈에서 미끄러지면서 토출구를 개폐하게 되어 밸브타음이나 이상소음을 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 역류 방지 장치는, 고정스크롤의 상면에 밸브지지부를 일체로 형성하고 그 밸브지지부에 토출구를 개폐하는 역지밸브를 결합함으로써, 역지밸브를 설치하는데 필요한 부품수를 줄여 생산비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 역지밸브의 변위를 제한하여 밸브타음이나 이상소음을 줄일 수 있다.

Claims (5)

1. 선회스크롤과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실을 형성되고, 최종 압축실에 연통하여 압축가스를 토출공간으로 토출하도록 토출구가 형성되는 고정스크롤과;

   상기 토출구의 출구측 주변에 소정의 높이로 돌출되고 그 내주면에 상호 대칭되도록 음형진 밸브안내홈이 형성되는 밸브지지부와;

   상기 밸브지지부의 밸브안내홈에 끝단이 끼워져 축방향으로 미끄러지게 지지되어 압축실과 토출공간 사이의 압력차에 따라 상기한 토출구를 개폐하는 밸브판체를 포함한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역류 방지 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 밸브안내홈은 밸브판체를 안내하도록 밸브지지부의 끝단에서 축방향으로 음형지게 형성하는 수직안내홈과, 수직안내홈에서 다시 원주방향으로 연속하여 음형지게 형성하는 수평안내홈과, 수평안내홈에서 밸브판체가 축방향으로 미끄러지면서 개폐되도록 수직방향으로 연속하여 음형지게 형성하는 미끄럼홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역류 방지 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 밸브안내홈의 수평안내홈 높이는 고정스크롤의 밸브시트면 높이 보다 낮게 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역류 방지 장치.
5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 밸브판체는 그 중앙에는 상기한 토출구를 개폐하는 개폐부를 형성하고, 그 개폐부의 외주면에는 상기한 밸브안내홈에 끼워져 결합하는 적어도 두 개 이상의 지지부를 연장 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역류 방지 장치.

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