KR101044872B1

KR101044872B1 - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR101044872B1
Application number: KR1020090001228A
Authority: KR
Inventors: 조용일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2011-06-28
Also published as: KR20100081819A

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기에 관한 것이다. 본 발명은, 중간압챔버와 저압공간 사이를 선택적으로 개폐하는 바이패스밸브를 설치함으로써 압축기의 압축용량을 용이하게 가변시킬 수 있고 압축기를 소형화하여 생산비용을 절감할 수 있다. 또, 상기 바이패스밸브를 저압공간에 설치하여 설치공간을 줄이면서도 밸브의 신뢰성을 높일 수 있다. 또, 상기 압축실과 중간압챔버를 연결하는 바이패스홀에 체크밸브를 설치하여 압축용량을 가변하는 과정에서 사체적이 발생되는 것을 미연에 방지하할 수 있다. 또, 상기 바이패스홀에 바이패스밸브의 유로가 삽입되고 그 사이에 실링부재를 설치함으로써 상기 바이패스밸브의 설치를 용이하게 하고 실링력을 높여 압축기의 용량제어를 용이하면서도 정확하게 할 수 있다. 또, 상기 바이패스밸브에 전원을 공급하기 위한 연결단자를 모터측 연결단자와 분리하여 설치함으로써 압축기의 용량 가변을 정확하게 제어할 수 있다.

바이패스홀, 중간압챔버, 바이패스밸브, 체크밸브, 실링부재

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 압축용량을 용이하게 가변시킬 수 있는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 특히 공조기 분야에서 널리 사용되는 고효율, 저소음 압축기이다. 상기 스크롤 압축기는 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 양쪽 스크롤 사이에 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하고, 상기 양쪽 스크롤이 상대 선회운동을 함에 따라 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가 연속으로 흡입 압축되어 토출되는 방식이다.

상기 스크롤 압축기는 다른 압축기와 마찬가지로 그 압축기가 적용된 냉동기기의 요구에 따라 압축용량을 가변할 수 있다. 예를 들어, 압축실의 중간에 바이패스홀을 형성하고 그 바이패스홀을 이용하여 중간압의 일부 냉매를 바이패스시켜 압축기의 용량이 가변되도록 하거나, 또는 토출관과 흡입관을 연결하고 그 사이에 솔레노이드밸브를 설치하여 압축기의 용량이 가변되도록 하는 방식이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는 각각 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 상기 바이패스홀을 각각 개폐하는 방식은, 복수 개의 바이패스홀을 개폐하기 위하여 복수 개의 밸브가 구비되어야 하므로 생산비용이 증가될 뿐만 아니라 복수의 바이패스홀을 동시에 제어하여야 하므로 그만큼 제어가 난해하게 되어 신뢰성이 저하될 수 있다. 그리고 각각의 바이패스홀에서 바이패스되는 냉매의 양이 서로 일정하지 않을 수 있어 압축기의 용량 가변을 정밀하게 제어하지 못하는 문제점이 있었다.

다음, 상기 토출관과 흡입관을 연결하는 방식은, 토출관과 흡입관을 연결하는 배관 자체가 복잡하고, 상기 배관에 밸브를 설치하여야 하므로 그만큼 압축기의 크기가 커져야 할 뿐만 아니라 조립공수의 증가로 인해 생산비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 복수 개의 바이패스홀을 이용하여 압축용량을 가변하면서도 이를 한 개의 바이패스밸브로 제어할 수 있도록 하여 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 신뢰성을 높일 수 있고 냉매의 바이패스 량을 일정하게 하여 압축용량을 정밀하게 제어할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 압축용량을 가변하기 위한 배관을 간소화하여 압축기를 소형화하면서 생산비용을 절감할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 내부공간이 저압공간과 고압공간으로 구획되는 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 저압공간에 고정되는 프레임; 상기 밀폐용기의 내부공간에서 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤; 및 상기 고정스크롤에 맞물려 상대운동을 하면서 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤;을 포함하고, 상기 압축실과 밀폐용기의 내부공간이 연통되도록 바이패스홀이 형성되고, 상기 바이패스홀을 선택적으로 개폐할 수 있도록 바이패스밸브가 설치되며, 상기 바이패스밸브는 그 일부가 상기 바이패스홀에 삽입되어 연통되도록 결합되는 스크롤 압축기가 제공된다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 중간압챔버와 저압공간 사이를 선택적으로 개폐하는 바이패스밸브를 설치함으로써 압축기의 압축용량을 용이하게 가변시킬 수 있고 압축기를 소형화하여 생산비용을 절감할 수 있다. 또, 상기 바이패스밸브를 저압공간에 설치하여 설치공간을 줄이면서도 밸브의 신뢰성을 높일 수 있다. 또, 상기 압축실과 중간압챔버를 연결하는 바이패스홀에 체크밸브를 설치하여 압축용량을 가변하는 과정에서 사체적이 발생되는 것을 미연에 방지하할 수 있다. 또, 상기 바이패스홀에 바이패스밸브의 유로가 삽입되고 그 사이에 실링부재를 설치함으로써 상기 바이패스밸브의 설치를 용이하게 하고 실링력을 높여 압축기의 용량제어를 용이하면서도 정확하게 할 수 있다. 또, 상기 바이패스밸브에 전원을 공급하기 위한 연결단자를 모터측 연결단자와 분리하여 설치함으로써 압축기의 용량 가변을 정확하게 제어할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 밀폐용기(10)의 내부공간이 저압공간(S1)과 고압공간(S2)으로 구획되고, 상기 밀폐용기(10)의 저압공간(S1)에는 메인프레임(20)과 서브프레임(30)이 각각 상하 양측에 고정 설치된다. 그리고, 상기 메인프레임(20)과 서브프레임(30)의 사이에는 회전력을 발생하는 구동모터(40)가 설치되고, 상기 메인프레임(20)의 상면에는 고정스크롤(50)이 고정 설치된다. 그리고, 상기 고정스크롤(50)에 맞물려 2개 한 쌍의 압축실(P)이 형성되도록 하는 선회스크롤(60)이 상기 메인프레임(20)의 상면에 선회 가능하게 얹혀 상 기 구동모터(40)의 크랭크축(43)에 편심지게 결합된다. 그리고, 상기 선회스크롤(60)과 메인프레임(20)의 사이에는 상기 선회스크롤(60)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(70)이 설치된다.

상기 밀폐용기(10)는 상기 구동모터(40)를 설치하는 원통용기(11)와, 상기 원통용기(11)의 상하 양측에 결합되는 상부캡(12)과 하부캡(13)으로 이루어진다. 그리고 상기 원통용기(11)에는 저압공간(S1)에 연통되도록 가스흡입관(SP)이 결합되고, 상기 상부캡(12)에는 고압공간(S2)에 연통되도록 가스토출관(DP)이 결합된다. 상기 저압공간(S1)은 흡입공간이라고도 하고, 상기 고압공간(S2)은 토출공간이라고도 한다.

상기 메인프레임(20)은 그 중앙에 상기 구동모터(40)의 크랭크축(43)을 반경방향으로 지지하는 축수구멍(21)이 형성되고, 상기 축수구멍(21)의 상단에는 상기 크랭크축(43)을 통해 흡상되는 오일이 수용되도록 오일포켓(22)이 형성된다. 그리고 상기 메인프레임(20)의 외주면에는 그 메인프레임(20)을 상기 밀폐용기(10)의 내주면에 고정하기 위한 복수 개의 고정부(23)들이 원주방향을 따라 등간격으로 형성된다.

상기 고정스크롤(50)은 그 경판부 저면에 압축실(P)을 형성하도록 나선형으로 고정랩(51)이 형성되고, 상기 고정랩(51)의 외곽측에는 상기 밀폐용기의 저압공간(S1)으로 유입된 냉매를 압축실(P)로 안내하기 위한 흡입홈(52)이 형성되며, 상기 고정랩(51)의 중앙측에는 상기 압축실(P)에서 압축된 냉매를 고압공간(S2)으로 토출하기 위한 토출구(53)가 형성된다.

상기 선회스크롤(60)은 그 경판부 상면에 상기 고정랩(51)과 맞물려 2개 한 쌍의 압축실(P)을 형성할 수 있도록 나선형으로 선회랩(61)이 형성된다.

여기서, 상기 고정랩(51)은 양쪽 압축실(P)이 동시에 형성될 수 있도록 그 고정랩(51)의 감긴방향 길이가 상기 선회랩(61)의 감긴방향 길이와 거의 동일하게 대칭형으로 형성될 수 있으나, 경우에 따라서는 상기 선회랩(61)의 감긴방향 길이와 대략 180°의 위상차만큼 길거나 짧게 비대칭형으로 형성될 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 80은 역류방지밸브이다.

상기와 같은 스크롤 압축기에서 상기 구동모터(40)에 전원이 인가되면, 상기 크랭크축(43)이 회전자(42)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(60)이 올담링(70)에 의해 메인프레임(20)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하게 되고, 이와 함께 상기 고정랩(51)과 선회랩(61)의 사이에는 점차 중앙으로 이동하는 2개 한 쌍의 압축실(P)이 연속하여 형성되며, 상기 압축실(P)은 선회스크롤(60)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매를 흡입 압축한 후 상기 고압공간(S2)으로 토출하게 된다.

상기와 같이 작동되는 스크롤 압축기는, 그 압축기가 적용된 냉동기기의 요구에 따라 압축기의 운전모드를 가변하게 된다. 즉, 상기 압축기가 파워운전을 하게 되는 경우에는 압축실로 흡입되는 냉매를 그대로 압축하여 토출시키는 반면, 상기 압축기가 세이빙운전을 하는 경우에는 압축실로 흡입되는 냉매의 일부를 미리 바이패스시켜 토출되는 냉매의 양을 줄이는 것이다.

이를 위해, 도 1에서와 같이 상기 고정스크롤(50)에는 압축실(P)에서 그 압 축실(P) 밖으로 연통되는 제1 바이패스홀(110)을 적어도 한 개 이상, 보다 바람직하게는 양쪽 압축실(P)에서 모두 냉매를 바이패스시키는 것이 양쪽 압축실(P)의 압력균형을 맞출 수 있으므로 가급적 양쪽 압축실(P)에 각각 연통되도록 복수 개의 제1 바이패스홀(110)을 형성하는 것이 좋다. 그리고 그 양쪽 제1 바이패스홀(110)은 각각 한 개의 구멍으로 형성될 수도 있으나, 경우에 따라서는 복수 개씩의 구멍으로 형성할 수도 있다.

그리고 상기 고정스크롤(50)의 상면, 즉 상기 밀폐용기(10)의 고압공간(S2)에 속하는 면에는 상기 제1 바이패스홀(110)이 연통되어 그 제1 바이패스홀(110)을 통해 누설되는 냉매가 수용될 수 있도록 소정의 체적을 갖는 중간압챔버(120)가 형성된다.

상기 중간압챔버(120)는 상기 고정스크롤(50)의 상면에 소정의 체적을 갖도록 환형상 또는 원호형상으로 형성되는 챔버홈(121)과, 그 챔버홈(121)을 복개하는 덮개판(122)으로 이루어진다. 그리고 상기 챔버홈(121)의 가장자리, 즉 상기 챔버홈(121)을 형성하는 고정스크롤(50)의 상면과 이에 결합되는 덮개판(122)의 사이에는 그 덮개판(122)의 밀봉력을 높이기 위해 가스켓(123)이 설치될 수 있다.

상기 덮개판(122)은 도 2에서와 같이 원판모양으로 형성될 수도 있고 상기 챔버홈(121)을 덮을 수 있을 정도의 원호형 또는 환형으로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 덮개판(122)이 원판모양으로 형성되는 경우에는 그 중앙에 상기 토출구(53)와 연통되도록 토출공(122a)이 형성되고, 상기 토출공(122a)의 주변에는 후술할 체크밸브(160)를 고정하기 위한 고정공(미도시)이 형성될 수 있다. 물론, 상 기 고정공은 밸브의 조립방식 또는 종류에 따라서는 없을 수도 있다.

상기 중간압챔버(120)의 일측, 즉 상기 제1 바이패스홀(110)들이 대략 180°의 위상차를 두고 양쪽에 설치되는 경우에는 그 양쪽 제1 바이패스홀(110)들 사이에서 상기 밀폐용기(10)의 저압공간(S1)으로 연통되는 한 개의 제2 바이패스홀(130)이 형성된다. 상기 제2 바이패스홀(130)의 단면적은 제1 바이패스홀(110)의 전체 단면적보다 작지 않게 형성되는 것이 그 중간압챔버(120)로 누설된 냉매를 신속하게 저압공간(S1)으로 유도하는데 바람직하다.

상기 제2 바이패스홀(130)은 상기 고정스크롤(50)에 형성되는 연통구멍(131)과, 그 연통구멍(131)에 연통되어 상기 메인프레임(20)에 형성되는 관통구멍(132)으로 이루어진다.

상기 연통구멍(131)은 그 입구가 중간압챔버(120)에 연통되고 그 출구는 상기 고정스크롤(50)의 저면으로 관통 형성된다. 그리고 상기 연통구멍(131)은 고정스크롤(50)의 구조적인 특성상 경사지게 형성될 수 있다.

상기 관통구멍(132)은 상기 고정스크롤(50)의 연통구멍(131)과 연통되는 제1 수직홀(132a)과, 그 제1 수직홀(132a)의 중간에서 횡방향으로 연통되는 수평홀(132b)과, 상기 수평홀(132b)에 연통되어 그 출구단이 상기 밀폐용기(10)의 저압공간(S1)에 연통되는 제2 수직홀(132c)로 이루어진다. 상기 제2 수직홀(132c)은 상기 메인프레임(20)의 고정부(23)들 사이에 바이패스밸브(150)를 설치할 수 있도록 상기 제1 수직홀(132a)의 축중심을 기준으로 할 때 상기 메인프레임(20)의 축중심방향으로 가깝게 형성되는 것이 상기 바이패스밸브(150)를 상기 고정부(23) 사이에 안정적으로 설치할 수 있어 바람직하다.

상기 바이패스밸브(150)는 도 4에서와 같이, 상기 제2 수직홀(132c)과 밀폐용기(10)의 저압공간(S1) 사이를 연통시키는 유로부(151)와, 상기 유로부(151)에 미끄러지게 설치되어 외부 전원이 인가되는지 여부에 따라 미끄러지면서 상기 유로부(151)를 개폐하는 밸브부(152)와, 상기 밸브부(152)를 작동시키는 전자석부(153)로 이루어진다.

상기 유로부(151)는 상기 밸브부(152)가 미끄러지게 삽입되는 제1 관로(151a)와, 그 제1 관로(151a)의 외주면에 연통되어 상기 제2 바이패스홀(130)에 삽입되는 제2 관로(151b)와, 상기 제1 관로(151a)의 끝단에 연통되어 상기 밸브부(152)에 의해 상기 제2 관로(151b)와 선택적으로 연통되는 제3 관로(151c)로 이루어진다.

상기 제1 관로(151a)는 밸브부(152)가 미끄럼 접촉될 수 있는 직경과 그 밸브부(152)가 왕복운동을 하면서 상기 제2 관로(151b)와 제3 관로(151c)를 선택적으로 개폐할 수 있는 길이로 형성된다.

상기 제2 관로(151b)는 상기 제2 바이패스홀(130)의 제2 수직홀(132c)에 소정의 깊이로 삽입될 수 있는 정도의 길이로 형성된다. 상기 제2 관로(151b)의 외경은 상기 제2 수직홀(132c)의 내주면에 긴밀하게 밀착될 수 있도록 하거나 또는 상기 제2 관로(151b)와 제2 바이패스홀(130)의 사이에 실링부재(155)를 개재하는 것이 압축기의 파워운전시 상기 중간압챔버(120)의 냉매가 저압공간으로 누설되는 것을 방지하여 압축기 운전을 정확하게 제어할 수 있다.

여기서, 상기 실링부재(155)는 도 5의 (a)와 같이 원통형 단면 형상의 오링(O-ring)이 사용될 수도 있으나 원형단면 형상의 오링이 적용될 수도 있다. 그리고 상기 실링부재(155)는 도 5의 (b)와 같이 제2 관로(151b)의 외주면에 실링홈(151d)을 형성하여 그 실링홈(151d)에 삽입될 수도 있다. 물론 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 실링홈(151d)은 제2 바이패스홀(130)의 내주면에 형성될 수도 있다. 그리고 상기 실링부재(155)는 도 5의 (c)와 같이 제2 관로(151b)의 단차진 축관면(151e)에 삽입될 수도 있다. 그외 실링부재(155)는 다양한 형상으로 형성될 수 있고 이에 따라 바이패스밸브(150)의 제2 관로(151b) 역시 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 제2 관로(151b)는 도 4에서와 같이 그 하단, 즉 상기 제1 관로(151a)와 연통되는 부위의 직경이 상기 제2 바이패스홀(130)의 직경보다 크게 단차지게 형성하여 상기 메인프레임(20)의 고정부(23) 저면과 실링면을 이루도록 하고, 그 실링면(151f)에 도 5의 (d)와 같이 실링부재(155)를 설치하는 것이 냉매의 누설을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 제3 관로(151c)는 그 출구가 상기 밀폐용기(10)의 저압공간(S1)에 연통될 수 있으면 어느 곳을 향하든 무방하나, 가급적 가스흡입관(SP)과 직면하지 않도록 하는 것이 냉매의 유동측면에서 바람직하다.

상기 유로부(151)는 그 형상에 따라 상기 관통구멍(132)의 형상이나 개수가 조정될 수 있다. 예컨대, 상기 유로부(151)가 수평홀(132b)과 제2 수직홀(132c)의 역할을 할 수 있도록 형성되는 경우에는 그 수평홀(132b)과 제2 수직홀(132c)을 형성하지 않고 직접 제1 수직홀(132a)에 형성할 수도 있다.

한편, 상기 바이패스밸브(150)는 도 3 및 도 4에서와 같이 유로부(151)의 일부, 즉 상기 제2 관로(151b)가 상기 제2 바이패스홀(130)의 제2 수직홀(132c)에 압입되어 결합되고, 상기 유로부(151)의 제1 관로(151a)가 상기 메인프레임(20)의 고정부(23)에 체결되는 별개의 지지판(154)에 얹혀져 지지될 수 있다. 이를 위해, 상기 지지판(154)의 일측은 상기 바이패스밸브(150)의 제1 관로(151a)가 얹혀지도록 그 내주면이 상기 제1 관로(151a)의 외주면과 같이 곡면진 지지부(154a)가 형성되고, 상기 지지부(154a)의 일측에는 상기 메인프레임(20)의 고정부(23) 저면에 체결될 수 있도록 체결부(254b)가 절곡 형성된다. 상기 체결부(154b)는 상기 지지부(154a)의 양측에 각각 형성될 수도 있으나, 그 체결부(154b)가 체결될 수 있는 공간에 따라 도면에서와 같이 한쪽으로만 길게 형성될 수도 있다.

그리고 상기 바이패스밸브(150)는 그 전자석부(153)에 전원을 인가하기 위한 밸브측 연결단자(156)가 상기 밀폐용기(10)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 6에서와 같이 상기 밸브측 연결단자(156)는 상기 구동모터(40)에 전원을 인가하기 위한 모터측 연결단자(45)와 별개로 제작하여 상기 밀폐용기(10)에 밀봉 결합될 수 있다. 그리고 상기 밸브측 연결단자(156)에 연결되는 콘넥터(157a)는 상기 바이패스밸브(150)의 전자석부(153)에서 인출되어 상기 메인프레임(20)의 저면쪽을 통과하는 전원선(157b)이 연결된다.

상기와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서는, 상기 바이패스밸브(150)는 저압공간(S1)에 설치됨에 따라 상기 바이패스밸브(150)가 열에 의한 영향을 덜 받아 압축기의 용량가변 동작에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다. 그리고 상기 바이 패스밸브(150)가 저압공간(S1)에 설치됨에 따라 냉매가 그 바이패스밸브(150)의 설치시 냉매의 누설을 고려할 필요가 없어 조립작업이 매우 용이하게 될 수 있다.

그리고 본 발명에 의한 스크롤 압축기는 상기 바이패스밸브의 개폐동작에 따라 압축기의 압축용량이 결정될 수 있다.

예컨대, 도 7에서와 같이, 상기 바이패스밸브(150)가 열린 상태로 운전을 하게 되면, 상기 압축실(P)에서 압축되던 일부의 냉매가 제1 바이패스홀(110)을 통해 중간압챔버(120)로 누설되고, 이 냉매는 제2 바이패스홀(130)과 바이패스밸브(150)를 통과하여 상기 밀폐용기(10)의 저압공간(S1)으로 누설된다. 따라서, 상기 압축실(P)로 흡입되는 냉매의 일부가 지속적으로 누설되면서 압축기의 압축용량이 낮아지게 된다.

반면, 도 8에서와 같이, 상기 바이패스밸브(150)가 닫힌 상태에서 운전을 하게 되면, 상기 압축실(P)에서 압축되던 일부의 냉매가 제1 바이패스홀(110)로 누설되어 그 중간압챔버(120)를 채우게 된다. 하지만, 상기 바이패스밸브(150)가 닫힘에 따라 상기 중간압챔버(120)의 압력은 점차 압축실(P)의 압력과 평형을 이루게 되어 상기 압축실(P)에서 압축되는 냉매가 더이상 중간압챔버(120)로 누설되지 않게 된다. 따라서, 상기 압축실(P)로 흡입되는 냉매는 그 압축실(P)을 따라 압축되어 토출구(53)를 통해 모두 밀폐용기(10)의 고압공간(S2)으로 토출된다.

하지만, 상기 바이패스밸브(150)가 닫힌 상태에서 운전을 하는 경우, 운전 초기에는 상기 중간압챔버(120)의 압력이 압축실(P)보다 상대적으로 낮아 그 압축실(P)에서 압축되던 냉매의 일부가 불필요하게 누설되면서 초기 기동시 압축손실이 발생될 수 있다.

이를 감안하여, 상기 제1 바이패스홀(110)에는 상기 바이패스밸브(150)의 개폐동작에 연동되는 체크밸브(160)를 설치하는 것이 초기 기동시 압축손실을 줄일 수 있어 바람직할 수 있다.

상기 체크밸브(160)는 도 1 및 도 2에서와 같이 그 일단이 상기 고정스크롤(50)의 상면, 즉 상기 중간압 챔버(120)를 이루는 챔버홈(121)의 바닥면에 고정되고 그 타단이 자유단을 이루면서 상기 제1 바이패스홀(110)을 개폐하는 리드밸브(reed valve)로 이루어질 수 있다. 상기 체크밸브(160)는 얇은 강판으로 된 밸브판(161)과, 그 밸브판(161)의 압축배면에 각각 설치되어 그 밸브판(161)의 열림량을 제한하는 리테이너(162)로 이루어진다.

한편, 상기 체크밸브(160)의 밸브판(161)은 제1 바이패스홀(110)들에 각각 대응되도록 복수 개가 구비될 수 있지만, 일체로 된 밸브판에 각각의 제1 바이패스홀(110)에 대응하도록 복수 개의 개폐부가 절개 형성될 수도 있다. 예컨대, 상기 체크밸브(160)는 도 9에서와 같이 환형으로 형성되어 상기 챔버홈(121)의 바닥면에 고정되는 밸브판(165)과, 상기 밸브판(165)의 중간, 즉 상기 바이패스홀(110)들에 각각 대응되는 부위에 절개 형성되는 개폐부(165a)들로 이루어질 수 있다. 상기 개폐부(165a)는 그 개폐방향이 상기 연통구멍(131)쪽을 향해 형성되는 것이 냉매가 보다 신속하게 배출할 수 있어 바람직할 수 있다. 도면중 미설명 부호인 166은 리테이너이다.

다른 실시예로, 도 10에서와 같이 피스톤 모양으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 고정스크롤(50)의 제1 바이패스홀(110)의 출구단에는 일정 깊이의 밸브홈(111)이 형성되고, 그 밸브홈(111)에 상기 피스톤밸브(167)가 미끄러지면서 상기 제1 바이패스홀(110)을 개폐하도록 삽입된다. 그리고 상기 밸브홈(111)의 내주면에는 상기 제1 바이패스홀(110)을 통과하는 냉매가 신속하게 중간압챔버(120)로 누설될 수 있도록 냉매안내홈(112)이 형성될 수 있다. 상기 냉매안내홈(112)은 도 11에서와 같이 경사지게 형성될 수도 있으나, 피스톤의 운동방향으로 일정 깊이만큼 홈지게 형성될 수도 있다. 그리고 상기 피스톤밸브(167)의 상단에는 압축기의 운전모드가 변화될 때, 즉 세이빙모드에서 파워모드로 전환될 때 상기 피스톤밸브(167)가 신속하게 닫히도록 탄성력을 가세하기 위한 밸브스프링(168)이 설치될 수 있다.

상기와 같이 제1 바이패스홀(110)을 개폐할 수 있도록 체크밸브(160)가 설치되는 경우에는 압축기가 파워운전을 하더라도 운전 초기에 그 체크밸브(160)가 상기 제1 바이패스홀(110)을 차단하여 상기 압축실(P)에서 압축되는 냉매가 상기 중간압 챔버(121)로 누설되지 못하도록 한다. 이로 인해 상기 중간압챔버(120)가 사체적이 되는 것을 미연에 방지하여 스크롤 압축기의 초기 압축 성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 스크롤 압축기는 공기조화기에 주로 적용되고 있으나, 냉동사이클을 이용하는 냉동기기에는 폭넓게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 저압식 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 중간압챔버를 분해하여 압축부의 일부를 보인 사시도,

도 3은 도 1에 따른 바이패스밸브를 하측에서 보인 사시도,

도 4는 도 3에 따른 바이패스밸브의 조립상태를 보인 단면도,

도 5는 도 4에 따른 실링부재를 실시예별로 보인 개략도,

도 6은 도 1에 따른 바이패스밸브의 전자석부를 연결하기 위한 밸브측 연결단자의 일례를 개략적으로 보인 사시도,

도 7 및 도 8은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 압축기의 운전상태에 따른 냉매의 유동방향을 보인 종단면도,

도 9 내지 도 11은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 체크밸브에 대한 다른 실시예들을 보인 분해 사시도,

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 밀폐용기 20 : 메인프레임

23 : 고정부 50 : 고정스크롤

60 : 선회스크롤 110 : 제1 바이패스홀

120 : 중간압챔버 121 : 챔버홈

122 : 덮개판 130 : 제2 바이패스홀

131 : 연통구멍 132 : 관통구멍

150 : 바이패스밸브 151 : 유로부

152 : 밸브부 153 : 전자석부

154 : 지지판 155 : 실링부재

156 : 밸브측 연결단자 160 : 체크밸브

Claims

내부공간이 저압공간과 고압공간으로 구획되는 밀폐용기;

상기 밀폐용기의 저압공간에 고정되는 프레임;

상기 밀폐용기의 내부공간에서 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤; 및

상기 고정스크롤에 맞물려 상대운동을 하면서 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤;을 포함하고,

상기 압축실과 밀폐용기의 내부공간이 연통되도록 바이패스홀이 형성되고, 상기 바이패스홀을 선택적으로 개폐할 수 있도록 바이패스밸브가 설치되며, 상기 바이패스밸브는 그 일부가 상기 바이패스홀에 삽입되어 연통되도록 결합되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 바이패스밸브는 상기 바이패스홀에 삽입되어 연통되는 연결관로가 형성되고, 상기 연결관로의 외주면과 상기 바이패스홀의 사이에는 실링부재가 설치되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 바이패스밸브는 그 바이패스밸브를 지지하는 지지부재에 얹히고, 상기 지지부재는 상기 프레임의 저면에 결합되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 바이패스밸브는 전원인가 여부에 따라 작동하는 솔레노이드밸브로 이루어지고, 상기 바이패스밸브에 전원을 인가하기 위한 연결단자는 상기 선회스크롤을 구동시키기 위한 연결단자와 별개로 구비되는 스크롤 압축기.
제4항에 있어서,

상기 바이패스밸브에 전원을 인가하기 위한 연결단자는 밀폐용기에 결합되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 고정스크롤의 상면에는 중간압챔버가 형성되고, 그 중간압챔버의 일측에는 상기 압축실에 연통되는 제1 바이패스홀이 상기 고정스크롤에 형성되며, 상기 중간압챔버의 타측에는 상기 밀폐용기의 저압공간에 연통되는 제2 바이패스홀이 상기 고정스크롤과 프레임에 연통되도록 형성되고, 상기 제2 바이패스홀의 끝단에 상기 바이패스밸브가 삽입되어 상기 밀폐용기의 저압공간에서 결합되는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,

상기 압축실과 중간압챔버의 사이에는 상기 바이패스밸브에 연동되어 상기 제1 바이패스홀을 선택적으로 개폐하는 체크밸브가 더 설치되는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,

상기 제2 바이패스홀은 서로 다른 축중심을 갖는 적어도 두 개 이상의 수직홀과 그 두 개 이상의 수직홀을 서로 연통시키는 적어도 한 개 이상의 수평홀로 이루어지는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,

상기 바이패스밸브는 상기 밀폐용기의 저압공간에 설치되는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,

상기 프레임은 밀폐용기의 내주면과 밀착되는 복수 개의 고정부가 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성되며, 그 고정부 중에서 어느 한 개의 고정부에 상기 제2 바이패스홀이 형성되고, 그 제2 바이패스홀이 형성된 고정부와 그 고정부에 이웃하는 다른 고정부 사이에 상기 바이패스밸브가 설치되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 고정스크롤과 선회스크롤에는 서로 맞물려 압축실을 형성하도록 고정랩과 선회랩이 형성되고, 상기 고정랩과 선회랩은 그 랩의 감긴방향 길이가 동일하게 형성되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 고정스크롤과 선회스크롤에는 서로 맞물려 압축실을 형성하도록 고정랩과 선회랩이 형성되고, 상기 고정랩과 선회랩은 그 랩의 감긴방향 길이가 180°만큼 상이하게 형성되는 스크롤 압축기.