KR101294507B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

스크롤 압축기(1)는 고정스크롤(4)과, 고정스크롤(4)에 대해 회전구동되는 가동스크롤(5)과, 고정스크롤(4) 및 가동스크롤(5)을 수납하는 케이싱(10)을 구비한다. 가동스크롤(5)의 배면측에는 하우징(3)이 설치되며, 하우징(3)과 가동스크롤(5)과의 사이에 제 2 배압공간(24)이 형성된다. 케이싱(10) 내에는 하우징(3)에 의해 구획된 상부공간(16)이 형성된다. 제 2 배압공간(24) 및 상부공간(16)에는 압축실(50)로부터 압축 도중의 냉매가스가 도입된다.
색인어
고정스크롤, 가동스크롤, 압축실, 배압공간, 보조공간, 유통기구, 스크롤 압축기

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 고정스크롤과 가동스크롤을 구비하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

종래, 스크롤 압축기로는, 가동스크롤에 대하여 고정스크롤측으로 밀어붙이는 힘을 부여함으로써, 냉매가스 압축 시의 냉매가스 압력에 의해 가동스크롤이 고정스크롤로부터 분리되는 것을 방지하는 것이 알려져 있다.

특허문헌 1에는, 그 일례로서 가동스크롤의 경판에 압축실과 배압공간을 연통시키는 연통로를 형성하고, 가동스크롤 배면측의 배압공간으로 압축 도중의 냉매가스를 이 연통로를 통하여 도입시키는 스크롤 압축기가 개시되어 있다. 이 스크롤 압축기는, 가동스크롤에 배압을 작용시켜 가동스크롤을 고정스크롤로 밀어붙인다.

또, 이와 같이 압축 도중의 냉매가스를 가동스크롤의 배압공간으로 도입하는 스크롤 압축기의 다른 예로서, 특허문헌 2, 3에 개시된 스크롤 압축기가 있다. 이들 스크롤 압축기는, 고정스크롤의 배면부에, 압축 도중의 냉매가스가 도입되는 공간을 형성함과 더불어, 이 공간과 가동스크롤의 배압공간을 연통시킴으로써, 가동스크롤의 배압을 작용시켜 가동스크롤을 고정스크롤로 밀어붙인다.

일본 특허공개 평성 08-121366호 공보 일본 특허공개 소화 61-98987호 공보 일본 특허공개 평성 03-111687호 공보

그러나, 전술한 바와 같이 압축 도중의 냉매가스에 의해 가동스크롤에 대하여 밀어붙이는 힘을 부여하는 스크롤 압축기에 있어서는, 압축과정의 압력 변동에 따라, 가동스크롤에 작용하는 배압이 변동되어 버려, 가동스크롤의 밀어붙이는 힘이 불안정하게 되어 버린다.

본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 가동스크롤의 밀어붙이는 힘을 안정시키는 데 있다.

본 발명은 케이싱 내에 보조공간을 형성하고, 이 보조공간과 배압공간을 연통시켜 배압공간의 압력변동을 상기 보조공간에서 흡수하도록 한 것이다.

구체적으로, 제 1 발명은 케이싱(10)과, 이 케이싱(10)에 수납되며 또 고정스크롤(4) 및 가동스크롤(5)을 갖는 동시에 이 고정스크롤(4)과 가동스크롤(5) 사이에 압축실(50)이 형성된 압축기구(14)를 구비한 스크롤 압축기를 대상으로 한다. 그리고 제 1 발명은, 상기 가동스크롤(5) 배면측에 설치되며 이 가동스크롤(5)과의 사이에 배압공간(24)을 형성하는 하우징(3)과, 상기 케이싱(10) 내부에 배치되며 상기 배압공간(24)으로 연통하는 보조공간(16)을 형성하는 구획부재(3)와, 상기 배압공간(24) 및 보조공간(16)과 압축 도중인 상기 압축실(50)과의 사이를 유체가 유통 가능하게 하는 유통기구(1A)를 구비한다.

상기 구성의 경우, 가동스크롤(5)의 배면측에 형성된 배압공간(24)은 케이싱(10) 내에 형성된 보조공간(16)과 연통되어 있으므로, 이 보조공간(16)과 거의 동등 압력이 된다. 여기서, 이 보조공간(16)은 상기 구획부재(3)와 이 케이싱(10)으로 형성되고 비교적 대용량으로 구성되므로, 상기 배압공간(24) 및 보조공간(16)으로 압축실(50)로부터 도입되는 압축 도중인 유체의 압력이 변동되었다 하여도, 보조공간(16)에서 그 변동을 흡수한다. 그 결과, 배압공간(24) 내의 압력(배압) 변동이 억제된다. 그리고 상기 배압공간(24)에 있어서 배압 변동이 억제되면, 이 배압에 의해 가동스크롤(5)을 고정스크롤(4)로 밀어붙이는 힘의 변동도 억제되어, 가동스크롤(5)을 고정스크롤(4)에 대해 안정되게 밀어붙일 수 있다.

제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 하우징(3)이 상기 케이싱(10) 내를 구획하도록 설치되며, 상기 하우징(3)이 상기 구획부재를 구성한다.

상기 구성의 경우, 상기 하우징(3)이 상기 구획부재(3)로서도 기능한다. 즉, 하우징(3)은 케이싱(10) 내를 구획하여 이 케이싱(10)과 함께 보조공간(16)을 구획 형성하는 동시에, 가동스크롤(5)과의 사이에서 배압공간(24)을 구획 형성한다. 이로써, 부품을 공통화할 수 있다.

제 3 발명은 제 2 발명에 있어서, 상기 압축기구(14)에 구동축(7)을 개재하여 연결된 모터(6)를 구비한다. 그리고 상기 하우징(3)은 상기 케이싱(10) 내를, 상기 압축기구(14)의 수납공간과 상기 모터(6)의 수납공간으로 구획하는 한편, 상기 압축기구(14)의 수납공간이 상기 보조공간(16)을 구성한다.

상기 구성의 경우, 케이싱(10) 내는 가동스크롤(5) 및 고정스크롤 (4)이 배치된 압축기구(14)측 공간과, 모터(6)가 배치된 모터(6)측 공간으로 구획된다. 그리고, 압축기구(14)측 공간이 보조공간(16)이 된다.

제 4 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 유통기구(1A)는 상기 고정스크롤(4)에서 가동스크롤(5)에 걸쳐 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 배압공간(24)을 연결하는 연통로(80)를 구비하도록 구성된다.

상기 구성의 경우, 압축실(50)로부터 압축 도중의 유체가 가동스크롤(5)에 형성된 연통로(80)를 통하여 상기 배압공간(24)으로 도입된다.

제 5 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 유통기구(1A)는 상기 가동스크롤(5)에서 고정스크롤(4)에 걸쳐 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 보조공간(16)을 연결하는 연통로(80)를 구비하도록 구성된다.

상기 구성의 경우, 압축실(50)로부터 압축 도중의 유체가 고정스크롤(4)에 형성된 연통로(80)를 통하여 상기 보조공간(16)으로 도입된다.

제 6 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 유통기구(1A)는 상기 가동스크롤(5)에서 고정스크롤(4)에 걸쳐 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 배압공간(24)을 연결하는 연통로(80)를 구비하도록 구성된다.

상기 구성의 경우, 압축실(50)로부터 압축 도중의 유체가 가동스크롤(5)에 형성된 연통로(80)를 통하여 상기 배압공간(24)으로 도입된다.

제 7 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 유통기구(1A)는 상기 고정스크롤(4)에 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 보조공간(16)을 연결하는 연통로(48)를 구비하도록 구성된다.

상기 구성의 경우, 압축실(50)로부터 압축 도중의 유체가 고정스크롤(4)에 형성된 연통로(48)를 통하여 상기 보조공간(16)으로 도입된다.

제 8 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 유통기구(1A)는 상기 가동스크롤(5)에 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 배압공간(24)을 연결하는 연통로(56)를 구비하도록 구성된다.

상기 구성의 경우, 압축실(50)로부터 압축 도중의 유체가 가동스크롤(5)에 형성된 연통로(56)를 통하여 상기 배압공간(24)으로 도입된다.

제 9 발명은, 제 4∼제 6 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 연통로(80)가 가동스크롤(5)이 선회됨에 따라 간헐적으로 연통하도록 구성되는 것이다.

상기 구성의 경우, 압축실(50)의 압력변동의 영향이 억제되어 배압의 변동이 억제된다.

제 10 발명은 제 7 또는 제 8 발명에 있어서, 상기 연통로(48, 56)에는 상기 압축실(50)로의 유체의 역류를 저지하는 역지밸브(49)가 설치되도록 구성된다.

상기 구성의 경우, 상기 역지밸브(49)를 설치함으로써, 보조공간(16) 또는 배압공간(24)으로부터 압축실(50)로의 유체의 역류를 방지하고, 또 배압의 변동을 억제할 수 있다.

제 11 발명은 제 3∼제 10 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 고정스크롤(4)의 배면측에, 상기 압축실(50)에서 압축된 유체가 토출되는 고압 챔버(45)가 상기 보조공간(16)과 구획되어 형성된 것이다. 또한 상기 고압 챔버(45)와 상기 모터(6)의 수납공간을 연결하는 유통로(46, 39)가 상기 고정스크롤(4)에서 하우징(3)에 걸쳐 형성되며, 상기 케이싱(10)에는 상기 모터(6)의 수납공간으로 연통하는 토출관(19)이 형성된다.

상기 구성의 경우, 압축실(50)에서 압축된 유체는, 고정스크롤(4)에 형성된 고압 챔버(45) 및 제 1 유통로(46), 그리고 하우징(3)에 형성된 제 2 유통로(39)를 지나 케이싱(10) 내의 상기 모터(6)가 배치된 측 수납공간으로 유출된다. 그 후, 이 유체는 토출관(19)을 통하여 케이싱(10) 외부로 토출된다. 즉, 압축실(50)로부터 토출되는 유체는, 케이싱(10) 내의 고정스크롤(4) 및 가동스크롤(5)이 배치된 측 수납공간으로 유출되는 일이 없다.

또, 고정스크롤(4)의 배면측에서 그 중앙부에 상기 고압 챔버(45)를 형성함으로써, 고정스크롤(4)의 배면에 작용하는 배압은 중앙부일수록 높아진다. 한편, 고정스크롤(4)의 압축실(50)측에서는 유체를 압축하기 시작하는 외주측일수록 압력이 낮으며, 유체의 압축이 완료되는 내주측일수록 압력이 높아진다. 즉, 고정스크롤(4)의 배면측 중앙부에 상기 고압 챔버(45)를 형성함으로써, 고정스크롤(4)의 배면측에 작용하는 압력과 압축실(50)측에 작용하는 압력과의 균형을 잡을 수 있어, 고정스크롤(4)의 변형을 억제할 수 있다.

제 12 발명은 제 3∼제 11 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 가동스크롤(5)과 상기 하우징(3) 사이의 공간은, 상기 구동축(7)이 관통하는 중앙공간(23)과 이 중앙공간(23)보다 외주측에 형성되는 상기 배압공간(24)으로 구획되며, 상기 중앙공간(23)은 유체의 중간압 분위기로 구성된 것이다.

상기 구성의 경우, 가동스크롤(5) 배면측에는 유체의 토출압력인 고압의 내주측 중앙공간(23)과, 압축 도중의 유체의 압력인 외주측 배압공간(24)이 형성된다. 즉, 가동스크롤(5)은 토출압력과 배압에 의해 고정스크롤(4)측으로 밀어붙여진다.

제 13 발명은 제 3∼제 12 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 케이싱(10)을 관통하여 상기 보조공간(16)을 지나 상기 압축실(50)로 연통하는 흡입관(18)을 구비하도록 구성된다.

상기 구성의 경우, 흡입관(18)이 케이싱(10)을 관통하여 압축실(50)까지 이어지는 구성에 있어서, 고압공간을 통하지 않고 상기 보조공간(16)을 통하기 때문에, 이 흡입관(18)을 통하여 압축실(50)로 유도되는 유체가 고온의 고압가스에 의해 가열되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 구획부재(3)와 케이싱(10)으로 구획 형성된 보조공간(16)과 가동스크롤(5)의 배면측 배압공간(24)을 연통시켜, 이 보조공간(16) 및 배압공간(24)으로 압축 도중의 유체가 도입되므로, 유체의 압력이 변동되었다 하여도, 그 변동을 보조공간(16)에서 흡수할 수 있다. 그 결과, 가동스크롤(5)을 안정된 힘으로 고정스크롤(4)로 밀어붙일 수 있다.

제 2 발명에 따르면, 상기 하우징(3)이 상기 구획부재(3)를 겸하도록 함으로써, 부품 점수를 삭감할 수 있다.

제 4 발명에 따르면, 고정스크롤(4) 및 가동스크롤(5)에 상기 연통로(80)를 형성한다는 간단한 구성으로, 상기 배압공간(24)으로 압축 도중의 유체를 도입할 수 있다.

제 5 발명에 따르면, 가동스크롤(5) 및 고정스크롤(4)에 상기 연통로(80)를 형성한다는 간단한 구성에 의해, 상기 보조공간(16)으로 압축 도중의 유체를 도입할 수 있다.

제 6 발명에 따르면, 가동스크롤(5) 및 고정스크롤(4)에 상기 연통로(80)를 형성한다는 간단한 구성에 의해, 상기 배압공간(24)으로 압축 도중의 유체를 도입할 수 있다.

제 7 발명에 따르면, 고정스크롤(4)에 상기 연통로(48)를 형성한다는 간단한 구성에 의해, 상기 보조공간(16)으로 압축 도중의 유체를 도입할 수 있다.

제 8 발명에 따르면, 가동스크롤(5)에 상기 연통로(56)를 형성한다는 간단한 구성에 의해, 상기 배압공간(24)으로 압축 도중의 유체를 도입할 수 있다.

제 9 발명에 따르면, 상기 연통로(80)가 가동스크롤(5)이 선회됨에 따라 간헐적으로 연통되므로, 압축실(50)의 압력변동의 영향을 억제할 수 있어 배압의 변동을 억제할 수 있다.

제 10 발명에 따르면, 역지밸브(49)를 설치함으로써, 보조공간(16) 또는 배압공간(24)으로부터 압축실(50)로의 유체의 역류를 방지할 수 있다.

제 11 발명에 따르면, 압축실(50)에서 압축된 유체를 고정스크롤(4)에 형성된 고압 챔버(45) 및 제 1 유통로(46), 그리고 하우징(3)에 형성된 제 2 유통로(39)를 통하여, 케이싱(10) 내의 상기 모터(6)가 배치된 측의 수납공간으로 일단 유출시켜, 그 곳으로부터 토출관(19)을 통하여 케이싱(10) 외부로 토출시킬 수 있다. 또 고정스크롤(4)의 배면측에서, 그 중앙부에 상기 고압 챔버(45)를 형성함으로써, 고정스크롤(4)의 배면측에 작용하는 압력과 압축실(50)측에 작용하는 압력과의 균형을 잡을 수 있어, 고정스크롤(4)의 변형을 억제할 수 있다.

제 12 발명에 따르면, 가동스크롤(5)과 하우징(3) 사이에 고압의 중앙공간(23)과 압축 도중의 유체 압력인 배압공간(24)을 형성함으로써, 가동스크롤(5)을 고압과 배압에 의해 고정스크롤(4)측으로 밀어붙일 수 있다. 그 결과, 가동스크롤(5)에 고압만을 작용시켜 고정스크롤(4)측으로 밀어붙이는 구성과 비교하여, 가동스크롤(5)에 적정한 밀어붙이는 힘을 부여할 수 있는 운전범위를 확대시킬 수 있다.

제 13 발명에 따르면, 상기 흡입관(18)을, 케이싱(10)을 관통시켜 상기 보조공간(16)을 지나 압축실(50)까지 이어지도록 설치함으로써, 흡입관(18)을 유통하는 유체가 압축 후의 고압 유체에 의해 가열되는 것을 방지할 수 있어, 그 결과 용적효율의 저하를 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 스크롤 압축기의 종단면도이다.
도 2는, 도 1의 일부 확대도이다.
도 3은 하우징을 나타내는 도이며, (a)는 평면도이고 (b)는 (a)의 b-b선을 따른 단면도이다.
도 4는 비교예로서, 고압에 의해서만 가동스크롤에 밀어붙이는 힘을 부여하는 스크롤 압축기의 운전영역을 나타내는 개념도이다.
도 5는, 고압과 중간압에 의해 가동스크롤에 밀어붙이는 힘을 부여하는 스크롤 압축기의 운전영역을 나타내는 개념도이다.
도 6은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 스크롤 압축기의 일부를 나타내는 종단면도이다.
도 7은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 스크롤 압축기의 일부를 나타내는 종단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제 3 실시형태의 유통기구를 나타내는 개략 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 스크롤 압축기의 일부를 나타내는 종단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 스크롤 압축기의 일부를 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

〈제 1 실시형태〉

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 스크롤 압축기(1)는, 냉매가 순환하여 냉동사이클을 실행하는 냉매회로(도시 생략)에 접속되며, 유체인 냉매를 압축하는 것이다.

상기 압축기(1)는 하우징(3), 고정스크롤(4) 및 가동스크롤(5)을 포함한 압축기구(14)와, 이 압축기구(14)를 수납하는 세로로 긴 원통형의 밀폐 돔형 케이싱(10)을 구비한다. 상기 케이싱(10)은, 상하방향으로 이어지는 축선을 갖는 원통형의 몸체부인 케이싱 본체(11)와, 이 케이싱 본체(11)의 상단부에 기밀상태로 용접되고 일체로 접합되며, 상방으로 돌출된 볼록면을 갖는 사발형의 상벽부(12)와, 상기 케이싱 본체(11)의 하단부에 기밀상태로 용접되고 일체로 접합되어, 하방으로 돌출된 볼록면을 갖는 사발형의 저벽부(13)에 의해 압력용기로 구성되며, 그 내부는 공동(空洞)으로 구성된다.

상기 케이싱(10) 내부에는 냉매를 압축하는 압축기구(14)와, 이 압축기구(14)의 하방에 배치되는 모터(6)가 수납된다. 이 압축기구(14)와 모터(6)는, 케이싱(10) 내를 상하방향으로 이어지도록 배치되는 구동축(7)에 의해 연결된다.

상기 케이싱(10) 바닥부에는, 윤활유가 저류된 오일팬(15)이 형성된다.

상기 케이싱(10)의 상벽부(12)에는, 냉매회로의 냉매를 압축기구(14)로 유도하는 흡입관(18)이 기밀상태로 관통 고정된다. 또 케이싱 본체(11)에는, 케이싱(10) 내의 냉매를 케이싱(10) 밖으로 토출시키는 토출관(19)이 기밀상태로 관통 고정된다.

상기 구동축(7)은 주축부(71)와, 이 주축부(71) 상단에 연결되고 주축부(71)에 대해 편심된 편심부(72)와, 상기 주축부(71)에 배치되고 후술하는 가동스크롤(5)이나 편심부(72) 등과 동적 균형을 잡기 위한 평형추부(73)를 갖는다. 구동축(7) 내부에는, 그 상단으로부터 하단까지 이어지는 급유로(74)가 형성된다. 구동축(7)의 하단부는 오일팬(15)에 침지된다.

상기 구동 모터(6)는 고정자(61)와 회전자(62)에 의해 구성된다. 고정자(61)는 열박음 등에 의해 케이싱(10) 내, 상세하게는 케이싱 본체(11) 내에 고정된다. 회전자(62)는 고정자(61) 내측에 배치되며, 구동축(7)의 주축부(71)에 대해 동일 축이면서 회전 불가능하게 배치된다.

상기 압축기구(14)는 케이싱 본체(11)에 장착된 하우징(3)에 설치되며, 이 하우징(3)의 상면에 배치되는 고정스크롤(4)과, 이 고정스크롤(4)과 하우징(3) 사이에 배치되며, 고정스크롤(4)에 맞물리는 가동스크롤(5)을 구비한다.

상기 하우징(3)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 외주측 환형부(31)와 내주측 오목부(32)를 가지며, 중앙이 오목한 접시형으로 형성된다.

상기 하우징(3)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 케이싱 본체(11)의 상단 끝에 압입 고정된다. 상세하게는, 케이싱 본체(11)의 내주면과 하우징(3)의 환형부(31) 외주면은 전 둘레에 걸쳐 기밀상태로 밀착된다. 상기 하우징(3)은 케이싱(10) 내부를, 압축기구(14)가 수납되는 수납공간인 상부공간(16)과, 모터(6)가 수납되는 수납공간인 하부공간(17)으로 구획된다.

상기 하우징(3)에는 오목부(32)의 바닥부로부터 하단으로 관통하는 관통구멍(33)이 형성된다. 이 관통구멍(33)에는 상부 베어링(20)이 장착된다. 그리고, 이 상부 베어링(20)에 의해 상기 구동축(7)의 상단부가 회전 가능하게 지지된다.

여기서, 상기 케이싱(10) 내의 하부에는, 하부 베어링(21)이 장착되며, 구동축(7)의 하단부가 이 하부 베어링(21)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

상기 고정스크롤(4)은 경판(41)과, 이 경판(41)의 앞면(도 1 및 도 2에서는 하면)에 형성된 나선형(인벌류트 형상)의 랩(42)과, 이 랩(42)의 외주측에 위치하며 이 랩(42)과 연속적으로 형성된 외주벽부(43)를 갖는다. 랩(42)의 선단면과 외주벽부(43)의 선단면은 거의 동일평면으로 형성된다. 또, 고정스크롤(4)은 상기 하우징(3)에 장착된다.

한편, 상기 가동스크롤(5)은 경판(51)과, 이 경판(51) 앞면(도 1 및 도 2에서는 상면)에 형성된 나선형(인벌류트 형상)의 랩(52)과, 경판(51)의 하면 중심부에 형성된 바닥이 있는 원통형의 보스부(53)를 갖는다.

상기 가동스크롤(5)은 랩(52)이 고정스크롤(4)의 랩(42)에 맞물리게 배치된다. 그리고, 상기 고정스크롤(4)과 가동스크롤(5)의 양 랩(42, 52) 접촉부 사이에 압축실(50)이 형성된다.

상기 고정스크롤(4)의 외주벽부(43)에는, 이 외주벽부(43)의 내측과 외측을 연통시키는 흡입포트(도시 생략)가 형성되며, 이 흡입포트에 흡입관(18)의 하류 끝단이 접속된다.

상기 흡입관(18)은 케이싱(10)의 상벽부(12)를 관통하여, 상부공간(16)을 지나 고정스크롤(4)의 흡입포트에 접속된다.

또 상기 고정스크롤(4)의 경판(41) 중앙에는 토출구(44)가 관통 형성된다.

상기 경판(41)의 배면(랩(42)이 형성되는 면과 반대측 면, 즉 상면) 중앙에는 고압 챔버(45)가 형성된다. 이 고압 챔버(45)에는 토출구(44)가 개구된다.

상기 고정스크롤(4)에는 상기 고압 챔버(45)로 연통하는 제 1 유통로(46)가 형성된다. 이 제 1 유통로(46)는 고압 챔버(45)로부터 경판(41) 배면에서 지름방향 외측으로 이어지고, 경판(41)의 외주부에서 외주벽부(43) 내로 이어지며, 이 외주벽부(43) 선단면(하면)으로 개구된다. 그리고 상기 경판(41)의 배면에는, 고압 챔버(45) 및 제 1 유통로(46)를 막는 커버부재(47)가 장착된다. 이 커버부재(47)에 의해 고압 챔버(45) 및 제 1 유통로(46)와 케이싱(10) 상부공간(16)이 기밀상태로 격리되며, 고압 챔버(45) 및 제 1 유통로(46)로 토출된 냉매가스가 상부공간(16)으로 누설되지 않도록 구성된다. 그리고 토출된 냉매가스는, 제 1 유통로(46)로부터, 후술하는 하우징(3)의 제 2 유통로(39)를 지나, 케이싱(10) 하부공간(17)으로 유출된다.

또, 상기 경판(41)에는 압축실(50)로부터 케이싱(10)의 상부공간(16)으로 냉매를 유도하는 유통기구(1A)가 형성된다. 이 유통기구(1A)는 상기 배압공간(24) 및 상부공간(16)과 압축 도중의 압축실(50)과의 사이를 냉매유통 가능하게 구성하는 것이며, 압축실(50)과 상부공간(16)을 연결하는 연통로(48)를 구비한다. 즉, 상기 압축실(50)은 완전히 폐쇄된 후 토출구(44)가 열려질 때까지 서서히 수축한다. 그리고, 상기 연통로(48)의 압축실(50)측 단부는, 소정의 용적이 된 중간압 상태의 압축실(50)로 개구되도록 형성된다.

또 고정스크롤(4)의 경판(41) 배면에는, 연통로(48)의 상부공간(16)측 개구를 막는 역지밸브로서 리드밸브(49)가 설치된다. 즉, 압축실(50)이 소정의 용적으로 되며 또 이 압축실(50) 내 압력이 소정의 중간압 이상으로 된 경우에는, 리드밸브(49)가 열려 압축실(50)과 상부공간(16)을 연통시킨다. 여기서, 이 중간압은 압축실(50)이 완전히 폐쇄된 직후의 압력과, 압축실(50)이 토출구(44)로 개구되기 직전 압력과의 사이의 소정 압력이다. 그 결과, 상부공간(16)은 압축 도중의 냉매가스에 의해 중간압으로 된다. 이 상부공간(16)이 완충공간인 보조공간을 구성한다.

상기 하우징(3)의 환형부(31)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 고정스크롤(4)이 장착되는 장착부(34, 34, …)가 4개 형성된다. 이들 장착부(34, 34, …)에는 나사구멍이 형성되며, 고정스크롤(4)이 나사 고정된다.

또, 상기 장착부(34, 34, …) 중 하나에는 제 2 유통로(39)가 환형부(31)를 관통하도록 형성된다. 이 제 2 유통로(39)는, 고정스크롤(4)이 하우징(3)에 장착되었을 때에 고정스크롤(4)의 제 1 유통로(46)와 연통하는 위치에 형성된다. 즉, 압축실(50)로부터 토출된 냉매가스는 제 1 유통로(46)로부터 제 2 유통로(39)로 유입되고, 케이싱(10)의 하부공간(17)으로 유출된다. 상기 제 1 유통로(46)와 제 2 유통로(39)가 하나의 유통로를 구성한다.

또, 상기 환형부(31) 내주측에는 중앙의 오목부(32)를 둘러싸도록 환형으로 형성된 내주벽부(35)가 형성된다. 이 내주벽부(35)는, 상기 장착부(34, 34, …)보다 낮게, 또 환형부(31)의 그 밖의 부분보다 높게 형성된다.

또, 상기 내주벽부(35)의 선단면에는 실홈(36)이 내주벽부(35)를 따라 환형으로 형성된다. 이 실홈(36)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이 환형의 실링(37)이 끼워진다. 그리고, 이 실링(37)은 고정스크롤(4)과 가동스크롤(5)이 맞물리며 또 이 고정스크롤(4)이 하우징(3)에 장착된 상태에서 이 가동스크롤(5)의 경판(51) 배면(랩(52)이 형성된 면과 반대측 면, 즉 하면)에 접촉하도록 구성된다.

즉, 상기 실링(37)은 하우징(3)과 가동스크롤(5)에 의해 구획 형성되는 가동스크롤(5)의 배면측 배압공간(22)을 실링(37)보다 내주측인 제 1 배압공간(23)과, 실링(37)보다 외주측인 제 2 배압공간(24)으로 구획한다.

상기 제 1 배압공간(23)은 중앙공간을 구성하며, 구동축(7)의 편심부(72)와 가동스크롤(5)의 보스부(53)가 위치한다. 그리고, 가동스크롤(5)의 보스부(53)에는 편심부(72)가 회전 가능하게 삽입된다. 편심부(72)의 상단에는 급유로(74)가 개구된다. 즉 보스부(53) 내에는 이 급유로(74)로부터 고압의 오일이 공급되며, 보스부(53)와 편심부(72)의 습동면은 오일에 의해 윤활된다.

또, 제 1 배압공간(23)은 상부 베어링(20)과 구동축(7)과의 틈새를 통하여 케이싱(10)의 하부공간(17)과 연통된다.

상기 제 2 배압공간(24)은 하우징(3)과 고정스크롤(4) 사이의 틈새를 통하여 케이싱(10)의 상부공간(16)과 연통된다. 상세하게는 상기 고정스크롤(4)이 장착되는 하우징(3)의 장착부(34, 34, …)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 환형부(31)에서 상방으로 돌출되므로, 이들 장착부(34, 34, …) 이외의 부분에서는 고정스크롤(4)과 하우징(3) 환형부(31)와의 사이에 틈새가 형성된다. 이 틈새를 통하여, 제 2 배압공간(24)과 케이싱(10)의 상부공간(16)은 연통된다.

또, 제 2 배압공간(24)에는 가동스크롤(5)의 경판(51) 배면에 형성된 키홈(54)과, 하우징(3)의 환형부(31)에 형성된 키홈(38, 38)과 결합되며 가동스크롤(5)의 자전을 방지하기 위한 올덤 커플링(55)이 설치된다.

－스크롤 압축기(1)의 운전동작－

상기 모터(6)를 작동시키면, 압축기구(14)의 가동스크롤(5)이 회전구동한다. 이 가동스크롤(5)은 올덤 커플링(55)에 의해 자전이 방지되면서, 구동축(7)의 축심을 중심으로 공전한다. 이 가동스크롤(5)의 공전에 따라, 상기 압축실(50)의 용적이 중심을 향해 수축하고, 상기 압축실(50)은 상기 흡입관(18)으로부터 흡입된 냉매가스를 압축한다. 압축이 완료된 냉매가스는, 고정스크롤(4)의 토출구(44)를 통하여 고압챔버(45)로 토출된다. 고압 챔버(45)로 토출된 고압의 냉매가스는, 고정스크롤(4)의 제 1 유통로(46)를 유통한 후, 하우징(3)의 제 2 유통로(39)로 유입되어, 케이싱(10)의 하부공간(17)으로 유출된다. 그리고, 하부공간(17)으로 유출된 냉매가스는 토출관(19)을 통해 케이싱(10) 외부로 토출된다.

상기 케이싱(10)의 하부공간(17)은, 토출되는 고압의 냉매가스와 동등 압력, 즉 토출압력으로 되며, 하부공간(17) 하방의 오일팬(15)에 저류된 오일에도 이 토출압력이 작용한다. 그 결과, 고압의 오일이 구동축(7) 급유로(74)의 하류 끝단에서 상류 끝단을 향해 흘러, 구동축(7) 편심부(72)의 상단 개구로부터 가동스크롤(5)의 보스부(53) 내로 유출된다. 보스부(53)로 공급된 오일은, 보스부(53)와 구동축(7) 편심부(72)와의 습동면을 윤활하게 하고, 제 1 배압공간(23)으로 유출된다. 이와 같이 하여, 상기 제 1 배압공간(23)은 고압의 오일로 채워지게 된다. 그 결과, 제 1 배압공간(23)은 토출압력과 동등 압력으로 된다.

한편, 상기 고정스크롤(4)의 경판(41)에는 연통로(48)가 형성되어 있으므로, 압축기구(14)에서 압축 도중의 냉매가스가 연통로(48)를 통하여 케이싱(10)의 상부공간(16)으로 유출된다. 이 상부공간(16)은 가동스크롤(5) 배면측의 제 2 배압공간(24)과 연통되어 있으므로, 이 제 2 배압공간(24)도 압축 도중의 냉매가스 압력과 동등 압력(중간압)으로 된다.

즉, 가동스크롤(5)의 경판(51) 배면에는, 제 1 배압공간(23)의 고압과 제 2 배압공간(24)의 중간압이 작용하며, 이들 배압에 의해, 가동스크롤(5)을 고정스크롤(4)을 향해 미는 축방향의 힘이 부여된다. 이 밀어붙이는 힘에 의해, 냉매가스의 압축 시에 가동스크롤(5)에 작용하는, 분리하고자 하는 힘에 대항하여, 즉 가동스크롤(5)을 고정스크롤(4)로부터 떨어트리고자 하는 힘에 대항하여, 가동스크롤(5)이 고정스크롤(4)로 밀어붙여진다. 그 결과, 가동스크롤(5)이, 분리하고자 하는 힘에 의해 경사(전복)지는 것이 방지된다.

여기서, 분리하고자 하는 힘에 대해 밀어붙이는 힘이 지나치게 큰 경우에는 스러스트 손실이 증가되어, 스크롤 압축기(1)의 신뢰성이 저하되어 버린다. 반대로 분리하고자 하는 힘에 대해 밀어붙이는 힘이 지나치게 작은 경우에는 가동스크롤(5)이 경사지기 쉬워져, 스크롤 압축기(1)의 성능 및 신뢰성이 저하되어 버린다.

본 실시형태에서는 가동스크롤(5)의 배면에 있어서, 고압이 작용하는 면적과 중간압이 작용하는 면적과의 비율, 고정스크롤(4)에 형성된 연통로(48)의 압축실(50)측 개구위치, 고정스크롤(4)에 설치된 리드밸브(49)의 개방압력을 적절하게 조정함으로써, 적절하게 밀어붙이는 힘이 가동스크롤(5)에 부여된다.

특히 본 실시형태에 따르면, 가동스크롤(5)의 배면에 중간압을 작용시키는 구성에 있어서, 케이싱(10)에서 구획 형성된 대용량의 상부공간(16)과 제 2 배압공간(24)을 연통시켜, 압축 도중의 냉매가스를 상부공간(16)으로 일단 유출시킨 후, 이 상부공간(16)을 통해 이 냉매가스를 제 2 배압공간(24)으로 도입함으로써, 가동스크롤(5)에 부여되는 밀어붙이는 힘을 안정시킬 수 있다.

즉, 압축실(50)로부터 압축 도중의 냉매가스를 연통로(48)를 통하여 상부공간(16)으로 도입하나, 연통로(48)는, 압축실(50)이 중심을 향해 이동하면서 냉매가스를 압축해 가는 도중에 압축실(50)로 개구된다. 즉, 연통로(48)가 압축실(50)로 개구된 후, 압축실(50)로 개구하지 않게 되는 동안에도 냉매가스는 압축되므로, 상부공간(16)으로 도입되는 압축 도중의 냉매가스의 압력(즉, 중간압)은 변동되게 된다. 가령, 가동스크롤(5)의 경판(51)에 연통로를 형성하여 중간압의 압축실(50)과 제 2 배압공간(24)을 직접 연통시키는 구성인 경우에는, 압축실(50)의 중간압 변동이 그대로 가동스크롤(5)의 배면에 작용한다. 그 결과, 배압에 의해 가동스크롤(5)에 부여되는 밀어붙이는 힘도 중간압 변동에 따라 변동되게 된다.

이에 반해, 본 실시형태에서는 압축실(50)의 중간압 변동은 적어도 일부가 케이싱(10)에서 구획된 대용량의 상부공간(16)에서 흡수된 후 제 2 배압공간(24)으로 전달되므로, 가동스크롤(5)의 배면에는 변동이 정지된 중간압이 작용하게 된다. 그 결과, 배압에 의해 가동스크롤(5)에 부여되는 밀어붙이는 힘을 안정시킬 수 있다. 즉 상부공간(16)은, 압축 도중인 냉매가스의 압력 변동을 완충시키는 보조공간으로서 기능한다.

또 본 실시형태에 따르면, 가동스크롤(5)의 배면에 고압과 중간압을 작용시킴으로써, 가동스크롤(5)에 적절하게 밀어붙이는 힘을 부여할 수 있어, 스크롤 압축기(1)를 양호하게 운전할 수 있는 운전영역을 확대할 수 있다.

즉, 가동스크롤(5)의 배면에 토출압력에 의해서만 밀어붙이는 힘을 부여하는 구성의 경우, 가동스크롤(5)에 작용하는 배압이 토출압력과 마찬가지로 증대 또는 감소되므로, 토출압력이 높으면서 흡입압력이 낮은 영역에서는 밀기 과잉으로 되기 쉬우며, 토출압력이 낮으면서 흡입압력이 높은 영역에서는 밀기 부족으로 되기 쉽다. 그 결과, 도 4에 나타내는 바와 같이 스크롤 압축기(1)를 양호하게 운전할 수 있는 운전영역이 작아져 버린다.

이에 반해, 가동스크롤(5)의 배면에 토출압력과 중간압을 작용시키는 구성의 경우, 토출압력이 높으면서 흡입압력이 낮은 영역에서도 밀어붙이는 힘의 일부는 토출압력만큼 높지 않은 중간압에 의해 부여되므로, 밀기 과잉으로 되기 어렵다. 또 토출압력이 낮으면서 흡입압력이 높은 영역에서, 특히 이른바 과압축 상태의 경우에는, 중간압은 토출압력(즉, 냉동사이클의 고압)보다 높아지며, 이 중간압을 가동스크롤(5)에 작용시킴으로써 충분한 밀어붙이는 힘을 부여할 수 있다. 따라서, 밀기 부족으로 되기 어렵다. 그 결과, 가동스크롤(5) 배면에 고압과 중간압을 작용시킴으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이 스크롤 압축기(1)를 양호하게 운전할 수 있는 운전영역을 확대할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 가동스크롤(5) 배면측에 배압공간(22)을 형성하는 하우징(3)에 의해 케이싱(10) 내를 상부공간(16)과 하부공간(17)으로 구획하므로, 케이싱(10) 내를 다른 부재에 의해 구획할 필요가 없어 부품 점수를 삭감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 압축기구(14)가 위치하는 상부공간(16)을 보조공간으로 설정하므로, 고정스크롤(4)의 경판(41)에 연통로(48)를 형성한다는 간단한 구성으로 압축실(50)과 상부공간(16)을 연통시켜, 이 상부공간(16)으로 중간압을 도입할 수 있다.

또, 고정스크롤(4)의 경판(41)에 연통로(48)를 개폐하는 리드밸브(49)를 설치함으로써, 압축실(50) 쪽이 상부공간(16)보다 압력이 낮은 경우에 상부공간(16)으로부터 압축실(50)로 냉매가스가 역류하는 것을 방지할 수 있어, 이와 같은 경우에도 중간압의 변동을 억제할 수 있다.

또, 상부공간(16)을 보조공간으로 하고, 이 상부공간(16)과 제 2 배압공간(24)을 연통시킴으로써 제 2 배압공간(24)도 중간압으로 하는 구성에서는 고정스크롤(4)과 하우징(3) 사이의 실 구조가 필요 없으므로, 고정스크롤(4)의 지름을 작게 할 수 있으며, 나아가서는 압축기구(14)를 작게 할 수 있다.

즉, 상부공간(16)을 고압공간으로 하는 한편, 제 2 배압공간(24)을 중간압 공간으로 하는 구성의 경우, 고정스크롤(4)과 하우징(3)과의 사이에 실 구조를 형성하여, 상부공간(16)과 제 2 배압공간(24)을 기밀상태로 유지할 필요가 있다. 이 경우, 고정스크롤(4)의 장착면에 실링 등을 배치하기 위한 스페이스가 필요하게 되어, 고정스크롤(4)이, 특히 지름방향으로 커져 버린다.

이에 반해, 본 실시형태에서는 상부공간(16)과 제 2 배압공간(24)을 기밀상태로 유지할 필요는 없고, 반대로 연통시키므로, 고정스크롤(4)과 하우징(3) 사이에 실 구조를 형성할 필요가 없으며, 고정스크롤(4)이 지름방향으로 커지는 것을 방지할 수 있다.

또한 상부공간(16)을 보조공간으로 함으로써, 상부공간(16)을 고압공간으로 하는 구성에 비해, 기본적으로 상부공간(16)의 압력이 낮으므로, 상벽부(12)를 얇게 할 수 있다.

또, 고정스크롤(4)에 제 1 유통로(46)를 형성하고, 하우징(3)에 이 제 1 유통로(46)와 연통하는 제 2 유통로(39)를 형성함으로써, 고압의 냉매가스를 고정스크롤(4)의 배면측에 위치하는 상부공간(16)으로 유출시키는 일없이 하부공간(17)으로 유도할 수 있다.

이때, 고정스크롤(4)의 경판(41) 배면 중앙에 고압 챔버(45)를 형성함으로써, 경판(41)의 배면 중앙에는 그 밖의 부분(중간압이 작용한다)보다 큰 압력이 작용한다. 한편, 압축실(50)은 흡기포트가 형성된 외주측일수록 압력이 낮으며, 토출구(44)가 형성되는 중앙일수록 압력이 높다. 즉, 압축 시에 냉매가스로부터 큰 압력을 받는 경판(41) 중앙에는 배면측에 고압 챔버(45)가 형성되고 큰 배압이 작용하므로, 압축실(50)의 냉매가스로부터의 고압에 견딜 수 있다. 또, 경판(41) 외주측에는 중간압밖에 작용하지 않으나, 압축 시의 냉매가스 압력도 크지 않으므로, 경판(41) 외주측에서도 압축실(50)의 냉매가스로부터의 압력에 견딜 수 있다. 즉, 고정스크롤(4)의 배면측에 작용하는 압력과 압축실(50)측에 작용하는 압력의 균형을 잡아, 고정스크롤(4)의 변형을 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 케이싱(10)을 관통하여 압축기구(14)로 연통하는 흡입관(18)을, 중간압 공간인 상부공간(16)을 관통하도록 배치함으로써, 흡입관(18) 내를 유통하여 압축실(50)로 흡입되는 냉매가스가 가열되는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 용적효율의 저하를 방지할 수 있다.

또, 특허문헌 2, 3에 개시된 압축기와 같이 케이싱의 상부공간을 고압공간으로 하고, 고정스크롤의 배면측에 압축 도중의 냉매가스가 도입되는 공간을 형성하며 또 이 공간과 가동스크롤의 배압공간을 연통시키는 구성에서는, 공간을 상부공간과 구획하기 위한 커버를, 이 공간과 상부공간을 기밀상태로 구획하면서 상부공간의 고압을 이 공간에서 흡수하도록 이동 가능하게 구성할 필요가 있다. 이에 반해, 본 실시형태에서는 이와 같은 구성은 필요 없으며, 중간압인 상부공간(16)과 고압 챔버(45) 및 제 1 유통로(46) 등 고압공간과의 실은 고정되어도 되므로, 신뢰성을 향상시킬 수 있음과 더불어 원가를 저감시킬 수 있다.

〈제 2 실시형태〉

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

상기 제 1 실시형태의 유통기구(1A)는 고정스크롤(4)의 경판(41)에 연통로(48)를 형성하고, 압축실(50)로부터 압축 도중의 냉매가스를 상부공간(16)으로 도입하도록 구성한다. 이 제 1 실시형태 대신, 도 6에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 유통기구(1A)는 가동스크롤(5)의 경판(51)에 압축실(50)과 제 2 배압공간(24)을 연결하는 연통로(56)를 형성하고, 이 연통로(56)를 통하여 압축실(50)로부터 압축 도중의 냉매가스를 제 2 배압공간(24)으로 도입하도록 구성한다.

본 실시형태에서도, 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)은 하우징(3)과 고정스크롤(4) 사이의 틈새를 통하여 연통되어 있으므로, 압축 도중의 냉매가스의 압력 변동을 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)을 합한 대용량의 공간에서 흡수하게 된다. 그 결과, 가동스크롤(5)에 작용하는 배압의 변동을 억제할 수 있으며, 가동스크롤(5)에 부여되는 밀어붙이는 힘을 안정시킬 수 있다. 이러한 경우에도, 상부공간(16)은 압축 도중의 냉매가스의 압력 변동을 완충하는 보조공간으로서 기능한다. 그 밖의 구성 및 작용효과는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

〈제 3 실시형태〉

다음에, 본 발명의 제 3 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 유통기구(1A)는, 제 1 실시형태에서 고정스크롤(4)에 연통로(48)를 형성하는 대신, 고정스크롤(4)에서 가동스크롤(5)에 걸쳐 연통로(80)를 형성하도록 한 것이다.

즉, 상기 연통로(80)는 고정스크롤(4)에 형성된 1차측 통로(81)와, 가동스크롤(5)에 형성된 2차측 통로(82)를 구비한다. 이 1차측 통로(81)는 고정스크롤(4)의 외주벽부(43) 하면에 형성된 오목부에 의해 구성되며, 하면이 가동스크롤(5) 경판(51)의 외주부 상면에 의해 폐쇄된다. 상기 1차측 통로(81)는 외주벽부(43)의 내주 끝단에서 외주 끝단을 향해 이어진다. 상기 1차측 통로(81)의 일단은 외주벽부(43)의 내주면으로 개구되며, 가동스크롤(5)의 랩(52)이 고정스크롤(4)의 외주벽부(43)에 접하여 형성된 중간압 상태인 압축실(50)로 연통된다. 상기 1차측 통로(81)의 타단은 외주벽부(43)의 하면 중간에 위치하며, 상시 가동스크롤(5)의 경판(51)이 접하는 외주벽부(43)의 하면에 위치한다.

한편, 상기 2차측 통로(82)는 가동스크롤(5)의 경판(51)을 앞면에서 배면에 걸쳐 상하로 관통하도록 형성된다. 그리고, 상기 2차측 통로(82)의 일단인 하단은 제 2 배압공간(24)으로 상시 연통된다. 상기 2차측 통로(82)의 타단인 상단은 경판(51)을 앞면으로 하여 개구되며, 가동스크롤(5)의 공전에 따라 도 8의 쇄선으로 나타내는 원궤적을 그리면서 이동하여, 1차측 통로(81)의 타단으로 간헐적으로 연통하도록 구성된다.

따라서, 본 실시형태에서는 가동스크롤(5)이 공전하면, 1차측 통로(81)와 2차측 통로(82)가 간헐적으로 연통된다. 그리고, 상기 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)은 하우징(3)과 고정스크롤(4) 사이의 틈새를 통하여 연통되므로, 압축 도중인 냉매가스의 압력 변동을 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)을 합한 대용량의 공간에서 흡수하게 된다. 그 결과, 가동스크롤(5)에 작용되는 배압 변동을 억제할 수 있으며, 가동스크롤(5)에 부여되는 밀어붙이는 힘을 안정시킬 수 있다. 이러한 경우에도 상부공간(16)은 압축 도중의 냉매가스의 압력 변동을 완충하는 보조공간으로서 기능한다. 그 밖의 구성 및 작용효과는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

〈제 4 실시형태〉

다음에, 본 발명의 제 4 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 9에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 유통기구(1A)는, 제 3 실시형태에 있어서 고정스크롤(4)에서 가동스크롤(5)에 걸쳐 연통로(80)를 형성하는 대신, 가동스크롤(5)에서 고정스크롤(4)에 걸쳐 연통로(80)를 형성하도록 한 것이다.

즉, 상기 연통로(80)는 가동스크롤(5)에 형성된 1차측 통로(81)와, 고정스크롤(4)에 형성된 2차측 통로(82)를 구비한다. 이 1차측 통로(81)는 가동스크롤(5)의 경판(51)에 형성된 “U”자형의 통로에 의해 구성되고, 양 끝이 가동스크롤(5)의 경판(51) 앞면으로 개구한다. 상기 1차측 통로(81)는 경판(51) 중앙부에서 외주 끝단을 향해 이어진다. 상기 1차측 통로(81)의 일단은, 가동스크롤(5)의 랩(52)이 고정스크롤(4)의 외주벽부(43)에 접하여 형성된 중간압 상태인 압축실(50)로 연통된다. 상기 1차측 통로(81)의 타단은 상시 가동스크롤(5)의 경판(51)이 접하는 고정스크롤(4)의 외주벽부(43) 하면에 대향한다.

한편, 상기 2차측 통로(82)는 고정스크롤(4)의 외주벽부(43)를 앞면에서 배면에 걸쳐 상하로 관통하도록 형성된다. 그리고, 상기 2차측 통로(82)의 일단인 상단은 상부공간(16)으로 상시 연통된다. 상기 2차측 통로(82)의 타단인 하단은, 외주벽부(43)의 앞면인 하면으로 개구한다. 그리고 상기 가동스크롤(5)의 공전을 따라, 상기 1차측 통로(81)의 타단이 2차측 통로(82)의 하단으로 간헐적으로 연통하도록 구성된다.

따라서, 본 실시형태에서는 가동스크롤(5)이 공전하면 1차측 통로(81)와 2차측 통로(82)가 간헐적으로 연통된다. 그리고, 상기 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)은 하우징(3)과 고정스크롤(4) 사이의 틈새를 통하여 연통되므로, 압축 도중의 냉매가스의 압력 변동을 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)을 합한 대용량의 공간에서 흡수하게 된다. 그 결과, 가동스크롤(5)에 작용되는 배압 변동을 억제할 수 있으며, 가동스크롤(5)에 부여되는 밀어붙이는 힘을 안정시킬 수 있다. 이러한 경우에도 상부공간(16)은 압축 도중의 냉매가스의 압력 변동을 완충하는 보조공간으로서 기능한다. 그 밖의 구성 및 작용효과는 제 3 실시형태와 마찬가지이다.

〈제 5 실시형태〉

다음에, 본 발명의 제 5 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 10에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 유통기구(1A)는, 제 3 실시형태에 있어서 고정스크롤(4)에서 가동스크롤(5)에 걸쳐 연통로(80)를 형성하는 대신, 가동스크롤(5)에서 고정스크롤(4)에 걸쳐 연통로(80)를 형성하도록 한 것이다.

즉, 상기 연통로(80)는, 가동스크롤(5)에 형성된 1차측 통로(81)와 고정스크롤(4)에 형성된 2차측 통로(82)를 구비한다. 이 1차측 통로(81)는 가동스크롤(5)의 경판(51)에 형성된 “U”자형의 통로에 의해 구성되며, 양 끝이 가동스크롤(5)의 경판(51) 앞면으로 개구한다. 상기 1차측 통로(81)는 경판(51)의 중앙부에서 외주 끝단을 향해 이어진다. 상기 1차측 통로(81)의 일단은, 가동스크롤(5)의 랩(52)이 고정스크롤(4)의 외주벽부(43)에 접하여 형성된 중간압 상태인 압축실(50)로 연통된다. 상기 1차측 통로(81)의 타단은, 상시 가동스크롤(5)의 경판(51)이 접하는 고정스크롤(4)의 외주벽부(43) 하면에 대향한다.

한편, 상기 2차측 통로(82)는 고정스크롤(4)의 외주벽부(43)에 형성된 역“U”자형의 통로에 의해 구성되고, 양 끝이 고정스크롤(4)의 외주벽부(43) 앞면(하면)으로 개구한다. 상기 2차측 통로(82)는 외주벽부(43)의 외주부에서 반지름방향으로 이어진다. 상기 2차측 통로(82)의 일단은, 상시 가동스크롤(5)의 경판(51)이 접하는 고정스크롤(4)의 외주벽부(43) 하면에 대향한다. 상기 2차측 통로(82)의 타단은, 상시 가동스크롤(5)의 경판(51)이 접하지 않는 고정스크롤(4) 외주벽부(43)에서의 외주부 하면에 대향하여, 상시 개구한다.

따라서, 본 실시형태에서는 가동스크롤(5)이 공전하면, 1차측 통로(81)의 외주 끝단과 2차측 통로(82)의 내주 끝단이 간헐적으로 연통된다. 그리고, 상기 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)은 하우징(3)과 고정스크롤(4) 사이의 틈새를 통하여 연통되므로, 압축 도중의 냉매가스의 압력 변동을 제 2 배압공간(24)과 상부공간(16)을 합한 대용량의 공간에서 흡수하게 된다. 그 결과, 가동스크롤(5)에 작용하는 배압의 변동을 억제할 수 있으며, 가동스크롤(5)에 부여되는 밀어붙이는 힘을 안정시킬 수 있다. 이러한 경우에도 상부공간(16)은 압축 도중의 냉매가스의 압력 변동을 완충하는 보조공간으로서 기능한다. 그 밖의 구성 및 작용효과는 제 3 실시형태와 마찬가지이다.

〈그 밖의 실시형태〉

본 발명은, 상기 실시형태에 대해 이하와 같은 구성으로 하여도 된다.

즉, 각 실시형태에서는 하우징(3)에 의해 케이싱(10) 내를 상부공간(16)과 하부공간(17)으로 구획하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 케이싱(10)을 구획하는 구획부재를 설치하여, 이 구획부재에 의해 보조공간을 형성하도록 구성하여도 된다.

또, 각 실시형태에서는 상부공간(16)을 보조공간으로 하고 하부공간(17)을 고압공간으로 하나, 하부공간(17)을 흡입압력인 저압공간으로 하여도 된다.

또 하부공간(17)을 보조공간으로 하고, 상부공간(16)을 고압공간 또는 저압공간으로 하여도 된다. 이 경우, 하부공간(17)과 제 2 배압공간(24)을 연통시켜, 제 2 배압공간(24)을 중간압으로 한다.

또, 제 1 실시형태에서는 연통로(48)에 역지밸브로서 리드밸브(49)를 설치하나, 이와 다른 형식의 역지밸브를 설치하여도 된다. 혹은, 역지밸브를 설치하지 않는 구성이라도 된다. 이 경우에는 냉매가스가 압축실(50)과 상부공간(16)을 쉽게 왕래하지 않도록, 연통로(48)를 어느 정도 작게 형성해 두는 것이 좋다.

또, 각 실시형태는 냉매회로에 설치한 스크롤 압축기(1)에 대해 설명하였으나, 본 발명의 스크롤 압축기(1)는 각종 유체를 압축하는 것에 적용하여도 된다.

그리고, 이상의 각 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 혹은 그 용도범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.

산업상 이용 가능성

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명은 가동스크롤의 배면에 중간압을 작용시켜, 이 가동스크롤을 고정스크롤측으로 밀어붙이는 스크롤 압축기에 대해 유용하다.

1 : 스크롤 압축기 1A : 유통기구
3 : 하우징(구획부재) 4 : 고정스크롤
5 : 가동스크롤 6 : 구동 모터(모터)
7 : 구동축 10 : 케이싱
16 : 상부공간(보조공간) 18 : 흡입관
19 : 토출관 23 : 제 1 배압공간(중앙공간)
24 : 제 2 배압공간(배압공간) 39 : 제 2 유통로
45 : 고압 챔버 46 : 제 1 유통로
48, 56, 80 : 연통로 49 : 리드밸브(역지밸브)
50 : 압축실

Claims (13)

1. 케이싱(10)과, 이 케이싱(10)에 수납되고 또한 고정스크롤(4) 및 가동스크롤(5)을 갖는 동시에 이 고정스크롤(4)과 가동스크롤(5)과의 사이에 압축실(50)이 형성된 압축기구(14)와, 상기 케이싱(10)에 수납되고 또한 상기 압축기구(14)에 구동축(7)을 개재하여 연결된 모터(6)를 구비한 스크롤 압축기에 있어서,
   상기 가동스크롤(5)의 배면측에 설치되며, 이 가동스크롤(5)과의 사이에 배압공간(24)을 형성하는 동시에, 상기 케이싱(10) 내를 상기 압축기구(14)의 수납공간과 상기 모터(6)의 수납공간으로 구획하는 하우징(3)을 구비하고,
   상기 하우징(3)에 의해 구획된 케이싱(10) 내의 압축기구(14)의 수납공간은, 상기 배압공간(24)에 연통하고, 상기 배압공간(24)의 압력 변동을 흡수하기 위한 완충공간인 보조공간(16)으로 구성되고,
   상기 배압공간(24) 및 보조공간(16)과 압축 도중인 상기 압축실(50)과의 사이를 유체가 유통 가능하게 하는 유통기구(1A)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유통기구(1A)는, 상기 고정스크롤(4)에서 가동스크롤(5)에 걸쳐 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 배압공간(24)을 연결하는 연통로(80)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 유통기구(1A)는, 상기 가동스크롤(5)에서 고정스크롤(4)에 걸쳐 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 보조공간(16)을 연결하는 연통로(80)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유통기구(1A)는, 상기 가동스크롤(5)에서 고정스크롤(4)에 걸쳐 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 배압공간(24)을 연결하는 연통로(80)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 유통기구(1A)는, 상기 고정스크롤(4)에 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 보조공간(16)을 연결하는 연통로(48)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 유통기구(1A)는, 상기 가동스크롤(5)에 형성되며, 상기 압축실(50)과 상기 배압공간(24)을 연결하는 연통로(56)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 청구항 4∼6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연통로(80)는, 가동스크롤(5)이 선회됨에 따라 간헐적으로 연통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 청구항 7 또는 8에 있어서,
    상기 연통로(48, 56)에는, 상기 압축실(50)로의 유체의 역류를 저지하는 역지밸브(49)가 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정스크롤(4)의 배면측에는, 상기 압축실(50)에서 압축된 유체가 토출되는 고압 챔버(45)가 상기 보조공간(16)과 구획되어 형성되며,
    상기 고압 챔버(45)와 상기 모터(6)의 수납공간을 연결하는 유통로(46, 39)가 상기 고정스크롤(4)에서 하우징(3)에 걸쳐 형성되고,
    상기 케이싱(10)에는, 상기 모터(6)의 수납공간으로 연통하는 토출관(19)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동스크롤(5)과 상기 하우징(3) 사이의 공간은 상기 구동축(7)이 관통하는 중앙공간(23)과, 이 중앙공간(23)보다 외주측에 형성된 상기 배압공간(24)으로 구획되며,
    상기 중앙공간(23)은, 유체의 토출압력 분위기로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이싱(10)을 관통하여 상기 보조공간(16)을 지나 상기 압축실(50)로 연통하는 흡입관(18)을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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