KR101521933B1 - 스크롤 압축기 및 이를 적용한 냉동기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기 및 이를 적용한 냉동기기에 관한 것이다. 본 발명은, 응축기 출구에서 냉매를 압축기로 재유입시키는 인젝션관을 상기 압축기에 구비된 인젝션통로에 압입하여 결합함으로써 인젝션관의 조립공정을 간소화하고 실링부재의 사용을 배제하여 실링부재의 사용시 그 실링부재의 손상으로 인해 압축기의 실링력 저하를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 인젝션통로를 통해 중간압축실로 주입되는 냉매가 배압통로를 통해 누설되는 것을 방지할 수 있어 스크롤 압축기를 구비한 냉동기기의 성능이 향상될 수 있다.

스크롤 압축기, 배압, 인젝션, 압입

Description

스크롤 압축기 및 이를 적용한 냉동기기{SCOROLL COMPRESSOR AND REFRIGSRATOR HAVING THE SAME}

본 발명은 냉동사이클의 중간에서 중간압축실로 냉매를 바이패스시켜 압축기 용량을 가변시키는 스크롤 압축기 및 이를 적용한 냉동기기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 대향하는 한 쌍의 스크롤에 의해 형성되는 압축실의 체적을 변화시켜 냉매가스를 압축하는 압축기이다. 스크롤 압축기는 왕복동식 압축기 또는 로타리 압축기에 비해 효율이 높고, 진동 및 소음이 낮으며, 소형 및 경량화가 가능하여 특히 공기조화기에 넓게 사용되고 있는 추세이다.

상기 스크롤 압축기는 냉매가 압축실로 공급되는 유형에 따라 저압식과 고압식으로 구분될 수 있다. 즉, 저압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 통해 압축실로 간접 흡입되는 것으로 상기 케이싱의 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 나뉘어져 있다. 반면, 고압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 거치지 않고 직접 압축실로 공급되었다가 상기 케이싱의 내부공간으로 토출되는 것으로 상기 케이싱의 내부공간 전체가 토출공간으로 이루어진다.

그리고 상기 스크롤 압축기는 압축실의 실링방식에 의해서도 팁실방식과 배 압방식으로 구분될 수 있다. 즉, 상기 팁실방식은 각 스크롤의 랩 선단에 팁실을 설치하여 압축기의 운전시 팁실이 부상하면서 맞은편 스크롤의 경판부에 밀착되도록 하는 방식이다. 반면, 배압방식은 한 쪽 스크롤의 배면에 배압실을 형성하고 그 배압실에 중간압의 오일이나 냉매를 유도하여 상기 스크롤이 배압실의 압력에 밀려 맞은 편 스크롤에 밀착되도록 하는 방식이다. 통상, 팁실방식은 저압식 스크롤 압축기에 적용되는 반면 배압방식은 고압식 스크롤 압축기에 적용되고 있다.

그리고 상기 스크롤 압축기는 냉매의 순환 방식에 의해서도 고정용량식과 가변용량식으로 구분될 수 있다. 즉, 고정용량식은 압축기에서 토출되는 냉매 전체가 응축기와 팽창기 그리고 증발기로 이루어지는 냉동사이클을 순환하여 압축기의 흡입측으로 흡입되는 방식인데 반하여, 가변용량식은 압축기에서 토출되는 냉매의 일부가 냉동사이클의 중간에서 바이패스되어 다시 압축기의 중간압축실로 유입되고 나머지는 냉동사이클을 차례대로 거쳐 압축기의 흡입측으로 흡입되는 방식이다. 통상, 가변용량식 스크롤 압축기는 응축기의 출구에서 인젝션관을 분관하고, 그 인젝션관을 압축기의 중간압축실에 연통시키며, 상기 인젝션관의 중간 또는 상기 그 인젝션관이 분관되는 지점에 냉매의 순환방향을 제어하기 위한 밸브를 설치하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에서는, 상기 인젝션관이 압축기 케이싱의 내주면과 이격된 고정스크롤의 상면에 연결됨에 따라 그 인젝션관 또는 인젝션관을 연결하기 위한 연결관이 상기 고정스크롤에 긴밀하게 결합되기 위해서는 오링과 같은 실링부재가 구비되어야 하고 이로 인해 상기 인젝션관을 연결하기 위 한 조립공정이 복잡할 뿐만 아니라 유기물 재질인 오링이 냉매와 반응하거나 고열에 의해 손상되어 실링력이 저하되는 문제점이 있었다. 예를 들어, 도 1에서와 같이 종래에는 압축기 케이싱(10)에 중간연결관(11)이 삽입되어 용접(W1) 결합되고, 상기 고정스크롤(12)의 인젝션통로(12a)에는 내부연결관(13)이 삽입되어 결합되며, 상기 중간연결관(11)에 삽입되어 용접(W2) 결합되는 외부연결관(14)이 상기 내부연결관(13)에 삽입되어 용접(W3) 결합되고 있다. 이 경우, 상기 중간연결관(11)이 케이싱(10)에 용접되고 상기 외부연결관(14)이 중간연결관(11)과 내부연결관(13)에 용접되는 등 용접부위가 많을 뿐만 아니라 상기 내부연결관(13)과 인젝션통로(12a) 사이에 설치되는 오일이 전술한 바와 같이 손상될 경우 압축실에 대한 실링력이 저하되어 냉매가 누설될 우려가 있는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 상기 인젝션관이 인젝션통로에 연결될 때 오링과 같은 별도의 실링부재 없이도 실링력을 유지할 수 있도록 하여 인젝션관의 연결작업을 용이하게 할 수 있고 실링력에 대한 신뢰성이 유지될 수 있는 스크롤 압축기 및 이를 구비한 냉동기기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 내부공간을 갖는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 고정되는 고정스크롤; 및 상기 고정스크롤에 맞물려 선회운동을 하면서 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하는 선회스크롤;을 포함하고, 상기 케이싱의 외부에서 냉동사이클에 연결되어 냉매의 일부를 중간압축실로 안내하기 위한 인젝션관이 상기 케이싱을 관통하여 압축실에 연통되도록 결합되고, 상기 인젝션관은 상기 케이싱의 내주면에 밀착되는 프레임 또는 고정스크롤의 외주면에 압입되어 결합되는 스크롤 압축기가 제공된다.

또, 압축기; 상기 압축기의 토출측에 연결되는 응축기; 상기 응축기에 연결되는 팽창기; 및 상기 팽창기에 연결되고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 증발기;를 포함하고, 상기 압축기는 냉동사이클의 중간에서 중간압축실에 연통되는 인젝션관이 압축기 케이싱에 밀착되는 프레임 또는 고정스크롤의 외주면에 압입되어 결합되는 스크롤 압축기로 이루어지는 냉동기기가 제공된다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기 및 이를 구비한 냉동기기는, 상기 인젝션관을 인젝션통로에 압입하여 결합함으로써 인젝션관의 조립공정을 간소화하고 실링부재의 사용을 배제하여 실링부재의 사용시 그 실링부재의 손상으로 인해 압축기의 실링력 저하를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 인젝션통로를 통해 중간압축실로 주입되는 냉매가 배압통로를 통해 누설되는 것을 방지할 수 있어 스크롤 압축기를 구비한 냉동기기의 성능이 향상될 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기 이를 구비한 냉동기기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 고압식 스크롤 압축기는, 밀폐된 내부공간을 갖는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 상하 양측 내부공간에 각각 고정되는 메인프레임(20) 및 서브프레임(미도시)과, 상기 메인프레임(20)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착되어 회전력을 발생하는 구동모터(30)와, 상기 메인프레임(20)의 상면에 고정 설치되고 상기 가스흡입관(SP)이 직접 결합되는 고정스크롤(40)과, 상기 고정스크롤(40)에 맞물려 압축실(P)을 형성하도록 상기 메인프레임(20)의 상면에 선회 가능하게 얹히는 선회스크롤(50)과, 상기 선회스크롤(50)과 메인프레임(20) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(50)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(미도시)이 포함된다.

상기 케이싱(10)은 그 밀폐된 내부공간이 상기 메인프레임(20)과 고정스크롤(40)에 의해 상측공간(S1)과 하측공간(S2)으로 구획되어 그 상측공간(S1)과 하측공간(S2)이 모두 고압상태를 유지하고, 상기 케이싱(10)의 하측공간(S2) 바닥면에는 오일이 채워진다. 그리고, 상기 케이싱(10)의 상측공간(S1)에는 상기 가스흡입관(SP)이 관통하도록 결합되고, 상기 케이싱(10)의 하측공간(S2)에는 가스토출관(DP)이 연통하도록 결합된다.

상기 메인프레임(20)은 그 중앙에 축수구멍(21)이 관통 형성되고, 그 축수구멍(21)의 상단에는 후술할 구동축(32)을 통해 흡상되는 오일이 모이도록 오일포켓(22)이 형성된다. 그리고, 상기 메인프레임(20)의 상면 가장자리에는 흡입되는 냉매의 일부와 흡상되는 오일의 일부가 섞여 중간압을 갖는 배압실(S3)을 이루도록 배압홈(23)이 형성되고, 상기 배압홈(23)의 안쪽에는 상기 실링부재(60)가 삽입되어 상기 오일포켓(22)에 고이는 오일이 고압을 유지할 수 있도록 실링하는 실링홈(미부호)이 환형으로 형성된다. 상기 배압실(S3)은 메인프레임(20)의 배압홈(23)과 후술할 고정스크롤(40)의 경판부(41) 그리고 후술할 선회스크롤(50)의 경판부(51)가 조합되어 공간을 형성한다.

상기 구동모터(30)는 상기 케이싱(10)의 내부에 고정되어 외부에서 전원을 인가받도록 코일(31)을 갖는 고정자(미도시)와, 상기 고정자(31)의 내부에 일정 공극을 두고 배치되어 상기 고정자와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(미도시)와, 상기 회전자에 열박음으로 결합되어 상기 구동모터(30)의 회전력을 상기 선회스크롤(50)에 전달하는 구동축(32)으로 이루어진다. 상기 구동축(32)은 축방향으로 오 일유로(32a)가 관통 형성되고, 상기 오일유로(32a)의 하단에는 오일펌프(미도시)가 설치된다.

상기 고정스크롤(40)은 그 경판부(41) 저면에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 이루는 고정랩(42)이 나선형으로 형성되고, 상기 경판부(41)의 측면에는 상기 가스흡입관(SP)이 직접 연통되는 흡입구(43)가 형성되며, 상기 경판부(41) 상면 중앙에는 압축된 냉매를 상기 케이싱(10)의 상측공간(S1)으로 토출하는 토출구(44)가 형성된다. 그리고 상기 경판부(41)의 저면, 즉 상기 선회스크롤(50)과 함께 스러스트베어링면을 이루는 면에서 상기 압축실(P)을 이루는 랩과 랩 사이에는 상기 압축실(P)과 배압실(S3)이 연통되도록 배압통로(110)가 형성된다.

상기 배압통로(110)는 도 3 및 도 4에서와 같이, 상기 배압실(S3)에 연통되는 제1 배압구멍(111)과, 상기 압축실(P)에서 연통되는 제2 배압구멍(112)과, 상기 제1 배압구멍(111)과 제2 배압구멍(112)이 서로 연통되도록 상기 고정스크롤(40)의 외주면에서 반경방향으로 소정의 깊이만큼 형성되는 제3 배압구멍(113)으로 이루어진다. 그리고 상기 제1 배압구멍(111)의 출구단, 즉 상기 배압홈(23)에 대향되는 면에는 그 제1 배압구멍(111)이 상기 배압홈(23)과 원활하게 연통될 수 있도록 제1 배압구멍(111)보다 넓은 연통홈(114)이 형성된다. 상기 연통홈(114)은 방사상으로 긴 장방형으로 형성될 수도 있고 제1 배압구멍(111)보다 넓은 원형홈으로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 각 배압구멍들(111)(112)(113)의 직경(d1)(d2)(d3)은 대략 동일하게 형성되는 것이 유로저항을 줄일 수 있어 바람직할 수 있다.

상기 제1 배압구멍(111)과 제2 배압구멍(112) 그리고 제3 배압구멍(113)은 한 개의 유로를 이루도록 형성되고, 그 한 개의 유로는 상기 한 쌍의 압축실(P)과 교대로 연통되도록 형성된다. 즉, 상기 제2 배압구멍(112)은 한 개가 형성되고, 그 제2 배압구멍(112)은 이웃하는 고정랩들(42) 사이의 중심에 위치하도록 형성되며, 압력차에 따라 안쪽 압축실에서 바깥쪽 압축실로 냉매가 누설되지 않도록 상기 제2 배압구멍(112)의 내경(d1)은 상기 선회스크롤의 랩 두께(t) 보다 크지 않게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제3 배압구멍(113)에는 그 외측 끝단에서 소정의 깊이만큼 삽입되어 상기 제3 배압구멍(113)이 케이싱(10)의 내부공간과 분리되도록 하는 막음부재(120)가 결합된다. 상기 막음부재(115)는 비교적 탄성을 가지는 비철금속으로 압입하여 밀봉 결합하거나 또는 도 3 및 도 4에서와 같이 나사산이 구비된 금속볼트를 이용하여 소정의 깊이만큼 체결할 수도 있다. 여기서 금속볼트를 이용하는 경우, 상기 금속볼트의 머리부에는 실링용 와셔(116)를 끼워 밀봉 결합하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 선회스크롤(50)은 도 2에서와 같이, 그 경판부(51) 상면에 상기 고정스크롤(40)의 고정랩(42)과 함께 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 이루는 선회랩(52)이 나선형으로 형성되고, 상기 경판부(51) 저면 중앙에는 상기 구동축(32)에 결합되어 상기 구동모터(30)의 동력을 전달받는 보스부(53)가 형성된다.

여기서, 상기 고정랩(42)과 선회랩(52)은 랩길이가 서로 동일하게 대칭적으로 형성될 수도 있고, 상기 랩길이가 서로 다른, 즉 선회랩이 대략 180°정도 길게 비대칭 모양으로 형성될 수도 있다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 구동모터(30)에 전원이 인가되면, 상기 구동축(32)이 회전자와 함께 회전을 하면서 상기 선회스크롤(50)에 회전력을 전달하고, 이 회전력을 전달받은 상기 선회스크롤(50)은 올담링(60)에 의해 상기 메인프레임(20)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤(40)의 고정랩(42)과 상기 선회스크롤(50)의 선회랩(52) 사이에 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 형성된다. 그리고 이 압축실(P)은 상기 선회스크롤(50)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 흡입되는 냉매를 압축하게 된다.

이와 동시에, 상기 구동축(32)의 하단에 설치된 오일펌프(미도시)에서는 상기 케이싱(10)에 채워져 있는 오일을 펌핑하게 되고, 이 오일은 상기 구동축(32)의 오일유로(32a)를 통해 상단으로 흡상되면서 일부는 상기 메인프레임(20)의 축수구멍(21)으로 공급되는 반면 일부의 오일은 상기 구동축(32)의 상단에서 비산되어 상기 메인프레임(20)의 배압실(S3)로 유입된다. 그리고 이 배압실(S3)로 유입된 오일은 상기 선회스크롤(50)을 지지하여 그 선회스크롤(50)이 상기 고정스크롤(40)쪽으로 상승하도록 함으로써 상기 고정랩(42)과 선회랩(52)이 그에 대응하는 각각의 경판부(51)(41)에 밀착되면서 압축실(P)을 밀봉하게 된다.

이 상태에서, 상기 선회스크롤(50)이 지속적으로 선회운동을 하면서 냉매를 압축하게 되고, 그 압축되는 냉매의 일부가 상기 배압통로(110)를 통해 상기 배압실(S3)로 이동하여 상기 배압실(S3)의 압력을 일정하게 유지하게 된다. 여기서, 상기 배압통로(110)의 출구, 즉 제2 배압구멍(112)은 한 개만 형성되나 그 제2 배압 구멍(112)이 상기 선회랩(52)을 사이에 두고 양쪽 압축실(P)에 각각 번갈아 연통됨에 따라 오일은 상기 배압통로(110)를 통해 각 압축실(P)로 균일하게 공급될 수 있다.

한편, 상기 스크롤 압축기가 가변용량식인 경우, 상기 스크롤 압축기가 포함된 냉동사이클의 중간, 즉 응축기의 출구측에서 압축기의 중간압축실로 냉매를 재유입시켜 압축량을 증가시킴으로써 스크롤 압축기의 압축용량을 증가시킬 수 있다.

예를 들어, 도 7에서와 같이 상기 냉동사이클의 응축기(2)와 팽창기(3)를 연결하는 냉매관(5)의 중간, 즉 상기 응축기(2)의 출구측에서 인젝션관(6)이 분관되고, 그 인젝션관(6)은 도 2 및 도 3에 도시된 상기 스크롤 압축기(1)의 고정스크롤(40)에 구비되는 인젝션통로(120)에 연결된다. 상기 인젝션관(6)의 중간 또는 그 인젝션관(6)이 분관되는 지점에는 냉매의 유동을 제어하는 바이패스밸브(7)가 설치될 수 있다.

이를 위해, 도 5 및 도 6에서와 같이, 상기 고정스크롤(40)에는 압축실에서 외주면으로 관통되는 인젝션통로(120)가 형성된다. 상기 인젝션통로(120)의 입구단은 상기 고정스크롤(40)의 외주면, 즉 상기 케이싱(10)의 내주면과 밀착될 수 있는 면에 형성하는 것이 후술할 케이싱(10)의 관통구멍(10a)을 통해 상기 인젝션통로(120)의 입구를 쉽게 파악할 수 있다. 이를 통해 상기 인젝션관(6)을 인젝션통로(120)에 압입할 때 압입위치를 용이하게 잡을 수 있을 뿐만 아니라 그 인젝션통로(120)의 입구단이 상기 케이싱(10)에 밀착됨에 따라 실링측면에서도 바람직할 수 있다.

상기 인젝션통로(120)는 상기 고정스크롤(40)의 외주면에서 반경방향으로 소정의 깊이만큼 형성되는 제1 인젝션구멍(121)과, 그 제1 인젝션구멍(121)의 거의 끝단에서 상기 중간압축실로 관통되도록 축방향으로 형성되는 제2 인젝션구멍(122)으로 이루어진다.

상기 제1 인젝션구멍(121)은 그 중간에서 단차지게 형성되고, 그 일측, 즉 상기 인젝션관(6)이 연결되는 외주면쪽이 넓고 그 반대쪽인 압축실쪽이 좁게 형성된다. 상기 인젝션통로(120)의 압축실쪽 끝단, 즉 제2 인젝션구멍(122)의 끝단은 선회스크롤(50)의 선회랩(52) 두께보다 크지 않게 형성되는 것이 상기 인젝션통로(120)를 통해 주입되는 냉매가 양쪽 압축실에 함께 연통되어 냉매가 누설되는 것을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.

그리고 상기 제1 인젝션구멍(121)에는 그 제1 인젝션구멍(121)의 내부에서 상기 케이싱(10)의 외부까지 연장되어 그 외주면이 상기 제1 인젝션구멍(121)의 내주면에 압착되도록 제1 연결관(131)이 압입되고, 상기 제1 연결관(131)에 상기 인젝션관(6)이 삽입되어 용접(W5) 결합된다. 상기 제1 연결관(131)은 인젝션관(6)과 동일 재질, 즉 동 재질로 형성되는 것이 용접력을 높일 수 있어 바람직하다.

그리고 상기 제1 연결관(131)의 외주면에는 제2 연결관(132)이 삽입되어 용접 결합되고, 상기 제2 연결관(132)은 상기 케이싱(10)에 삽입되어 용접(W6) 결합된다. 상기 케이싱(10)에는 상기 제2 연결관(132)이 삽입될 수 있도록 관통구멍(10a)이 형성된다. 여기서, 상기 제1 연결관(131)을 제1 인젝션구멍(121)에 쉽게 압입하기 위해서는 상기 케이싱(10)의 외부에서 볼 때 상기 제1 인젝션구멍(121)의 입구부 전체가 상기 케이싱(10)의 관통구멍(10a)을 통해 확인될 수 있도록 하는 것이 좋다. 따라서 상기 관통구멍(10a)의 직경이 인젝션통로(120)의 직경보다 넓게 형성되고 상기 관통구멍(10a)과 인젝션통로(120)가 동심상에 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 연결관(131)은 인젝션관(6)과 연결되는 바깥쪽 직경이 넓고 상기 제1 인젝션구멍(121)에 압입되는 안쪽 직경이 작게 형성된다.

그리고 상기 인젝션통로(120), 보다 정확하게는 상기 제2 인젝션구멍(122)은 그 형성위치에 따라서는 냉동사이클의 중간에서 주입되는 냉매가 배압실(S3)로 누설되어 오히려 압축기의 성능이 저하될 수도 있다. 따라서, 상기 제2 인젝션구멍(122)은 배압통로(110)보다 상대적으로 압축실의 토출측 가깝게보다 정확하게는 적어도 30°이상의 위상차를 갖도록 형성되는 것이 상기 인젝션통로(120)를 통해 중간압축실로 주입되는 냉매가 배압통로(110)로 누설되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 바람직하다. 그리고 상기 제2 인젝션구멍(122)의 직경도 상기 배압통로(110)의 직경보다 작지 않게, 대략 동일하게 형성되는 것이 냉매의 주입량을 원활하게 할 수 있어 바람직할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 상기 인젝션통로가 고정스크롤에 형성되는 경우에 관한 것이나, 상기 인젝션통로는 도면으로 도시하지는 않았으나 메인프레임과 고정스크롤에 서로 연통되도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 메인프레임에는 인젝션통로의 입구측이 형성되는 반면 상기 고정스크롤에는 인젝션통로의 출구측이 형성된다. 그리고 상기 인젝션통로의 입구측은 전술한 실시예와 같이 그 입구단이 상기 케이싱의 내주면과 밀착되는 메인프레임의 외주면에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

이렇게 하여, 상기 인젝션관 또는 인젝션관에 연결되는 연결관이 상기 인젝션통로에 압입되어 결합됨에 따라 상기 인젝션관을 인젝션통로에 조립하는 조립공정이 간소화되에 제조비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 인젝션관을 연결하는 과정에서 오일과 같은 실링부재의 사용을 배제함에 따라 실링부재의 손상으로 인해 압축실의 실링력이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또, 상기 인젝션통로와 배압통로 사이의 간격이 적정 위상차를 유지하여 상기 인젝션통로를 통해 중간압축실로 주입되는 냉매가 배압실로 누설되는 것을 방지하여 스크롤 압축기의 성능이 향상될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기가 냉동기기에 적용되는 경우, 그 냉동기기의 효율을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 도 8에서와 같이 본 발명의 냉동기기(700)는 스크롤 압축기(1), 응축기(2), 팽창기(3) 그리고 증발기(4)를 포함하고 상기 응축기(2)를 통과한 냉매의 일부가 다시 스크롤 압축기(1)의 중간압축실로 주입되도록 인젝션유로를 포함하는 냉매압축식 냉동사이클로 이루어진다. 그리고 상기 냉동기기(700)의 내부에는 냉동기기(700)의 운전 전반을 제어하는 메인기판(710)에 상기 스크롤 압축기(1)를 연결하고, 그 스크롤 압축기(1)의 내부에 설치되는 고정스크롤에는 중간압축실에서 배압실로 냉매를 유출시키는 배압통로와 응축기 출구에서 중간압축실로 냉매를 재유입시키는 인젝션통로를 형성한다. 여기서, 상기 인젝션관은 전술한 바와 같이 상기 인젝션통로에 압입하여 결합할 수 있고, 상기 배압통로와 인젝션통로 사이의 간격 이 적어도 30°이상이 되도록 형성할 수 있다.

이렇게 하여, 상기 인젝션관을 인젝션통로에 압입하여 결합함으로써 인젝션관의 조립공정을 간소화하고 실링부재의 사용을 배제하여 실링부재의 사용시 그 실링부재의 손상으로 인해 압축기의 실링력 저하를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 인젝션통로를 통해 중간압축실로 주입되는 냉매가 배압통로를 통해 누설되는 것을 방지할 수 있어 스크롤 압축기를 구비한 냉동기기의 성능이 향상될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는 에어콘과 같은 냉동기계에 널리 이용될 수 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기에서 인젝션관의 연결상태를 보인 종단면도,

도 2는 본 발명 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 3은 도 2에 따른 스크롤 압축기에서 압축부를 파단하여 보인 사시도,

도 4는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서 배압통로를 확대하여 보인 종단면도,

도 5 및 도 6은 도 3에 따른 스크롤 압축기에서 인젝션통로와 인젝션관의 결합상태를 확대하여 보인 사시도 및 종단면도,

도 7은 본 발명의 스크롤 압축기가 구비된 냉동사이클을 보인 계통도,

도 8는 도 1에 따른 스크롤 압축기를 적용한 에어콘의 일실시예를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 스크롤 압축기 2 : 응축기

3 : 팽창기 4 : 증발기

5 : 냉매관 6 : 인젝션관

7 : 바이패스밸브 10 : 케이싱

20 : 메인프레임 23 : 배압홈

40 : 고정스크롤 41 : 고정스크롤 경판부

42 : 고정랩 50 : 선회스크롤

51 : 선회스크롤 경판부 110 : 배압통로

111,112,113 : 배압구멍 114 : 연통홈

115 : 막음부재 120 : 인젝션통로

121 : 제1 인젝션구멍 122 : 제2 인젝션구멍

131,132 : 제1,제2 연결관

Claims (11)

1. 밀폐된 내부공간을 가지며 관통구멍이 형성되는 케이싱;

   상기 케이싱의 내부공간에 고정되는 프레임;

   상기 프레임에 지지되어 선회운동을 하며 선회랩이 형성되는 선회스크롤;

   상기 프레임에 고정되고, 적어도 일부의 외주면이 상기 케이싱의 내주면에 밀착되며, 상기 선회스크롤의 선회랩에 맞물려 그 선회스크롤과 함께 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하도록 고정랩이 형성되고, 상기 압축실에서 상기 케이싱과 밀착되는 외주면으로 관통되는 인젝션통로가 형성되는 고정스크롤;

   상기 케이싱의 관통구멍을 통과하여 상기 고정스크롤의 인젝션통로에 삽입되는 제1 연결관; 및

   상기 제1 연결관에 삽입되어 결합되는 상기 인젝션통로에 연통되는 인젝션관;을 포함하는 스크롤 압축기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 연결관은 인젝션관과 동일 재질로 형성되는 스크롤 압축기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 연결관의 외주면에는 제2 연결관이 삽입되어 용접 결합되고, 상기 제2 연결관은 상기 케이싱에 삽입되어 용접 결합되는 스크롤 압축기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 인젝션통로는 양쪽 스크롤에 구비되어 압축실을 형성하는 랩의 두께보다 크지 않게 형성되는 스크롤 압축기.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 선회스크롤의 배면에는 상기 압축실에서 바이패스되는 냉매가 수용되도록 배압실이 형성되고, 상기 고정스크롤에는 상기 압축실과 배압실 사이를 연통시키는 적어도 한 개의 바이패스구멍이 더 형성되는 스크롤 압축기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 바이패스구멍은 인젝션통로보다 압축실의 흡입측에 상대적으로 가깝게 형성되는 스크롤 압축기.
10. 제9항에 있어서,

    상기 바이패스구멍의 직경이 인젝션통로의 직경보다 크지 않게 형성되는 스크롤 압축기.
11. 압축기;

    상기 압축기의 토출측에 연결되는 응축기;

    상기 응축기에 연결되는 팽창기; 및

    상기 팽창기에 연결되고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 증발기;를 포함하고,

    상기 압축기는 상기 제1항, 제4항, 제5항, 제6항, 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 스크롤 압축기로 이루어지는 냉동기기.

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