KR101573598B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 스크롤 압축기에는, 회전축이 구비되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버; 상기 회전축의 회전에 의하여, 선회운동을 수행하는 제 1 스크롤; 상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구를 가지는 제 2 스크롤; 상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 중간압 토출구와 연통하는 중간압 흡입구를 구비하는 배압 플레이트; 상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및 상기 제 1 스크롤 또는 제 2 스크롤에 형성되며, 상기 배압실 내의 냉매 배출을 가이드 하기 위한 배출 가이드부가 포함된다.

Description

스크롤 압축기{A SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 나선형의 랩을 갖는 고정 스크롤과 상기 고정 스크롤에 대해서 선회 운동하는 선회 스크롤을 이용한 압축기로서, 고정 스크롤과 선회스크롤이 맞물려 돌면서 그 사이에서 형성된 압축실의 용적이 선회스크롤의 선회 운동에 따라 감소되며, 이에 따라 유체의 압력이 상승되어 고정 스크롤 중심부에 뚫려있는 토출구에서 토출되는 형태의 압축기이다.
이러한 스크롤 압축기는 선회 스크롤이 선회하는 동안 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지는 특징을 가지고 있고, 이에 따라 원칙적으로 토출밸브 및 흡입밸브가 필요없게 된다. 그리고, 부품의 수가 적어 구조가 간단할 뿐만 아니라 고속회전이 가능한 특징을 갖는다. 또한, 압축에 필요한 토크의 변동이 적고, 연속적으로 흡입 및 압축이 일어나기 때문에 소음 및 진동이 작은 장점을 갖는다.
이러한 스크롤 압축기에서 중요한 것 중 하나가 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이의 누설 및 윤활문제이다. 즉, 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이에서의 누설을 방지하기 위해서는 랩의 단부와 경판부의 표면이 밀착되도록 하여 압축된 냉매가 누설되지 않도록 하여야 한다. 여기서, 상기 경판부는 상기 고정 스크롤 또는 선회 스크롤의 본체에 해당하는 부분으로서 이해된다. 즉, 상기 고정 스크롤의 경판부는 선회 스크롤의 랩에 밀착되고, 상기 선회 스크롤의 경판부는 고정 스크롤의 랩에 밀착될 수 있다.
반면에, 선회 스크롤이 고정 스크롤에 대해서 원활하게 선회 운동할 수 있도록 마찰로 인한 저항을 최소화하여야 하지만, 상기 누설과 윤활 문제는 서로 상충하는 관계에 있게 된다. 즉, 랩의 단부와 경판부의 표면을 강하게 밀착시키면, 누설의 측면에서는 유리하지만 마찰이 증가하여 소음 및 마모로 인한 손상이 증가하게 된다. 반면에, 밀착 강도를 낮게 하면, 마찰은 감소하지만 실링력이 낮아져 누설이 증가하게 된다.
따라서, 종래에는 선회 스크롤 또는 고정 스크롤의 배면에 토출압과 흡입압의 사이값으로 정의되는 중간압을 갖는 배압실을 형성하여 실링 및 마찰 감소의 문제를 해소하여 왔다. 즉, 선회 스크롤과 고정 스크롤 사이에 형성된 복수 개의 압축실 중 중간압을 갖는 압축실과 연통되는 배압실을 형성하여, 선회 스크롤과 고정 스크롤이 적정한 정도로 밀착되도록 함으로써, 누설 및 윤활 문제를 해소할 수 있는 것이다.
한편, 상기 배압실은 선회 스크롤의 저면 또는 고정 스크롤의 상부면에 위치하는 경우가 있으며, 이를 편의상 각각 하부 배압식 및 상부 배압식 스크롤 압축기라 칭한다. 하부 배압식 스크롤 압축기의 경우 구조가 간단하고 바이패스 홀 등을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있지만 선회 운동하는 선회 스크롤의 저면에 배압실이 위치하므로 배압실의 형태 및 위치가 선회 운동에 따라 변하게 되어 선회 스크롤이 틸팅하면서 진동 및 소음이 발생될 우려가 높고, 누설을 방지하기 위해 삽입되는 오링의 마모가 빠른 문제가 있었다. 한편, 상부 배압식의 경우 상대적으로 구조가 복잡하지만 배압실이 고정된 형태 및 위치를 가지고 있으므로, 고정 스크롤이 틸팅될 우려가 적고, 배압실의 실링도 양호한 장점을 갖는다.
대한민국 특허출원 제10-2000-0037517호(발명의 명칭 : 베어링하우징을 가공하기 위한 방법 및 베어링하우징을 포함하는 스크롤머신)은 이러한 상부 배압식 스크롤 압축기의 일예를 개시하고 있다. 도 1은 상기 종래 기술에 개시된 상부 배압식 스크롤 압축기의 일 예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 스크롤 압축기(10)는 케이싱(12) 내에 고정 설치되는 메인 프레임(24)의 상부에서 선회 운동하도록 배치되는 선회 스크롤(56)과, 상기 선회 스크롤과 맞물리는 고정 스크롤(68)을 포함한다. 그리고, 상기 고정 스크롤(68)의 상부에는 배압실(78)이 형성되고, 상기 배압실을 밀폐하는 플로팅 플레이트(80)가 토출유로(74)의 외주면을 따라서 상하로 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 상기 플로팅 플레이트(80)의 상부면에는 토출 커버(22)가 설치되어 압축기 내부 공간을 흡입 공간 및 토출 공간으로 구획하고 잇다.
상기 배압실은 상기 압축실 중 하나와 연통되어 중간압이 인가되며, 그에 따라, 상기 플로팅 플레이트를 상향으로, 상기 고정 스크롤은 하향으로 압력을 받게 된다. 플로팅 플레이트가 배압실의 압력으로 인해 상승하면 그 단부가 상기 토출 커버와 접하면서 토출 공간을 밀폐하고, 고정 스크롤은 하부로 이동하면서 선회 스크롤과 밀착될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 상부 배압식 스크롤 압축기의 경우, 스크롤 압축기의 운전이 정지되었을 때 상기 배압실의 중간압 냉매가 선회 스크롤 랩에 의하여 압축실 및 흡입측으로 용이하게 배출되지 못하는 문제점이 있었다.
상세히, 스크롤 압축기의 운전이 정지되면, 상기 스크롤 압축기 내부의 압력은 소정의 압력(평압)으로 수렴하게 된다. 여기서, 상기 평압은 흡입측 압력보다 다소 높은 압력에서 형성된다. 즉 압축실의 냉매 및 토출측 냉매가 흡입측으로 배출되면서 압축기 내부는 평압으로 수렴하게 되며, 압축기의 재기동시 상기 평압으로부터 각 위치별로 압력 차이가 발생하면서 운전이 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 배압실의 냉매 또한 상기 흡입측으로 배출되면서 상기 평압으로 유지되어야 할 필요가 있다. 만약, 상기 배압실의 냉매가 배출되지 못하는 경우, 상기 고정 스크롤이 배압실의 압력에 의하여 하방으로 가압되어 선회 스크롤에 밀착된 상태가 유지된다.
그리고, 상기 배압실의 냉매가 배출되지 못하면, 배압실의 압력이 중간압으로 유지되며, 이에 따라 플로팅 플레이트는 상방으로 이동하여 토출 커버와 접하게 된다. 결국, 토출측 냉매의 배출경로가 차단되어, 상기 토출측 냉매가 압축기의 흡입 측으로 배출되지 못하고 고정 스크롤을 하방으로 더 가압하는 현상이 나타난다.
이와 같이, 상기 고정 스크롤이 가압되어 선회 스크롤에 일정수준 이상으로 밀착된 상태가 유지되면, 스크롤 압축기가 신속하게 재기동 되는 것이 쉽지 않게 된다. 결국, 신속한 재기동을 위하여 압축기의 높은 초기 토크가 요구되며, 초기 토크가 커질 경우, 소음 및 마모가 발생하게 되고 압축기의 운전효율이 감소하게 된다.
이와 같이, 배압실의 냉매는, 압축기의 정지시 압축실 및 흡입측으로 배출되어야 한다.
그러나, 종래의 상부 배압식 스크롤 압축기의 경우, 압축기가 운전되다가 정지하면, 선회운동 하던 선회 스크롤의 랩은 고정 스크롤의 경판부의 일 지점에 위치될 수 있다. 이 때, 상기 선회 스크롤의 랩의 단부가, 상기 배압실과 연통되는 경판부의 일 지점, 즉 상기 배압실로 중간압의 냉매를 배출하기 위한 토출구를 막은 상태에서 정지될 가능성이 있다.
상기 토출구가 상기 선회 스크롤의 랩에 의하여 막혀지는 경우, 상기 배압실의 냉매가 압축실 및 흡입측으로 배출되는 것이 제한되며, 이에 따라 상기한 바와 같이, 압축기의 신속한 재기동이 제한된다.
도 1에는, 종래의 스크롤 압축기의 운전 및 정지시 압축기 내부의 압력 변화가 도시된다. 여기서, P1은 압축기에서 토출된 냉매의 압력, P2는 배압실의 냉매 중간압, P3는 토출 커버측의 냉매 압력, P4는 흡입측의 냉매 압력을 나타낸다.
상세히, 도 1을 참조하면, 종래의 스크롤 압축기는 운전 후 시간 t0에서 정지될 수 있다. 정지 후, 스크롤 압축기의 내부는 소정의 압력으로 수렴될 수 있다.
그러나, 배압실의 냉매가 압축실 및 압축기의 흡입측으로 배출되지 못하면서, 압축기의 내부 압력은 평압으로 유지되는 것이 제한된다. 즉, 압축기의 흡입측 압력(P4)과, 그 외의 압력들이 평압을 형성하는 것이 제한되며, 소정의 압력 차이(△P)를 형성한다.
그리고, 압축기의 정지 이후, t1에서 압축기가 다시 운전되더라도 신속한 재기동이 제한된다. 즉, 선회 스크롤이 회전하면서 압축기 내부에서의 압력 차이가 신속하게 발생하여야 하는데, 소정의 시간이 경과한 후 t2에서 재기동이 이루어지게 되는 문제점이 나타난다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 압축기가 정지하였을 때 배압실의 중간압 냉매가 배출되도록 하여, 압축기의 재기동이 신속하게 이루어지도록 하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 스크롤 압축기에는, 회전축이 구비되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버; 상기 회전축의 회전에 의하여, 선회운동을 수행하는 제 1 스크롤; 상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구를 가지는 제 2 스크롤; 상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 중간압 토출구와 연통하는 중간압 흡입구를 구비하는 배압 플레이트; 상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및 상기 제 1 스크롤 또는 제 2 스크롤에 형성되며, 상기 배압실 내의 냉매 배출을 가이드 하기 위한 배출 가이드부가 포함된다.
또한, 상기 다수의 압축실에서 냉매가 압축되는 과정에서, 상기 배압실은 상기 배출 가이드부를 통하여 상기 압축실에 연통되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매의 압축과정이 중단되면, 상기 배압실의 냉매는 배출 가이드부를 통하여, 배압실의 압력보다 낮은 압력을 가지는 영역으로 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 스크롤에는, 상기 회전축에 결합되는 제 1 경판부 및 상기 제 1 경판부로부터 일방향으로 연장되는 제 1 랩이 포함되며, 상기 배출 가이드부에는, 상기 제 1 랩의 적어도 일부분이 함몰되어 구성되는 함몰부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 스크롤에는, 상기 배압 플레이트에 결합되는 제 2 경판부 및 상기 제 2 경판부로부터 상기 제 1 경판부를 향하여 연장하는 제 2 랩이 포함되며, 상기 함몰부는, 상기 제 2 경판부를 바라보는, 상기 제 1 랩의 일면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 함몰부의 폭(W)은 0.3mm 이하의 값을 가진다.
또한, 상기 함몰부의 깊이(D)는 상기 제 1 랩 두께(T)의 2/3 이하의 값을 가진다.
또한, 상기 제 2 스크롤에 형성되며, 상기 다수의 압축실에서 압축된 토출압을 가지는 냉매를 배출하는 토출구; 및 상기 배압 플레이트에 형성되며, 상기 토출구와 연통하여 냉매를 상기 토출커버측으로 가이드 하는 중간 토출구가 더 포함된다.
또한, 상기 토출구의 일측에 이동 가능하게 제공되는 토출 밸브장치가 더 포함되며, 상기 토출 밸브장치는 냉매의 압축과정에서 상기 토출구를 개방하고, 냉매의 압축과정이 중단되면 상기 토출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플로팅 플레이트에는, 상기 토출커버를 향하여 돌출하는 리브가 더 포함되며, 상기 리브는 냉매의 압축과정에서 상기 토출커버에 접하고, 냉매의 압축과정이 중단되면 상기 토출커버로부터 멀어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 스크롤의 적어도 일부분이 관통되어 형성되며, 상기 다수의 압축실 중 일 압축실에 연통하는 바이패스 홀; 및 상기 바이패스 홀을 선택적으로 개방하는 바이패스 밸브가 더 포함된다.
또한, 상기 배출 가이드부는 상기 중간압 토출구의 적어도 일부분을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 스크롤에는, 상기 배압 플레이트에 결합되는 제 2 경판부 및 상기 제 2 경판부로부터 연장하는 제 2 랩이 포함되며, 상기 배출 가이드부는, 상기 제 2 랩에 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 스크롤 압축기에는, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버; 상기 토출커버와 이격되어 배치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 일측에 제공되며, 선회 운동하는 제 1 스크롤; 상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 압축된 냉매가 토출되는 토출구를 가지는 제 2 스크롤; 상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 토출구를 선택적으로 개폐하는 토출 밸브장치가 구비되는 배압 플레이트; 상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 상기 제 1 스크롤 또는 제 2 스크롤에 형성되며, 상기 배압실 내의 냉매를 배출시키기 위한 배출 가이드부; 및 상기 배압실의 냉매를 상기 배출 가이드부로 전달하는 바이패스 유로가 포함되며, 상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 폐쇄한 상태에서, 상기 배압실의 냉매는 상기 바이패스 유로와 배출 가이드부를 경유하여 유동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이패스 유로에는, 상기 제 2 스크롤의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 중간압 토출구; 및 상기 배압 플레이트의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 중간압 흡입구가 포함된다.
또한, 상기 제 1 스크롤에는, 상기 메인 프레임에 놓여지는 제 1 경판부 및 상기 제 1 경판부로부터 일방향으로 연장되는 제 1 랩이 포함되며, 상기 배출 가이드부에는, 상기 제 1 랩의 적어도 일부분이 함몰되어 구성되는 함몰부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 함몰부는, 상기 중간압 토출구에 접하도록 배치되는 상기 제 1 랩의 단부 면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이싱의 내부에 제공되며, 전원이 인가되어 상기 제 1 스크롤에 회전력을 부여하는 모터가 더 포함되며, 상기 모터가 구동하면, 상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 개방시키고, 상기 모터의 구동이 정지되면, 상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 개방시키면, 상기 다수의 압축실 중 일 압축실에 존재하는 냉매는 상기 바이패스 유로를 통하여 상기 배압실로 유동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플로팅 플레이트는 상기 토출커버의 저면에 선택적으로 접촉 가능하며, 상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 폐쇄한 상태에서, 상기 플로팅 플레이트는 상기 토출커버로부터 이격되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에 따른 스크롤 압축기에는, 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버; 상기 토출커버와 이격되어 배치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 일측에 제공되며, 선회 운동하는 제 1 랩을 구비하는 제 1 스크롤; 상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구를 가지는 제 2 스크롤; 상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 토출구를 통과한 냉매를 상기 토출커버측으로 가이드 하는 배압 플레이트; 상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및 상기 제 1 랩의 적어도 일부분이 함몰되어 형성되며, 상기 중간압 토출구에서 배출된 냉매의 유동을 가이드 하는 함몰부가 포함된다.
또한, 상기 함몰부는, 상기 제 1 랩의 단부를 형성하는 일면에서, 설정된 폭(W)과 깊이(D)를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정된 폭(W)은 상기 제 1 랩 두께(T)의 2/3 이하로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정된 깊이(D)는 0.3mm 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 스크롤에는, 상기 배압 플레이트에 결합되는 제 2 경판부 및 상기 제 2 경판부로부터 연장되는 제 2 랩이 포함되며, 상기 제 1 랩의 단부를 형성하는 일면은 상기 제 2 경판부에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 함몰부는 상기 중간압 토출구의 일측 단부에 위치될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고정 스크롤 또는 선회 스크롤측에 배출 가이드부가 형성되어, 압축기가 정지하였을 때 배압실에 존재하는 중간압의 냉매가 상기 배출 가이드부를 통하여 압축실측으로 배출될 수 있으므로, 압축기 내부에 평압이 유지되고 이에 따라 압축기의 신속한 재기동이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 상기 배출 가이드부는 선회 스크롤의 랩 또는 고정 스크롤의 랩의 일부분에 함몰된 형상으로 구비되고, 선회 스크롤이 선회운동 하는 과정에서, 배압실과, 배출 가이드부 및 압축실은 항상 연통되는 위치에 있을 수 있으므로, 상기 선회 스크롤의 랩이 배압실을 밀폐하는 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 배출 가이드부의 폭 또는 깊이에 대한 최적의 수치를 제안함으로써, 배압실의 중간압 냉매의 배출을 가이드 할 수 있을 뿐만 아니라, 일 압축실(포켓)에서의 냉매가 상기 배출 가이드부를 통하여 타 압축실(포켓)로 누설되는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기에 있어서, 압축기의 정지후 재기동시 압축기 내부의 압력 변화를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 분해하여 보해주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 스크롤을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배압 플레이트의 저면을 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 스크롤과 배압 플레이트의 일부를 확대하여 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회 스크롤의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 스크롤과 선회 스크롤의 결합 모습을 보여주는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 상기 선회 스크롤의 선회 과정에서, 고정 스크롤의 중간압 토출구와 선회 스크롤의 배출 가이드부의 상대적인 위치를 보여주는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 상기 선회 스크롤의 위치에 따라, 배압실의 중간압 냉매가 배출 가이드부를 통하여 압축실로 배출되는 모습을 보여주는 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 정지시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 선회 스크롤의 배출 가이드부를 보여주는 단면도이다.
도 15a 및 도 15b는 상기 배출 가이드부의 크기에 따른 압축기의 효율 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 정지후 재기동시 압축기 내부의 압력 변화를 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 분해하여 보해주는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에는, 흡입공간(S)과 토출공간(D)을 형성하는 케이싱(110)이 포함된다.
상세히, 상기 케이싱(110)의 내측 상부에는, 토출커버(105)가 제공된다. 상기 케이싱(110)의 내부공간은 상기 토출커버(105)에 의해 흡입공간(S)과 토출공간(D)으로 구획되며, 상기 토출커버(105)의 상측이 토출공간(D)에 해당되고, 하측이 흡입공간(S)에 해당된다. 상기 토출커버(105)의 대략 중앙부에는, 고압으로 압축된 냉매가 토출되는 토출홀(105a)이 형성된다.
상기 스크롤 압축기(100)에는, 상기 흡입공간(S)과 연통되는 흡입포트(101) 및 상기 토출공간(D)과 연통되는 토출포트(103)가 더 포함된다. 상기 흡입포트(101) 및 토출포트(103)는 각각 상기 케이싱(110)에 고정되어, 냉매를 상기 케이싱(110) 내부로 흡입하거나 케이싱(110) 외부로 토출될 수 있도록 한다.
상기 흡입공간(S)의 하부에는, 모터가 설치된다. 상기 모터에는, 상기 케이싱(110)의 내벽면에 결합되는 고정자(112)와, 상기 고정자(112)의 내부에 회전 가능하게 제공되는 회전자(114) 및 상기 회전자(114)의 중심부를 관통하도록 배치되는 구동축(116)이 포함된다.
상기 회전축(116)의 하측은 상기 케이싱(110) 하부에 설치되는 보조 베어링(117)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 보조 베어링(117)은 하부 프레임(118)에 결합되어, 상기 회전축(116)을 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 하부 프레임(118)은 상기 케이싱(110)의 내벽면에 고정될 수 있고, 상기 케이싱(110)의 바닥면은 오일 저장공간으로서 사용된다. 상기 오일 저장공간에 저장된 오일은 상기 회전축(116)의 내부에 형성된 오일 공급유로(116a)에 의해서 상측으로 이송되어, 오일이 케이싱(110) 내부로 고르게 공급될 수 있도록 한다. 상기 오일 공급유로(116a)는 어느 일측으로 편심되도록 형성되어, 상기 오일 공급유로(116a) 내부로 유입되는 오일은 상기 구동축(116)의 회전에 의하여 발생되는 원심력에 의하여 상승된다.
상기 회전축(116)의 상부는 메인 프레임(120)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 메인 프레임(120)은 상기 하부 프레임(118)과 같이 상기 케이싱(110)의 내벽면에 고정되며, 저면에는 하향으로 돌출되는 메인 베어링부(122)를 포함한다. 상기 회전축(116)은 상기 메인 베어링부(122)의 내부에 삽입된다. 상기 메인 베어링부(122)의 내벽면은 베어링 면으로서 작용하여, 회전축(116)이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.
상기 메인 프레임(120)의 상부면에는, 선회 스크롤(130)이 배치된다. 상기 선회 스크롤(130)에는, 대략 원판 형태를 가지며 상기 메인 프레임(120)에 놓여지는 제 1 경판부(133) 및 상기 제 1 경판부(133)로부터 연장되며 나선형으로 형성되는 선회랩(134)이 포함된다. 상기 제 1 경판부(133)는 상기 선회 스크롤(130)의 본체로서 상기 선회 스크롤(130)의 하부를 형성하며, 상기 선회랩(134)은 상기 제 1 경판부(133)로부터 상방으로 연장되어 상기 선회 스크롤(130)의 상부를 형성한다. 그리고, 상기 선회랩(134)은 후술할 고정 스크롤(140)의 고정랩(144)과 함께 압축실을 형성하게 된다. 상기 선회 스크롤(130)을 "제 1 스크롤"이라 하고, 상기 고정 스크롤(140)을 "제 2 스크롤"이라 이름할 수 있다.
상기 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133)는 상기 메인 프레임(120)의 상면에 지지된 상태에서 선회 구동하게 되는데, 상기 제 1 경판부(133)와 메인 프레임(120) 사이에는 올담링(136)이 설치되어 선회 스크롤(130)의 자전을 방지한다. 그리고, 상기 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133) 저면에는 상기 회전축(116)의 상부가 삽입되는 보스부(138)가 제공되어, 회전축(116)의 회전력이 상기 선회 스크롤(130)에 용이하게 전달된다.
상기 선회 스크롤(130)과 맞물리는 고정 스크롤(140)은 상기 선회 스크롤(130)의 상측에 배치된다.
상기 선회 스크롤(130)에는, 그 외주면에 돌출되도록 구비되며 가이드 홀(141a)을 형성하는 다수의 핀 지지부(141)과, 상기 가이드 홀(141a)에 삽입되어 상기 메인 프레임(120)의 상면에 얹혀지는 가이드 핀(142) 및 상기 가이드 핀(142)에 삽입되어 상기 메인 프레임(120)의 삽입공(125)에 끼워지는 체결부재(145a)가 포함된다.
상기 고정 스크롤(140)에는, 원판 형태로 형성되는 제 2 경판부(143) 및 상기 제 2 경판부(143)로부터 상기 제 1 경판부(133)를 향하여 연장되어 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)과 맞물리는 고정랩(144)이 포함된다. 상기 제 2 경판부(143)는 상기 고정 스크롤(140)의 본체로서 상기 고정 스크롤(140)의 상부를 형성하며, 상기 고정랩(144)은 상기 제 2 경판부(143)로부터 하방으로 연장되어 상기 고정 스크롤(140)의 하부를 형성한다. 설명의 편의를 위하여, 상기 선회랩(134)을 "제 1 랩"이라 하고, 상기 고정랩(144)을 "제 2 랩"이라 이름할 수 있다.
상기 고정 랩(144)의 단부는 상기 제 1 경판부(133)에 접하도록 배치되고, 상기 선회 랩(134)의 단부는 상기 제 2 경판부(143)에 접하도록 배치될 수 있다.
상기 고정랩(144)은 소정 형상의 나선형을 이루도록 연장되고, 상기 제 2 경판부(143)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(145)가 형성된다. 그리고, 상기 고정 스크롤(140)의 측면에는 상기 흡입공간(S) 내부에 존재하는 냉매가 흡입되는 흡입구(146, 도 5 참조)가 형성된다. 상기 흡입구(146)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 선회랩(134)과 고정랩(144)이 형성하는 압축실로 유입된다.
상세히, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)은 복수 개의 압축실을 이루고, 상기 압축실은 상기 토출구측으로 선회 이동하면서 그 부피가 축소되어 냉매를 압축하게 된다. 따라서, 상기 흡입구(146)와 인접한 압축실의 압력이 최소가 되고, 토출구(145)와 연통되는 압축실의 압력이 최대가 되며, 그 사이에 존재하는 압축실의 압력은 상기 흡입구(146)의 흡입압력과 토출구(145)의 토출압력 사이의 값을 갖는 중간압을 갖게 된다. 상기 중간압은 후술할 배압실(BP)로 인가되어 상기 고정 스크롤(140)을 선회 스크롤(130) 측으로 누르는 역할을 수행한다.
상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에는, 상기 중간압을 형성하는 압축실의 냉매를 상기 배압실(BP)로 전달하기 위한 중간압 토출구(147)가 형성된다. 즉, 상기 중간압 토출구(147)는, 상기 중간압 토출구(147)와 연통하는 압축실의 압력이 흡입공간(S)의 압력보다는 크고 토출공간(D)의 압력보다는 작게 형성될 수 있도록 하는, 고정 스크롤(130)의 일 위치에 형성된다. 상기 상기 중간압 토출구(147)는 상기 제 2 경판부(143)의 상면으로부터 하면에 이르기까지 관통하도록 형성된다.
상기 고정 스크롤(140)의 상측에는, 배압실을 형성하는 배압실 조립체(150,160)가 제공된다. 상기 배압실 조립체는 배압 플레이트(150) 및 상기 배압 플레이트(150)에 분리 가능하게 결합되는 플로팅 플레이트(160)를 포함하며, 상기 고정 스크롤의 경판부(143)의 상부에 고정된다.
상기 배압 플레이트(150)는 대략 중공의 환형으로 형성되며, 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)와 접하는 지지부(152)를 포함한다. 상기 지지부(152)에는, 상기 중간압 토출구(147)와 연통되는 중간압 흡입구(153)가 형성된다. 상기 중간압 흡입구(153)는 상기 지지부(152)의 상면으로부터 하면에 이르기까지 관통하도록 형성된다.
그리고, 상기 지지부(152)에는 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에 형성되는 제 1 체결공(148)과 연통되는 제 2 체결공(154)이 형성된다. 상기 제 1 체결공(148)과 제 2 체결공(154)은 소정의 체결부재에 의하여 결합된다.
상기 배압 플레이트(150)에는, 상기 지지부(152)로부터 상방으로 연장되는 복수의 벽(158,159)이 포함된다. 상기 복수의 벽(158,159)에는, 상기 지지부(152)의 내주면으로부터 상방으로 연장되는 제 1 벽(158) 및 상기 지지부(152)의 외주면으로부터 상방으로 연장되는 제 2 벽(159)이 포함된다. 상기 제 1 벽(158)과 제 2 벽(159)은 대략 원통형으로 형성된다.
상기 제 1 벽(158) 및 제 2 벽(159)은 상기 지지부(152)와 함께, 소정 형태의 공간부를 형성하며, 상기 공간부는 상술한 배압실(BP)을 이루게 된다.
상기 제 1 벽(158)에는, 상기 제 1 벽(158)의 상면을 형성하는 상면부(158a)가 포함된다.
그리고, 상기 제 1 벽(158)에는, 상기 제 2 경판부(143)의 토출구(145)와 연통하여, 상기토출구(145)에서 토출된 냉매를 상기 토출커버(105)측으로 배출시키는 중간 토출구(158b)가 포함된다. 상기 중간 토출구(158b)는 상기 제 1 벽(158)의 하면부로부터 상기 상면부(158a)까지 관통하도록 형성되며, 다수 개가 구비될 수 있다.
원통형을 이루는 상기 제 1 벽(158)의 내부 공간은 상기 토출구(145)와 연통되어, 토출된 냉매를 상기 토출공간(D)으로 이동시키는 토출유로의 일부를 이룬다.
상기 제 1 벽(158)의 내측에는, 대략 원기둥 형태의 토출 밸브장치(108)가 제공된다. 상기 토출 밸브장치(108)는 상기 토출구(145)의 상측에 배치되며, 상기 토출구(145)를 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기를 가진다. 따라서, 상기 토출 밸브장치(108)가 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)와 접하는 경우, 상기 토출 밸브장치(108)는 상기 토출구(145)를 폐쇄할 수 있다.
상기 토출 밸브장치(108)는, 상기 토출 밸브장치(108)에 작용하는 압력의 변화에 따라, 상방 또는 하방으로 이동 가능하게 제공된다. 그리고, 상기 제 1 벽(158)의 내주면은 상기 토출 밸브장치(108)의 이동을 가이드 하는 이동 가이드부 (158c)를 형성한다.
상기 제 1 벽(158)의 상면부(158)에는, 토출압 인가홀(158d)이 형성된다. 상기 토출압 인가홀(158d)은 상기 토출공간(D)과 연통도록 구성된다. 상기 토출압 인가홀(158d)은 상기 상면부(158)의 대략 중앙부에 형성되고, 다수의 중간 토출구(158b)는 상기 토출압 인가홀(158d)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
일례로, 상기 스크롤 압축기(100)의 운전이 정지되어, 상기 냉매가 상기 토출공간(D)으로부터 토출구(145)측으로 역류하는 경우, 상기 토출압 인가홀(158d)에 작용되는 압력은 토출구(145)측의 압력보다 높게 된다. 즉, 상기 토출 밸브장치(108)의 상면에는 하방으로의 압력이 작용하며, 이에 따라 상기 토출 밸브장치(108)는 하방으로 이동하면서 토출구(145)를 폐쇄한다.
반면에, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전하여 압축실에서의 냉매 압축이 이루어지는 경우, 상기 토출구(145)측의 압력이 토출공간(D)의 압력보다 높게 되면 상기 토출 밸브장치(108)의 하면에는 상방으로의 압력이 작용하며, 이에 따라 상기 토출 밸브장치(108)는 상방으로 이동하면서 상기 토출구(145)를 개방하게 된다.
상기 토출구(145)가 개방되면, 상기 토출구(145)에서 토출된 냉매는 상기 중간 토출구(158b)를 거쳐 상기 토출커버(105)측으로 유동하며, 상기 토출홀(105a)을 경유하여 상기 토출포트(103)를 통하여 압축기(100)의 외부로 배출된다.
상기 배압 플레이트(150)에는, 상기 제 1 벽(158)과 상기 지지부(152)가 연결되는 부분의 내측에 구비되는 단턱부(158e)가 포함된다. 상기 토출구(145)에서 토출된 냉매는 상기 단턱부(158e)에 의해 정의되는 공간에 도달한 후 상기 중간 토출구(158b)로 유동할 수 있다.
상기 제 2 벽(159)은 상기 제 1 벽(158)으로부터 소정 거리만큼 이격되어, 상기 제 1 벽(158)을 둘러싸도록 배치된다.
상기 배압 플레이트(150)는, 상기 제 1 벽(158)과, 제 2 벽(159) 및 상기 지지부(152)에 의하여 대략 'U' 형태의 단면을 갖는 공간부가 생기게 된다. 그리고, 상기 공간부에는, 상기 플로팅 플레이트(160)가 설치된다. 상기 공간부 중, 상기 플로팅 플레이트(160)에 의하여 덮여지는 공간이 상기 배압실(BP)을 형성하게 된다.
달리 말하면, 상기 배압 플레이트(150)의 제 1,2 벽(158,159) 및 지지부(152)와, 상기 플로팅 플레이트(160)가 이루는 공간이 상기 배압실(BP)을 형성한다.
상기 플로팅 플레이트(160)는 환형의 판 형태를 가지며, 상기 제 1 벽(158)의 외주면과 대향하는 내주면 및 상기 제 2 벽(159)의 내주면에 대향하는 외주면을 포함한다. 즉, 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면은 상기 제 1 벽(158)의 외주면에 접촉 가능하게 배치되며, 상기 플로팅 플레이트(160)의 외주면은 상기 제 2 벽(159)의 내주면에 접촉 가능하게 배치된다.
상기 플로팅 플레이트(160)와, 상기 제 1,2 벽(158,159)의 각 접촉부에는, 오링(159a,161)이 배치된다. 상세히, 상기 오링(159a,161)에는, 상기 제 2 벽(159)의 내주면과 상기 플로팅 플레이트(160)의 외주면 사이의 접촉부에 배치되는 제 1 오링(159a) 및 상기 제 1 벽(158)의 외주면과 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면 사이의 접촉부에 배치되는 제 2 오링(161)이 포함된다.
일례로, 상기 제 1 오링(159a)은 상기 제 2 벽(159)의 내주면에 설치되고, 상기 제 2 오링(161)은 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면에 설치될 수 있다.
상기 오링(159a,161)에 의하여, 상기 제 1,2 벽(158,159)과, 상기 플로팅 플레이트(160)와의 접촉면 사이에서의 냉매 누설, 즉 상기 배압실(BP)에서의 냉매 누설을 방지할 수 있다.
상기 플로팅 플레이트(160)의 상면부에는, 상방으로 연장되는 리브(164)가 제공된다. 일례로, 상기 리브(164)는 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면으로부터 상방으로 연장되도록 구성된다.
상기 리브(164)는 상기 토출커버(105)의 하면에 선택적으로 접하도록 이동 가능하게 배치된다. 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)에 접하는 경우, 상기 흡입공간(S)과 토출공간(D)은 구획된다. 반면에, 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)의 저면으로부터 이격된 경우, 즉 상기 토출커버(105)로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 경우, 상기 흡입공간(S)과 토출공간(D)은 연통될 수 있다.
상세히, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전되는 과정에서, 상기 플로팅 플레이트(160)는 상방으로 이동하여, 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)의 저면에 접하도록 배치된다. 따라서, 상기 토출구(145)에서 토출되어 상기 중간 토출구(158b)를 경유한 냉매는 상기 흡입공간(S)으로 누설되지 않고 토출공간(D)으로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.
반면에, 상기 스크롤 압축기(100)가 정지되었을 때, 상기 플로팅 플레이트(160)는 하방으로 이동하여, 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)의 저면으로부터 이격되록 배치된다. 따라서, 상기 토출커버(105)측에 위치한 토출 냉매는 상기 리브(164)와 토출커버(105)의 이격된 공간을 통하여, 상기 흡입공간(S)측으로 유동하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 스크롤을 보여주는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배압 플레이트의 저면을 보여주는 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 스크롤과 배압 플레이트의 일부를 확대하여 보여주는 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 스크롤(140)에는, 상기 토출구(145)의 양측에 형성되는 바이패스 홀(149)이 포함된다. 상기 바이패스 홀(149)에는, 2개의 관통홀이 포함될 수 있다. 상기 바이패스 홀(149)은 상기 제 2 경판부(143)를 관통하도록 형성되어, 고정랩(144)과 선회랩(134)에 의해 형성되는 압축실까지 연장된다.
여기서, 상기 바이패스 홀(149)의 위치는 운전조건에 따라서 다르게 설정될 수 있지만, 바람직하게는 흡입압의 1.5배의 압력을 갖는 압축실과 연통되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 바이패스 홀(149)과 연통하는 압축실의 압력은, 상기 중간압 토출구(147)와 연통하는 압축실의 압력보다 크게 형성된다.
상기 고정 스크롤(140)에는, 상기 바이패스 홀(149)의 외주부를 둘러싸는 벽부(149a)가 포함된다. 상기 벽부(149a)는 후술할 바이패스 밸브(124)의 밸브 몸체(124c)와 접하며, 바이패스 홀(149)로부터 토출된 냉매가 일시적으로 머무는 공간을 제공한다.
도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에는, 상기 바이패스 홀(149)을 개폐하는 바이패스 밸브(124)가 포함된다.
상세히, 상기 바이패스 밸브(124)에는, 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에 소정의 체결수단에 의하여 고정되는 밸브 지지부(124a)가 포함된다. 상기 체결수단에는, 리벳, 볼트 또는 나사가 포함된다.
상기 바이패스 밸브(124)에는, 상기 밸브 지지부(124a)로부터 연장되는 연결부(124b) 및 상기 연결부(124b)의 일측부에 제공되는 밸브 몸체(124c)가 더 포함되다. 상기 밸브 몸체(124c)는 외력이 없는 경우 상기 벽부(149a)와 접한 상태를 유지하며, 상기 벽부(149a)를 모두 덮을 수 있을 정도의 직경을 갖는다.
상기 바이패스 밸브(124)가 개방되면, 상기 바이패스 홀(149)과 연통하는 압축실의 냉매는 상기 바이패스 홀(149)을 통하여 상기 고정 스크롤(140)과 배압 플레이트(150)의 사이 공간으로 유동함으로써 상기 토출구(145)를 바이패스 할 수 있다. 그리고, 바이패스 된 냉매는 상기 중간 토출구(158b)를 경유하여 상기 토출커버(105)의 토출홀(105a)측으로 유동한다.
한편, 고정 스크롤(140)의 중간압 토출구(147)와, 상기 배압 플레이트(150)의 중간압 흡입구(153)는 서로 정렬하도록 배치된다. 상기 중간압 토출구(147)에서 배출된 냉매는 상기 중간압 흡입구(153)를 경유하여, 상기 배압실(BP)로 유입될 수 있다. 상기 중간압 토출구(147)와 중간압 흡입구(153)는 상기 배압실(BP)의 냉매를 압축실로 바이패스 하는 점에서, "바이패스 유로"라 이름할 수 있다.
상기 고정 스크롤(140)에는, 상기 중간압 토출구(147)의 주위에 배치되어, 상기 중간압 토출구(147)에서 토출된 냉매의 누설을 방지하기 위한 중간압 오링(147b)이 설치되기 위한 중간압 실링홈(147a)이 형성된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회 스크롤의 일부 구성을 보여주는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 스크롤과 선회 스크롤의 결합 모습을 보여주는 단면도이고, 도 10a 내지 도 10c는 상기 선회 스크롤의 선회 과정에서, 고정 스크롤의 중간압 토출구와 선회 스크롤의 배출 가이드부의 상대적인 위치를 보여주는 도면이고, 도 11a 및 도 11b는 상기 선회 스크롤의 위치에 따라, 배압실의 중간압 냉매가 배출 가이드부를 통하여 압축실로 배출되는 모습을 보여주는 개략도이다.
먼저, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선회 스크롤(130)에는, 상기 중간압 토출구(147)를 유동한 냉매가 상기 배압실(BP)의 압력보다 낮은 압력을 가지는 공간(영역)으로 유입될 수 있도록 가이드 하는 배출 가이드부(139)가 포함된다. 상세히, 스크롤 압축기(100)의 운전이 정지될 때, 선회랩(134)과 고정랩(144)에 의하여 형성된 압축실은 소멸되며, 냉매는 선회랩(134)과 고정랩(144)의 사이에 존재하는 상기 공간(영역)을 유동하게 된다. 이 때, 상기 공간(영역)은 상기 배압실(BP)의 압력보다 낮은 압력을 가지게 된다. 상기 공간(영역)을 "랩 공간부"라 이름한다.
상기 배출 가이드부(139)는, 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)의 단부면에 함몰되도록 구성된다. 따라서, 상기 배출 가이드부(139)를 "함몰부"라 이름할 수 있다. 상기 선회랩(134)의 "단부면"이라 함은, 상기 선회랩(134) 중 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)을 향하는 면 또는 상기 제 2 경판부(143)에 접하는 면으로서 이해될 수 있다.
상기 선회랩(134)의 단부면의 폭, 즉 상기 선회랩(134)의 두께는 상기 중간압 토출구(147)의 폭보다 크게 형성된다. 그리고, 상기 배출 가이드부(139)는 상기 선회랩(134)의 단부면으로부터 설정된 폭과 깊이로, 함몰되도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여서는, 후술한다.
상기 선회 스크롤(130)이 선회운동 하는 과정에서, 상기 선회랩(134)은 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하거나, 상기 중간압 토출구(147)를 개방할 수 있도록 상기 중간압 토출구(147)의 하단부로부터 가로 방향으로 이격되어 위치될 수 있다.
만약, 상기 배출 가이드부(139)가 구비되지 않는다면, 상기 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하는 경우(도 9 기준), 상기 선회랩(134)은 상기 중간압 토출구(147)를 차폐하게 된다. 반면에, 상기 선회랩(134)이 가로 방향으로 일정거리 이동되면 상기 중간압 토출구(147)의 적어도 일부분은 개방될 수 있다. 그리고, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전되는 과정에서, 상기 중간압 토출구(147)가 개방되면 압축실의 중간압 냉매는 상기 중간압 토출구(147)를 통하여 상기 배압실(BP)로 유입될 수 있다. 반면에, 상기 스크롤 압축기(100)가 정지된 상태에서, 상기 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하여 상기 중간압 토출구(147)가 막히면 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 중간압 토출구(147)를 통하여, 상기 랩 공간부로 유입되지 못하므로 평압이 유지되지 못하고 압축기의 신속한 재기동이 제한될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 선회랩(134)에 배출 가이드부(139)를 형성하여 상기 중간압 토출구(147)가 완전히 차폐 또는 밀폐되지 않도록 함으로써, 상기 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하더라도 상기 중간압 토출구(147)와 압축실(압축기 구동시), 또는 상기 중간압 토출구(147)와 랩 공간부(압축기 정지시)는 연통될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 상기 선회 스크롤(130)이 선회운동 하는 과정에서 다수의 압축실이 형성되고, 다수의 압축실은 그 체적이 감소하면서 상기 토출구(145)를 향하여 이동하게 된다.
이 과정에서, 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)은 상기 바이패스 홀(149)을 선택적으로 개방한다. 일례로, 상기 선회랩(134)이 상기 바이패스 홀(149)을 개방하면, 상기 바이패스 홀(149)과 연통하는 압축실의 냉매는 상기 바이패스 홀(149)을 유동함으로써 상기 토출구(145)를 바이패스 하게 된다. 반면에, 상기 선회랩(!34)이 상기 바이패스 홀(149)을 차폐하면, 상기 압축실의 냉매는 상기 바이패스 홀(149)을 유동하는 것이 제한된다.
한편, 상기 배압실(BP) 및 중간압 토출구(147)는 상기 배출 가이드부(139)에 의하여 항상 압축실과 연통될 수 있다. 즉, 상기 배출 가이드부(139)는, 상기 배압실(BP) 및 중간압 토출구(147)이 상기 압축실과 항상 연통될 수 있도록 하는 위치에서, 상기 선회랩(134)의 단부에 형성된다.
정리하면, 상기 선회랩(134)이 선회되는 과정에서 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하는 경우에도, 상기 배출 가이드부(139)의 함몰된 구성에 의하여 상기 중간압 토출구(147)의 하단부와 상기 선회랩(134)의 단부면이 서로 이격될 수 있다. 따라서, 압축기 구동시, 압축실의 냉매는 상기 중간압 토출구(147)를 통하여 상기 배압실(BP)로 유입될 수 있다. 그리고, 압축기 정지시, 배압실(BP)의 냉매는 상기 중간압 토출구(147)를 통하여 상기 랩 공간부로 유입될 수 있다.
상세히, 도 10a 내지 도 10c는 상기 선회랩(134)이 선회운동 하는 과정에서 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하는 모습, 즉 배출 가이드부(139)가 없다면 상기 선회랩(134)의 단부면이 상기 중간압 토출구(147)를 막게 되는 위치에 있는 모습을 보여준다.
도 10a 내지 도 10c과 같이 선회랩(134)이 위치하는 경우라도, 상기 중간압 토출구(147)는 상기 배출 가이드부(139)를 통하여 압축실에 연통될 수 있다. 따라서, 도 11b에 도시되는 바와 같이, 중간압(Pm)을 형성하는 배압실(BP)의 냉매는 상기 중간압 토출구(147) 및 배출 가이드부(139)를 경유하여, 선회랩(134)과 고정랩(144) 사이의 랩 공간부로 유입될 수 있다.
한편, 도 10a 내지 도 10c에 도시되지 않는 위치에, 선회랩(134)이 위치하는 경우에는, 상기 중간압 토출구(147)의 적어도 일부분이 개방된다. 즉, 상기 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 하단부 중 적어도 일부분을 개방할 수 있도록 가로 방향으로 이동한 상태에 있게 된다. 따라서, 도 11a에 도시되는 바와 같이, 상기 중간압 토출구(147)가 개방될 수 있으므로, 중간압(Pm)을 형성하는 배압실(BP)의 냉매는 상기 중간압 토출구(147)를 통하여 상기 랩 공간부로 유입될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 정지시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하여, 스크롤 압축기의 운전 또는 정지시, 본 실시예에 따른 작용, 즉 냉매의 유동에 대하여 설명한다.
먼저, 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)가 운전되는 경우, 상기 고정자(112)에 전원이 인가되면 고정자(112)와 회전자(114)의 작용에 따라 회전축(116)이 회전하게 된다. 그리고, 상기 회전축(116)의 회전에 따라 상기 회전축(116)에 결합된 선회 스크롤(130)은 상기 고정 스크롤(140)에 대해서 선회 운동을 하게 되고, 그로 인해 고정랩(144)과 선회랩(134) 사이에 형성된 복수 개의 압축실이 토출구(145)측으로 이동하면서 냉매가 압축된다.
이 때, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)은 반경 방향, 즉 상기 회전축(116)에 수직한 방향으로 서로 밀착되어 다수의 압축실이 형성된다. 상기 랩(134,144)의 밀착되는 작용에 의하여, 상기 다수의 압축실은 밀폐될 수 있고, 상기 반경 방향으로의 냉매 누설이 방지될 수 있다.
냉매가 압축되는 과정에서, 중간압을 형성하는 압축실에 존재하는 냉매의 적어도 일부는 상기 고정 스크롤(140)의 중간압 토출구(147) 및 상기 배압 플레이트(150)의 중간압 흡입구(153)를 통하여 상기 배압실(BP)로 유입된다.
이 때, 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에서, 상기 중간압 토출구(147)에 접하도록 배치되더라도, 상기 배출 가이드부(139)에 의하여 상기 중간압 토출구(147)와 압축실은 연통될 수 있으므로, 냉매는 상기 중간압 토출구(147)로 유동될 수 있다. 그리고, 상기 중간압 토출구(147)와 배압실(BP)은 연통된 상태에 있으므로, 상기 중간압 토출구(147)를 유동한 냉매는 상기 배압실(BP)로 용이하게 유입될 수 있다.
따라서, 상기 배압실(BP)의 압력은 흡입 압력과 토출 압력 사이의 중간압을 형성하게 된다. 이와 같이, 상기 배압실(BP)에 중간압이 형성됨으로써 상기 배압 플레이트(150)는 하방으로 힘을 받게 되고, 상기 플로팅 플레이트(160)는 상방으로 힘을 받게 된다.
상기 배압 플레이트(150)는 상기 고정 스크롤(140)과 결합되어 있으므로, 상기 배압실(BP)의 중간압은 상기 고정 스크롤(140)에도 영향을 미치게 된다. 다만, 상기 고정 스크롤(140)은 이미 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133)에 접한 상태이므로, 상기 플로팅 플레이트(160)는 상방으로 이동하게 된다.
상기 플로팅 플레이트(160)가 상방으로 이동함에 따라, 상기 플로팅 플레이트(160)의 리브(164)는 상기 토출 커버(105)의 하면에 접할 때까지 상방으로 이동된다.
그리고, 상기 배압실(BP)의 압력이 상기 고정 스크롤(140)을 선회 스크롤(130)측으로 가압하면서 선회 스크롤(130)과 고정 스크롤(140) 사이에서의 누설을 방지하게 된다. 이 때, 상기 고정랩(144) 및 제 1 경판부(133)와, 상기 선회랩(134) 및 제 2 경판부(143)는 축 방향, 즉 회전축(116) 방향에 평행한 방향으로 서로 밀착되어 다수의 압축실이 형성된다. 상기 랩(134,144) 및 제 1,2 경판부(133,143)의 밀착되는 작용에 의하여, 상기 다수의 압축실은 밀폐될 수 있고, 상기 축 방향으로의 냉매 누설이 방지될 수 있다.
그리고, 상기 토출구(145)를 향하여 이동한 압축실의 냉매는 상기 토출구(145)를 통하여 상기 배압 플레이트(150)의 중간 토출구(158b)로 유동하며, 상기 토출 커버(105)의 토출 홀(105a)을 경유하여 상기 토출 포트(103)에서 압축기 외부로 배출된다.
이 때, 상기 토출 밸브장치(108)는 상기 토출구(145)에서 배출되는 토출압을 가지는 냉매에 의하여, 상기 이동 가이드부(158c)를 따라 상방으로 이동한 상태에 있게 되며, 이에 따라 상기 토출구(145)가 개방될 수 있다. 즉, 상기 토출구(145)에서의 압력이 상기 토출공간(D)의 압력보다 높아지게 되므로, 상기 토출 밸브장치(108)는 상방으로 이동할 수 있게 된다.
한편, 상기한 바와 같이, 상기 리브(164)가 상기 토출 커버(105)의 하면에 접하여, 상기 플로팅 플레이트(160)와 토출 커버(105) 사이의 유로가 막히게 되므로, 상기 중간 토출구(158b)를 통과한 냉매는 상기 유로를 통하여 상기 흡입공간(S)측으로 유동하지 못하고, 상기 토출 커버(105)의 토출홀(105a)을 통과하게 된다.
도면에 도시되지는 않았으나, 다수의 압축실에서 냉매가 압축되는 과정에서, 상기 바이패스 홀(149)에 연통하는 압축실의 압력은 중간압을 형성하며 이는 토출압력보다 낮기 때문에, 상기 바이패스 밸브(124)는 닫혀진 상태에 있게 된다.
다만, 운전 조건의 변화 등으로 인해 흡입 압력이 높아지면, 상기 흡입 압력의 대략 1.5배 정도가 되는 중간압이 토출압 보다 커지게 된다. 스크롤 압축기의 경우 압축비가 고정되어 있기 때문에, 토출압은 흡입압에 압축비를 곱한 값을 갖게 된다. 따라서, 흡입압력이 적정 범위를 초과하게 되는 경우 토출압이 과다하게 커지게 되어, 과부하의 우려가 있다. 따라서, 중간압을 가지는 압축실의 냉매가 상기 토출구(145)측에 도달하기 전이라도, 상기 중간압이 과도한 압력을 갖는 경우 이를 사전에 토출시켜 과부하를 해소할 필요가 있다.
본 실시예에서, 중간압이 증가하여 토출압 보다 커지면, 상기 밸브 몸체(124c)가 상승하여 바이패스 홀(149)이 열리게 된다. 그리고, 중간압실 내부에 존재하는 냉매는 바이패스 홀(149)을 통하여 상기 토출공간(D)으로 이동하게 된다. 이 때, 상기 바이패스 홀(149)을 통하여 배출된 냉매는 상기 토출구(145)에서 배출된 냉매와 합쳐져 상기 토출공간(D)으로 유동될 수 있다. 이와 같은 작용에 의하여, 중간압실의 압력이 과도하게 높아지는 것을 방지할 수 있게 된다.
압축기의 경우, 그것이 채용될 시스템의 운전조건의 범위 등이 사전에 미리 결정되기 때문에, 흡입 및 토출압이 어느 정도의 압력 범위를 갖게 될지를 사전에 알 수 있다. 이러한 값을 토대로 하여 중간압을 가지는 압축실이 어느 지점에서 과도한 압력을 갖게 될지를 예측할 수 있고, 그러한 지점에 바이패스 홀을 형성하여 과부하를 해소하도록 하고 있다.
본 실시예에서는, 배압실 조립체(150,160)의 분리가 가능하기 때문에 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143) 임의의 위치에 바이패스 홀(149)을 형성하고, 상기 바이패스 밸브(124)를 설치할 수 있으므로 과부하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
다음으로, 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)가 정지되는 경우, 상기 고정자(112)에 인가되던 전원의 공급이 중단된다. 따라서, 상기 회전축(116)의 회전 및 상기 선회 스크롤(130)의 선회운동이 중단되어, 냉매의 압축작용이 멈춰진다.
상기 냉매의 압축작용이 멈춰지면, 상기 고정 랩(144)과 선회 랩(134)이 밀착되는 힘, 즉 반경 방향으로 밀착되는 힘이 완화 또는 해소된다. 따라서, 상기 고정 랩(144)과 선회 랩(134)에 의하여 형성되었던 밀폐된 압축실이 소멸된다.
상세히, 상대적으로 높은 압력을 형성하는 상기 토출구(145)측의 냉매와, 압축실에 존재하였던 냉매는 상기 흡입공간(S)측으로 유동하게 된다. 상기 유동에 의하여, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)이 형성하는 랩 공간부의 압력은 소정의 압력(평압)으로 수렴하게 된다.
그리고, 상기 토출공간(D)측의 상대적인 압력이 일시적으로 높아지면서 상기 토출 밸브장치(108)는 하방으로 이동하여 토출구(145)를 막게 된다. 따라서, 상기 토출공간(D)측의 냉매가 상기 중간 토출구(158b) 및 토출구(145)를 통하여 상기 랩 공간부로 역류하여 상기 고정 스크롤(140)을 역전시키는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 스크롤 압축기(100)의 정지에 따라 상기 선회랩(134)이 소정의 위치에 멈춰질 수 있다. 이 때, 상기 선회랩(134)의 위치가 상기 중간압 토출구(147)를 개방하는 위치에 있는 경우(도 11a 참조)는 물론이고, 상기 선회랩(134)의 위치가 상기 중간압 토출구(147)를 닫을 수 있는 위치에 배치되는 경우(도 11b 참조)라도, 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 배출 가이드부(139)를 통하여 상기 랩 공간부로 바이패스 될 수 있다.
즉, 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 중간압 흡입구(153) 및 중간압 토출구(147)를 통하여, 상기 랩 공간부로 유입되고 상기 흡입공간(S)으로 유동하게 된다. 그리고, 상기 유동에 의하여 상기 배압실(BP)은 상기 평압을 유지하게 된다.
상기 배압실(BP)이 평압을 유지함에 따라, 상기 플로팅 플레이트(160)는 하방으로 이동하고 이에 따라 상기 리브(164)는 상기 토출커버(105)의 저면으로부터 이격된다. 따라서, 상기 플로팅 플레이트(160)와 토출커버(105) 사이의 유로가 개방되고, 이에 따라 상기 토출커버(105)측 또는 토출공간(D)측의 냉매는 상기 유로를 통하여 상기 흡입공간(S)측으로 유동하게 된다. 상기 유동에 의하여, 상기 토출커버(105)측 또는 토출공간(D)측의 압력은 평압을 유지하게 된다.
상기한 바와 같이, 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 선회랩(134)의 배출 가이드부(139)를 통하여 상기 랩 공간부로 유입되므로 상기 배압실(BP)은 평압을 유지할 수 있게 된다. 그리고, 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)로부터 이격되어 냉매의 유로를 개방할 수 있게 된다. 결국, 상기 토출커버(105)측 또는 토출공간(D)측의 압력도 평압을 유지할 수 있게 되므로, 압축기(100)의 재운전시 신속한 재기동이 이루어질 수 있다.
만약, 상기 배압실(BP)의 냉매가 상기 랩 공간부로 유입되지 못하여 상기 배압실(BP)이 중간압을 유지하고, 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)에 접한 상태를 유지하여 상기 토출커버(105)측 또는 토출공간(D)측의 압력이 평압을 유지하지 못한다면, 상기 고정 스크롤(140)과 선회 스크롤(130)이 과도한 압력으로 밀착된 상태를 유지하고 이에 따라 압축기의 신속한 재기동이 어려울 수 있는데, 본 실시예는 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
그리고, 상기 토출포트(103)에는 체크밸브(미도시)가 제공되며, 스크롤 압축기(100)의 운전이 정지되면 상기 체크밸브가 폐쇄되어, 상기 스크롤 압축기(100) 외부의 냉매가 상기 토출포트(103)를 통하여 상기 케이싱(110)의 내부로 유입되는 것이 제한된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 선회 스크롤의 배출 가이드부를 보여주는 단면도이고, 도 15a 및 도 15b는 상기 배출 가이드부의 크기에 따른 압축기의 효율 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선회랩(134)에는, 상기 중간압 토출구(147)를 개방하여 냉매가 상기 중간압 토출구(147)로부터 랩 공간부(C1)로 배출되도록 가이드 하는 배출 가이드부(139)가 설정된 폭(W)과 깊이(D)를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 폭(W)은 상기 배출 가이드부(139)의 반경방향 길이로 이해되며, 상기 깊이(D)는 축방향 길이, 즉 상기 중간압 토출구(147)의 단부로부터 상기 배출 가이드부(139)의 함몰된 면까지의 거리로서 이해될 수 있다.
상기 랩 공간부(C1)는 선회랩(134)과 고정랩(144)의 밀착에 의하여 형성되었던 압축실이 스크롤 압축기(100)의 정지 후 소멸된 상태에서, 상기 선회랩(134)과 고정랩(144) 사이의 공간부로서 이해된다.
그리고, 상기 선회랩(134)의 두께(T)는 상기 중간압 토출구(147)의 크기 또는 두께(T1)보다 크게 형성된다. 여기서, 상기 중간압 토출구(147)의 크기 또는 두께(T1)는, 상기 중간압 토출구(147)의 단면이 원형일 경우에는 직경일 수 있고, 타원형 또는 다각형일 경우에는, 가로 방향(반경 방향)으로 형성된 가장 큰 폭을 의미할 수 있다.
상기 배출 가이드부(139)에는, 상기 폭(W)과 깊이(D)를 가지도록 함몰되어 형성된 함몰면(139a)이 포함된다. 상기 함몰면(139a)의 가로방향 길이가 상기 폭(W)에 대응하며, 세로방향 길이가 상기 깊이(D)에 대응될 수 있다.
도 14에서는, 상기 함몰면(139a)이 가로 방향에서 세로 방향으로 절곡되도록 도시되나, 이와는 달리, 상기 함몰면(139a)은 곡면부를 포함하도록 구성될 수도 있고, 절곡되지 않고 일자형의 형태를 가질 수도 있을 것이다.
만약, 상기 배출 가이드부(139)의 폭(W) 또는 깊이(D)가 너무 크게 형성된다면, 압축기(100)의 운전시 다수의 압축실 중 상대적으로 고압을 형성하는 압축실로부터 저압을 형성하는 압축실로의 냉매 누설이 발생될 수 있고 이에 따라 압축기의 운전 효율이 저하될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 이러한 압축기의 운전 효율을 저하시키지 않으면서도 상기 배압실(BP)로부터 상기 랩 공간부(C1)로의 냉매 유동을 원활히 할 수 있는 배출 가이드부(139)의 폭(W) 또는 깊이(D)에 관한 치수를 제안한다. 도 15는 반복된 실험에 의하여 도출된 그래프를 보여준다.
도 15a를 먼저 참조하면, 그래프의 가로 축은 상기 배출 가이드부(139)의 폭(W)을 나타내고, 세로 축은 압축기의 운전효율(Energy Efficiency Ratio, EER)을 나타낸다. 이 때, 상기 배출 가이드부(139)의 깊이(D)는 설정된 값(일정한 값)을 가질 수 있다.
상세히, 상기 배출 가이드부(139)의 폭(W)이 증가할수록, 냉매의 압축 과정에서 냉매의 누설량, 특히 축 방향으로의 냉매 누설량이 많아질 수 있으므로, 상기 압축기의 운전효율(EER)은 감소하는 경향을 나타낸다.
따라서, 상기 스크롤 압축기(100)의 운전효율이 요구효율(ηo) 이상의 값을 유지하기 위하여, 상기 배출 가이드부(139)의 폭(W)은 2T/3 이하의 값을 가져야 한다. 상기 배출 가이드부(139)의 폭(W)이 2T/3 이상일 경우, 예를 들어 3T/4에 해당하면 압축기의 운전효율은 요구효율(ηo) 대비 30% 이상 감소되는 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 15b를 먼저 참조하면, 그래프의 가로 축은 상기 배출 가이드부(139)의 깊이(D)을 나타내고, 세로 축은 압축기의 운전효율(Energy Efficiency Ratio, EER)을 나타낸다. 이 때, 상기 배출 가이드부(139)의 폭(W)는 설정된 값(일정한 값)을 가질 수 있다.
상세히, 상기 배출 가이드부(139)의 깊이(D)가 증가할수록, 냉매의 압축 과정에서 냉매의 누설량, 특히 반경 방향으로의 냉매 누설량이 많아질 수 있으므로, 상기 압축기의 운전효율(EER)은 감소하는 경향을 나타낸다.
따라서, 상기 스크롤 압축기(100)의 운전효율이 요구효율(ηo) 이상의 값을 유지하기 위하여, 상기 배출 가이드부(139)의 깊이(D)는 0.3mm 이하의 값을 가져야 한다. 상기 배출 가이드부(139)의 깊이(D)가 0.3mm 이상일 경우, 예를 들어 0.4mm에 해당하면 압축기의 운전효율은 요구효율(ηo) 대비 30% 이상 감소되는 것을 알 수 있다.
정리하면, 상기 배출 가이드부(139)의 깊이(D)는 0.3mm 이하로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 배출 가이드부(139)의 폭(W)은 상기 선회랩(134)의 두께(T)의 2/3배 이하로 형성될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 정지후 재기동시 압축기 내부의 압력 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)가 시간 t0'에서 운전 정지되는 경우, P1'(압축기에서 토출된 냉매의 압력), P2'(배압실의 냉매 중간압), P3'(토출 커버측의 냉매 압력), P4'(흡입측의 냉매 압력)은 점점 평압(Po)으로 수렴하게 된다.
그리고, 시간 t1'에서 고정자(112)측에 전원이 인가되어 압축기가 운전되기 시작하면, 짧은 시간(△t)이 경과한 이후 시간 t2'에서 압축기의 재기동이 이루어져, 상기 압축기 내의 위치별로 각각 압력 차이가 발생하게 된다. 즉, 실질적인 냉매의 압축 작용이 신속하게 이루어질 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에는, 고정 스크롤(140)에 구비되며, 배압실(BP)의 냉매를 압축실로 유동시키는 것을 가이드 하는 배출 가이드부를 형성하는 중간압 토출구(247)가 포함된다.
상세히, 상기 중간압 토출구(247)에는, 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에 형성되는 제 1 가이드부(247a) 및 상기 고정 스크롤(140)의 고정랩(144)에 형성되는 제 2 가이드부(247b)가 포함된다. 상기 제 1 가이드부(247a) 및 제 2 가이드부(247b)는 상기 중간압 토출구(247)의 적어도 일부분을 형성한다.
이전 실시예에서 설명한 중간압 토출구(147)가 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에 형성되는 것과 달리, 본 실시예의 중간압 토출구(247)는 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)으로부터 고정랩(144)에 걸쳐서 연장되도록 형성된다. 즉, 상기 고정랩(144)에 중간압 토출구(247)가 형성될 수 있다.
결국, 상기 중간압 토출구(247)는 "배출 가이드부"로서 기능을 수행하며, 상기 제 2 경판부(143)로부터 상기 고정랩(144)까지 복수의 부위에 걸쳐 형성되므로, 즉 중간압 토출구(247)의 개방되는 부위가 회전축(116)에 평행한 "축 방향" 및 이에 수직한 "반경 방향"에 걸쳐 연장되므로 상기 중간압 토출구(247)는 압축실에 용이하게 연통될 수 있다.
특히, 스크롤 압축기(100)가 정지된 상태에서는, 고정 스크롤(140)과 선회 스크롤의 반경방향으로의 밀착 정도가 약화되어, 상기 선회랩(134)과 고정랩(144) 사이의 랩 공간부가 형성되므로, 상기 중간압 토출구(247)로부터 냉매의 배출의 용이해질 수 있다.
정리하면, 본 실시예에 따른 배출 가이드부를 중간압 토출구(247)에 형성함으로써, 압축기가 정지하였을 때 선회랩(134)의 위치에 관계없이 배압실(BP)이 상기 랩 공간부에 연통될 수 있으므로 압축기의 신속한 재기동이 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
물론, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전하여 냉매가 압축되는 과정에서도, 상기 선회랩(134)의 위치에 관계없이, 상기 중간압 토출구(247)는 상기 제 1 가이드부(247a) 또는 제 2 가이드부(247b)를 통하여 압축실에 연통될 수 있으므로, 상기 압축실의 냉매는 상기 중간압 토출구(247)를 거쳐 상기 배압실(BP)로 용이하게 바이패스 될 수 있다.
100 : 스크롤 압축기 101 : 흡입포트
103 : 토출포트 105 : 토출커버
105a : 토출홀 108 : 토출 밸브장치
110 : 케이싱 120 : 메인 프레임
130 : 선회 스크롤 133 : 제 1 경판부
134 : 선회 랩 139 : 배출 가이드부
140 : 고정 스크롤 143 : 제 2 경판부
144 : 고정 랩 145 : 토출구
147 : 중간압 토출구 150 : 배압 플레이트
153 : 중간압 흡입구 158 : 제 1 벽
158a : 상면부 158b : 중간 토출구
158c : 이동 가이드부 158d : 토출압 인가홀
159 : 제 2 벽 160 : 플로팅 플레이트
164 : 리브 247 : 중간압 토출구
247a : 제 1 가이드부 247b : 제 2 가이드부

Claims (27)

  1. 회전축이 구비되는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버;
    상기 회전축의 회전에 의하여 선회운동을 수행하며, 상기 회전축에 결합되는 제 1 경판부 및 상기 제 1 경판부로부터 연장되는 제 1 랩이 구비되는 제 1 스크롤;
    상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구를 가지는 제 2 스크롤;
    상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 중간압 토출구와 연통하는 중간압 흡입구를 구비하는 배압 플레이트;
    상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및
    상기 제 1 랩의 단부면에 함몰되어 형성되어, 상기 중간압 토출구와 연통하는 함몰부가 포함되며,
    상기 배압실의 냉매는 상기 중간압 토출구 및 함몰부를 형유하여, 상기 흡입공간측으로 배출되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 압축실에서 냉매가 압축되는 과정에서, 상기 배압실은 상기 함몰부를 통하여 상기 압축실에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매의 압축과정이 중단되면, 상기 배압실의 냉매는 상기 함몰부를 통하여, 배압실의 압력보다 낮은 압력을 가지는 영역으로 배출되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 스크롤에는, 상기 배압 플레이트에 결합되는 제 2 경판부 및 상기 제 2 경판부로부터 상기 제 1 경판부를 향하여 연장하는 제 2 랩이 포함되며,
    상기 제 1 랩의 단부면은 상기 제 2 경판부를 바라보는 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 함몰부의 폭(W)은 0.3mm 이하의 값을 가지는 스크롤 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 함몰부의 깊이(D)는 상기 제 1 랩 두께(T)의 2/3 이하의 값을 가지는 스크롤 압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 스크롤에 형성되며, 상기 다수의 압축실에서 압축된 토출압을 가지는 냉매를 배출하는 토출구; 및
    상기 배압 플레이트에 형성되며, 상기 토출구와 연통하여 냉매를 상기 토출커버측으로 가이드 하는 중간 토출구가 더 포함되는 스크롤 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 토출구의 일측에 이동 가능하게 제공되는 토출 밸브장치가 더 포함되며,
    상기 토출 밸브장치는 냉매의 압축과정에서 상기 토출구를 개방하고, 냉매의 압축과정이 중단되면 상기 토출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 플로팅 플레이트에는, 상기 토출커버를 향하여 돌출하는 리브가 더 포함되며,
    상기 리브는 냉매의 압축과정에서 상기 토출커버에 접하고, 냉매의 압축과정이 중단되면 상기 토출커버로부터 멀어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 스크롤의 적어도 일부분이 관통되어 형성되며, 상기 다수의 압축실 중 일 압축실에 연통하는 바이패스 홀; 및
    상기 바이패스 홀을 선택적으로 개방하는 바이패스 밸브가 더 포함되는 스크롤 압축기.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버;
    상기 토출커버와 이격되어 배치되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임의 일측에 제공되며, 선회 운동하는 제 1 스크롤;
    상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 압축된 냉매가 토출되는 토출구를 가지는 제 2 스크롤;
    상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 토출구를 선택적으로 개폐하는 토출 밸브장치가 구비되는 배압 플레이트;
    상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트;
    상기 제 1 스크롤 또는 제 2 스크롤에 형성되며, 상기 배압실 내의 냉매를 배출시키기 위한 배출 가이드부; 및
    상기 배압실의 냉매를 상기 배출 가이드부로 전달하는 바이패스 유로가 포함되며,
    상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 폐쇄한 상태에서, 상기 배압실의 냉매는 상기 바이패스 유로와 배출 가이드부를 경유하여 유동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 바이패스 유로에는,
    상기 제 2 스크롤의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 중간압 토출구; 및
    상기 배압 플레이트의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 중간압 흡입구가 포함되는 스크롤 압축기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 스크롤에는, 상기 메인 프레임에 놓여지는 제 1 경판부 및 상기 제 1 경판부로부터 일방향으로 연장되는 제 1 랩이 포함되며,
    상기 배출 가이드부에는, 상기 제 1 랩의 적어도 일부분이 함몰되어 구성되는 함몰부가 포함되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 스크롤에는, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구가 구비되며,
    상기 함몰부는,
    상기 중간압 토출구에 접하도록 배치되는 상기 제 1 랩의 단부 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 케이싱의 내부에 제공되며, 전원이 인가되어 상기 제 1 스크롤에 회전력을 부여하는 모터가 더 포함되며,
    상기 모터가 구동하면, 상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 개방시키고,
    상기 모터의 구동이 정지되면, 상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 개방시키면,
    상기 다수의 압축실 중 일 압축실에 존재하는 냉매는 상기 바이패스 유로를 통하여 상기 배압실로 유동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 플로팅 플레이트는 상기 토출커버의 저면에 선택적으로 접촉 가능하며,
    상기 토출 밸브장치가 상기 토출구를 폐쇄한 상태에서, 상기 플로팅 플레이트는 상기 토출커버로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  21. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버;
    상기 토출커버와 이격되어 배치되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임의 일측에 제공되며, 선회 운동하는 제 1 랩을 구비하는 제 1 스크롤;
    상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구를 가지는 제 2 스크롤;
    상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 토출구를 통과한 냉매를 상기 토출커버측으로 가이드 하는 배압 플레이트;
    상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및
    상기 제 1 랩의 적어도 일면에 함몰되어 형성되며, 상기 중간압 토출구에서 배출된 냉매의 유동을 가이드 하는 함몰부가 포함되고,
    상기 함몰부의 설정된 폭(W)은 상기 제 1 랩 두께(T)의 2/3 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 함몰부의 설정된 깊이(D)는 0.3mm 이하인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 스크롤에는,
    상기 배압 플레이트에 결합되는 제 2 경판부 및 상기 제 2 경판부로부터 연장되는 제 2 랩이 포함되며,
    상기 제 1 랩의 단부를 형성하는 일면은 상기 제 2 경판부에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 중간압 토출구의 일측 단부에 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  27. 회전축이 구비되는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버;
    상기 회전축의 회전에 의하여 선회운동을 수행하며, 상기 회전축에 결합되는 제 1 경판부 및 상기 제 1 경판부로부터 연장되는 제 1 랩이 구비되는 제 1 스크롤;
    상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 다수의 압축실을 형성하며, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구를 가지는 제 2 스크롤;
    상기 제 2 스크롤에 결합되며, 상기 중간압 토출구와 연통하는 중간압 흡입구를 구비하는 배압 플레이트;
    상기 배압 플레이트의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압 플레이트와 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및
    상기 제 2 스크롤에 형성되며, 상기 배압실 내의 냉매 배출을 가이드 하기 위한 배출 가이드부가 포함되며,
    상기 제 2 스크롤에는, 상기 배압 플레이트에 결합되는 제 2 경판부 및 상기 제 2 경판부로부터 연장하는 제 2 랩이 포함되고, 상기 배출 가이드부는 상기 제 2 랩에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102013588B1 (ko) 2012-09-19 2019-08-23 엘지전자 주식회사 이동 단말기
KR102214840B1 (ko) * 2014-05-02 2021-02-10 엘지전자 주식회사 압축기 및 스크롤 압축기
CN106286294B (zh) * 2016-09-19 2019-06-07 珠海格力电器股份有限公司 涡旋压缩机
KR102408511B1 (ko) * 2017-02-13 2022-06-13 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR102416903B1 (ko) * 2017-02-15 2022-07-05 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
JP7154868B2 (ja) * 2018-08-02 2022-10-18 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 圧縮機
KR102155604B1 (ko) * 2019-09-30 2020-09-14 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR102442467B1 (ko) 2020-11-04 2022-09-14 엘지전자 주식회사 스크롤압축기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011012638A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Daikin Industries Ltd スクロール圧縮機
KR101231059B1 (ko) * 2008-05-30 2013-02-06 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드 용량조절 시스템을 가진 압축기

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5833443A (en) * 1996-10-30 1998-11-10 Carrier Corporation Scroll compressor with reduced separating force between fixed and orbiting scroll members
KR20000037517A (ko) 1998-10-19 2000-07-05 윤종용 리드-솔로몬 디코더 회로
JP4335599B2 (ja) * 2003-06-30 2009-09-30 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
CN100501164C (zh) * 2003-07-24 2009-06-17 松下电器产业株式会社 涡旋式压缩机
US7228710B2 (en) * 2005-05-31 2007-06-12 Scroll Technologies Indentation to optimize vapor injection through ports extending through scroll wrap
US20070036668A1 (en) * 2005-08-09 2007-02-15 Carrier Corporation Scroll compressor discharge port improvements
CN102016319B (zh) 2008-04-22 2013-11-06 松下电器产业株式会社 涡旋压缩机
CN102089523B (zh) * 2008-05-30 2014-01-08 艾默生环境优化技术有限公司 具有容量调节系统的压缩机
US8328531B2 (en) * 2009-01-22 2012-12-11 Danfoss Scroll Technologies, Llc Scroll compressor with three-step capacity control
WO2010087179A1 (ja) 2009-01-30 2010-08-05 パナソニック株式会社 スクロール圧縮機
US7988433B2 (en) * 2009-04-07 2011-08-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
GB2472776B (en) * 2009-08-14 2015-12-02 Edwards Ltd Scroll pump with tip seal pockets
US9249802B2 (en) * 2012-11-15 2016-02-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101231059B1 (ko) * 2008-05-30 2013-02-06 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드 용량조절 시스템을 가진 압축기
JP2011012638A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Daikin Industries Ltd スクロール圧縮機

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KR20150098448A (ko) 2015-08-28

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