KR101909606B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 정속모터를 이용하면서도 압축기 용량을 가변시킬 수 있어 인버터 모터를 사용하는 것에 비해 압축기의 제조 비용을 절감할 고, 고진공 방지 장치와 용량 가변 장치를 일원화하여 제조 비용을 절감하고 조립 공정을 간소화하며 압축기 크기를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 진공 방지 장치와 용량 가변 장치가 한 개의 모듈로 이루어져 압축기의 조립공정을 간소화할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 고진공 방지 장치를 이용한 용량 가변 운전이 가능한 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 고정스크롤이 고정되고, 그 고정스크롤에 선회스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤의 고정랩과 선회스크롤의 선회랩 사이에 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하게 되는 압축기이다.

스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입,압축,토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토오크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.

스크롤 압축기는 선회스크롤이 선회운동을 하면서 압축실의 체적을 점차적으로 감소시켜 압축실 내부에 충전된 냉매를 압축하고 일정한 압축비에 이르면 압축된 냉매를 토출구를 통해 배출하게 된다. 스크롤 압축기는 냉매의 흡입방식에 따라 간접 흡입방식인 저압식 스크롤 압축기와 직접 흡입방식인 고압식 스크롤 압축기로 구분될 수 있다.

저압식 스크롤 압축기의 경우에는 정상 운전시 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간이 서로 분리되는 반면, 펌프다운이나 사이클 막힘 운전 등 흡입압이 매우 낮은 조건의 운전에서는 흡입공간과 토출공간이 서로 연통되면서 토출공간으로 토출된 고압의 냉매의 일부가 흡입공간으로 유입되어 압축기의 고진공 운전을 방지하도록 하고 있다.

고압식 스크롤 압축기의 경우에는 정상 운전시 저압부인 흡입구와 고압부인 밀폐용기의 내부공간이 서로 구분되는 반면, 펌프다운이나 사이클 막힘 운전시에는 흡입구가 밀폐용기의 내부공간과 연통되도록 하여 밀폐용기의 내부공간으로 토출되는 냉매의 일부가 흡입구로 재유입되도록 하여 압축기의 고진공 운전을 방지하도록 하고 있다.

상기와 같은 스크롤 압축기에서 압축기의 운전조건에 따라 저압부와 고압부를 선택적으로 차폐시키기 위해서는 저압부와 고압부 사이의 유로에 밸브조립체를 설치할 수 있다. 밸브조립체는 저압부의 압력과 고압부의 압력차에 따라 자동으로 동작되면서 상기 저압부와 고압부 사이의 유로를 자동으로 개폐할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 스크롤 압축기에서 용량을 가변하기 위해서는 회전속도가 가변되는 인버터 모터를 이용하거나 또는 바이패스 밸브와 같은 별도의 용량 가변 장치를 구비하여 냉력을 강제로 가변시킬 수 있다.

하지만, 인버터 모터를 이용하는 경우에는 스크롤 압축기의 제조비용이 크게 상승하는 반면, 별도의 용량 가변 장치를 구비하는 경우에는 그 용량 가변 장치 외에 고진공 방지 장치를 별도로 구비하여야 하므로 이 역시 스크롤 압축기의 제조 비용이 크게 상승할 뿐만 아니라 용량 가변 장치와 고진공 방지 장치를 함께 설치하여야 하므로 조립공정이 난해하게 되거나 용량 가변 장치와 고진공 방지 장치의 설치를 위한 필요공간의 확대로 인해 압축기가 커지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 정속모터를 이용하면서도 압축기 용량을 가변시킬 수 있어 제조 비용을 절감할 뿐만 아니라 고진공 방지 장치와 용량 가변 장치를 일원화하여 제조 비용을 절감하고 조립 공정을 간소화하며 압축기 크기를 소형화할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간이 저압부와 고압부로 분리되는 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부공간에 고정 설치되는 고정스크롤; 상기 고정스크롤에 맞물려 상대운동을 하면서 상기 고정스크롤과 함께 연속으로 이동하는 압축실을 형성하는 선회스크롤; 및 상기 밀폐용기의 저압부와 고압부 사이에 설치되어 그 저압부와 고압부 사이를 선택적으로 연통시켜 고진공을 방지하도록 고진공 방지용 밸브가 구비되는 밸브조립체를 포함하고, 상기 고정스크롤에는, 상기 저압부와 고압부 사이를 연통시키는 제1 바이패스통로가 형성되고, 상기 고압부를 상기 압축실 중에서 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 형성하는 압축실에 연통시키는 제2 바이패스통로가 형성되며, 상기 제2 바이패스통로와 저압부 사이를 연통시키는 제3 바이패스통로가 형성되고, 상기 밸브조립체에는, 상기 제2 바이패스통로와 제3 바이패스통로를 연통시키는 중간압구멍이 형성되며, 상기 중간압구멍에는 그 중간압구멍이 선택적으로 개폐되어 상기 제2 바이패스통로와 제3 바이패스통로가 선택적으로 연통되면서 압축실에서 1단 압축된 냉매가 저압부로 바이패스되도록 하는 용량 가변용 밸브가 설치되는 스크롤 압축기가 제공된다.
여기서, 상기 제3 바이패스통로는 상기 제1 바이패스통로에 연통될 수 있다.
그리고, 상기 밸브조립체는 상기 고진공 방지용 밸브가 구비되어 상기 고정스크롤에 결합되는 밸브하우징을 포함하고, 상기 밸브하우징은, 상기 고진공 방지용 밸브가 수용되는 제1 밸브구멍이 형성되며, 상기 제1 밸브구멍은 제1 바이패스통로와 연통되는 흡입압구멍이 형성되고, 상기 고압부와 연통되는 토출압구멍이 형성되며, 상기 중간압구멍이 형성되고, 상기 중간압구멍의 중간에는 그 중간압구멍이 상기 용량 가변용 밸브에 의해 선택적으로 개폐되도록 상기 용량 가변용 밸브를 수용하기 위한 제2 밸브구멍이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 용량 가변용 밸브는 전자식 밸브로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 밸브하우징은, 상기 밸브구멍, 중간압구멍, 흡입압구멍 그리고 토출압구멍이 형성되는 하우징본체; 및 상기 밸브구멍을 복개하는 하우징커버;로 이루어지고, 상기 중간압구멍은 상기 고진공 방지용 밸브의 일측면을 접하도록 상기 밸브구멍을 통과하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 고정스크롤과 밸브조립체가 접촉되는 면에는 실링홈이 형성되고, 상기 실링홈은 상기 제2 바이패스통로와 연통되도록 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 정속모터를 이용하면서도 압축기 용량을 가변시킬 수 있어 인버터 모터를 사용하는 것에 비해 압축기의 제조 비용을 절감할 고, 고진공 방지 장치와 용량 가변 장치를 일원화하여 제조 비용을 절감하고 조립 공정을 간소화하며 압축기 크기를 소형화할 수 있다.

또, 진공 방지 유닛과 용량 가변 유닛이 한 개의 모듈로 이루어져 압축기의 조립공정을 간소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 저압식 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 본 발명에 의한 진공 방지 유닛을 분해하여 보인 사시도,
도 3은 도 2에 따른 진공 방지 유닛을 조립하여 보인 종단면도,
도 4는 압축기가 정상운전을 할 때 진공차단유닛의 동작을 보인 종단면도,
도 5는 압축기가 고진공운전을 할 때 진공차단유닛의 동작을 보인 종단면도,
도 6은 압축기가 용량 가변운전을 할 때 용량가변유닛의 동작을 보인 종단면도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 본 발명에 따른 저압식 스크롤 압축기를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 저압식 스크롤 압축기(이하, 스크롤 압축기로 약칭함)는, 밀폐용기(1)의 내부공간이 저압부인 흡입공간(11)과 고압부인 토출공간(12)으로 구분되고, 밀폐용기(1)의 흡입공간(11)에 회전력을 발생하는 구동모터(2)가 설치되며, 밀폐용기(1)의 흡입공간(11)과 토출공간(12) 사이에는 메인프레임(3)이 고정 설치될 수 있다. 메인프레임(3)의 상면에는 고정스크롤(4)이 고정 설치되고, 메인프레임(3)과 고정스크롤(4) 사이에는 구동모터(2)의 크랭크축(23)에 편심 결합되어 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 고정스크롤(4)과 함께 형성하는 선회스크롤(5)이 선회 가능하게 설치될 수 있다.

밀폐용기(1)의 내부공간은 고정스크롤(4)에 의해 흡입공간(11)과 토출공간(12)으로 구분되고, 흡입공간(11)에는 흡입관(13)이 연통되도록 결합되는 반면 토출공간(12)에는 토출관(14)이 연통되도록 결합될 수 있다.

여기서, 도면으로 도시하지는 않았으나, 밀폐용기는 밀봉된 소정의 토출공간이 구비되어 고정스크롤(4)에 고정 결합되는 토출플레넘에 의해 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간이 구획되거나, 또는 고정스크롤의 상면에 고정되고 밀폐용기의 내주면에 밀착되는 고저압분리판(미도시)에 의해서도 밀폐용기의 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 구획될 수도 있다.

고정스크롤(4)은 그 경판부(41) 저면에 돌출되어 선회스크롤(5)의 선회랩(51)과 함께 압축실(P)을 이루도록 고정랩(42)이 인벌류트 형상으로 형성될 수 있다. 고정스크롤의 경판부(41) 외주연 바닥면에는 밀폐용기(1)의 흡입공간(11)과 압축실(P)이 연통되도록 흡입구(43)가 형성되고, 고정스크롤(4)의 경판부(41) 중심에는 압축실(P)과 밀폐용기(1)의 토출공간(12)이 연통되도록 토출구(44)가 형성될 수 있다.

선회스크롤(5)은 그 경판부(51)의 상면에 돌출되어 고정랩(42)과 함께 압축실(P)을 이루도록 선회랩(52)이 인벌류트 형상으로 형성될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 6은 체크밸브, 21은 고정자, 22는 회전자, 6은 서브프레임이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 구동모터(2)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 구동모터(2)의 크랭크축(23)에 편심 결합된 선회스크롤(5)이 선회운동을 하면서 고정스크롤(4)과의 사이에 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성한다. 압축실(P)은 흡입구(또는, 흡입실)(43)에서 토출구(또는, 토출실)(44) 방향으로 점차 체적이 좁아지는 압축실(P)이 연속하여 여러 단계로 형성된다. 여기서, 압축실(P)은 바깥쪽 압축실을 제1 중간압축실(P1), 안쪽 압축실을 제2 중간압축실(P2)로 약칭한다.

그러면, 밀폐용기(1)의 외부에서 제공되는 냉매는 흡입관(13)을 통하여 밀폐용기(1)의 저압부인 흡입공간(11)으로 유입되고, 흡입공간(11)의 저압냉매는 고정스크롤(4)의 흡입구(43)를 통해 유입되어 선회스크롤(5)에 의해 제1 중간압축실(P1)에서 제2 중간압축실(P2) 방향으로 이동하면서 압축되었다가 고정스크롤(4)의 토출구(44)를 통해 밀폐용기(1)의 토출공간(12)으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

하지만, 스크롤 압축기가 구비된 에어콘을 이동시키거나 기타 다른 이유로 냉매를 응축기에 모으는 소위 펌프다운 운전을 실시하는 경우에는 흡입관(13)에 설치된 서비스 밸브를 잠그고 압축기를 운전시키게 된다. 그러면 밀폐용기(1)의 내부공간에 채워진 냉매가 모두 토출되어 응축기로 이동하게 된다. 그러면, 펌프다운 운전을 진행하는 도중에 압축기의 내부공간이 고진공화 되어 구동모터(2)가 파손되거나 압축실을 실링하는 팁실부재가 손상되는 등 압축기에 심각한 문제를 유발할 수 있다.

따라서, 도 1에서와 같이 밀폐용기의 내부공간에는 압축기가 고진공화 되는 것을 방지하기 위한 진공 방지 유닛(100)이 설치될 수 있다. 진공 방지 유닛(100)은 압축실(P)의 압력이 일정 압력 이하로 낮아지거나 또는 압축기가 정지될 경우 고압부인 토출공간(12)과 저압부인 흡입공간(11)이 연통되도록 하여 토출공간(12)으로 토출된 냉매의 일부를 흡입공간(11)으로 역류시켜 압축실(P)로 재유입되도록 하는 역할을 한다. 진공 방지 유닛(100)은 고정스크롤(4)의 내부에 설치될 수도 있지만 이 경우 고정스크롤(4)의 가공시 불량이 발생될 수 있으므로 고정스크롤(4)의 외부에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 진공 방지 유닛을 분해하여 보인 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 진공 방지 유닛을 조립하여 보인 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 진공 방지 유닛(100)은 고정스크롤(4)의 상면에 체결되는 밸브하우징(110)과, 밸브하우징(110)에 축방향으로 미끄러지게 결합되어 밀폐용기(1)의 토출공간(12)과 흡입공간(11) 사이를 선택적으로 개폐하는 고진공 방지용 밸브(이하, 제1 밸브로 약칭함)(120)와, 제1 밸브(120)를 축방향으로 지지하는 밸브스프링(130)으로 이루어진다. 진공 방지 유닛(100)은 압축기의 조립현장에서 각각의 부품들, 즉 밸브하우징(110)과 제1 밸브(120)와 밸브스프링(130)을 압축기의 다른 부품들과 함께 조립하는 경우 압축기의 조립공정이 복잡하게 될 수 있다. 따라서 진공 방지 유닛(100)은 별도의 공정에서 완제품화된 모듈형태로 조립하여 압축기 조립현장에서는 간소하게 조립하는 것이 압축기의 제조비용을 낮출 수 있어 바람직하다.

밸브하우징(110)은 하우징본체(111)에 하우징커버(112)가 결합되어 이루어진다. 하우징본체(111)에는 제1 밸브구멍(113)이 형성되고, 제1 밸브구멍(113)은 하우징커버(112)에 의해 복개될 수 있다.

제1 밸브구멍(113)은 하우징본체(111)의 중앙에 길이방향으로 소정의 길이만큼 길게 형성되고, 제1 밸브구멍(113)의 하단은 일부가 막히고 상단은 완전히 개구되는 원통모양으로 형성될 수 있다.

하우징본체(111)의 저면 중앙에는 고정스크롤(4)에 고정하기 위한 고정부(114)가 돌기 모양으로 형성되고, 고정부(114)에는 제1 밸브구멍(113)과 후술할 제1 바이패스통로(45)를 연통시키는 흡입압구멍(115)이 길이방향으로 관통 형성될 수 있다.

여기서, 제1 바이패스통로(45)는 밀폐용기(1)의 토출공간(12)과 흡입공간(11)을 연통시킬 수 있도록 고정스크롤(4)의 경판부(41)에 형성되고, 제1 바이패스통로(45)의 끝단에는 그 제1 바이패스통로(45)의 단면적보다 넓게 밸브장착홈(46)이 형성될 수 있다. 밸브장착홈(46)의 내주면에는 하우징본체(111)의 고정부(114)에 구비되는 수나사산이 체결될 수 있도록 암나사산이 형성될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 고정부(114)는 밸브장착홈(46)에 압입되거나 용접 결합될 수 있다. 고정부(114)가 밸브장착홈(46)에 압입되거나 용접 결합되는 경우에는 고정부(114)와 이에 대응하는 밸브장착홈(46)의 사이에는 오링(O-ring)과 같은 실링부재(미도시)가 설치될 수 있다.

제1 밸브구멍(113)의 양측에는 제1 중간압구멍(116a)과 제2 중간압구멍(116b)이 각각 관통 형성되고, 양측 중간압구멍(116a)(116b)은 후술할 하우징커버(112)의 연통홈(112a)을 통해 서로 연통될 수 있다.

제2 바이패스통로(47)는 고정랩(42) 사이의 간격보다 크지 않게, 바람직하게는 작게 형성되는 것이 양쪽 압축실이 연통되는 것을 방지할 수 있어 바람직하다. 고정스크롤(4)과 진공 방지 유닛(100)을 이루는 밸브조립체가 접촉되는 면에는 실링홈(111c)이 형성되고, 실링홈(111c)은 제2 바이패스통로(47)와 연통되도록 형성될 수 있다.

그리고 하우징본체(111)의 중간높이에는 그 외주면에서 제1 밸브구멍(113)의 내주면까지 반경방향으로 관통되는 토출압구멍(117)이 형성될 수 있다.

그리고 하우징본체(111)의 상단에는 하우징커버(112)가 안착되도록 단차면(111a)이 형성되고, 단차면(111a)의 외주면에는 하우징커버(112)가 삽입되도록 커버지지부(111b)가 환형으로 형성되며, 커버지지부(111b)는 하우징커버(112)를 압입한 후 절곡시켜 하우징커버(112)를 눌러 지지할 수 있는 길이로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

하우징커버(112)는 하우징본체(111)의 커버지지부(111b)에 압입되도록 동전모양의 원판형상으로 형성되고, 그 저면에는 하우징본체(111)의 중간압구멍(47)과 제1 밸브구멍(113)을 연통시키는 연통홈(112a)이 환형으로 형성될 수 있다.

그리고 하우징본체(111)와 하우징커버(112)의 사이에는 오링과 같은 실링부재(118)가 삽입될 수 있다.

한편, 하우징커버(112)는 그 외주면이 하우징본체(111)의 커버지지부(111b)에 나사 체결될 수도 있다.

제1 밸브(120)는 그 외주면이 제1 밸브구멍(113)의 내주면에 미끄럼 접촉될 수 있는 크기로 형성되고, 금속이나 엔지니어 플라스틱과 같은 윤활성이 있으면서도 가벼운 재질로 형성될 수 있다. 그리고 제1 밸브(120)의 저면에는 밸브스프링(130)의 상단이 압입될 수 있도록 고정돌부(121)가 형성될 수 있다.

밸브스프링(130)은 그 양단이 하우징본체(111)의 하단과 제1 밸브(120)의 저면에 각각 고정되는 압축코일스프링으로 이루어질 수 있다. 그리고 밸브스프링(130)은 제1 밸브(120)의 상향운동(즉, 압축실의 고전공시 제1 밸브가 신속하게 상승하여 토출압구멍이 개방되도록 하는 동작)이 신속하게 이루어질 수 있는 만큼의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 진공 방지 유닛은 다음과 같이 동작된다.

먼저, 도 4에서와 같이, 압축기가 정상적으로 운전을 하는 경우에는 압축실(P)의 냉매가 제2 바이패스통로(47)와 제1 중간압구멍(116a) 그리고 연통홈(112a)을 통해 제1 밸브구멍(113)의 상단으로 유입되고, 이 냉매는 제1 밸브(120)의 상면에 가세하게 된다. 그러면 제1 밸브(120)는 밸브스프링(130)의 탄성을 이기고 하강하여 토출압구멍(117)을 차단하게 된다.

이때, 후술할 용량 가변용 밸브(150)는 제2 중간압구멍(116b)을 차단하여 중간 압축실(P1)에서 압축되는 중간압의 냉매가 흡입공간(11)으로 누설되는 것을 차단하게 된다.

반면, 도 5에서와 같이 압축기가 고진공운전을 하는 경우에는 압축실(P)의 압력이 급격하게 저하되면서 제1 밸브(120)의 상단에 걸리는 압력이 앞선 정상운전시와는 달리 낮아지게 된다. 그러면 밸브스프링(130)의 복원력에 의해 제1 밸브(120)가 상승하여 토출압구멍(117)가 열리게 된다. 그러면 토출압구멍(117)을 통해 토출공간(12)에 채워졌던 토출된 냉매가 토출압구멍(117)을 통해 제1 밸브구멍(113)으로 유입되고, 이 냉매는 다시 흡입압구멍(115)과 제1 바이패스통로(45)를 통해 흡입공간(11)으로 유입되어 그 흡입공간(11)의 온도가 급격하게 상승하는 것을 막음으로써 구동모터(2)가 소손되는 것을 방지하게 된다. 그리고 흡입공간(11)으로 흡입된 냉매는 다시 압축실(P)로 공급되었다가 토출공간(12)으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 후술할 용량 가변용 밸브(150)는 제2 중간압구멍(116b)을 개방하여 중간 압축실(P1)에서 압축되는 중간압의 냉매가 흡입공간(11)으로 바이패스 되도록 한다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기는 진공 방지 유닛에 압축기의 용량을 가변시킬 수 있는 용량 가변 유닛을 일체로 형성할 수도 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 고정스크롤(4)에는 제1 바이패스통로(45)와 연통되도록 제3 바이패스통로(48)가 형성되고, 제3 바이패스통로(48)는 하우징본체(110)의 제2 중간압구멍(116b)에 연통되도록 형성될 수 있다.

이에 따라 제3 바이패스통로(48)의 상단은 제2 중간압구멍(116b)의 타측 하단에 연통되는 반면 하단은 제1 바이패스통로(45)의 중간에 연통될 수 있다. 물론, 제3 바이패스통로(48)의 하단은 제1 바이패스통로(45)를 거치지 않고 밀폐용기(1)의 흡입공간(11)에 직접 연통되도록 형성될 수도 있다.

제2 중간압구멍(116b)에는 그 제2 중간압구멍(116b)에 수직으로 연통되는 제2 밸브구멍(119)가 형성되고, 제2 밸브구멍(119)에는 제2 중간압구멍(116b)을 압축기의 운전모드에 따라 선택적으로 개폐할 수 있는 용량 가변용 밸브(이하, 제2 밸브라고 약칭함)(150)가 설치될 수 있다. 제2 밸브구멍(119)는 제2 중간압구멍(116b)이 제1 밸브구멍(113)을 통과하기 전, 즉 제1 중간압구멍(116a)에 형성될 수도 있지만, 가급적 제1 밸브구멍(113)을 통과한 이후에 형성되는 것이 운전모드에 따라 원활하게 동작할 수 있어 바람직할 수 있다.

제2 밸브(150)는 전원의 인가 여부에 따라 동작되면서 제2 중간압구멍(116b)을 개폐할 수 있도록 솔레노이드 밸브와 같은 전자밸브로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.

상기와 같이 중간압구멍을 통해 제2 바이패스통로가 제1 바이패스통로, 즉 흡입공간과 연통되는 경우에는 압축기의 운전모드에 따라 냉력을 가변시킬 수 있다.

즉, 도 4 및 도 5에서와 같이, 압축기가 정상 모드(normal mode)로 운전을 할 때에는 제2 밸브(150)에 의해 제2 중간압구멍(116b)이 차단된다. 이에 따라, 중간 압축실(P1)이 흡입공간(11)과 차단된 상태를 유지하게 되므로 압축실에 압축되는 냉매는 최종 압축실(P2)로 이동하면서 지속적으로 압축되어 토출된다.

반면, 도 6에서와 같이, 압축기가 용량가변 모드(modulation mode) 운전을 할 때에는 제2 밸브(150)가 제2 중간압구멍(116b)을 개방하게 된다. 이에 따라, 중간 압축실(P1)이 흡입공간(11)과 연통되면서 중간 압축실(P1)에서 1단 압축된 냉매의 일부가 제2 바이패스통로(47)와 중간압구멍(116a)(116b) 그리고 제3 바이패스통로(48)와 제1 바이패스통로(45)를 차례대로 거치면서 흡입공간(11)으로 바이패스되고, 이 흡입공간(11)으로 바이패스되는 냉매는 압축실로 재흡입되어 재압축되면서 토출됨에 따라 압축기의 냉력이 상승될 수 있다.

이렇게, 진공 방지 유닛에 용량 가변 유닛을 부가하여 형성함에 따라 진공 방지 유닛과 용량 가변 유닛을 각각 독립적으로 구성하는 것에 비해 부품수와 제조공정을 줄여 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 압축기의 크기를 줄일 수 있다.

한편, 본 실시예들은 밀폐용기의 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 구획되는 저압식 스크롤 압축기에 적용된 예를 살펴보았으나, 밀폐용기의 내부공간이 토출공간을 형성하는 고압식 스크롤 압축기에도 유사하게 적용될 수 있다. 다만, 고압식 스크롤 압축기의 경우는 제1 바이패스통로가 고정스크롤의 흡입구에 연통되도록 형성될 수 있다.

1 : 밀폐용기 2 : 구동모터
3 : 메인프레임 4 : 고정스크롤
5 : 선회스크롤 11 : 흡입공간
12 : 토출공간 42 : 고정랩
45 : 제1 바이패스통로 46 : 밸브장착홈
47 : 제2 바이패스통로 48 : 제3 바이패스통로
100 : 진공 방지 유닛 110 : 하우징
111 : 하우징본체 112 : 하우징커버
113 : 제1 밸브구멍 114 : 고정부
115 : 흡입압구멍 116a,116b : 중간압구멍
117 : 토출압구멍 119 : 제2 밸브구멍
150 : 제2 밸브

Claims (6)

1. 내부공간이 저압부와 고압부로 분리되는 밀폐용기;
   상기 밀폐용기의 내부공간에 고정 설치되는 고정스크롤;
   상기 고정스크롤에 맞물려 상대운동을 하면서 상기 고정스크롤과 함께 연속으로 이동하는 압축실을 형성하는 선회스크롤; 및
   상기 밀폐용기의 저압부와 고압부 사이에 설치되어 그 저압부와 고압부 사이를 선택적으로 연통시켜 고진공을 방지하도록 고진공 방지용 밸브가 구비되는 밸브조립체를 포함하고,
   상기 고정스크롤에는,
   상기 저압부와 고압부 사이를 연통시키는 제1 바이패스통로가 형성되고, 상기 고압부를 상기 압축실 중에서 흡입압과 토출압 사이의 중간압을 형성하는 압축실에 연통시키는 제2 바이패스통로가 형성되며, 상기 제2 바이패스통로와 저압부 사이를 연통시키는 제3 바이패스통로가 형성되고,
   상기 밸브조립체에는,
   상기 제2 바이패스통로와 제3 바이패스통로를 연통시키는 중간압구멍이 형성되며, 상기 중간압구멍에는 그 중간압구멍이 선택적으로 개폐되어 상기 제2 바이패스통로와 제3 바이패스통로가 선택적으로 연통되면서 압축실에서 1단 압축된 냉매가 저압부로 바이패스되도록 하는 용량 가변용 밸브가 설치되는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제3 바이패스통로는 상기 제1 바이패스통로에 연통되는 스크롤 압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 밸브조립체는 상기 고진공 방지용 밸브가 구비되어 상기 고정스크롤에 결합되는 밸브하우징을 포함하고,
   상기 밸브하우징은
   상기 고진공 방지용 밸브가 수용되는 제1 밸브구멍이 형성되며, 상기 제1 밸브구멍은 제1 바이패스통로와 연통되는 흡입압구멍이 형성되고, 상기 고압부와 연통되는 토출압구멍이 형성되며, 상기 중간압구멍이 형성되고, 상기 중간압구멍의 중간에는 그 중간압구멍이 상기 용량 가변용 밸브에 의해 선택적으로 개폐되도록 상기 용량 가변용 밸브를 수용하기 위한 제2 밸브구멍이 형성되는 스크롤 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 용량 가변용 밸브는 전자식 밸브로 이루어지는 스크롤 압축기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 밸브하우징은,
   상기 밸브구멍, 중간압구멍, 흡입압구멍 그리고 토출압구멍이 형성되는 하우징본체; 및
   상기 밸브구멍을 복개하는 하우징커버;로 이루어지고,
   상기 중간압구멍은 상기 고진공 방지용 밸브의 일측면을 접하도록 상기 밸브구멍을 통과하여 형성되는 스크롤 압축기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 고정스크롤과 밸브조립체가 접촉되는 면에는 실링홈이 형성되고, 상기 실링홈은 상기 제2 바이패스통로와 연통되도록 형성되는 스크롤 압축기.
   

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