KR102403948B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 제1 유로와 제2 유로 사이를 개폐하도록 제1 면이 구비되는 제1 밸브; 제1 압력의 냉매가 유동하는 제3 유로가 구비되며, 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 냉매가 유동하는 제4 유로가 구비되고, 일단은 상기 제3 유로와 상기 제4 유로에 연통되고 타단은 상기 제1 밸브의 제2 면에 연통되는 제5 유로가 구비되는 배압실 조립체; 상기 3 유로, 제4 유로 그리고 제5 유로가 만나는 지점에 구비되고, 전원에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이를 이동하며, 상기 제1 위치에서는 상기 제3 유로와 제5 유로를 연통시켜 제1 압력의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하고, 상기 제2 위치에서는 상기 제4 유로와 제5 유로를 연통시켜 제2 압력의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하는 제2 밸브;를 포함함으로써, 용량 가변 장치의 구조를 간소화하여 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 용량 가변 장치가 구비된 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간에 비선회 스크롤이 설치되고, 비선회 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 비선회 스크롤의 비선회랩과 선회 스크롤의 선회랩 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하는 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 냉매가 압축실로 공급되는 유형에 따라 고압식과 저압식으로 구분될 수 있다. 고압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 거치지 않고 직접 흡입실로 흡입되었다가 케이싱의 내부공간을 거쳐 토출되는 방식으로, 케이싱의 내부공간 대부분이 고아부인 토출공간을 이루게 된다. 반면, 저압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 통해 흡입실로 간접 흡입되는 방식으로, 케이싱의 내부공간이 고저압 분리판에 의해 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간으로 나뉘어져 있다.

도 1은 종래 저압식 스크롤 압축기를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 저압식 스크롤 압축기는, 밀폐된 케이싱(10)의 내부공간(11)에 회전력을 발생하는 구동모터(20)가 설치되며, 구동모터(20)의 상측에는 메인 프레임(30)이 설치되어 있다.

메인 프레임(30)의 상면에는 선회 스크롤(40)이 올담링(미도시)에 의해 선회 가능하게 지지되고, 선회 스크롤(40)의 상측에는 비선회 스크롤(50)이 맞물려 압축실(P)을 형성하도록 설치되어 있다.

구동모터(20)의 회전자(22)에 회전축(25)이 결합되고, 회전축(25)에 선회 스크롤(40)이 편심지게 결합되며, 비선회 스크롤(50)은 메인 프레임(30)에 회전이 구속되어 결합되어 있다.

비선회 스크롤(50)의 상측에는 그 비선회 스크롤(50)이 운전중에서 압축실(P)의 압력에 의해 부상하는 것을 억제하기 위한 배압실 조립체(60)가 결합되어 있다. 배압실 조립체(60)에는 중간압의 냉매가 채워지는 배압실(60a)이 형성되어 있다.

배압실 조립체(60)의 상측에는 그 배압실 조립체(60)의 배면을 지지하는 동시에 케이싱(10)의 내부공간(11)을 저압부인 흡입공간(11)과 고압부인 토출공간(12)으로 분리하는 고저압 분리판(15)이 설치되어 있다.

고저압 분리판(15)은 외주면이 케이싱(10)의 내주면에 밀착되어 용접 결합되고, 중앙부에는 비선회 스크롤(50)의 토출구(54)와 연통되는 배출구멍(15a)이 형성되어 있다.

도면 중 미설명 부호인 13은 흡입관, 14는 토출관, 18은 서브 프레임, 21은 고정자, 21a는 권선코일, 41은 선회 스크롤의 경판부, 42는 선회랩, 51은 비선회 스크롤의 경판부, 52는 비선회랩, 53은 흡입구, 61은 용량 가변을 위한 모듈레이션 링이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는, 구동모터(20)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 회전축(25)이 구동모터(20)의 회전력을 선회 스크롤(40)에 전달하게 된다.

그러면 선회 스크롤(40)이 올담링에 의해 비선회 스크롤(50)에 대해 선회운동을 하면서, 그 비선회 스크롤(50)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하여 냉매를 흡입·압축·토출시키게 된다.

이때, 압축실(P)에서 압축되는 냉매의 일부는 배압구멍(미도시)을 통해 중간압실에서 배압실(60a)로 이동을 하게 되고, 이 배압실(60a)로 유입되는 중간압의 냉매는 배압력을 발생시켜 배압실 조립체(60)를 이루는 플로팅 플레이트(65)를 부상시킨다. 이 플로팅 플레이트(65)가 고저압 분리판(15)의 하면에 밀착되어 흡입공간(11)과 토출공간(12)이 분리되는 동시에, 배압실 압력은 비선회 스크롤(50)을 선회 스크롤(40)으로 밀어내 비선회 스크롤(50)과 선회 스크롤(40) 사이의 압축실(P)이 기밀을 유지할 수 있게 된다.

여기서, 스크롤 압축기는 다른 압축기와 마찬가지로 그 압축기가 적용된 냉동기기의 요구에 따라 압축용량을 가변할 수 있다. 예를 들어, 도 1과 같이, 비선회 스크롤(50)의 경판부(51)에 모듈레이션 링(modulation ring)(61)과 리프트 링(lift ring)(62)을 추가로 설치되고, 모듈레이션 링(61)의 일측에는 배압실(60a)과 제1 연통로(61a)에 의해 연통되는 제어밸브(63)가 설치되어 있다. 그리고 모듈레이션 링(61)과 리프트 링(62)의 사이에 제2 연통로(61b)가 형성되고, 모듈레이션 링(61)과 비선회 스크롤(50)의 사이에는 그 모듈레이션 링(61)이 부상하는 경우 열리는 제3 연통로(61c)이 형성되어 있다. 제3 연통로(61c)의 일단은 중간압실(P)에, 타단은 케이싱(10)의 흡입공간(11)에 각각 연통되어 있다.

이러한 스크롤 압축기에서는 파워운전시에는 도 2a와 같이 제어밸브(63)가 제1 연통로(61a)를 닫고 제2 연통로(61b)를 흡입공간(11)에 연통시킴으로써, 모듈레이션 링(61)이 부상하지 못하도록 하여 제3 연통로(61c)가 닫힌 상태를 유지하도록 한다.

반면, 세이빙운전시에는 도 2b와 같이 제어밸브(63)가 제1 연통로(61a)와 제2 연통로(61b)를 연통시킴으로써, 모듈레이션 링(61)이 부상하여 제3 연통로(61c)가 열리면서 중간압실(P)의 냉매 일부가 흡입공간(11)으로 누설되면서 압축기 용량을 감소시키도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는, 모듈레이션 링(61)과 리프트 링(62) 그리고 제어밸브(63)로 이루어져 부품수가 많고, 모듈레이션 링(61)을 작동시키기 위해 그 모듈레이션 링(61)에 제1 연통로(61a), 제2 연통로(61b), 제3 연통로(61c)가 형성되어야 하므로 모듈레이션 링(61)의 구조가 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

또, 종래 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는, 배압실(60a)의 냉매를 이용하여 모듈레이션 링(61)을 신속하게 부상시켜야 하나, 모듈레이션 링(61)이 환형으로 형성되고 제어밸브(63)가 결합됨에 따라 모듈레이션 링(61)의 무게가 증가함에 따라 모듈레이션을 신속하게 부상시키는데 어려움이 있었다.

또, 종래 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는, 모듈레이션 링(61)을 부상시키기 위한 유로가 길고 그마저 냉매가 모듈레이션 링(61)과 리프트 링(62) 사이의 공간으로 유입되어 모듈레이션 링(61)을 부상시켜야 하지만 모듀레이션 링(61)의 상면에는 여전히 배압실(60a)의 압력이 존재하게 되므로, 모듈레이션 링(61)을 부상시키기가 용이하지 않으며 그만큼 밸브의 응답성이 저하되어 압축기의 용량 변화를 신속하게 제어할 수 없는 문제점도 있었다.

또, 종래 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는, 구조적으로 바이패스 구멍과 이 바이패스 구멍을 개폐하는 체크밸브를 설치할 수 없어, 해당 운전 모드에서의 과압축 발생시 이를 적절하게 대응하지 못하여 압축기의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 용량 가변 장치의 구조를 간소화하여 제조 비용을 절감할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용량 가변 장치를 이루는 부품에 대한 제한을 완화할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용량 가변 장치를 작동시키는 전원을 용이하게 공급할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용량 가변 장치의 제어를 단순화하여 응답성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 과압축 방지용 바이패스 구멍과 이를 개폐하기 위한 밸브를 설치하여 과압축으로 인한 압축기의 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부공간을 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판을 가지는 스크롤 압축기에 있어서, 비선회 스크롤과 배압실 조립체 사이에 중간압실에 연통되는 유로를 형성하고, 그 유로를 개폐할 수 있는 밸브를 상기 유로의 단부에 설치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 유로의 중간에 설치되며 상기 중간압실의 압력차에 따라 개폐되는 체크밸브가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 유로는 복수 개가 형성되고, 상기 복수 개의 유로는 서로 연통되도록 형성되어, 상기 저압부로 연통되는 유로의 단부에 상기 제어밸브가 설치될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 선회랩이 구비되어 상기 케이싱의 내부공간에 구비되고, 선회운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회랩에 맞물려 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 압축실을 형성하도록 비선회랩이 제1 측에 구비되는 비선회 스크롤; 상기 비선회 스크롤을 상기 선회 스크롤 방향으로 가압하는 배압실을 형성하도록 상기 비선회 스크롤의 제2 측에 구비되는 배압실 조립체; 상기 중간압실에서 그 중간압실의 외부로 연통되는 제1 유로; 상기 제1 유로와 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연통시키는 제2 유로; 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 구비되며, 제1 압력의 냉매가 유동하는 제3 유로; 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 구비되며, 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 냉매가 유동하는 제4 유로; 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 구비되며, 일단은 상기 제3 유로와 상기 제4 유로에 연통되고, 타단은 상기 제1 밸브의 제2 면에 연통되는 제5 유로; 상기 제1 유로와 제2 유로 사이를 개폐하도록 제1 면이 구비되는 제1 밸브; 및 상기 3 유로, 제4 유로 그리고 제5 유로가 만나는 지점에 구비되고, 전원에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이를 이동하며, 상기 제1 위치에서는 상기 제3 유로와 제5 유로를 연통시켜 제1 압력의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하고, 상기 제2 위치에서는 상기 제4 유로와 제5 유로를 연통시켜 제2 압력의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하는 제2 밸브;를 포함하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 제3 유로는 상기 배압실에서 연통될 수 있다.

그리고, 상기 제3 유로는 상기 제1 유로가 연통되는 중간압실의 압력보다 더 높거나 같은 압력을 가지는 중간압실에서 연통될 수 있다.

그리고, 상기 제4 유로는 상기 케이싱의 내부공간에 연통될 수 있다.

그리고, 상기 제4 유로는 상기 제1 유로가 연통되는 중간압실의 압력보다 더 낮은 압력을 가지는 중간압실에서 연통될 수 있다.

그리고, 상기 제1 유로는 원주방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개가 구비되며, 상기 제1 밸브는 상기 복수 개의 제1 유로에 각각 독립적으로 대응하도록 복수 개가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 배압실 조립체에는 상기 복수 개의 제1 밸브가 각각 축방향으로 움직일 수 있도록 복수 개의 밸브공간이 구비되며, 상기 밸브공간의 일측에는 상기 제1 밸브의 제2 면에 대향하도록 차압공간이 각각 구비되고, 상기 제5 유로는 중간부에서 양쪽으로 분지되어 상기 복수 개의 차압공간에 연통될 수 있다.

그리고, 상기 배압실 조립체에는 상기 제3 유로와 제4 유로 그리고 상기 제5 유로가 연통되어 상기 제2 밸브가 삽입되는 밸브홈이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제2 밸브는, 전원부; 상기 전원부에 공급되는 전원에 의해 상기 제1 위치 또는 제2 위치로 이동하는 밸브부; 및 상기 밸브부를 수용하여 상기 밸브홈에 삽입되고, 상기 제3 유로와 제4 유로 그리고 제5 유로에 연통되는 복수 개의 연통구멍이 형성되어 상기 밸브부의 제1 위치 또는 제2 위치에 따라 상기 제5 유로가 상기 제3 유로 또는 상기 제4 유로와 연통되도록 안내하는 유로안내부;를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 유로안내부는 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 결합되는 고정핀에 의해 고정될 수 있다.

그리고, 상기 유로안내부의 외주면에는 환형으로 된 고정홈이 형성되고, 상기 고정핀이 상기 고정홈을 걸어 상기 제2 밸브가 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 대해 고정되도록 할 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 선회랩이 구비되어 상기 케이싱의 내부공간에 구비되고, 선회운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회랩에 맞물려 맞물려 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 압축실을 형성하도록 비선회랩이 제1 측에 구비되고, 상기 중간압실에서 그 중간압실 외부로 연통되는 적어도 한 개 이상의 바이패스 유로가 구비되는 비선회 스크롤; 상기 바이패스 유로를 개폐하도록 제1 면이 구비되는 제1 밸브; 상기 비선회 스크롤을 상기 선회 스크롤 방향으로 가압하는 배압실을 형성하도록 상기 비선회 스크롤의 제2 측에 구비되고, 상기 배압실에 연통되는 중간압 유로가 구비되며, 상기 케이싱의 내부공간에 연통되는 흡입압 유로가 구비되고, 일단은 상기 중간압 유로와 흡입압 유로에 연통되고 타단은 상기 제1 밸브의 제2 면에 연통되는 배압유로가 구비되는 배압실 조립체; 상기 중간압 유로와 흡입압 유로 그리고 배압유로가 만나는 지점에 구비되고, 전원에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이를 이동하며, 상기 제1 위치에서는 상기 중간압 유로와 배압유로를 연통시켜 중간압의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하고, 상기 제2 위치에서는 상기 흡입압 유로와 배압유로를 연통시켜 흡입압의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하는 제2 밸브;를 포함하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 바이패스 유로는, 일단이 상기 중간압실에 연통되고 타단이 상기 제1 밸브의 제1 면에 대향하도록 상기 비선회 스크롤에 축방향으로 관통하여 형성되는 제1 유로; 및 상기 비선회 스크롤과 상기 배압실 조립체가 접하는 면 중에서 어느 한 쪽면에 소정의 깊이로 형성되는 제2 유로;를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 바이패스 유로는 원주방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개가 구비되며, 상기 제1 밸브는 상기 복수 개의 바이패스 유로에 각각 독립적으로 대응하도록 복수 개가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 배압실 조립체에는 상기 복수 개의 제1 밸브가 각각 축방향으로 움직일 수 있도록 복수 개의 밸브공간이 구비되며, 상기 밸브공간의 일측에는 상기 제1 밸브의 제2 면에 대향하도록 차압공간이 각각 구비되고, 상기 배압유로는 중간부에서 양쪽으로 분지되어 상기 복수 개의 차압공간에 연통될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 제1 밸브 조립체를 작동시키는 밸브를 전자식으로 된 제2 밸브 조립체로 구성함으로써, 부품수가 적을 뿐만 아니라 냉매를 바이패스 시키기 위한 유로도 단순하여 제조가 용이할 수 있다. 그리고 제1 밸브 조립체의 전환 동작에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 냉매의 바이패스 유로를 개폐하는 밸브가 작은 압력변화로 작동되는 피스톤 밸브로 이루어짐에 따라, 밸브의 응답성을 높여 압축기의 운전모드를 신속하게 전환할 수 있다.

또, 압축실의 냉매를 바이패스시키는 체크밸브를 설치하면서도 그 체크밸브를 비선회 스크롤과 배압실 조립체 사이에 설치할 수 있고, 이를 통해 부품수와 조립공수를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래 용량 가변 장치가 구비된 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 용량 가변 장치를 이용한 파워운전과 세이빙운전 상태를 각각 보인 종단면도,
도 3은 본 발명에 따른 용량 가변 장치가 구비된 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 4는 도 3에 따른 용량 가변 장치를 분해하여 보인 사시도,
도 5는 도 4에 따른 용량 가변 장치에서 제2 밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도,
도 6은 도 5에 따른 용량 가변 장치를 조립하여 보인 단면도,
도 7a 및 도 7b는 도 3에서, 압축기의 운전모드에 따른 체크밸브와 밸브 조립체의 동작을 보인 개략도로서, 도 7a는 파워모드를, 도 7b는 세이빙모드를 각각 보인 도면,
도 8은 도 3에 따른 용량 가변 장치가 비선회 스크롤에 설치된 예를 보인 단면도.

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

도 3은 본 발명에 따른 용량 가변 장치가 구비된 스크롤 압축기를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 용량 가변 장치를 분해하여 보인 사시도이며, 도 5는 도 4에 따른 용량 가변 장치에서 제2 밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도이고, 도 6은 도 5에 따른 용량 가변 장치를 조립하여 보인 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱(110)의 밀폐된 내부공간이 후술할 비선회 스크롤(이하, 제2 스크롤과 혼용함)(150)의 상측에 설치되는 고저압 분리판(115)에 의해 저압부인 흡입공간(111)과 고압부인 토출공간(112)으로 분리된다. 여기서, 흡입공간(111)은 고저압 분리판(115)의 하측 공간에 해당되고, 토출공간(112)은 고저압 분리판의 상측 공간에 해당된다.

그리고, 흡입공간(111)과 연통되는 흡입관(113) 및 토출공간(112)과 연통되는 토출관(114)이 각각 케이싱(110)에 고정되어, 냉매를 케이싱(110) 내부공간으로 흡입하거나 케이싱(110) 외부로 토출될 수 있도록 한다.

케이싱(110)의 흡입공간(111)에는 고정자(121) 및 회전자(122)로 된 구동모터(120)가 구비된다. 고정자(121)는 케이싱(110)의 내벽면에 열박음 방식으로 고정되고, 회전자(122)의 중앙부에는 회전축(125)이 삽입되어 결합된다. 고정자(121)에는 코일(121a)이 권선되고, 코일(121a)은 도 3 및 도 4에서와 같이 케이싱(110)에 관통 결합되는 터미널(119)을 통해 외부전원과 전기적으로 연결된다.

회전축(125)의 하측은 케이싱(110) 하부에 설치되는 보조 베어링(117)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 보조 베어링(117)은 케이싱(110) 내면에 고정되는 하부 프레임(118)에 의해 지지되어, 회전축(125)을 안정적으로 지지할 수 있도록 한다. 하부 프레임(118)은 케이싱(110)의 내벽면에 용접 고정될 수 있고, 케이싱(110)의 바닥면은 오일 저장공간으로서 사용된다. 오일 저장공간에 저장된 오일은 회전축(125) 등에 의해서 상측으로 이송되어, 오일이 구동부와 압축실로 들어가 윤활을 원활하게 한다.

회전축(125)의 상단부는 메인 프레임(130)에 의해 회전가능하게 지지된다. 메인 프레임(130)은 하부 프레임(118)과 같이 케이싱(110)의 내벽면에 고정 설치되며, 하면에는 하향으로 돌출되는 메인 베어링부(131)가 형성되고, 메인 베어링부(131)의 내부에 회전축(125)이 삽입된다. 메인 베어링부(131)의 내벽면은 베어링 면으로서 작용하며, 상술한 오일과 함께 회전축(125)이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.

메인 프레임(130)의 상면에 선회 스크롤(이하, 제1 스크롤과 혼용함)(140)이 배치된다. 제1 스크롤(140)은 대략 원판 형태를 갖는 제1 경판부(141)와 제1 경판부(141)의 일측면에 나선형으로 형성되는 선회랩(이하, 제1 랩)(142)을 포함한다. 제1 랩(142)은 후술할 제2 스크롤(150)의 제2 랩(152)과 함께 압축실(P)을 형성하게 된다.

제1 스크롤(140)의 제1 경판부(141)는 메인 프레임(130)의 상면에 의해 지지된 상태에서 선회 구동하게 되는데, 제1 경판부(141)와 메인 프레임(130) 사이에는 올담링(136)이 설치되어 제1 스크롤(140)의 자전을 방지하게 된다.

그리고, 제1 스크롤(140)의 제1 경판부(141) 하면에는 회전축(125)이 삽입되는 보스부(143)가 형성되고, 이를 통해 회전축(125)의 회전력이 제1 스크롤(140)을 선회 구동하게 된다.

제1 스크롤(140)과 맞물리는 비선회 스크롤(이하, 제2 스크롤과 혼용함)(150)은 제1 스크롤(140)의 상부에 배치된다. 여기서, 제2 스크롤(150)은 제1 스크롤(140)에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는데, 구체적으로는 메인 프레임(130)에 끼워지는 복수 개의 가이드 핀(미도시)이 제2 스크롤(150)의 외주부에 형성되는 복수 개의 가이드 홀(미도시)에 삽입된 상태로 메인 프레임(130)의 상부면에 얹혀 지지된다.

한편, 제2 스크롤(150)은 몸체부의 상면이 원판 형태로 형성되어 제2 경판부(151)를 이루고, 제2 경판부(151)의 하부에는 상술한 제1 스크롤(140)의 제1 랩(142)과 맞물리는 제2 랩(152)이 나선형으로 형성된다.

제2 스크롤(150)의 측면에는 흡입공간(111) 내부에 존재하는 냉매가 흡입되는 흡입구(153)가 형성되고, 제2 경판부(151)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(154)가 형성된다.

상술한 바와 같이, 제1 랩(142)과 제2 랩(152)은 복수 개의 압축실(P)을 이루고, 압축실은 토출구(154)측으로 선회 이동하면서 그 부피가 축소되어 냉매를 압축하게 된다. 따라서, 흡입구(153)와 인접한 압축실의 압력이 최소가 되고, 토출구(154)와 연통되는 압축실의 압력이 최대가 되며, 그 사이에 존재하는 압축실의 압력은 흡입구(153)의 흡입압과 토출구(154)의 토출압 사이의 값을 갖는 중간압을 이루게 된다. 중간압은 후술할 배압실(160a)로 인가되어 제2 스크롤(150)을 제1 스크롤(140) 측으로 누르는 역할을 하게 되므로, 중간압을 갖는 영역 중 하나와 연통되고, 냉매가 토출되는 스크롤측 배압구멍(151a)이 제2 경판부(151)에 형성된다.

제2 스크롤(150)의 제2 경판부(151) 상부에 배압실 조립체(160)의 일부를 이루는 배압 플레이트(161)가 고정된다. 배압 플레이트(161)는 대략 환형으로 형성되고, 제2 스크롤(150)의 제2 경판부(151)와 접하게 되는 지지판부(162)를 갖는다. 지지판부(162)는 중앙이 비어있는 환형의 판 형태를 가지며, 상술한 스크롤측 배압구멍(151a)과 연통되는 플레이트측 배압구멍(161d)이 지지판부(162)를 관통하도록 형성된다.

그리고, 지지판부(162)의 상면에는 그 지지판부(162)의 내주면 및 외주면을 둘러싸도록 제1 및 제2 환형벽(163,164)이 형성된다. 제1 환형벽(163)의 외주면과 제2 환형벽(164)의 내주면, 그리고 지지판부(162)의 상면은 환형으로 된 배압실(160a)을 형성하게 된다.

상기 배압실(160a)의 상측에는 그 배압실(160a)의 상면을 이루는 플로팅 플레이트(165)가 설치된다. 플로팅 플레이트(165)의 내측 공간부의 상단부에는 실링 단부(166)가 구비된다. 실링 단부(166)는 플로팅 플레이트(165)의 표면으로부터 상향으로 돌출되도록 형성되고, 그 내경은 중간 토출구(167)를 가리지 않을 정도로 형성된다. 실링 단부(166)는 상술한 고저압 분리판(115)의 하측면과 접하여, 토출된 냉매가 흡입공간(111)으로 누설되지 않고 토출공간(112)으로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.

도면중 미설명 부호인 156은 과압축을 방지하기 위해 중간압실에서 압축되는 냉매의 일부를 바이패스시키는 토출용 바이패스 구멍(제1 바이패스 구멍)을 개폐하는 바이패스 밸브(제1 바이패스 밸브)이고, 159은 토출공간으로 토출된 냉매가 압축실로 역류하는 것을 차단하는 역지밸브이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 고정자(121)측에 전력을 인가하면, 그로 인해서 회전축(125)이 회전하게 된다. 그러면 회전축(125)의 상단부에 결합된 제1 스크롤(140)은 회전축(125)이 회전하게 됨에 따라 제2 스크롤(150)에 대해서 선회 운동을 하게 되고, 그로 인해 제2 랩(152)과 제1 랩(142) 사이에 형성된 복수 개의 압축실(P)이 토출구(154)측으로 이동하면서 냉매가 압축된다.

토출구(154)에 도달하기 전에 압축실(P)이 스크롤측 배압구멍(미도시)와 연통되면, 냉매의 일부가 지지판부(162)에 형성되는 플레이트측 배압구멍(미도시)로 유입되고, 그에 따라 배압 플레이트(161) 및 플로팅 플레이트(165)에 의해 형성되는 배압실(160a)에 중간압이 인가된다. 이로 인해서, 배압 플레이트(161)는 하향으로 압력을 받게 되고, 플로팅 플레이트(165)는 상향으로 압력을 받게 된다.

여기서, 배압 플레이트(161)는 볼트에 의해 제2 스크롤(150)과 결합되어 있으므로, 배압실(160a)의 중간압은 제2 스크롤(150)에도 영향을 미치게 된다. 다만, 제2 스크롤(150)은 이미 제1 스크롤(140)의 제1 경판부(141)에 접하여 하향으로 이동이 불가능한 상태이므로, 플로팅 플레이트(165)가 상향으로 이동하게 된다. 플로팅 플레이트(165)는 실링 단부(166)가 고저압 분리판(115)의 하단부와 접하면서 고압부인 토출공간(112)인 저압부인 흡입공간(111)으로 냉매가 누설되는 것을 차단하게 된다. 아울러, 배압실(160a)의 압력이 제2 스크롤(150)을 제1 스크롤(140)측으로 밀면서 제1 스크롤(140)과 제2 스크롤(150) 사이에서의 누설을 차단하게 된다.

이러한 본 실시예에 의한 스크롤 압축기에 용량 가변 장치가 적용되는 경우, 제2 스크롤(150)의 제2 경판부(151)에는 제1 유로를 이루며 중간압실에 연통되는 용량 가변용 바이패스 구멍(이하, 제2 바이패스 구멍으로 약칭함)(151b)이 중간압실에서 배면으로 관통 형성된다. 제2 바이패스 구멍(151b)은 내측포켓과 외측포켓의 동일한 압력의 중간압 냉매가 바이패스될 수 있도록 180°간격을 두고 양쪽에 형성된다. 하지만, 제1 랩(142)의 랩길이가 제2 랩(152)의 랩길이에 비해 180°가 긴 비대칭인 경우에는 내측포켓과 외측포켓이 동일한 크랭크각에서 동일한 압력이 형성되므로 두 개의 제2 바이패스 구멍(151b)이 동일 크랭크각에 형성되거나 양쪽이 연통되도록 한 개만 형성될 수도 있다.

그리고, 제2 바이패스 구멍(151b)의 단부에는 그 제2 바이패스 구멍(151b)을 선택적으로 개폐할 수 있도록 용량 가변용 바이패스 밸브(이하, 제2 바이패스 밸브)(170)가 각각 설치된다. 제2 바이패스 밸브(170)는 제1 밸브 조립체를 이루는 것으로, 중간압실의 압력에 따라 개폐되는 피스톤밸브로 형성될 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 배압 플레이트(161)에 배압실(160a)을 이루는 상면에서 배압 플레이트(161)의 하면을 향해 중간압 구멍(161g)이 형성된다. 중간압 구멍(161g)은 배압실(160a)의 일부 냉매가 후술할 제5 유로를 이루는 배압유로(161c)를 통해 차압공간(161b)으로 안내될 수 있도록 한다.

또, 배압 플레이트(161)의 하면에는 제2 바이패스 구멍(151b)을 선택적으로 개폐하는 제2 바이패스 밸브(170)가 각각 축방향으로 미끄러지게 삽입되도록 복수 개의 밸브공간(161a)이 축방향으로 소정의 깊이만큼 함몰지게 형성된다.

또, 밸브공간(161a)의 축방향 일측에는 제1 밸브 조립체를 이루는 제2 바이패스 밸브(170)를 각각 사이에 두고 그 제2 바이패스 밸브(170)의 배면쪽에 소정의 체적을 가지는 차압공간(161b)이 형성된다.

여기서, 차압공간(161b)은 밸브공간(161a)과 함께 180°의 위상차를 두고 양쪽에 각각 형성되며, 양쪽 차압공간(161b)은 배압 플레이트(161)의 하면에 형성되는 배압유로(161c)에 의해 서로 연통된다. 이 경우, 도 5와 같이 배압유로(161c)의 양단은 각각의 차압공간(161b)을 향해 경사지게 형성되고, 차압공간(161b)의 횡방향 단면적은 제2 바이패스 구멍(151b)의 횡방향 단면적에 비해 넓게 형성된다.

그리고 배압유로(161c)는 배압 플레이트(161)의 하면에 형성되어 비선회 스크롤(150)의 상면에 의해 밀봉된다. 이때, 배압유로(161c)는 비선회 스크롤(150)의 상면에 구비되는 가스켓(158)과 중첩되도록 하여, 배압유로(161c)가 실링되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 배압유로는 비선회 스크롤의 상면에 형성될 수도 있고, 그 비선회 스크롤과 배압 플레이트의 양쪽에 반씩 형성될 수도 있다.

또, 배압 플레이트(161)의 하면에는 각 제2 바이패스 밸브(170)가 열릴 때 각각의 제2 바이패스 구멍(151b)을 통해 중간압실에서 배출되는 냉매가 케이싱(110)의 흡입공간(l11)으로 배기되도록 하며 제2 유로를 이루는 배출홈(161d)이 각각의 배압공간(161a)의 측면에 독립적으로 연통되도록 형성된다.

배출홈(161d)은 그 타단이 케이싱(110)의 내부공간(111)에 연통되도록 밸브공간(161a)의 내주면에서 배압 플레이트(161)의 외주면을 향해 반경방향으로 형성된다. 이로써, 양쪽 제2 바이패스 구멍(151b)이 각각의 배출홈(161d)을 통해 케이싱(110)의 흡입공간(111)과 독립적으로 연통됨에 따라, 양쪽 제2 바이패스 구멍(151b)을 통해 압축실에서 바이패스되는 냉매가 한 곳으로 합쳐지지 않고 곧바로 케이싱(110)의 흡입공간(111)으로 배출된다. 이에 따라, 압축실에서 바이패스되는 냉매가 배압실(160a)의 냉매에 의해 가열되는 것을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 압축실에서 케이싱(110)의 흡입공간(111)으로 바이패스되는 냉매가 가열되는 경우 비체적이 상승하여 흡입체적이 감소되는 것을 억제할 수 있다.

또, 배압유로(161c)의 중간부에는 그 배압유로(161c)의 일부를 이루는 연결유로(161)의 일단이 연결되고, 연결유로(161h)의 타단은 후술할 제2 밸브 조립체(이하, 제어밸브와 혼용함)(180)의 유로안내부(183)가 삽입되는 밸브홈(161i)에 연결된다. 밸브홈(161i)은 후술할 유로안내부(183)의 연통구멍(183b,183c,183d)을 통해 제3 유로인 중간압 구멍(161g)과 제4 유로인 흡입압 구멍(161j)이 제5 유로인 연결유로(161h)와 연통될 수 있다.

여기서, 제2 밸브 조립체를 이루는 제어밸브(180)는 솔레노이드 밸브로 이루어져 배압 플레이트(161)에 반경방향으로 소정의 길이만큼 함몰지게 구비되는 밸브홈(161i)에 삽입되어 고정될 수 있다.

제어밸브(180)는 밸브홈(161i)에 압입되어 고정될 수도 있지만, 경우에 따라서는 배압 플레이트(161)에 결합되는 고정핀(188)을 이용하여 밸브홈(161i)의 길이방향에 대해 고정할 수도 있다. 이를 위해, 배압 플레이트(161)에는 고정핀 삽입홈(161k)이 형성되고, 후술할 제어밸브(180)의 유로안내부(183)에는 고정핀(188)이 삽입되어 걸리도록 환형으로 된 고정홈(183h)이 형성될 수 있다. 고정핀(188)은 유(U)자 형상으로 형성되어 그 양단이 유로안내부(183)의 고정홈(183h)에 걸려 제어밸브(180)를 고정할 수 있다.

한편, 제어밸브(180)는 외부전원이 연결되어 그 외부전원의 인가 여부에 따라 가동자(181b)가 제1 위치 또는 제2 위치 사이를 이동하도록 전원부(181)를 가지는 솔레노이드 밸브로 이루어진다. 따라서, 이하에서는 제어밸브를 솔레노이드 밸브와 혼용하여 지칭한다.

전원부(181)는 전원을 인가받는 코일(미도시)의 안쪽에 가동자(미도시)가 구비되고, 가동자의 일단에는 복귀스프링(미도시)이 구비된다. 가동자의 타단에는 후술할 유로안내부(183)의 제1 연결구멍(183b)과 제3 연결구멍(183d)을 연통시키거나 또는 제2 연결구멍(183c)과 제3 연결구멍(183d)을 연통시키는 밸브부(182)가 결합된다.

또, 밸브부(182)는 원형 봉 모양으로 형성되어 그 외주면에 제1 연결홈(182a)과 제2 연결홈(182b)이 형성되고, 제1 연결홈(182a)의 양측과 제2 연결홈(182b)의 양측, 그리고 제1 연결홈(182a)과 제2 연결홈(182b)의 사이에는 그 제1 연결홈(182a)과 제2 연결홈(182b)을 밀봉하기 위한 오링(182c)이 삽입될 수 있다. 이로써, 밸브부(182)가 제1 위치(A1)로 이동하면 후술할 제1 연결구멍(183b)과 제3 연결구멍(183d)이 연결되고, 밸브부(182)가 제2 위치(A2)로 이동하면 후술할 제2 연결구멍(183c)과 제3 연결구멍(183d)이 연결될 수 있다.

또, 유로안내부(183)는 원통모양으로 형성되어 그 내부에 밸브부(182)가 미끄러지게 삽입되는 밸브공간(183a)이 형성될 수 있다. 유로안내부(183)의 일단부에는 밸브공간(183a)과 중간압 구멍(161g) 사이를 연통시키는 제1 연결구멍(183b)이 형성되고, 유로안내부(183)의 타단부에는 밸브공간(183a)과 흡입압 구멍(161j) 사이를 연통시키는 제2 연결구멍(183c)이 형성되며, 제1 연결구멍(183b)과 제2 연결구멍(183c)의 사이에는 배압유로(161c)의 연결유로(161h)와 연통되는 제3 연결구멍(183d)이 형성될 수 있다. 이로써, 제1 연결구멍(183b)과 제2 연결구멍(183c), 그리고 제3 연결구멍(183d)은 밸브공간(183a)에서 서로 연통될 수 있도록 형성되어, 밸브부(182)에 의해 제3 연결구멍(183d)이 제1 연결구멍(183b) 또는 제2 연결구멍(183c)과 선택적으로 연통될 수 있다.

여기서, 제1 연결구멍(183b)의 바깥쪽과 제2 연결구멍(183c)의 바깥쪽, 그리고 제1 연결구멍(183b)과 제3 연결구멍(183d)의 사이 및 제2 연결구멍(183c)과 제3 연결구멍(183d)의 사이에는 각각 소정의 높이만큼 실링돌부(183e)가 형성되고, 각각의 실링돌부(183e)에는 각각 오링(183f)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결구멍(183b)과 제2 연결구멍(183c), 그리고 제3 연결구멍(183d)의 입구 주변에는 각각 밸브홈(161i)의 내주면과의 사이에 공간(183g)이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 연결구멍(183b)과 제2 연결구멍(183c), 그리고 제3 연결구멍(183d)은 한 개씩만 형성될 수도 있지만, 앞서 설명한 각 연결구멍의 입구 주변에 형성되는 공간(183g)을 이용하여 각각의 연결구멍들이 복수 개씩 형성될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 119는 터미널, 170a는 개폐면, 170b는 배압면, 161f는 플레이트측 배압구멍, 165는 플로팅 플레이트, 171은 오링이다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기에서 압축기의 용량이 가변되는 과정은 다음과 같이 동작된다. 도 7a 및 도 7b는 도 3에서, 압축기의 운전모드에 따른 체크밸브와 밸브 조립체의 동작을 보인 개략도로서, 도 7a는 파워모드를, 도 7b는 세이빙모드를 각각 보인 도면이다.

먼저, 도 6 및 도 7a와 같이 압축기가 파워모드로 운전할 때에는 제2 밸브 조립체인 제어밸브(180)에 전원이 인가되고, 그러면 밸브부(182)가 제1 위치(A1)로 이동하게 된다. 그러면 밸브부(182)의 제1 연결홈(182a)에 의해 유로안내부(183)의 제1 연결구멍(183b)과 제3 연결구멍(183d)이 연결되어, 중간압 구멍(161g))과 연결유로(161h)가 서로 연결된다. 그러면 중간압의 냉매가 배압유로(161c)를 통해 양쪽 차압공간(161b)으로 유입된다.

그러면, 차압공간(161b)의 압력이 바이패스 구멍과 연통된 중간압실의 압력보다 높은 중간압을 형성하면서 제2 바이패스 밸브(170)의 배압면(170b)을 가압하게 된다. 이때, 차압공간(161b)의 횡방향 단면적이 제2 바이패스 구멍(151b)의 횡방향 단면적에 비해 넓게 형성됨에 따라, 양쪽 제2 바이패스 밸브(170)는 차압공간(161b)의 압력에 밀려 각각의 제2 바이패스 구멍(151b)을 차단하게 된다. 이로써, 압축실의 냉매는 양쪽 제2 바이패스 구멍(151b)으로 누설되지 않아 압축기는 파워운전을 지속할 수 있게 된다.

반면, 도 6 및 도 7b와 같이 압축기가 세이빙모드로 운전을 할 때에는 제2 밸브 조립체인 제어밸브(180)에 전원이 오프(Off)되고, 그러면 밸브부(182)가 복귀스프링(미도시)에 의해 제2 위치(A2)로 복귀하게 된다. 그러면 밸브부(182)의 제2 연결홈(182b)에 의해 유로안내부(183)의 제2 연결구멍(183c)과 제3 연결구멍(183d)이 연결되어, 흡입압 구멍(161j)과 연결유로(161h)가 서로 연결된다. 그러면 흡입압의 냉매가 배압유로(161c)를 통해 양쪽 차압공간(161b)으로 유입된다.

그러면, 차압공간(161b)의 압력이 흡입압을 형성하면서 제2 바이패스 밸브(170)의 배압면(170b)을 가압하게 된다. 이때, 중간압실의 압력이 차압공간(161b)의 압력에 비해 높게 형성됨에 따라, 양쪽 제2 바이패스 밸브(170)는 중간압실의 압력에 밀려 각각 상승하게 된다.

그러면, 양쪽 제2 바이패스 구멍(151b)이 열리면서 각각의 중간압실에서 냉매가 각각의 배출홈(161d)을 통해 케이싱(110)의 흡입공간(111)으로 유출됨에 따라, 압축기는 세이빙운전을 실시하게 된다.

이렇게 하여, 과압축시 중간압실에서 압축되는 냉매의 일부를 바이패스시킬 수 있어 압축기 효율을 높일 수 있다.

또, 냉매의 바이패스 유로를 개폐하는 밸브가 작은 압력변화로 작동되는 피스톤 밸브로 이루어짐에 따라, 압축기의 운전모드를 신속하게 전환할 수 있다.

또, 제1 밸브 조립체를 작동시키는 밸브를 전자식으로 된 제2 밸브 조립체로 구성함으로써, 부품수가 적을 뿐만 아니라 냉매를 바이패스 시키기 위한 유로도 단순하여 제조가 용이할 수 있다. 그리고 제1 밸브 조립체의 전환 동작에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 체크밸브인 제1 밸브 조립체와 솔레노이드 밸브인 제2 밸브 조립체가 모두 배압 플레이트에 설치되는 것이나, 경우에 따라서는 제1 밸브 조립체와 제2 밸브 조립체를 서로 다른 부재에 설치할 수도 있다. 예를 들어, 제1 밸브 조립체는 배압 플레이트에 설치하는 반면 제2 밸브 조립체는 비선회 스크롤에 설치하거나, 또는 이와 반대로 설치할 수도 있다. 또 다른 실시예로는 제1 밸브 조립체와 제2 밸브조립체를 모두 비선회 스크롤에 설치할 수도 있다. 이러한 실시들은 전술한 실시예와 제1 밸브 조립체와 제2 밸브 조립체의 설치위치만 상이할 뿐 그 기본적인 구성과 작용효과는 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또 한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 중간압 구멍이 배압실에 연결되어 그 배압실의 중간압을 차압공간에 공급하는 것이나, 본 실시예는 중간압실의 중간압을 차압공간에 공급하도록 구성되는 것이다.

예를 들어, 도 8과 같이, 비선회 스크롤인 제2 스크롤(150)의 제2 경판부(151)에 외주면에서 중심방향으로 밸브홈(151c)이 형성되고, 밸브홈(151c)의 중간에서 제2 중간압실(P2)을 향해 관통되어 제3 유로를 이루는 중간압 구멍(151d)이 형성된다.

그리고 중간압 구멍(151d)에서 일정 간격을 두고 밸브홈(151c)의 중간에서 제2 경판부(151)의 외주면을 향해 관통되어 제4 유로를 이루는 흡입압 구멍(151e)이 형성되고, 중간압 구멍(151d)과 흡입압 구멍(151e)의 사이에는 제5 유로를 이루는 배압유로의 일단이 연결되도록 연결유로(151f)가 형성된다.

여기서, 제1 밸브 조립체와 그 제1 밸브 조립체가 삽입되는 밸브공간과 차압공간, 그리고 배압유로의 구성이나 동작은 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

또, 제2 밸브 조립체와 그 제2 밸브 조립체가 삽입되는 밸브홈이나 이에 연결되는 각종 유로 역시 전술한 실시예와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는 전술한 실시예와 그 기본적인 구성이나 작용효과가 대동소이하다.

다만, 본 실시예에서는 중간압 구멍(151d)이 전술한 실시예와 달리 중간압실에 연통되지만, 그 중간압 구멍(151d)은 전술한 실시예에서의 바이패스 구멍이 연통되는 제1 중간압실(P1)에 비해 상대적으로 높은 압력을 가지는 제2 중간압실(P2)에 연통되는 것이 제2 바이패스 밸브(170)를 안정적으로 동작시킬 수 있어 바람직할 수 있다.

즉, 파워 운전시에는 제1 밸브 조립체인 제1 바이패스 밸브(170)가 제2 바이패스 구멍(151b)을 닫은 상태를 유지하여야 한다. 이를 위해서는 제2 중간압실(P2)에서 차압공간(161b)에 공급되는 제2 중간압이 제1 중간압실(P2)에서 제2 바이패스 구멍(151b)을 통해 제1 밸브 조립체인 제1 바이패스 밸브(170)의 가압면(170a)을 가세하는 제1 중간압에 비해 높은 압력을 가져야 한다. 따라서, 제2 중간압은 제1 중간압에 비해 높은 압력을 가지는 중간압실에 연통되는 것이 바람직하다.

하지만, 경우에 따라서는 제1 중간압과 제2 중간압이 동일한 압력을 가지더라도 파워 운전시 제2 바이패스 밸브(170)가 제2 바이패스 구멍(151b)을 닫게 할 수 있다. 즉, 제2 바이패스 구멍(151b)의 단면적은 제2 바이패스 밸브(170)의 단면적(또는, 차압공간의 단면적)보다 작게 형성되므로, 그 제2 바이패스 구멍(151b)을 통해 제2 바이패스 밸브(170)의 가압면(170a)에 가세하는 힘보다는 차압공간(161b)으로 공급되어 제2 바이패스 밸브(170)의 부압면(170b)에 가세하는 힘이 더 크게 될 수 있다. 따라서, 중간압 구멍(151d)은 제2 바이패스 구멍(151b)과 동일한 압력을 가지는 중간압실에 연결될 수 있다.

상기와 같이 중간압 구멍이 중간압실에 연결되는 경우에는 배압실에 비해 상대적으로 압력변동이 작은 중간압축실의 냉매를 이용하여 제1 밸브 조립체를 작동시킴에 따라, 제1 밸브 조립체의 거동을 안정화시킬 수 있다.

또 한편, 전술한 실시예들에서는 저압식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하였으나, 케이싱의 내부공간이 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간으로 분리되는 밀폐형 압축기에는 모두 동일하게 적용될 수 있다.

Claims (15)

1. 케이싱;
   선회랩이 구비되어 상기 케이싱의 내부공간에 구비되고, 선회운동을 하는 선회 스크롤;
   상기 선회랩에 맞물려 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 압축실을 형성하도록 비선회랩이 제1 측에 구비되는 비선회 스크롤;
   상기 비선회 스크롤을 상기 선회 스크롤 방향으로 가압하는 배압실을 형성하도록 상기 비선회 스크롤의 제2 측에 구비되는 배압실 조립체;
   상기 중간압실에서 그 중간압실의 외부로 연통되는 제1 유로;
   상기 제1 유로와 상기 케이싱의 내부공간 사이를 연통시키는 제2 유로;
   상기 제1 유로와 제2 유로 사이를 개폐하도록 제1 면이 구비되는 제1 밸브;
   상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 구비되며, 제1 압력의 냉매가 유동하는 제3 유로;
   상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 구비되며, 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 냉매가 유동하는 제4 유로;
   상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 구비되며, 일단은 상기 제3 유로와 상기 제4 유로에 연통되고, 타단은 상기 제1 밸브의 제2 면에 연통되는 제5 유로; 및
   상기 제3 유로, 제4 유로 그리고 제5 유로가 만나는 지점에 구비되고, 전원에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이를 이동하며, 상기 제1 위치에서는 상기 제3 유로와 제5 유로를 연통시켜 제1 압력의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하고, 상기 제2 위치에서는 상기 제4 유로와 제5 유로를 연통시켜 제2 압력의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하는 제2 밸브를 포함하고,
   상기 제1 유로는 원주방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개가 구비되며, 상기 제1 밸브는 상기 복수 개의 제1 유로에 각각 독립적으로 대응하도록 복수 개가 구비되는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제3 유로는 상기 배압실에서 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제3 유로는 상기 제1 유로가 연통되는 중간압실의 압력보다 더 높거나 같은 압력을 가지는 중간압실에서 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제4 유로는 상기 케이싱의 내부공간에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제4 유로는 상기 제1 유로가 연통되는 중간압실의 압력보다 더 낮은 압력을 가지는 중간압실에서 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 배압실 조립체에는 상기 복수 개의 제1 밸브가 각각 축방향으로 움직일 수 있도록 복수 개의 밸브공간이 구비되며, 상기 밸브공간의 일측에는 상기 제1 밸브의 제2 면에 대향하도록 차압공간이 각각 구비되고,
   상기 제5 유로는 중간부에서 양쪽으로 분지되어 상기 복수 개의 차압공간에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 배압실 조립체에는 상기 제3 유로와 제4 유로 그리고 상기 제5 유로가 연통되어 상기 제2 밸브가 삽입되는 밸브홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 밸브는,
   전원부;
   상기 전원부에 공급되는 전원에 의해 상기 제1 위치 또는 제2 위치로 이동하는 밸브부; 및
   상기 밸브부를 수용하여 상기 밸브홈에 삽입되고, 상기 제3 유로와 제4 유로 그리고 제5 유로에 연통되는 복수 개의 연통구멍이 형성되어 상기 밸브부의 제1 위치 또는 제2 위치에 따라 상기 제5 유로가 상기 제3 유로 또는 상기 제4 유로와 연통되도록 안내하는 유로안내부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 유로안내부는 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 결합되는 고정핀에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 유로안내부의 외주면에는 환형으로 된 고정홈이 형성되고, 상기 고정핀이 상기 고정홈을 걸어 상기 제2 밸브가 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 대해 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 케이싱;
    선회랩이 구비되어 상기 케이싱의 내부공간에 구비되고, 선회운동을 하는 선회 스크롤;
    상기 선회랩에 맞물려 맞물려 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 압축실을 형성하도록 비선회랩이 제1 측에 구비되고, 상기 중간압실에서 그 중간압실 외부로 연통되는 적어도 한 개 이상의 바이패스 유로가 구비되는 비선회 스크롤;
    상기 바이패스 유로를 개폐하도록 제1 면이 구비되는 제1 밸브;
    상기 비선회 스크롤을 상기 선회 스크롤 방향으로 가압하는 배압실을 형성하도록 상기 비선회 스크롤의 제2 측에 구비되고, 상기 배압실에 연통되는 제3 유로가 구비되며, 상기 케이싱의 내부공간에 연통되는 제4 유로가 구비되고, 일단은 상기 제3 유로와 상기 제4 유로에 연통되고 타단은 상기 제1 밸브의 제2 면에 연통되는 제5 유로가 구비되는 배압실 조립체;
    상기 제3 유로와 상기 제4 유로 그리고 상기 제5 유로가 만나는 지점에 구비되고, 전원에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이를 이동하며, 상기 제1 위치에서는 상기 제3 유로와 상기 제5 유로를 연통시켜 중간압의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하고, 상기 제2 위치에서는 상기 제4 유로와 상기 제5 유로를 연통시켜 흡입압의 냉매가 상기 제1 밸브의 제2 면을 향해 공급되도록 하는 제2 밸브; 및
    상기 배압실 조립체에 구비되며, 상기 제3 유로와 상기 제4 유로 그리고 상기 제5 유로가 연통되어 상기 제2 밸브가 삽입되는 밸브홈을 포함하고,
    상기 제2 밸브는,
    전원부;
    상기 전원부에 공급되는 전원에 의해 상기 제1 위치 또는 제2 위치로 이동하는 밸브부; 및
    상기 밸브부를 수용하여 상기 밸브홈에 삽입되고, 상기 제3 유로와 제4 유로 그리고 제5 유로에 연통되는 복수 개의 연통구멍이 형성되어 상기 밸브부의 제1 위치 또는 제2 위치에 따라 상기 제5 유로가 상기 제3 유로 또는 상기 제4 유로와 연통되도록 안내하는 유로안내부를 포함하며,
    상기 유로안내부는 상기 배압실 조립체 또는 상기 비선회 스크롤에 결합되는 고정핀에 의해 고정되는 스크롤 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 바이패스 유로는,
    일단이 상기 중간압실에 연통되고 타단이 상기 제1 밸브의 제1 면에 대향하도록 상기 비선회 스크롤에 축방향으로 관통하여 형성되는 제1 유로; 및
    상기 비선회 스크롤과 상기 배압실 조립체가 접하는 면 중에서 어느 한 쪽면에 소정의 깊이로 형성되는 제2 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
14. 제12항에 있어서,
    상기 바이패스 유로는 원주방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개가 구비되며, 상기 제1 밸브는 상기 복수 개의 바이패스 유로에 각각 독립적으로 대응하도록 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 배압실 조립체에는 상기 복수 개의 제1 밸브가 각각 축방향으로 움직일 수 있도록 복수 개의 밸브공간이 구비되며, 상기 밸브공간의 일측에는 상기 제1 밸브의 제2 면에 대향하도록 차압공간이 각각 구비되고,
    상기 제5 유로는 중간부에서 양쪽으로 분지되어 상기 복수 개의 차압공간에 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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