KR102416903B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기에 구비되는 역지 밸브 어셈블리는, 역지 밸브와, 상기 역지 밸브의 상면에 놓이는 탄성 부재와, 상기 제 2 스크롤의 상면에 놓여서 상기 역지 밸브의 저면과 직접 접촉하는 패드 부재를 포함할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{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 선회 스크롤이 맞물려 돌면서 그 사이에서 형성된 압축실의 용적이 선회 스크롤의 선회 운동에 따라 감소되며, 이에 따라 유체의 압력이 상승되어 고정 스크롤 중심부에 형성된 토출구에서 유체가 토출되는 형태의 압축기이다.

이러한 스크롤 압축기는 선회 스크롤이 선회하는 동안 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지고, 이에 따라 원칙적으로 토출밸브 및 흡입밸브가 필요없게 된다. 그리고, 스크롤 압축기는 부품의 수가 적어 구조가 간단할 뿐만 아니라 선회 스크롤이 고속회전이 가능한 특징을 갖는다. 또한, 스크롤 압축기는, 압축에 필요한 토크의 변동이 적고, 연속적으로 흡입 및 압축이 일어나기 때문에 소음 및 진동이 작은 장점을 갖는다.

아래의 선행 기술에 개시되는 스크롤 압축기에 의하면, 정상 운전 중일 때는 역지 밸브가 하강하려는 자중보다 압축 냉매가 토출되면서 역지 밸브를 밀어올리는 힘이 더 크기 때문에, 역지 밸브가 항상 토출구를 개방한다.

그러나, 고압축비 조건으로 운전할 경우, 흡입 냉매의 유량이 작아지면 압축 냉매의 유속이 낮아져서 역지 밸브를 밀어주는 힘이 작아진다. 그러면, 역지 밸브가 하강하여 토출구를 닫게 되고, 이때 열지 밸브가 고정 스크롤의 상면에 부딪히면서 채터링(chattering) 소음을 발생하게 된다.

한국공개특허 제2006-0065908호(2006년06월14일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱; 상기 케이싱 내부 공간을 흡입 공간과 토출 공간으로 구획하는 토출 커버; 상기 케이싱 내부에 장착되는 상부 프레임; 상단부가 상기 상부 프레임에 삽입되는 회전축; 상기 회전축을 구동하는 모터; 상기 회전축의 상단에 연결되어, 상기 상부 프레임의 상면에서 선회 운동하는 제 1 스크롤; 상기 제 1 스크롤의 상부를 덮어서 내부에 압축실을 형성하며, 중앙에 토출구를 형성하는 제 2 스크롤; 상기 제 2 스크롤의 상면에 결합되고, 내측에 이동 가이드부가 형성되는 배압 플레이트; 상기 배압 플레이트의 상면에 이동 가능하게 놓이며, 내부에 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및 상기 이동 가이드부에 삽입되고, 승강 운동하면서 상기 토출구를 개폐하는 역지 밸브 어셈블리를 포함하고, 상기 역지 밸브 어셈블리는, 역지 밸브와, 상기 역지 밸브의 상면에 놓이는 탄성 부재와, 상기 제 2 스크롤의 상면에 놓여서 상기 역지 밸브의 저면과 직접 접촉하는 패드 부재를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기에 따르면, 역지 밸브와 고정 스크롤 사이에 비금속 부재가 개입됨으로써, 금속과 금속 간의 충돌에 의한 충격 소음, 즉 채터링 소음이 저감되는 효과가 있다.

또한, 역지 밸브의 상측에 제공되는 탄성 부재의 복원력 뿐만 아니라 역지 밸브 상면으로 역류하는 냉매의 가압력이 함께 상기 역지 밸브에 작용함으로써, 역지 밸브의 응답 속도가 빨라지는 장점이 있다.

또한, 역지 밸브의 지지 기둥이 고정 스크롤의 중앙에 형성되는 관통홀에 삽입된 상태로 상기 역지 밸브가 승강한다. 따랏, 상기 역지 밸브가 승강하는 과정에서 좌우 방향으로 요동하는 현상이 방지될 수 있고, 역지 밸브가 주변부에 부딪혀서 발생하는 진동 소음이 감소되는 효과가 있다.

또한, 탄성 부재가 역지 밸브의 지지 기둥에 삽입됨으로써, 탄성 부재의 얼라이닝 상태가 유지되는 장점이 있다.

또한, 탄성 부재가 원추형 코일 스프링 구조를 이룸으로써, 탄성 부재가 수축될 때 인접하는 코일 간에 충돌이 생기지 않으므로, 탄성 부재의 신뢰성이 향상되고 내구성이 좋아지며, 소음이 저감되는 효과가 있다.

또한, 탄성 부재가 역지 밸브의 상측에 제공되므로, 역지 밸브의 상면이 배압 플레이트에 부딪혀서 소음을 발생하거나 역지 밸브가 파손되는 현상을 방지할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 역지 밸브 어셈블리를 구성하는 역지 밸브의 사시도.
도 5는 역지 밸브가 상승한 상태를 보여주는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 부분 단면도.
도 6은 역지 밸브가 하강한 상태를 보여주는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 부분 단면도.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 분해 사시도이다.

도 1a 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스크롤 압축기(100)는, 흡입공간(S)과 토출공간(D)을 형성하는 케이싱(110)을 포함할 수 있다.

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 구획된다. 이때, 상기 토출커버(105)의 상측공간이 토출공간(D)이고, 하측공간이 흡입공간(S)이다. 상기 토출커버(105)의 대략 중앙부에는, 고압으로 압축된 냉매가 토출되는 토출홀(105a)이 형성된다.

상기 스크롤 압축기(100)는, 상기 흡입공간(S)과 연통되는 흡입포트(101) 및 상기 토출공간(D)과 연통되는 토출포트(103)를 더 포함할 수 있다. 상기 흡입포트(101) 및 토출포트(103)는 각각 상기 케이싱(110)에 고정되어, 냉매를 상기 케이싱(110) 내부로 흡입하거나 상기 케이싱(110) 외부로 토출시킨다.

상기 흡입공간(S)에는 모터가 배치될 수 있다. 상기 모터는, 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 회전축(116)을 포함할 수 있다.

상기 회전축(116)의 하단부는 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 하부 프레임(118)의 상측 공간은 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 있다.

상기 오일 공급유로(116a)는 상기 회전축(116)의 내부에서 상하 방향으로 연장되되, 수직선을 기준으로 어느 일측으로 기울어져서 편심되도록 형성된다. 그 결과, 상기 오일 공급유로(116a) 내부로 유입되는 오일은 상기 회전축(116)이 회전할 때 발생하는 원심력에 의하여 상승한다.

상기 스크롤 압축기(100)는 상부 프레임(120)을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 프레임(120)은 상기 케이싱(110)의 내벽면에 고정될 수 있고, 상기 흡입공간(S)에 위치될 수 있다.

상기 회전축(116)의 상단은 상기 상부 프레임(120)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 상부 프레임(120)의 저면 중심에는 메인 베어링부(122)가 하향 돌출된다. 상기 회전축(116)은 상기 메인 베어링부(122)의 내부에 삽입된다. 상기 메인 베어링부(122)의 내주면은 베어링 면으로서 작용하여, 상기 회전축(116)이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.

상기 스크롤 압축기(100)는 선회 스크롤(130)과 고정 스크롤(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 선회 스크롤(130)은 상기 상부 프레임(120)의 상부면에 안착될 수 있다.

상기 선회 스크롤(130)은, 대략 원판 형태를 가지며 상기 상부 프레임(120)에 놓여지는 제 1 경판부(133) 및 상기 제 1 경판부(133)로부터 연장되며 나선형으로 형성되는 선회랩(134)을 포함할 수 있다. 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 상기 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. 또는, 상기 고정 스크롤(140)을 비선회 스크롤로 이름할 수도 있다.

상기 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133)는 상기 상부 프레임(120)의 상면에 지지된 상태에서 선회하며, 상기 제 1 경판부(133)와 상부 프레임(120) 사이에는 상기 선회 스크롤(130)의 자전을 방지하기 위한 올담링(136)이 구비된다. 그리고, 상기 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133) 저면에는 회전축(116)의 회전력이 상기 선회 스크롤(130)에 용이하게 전달되도록, 상기 회전축(116)의 상부가 삽입되는 보스부(138)가 연장된다.

상기 선회 스크롤(130)과 맞물리는 상기 고정 스크롤(140)은 상기 선회 스크롤(130)의 상측에 배치된다.

상기 고정 스크롤(140)은, 그 외주면에 돌출되도록 구비되며 가이드 홀(141a)을 형성하는 다수의 결합 가이드부(141)를 포함할 수 있다.

상기 스크롤 압축기(100)는, 상기 가이드 홀(141a)을 관통하여 상기 상부 프레임(120)에 삽입되는 체결부재(145a)에 의하여, 상기 상부 프레임(120)에 고정될 수 있다.

상기 고정 스크롤(140)은, 대략 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)을 포함할 수 있다.

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. 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 배치되고, 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)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 압축실(또는 압축 포켓)을 형성하고, 상기 복수의 압축실은 상기 토출구(145) 측으로 선회 이동하면서 그 부피가 축소되면서 냉매를 압축한다. 따라서, 상기 복수의 압축실 중 상기 흡입구와 인접한 압축실의 압력이 최소가 되고, 상기 토출구(145)와 연통하는 압축실의 압력이 최대가 된다.

그리고, 상기 흡입구(146)와 토출구(145) 사이에 존재하는 압축실의 압력은, 상기 흡입구(146)의 흡입 압력보다 높고 토출구(145)의 토출 압력보다 낮은 중간압을 형성한다. 상기 중간압 상태의 냉매 일부는 후술할 배압실(BP)로 안내되어, 상기 고정 스크롤(140)을 상기 선회 스크롤(130) 측으로 누르는 역할을 수행한다. 그러면, 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)의 저면과 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)의 상단부가 강하게 밀착되어, 압축실의 냉매가 누설되는 것을 차단한다.

상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에는, 중간압을 형성하는 압축실의 냉매를 상기 배압실(BP)로 전달하기 위한 중간압 토출구(147)가 형성된다. 상기 중간압 토출구(147)는 상기 제 2 경판부(143)의 상면으로부터 하면에 이르기까지 상기 제 2 경판부(143)를 관통하도록 형성된다.

상기 고정 스크롤(140)의 상면에는 후술하게 될 패드 부재(22)가 안착되기 위한 패드 안착부(149)가 함몰 또는 단차지게 형성된다. 상기 패드 안착부(149)는 상기 패드 부재(22)의 두께와 동일한 깊이 또는 상기 패드 부재(22)의 두께보다 작은 두께로 함몰 또는 단차지게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 패드 안착부(149)의 내측에 상기 토출구(145)가 형성되며, 상기 패드 안착부(149)의 외측에 상기 중간압 토출구(147) 및 다수의 제 1 체결공(148)이 형성된다.

상기 스크롤 압축기(100)는, 상기 고정 스크롤(140)의 상측에 배치되며 상기 배압실을 형성하는 배압실 조립체(150, 160)를 더 포함할 수 있다. 상기 배압실 조립체(150, 160)는, 배압 플레이트(150) 및 상기 배압 플레이트(150)의 상측에서 요동 가능 가능하게 결합되는 플로팅 플레이트(160)를 포함할 수 있다. 상기 배압 플레이트(150)는 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)의 상부에 고정된다.

상기 배압 플레이트(150)는, 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)와 접하는 지지부(152)를 포함한다. 상기 지지부(152)에는, 상기 중간압 토출구(147)와 연통하는 중간압 흡입구(153)가 형성된다. 상기 중간압 흡입구(153)는 상기 지지부(152)의 상면으로부터 하면에 이르기까지 상기 지지부(152)를 관통하도록 형성된다.

그리고, 상기 지지부(152)에는, 상기 고정 스크롤(140)의 제 1 체결공(148)과 연통되는 다수의 제 2 체결공(154)이 형성된다. 상기 제 1 체결공(148)과 제 2 체결공(154)은 체결부재(미도시)에 의하여 결합된다.

또한, 상기 배압 플레이트(150)는, 상기 지지부(152)의 저면에서 연장되는 가압 슬리브(155)를 더 포함할 수 있다. 상기 가압 슬리브(155)는, 상기 배압 플레이트(150)가 상기 고정 스크롤(140)의 상면에 놓일 때, 상기 패드 안착부(149)에 놓인 패드 부재(22)의 상면 가장자리를 가압한다.

상기 배압 플레이트(150)는, 상기 지지부(152)로부터 상방으로 연장되는 복수의 벽(158, 159)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 벽(158, 159)은, 상기 지지부(152)의 외측 가장자리에서 중심 방향으로 이격되는 지점에서 상측으로 연장되는 제 1 벽(158), 및 상기 지지부(152)의 외측 가장자리에서 상측으로 연장되는 제 2 벽(159)을 포함한다. 상기 제 1 벽(158)과 제 2 벽(159)은 대략 원통형으로 형성될 수 있다.

상기 제 1 벽(158) 및 제 2 벽(159)은 상기 지지부(152)와 함께 공간부를 형성하고, 상기 공간부가 상기 배압실(BP)이 된다.

상기 배압 플레이트(150)는, 상기 제 1 벽(158)의 상단부를 연결하는 상면부(158a)를 더 포함한다. 상기 상면부(158a)로부터 하측으로 원통 형상의 이동 가이드부(158c)가 연장 형성된다. 상기 이동 가이드부(158c)의 내측에는 역지 밸브 어셈블리(20)가 수용되고, 상기 역지 밸브 어셈블리(20)는 상기 이동 가이드부(158c)의 내부에서 상승 또는 하강하여, 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에 형성된 상기 토출구(145)를 선택적으로 개폐한다. 그리고, 상기 이동 가이드부(158c)는 상기 제 1 벽(158)으로부터 상기 상면부(158a)의 중심 방향으로 소정 간격 이격되는 지점에 형성된다.

또한, 상기 이동 가이드부(158c)의 내측에 해당하는 상기 상면부(158a)의 중심에는 지지 슬리브(158d)가 상측으로 연장되고, 상기 지지 슬리브(158d)의 내측에 관통홀(158d)이 형성된다. 여기서, 상기 관통홀(158d)을 형성하기 위하여 상기 지지 슬리브(158d)가 반드시 돌출될 필요는 없다.

그리고, 상기 제 1 벽(158)과 상기 이동 가이드부(158c) 사이 영역에 해당하는 상기 상면부(158a)의 지점에는 다수의 중간 토출구(158b)가 형성된다. 그리고, 상기 제 2 경판부(143)의 토출구(145)를 통하여 토출되는 고온 고압의 냉매 가스는 상기 중간 토출구(158b)를 통과한 뒤, 상기 토출 커버(105)에 형성된 토출홀(105a)을 통하여 상기 토출 공간(D)으로 토출된다.

한편, 상기 배압 플레이트(150)와 상기 고정 스크롤(140) 사이에는 가스켓(170)이 개입되어, 상기 중간압 토출구(147)를 통하여 상기 배압 플레이트(150)의 중간압 흡입구(153)로 안내되는 냉매의 일부가 누설되는 현상을 방지한다. 사기 가스켓(170)은 상기 고정 스크롤(140)의 상면에 안착되며, 상기 패드 안착부(149)와 간섭되지 않도록 환형 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 가스켓(170)에는 상기 중간압 토출구(147) 및 상기 다수의 제 1 체결공(148)에 대응하는 위치에 다수의 홀이 형성된다.

상기 역지 밸브 어셈블리(20)는, 상기 토출구(145)를 개폐하는 역지 밸브(21)와, 상기 역지 밸브(21)의 상면에 놓이는 탄성 부재(23), 및 상기 역지 밸브(21)의 저면에 위치하는 패드 부재(22)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 역지 밸브(21)는 상기 토출구(145)를 완전히 덮을 수 있는 정도의 크기를 가진다.

상세히, 상기 탄성 부재(23)는 스파이럴 형태로 이루어지되, 도시된 바와 같이 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 원뿔 형태의 스프링일 수 있다. 탄성 부재(23)가 원뿔 형태로 이루어짐으로써, 원통 형상의 스프링에 비하여 스프링의 신축 변위가 더 길어지는 장점이 있다. 즉, 상기 원뿔 형태의 스프링은, 수축될 때 상하로 인접하는 스프링 부분과 접촉하지 않으므로, 평면 상태까지 수축 가능하다. 따라서, 원통형 스프링에 비하여 상기 원뿔형 스프링의 신축 변위가 큰 장점이 있다.

또한, 상기 패드 부재(22)의 내측에는 상기 토출구(145)에 대응하는 크기의 연통홀(221)이 형성된다. 즉, 상기 패드 부재(22)는 링 타입 패드일 수 있다. 그리고, 상기 패드 부재(22)는, 고압에 의한 열을 견딜 수 있는 내열성, 반복적으로 가해지는 충격력에도 견딜 수 있는 내마모성, 및 윤활 오일에도 성질이 변하지 않는 내유성을 가지는 합성 수지 또는 엔지니어링 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다.

상기 스크롤 압축기(100)가 정상 운전할 때에는, 상기 역지 밸브(21)는 상기 토출구(145)로부터 토출되는 냉매의 토출 압력에 의하여 상승하여 상기 상면부(158a)에 밀착된 상태를 유지한다.

그러나, 고압축비 조건으로 운전되는 경우, 상기 토출구(145)로부터 토출되는 냉매가 상기 역지 밸브(21)를 밀어 올리는 힘이 상기 역지 밸브(21)의 하중보다 작아져서 상기 역지 밸브(21)가 하강하여 상기 토출구(145)를 폐쇄한다.

또한, 상기 스크롤 압축기(100)의 운전이 정지되면, 상기 토출공간(D)의 냉매가 상기 역류하여 상기 관통홀(158d)로 유입되고, 관통홀(158d)로 유입되는 냉매의 압력에 의하여 상기 역지 밸브(21)가 하강하게 된다.

이때, 상기 역지 밸브 어셈블리(21)가 상기 고정 스크롤(140)의 상면에 닿으면서 타격 소음을 발생시킬 수 있다. 상기 역지 밸브(21)의 승강에 대한 내용은 아래에서 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

상기 배압 플레이트(150)에는, 상기 제 1 벽(158)과, 제 2 벽(159) 및 상기 지지부(152)에 의하여 대략 'U' 형태의 수직 단면을 갖는 공간부가 형성된다. 그리고, 상기 공간부에는, 상기 플로팅 플레이트(160)가 수용된다. 상기 공간부 중, 상기 플로팅 플레이트(160)에 의하여 덮여지는 공간이 상기 배압실(BP)이 된다. 다시 말하면, 상기 배압 플레이트(150)의 제 1 및 제 2 벽(158, 159) 및 지지부(152)와, 상기 플로팅 플레이트(160)가 상기 배압실(BP)을 형성한다.

상기 플로팅 플레이트(160)는 상기 제 1 벽(158)의 외주면에 밀착되는 내벽(161)과, 상기 제 2 벽(159)의 내주면에 밀착되는 외벽(162), 및 상기 내벽(161)과 외벽(162)의 상단부를 연결하는 연결부(163)로 이루어질 수 있다.

상세히, 상기 플로팅 플레이트(160)의 내측에는 상기 제 1 벽(158)의 상측 부분이 관통하는 원형의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀은 상기 내벽(161)에 의하여 정의된다. 그리고, 상기 관통홀로부터 반경 방향으로 이격되는 상기 연결부(163)의 상면에는 슬리브(164)가 연장 형성된다.

그리고, 상기 플로팅 플레이트(160)와 상기 배압 플레이트(150)가 접촉하는 부분에는 냉매 누설을 방지하기 위한 실링 부재가 장착될 수 있다. 즉, 상기 플로팅 플레이트(160)와 상기 배압 플레이트(150)에 의하여 형성되는 상기 배압 공간(BP)으로 유입된 중간압 상태의 냉매가 배압 공간(BP) 외부로 누설되지 않도록 하기 위한 실링 부재가 장착될 수 있다.

상기 실링 부재는, 상기 내벽(165)의 내주면과 상기 제 1 벽(158)의 외주면중 어느 일측에 끼워지는 제 1 실링 부재(165)와, 상기 제 2 벽(159)의 내주면과 상기 외벽(162)의 외주면 중 어느 일측에 끼워지는 제 2 실링 부재(159a)를 포함할 수 있다.

상기 배압실(BP)로 중간압 상태의 냉매가 유입되면, 상기 중간압 상태의 냉매에 의하여 상기 고정 스크롤(140)이 하측으로 가압되고, 동시에 상기 플로팅 플레이트(160)가 상승하여, 상기 슬리브(164)가 상기 토출커버(105)의 하면에 접촉된다. 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)에 접촉되면, 상기 흡입공간(S)과 토출공간(D)은 구획된다. 반면에, 상기 리브(164)가 상기 토출커버(105)의 하면과 이격되면, 상기 흡입공간(S)과 토출공간(D)은 연통될 수 있다.

상세히, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전되는 과정에서, 상기 플로팅 플레이트(160)는 상승하여, 상기 슬리브(164)가 상기 토출커버(105)의 하면에 접촉한다. 따라서, 상기 토출구(145)에서 토출되어 상기 중간 토출구(158b)를 경유한 냉매는 상기 흡입공간(S)으로 누설되지 않고 토출공간(D)으로 토출될 수 있다.

반면에, 상기 스크롤 압축기(100)가 정지되었을 때, 상기 플로팅 플레이트(160)는 하강하여, 상기 슬리브(164)가 상기 토출커버(105)의 저면으로부터 이격된다. 따라서, 상기 토출커버(105)측에 위치한 토출 냉매는 상기 슬리브(164)와 토출커버(105)의 이격된 공간을 통하여, 상기 흡입공간(S)측으로 유동하게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 역지 밸브 어셈블리를 구성하는 역지 밸브의 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 역지 밸브 어셈블리(20)를 구성하는 역지 밸브(21)는, 원통 형상의 밸브 바디(211)와, 상기 밸브 바디(211)의 상면에서 돌출되는 스프링 지지부(212), 및 상기 스프링 지지부(212)의 상면 중앙에서 소정의 직경을 가지고 상측으로 소정 길이 연장되는 지지 기둥(214)을 포함한다.

상세히, 상기 밸브 바디(211)는, 상기 토출구(145)의 직경보다 큰 직경을 가지는 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 밸브 바디(211)의 저면은 상기 패드 부재(22)의 상면에 놓여서 상기 토출구(145)를 개폐한다. 상세히, 상기 밸브 바디(211)의 저면은 상기 패드 부재(22)의 상면에 밀착되어, 상기 패드 부재(22)의 연통홀(221) 및 상기 토출구(145)를 폐쇄한다. 따라서, 상기 밸브 바디(211)는 상기 토출구(145) 및 상기 연통홀(221)의 직경보다 큰 직경을 가지는 것이 필요하다.

그리고, 상기 밸브 바디(211)의 저면으로부터 상측으로 소정 깊이 함몰되는 함몰부(216)가 형성될 수 있다. 상기 함몰부(216)의 종단면 형상은, 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 원추 형태일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 함몰부(216)는, 상기 역지 밸브(21)의 하중을 줄이기 위하여 형성되는 것이다. 다시 말하면, 고압축비 운전 과정에서 상기 역지 밸브(21)의 자중이 상기 토출구(145)를 통하여 토출되는 냉매의 미는 힘보다 작아지도록 함으로써, 역지 밸브(21)가 고정 스크롤(140)의 상면에 부딪히는 가능성을 최소화하기 위함이다. 그러나, 상기 역지 밸브(21)의 하중이 충분히 작게 제조가 가능하면 상기 함몰부(216)가 반드시 형성될 필요는 없다.

또한, 상기 스프링 지지부(212)는, 상기 밸브 바디(211)의 상면에서 소정 높이 연장되되, 상기 밸브 바디(211)의 직경보다 작은 직경으로 형성된다. 그리고, 상기 스프링 지지부(212)의 외측에 해당하는 상기 밸브 바디(211)의 상면에는 안착면(213)이 형성되고, 상기 안착면(213)에 상기 탄성 부재(23)의 하단부가 안착된다.

또한, 상기 스프링 지지부(212)의 상면은, 내측으로 갈수록 높아지는 방향으로 경사지게 형성된다. 그러면, 상기 원추 형태의 탄성 부재(23)가 거동 중에 상기 안착면(213)에서 이탈하더라도, 상기 스프링 지지부(212)의 상면을 따라 이동하여 상기 안착면(213)으로 돌아갈 수 있다.

또한, 상기 지지 기둥(214)는 상기 밸플레이트(150)의 중심부에 형성된 상기 관통홀(158d)에 삽입되어 상하 방향으로 이동한다. 그리고, 상기 지지 기둥(214)이 상기 관통홀(158d)에 삽입된 상태에서 승강하므로, 상기 역지 밸브(21)가 좌우로 흔들리면서 진동하는 현상을 최소화할 수 있다.

다시 말하면, 상기 지지 기둥(214)이 없는 경우, 상기 역지 밸브(21)가 상기 이동 가이드부(158c) 내에서 상하 방향으로 이동할 때, 좌우로 요동하여 상기 역지 밸브(21)가 상기 이동 가이드부(158c)에 부딪혀서 소음을 발생시킬 수 있다. 그러나, 상기 지지 기둥(214)이 상기 관통홀(158d)에 끼워져서 지지되므로, 상기 역지 밸브(21)가 좌우 방향으로 요동하는 현상을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 탄성 부재(23)가 상기 지지 기둥(214)에 끼워지므로, 상기 탄성 부재(23)의 위치가 어긋나는 현상도 최소화할 수 있다.

한편, 상기 지지 기둥(214)의 측면부에는 역류홈(215)이 형성될 수 있다. 상기 역류홈(215)은, 상기 지지 기둥(214)의 측면에만 형성될 수도 있고, 도시된 바와 같이 상기 스프링 지지부(212)의 상면을 따라서 상기 스프링 지지부(212)의 외측 가장자리까지 연장될 수도 있다.

상세히, 상기 관통홀(158d)로 역류하는 냉기는 상기 역류홈(215)을 따라 하강하여, 상기 이동 가이드부(158c)에 의하여 형성되는 공간으로 유입된다. 그리고, 상기 역류홈(215)을 따라 하강하는 냉매는 상기 역지 밸브(21)의 상면을 가압한다. 그러면, 상기 역지 밸브(21)가 하강하여 상기 토출구(145)를 차폐한다.

도 5는 역지 밸브가 상승한 상태를 보여주는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 부분 단면도이다.

도 5를 참조하면, 스크롤 압축기(100)가 정상 운전되는 과정에서는, 상기 고정 스크롤(140)의 토출구(145)를 통하여 토출되는 고압의 냉매 가스에 의하여, 상기 역지 밸브(21)가 상승한다.

여기서, 상기 패드 부재(22)는, 상기 고정 스크롤(140)의 상면에 형성된 상기 패드 안착부(149)에 안착된 상태에서, 상기 배압 플레이트(150)의 저면에서 돌출되는 상기 가압 슬리브(155)에 의하여 눌러진 상태로 유지된다. 여기서, 상기 패드 부재(22)는 상기 패드 안착부(149)의 깊이보다 작은 두께로 형성된다.

상기 패드 부재(22)는, 상기 가압 슬리브(155)의 가압력에 의하여 상기 패드 안착부(149)에 강하게 밀착 고정될 수도 있고, 다른 방법으로서, 접착 부재에 의하여 상기 패드 안착부(149)의 바닥에 접착되는 것도 가능하다. 그러면, 상기 가압 슬리브(155)는 형성되지 않을 수 있다.

더 다른 방법으로서, 상기 배압 플레이트(150)의 저면에 상기 가압 슬리브(155)가 돌출되지 않고, 상기 패드 부재(22)의 두께는 상기 패드 안착부(149)의 깊이와 동일하게 형성될 수 있다. 그러면, 상기 배압 플레이트(150)의 저면에 의하여 상기 패드 부재(22)가 눌러질 수 있다.

상기 역지 밸브(21)가 상승하면, 상기 탄성 부재(23)가 수축되면서 길이가 짧아진다. 상기 탄성 부재(23)는 원추형 코일 스프링이기 때문에, 수축되는 과정에서 하측의 코일 부분이 상측의 코일과 접촉하는 현상이 발생하지 않는다. 그리고, 상기 탄성 부재(23)에 의하여, 상기 열지 밸브(21)가 상기 배압 플레이트(150)의 상면부(158a)에 부딪히는 현상이 발생하지 않는다.

한편, 상기 토출구(145)가 개방되면, 상기 토출구(145)를 통하여 토출되는 고온 고압의 냉매는, 상기 중간 토출구(158b)를 따라 상승하여 상기 토출홀(105a)을 통하여 상기 토출 공간(D)으로 안내된다.

도 6은 역지 밸브가 하강한 상태를 보여주는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기의 부분 단면도이다.

도 6을 참조하면, 압축기 운전 중 압축 부족 현상이 발생하거나 압축기 구동을 정지하면, 상기 토출구(145)의 토출 압력이 감소하여, 상기 토출홀(105a)의 압력보다 낮아지게 된다. 그러면, 상기 토출홀(105a) 쪽의 냉매가 상기 관통홀(158d)로 역류하고, 역류하는 냉매의 일부는 상기 역지 밸브(21)에 형성되는 역류홈(215)을 따라 흐르게 된다.

그리고, 상기 역류홈(215)을 따라 역류하는 냉매는 상기 역지 밸브(21)의 밸브 바디(211) 상면을 가압하여, 상기 밸브 바디(211)가 하강하도록 한다. 뿐만 아니라, 상기 탄성 부재(23)의 복원력에 의하여 상기 역지 밸브(21)가 신속히 하강하도록 한다. 즉, 상기 탄성 부재(23)의 복원력 뿐만 아니라 역류하는 냉매 가스의 가압력이 합세하여, 상기 역지 밸브(21)가 신속히 하강하도록 함으로써, 역지 밸브(21)의 응답 속도를 향상시키는 장점이 있다.

이때, 상기 역지 밸브(21)의 저면이 상기 고정 스크롤(140)의 상면에 직접 부딪히지 않고, 비금속 소재로 성형된 상기 패드 부재(22)의 상면에 부딪히게 된다. 그러면, 상기 고정 스크롤(140)에 전달되는 충격량이 감소하여 충격 소음이 감소하게 된다.

Claims (12)

1. 케이싱;
   상기 케이싱 내부 공간을 흡입 공간과 토출 공간으로 구획하는 토출 커버;
   상기 케이싱 내부에 장착되는 상부 프레임;
   상단부가 상기 상부 프레임에 삽입되는 회전축;
   상기 회전축을 구동하는 모터;
   상기 회전축의 상단에 연결되어, 상기 상부 프레임의 상면에서 선회 운동하는 제 1 스크롤;
   상기 제 1 스크롤의 상부를 덮어서 내부에 압축실을 형성하며, 중앙에 토출구를 형성하는 제 2 스크롤;
   상기 제 2 스크롤의 상면에 결합되고, 내측에 이동 가이드부가 형성되는 배압 플레이트;
   상기 배압 플레이트의 상면에 이동 가능하게 놓이며, 내부에 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트; 및
   상기 이동 가이드부에 삽입되고, 승강 운동하면서 상기 토출구를 개폐하는 역지 밸브 어셈블리를 포함하고,
   상기 역지 밸브 어셈블리는,
   역지 밸브와,
   상기 역지 밸브의 상면에 놓이는 탄성 부재와,
   상기 제 2 스크롤의 상면에 놓여서 상기 역지 밸브의 저면과 직접 접촉하는 패드 부재를 포함하고,
   상기 역지 밸브는,
   원통 형상으로 형성되며, 저면이 상기 패드 부재의 상면에 접촉하는 밸브 바디와,
   상기 밸브 바디의 상면에서 돌출되는 스프링 지지부와,
   상기 스프링 지지부의 상면 중심에서 상측으로 소정 길이로 연장되어 상기 배압 플레이트의 중심을 관통하는 지지 기둥을 포함하고,
   상기 스프링 지지부의 외경은 상기 밸브 바디의 상면의 외경보다 작게 형성되어, 상기 밸브 바디의 상면 가장자리에 스프링 안착면이 형성되고,
   상기 탄성 부재는, 상단부가 상기 지지 기둥에 끼워지고 하부로 갈수록 직경이 커져서 하단부가 상기 스프링 안착면에 안착되는 원추형 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링 지지부의 상면은 내측으로 갈수록 높아지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 역지 밸브는,
   상기 지지 기둥의 외주면에 형성되는 역류홈을 더 포함하고,
   상기 역류홈은 상기 지지 기둥의 상단에서 하단까지 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 역지 밸브는,
   상기 스프링 지지부의 상면에 형성되는 역류홈을 더 포함하고,
   상기 지지 기둥의 역류홈과 상기 스프링 지지부의 역류홈은 서로 연결되며,
   상기 스프링 지지부의 역류홈은 상기 스프링 지지부의 외측 가장자리까지 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 스크롤의 상면에는 상기 패드 부재가 안착되기 위한 패드 안착부가 함몰 또는 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 패드 부재의 두께는 상기 패드 안착부의 깊이보다 작게 형성되고,
   상기 배압 플레이트의 저면에는 상기 패드 부재의 상면을 가압하는 가압 슬리브가 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 패드 부재는 접착 부재에 의하여 상기 패드 안착부의 바닥에 접착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 패드 부재는 합성 수지 또는 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 패드 부재의 내측에는 상기 토출구의 직경에 대응하는 관통홀이 형성되고,
    상기 밸브 바디의 직경은, 적어도 상기 토출구 및 관통홀의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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