KR102589293B1

KR102589293B1 - 일체형 밸브 시트와 스토퍼 시트가 구비되는 압축기

Info

Publication number: KR102589293B1
Application number: KR1020180056616A
Authority: KR
Inventors: 이강욱; 이호원; 김철환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2023-10-12
Also published as: WO2019221400A1; KR20190131786A

Abstract

본 발명은 토출 밸브, 밸브 스토퍼 및 토출커버의 동시 체결 구조를 포함하는 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 복수의 토출 밸브가 구비된 밸브 시트와, 복수의 밸브 스토퍼가 구비된 스토퍼 시트와, 스토퍼 시트 상에 배치되는 토출커버를 고정 스크롤의 일면에 고정시키는 고정부재를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 토출 밸브와 토출커버의 체결 구조를 단순화시킬 수 있으며, 제조 공정을 감소시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

일체형 밸브 시트와 스토퍼 시트가 구비되는 압축기{Compressor having one piece-type valve sheet and stopper sheet}

본 발명은 밸브 시트, 스토퍼 시트 및 토출커버의 동시 체결 구조를 포함하는 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다.

압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 스크롤식 등으로 구분될 수 있다.

이 중 스크롤 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 고정된 고정 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 함으로써 고정 스크롤의 고정랩과 선회 스크롤의 선회랩 사이에 압축실이 형성되는 압축기이다.

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

이러한 스크롤 압축기는 구동 모터와 압축부의 위치에 따라 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 상측에 위치하는 방식이고, 하부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 하측에 위치하는 방식이다.

여기에서 압축부는 케이싱의 내부 공간에 고정되는 메인 프레임, 메인 프레임의 일측에 결합되는 고정 스크롤, 및 메인 프레임과 고정 스크롤 사이에서 선회 운동을 하며 고정 스크롤과 압축실을 형성하는 선회 스크롤을 포함한다. 이때, 고정 스크롤에는 압축실에서 압축된 냉매가 토출되는 복수 개의 토출구가 구비된다.

종래의 스크롤 압축기는 각각의 토출구 마다 토출 밸브와, 토출 밸브의 가동 범위를 제한하는 밸브 스토퍼를 개별 체결하여 조립하는 구조를 가진다. 이러한 토출 밸브의 개별 체결 구조는 스크롤 압축기의 제조 공정수를 증가시키고, 제조 원가를 상승시키는 원인이 되었다.

또한, 하부 압축식 스크롤 압축기는 토출구에서 토출된 냉매를 가이드하기 위한 하부 토출 챔버를 형성하는 토출커버를 포함한다.

이때, 종래의 스크롤 압축기는 토출커버를 체결하기 위한 체결홀을 고정 스크롤 상에 별도로 형성함으로써, 토출커버를 체결하기 위한 공정을 추가로 수행해야 했다.

즉, 종래의 스크롤 압축기는 복수의 토출 밸브, 밸브 스토퍼, 및 토출커버를 별개의 공정에서 조립하므로, 스크롤 압축기의 제조공정을 복잡하게 하고 제조 원가를 상승시키는 문제점이 있었다.

한편, 토출구와 토출 밸브의 접촉면적이 넓어지는 경우, 오일에 의한 정지 마찰력(Oil stiction)은 증가된다. 이에 따라 종래의 스크롤 압축기는 토출 밸브에서 오일에 의한 정지 마찰력이 증가하는 경우, 스크롤 압축기의 동작 시 과압축에 의한 손실이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 토출 밸브, 밸브 스토퍼 및 토출커버를 동시에 체결함으로써, 체결 구조를 단순화시키고 제조 비용을 절감할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 고정 스크롤의 일면을 평탄화시키고, 해당 일면 상에 밸브 시트, 스토퍼 시트 및 토출커버를 일체로 고정시킴으로써, 냉매의 누설을 방지하고 신뢰성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 토출 밸브와 토출구 사이에 발생하는 오일에 의한 정지 마찰력을 감소시킴으로써, 압축기 동작 시 과압축에 의한 손실을 저감시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는 복수의 토출 밸브가 구비된 밸브 시트와, 복수의 밸브 스토퍼가 구비된 스토퍼 시트와, 스토퍼 시트 상에 배치되는 토출커버를 고정 스크롤의 일면에 고정시키는 고정부재를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 토출 밸브와 토출커버의 체결 구조를 단순화시킬 수 있으며, 제조 공정을 감소시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 밸브 시트의 일면과 접하여 동일 평면 상에 배치되도록 일면이 가공된 고정 스크롤과, 고정 스크롤 상에 층층이 결합되는 밸브 시트, 스토퍼 시트 및 토출커버를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 고정 스크롤과 토출커버 사이에 발생되는 냉매의 누설량을 감소시키고, 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 토출 밸브에 오버랩되는 영역에서 내측으로 단차를 갖도록 형성되는 단차홈과, 토출 밸브의 일측에 접하고 단차홈으로부터 돌출 형성되는 라운드부를 포함하는 고정 스크롤을 구비한다. 이를 통해, 본 발명은 토출 밸브와 토출구 사이에 발생하는 오일에 의한 정지 마찰력을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는 토출 밸브, 밸브 스토퍼 및 토출커버를 동시에 체결함으로써, 고정 스크롤의 토출구 마다 토출 밸브와 밸브 스토퍼를 개별로 조립해야 하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 본 발명은 토출 밸브와 밸브 스토퍼를 토출커버와 함께 고정시킴으로써 토출커버를 고정시키기 위한 공정도 일원화할 수 있다. 즉, 본 발명은 토출 밸브, 밸브 스토퍼 및 토출커버를 동시에 체결함으로써, 체결 구조를 단순화시켜 스크롤 압축기의 제작에 필요한 처리 공정수를 감소시킬 수 있다. 이러한 동시 체결 구조는 제품 생산에 필요한 노동력, 제품 생산에 필요한 제조 시간 및 비용을 감소시킬 수 있어 제품 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 고정 스크롤, 밸브 시트, 스토퍼 시트 및 토출커버 사이의 결합 구조가 단순화됨에 따라 고정 스크롤과 토출커버 사이에 누설되는 냉매량을 감소시킬 수 있다. 냉매 누설량이 감소됨에 따라, 스크롤 압축기의 동작 효율과 동작 안정성이 향상될 수 있으며, 제품에 대한 신뢰성도 함께 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 토출 밸브와 토출구 사이에 발생하는 오일에 의한 정지 마찰력을 감소시킴으로써 토출 밸브의 정확한 동작 구현이 가능하다. 이에 따라, 본 발명은 압축기 동작 시 과압축에 의한 손실을 저감시켜 압축기의 동작 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 스크롤 압축기의 동작 안정성을 향상시키고, 제품에 대한 신뢰성과 제품 인지도 및 판매량을 높일 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 고정 스크롤 상에 결합된 구성요소를 나타내는 부분 사시도이다.
도 3은 도 1의 고정 스크롤 상에 결합되는 구성요소의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 밸브 시트를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3의 스토퍼 시트를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 3의 토출커버를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 1의 압축부의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 7의 S 영역을 확대한 부분 확대도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기를 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서는, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 설명하는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)는 내부공간을 갖는 케이싱(210), 내부공간의 상부에 구비되는 구동 모터(220), 구동 모터(220)의 하부에 배치되는 압축부(200), 구동 모터(220)의 구동력을 압축부(200)로 전달하는 회전축(226)이 포함될 수 있다.

여기에서, 케이싱(210)의 내부공간은 구동 모터(220)의 상측인 제1 공간(V1), 구동 모터(220)와 압축부(200)의 사이인 제2 공간(V2), 토출커버(330)에 의해 구획된 제3 공간(V3) 및 압축부(200)의 하측인 저유 공간(V4)으로 구획될 수 있다.

케이싱(210)은 예를 들어, 원통형의 형상일 수 있고, 이에 따라, 케이싱(210)은 원통 쉘(211)을 포함할 수 있다.

또한 원통 쉘(211)의 상부에는 상부 쉘(212)이 설치되고, 원통 쉘(211)의 하부에는 하부 쉘(214)이 설치될 수 있다. 상부 및 하부 쉘(212, 214)은 예를 들어, 용접으로 원통 쉘(211)에 결합되어 내부공간을 형성할 수 있다.

여기에서, 상부 쉘(212)에는 냉매 토출관(216)이 설치될 수 있는데, 냉매 토출관(216)은 압축부(200)에서 제2 공간(V2)과 제1 공간(V1)으로 토출되는 압축된 냉매가 외부로 배출되는 통로이다.

참고로, 토출되는 냉매에 혼입된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터(미도시)가 냉매 토출관(216)과 연결될 수 있다.

하부 쉘(214)은 오일을 저장할 수 있는 저유 공간(V4)을 형성할 수 있다.

저유 공간(V4)은 압축기가 원활하게 작동될 수 있도록 압축부(200)에 오일을 공급하는 오일챔버로서의 기능을 수행할 수 있다.

또한 원통 쉘(211)의 측면에는 압축될 냉매가 유입되는 통로인 냉매 흡입관(218)이 설치될 수 있다.

냉매 흡입관(218)은 고정 스크롤(250)의 측면을 따라 압축실(S1)까지 관통되어 설치될 수 있다.

이러한 케이싱(210) 내측의 상부에는 구동 모터(220)가 설치될 수 있다.

구체적으로, 구동 모터(220)는 고정자(222) 및 회전자(224)를 포함할 수 있다.

고정자(222)는 예를 들어, 원통형일 수 있으며, 케이싱(210)에 고정될 수 있다. 고정자(222)는 그 내주면에 원주방향을 따라 다수 개의 슬롯(미도시)이 형성되어 코일(222a)이 권선된다. 또한 고정자(222)의 외주면에는 디컷(D-cut) 모양으로 절단되어 압축부(200)에서 토출되는 냉매 또는 오일이 통과하도록 냉매유로홈(212a)이 형성될 수 있다.

회전자(224)는 고정자(222)의 내부에 결합되고, 회전동력을 발생시킬 수 있다. 또한, 회전자(224)의 중심에 회전축(226)이 압입됨으로써 회전자(224)와 함께 회전축(226)이 회전운동할 수 있다. 회전자(224)에 의해 발생된 회전동력은 회전축(226)을 통하여 압축부(200)에 전달된다.

압축부(200)는 올담링(150), 메인 프레임(230), 고정 스크롤(250), 선회 스크롤(240) 및 토출커버(330)를 포함할 수 있다.

올담링(150)은 메인 프레임(230)과 선회 스크롤(240) 사이에 설치될 수 있다. 또한 올담링(150)은 메인 프레임(230)과 선회 스크롤(240)에 각각 키결합되어 선회 스크롤(240)의 자전을 방지할 수 있다.

메인 프레임(230)은 구동 모터(220)의 하부에 구비되고, 압축부(200)의 상부를 형성할 수 있다.

메인 프레임(230)에는 대략 원형을 갖는 프레임 경판부(이하, 제1 경판부)(232), 제1 경판부(232)의 중앙에 구비되고 회전축(226)이 관통하는 프레임 축수부(이하, 제1 축수부)(232a), 및 제1 경판부(232)의 외주부에서 하부로 돌출되는 프레임 측벽부(이하, 제1 측벽부)(231)가 구비될 수 있다.

제1 측벽부(231)는 외주부가 원통 쉘(211)의 내주면과 접하고, 하단부가 후술할 고정 스크롤 측벽부(255)의 상단부와 접할 수 있다.

제1 측벽부(231)에는 그 제1 측벽부(231)의 내부를 축 방향으로 관통하여 냉매 통로를 이루는 프레임 토출공(이하, 제1 토출공)(231a)이 구비될 수 있다. 제1 토출공(231a)은 입구가 후술할 고정 스크롤 토출공(256b)의 출구와 연결되고, 출구가 제2 공간(V2)과 연결될 수 있다.

제1 축수부(232a)는 제1 경판부(232)의 상면에서 구동 모터(220) 측으로 돌출 형성될 수 있다. 또한 제1 축수부(232a)에는 후술할 회전축(226)의 메인 베어링부(226c)가 관통 지지되도록 제1 베어링부가 형성될 수 있다.

즉, 메인 프레임(230)의 중심에는 제1 베어링부를 이루는 회전축(226)의 메인 베어링부(226c)가 회전 가능하게 삽입되어 지지되는 제1 축수부(232a)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

제1 경판부(232)의 상면에는 제1 축수부(232a)와 회전축(226) 사이에서 토출되는 오일을 포집하는 오일포켓(232b)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 오일포켓(232b)은 제1 경판부(232)의 상면에 음각지게 형성되고, 제1 축수부(232a)의 외주면을 따라 환형으로 형성될 수 있다.

메인 프레임(230)의 저면에는 고정 스크롤(250) 및 선회 스크롤(240)과 함께 공간을 형성하여 그 공간의 압력에 의해 선회 스크롤(240)을 지지하도록 배압실(S2)이 형성될 수 있다.

참고로, 배압실(S2)은 중간압 영역(즉, 중간압실)일 수 있고, 회전축(226)에 구비된 오일 공급 유로(226a)는 배압실(S2)보다 압력이 높은 고압 상태일 수 있다. 또한 회전축(226), 메인 프레임(230) 및 선회 스크롤(240)에 의해 둘러싸인 공간은 고압 영역(S3)일 수 있다.

이러한 고압 영역(S3)과 중간압 영역(S2)을 구분하기 위해 메인 프레임(230) 및 선회 스크롤(240) 사이에 배압 씰(seal)(280)이 구비될 수 있다. 배압 씰(280)은 예를 들어, 밀봉 부재 역할을 할 수 있다.

또한 메인 프레임(230)은 고정 스크롤(250)과 결합하여 선회 스크롤(240)이 선회 가능하도록 설치될 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 즉, 이러한 구조는 회전축(226)을 통해 압축부(200)에 회전동력이 전달될 수 있도록 회전축(226)을 감싸는 구조가 될 수 있다.

메인 프레임(230)의 저면에는 제1 스크롤을 이루는 고정 스크롤(250)이 결합될 수 있다.

구체적으로, 고정 스크롤(250)은 메인 프레임(230)의 하부에 구비될 수 있다.

또한 고정 스크롤(250)은 대략 원형을 갖는 고정 스크롤 경판부(이하, 제2 경판부)(254), 제2 경판부(254)의 외주부에서 상부로 돌출되는 고정 스크롤 측벽부(이하, 제2 측벽부)(255), 제2 경판부(254)의 상면에서 돌출되고 후술할 선회 스크롤(240)의 선회랩(241)과 치합되어(즉, 맞물려) 압축실(S1)을 형성하는 고정랩(251), 및 제2 경판부(254)의 배면 중앙에 형성되고 회전축(226)이 관통하는 고정 스크롤 축수부(이하, 제2 축수부)(252)를 구비할 수 있다.

제2 경판부(254)에는 압축된 냉매를 압축실(S1)로부터 토출커버(330)의 내부공간으로 안내하는 토출구(253)가 형성될 수 있다. 또한 토출구(253)의 위치는 요구되는 토출압 등을 고려하여 임의로 설정될 수 있다.

여기에서, 토출구(253)가 하부 쉘(214)을 향해 형성됨에 따라 고정 스크롤(250)의 저면에는, 토출되는 냉매를 수용하고 해당 냉매를 오일과 혼합되지 않게 후술할 고정 스크롤 토출공(256b)으로 안내하기 위한 토출커버(330)가 결합될 수 있다. 토출커버(330)는 냉매의 토출유로와 저유 공간(V4)을 분리할 수 있도록 고정 스크롤(250)의 저면에 밀봉 결합될 수 있다.

고정 스크롤(250)과 토출커버(330) 사이에는 토출구(253)를 개폐시키는 토출 밸브(317)가 구비된 스토퍼 시트(320)와, 토출 밸브(317)의 가동 범위를 제한하는 밸브 스토퍼(327)가 구비된 스토퍼 시트(320)가 배치된다.

이때 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)는 고정부재(340)에 의해 고정 스크롤(250)의 일면에 함께 체결되어 고정된다. 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)의 동시 체결 구조에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.

또한 토출커버(330)에는 제2 베어링부를 이루는 회전축(226)의 서브 베어링부(226g)에 결합되어 케이싱(210)의 저유 공간(V4)에 잠기는 오일피더(271)가 관통하도록 관통구멍(332a)이 형성될 수 있다.

한편, 제2 측벽부(255)는 외주부가 원통 쉘(211)의 내주면과 접하고, 상단부가 제1 측벽부(231)의 하단부와 접할 수 있다.

또한, 제2 측벽부(255)에는 그 제2 측벽부(255)의 내부를 축 방향으로 관통하여 제1 토출공(231a)과 함께 냉매 통로를 이루는 고정 스크롤 토출공(이하, 제2 토출공)(256b)이 구비될 수 있다.

제2 토출공(256b)은 제1 토출공(231a)에 대응되게 형성되고, 입구가 토출커버(330)의 내부공간과 연결되고, 출구가 제1 토출공(231a)의 입구와 연결될 수 있다.

여기에서, 제2 토출공(256b)과 제1 토출공(231a)은 압축실(S1)에서 토출커버(330)의 내부공간으로 토출된 냉매가 제2 공간(V2)으로 안내되도록, 제3 공간(V3)과 제2 공간(V2)을 연결시킬 수 있다.

그리고, 제2 측벽부(255)에는 냉매 흡입관(218)이 압축실(S1)의 흡입 측에 연결되도록 설치될 수 있다. 또한 냉매 흡입관(218)은 제2 토출공(256b)과 이격되게 설치될 수 있다.

제2 축수부(252)는 제2 경판부(254)의 하면에서 저유 공간(V4) 측으로 돌출 형성될 수 있다.

또한 제2 축수부(252)에는 회전축(226)의 서브 베어링부(226g)가 삽입되어 지지되도록 제2 베어링부가 구비될 수 있다.

그리고, 제2 축수부(252)는 하단부가 회전축(226)의 서브 베어링부(226g) 하단을 지지하여 스러스트 베어링면을 이루도록 축 중심을 향해 절곡될 수 있다.

메인 프레임(230)과 고정 스크롤(250)의 사이에는 제2 스크롤을 이루는 선회 스크롤(240)이 설치될 수 있다.

구체적으로, 선회 스크롤(240)은 회전축(226)에 결합되어 선회운동을 하면서 고정 스크롤(250)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(S1)을 형성할 수 있다.

또한 선회 스크롤(240)은 대략 원형을 갖는 선회 스크롤 경판부(이하, 제3 경판부)(245), 제3 경판부(245)의 하면에서 돌출되어 고정랩(251)과 맞물리는 선회랩(241) 및 제3 경판부(245)의 중앙에 구비되고 회전축(226)의 후술할 편심부(226f)에 회전 가능하게 결합되는 회전축 결합부(242)를 포함할 수 있다.

선회 스크롤(240)의 경우, 제3 경판부(245)의 외주부가 제2 측벽부(255)의 상단부에 위치하고, 선회랩(241)의 하단부가 제2 경판부(254)의 상면에 밀착되어, 고정 스크롤(250)에 지지될 수 있다.

회전축 결합부(242)의 외주부는 선회랩(241)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(251)과 함께 압축실(S1)을 형성하는 역할을 하게 된다.

참고로, 고정랩(251)과 선회랩(241)은 인볼류트 형상으로 형성될 수 있지만 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

여기에서, 인볼류트 형상은 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다.

또한 회전축 결합부(242)에는 회전축(226)의 편심부(226f)가 삽입될 수 있다. 회전축 결합부(242)에 삽입된 편심부(226f)는 선회랩(241) 또는 고정랩(251)과 압축기의 반경방향으로 중첩될 수 있다.

여기에서, 반경방향은 축방향(즉, 상하방향)과 직교하는 방향(즉, 좌우방향)을 의미할 수 있고, 보다 구체적으로, 반경방향은 회전축의 외측에서 내측을 향하는 방향을 의미할 수 있다.

상기와 같이, 회전축(226)의 편심부(226f)가 선회 스크롤(240)의 경판부(245)를 관통하여 선회랩(241)과 반경방향으로 중첩되는 경우, 냉매의 반발력과 압축력이 경판부(245)를 기준으로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 일정 부분 상쇄될 수 있다.

회전축(226)은 구동 모터(220)에 결합되며, 케이싱(210)의 저유 공간(V4)에 담긴 오일을 상부로 안내하기 위한 오일 공급 유로(226a)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 회전축(226)은 그 상부가 회전자(224)의 중심에 압입되어 결합되고, 그 하부는 압축부(200)에 결합되어 반경방향으로 지지될 수 있다.

이로써, 회전축(226)은 구동 모터(220)의 회전력을 압축부(200)의 선회 스크롤(240)에 전달할 수 있다. 또한 이를 통해 회전축(226)에 편심 결합된 선회 스크롤(240)이 고정 스크롤(250)에 대해 선회운동을 하게 된다.

이러한 회전축(226)의 하부에는 메인 프레임(230)의 제1 축수부(232a)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 메인 베어링부(226c)가 형성될 수 있다. 또한 메인 베어링부(226c)의 하부에는 고정 스크롤(250)의 제2 축수부(252)에 삽입되어 반경방향으로 지지되도록 서브 베어링부(226g)가 형성될 수 있다.

그리고 메인 베어링부(226c)와 서브 베어링부(226g)의 사이에는 선회 스크롤(240)의 회전축 결합부(242)에 삽입되어 결합되는 편심부(226f)가 형성될 수 있다.

메인 베어링부(226c)와 서브 베어링부(226g)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성될 수 있다. 반면에, 편심부(226f)는 메인 베어링부(226c) 또는 서브 베어링부(226g)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다.

참고로, 편심부(226f)는 그 외경이 메인 베어링부(226c)의 외경보다는 작게, 서브 베어링부(226g)의 외경보다는 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 회전축(226)을 각각의 축수부(232a, 252)와 회전축 결합부(242)를 통과하여 결합시키는데 유리할 수 있다.

반면, 편심부(226f)가 회전축(226)에 일체로 형성되지 않고 별도의 베어링을 이용하여 형성될 수도 있다. 이 경우에는 서브 베어링부(226g)의 외경이 편심부(226f)의 외경보다 작게 형성되지 않고도 회전축(226)이 각각의 축수부(232a, 252)와 회전축 결합부(242)에 삽입되어 결합될 수 있다.

그리고 회전축(226)의 내부에는 저유 공간(V4)의 오일을 각 베어링부(226c, 226g)의 외주면과 편심부(226f)의 외주면에 공급하기 위한 오일 공급 유로(226a)가 형성될 수 있다. 또한 회전축(226)의 베어링부 및 편심부(226c, 226g, 226f)에는 오일 공급 유로(226a)에서 외주면으로 관통되는 오일 홀(228b, 228d, 228e)이 형성될 수 있다.

참고로, 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 오일 홀(228b, 228d, 228e)을 통해 토출되어 베어링면 등에 공급될 수 있다.

그리고 회전축(226)의 하단, 즉 서브 베어링부(226g)의 하단에는 저유 공간(V4)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(271)가 결합될 수 있다.

오일피더(271)는 회전축(226)의 오일 공급 유로(226a)에 삽입되어 결합되는 오일공급관(273)과, 오일공급관(273)의 내부에 삽입되어 오일을 흡상하는 오일흡상부재(274)로 이루어질 수 있다.

여기에서, 오일공급관(273)은 토출커버(330)의 관통구멍(332a)을 통과하여 저유 공간(V4)에 잠기도록 설치될 수 있고, 오일흡상부재(274)는 프로펠러처럼 기능할 수 있다.

또한 도면에 도시되어 있지는 않지만, 오일피더(271) 대신 저유 공간(V4)에 채워진 오일을 상부로 강제로 펌핑하기 위해 서브 베어링부(226g)에 트로코이드 펌프(trochoid pump; 미도시)가 결합될 수도 있다.

또한 도면에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기는 메인 베어링부(226c)의 상단과 메인 프레임(230)의 상단 사이의 간극을 밀봉하기 위한 제1 실링 부재(미도시) 및 서브 베어링부(226g)의 하단과 고정 스크롤(250)의 하단 사이의 간극을 밀봉하기 위한 제2 실링 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

참고로, 이러한 제1 및 제2 실링 부재를 통해 오일이 베어링면을 따라 압축부(200) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 차압 급유 구조의 구현이 가능하고 냉매의 역류를 방지할 수 있다.

회전자(224) 또는 회전축(226)에는 소음진동을 억제하기 위한 밸런스 웨이트(227)가 결합될 수 있다.

참고로, 밸런스 웨이트(227)는 구동 모터(220)와 압축부(200) 사이, 즉 제2 공간(V2)에 구비될 수 있다.

이어서, 본 발명의 실시예에 의한 스크롤 압축기(1)의 동작과정은 다음과 같다.

구동 모터(220)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 그 구동 모터(220)의 회전자(224)에 결합된 회전축(226)이 회전을 하게 된다. 그러면 회전축(226)에 편심 결합된 선회 스크롤(240)이 고정 스크롤(250)에 대해 선회운동을 하면서 선회랩(241)과 고정랩(251) 사이에 압축실(S1)을 형성하게 된다. 압축실(S1)은 중심방향으로 점차 체적이 좁아지면서 연속하여 여러 단계로 형성될 수 있다.

그러면, 케이싱(210)의 외부에서 냉매 흡입관(218)을 통하여 공급되는 냉매는 압축실(S1)로 직접 유입될 수 있다. 이 냉매는 선회 스크롤(240)의 선회운동에 의해 압축실(S1)의 토출실 방향으로 이동하면서 압축되었다가 토출실에서 고정 스크롤(250)의 토출구(253)를 통해 제3 공간(V3)으로 토출될 수 있다.

이 후, 제3 공간(V3)으로 토출되는 압축된 냉매는 제2 토출공(256b) 및 제1 토출공(231a)을 통해 케이싱(210)의 내부공간으로 토출되었다가 냉매 토출관(216)을 통해 케이싱(210)의 외부로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이하에서는, 도 2 내지 도 10을 참조하여, 도 1의 고정 스크롤(250)에 결합된 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)의 동시 체결 구조에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 도 1의 고정 스크롤 상에 결합된 구성요소를 나타내는 부분 사시도이다. 도 3은 도 1의 고정 스크롤 상에 결합되는 구성요소의 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 밸브 시트를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 3의 스토퍼 시트를 나타내는 평면도이다. 도 6은 도 3의 토출커버를 나타내는 사시도이다.

여기에서 도 2는 밸브 시트(310)와 스토퍼 시트(320)의 상면을 표시하기 위해 토출커버(330)를 투명하게 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)의 고정 스크롤(250)은 일면 상에 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)가 순차적으로 배치된다.

구체적으로, 밸브 시트(310)는 고정 스크롤(250)의 일면에 접하고, 일정한 두께의 판형 형상으로 형성된다. 밸브 시트(310)는 일정한 탄성을 가진 금속 또는 비금속 재질로 형성될 수 있다.

밸브 시트(310)의 중앙에는 고정 스크롤(250)의 제2 축수부(252)와 결합 가능한 제1 관통구(312)가 형성된다.

밸브 시트(310)의 외주면 상에는 고정부재(340)가 관통 결합되는 적어도 하나의 제1 체결홀(314)과, 제2 토출공(256b)과 연통되어 냉매가 이동되는 제1 관통홀(316b)이 형성된다. 참고로, 제1 관통홀(316b)은 제2 토출공(256b)과 동일한 크기 및 형상으로 형성될 수 있으나, 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

밸브 시트(310)의 내측에는 고정 스크롤(250)의 토출구(253)를 개폐시키기 위한 토출 밸브(317)가 형성된다. 밸브 시트(310)는 고정 스크롤(250) 상에 형성된 토출구(253)와 동일한 수의 토출 밸브(317)를 구비할 수 있다. 여기에서, 고정 스크롤(250)의 토출구(253)의 수와, 밸브 시트(310)에 구비된 토출 밸브(317)의 수는 동일할 수 있다.

토출 밸브(317)의 형상은 밸브 식각홈(318)에 의해 정의된다. 즉, 밸브 시트(310)에 형성된 밸브 식각홈(318)에 의해 토출 밸브(317)의 형태가 결정된다. 이때, 토출 밸브(317)는 일측이 밸브 시트(310)에 연결되고 타측이 탄성에 의해 밸브 시트(310)로부터 분리되어 휘어지도록 형성된다.

이때, 밸브 식각홈(318)은 토출 밸브(317)의 외주면을 따라 일정 간격으로 형성된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 도면에 도시된 바와 달리 밸브 식각홈(318)의 두께는 위치마다 다르게 형성될 수 있다.

토출 밸브(317)는 고정 스크롤(250)의 토출구(253)와 오버랩 되도록 대략 원형으로 형성되는 밸브헤드부(317a)와, 동일한 두께로 길게 연장 형성되는 밸브바디부(317b)로 구성된다. 이때, 밸브헤드부(317a)의 직경은 밸브바디부(317b)의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 참고로, 밸브헤드부(317a)와 밸브바디부(317b)의 모양과 크기는 얼마든지 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

스토퍼 시트(320)는 밸브 시트(310)의 일면에 접하고, 일정한 두께의 판형 형상으로 형성된다.

이때, 스토퍼 시트(320)는 스토퍼 시트(320)의 두께보다 두껍게 형성된다. 밸브 스토퍼(327)는 일정 크기 이상의 두께로 형성되어 형상이 쉽게 변하지 않는 금속 또는 비금속 재질로 형성될 수 있다. 또한, 스토퍼 시트(320)는 밸브 시트(310)보다 강한 강성의 재질로 형성될 수 있다.

스토퍼 시트(320)의 중앙에는 고정 스크롤(250)의 제2 축수부(252)와 결합 가능한 제2 관통구(322)가 형성된다. 제2 관통구(322)는 앞서 설명한 제1 관통구(312)와 동일한 크기와 형상으로 형성될 수 있다.

스토퍼 시트(320)의 외주면 상에는 고정부재(340)가 관통 결합되는 적어도 하나의 제2 체결홀(324)과, 제2 토출공(256b) 및 제1 관통홀(316b)과 연통되어 냉매가 이동되는 제2 관통홀(326b)이 형성된다. 참고로, 제2 관통홀(326b)은 제2 토출공(256b) 및 제1 관통홀(316b)과 동일한 크기 및 형상으로 형성될 수 있으나, 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

스토퍼 시트(320)의 내측에는 토출 밸브(317)의 가동 범위를 제한하는 밸브 스토퍼(327)가 형성된다. 밸브 스토퍼(327)는 토출 밸브(317)과 오버랩되도록 토출 밸브(317)의 상측에 위치한다.

밸브 스토퍼(327)는 단부로 갈수록 토출 밸브(317)로부터 멀어지도록 외측으로 구부러져 형성된다. 즉, 밸브 스토퍼(327)는 스토퍼 시트(320)의 상면으로부터 돌출 형성되며 단부로 갈수록 스토퍼 시트(320)의 상면으로부터 멀어지도록 형성된다.

참고로, 토출 밸브(317)는 밸브 스토퍼(327)보다 얇은 두께로 형성되므로 일정 기압 이상의 냉매에 의해 외측으로 휘어짐으로써 토출구(253)를 개방시킬 수 있다. 다만, 토출 밸브(317)가 일정 범위 이상 휘어지는 경우, 토출 밸브(317)가 탄성을 잃고 제자리로 돌아가지 못할 수 있다.

따라서, 밸브 스토퍼(327)는 토출 밸브(317)의 상부에 배치되어 토출 밸브(317)가 일정 범위 이상 휘어지지 않도록 가이드 하는 기능을 수행한다. 즉, 토출 밸브(317)는 밸브 스토퍼(327)가 외측으로 굽어진 부분까지만 휘어지도록 가이드 한다. 다르게 표현하면, 밸브 스토퍼(327)는 토출 밸브(317)의 최대 열림량을 제어하는 기능을 수행한다.

이때, 스토퍼 시트(320)는 밸브 시트(310) 상에 형성된 토출 밸브(317)와 동일한 수의 밸브 스토퍼(327)를 구비한다. 따라서, 고정 스크롤(250)의 토출구(253)의 수와, 스토퍼 시트(320)에 구비된 밸브 스토퍼(327)의 수는 동일할 수 있다.

밸브 스토퍼(327)는 스토퍼 식각홈(328)에 의해 형상이 정의된다. 밸브 스토퍼(327)는 스토퍼 시트(320)에 형성된 스토퍼 식각홈(328)에 의해 형태가 결정된다. 밸브 스토퍼(327)는 일측이 스토퍼 시트(320)에 연결되고 타측이 스토퍼 시트(320)로부터 돌출되어 외측으로 휘어지도록 형성된다.

이때, 스토퍼 식각홈(328)은 밸브 스토퍼(327)의 외주면을 따라 형성된다.

밸브 스토퍼(327)는 밸브 시트(310)의 토출 밸브(317)와 오버랩 되도록 대략 원형으로 형성되는 스토퍼헤드부(327a)와, 동일한 두께로 길게 연장 형성되는 스토퍼바디부(327b)로 구성된다. 이때, 스토퍼헤드부(327a)의 직경은 스토퍼바디부(327b)의 폭보다 크게 형성될 수 있다.

참고로, 스토퍼헤드부(327a) 및 스토퍼바디부(327b)는 밸브헤드부(317a) 및 밸브바디부(317b)와 유사한 모양과 크기를 가지며, 얼마든지 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

추가적으로, 스토퍼 식각홈(328)의 두께는 위치마다 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 스토퍼 식각홈(328)은 스토퍼헤드부(327a)를 정의하는 제1 식각포션(328a)과, 스토퍼바디부(327b)를 정의하는 제2 식각포션(328b)을 포함한다. 이때, 제1 식각포션(328a)의 간격은 제2 식각포션(328b)의 간격보다 크게 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

토출커버(330)는 스토퍼 시트(320)의 일면에 접하고 내측에 토출 챔버(즉, 전술한 제3 공간(V3))를 형성한다.

토출커버(330)는 대략 원형을 갖는 토출커버 경판부(이하, 제3 경판부)(335)와, 제3 경판부(335)의 외주부에서 일측으로 돌출되는 토출커버 측벽부(이하, 제3 측벽부)(333)와, 제3 측벽부(333)의 단부에서 외측으로 돌출되는 고정부(331)를 구비한다.

제3 경판부(335)의 중앙에는 저유 공간(V4)에 잠기는 오일피더(271)가 관통하도록 관통구멍(332a)이 형성된다. 제3 경판부(335)의 하부에는 고정 스크롤(250)의 제2 축수부(252)와 결합되는 토출커버 축수부(이하, 제3 축수부)(332)가 형성된다. 제3 축수부(332)는 관통구멍(332a)의 외주면을 따라 형성될 수 있다.

제3 측벽부(333)는 토출 챔버의 크기에 따라 높이가 결정되며, 원통 쉘(211)의 내주면과 이격되도록 형성된다. 제3 측벽부(333)의 단부는 스토퍼 시트(320)의 상면에 접하도록 고정 스크롤(250) 상에 설치된다.

고정부(331)는 제3 측벽부(333)의 단부에서 외측으로 돌출 형성되며, 제3 측벽부(333)보다 큰 지름을 갖도록 형성된다. 고정부(331)는 고정부재(340)가 관통 결합되는 적어도 하나의 제3 체결홀(334)을 포함한다. 제3 체결홀(334)은 고정 스크롤(250)의 결합홀(254a)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

또한, 고정부(331)는 오일 유로를 형성하도록 내측으로 오목하게 형성되는 유로홈(331a)을 포함한다.

참고로, 제3 체결홀(334)과 유로홈(331a)의 위치와 형상은 고정 스크롤(250)의 측벽에 형성된 결합홀(254a)과 유로홈의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.

제3 축수부(332)는 고정 스크롤(250)의 제2 축수부(252)와 결합됨으로써, 토출커버(330)의 내부에 냉매가 고정 스크롤(250) 또는 오일피더(271) 사이로 누설되지 않도록 한다.

참고로, 제3 축수부(332)는 도면에 도시된 것과 다른 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다. 예를 들어, 제3 축수부(332)는 오일피더(271)의 측벽에만 접하고, 제2 축수부(252)의 상면과는 이격되도록 형성될 수 있다. 또한, 제3 축수부(332)는 생략되어 실시될 수도 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

고정부재(340)는 순차적으로 적층된 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)를 고정 스크롤(250)의 일면에 체결 및 고정시킨다.

고정 스크롤(250)의 일면 상에는 고정부재(340)와 결합 가능한 결합홀(도 7의 254a)이 형성된다.

이때, 토출 밸브(317)는 고정 스크롤(250)의 결합홀(254a)에 대응되는 위치에 형성되는 제1 체결홀(314)을 포함한다. 스토퍼 시트(320)는 토출 밸브(317)의 제1 체결홀(314)에 대응되는 위치에 형성되는 제2 체결홀(324)을 포함한다. 토출커버(330)는 스토퍼 시트(320)의 제2 체결홀(324)에 대응되는 위치에 형성되는 제3 체결홀(334)을 포함한다.

고정부재(340)는 제1 내지 제3 체결홀(314, 324, 334)를 관통하여 고정 스크롤(250)의 결합홀(254a)에 결합된다. 예를 들어, 고정부재(340)의 단부에는 나사산이 형성되고, 결합홀(254a)의 내측에는 나사산에 대응되는 나사홈이 형성될 수 있다. 참고로, 이러한 결합 방식은 하나의 예시에 불과하고, 고정부재(340)는 다양한 결합 방식을 이용하여 고정 스크롤(250) 상에 고정될 수 있다.

정리하면, 고정부재(340)는 순차적으로 적층된 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)를 고정 스크롤(250)의 일면에 단단히 고정시킬 수 있다.

이때, 제1 내지 제3 체결홀(314, 324, 334)은 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320), 또는 토출커버(330) 상에 각각 복수 개가 구비되고, 복수 개의 고정부재(340)에 의해 고정 스크롤(250) 상에 고정될 수 있다.

추가적으로, 도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 고정부재(340)와 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320)와 스토퍼 시트(320), 또는 스토퍼 시트(320)와 토출커버(330)의 사이에는 접착층 또는 실링층이 형성될 수 있다.

접착층 또는 실링층은 고정 스크롤(250) 상에서 원주 방향으로 도포되는 접착물질 또는 실링물질에 의해 형성될 수 있다.

이러한 접착층 및 실링층은 토출커버(330)의 내측에 형성되는 하부 토출 챔버(즉, 제3 공간(V3))로 토출되는 냉매가 토출커버(330)의 바깥으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

다만, 본 발명의 다른 실시예에서 고정부재(340)는 생략되어 실시될 수 있다. 이 경우, 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)는 다양한 체결 방식(예를 들어, 인서트 앤 락 구조)으로 고정 스크롤(250) 상에 고정될 수 있다.

즉, 본 발명의 스크롤 압축기(1)에서 밸브 시트(310)는 고정 스크롤(250) 상에 형성된 복수의 토출구(253)에 대응되는 복수의 토출 밸브(317)를 구비하고, 스토퍼 시트(320)는 복수의 토출 밸브(317)에 대응되는 복수의 밸브 스토퍼(327)를 구비한다.

또한, 토출커버(330)는 밸브 시트(310)와 스토퍼 시트(320) 상에 배치되어 하부 토출 챔버를 형성하고, 고정부재(340)는 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)를 고정 스크롤(250) 상에 단단히 고정한다.

즉, 본 발명의 스크롤 압축기(1)는 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)는 고정부재(340)에 의해 고정 스크롤(250)의 일면 상에 동시에 체결되는 동시 체결 구조를 갖는다.

이를 통해, 본 발명은 고정 스크롤(250)의 토출구(253) 마다 토출 밸브(317)와 밸브 스토퍼(327)를 개별로 조립해야 하는 공정을 생략할 수 있다.

또한, 토출 밸브(317)와 밸브 스토퍼(327)를 토출커버(330)와 함께 고정시킴으로써 토출커버(330)를 고정시키기 위한 공정도 일원화할 수 있다.

즉, 본 발명은 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)를 동시에 체결함으로써, 체결 구조를 단순화시켜 스크롤 압축기(1)의 제작에 필요한 처리 공정수를 감소시킬 수 있다.

또한, 이러한 본 발명의 공통 체결 구조는 제품 생산에 필요한 노동력, 제품 생산에 필요한 제조 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다.

도 7은 도 1의 압축부의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8은 도 7의 S 영역을 확대한 부분 확대도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 고정 스크롤(250)에 구비된 토출구(253)는 압축실(S1)과 연통된다.

토출 밸브(317)는 토출구(253)에 오버랩되도록 배치되어 토출구(253)를 개폐시킨다. 밸브 스토퍼(327)는 토출 밸브(317)의 가동 범위를 제한하도록 토출 밸브(317)의 상부에 배치된다.

이때, 고정 스크롤(250)의 제2 경판부(254)의 상면은 밸브 시트(310)와 밀착되어 접하도록 평평하게 형성된다. 이에 따라, 제2 경판부(254)의 상면과 밸브 시트(310)의 일면은 동일 평면 상에 배치된다.

참고로, 본 발명의 다른 실시예에서 고정 스크롤(250)의 상면에는 오일에 의한 정지 마찰을 감소시키기 위한 단차홈 구조가 구비될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이후에서 후술하도록 한다.

또한, 스토퍼 시트(320)의 일면은 밸브 시트(310)의 일면과 마주보는 타면에 접하도록 배치된다. 따라서, 스토퍼 시트(320)의 일면은 밸브 시트(310)의 타면과 동일 평면 상에 배치된다.

또한, 토출커버(330)의 고정부(331)는 스토퍼 시트(320)의 일면과 마주보는 타면에 접하도록 배치된다. 따라서, 토출커버(330)의 고정부(331)의 하면과 스토퍼 시트(320)의 타면은 동일 평면 상에 배치된다.

고정부재(340)는 순차적으로 적층된 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)를 고정 스크롤(250)의 일면에 고정시킨다.

고정 스크롤(250)의 일면 상에는 고정부재(340)와 결합 가능한 결합홀(254a)이 형성된다. 토출 밸브(317)는 고정 스크롤(250)의 결합홀(254a)에 대응되는 위치에 형성되는 제1 체결홀(314)을 포함한다. 스토퍼 시트(320)는 토출 밸브(317)의 제1 체결홀(314)에 대응되는 위치에 형성되는 제2 체결홀(324)을 포함한다. 토출커버(330)는 스토퍼 시트(320)의 제2 체결홀(324)에 대응되는 위치에 형성되는 제3 체결홀(334)을 포함한다.

고정부재(340)는 제1 내지 제3 체결홀(314, 324, 334)를 관통하여 고정 스크롤(250)의 결합홀(254a)에 결합된다. 이를 통해, 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)는 고정부재(340)에 의해 고정 스크롤(250)의 일면 상에 동시에 체결 및 고정된다.

고정 스크롤(250), 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330) 사이의 결합 구조는 단순화될 수 있다. 이에 따라, 고정 스크롤(250), 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330) 사이의 결합력은 종래의 스크롤 압축기보다 견고해질 수 있다.

이를 통해 고정 스크롤(250)과 토출커버(330) 사이에 누설되는 냉매량은 감소될 수 있으며, 냉매 누설량이 감소됨에 따라 스크롤 압축기의 동작 효율과 동작 안정성은 향상될 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기를 설명하기 위한 단면도이다. 이하에서는 앞에서 설명한 내용과 공통되는 내용은 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(2)에서 고정 스크롤(250)의 제2 경판부(254)는 상면에 내측으로 오목하게 식각된 단차홈(254h)을 구비한다. 또한, 제2 경판부(254)는 토출구(253)의 외주면을 따라 단차홈(254h)으로부터 돌출 형성되는 라운드부(254R)를 구비한다.

도면에 명확하게 도시되지는 않았으나, 단차홈(254h)은 토출 밸브(317)와 오버랩되는 영역 상에만 형성될 수 있다. 다만, 단차홈(254h)의 위치나 크기는 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

이때, 토출 밸브(317)의 일단은 고정부재(340)에 의해 밸브 시트(310) 상에 고정되고, 타단은 라운드부(254R) 상에 위치하고 자유단을 이루어 토출구(253)를 개폐시킬 수 있다.

구체적으로, 토출 밸브(317)의 일단의 하면은 제2 경판부(254)의 상면과 접할 수 있다. 토출 밸브(317)의 타단의 하면은 라운드부(254R)의 최상면(또는, 최상부의 접점)에 접할 수 있다. 토출 밸브(317)의 중앙부는 단차홈(254h)에 의해 제2 경판부(254)와 이격되도록 형성될 수 있다.

이때, 라운드부(254R)의 단면이 곡선을 형성함에 따라 토출 밸브(317)와 라운드부(254R)의 접촉면적은 최소화될 수 있다.

토출 밸브(317)와 라운드부(254R)의 접촉면적은 오일에 의한 정지 마찰력과 관련된다.

예를 들어, 토출 밸브(317)와 라운드부(254R)의 접촉면적이 큰 경우, 오일에 의한 정지 마찰력이 커지게 되는 바, 토출 밸브(317)가 열리기 시작하는 압축실의 압력이 커지되 되므로, 압축실 내에 과압축이 발생하게 된다. 이러한 과압축이 발생하는 경우, 압축기는 과압축 손실에 의하여 압축 효율이 감소될 수 있다.

반면, 토출 밸브(317)와 라운드부(254R)의 접촉면적이 작은 경우, 오일에 의한 정지 마찰력이 감소되어 과압축 손실이 저감되고, 압축 효율이 증가될 수 있다.

토출 밸브(317) 상에는 밸브 스토퍼(327)가 배치될 수 있다.

밸브 스토퍼(327)의 일단은 스토퍼 시트(320)에 고정되고, 타단은 토출구(253)에서 멀어지도록 외측으로 굽어진 형상으로 형성될 수 있다. 밸브 스토퍼(327)의 하면의 일측은 토출 밸브(317)의 상면과 접하고, 타측은 토출 밸브(317)와 이격되도록 배치될 수 있다.

이때, 밸브 스토퍼(327)는 토출 밸브(317)가 일정 각도 이상으로 휘어지지 않도록 토출 밸브(317)가 휘어지는 각도를 제한시켜주는 기능을 수행한다.

도 10을 참조하면, 토출구(253)와 연결된 압축실의 압력이 높아지는 경우, 토출 밸브(317)는 라운드부(254R)의 상측 방향으로 힘(F)을 받게 되어, 밸브 스토퍼(327)에 가까워지도록 휘어질 수 있다.

이에 따라, 토출구(253)와 연결된 압축실 내에 압축된 냉매는 토출 밸브(317)와 토출구(253) 사이의 공간으로 토출되어, 토출커버(330)의 내부로 이동하게 된다.

이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기(2)는 토출 밸브(317)와 토출구(253) 사이에 발생하는 오일에 의한 정지 마찰을 감소시킴으로써 토출 밸브(317)의 정확한 동작 구현이 가능하다.

따라서, 본 발명은 압축기 동작 시 과압축에 의한 손실을 저감시켜 압축기의 동작 효율을 향상시키고, 스크롤 압축기(2)의 동작 안정성을 향상시킬 수 있다.

추가적으로, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 밸브 시트(310), 스토퍼 시트(320) 및 토출커버(330)는 일체로 형성되어 고정 스크롤(250) 상에 결합될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

200: 압축부 210: 케이싱
220: 구동 모터 226: 회전축
230: 메인 프레임 240: 선회 스크롤
250: 고정 스크롤 310: 밸브 시트
320: 스토퍼 시트 330: 토출커버
340: 고정부재

Claims

케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 고정되는 메인 프레임;
상기 메인 프레임의 일측에 배치되고, 토출구가 구비되는 고정 스크롤;
상기 메인 프레임과 상기 고정 스크롤 사이에 배치되고, 상기 고정 스크롤 사이에 압축실을 형성하는 선회 스크롤;
상기 고정 스크롤의 일면 상에 배치되고, 상기 압축실과 연통되는 상기 고정 스크롤의 상기 토출구를 개폐시키는 토출 밸브를 포함하는 밸브 시트;
상기 밸브 시트 상에 배치되고, 상기 토출 밸브의 가동 범위를 제한하는 밸브 스토퍼를 포함하는 스토퍼 시트;
상기 스토퍼 시트 상에 배치되는 토출커버; 및
상기 밸브 시트, 상기 스토퍼 시트 및 상기 토출커버를 상기 고정 스크롤에 고정시키는 고정부재를 포함하고,
상기 고정부재는 상기 밸브 시트, 상기 스토퍼 시트 및 상기 토출커버를 관통하여, 상기 고정 스크롤에 결합하고,
상기 토출커버는,
경판부;
상기 경판부의 외주부에서 일측으로 돌출되고, 단부가 상기 스토퍼 시트의 상면에 접하는 측벽부; 및
상기 측벽부의 단부에서 외측으로 돌출되고 상기 측벽부보다 큰 지름을 가지고 일면이 상기 스토퍼 시트의 상면에 접하는 고정부
를 포함하고,
상기 고정부는,
오일유로를 형성하도록 내측으로 오목하게 형성되는 유로홈; 및
상기 유로홈을 회피하여 외측으로 볼록하게 구비되는 부위에 형성되고, 상기 고정부재가 관통결합되는 체결홀
을 포함하는,
스크롤 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 고정 스크롤은, 일면 상에 형성되고 상기 고정부재와 결합되는 결합홀을 포함하고,
상기 밸브 시트는, 상기 결합홀에 대응되는 위치에 형성되는 제1 체결홀을 포함하고,
상기 스토퍼 시트는, 상기 제1 체결홀에 대응되는 위치에 형성되는 제2 체결홀을 포함하고,
상기 토출커버는, 상기 제2 체결홀에 대응되는 위치에 형성되는 제3 체결홀을 포함하고,
상기 고정부재는, 상기 제1 내지 제3 체결홀을 관통하여 상기 결합홀에 고정되는
스크롤 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 고정 스크롤은, 복수의 토출구를 포함하고,
상기 밸브 시트는, 상기 복수의 토출구에 대응되는 위치에 형성되는 복수의 토출 밸브를 포함하고,
상기 복수의 토출 밸브는, 상기 밸브 시트 상에서 형성된 밸브 식각홈에 의해 분리되어, 상기 밸브 시트로부터 회동 가능하게 형성되는
스크롤 압축기.
제3 항에 있어서,
상기 밸브 식각홈은, 상기 토출 밸브의 외주면을 따라 일정 간격으로 형성되는
스크롤 압축기.
제3 항에 있어서,
상기 스토퍼 시트는, 상기 복수의 토출 밸브에 대응되는 위치에 형성되는 복수의 밸브 스토퍼를 포함하고,
상기 복수의 밸브 스토퍼는, 상기 스토퍼 시트 상에서 스토퍼 식각홈에 의해 형상이 정의되는
스크롤 압축기.
제5 항에 있어서,
상기 밸브 스토퍼는, 단부로 갈수록 상기 스토퍼 시트의 상면으로부터 멀어지도록 상기 스토퍼 시트의 외측으로 돌출 형성되는
스크롤 압축기.
제5 항에 있어서,
상기 스토퍼 식각홈은,
상기 밸브 스토퍼의 헤드부의 외주면을 따라 제1 간격으로 형성되는 제1 식각포션과,
상기 밸브 스토퍼의 바디부의 외주면을 따라 상기 제1 간격과 다른 제2 간격으로 형성되는 제2 식각포션으로 구성되는
스크롤 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 고정 스크롤은,
상기 토출 밸브와 오버랩되는 영역에서 내측으로 단차를 갖도록 형성되는 단차홈과,
상기 토출구의 외주면을 따라 상기 단차홈으로부터 돌출 형성되는 라운드부를 포함하는
스크롤 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 고정 스크롤의 일면은, 상기 밸브 시트의 일면과 동일 평면 상에 배치되도록 형성되고,
상기 밸브 시트의 타면은, 상기 스토퍼 시트의 일면과 접하도록 동일 평면 상에 배치되며,
상기 토출커버의 고정부의 하면은, 상기 스토퍼 시트의 타면과 접하도록 동일 평면 상에 배치되는
스크롤 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 밸브 시트는, 상기 고정 스크롤의 축수부에 결합 가능한 형상으로 형성되는 제1 관통구를 포함하고,
상기 스토퍼 시트는, 상기 고정 스크롤의 축수부에 결합 가능한 형상으로 형성되는 제2 관통구를 포함하고,
상기 토출커버는, 상기 고정 스크롤의 축수부의 상부와 결합되는 토출커버 축수부를 포함하는
스크롤 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 밸브 시트는, 상기 스토퍼 시트와 서로 다른 두께로 형성되는
스크롤 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 고정 스크롤과 상기 선회 스크롤은, 각각 상기 케이싱의 내부공간과 연통되는 냉매유로를 형성하는 토출공을 포함하고,
상기 토출커버는, 상기 압축실에서 상기 토출구를 통해 토출된 냉매가 상기 토출공을 통해 냉매유로로 가이드 되도록 상기 고정 스크롤 상에 밀폐공간을 형성하는
스크롤 압축기.
케이싱;
상기 케이싱의 내부에 고정되는 고정자와 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자를 구비하는 구동 모터;
상기 회전자에 결합되어 상기 회전자와 함께 회전하는 회전축;
상기 회전축을 따라 설치되고, 상기 구동 모터의 하부에 구비되는 메인 프레임;
상기 회전축을 따라 상기 메인 프레임의 하부에 설치되고, 토출구를 구비하는 고정 스크롤;
상기 메인 프레임과 상기 고정 스크롤 사이에 구비되고, 상기 회전축이 편심지게 결합되며, 상기 고정 스크롤과 압축실을 형성하도록 상기 고정 스크롤에 맞물려 선회 운동하는 선회 스크롤;
상기 고정 스크롤의 하면에 결합되고, 상기 압축실과 연통되는 상기 고정 스크롤의 상기 토출구를 개폐시키는 토출 밸브를 포함하는 밸브 시트;
상기 밸브 시트의 하면에 결합되고, 상기 토출 밸브의 가동 범위를 제한하는 밸브 스토퍼를 포함하는 스토퍼 시트;
상기 스토퍼 시트의 하면에 결합되고, 상기 토출구를 통해 토출된 냉매를 상기 케이싱의 상부와 연결된 토출공으로 가이드하는 토출커버; 및
상기 밸브 시트, 상기 스토퍼 시트 및 상기 토출커버를 관통하여, 상기 고정 스크롤에 결합하는 고정부재를 포함하고,
상기 토출커버는,
경판부;
상기 경판부의 외주부에서 일측으로 돌출되고, 단부가 상기 스토퍼 시트의 상면에 접하는 측벽부; 및
상기 측벽부의 단부에서 외측으로 돌출되고 상기 측벽부보다 큰 지름을 가지고 일면이 상기 스토퍼 시트의 상면에 접하는 고정부
를 포함하고,
상기 고정부는,
오일유로를 형성하도록 내측으로 오목하게 형성되는 유로홈; 및
상기 유로홈을 회피하여 외측으로 볼록하게 구비되는 부위에 형성되고, 상기 고정부재가 관통결합되는 체결홀
을 포함하는,
스크롤 압축기.
제13 항에 있어서,
상기 고정 스크롤은, 하면에 형성되는 결합홀을 포함하고,
상기 밸브 시트는, 상기 결합홀에 대응되는 위치에 형성되는 제1 체결홀을 포함하고,
상기 스토퍼 시트는, 상기 제1 체결홀에 대응되는 위치에 형성되는 제2 체결홀을 포함하고,
상기 토출커버는, 상기 제2 체결홀에 대응되는 위치에 형성되는 제3 체결홀을 포함하고,
상기 고정부재는, 상기 제1 내지 제3 체결홀을 관통하여 상기 결합홀에 고정되는,
스크롤 압축기.
제13 항에 있어서,
상기 고정 스크롤은, 복수의 토출구를 포함하고,
상기 밸브 시트는, 상기 복수의 토출구에 대응되는 위치에 형성되는 복수의 토출 밸브를 포함하고,
상기 복수의 토출 밸브는, 상기 밸브 시트 상에서 형성된 밸브 식각홈에 의해 분리되어, 상기 밸브 시트로부터 회동 가능하게 형성되는
스크롤 압축기.
제15 항에 있어서,
상기 스토퍼 시트는, 상기 복수의 토출 밸브에 대응되는 위치에 형성되는 복수의 밸브 스토퍼를 포함하고,
상기 복수의 밸브 스토퍼는, 상기 스토퍼 시트 상에서 스토퍼 식각홈에 의해 형상이 정의되는
스크롤 압축기.
제13 항에 있어서,
상기 고정 스크롤은,
상기 토출 밸브와 오버랩되는 영역에서 내측으로 단차를 갖도록 형성되는 단차홈과,
상기 토출구의 외주면을 따라 상기 단차홈으로부터 돌출 형성되는 라운드부를 포함하는
스크롤 압축기.
제13 항에 있어서,
상기 밸브 시트는, 상기 고정 스크롤의 축수부에 결합 가능한 형상으로 형성되는 제1 관통구를 포함하고,
상기 스토퍼 시트는, 상기 고정 스크롤의 축수부에 결합 가능한 형상으로 형성되는 제2 관통구를 포함하고,
상기 토출커버는, 상기 고정 스크롤의 축수부의 상부와 결합되는 토출커버 축수부를 포함하는
스크롤 압축기.