KR19990031532A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스크롤 압축기를 개시한다. 개시된 본 발명은, 그 본체의 내부 상측에 구비되며 본체의 내부를 토출실과 흡입실로 구획하며 개구를 갖는 톱 플레이트와, 상기 톱 플레이트의 하방에 배치되며 상기 개구와 관통되는 토출구를 갖는 고정스크롤 및 선회스크롤과, 상기 선회스크롤에 의해 고온고압으로 압축된 냉매가 토출구와 개구를 통하여 토출실로 토출되는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출실측과 상기 흡입실측을 관통하는 유로와, 상기 유로에 배치되며 그 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐수단이 구비된 것을 특징으로 함으로써, 스크롤 압축기가 구동하다 정지할 때 그 토출실에 채워진 고온고압의 냉매를 상대적으로 압력이 낮은 흡입실로 일부 바이패스 시킨다.

Description

스크롤 압축기

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스크롤 압축기가 구동하다 정지할 때 그 토출실에 채워진 고온고압의 냉매를 상대적으로 압력이 낮은 흡입실로 일부 바이패스 시키는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 고효율, 저소음, 소형 및 경량성으로 인해 룸에어콘이나 자동차 에어콘분야의 압축기로 그 유용성이 부각되고 있다. 이러한 스크롤 압축기는 대향되는 한쌍의 스크롤의 회전에 의해 기체가스를 압축할 때 사용하는 것이다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 내부구성을 보인 종단면도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 밀폐된 용기 형상을 갖는 본체(10)의 상방에는, 그 내, 외측과 연통되어 냉매를 흡입 및 토출하며 미도시된 실내기(또는 증발기)와 실외기(또는 응축기)측과 냉매관에 의해 관로를 형성하는 흡입관(11)과 토출관(12)이 소정의 거리를 두고 이격 배치된다.

상기 본체(10)의 내부 상, 하측에는 톱 플레이트(20)와 서브 플레이트(30)가 설치된다.

상기 톱 플레이트(20)는 중앙이 개구되어 후술하는 토출구와 관통되며 그 외주면이 본체(10)의 내주면 상측에 일체로 부착 형성되어, 본체(10)의 내부를 흡입실(13)과 토출실(14)로 양분 한다.

또, 상기 톱 플레이트(20)의 하측에는 고정스크롤(40)이 고정되며, 그 하방에는 선회스크롤(50)이 회전 가능하게 끼워진다.

상기 고정스크롤(40)은 그 하측면에 인벌류트 형상의 익(41)이 구비되고, 중앙에는 상기 톱 플레이트(20)에 형성된 개구와 관통되는 토출구(42)가 형성된다.

상기 토출구(42)의 상측에는 외주면에 다수개의 삼발이(45)가 일체로 구비된 체크밸브(44)가 놓여진다.

상기 선회스크롤(50)은 상기 고정스크롤(40)과 상응하며 결합되도록 상측에 인벌류트 형상의 익(51)이 구비된다.

또한, 상기 선회스크롤(50)은, 그 하측면 가장자리측이 프레임(60)의 가장자리 상측면과 원주방향에서 지지되되, 선회스크롤(50)의 하측과 프레임(60)의 상측 사이에 배치된 올드햄 링(70)에 의해 그 중심이 고정스크롤(40)의 중심과 일치된 상태만을 유지한채 자전하지 않고 공전만을 반복하며 선회 되도록 설치된다.

한편, 상기 선회스크롤(50)의 하측에는 선회스크롤(50)의 구동원인 모터(80)가 크랭크 샤프트(81)에 의해 축설되며, 그 상단부는 선회스크롤(50)이 축지된다.

따라서, 모터(80)에 전원이 인가되면 상기 크랭크 샤프트(81)의 상단부에 축설된 상기 선회스크롤(50)이 회전되며 상기 압축실(43)에서 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시킨다.

상기와 같이 압축된 냉매는 상기 토출구(42)를 밀폐하는 상기 체크밸브(44)를 부상시키며 토출구(42)를 통하여 토출되고, 이와같이 토출된 고온고압의 냉매는 상기 토출관(12)을 통하여 미도시한 응축기로 토출된다.

그러나, 이와 같은 일반적인 스크롤 압축기에서는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

즉, 구동하던 스크롤 압축기가 정지하게 되면, 체적이 큰 토출실(14)의 압력이 체크밸브(44)에 의해 밀폐되며 상대적으로 체적이 작은 토출구(42) 측으로 작용되어 삼발이(45)에 의해 지지되는 체크밸브(44)에 균열 및 그에 따른 파손이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 균열 및 파손에 의해 손상된 체크밸브(44)는 그 근본기능을 수행할 수 없게 되어 고온고압의 냉매가 토출구(42)를 통하여 역류하며 크랭크 샤프트(81)를 역회전시켰고, 그에 따른 노이즈가 유발되는 또다른 문제점이 발생되었다.

물론, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 크랭크 샤프트의 하측에 별도의 역회전 방지수단의 기능을 하는 일방향 베어링(도시되지 않음)을 설치 함으로써 크랭크 샤프트가 역회전 됨을 방지하는 방안도 제안되고 있으나, 이는 조립 및 설치가 어려워 제품의 가격을 상승시키는 또다른 문제점을 파생시켰다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 종래와 같은 스크롤 압축기에서 토출구를 통하여 토출된 고온고압의 냉매가 체류되는 토출실의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 스크롤 압축기가 구동하다 정지할 때 그 토출실에 채워진 고온고압의 냉매를 상대적으로 압력이 낮은 흡입실로 일부 바이패스 시킴으로써, 토출실에 체류된 고온고압의 냉매압에 의해 토출구를 밀폐하는 체크밸브에 균열 및 파손이 발생됨을 방지하는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 토출구를 밀폐하는 체크밸브가 고온고압의 냉매압에 의해 손상되거나 파손됨을 방지 함으로써, 토출구를 통하여 역류하는 냉매에 의해 크랭크 샤프트가 역회전 되며, 또, 그에 따른 노이즈가 유발됨을 방지하는 스크롤 압축기를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 단면도

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 적용되는 체크밸브를 보인 사시도

도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예가 적용된 스크롤 압축기의 단면도

도 4은 본 발명에 따른 제2 실시예가 적용된 스크롤 압축기의 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ; 스크롤 압축기 본체 11 ; 흡입관

12 ; 토출관 13 ; 흡입실

14 ; 토출실 20 ; 톱 플레이트

21 ; 배기공 30 ; 서브 플레이트

40 ; 고정스크롤 41, 51 ; 익

42 ; 토출구 43 ; 압축실

50 ; 선회스크롤 60 ; 프레임

70 ; 올드햄 링 80 ; 모터

81 ; 크랭크 샤프트 90 ; 유로

91 ; 통로 92 ; 안내관

100 ; 개폐수단

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 그 본체의 내부 상측에 구비되며 본체의 내부를 토출실과 흡입실로 구획하며 개구를 갖는 톱 플레이트와, 상기 톱 플레이트의 하방에 배치되며 상기 개구와 관통되는 토출구를 갖는 고정스크롤 및 선회스크롤과, 상기 선회스크롤에 의해 고온고압으로 압축된 냉매가 토출구와 개구를 통하여 토출실로 토출되는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출실측과 상기 흡입실측을 관통하는 유로와, 상기 유로에 배치되며 그 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐수단이 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기를 제공한다.

이하에서는 이러한 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 개폐수단의 제1 실시예가 적용된 일반적인 스크롤 압축기의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 개폐수단의 제2 실시예가 적용된 일반적인 스크롤 압축기의 단면도 로써, 종래와 동일한 부분, 부재에 대해서는 동일 부재번호를 사용한다.

부연하면 본 발명에 따른 유로와 개폐수단에는 도면부호 "90" 과 "100"을 부여하여 설명한다.

즉, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 본체(10)는 밀폐된 용기 형상을 갖는다.

흡입관(11)과 토출관(12)이 관통된 본체(10)의 내부 상, 하측에는 톱 플레이트(20)와 서브 플레이트(30)가 설치된다.

상기 톱 플레이트(20)는 중앙이 개구되어 후술하는 토출구와 관통되며 그 외주면이 본체(10)의 내주면 상측에 일체로 부착 형성되어, 본체(10)의 내부를 흡입실(13)과 토출실(14)로 양분 한다.

또, 상기 톱 플레이트(20)의 하측에는 고정스크롤(40)과 선회스크롤(50)이 고정된다.

상기 고정스크롤(40)은 그 하측면에 인벌류트 형상의 익(41)이 구비되고, 중앙에는 상기 톱 플레이트(20)에 형성된 개구와 관통되는 토출구(42)가 형성된다.

상기 토출구(42)의 상측에는 외주면에 다수개의 삼발이(45)가 일체로 구비된 체크밸브(44)가 놓여진다.

상기 선회스크롤(50)은 상기 고정스크롤(40)과 상응하며 결합되도록 상측에 인벌류트 형상의 익(51)이 구비된다.

또한, 상기 선회스크롤(50)은, 그 하측면 가장자리측이 프레임(60)의 가장자리 상측면과 원주방향에서 지지되되, 선회스크롤(50)의 하측과 프레임(60)의 상측 사이에 배치된 올드햄 링(70)에 의해 그 중심이 고정스크롤(40)의 중심과 일치된 상태만을 유지한채 자전하지 않고 공전만을 반복하며 선회 되도록 설치된다.

한편, 상기 선회스크롤(50)의 하측에는 선회스크롤(50)의 구동원인 모터(80)가 크랭크 샤프트(81)에 의해 축설되며, 그 상단부는 선회스크롤(50)이 축지되는데 이들 구성은 일반적인 스크롤 압축기의 구성과 동일하다.

다만, 본 발명에서의 특징부는, 상기 토출실(14)측과 상기 흡입실(13)측에는 유로(90)가 구비되고, 상기 유로(90)에는 그 유로(90)를 선택적으로 개폐하는 개폐수단(100)이 설치된다는 점이다.

바람직하게는, 상기 유로(90)는 도 3에서 보는 바와 같이, 일측은 고온고압의 냉매가 체류되어 있는 상기 토출구(42)측과 연통되고, 타측은 상기 고정스크롤(40)을 관통하여 저온저압의 냉매가 체류되어 있는 상기 흡입실(13)측과 연통되는 통로(91)를 가지며, 상기 통로(91)의 일단부에 구비되는 안내관(92)으로 구성됨이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 도 4와 같이, 상기 통로(91)는 일측은 고온고압의 냉매가 체류되어 있는 상기 토출실(14)과 연통되고 타측은 상기 톱 플레이트(20)를 관통하여 저온저압의 냉매가 체류되어 있는 상기 흡입실(13)과 연통되도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 통로(91)는 피 설치장소인 상기 톱 플레이트(20)와 고정스크롤(40)에 일체로 구멍을 뚫어 사용할 수 있지만, 별도의 관체를 매입하거나, 연결 함으로써, 사용할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 개폐수단(100)은 선택적으로 전원을 공급받아 작동되는 솔레노이드로 구성함이 바람직하지만, 더욱 바람직하게는, 상기 솔레노이드(91)는 상기 안내관(92)의 적소에 설치되며 본체(10)의 가동시에는 폐쇄상태를 유지하고, 본체(10)의 가동정지시에는 개방상태를 유지하도록 본체(10)에 대해 전기접속됨이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명이 적용된 스크롤 압축기의 기본적인 구성에 따른 동작은, 도 1을 참조로 상술했던 일반적인 스크롤 압축기의 동작과 동일하므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하고, 본 발명에 따른 특징부인 개폐수단과 유로의 동작에 대해서만 한정하여 설명 한다.

즉, 본체(10)의 내부에 설치된 모터(80)에 전원이 인가되면 동시에 개폐수단의 기능을 하는 솔레노이드가 동작되며, 상기 안내관(92)을 폐쇄 함으로써, 상기 유로(90)와 관통되는 통로(91)를 폐쇄하게 된다.

또, 상기 크랭크 샤프트(81)의 상단부에 축설된 상기 선회스크롤(50)은 종래와 동일하게 회전되며 상기 압축실(43)의 내측으로 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축시킨다.

따라서, 상기와 같이 압축된 냉매는 상기 토출구(42)를 밀폐하는 상기 체크밸브(44)를 부상시키며 토출구(42)를 통하여 토출되고, 이와같이 토출된 고온고압의 냉매는 종래와 동일하게 상기 토출관(12)을 통하여 미도시된 응축기로 이어지는 냉동사이클을 따라 토출된다.

반면, 구동하던 본체(10)가 정지하면, 상기 개폐수단(100)은 상기의 역으로 동작되며 상기 통로(91) 즉, 안내관(92)을 개방하게 된다.

따라서, 상기 토출실(14)과 토출구(42)에 체류된 고온고압의 냉매는 상기 개폐수단(100)에 의해 개방된 상기 통로(91)를 및 개폐수단(100)에 의해 개방된 상기 안내관(92)통하여 저온저압의 냉매가 체류된 상기 흡입실(13)의 내측으로 일부 바이패스되며, 그 내부압력이 평형상태를 유지하게 된다.

이와같은 구성의 본 발명은, 종래와 같이, 구동하던 스크롤 압축기가 구동중 정지하게 되면, 구동하는 동안에 체적이 큰 토출실에 체류된 고온고압의 냉매가 상대적으로 체적이 작은 토출구 측으로 작용되며 삼발이에 의해 지지되는 체크밸브에 균열 및 그에 따른 파손을 유발시키게 되었고, 또, 그와 같이 손상된 체크밸브에 의해 고온고압의 냉매가 토출구를 통하여 역류되었던 종래의 문제점은 해결된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은, 스크롤 압축기가 구동하다 정지할 때 그 토출실에 채워진 고온고압의 냉매를 상대적으로 압력이 낮은 흡입실로 일부 바이패스 시킴으로써, 토출구를 밀폐하는 체크밸브의 손상을 방지하며, 기계적인 노이즈가 유발됨을 방지하는 등의 특징이 있다.

지금까지는 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예를 한정하여 설명하였지만, 이에 한정하지 않고, 본원 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 그 본체의 내부 상측에 구비되며 본체의 내부를 토출실과 흡입실로 구획하며 개구를 갖는 톱 플레이트와, 상기 톱 플레이트의 하방에 배치되며 상기 개구와 관통되는 토출구를 갖는 고정스크롤 및 선회스크롤과, 상기 선회스크롤에 의해 고온고압으로 압축된 냉매가 토출구와 개구를 통하여 토출실로 토출되는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출실측과 상기 흡입실측을 관통하는 유로와, 상기 유로에 배치되며 그 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐수단이 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유로는 일측은 상기 토출구와 연통되고 타측은 상기 고정스크롤을 관통하여 상기 흡입실과 연통된 통로와, 상기 통로의 단부에 설치되는 안내관으로 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유로는 일측은 상기 토출실과 연통되고 타측은 상기 톱 플레이트를 관통하여 상기 흡입실과 연통된 통로와, 상기 통로의 단부에 설치되는 안내관을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 유로와 연통된 상기 안내관에 설치되는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제 5 항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는 상기 본체와 전기접속되어 본체의 가동시에는 폐쇄상태를 유지하고, 본체의 가동정지시에는 개방상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.