KR20000007428A

KR20000007428A - 스크롤 압축기의 바이패스밸브

Info

Publication number: KR20000007428A
Application number: KR1019980026766A
Authority: KR
Inventors: 주영세
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-02-07
Also published as: KR100301478B1

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 바이패스밸브(20)에 관한 것으로, 스크롤 압축기의 기동시 고정스크롤(11)과 선회스크롤(12) 사이에 형성된 압축실(C) 내의 초기 압력부하를 제거하기 위한 구조에 있어서, 상기 고정스크롤(11)의 상부에 관통 형성된 바이패스홀(16) 내에 금속재질의 볼(21)이 삽입되고, 상기 볼(21)의 상부에는 소정의 간격을 두고 스토퍼(22)를 체결 고정하여 지지하도록 구성된 것으로서, 스크롤 압축기를 기동할 때 압축실(C)의 내압에 의해 바이패스홀(16) 내부에서 볼(21)이 유동하면서 압력 조절을 하게 될 뿐만 아니라 고정스크롤 커버(11a)에 의해 차폐됨으로써 충돌 소음이 외부로 발산되지 않게 되고, 상기 바이패스홀(16) 내에 볼(21)을 삽입한 후 스토퍼(22)를 나사 체결하면 되므로 그 조립 구조가 단순하여 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 스크롤 압축기의 바이패스밸브에 관한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 바이패스밸브

본 발명은 스크롤 압축기의 바이패스밸브 구조에 관한 것으로, 특히 스크롤 압축기의 기동시 그 내부에 설치된 바이패스밸브로부터 발생하는 충돌 소음을 제거함과 아울러, 그 조립 구조를 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있게 한 스크롤 압축기의 바이패스밸브에 관한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 압축기 본체(10)의 내측 상부에 위치한 고정스크롤(11)과, 이 고정스크롤(11) 하부에 결합되는 선회스크롤(12)과, 상기 선회스크롤(12)의 하부에 위치하는 메인프레임(13)과, 상기 메인프레임(13)의 중앙부를 관통하며 선회스크롤(12)을 회전시키는 크랭크축(14)과, 상기 크랭크축(14)의 외측에 설치되는 회전자 및 고정자로 구성되어 있다.

상기 고정스크롤(11)과 선회스크롤(12)의 결합에 의해 밀폐된 공간은 압축실(C)을 이루게 되며, 상기 고정스크롤(11) 상부에는 고정스크롤 커버(11a)가 설치되어 소정의 밀폐공간부가 형성되고, 이 고정스크롤 커버(11a) 외측 상부의 압축기 본체(10) 내부에는 토출실(D)이 형성된다.

상기 선회스크롤(12)은 크랭크축(14)에 의해 공전할 수 있도록 상기 크랭크축(14)의 한쪽 끝단이 편심된 상태로 결합되어 있다.

또한, 상기 고정스크롤(11)은 메인프레임(13)에 리이프스프링 및 보울트로 고정되어 축방향으로 순응성을 가질 수 있도록 되어 있으며, 그 상부 중앙 및 주변부에는 상기 압축실(C) 내에서 압축된 냉매가스를 토출하기 위한 토출구(15)와, 상기 압축실(C)에 과압 발생시 소정량의 냉매가스를 조절하여 배출함으로써 압력 부하로 인한 스크롤 압축기의 작동 정지를 방지하기 위한 복수개의 바이패스홀(Bypass Hole) (16)이 각각 형성되어 있다.

상기 토출구(15)의 상부에는 압축실(C)과 토출실(D) 간의 압력차에 따라 자동 개폐되는 토출밸브(17)가 구비되어 있고, 상기 바이패스홀(16)의 상부에는 바이패스밸브 조립체(120)가 조립되어 있다.

도면중 미설명 부호 18은 흡입관, 19는 토출관을 각각 나타낸 것이다.

도 2는 종래 기술에 따른 과압 조절용 바이패스밸브 조립체(120)의 구조를 도시한 부분 단면도이다. 상기 바이패스밸브 조립체(120)는 스크롤 압축기의 초기 기동시에 압축실(C) 내부에서의 순간압력 상승현상의 발생에 의한 부하를 최소화하여 원활히 작동되도록 하기 위해, 탄성을 갖는 평판 형태의 바이패스밸브(121)와, 이 바이패스밸브(121)의 상부에 덮여 밀폐 가능하도록 상기 바이패스밸브(121)를 가압하는 리테이너(122)와, 상기 바이패스밸브(121) 및 리테이너(122)를 고정스크롤(11)의 상면에 체결 고정하기 위한 보울트(123)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 장치에 의해, 흡입관(18)을 통해 흡입된 냉매가스는 선회스크롤(12)의 선회운동에 따라 그 양끝단 부분에서 동시에 흡입되어, 선회스크롤(12)과 고정스크롤(11) 사이에 형성된 압축실(C)에 갇히게 되고, 상기 회전자와 함께 크랭크축(14)이 회전함에 따라 상기 선회스크롤(12)은 압축실(C)의 체적을 지속적으로 감소시키면서 중심을 향하여 선회운동을 하게 됨으로써 냉매가스가 압축된다. 상기 압축실(C)의 체적이 압축되어 중심부로 오게 되면 토출구(15)가 열리면서 토출실(D)과 토출관(19)을 통해 압축 냉매가스를 토출시키게 된다.

한편, 상기 바이패스밸브 조립체(120)는 스크롤 압축기가 기동되기 전에는 바이패스홀(16)을 막고 있다가, 스크롤 압축기가 기동되기 시작하면 고정스크롤(11)과 선회스크롤(12) 사이의 압축실(C) 내에 흡입된 냉매가스가 압축되면서 압력이 상승할 때, 상기 압축실(C)의 압력은 밀폐공간부 및 토출실(D)의 압력보다 크므로 냉매가스가 바이패스홀(16)을 통해 순간적으로 밀고 올라와 토출실(D)로 토출된 후, 상기 바이패스밸브(121)는 닫히게 된다. 이러한 작동 원리에 의해 초기 기동시 압축 냉매가스의 압력부하와 운전시 액체냉매의 압축부하를 저감시킴으로써 스크롤 압축기의 기동 성능을 발휘하게 된다.

상기 바이패스밸브(121)는 스크롤 압축기의 기동시 압축실(C) 내의 압축 냉매가스를 토출실(D)로 전부 내보내지 않고 그 일부는 밀폐공간부에 머물게 한 후 상기 토출실(D)로 토출함으로써 갑작스런 압력 변화에 대한 완화 효과를 기대할 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 바이패스밸브 조립체(120)는 초기 기동시 압축실(C)과 토출실(D) 간의 압력차를 이용하여 상기 바이패스밸브(121)를 순간적으로 개폐하는 방식을 채용하고 있므므로 상기 압축실(C)과 토출실(D) 간의 압력이 역전되는 상태에 이르기까지 상기 바이패스밸브(121)가 고정스크롤 커버(11a)의 내측면에 반복적으로 충돌하면서 그 타격으로 인한 금속성 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 바이패스밸브 조립체(120)는 바이패스밸브(121)와 리테이너(122) 및 보울트(123) 등 2조 6개 부품이 사용되고, 탭핑 및 연삭 등의 가공을 하여야 하므로 제작비와 생산성이 저하되는 또 다른 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스크롤 압축기의 기동시 그 내부에 설치된 바이패스밸브로부터 발생하는 충돌 소음을 제거함과 아울러, 그 조립 구조를 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 된 스크롤 압축기의 바이패스밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 구조를 부분 도시한 종단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 과압 조절용 바이패스밸브 조립체의 구조를 도시한 부분 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 과압 조절용 바이패스밸브의 구조를 도시한 부분 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

C ; 압축실 D ; 토출실

10 ; 압축기 본체 11 ; 고정스크롤

11a ; 고정스크롤 커버 12 ; 선회스크롤

13 ; 메인프레임 14 ; 크랭크축

15 ; 토출구 16 ; 바이패스홀

17 ; 토출밸브 18 ; 흡입관

19 ; 토출관 20 ; 바이패스밸브

21 ; 볼 22 ; 스토퍼

22a ; 유출공

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 바이패스밸브는 스크롤 압축기의 기동시 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 형성된 압축실 내의 초기 압력부하를 제거하기 위한 구조에 있어서, 상기 고정스크롤의 상부에 관통 형성된 바이패스홀 내에 금속재질의 볼이 삽입되고, 상기 볼의 상부에는 소정의 간격을 두고 스토퍼를 체결 고정하여 지지함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 바이패스밸브는 일반적인 스크롤 압축기에 적용된다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 압축기 본체(10)의 내측 상부에 위치한 고정스크롤(11)과, 이 고정스크롤(11) 하부에 결합되는 선회스크롤(12)과, 상기 선회스크롤(12)의 하부에 위치하는 메인프레임(13)과, 상기 메인프레임(13)의 중앙부를 관통하며 선회스크롤(12)을 회전시키는 크랭크축(14)과, 상기 크랭크축(14)의 외측에 설치되는 회전자 및 고정자로 구성된 스크롤 압축기에 설치 가능하도록 되어 있다.

또한, 상기 고정스크롤(11)과 선회스크롤(12)의 결합에 의해 밀폐된 공간은 압축실(C)을 이루게 되며, 상기 고정스크롤(11) 상부에는 고정스크롤 커버(11a)가 설치되어 소정의 밀폐공간부가 형성되고, 이 고정스크롤 커버(11a) 외측 상부의 압축기 본체(10) 내부에는 토출실(D)이 형성된다.

상기 스크롤 압축기의 구조는 앞서 설명한 바와 같으므로 그 구제적인 설명을 생략하기로 한다.

이러한 구조로 이루어진 스크롤 압축기에 적용되는 본 발명에 따른 바이패스밸브는 도 3에 도시한 바와 같이, 스크롤 압축기의 기동시 고정스크롤(11)과 선회스크롤(12) 사이에 형성된 압축실(C) 내의 초기 압력부하를 제거하기 위하여, 상기 고정스크롤(11)의 상부에 관통 형성된 바이패스홀(16) 내에 금속재질의 볼(21)이 삽입되고, 상기 볼(21)의 상부에는 소정의 간격을 두고 스토퍼(22)를 체결 고정하여 지지할 수 있도록 되어 있다.

상기 바이패스홀(16)은 상기 볼(21)이 내측중간 위치에 안착될 수 있도록 그 하부 내경을 상부 내경보다 작게 형성하고, 상기 바이패스홀(16)의 상부 내경에는 상기 스토퍼(22)를 나사 체결할 수 있도록 나사골을 형성한 것이다.

상기 스토퍼(22)는 소정 길이의 스터드 보울트로 구성되고, 상기 스터드 보울트의 일측에는 압축실(C)의 냉매가스 압력 작용에 의한 볼(21)의 상승시 상기 압축실(C)의 냉매가스를 고정스크롤(11)의 상부로 토출하기 위한 유출공(22a)이 관통 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 장치에 의해, 흡입관(18)을 통해 흡입된 냉매가스는 선회스크롤(12)의 선회운동에 따라 그 양끝단 부분에서 동시에 흡입되어, 선회스크롤(12)과 고정스크롤(11) 사이에 형성된 압축실(C)에 갇히게 되고, 상기 회전자와 함께 크랭크축(14)이 회전함에 따라 상기 선회스크롤(12)은 압축실(C)의 체적을 지속적으로 감소시키면서 중심을 향하여 선회운동을 하게 됨으로써 냉매가스가 압축된다. 상기 압축실(C)의 체적이 압축되어 중심부로 오게 되면 토출구(15)가 열리면서 토출실(D)과 토출관(19)을 통해 압축 냉매가스를 토출시키게 된다.

한편, 상기 볼(21)은 스크롤 압축기가 기동되기 전에는 바이패스홀(16)을 막고 있다가, 스크롤 압축기가 기동되기 시작하면 고정스크롤(11)과 선회스크롤(12) 사이의 압축실(C) 내에 흡입된 냉매가스가 압축되면서 압력이 상승할 때, 상기 압축실(C)의 압력은 밀폐공간부 및 토출실(D)의 압력보다 크므로 냉매가스가 바이패스홀(16)을 통해 순간적으로 밀고 올라와 상기 볼(21)이 상승하게 되고, 압축 냉매가스는 상기 압축실(C)과 토출실(D) 간의 압력이 평형을 이룰 때까지 그 틈새 및 유출공(22a)을 통해 밀페공간부로 토출된 후, 다시 토출실(D)로 빠져나가게 된다.

상기 압축실(C)과 토출실(D) 간의 압력차가 해소되면 상기 볼(21)은 원상태로 하강하여 상기 바이패스홀(16)을 막게 된다. 이러한 작동 원리에 의해 초기 기동시 압축 냉매가스의 압력부하와 운전시 액체냉매의 압축부하를 저감시킴으로써 스크롤 압축기의 원활한 기동 성능 및 신뢰성을 발휘하게 되는 것이다.

상기 바이패스밸브(20)는 볼(21)을 사용함으로써 평판 형태를 이루는 종래의 바이패스밸브(120)에 비해 충돌 소음이 현저히 저감될 뿐만 아니라, 고정스크롤(11)의 내부에 설치됨과 아울러 고정스크롤 커버(11a)에 의해 차폐됨으로써 더욱 확실한 소음저감 상태를 유지할 수 있다.

또한, 상기 바이패스홀(16)은 고정스크롤(11) 상부의 2곳에 각각 형성되고, 볼(21) 및 스터드 보울트 등 2조 4개 부품만으로 과압조절 기능을 수행할 수 있게 되어 생산성 향상 및 원가 절감을 도모할 수 있다.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기의 바이패스밸브(20)는 스크롤 압축기를 기동할 때 압축실(C)의 내압에 의해 바이패스홀(16) 내부에서 볼(21)이 유동하면서 압력 조절을 하게 될 뿐만 아니라 고정스크롤 커버(11a)에 의해 차폐됨으로써 충돌 소음이 외부로 발산되지 않게 되고, 상기 바이패스홀(16) 내에 볼(21)을 삽입한 후 스토퍼(22)를 나사 체결하면 되므로 그 조립 구조가 단순하여 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

스크롤 압축기의 기동시 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 형성된 압축실 내의 초기 압력부하를 제거하기 위한 구조에 있어서, 상기 고정스크롤의 상부에 관통 형성된 바이패스홀 내에 금속재질의 볼이 삽입되고, 상기 볼의 상부에는 소정의 간격을 두고 스토퍼를 체결 고정하여 지지함을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 바이패스밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 바이패스홀은 상기 볼이 내측중간 위치에 안착될 수 있도록 그 하부 내경을 상부 내경보다 작게 형성하고, 상기 바이패스홀의 상부 내경에는 상기 스토퍼를 나사 체결할 수 있도록 나사골을 형성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 바이패스밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 스토퍼는 소정 길이의 스터드 보울트로 구성되고, 상기 스터드 보울트의 일측에는 압축실의 냉매가스 압력 작용에 의한 볼의 상승시 상기 압축실의 냉매가스를 고정스크롤의 상부로 토출하기 위한 유출공이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 바이패스밸브.