KR20000008929A

KR20000008929A - 스크롤 압축기의 배압장치

Info

Publication number: KR20000008929A
Application number: KR1019980029027A
Authority: KR
Inventors: 신동구; 이원학; 신창주; 쭈지에
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-07-18
Filing date: 1998-07-18
Publication date: 2000-02-15

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 배압장치에 관한 것으로, 토출실(23)과 압축실(26)의 가스압력을 적정수준으로 배압하기 위한 가스플로우조절수단(40)을 고정스크롤(21)에 설치하여, 고정스크롤(21)의 랩(21a)과 선회스크롤의 랩 사이의 틈새가 항상 적정수준으로 유지되도록 함으로써, 고정스크롤에 작용하는 축방향으로 실링력을 적정수준으로 유지하게 되어 냉기누설 및 마찰에 의한 손상을 감소시켜서 압축기의 수명 및 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

스크롤 압축기의 배압장치

본 발명은 스크롤 압축기의 배압장치에 관한 것으로, 특히 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 발생되는 축방향의 실링력이 적정값으로 유지되도록 하는데 적합한 스크롤 압축기의 배압장치에 관한 것이다.

공조기 및 냉동기에 사용되는 스크롤 압축기가 도 1과 도 2에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

일측에 냉매가스가 흡입되는 흡입관(1)이 설치되어 있는 밀폐용기(2)의 내부 상,하측에 일정간격을 두고 상,하부 프레임(3)(3')이 설치되어 있고, 그 상부 프레임(3)에 고정된 고정스크롤(4)에는 선회스크롤(5)이 포켓(P)을 형성하며 회전가능토록 설치되어 있으며, 상기 고정스크롤(4)의 외측으로는 토출실(6)과 흡입챔버(7)를 분리하기 위한 고,저압분리판(8)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 하부 프레임(3')의 상측에는 모터(9)를 이루는 고정자(10)와 회전자(11)가 설치되어 있고, 그 회전자(11)에는 상단부에 편심부(12a)가 구비되어 선회스크롤(5)의 하측에 결합되어 있는 회전축(12)이 고정설치되어 있다.

또한, 상기 고정스크롤(4)에는 압축된 냉매가스를 토출실(6)로 토출시키기 위한 토출포트(4a)가 형성되어 있고, 토출압력과 압축압력에 따른 고정스크롤(4)의 랩(4a)과 선회스크롤(5)의 랩(5a)을 일정간격으로 유지시키기 위하여 고정스크롤(4)이 어느정도 완충가능한 완충부재(13)에 의하여 상부 프레임(3)에 고정되어 있다.

도면중 미설명 부호 14는 압축실이다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래 스크롤 압축기는 전원이 인가되고, 모터(9)의 회전자(11)가 회전을 하면, 회전자(11)에 고정된 회전축(12)이 회전을 하며, 그 회전축(12)의 편심부(12a)에 결합된 선회스크롤(5)이 회전을 한다.

상기와 같이 선회스크롤(5)이 회전을 하며 흡입관(1)으로 흡입된 냉매가스를 회전시 발생되는 포켓(P)에서 압축을 하고, 그 압축된 고압의 냉매가스는 토출포트(4a)를 통하여 토출실(6)로 토출되어 토출실(6)에 연결설치되어 있는 배기관을 통하여 응축기로 보내진다.

그리고, 상기와 같이 토출실(6)에서 고정스크롤(4)을 선회스크롤(5) 쪽으로 밀어주는 힘과 고정스크롤(4)과 선회스크롤(5) 사이의 압축실(14)에서 고정스크롤(4)을 상측으로 밀어주는 힘은 항상 동일하게 유지하는 것이 이상적이며, 만약 토출실(6)에서 고정스크롤(4)을 선회스크롤(5)쪽으로 밀어주는 힘이 작은 경우에는 고정스크롤(4)의 랩(4a) 선단과 선회스크롤(5)의 랩(5a) 선단 사이에 틈이 발생되어 가스누설에 의한 효율저하를 초래하고, 그 반대인 경우에는 큰 접촉력에 의한 마모발생으로 압축기의 수명저하를 초래하게 된다.

그러나, 상기와 같이 토출실(6)의 압력과 압축실(14)의 압력이 동일하게 유지되는 것이 이상적임에도 불구하고, 종래의 스크롤 압축기에서는 토출실(6)과 압축실(14) 사이의 적절한 배압이 이루어지지 못하고, 압축기의 운전압력비가 매우 낮거나 높은 경우가 발생되어 효율저하 및 수명저하를 초래하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 운전압력비를 적정수준으로 유지하여 압축기의 효율 및 수명을 향상시키도록 하는데 적합한 스크롤 압축기의 배압장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 구성을 보인 종단면도.

도 2는 도 1의 A부를 상세히 보인 단면도.

도 3은 본 발명의 배압장치가 설치된 고정스크롤을 보인 단면도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명 배압장치의 작용을 설명하기 위한 단면도.

도 5는 본 발명 배압장치의 스프링 포오스에 따른 압축기의 작동영역을 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 고정스크롤 23 : 토출실

24 : 흡입챔버 26 : 압축실

28 : 실린더 29 : 가스유입공

30 : 연결공 31 : 가스배출공

40 : 가스플로우조절수단 41 : 슬라이딩블록

42 : 스프링 43 : 고정블록

44 : 스토퍼

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 고정스크롤에 회전가능토록 결합된 선회스크롤의 회전에 의하여 흡입챔버에서 흡입된 냉매가스를 압축하여 토출실로 토출할 수 있도록 구성되어 있는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 일측에 일정깊이로 실린더를 형성하고, 그 실린더와 토출실을 연통하는 가스유입공을 형성하며, 그 가스유입공의 후방에 상기 실린더와 압축실이 연통되도록 연결공을 형성하고, 그 연결공의 후방에 상기 실린더와 흡입챔버가 연통되도록 가스배출공을 형성하며, 상기 실린더의 내측에 상기 가스유입공, 연결공, 가스배출공들 사이의 가스플로우를 조절하기 위한 가스플로우조절수단을 설치하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 배압장치가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 스크롤 압축기의 배압장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 배압장치가 설치된 스크롤 압축기의 고정스크롤을 보인 단면도로서, 도시된 바와 같이, 고정스크롤(21)의 상단부 외측으로는 오-링(22)으로 실링되어 고압의 토출실(23)과 저압의 흡입챔버(24)로 분리되도록 고,저압분리판(25)이 설치되어 있고, 고정스크롤(21)의 중앙부에는 압축실(26)과 토출실(23)이 연통되도록 토출포트(27)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 고정스크롤(21)의 일측에 일정깊이로 실린더(28)를 형성하고, 그 실린더(28)와 토출실(23)을 연통하는 가스유입공(29)을 형성하며, 그 가스유입공(29)의 후방에 상기 실린더(28)와 압축실(26)이 연통되도록 연결공(30)을 형성하고, 그 연결공(30)의 후방에 상기 실린더(28)와 흡입챔버(24)가 연통되도록 가스배출공(31)을 형성하며, 상기 실린더(28)의 내측에 상기 가스유입공(29), 연결공(30), 가스배출공(31)들 사이의 가스플로우를 조절하기 위한 가스플로우조절수단(40)을 설치하여서 구성된다.

상기 가스플로우조절수단(40)은 상기 실린더(28)의 내측에서 전,후방향으로 슬라이딩가능하게 설치되는 슬라이딩블록(41)과 그 슬라이딩블록(41)을 전방으로 탄력지지하도록 설치되어 있는 스프링(42)과, 그 스프링(42)을 고정함과 아울러 실린더(28)의 내측을 밀폐하기 위하여 입구부에 설치되는 고정블록(43)과, 그 고정블록(43)의 이탈을 차단하기 위하여 후방에 고정되는 스토퍼(44)로 구성된다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명 배압장치가 구비된 스크롤 압축기에서 냉매가스의 압축실(26)로 흡입되고, 그 흡입된 냉매가스가 압축실(26)에서 압축되어 토출포트(27)를 통하여 토출실(23)로 토출되며, 토출실(23)로 토출되는 기본적인 동작은 종래와 유사하다.

여기서, 토출실(23)의 압력을 Pd, 흡입챔버(24)의 압력을 Ps, 스프링 포오스에 의하여 정해진 하한설정압력을 ΔP₁, 상한설정압력을 ΔP₂, 라고 하면 도 4a와 같이 토출실(23)의 압력이 낮아서 Pd-Ps 〈 ΔP₁(Ⅰ)인 경우에는 압축실(26)에서 압축된 고압의 냉매중 일부가 연결공(30)을 통하여 실린더(28)의 내측으로 흐르며 슬라이딩블록(41)을 전방으로 밀어서 가스유입공(29)를 막은 상태에서, 화살표와 같이 실린더(28)로 유입된 냉매가스는 가스배출공(31)을 통하여 흡입챔버(24)로 배출되는 가스플로우가 이루어지면서 압축실(26)의 냉매가스를 흡입챔버(24)로 일부 배출하게 되어 축방향의 틈새가 최적값을 유지하게 된다.

ΔP_{1 ≤}Pd-Ps_≤ΔP₂(Ⅱ)인 경우에는 압축실(26)의 냉매가스 압력과 토출실(23)의 냉매가스 압력이 적정수준인 경우로서 도 4b와 같이 슬라이딩블록(41)이 후방으로 약간 밀려서 연결공(30)의 출구부 상측에 위치한 상태이며, 가스플로우는 이루어지지 않으며, 고정스크롤(21)과 선회스크롤(미도시)의 랩(21a)은 축방향에 대하여 적정수준으로 틈새가 발생되는 상태에서 압축기의 동작이 이루어진다.

ΔP_{2 〈}Pd-Ps(Ⅲ)인 경우에는 토출실(23)의 압력이 압축실(26)의 압력보다 지나치게 높은 경우에는 도 4c와 같이, 토출실(23)에서 가스유입공(29)를 통하여 유입되는 냉매가스의 압력에 의하여 슬라이딩블록(41)이 후방으로 완전히 밀려서 가스유입공(29)을 통하여 화살표방향과 같이 실린더(28)의 내부로 유입된 고압의 냉매가 연결공(30)을 통하여 압축실(26)로 가스플로우가 이루어지면서 적정한 축방향 실링력을 갖게 된다.

상기와 같이 설정된 적정수준의 탄성계수를 스프링(42)의 힘에 의하여 제어되면서 동작되는 슬라이딩블록(41)에 의하여 가스플로우가 이루어지는 압축기의 작동영역은 도 5와 같은 그래프로 나타내어 지며, 그래프에서와 같이 P17인 경우는 표준조건이고, P18인 경우에는 과부하조건이라고 볼수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 스크롤 압축기의 배압장치는 토출실과 압축실의 가스압력을 적정수준으로 배압하기 위한 가스플로우조절수단을 고정스크롤에 설치하여, 고정스크롤의 랩과 선회스크롤의 랩 사이의 틈새가 항상 적정수준으로 유지되도록 함으로써, 고정스크롤에 작용하는 축방향으로 실링력을 적정수준으로 유지하게 되어 냉기누설 및 마찰에 의한 손상을 감소시켜서 압축기의 수명 및 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

고정스크롤에 회전가능토록 결합된 선회스크롤의 회전에 의하여 흡입챔버에서 흡입된 냉매가스를 압축하여 토출실로 토출할 수 있도록 구성되어 있는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 일측에 일정깊이로 실린더를 형성하고, 그 실린더와 토출실을 연통하는 가스유입공을 형성하며, 그 가스유입공의 후방에 상기 실린더와 압축실이 연통되도록 연결공을 형성하고, 그 연결공의 후방에 상기 실린더와 흡입챔버가 연통되도록 가스배출공을 형성하며, 상기 실린더의 내측에 상기 가스유입공, 연결공, 가스배출공들 사이의 가스플로우를 조절하기 위한 가스플로우조절수단을 설치하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 배압장치.
제 1항에 있어서, 상기 가스플로우조절수단은 상기 실린더의 내측에서 전,후방향으로 슬라이딩가능하게 설치되는 슬라이딩블록과, 그 슬라이딩블록을 전방으로 탄력지지하도록 설치되어 있는 스프링과, 그 스프링을 고정함과 아울러 실린더의 내측을 밀폐하기 위하여 입구부에 설치되는 고정블록과, 그 고정블록의 이탈을 차단하기 위하여 후방에 고정되는 스토퍼로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 배압장치.