KR20000009730A - 스크롤 압축기의 체크밸브 소음저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 체크밸브 소음 저감장치에 관한 것이다. 종래에는 토출된 압축냉매가스의 역류방지를 위해 상부격막의 토출구 상부측에 설치된 체크밸브의 작동에 의한 소음이 크게 발생하는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 상면 및 측면부에 토출공을 갖는 밸브하우징과 이의 내부에 구비되는 판상의 밸브작동체로 구성된 체크밸브가 상부격막의 토출구 상부측에 설치되어 토출실로 토출된 압축냉매가스의 역류를 방지토록 함에 있어서, 상기 체크밸브의 직상부 탑캡 외측부에 설치되어 전원 공급에 의한 자력으로 상기 체크밸브의 밸브작동체를 밸브하우징 내에서 강제로 상승시키고, 전원공급을 차단시켜 상기 밸브작동체가 토출실 내의 압축냉매가스의 역류압에 의해서 하강될 수 있도록 하는 강제구동수단을 구비함으로써 상기 체크밸브의 작동에 의한 소음을 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 압축기의 품질 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Description

스크롤 압축기의 체크밸브 소음저감장치

본 발명은 스크롤 압축기(Scroll compressor)에 관한 것으로, 특히 압축실에서 토출실로 토출된 압축냉매가스가 다시 상기 압축실로 역류하는 것을 방지하기 위해 상부격막의 토출구 상부측에 구비된 체크밸브의 작동에 의한 소음을 저감시킬 수 있도록 한 스크롤 압축기의 체크밸브 소음저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 흡입구(1A)를 갖는 밀폐용기(1) 내의 상.하부측에 상.하부프레임(2)(2A)이 설치되어 있고, 이의 사이에는 코일이 감겨진 고정자(3) 내부에 회전자(4)가 구비되어 전원 공급에 의한 전자기적인 상호 작용에 의해서 상기 회전자(4)가 고정자(3) 내부에서 회전하도록 구성되어 있다. 또한 상기 회전자(4)에는 수직봉 형태의 크랭크축(5)이 중앙부를 관통하는 식으로 압입 설치되어 있고, 상기 크랭크축(5)의 상.하단부는 각각 상기 상.하부프레임(2)(2A)에 회전가능하게 지지되어 있다. 그리고 상기 상부프레임(2)의 상부측에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6A)이 형성된 선회스크롤(6)이 상기 크랭크축(5)의 상단 편심부(5A)에 결합되어 있으며, 상기 선회스크롤(6)의 상부측에는 선회스크롤(6)의 랩(6A)과 서로 맞물려 압축실을 형성하는 고정스크롤(7)이 구비되어 있다. 이와함께 상기 상부프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이에는 자전방지기구로써 올담링(8)이 형합되어 있고, 상기 고정스크롤(7)의 상부측에는 고.저압을 분리시키는 상부격막(9)과 이의 상부측 탑캡(1B) 사이의 공간부로 토출실(10)이 형성되어 있으며, 상기 고정스크롤(7) 및 상부격막(9)에는 압축된 냉매가스가 상기 토출실(10)로 토출될 수 있도록 토출구(7B)(9A)가 형성되어 있다. 또한 상기 상부격막(9)의 토출구(7B) 상부측에는 상기 토출구(7B)를 통해 토출된 압축냉매가스가 다시 상기 상부격막(9)의 토출구(9A)를 통해 압축실로 역류되는 것을 방지하기 위해 체크밸브(11)이 구비되어 있다. 그리고 상기 토출실(10)에는 상부격막(9)의 토출구(7B)를 통해서 토출실(10)로 토출된 압축냉매가스가 사이클을 이루는 다른 장치로 보내질 수 있도록 토출파이프(10A)가 설치되어 있다. 한편, 상기 상부격막(9)의 토출구(7B) 상부측에는 상면과 측면부에 토출공(11B)(11C)이 형성되고 하부측으로 개방된 속이 빈 통체로 된 밸브하우징(11A)이 설치되어 있다. 또한 상기 밸브하우징(11A) 내부에는 상부격막(9)의 토출구(7B)를 통해 토출되는 압축냉매가스에 의한 압력으로 상승하면서 체크밸브하우징(11A)의 상면 토출공(11B)은 막고 측면부 토출공(11C)은 개방시켜 상기 측면부 토출공(11C)을 통해 압축냉매가스가 토출실(10)로 토출될 수 있도록 하고, 운전정지로 인한 압축냉매가스에 의한 토출압은 제거된 상태에서 밸브하우징(11A)의 상면 토출공(11B)을 통한 토출실(10) 내의 압축냉매가스의 역류압에 의해서 하강하여 상부격막(9)의 토출구(9A)를 막아 토출실(10)에서 압축실 측으로의 압축냉매가스의 역류를 방지하는 판상의 밸브작동체(11D)가 구비되어 있다. 여기서 미설명부호, 1A는 탑캡이고, 7A는 고정스크롤(7)에 형성된 랩이다.

이와 같이 구성된 상기 스크롤 압축기는 먼저, 고정자(3)에 전원이 공급되고, 상기 고정자(3) 내부의 회전자(4)가 고정자(3)와의 전자기적인 상호 작용에 의해서 회전한다. 이에 따라 상기 회전자(4)의 중앙부에 압입 설치된 크랭크축(5)이 회전하고, 상기 크랭크축(5)의 회전에 의해서 크랭크축(5)의 상단 편심부(5A)에 설치된 선회스크롤(6)이 편심거리만큼 편심회전하는데, 이때 상기 선회스크롤(6)은 올담링(8)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 된다. 그리고 상기 선회스크롤(6)의 선회운동에 의해 그 선회스크롤(6)과 고정스크롤(7)의 각 랩(6A)(7A) 사이에는 압축실이 형성되고, 그 압축실은 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 밀폐용기(1)의 흡입구(1A)를 통해 상기 밀폐용기(1) 내부로 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 된다. 또한 이 압축된 냉매는 다시 고정스크롤(7)에 형성된 토출구(7B) 및 상부격막(9)에 형성된 토출구(9A)를 통해 토출실(10)로 토출되는데, 이때 토출되는 압력에 의해서 체크밸브(11)의 밸브하우징(11A) 내부에 구비된 판상의 밸브작동체(11D)가 상기 밸브하우징(11A) 내부의 상부측으로 상승하게 된다. 이에 따라 밸브하우징(11A)의 측면부에 형성된 토출공(11B)이 개방되어 상기 토출공(11B)을 통해 압축냉매가스가 토출실(10)로 토출된다. 이 토출된 압축냉매가스는 상기 토출실(10)에 설치된 토출파이프(10A)를 통해 사이클을 이루는 다른 장치로 보내지게 된다. 그런 후에 압축기의 운전이 정지되면 토출실(10) 내의 압력은 고압상태인 반면에, 압축실 내의 압력은 저압상태로 되어 상기 토출실(10) 내에 잔류하는 압축냉매가스가 체크밸브(11)의 밸브하우징(11A) 상면에 형성된 토출공(11B)을 통해 압축실로 다시 역류하게 되는데, 이때의 역류압으로 밸브하우징(11A) 내부의 상부측에 위치한 밸브작동체(11D)가 하강하면서 상부격막(9)의 토출구(9A)를 막아 역류를 차단하도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 스크롤 압축기는 압축기의 초기 기동시와 같은 고압축비 조건에서는 고압부와 저압부 간의 압력차가 크게 발생하게 된다. 이는 압축실에서 냉매가스를 연속적으로 이어지게 압축하여 일정하게 토출시키지 못하고, 일단 토출시킨 후에는 다시 압축하기 위한 조건을 갖추기 위해 시간적인 갭이 생기게 되므로 압축비가 큰 경우에는 체크밸브의 밸브하우징 내의 밸브작동체가 압축냉매가스의 토출시는 상승했다가 토출후에는 고압부의 압력에 의해서 다시 하강하고 다시 토출압에 의해서 상승하는 식으로 연속 반복적으로 작동되는데, 이때 상기 밸브작동체의 상.하 운동과 함께 밸브하우징 또는 상부격막과의 충돌로 인한 이상소음이 발생하게 되는 것으로, 이는 전체적인 소음수준의 10dB 이상 높게 나타나게 됨으로써 기기의 신뢰성에 치명적인 결함을 초래하는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명의 목적은 체크밸브의 작동에 의한 소음을 저감시키는데 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 2는 도 1의 "A"부 확대도.

도 3은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 4는 도 3의 "B"부 확대도.

**도면의주요부분에대한부호의설명**

1:밀폐용기 1A:흡입구

1B:탑캡 2,2A:상.하부프레임

3:고정자 4:회전자

5:크랭크축 5A:편심부

6:선회스크롤 6A,7A:랩(WRAP)

7:고정스크롤 7B,9A:토출구

8:올담링 9:상부격막

10:토출실 10A:토출파이프

11:체크밸브 11A:밸브하우징

11B,11C:토출공 11D:밸브작동체

12:장착홈 13:전자석

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 상면 및 측면부에 토출공을 갖는 밸브하우징과 이의 내부에 구비되는 판상의 밸브작동체로 구성된 체크밸브가 상부격막의 토출구 상부측에 설치되어 토출실로 토출된 압축냉매가스의 역류를 방지토록 함에 있어서, 상기 체크밸브의 직상부 탑캡 외측부에 설치되어 전원 공급에 의한 자력으로 상기 체크밸브의 밸브작동체를 밸브하우징 내에서 강제로 상승시키고, 전원공급을 차단시켜 상기 밸브작동체가 토출실 내의 압축냉매가스의 역류압에 의해서 하강될 수 있도록 하는 강제구동수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 체크밸브 소음 저감장치가 제공된다. 또한 상기 강제구동수단은 체크밸브의 직상부 탑캡에 상부측으로 개방된 장착홈을 형성하고, 상기 장착홈에 전자석을 장착하여서 된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 구성을 보인 단면도이고, 도 4는 도 3의 "B"부 확대도이다. 이 스크롤 압축기는 통상에서와 같이 흡입구(1A)를 갖는 밀폐용기(1) 내의 상.하부측에 상.하부프레임(2)(2A)이 설치되고, 이의 사이에는 코일이 감겨진 고정자(3) 내부에 회전자(4)가 구비되어 전원 공급에 의한 전자기적인 상호 작용에 의해서 상기 회전자(4)가 고정자(3) 내부에서 회전하도록 구성된다. 또한 상기 회전자(4)에는 수직봉 형태의 크랭크축(5)이 중앙부를 관통하는 식으로 압입 설치되고, 상기 크랭크축(5)의 상.하단부는 각각 상기 상.하부프레임(2)(2A)에 회전가능하게 지지된다. 그리고 상기 상부프레임(2)의 상부측에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6A)이 형성된 선회스크롤(6)이 상기 크랭크축(5)의 상단 편심부(5A)에 결합되며, 상기 선회스크롤(6)의 상부측에는 선회스크롤(6)의 랩(6A)과 서로 맞물려 압축실을 형성하는 고정스크롤(7)이 구비된다. 이와함께 상기 상부프레임(2)과 선회스크롤(6) 사이에는 자전방지기구로써 올담링(8)이 형합되고, 상기 고정스크롤(7)의 상부측에는 고.저압을 분리시키는 상부격막(9)과 이의 상부측 탑캡(1B) 사이의 공간부로 토출실(10)이 형성되며, 상기 고정스크롤(7)에는 압축된 냉매가스가 상기 토출실(10)로 토출될 수 있도록 토출구(7B)가 형성됨과 아울러 상기 토출실(10)에는 토출된 냉매가스가 사이클을 이루는 다른 장치로 보내질 수 있도록 토출파이프(10A)가 형성된다. 이러한 스크롤 압축기에 있어, 본 발명은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 체크밸브(11)의 직상부 탑캡(1B)에 상부측으로 개방된 장착홈(12)이 형성된다. 또한 상기 장착홈(12)에는 전류를 인가하면 강한 자장을 일으켜 하나의 자석과 같은 작용을 하는 전자석(13)이 장착되고, 상기 전자석(13)의 크기는 장착홈(12)보다 다소 크게 형성되어 상기 장착홈(12)에 억지끼움식으로 장착된다. 이와 같이 구성된 본 발명은 밀폐용기(1)의 흡입구(1A)를 통해 상기 밀폐용기(1) 내부로 흡입된 냉매가스를 압축하는 과정은 종래와 동일하므로 생략한다. 그리고 이 압축된 냉매가스는 고정스크롤(7) 및 상부격막(9)의 토출구(9A)를 통해 토출되는데, 이때 상기 체크밸브(11)의 직상부 탑캡(1B)의 장착홈(12)에 장착된 전자석(13)에 전원이 인가되고, 상기 전자석(13)의 자력에 의해서 상부격막(9)의 토출구(9A) 상부측에 설치된 체크밸브(11)의 밸브작동체(11D)가 밸브하우징(11A)의 상면에 붙어 고정된다. 이에 따라 상기 밸브작동체(11D)의 상.하운동에 의한 체크밸브(11)의 진동을 방지하게 되고, 압축된 냉매가스는 밸브하우징(11A)의 측면부에 형성된 토출공(11C)을 통해 토출실(10)로 토출된다. 그런 후에 다시 압축기의 운전을 정지시키게 되면 전자석(13)에 공급된 전원은 차단되고, 밸브작동체(11D)는 하강하여 상부격막(9)의 토출구(7B)를 막게 됨으로써 압축냉매가스의 역류를 방지하게 되는 것이다.

이같이 본 발명은 운전시에는 전자석의 자력에 의해서 체크밸브의 밸브작동체를 고정시켜 진동을 억제하고, 운전정지시에는 상기 밸브작동체로 토출구를 막아 압축냉매가스의 역류를 방지토록 함으로써 상기 체크밸브의 작동에 의한 소음을 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 압축기의 품질 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (2)

1. 상면 및 측면부에 토출공을 갖는 밸브하우징과 이의 내부에 구비되는 판상의 밸브작동체로 구성된 체크밸브가 상부격막의 토출구 상부측에 설치되어 토출실로 토출된 압축냉매가스의 역류를 방지토록 함에 있어서, 상기 체크밸브의 직상부 탑캡 외측부에 설치되어 전원 공급에 의한 자력으로 상기 체크밸브의 밸브작동체를 밸브하우징 내에서 강제로 상승시키고, 전원공급을 차단시켜 상기 밸브작동체가 토출실 내의 압축냉매가스의 역류압에 의해서 하강될 수 있도록 하는 강제구동수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 체크밸브 소음 저감장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 강제구동수단은 체크밸브의 직상부 탑캡에 상부측으로 개방된 장착홈을 형성하고, 상기 장착홈에 전자석을 장착하여서 된 것을 특징으로 한 스크롤 압축기의 체크밸브 소음 저감장치.