KR20000021470U - 스크롤 압축기의 과부하 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크롤 압축기의 과부하 방지구조에 관한 것으로, 종래에는 압축기의 초기 기동시나 정지 후 재기동시 가압된 가스에 의한 과부하를 방지하기 위하여 고정스크롤에 바이패스밸브가 장착된 구조로 과부하 발생시 바이패스밸브의 개폐로 인하여 바이패스밸브가 고정스크롤의 상면에 접촉 충돌함에 의해 밸브 충돌 소음이 발생하게 될 뿐만 아니라 과부하를 방지하기 위한 부품수가 과다하고 구조가 복잡하게 되는 문제점이 있었는 바, 본 고안은 가스 압축이 진행되는 압축포켓과 가압된 가스가 토출되는 고압부를 연통시키도록 고정스크롤에 배출유로를 형성하고 그 배출유로에 개폐밸브를 삽입함과 아울러 그 개폐밸브의 움직임을 한정하는 고정부재를 고정 삽입한 구조로 구성하여 압축기의 초기 기동시나 정지 후 재기동시 과부하를 방지하기 위하여 발생되는 소음을 최소화할 뿐만 아니라 부품수를 감소시키고 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 과부하 방지구조{STRUCTURE FOR PREVENTING OVER-LOAD OF SCROLL COMPRESSOR}

본 고안은 스크롤 압축기의 과부하 방지구조에 관한 것으로, 특히 압축기의 정지 후 재기동시나 초기 기동시 가압 가스에 의해 발생되는 과부하를 방지하기 위하여 작동되는 밸브의 소음을 최소화할 뿐만 아니라 과부하를 방지하기 위한 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 과부하 방지구조에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 체적을 갖는 밀폐용기(1)의 내부 상,하측으로 상,하부프레임(2,3)이 각각 결합되며, 상기 상부프레임(2)과 하부프레임(3)의 사이에 모터를 이루는 고정자(4) 및 회전자(5)가 장착되어 있다. 그리고 상기 회전자(5)에 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 압입되어 있고, 상기 상부프레임(2)의 상측에 고정스크롤(7)이 고정 결합되며 상기 상부프레임(2)과 고정스크롤(7)사이에 선회스크롤(8)이 삽입되어 있다. 상기 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)은 인벌류트 곡선 형상으로 돌출 형성된 랩(7a)(8a)이 각각 형성되어 있어 선회스크롤(8)의 랩(8a)이 고정스크롤(7)의 랩(7a)과 선회 가능하도록 결합되어 있다. 상기 선회스크롤(8)의 하부는 상기 회전축(6)의 회전력이 전달되도록 회전축의 편심부(6a)와 결합되고 상기 선회스크롤(8)의 하부에는 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 올담링(9)이 결합되어 있다.

그리고 상기 고정스크롤(7)의 상면에 밀폐용기(1)의 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판(10)이 다수개의 체결볼트(11)에 의해 결합되며, 그 고저압 분리판(10)에 고온고압의 냉매가스의 흐름을 조절하는 체크밸브(12) 및 밸브하우징(13)이 결합되어 있다. 상기 저압부측에 위치하는 밀폐용기(1)에 냉매가스가 흡입되는 흡입관(14)이 결합되고 상기 고압부측에 위치하는 밀폐용기(1)에 고압 상태의 냉매가스가 토출되는 토출관(15)이 결합되어 있다. 그리고 상기 밀폐용기(1)의 저면에 회전축(6)의 내부에 형성된 오일유로(6b)를 통해 슬라이딩이 일어나는 부분에 공급되는 오일이 채워져 있다.

미설명 부호 7b는 토출포트이고, 16은 오일펌프이며, 17은 팁실이다.

상기 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 인가되는 전류에 의해 회전자(5)가 회전하게 되면 회전자(5)에 압입된 회전축(6)이 회전하면서 회전축 편심부(6a)의 편심된 거리를 반지름으로 하여 선회스크롤(8)을 원운동,즉 공전운동시키게 된다. 상기 선회스크롤(8)은 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 축 중심을 원점으로 하여 편심된 거리를 반경으로 선회원을 그리며 선회운동하게 된다. 상기 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 고정스크롤(7)의 일측에 형성된 흡입구(7c)로 냉매가스가 흡입되어 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)의 랩(7a,8a)에 의해 형성된 다수개의 압축포켓(P)으로 유입되며 그 압축포켓(P)은 선회스크롤(8)의 선회운동으로 중심으로 이동하면서 체적이 점점 감소되면서 냉매가스를 압축하여 토출포트(7b)를 통해 토출시키게 된다. 상기 토출포트(7b)로 토출되는 고온고압 상태의 냉매가스는 고저압 분리판(10)에 의해 형성된 고압부로 유입되면서 토출관(15)을 통해 사이클을 구성하는 응축기측으로 토출된다.

한편, 상기 스크롤 압축기의 정지 후 재기동시 압축포켓(P)내에 잔류되어 있던 압축 가스의 순간 압력 증가로 인한 부하로 작동이 정지되는 경우가 발생되며 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 고정스크롤(7)에 압축포켓(P)내의 갑작스런 압력 증가로 인한 과부하를 고압부측으로 배출하여 과부하를 방지하기 위한 과부하 방지수단이 설치되어 있다.

상기 과부하 방지구조의 종래 구조는, 도 2에 도시한 바와 같이, 고정스크롤(7) 및 선회스크롤(8)의 랩(7a)(8a)에 의해 형성되는 압축포켓(P)과 고압부를 연통시키는 배출구멍(7d)이 고정스크롤(7)에 형성되어 있고 상기 고정스크롤(7)의 상면에 배출구멍(7d)을 개페시키는 바이패스밸브(18) 및 그 바이패스밸브(18)의 움직임을 한정하는 리테이터(19)가 고정볼트(20)에 의해 설치되어 있다.

이와 같은 구조는 압축기가 정상적으로 작동할 경우 토출포트(7b)를 통해 고압부로 토출되는 고압부의 가스 압력이 가스의 압축이 진행되는 압축포켓(P)의 가스 압력보다 크기 때문에 바이패스밸브(18)가 닫힌 상태가 되며, 압축기의 정지후 재기동시 및 초기 기동시 압축포켓(P)의 압력이 고압부보다 클 경우 바이패스밸브(18)가 열려 압축포켓(P)내부에 잔류한 가스가 배출구멍(7d)을 통해 고압부로 배출되어 작동이 원활하게 이루어지게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 스크롤 압축기의 과부하 방지구조는 바이패스밸브(18)의 개폐시 바이패스밸브(18)가 고정스크롤(7)의 상면에 접촉 충돌함에 의해 밸브 충돌 소음이 발생하게 되며, 아울러 과부하를 방지하기 위한 구조가 복잡할 뿐만 아니라 부품수가 과다하여 제작원가가 상승하고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 압축기의 정지 후 재기동시나 초기 기동시 발생되는 가압 가스에 의한 과부하를 방지하기 위하여 작동하는 밸브의 소음을 최소화할 뿐만 아니라 과부하를 방지하기 위한 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 과부하 방지구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기를 도시한 종단면도,

도 2는 종래 스크롤 압축기의 과부하 방지구조를 도시한 단면도,

도 3은 본 고안의 스크롤 압축기 과부하 방지구조를 도시한 단면도,

도 4a,4b는 본 고안의 스크롤 압축기 과부하 방지구조를 구성하는 개폐밸브의 평면도 및 측면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

7; 고정스크롤 7a ; 고정스크롤 랩

8 ; 선회스크롤 8a ; 선회스크롤 랩

30 ; 배출유로 31,32 ; 구멍

33 ; 단턱부 40 ; 개폐밸브

41 ; 개폐부 42 ; 지지부

50 ; 고정부재 P ; 압축포켓

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 고정스크롤과 선회스크롤의 랩에 의해 형성되는 압축포켓과 상기 압축포켓을 통해 가압된 가스가 토출되는 고압부를 연통시키도록 상기 고정스크롤에 배출유로를 형성하고 상기 배출유로내부에 배출유로를 개폐하는 과부하 개폐밸브를 삽입하며 상기 배출유로내부에 과부하 개폐밸브의 움직임을 한정하는 고정부재를 고정 삽입한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과부하 방지구조가 제공된다.

이하, 본 고안의 스크롤 압축기 과부하 방지구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3은 상기 본 고안의 스크롤 압축기의 과부하 방지구조가 구비된 스크롤 압축기의 압축기구부를 중심으로 도시한 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 본 고안의 스크롤 압축기 과부하 방지구조는 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)의 랩(7a)(8a)에 의해 형성되는 압축포켓(P)과 상기 압축포켓(P)을 통해 가압된 가스가 토출되는 고압부를 연통시키도록 고정스크롤(7)에 배출유로(30)가 형성된다. 그리고 상기 배출유로(30)내부에 배출유로(30)를 개폐시키는 과부하 개폐밸브(40)가 삽입되며 상기 배출유로(30)내부에 과부하 개폐밸브(40)의 움직임을 한정할 뿐만 아니라 소음 배출을 방지하는 고정부재(50)가 고정 삽입된다.

상기 배출유로(30)는 내경이 다른 두 개의 구멍(31)(32)으로 형성됨이 바람직하고 상기 고압부측에 위치하는 구멍(31)의 내경이 압축포켓(P)측에 위치하는 구멍(32)보다 크게 형성된다. 상기 내경이 다른 두 개의 구멍(31)(32)이 만나는 부분에 내경차에 의해 단턱부(33)가 형성된다.

상기 개폐밸브(40)는, 도 4a, 4b에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 갖는 원형판으로 형성되며 상기 원형판의 가운데가 원형으로 돌출되도록 엠보싱되어 이루어진다. 상기 엠보싱된 부분은 배출유로(30)의 내경이 작은 구멍을 개폐하는 개폐부(41)를 이루게 되고 그 개폐부(41)의 가장자리부분이 두 개의 구멍(31)(32)에 의해 형성된 단턱부(33)에 지지되는 지지부(42)를 형성하게 된다. 상기 개폐밸브(40)는 배출유로(30)의 내경이 큰 구멍(31)에 삽입되어 그 지지부(42)가 단턱부(33)에 걸리고 개폐부(41)가 내경이 작은 구멍(32)을 막도록 결합된다.

상기 고정부재(50)는 상기 배출유로(30)의 내경이 큰 구멍(31)에 상응하는 외경 및 소정의 길이를 갖는 환봉체로 형성되고 그 환봉체내에 길이 방향으로 관통된 관통구멍(51)이 형성되어 이루어진다. 상기 고정부재(50)의 길이는 배출유로(30)의 큰 구멍(31) 깊이보다 작은 길이로 형성되며 상기 고정부재(50)는 배출유로(30)의 내경이 큰 구멍(31)에 개폐밸브(40)가 삽입된 상태에서 그 큰 구멍(31)에 삽입 고정된다. 상기 고정부재(50)는 그 하단이 개폐밸브(40)와 소정의 간격을 이루도록 고정 결합된다.

이하, 본 고안의 스크롤 압축기 과부하 방지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 전동기구부에서 발생되는 회전력이 회전축(6)을 통해 선회스크롤(8)에 전달되면 상기 고정스크롤(7)과 맞물린 선회스크롤(8)이 선회운동함에 의해 고정스크롤(7)의 일측에 형성된 흡입구(7c)로 냉매가스가 흡입되어 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)의 랩(7a,8a)에 의해 형성된 다수개의 압축포켓(P)으로 유입되고 그 압축포켓(P)은 선회스크롤(8)의 선회운동으로 인하여 중심으로 이동하면서 체적이 점점 감소되면서 냉매 가스를 압축하여 토출포트(7b)를 통해 토출시키게 된다. 이와 같은 작동중에는 가스 압축이 진행되는 압축포켓(P)의 가스 압력이 가스가 토출되는 고압부의 압력보다 작기 때문에 고압부의 압력에 의해 개폐밸브(40)가 닫힌 상태로 작동이 이루어지게 된다. 그리고 압축기의 정지 후 재기동시나 초기 기동시 압축포켓(P)내부의 가스 압력이 고압부의 가스 압력보다 클 경우 압축포켓(P)내부의 압력에 의해 개폐밸브(40)가 열려 압축포켓(P)내부의 압력 가스가 배출유로(30)의 작은 구멍(32) 및 큰 구멍(31) 그리고 고정부재(50)의 관통구멍(51)을 통해 고압부측으로 고압 상태의 가스가 배출된다. 이로 인하여 압축기의 정지 후 재기동시나 초기 기동시 과부하로 인한 작동 정지를 방지하게 된다.

본 고안은 개폐밸브(40)가 배출유로(30)의 내부에 삽입된 상태에서 작동하게 될 뿐만 아니라 고정부재(50)가 배출유로(30)에 삽입 고정되어 개폐밸브(40)가 삽입된 공간을 어느 정도 밀봉시켜 주게 되므로 개폐밸브(40)의 작동으로 인하여 발생되는 소음이 외부로 전파되는 것이 억제되어 밀페용기(1)외부로의 소음 방출이 최소화된다.

또한 본 고안은 개폐밸브(40)와 고정부재(50)로 구성되므로 종래의 구조에 비해 부품수가 적을 뿐만 아니라 구조가 간단하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 과부하 방지구조는 압축기의 초기 기동시나 정지 후 재기동시 과부하를 방지하기 위하여 개폐밸브의 작동시 개폐밸브에서 발생되는 소음이 외부로 방출되는 것을 최소화하게 됨으로써 압축기의 작동을 원활하게 할 뿐만 아니라 소음 감소로 인한 신뢰성을 향상시키게 되고, 아울러 부품수가 감소되고 구조가 간단하게 됨으로써 제작 원가를 절감시키고 조립 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 고정스크롤과 선회스크롤의 랩에 의해 형성되는 압축포켓과 상기 압축포켓을 통해 가압된 가스가 토출되는 고압부를 연통시키도록 고정스크롤에 배출유로를 형성하고 상기 배출유로내부에 배출유로를 개폐하는 과부하 개폐밸브를 삽입하며 상기 배출유로내부에 과부하 개폐밸브의 움직임을 한정하는 고정부재를 고정 삽입한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과부하 방지구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 배출유로는 내경이 다른 두 개의 구멍이 연결되어 형성되며 그 두 개 구멍의 내경차에 의해 단턱부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과부하 방지구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 개폐밸브는 상기 배출유로의 내부에 걸려 지지되는 지지부와 상기 배출유로는 개폐하는 개폐부로 이루어짐을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과부하 방지구조.