KR20020027994A - 스크롤 압축기의 고진공방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 고진공방지장치의 구조를 개선하여, 압축성능을 향상시키고 에너지 손실을 줄이도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 고정스크롤의 상부 일측면인 흡입실과 연통된 면에 실린더형 삽입홈인 피스톤 가이드가 형성되고, 상기 피스톤 가이드 내부와 토출실이 상호 연통되도록 제1 통공이 형성되며, 상기 피스톤 가이드 내부와 압축실이 상호 연통되도록 제2 통공이 형성된다.

이와 더불어, 상기 피스톤 가이드에 삽입되어, 상기 제1 통공을 닫거나 여는 피스톤과; 상기 피스톤의 후면부에 구비되어, 펌프다운 운전시 상기 피스톤을 전진시켜 상기 제1 통공이 상기 흡입실과 연통되도록 하고, 정상 운전시 상기 제2 통공과 연통된 상기 압축실의 압력에 의해 상기 피스톤이 후퇴되도록 소정의 탄성력을 가진 탄성체와; 정상 운전시 상기 피스톤 가이드와 상기 피스톤 사이의 틈으로 상기 압축실의 고압 냉매가스가 새어나가는 것을 차단시키기 위한 유압누설 방지수단이 포함되어 이루어진 스크롤 압축기의 고진공방지장치를 제공한다.

Description

스크롤 압축기의 고진공방지장치{Device for preventing high vacuum in a scroll compressor}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스크롤 압축기의고진공방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 스크롤 압축기는 대향하는 한 쌍의 스크롤에 의해 형성되는 압축실의 체적을 변화시켜 냉매를 압축하는 압축기로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐 케이싱(10)과, 상기 밀폐 케이싱 내에 그 내부공간을 토출실(10a)과 흡입실(10b)로 구획하도록 설치된 경계막(20)과, 상기 경계막 저면에 설치된 고정스크롤(30)과, 상기 고정스크롤과 맞물려 고압부ㆍ중압부ㆍ저압부을 갖는 압축실이 구획되도록 한 가동스크롤(40)과, 상기 가동스크롤을 선회시키는 원동기(50)가 포함되어 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 스크롤 압축기는 다음과 같은 동작을 수행한다.

상기 스크롤 압축기로 전원이 공급되면, 상기 원동기(50)의 고정자(51)와 회전자(52) 사이에 유도전류가 발생하고, 상기 유도전류에 의해 상기 회전자와 결합된 축(53)이 회전하며, 상기 축의 회전에 의해 상기 가동스크롤(40)이 선회한다.

이 때, 냉매가스는 상기 흡입실(10b)과 연통된 흡입구(60)을 통해 상기 압축실로 유입되고, 상기 가동스크롤(40)의 선회운동에 의해 압축실의 중심측인 고압부로 이동되면서 압축되며, 압축된 후 상기 토출실(10a)로 토출된다.

한편, 종래의 스크롤 압축기는 상기 고정스크롤(30)의 상부 일측면에 고진공방지장치(70)가 더 구비되어 이루어진다.

그 이유는, 펌프다운 운전시(냉매가스가 흐르는 유로상에 설치된 서비스밸브가 차단되어 압축기 내로 냉매가스가 유입되지 못함에도 불구하고 가동스크롤이 계속해서 가동되어 결국 흡입실과 압축실 등이 고진공상태가 되는 운전상태) 발생되는 고진공 상태에 따른 문제점을 미연에 차단하기 위함이다.

이를테면, 고진공 상태에 따른 문제점은 스크롤 압축기에 전원을 연결하는 터미널 단자간에 아크가 발생하여 터미널이 파손되거나, 냉매가스의 유동이 없기 때문에 상호 접촉하는 부품들간의 마찰에 따른 고열이 발생하여 압축기가 소손되는 등의 여러 가지가 있다.

여기서, 고진공방지장치(70)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정스크롤(30)의 상부 일측면인 상기 흡입실(10b)과 연통된 면에 실린더형 삽입홈인 피스톤 가이드(71)가 형성되고, 상기 피스톤 가이드의 내부와 상기 토출실(10a)이 상호 연통되도록 제1 통공(72)이 형성되며, 상기 피스톤 가이드의 내부와 상기 압축실의 중압부가 상호 연통되도록 제2 통공(73)이 형성된다.

이와 더불어, 상기 피스톤 가이드(71)에 삽입되어, 상기 제1 통공(72)을 닫거나 여는 피스톤(74)과, 상기 피스톤의 후면부에 구비되어, 펌프다운 운전시 상기 피스톤을 전진(도 2의 좌측으로 이동)시켜 상기 제1 통공이 상기 흡입실(10b)과 연통되도록 하고, 정상 운전시 상기 제2 통공(73)과 연통된 상기 압축실의 중압부의 압력에 의해 상기 피스톤이 후퇴되도록 소정의 탄성력을 가진 탄성체(75)와, 상기 탄성체의 후부에 구비되어 상기 피스톤의 이동을 억제하는 중공형의 스톱퍼(76)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 종래기술에 따른 고진공방지장치(70)는 다음과 같은 동작을 수행한다.

첫째, 정상 운전시 압축실의 중압부 압력이 탄성체(75)의 탄성력보다 크므로피스톤(74)이 후퇴(도 2의 우측으로 이동)되고, 이 때, 피스톤에 의해 제1 통공(72)이 차폐된다. 따라서 토출실(10a)의 냉매가스는 흡입실(10b)로 유입되지 못하게 된다.

둘째, 펌프다운 운전시 압축실의 중압부 압력이 탄성체의 탄성력보다 작으므로 피스톤(74)이 전진(도 2의 좌측으로 이동)되고, 이 때, 피스톤에 의해 막혀 있던 제1 통공(72)이 개방된다. 따라서 토출실(10a)의 냉매가스는 흡입실(10b)로 유입되게 된다.

하지만 상기와 같이 이루어진 종래기술에 따른 진공차단장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

스크롤 압축기가 정상 운전되어 압축이 진행되면, 냉매가스는 가동스크롤(40)의 선회운동에 의해 압축실의 중심으로 올수록 점점 고압이 되고, 상기 피스톤(74)은 상기 압축실의 중압부 압력에 의해 후퇴되는데, 이때, 냉매가스는 상기 피스톤과 상기 피스톤 가이드(71) 사이의 미세한 틈을 따라 상기 흡입실(10b)측으로 누설되어, 압축기의 성능이 저하되는 문제가 발생된다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 스크롤 압축기의 고진공방지장치의 구조를 개선하여, 압축성능을 향상시키고 에너지 손실을 줄이는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 종래기술에 따른 고진공방지장치를 나타낸 도 1의 "A"부 상세도.

도 3은 본 발명에 따른 고진공방지장치를 나타낸 도 1의 "A"부 상세도.

도 4는 도 3의 피스톤을 상세하게 나타낸 사시도.

도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 고진공방지장치 110: 피스톤 가이드

120: 제1 통공 130: 제2 통공

140: 피스톤 150: 탄성체

161: 안내홈 161a: 단차부

162: 돌출원반

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 밀폐 케이싱 내에 그 내부공간을토출실과 흡입실로 구획하도록 설치된 경계막과, 상기 경계막 저면에 설치된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤과 맞물려 압축실을 구획하는 가동스크롤이 포함되어 이루어진 스크롤 압축기에 있어서; 상기 고정스크롤의 상부 일측면인 상기 흡입실과 연통된 면에 실린더형 삽입홈인 피스톤 가이드가 형성되고, 상기 피스톤 가이드의 내부와 상기 토출실이 상호 연통되도록 제1 통공이 형성되며, 상기 피스톤 가이드의 내부와 상기 압축실이 상호 연통되도록 제2 통공이 형성된다.

이와 더불어, 상기 피스톤 가이드에 삽입되어, 상기 제1 통공을 닫거나 여는 피스톤과; 상기 피스톤의 후면부에 구비되어, 펌프다운 운전시 상기 피스톤을 전진시켜 상기 제1 통공이 상기 흡입실과 연통되도록 하고, 정상 운전시 상기 제2 통공과 연통된 상기 압축실의 압력에 의해 상기 피스톤이 후퇴되도록 소정의 탄성력을 가진 탄성체와; 정상 운전시 상기 피스톤 가이드와 상기 피스톤 사이의 틈으로 상기 압축실의 고압 냉매가스가 새어나가는 것을 차단시키기 위한 유압누설 방지수단이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고진공방지장치를 제공한다.

상기 내용을 더 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 고진공방지장치를 나타낸 도 1의 "A"부 상세도이고, 도 4는 도 3의 피스톤을 상세하게 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ단면도이다.

본 발명인 고진공방지장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이 고정스크롤(30)의 상부 일측면인 흡입실(10b)과 연통된 면에 실린더형 삽입홈인 피스톤가이드(110)가 형성되고, 상기 피스톤 가이드 내부와 토출실(10a)이 상호 연통되도록 제1 통공(120)이 형성되며, 상기 피스톤 가이드 내부와 압축실이 상호 연통되도록 제2 통공(130)이 형성된다.

이와 더불어, 상기 피스톤 가이드(110)에 삽입되어, 상기 제1 통공(120)을 닫거나 여는 피스톤(140)과; 상기 피스톤의 후면부에 구비되어, 펌프다운 운전시 상기 피스톤을 전진시켜 상기 제1 통공(120)이 상기 흡입실(10b)과 연통되도록 하고, 정상 운전시 상기 제2 통공(130)과 연통된 상기 압축실의 압력에 의해 상기 피스톤이 후퇴되도록 소정의 탄성력을 가진 탄성체(150)와; 정상 운전시 상기 피스톤 가이드와 상기 피스톤 사이의 틈으로 상기 압축실의 고압 냉매가스가 새어나가는 것을 차단시키기 위한 유압누설 방지수단이 포함되어 이루어진다.

이 때, 상기 유압누설 방지수단은, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 피스톤 가이드(110)의 소정 둘레면 내경이 타 둘레면 내경보다 크도록 상기 소정 둘레면에 안내홈(161)이 형성되고, 상기 안내홈에 이동가능하게 구비되고, 정상 운전시 상기 안내홈의 끝부위 단차부(161a)에 전체적으로 밀착되도록 상기 피스톤의 소정 둘레면에 돌출원반(162)이 형성되어 이루어진다.

따라서, 스크롤 압축기의 정상 운전시, 압축실의 냉매가스 압력에 의해 상기 돌출원반(162)이 뒤로 후퇴된 후, 상기 안내홈(161)의 끝부위에 위치한 단차부(161a)에 밀착됨에 따라 상기 피스톤(140)과 상기 피스톤 가이드(110) 사이의 틈을 밀봉시키게 된다. 결국, 상기 압축실의 고압 냉매가스는 상기 유압누설 방지수단에 의해 차단된다.

이와 더불어, 상기 유압누설 방지수단은, 도 4에 도시된 바와 같이 냉매가스의 누설을 확실히 차단시키도록 상기 돌출원반(161) 중 상기 단차부(161a)와의 접촉면 또는 상기 단차부 중 상기 돌출원반관의 접촉면에 실링부재(163)가 더 구비되어 이루어짐이 바람직하다.

또한, 비근한 예로, 상기 유압누설 방지수단은 상기 피스톤 가이드(110) 둘레면에 환형의 실링부재(도시생략)가 더 구비되어 이루어지거나 상기 피스톤(140)의 둘레면에 환형의 실링부재(도시생략)가 더 구비되어 이루어질 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명인 고진공방지장치(100)는 다음과 같은 역할을 수행한다.

첫째, 스크롤 압축기의 정상 운전시 압축실의 압력이 탄성체(150)의 탄성력보다 크므로 피스톤(140)이 후퇴(도 3의 우측으로 이동)되고, 이 때, 피스톤에 의해 제1 통공(120)이 차폐되어, 토출실(10a)의 냉매가스는 저압의 흡입실(10b)로 유입되지 못하게 된다. 그리고 피스톤의 돌출원반(162)이 안내홈(161)의 후방(도 3의 우측)에 위치한 단차부(161a)에 밀착됨에 따라, 피스톤과 피스톤 가이드(110) 사이의 틈이 밀봉되어, 압축실의 고압 냉매가스는 저압의 흡입실로 유입되지 못하게 된다. 따라서 압축기의 압축성능을 향상시키게 된다.

둘째, 펌프다운 운전시 압축실의 압력이 탄성체(150)의 탄성력보다 작으므로 피스톤(140)이 전진(도 3의 좌측으로 이동)되고, 이 때, 피스톤에 의해 막혀 있던 제1 통공(120)이 개방되어, 토출실(10a)의 냉매가스는 흡입실로 유입되게 된다. 즉, 종래와 동일한 동작을 수행하게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 피스톤과 피스톤 가이드 사이의 틈으로 고압의 냉매가스가 누설되는 것을 차단시킴에 따라, 스크롤 압축기의 압축성능을 향상시키고 에너지 손실을 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명의 상세한 설명에 언급된 모든 효과를 다 포함한다.

Claims (3)

1. 밀폐 케이싱 내에 그 내부공간을 토출실과 흡입실로 구획하도록 설치된 경계막과, 상기 경계막 저면에 설치된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤과 맞물려 압축실을 구획하는 가동스크롤이 포함되어 이루어진 스크롤 압축기에 있어서,

   상기 고정스크롤의 상부 일측면인 상기 흡입실과 연통된 면에 실린더형 삽입홈인 피스톤 가이드가 형성되고, 상기 피스톤 가이드 내부와 상기 토출실이 상호 연통되도록 제1 통공이 형성되며, 상기 피스톤 가이드 내부와 상기 압축실이 상호 연통되도록 제2 통공이 형성되고,

   상기 피스톤 가이드에 삽입되어, 상기 제1 통공을 닫거나 여는 피스톤과,

   상기 피스톤의 후면부에 구비되어, 펌프다운 운전시 상기 피스톤을 전진시켜 상기 제1 통공이 상기 흡입실과 연통되도록 하고, 정상 운전시 상기 제2 통공과 연통된 상기 압축실의 압력에 의해 상기 피스톤이 후퇴되도록 소정의 탄성력을 가진 탄성체와,

   정상 운전시 상기 피스톤 가이드와 상기 피스톤 사이의 틈으로 상기 압축실의 고압 냉매가스가 새어나가는 것을 차단시키기 위한 유압누설 방지수단이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고진공방지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유압누설 방지수단은;

   상기 피스톤 가이드의 소정 둘레면 내경이 타 둘레면 내경보다 크도록 상기 소정 둘레면에 안내홈이 형성되고,

   상기 안내홈에 이동가능하게 구비되고, 정상 운전시 상기 안내홈의 끝부위 단차부에 전체적으로 밀착되도록 상기 피스톤의 소정 둘레면에 돌출원반이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고진공방지장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 돌출원반 또는 상기 단차부 중 상호 접촉면에 실링부재가 더 구비됨을 특징으로 하는 고진공방지장치.