KR20030074906A - 스크롤 압축기의 리드 밸브를 이용한 바이패스 소음 저감장치 - Google Patents

스크롤 압축기의 리드 밸브를 이용한 바이패스 소음 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 압축된 냉매가스를 토출하기 위한 토출구와, 상기 토출구에서 토출된 토출압측 냉매가스를 흡입압측으로 바이패스 되도록 바이패스 홀이 구비된 고정스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출구를 개폐하기 위한 제 1개폐부와 상기 제 1개폐부와 연동하여 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 제 2 개폐부를 일체로 형성한 리드밸브와, 상기 리드밸브의 개폐상태를 한정함과 아울러 탄성지지하기 위한 리테이너가 고정스크롤의 경판부 상측에 체결 고정되도록 구성하여 리드밸브를 이용한 바이패스 소음 저감 장치는 스크류 압축기의 운전 정지시 고압부의 냉매가 저압부로 바이패스 밸브 조립체를 통하여 유출되어 발생하는 소음을 최소화하며, 원활한 공정검사를 통하여 역누설에 의한 효율 저하를 방지하는 효과를 갖는 스크롤 압축기의 바이패스 소음 저감 장치를 제공한다.

Description

스크롤 압축기의 리드 밸브를 이용한 바이패스 소음 저감 장치{DEVICE REDUCING NOISE OF BY-PASS WITH REED VALVE OF SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크롤 압축기의 진공운전시 냉매를 고압부에서 저압부로 바이패스 시키기 위한 바이패스 밸브 조립체가 정지시에도 냉매를 바이패스 시켜 소음을 유발하는 것을 방지하기 위한 스크롤 압축기의 리드 밸브를 이용한 바이패스 소음 저감 장치에 관한 것이다.
이하, 종래의 스크롤 압축기(100)는, 도 1또는 도 2에 도시한 바와 같이, 밀폐 용기의 내측 상부에 상부프레임(111)이 고정되어 있고, 하부에는 하부프레임(미도시)이 고정되고, 상기 상부프레임(111)과 하부프레임(미도시)의 사이에는 전동기기부가 설치되어 있다.
상기 전동기구부의 회전자(미도시)와 연동하는 회전축(114)이 중심부에 압입고정되고, 그 상단부는 상부프레임(111)과, 그 하단부는 하부 프레임(미도시)이 회전 가능하게 지지되어 압축기구부로 회전력을 전달한다.
상기 압축기구부는 상기 상부프레임(111)의 상측에 고정되는 고정스크롤(130)과, 그 고정스크롤(130)과 상부프레임(111)의 사이에는 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤(120)로 이루어진다.
상기 선회스크롤(120)의 하단부에 형성된 보스부(121)의 내측 결합공에는 상기 회전축(114)의 상단부에 편심 되도록 형성된 편심부(116)가 삽입 결합되어 있다.
상기 선회스크롤(120)이 선회함에 따라 상기 고정스크롤 랩(131)에 맞물려 선회운동하는 선회스크롤 랩(131)과, 상기 고정스크롤 랩(131)과 선회스크롤 랩(131) 사이에 형성되는 압축 포켓(P)으로 냉매가 유입되도록 냉매 유입공이 형성되며, 상기 압축포켓(P)의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 외부로 토출되도록 고정스크롤(130)의 상측을 관통하여 토출공(132)을 형성된다.
상기 고정스크롤(130)의 토출공(132) 상측으로 토출되는 고압의 냉매가스가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브 조립체(140)와, 내측에 스크롤 압축기(100)가 진공 압축되는 것을 방지하기 위한 바이패스밸브 조립체(150)와, 밀폐용기(110)의 내부로 흡입된 냉매가스가 존재하는 흡입압측(160)과 그 흡입된 냉매가스가 압축되어 토출관(113)을 통하여 토출되기 전에 존재하는 토출압측(170)으로 구획하는 고저압분리판(117)이 고정되어 있다.
상기 체크밸브 조립체(140)는 상기 토출공(132)을 개폐하는 플레이트밸브(141)와, 그 플레이트밸브(141)가 이탈되지 않도록 안내하는 밸브가이드(142)로 이루어진다.
도면중 미설명 부호 112는 냉매 흡입관, 113은 냉매 토출관, 115는 오일통공, 118은 냉매 유입공이다.
이와 같은 구성되어 있는, 스크롤 압축기(100)는 전원이 인가되면 전동기구부의 회전자(미도시)가 회전을 하고, 그 회전자(미도시)의 회전에 의하여 회전축(114)이 회전을 하며, 그 회전축(114)의 상단부에 결합된 선회스크롤(120)이회전축(114)의 중심에서 편심부(116)의 중심까지의 거리인 편심거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 한다.
상기 선회스크롤(120)이 선회를 하면 선회스크롤 랩(131)이 상기 고정스크롤 랩(131)에 맞물려 선회운동을 하게 되는데, 이때 상기 흡입관을 통하여 밀폐용기(110)의 저압부로 유입되고, 그 유입된 냉매가스가 고정스크롤(130)에 형성된 냉매유입공(118)을 통하여 고정스크롤 랩(131)과 선회스크롤(120)의 랩 사이에 형성되는 압축포켓으로 유입되며, 계속적인 선회스크롤(120)의 선회운동에 의하여 압축포켓의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 고정스크롤(130)의 토출공(132)을 통하여 토출되어 진다.
또한, 상기 선회스크롤(120)의 회전에 의하여 압축포켓에서 압축되어 고정스크롤(130)의 토출공(132)을 통하여 토출될 때에 상기 체크밸브의 플레이트밸브(141)는 압축가스의 압력에 의하여 상측으로 이동되어 토출공(132)을 통하여 압축가스가 토출되도록 열리고, 그와 같은 상태에서 토출되어지는 압축가스는 고저압분리판(117)으로 분리된 구획된 고압부로 배출 후 토출관을 통하여 토출되어 진다.
이처럼 스크롤 압축기(100)의 정상 운전시는 상기 압축포켓에서 압축되는 냉매가스가 중간압 통공을 통하여 밸브 하우징 내부의 피스톤 밸브의 밀어 상기 고압부의 토출 냉매가스가 저압부로 유출되지 못하도록 바이패스 홀을 폐쇄하도록 한다. 상기 바이패스밸브 조립체(150)는 상기 고정스크롤(130)의 상측 경판부 내부에 형성된 밸브하우징(156)과, 그 밸브하우징(156)의 내부에 미끄러지게 삽입되는 피스톤밸브(151)와, 상기 피스톤 밸브(151)를 탄지하는 스프링 탄성부재(154)와, 상기 스프링 탄성부재(154)를 가이드하기 위한 스프링 가이드(153)와, 상기 스프링 가이드(153)와, 일체로 형성되고 그 내부가 흡입압측(160)으로 연통되는 통공(158)을 구비한 피스톤 스톱퍼(152)로 이루어진다.
상기 밸브 하우징(156)은 진공 운전시 상측 토출압측(170)의 고압고온의 냉매가스가 상기 피스톤 밸브(151)를 밀어 개방하여 상기 피스톤 스톱퍼(152)의 내부에 형성된 통공(158)을 통해 토출압측(170)에서 흡입압측(160)으로 유출되도록 바이패스 홀(157)이 형성되고, 정상 운전시 상기 피스톤 밸브(151)를 압축포켓(P)에서 압축된 냉매가 상기 피스톤 밸브(151)를 밀어 상기 바이패스 홀(156)을 폐쇄하도록 중간압 통공(159)이 형성된다.
상기 스크롤 압축기(100)를 포함하는 에어콘 유니트(미도시)의 가설이나 철거시 응축기 냉매 토출밸브(미도시)가 잠긴 상태로 운전을 지속적으로 진공운전을 하게 되는데, 이러한 진공운전시 압축기구부의 압력하강으로 상기 바이패스밸브 조립체(150)의 피스톤 밸브(151)가 스프링 탄성부재(154)에 의하여 내측으로 이동하며, 토출압측(170) 냉매가스가 바이패스 홀(157)을 통하여 흡입압측(160)으로 유출되어 다시 냉매 유입공(118)으로 흡입되거나, 또는 바이패스 홀(157)을 통하여 유출된 고온고압의 냉매가 피스톤 스톱퍼(152)의 통공(158) 주위에 설치된 바이메탈부재의 온도감지장치(미도시)를 작동시켜 운전을 정지시킴으로서 전동기구부의 소손을 방지하도록 한다,
그러나, 스크롤 압축기(100)의 정지시 바이패스밸브 조립체(150)의 피스톤 밸브(151)가 토출압측(170)과 중간압측인 압축포켓(P)의 압력차에 의하여 개방되어 진공운전 중이 아니어도 토출압측(170)의 고온고압의 냉매가스가 흡입압측(160)으로 유출됨에 따른 누설소음을 유발하게 되고, 또한 제조 공정상의 역 누설 검사 시 바이패스 홀(157)을 통해 토출압측(170) 고온고압의 냉매가스가 바이패스밸브 조립체(150)를 통하여 토출압측(170)에서 흡입압측(160)으로 바이패스되어 고저압 누설을 확인할 수 없어 고저압분리판(117)의 차단 결막의 누설부를 찾아 낼 수 없어 공정관리가 어려운 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면 스크롤 압축기에 있어서 바이패스 밸브 조립체가 운전정지 시에도 토출압측의 냉매가스를 흡입압측으로 바이패스시켜 소음을 유발하며, 제조공정의 역누설 검사가 어려움으로 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 개폐밸브를 형성하여 운전정지시 바이패스홀을 차단함으로써 누설을 방지함으로서 누설소음을 방지하고, 제조공정상의 고저압 역누설 검사를 가능하기 위한 스크롤 압축기의 리드 밸브를 이용한 바이패스 소음을 저감시키는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 종단면도,
도 2는 종래의 스크롤 압축기의 진공운전시의 바이패스 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 부분확대 단면도,
도 3는 본 발명의 스크롤 압축기의 종단면도,
도 4는 본 발명의 스크롤 압축기의 정상운전시의 리드밸브 조립체의 상태를 도시한 부분확대 단면도,
도 5는 본 발명의 스크롤 압축기의 리드밸브의 평면도,
도 6은 본 발명의 스크롤 압축기의 리테이너의 평면도,
도 7은 본 발명의 스크롤 압축기의 진공운전시 리드밸브 조립체의 상태를 도시한 부분확대 단면도,
도 8은 본 발명의 스크롤 압축기의 운전정지시의 리드밸브 조립체의 리브밸브의 작동 상태를 도시한
*도면의 주요부분에 대한 설명*
1: 스크롤 압축기30: 고정스크롤
32: 토출공40: 토출밸브 조립체
41: 리테이너42: 리드밸브
42a: 제 1 개폐부42b: 제 2 개폐부
60: 흡입압측70: 토출압측
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 압축된 냉매가스를 토출하기 위한 토출공와, 상기 토출공에서 토출된 토출압측 냉매가스를 흡입압측으로 바이패스 되도록 바이패스 홀이 구비된 고정스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기토출공(132)을 개폐하기 위한 제 1개폐부와 상기 제 1 개폐부와 연동하여 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 제 2 개폐부를 일체로 형성한 리드밸브와, 상기 리드밸브의 개폐상태를 한정함과 아울러 탄성지지하기 위한 리테이너가 고정스크롤 경판부 상측에 체결 고정됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 바이패스 소음 저감 장치 에 의해 달성된다.
이하, 본 발명의 스크롤 압축기(1)는, 도 3내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 밀폐 용기의 내측 상부에 상부프레임(11) 고정되어 있고, 하부에는 하부프레임(미도시)이 고정되어 있다.
상기 상부프레임(11)과 하부프레임(미도시)의 사이에는 전동기구부가 구비되며, 상기 전동기구부의 회전자(미도시)와 연동하도록 그 중심부에 압입 고정된 회전축(14)은 그 상단부가 상부프레임(11)과, 그 하단부가 하부 프레임에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다.
상기 상부프레임(11)의 상측에 고정되는 고정스크롤(30)과, 그 고정스크롤(30)과 상부프레임(11)의 사이에는 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤(20)로 이루어지는 압축기구부가 설치되어 있고, 그 선회스크롤(20)의 하단부에 형성된 보스부(21)의 결합공에는 상기 회전축(14)의 상단부에 편심 되도록 형성된 편심부(16)가 삽입 결합되어 있다.
상기 선회스크롤(20)이 선회함에 따라 상기 고정스크롤 랩(31)에 맞물려 선회운동하는 선회스크롤 랩(31)과, 상기 고정스크롤 랩(31)과 선회스크롤 랩(31) 사이에 형성되는 압축 포켓(P)으로 냉매가 유입되도록 냉매유입공(18)이 형성되며,상기 압축포켓(P)의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 외부로 토출되도록 고정스크롤(30)의 상측을 관통하여 토출공(32)을 형성된다.
상기 고정스크롤(30)의 토출공(32)의 상측으로 토출되는 고압의 냉매가스가 역류하는 것을 방지하기 위한 토출밸브 조립체(50)와, 내측에 스크롤 압축기(1)가 진공 압축되는 것을 방지하기 위한 바이패스밸브 조립체(40)와, 밀폐용기(10)의 내부로 흡입된 냉매가스가 존재하는 흡입압측(60)과 그 흡입된 냉매가스가 압축되어 냉매 토출관(13)을 통하여 토출되기 전에 존재하는 토출압측(70)으로 구획하는 고저압분리판(17)이 고정되어 있다.
상기 바이패스밸브 조립체(40)는 상기 고정스크롤(30)의 상측 경판부 내부에 형성된 밸브하우징(56)과, 그 밸브하우징(56)의 내부에 미끄러지게 삽입되는 피스톤밸브(51)와, 상기 피스톤 밸브(51)를 탄지하는 스프링 탄성부재(54)와, 상기 스프링 탄성부재(54)를 가이드하기 위한 스프링 가이드(53)와, 상기 스프링 가이드(53)와, 일체로 형성되고 그 내부가 흡입압측(60)으로 연통되는 통공(58)을 구비한 피스톤 스톱퍼(52)로 이루어진다.
상기 밸브 하우징(156)은 진공 운전시 상측 토출압측(170)의 고압고온의 냉매가스가 상기 피스톤 밸브(151)를 밀어 개방하여 상기 피스톤 스톱퍼(152)의 내부에 형성된 통공(158)을 통해 토출압측(170)에서 흡입압측(160)으로 유출되도록 바이패스 홀(157)이 형성되고, 정상 운전시 상기 피스톤 밸브(151)를 압축포켓(P)에서 압축된 냉매가 상기 피스톤 밸브(151)를 밀어 상기 바이패스 홀(156)을 폐쇄하도록 중간압 통공(159)이 형성된다.
상기 리드밸브 조립체(40)는 리드밸브(42)와, 그 리드밸브(42)의 개방상태를 한정하도록 일측 끝단이 상측으로 만곡되어 탄성지지하는 리테이너(41)가 고정스크롤(30) 경판부 상측에 나사체결부재(43)에 의하여 체결된다.
상기 리드밸브(42)는 상기 토출공(32)을 개폐하기 위한 제 1개폐부(42a)와, 상기 토출압측(70)의 고온고압의 냉매를 흡입압측(60)으로 바이패스 시키기 위한 바이패스 홀(57)을 개폐하기 위한 제 2 개폐부(42b)로 연장 결합되도록 형성된다.
또한, 상기 리드밸브(42)와 그 상측에 리테이너(41)가 상기 고정스크롤(30)의 경판부 상측에 외팔보 형태로 나사체결부재(43)에 의하여 체결되도록 일 측에 각각 밸브 체결공(42b)과 리테이너 체결공(41c)이 구비된다.
도면중 미설명 부호 12는 냉매 흡입관, 13은 냉매 토출관, 15는 오일통공, 18은 냉매 유입공이다.
이와 같은 구성되어 있는, 스크롤 압축기(1)는 전원이 인가되면 전동기구부의 회전자(미도시)가 회전을 하고, 그 회전자(미도시)의 회전에 의하여 회전축(14)이 회전을 하며, 그 회전축(14)의 상단부에 결합된 선회스크롤(20)이 회전축(14)의 중심에서 편심부(16)의 중심까지의 거리인 편심거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 한다.
상기 선회스크롤(20)이 선회를 하면 선회스크롤 랩(31)이 상기 고정스크롤 랩(31)에 맞물려 선회운동을 하게 되는데, 이때 상기 냉매 흡입관(12)을 통하여 밀폐용기(10)의 흡입압측(60)으로 유입되고, 그 유입된 냉매가스가 고정스크롤(30)에형성된 냉매유입공(18)을 통하여 고정스크롤 랩(31)과 선회스크롤 랩(22) 사이에 형성되는 압축포켓(P)으로 유입되며, 계속적인 선회스크롤(120)의 선회운동에 의하여 압축포켓(P)의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 일정압 이상으로 압축되어 고정스크롤(30)의 토출공(32)을 통하여 토출될 때 상기 리드밸브(42)의 제 1 개폐부(42a) 개폐하여 토출압(측70)으로 토출되어 상기 냉매토출관(13)으로 토출되어 진다.
이처럼, 스크롤 압축기(100)의 정상 운전시는 상기 리드밸브(42)의 제 1 개폐부(42a)와 연동하는 제 2 개폐부(42b)가 상기 바이패스 홀(57)을 개폐하더라도 중간압부인 상기 압축포켓(P)에서 압축되는 냉매가스가 중간압 통공(59)을 통하여 밸브 하우징(56) 내부의 피스톤 밸브(51)의 밀어 바이패스 홀(57)을 폐쇄하도록 하여 토출압측(70) 냉매가 흡입압측(60)으로 바이패스 되지 않는다.
그리고, 스크롤 압축기(1)의 진공 운전시는 상기 선회스크롤(20)의 선회운동에 의하여 압축포켓(P)의 미세 냉매가스가 압축되어 리드밸브(42)의 제 1 개폐부(42a)를 미세하게 반복적으로 밀어 개방함으로서, 상기 리드밸브(42)의 제 2 개폐부(42b)가 연동하여 개폐됨으서 상기 토출압측 고압고압의 냉매가스가 바이패스 홀(57)을 통하여 바이패스밸브 조립체(50)의 피스톤 밸브(51)를 밀어 흡입압측(60)으로 유출된 후 다시 압축포켓(P)으로 흡입되거나, 온도감지장치(미도시)에 의하여 전동기구부의 운전을 중지시키도록 한다.
또한, 스크롤 압축기(1)의 운전 정지시는 상기 리드밸브(42)의 제 2 개폐부(42b)가 상기 바이패스밸브 조립(체50)의 바이패스 홀(57)을 폐쇄하도록 하여 상기 토출압측(70)의 고압 냉매 가스가 흡입압측(60)으로 누설되는 것을 방지하도록 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 스크류 압축기의 바이패스 소음 저감 장치는 스크류 압축기의 운전 정지시 고압부의 냉매가 저압부로 바이패스 밸브 조립체를 통하여 유출되어 발생하는 소음을 최소화하며, 원활한 공정검사를 통하여 역누설에 의한 효율 저하를 방지한다.

Claims (1)

  1. 압축된 냉매가스를 토출하기 위한 토출공와, 상기 토출공에서 토출된 토출압측 냉매가스를 흡입압측으로 바이패스 되도록 바이패스 홀이 구비된 고정스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 토출공을 개폐하기 위한 제 1개폐부와 상기 제 1 개폐부와 연동하도록 연장 결합되어 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 제 2 개폐부를 일체로 구비한 리드밸브와, 상기 리드밸브의 개폐상태를 한정함과 아울러 탄성지지하기 위한 리테이너가 고정스크롤 경판부 상측에 체결 고정됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 바이패스 소음 저감 장치.
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