KR20040019631A

KR20040019631A - 스크롤 압축기의 용량 가변 장치

Info

Publication number: KR20040019631A
Application number: KR1020020051236A
Authority: KR
Inventors: 홍석기; 박홍희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-06
Also published as: KR100469461B1; CN1479014A; JP2004084654A; US7052255B2; US20040042911A1; CN1309959C

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 용량 가변 장치에 관한 것으로, 본 발명은 고정스크롤의 랩 선단이나 랩과 랩 사이에 비자성체 또는 자성체의 팁실부재를 상하로 이동 가능하게 삽입하고 이 팁실부재를 삽입하는 팁실홈에 연통하는 배압유로를 고정스크롤의 외부로 관통 형성하며 이 배압유로를 흡입관 또는 토출관에 3방밸브를 사이에 두고 연결하거나 배기밸브를 두고 배기관을 연결하거나 또는 고정스크롤에 전자석을 매입하여 압축기가 정상운전일 경우에는 토출가스를 팁실홈에 주입하거나 압축가스를 가둬 팁실부재가 선회스크롤과 긴밀하게 밀착하도록 하거나 전원을 오프하여 무거운 자성체가 자체 무게로 선회스크롤과 긴밀하게 밀착하도록 하는 반면 압축기가 저용량 운전일 경우에는 선회스크롤의 회전속도를 유지하면서도 팁실부재가 선회스크롤과 벌어져 압축실 사이로 압축가스가 누설되면서 적정한 압력을 유지하도록 실링부재 제어장치로 구성함으로써, 인버터 모터와 같이 고가의 부품을 사용하지 않고도 압축기의 용량을 가변할 수 있어 용량 가변형 스크롤 압축기의 제조비용을 줄일 수 있다. 또, 저용량 운전의 경우 압축가스의 압력을 균일하게 유지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 용량 가변 장치{CAPACITY CHANGEABLE APPARATUS FOR SCROOL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 용량 가변 장치에 관한 것으로, 특히 스크롤과 실링부재 사이의 기밀 관계를 조절하여 냉매의 유량을 조절하고자 하는 스크롤 압축기의용량 가변 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 통상 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식 그리고 베인식으로 구분한다.

스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축하여 토출하는 압축기이다.

이러한 스크롤 압축기는 대부분 에어콘과 같은 공기조화기에 적용하는데, 최근 에어콘의 다기능화에 부응하여 스크롤 압축기도 용량을 가변할 수 있는 제품을 요구하는 추세이다. 이를 위해 압축기의 회전수를 제어하여 압축기 용량을 가변하는 방식이 주로 알려져 있으나 이는 복잡한 제어기(controller)를 구비하여야 하므로 제품가격이 상승하는 요인이 되었던 바 저렴하면서도 안정성이 있는 용량 가변 장치를 제공할 필요가 있다. 본 발명은 이에 대한 것이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비한 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 구동축(4)에 결합하여 메인프레임(2)의 상면에 얹히는 선회스크롤(5)과, 선회스크롤(5)에 결합하여 복수 개의 압축실을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(6)과, 고정스크롤(6)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입압 영역과 토출압 영역으로 구획하는 토출플레늄(7)과, 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 결합하여 토출한 가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(8)를 포함하고 있다.

선회스크롤(5)과 고정스크롤(6)에는 서로 맞물리면서 복수 개의 압축실(P)을 쌍으로 형성하는 랩(5a)(6a)을 각각 인벌류트 형상으로 형성하고, 도 2에서와 같이 이 랩(5a)(6a)의 선단면과 이에 마주하는 경판부(5b)(6b) 평면과의 사이로 압축가스가 누설하는 것을 방지하도록 각 랩(5a)(6a)의 선단면에는 인벌류트 형성으로 팁실 홈(5c)(6c)을 형성하여 역시 인벌류트 형상의 팁실부재(5d)(6d)를 상하 이동 가능하도록 삽입 결합하고 있다.

도 3에서와 같이 팁실부재(5d)(6d)는 그 안쪽 시작단의 길이를 팁실 홈(5c)(6c)의 길이 보다 짧게 형성하여 토출하려는 압축가스의 일부가 팁실 홈(5c)(6c)으로 유입하면서 팁실부재(5d)(6d)를 밀어내도록 하는 가스틈새(a)를 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 6e는 흡입구, 6f는 토출구이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(5)은 고정스크롤(6)과의 랩부(5a,6a) 사이에 압축실(P)을 복수 개 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 압축기가 정상적으로 운전을 하는 중에는 토출구(6f) 주변의 압축가스 일부가 팁실부재(5d)(6d) 선단과 팁실홈(5c)(6c) 선단 사이의 가스틈새(a)를 통해 팁실부재(5d)(6d)의 안쪽면과 이에 접하는 팁실홈(5c)(6c)의 바닥면 사이로 유입하여 팁실부재(5d)(6d)를 밀어내고, 팁실부재(5d)(6d)는 압축가스에 밀려 맞은 편 스크롤의 경판부(5b)(6b) 평면쪽으로 빠지면서 그 평면과의 사이로 압축가스가 누설하는 것을 미연에 방지하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 용량을 가변할 때 선회스크롤(5)의 회전수를 가감하여야 하므로 고가의 제어기를 구비하여야 하고 이로 인해 압축기의 제조비용이 상승하는 단점이 있을 뿐만 아니라, 특히 저용량 운전의 경우에는 선회스크롤(5)이 저속으로 회전함에 따라 압축가스의 압력이 낮아지고 이로 인해 저압의 압축가스가 팁실부재(5d)(6d)와 팁실홈(5c)(6c) 사이로 유입하더라도 팁실부재(5d)(6d)를 충분하게 밀어내지 못함에 따라 압축실(P)간 밀봉력이 감소하여 압축가스가 고압의 압축실에서 저압의 압축실로 압축가스가 누설하면서 압축기 효율이 저하하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 용량 가변 장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 저렴하면서도 용량을 가변할 때 압축가스의 압력이 과도하게 떨어지는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기의 실링장치를 보인 반단면도.

도 3은 종래 스크롤 압축기의 실링장치에 대한 요부를 보인 상세도.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 실링장치의 요부를 보인 상세도.

도 6 및 도 7은 본 발명 스크롤 압축기에서 용량 가변 동작을 보인 개략도.

도 8은 본 발명 스크롤 압축기의 다른 실시예를 보인 종단면도.

도 9는 본 발명 스크롤 압축기에서 다른 실시예에 대한 실링장치의 요부를 보인 상세도.

도 10 및 도 11은 본 발명 스크롤 압축기에서 다른 실시예에 대한 용량 가변 동작을 보인 개략도.

도 12 및 도 13은 본 발명 스크롤 압축기에서 또다른 실시예에 대한 용량 가변 장치의 동작을 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 선회스크롤 6 : 고정스크롤

5a,6a : 랩 5b,6b : 경판부

5c,6c : 팁실홈 5d,6d : 팁실부재

10 : 배압가스공급부 11 : 배압유로

12 : 배압관 13 : 흡입측 바이패스관

14 : 토출측 바이패스관 15 : 방향전환밸브

21 : 배압유로 22 : 배기관

23 : 온/오프밸브 24 : 제어기

31 : 전자석 32 : 전원공급수단

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입관과 토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱 내에 고정 설치하고 일 측면에 압축실을 이루도록 랩을 형성하며 외부에서 압축실 안쪽으로 배압유로를 적어도 한 개 이상 관통 형성하는 고정스크롤과, 전동기구부에 결합하여 선회운동을 하면서 고정스크롤의 랩과 맞물려 함께 압축실을 이루도록 일 측면에 랩을 형성하는 선회스크롤과, 고정스크롤의 배압유로 끝단에 접하도록 그 고정스크롤의 랩 선단면 또는 랩과 랩 사이의 평면부에 상하 이동 가능하게 삽입하여 압축실 간 기밀을 유지하는 실링부재와, 고정스크롤의 배압유로에 연통 결합하는 동시에 흡입관과 토출관에 연통 결합하는 배압관과, 배압관과 흡입관 그리고 토출관의 연결점에 설치하여 압축기의 정상운전시에는 배압관을 토출관에 연결하는 반면 압축기의 저용량 운전시에는 배압관을 흡입관에 연결하는 방향전환밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치를 제공한다.

또, 흡입관과 토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱 내에 고정 설치하고 일 측면에 압축실을 이루도록 랩을 형성하며 외부에서 압축실 안쪽으로 배압유로를 적어도 한 개 이상 관통 형성하는 고정스크롤과, 전동기구부에 결합하여 선회운동을 하면서 고정스크롤의 랩과 맞물려 함께 압축실을 이루도록 일 측면에 랩을 형성하는 선회스크롤과, 고정스크롤의 배압유로 끝단에 접하도록 그 고정스크롤의 랩 선단면 또는 랩과 랩 사이의 평면부에 상하 이동 가능하게 삽입하여 압축실 간 기밀을 유지하는 실링부재와, 고정스크롤의 배압유로에 연통 결합하는 배기관과, 배기관의 중간에 결합하여 압축기의 정상운전시에는 배기관을 차단하는 반면 압축기의 저용량 운전시에는 배기관을 열어 실링부재를 밀고 있던 압축유체의 일부를 배기하는 배기관개폐밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치를 제공한다.

또, 흡입관과 토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱 내에 고정 설치하고 일 측면에 압축실을 이루도록 랩을 형성하는 고정스크롤과, 전동기구부에 결합하여 선회운동을 하면서 고정스크롤의 랩과 맞물려 함께 압축실을 이루도록 일 측면에 랩을 형성하는 선회스크롤과, 고정스크롤의 배압유로 끝단에 접하도록 그 고정스크롤의 랩 선단면 또는 랩과 랩 사이의 평면부에 상하 이동 가능하게 삽입하여 압축실 간 기밀을 유지하도록 자성체로 된 실링부재와, 고정스크롤에 설치하여 압축기의 정상운전시에는 실링부재를 자유상태로 놓아 고정스크롤의 배면에 형성한 배압유로의 압축가스로 압축실 사이를 차단하는 반면 압축기의 저용량 운전시에는 실링부재를 당겨 압축실 사이를 개방하는 자력발생수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 용량 가변 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기에서 실링장치의 요부를 보인 상세도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명 스크롤 압축기에서 용량 가변 동작을 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 용량 가변 장치를 구비한 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비한 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 구동축(4)에 결합하여 메인프레임(2)의 상면에 얹히는 선회스크롤(5)과, 선회스크롤(5)에 결합하여 복수 개의 압축실을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(6)과, 고정스크롤(6)에 결합하여 압축기의 운전상태에 따라 흡입가스의 일부 또는 토출가스의 일부를 후술할 팁실홈(6c)에 공급함으로써 팁실부재(6d)의 기밀정도를 가감하는 배압가스공급부(10)를 포함한다.

고정스크롤(6)은 그 경판부(6b) 저면에 선회스크롤(5)의 경판부(5b) 상면에 인벌류트 형상으로 형성한 랩(5a)과 치합하여 함께 복수 개의 압축실(P)을 쌍으로 형성하는 랩(6a)을 역시 인벌류트 형상으로 형성하고, 선회스크롤(5)의 경판부(5b) 상면에 대응하는 고정스크롤(6)의 랩(6a) 선단면에는 팁실부재(6d)를 상하로 미끄러지게 삽입하는 팁실홈(6c)을 랩(6d)을 따라 형성하며, 팁실홈(6c)에서 고정스크롤(6)의 경판부(6b) 외주면으로 연통하도록 배압가스공급부(10)의 배압유로(11)를 관통 형성한다.

팁실홈(6c)은 도면에서는 랩(6a)의 선단면에 팁실부재(6d)의 상하간 두께 보다 깊게 음각지도록 형성하는 예를 도시하였으나 경우에 따라서는 랩과 랩의 사이 경판부(6b)에 음각지게 형성할 수도 있다. 이 경우 팁실홈(6c)의 넓이는 마주 보는 선회스크롤(5)의 랩(5a)이 선회하면서 반경방향으로 이동하는 거리를 감안하여 랩과 랩 사이 전체에 형성하는 것이 바람직하다.

팁실부재(6d)는 테프론과 같은 가벼우면서도 윤활성을 가지는 재질을 랩과 같은 형상으로 형성하되 단일체로 형성하는 것이 바람직하다. 또, 도 5에서와 같이 팁실부재(6d)는 팁실홈(6c)에 긴밀하게 삽입하여 압축실(P)의 압축가스가 상기 팁실홈(6c)으로 유입하지 못하도록 팁실홈(6c)과 거의 동일한 길이로 형성하는 것이 바람직하다.

배압유로(11)는 도 4에서는 한 개만 도시하고 있으나 경우에 따라서는 여러 개를 형성할 수 있다. 그러나 후술할 배압관(12)과 연결할 입구측(도면에선 수평측)은 한 개를 형성하는 것이 바람직하고 실링홈(6c)에 연결하는 출구측(도면에선 수직측)은 서로 연통하도록 복수 개로 형성할 수 있다.

배압가스공급부(10)는 상기한 배압유로(11)의 외곽단에 연결하여 케이싱(1)의 외곽으로 인출하는 배압관(12)과, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)의 중간에 연결하여 상기한 배압관(12) 끝단에 연결하는 흡입측 바이패스관(13) 및 토출측 바이패스관(14)과, 배압관(12)과 이에 연결하는 흡입측 바이패스관(13) 그리고 토출측 바이패스관(14)의 연결점에 설치하여 압축기의 정상운전시에는 상기한 배압관(12)과 토출측 바이패스관(14)을 연결하는 반면 압축기의 저용량 운전시에는 상기한 배압관(12)과 흡입측 바이패스관(13)을 선택적으로 연결하도록 3방밸브로 된 방향전환밸브(15)로 이루어진다.

또, 배압가스공급부(10)는 구조상 케이싱(1)의 외곽에 설치하는 것이 바람직하나 구조적으로 가능하다면 케이싱(1)의 내부에 설치하여도 무관하다.

방향전환밸브(15)는 수동으로도 가능하나 바람직하게는 공조기의 운전상태를 인식하여 자동으로 유로를 변경할 수 있도록 간단한 제어기(미도시)를 구비하는 것이 좋다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 7은 토출플레늄, 8은 역지밸브 조립체이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(5)과 고정스크롤(6)의 랩(5a,6a) 사이에는 복수 개의 압축실(P)을 쌍으로 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 압축기가 정상적으로 운전을 할 때에는 도 6에서와 같이 방향전환밸브(15)에 의해 토출측 바이패스관(14)과 배압관(12)이 연결되어 토출가스의 일부가 상기한 토출측 바이패스관(14)과 배압관(12)을 통해 배압유로(11)로 유입하고, 이어서 고압의 토출가스가 팁실홈(6c)으로 유입하여 강하게팁실부재(6d)를 밀어냄으로써 팁실부재(6d)가 팁실홈(6c)으로 유입한 고압의 토출가스에 밀려 선회스크롤(5)의 경판부(5b) 상면에 긴밀하게 밀착한다. 이와 같이 하여 압축가스가 랩(6a)을 넘어 고압측 압축실에서 저압측 압축실로 누설되는 것을 차단함으로써 압축기 효율을 높일 수 있는 것이다.

반면, 압축기가 저용량 운전을 할 때에는 도 7에서와 같이 방향전환밸브(15)에 의해 흡입측 바이패스관(13)과 배압관(12)이 연결되어 흡입가스의 일부가 상기한 흡입측 바이패스관(13)과 배압관(12)을 통해 배압유로(11)로 유입하고, 이어서 저압의 흡입가스가 팁실홈(6c)으로 유입하여 팁실부재(6d)를 약하게 밀어냄으로써 팁실부재(6d)가 팁실홈(6c)으로 유입한 저압의 토출가스에 밀려 선회스크롤(5)의 경판부(5b) 상면과 약하게 밀착한다. 이와 같이 하여 고압측 압축실의 압축가스가 랩(6a)의 선단면에 삽입한 팁실부재(6d)를 밀어 올리면서 저압측 압축실로 누설되면서 압축가스의 압력이 원하는 압력으로 저하한다.

이때 선회스크롤(5)의 회전속도는 정상운전일 때와 동일한 회전속도로 회전함에 따라 선회스크롤(5)의 회전속도를 가감하기 위한 별도의 제어기가 필요 없어 용량을 가변할 수 있는 스크롤 압축기의 제조비용을 절감할 수 있다. 또, 저용량 운전일 경우 회전속도를 유지함에 따라 압축가스의 압력이 과도하게 하강하는 것을 방지하여 압축기 효율의 저하를 막을 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 용량 가변 장치에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 고정스크롤(6)의 경판부(6b) 외주면에서팁실홈(6c)까지 배압유로(11)를 형성하고 이 배압유로(11)를 흡입관(SP) 또는 토출관(DP)에 연결하여 압축기의 운전상태에 따라 팁실홈(6c)에 고압의 토출가스를 공급하거나 저압의 흡입가스를 공급하여 팁실부재(6d)가 적절하게 기밀을 유지하도록 하는 것이었으나, 본 실시예에서는 도 8에 도시한 바와 같이 상기한 고정스크롤(6)에 경판부(6b) 외주면에서 팁실홈(6c)까지 배압유로(21)를 형성하고 이 배압유로(21)에 배기관(22)을 연결하며 배기관(22)의 중간에 배기관개폐밸브(23)를 설치한다.

팁실홈(6c)에는 팁실부재(6d)를 삽입하되 이 팁실부재(6d)는 전술한 일실시예와 같이 테프론과 같이 가볍고 윤활성이 있는 재질을 랩과 동일한 형상의 단일체로 형성한다. 또 그 길이는 도 9에서와 같이 팁실홈(6c)의 길이 보다 짧게 형성하여 팁실홈(6c)과 팁실부재(6d) 사이에 가스틈새(a)가 발생하도록 하는 것이 바람직하다.

또, 배기관(22)의 출구는 케이싱(1)의 내부에 속하도록 형성하는 것이 바람직하다.

또, 배기관개폐밸브(23)는 제어기(24)를 가지는 자동식 또는 제어기가 없는 수동식 온/오프 밸브로서 케이싱(1)의 내부 또는 외부 어디에 설치하여도 상관없다.

이렇게 하여 압축기의 정상운전시에는 도 10에서와 같이 배기관개폐밸브(23)를 닫아 배기관(22)을 차단하여 팁실홈(6c)으로 유입한 압축가스를 가둠으로써 팁실부재(6d)가 고압의 압축가스에 밀려 선회스크롤(5)과 긴밀하게 밀착하도록 하는반면 압축기의 저용량 운전시에는 도 11에서와 같이 배기관개폐밸브(23)를 열어 배기관(22)을 열어 팁실홈(6c)의 압축가스를 배기함으로써 팁실부재(6d)와 선회스크롤(5) 사이로 압축가스의 일부가 누설되도록 하는 것이다.

또, 이 경우에도 압축기의 저용량 운전시 선회스크롤(5)의 회전속도를 정상운전시와 동일하게 유지함으로써 고가의 압축기 회전속도 가변용 제어기를 사용하지 않아도 되고 이를 통해 압축기의 효율 대비 제조비용을 절감할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 용량 가변 장치에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

본 실시예의 용량 가변 장치는 도 12 및 도 13에서와 같이 고정스크롤(6)의 랩(6a) 선단이나 랩과 랩 사이에 팁실홈(6c)을 형성하고 그 팁실홈(6c)에 자성체의 팁실부재(6d)를 상하로 이동가능하게 삽입하며 이 자성체의 팁실부재(6d)와 인접한 고정스크롤(6)의 내부에 적어도 한 개 이상의 전자석(31)을 매입하고 각 전자석(31)에 전원을 공급하는 전원공급수단(32)을 케이싱(1)의 외부 또는 내부에 설치하는 것이다.

이 경우에도 팁실부재(6d)는 랩과 동일한 형상의 단일체로 형성하는 것이 바람직하며 그 길이는 팁실부재(6d)의 재질이 테프론 보다 무거운 자성체인 점을 감안할 때 앞선 실시예들 보다 상대적으로 압축가스의 영향을 덜 받으므로 팁실홈(6c)의 길이와 동일하게 형성하는 것이 바람직하나 팁실홈(6c)의 길이가 다소 길더라도 팁실부재(6d)의 개폐동작에 큰 관련은 없다.

이렇게 하여 압축기가 정상운전을 할 때에는 도 12에서와 같이 전원을오프(OFF)시켜 자성체인 팁실부재(6d)가 무게에 의해 하강한 상태에서 선회스크롤(5)과 긴밀하게 밀착하도록 함으로써 압축실(P)의 기밀을 유지하는 반면 압축기가 저용량 운전일 경우에는 도 13에서와 같이 전원을 온(ON)시켜 자성체인 팁실부재(6d)가 자기력에 의해 상승하면서 압축실(P) 사이를 열어 고압측 압축실의 압축가스가 저압측 압축실로 누설되면서 적정한 압력으로 토출되도록 한다. 이때에도 선회스크롤(5)의 회전속도는 정상운전일 때와 동일하게 유지함으로써 토출가스의 압력이 과도하게 저하되는 것을 방지하면서도 선회스크롤(5)의 회전속도를 제어하기 위한 고가의 제어기를 구비할 필요가 없어 용량 가변형 압축기의 제조비용을 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 용량 가변 장치는, 압축기가 정상운전일 경우에는 토출가스를 팁실홈에 주입하거나 압축가스를 가둬 팁실부재가 선회스크롤과 긴밀하게 밀착하도록 하거나 전원을 오프하여 무거운 자성체가 자체 무게로 선회스크롤과 긴밀하게 밀착하도록 하는 반면 압축기가 저용량 운전일 경우에는 선회스크롤의 회전속도를 유지하면서도 팁실부재가 선회스크롤과 벌어져 압축실 사이로 압축가스가 누설되면서 적정한 압력을 유지하도록 실링부재 제어장치로 구성함으로써, 인버터 모터와 같이 고가의 부품을 사용하지 않고도 압축기의 용량을 가변할 수 있어 용량 가변형 스크롤 압축기의 제조비용을 줄일 수 있다. 또, 저용량 운전의 경우 압축가스의 압력을 균일하게 유지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

흡입관과 토출관을 연통 설치하는 케이싱과,

케이싱 내에 고정 설치하고 일 측면에 압축실을 이루도록 랩을 형성하며 외부에서 압축실 안쪽으로 배압유로를 적어도 한 개 이상 관통 형성하는 고정스크롤과,

전동기구부에 결합하여 선회운동을 하면서 고정스크롤의 랩과 맞물려 함께 압축실을 이루도록 일 측면에 랩을 형성하는 선회스크롤과,

고정스크롤의 배압유로 끝단에 접하도록 그 고정스크롤의 랩 선단면 또는 랩과 랩 사이의 평면부에 상하 이동 가능하게 삽입하여 압축실 간 기밀을 유지하는 실링부재와,

고정스크롤의 배압유로에 연통 결합하는 동시에 흡입관과 토출관에 연통 결합하는 배압관과,

배압관과 흡입관 그리고 토출관의 연결점에 설치하여 압축기의 정상운전시에는 배압관을 토출관에 연결하는 반면 압축기의 저용량 운전시에는 배압관을 흡입관에 연결하는 방향전환밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
제1항에 있어서,

실링부재는 단일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
제1항에 있어서,

실링부재는 배압유로의 유체가 압축실로 누설되는 것을 방지하도록 고정스크롤에 긴밀하게 삽입하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
흡입관과 토출관을 연통 설치하는 케이싱과,

케이싱 내에 고정 설치하고 일 측면에 압축실을 이루도록 랩을 형성하며 외부에서 압축실 안쪽으로 배압유로를 적어도 한 개 이상 관통 형성하는 고정스크롤과,

전동기구부에 결합하여 선회운동을 하면서 고정스크롤의 랩과 맞물려 함께 압축실을 이루도록 일 측면에 랩을 형성하는 선회스크롤과,

고정스크롤의 배압유로 끝단에 접하도록 그 고정스크롤의 랩 선단면 또는 랩과 랩 사이의 평면부에 상하 이동 가능하게 삽입하여 압축실 간 기밀을 유지하는 실링부재와,

고정스크롤의 배압유로에 연통 결합하는 배기관과,

배기관의 중간에 결합하여 압축기의 정상운전시에는 배기관을 차단하는 반면 압축기의 저용량 운전시에는 배기관을 열어 실링부재를 밀고 있던 압축유체의 일부를 배기하는 배기관개폐밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
제4항에 있어서,

실링부재는 압축실의 압축유체가 배압유로로 바이패스되도록 가스틈새를 적어도 한 개 이상 가지도록 고정스크롤에 삽입하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
흡입관과 토출관을 연통 설치하는 케이싱과,

케이싱 내에 고정 설치하고 일 측면에 압축실을 이루도록 랩을 형성하는 고정스크롤과,

전동기구부에 결합하여 선회운동을 하면서 고정스크롤의 랩과 맞물려 함께 압축실을 이루도록 일 측면에 랩을 형성하는 선회스크롤과,

고정스크롤의 배압유로 끝단에 접하도록 그 고정스크롤의 랩 선단면 또는 랩과 랩 사이의 평면부에 상하 이동 가능하게 삽입하여 압축실 간 기밀을 유지하도록 자성체로 된 실링부재와,

고정스크롤에 설치하여 압축기의 정상운전시에는 실링부재를 자유상태로 놓아 고정스크롤의 배면에 형성한 배압유로의 압축가스로 압축실 사이를 차단하는 반면 압축기의 저용량 운전시에는 실링부재를 당겨 압축실 사이를 개방하는 자력발생수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
제6항에 있어서,

실링부재는 자성체로 형성하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
제7항에 있어서,

자력발생수단은 고정스크롤에 매입하는 적어도 한 개 이상의 전자석과, 이 각각의 전자석에 전기를 공급하도록 고정스크롤의 외부에 설치하는 전원공급부로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.
흡입관과 토출관을 연통 설치하는 케이싱과,

케이싱 내에 고정 설치하고 일 측면에 압축실을 이루도록 랩을 형성하며 외부에서 압축실 안쪽으로 배압유로를 적어도 한 개 이상 관통 형성하는 고정스크롤과,

전동기구부에 결합하여 선회운동을 하면서 고정스크롤의 랩과 맞물려 함께 압축실을 이루도록 일 측면에 랩을 형성하는 선회스크롤과,

고정스크롤의 배압유로 끝단에 접하도록 그 고정스크롤의 랩 선단면 또는 랩과 랩 사이의 평면부에 상하 이동 가능하게 삽입하여 압축실 간 기밀을 유지하는 실링부재와,

압축기의 정상운전시에는 실링부재의 기밀을 유지하는 반면 저용량 운전시에는 누설을 허용하는 실링부재 제어장치로 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 용량 가변 장치.