KR20040062791A - 압축기의 내부압력조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 압축기의 내부압력조절밸브에 있어서, 압축기의 토출압영역에 통기되도록 형성된 흡입구와, 흡입압영역에 통기되도록 형성된 토출구와, 상기 흡입구와 상기 토출구를 연결하는 유로가 형성된 밸브 본체와; 상기 유로를 폐쇄하는 닫힌위치와, 상기 유로를 개방하는 열린위치간에 이동 가능하도록 상기 밸브 본체에 설치된 슬라이딩부재와; 상기 슬라이딩부재가 닫힌위치에 위치하도록 상기 슬라이딩부재와 상기 본체 사이에 설치된 탄성부재와; 온도에 따라서 형상이 변형되며, 상기 슬라이딩부재가 열린위치에 위치하는 경우 저온에서는 상기 유로가 개방되며 고온에서는 유로가 폐쇄되도록 설치된 열반응부재를; 포함하여 구성된 압축기의 내부압력조절밸브를 제공함으로써, 고온의 가스가 흡입압영역으로 유입되는 것을 방지하여 압축부의 실링재의 용융 및 오일의 탄화를 방지하도록 한다.

Description

압축기의 내부압력조절밸브{INTERNAL PRESSURE REGULATOR VALVE IN COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 내부압력조절밸브에 관한 것으로, 특히 고온의 가스가 흡입압영역으로 유입되는 것을 방지하여 압축부의 실링재의 용융 및 오일의 탄화를 방지하는 압축기의 내부압력조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 압축기는 크게 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식(통상, 터보식이라고도 함) 그리고 베인식(통상, 회전식이라고도 함)으로 구분된다.

이 중에서 상기 스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식식과 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축시켜 토출시키게 된다. 상기 스크롤식 압축기는 그 케이싱의 내부에 흡입가스가 충진되는지 아니면 토출가스가 충진되는지에 따라 저압식 스크롤 압축기 또는 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어 진다.

상기 저압식 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 오일이 적정높이까지 채워진 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 각각 고정되고, 그 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)의 사이에는 고정자(4A) 및 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)가 고정 설치되며, 그 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에는 구동축(5)이 상부프레임(2)을 관통하여 압입되고, 그 상부프레임(2)이 상면에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6a)이 형성되어 구동축(5)에 편심되게 결합되는 선회스크롤(6)이 회전 가능하게 얹혀져 설치되며, 상기 선회스크롤(6)의 상면에는그 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(7a)이 형성되는 고정스크롤(7)이 상부프레임(2)의 가장자리에 고정 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 상측에는 케이싱(1) 내부를 고압부인 토출압 영역(9)과 저압부인 흡입압 영역(10)으로 구획하는 고저압 분리판(8)이 케이싱(1)의 내주면에 고정되어 이루어져 있다.

상기 고정스크롤(7)의 일측 외주연에는 흡입관(SP)과 연통되는 흡입홈(7b)이 최외곽 랩의 안쪽으로 형성되고, 상기 고정스크롤(7)의 중앙에는 토출관(DP)과 연통되는 토출포트(7c)가 형성되며, 상기 고정스크롤(7)의 선단면에는 토출포트(7c)를 개폐하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되어 있다.

또한, 상기 고저압분리판을 관통하여 내부압력조절밸브(70)가 설치된다.

상기 내부압력조절밸브(70)는 상기 토출압영역(9)이 상기 흡입압영역(10)에 대해 설정된 값 이상으로 높은 경우에는 상기 토출압영역(9)과 상기 흡입압영역(10)을 통기시켜서, 압력차가 설정치 이상으로 커지는 것을 방지한다.

이는 흡입압영역(10)과 토출압영역(9)의 압력차가 과도한 경우에는 상부 케이스(11)의 용접부에 균열을 방지하기 위한 것이다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로, 8a는 가스토출공이다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 전원에 의해 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키게 되고, 이와 함께 상기 선회스크롤(6)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(7)과의 두 랩(6a,7a) 사이에 복수개의 압축실이 형성되며, 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하여 토출시키게 된다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 상기 흡입관(SP)을 통해 케이싱(1)의 흡입압 영역에 충진되는 흡입가스는 선회스크롤(6)의 선회운동시 열리는 고정스크롤(7)의 흡입홈(7b)을 통해 최외곽측 압축실로 흡입되고, 이 흡입가스는 압축실을 따라 중심으로 이동하면서 점차 압축되어 토출포트(7c)를 통해 토출압 영역으로 토출되며, 이 토출가스는 역지밸브 조립체(9)를 개방시키면서 고저압 분리판(8)의 가스토출공(8a) 및 토출관(DP)을 통해 냉동사이클시스템으로 토출된다.

이때, 상기 압축기의 정상운전시 역지밸브 조립체(9)가 압축실로부터 지속적으로 토출되는 고압의 토출가스에 의해 열린상태를 유지하게 되나, 압축기의 이상운전(과압축 또는 고진공운전)시에는 토출실의 압력이 압축실의 압력 보다 상대적으로 고압이 되면서 역지밸브 조립체(9B)가 고정스크롤(7)의 토출포트(7a)를 차단하여 토출가스의 역류를 방지하게 되는 것이었다.

또한, 상기 토출압영역(9)의 압력과 상기 흡입압 영역(10)의 압력차가 내부압력조절밸브(70)의 설정치 이상으로 커지는 경우에는 압력조절밸브(70)의 동작에 의해 상기 토출압영역(9)과 흡입압 영역(10)이 연통되어 압력차를 줄여준다.

그러나, 토출압영역(9)에 존재하는 가스가 고온인 경우에도 압력차만 설정치 이상에 도달하면, 고온의 가스를 상기 흡입압영역(10)으로 토출시켜, 오일을 탄화시키고, 팁실 등이 용융되어 압축기의 기능을 상실하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 저압식 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 토출압영역에 고온의 가스가 있는 경우에는 일정한 압축기의 운전중에 흡입압 영역이 고진공화되는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 진공압축 방지장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도1은 종래의 압축기의 단면도

도2 내지 도7은 본 발명의 일실시예의 구성을 도시한 도면으로서,

도2는 내부압력조절밸브의 단면도

도3은 도2의 밸브본체의 단면도

도4는 도2의 슬라이딩부재의 단면도

도5는 도2의 하부캡의 단면도

도6은 저온고압상태의 도2의 내부압력조절밸브의 동작 단면도

도7은 고온고압상태의 도2의 내부압력조절밸브의 동작 단면도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

9: 토출압영역 10: 흡입압영역

71: 흡입구 72: 토출구

73: 슬라이딩부재 74: 탄성부재

75: 지지볼 76: 유로

77: 밸브 본체 180: 열반응부재

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 압축기의 토출압영역에 통기되도록 형성된 흡입구와, 흡입압영역에 통기되도록 형성된 토출구와, 상기 흡입구와 상기 토출구를 연결하는 유로가 형성된 밸브 본체와; 상기 유로를 폐쇄하는 닫힌위치와, 상기 유로를 개방하는 열린위치간에 이동 가능하도록 상기 밸브 본체에 설치된 슬라이딩부재와; 상기 슬라이딩부재가 닫힌위치에 위치하도록 상기 슬라이딩부재와 상기 본체 사이에 설치된 탄성부재와; 온도에 따라서 형상이 변형되며, 상기 슬라이딩부재가 열린위치에 위치하는 경우 저온에서는 상기 유로가 개방되며 고온에서는 유로가 폐쇄되도록 설치된 열반응부재를; 포함하여 구성된 압축기의 내부압력조절밸브를 제공한다.

또한, 상기 열반응부재는 열팽창량이 서로 다른 두개의 금속을 접합하여 형성된 열전대로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 열반응부재는 상기 유로를 개폐하는 상기 슬라이딩부재의 끝단에 설치된 것이 효과적이다.

또한, 상기 내부압력조절밸브는 상기 열반응부재와 상기 슬라이딩부재 사이에 설치된 지지볼을; 더 포함하여 구성된 것이 효과적이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.

또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도2 내지 도7은 본 발명의 일실시예의 구성을 도시한 도면으로서, 도2는 내부압력조절밸브의 단면도, 도3은 도2의 밸브본체의 단면도, 도4는 도2의 슬라이딩부재의 단면도, 도5는 도2의 하부캡의 단면도, 도6은 저온고압상태의 도2의 내부압력조절밸브의 동작 단면도, 도6은 고온고압상태의 도2의 내부압력조절밸브의 동작 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 내부압력조절밸브(70)는 압축기의 토출압영역(9)에 통기되도록 형성된 흡입구(71)와, 흡입압영역(10)에 통기되도록 형성된 토출구(72)와, 상기 흡입구(71)와 상기 토출구(72)를 연결하는 유로(76)가 형성된 밸브 본체(77)와, 상기 유로(76)를 폐쇄하는 닫힌위치와, 상기 유로를 개방하는 열린위치간에 이동 가능하도록 상기 밸브 본체(77)에 설치된 슬라이딩부재(75)와, 상기 슬라이딩부재(75)가 닫힌위치에 위치하도록 상기 슬라이딩부재(75)와 상기 본체 사이에 설치된 탄성부재(74)와, 온도에 따라서 형상이 변형되며, 상기 슬라이딩부재(73)가 열린위치에 위치하는 경우 저온에서는 상기 유로(76)가 개방되며 고온에서는 유로(76)가 폐쇄되도록 설치된 열반응부재(180)와, 상기 열반응부재(180)와 상기 슬라이딩부재(73) 사이에 설치된 지지볼(75)를 포함하여 구성된다.

상기 밸브 본체(77)는 'ㅗ'자형의 유로(76)가 형성되며, 상기 유로(76)의 상단에 흡입구(71)가 형성되며, 양끝단에 토출구(72)가 형성된다. 상기 유로(76)의 하부에는 탄성부재 수용부(80)가 상기 밸브 본체(77)의 하단까지 관통되어 형성된다.

상기 슬라이딩부재(75)는 지지볼(75)을 수납할 수 있도록 상단에 형성된 지지볼 수납부(73c)와, 하단 외주면이 내부로 단이져서 형성된 이동구속턱(73b)과, 상기 탄성부재(74)의 일단에 지지되는 하면지지부(73a)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 밸브는 탄성부재수용부(80)의 하단에 결합되어 상기 탄성부재(74)를 지지하는 하부지지캡(78)을 포함하여 구성된다. 상기 하부지지캡(78)은 상기 슬라이딩부재(75)가 일정정도 이상 아래로 운동하는 것을 제한하도록 상기 이동구속턱(73b)과 접리하도록 형성된 지지리브(78a)를 포함하여 구성된다.

상기 열반응부재(180)는 열팽창량이 서로 다른 두개의 금속을 접합하여 형성된 열전대로 구성되며, 저온상태에서는 도2에 도시된 바와 같이 상기 지지볼(75)을 감싸는 형상을 하고 있으며, 고온상태에서는 열팽창량이 서로 다른 두개의 금속이 접합하고 있으므로 도7에 도시된 바와 같이 상기 지지볼(75)과 등지는 형상으로 변형된다.

이하, 본 발명의 일실시예의 동작에 관하여 설명한다.

상기 토출압영역(9)의 압력과 상기 흡입압 영역(10)의 압력차가 내부압력조절밸브(70)의 탄성부재(74)의 접압력보다 커지는 경우, 상기 탄성부재(74)가 수축을 하고, 상기 탄성부재(74)가 수축함에 따라서, 상기 슬라이딩부재(75)가 도2의 닫힌위치에서 도6의 열린위치로 이동을 하게 되어, 상기 유로(76)가 개방되어, 상기 토출압영역(9)의 가스가 상기 흡입압영역(10)으로 토출되어 압력차를 감소시킨다. 따라서, 흡입압영역(10)과 토출압영역(9)의 압력차가 과도한 경우 발생되는 상부 케이스(11) 용접부의 균열을 방지한다.

상기 토출압영역(9)의 압력과 상기 흡입압 영역(10)의 압력차가 내부압력조절밸브(70)의 탄성부재(74)의 접압력보다 커지고, 가스의 온도가 고온인 경우, 상기 탄성부재(74)가 수축을 하고, 상기 탄성부재(74)가 수축함에 따라서, 상기 슬라이딩부재(75)가 도2의 닫힌위치에서 도7의 열린위치로 이동을 함에도 불구하고, 상기 열반응부재는 도7에 도시된 바와 같이 상기 지지볼(75)과 등지는 형상으로 변형되어 상기 유로(76)가 개방되는 것을 방지한다. 따라서, 고온의 가스가 상기 흡입압영역으로 유입되는 것을 방지하여, 압축부의 실링재의 용융 및 오일의 탄화를 방지한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 실용신안등록청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

본 발명은 고온의 가스가 흡입압영역으로 유입되는 것을 방지하여 압축부의 실링재의 용융 및 오일의 탄화를 방지하는 압축기의 내부압력조절밸브를 제공한다.

Claims (4)

1. 압축기의 토출압영역에 통기되도록 형성된 흡입구와, 흡입압영역에 통기되도록 형성된 토출구와, 상기 흡입구와 상기 토출구를 연결하는 유로가 형성된 밸브 본체와;

   상기 유로를 폐쇄하는 닫힌위치와, 상기 유로를 개방하는 열린위치간에 이동 가능하도록 상기 밸브 본체에 설치된 슬라이딩부재와;

   상기 슬라이딩부재가 닫힌위치에 위치하도록 상기 슬라이딩부재와 상기 본체 사이에 설치된 탄성부재와;

   온도에 따라서 형상이 변형되며, 상기 슬라이딩부재가 열린위치에 위치하는 경우 저온에서는 상기 유로가 개방되며 고온에서는 유로가 폐쇄되도록 설치된 열반응부재를;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압축기의 내부압력조절밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 열반응부재는

   열팽창량이 서로 다른 두개의 금속을 접합하여 형성된 열전대로 구성된 것을 특징으로 하는 압축기의 내부압력조절밸브.
3. 제2항에 있어서, 상기 열반응부재는

   상기 유로를 개폐하는 상기 슬라이딩부재의 끝단에 설치된 것을 특징으로 하는 압축기의 내부압력조절밸브.
4. 제3항에 있어서,

   상기 열반응부재와 상기 슬라이딩부재 사이에 설치된 지지볼을;

   더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압축기의 내부압력조절밸브.