KR20040107721A

KR20040107721A - 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치

Info

Publication number: KR20040107721A
Application number: KR1020030037922A
Authority: KR
Inventors: 배준성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2004-12-23

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 맞물려 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤과 구동축으로 결합하여 그 선회스크롤에 구동력을 공급하는 구동모터와, 고정스크롤의 토출구를 수용하도록 그 고정스크롤의 배면에 결합하여 케이싱의 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버와, 고정스크롤 또는 토출커버에 형성하여 압축실의 압력이 진공범위에 해당할 때 토출공간의 압축가스 일부를 케이싱의 흡입공간으로 역류시키는 고진공방지부와, 케이싱의 흡입공간에 배치하여 그 흡입공간의 온도변화에 따라 구동모터의 동작여부를 제한하는 과부하차단기를 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 토출공간의 압축가스를 흡입공간으로 유도하는 고진공차단부의 흡입압유로에 일단을 연통시키는 반면 그 타단은 과부하차단기 주변에 위치하도록 연장하여 상기 토출공간에서 역류하는 압축가스를 상기한 과부하차단기로 직접 안내하는 가스안내관을 구비함으로써, 고진공 운전시 토출공간의 압축가스 일부를 신속하게 과부하차단기쪽으로 유도하여 압축기를 정지시키고 이를 통해 압축기가 고진공 상태에서 장시간 운전하는 것을 방지하여 압축기의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 고진공 방지 장치{APPARATUS FOR PREVENTING VACUUM COMPRESSION OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치에 관한 것으로, 특히 토출공간의 압축가스 일부가 고진공 운전시 곧바로 과부하차단기를 향해 배기되도록 하여 신뢰성을 높인 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤식 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기로서, 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 스크롤 사이에 복수 개의 압축실을 쌍으로 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가스를 연속으로 흡입 압축하여 토출하는 방식이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부의 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 회전자 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 압축실(P)을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(6)과, 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 결합하여 토출한가스의 역류를 방지하는 역지밸브조립체(7)와, 고정스크롤(6)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입공간(S1)과 토출공간(이하, 토출실과 혼용함)(S2)으로 구획하는 동시에 토출가스의 소음을 상쇄하는 토출커버(8)를 포함하고 있다.

또, 고정스크롤(6)의 경판부 안쪽에 설치하여 압축기 정지시 압축실(P)의 고진공을 방지하는 고진공차단부(9)와, 토출커버(8)의 일측에 설치하여 그 토출실(S2)내 압축가스의 온도 또는 압력에 따라 개폐되면서 상기 토출실(S2)의 온도나 압력을 유지하는 고압방지밸브(10)와, 구동모터(3)의 고정자(3A) 상단에 장착하여 케이싱(1) 내부의 온도차에 따라 상기 구동모터(3)의 동작을 온/오프 시키는 과부하차단기(OLP)(11)를 더 포함하고 있다.

고진공차단부(9)는 도 2에서와 같이 고정스크롤(6)의 경판부 측면에서 반경방향으로 일정 깊이 만큼 음각지게 형성하는 진공실린더(9A)와, 진공실린더(9A)에 미끄러지게 삽입하여 압력차에 따라 미끄러지게 삽입하는 진공피스톤(9B)과, 진공피스톤(9B)의 일측에 설치하여 진공피스톤(9B)을 지지하는 진공스프링(9C)과, 진공스프링(9C)의 후단을 지지하여 진공실린더(9A)에 압입 결합하는 진공마개(9D)로 이루어져 있다.

진공실린더(9A)는 그 진공실린더(9A)와 중간압축실(P)에 연통하도록 내주면 일 측에 연통하도록 중간압유로(9b)를 관통 형성하고, 진공실린더(9A)와 토출커버(8)의 토출공간(S2)을 연통하도록 상기 진공실린더(9A)의 내주면 타측에는 경판부 배면으로 관통하여 토출압유로(9c)를 관통 형성하고 있다.

진공피스톤(9B)은 원봉 모양으로 형성하되 그 외주면 중간은 정상운전시 중간압유로(9b)를 통해 진공실린더(9A)로 유입된 압축가스가 상기한 진공피스톤(9B)을 진공마개(9D)쪽으로 가압할 수 있도록 단차지게 형성하고 있다.

진공스프링(9C)은 일단은 진공마개(9D)에 압입하여 고정하고 있다.

진공마개(9D)는 그 중앙에 진공피스톤(9B)의 위치에 따라 토출공간(S2)과 흡입영역(S1)을 연통시키는 흡입압유로(9a)를 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 5a 및 6a는 선회스크롤의 랩부 및 고정스크롤의 랩부, 6b는 흡입구, 6c는 토출구, O는 선회스크롤의 자전을 방지하는 올담링이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 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 복수 개의 압축실(P)을 쌍으로 형성하며, 이 각 쌍의 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

이때, 압축기가 정상적으로 운전을 하는 중에는 압축실(P)의 압력이 흡입공간(S1)의 압력과 진공스프링(9C)의 탄성력을 합한 힘 보다 크게 되어 상기한 진공피스톤(9B)이 진공마개(9D)쪽으로 밀리면서 토출압유로(9c)와 흡입압유로(9a)를 차단함으로써 토출커버(8)내의 압축가스가 흡입공간(S1)으로 역류하는 것을 방지한다.

반면, 압축기가 펌프다운이나 기타 비정상적으로 진공 운전을 하는 경우에는 압축실(P)로 유입되는 냉매가스의 양이 현저하게 떨어져 상기 압축실(P)의 압력이흡입공간(S1)의 압력과 거의 비슷하게 됨으로써 진공피스톤(9B)이 진공스프링(9C)의 복원력에 의해 진공마개(9D)의 반대쪽으로 밀리면서 토출압유로(9c)와 흡입압유로(9a)가 연통하고, 이 토출압유로(9c)와 흡입압유로(9a)를 통해 토출공간(S2)의 압축가스 일부가 흡입공간(S1)으로 역류하였다가 압축실(P)로 흡입되면서 장시간 압축실(P)이 고진공화되는 것을 방지한다. 이와 동시에 압축실(P)이 진공화되면서 압축가스의 온도가 급격하게 상승하고, 이 고온의 압축가스는 흡입공간(S1)으로 역류하면서 그 일부가 흡입공간(S1)의 온도를 상승시켜 과부하차단기(11)를 작동시킴으로써 압축기를 정지시켜 보호하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에서는, 진공 운전시 고온의 압축가스가 토출공간(S2)에서 상대적으로 넓은 흡입공간(S1)으로 역류함에 따라 과부하차단기(11)를 신속하게 작동시키는데 한계가 있었다. 특히 냉동사이클장치의 환경 변화에 따라 압축기가 토출커버(8)내 압축가스의 압력이 과도하게 상승하는 소위 고압축비 운전을 반복하여 흡입공간(S1)의 온도가 지속적으로 상승함으로써 온도변화에 대한 과부하차단기(11)의 감응속도가 더욱 늦어지고, 이로 인해 고진공 운전시 과부하차단기(11)가 토출공간(S2)에서 역류하는 압축가스에 대해 매우 둔감해지면서 압축기의 파손을 초래할 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 고진공운전시 토출공간에서 역류하는 압축가스가 과부하차단기에 신속하게 접촉할 수 있도록 하여 과부하차단기의 감응속도를 높일수 있는 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 고진공 방지 장치의 일례를 보인 종단면도,

도 3은 본 발명 고진공 방지 장치를 구비한 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 4는 본 발명 고진공 방지 장치의 일부를 보인 종단면도,

도 5는 본 고진공 방지 장치의 동작을 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

3 : 구동모터 3A : 고정자

4 : 구동축 5 : 선회스크롤

5a : 선회스크롤의 랩 6 : 고정스크롤

6a : 고정스크롤의 랩 8 : 토출커버

9 : 고진공차단부 9a : 흡입압유로

9b : 중간압유로 9c : 토출압유로

10 : 고압방지밸브 11 : 과부하차단기

12 : 가스안내관 S1 : 흡입공간

S2 : 토출공간

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 맞물려 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤과 구동축으로 결합하여 그 선회스크롤에 구동력을 공급하는 구동모터와, 고정스크롤의 토출구를 수용하도록 그 고정스크롤의 배면에 결합하여 케이싱의 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버와, 고정스크롤 또는 토출커버에 형성하여 압축실의 압력이 진공범위에 해당할 때 토출공간의 압축가스 일부를 케이싱의 흡입공간으로 역류시키는 고진공방지부와, 케이싱의 흡입공간에 배치하여 그 흡입공간의 온도변화에 따라 구동모터의 동작여부를 제한하는 과부하차단기를 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 토출공간의 압축가스를 흡입공간으로 유도하는 고진공차단부의 흡입압유로에 일단을 연통시키는 반면 그 타단은 과부하차단기 주변에 위치하도록 연장하여 상기 토출공간에서 역류하는 압축가스를 상기한 과부하차단기로 직접 안내하는 가스안내관을 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 고진공 방지 장치를 구비한 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 고진공 방지 장치의 일부를 보인 종단면도이며, 도 5는 본 고진공 방지 장치의 동작을 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부의 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하여 회전력을 발생하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 회전자 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 압축실(P)을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(6)과, 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 결합하여 토출한 가스의 역류를 방지하는 역지밸브조립체(7)와, 고정스크롤(6)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입공간(S1)과 토출공간(S2)으로 구획하는 동시에 토출가스의 소음을 상쇄하는 토출커버(8)와, 고정스크롤(6)의 경판부 안쪽에 설치하여 압축기 정지시 압축실(P)의 고진공을 방지하는 고진공차단부(9)와, 토출커버(8)의 일측에 설치하여 그 토출실(S2)내 압축가스의 온도 또는 압력에 따라 개폐되면서 상기 토출실(S2)의 온도나 압력을 유지하는 고압방지밸브(10)와, 구동모터(3)의 고정자(3A) 상단에 장착하여 케이싱(1) 내부의 온도차에 따라 상기 구동모터(3)의 동작을 온/오프 시키는 과부하차단기(OLP)(11)와, 고진공차단부(9)의 흡입압유로()에 연통하여 그 출구를 상기 과부하차단기(11) 근처에 위치시키는 가스안내관(12)을 포함한다.

고진공차단부(9)는 도 2에서와 같이 고정스크롤(6)의 경판부 측면에서 반경방향으로 일정 깊이 만큼 음각지게 형성하는 진공실린더(9A)와, 진공실린더(9A)에 미끄러지게 삽입하여 압력차에 따라 미끄러지게 삽입하는 진공피스톤(9B)과, 진공피스톤(9B)의 일측에 설치하여 진공피스톤(9B)을 지지하는 진공스프링(9C)과, 진공스프링(9C)의 후단을 지지하여 진공실린더(9A)에 압입 결합하는 진공마개(9D)로 이루어진다.

진공실린더(9A)는 그 진공실린더(9A)와 중간압축실(P)에 연통하도록 내주면 일 측에 연통하도록 중간압유로(9b)를 관통 형성하고, 진공실린더(9A)와 토출커버(8)의 토출공간(S2)을 연통하도록 상기 진공실린더(9A)의 내주면 타측에는 경판부 배면으로 관통하여 토출압유로(9c)를 관통 형성한다.

진공피스톤(9B)은 원봉 모양으로 형성하되 그 외주면 중간은 정상운전시 중간압유로(9b)를 통해 진공실린더(9A)로 유입된 압축가스가 상기한 진공피스톤(9B)을 진공마개(9D)쪽으로 가압할 수 있도록 단차지게 형성한다.

진공스프링(9C)은 일단은 진공마개(9D)에 압입하여 고정하도록 압축코일스프링으로 이루어진다.

진공마개(9D)는 그 중앙에 진공피스톤(9B)의 위치에 따라 토출공간(S2)과 흡입영역(S1)을 연통시키는 흡입압유로(9a)를 형성한다.

가스안내관(12)은 정면투영시 기억자 모양으로 절곡 형성하여 그 일단은 상기한 진공마개(9D)의 후측, 즉 진공실린더(9A)의 바깥쪽 끝단에 압입하여 고정하고, 그 타단은 과부하차단기(11)의 근처에 위치하도록 배치한다.

또, 가스안내관(12)은 토출커버(8)의 토출공간(S2)에서 역류하는 압축가스가고온임을 감안하여 내열성 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

반면, 압축기가 펌프다운이나 기타 비정상적으로 진공 운전을 하는 경우에는 압축실(P)로 유입되는 냉매가스의 양이 현저하게 떨어져 상기 압축실(P)의 압력이 흡입공간(S1)의 압력과 거의 비슷하게 됨으로써 진공피스톤(9B)이 진공스프링(9C)의 복원력에 의해 진공마개(9D)의 반대쪽으로 밀리면서 토출압유로(9c)와 흡입압유로(9a)가 연통하고, 이 토출압유로(9c)와 흡입압유로(9a)를 통해 토출공간(S2)의 압축가스 일부가 가스안내관(12)으로 유입하며, 이 고온의 압축가스는 가스안내관(12)을 통해 구동모터(3)의 고정자(3A) 상단에 구비한 과부하차단기(11)에 곧바로 공급되어 상기 과부하차단기(11)를 동작시킴으로써 구동모터(3)의 동작을 정지시킨다.

이렇게 하여, 압축기가 고진공 운전에 접어들 경우 토출공간으로 토출된 압축가스의 일부를 신속하게 과부하차단기 쪽으로 유도하여 모터를 정지시킴으로써 압축기가 고진공 상태에서 장시간 운전하는 것을 방지하여 압축기의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치는, 토출공간의 압축가스를 흡입공간으로 역류시키는 가스유로에 가스안내관을 연통하고 이 가스안내관의 출구를 과부하차단기의 근처에 위치하도록 배치함으로써, 고진공 운전시 토출공간의 압축가스 일부를 신속하게 과부하차단기쪽으로 유도하여 압축기를 정지시키고 이를 통해 압축기가 고진공 상태에서 장시간 운전하는 것을 방지하여 압축기의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

Claims

케이싱에 고정하는 고정스크롤과, 고정스크롤에 맞물려 연속으로 이동하는 복수 개의 압축실을 형성하도록 선회운동을 하는 선회스크롤과, 선회스크롤과 구동축으로 결합하여 그 선회스크롤에 구동력을 공급하는 구동모터와, 고정스크롤의 토출구를 수용하도록 그 고정스크롤의 배면에 결합하여 케이싱의 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출커버와, 고정스크롤 또는 토출커버에 형성하여 압축실의 압력이 진공범위에 해당할 때 토출공간의 압축가스 일부를 케이싱의 흡입공간으로 역류시키는 고진공방지부와, 케이싱의 흡입공간에 배치하여 그 흡입공간의 온도변화에 따라 구동모터의 동작여부를 제한하는 과부하차단기를 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

토출공간의 압축가스를 흡입공간으로 유도하는 고진공차단부의 흡입압유로에 일단을 연통시키는 반면 그 타단은 과부하차단기 주변에 위치하도록 연장하여 상기 토출공간에서 역류하는 압축가스를 상기한 과부하차단기로 직접 안내하는 가스안내관을 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치.
제1항에 있어서,

고진공방지부는 흡입공간에 연통하는 흡입압유로와 연결하고, 중간압축실에 연통하는 중간압유로와 연결하며, 토출공간에 연통하는 토출압유로와 연결하도록 형성하는 진공실린더와;

중간압유로를 통해 진공실린더로 유입하는 압축가스의 압력변화에 따라 흡입압유로와 토출압유로 사이를 개폐하도록 상기 진공실린더에 미끄러지게 삽입하는 진공피스톤과;

진공피스톤과 흡입압유로의 입구단 사이에 개재하여 상기 진공피스톤을 중간압유로 방향으로 탄력 지지하는 진공스프링;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치.