KR20050012634A

KR20050012634A - 용량 조절식 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20050012634A
Application number: KR1020030051771A
Authority: KR
Inventors: 신동구; 박홍희; 김철환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-07-26
Filing date: 2003-07-26
Publication date: 2005-02-02
Also published as: KR100557056B1; CN100343520C; US20050019179A1; US7371057B2; CN1576602A

Abstract

본 발명에 따른 용량 조절식 스크롤 압축기는 비선회 나선형 랩이 형성되는 비선회 스크롤 부재, 상기 비선회 나선형 랩과 면접되어 선회 운동되는 선회 나선형 랩이 형성되는 선회 스크롤 부재, 상기 비선회 나선형 랩의 소정 부위에 형성되는 조정 챔버, 상기 조정 챔버에 놓이는 가동 블럭, 상기 가동 블럭의 위치를 조정하기 위한 조정 수단이 포함된다.

본 발명에 따른 용량 조절식 스크롤 압축기는, 압축 모터의 회전수가 동일한 상태에서 간단한 구성으로도 유체의 바이패스 기능을 이용하여 압축 용량을 가변할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 별도의 추가적인 구성없이, 스크롤 압축기에 의해서 압축되기 전과, 압축된 후의 유체 압력을 이용하여 밸브를 구동함으로써, 스크롤 압축기의 제작 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

용량 조절식 스크롤 압축기{Scroll compressor with volume regulating capability}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 상세하게는, 스크롤 압축기의 압축 용량을 조절할 수 있는 용량 조절식 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적인 냉동 시스템은 에어컨 또는 냉장고 또는 열교환기등으로 예시되는 공조 장치에 적용되는 시스템으로서, 냉동 사이클을 순환하는 냉매에 의한 열의 흡수 및 방출에 의해서 특정 부분의 온도를 냉각시키는 장치에 사용된다. 상세하게, 냉동 시스템은 계(boundary)의 내부에서 열을 흡수하고, 그와 반대되는 계의 외부로 흡수된 열을 방출하는 동작이 반복해서 수행됨으로써, 계의 내부 또는 외부를 냉방 또는 난방시키는 시스템이다.

이와 같은 냉동 시스템은 압축, 응축, 팽창 및 증발로 이어지는 일련의 과정으로 이루어지고, 이러한 일련의 과정 중에서 스크롤 압축기는 냉매를 압축하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 스크롤 압축기는 본원 발명의 출원인이 대한민국 특허출원번호 "10-1999-0000607", 발명의 명칭, "스크롤 압축기"등과 같은 다수의 문헌에 의해서 이미 공지된 바가 있다.

특히, 본 발명은 스크롤 압축기의 작동에 의해서 압축되는 압축 용량을 가변할 수 있는 스크롤 압축기에 관한 것이다. 이하에서는, 이와 같이 스크롤 압축기의 동작에서 압축기의 압축 용량의 가변이 필요한 이유를 간략히 설명한다.

특정의 용도 및 용량에 맞는 스크롤 압축기를 선택하는데 있어서는, 그 사용처를 예상하기에 가장 불리한 작동 조건, 예를 들면 가장 큰 압축 용량이 필요한 조건(예를 들면, 공조기의 난방 운전)을 예상하여 스크롤 압축기를 선택하는 것이일반적이다. 그러나, 이러한 불리한 조건은 실제 작동시에는 거의 발생되지 아니하는 것이 일반적이므로, 결국 압축기를 선택하는데 있어서 용량이 큰 압축기를 선택하게 되면, 고 비율의 작동 시간 동안 저부하 조건하에서 압축기가 작동하게 된다. 이러한 작동은 결과적으로 시스템의 전체적인 작동 효율을 떨어뜨리게 된다.

그러므로, 보통의 작동 조건하에서 전체적인 작동 효율을 향상시키는 동시에, 압축기가 가장 불리한 조건 하에서도 작동 조건을 수용할 수 있도록, 압축 용량의 조절이 가능한 압축기가 요구되는 것이다.

이와 같이 스크롤 압축기의 압축 용량을 가변하기 위하여 종래에 적용되었던 방법은, 전기적으로 압축기 모터의 회전수를 제어하는 방법과, 압축되는 경로 상에서의 냉매 누설을 이용하는 방법이 있다.

그러나, 종래 스크롤 압축기의 압축 용량을 가변하는 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 회전수를 제어하는 방법은 성능이 우수하지만, 모터를 정확한 회전수로 제어하기 위한 인버터등과 같은 추가적인 부품이 소요되고, 고속 회전시에 마찰부위의 신뢰성을 확보하기가 어려운 단점이 있다.

그리고, 누설을 이용하는 방법으로는, 대한민국 특허출원 10-2001-0062567(미국특허출원번호 09/686,561)등이 있는데, 이러한 방법 또한 다수의 복잡한 부품이 적용되기 때문에, 제조 비용이 상승되는 등의 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 저가의 모터를 사용함으로써 압축 모터의 회전수가 동일하게 제어되는 상태에서, 바이패스(Bypass) 기능을 이용하여 압축 용량을 가변할 수 있도록 하는 용량 조절식 스크롤 압축기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 별도의 추가적인 구성없이, 스크롤 압축기에 의해서 압축되기 전과 압축된 후의 유체 압력을 이용하여 바이패스 기능을 구현함으로써, 압축 용량을 가변할 수 있도록 하는 용량 조절식 스크롤 압축기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 스크롤 압축기의 구성을 설명하는 도면.

도 2와 도 4는 본 발명에 따른 비선회 스크롤 부재의 저면도.

도 3과 도 5는 본 발명의 사상에 따르는 가동 블럭의 이동 상태에 따른 압축 용량의 변화를 개념적으로 설명하는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 밀폐성 외각 12 : 밀폐 플레이트 13 : 흡입 챔버

14 : 토출 챔버 15 : 비선회 스크롤 부재 16 : 선회 스크롤 부재

17 : 비선회 나선형 랩 18 : 선회 나선형 랩 19 : 구동축

21 : 베어링 22 : 흡입구 23 : 토출구

25 : 가동 블럭 26 : 중앙 토출 관로 31 : 조정챔버

43 : 힌지

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 비선회 나선형 랩이 형성되는 비선회 스크롤 부재, 상기 비선회 나선형 랩과 면접되어 선회운동되는 선회 나선형 랩, 상기 비선회 나선형 랩의 소정 부위에 형성되는 조정 챔버, 상기 조정 챔버에 놓이는 가동 블럭, 상기 가동 블럭의 위치를 조정하기 위한 조정 수단이 포함된다.

다른 측면에 따른 본 발명의 스크롤 압축기는 스크롤 부재의 압축 경로에 형성되는 조정 챔버; 상기 조정 챔버에 놓여 일단부가 상기 조정 챔버와 힌지에 의해서 결합되는 가동 블럭; 및 상기 조정 챔버의 압력 상태를 고압 상태 또는 저압 상태로 조작하기 위하여, 스크롤 압축기의 흡입구측의 압력 및/또는 토출구측의 압력을 조정하기 위한 바이패스 조정 구조가 포함된다.

제시되는 바와 같은 용량 조절식 스크롤 압축기에 의해서, 별도의 추가적인 구성없이 스크롤 압축기의 압축 용량을 가변하여 운전할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수는 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 스크롤 압축기의 구성을 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 용량 조절식 스크롤 압축기는 스크롤 압축기의 일반적인 구성과, 압축 용량이 조정되도록 하기 위해서 압축되는 중에 있는 유체가 바이패스되도록 하는 바이패스 구조와, 상기 바이패스 구조를 조정하기 위한 바이패스 조정 구조가 포함된다.

먼저, 일반적인 스크롤 압축기의 구성으로는 계의 내부를 밀폐하여 외계와 분리하는 밀폐성 외각(11)과, 상기 밀폐성 외각(11)의 내부에 형성되어 압축기의 내부를 저압의 흡입 챔버(13)와 고압의 토출 챔버(14)로 밀폐하여 분리하는 밀폐 플레이트(12)와, 상기 흡입 챔버(13)와 연결되어 압축되는 유체가 흡입되는 흡입구(22)와, 상기 토출 챔버(14)와 연결되어 압축된 유체가 토출되는 토출구(23)와, 상기 밀폐성 외각(11)에 고정되는 비선회 스크롤 부재(15)와, 모터(미도시)로부터 연장되는 구동축(19)과 연계되는 선회 스크롤 부재(16)와, 상기 비선회 스크롤 부재(15)에 형성되는 공기의 압축 경로로서 비선회 나선형 랩(17)과, 상기 비선회 나선형 랩(17) 간헐적으로 면접되어 공기의 압축경로를 형성하는 선회 나선형 랩(18)과, 상기 구동축을 안전하게 지지하기 위한 베어링(21)과, 상기 비선회 스크롤 부재(15)의 중심부가 관통되어 압축된 유체가 상기 토출 챔버(14)로 배출되기위한 중앙 토출 관로(26)가 포함된다.

상기 바이패스 구조는 비선회 나선형 랩(17)의 일측 벽의 외주면이 함몰되어 형성되는 조정챔버(31)와, 상기 조정챔버(31)의 내부에서 전후로 동작되어 유체의 압축 경로가 막히거나 개방되도록 하는 가동 블럭(25)이 포함된다. 그리고, 상기 가동 블럭(25)은, 가동 블럭(25)의 일단과 비선회 나선형 랩(17)의 소정 위치와의 사이에 형성되는 힌지(도 3의 43참조)에 의해서, 힌지(43)를 중심점으로 회전된다.

또한, 상기 바이패스 조정 구조는 상기 조정 챔버(31)와 연결되어 상기 조정 챔버(31)로 가해지는 압력이 적절히 제공되도록 하는 조정 관로(30)와, 상기 조정 관로(30)에 가하여지는 압력이 저압관로(27) 또는 고압관로(28)로 부터 선택적으로 절환되어 공급되도록 하기 위한 조정 밸브(29)가 포함된다.

특히, 상기 저압 관로(27)는 일단은 상기 조정 밸브(29)와 연결되고 타단은 흡입구(22)와 연결되어, 상기 흡입구(22)의 압력이 상기 저압관로(27)에 적용된다. 그리고, 고압 관로(28)는 일단은 상기 조정 밸브(29)와 연결되고 타단은 토출구(23)와 연결되어, 상기 토출구(23)의 압력이 상기 고압관로(28)에 가하여 지도록 한다.

상세하게, 상기 조정 밸브(29)는 소정의 콘트롤러에 의해서 움직이는 솔레노이드 밸브가 적용될 수 있다. 그리고, 상기 조정 관로(30)는 상기 밀폐성 외각(11)을 뚫고 밀폐 플레이트(12)와 연결되고, 상기 비선회 스크롤 부재(15)를 관통되는 일련의 관로를 지칭하는 것이다. 그러나, 이와 같은 일련의 관로로서 그 구성이 제한된다고 할 수는 없으며, 상기 조정 밸브(29)와 상기 조정 챔버(31)를 연결하는어떠한 관로라도 무관하다 할 것이다. 예를 들어, 상기 밀폐 플레이트(12)를 통과하지 아니하고, 바로 조정 챔버(31)와 연결되는 관로가 형성된다고 하더라도 본 발명의 실시에는 영향이 없다고 할 것이다.

상기되는 바와 같은 압력 조절식 스크롤 압축기의 동작을 간단히 설명한다. 먼저, 일반적인 스크롤 압축기는 모터(미도시)와 연결되고 편심 형성되는 구동축(19)이 회전되면, 상기 구동축(19)과 접촉되는 선회 스크롤 부재(16)가 선회운동하게 된다. 이때, 비선회 스크롤 부재(15)는 정지 상태로 놓여있다.

그리고, 선회 스크롤 부재(16)가 회전되면, 선회 스크롤 부재(16)에 형성되는 선회 나선형 랩(18)과, 비선회 스크롤 부재(15)에 형성되는 비선회 나선형 랩(17)의 사이에 형성되는 공간으로, 흡입 챔버(13)의 내부에 있는 저압의 피 압축 유체가 유입되어 압축된다.

이때, 압축된 유체는 비선회 스크롤 부재(15)의 중심부에 형성되는 중앙 토출 관로(26)를 통하여, 상기 토출 챔버(14)로 토출되고, 토출 챔버(14)의 고압 유체는 토출구(23)를 통해 배출된다.

한편, 압축 중인 유체의 바이패스 구조로서, 상기 가동 블럭(25) 및 조정 챔버(31)가 형성되어 있어, 가동 블럭(25)이 일측으로 회전되어 선회 나선형 랩(18)과 면접되어 압축 경로를 바르게 형성하는 경우에는, 유체가 압축된다.

그러나, 가동 블럭(25)이 타측으로 회전되어 압축 경로가 바르게 형성되지 아니하는 경우에는, 상기 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18)과의 사이에 형성되는 간격을 통해서 압축 중인 유체가 바이패스되어 빠져나가기 때문에 압축이 이루어지지 않는다. 이와 같이 가동 블럭(25)의 회전 동작에 의해서 유체의 압축 용량이 변경된다. 다시 말하면, 상기 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18)이 면접되지 아니하는 일편으로 회전되는 경우에는 압축되는 용량이 떨어지게 되는 것이다.

한편, 상기 바이패스 구조를 조정하는 상기 바이패스 조정 구조로서, 상기 가동 블럭(25) 및 조정 챔버(31)의 동작을 조정하기 위하여, 조정 챔버(31)에 일단이 연결되어 일정의 조정 압력을 인가하는 조정 관로(30)가 포함된다. 상기 조정 관로(30)의 타단에는 조정 밸브(29)가 형성되고, 상기 조정 밸브(29)는 상기 저압 관로(27) 및 고압 관로(28)로부터 공급되는 압력이, 선택적으로 상기 조정 관로(30)로 가하여지도록 압력의 정도를 조정한다.

특히, 상기 저압 관로(27) 및 고압 관로(28)는 상기 흡입구(22) 및 토출구(23)에 그 타단이 연결되어 있어, 상기 스크롤 압축기에서 압축되기 전 또는 압축된 후의 유체압력이 저압 관로(27) 및 고압 관로(28)에 가하여 지도록 한다.

상세하게, 상기 조정 밸브(29)가 도 1을 기준으로 하여 상측으로 이동되어 고압 관로(28)와 조정 관로(30)가 연결되는 경우에는, 조정 관로(30) 및 조정 챔버(31)에는 고압이 인가되기 때문에, 상기 가동 블럭(25)은 도면을 기준으로 왼쪽으로 이동된다. 이때에는, 상기 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18)이 면접되기 때문에, 선회 나선형 랩(18)의 선회 운동시에 가동 블럭(25)이 형성되는 지점에서도 유체의 압축이 일어날 수 있다.

한편, 상기 조정 챔버(31)는 비선회 스크롤 부재(15)의 내주면에 형성되기 때문에, 가동 블럭(25)의 운동 및 유체의 압축 과정에 방해가 되지 않도록 한다.

한편, 상기 조정 챔버(31)에 고압이 인가되는 경우에, 고압의 유체가 누설되지 아니하도록 하기 위하여, 상기 가동 블럭(25)과 비선회 나선형 랩(17)과의 접면에 소정의 실링 부재가 더 형성될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 가동 블럭(25)의 위치 지정 및 이동 방향이 보다 신뢰성있게 이루어질 수 있다.

또한, 도 1을 기준으로 하여 상기 조정 밸브(29)가 하측으로 이동되어 저압 관로(27)와 조정 관로(30)가 연결되는 경우에는, 조정 관로(30) 및 조정 챔버(31)에는 저압이 인가되기 때문에, 상기 가동 블럭(25)은 도 1을 기준으로 오른쪽으로 이동된다. 왜냐하면, 상기 가동 블럭(25)은 조정 챔버(31) 내의 압력과, 스크롤 압축기의 내부에서 압축 중인 유체의 중간 압력에 의해서 그 회전 방향이 조정되는데, 유체의 중간 압력이 저압 관로(27) 관 내부의 압력인 스크롤 압축기의 흡입측의 압력보다는 적어도 크기 때문에, 오른쪽으로 이동되는 것이다.

이와 같이, 상기 가동 블럭(25)이 오른쪽으로 이동되어 열려 있을 때는, 상기 선회 나선형 랩(18)과 상기 가동 블럭(25)사이에 소정의 간격이 형성되기 때문에, 압축되는 도중에 있는 유체가 상기 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18) 사이의 간격을 통해서 압축되기 전의 위치로 바이패스되어 빠져 나가게 된다. 그러므로, 압축 용량이 줄어들게 되고, 이러한 경우는 유체가 바이패스되는 양만큼 압축 용량이 줄어들게 되는 것이다.

도 2와 도 4는 본 발명에 따른 비선회 스크롤 부재의 저면도이다.

상세하게, 도 2는 가동 블럭(25)이 힌지(43)를 중심으로 시계 방향(도 2의 화살표 방향, 도 2에서 상기 비선회 스크롤 부재는 저면이므로, 화살표의 방향은반 시계 방향으로 표시됨)으로 이동되어, 압축 용량이 줄어드는 상태를 보이고 있다. 그리고, 도 4는 가동 블럭(25)이 반시계 방향(도 4의 화살표 방향, 도 4에서 상기 비선회 스크롤 부재는 저면도이므로, 화살표 방향은 시계 방향으로 표시됨)으로 이동되어, 압축 용량이 정상적인 상태를 보이고 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 비선회 스크롤 부재(15)에는 나선형으로 꼬여있는 비선회 나선형 랩(17)과, 상기 비선회 나선형 랩(17)의 흡입단측의 함몰된 부위에 형성되는 조정 챔버(31)와, 상기 조정 챔버(31)에 놓이는 가동 블럭(25)과, 상기 가동 블럭(25)의 일단과 상기 비선회 스크롤 부재(15)의 사이에 형성되는 소정의 힌지(43)가 포함된다.

상기 가동 블럭(25)은 상기 비선회 나선형 랩(17)의 가장 바깥쪽에 있는, 다시 말하면, 유체의 흡입측과 가까운 위치에 형성될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 유체가 압축되는 경로 상에서, 일정 이상의 압력으로 이미 압축되어 있는 유체가 바이패스되어 빠져나가지 않도록 함으로써, 모터의 출력 손실을 줄일 수 있다.

또한, 상기 힌지(43)는 가동 블럭(25)의 위치 중에서 스크롤 압축기의 흡입측과 비교하여 먼 쪽에 위치할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18)의 간격이 흡입측에서 멀어지면 멀어질수록, 보다 완전하게 줄어들어 모터의 손실이 줄어들게 할 수 있다. 다시 설명하면, 조정 챔버(31)에 압력이 가하여져서, 가동 블럭(25)이 오른쪽으로 이동될 때, 실링이 완벽하게 이루어지지 못할 수 있다. 이 때에, 가동 블럭(25)과 선회 스크롤 부재(18)와의 사이에 약간의 간격이 생기는 경우에도, 일정 위치가 지난 뒤에는 그 간격이 완벽하게 없어져 유체의 압축이 일어날 수 있으므로, 무용한 모터의 출력을 줄일 수 있는 것이다.

만약, 힌지(43)가 상기 가동 블럭(25)의 위치 중에서 스크롤 압축기의 흡입측과 가까운 단부에 위치할 때, 상기 가동 블럭(25)의 위치 제어가 완벽하게 이루어지지 아니하는 경우에는, 선회 나선형 랩(18)의 운동에 의해서 일단 압축된 유체가 바이패스되어 빠지게 되므로, 모터는 무용한 출력을 만들어낸 것으로서 바람직하지 못한 것이다.

또한, 나선형 랩(17)(18)의 안쪽으로 진행하면 진행 할 수록 압축 중인 유체의 압력은 높아지므로, 고압에서 비교적 안정되게 가동 블럭(25)의 위치가 지지될 수 있도록 하기 위하여, 힌지(43)가 형성되는 지점은 가동블럭(25)의 안쪽이 바람직한 것이다.

이하에서는, 본 발명에 따르는 압력 조절식 스크롤 부재의 동작에 대해서 자세히 설명한다.

도 3과 도 5는 본 발명의 사상에 따르는 가동 블럭의 이동 상태에 따른 압축 용량의 변화를 개념적으로 설명하는 도면이다.

상세하게, 도 3은 도 2의 상태를 보이는 것으로서, 가동 블럭과 선회 스크롤 부재가 면접되는 상태를 보이고 있다. 그리고, 도 5는 도 4의 상태를 보이는 것으로서, 가동 블럭과 선회 스크롤 부재가 면접되지 아니하는 상태를 보이고 있는 도면이다.

도 3을 참조하면, 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18)이 면접되지 아니하는 상태를 도시하고 있다. 상세히는, 가동 블럭(25)과 상기 비선회 나선형 랩(17)의이격되는 공간이 일정한 길이로 형성되어, 압축 중인 유체가 빠져나갈 수 있는 간격이 형성된다. 상기 조정관로(30) 및 조정 챔버(31)에는 스크롤 압축기 흡입측의 저압이 인가되기 때문에, 가동 블럭(25)은 압축 중인 유체의 중간압에 의해서 힌지(43)를 중심으로 시계방향(화살표 참조)으로 회전될 수 있는 것이다.

조정 챔버(31)에 저압이 인가되는 상태에서는, 비선회 나선형 랩(17)의 내주면과 선회 나선형 랩(18)의 외주면과의 사이에 형성되는 압축 공간인 제 1 흡입체적(41)이, 가동블럭(25)의 설치 위치, 상세히는 힌지(43)를 지난 뒤에 비선회 나선형 랩(17)과 선회 나선형 랩(18)이 접촉되는 위치부터 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 이는 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18)이 면접되는 상태를 도시하고 있다. 상세히는, 가동 블럭(25)과 상기 선회 나선형 랩(18)의 사이에 이격되는 공간이 없이 밀접하게 붙어 있기 때문에, 압축 중인 유체가 빠져나갈 수 있는 간격이 없다. 상기 조정관로(30) 및 조정 챔버(31)에는 스크롤 압축기 토출측의 고압이 인가되기 때문에, 가동 블럭(25)은 압축 중인 유체의 중간압에 의해서 움직이지 아니하고, 고정될 수 있는 것이다.

조정 챔버(31)에 고압이 인가되는 상태에서는, 비선회 나선형 랩(17)의 내주면과 선회 나선형 랩(18)의 외주면과의 사이에 형성되는 압축 공간인 제 2 흡입체적(42)이, 가동블럭(25)의 설치 위치 중에서 흡입단측, 상세히는 스크롤 압축기의 흡입측 초기에 가동 블럭(25)과 선회 나선형 랩(18)이 접촉되는 위치부터 형성될 수 있다.

이와 같이 제 1 흡입체적(41)의 공간이, 조정 밸브(29)의 연결 상태, 상기조정 밸브(29)와 연계되는 조정 챔버(31)의 압력 상태, 및 이와 연계되는 가동 블럭(25)의 이동 상태에 의해서 달라진다. 즉, 가동 블럭(25)이 선회 나선형 랩(18)과 면접되지 아니하는 경우에는, 제 1 흡입체적(41)만큼의 초기 압축 공간이 형성되고, 가동 블럭(25)이 선회 나선형 랩(18)과 면접되는 경우에는, 제 2 흡입체적(42) 만큼의 초기 압축 공간이 형성될 수 있다.

도시된 바와 같이 제 1 흡입체적(41)이 제 2 흡입체적(42)보다 작으므로, 압축용량을 비교하면, 제 2 흡입체적(42)이 제 1 흡입체적(41)이 형성되는 경우보다 크다. 다시 말하면, 가동 블럭(25)이 시계 방향으로 회전되는 상태(도 5의 이동 상태) 또는 조정 챔버(31)에 고압이 인가되는 상태 또는 조정 관로(30)에 고압이 인가되는 상태 또는 조정 밸브(29)의 연결 상태가 압축기의 토출구와 조정관로(30)가 연결되는 상태에는, 그와 반대되는 때보다 압축 용량이 크게 된다.

결국, 스크롤 압축기의 압축 초기에 흡입되는 유체의 용적에 차이가 나므로, 흡입 공간의 체적 차이에 의해서 압축 용량에 차이가 날 수 있게 된다.

예를 들면, 조정 밸브(29)의 조정 상태가 고압 관로(28)와 조정 관로(30)를 연결하는 쪽으로 이동되는 경우에는, 가동 블럭(25)이 시계방향으로 이동되고(도 5의 상태 참조) 압축 중인 유체는 바이패스 되지 못한다. 이러한 경우에는 압축 용량이 증가되므로, 큰 압축 용량이 요구되는 공조기의 운전 상태에 적합할 수있다.

이와 반대되는 경우를 설명하면, 조정 밸브(29)의 조정 상태가 저압 관로(27)와 조정 관로(30)를 연결하는 쪽으로 이동되는 경우에는, 가동 블럭(25)이 반 시계 방향으로 이동되고(도 3의 상태 참조), 압축 중인 유체는 바이패스된다.또한, 이러한 경우에는 압축 용량이 감소되므로, 작은 압축 용량이 요구되는 공조기의 운전 상태에 적합할 수 있는 것이다.

다만, 공조기 냉/난방의 운전 상태를 예시적인 설명에 지나지 아니하며, 압축 용량의 차이가 필요한 그 어느 사용처라 하더라도 무관하게 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는 많은 부분에서 기 설명된 바가 있는 원 실시예와 동일하고, 다만, 조정 밸브를 기점으로 하는 연결 상태만이 변경된다.

상세하게 설명하면, 조정 관로(52)와, 조정 밸브(53), 및 고압관로(51)가 형성되는 것은 원 실시예와 동일하다. 그러나, 본 실시예에서는 조정 밸브(53)의 또 다른 연결관로인 저압 관로(도 1의 27참조)가 형성되지 아니하는 점에 그 특징이 있다.

상기되는 본 발명의 다른 실시예와 같이 저압 관로(27)가 형성되지 아니하는 경우에는, 조정밸브(53)가 도 6을 기준으로 하측으로 이동되어 고압이 조정관로(52)에 가해지는 경우와, 상측으로 이동되어 고압이 가해지는 경우만이 있다.

또한, 상기 조정챔버 경우에는 조정 관로(52)의 내부 압력이, 조정 챔버(31)가 형성된 지점의 압력으로서, 스크롤 압축기의 압축 중인 유체의 중간 압력보다 작으므로, 상기 가동 블럭(25)은 시계방향(도 3의 상태참조)으로 회전될 수 있다.

그러므로, 저압 관로(도 1의 27참조)를 연결하기 위한 추가적인 구성이 없이도, 가동 블럭(25)의 이동 상태를 조작할 수 있게 되는 것이다.

설명된 바와 같은 본 발명은, 조정 밸브의 조정 상태를 조정하기만 하면 편리하게 압축 중인 유체를 바이패스 시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 조정 챔버를 조작할 수 있는 원동력은, 압축기로 흡입되기 전의 압력인 저압의 압축 전 압력과, 압축기에 의해서 압축되어 토출된 후의 압력인 고압의 압축후 압력이 이용됨으로써, 그 구조를 한층 더 간단히 할 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

Claims

비선회 나선형 랩이 형성되는 비선회 스크롤 부재,

상기 비선회 나선형 랩과 면접되어 선회운동되는 선회 나선형 랩이 형성되는 선회 스크롤 부재,

상기 비선회 나선형 랩의 소정 부위에 형성되는 조정 챔버,

상기 조정 챔버에 놓이는 가동 블럭,

상기 가동 블럭의 위치를 조정하기 위한 조정수단이 포함되는 용량 조절식 스크롤 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 조정 수단은,

스크롤 압축기의 흡입구의 저압 유체와, 상기 스크롤 압축기의 토출구의 고압 유체가 선택적으로 상기 조정 챔버에 인가되도록 하기 위한 조정 밸브인 것을 특징으로 하는 용량 조절식 스크롤 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 조정 챔버는 상기 비선회 나선형 랩의 내주면을 따라서 형성되는 용량 조절식 스크롤 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 가동 블럭은 상기 비선회 스크롤 부재의 흡입단으로부터 먼쪽의 단부에서 힌지결합되는 용량 조절식 스크롤 압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 조정 밸브에는,

상기 흡입구와 연결되는 저압관로,

상기 토출구와 연결되는 고압관로,

상기 조정챔버와 연결되는 조정관로가 각각 연결되어 그 압력 전달 상태가 조작되는 용량 조절식 스크롤 압축기.
스크롤 부재의 압축 경로에 형성되는 조정 챔버;

상기 조정 챔버에 놓여 일단부가 상기 조정 챔버와 힌지에 의해서 결합되는 가동 블럭; 및

상기 조정 챔버의 압력 상태를 고압 상태 또는 저압 상태로 조작하기 위하여, 스크롤 압축기의 흡입구측의 압력 및/또는 토출구측의 압력으로 조정하기 위한 바이패스 조정 구조가 포함되는 용량 조절식 스크롤 압축기.
제 6 항에 있어서,

상기 바이패스 조정 구조에는 상기 흡입구의 유체 압력, 상기 토출구의 유체압력이 선택되어 연통되도록 하는 조정 밸브,

상기 조정 밸브 및 상기 막음 밸브에 양단이 연결되어 상기 조정 밸브에 의해서 선택된 유체 압력이 상기 조정 챔버로 인가되도록 하는 조정 관로가 포함되는 용량 조절식 스크롤 압축기.