KR20070100084A

KR20070100084A - 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치

Info

Publication number: KR20070100084A
Application number: KR1020060081978A
Authority: KR
Inventors: 한나라; 주영세
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2007-10-10
Also published as: CN101415947A; KR100795957B1

Abstract

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치는, 밀폐된 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 구획되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 흡입공간으로 흡입된 냉매를 압축하여 토출공간으로 토출하는 압축부; 상기 토출공간에 연통되도록 설치되는 밸브하우징; 상기 밸브하우징의 내부에 구비되어 그 중앙부위에 냉매통공이 형성되는 밸브시트; 및 상기 밸브하우징의 내부에서 회동하면서 상기 밸브시트의 냉매통공을 개폐하도록 상기 밸브시트에 회동 가능하게 설치되어 토출된 냉매의 역류를 차단하는 토출밸브;를 포함함으로써, 상기 토출밸브가 밸브시트에 힌지 결합됨에 따라 압력차와 밸브의 자중에 의해 개폐되어 그 응답속도가 빨라지게 되고, 이로 인해 토출된 냉매가 역류하는 것을 효과적으로 차단하여 밀폐형 스크롤 압축기의 효율이 향상된다. 또, 상기 상기 토출밸브가 열릴 때 밸브멈춤면에 의해 그 토출밸브가 구조물에 부딪히는 것을 방지할 수 있어 압축기의 토출소음을 크게 낮출 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 역류 방지 장치{COUNTERFLOW PREVENTION APPARATUS FOR HERMETIC COMPRESSOR}

도 1은 종래의 밀폐형 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 2는 종래 역류방지유닛을 보인 종단면도,

도 3은 종래 역류방지유닛의 변형예를 보인 종단면도,

도 4는 본 발명 밀폐형 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 역류방지유닛을 분해하여 보인 사시도,

도 6은 본 발명 역류방지유닛의 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도,

도 7은 본 발명 역류방지유닛을 조립하여 보인 종단면도,

도 8은 본 발명 스크롤 압축기의 정상운전시 역류방지유닛을 보인 종단면도,

도 9는 본 발명 스크롤 압축기의 정지시 역류방지유닛을 보인 종단면도,

도 10은 본 발명 역류방지유닛의 변형예를 보인 종단면도,

도 11은 본 발명 역류방지유닛의 다른 실시예를 보인 종단면도,

도 12는 본 발명 역류방지유닛의 설치위치에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,

도 13은 본 발명 역류방지유닛의 설치위치에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 케이싱 110 : 흡입관

120 : 토출관 130 : 흡입공간

140 : 토출공간 400 : 고정스크롤

420 : 고정랩 500 : 선회스크롤

520 : 선회랩 700 : 고저압분리판

800 : 역류방지유닛 810 : 밸브하우징

820 : 밸브시트 821 : 냉매통공

822 : 힌지돌부 823 : 고정측 힌지구멍

824 : 실링돌기 825 : 탄성링

830 : 토출밸브 831 : 힌지부

832 : 개폐부 833 : 가동측 힌지구멍

834 : 밸브멈춤면 840 : 힌지핀

850 : 밸브스프링 861 : 토출밸브

862 : 리테이너 900 : 토출플레넘

본 발명은 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 두 개의 스크롤이 맞물려 압축실을 형성하는 스크롤 압축기에서 토출된 냉매가 압축부로 역 류하는 것을 차단하는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 스크롤 압축기는 공기조화기 분야에 널리 적용되는 고효율 저소음 압축기이다. 상기 밀폐형 스크롤 압축기는 케이싱의 밀폐된 내부공간에 전동기구부와 두 개의 스크롤이 맞물려 압축실을 형성하는 압축부가 함께 설치되는 압축기이다. 상기 밀폐형 스크롤 압축기는 선회운동을 하는 스크롤의 선회랩이 고정된 스크롤의 고정랩에 맞물려 연속으로 이동하도록 형성되는 두 개 한 쌍의 압축실로 냉매를 각각 흡입하고, 이 각각의 압축실로 흡입되는 냉매는 상기 선회측 스크롤의 선회궤적을 따라 이동하면서 점차 압축되다가 최종 압축실에서 상기 케이싱의 내부공간으로 연속 토출되는 방식이다.

도 1은 종래의 밀폐형 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 흡입관(11)과 토출관(12)이 연통되는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내주면 상하 양측에 각각 고정되는 메인프레임(20) 및 서브프레임(미도시)과, 상기 메인프레임(20)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착되어 회전력을 발생하는 구동모터(30)와, 상기 메인프레임(20)의 상면에 고정 설치되고 그 경판부(41) 저면에 나선형으로 고정랩(42)이 형성되는 고정스크롤(40)과, 상기 고정스크롤(40)의 고정랩(42)에 맞물려 상기 메인프레임(20)의 상면에 선회 가능하게 얹히고 상기 고정스크롤(40)의 고정랩(42)과 함께 복수의 압축실(P)이 쌍으로 형성되도록 나선형으로 선회랩(52)이 형성되는 선회스크롤(50)과, 상기 선회스크롤(50)과 메인프레임(20) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(50)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(60)과, 상기 고정스크 롤(40)의 배면에 결합되어 케이싱(10)의 내부공간을 흡입공간(13)과 토출공간(14)으로 구획하는 고저압분리판(70)과, 상기 토출공간(14)의 출구측에 설치되어 토출관(12)으로 토출된 압축가스의 역류를 방지하는 역류방지유닛(80)이 포함되어 있다.

상기와 같은 종래의 밀폐형 스크롤 압축기는, 상기 구동모터(30)에 전원이 인가되면 그 구동모터(30)의 구동축(33)이 회전자(32)와 함께 회전을 하고, 이에 따라 상기 선회스크롤(50)이 올담링(60)에 의해 메인프레임(20)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 상기 선회랩(52)과 고정랩(42) 사이에서 한 쌍의 압축실(P)이 연속하여 형성되며, 이와 함께 상기 선회스크롤(50)이 지속적으로 선회운동을 하면서 냉매가 고정스크롤(40)의 흡입구(43)를 통해 최외곽 압축실로 흡입되어 상기 선회스크롤(50)의 선회궤적을 따라 중심으로 이동하면서 압축되었다가 최종 압축실에서 상기 고정스크롤(40)의 토출구(44)를 통해 케이싱(10)의 토출공간(14)으로 토출되고, 이 냉매는 상기 토출관(12)을 통해 공기조화기 등에 구비된 냉동사이클의 응축기로 배출되어 그 냉동사이클을 순환하게 된다.

이때, 압축기가 정지하게 되는 경우에는 토출공간(14)의 압력이 토출관(12)의 압력 보다 낮아지게 되어 상기 토출관(12)으로 토출되었던 냉매가 다시 토출공간(14)으로 역류하려는 현상이 발생하게 되나, 상기 토출공간(14)의 출구에는 역류방지유닛(80)이 설치되어 상기 토출관(12)으로 토출되었던 냉매가 압력차에 의해 다시 토출공간(14)으로 역류하는 것을 방지하게 된다.

여기서, 상기 토출공간의 출구에 구비되는 역류방지유닛은 미국 특허등록 제 5141420호, 제6171084호, 제6428292호 등에 제시되어 있다. 이러한 종래의 역류방지유닛은 모두 토출밸브가 자유롭게 움직이면서 압력차에 의해 토출공간과 토출관 사이를 개폐하도록 구성되어 있다.

이를 보다 상세히 살펴보면 도 2와 도 3에 도시된 것과 같다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 역류방지유닛(80)은 상기 케이싱(10)의 토출공간(14)과 토출관(12) 사이가 연통되도록 제1 냉매통공(85)이 형성되어 상기 케이싱(10)의 내주면에 고정 설치되는 하우징(81)과, 상기 하우징(81)의 입구측에 고정 설치되고 그 가장자리에 제2 냉매통공(86)이 형성되는 밸브시트(82)와, 상기 하우징(81)의 출구측에 고정 설치되고 그 중앙에 제3 냉매통공(87)이 형성되는 스탑(83)과, 상기 밸브시트(82)와 스탑(83) 사이에서 자유롭게 움직이면서 상기 밸브시트(82)의 제2 냉매통공(86)을 개폐할 수 있도록 얇은 판체의 중앙에 제4 냉매통공(88)이 형성되는 토출밸브(84)로 구성되어 있다.

상기와 같은 종래의 역류방지유닛(80)은 압축기의 운전상태에 따라 상기 밸브시트(82)의 제2 냉매통공(86)을 개폐하면서 냉매가 원활하게 토출되도록 하거나 역류하는 것을 방지하게 된다. 예컨대, 압축기가 정상운전을 할 때에는 상기 토출공간(14)의 압력이 토출관(12)의 압력 보다 높기 때문에 상기 토출밸브(84)가 압력차에 의해 스탑(83) 쪽으로 밀려 상기 밸브시트(82)의 제2 냉매통공(86)이 열리면서 상기 토출공간(14)으로 토출되는 냉매가 토출관(12)으로 배출되는데 반면, 압축기가 정지될 때에는 상기 토출공간(14)의 압력이 토출관(12)의 압력 보다 낮기 때문에 상기 토출밸브(84)가 압력차에 의해 밸브시트(82) 쪽으로 밀려 상기 밸브시 트(82)의 제2 냉매통공(86)이 닫히면서 토출관(12)으로 배출되었던 냉매가 다시 상기 케이싱(10)의 토출공간(12)으로 역류하는 것을 차단하는 것이었다.

한편, 도 3에 도시된 종래의 역류방지유닛(80)은, 상기 하우징과 스탑 그리고 밸브시트를 별도로 구비하지 않고 상기 토출관(12)의 입구측이 단차져 확관되도록 하여 상기 토출밸브(84)가 수용되는 하우징(81)과 스탑(83)이 형성되고, 상기 토출관(12)의 입구측에 수용되는 케이싱(10)의 외측면에 밸브시트(82)가 형성되도록 하는 것이다. 이 경우에도 상기 토출밸브(84)가 그 양측의 압력차에 따라 자유롭게 이동을 하면서 상기 토출공간(14)과 토출관(12) 사이를 개폐하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 밀폐형 스크롤 압축기의 역류 방지 장치는, 상기 토출공간(14)과 토출관(12) 사이를 개폐하는 토출밸브(84)가 압력차에 의해서만 움직임에 따라 상기 토출밸브(84)의 응답성이 낮아지고, 이로 인해 상기 토출밸브(84)의 닫힘속도가 지연되면서 토출관(12)으로 토출되었던 냉매가 역류하여 압축기의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또, 상기 토출밸브(84)가 닫힐 때에는 밸브시트(82)에 충돌하면서 밸브충돌소음이 발생되는 반면 열릴 때에는 스탑(83)에 충돌되면서 밸브충돌소음이 유발되고, 이로 인해 압축기의 소음 진동이 가중되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 스크롤 압축기의 역류 방지 장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 토출밸브의 응답성을 높여 토출밸브가 신속하게 닫히도록 하고 이를 통해 냉매가 역류하는 것을 효과적으로 차단하여 압 축기의 성능을 높일 수 있는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 상기 토출밸브가 열리고 닫힐 때 발생되는 충돌소음을 줄여 압축기의 진동 소음을 낮출 수 있는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 구획되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 흡입공간으로 흡입된 냉매를 압축하여 토출공간으로 토출하는 압축부; 상기 토출공간에 연통되도록 설치되는 밸브하우징; 상기 밸브하우징의 내부에 구비되어 그 중앙부위에 냉매통공이 형성되는 밸브시트; 및 상기 밸브하우징의 내부에서 회동하면서 상기 밸브시트의 냉매통공을 개폐하도록 상기 밸브시트에 회동 가능하게 설치되어 토출된 냉매의 역류를 차단하는 토출밸브;를 포함한 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 스크롤 압축기의 역류 방지 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 밀폐형 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 역류방지유닛을 분해하여 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 역류방지유닛의 다른 실시예를 분해하여 보인 사시도이고, 도 7은 본 발명 역류방지유닛을 조립하여 보인 종단면도이며, 도 8은 본 발명 스크롤 압축기의 정상운전시 역류방지유닛을 보인 종단면도이고, 도 9는 본 발명 스크롤 압축기의 정지시 역류방지유닛을 보인 종단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 밀폐형 스크롤 압축기는, 흡입관(110)과 토출관(120)이 연통되는 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100)의 내부에 고정 설치되는 메인프레임(200)과, 상기 케이싱(100)의 내부공간에 고정 설치되어 구동력을 발생하는 구동모터(300)와, 상기 메인프레임(200)의 상면에 고정 설치되는 고정스크롤(400)과, 상기 메인프레임(200)의 상면에 얹혀져 구동모터(300)의 구동축(330)에 편심지게 결합되어 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤(400)과 맞물려 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(500)과, 상기 선회스크롤(500)과 메인프레임(200) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(500)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(600)과, 상기 케이싱(100)의 내부공간을 흡입공간(130)과 토출공간(140)으로 구획하는 고저압분리판(700)과, 상기 케이싱(100)의 토출공간(140)측에 삽입 결합되고 그 입구측은 케이싱(100)에 연통되는 반면 출구측은 토출관(120)이 연결되어 상기 토출관(120)으로 토출된 냉매가 케이싱(100)의 토출공간(140)으로 역류하는 것을 차단하는 역류방지유닛(800)이 포함된다.

상기 케이싱(100)은 그 흡입공간(130)에 흡입관(110)이 연통 결합되고, 상기 케이싱(100)의 토출공간(140)에는 그 출구에 토출관(120)이 연결된다. 상기 토출관(120)은 상기 역류방지유닛(800)의 일부를 이루는 밸브하우징(810)을 사이에 두고 케이싱(100)의 토출공간(140)과 연결된다.

상기 고정스크롤(400)과 선회스크롤(500)의 각 경판부(410)(510)에는 서로 대향하는 면에 나선형의 고정랩(420)과 선회랩(520)이 형성되고, 그 고정랩(420)과 선회랩(520)이 맞물려 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)이 형성된다. 또, 상기 고정스크롤(400)의 일측 저면 가장자리에는 최외곽 압축실과 케이싱(100)의 흡입공간(130)이 연통되는 흡입구(430)가 형성되고, 상기 고정스크롤(400)의 중앙에는 최종 압축실에서 케이싱(100)의 토출공간(140)이 연통되는 토출구(440)가 형성된다.

상기 고저압분리판(700)은 그 내주연은 고정스크롤(400)의 상면에 결합되는 반면 그 외주연은 상기 케이싱(100)에 결합되도록 소정의 폭을 가지는 환형 판체로 형성된다.

상기 역류방지유닛(800)은 도 5 및 도 7에서와 같이 케이싱(100)에 삽입되어 결합되는 밸브하우징(810)과, 상기 밸브하우징(810)의 내부에 고정 설치되고 그 중앙부위에 냉매통공(821)이 형성되는 밸브시트(820)와, 상기 밸브하우징(810)의 내부에서 회동하면서 상기 밸브시트(820)의 냉매통공(821)을 개폐하도록 상기 밸브시트(820)에 회동 가능하게 설치되어 토출된 냉매의 역류를 차단하는 토출밸브(830)로 이루어진다.

상기 밸브하우징(810)은 원통모양으로 형성되어 상기 케이싱(100)의 토출공간(140)과 토출관(120) 사이를 연결하도록 상기 케이싱(100)에 삽입되어 용접 결합되고, 그 입구측 끝단은 축관되거나 또는 돌출되어 상기 밸브시트(820)를 지지하도록 시트지지부(811)가 형성된다.

상기 밸브시트(820)는 그 중앙에 제1 냉매통공(821)이 구비되도록 환형으로 형성되어 상기 밸브하우징(810)에 압입되거나 또는 용접되거나 또는 볼팅으로 체결 고정된다.

또, 상기 밸브시트(820)는 그 상반부에 후술할 토출밸브(830)의 힌지부(831)가 중간에 삽입되어 회동될 수 있도록 힌지돌부(822)가 좌우 양측에 각각 돌출 형성되고, 그 힌지돌부(822)의 중앙에는 후술할 토출밸브(830)의 가동측 힌지구멍(833)에 일치되어 힌지핀(840)이 결합될 수 있도록 고정측 힌지구멍(823)이 형성된다. 여기서, 상기 고정측 힌지구멍(823)은 토출밸브(830)가 압력차는 물론 자중에 의해서도 원활하게 닫힐 수 있도록 적어도 밸브시트(830)의 선단면과 동일 수직선상에 형성되거나 토출측에 위치하도록 형성된다.

또, 상기 밸브시트(820)의 냉매통공(821) 주변에는 그 선단면이 토출밸브(830)의 압축면과 선접촉될 수 있도록 실링돌기(824)가 형성된다.

상기 밸브시트(820)에는 도 5에서와 같이 냉매통공(821)의 주변에 실링돌기(824)가 소정의 높이로 돌출 형성될 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 6에서와 같이 상기 토출밸브(830)가 닫힐 때 그 토출밸브(830)와 밸브시트(820) 사이로 냉매가 누설되는 것을 차단하는 동시에 상기 토출밸브(830)의 충돌로 인한 충격을 완화시킬 수 있도록 상기 탄성링(825)이 압입되어 설치될 수도 있다. 여기서, 상기 탄성링(825)은 토출밸브(830)와 선접촉될 수 있도록 원형 단면 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또, 상기 탄성링은 경우에 따라 토출밸브의 압축면에 설치될 수도 있다.

상기 토출밸브(830)는 도 5 내지 도 7에서와 같이 그 일단이 밸브시트(820)에 힌지 결합되도록 볼록하게 힌지부(831)가 형성되고, 그 타단은 밸브시트(820)의 냉매통공(821)을 개폐하도록 원판모양으로 개폐부(832)가 형성된다.

또, 상기 토출밸브(830)는 그 힌지부(831) 중앙 부위에 상기 밸브시트(820)의 고정측 힌지구멍(823)과 일치되도록 가동측 힌지구멍(833)이 형성된다. 여기서, 상기 가동측 힌지구멍(833) 역시 토출밸브(830)가 압력차는 물론 자중에 의해서도 원활하게 닫힐 수 있도록 적어도 토출밸브(830)의 압축면과 동일 수직선상에 형성되거나 토출측에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또, 상기 토출밸브(830)는 그 힌지부(831)의 외주면이 밸브열림시 상기 밸브시트(820)와 접촉되어 상기 토출밸브(830)의 열림각을 제한하도록 소정의 각도로 경사지게 밸브멈춤면(834)이 형성되거나, 또는 상기 개폐부(832)의 압축배면에 밸브열림시 상기 밸브하우징(810)의 내주면에 접촉되어 상기 토출밸브(830)의 열림각을 제한하도록 밸브멈춤돌기(미도시)가 형성된다.

또, 상기 토출밸브(830)는 강성과 탄성을 고려하여 얇은 금속판으로 형성되거나 또는 소음이나 비용 등을 고려하여 피크와 같은 엔지니어 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.

한편, 도 10에서와 같이 상기 토출밸브(830)와 밸브시트(820) 사이에는 그 토출밸브(830)가 열릴 때 탄성력을 축적하였다가 닫힐 때 탄력적으로 닫힐 수 있도록 텐션스프링과 같은 탄성부재(850)가 설치될 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 310은 고정자, 320은 회전자, 835는 스프링지지돌기이다.

상기와 같은 본 발명 밀폐형 스크롤 압축기의 역류 방지 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 상기 구동모터(300)에 인가된 전원에 의해 구동축(330)이 회전을 하게 되고, 이 구동축(330)에 결합된 상기 선회스크롤(500)이 고정스크롤(400)과 맞물린 상태에서 편심거리 만큼 선회운동을 하게 되며, 이로 인해 상기 고정스크롤(400)과 선회스크롤(500)과 사이에 연속으로 이동하면서 중앙으로 갈수록 점차 체적이 좁아지는 두 개 한 쌍의 압축실(P)이 형성된다. 이 과정에서 상기 흡입관(110)을 통해 냉매가 케이싱(100)의 흡입공간(130)으로 흡입되었다가 상기 고정스크롤(400)의 흡입구(430)를 통해 최외곽 압축실로 유입되어 점차 최종 압축실 쪽으로 이동하면서 압축되어 상기 케이싱(100)의 토출공간(140)으로 토출된다. 이렇게 상기 케이싱(100)의 토출공간(140)으로 토출되는 냉매는 상기 밸브하우징(810)의 입구측에 구비된 토출밸브(830)를 밀어 개방시키면서 밸브시트(820)의 냉매통공(821)을 통해 토출관(140)으로 이동하여 냉동사이클로 토출하게 된다.

여기서, 상기 토출밸브가 열리고 닫히는 과정을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 8에서와 같이 압축기가 정상적으로 운전을 진행하는 경우에는 상기 토출밸브(830)의 압축면에 가세되는 냉매의 토출압에 의한 힘이 상기 토출밸브(830)의 압축배면에 가세되는 압력에 의한 힘과 그 토출밸브(830)의 자중에 의한 힘을 합한 힘 보다 커서 상기 토출밸브(830)가 힌지핀(840)을 중심으로 상향 회동되면서 열리게 되고, 이 열린 냉매통공(821)을 통해 압축된 냉매가 토출관(120)으로 신속하게 토출된다. 이때, 상기 토출밸브(830)의 힌지부(831) 외주면이 소정의 경사각(α)으로 밸브멈춤면(834)이 형성됨에 따라 그 밸브멈춤면(834)이 밸브시트(820)의 압축배면에 접하게 되면서 상기 토출밸브(830)의 열림각이 제한된다.

반면, 도 9에서와 같이 압축기가 이상운전을 진행하거나 정지되는 경우에는 정상운전과 반대가 되어 상기 토출밸브(830)의 압축배면에 가세되는 압력에 의한 힘과 밸브의 자중에 의한 힘의 합힘이 더 커서 상기 토출밸브(830)가 힌지핀(840)을 중심으로 신속하게 하향 회동되면서 닫히게 된다. 이때, 상기 토출밸브(830)는 그 압축면이 밸브시트(820)의 실링돌기(824)에 선접촉되어 상기 토출관(120)으로 토출되었던 냉매가 케이싱(100)의 토출공간(140)으로 역류하는 것을 차단하게 된다. 특히, 도 6에서와 같이 상기 밸브시트(820)에 탄성링(825)이 설치되는 경우에는 상기 토출밸브(830)가 탄성링(825)에 탄력적으로 완충되어 충돌소음이나 밸브파손이 방지될 뿐만 아니라 상기 토출밸브(830)와 선접촉되면서 냉매의 역류도 효과적으로 차단할 수 있다.

이렇게 하여, 상기 토출밸브가 밸브시트에 힌지 결합됨에 따라 미끄러지면서 개폐되는 것에 비해 그 응답속도가 한층 빨라지게 되고, 특히 상기 토출밸브가 닫힐 때에는 그 토출밸브 양쪽의 압력차와 토출밸브의 자중이 함께 작용하게 되어 보다 신속하게 닫히게 됨으로써 되어 밀폐형 스크롤 압축기의 효율이 향상된다.

또, 상기 토출밸브가 열리고 닫힐 때 밸브의 충돌음을 줄일 수 있어 압축기의 토출소음을 낮출 수 있다. 특히 상기 토출밸브가 열릴 때 밸브멈춤면에 의해 그 토출밸브가 구조물에 부딪히는 것을 방지할 수 있어 압축기의 토출소음을 크게 낮출 수 있다.

한편, 본 발명 밀폐형 스크롤 압축기의 역류 방지 장치에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 상기 토출밸브(830)가 힌지형 밸브로 구성되는 것이었으나, 본 실시예는 도 11에서와 같이 상기 토출밸브(861)가 리드형 밸브로 구성되는 것이다.

이를 위해, 상기 토출밸브(861)는 자체 탄성을 가질 수 있는 얇은 금속판으로 형성되어 그 일단이 밸브시트(820)에 고정 결합되는 고정단이 형성되고 그 타단은 상기 고정단을 중심으로 자유롭게 회동하면서 상기 밸브시트(820)의 냉매통공(821)을 개폐하도록 자유단으로 형성된다.

또, 상기 토출밸브(861)가 자체 탄성력에 의해 열림량이 제한되도록 하거나 또는 밸브하우징(810)의 내주면에 의해 열림량이 제한되도록 하거나 또는 상기 토출밸브(830)의 압축배면에 별도의 리테이너(862)가 배치되도록 하여 그 토출밸브(861)의 열림량을 제한할 수도 있다.

이 경우에도 상기 밸브하우징(810)과 밸브시트(820) 등 역류방지유닛의 기본적인 구성과 그로 인한 작용 효과는 전술한 일실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예의 경우 상기 토출밸브(861)가 열리는 과정에서 리테이너(862) 등에 충돌되면서 소음이 유발될 수 있을 수 있으나, 상기 리테이너(862)가 밸브의 열리는 모양에 대응하도록 곡면으로 형성되는 경우 열림시에도 밸브충돌음을 줄일 수 있다.

또 한편, 상기 역류방지유닛의 설치위치를 다음과 같이 변경할 수도 있다.

즉, 도 12에서와 같이 상기 역류방지유닛의 밸브하우징이 케이싱의 외측면에 위치하도록 설치되거나 도 13에서와 같이 상기 밸브하우징은 토출플레넘에 삽입 결합하고 상기 토출관은 케이싱에 관통 결합될 수도 있다.

예컨대, 도 12에서와 같이 밸브하우징이 케이싱의 외측면에 설치되는 경우에는 그 케이싱(100)에 냉매통공(151)을 가지는 밸브시트부(150)가 일체로 형성되고 상기 냉매통공(151)의 상측에 힌지돌부(152)가 형성되어 상기 토출밸브(830)의 힌지부(831)가 회동 가능하게 결합된다. 또, 상기 밸브하우징(810)의 입구가 토출밸브(830)를 수용하여 상기 케이싱(100)의 외측면에 밀봉 결합되고, 상기 밸브하우징(810)의 출구에 토출관(120)이 연결된다. 이 경우에는 상기 토출밸브가 고정되기 위한 밸브시트를 별도로 구비할 필요가 없어 그만큼 부품수와 조립공수가 감소되고 이로 인해 생산비용이 절감되고 생산성이 향상될 수 있다.

반면, 도 13에서와 같이 밸브하우징이 토출공간을 형성하는 토출플레넘에 결합되는 경우에는 그 밸브하우징(810)이 상기 토출플레넘(900)의 관통구멍(910)에 연통되도록 삽입되어 결합되고, 상기 밸브하우징(810)의 출구에 연결되는 토출관(120)은 토출플레넘(900)의 외곽에 밀봉되는 케이싱(100)에 관통되어 결합된다. 이 경우에는 상기 토출플레넘을 제외한 케이싱의 내부공간 전체가 저압인 흡입공간을 형성함에 따라 상기 케이싱과 토출관의 용접부위가 압력부하를 적게 받아 실링정도가 높게 될 뿐만 아니라 상기 토출플레넘이 소음기 역할을 하게 되어 압축기 소음을 더욱 줄일 수 있다.

또 한편, 전술한 일실시예에서는 상기 케이싱의 내부공간이 고저압분리판이 나 토출플레넘에 의해 흡입공간과 토출공간으로 구획되는 저압식 스크롤 압축기를 예로 들어 살펴보았으나, 상기 흡입관이 케이싱을 관통하여 고정스크롤에 직접 결합되고 상기 케이싱의 내부공간은 고압부인 토출공간을 유지하여 그 토출공간에 토출관이 연통되는 고압식 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 전술한 일실시예에서와 같은 힌지형태의 역류방지유닛이 토출공간과 토출관 사이에 설치되어 그 토출공간과 토출관 사이를 개폐하도록 구성되는 것으로 이에 대한 작용효과는 저압식 스크롤 압축기와 동일하므로 생략한다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치는, 상기 토출밸브가 밸브시트에 힌지 결합됨에 따라 압력차와 밸브의 자중에 의해 개폐되어 그 응답속도가 빨라지게 되고, 이로 인해 토출된 냉매가 역류하는 것을 효과적으로 차단하여 밀폐형 스크롤 압축기의 효율이 향상된다.

또, 상기 토출밸브가 열릴 때 밸브멈춤면에 의해 그 토출밸브가 구조물에 부딪히는 것을 방지할 수 있어 압축기의 토출소음을 크게 낮출 수 있다.

Claims

밀폐된 내부공간이 구비되는 케이싱;

상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 흡입된 냉매를 압축하여 토출공간으로 토출하는 압축부;

상기 토출공간에 연통되도록 설치되는 밸브하우징;

상기 밸브하우징의 내부에 구비되어 그 중앙부위에 냉매통공이 형성되는 밸브시트; 및

상기 밸브하우징의 내부에서 회동하면서 상기 밸브시트의 냉매통공을 개폐하도록 상기 밸브시트에 회동 가능하게 설치되어 토출된 냉매의 역류를 차단하는 토출밸브;를 포함한 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 토출밸브는 그 일단이 밸브시트에 회동 가능하도록 힌지 결합되어 힌지형 밸브로 이루어지는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제2항에 있어서,

상기 토출밸브는 그 일단에 가동측 힌지구멍이 형성되고, 상기 밸브시트는 토출밸브의 가동측 힌지구멍과 대응되어 힌지핀으로 결합되도록 고정측 힌지구멍이 형성되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제2항에 있어서,

상기 토출밸브는 밸브시트와 결합되는 부위의 끝단 테두리에 밸브열림시 그 밸브시트와 접촉되어 상기 토출밸브의 열림각을 제한하도록 밸브멈춤면이 경사지게 형성되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제2항에 있어서,

상기 토출밸브는 냉매통공을 개폐하는 부위의 압축배면에 밸브열림시 상기 밸브하우징의 내주면에 접촉되어 상기 토출밸브의 열림각을 제한하도록 밸브멈춤돌기가 형성되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제2항에 있어서,

상기 토출밸브와 밸브시트의 힌지 결합위치가 상기 밸브시트와 접하는 토출밸브의 압축면 보다 토출측에 위치하거나 적어도 동일한 위치에 형성되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제2항에 있어서,

상기 토출밸브와 밸브시트 사이에는 토출밸브가 탄력적으로 닫힐 수 있도록 탄성부재가 설치되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 토출밸브는 그 일단이 밸브시트에 고정 결합되어 리드형 밸브로 이루어지는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제8항에 있어서,

상기 토출밸브의 배면에는 그 토출밸브의 열림량을 제한하도록 리테이너가 구비되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브시트는 밸브하우징에 압입,용접,볼팅 중에서 어느 하나를 이용하여 결합되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제10항에 있어서,

상기 밸브하우징에는 밸브시트의 측면에 돌출되어 그 밸브시트를 지지하도록 시트지지부가 형성되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브하우징은 케이싱을 관통하여 결합되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브시트는 케이싱의 외측면에 일체로 형성되어 상기 밸브하우징에 수용되고, 상기 토출밸브는 케이싱의 외측면에 회동 가능하게 결합되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브하우징은 케이싱의 내부공간을 흡입공간과 토출공간으로 구획하도록 설치되는 토출플레넘에 관통되어 결합되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 케이싱의 내부공간은 고저압분리판에 의해 흡입공간과 토출공간으로 구획되고, 상기 흡입공간에 흡입관이 연결되는 반면 상기 토출공간에 토출관이 연결되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 압축부에 흡입관이 직접 연결되고, 상기 케이싱의 내부공간은 압축부에서 토출된 냉매가 채워지는 토출공간이 형성되며, 상기 토출공간에는 토출관이 연결되어 이루어지는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 압축부는 복수의 스크롤이 맞물려 연속으로 이동하는 압축실이 형성되어 냉매를 연속 압축하는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브시트에는 토출밸브와의 접촉부위에 탄성링이 설치되는 밀폐형 압축기의 역류 방지 장치.