KR20120006015A - 칸투어드 체크밸브 디스크 및 이를 갖는 스크롤 압축기 - Google Patents

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프란시스 피. 윌슨
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비쩌 퀼마쉬넨바우 게엠베하
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Abstract

체크 밸브 하우징의 밸브 디스크 부재 및 리테이너 부재 사이에 고정 점착력을 방지할 수 있도록 스크롤 압축기에 통합된 체크밸브가 제공된다. 이러한 고정 점착력은 특히 체크 밸브 하우징의 밸브 디스크 및 정지 플레이트 사이에 얇은 윤활막을 창출하는 스크롤 압축기에서 발생되는 오일 미스트 때문에 발생될 수 있고, 밸브 디스크가 정지 플레이트를 떠나서 제자리를 벗어나려고 할 때 흡입 형태의 고정 점착력을 창출한다. 완화 영역은 리테이너 및 고정 점착력을 상당히 줄이거나 제거하는 최소 접촉 표면 영역을 창출하는 밸브 디스크 사이에서 창출된다. 예를 들면, 상기 밸브 디스크는 정지 플레이트에 의해 제공된 리테이너 요소를 마주하는 오목한 표면을 갖도록 움푹하게 들어갈 수 있다.

Description

칸투어드 체크밸브 디스크 및 이를 갖는 스크롤 압축기{CONTOURED CHECK VALVE DISC AND SCROLL COMPRESSOR INCORPORATING SAME}
본 발명은 냉매를 압축하기 위한 체크밸브 및 스크롤 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크롤 압축기를 위한 체크밸브에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 냉동, 공기 조화, 산업적인 냉각 및 냉동 장치와 같은 적용기기 및/또는 압축된 유체가 사용되는 다른 적용기기를 위해 냉매를 압축하기 위하여 사용되는 압축기의 한 형태이다. 이러한 종래의 스크롤 압축기는 예를들면, Hasemann의 미국특허 6,398,530, Kammhoff 등의 미국특허 6,814,551, Kammhoff 등의 미국특허 6,960,070 및 Kammhoff 등의 미국특허 7,112,046에 예시되어 있고, 이들 모두는 본 양수인과 밀접한 관계가 있는 Bitzer entity에 양도되어 있다. 본 개시물이 이와 같은 또는 다른 스크롤 압축기 설계를 충족할 수 있도록 개량된 것에 속하기 때문에, 미국특허 6,398,530; 7,112,046; 6,814,551 및 6,960,070의 모든 개시물은 여기서 전체로써 참고로 포함되어 있다.
이와 같은 특허들에 의해 예시된 바와 같이, 스크롤 압축기는 통상적으로 그 안에 담겨진 스크롤 압축기를 갖는 외부 하우징을 포함한다. 스크롤 압축기는 제1 및 제2 스크롤 압축기 부재를 포함한다. 제1 스크롤 압축기 부재는 일반적으로 움직이지 않게 배열되고 외부 하우징에 고정된다. 제2 스크롤 압축기 부재는 각각의 베이스 상에 돌출되고 서로 맞물리는 각각의 스크롤 리브 사이에서 냉매를 압축하기 위하여 상기 제1 스크롤 압축기 부재와 관련하여 움직인다. 통상적으로 상기 이동 스크롤 압축기 부재는 냉매를 압축하기 위한 목적을 위하여 중심축에 대하여 선회궤도로 구동된다. 일반적으로 전기 모터와 같은 적절한 구동유닛은 보통 상기 이동 스크롤 부재를 구동하기 위하여 같은 하우징 내에 제공된다.
본 발명은 이미 개발된 것에 대한 개량된 것에 속한다.
본 발명은 Kammhoff 등의 미국특허 7,112,046와 같은 스크롤 압축기에서 활용되는 밸브 구조와 같은 체크밸브 구조에서 개선점에 대해서 제시한다. 상기 특허는 고 압축 챔버 및 스크롤 압축기 몸체의 토출구 사이에 놓여진 체크밸브를 개시하고 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명자들은 이러한 스크롤 압축기에서 발생되는 오일 미스트 환경 때문에 "정지마찰(stiction)"이 발생되는 것을 알게 되었다. 여기서 사용된 정지마찰은 체크밸브 디스크 및 체크밸브 구조의 대응하는 정지 플레이트 사이에서 일어날 수 있는 스티킹 흡입력 또는 고정 점착력과 관련된다. 예를 들면, 상기 오일 미스트 환경은 이러한 두개의 구조의 평평한 기하학적 구조 사이에서 실링 작용을 허용하고, 이러한 플랫 대 플랫의 접촉을 해제하는 체크밸브 디스크의 일반적인 경향이 상기 대응하는 정지 플레이트로부터 체크밸브 디스크를 분리시키려는 시도가 있을 때 발생되는 흡입에 의해 방지된다. 이것은 고압으로 압축된 냉매가 주변부 포트를 통해 체크밸브 디스크 주위에서 역류하거나 체크 밸브를 통해서 뒤로 흐를 수 있는 위험을 야기할 수 있다. 이것은 스크롤 압축기 유닛이 정지할 때 스크롤 압축기 몸체 사이에서의 상대적인 움직임을 뒤바꿀 수 있다.
본 발명에 따르면, 이러한 고정 점착력은 스크롤 압축기 장치에서 체크밸브를 위한 상기 밸브 디스크 및 리테이너(예를 들면, 체크밸브의 정지 플레이트에 의해 제공될 수 있다.) 사이의 고정 점착력을 방지하기 위한 수단에 의해 방지된다. 이러한 수단은 정지마찰을 방지하는 최소 표면 접촉을 포함한다. 이러한 최소 접촉은 리테이너(retainer) 및 밸브 디스크 사이에서 둘 중 하나 또는 양쪽 모두의 구조에서 후퇴 영역에 의해 제공되는, 바람직하게는 밸브 디스크 상에 제공되는 접촉 계면(contact interface)을 따라 형성되는 완화(relief) 영역에 의해 발생될 수 있다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 유체를 압축하기 위한 압축기 장치는 하우징 및 각각의 베이스와 각각의 베이스로부터 돌출되고 서로 맞물리는 스크롤 리브를 갖는 스크롤 압축기 몸체들을 포함한다. 스크롤 압축기 몸체들 사이에서 상대적인 움직임은 토출구를 통해 유체를 압축한다. 하우징 내의 고압 챔버는 스크롤 압축기 몸체들로부터 압축된 유체를 수용할 수 있도록 정렬된다. 체크밸브는 하우징 내의 고압 챔버 및 스크롤 압축기 몸체들의 토출구 사이에 놓여진 체크밸브 챔버를 포함한다. 상기 체크밸브는 밸브 디스크(또한 밸브 플레이트로 언급될 수 있다.) 및 상기 밸브 챔버 내의 밸브 디스크를 함유하는 리테이너(정지 플레이트와 같은)를 포함한다. 상기 밸브 디스크는 폐쇄 위치에서의 밸브 시트 및 개방 위치에서의 밸브 리테이너 사이에서 움직인다. 수단은 상기 밸브 디스크 및 리테이너 사이의 고정 점착력을 방지하기 위하여 제공된다.
더 나은 특징에 따르면, 압축기 장치는 고정 점착력을 창출하는 밸브 디스크 또는 리테이너 상에서 윤활막(lubricant film)을 창출하는 스크롤 압축기 내에서 윤활을 위하여 사용되는 윤활제인 미스트(mist)를 발생시킨다. 앞서 언급한 고정 점착력을 방지하기 위한 수단은 밸브 디스크 및 리테이너 사이의 완전하지 않는 접촉 계면을 포함한다. 더욱 자세하게는, 그러한 수단은 리테이너 및 밸브 디스크 사이의 접촉 계면을 따라 완화된 부분을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 밸브 디스크는 접촉 평면에 위치된 외부 환형의 접촉 링을 포함하기 위하여 움푹 들어갈 수 있고, 상기 접촉 링은 개방 위치에서 접촉 평면을 따라 상기 리테이너와 맞물리는 반면에 완화된 영역은 오목한 구조로 밸브 디스크 내로 형성되고 상기 접촉 링에 의해 완전히 둘러싸인다. 이것은 밸브 디스크 및 리테이너 사이의 접촉 계면을 최소화시킨다.
상기 밸브 디스크 내에 움푹 들어가거나 완화된 영역을 제공하기 위하여 몇 가지 방법이 있다. 첫째로, 제작된 평평한 디스크를 고용하지만 충분하게 얇고 꾸준하게 변형 가능한 재료를 사용하고, 결과로 설계 밸브 두께 및 재료는 압축된 유체 압력 분화하에서 초기 작동시 밸브 디스크를 움푹 들어가게 할 것이다. 대안으로, 상기 밸브는 밸브 플레이트가 스탬핑(stamping) 작업으로 형성될 때와 같은 초기 구성시 미리 움푹 들어가게 하는 방법 또한 가능하다. 상기 밸브 디스크는 일정한 벽 두께를 갖거나 다른 실시예로 완화된 영역에 의해 창출되는 가변하는 벽 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 리테이너 및 밸브시트 사이에서 유체 포트와 관련하여 둘러싸고 연장하는 체크밸브 챔버를 갖는 체크밸브 하우징을 포함하는 체크 밸브에 대해서 제시한다. 또한 상기 체크밸브는 상기 밸브 챔버 내에서 리테이너에 의해 유지되는 밸브 디스크를 포함한다. 상기 밸브 디스크는 밸브 디스크 주위에서 상기 유체 포트를 통하여 역류를 방지하는 폐쇄 위치에서의 밸브 시트 및 유체 포트를 통하여 유체 흐름을 허용하는 개방 위치에서의 밸브 리테이너 사이에서 움직인다. 완전하지 않은 접촉 계면은 밸브 디스크 및 리테이너 사이의 고정 점착력을 방지할 수 있도록 밸브 디스크 및 리테이너 사이에 제공된다. 예를 들면, 앞서 언급한 완전하지 않은 접촉 계면은 리테이너 및 밸브 디스크 사이의 접촉 계면을 따라 제공된 완화된 부분에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들, 본 발명의 목적 및 장점은 도면을 참고하여 아래의 상세한 설명을 통해 더욱 명확하게 될 것이다.
명세서와 함께 그 일부로 첨부된 도면은 본 발명의 다양한 측면을 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기 어셈블리의 종 단면도이다.
도 2는 도 1에서 스크롤 압축기의 상부 부분의 부분 종단면도이다.
도 3은 도 2와 유사하지만 확대되고 다른 구조적인 특징을 보여주기 위해서 다른 각도에서 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 실시예에서 하부 부분을 나타낸 부분 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크 밸브 디스크를 예시하는 체크 밸브 영역의 확대된 종단면도이다.
도 6은 도 5에 적용된 체크 밸브 디스크의 다른 실시예를 나타낸 종단면도이다.
도 7은 도 5의 실시예에 적용된 체크 밸브 디스크의 확대된 종단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 체크 밸브 디스크의 사시도이다.
본 발명은 임의의 바람직한 실시예에 대하여 설명될 것이지만, 이러한 실시예들이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다. 반대로, 다른 모든 대체물, 수정, 등가물이 본 발명의 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 권리범위 내에 포함될 것이다.
본 발명의 실시예는 일반적으로 외부 하우징(12)을 포함하는 스크롤 압축기 어셈블리(10)로써 도면에 예시되어 있고, 스크롤 압축기(14)는 구동 유닛(16)에 의해 구동된다. 상기 스크롤 압축기 어셈블리는 냉장, 산업적 냉각, 냉동, 공기조화 또는 압축된 유체가 적용되는 다른 적절한 응용기기를 위한 냉각 회로에 배열될 수 있다. 적절한 연결 포트들은 냉각 회로에 연결을 위하여 제공되고, 외부 하우징(12)을 통해 연장하는 냉매 유입 포트(18) 및 냉매 유출 포트(20)를 포함한다. 상기 스크롤 압축기 어셈블리(10)는 스크롤 압축기(14)를 작동시키기 위하여 구동 유닛(16)의 운전을 통해 작동되고, 그렇게 함으로써 상기 냉매 유입 포트(18)로 들어오는 적절한 냉매 또는 다른 유체를 압축시키고, 압축된 고압의 상태에서 상기 냉매 유출 포트(20)를 나간다.
상기 외부 하우징(12)은 다양한 형태를 취할 것이다. 바람직한 실시예에서, 상기 외부 하우징은 복수 개의 셀 섹션을 포함하고, 바람직하게는 중앙의 원통형 하우징 섹션(24), 상단 하우징 섹션(26) 및 하단 하우징 섹션(28)을 포함하는 세 개의 셀 섹션을 포함한다. 바람직하게는, 상기 하우징 섹션(24,26,28)은 적절한 강판으로 형성되고 외부 하우징(12)을 영구히 동봉하기 위하여 서로 용접된다. 그러나, 만약 하우징의 분리가 필요하다면, 금속 캐스팅이나 기계가공된 요소를 포함하는 다른 형태의 하우징이 제공될 수 있다.
상기 중앙 하우징 섹션(24)은 상단 및 하단 하우징 섹션(26,28)이 원통형이고 텔레스코픽하게 끼워맞춤되는 것이 바람직하다. 이는 스크롤 압축기(14) 및 구동 유닛(16)을 포함하는 하우징을 위한 밀폐된 챔버(30)를 형성한다. 각각의 상단 및 하단 하우징 섹션(26,28)은 일반적으로 돔(dome) 형상으로 이루어지고 상기 중앙 섹션(24)과 짝을 이루는 각각의 원통형 측벽 영역(32,34)를 포함하고, 외부 하우징(12)의 상단 및 하단을 밀폐하기 위하여 제공된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 측벽 영역(32)은 상기 중앙 하우징 섹션(24)과 텔레스코픽하게 겹쳐지고, 중앙 하우징 섹션(24)의 상부단에 원형의 용접 영역을 따라 외부에서 용접된다. 유사하게 상기 하단 하우징 섹션(28)의 하부 측벽 영역(34)은 상기 중앙 하우징 섹션(24)과 끼워맞춤되고(그러나 중앙 하우징 섹션(24)의 외부보다는 내부로 설치되는 것이 바람직하다.), 원형의 용접 영역에 의해 외부에서 용접된다.
상기 구동 유닛(16)은 전기 모터 어셈블리(40)의 형태로 구비되는 것이 바람직하며, 상부 및 하부 베어링 부재(42,44)에 의해 지지된다. 상기 모터 어셈블리(40)는 작동가능하게 회전하고 축(46)을 구동한다. 상기 전기 모터 어셈블리(40)는 일반적으로 외부 환형의 모터 하우징(48), 전기 코일을 포함하는 고정자(50) 및 함께 회전을 위해 구동축(46)에 결합되는 회전자(52)를 포함한다. 상기 고정자(50)를 활성화시키는 것은 상기 회전자(52)를 회전가능하게 구동시키기 위하여 운전되고, 그것에 의해 중심축(54)에 대해서 상기 구동축(46)을 회전시킨다.
도 1 및 도 4를 참고하면, 상기 하부 베어링 부재(44)는 중앙 부싱(bushing) 및 구동축(46)의 회전 지지를 위하여 저널(journal)되는 원통형 베어링(60)을 제공하기 위한 개구부를 포함하는 중앙 원통형 허브(58)를 포함한다. 복수 개의 암(62) 및 통상적으로는 적어도 세 개의 암은 바람직하게는 동일한 이격 각도로 베어링 중앙 허브(58)로부터 반경방향 외측으로 돌출한다. 이러한 지지 암(62)은 맞물리고 하부 외부 하우징 섹션(28)의 하부 측벽 영역(34)인 원형의 모서리를 결정하는 것에 의해 제공되는 원형의 장착 표면(64)(seating surface)에 장착된다. 하부 하우징 섹션(28)은 하부 베어링 부재(44)를 배치하고 지지하며 장착할 수 있으며, 그렇게 함으로서 스크롤 압축기 어셈블리의 내부 요소가 지지될 수 있는 기초를 제공한다.
상기 하부 베어링 부재(44)는 중앙 허브(58)의 상부를 따라 외측으로 돌출되는 하부 베어링 부재(44)의 평판형의 레지(ledge) 영역(68) 상에 형성되는 원형의 시트(66)에 의해 원통형의 모터 하우징(48)을 지지한다. 또한, 상기 지지암(62)은 상기 중앙 하우징 섹션의 내경과 관련하여 근접한 허용오차를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 상기 암(62)은 하부 베어링 부재(44)를 중앙에 위치시킬 수 있도록 중앙 하우징 섹션(24)의 내부 직경 표면과 맞물리고, 이에 의해 중심축(54)의 위치를 유지한다. 이는 하부 베어링 부재(44) 및 외부 하우징(12)의 사이에서 간섭(interference) 및 억지 끼움 지지 배열의 방식(press-fit support arrangement)이 될 수 있다.(도 4 참조) 대안으로 도 1에 도시된 바와 같이 보다 바람직한 구조에 따르면, 상기 하부 베어링은 중앙 섹션(24)에 부착된 상기 하부 하우징 섹션(28)과 맞물린다. 마찬가지로, 상기 외부 모터 하우징(48)은 상기 하부 베어링 부재(44)의 단차 시트(66)를 따라서 간섭 및 끼워맞춤에 의해 지지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 나사는 상기 하부 베어링 부재(44)에 모터 하우징을 견고하게 조이는 데 사용될 수 있다.
상기 구동 축(46)은 중심 축(54)과 동심원으로 정렬되어 점진적으로 더 작은 직경을 갖는 복수 개의 섹션(46a~46d)을 갖도록 구비된다. 가장 작은 직경을 갖는 섹션(46d)은 상기 하부 베어링 부재(44) 상에서 구동축(46)의 축방향 지지를 위한 스텝(step)(72)을 제공하는 다음으로 작은 직경을 갖는 섹션(46c)과 함께 상기 하부 베어링 부재(44) 내에 회전을 위해 저널된다. 가장 큰 직경을 갖는 섹션(46a)은 상기 상부 베어링 부재(42) 내에서 회전을 위하여 저널된다.
상기 구동축(46)은 중심축(54)에 대하여 오프셋(offset)된 오프셋 축(offset axis)에 대하여 원통형의 구동 표면(75)을 갖는 오프셋 편심 구동 섹션(74)(offset eccentric drive section)을 포함한다. 이러한 오프셋 구동 섹션(74)은 구동축(46)이 중심축(54)에 대하여 회전될 때 선회궤도(orbital path)로 스크롤 압축기의 이동 부재를 구동시키기 위하여 스크롤 압축기(14)의 이동 스크롤 부재의 캐비티(cavity) 내에 저널된다. 이러한 모든 베어링 표면의 윤활을 제공하기 위하여 상기 외부 하우징(12)은 적합한 윤활제가 제공되는 하부단에 오일 윤활 섬프(76)를 제공한다. 상기 구동 축(46)은 구동축이 회전될 때 오일 펌프로서 작동하는 오일 윤활 파이프 및 임펠러(78)를 갖고, 그렇게 함으로써 윤활섬프(76)에서 구동축(46) 내에서 정의된 내부 윤활 통로(80)를 통하여 오일을 퍼올린다. 구동축(46)이 회전하는 동안 원심력은 중력에 대항하여 상기 윤활 통로(80)를 통해 윤활 오일을 퍼올린다. 상기 윤활 통로(80)는 원심력을 통해 적절한 베어링 표면으로 오일을 공급하기 위하여 도시된 것처럼 다양한 반경 통로를 포함하고, 그것은 슬라이딩 표면(sliding surfaces)을 윤활시킬 것이다.
상부 베어링 부재(42)는 구동축(46)의 가장 큰 섹션(46a)이 회전을 위하여 저널되는 중앙 베어링 허브(84)를 포함한다. 외주연부 지지 림(88) 측으로 합병하는 지지 웹(86)이 상기 베어링 허브(84)로부터 외측으로 연장된다. 상기 원통형의 모터 하우징(48)의 상부단에 간섭 및 억지 끼움되는 환형의 단차 장착 표면(90)이 상기 지지웹(86)을 따라 제공되고, 축방향 및 반경방향 위치를 위하여 제공한다. 또한, 상기 모터 하우징(48)은 상기 상부 베어링 부재(42)에 나사를 매개로 조여질 수 있다. 또한, 상기 외주연부 지지림(88)은 상기 외부 하우징(12)과 간섭 및 억지끼움되는 외부 환형의 단차 장착 표면(92)을 포함한다. 예를 들면, 상기 외주연부 림(88)은 직경을 통해서가 아니라 축방향으로 상기 장착 표면(92)과 맞물릴 수 있고, 축(54)에 대하여 수직한 가로 평면 상에서 맞물린다. 중심을 맞추는 것을 제공하기 위하여 중앙 하우징 섹션(24) 및 지지림(88) 사이의 하부 표면(92) 밑에 직경 맞춤이 제공된다. 특히, 텔레스코픽 한 중앙 및 상단 하우징 섹션(24,26)의 사이에 내부 원형의 단차(94)로 규정되어 지고, 상부 베어링 부재(42)의 외부 환형 단차(92)와 함께 축방향 및 반경방향으로 배치된다.
또한, 상부 베어링 부재(32)는 축방향 쓰러스트 표면(96)을 경유하여 베어링 지지를 통해 이동 스크롤 부재에 축방향 쓰러스트 지지(axial thrust support)를 제공한다. 이것은 단일의 요소에 의해 일체로 제공될 수도 있지만, 단차진 환형의 계면(100)을 따라 상부 베어링 부재(42)의 상부 부분과 끼워맞춤되는 분리된 칼라 부재(98)(separate collar member)에 의해 제공되는 것이 도시되어 있다. 상기 칼라 부재(98)는 상기 편심 오프셋 구동 섹션(74)의 인수를 제공하고 이동 스크롤 압축기 부재(12)의 수용 부분 내에서 제공되는 그것의 편심 궤도를 허용 할 수 있도록 충분히 큰 사이즈를 갖는 중앙 개구부(102)를 규정한다.
스크롤 압축기(14)에 대해 보다 상세하게 살펴보면, 상기 스크롤 압축기 몸체는 바람직하게는 정지된 고정 스크롤 압축기 몸체(110) 및 이동 스크롤 압축기 몸체(112)를 포함하는 제1 및 제2 스크롤 압축기 몸체에 의해 제공된다. 상기 이동 스크롤 압축기 몸체(112)는 냉매를 압축하기 위한 목적을 위하여 상기 고정 스크롤 압축기 몸체(110)와 관련하여 선회 움직임을 할 수 있도록 배열된다. 상기 고정 스크롤 압축기 몸체는 판 형상의 베이스(116)로부터 축방향으로 돌출하는 제1 리브(114)를 포함하고 나선형의 형태로 디자인된다. 유사하게, 상기 제2 이동 스크롤 압축기 몸체(112)는 판 형상의 베이스(120)로부터 축방향으로 돌출하는 제2 리브(118)를 포함하고 유사한 나선형의 형태로 디자인된다. 상기 스크롤 리브(114,118)는 서로 맞물리고 각각의 다른 압축기 몸체(112,110)의 베이스 표면(120,116)에 기밀하게 접한다. 결과로, 복수 개의 압축기 챔버(112)는 압축기 몸체들(112,110)의 스크롤 리브(114,118) 및 베이스(120,116) 사이에서 형성된다. 상기 챔버(122) 내에서 냉매의 점진적인 압축이 일어난다. 냉매는 외부의 반경 영역에서 스크롤 리브(114,118)를 둘러싸는 흡입 영역(124)을 경유하여 초기 저압 상태로 흐른다.(도 2 및 도 3 참조) 상기 챔버(122) 내에서 점진적인 압축이 일어나면서(챔버가 반경방향 내측으로 점진적으로 규정됨으로써), 냉매는 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 베이스(116) 내에서 중앙부에 형성되는 압축 유출구(126)를 경유하여 배출된다. 고압으로 압축된 냉매는 스크롤 압축기의 작동시 상기 압축 유출구(126)를 경유하여 챔버(122)를 나간다.
상기 이동 스크롤 압축기 몸체(122)는 구동축(46)의 편심 오프셋 구동 섹션(74)과 맞물린다. 더욱 상세하게는, 상기 이동 스크롤 압축기 몸체의 수용 부분은 그것에 제공된 미끄러지기 쉬운 베어링 표면과 함께 미끄러질 수 있게 수용되는 원통형의 부싱 구동 허브(128)를 포함한다. 상세하게는, 상기 편심 오프셋 구동 섹션(74)은 중심축(54)에 대한 구동축(46)의 회전시 중심축(54)에 대한 선회 궤도로 이동 스크롤 압축기 몸체(112)를 움직일 수 있도록 상기 원통형의 구동 허브(128)와 맞물린다. 이러한 오프셋 관계가 중심축(54)과 관련하여 무게 불균형을 야기시키는 것을 고려하면, 상기 어셈블리는 상기 구동축(46)에 고정되고 각이 진 상태로 장착된 카운터 웨이트(130)(counter weight)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카운터 웨이트(130)는 편심 오프셋 구동 섹션(74) 및 선회궤도(예를 들면, 다른 것들 사이에서 상기 스크롤 리브는 불균등하다)로 구동되는 이동 스크롤 압축기 몸체(112)에 의해 야기되는 무게 불균형을 상쇄시킨다. 상기 카운터 웨이트(130)는 부착 칼라(132) 및 카운터 웨이트 효과를 위해 제공하고 그에 의해 균형을 위하여 하부 카운터웨이트(135)와 협력하여 중심축(54)에 대하여 회전하는 구성요소의 전체 무게의 균형을 잡는 오프셋 영역(134)(도 2에 최선으로 표시된 카운터 웨이트를 보라)을 포함한다. 이것은 진동 감소 및 내부적인 밸런싱 또는 관성력을 취소함에 의해 전체 어셈블리의 소음을 위해 제공된다.
도 1 내지 도 3, 특히 도 2를 참고하면, 스크롤 압축기의 안내하는 움직임이 보여진다. 상기 고정 스크롤 압축기 몸체(110)와 관련하여 이동 스크롤 압축기 몸체(112)의 선회 움직임을 안내하기 위하여, 적절한 키 커플링(140)(key coupling)이 제공된다. 키 커플링은 종종 스크롤 압축기 분야에서 "올드함 커플링(Oldham Coupling)"으로 언급된다. 본 실시예에서, 상기 키 커플링(140)은 외부 링 몸체(142)를 포함하고, 제1 가로축(146)을 따라 이격되고 상기 제1 축(146)을 따라 이격되고 정렬된 두 개의 각각의 키웨이 트랙(148) 내에서 미끄러지는 두 개의 제1 키(144)를 포함한다. 상기 키웨이 트랙(148)은 정지된 고정 스크롤 압축기 몸체(110)에 의해 규정되고, 상기 제1 가로축(146)을 따라 키 커플링(140)의 선형적인 움직임은 외부 하우징(12)과 관련된 선형적인 움직임이고, 중심축(54)에 대하여 수직하다. 상기 키들은 도시된 바와 같이, 슬롯, 홈 또는 키 커플링(142)의 링 몸체(146)로부터 돌출하는 돌출부를 포함한다. 상기 제1 가로 축(146) 상에서 움직임의 제어는 이동 스크롤 압축기 몸체(112)의 전체적인 센회 궤도의 일부를 안내한다.
부가적으로, 상기 키 커플링은 4개의 제 2 키(152)들을 포함하고, 제2 키의 반대된 짝은 제1 가로축과 직교하는 제2 횡단 가로 축(154)에 대해서 평행하게 정렬된다. 이동 스크롤 압축기 몸체(112)의 반대편 상의 베이스(120)로부터 돌출하는 돌출 슬라이딩 안내 부분을 수용할 수 있도록 협조적으로 작용하는 두 셋의 제2 키(152)가 구비된다. 상기 안내 부분(156)은 맞물리고, 상기 제2 키(152)의 세트를 따라 가이드 부분(156)의 슬라이딩 안내 움직임에 의해서 제2 횡단 가로 축을 따라 선형적인 움직임을 위하여 안내된다.
키 커플링(140)에 의해서, 상기 이동 스크롤 압축기 몸체(112)는 제1 가로축(146) 및 제2 횡단 가로 축(154)을 따라 고정 스크롤 압축기 몸체(110)에 대해서 절제된 움직임을 갖는다. 그것은 단지 병진 운동만을 허용하기 때문에 이동 스크롤 몸체의 다른 상대적인 회전을 예방하게 된다. 더욱 상세하게는, 상기 고정 스크롤 압축기 몸체(110)는 키 커플링(140)의 운동을 제1 가로 축(146)을 따라서 선형적인 움직임으로 제한하고, 결과로 제1 가로 축(146)을 따라서 움직일 때 키 커플링(140)은 그것과 함께 제1 가로 축(146)을 따라 이동 스크롤(112)을 운반한다. 부가적으로, 이동 스크롤 압축기 몸체는 상기 제2 키들(152) 사이에서 수용되고 미끄러지는 안내 부분(156)에 의해 고용된 상대적인 슬라이딩 운동(relative sliding movement)에 의해서 제 2 횡단 가로 축(154)을 따라 키 커플링(140)과 관련하여 독립적으로 움직일 수 있다. 서로 직교하는 두 개의 축(146,154)에서 동시동작을 허용함에 의해 이동 스크롤 압축기 몸체(112)의 원통형 구동 허브(128) 상에서 구동축(46)의 편심 오프셋 구동 섹션(74)에 의해 고용된 편심운동은 고정 스크롤 압축기 몸체(110)와 관련된 이동 스크롤 압축기 몸체(112)의 선회 궤도 움직임으로 바뀐다.
상기 고정 스크롤 압축기 몸체(110)에 대해서 더욱 상세하게 설명하면, 이러한 몸체(110)는 그것들 사이 및 이동 스크롤 압축기 몸체(112)의 외부 근처에서 축방향으로 그리고 수직하게 연장하는 연장부에 의해 상부 베어링 부재(42)에 고정된다. 예시된 실시예에서, 상기 고정 스크롤 압축기 몸체(110)는 상기 베이스(116)로부터 돌출하는 스크롤 리브와 같은 쪽에 축방향으로 돌출하는 복수 개의 돌출 레그(158)를 포함한다.(도 2 참조) 이러한 레그(158)들은 맞물리고 상부 베어링 부재(42)의 상부면에 맞서 안착된다. 바람직하게는, 볼트(160)(도 2 참조)는 상부 베어링 부재(42)에 고정 스크롤 압축기 몸체(110)를 고정시키기 위하여 제공된다. 상기 볼트(160)는 고정 스크롤 압축기 몸체의 레그(158)를 통해 축방향으로 연장되고, 상부 베어링 부재(42)에서 대응하는 나사산을 갖는 개구부에 고정되고 나사결합된다. 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 지지 및 고정을 위하여 고정 스크롤 압축기 몸체의 외주연부는 외부 하우징(10), 특히 상단 하우징 섹션(26)의 내부 원통형 표면에 맞서 밀접하게 수용되는 원통형 표면을 포함한다. 표면(162)과 측벽(32) 사이의 공차는 압축기 어셈블리에서 오링씰(164)을 포함하여 상부 하우징(26)의 조립을 허용할 수 있도록 제공된다. 오링씰(164)은 외부 하우징(12)의 내부에서 압축된 고압의 유체로부터 비압축된 섹션/섬프 영역에 이르는 누출 경로를 방지할 수 있도록 원통형의 표면(162) 및 외부 하우징(112) 사이의 영역을 밀봉한다. 상기 씰(164)은 반경방향으로 외측으로 마주하는 환형의 홈(166)에 함유될 수 있다.
도 1 내지 도 3, 특히 도 3을 참고하면, 고정 스크롤(110)의 상부측(예를 들면, 스크롤 리브의 맞은편 면)은 부유 배플 부재(170)를 지지한다. 똑같은 것을 수용하기 위하여, 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 상부측은 환형, 더욱 자세하게는 원통형의 내부 허부 영역(172) 및 베이스(116)의 디스크 영역(176)을 반경방향으로 연장함에 의해 연결되는 외부로 이격된 주연부 림(174)을 포함한다. 상기 허브(172) 및 림(174) 사이에서 상기 배플 부재(170)가 안에 수용된 환형의 피스톤형 챔버(178)가 제공된다. 이러한 정렬과 함께, 배플 부재(170) 및 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 결합은 하우징(10) 내에서 고압 챔버(180)를 저압 영역으로부터 분리시킨다. 배플 부재(170)가 맞물리고 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 외주연부 림(174) 내에 반경방향으로 강요된 것처럼 도시되었지만, 상기 배플 부재(170)는 외부 하우징(12)의 내부면에 맞서 직접 원통형으로 배치될 수도 있다.
특히 도 3을 참고하여 본 실시예에서 보여진 것처럼, 배플 부재(170)는 내부 허브 영역(184), 디스크 영역(186) 및 외주연부 림 영역(188)을 포함한다. 보강을 제공하기 위하여, 허브 영역(184) 및 주연부 림 영역(188) 사이에서 디스크 영역(186)의 상부면을 따라 반경방향으로 연장되는 복수 개의 연장 리브(190)가 일체로 제공될 수 있고, 바람직하게는 중심축(54)에 대해서 등각도로 이격될 수 있다. 상기 배플 부재(170)는 외부 하우징(12)의 나머지로부터 고압 챔버(180)를 분리시키는 경향이 있을 뿐만 아니라 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 내부 영역을 떠나서 고압 챔버(180)에 의해 발생되는 압력 하중을 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 외주연부 영역 측으로 전이시킨다. 외주연부 영역에서 압력 하중은 외부 하우징(12)에 의해 전이될 수 있고 직접적으로 옮겨질 수 있고, 이로 인해 피하거나 적어도 압박하는 구성요소를 최소화할 수 있고, 스크롤 몸체들과 같이 작동하는 구성요소에서의 변형이나 굴절을 피할 수 있다. 바람직하게는, 상기 배플 부재(170)는 내주연부 영역을 따라 고정 스크롤 압축기 몸체(110)에 대하여 부유가능하다. 예를 들면, 이것은 예시된 실시예에 도시된 바와 같이 고정 스크롤 압축기 몸체의 원통형 슬라이딩 표면 및 배플 부재 사이에서 각각의 허브 영역을 따라 원통형의 계면(192)을 슬라이딩함으로써 달성될 수 있다. 고압 챔버(180)에서 압축된 고압 냉매가 배플 부재(170)상에서 작용함에 따라, 맞물림 결합보다는 다른 것에 의해서 상당한 하중은 아니더라도 내부 영역을 따라 전이될 것이다. 대신에, 축방향의 접촉 링(194)은 각각의 림 영역이 고정 스크롤 압축기 몸체(110) 및 배플 부재(170)를 위해 위치되는 반경방향의 외주연부에 제공될 것이다. 바람직하게는, 환형의 축방향 갭(196)은 배플 부재(170)의 중심부 직경과 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 상부면 사이에 제공된다. 환형의 축방향 갭(196)은 배플 부재의 반경방향 중심 부분과 스크롤 부재의 사이에서 규정되고 고압 챔버(180)내에서 압축된 고압 냉매에 의해 야기되는 압력 하중에 응하여 크기를 감소시키기 위하여 적용된다. 상기 갭(196)은 압력 및 하중의 크기를 경감하기 위하여 연장되도록 허용된다.
가장 효과적으로 하중 전이를 가능하게 하기 위하여 환형의 중간 혹은 하부 압력 챔버(198)가 배플 부재(170) 및 고정 스크롤 압축기 몸체(110) 사이에서 규정된다. 이러한 중간 혹은 하부 압력 챔버는 도시된 하부 섬프 압력이거나 중간 압력 중 어느 하나일 수 있다(예를 들면, 각각의 압축 챔버(122) 중 하나를 챔버(198)에 연결하기 위한 고정 스크롤 압축기 몸체를 통하여 규정된 유체 이동 통로(200)를 통해서). 하중 이동 특징(load carrying characteristics)은 최선의 스트레스/디플렉션(deflection) 관리를 위해 선택되는 하부 또는 중간 압력에 기초하여 설정된다. 어느 경우든 작동시 중간 또는 저압 챔버(198) 내에 함유된 압력은 고압 챔버(180)보다 대체적으로 낮고, 그에 의해 배플 부재(170) 전체에 걸쳐 성장시킬 수 있도록 압력 분화 및 하중을 야기시킨다.
누설을 방지하고 하중 전이를 가능하게 하기 위하여, 내부 및 외부씰(204,206)은 탄력적이고 탄성적인 오링씰 부재로 구비된다. 상기 내부씰(204)은 바람직하게는 반경방향의 씰로 구비되고 배플 부재(170)의 내부 직경을 따라 규정되는 내부 홈(208)을 마주하여 반경방향 내측에 배치된다. 유사하게 외부씰(206)은 주연부 림 영역(188)에서 배플 부재(170)의 외부 직경을 따라 규정되는 외부홈(210)을 마주하여 반경방향 외측에 배치될 수 있다. 반경방향의 씰이 외부 영역에 도시되었지만 대안으로 또는 부가하여 축방향 씰이 축방향 접촉 링(194)을 따라 제공될 수도 있다.
상기 배플 부재(170)가 스탬프된 강철 요소로 구비될 수도 있지만, 바람직하게는 그리고 예시된 것처럼 위에서 언급된 몇 개의 구조적인 특징을 갖는 연장되는 능력을 위하여 제공될 수 있도록 상기 배플 부재(170)는 주조 및/또는 기계가공된 부재(알루미늄일 수도 있다)로 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로 배플 부재를 제조하는 것에 의하면, 배플의 과도한 스탬핑을 피할 수 있을 것이다.
부가적으로, 상기 배플 부재(170)는 고정 스크롤 압축기 몸체(110)에 보유될 수 있다. 특히, 도면에 도시된 바와 같이 배플 부재(170)의 내부 허브 영역(184)의 반경방향 내측으로 돌출하는 환형의 플랜지(214)는 정지 플레이트(212) 및 고정 스크롤 압축기 몸체(110) 사이에서 축방향으로 가둬진다. 상기 정지 플레이트(212)는 고정 스크롤 압축기 몸체(210)에 볼트(216)를 매개로 장착된다. 상기 정지 플레이트(212)는 고정 스크롤 압축기 몸체(110)의 내부 허브(172) 위에 반경방향으로 돌출하는 외부 다리(218)를 포함한다. 상기 정지 플레이트 레지(ledge)(218)는 배플 부재(170)를 위한 정지 및 유지의 역할을 한다. 이러한 방식에서 정지 플레이트(212)는 고정 스크롤 압축기 몸체(110)에 배플 부재(170)가 유지될 수 있도록 하여 배플 부재(170)가 그것에 의해 수행될 수 있도록 한다.
도시된 것처럼, 상기 정지 플레이트(212)는 체크밸브(220)의 일부일 수 있다. 상기 체크밸브는 내부 허브(172) 내의 고정 스크롤 압축기 몸체의 유출구 영역에서 규정된 챔버 내에 함유된 이동 밸브 플레이트 요소(222)(moveable valve plate element)를 포함한다. 정지 플레이트(212)는 이동 밸브 플레이트 요소(222)가 위치되는 체크 밸브 챔버(224)를 페쇄시킨다. 상기 체크 밸브 챔버 내에는 중심축(54)을 따라 체크 밸브(220)의 움직임을 안내하는 원통형의 안내 벽 표면(226)이 제공된다. 리세스(recess)(228)는 이동 밸브 플레이트 요소(222)가 밸브 시트(230) 상부로 들어올려 질 때 압축된 냉매가 체크밸브를 통해 지나갈 수 있도록 허용하기 위하여 안내벽(226)의 상부 섹션에 제공된다. 개구부(232)는 압축된 가스가 스크롤 압축기로부터 고압 챔버(180)로 통과할 수 있도록 정지 플레이트(212)에 제공된다. 체크밸브는 일방향성의 흐름을 허용하도록 작동하고 스크롤 압축기가 작동할 때 압축된 냉매는 밸브시트(230)를 떠나는 밸브 플레이트 요소(222)에 의하여 압축 유출구(126)를 통해 스크롤 압축기 몸체를 떠난다. 그러나, 일단 구동 유닛이 정지되고 스크롤 압축기가 더 이상 작동하지 않으면, 고압 챔버(180) 내에 함유된 고압은 밸브 시트(230) 상의 이동 밸브 플레이트 요소(222)를 강제로 뒤로 가도록 한다. 이것은 체크밸브(220)를 폐쇄시키고 이에 의해 스크롤 압축기를 통한 압축된 냉매의 역류를 방지한다.
작동시 스크롤 압축기 어셈블리(10)는 하우징 유입 포트(18)에서 저압의 냉매를 수용할 수 있도록 작동하고, 하우징 유출 포트(20)를 통해 출력되어 질 수 있는 고압 챔버(180)에서 냉매를 압축한다. 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 흡입 덕트(234)는 유입 포트(18)로부터 하우징 측으로 그리고 모터 하우징 아래로 저압의 냉매를 안내할 수 있도록 하우징(12)에 일체로 연결된다. 이것은 저압의 냉매가 모터를 통과하고 가로질러서 흐를 수 있도록 하고, 그에 의해 모터의 작동에 의해 야기되는 모터로부터의 열을 냉각시키고 이동시킨다. 저압의 냉매는 모터 하우징을 통해 길이방향으로 통과할 수 있고 중심축(54)에 대해서 등각으로 이격된 복수 개의 모터 하우징 유출구(240)(도 2 참조)를 통해 배출될 수 있는 상단 측으로 진공을 통해 통과할 수 있다. 상기 모터 하우징 유출구(240)는 모터 하우징(48), 상부 베어링 부재(42)에 규정되거나 하우징 및 상부 베어링 부재의 조합에 의해 규정될 수 있다.(예를 들면, 도 2에 도시된 것처럼 그들 사이에 형성되는 갭에 의해서) 상기 모터 하우징 유출구(240)을 떠날 때 저압 냉매는 모터 하우징 및 외부 하우징 사이에 형성된 환형의 챔버(242)로 들어온다. 저압 냉매는 상부 베어링 부재를 통해 지나갈 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 베어링 부재(42) 및 하우징(12) 사이에 갭을 형성할 수 있도록 상부 베어링 부재(42)의 반대 측 리세스에 의해 규정되는 한 쌍의 외주연부 토출구(244)를 통해 지나간다(또는 대안으로 베어링 부재(42) 내에 홀). 토출구(244)는 모터 하우징 유출구(240)에 대해서 이격될 수 있다. 상부 베어링 부재(42)를 통해 통과할 때 저압 냉매는 결국 스크롤 압축기 몸체(110,112)의 흡입 영역(124)으로 들어온다. 상기 흡입 영역(124)으로부터 저압 냉매는 결국 정반대측(고정 스크롤 압축기 몸체의 각각의 면)의 스크롤 리브(114,118)로 들어오고 챔버(122)를 통해 점진적으로 압축되고, 압축 유출구(126)에서 최대로 압축된 상태로 도달되며, 체크 밸브(220)를 통해 고압 챔버(180) 측으로 통과한다. 그 때부터 고압으로 압축된 냉매는 스크롤 압축기 어셈블리(10)로부터 냉매 하우징 유출 포트(20)를 통해 통과하게 된다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 바람직하게는 흡입덕트(234)는 하우징 유입구(18)를 통해 들어오는 유체 흐름(예로써, 냉매)을 안내하기 위하여 있도록 고용된다. 유입구(18)를 위해 제공하기 위하여 하우징은 나사산(314)과 같은 커넥터나 바브(barb) 또는 퀵 커넥트 커플러와 같은 다른 연결 수단을 포함하는 급수용 부속품(312)(inlet fitting)이 제공되는 유입 개구부(310)를 포함한다. 상기 급수용 부속품(312)은 상기 유입 개구부(310)와 맞물리는 하우징 셀에 용접된다. 상기 유입 개구부(310) 및 급수용 부속품(312)은 냉매를 하우징 측으로 소통하기 위하여 제공된다.
부가적으로, 흡입 스크린(316)은 공통의 브리지(bridge)를 형성하기 위하여 제공되고 입구 개구부 및 흡입 덕트(234)에 형성된 포트(318)를 통해 유입구(18)로부터 냉매를 소통한다. 대체로 들어오는 모든 냉매(달리말하면 전부 혹은 거의)는 흡입 스크린을 통해 안내될 수 있고, 그곳에서 금속 부스러기나 다른 입자들이 흡입 스크린(316)에 의해 제공되는 일체형의 스크린에 의해 걸러질 수 있다. 일단 스크린을 통과하면 냉매는 모터 하우징의 입구에서 상류로 위치될 때까지 흡입 덕트(234)에 의해 안내된다.
도 5의 확대도에서 도시된 바와 같이 스크롤 압축기의 상부 부분에 포함된 체크밸브 구조에 대해서 보다 상세히 설명하면, 밸브 디스크의 형태로 구비되는 밸브 플레이트 요소(222)에서의 개선점이 예시되어 있다. 특히, 이러한 밸브 디스크 요소는 밸브 디스크 및 체크 밸브 리테이너 사이의 고정 점착력을 방지하기 위하여 움푹 파여지고, 이는 정지 플레이트(212)에 의해 제공될 수 있다. 밸브 디스크 및 리테이너 사이의 이러한 고정 점착력(정지마찰로서 여기에서 언급된)은 윤활을 위해 오일 섬프(76)로부터 들어오는 오일이 사용되는 윤활 미스트의 발생 때문에 부분적으로 발생될 수 있다. 윤활제가 스크롤 압축기에서 오랜 수명을 위해 중요한 윤활 기능을 제공하는 반면에 발생된 미스트는 밸브 요소(222) 및/또는 정지 플레이트(212) 상에 윤활막을 생성시키는 경향이 있고, 이러한 두 개의 구조가 표면 대 표면 접촉이 일어날 때 흡입 효과는 이러한 두 개의 구조 사이에서 상대적인 축방향 이동이 시도될 때 일어나는 경향이 있다. 이는 체크 밸브를 폐쇄시키기 위하여 요구되는 시간을 막거나 증가시킬 수 있고 그것에 의해 토출구 및 스크롤 압축기 몸체의 압축 유출구(126)에 의해 제공된 유체 포트를 폐쇄한다. 만약 여전히 개방되어 있다면, 상기 체크밸브는 압축된 유체가 스크롤 압축기 몸체를 통해 역류 하는 것을 허용하고 그것은 적어도 일시적으로 반대로 작동시키는 결과를 초래한다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 본 실시예는 정지 플레이트(212) 및 플레이트 요소(222) 사이의 완화된 영역(relieved region)에 의해 제공될 수 있는 최소한의 접촉을 개시하고 있다.
바람직한 본 발명에 의하면, 상기 밸브 디스크 및 플레이트 요소(222)는 정지 플레이트(212)를 마주보는 318로 개시된 완화된 영역을 포함한다. 바람직하게는, 상기 밸브 플레이트 요소(222)는 체크 밸브가 개방 위치에 있을 때 접촉 링이 원형의 접촉(접촉면을 따라)을 따라 정지 플레이트(212)와 맞물리는 접촉 평면에 위치되는 외부 환형의 접촉 링(320)을 포함한다. 도시된 것처럼, 완화된 영역(318)은 접촉 링(320)에 의해 완전히 둘러싸일 수 있고, 도 5, 7 및 8에 도시된 바와 같이 반대편에 형성된 대응하는 볼록 영역(322)을 갖추고 일측에 밸브 디스크의 내측으로 형성된 오목한 영역의 형태로 구비될 수도 있다. 결과로, 상기 밸브 디스크는 일정한 벽 두께를 가질 수 있다.
이와 같이 움푹 들어가고 균일한 벽 두께 밸브 요소는 다른 방법에 의해 제공될 수 있다. 첫째로, 이러한 밸브 요소는 스탬핑 공정시 밸브 디스크의 원래 제품에 오목 영역 및 볼록 영역을 형성할 수 있도록 미리 움푹 파여질 수 있다. 대안으로, 밸브 요소는 충분히 얇은 두께 및 재질로 플랫(flat)하게 구성하여 스크롤 압축기의 초기 작동시 발생되는 최대 압력 분포 하에서 초기 작동시 밸브가 움푹 들어가게 할 수 있을 것이다. 예를 들면, 일 실시예로 밸브 요소는 약 2밀리미터의 두께를 갖는 평평한 플레이트로 형성하고 탄소강 AISI 4140과 유사한 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 형태의 구조는 동작시 정지 플레이트(212)에 의해 제공되는 리테이너를 마주보는 밸브 디스크에서 완화된 부분을 야기시켜 움푹 들어가게 할 것이다. 도 7 및 도 8에 예시된 것처럼, 원형의 접촉 링(320)은 원형의 접촉 모서리(326)에 의해 간단하게 제공될 것이다.
대안으로 도 6의 다른 실시예에서 도시된 것처럼 밸브 디스크(340)의 중앙 영역으로부터 직접적으로 접촉 계면으로부터 물질을 제거하는 것이 가능하다. 이러한 실시예에 따르면, 상기 밸브 디스크(340)는 오목한 영역(342)과 같은 완화된 영역 및 원형의 접촉 링(344)을 포함한다. 그러나 본 실시예에서 밸브 벽 두께는 일정하지 않고 대신에 밸브 디스크의 타측이 평평한 면(346)이기 때문에 가변적인 두께로 구비된다. 부가적으로, 완화된 영역은 더 나은 대안 또는 밸브 디스크 상에 형성된 오목한 완화된 영역으로써 접촉 계면을 따라 정지 플레이트 상에 형성될 수도 있다. 본 실시예에서 도시된 것처럼, 원형의 접촉 링(344)은 실제로 일부 영역을 채울 수 있고 필수적으로 원형의 모서리로 제한되지는 않는다.
작동시 상기 완화된 영역은 밸브 디스크, 플레이트 요소 및 정지 플레이트(212)에 의해 제공되는 밸브 리테이너 사이에서 완전한 접촉 계면을 제공하지 않는다. 결과로, 오일막이 그것들 사이의 접촉 계면을 따라 발생될 때 고정 점착력은 상당히 줄어들거나 제거되고, 정지 플레이트를 떠나서 밸브 디스크 및 플레이트 요소를 제자리에서 벗어나게 하는 중력 및/또는 냉매 압력은 상당한 고정 점착력에 의해 지연되지 않는다. 결과로, 이는 압축된 냉매가 스크롤 압축기 몸체를 통해 역으로 공급할 가능성 및 체크 밸브 스티킹(sticking)을 고정 점착력으로부터 개방시켜 스크롤 압축기 몸체를 일시적으로 반대로 작동시킬 가능성을 방지하고 및/또는 제거한다.
본 발명에서 인용된 공개문헌, 특허출원 및 특허를 비롯한 모든 참조자료는 그 전체 내용이 개별적이고 구체적으로 참조로서 포함되는 것과 마찬가지로 본 발명에서 참조로서 포함된다.
본 발명을 기술하는 문맥(구체적으로는 첨부된 특허청구범위)에 사용된 "하나" 및 "전술한(상기)" 등의 용어는 본원에 달리 기재하거나 문맥상 명백히 모순되지 않는다면 단수 및 복수 형태를 모두 포함하는 것으로 해석해야 한다. "구비", "가짐", "포함" 및 "함유"라는 용어는 달리 언급하지 않는 한 "제한 없는 용어(open ended term)", 즉 (해당 내용을) 포함하지만 그에 한정되지 않는 용어로 해석해야 한다. 본원에서 여러 값들의 범위들을 기재하는 것은 그 범위에 속하는 각각의 값을 개별적으로 참조하는 축약방법일 뿐이며, 각각의 값은 본원에 개별적으로 개재되는 것과 마찬가지로 본원에 포함된다. 본원에 기재한 모든 방법들은 본원에 달리 기재하거나 문맥상 명백히 모순되지 않는다면 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의 또는 모든 예 또는 바람직한 용어(예를 들면 "등" 또는 "~와 같은")의 사용은 본 발명을 더 잘 설명하기 위한 것일 뿐이며 달리 특허청구범위에 정의되지 않는 한 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 어떠한 용어라도, 특허청구범위에 정의되지 않은 것을 본 발명의 실시에 필수적인 요소로 나타내는 것은 없다.
본 발명의 실시를 위해 발명자가 인지하는 최선 모드를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였다. 해당 분야의 통상의 지식을 가진 자(당업자)는 전술한 상세한 설명으로부터 바람직한 실시예를 변형할 수 있을 것이다. 발명자는 당업자가 그와 같은 변형물을 적절하게 채용할 것을 예상하며, 본 발명은 본원에 특정된 것과 달리 실행되도록 의도되었다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법이 허용하는 한 첨부한 특허청구범위에 정의된 주제의 모든 수정물과 등가물을 포함한다. 또한, 전술한 요소들의 모든 조합의 가능한 모든 변형물은 본원에 달리 기재하거나 문맥상 명백히 모순되지 않는 한 본 발명에 포함된다.

Claims (20)

  1. 하우징;
    제1 스크롤 몸체 및 제2스크롤 몸체를 포함하는 스크롤 압축기 몸체;
    상기 스크롤 압축기 몸체로부터 압축된 유체를 수용할 수 있도록 하우징 내에 정렬되는 고압 챔버; 및
    고압 챔버 및 토출구 사이에 놓여진 체크 밸브 챔버를 갖는 체크밸브;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스크롤 몸체는 각각의 베이스와 각각의 베이스로부터 돌출되고 서로 맞물리는 각각의 스크롤 리브를 갖고, 상기 제2 스크롤 몸체는 토출구를 통해 유체를 압축하기 위하여 제1 스크롤과 관련하여 움직일 수 있고,
    상기 체크 밸브는 밸브 디스크 및 상기 밸브 챔버에 밸브 디스크를 유지하는 리테이너를 포함하고, 상기 밸브 디스크는 폐쇄 위치에서의 밸브 시트 및 개방 위치에서의 밸브 리테이너 사이에서 움직일 수 있고,
    상기 밸브디스크는 상기 리테이너를 마주보는 완화된 부분(relieved portion)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체의 압축을 위한 압축기 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 디스크는 접촉 평면에 위치되는 외부 환형의 접촉 링을 포함하고, 상기 접촉 링은 개방 위치에서 상기 접촉 평면을 따라 상기 리테이너와 맞물리는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 완화된 영역은 상기 접촉 링에 의해 완전히 둘러싸여지고, 상기 완화된 영역은 일측에 밸브 디스크 안으로 형성되는 오목한 영역 및 타측에 형성되는 대응되는 볼록 영역이 구비되고, 상기 밸브 디스크는 일정한 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 완화된 영역은 상기 접촉 링에 의해 완전히 둘러싸여지고, 상기 완화된 영역은 일측에 밸브 디스크 안으로 형성되는 오목한 영역이 구비되고, 상기 밸브 디스크는 완화된 영역의 타측에 연속적으로 평평한 면을 갖고 밸브 디스크는 변화하는 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 디스크는 상기 압축기 장치의 작동에 앞서는 제1 플랫 상태 및 압축기 장치의 초기 작동시 밸브 디스크를 상기 제1 상태에서 완화된 영역을 형성하는 제2 상태로 움푹 들어가게 하는 압력 분화(pressure differential)를 창출하는 제2 상태를 갖고, 상기 밸브 디스크는 두께를 갖고 압력 분화와 관련하여 오목하게 하는 것이 가능하도록 충분히 연한 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 압축기 장치는 윤활을 위해 사용되는 윤활제의 미스트를 발생시키고, 상기 미스트는 밸브 디스크 또는 리테이너 상에 윤활막을 창출하고, 상기 완화된 부분은 밸브 디스크 및 리테이너 사이에 상기 윤활막으로부터 기인하는 정지마찰(stiction)을 방지하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 스크롤 압축기 몸체 및 고압 챔버 사이에서 적어도 부분적으로 파티션을 적어도 부분적으로 형성하는 배플을 추가적으로 포함하고, 스크롤 몸체 중 어느 하나는 토출구 상에 체크 밸브 하우징 및 밸브 챔버를 일체로 제공할 수 있도록 중앙 리세스(recess)를 규정하고, 상기 리테이너는 상기 스크롤 몸체 중 어느 하나에 장착되는 정지 플레이트인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 중앙 리세스는 개방 위치에서 밸브 디스크 주위에 흐름 채널(flow channels)을 제공하는 축방향으로 연장되는 홈에 의해 가로막힌 밸브 시트로부터 연장되는 원통형의 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  9. 하우징;
    제1 스크롤 몸체 및 제2 스크롤 몸체를 포함하는 스크롤 압축기 몸체;
    상기 스크롤 압축기 몸체로부터 압축된 유체를 수용할 수 있도록 정렬되는 고압 챔버;
    고압 챔버 및 토출구 사이에 놓여진 체크 밸브 챔버를 갖는 체크밸브;
    밸브 디스크 및 리테이너 사이의 고정 점착력을 방지하기 위한 수단;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스크롤 몸체는 각각의 베이스와 각각의 베이스로부터 돌출되고 서로 맞물리는 각각의 스크롤 리브를 갖고, 상기 제2 스크롤 몸체는 토출구를 통해 유체를 압축하기 위하여 제1 스크롤과 관련하여 움직일 수 있고,
    상기 체크 밸브는 밸브 디스크 및 밸브 챔버에 밸브 디스크를 유지하는 리테이너를 포함하고, 상기 밸브 디스크는 폐쇄 위치에서의 밸브 시트 및 개방 위치에서의 밸브 리테이너 사이에서 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 압축기 장치는 윤활을 위해 사용되는 윤활제의 미스트를 발생시키고, 상기 미스트는 고정 점착력을 창출하는 밸브 디스크 또는 리테이너 상에서 윤활막을 창출하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 수단은 밸브 디스크 및 리테이너 사이에서 완전한 접촉 계면이 아닌 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 수단은 리테이너 및 밸브 디스크 사이의 접촉 계면을 따라 완화된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 밸브 디스크는 접촉 평면에 위치되는 외부 환형의 접촉 링을 포함하고, 상기 접촉 링은 개방 위치에서 접촉 평면을 따라 리테이너와 맞물리고, 상기 완화된 영역은 밸브 디스크 안으로 형성되고 상기 접촉링에 의해 완전히 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  14. 제 9항에 있어서, 스크롤 압축기 몸체 및 고압 챔버 사이에 적어도 부분적으로 파티션을 형성하는 배플을 추가적으로 포함하고, 상기 스크롤 몸체 중 어느 하나는 토출구 상에 체크 밸브 하우징 및 밸브 챔버를 일체로 제공할 수 있도록 중앙 리세스를 규정하고, 상기 리테이너는 스크롤 몸체 중 어느 하나에 장착되는 정지 플레이트로 구비되고, 상기 중앙 리세스는 개방 위치에서 밸브 디스크 주위에 흐름 채널을 제공하는 축방향으로 연장되는 홈에 의해 가로막힌 밸브 시트로부터 연장되는 원통형의 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 압축기 장치는 윤활을 위하여 사용되는 윤활제의 미스트를 발생시키고, 상기 미스트는 고정 점착력을 창출하는 밸브 디스크 또는 리테이너 상에 윤활막을 창출하고, 상기 수단은 밸브 디스크 및 리테이너 사이에서 완전한 접촉 계면이 아니고, 상기 수단은 리테이너 및 리테이너 사이의 접촉 계면을 따라 완화된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  16. 리테이너 및 유체 포트를 둘러싸는 밸브 시트 사이에 연장되는 체크 밸브 챔버를 갖는 체크 밸브 하우징;
    밸브 디스크 및 상기 밸브 챔버에 밸브 디스크를 함유하는 리테이너; 및
    밸브 디스크 및 리테이너 사이의 고정 점착력을 방지할 수 있도록 밸브 디스크 및 리테이너 사이에 제공되는 완전하지 않는 접촉 계면;을 포함하고,
    상기 밸브 디스크는 유체 포트를 통한 역류를 방지하는 폐쇄 위치에서의 밸브 시트 및 밸브 디스크 주위에 유체 포트를 통해 유체 흐름을 허용하는 개방 위치에서의 밸브 리테이너 사이에서 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
  17. 제 16항에 있어서, 완화된 부분은 리테이너 및 밸브 디스크 사이의 접촉 계면을 따라 제공되는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 밸브 디스크는 접촉 평면에 위치된 외부 환형 접촉 링을 포함하고, 상기 접촉링은 개방 위치에서 접촉 평면을 따라 리테이너와 맞물리고, 상기 완화된 영역은 밸브 디스크 안으로 형성되고 접촉 링에 의해 완전히 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 완화된 영역은 밸브 디스크 안으로 형성되는 오목한 영역이고, 상기 밸브 디스크는 상기 완화된 영역의 반대편에 볼록한 면을 갖고, 상기 밸브 디스크는 오목한 영역과 볼록한 면 사이에 일정한 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 밸브 챔버는 밸브 시트 및 리테이너 사이에서 개방위치에서의 밸브 디스크 주위에 흐름을 위해 제공할 수 있도록 원통형의 벽 안으로 형성되는 축방향 흐름 통로를 갖추어 연장되는 원통형의 벽을 포함하고, 상기 밸브 디스크 또는 리테이너 상의 윤활막은 그것들 사이에 고정 점착력을 창출하는 경향이 있고, 상기 완화된 부분은 밸브 디스크 및 리테이너 사이에서 윤활막으로부터 기인하는 고정 점착력을 방지할 수 있도록 적용되는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
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