KR20150126230A - 스크롤 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 스크롤 압축기에는, 회전축이 구비되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 커버; 상기 회전축의 회전에 의하여, 선회운동을 수행하는 제 1 스크롤; 상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 압축실을 형성하며, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 배출되는 토출부를 가지는 제 2 스크롤; 상기 토출부의 일측에 이동 가능하게 제공되어, 상기 토출부를 선택적으로 개폐하는 개폐장치; 상기 개폐장치의 적어도 일부분을 수용하는 이동 가이드부 및 상기 개폐장치의 일측을 덮는 상면부가 구비되는 배압부; 및 상기 개폐장치와 상기 배압부의 적어도 일부분과의 접촉면적을 줄이는 점착 방지부가 포함된다.

Description

스크롤 압축기{A SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 나선형의 랩을 갖는 고정 스크롤과 상기 고정 스크롤에 대해서 선회 운동하는 선회 스크롤을 이용한 압축기로서, 고정 스크롤과 선회스크롤이 맞물려 돌면서 그 사이에서 형성된 압축실의 용적이 선회스크롤의 선회 운동에 따라 감소되며, 이에 따라 유체의 압력이 상승되어 고정 스크롤 중심부에 뚫려있는 토출구에서 토출되는 형태의 압축기이다.
이러한 스크롤 압축기는 선회 스크롤이 선회하는 동안 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지는 특징을 가지고 있고, 이에 따라 원칙적으로 토출밸브 및 흡입밸브가 필요없게 된다. 그리고, 부품의 수가 적어 구조가 간단할 뿐만 아니라 고속회전이 가능한 특징을 갖는다. 또한, 압축에 필요한 토크의 변동이 적고, 연속적으로 흡입 및 압축이 일어나기 때문에 소음 및 진동이 작은 장점을 갖는다.
이러한 스크롤 압축기에서 중요한 것 중 하나가 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이의 누설 및 윤활문제이다. 즉, 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이에서의 누설을 방지하기 위해서는 랩의 단부와 경판부의 표면이 밀착되도록 하여 압축된 냉매가 누설되지 않도록 하여야 한다. 여기서, 상기 경판부는 상기 고정 스크롤 또는 선회 스크롤의 본체에 해당하는 부분으로서 이해된다. 즉, 상기 고정 스크롤의 경판부는 선회 스크롤의 랩에 밀착되고, 상기 선회 스크롤의 경판부는 고정 스크롤의 랩에 밀착될 수 있다.
반면에, 선회 스크롤이 고정 스크롤에 대해서 원활하게 선회 운동할 수 있도록 마찰로 인한 저항을 최소화하여야 하지만, 상기 누설과 윤활 문제는 서로 상충하는 관계에 있게 된다. 즉, 랩의 단부와 경판부의 표면을 강하게 밀착시키면, 누설의 측면에서는 유리하지만 마찰이 증가하여 소음 및 마모로 인한 손상이 증가하게 된다. 반면에, 밀착 강도를 낮게 하면, 마찰은 감소하지만 실링력이 낮아져 누설이 증가하게 된다.
따라서, 종래에는 선회 스크롤 또는 고정 스크롤의 배면에 토출압과 흡입압의 사이값으로 정의되는 중간압을 갖는 배압실을 형성하여 실링 및 마찰 감소의 문제를 해소하여 왔다. 즉, 선회 스크롤과 고정 스크롤 사이에 형성된 복수 개의 압축실 중 중간압을 갖는 압축실과 연통되는 배압실을 형성하여, 선회 스크롤과 고정 스크롤이 적정한 정도로 밀착되도록 함으로써, 누설 및 윤활 문제를 해소할 수 있는 것이다.
한편, 상기 배압실은 선회 스크롤의 저면 또는 고정 스크롤의 상부면에 위치하는 경우가 있으며, 이를 편의상 각각 하부 배압식 및 상부 배압식 스크롤 압축기라 칭한다. 하부 배압식 스크롤 압축기의 경우 구조가 간단하고 바이패스 홀 등을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있지만 선회 운동하는 선회 스크롤의 저면에 배압실이 위치하므로 배압실의 형태 및 위치가 선회 운동에 따라 변하게 되어 선회 스크롤이 틸팅하면서 진동 및 소음이 발생될 우려가 높고, 누설을 방지하기 위해 삽입되는 오링의 마모가 빠른 문제가 있었다. 한편, 상부 배압식의 경우 상대적으로 구조가 복잡하지만 배압실이 고정된 형태 및 위치를 가지고 있으므로, 고정 스크롤이 틸팅될 우려가 적고, 배압실의 실링도 양호한 장점을 갖는다.
대한민국 특허출원 제10-2000-0037517호(발명의 명칭 : 베어링하우징을 가공하기 위한 방법 및 베어링하우징을 포함하는 스크롤머신)은 이러한 상부 배압식 스크롤 압축기의 일예를 개시하고 있다. 도 1은 상기 종래 기술에 개시된 상부 배압식 스크롤 압축기의 일 예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 스크롤 압축기(10)는 케이싱(12) 내에 고정 설치되는 메인 프레임(24)의 상부에서 선회 운동하도록 배치되는 선회 스크롤(56)과, 상기 선회 스크롤과 맞물리는 고정 스크롤(68)을 포함한다. 그리고, 상기 고정 스크롤(68)의 상부에는 배압실(78)이 형성되고, 상기 배압실을 밀폐하는 플로팅 플레이트(80)가 토출유로(74)의 외주면을 따라서 상하로 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 상기 플로팅 플레이트(80)의 상부면에는 커버(22)가 설치되어 압축기 내부 공간을 흡입 공간 및 토출 공간으로 구획하고 잇다.
상기 배압실은 상기 압축실 중 하나와 연통되어 중간압이 인가되며, 그에 따라, 상기 플로팅 플레이트를 상향으로, 상기 고정 스크롤은 하향으로 압력을 받게 된다. 플로팅 플레이트가 배압실의 압력으로 인해 상승하면 그 단부가 상기 커버와 접하면서 토출 공간을 밀폐하고, 고정 스크롤은 하부로 이동하면서 선회 스크롤과 밀착될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 상부 배압식 스크롤 압축기의 경우, 스크롤 압축기의 운전이 정지되었을 때 상기 배압실의 중간압 냉매가 선회 스크롤 랩에 의하여 압축실 및 흡입측으로 용이하게 배출되지 못하는 문제점이 있었다.
상세히, 스크롤 압축기의 운전이 정지되면, 상기 스크롤 압축기 내부의 압력은 소정의 압력(평압)으로 수렴하게 된다. 여기서, 상기 평압은 흡입측 압력보다 다소 높은 압력에서 형성된다. 즉 압축실의 냉매 및 토출측 냉매가 흡입측으로 배출되면서 압축기 내부는 평압으로 수렴하게 되며, 압축기의 재기동시 상기 평압으로부터 각 위치별로 압력 차이가 발생하면서 운전이 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 배압실의 냉매 또한 상기 흡입측으로 배출되면서 상기 평압으로 유지되어야 할 필요가 있다. 만약, 상기 배압실의 냉매가 배출되지 못하는 경우, 상기 고정 스크롤이 배압실의 압력에 의하여 하방으로 가압되어 선회 스크롤에 밀착된 상태가 유지된다.
그리고, 상기 배압실의 냉매가 배출되지 못하면, 배압실의 압력이 중간압으로 유지되며, 이에 따라 플로팅 플레이트는 상방으로 이동하여 커버와 접하게 된다. 결국, 토출측 냉매의 배출경로가 차단되어, 상기 토출측 냉매가 압축기의 흡입 측으로 배출되지 못하고 고정 스크롤을 하방으로 더 가압하는 현상이 나타난다.
이와 같이, 상기 고정 스크롤이 가압되어 선회 스크롤에 일정수준 이상으로 밀착된 상태가 유지되면, 스크롤 압축기가 신속하게 재기동 되는 것이 쉽지 않게 된다. 결국, 신속한 재기동을 위하여 압축기의 높은 초기 토크가 요구되며, 초기 토크가 커질 경우, 소음 및 마모가 발생하게 되고 압축기의 운전효율이 감소하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 압축기의 운전 신뢰성을 개선하여, 압축기의 재기동이 신속하게 이루어지도록 하는 스크롤 압축기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 스크롤 압축기에는, 회전축이 구비되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 커버; 상기 회전축의 회전에 의하여, 선회운동을 수행하는 제 1 스크롤; 상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 압축실을 형성하며, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 배출되는 토출부를 가지는 제 2 스크롤; 상기 토출부의 일측에 이동 가능하게 제공되어, 상기 토출부를 선택적으로 개폐하는 개폐장치; 상기 개폐장치의 적어도 일부분을 수용하는 이동 가이드부 및 상기 개폐장치의 일측을 덮는 상면부가 구비되는 배압부; 및 상기 개폐장치와 상기 배압부의 적어도 일부분과의 접촉면적을 줄이는 점착 방지부가 포함된다.
또한, 상기 점착 방지부에는, 상기 개폐장치에 구비되어, 상기 배압부의 적어도 일부분과의 접촉면적을 줄이는 함몰부가 포함된다.
또한, 상기 배압부에는, 상기 제 2 스크롤의 제 2 경판부에 지지되며, 중공의 환형 형상을 가지는 지지부; 상기 지지부의 내주면으로부터 연장되며, 원통 형상을 가지는 제 1 벽; 및 상기 지지부의 외주면으로부터 연장되며, 원통 형상을 가지는 제 2 벽이 포함된다.
또한, 상기 이동 가이드부는 상기 제 2 벽의 내측에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동 가이드부의 외측면과 상기 제 2 벽의 내측면 사이의 공간에는, 상기 제 2 스크롤의 토출부에서 배출된 냉매가 유동하는 중간 토출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상면부에는, 상기 토출공간의 압력을 상기 개폐장치에 인가하여 상기 개폐장치의 이동을 허용하는 토출압 인가홀이 형성된다.
또한, 상기 함몰부의 폭 또는 직경은 상기 토출압 인가홀의 폭 또는 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐장치에는, 원통 형상의 외주면을 가지는 본체부; 및 상기 상면부의 토출압 인가홀에 대향하는 대향면이 포함된다.
또한, 상기 함몰부는 상기 대향면으로부터 함몰되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 함몰부는 상기 대향면으로부터 상기 본체부의 외주면에 이르기까지 함몰되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 함몰부는 상기 본체부의 외주면에 함몰되도록 구성되며, 상기 대향면으로부터 이격된 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐장치는, 상기 제 2 스크롤의 토출부를 통하여 냉매가 배출될 때, 상기 배압부의 상면부에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐장치와 상면부의 사이에 이동 가능하게 제공되는 디스크가 더 포함된다.
또한, 상기 점착 방지부에는, 상기 디스크에 구비되는 관통홀이 포함된다.
또한, 상기 디스크에는, 상기 개폐장치의 상면 또는 상기 상면부에 대하여 경사지게 형성되는 경사면을 가지는 본체가 포함되며, 상기 관통홀은 상기 본체의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체의 직경은, 상기 개폐장치의 일면의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐장치는, 상기 압축실에서의 냉매 압축이 중단될 때, 상기 토출압 인가홀에 작용하는 냉매 압력에 의하여 상기 배압부의 상면부로부터 이격되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 스크롤과 제 2 스크롤은 다수의 압축실을 형성하며, 상기 제 2 스크롤에는, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배압부에는, 상기 중간압 토출구와 연통하는 중간압 흡입구가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배압부의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압부의 제 1 벽 및 제 2 벽과 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트가 더 포함된다.
또한, 상기 제 1 스크롤에는, 상기 회전축에 결합되는 제 1 경판부 및 상기 제 1 경판부로부터 일방향으로 연장되는 제 1 랩이 포함되며, 상기 제 1 랩에는, 상기 배압실 내의 냉매 배출을 안내하기 위한 가이드 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이동 가능한 개폐장치가 배압부에 제공되어, 압축기의 운전시에는 토출구를 개방하고 정지시에는 토출압 인가홀을 개방함으로써, 냉매의 유동에 관한 신뢰성이 확보될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 개폐장치에 함몰부가 형성됨으로써, 개폐장치를 둘러싸는 벽과 개폐장치의 접촉 면적이 감소될 수 있고, 이에 따라 상기 개폐장치와 벽의 주변에 존재하는 오일(작동유)의 점성에 의하여 상기 개폐장치의 이동이 제한되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 상기 개폐장치의 작동 신뢰성이 개선될 수 있다.
또한, 토출압 인가홀의 상측으로 돌출부가 연장됨으로써, 중간 토출부에서 배출되는 냉매가 상기 토출압 인가홀로 역류함으로써 소음이 발생하는 현상을 방지하고, 상기 개폐장치가 하방으로 가압되어 이동되는 현상을 방지할 수 있다.
고정 스크롤 또는 선회 스크롤측에 배출 가이드부가 형성되어, 압축기가 정지하였을 때 배압실에 존재하는 중간압의 냉매가 상기 배출 가이드부를 통하여 압축실측으로 배출될 수 있으므로, 압축기 내부에 평압이 유지되고 이에 따라 압축기의 신속한 재기동이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 상기 배출 가이드부는 선회 스크롤의 랩 또는 고정 스크롤의 랩의 일부분에 함몰된 형상으로 구비되고, 선회 스크롤이 선회운동 하는 과정에서, 배압실과, 배출 가이드부 및 압축실은 항상 연통되는 위치에 있을 수 있으므로, 상기 선회 스크롤의 랩이 배압실을 밀폐하는 현상을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 분해하여 보해주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배압부 및 고정 스크롤의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선회 스크롤의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고정 스크롤과 선회 스크롤의 결합 모습을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 정지시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 배압부의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 개폐장치 및 디스크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 개폐장치 및 디스크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 개폐장치 및 디스크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 분해하여 보해주는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배압부 및 고정 스크롤의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에는, 흡입공간(S)과 토출공간(D)을 형성하는 케이싱(110)이 포함된다.
상세히, 상기 케이싱(110)의 내측 상부에는, 커버(105)가 제공된다. 상기 케이싱(110)의 내부공간은 상기 커버(105)에 의해 흡입공간(S)과 토출공간(D)으로 구획되며, 상기 커버(105)의 상측이 토출공간(D)에 해당되고, 하측이 흡입공간(S)에 해당된다. 상기 커버(105)의 대략 중앙부에는, 고압으로 압축된 냉매가 토출되는 토출홀(105a)이 형성된다.
상기 스크롤 압축기(100)에는, 상기 흡입공간(S)과 연통되는 흡입포트(101) 및 상기 토출공간(D)과 연통되는 토출포트(103)가 더 포함된다. 상기 흡입포트(101) 및 토출포트(103)는 각각 상기 케이싱(110)에 고정되어, 냉매를 상기 케이싱(110) 내부로 흡입하거나 케이싱(110) 외부로 토출될 수 있도록 한다.
상기 흡입공간(S)의 하부에는, 모터가 설치된다. 상기 모터에는, 상기 케이싱(110)의 내벽면에 결합되는 고정자(112)와, 상기 고정자(112)의 내부에 회전 가능하게 제공되는 회전자(114) 및 상기 회전자(114)의 중심부를 관통하도록 배치되는 구동축(116)이 포함된다.
상기 회전축(116)의 하측은 상기 케이싱(110) 하부에 설치되는 보조 베어링(117)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 보조 베어링(117)은 하부 프레임(118)에 결합되어, 상기 회전축(116)을 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 하부 프레임(118)은 상기 케이싱(110)의 내벽면에 고정될 수 있고, 상기 케이싱(110)의 바닥면은 오일 저장공간으로서 사용된다. 상기 오일 저장공간에 저장된 오일은 상기 회전축(116)의 내부에 형성된 오일 공급유로(116a)에 의해서 상측으로 이송되어, 케이싱(110) 내부의 각 부품, 일례로 고정 스크롤(140), 선회 스크롤(130), 배압부(200) 및 플로팅 플레이트(160) 측으로 고르게 공급될 수 있다. 상기 오일은, 압축기의 원활한 운전을 위하여 케이싱(110) 내부 부품의 윤활 또는 냉각작용을 수행한다.
상기 오일 공급유로(116a)는 어느 일측으로 편심되도록 형성되어, 상기 오일 공급유로(116a) 내부로 유입되는 오일은 상기 구동축(116)의 회전에 의하여 발생되는 원심력에 의하여 상승된다.
상기 회전축(116)의 상부는 메인 프레임(120)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 메인 프레임(120)은 상기 하부 프레임(118)과 같이 상기 케이싱(110)의 내벽면에 고정되며, 저면에는 하향으로 돌출되는 메인 베어링부(122)를 포함한다. 상기 회전축(116)은 상기 메인 베어링부(122)의 내부에 삽입된다. 상기 메인 베어링부(122)의 내벽면은 베어링 면으로서 작용하여, 회전축(116)이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.
상기 메인 프레임(120)의 상부면에는, 선회 스크롤(130)이 배치된다. 상기 선회 스크롤(130)에는, 대략 원판 형태를 가지며 상기 메인 프레임(120)에 놓여지는 제 1 경판부(133) 및 상기 제 1 경판부(133)로부터 연장되며 나선형으로 형성되는 선회랩(134)이 포함된다. 상기 제 1 경판부(133)는 상기 선회 스크롤(130)의 본체로서 상기 선회 스크롤(130)의 하부를 형성하며, 상기 선회랩(134)은 상기 제 1 경판부(133)로부터 상방으로 연장되어 상기 선회 스크롤(130)의 상부를 형성한다. 그리고, 상기 선회랩(134)은 후술할 고정 스크롤(140)의 고정랩(144)과 함께 압축실을 형성하게 된다. 상기 선회 스크롤(130)을 "제 1 스크롤"이라 하고, 상기 고정 스크롤(140)을 "제 2 스크롤"이라 이름할 수 있다.
상기 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133)는 상기 메인 프레임(120)의 상면에 지지된 상태에서 선회 구동하게 되는데, 상기 제 1 경판부(133)와 메인 프레임(120) 사이에는 올담링(136)이 설치되어 선회 스크롤(130)의 자전을 방지한다. 그리고, 상기 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133) 저면에는 상기 회전축(116)의 상부가 삽입되는 보스부(138)가 제공되어, 회전축(116)의 회전력이 상기 선회 스크롤(130)에 용이하게 전달된다.
상기 선회 스크롤(130)과 맞물리는 고정 스크롤(140)은 상기 선회 스크롤(130)의 상측에 배치된다.
상기 고정 스크롤(140)에는, 그 외주면에 돌출되도록 구비되며 가이드 홀(141a)을 형성하는 다수의 핀 지지부(141)과, 상기 가이드 홀(141a)에 삽입되어 상기 메인 프레임(120)의 상면에 얹혀지는 가이드 핀(142) 및 상기 가이드 핀(142)에 삽입되어 상기 메인 프레임(120)의 삽입공(125)에 끼워지는 체결부재(145a)가 포함된다.
상기 고정 스크롤(140)에는, 원판 형태로 형성되는 제 2 경판부(143) 및 상기 제 2 경판부(143)로부터 상기 제 1 경판부(133)를 향하여 연장되어 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)과 맞물리는 고정랩(144)이 포함된다. 상기 제 2 경판부(143)는 상기 고정 스크롤(140)의 본체로서 상기 고정 스크롤(140)의 상부를 형성하며, 상기 고정랩(144)은 상기 제 2 경판부(143)로부터 하방으로 연장되어 상기 고정 스크롤(140)의 하부를 형성한다. 설명의 편의를 위하여, 상기 선회랩(134)을 "제 1 랩"이라 하고, 상기 고정랩(144)을 "제 2 랩"이라 이름할 수 있다.
상기 고정 랩(144)의 단부는 상기 제 1 경판부(133)에 접하도록 배치되고, 상기 선회 랩(134)의 단부는 상기 제 2 경판부(143)에 접하도록 배치될 수 있다.
상기 고정랩(144)은 소정 형상의 나선형을 이루도록 연장되고, 상기 제 2 경판부(143)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출부(145)가 형성된다. 그리고, 상기 고정 스크롤(140)의 측면에는 상기 흡입공간(S) 내부에 존재하는 냉매가 흡입되는 흡입구(미도시)가 형성된다. 상기 흡입구(미도시)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 선회랩(134)과 고정랩(144)이 형성하는 압축실로 유입된다.
상세히, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)은 복수 개의 압축실을 이루고, 상기 압축실은 상기 토출부(145) 측으로 선회 이동하면서 그 부피가 축소되어 냉매를 압축하게 된다. 따라서, 상기 흡입구(146)와 인접한 압축실의 압력이 최소가 되고, 토출부(145)와 연통되는 압축실의 압력이 최대가 되며, 그 사이에 존재하는 압축실의 압력은 상기 흡입구(146)의 흡입압력과 토출부(145)의 토출압력 사이의 값을 갖는 중간압을 갖게 된다. 상기 중간압은 후술할 배압실(BP)로 인가되어 상기 고정 스크롤(140)을 선회 스크롤(130) 측으로 누르는 역할을 수행한다.
상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에는, 상기 중간압을 형성하는 압축실의 냉매를 상기 배압실(BP)로 전달하기 위한 중간압 토출구(147)가 형성된다. 즉, 상기 중간압 토출구(147)는, 상기 중간압 토출구(147)와 연통하는 압축실의 압력이 흡입공간(S)의 압력보다는 크고 토출공간(D)의 압력보다는 작게 형성될 수 있도록 하는, 고정 스크롤(130)의 일 위치에 형성된다. 상기 중간압 토출구(147)는 상기 제 2 경판부(143)의 상면으로부터 하면에 이르기까지 관통하도록 형성된다.
상기 고정 스크롤(140)의 상측에는, 배압실을 형성하는 배압실 조립체(200,160)가 제공된다. 상기 배압실 조립체는 배압부(200) 및 상기 배압부(200)에 분리 가능하게 결합되는 플로팅 플레이트(160)를 포함하며, 상기 고정 스크롤의 경판부(143)의 상측에 설치된다.
상기 배압부(200)는 대략 중공의 환형으로 형성되며, 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)와 접하여 지지되는 지지부(210)를 포함한다. 상기 지지부(210)에는, 상기 중간압 토출구(147)와 연통되는 중간압 흡입구(213)가 형성된다. 상기 중간압 흡입구(213)는 상기 지지부(210)의 상면으로부터 하면에 이르기까지 관통하도록 형성된다.
그리고, 상기 지지부(210)에는 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)에 형성되는 제 1 체결공(148)과 연통되는 제 2 체결공(214)이 형성된다. 상기 제 1 체결공(148)과 제 2 체결공(214)은 소정의 체결부재에 의하여 결합된다.
상기 배압부(200)에는, 상기 지지부(210)로부터 상방으로 연장되는 복수의 벽(201,205)이 포함된다. 상기 복수의 벽(201,205)에는, 상기 지지부(210)의 내주면으로부터 상방으로 연장되는 제 1 벽(201) 및 상기 지지부(210)의 외주면으로부터 상방으로 연장되는 제 2 벽(205)이 포함된다. 상기 제 1 벽(201)과 제 2 벽(205)은 대략 원통형으로 형성된다.
상기 제 1 벽(201) 및 제 2 벽(205)은 상기 지지부(210)와 함께, 소정 형태의 공간부를 형성하며, 상기 공간부는 상술한 배압실(BP)을 이루게 된다.
상기 제 1 벽(201)의 내부에는, 개폐장치(300)를 수용하는 제 3 벽(230)이 포함된다. 상기 제 3 벽(230)은 중공의 원통 형상을 가지며, 상기 제 1 벽(201)의 내측으로 이격되어 배치된다.
상기 배압부(200)에는, 상기 제 3 벽(230)의 상측에 제공되는 상면부(220)가 포함된다. 상기 상면부(220)는 상기 제 1 벽(201)의 내주면에 결합된다.
상기 제 1 벽(201)은, 상기 제 1 벽(201)의 상단부가 상기 상면부(220)보다 높은 위치에 형성될 수 있도록, 상기 지지부(210)로부터 상방으로 연장된다.
상기 제 1 벽(201)이 상기 상면부(220)보다 높은 위치까지 연장됨으로서, 중간 토출부(240)에서 배출된 냉매는 상기 제 2 벽(205)측으로 유동하지 않고, 상기 제 1 벽(201)에 의하여 가이드 되어 상기 토출홀(105a)측으로 용이하게 가이드 될 수 있다.
상기 제 1 벽(201)의 내주면과 상기 제 3 벽(230)의 외주면 사이에는, 상기 제 2 경판부(143)의 토출부(145)와 연통하여, 상기 토출부(145)에서 토출된 냉매를 상기 커버(105)측으로 배출시키는 중간 토출부(240)가 형성된다. 상기 중간 토출부(240)는 상기 제 1 벽(201)의 하부로부터 상부까지 연장되며, 다수 개가 구비될 수 있다.
상기 상면부(220)에는, 상기 중간 토출부(240)의 상단부를 형성하는 관통공(220a)이 다수 개 형성된다.
상기 중간 토출부(240)가 제공됨으로써, 원통형을 이루는 상기 제 1 벽(201)과 상기 제 1 벽(201)의 내부에 설치되는 제 3 벽(230) 사이의 공간은 상기 토출부(145)와 연통되어, 토출된 냉매를 상기 토출공간(D)으로 이동시키는 토출 유로의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
상기 제 3 벽(230)의 내측에는, 대략 원기둥 형태의 개폐장치(300)가 이동 가능하게 제공된다. 상기 제 3 벽(230)은 상기 개폐장치(300)의 적어도 일부분을 수용하도록 배치되며, 상기 상면부(220)는 상기 개폐장치(300)의 상측을 덮도록 배치된다.
상기 개폐장치(300)는 상기 토출부(145)의 상측에 배치되며, 상기 토출부(145)를 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기를 가진다. 따라서, 상기 개폐장치(300)가 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)와 접하도록 하방으로 이동한 경우, 상기 개폐장치(300)는 상기 토출부(145)를 폐쇄할 수 있다 (도 9 참조). 상기 제 3 벽(230)은, 상기 개폐장치(300)의 이동을 가이드 하는 점에서, "이동 가이드부"라 이름할 수 있다.
상기 개폐장치(300)는, 상기 개폐장치(300)에 작용하는 압력의 변화에 따라, 상방 또는 하방으로 이동 가능하게 제공된다.
상기 제 1 벽(201)의 상면부(220)에는, 토출압 인가홀(228)이 형성된다. 상기 토출압 인가홀(228)은 상기 토출공간(D)과 연통하도록 구성된다. 상기 토출압 인가홀(228)은 상기 상면부(220)의 대략 중앙부에 형성되고, 다수의 중간 토출부(240)는 상기 토출압 인가홀(228)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
일례로, 상기 스크롤 압축기(100)의 운전이 정지되면 압축실의 압력이 상대적으로 낮아지게 되어, 냉매가 상기 토출공간(D)으로부터 토출부(145)측으로 역류하게 된다. 이 경우, 상기 토출압 인가홀(228)에 작용되는 압력은 상기 토출부(145) 측의 압력보다 높게 형성된다. 따라서, 상기 개폐장치(300)의 상면에는 하방으로의 압력이 작용하며, 이에 따라 상기 개폐장치(300)는 상기 상면부(220)로부터 이격되어 하방으로 이동하면서 상기 토출부(145)를 폐쇄한다.
반면에, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전하여 압축실에서의 냉매 압축이 이루어지는 경우, 압축된 냉매가 배출되는 토출부(145) 측의 압력이 상기 토출공간(D)의 압력보다 높게 형성된다. 이 경우, 상기 개폐장치(300)의 하면에는 상방으로의 압력이 작용하며, 이에 따라 상기 개폐장치(300)는 상방으로 이동하면서 상기 토출부(145)를 개방하고 상기 상면부(220)에 인접한 위치, 일례로 상기 상면부(220)에 접하는 위치로 이동될 수 있다.
이 때, 상기 개폐장치(300)는 상기 상면부(220)의 저면에 인접한 위치까지 상방으로 이동될 수 있다. 일례로, 상기 개폐장치(300)는 상기 상면부(220)의 저면에 접할 때까지 상방으로 이동될 수 있다.
상기 토출부(145)가 개방되면, 상기 토출부(145)에서 토출된 냉매는 상기 중간 토출부(240)를 거쳐 상기 커버(105)측으로 유동하며, 상기 토출홀(105a)을 경유하여 상기 토출포트(103)를 통하여 압축기(100)의 외부로 배출된다.
상기 개폐장치(300)에는, 대략 원통형의 외주면을 가지는 본체부(310)와, 상기 본체부(310)의 상면을 형성하며 상기 토출압 인가홀(228)에 대향하는 대향면(320) 및 상기 대향면(320)으로부터 하방으로 함몰되어 형성되는 함몰부(330)가 포함된다. 즉, 상기 함몰부(330)의 일면은 상기 대향면(320)보다 낮은 면을 형성한다.
상기 함몰부(330)가 형성되는 것에 의하여, 상기 개폐장치(300)가 상방으로 이동하여 상기 상면부(220)의 저면에 접할 때, 상기 개폐장치(300)의 대향면(320)이 상기 상면부(220)와 접촉되는 면적이 작아질 수 있다.
상기 제 3 벽(230)과 개폐장치(300)의 사이에는, 오일이 존재할 수 있다. 오일은, 상기한 바와 같이, 상기 회전축(116)의 오일 공급유로(116a)에 의해서 상측으로 이송되어, 상기 배압부(200)측으로 공급된 오일일 수 있다.
상기 오일은 소정의 점성을 가지고 있으며, 상기 제 3 벽(230)과 개폐장치(300)의 사이 공간에서 유막을 형성하게 된다. 상기 유막은 상기 개폐장치(300)와 제 3 벽(230)을 접착시키는 기능을 하게 된다.
상기 토출부(145)가 개방되도록 상기 개폐장치(300)가 상방으로 이동된 상태에서, 상기 압축기(100)의 운전이 정지되면 상기한 작용에 의하여 상기 개폐장치(300)가 신속하게 하방으로 이동될 필요가 있다.
그러나, 상기 오일의 점성에 의하여 상기 개폐장치(300)가 신속하게 하방으로 이동되지 못하는 경우, 냉매가 상기 토출부(145)를 통하여 상기 선회랩(134)과 고정랩(144) 사이의 공간으로 역류하여, 선회 스크롤(130)이 역회전 하는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 본 실시예는 상기 개폐장치(300)의 적어도 일면에 함몰부(330)를 형성하여, 상기 개폐장치(300)와 상면부(220) 사이의 접촉 면적을 줄여줌으로써, 오일의 점성에 의하여 상기 개폐장치(300)의 이동이 제한되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다. 즉, 상기 개폐장치(300)의 응답성이 개선될 수 있다.
따라서, 상기 함몰부(330)를 "점착 방지부"라 이름할 수 있다.
한편, 상기 함몰부(330)의 폭 또는 직경(a)은 상기 토출압 인가홀(228)의 폭 또는 직경(b)보다 크게 형성된다. 이러한 폭 또는 직경의 차이에 의하여, 상기 개폐장치(300)의 대향면(320)과 상기 상면부(220) 사이의 접촉 면적이 줄어들 수 있다. 그리고, 외부의 냉매 압력은 상기 토출압 인가홀(228)로부터 상기 함몰부(330)에 고르게 작용될 수 있고 이에 따라 상기 개폐장치(300)의 이동이 용이하게 이루어질 수 있다.
만약, 상기 함몰부(330)의 폭 또는 직경(a)이 상기 토출압 인가홀(228)의 폭 또는 직경(b)보다 작게 형성되는 경우, 상기 대향면(320)과 상면부(220) 사이의 점착 면적이 커지게 된다. 그리고, 상기 함몰부(330)에 작용하는 냉매 압력의 크기가 고르지 못하게 되어, 즉 외부에서 작용하는 냉매 압력의 크기가 상기 대향면(320)의 위치에 따라 다르게 형성되어, 상기 개폐장치(330)에 모멘트가 발생될 수 있고 이에 따라 하방으로의 신속한 이동이 제한될 수 있다.
따라서, 본 실시예는, 상기 함몰부(330)의 폭 또는 직경(a)을 상기 토출압 인가홀(228)의 폭 또는 직경(b)보다 크게 형성하여, 상기 개폐장치(330)가 신속하게 하방으로 이동될 수 있도록 한다.
상기 배압부(200)에는, 상기 토출압 인가홀(228)을 둘러싸도록 설치되는 돌출부(225)가 더 포함된다. 상기 돌출부(225)는 상기 상면부(220)로부터 상방으로 돌출되도록 구성되며, 이에 따라 상기 돌출부(225)의 상단부는 상기 상면부(220)보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
달리 말하면, 상기 돌출부(225)의 내측에, 상기 토출압 인가홀(228)이 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
압축기(100)의 운전시 냉매가 상기 중간 토출부(240)를 통하여 상기 상면부(220)의 상측으로 배출되는 과정에서, 상기 냉매는 상기 돌출부(225)에 의하여 상기 토출압 인가홀(228)측으로 유동되는 것이 제한될 수 있다.
달리 말하면, 상기 토출압 인가홀(228)의 주변에, 상기 상면부(220)보다 높은 구조물을 구비함으로써, 고압의 토출 냉매가 상기 토출압 인가홀(228)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 상기 돌출부(225)는, 상기 중간 토출부(240)에서 배출된 냉매가 상기 토출압 인가홀(228)로 유동되는 것을 제한하는 점에서, "유동 제한부"라 이름할 수 있다.
만약, 상기 중간 토출부(240)에서 배출된 고압의 냉매가 상기 토출압 인가홀(228)로 유입되는 경우 소음이 발생될 수 있고, 상기 개폐장치(300)에 압력이 작용하여 하방으로 이동하는 현상이 발생될 수 있다. 압축기의 운전시 상기 개폐장치(300)가 하방으로 이동되면, 상기 토출부(145)를 통한 냉매의 배출이 방해되어 압축기의 운전효율이 저하될 수 있다.
본 실시예는 상기 돌출부(225)를 구비함으로써, 냉매가 상기 토출압 인가홀(228)로 유입되는 것을 제한함으로써, 상기한 문제점을 방지할 수 있게 된다.
상기 배압부(200)에는, 상기 제 1 벽(201)과 상기 지지부(210)가 연결되는 부분의 내측에 구비되는 단턱부(215)가 포함된다. 상기 토출부(145)에서 토출된 냉매는 상기 단턱부(215)에 의해 정의되는 공간에 도달한 후 상기 중간 토출부(240)로 유동할 수 있다.
상기 제 2 벽(205)은 상기 제 1 벽(201)으로부터 소정 거리만큼 이격되어, 상기 제 1 벽(201)을 둘러싸도록 배치된다. 상기 제 2 벽(205)의 내주면에는, 제 1 오링(227)이 설치되는 실링 홈(206)이 형성될 수 있다.
상기 배압부(200)는, 상기 제 1 벽(201)과, 제 2 벽(205) 및 상기 지지부(210)에 의하여 대략 'U' 형태의 단면을 갖는 공간부가 생기게 된다. 그리고, 상기 공간부에는, 상기 플로팅 플레이트(160)가 설치된다. 상기 공간부 중, 상기 플로팅 플레이트(160)에 의하여 덮여지는 내부 공간이 상기 배압실(BP)을 형성하게 된다.
달리 말하면, 상기 배압부(200)의 제 1,2 벽(201,205) 및 지지부(210)와, 상기 플로팅 플레이트(160)가 이루는 공간이 상기 배압실(BP)을 형성한다.
상기 플로팅 플레이트(160)는 환형의 판 형태를 가지며, 상기 제 1 벽(201)의 외주면과 대향하는 내주면 및 상기 제 2 벽(205)의 내주면에 대향하는 외주면을 포함한다. 즉, 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면은 상기 제 1 벽(201)의 외주면에 접촉 가능하게 배치되며, 상기 플로팅 플레이트(160)의 외주면은 상기 제 2 벽(205)의 내주면에 접촉 가능하게 배치된다.
상기 플로팅 플레이트(160)와, 상기 제 1,2 벽(201,205)의 각 접촉부에는, 오링(227,161)이 배치된다. 상세히, 상기 오링(227,161)에는, 상기 제 2 벽(205)의 내주면과 상기 플로팅 플레이트(160)의 외주면 사이의 접촉부에 배치되는 제 1 오링(227) 및 상기 제 1 벽(201)의 외주면과 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면 사이의 접촉부에 배치되는 제 2 오링(161)이 포함된다.
일례로, 상기 제 1 오링(227)은 상기 제 2 벽(205)의 내주면에 설치되고, 상기 제 2 오링(161)은 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면에 설치될 수 있다.
상기 오링(227,161)에 의하여, 상기 제 1,2 벽(201,205)과, 상기 플로팅 플레이트(160)와의 접촉면 사이에서의 냉매 누설, 즉 상기 배압실(BP)에서의 냉매 누설을 방지할 수 있다.
상기 플로팅 플레이트(160)의 상면부에는, 상방으로 연장되는 리브(164)가 제공된다. 일례로, 상기 리브(164)는 상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면으로부터 상방으로 연장되도록 구성된다.
상기 리브(164)는 상기 커버(105)의 하면에 선택적으로 접하도록 이동 가능하게 배치된다. 상기 리브(164)가 상기 커버(105)에 접하는 경우, 상기 흡입공간(S)과 토출공간(D)은 구획된다. 반면에, 상기 리브(164)가 상기 커버(105)의 저면으로부터 이격된 경우, 즉 상기 커버(105)로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 경우, 상기 흡입공간(S)과 토출공간(D)은 연통될 수 있다.
상세히, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전되는 과정에서, 상기 플로팅 플레이트(160)는 상방으로 이동하여, 상기 리브(164)가 상기 커버(105)의 저면에 접하도록 배치된다. 따라서, 상기 토출부(145)에서 토출되어 상기 중간 토출부(240)를 경유한 냉매는 상기 흡입공간(S)으로 누설되지 않고 토출공간(D)으로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.
반면에, 상기 스크롤 압축기(100)가 정지되었을 때, 상기 플로팅 플레이트(160)는 하방으로 이동하여, 상기 리브(164)가 상기 커버(105)의 저면으로부터 이격되록 배치된다. 따라서, 상기 커버(105)측에 위치한 토출 냉매는 상기 리브(164)와 커버(105)의 이격된 공간을 통하여, 상기 흡입공간(S)측으로 유동하게 된다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선회 스크롤의 일부 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고정 스크롤과 선회 스크롤의 결합 모습을 보여주는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
먼저, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선회 스크롤(130)에는, 상기 중간압 토출구(147)를 유동한 냉매가 상기 배압실(BP)의 압력보다 낮은 압력을 가지는 공간(영역)으로 유입될 수 있도록 가이드 하는 배출 가이드부(139)가 포함된다.
상세히, 스크롤 압축기(100)의 운전이 정지될 때, 선회랩(134)과 고정랩(144)에 의하여 형성된 압축실은 소멸되며, 냉매는 선회랩(134)과 고정랩(144)의 사이에 존재하는 상기 공간(영역)을 유동하게 된다. 이 때, 상기 공간(영역)은 상기 배압실(BP)의 압력보다 낮은 압력을 가지게 된다. 상기 공간(영역)을 "랩 공간부"라 이름한다.
상기 배출 가이드부(139)는, 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)의 단부면에 함몰되도록 구성된다. 따라서, 상기 배출 가이드부(139)를 "가이드 함몰부"라 이름할 수 있다. 상기 선회랩(134)의 "단부면"이라 함은, 상기 선회랩(134) 중 상기 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)을 향하는 면 또는 상기 제 2 경판부(143)에 접하는 면으로서 이해될 수 있다.
상기 선회랩(134)의 단부면의 폭, 즉 상기 선회랩(134)의 두께는 상기 중간압 토출구(147)의 폭보다 크게 형성된다. 그리고, 상기 배출 가이드부(139)는 상기 선회랩(134)의 단부면으로부터 설정된 폭과 깊이로, 함몰되도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여서는, 후술한다.
상기 선회 스크롤(130)이 선회운동 하는 과정에서, 상기 선회랩(134)은 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하거나, 상기 중간압 토출구(147)를 개방할 수 있도록 상기 중간압 토출구(147)의 하단부로부터 가로 방향으로 이격되어 위치될 수 있다.
만약, 상기 배출 가이드부(139)가 구비되지 않는다면, 상기 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하는 경우(도 6 기준), 상기 선회랩(134)은 상기 중간압 토출구(147)를 차폐하게 된다. 반면에, 상기 선회랩(134)이 가로 방향으로 일정거리 이동되면 상기 중간압 토출구(147)의 적어도 일부분은 개방될 수 있다.
그리고, 상기 스크롤 압축기(100)가 운전되는 과정에서, 상기 중간압 토출구(147)가 개방되면 압축실의 중간압 냉매는 상기 중간압 토출구(147)를 통하여 상기 배압실(BP)로 유입될 수 있다. 반면에, 상기 스크롤 압축기(100)가 정지된 상태에서, 상기 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하여 상기 중간압 토출구(147)가 막히면 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 중간압 토출구(147)를 통하여, 상기 랩 공간부로 유입되지 못하므로 평압이 유지되지 못하고 압축기의 신속한 재기동이 제한될 수 있다.
상세히, 스크롤 압축기의 운전이 정지되면, 상기 스크롤 압축기 내부의 압력은 소정의 압력(평압)으로 수렴하게 된다. 여기서, 상기 평압은 흡입측 압력보다 다소 높은 압력에서 형성된다. 즉 압축실의 냉매 및 토출측 냉매가 흡입측으로 배출되면서 압축기 내부는 평압으로 수렴하게 되며, 압축기의 재기동시 상기 평압으로부터 각 위치별로 압력 차이가 발생하면서 운전이 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 배압실(BP)의 냉매 또한 상기 흡입측으로 배출되면서 상기 평압으로 유지되어야 할 필요가 있다. 만약, 상기 배압실(BP)의 냉매가 배출되지 못하는 경우, 상기 고정 스크롤이 배압실의 압력에 의하여 하방으로 가압되어 선회 스크롤에 밀착된 상태가 유지된다.
그리고, 상기 배압실(BP)의 냉매가 배출되지 못하면, 배압실(BP)의 압력이 중간압으로 유지되며, 이에 따라 플로팅 플레이트는 상방으로 이동하여 커버와 접하게 된다. 결국, 토출측 냉매의 배출경로가 차단되어, 상기 토출측 냉매가 압축기의 흡입 측으로 배출되지 못하고 고정 스크롤을 하방으로 더 가압하는 현상이 나타난다.
이와 같이, 상기 고정 스크롤이 가압되어 선회 스크롤에 일정수준 이상으로 밀착된 상태가 유지되면, 스크롤 압축기가 신속하게 재기동 되는 것이 쉽지 않게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 선회랩(134)에 배출 가이드부(139)를 형성하여 상기 중간압 토출구(147)가 완전히 차폐 또는 밀폐되지 않도록 함으로써, 상기 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에 위치하더라도 상기 중간압 토출구(147)와 압축실(압축기 구동시), 또는 상기 중간압 토출구(147)와 랩 공간부(압축기 정지시)가 서로 연통될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스크롤 압축기의 정지시, 냉매의 유동모습을 보여주는 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 스크롤 압축기의 운전 또는 정지시, 본 실시예에 따른 작용, 즉 냉매의 유동에 대하여 설명한다.
먼저, 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)가 운전되는 경우, 상기 고정자(112)에 전원이 인가되면 고정자(112)와 회전자(114)의 작용에 따라 회전축(116)이 회전하게 된다. 그리고, 상기 회전축(116)의 회전에 따라 상기 회전축(116)에 결합된 선회 스크롤(130)은 상기 고정 스크롤(140)에 대해서 선회 운동을 하게 되고, 그로 인해 고정랩(144)과 선회랩(134) 사이에 형성된 복수 개의 압축실이 토출부(145)측으로 이동하면서 냉매가 압축된다.
그리고, 오일 저장공간에 저장된 오일은 상기 회전축(116)의 내부에 형성된 오일 공급유로(116a)에 의해서 상측으로 이송되어, 케이싱(110) 내부의 각 부품, 일례로 고정 스크롤(140), 선회 스크롤(130), 배압부(200) 및 플로팅 플레이트(160) 측으로 고르게 공급될 수 있다.
한편, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)은 반경 방향, 즉 상기 회전축(116)에 수직한 방향으로 서로 밀착되어 다수의 압축실이 형성된다. 상기 랩(134,144)의 밀착되는 작용에 의하여, 상기 다수의 압축실은 밀폐될 수 있고, 상기 반경 방향으로의 냉매 누설이 방지될 수 있다.
냉매가 압축되는 과정에서, 중간압을 형성하는 압축실에 존재하는 냉매의 적어도 일부는 상기 고정 스크롤(140)의 중간압 토출구(147) 및 상기 배압부(200)의 중간압 흡입구(213)를 통하여 상기 배압실(BP)로 유입된다.
이 때, 상기 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)이 상기 중간압 토출구(147)의 직하방에서, 상기 중간압 토출구(147)에 접하도록 배치되더라도, 상기 배출 가이드부(139)에 의하여 상기 중간압 토출구(147)와 압축실은 연통될 수 있으므로, 냉매는 상기 중간압 토출구(147)로 유동될 수 있다. 그리고, 상기 중간압 토출구(147)와 배압실(BP)은 연통된 상태에 있으므로, 상기 중간압 토출구(147)를 유동한 냉매는 상기 배압실(BP)로 용이하게 유입될 수 있다.
따라서, 상기 배압실(BP)의 압력은 흡입 압력과 토출 압력 사이의 중간압을 형성하게 된다. 이와 같이, 상기 배압실(BP)에 중간압이 형성됨으로써 상기 배압부(200)는 하방으로 힘을 받게 되고, 상기 플로팅 플레이트(160)는 상방으로 힘을 받게 된다.
상기 배압부(200)는 상기 고정 스크롤(140)과 결합되어 있으므로, 상기 배압실(BP)의 중간압은 상기 고정 스크롤(140)에도 영향을 미치게 된다. 다만, 상기 고정 스크롤(140)은 이미 선회 스크롤(130)의 제 1 경판부(133)에 접한 상태이므로, 그 반작용으로서 상기 플로팅 플레이트(160)가 상방으로 이동하게 된다.
상기 플로팅 플레이트(160)가 상방으로 이동함에 따라, 상기 플로팅 플레이트(160)의 리브(164)는 상기 커버(105)의 하면에 접할 때까지 상방으로 이동된다.
그리고, 상기 배압실(BP)의 압력이 상기 고정 스크롤(140)을 선회 스크롤(130)측으로 가압하면서 선회 스크롤(130)과 고정 스크롤(140) 사이에서의 누설을 방지하게 된다. 이 때, 상기 고정랩(144) 및 제 1 경판부(133)와, 상기 선회랩(134) 및 제 2 경판부(143)는 축 방향, 즉 회전축(116)에 평행한 방향으로 서로 밀착되어 다수의 압축실이 형성된다. 상기 랩(134,144) 및 제 1,2 경판부(133,143)의 밀착되는 작용에 의하여, 상기 다수의 압축실은 밀폐될 수 있고, 상기 축 방향으로의 냉매 누설이 방지될 수 있다.
한편, 상기 압축실의 냉매는 상기 토출부(145)를 통하여 상기 배압부(200)의 중간 토출부(240)로 유동하며, 상기 커버(105)의 토출 홀(105a)을 경유하여 상기 토출 포트(103)에서 압축기 외부로 배출된다.
이 때, 상기 개폐장치(300)는 상기 토출부(145)에서 배출되는 토출압을 가지는 냉매에 의하여, 상기 제 3 벽(230)을 따라 상방으로 이동한 상태에 있게 되며, 이에 따라 상기 토출부(145)가 개방될 수 있다. 즉, 상기 토출부(145)에서의 압력이 상기 토출공간(D)의 압력보다 높아지게 되므로, 상기 개폐장치(300)는 상방으로 이동할 수 있게 된다.
한편, 상기한 바와 같이, 상기 리브(164)가 상기 커버(105)의 하면에 접하여, 상기 플로팅 플레이트(160)와 커버(105) 사이의 유로가 막히게 되므로, 상기 중간 토출부(240)를 통과한 냉매는 상기 유로를 통하여 상기 흡입공간(S)측으로 유동하지 못하고, 상기 커버(105)의 토출홀(105a)을 통과하게 된다.
이 때, 상기 냉매는 상기 돌출부(225)에 의하여, 상기 중간 토출부(240)의 출구측으로부터 상기 토출압 인가홀(228)측으로 유입되는 것이 제한되며, 상기 돌출부(225)를 따라 상기 토출홀(105a)측으로 가이드 된다.
즉, 상기 돌출부(225)는 상기 토출압 인가홀(228)로 향하는 냉매의 차단벽 역할을 함으로써, 냉매가 상기 토출압 인가홀(228)로 유입되는 것에 의하여 발생 가능한 소음 또는 개폐장치(300)의 비정상 작동을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)가 정지되는 경우, 상기 고정자(112)에 인가되던 전원의 공급이 중단된다. 따라서, 상기 회전축(116)의 회전 및 상기 선회 스크롤(130)의 선회운동이 중단되어, 냉매의 압축작용이 멈춰진다.
상기 냉매의 압축작용이 멈춰지면, 상기 고정 랩(144)과 선회 랩(134)이 밀착되는 힘, 즉 반경 방향으로 밀착되는 힘이 완화 또는 해소된다. 따라서, 상기 고정 랩(144)과 선회 랩(134)에 의하여 형성되었던 밀폐된 압축실이 소멸된다.
상세히, 상대적으로 높은 압력을 형성하는 상기 토출부(145)측의 냉매와, 압축실에 존재하였던 냉매는 상기 흡입공간(S)측으로 유동하게 된다. 상기 유동에 의하여, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)이 형성하는 랩 공간부의 압력은 소정의 압력(평압)으로 수렴하게 된다.
상기 랩 공간부의 압력에 비하여, 상기 토출공간(D)측의 상대적인 압력이 일시적으로 높아지면서 상기 개폐장치(300)는 하방으로 이동하여 토출부(145)를 막게 된다. 따라서, 상기 토출공간(D)측의 냉매가 상기 중간 토출부(240) 및 토출부(145)를 통하여 상기 랩 공간부로 역류하여 상기 선회 스크롤(130)을 역 회전시키는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 개폐장치(300)의 대향면(320)에는 함몰부(330)가 형성되므로, 상기 상면부(220)의 저면과 상기 대향면(320) 사이의 접촉 면적이 줄어들 수 있다. 따라서, 상기 개폐장치(330)와 상면부(220) 사이에 작용되는 오일의 점성력이 줄어들 수 있고, 이에 따라 상기 개폐장치(330)의 신속한 하방 이동이 가능하게 된다.
또한, 상기 함몰부(330)의 폭 또는 직경(a)은 상기 토출압 인가홀(228)의 폭 또는 직경(b)보다 크게 형성되므로, 냉매 압력은 상기 토출압 인가홀(228)로부터 상기 함몰부(330)를 향하여 고르게 작용될 수 있고 이에 따라 상기 개폐장치(300)의 이동이 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 스크롤 압축기(100)의 정지에 따라 상기 선회랩(134)이 소정의 위치에 멈춰질 수 있다. 이 때, 상기 선회랩(134)의 위치가 상기 중간압 토출구(147)를 개방하는 위치에 있는 경우는 물론이고, 상기 선회랩(134)의 위치가 상기 중간압 토출구(147)를 닫을 수 있는 위치에 배치되는 경우라도, 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 배출 가이드부(139)를 통하여 상기 랩 공간부로 바이패스 될 수 있다.
즉, 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 중간압 흡입구(213) 및 중간압 토출구(147)를 통하여, 상기 랩 공간부로 유입되고 상기 흡입공간(S)으로 유동하게 된다. 그리고, 상기 유동에 의하여 상기 배압실(BP)은 상기 평압을 유지하게 된다.
상기 배압실(BP)이 평압을 유지함에 따라, 상기 플로팅 플레이트(160)는 하방으로 이동하고 이에 따라 상기 리브(164)는 상기 커버(105)의 저면으로부터 이격된다. 따라서, 상기 플로팅 플레이트(160)와 커버(105) 사이의 유로가 개방되고, 이에 따라 상기 커버(105)측 또는 토출공간(D)측의 냉매는 상기 유로를 통하여 상기 흡입공간(S)측으로 유동하게 된다.
상기한 바와 같이, 상기 배압실(BP)의 냉매는 상기 선회랩(134)의 배출 가이드부(139)를 통하여 상기 랩 공간부로 유입되므로 상기 배압실(BP)은 평압을 유지할 수 있게 된다. 그리고, 상기 리브(164)가 상기 커버(105)로부터 이격되어 냉매의 유로를 개방할 수 있게 된다. 결국, 상기 커버(105)측 또는 토출공간(D)측의 압력도 평압을 유지할 수 있게 되므로, 압축기(100)의 재운전시 신속한 재기동이 이루어질 수 있다.
만약, 상기 배압실(BP)의 냉매가 상기 랩 공간부로 유입되지 못하여 상기 배압실(BP)이 중간압을 유지하고, 상기 리브(164)가 상기 커버(105)에 접한 상태를 유지하여 상기 커버(105)측 또는 토출공간(D)측의 압력이 평압을 유지하지 못한다면, 상기 고정 스크롤(140)과 선회 스크롤(130)이 과도한 압력으로 밀착된 상태를 유지하고 이에 따라 압축기의 신속한 재기동이 어려울 수 있는데, 본 실시예는 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
그리고, 상기 토출포트(103)에는 체크밸브(미도시)가 제공되며, 스크롤 압축기(100)의 운전이 정지되면 상기 체크밸브가 폐쇄되어, 상기 스크롤 압축기(100) 외부의 냉매가 상기 토출포트(103)를 통하여 상기 케이싱(110)의 내부로 유입되는 것이 제한된다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명한다. 이들 실시예들은 제 1 실시예와 비교하여 일부 구성에 있어서만 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 개폐장치(300a)에는, 대략 원통형의 외주면을 가지는 본체부(310a)와, 상기 본체부(310a)의 상면을 형성하며 상기 토출압 인가홀(228)에 대향하는 대향면(320a) 및 상기 본체부(310a)의 외주면 또는 상기 대향면(320a)으로부터 함몰되어 형성되는 함몰부(330a)가 포함된다.
상세히, 상기 함몰부(330a)는 상기 대향면(320a)으로부터 하방으로 함몰되며, 소정의 깊이를 가지도록 구성될 수 있으며, 상기 본체부(310a)의 외주면을 따라 다수 개가 구비될 수 있다.
달리 말하면, 상기 함몰부(330a)는, 상기 대향면(320a)으로부터 상기 본체부(310a)의 외주면에 이르기까지 함몰되도록 구성된다. 달리 말하면, 상기 함몰부(330a)의 적어도 일부분은 상기 대향면(320a)으로부터 하방으로 함몰되고, 다른 일부분은 상기 본체부(310a)의 외주면으로부터 내측 방향으로 함몰되도록 구성되는 것으로 이해된다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 개폐장치(300a)와 상기 상면부(220)의 저면과의 접촉 면적, 그리고 상기 개폐장치(300a)와 상기 제 3 벽(230)과의 접촉 면적이 줄어들수 있으므로, 오일의 점성에 의하여 상기 개폐장치(300a)의 이동이 방해되는 현상을 줄일 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 개폐장치(300b)에는, 대략 원통형의 외주면을 가지는 본체부(310b)와, 상기 본체부(310b)의 상면을 형성하며 상기 토출압 인가홀(228)에 대향하는 대향면(320b) 및 상기 본체부(310b)의 외주면으로부터 함몰되어 형성되는 함몰부(330b)가 포함된다.
상세히, 상기 함몰부(330b)는, 상기 본체부(310b)의 외주면에 함몰되도록 구성되며, 상기 대향면(320b)으로부터 하방으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 함몰부(330b)는 상기 본체부(310b)의 외주면을 따라 다수 개가 구비될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 개폐장치(300b)와 상기 제 3 벽(230)과의 접촉 면적이 줄어들수 있으므로, 오일의 점성에 의하여 상기 개폐장치(300b)의 이동이 방해되는 현상을 줄일 수 있게 된다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 개폐장치(300c)에는, 대략 원통형의 외주면을 가지는 본체부(310c)와, 상기 본체부(310c)의 상면을 형성하며 상기 토출압 인가홀(228)에 대향하는 대향면(320c) 및 상기 본체부(310c)의 외주면으로부터 함몰되어 형성되는 함몰부(330c)가 포함된다.
상세히, 상기 함몰부(330c)는, 상기 본체부(310c)의 외주면에 함몰되도록 구성되며, 상기 대향면(320c)으로부터 하방으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 함몰부(330c)는 상기 본체부(310c)의 외주면을 따라 다수 개가 구비될 수 있다.
상기 함몰부(330c)는 세로 방향으로 이격되어 복수 개가 형성될 수 있다. 즉, 제 3 실시예에 따른 함몰부(330b)는, 세로 방향으로 하나의 함몰부가 연장되도록 구성되는 반면, 본 실시예에 따른 함몰부(330c)는 복수 개가 구비되어 세로 방향으로 간헐적으로 형성된다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 개폐장치(300c)와 상기 제 3 벽(230)과의 접촉 면적이 줄어들수 있으므로, 오일의 점성에 의하여 상기 개폐장치(300c)의 이동이 방해되는 현상을 줄일 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 배압부의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 배압부(150)에는, 대략 중공의 환형으로 형성되며, 고정 스크롤(140)의 제 2 경판부(143)와 접하는 지지부(210)와, 상기 지지부(210)로부터 상방으로 연장되는 복수의 벽(201a,205)이 포함된다.
상기 복수의 벽(201a,205)에는, 상기 지지부(210)의 내주면으로부터 상방으로 연장되는 제 1 벽(201a) 및 상기 지지부(210)의 외주면으로부터 상방으로 연장되는 제 2 벽(205)이 포함된다. 상기 제 1 벽(201)과 제 2 벽(205)은 대략 원통형으로 형성된다.
상기 제 1 벽(201a)의 상단부는 상기 상면부(220)와 대략 동일한 높이에 형성될 수 있다.
반면에, 본 실시예에서도, 상기 배압부(200)에 돌출부(225)가 구비되어 상기 돌출부(225)가 상기 토출압 인가홀(228)을 둘러싸도록 배치됨으로써, 상기 중간 토출부(240)에서 배출된 냉매가 상기 토출압 인가홀(228)로 유입되는 것이 제한된다.
본 실시예와 같이, 상기 제 1 벽(201a)의 상단부가 상기 상면부(220)와 대략 동일한 높이에 형성되더라도, 압축기가 운전되는 과정에서는 상기 플로팅 플레이트(160)의 리브(164)가 상기 커버(105)에 접하여 고압의 토출 냉매가 흡입공간(S)측으로 유동되는 것이 제한될 수 있다.
따라서, 상기 제 1 벽(201a)을 상기 상면부(220)보다 높은 위치까지 연장하지 않더라도 본 발명에서 얻고자 하는 효과를 얻을 수 있을 것이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 개폐장치 및 디스크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에는, 제 3 벽(230)의 내측에 이동 가능하게 제공되는 개폐장치(300) 및 상기 개폐장치(300)와 상기 상면부(220)의 사이에 제공되는 디스크(350)가 포함된다.
상기 디스크(350)는 상기 개폐장치(300)의 상면과 상기 상면부(220)의 사이의 공간에서 이동 가능하게 위치될 수 있다. 상기 디스크(350)의 질량은 상기 개폐장치(300)의 질량에 비하여 적게 형성될 수 있으며, 상기 제 3 벽(230)의 내면 또는 상면부(220)에 존재하는 오일에 의하여 소정의 점도로 점착된 상태를 유지할 수 있다.
상기 디스크(350)는 상기 개폐장치(300)로부터 분리된 상태에서, 상기 제 3 벽(230) 또는 상기 상면부(220)에 존재하는 오일이 상기 개폐장치(300)에 직접적으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 개폐장치(300)가 상기 토출부(145)를 개방하도록 상방으로 이동할 때, 상기 디스크(350)는 상기 개폐장치(300)가 상기 상면부(220)에 충격되는 것을 완화하는 "완충장치"로서 기능할 수 있다. 그리고, 상기 디스크(350)의 완충기능에 의하여, 상기 개폐장치(300)의 작동간 발생되는 소음을 저감할 수 있다.
상기 디스크(350)에는, 유체의 통과가 가능한 관통홀(355)이 형성된다. 일례로, 상기 관통홀(355)은 상기 디스크(350)의 대략 중앙부에 형성된다. 상기 관통홀(355)에 의하여, 상기 디스크(350)는 환형의 평판 형상을 가질 수 있다.
상기 개폐장치(300)가 상방으로 이동되는 과정에서, 상기 개폐장치(300)와 상기 디스크(350)의 사이에 존재하는 유체, 일례로 냉매 또는 오일은 그 체적이 작아지면서 상기 관통홀(355)을 통하여 상방으로 빠져나갈 수 있게 된다. 이 과정에서, 상기 개폐장치(300)는 상기 디스크(350)에 용이하게 접근되고, 상기 디스크(350)는 상기 개폐장치(300)의 완충기능을 수행하게 된다.
만약, 상기 관통홀(355)이 형성되어 있지 않다면, 상기 개폐장치(300)와 디스크(350) 사이에 형성되는 압력에 의하여, 상기 개폐장치(300)의 이동이 원활하지 않고, 상기 디스크(350)가 상기 개폐장치(300)를 완충시키는 기능을 용이하게 수행하지 못할 수 있다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 개폐장치 및 디스크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에는, 제 3 벽(230)의 내측에 이동 가능하게 제공되는 개폐장치(400) 및 상기 개폐장치(400)와 상기 상면부(220)의 사이에 제공되는 디스크(450)가 포함된다.
상기 개폐장치(400)는 원통형의 형상을 가지며, 상기 토출부(145)를 선택적으로 개폐할 수 있도록, 상하 방향으로 이동 가능하게 제공된다.
상기 디스크(450)는 상기 개폐장치(400)의 상면과 상기 상면부(220)의 사이의 공간에서 이동 가능하게 위치될 수 있다.
상기 디스크(450)에는, 경사면을 구비하는 본체(451) 및 상기 본체(451)의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 관통홀(455)이 포함된다. 상기 관통홀(455)은 상기 본체(451)의 대략 중앙부에 형성된다. 상기 관통홀(455)의 구성에 의하여, 상기 본체(451)는 경사면을 가지는 환형의 판 형상을 가질 수 있다.
상기 본체(451)의 경사면은, 상기 본체(451)의 외주면으로부터 상기 관통홀(455)을 향하여 상향 경사지게 형성된다. 달리 말하면, 상기 본체(451)의 경사면은 상기 관통홀(455)로부터 상기 본체(451)의 외주면을 향하여 하향 경사지게 형성된다.
그리고, 상기 경사면은, 상기 본체(451)의 상면과 하면 중 적어도 하나에 구비될 수 있다. 따라서, 상기 경사면은 상기 개폐장치(400)의 상면 또는 상기 상면부(220)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
상기 본체(451)의 하면에 경사면이 구비됨으로써, 상기 디스크(450)와 상기 개폐장치(300)간의 접촉 면적이 줄어들 수 있고, 상기 본체(451)의 상면에 경사면이 구비됨으로써, 상기 디스크(450)와 상기 상면부(220)간의 접촉 면적이 줄어들 수 있다. 따라서, 상기 제 3 벽(230)과 상면부(220)에 존재하는 오일에 의하여 상기 개폐장치(300)가 점착되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 관통홀(455)의 크기는, 도 15에서 설명한 관통홀(355)에 비하여 상대적으로 크게 형성된다. 일례로, 상기 관통홀(455)의 크기는, 도 15에서 설명된 함몰부(330)의 크기에 대응하는 크기로 형성될 수 있다.
상기 관통홀(455)의 구성에 의하여, 상기 상면부(220)와 상기 디스크(450) 사이의 접촉면적 또는 상기 디스크(450)와 개폐장치(300)간의 접촉면적이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 제 3 벽(230)과 상면부(220)에 존재하는 오일에 의하여 상기 개폐장치(300)가 점착되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 디스크(450)의 경사면을 "제 1 점착 방지부"라 하고, 상기 관통홀(455)은 "제 2 점착 방지부"라 이름할 수 있다.
한편, 상기 관통홀(455)은 상기 토출압 인가홀(228)로부터 작용하는 외부의 냉매 압력이 상기 개폐장치(400)에 고르게 작용할 수 있도록 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 디스크(450)의 본체(451)의 가로방향 직경(D2)은, 상기 개폐장치(400)의 가로방향 직경(D1)에 비하여 작게 형성될 수 있다. 그리고, D1-D2의 값은 제 1 설정값보다는 크고 제 2 설정값보다는 작게 형성될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 설정값은 0.3mm, 제 2 설정값은 1.0mm일 수 있다.
만약, 상기 D1-D2가 상기 제 1 설정값보다 작으면, 상기 개폐장치(400)와 디스크(450)의 작동간 소음이 커지는 현상이 발생될 수 있고, 상기 D1-D2가 상기 제 2 설정값보다 크면, 상기 개폐장치(400)와 디스크(450)가 충돌할 때 응력이 개폐장치(400) 상면의 소정위치에 집중되어 마모가 발생되는 문제점이 발생될 수 있다.
도 19는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 개폐장치 및 디스크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 스크롤 압축기(100)에는, 제 3 벽(230)의 내측에 이동 가능하게 제공되는 개폐장치(500) 및 상기 개폐장치(500)와 상기 상면부(220)의 사이에 제공되는 디스크(550)가 포함된다.
상기 개폐장치(500)는 원통형의 형상을 가지며, 상기 토출부(145)를 선택적으로 개폐할 수 있도록, 상하 방향으로 이동 가능하게 제공된다.
상기 디스크(550)는 상기 개폐장치(500)의 상면과 상기 상면부(220)의 사이의 공간에서 이동 가능하게 위치될 수 있다. 상기 디스크(550)가 구비됨으로써, 상기 개폐장치(500)가 상기 상면부(220)에 직접적으로 점착되거나 충돌되는 것을 방지하는 기능이 수행될 수 있다.
상기 디스크(550)의 대략 중앙부에는, 관통홀(555)이 형성된다. 제 6 실시예에서 설명된 바와 같이, 상기 관통홀(555)에 의하여, 상기 개폐장치(300)가 상기 디스크(350)에 용이하게 접근될 수 있고, 상기 디스크(350)는 상기 개폐장치(300)의 완충기능을 수행하게 된다.
100 : 스크롤 압축기 101 : 흡입포트
103 : 토출포트 105 : 커버
105a : 토출홀 110 : 케이싱
120 : 메인 프레임 130 : 선회 스크롤
133 : 제 1 경판부 134 : 선회 랩
139 : 배출 가이드부 140 : 고정 스크롤
143 : 제 2 경판부 144 : 고정 랩
145 : 토출구 147 : 중간압 토출구
160 : 플로팅 플레이트 164 : 리브
200 : 배압부 201 : 제 1 벽
205 : 제 2 벽 213 : 중간압 흡입구
220 : 상면부 228 : 토출압 인가홀
230 : 제 3 벽 240 : 중간 토출부
300 : 개폐장치 310 : 본체부
320 : 대향면 330 : 함몰부
350,450,550 : 디스크 451 : 본체부
355,455,555 : 관통홀

Claims (21)

  1. 회전축이 구비되는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 커버;
    상기 회전축의 회전에 의하여, 선회운동을 수행하는 제 1 스크롤;
    상기 제 1 스크롤의 일측에 제공되어 상기 제 1 스크롤과 함께 압축실을 형성하며, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 배출되는 토출부를 가지는 제 2 스크롤;
    상기 토출부의 일측에 이동 가능하게 제공되어, 상기 토출부를 선택적으로 개폐하는 개폐장치;
    상기 개폐장치의 적어도 일부분을 수용하는 이동 가이드부 및 상기 개폐장치의 일측을 덮는 상면부가 구비되는 배압부; 및
    상기 개폐장치와 상기 배압부의 적어도 일부분과의 접촉면적을 줄이는 점착 방지부가 포함되는 스크롤 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착 방지부에는,
    상기 개폐장치에 형성되며, 상기 배압부의 적어도 일부분과의 접촉면적을 줄이는 함몰부가 포함되는 스크롤 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배압부에는,
    상기 제 2 스크롤의 제 2 경판부에 지지되며, 중공의 환형 형상을 가지는 지지부;
    상기 지지부의 내주면으로부터 연장되며, 원통 형상을 가지는 제 1 벽; 및
    상기 지지부의 외주면으로부터 연장되며, 원통 형상을 가지는 제 2 벽이 포함되는 스크롤 압축기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 가이드부는 상기 제 2 벽의 내측에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 가이드부의 외측면과 상기 제 2 벽의 내측면 사이의 공간에는, 상기 제 2 스크롤의 토출부에서 배출된 냉매가 유동하는 중간 토출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 상면부에는,
    상기 토출공간의 압력을 상기 개폐장치에 인가하여 상기 개폐장치의 이동을 허용하는 토출압 인가홀이 형성되는 스크롤 압축기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 함몰부의 폭 또는 직경은 상기 토출압 인가홀의 폭 또는 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 개폐장치에는,
    원통 형상의 외주면을 가지는 본체부; 및
    상기 상면부의 토출압 인가홀에 대향하는 대향면이 포함되는 스크롤 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 대향면으로부터 함몰되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 대향면으로부터 상기 본체부의 외주면에 이르기까지 함몰되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 본체부의 외주면에 함몰되도록 구성되며, 상기 대향면으로부터 이격된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 개폐장치는,
    상기 제 2 스크롤의 토출부를 통하여 냉매가 배출될 때, 상기 배압부의 상면부에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐장치와 상면부의 사이에 이동 가능하게 제공되는 디스크가 더 포함되는 스크롤 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 점착 방지부에는, 상기 디스크에 구비되는 관통홀이 포함되는 스크롤 압축기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 디스크에는,
    상기 개폐장치의 상면 또는 상기 상면부에 대하여 경사지게 형성되는 경사면을 가지는 본체가 포함되며,
    상기 관통홀은 상기 본체의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 본체의 직경은, 상기 개폐장치의 일면의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  17. 제 6 항에 있어서,
    상기 개폐장치는,
    상기 압축실에서의 냉매 압축이 중단될 때, 상기 토출압 인가홀에 작용하는 냉매 압력에 의하여 상기 배압부의 상면부로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스크롤과 제 2 스크롤은 다수의 압축실을 형성하며,
    상기 제 2 스크롤에는, 상기 다수의 압축실 중 중간압을 가지는 압축실과 연통 가능한 중간압 토출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 배압부에는,
    상기 중간압 토출구와 연통하는 중간압 흡입구가 포함되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  20. 제 3 항에 있어서,
    상기 배압부의 일측에 이동 가능하게 제공되며, 상기 배압부의 제 1 벽 및 제 2 벽과 함께 배압실을 형성하는 플로팅 플레이트가 더 포함되는 스크롤 압축기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 스크롤에는, 상기 회전축에 결합되는 제 1 경판부 및 상기 제 1 경판부로부터 일방향으로 연장되는 제 1 랩이 포함되며,
    상기 제 1 랩에는, 상기 배압실 내의 냉매 배출을 안내하기 위한 가이드 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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