KR20200126325A

KR20200126325A - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20200126325A
Application number: KR1020200016651A
Authority: KR
Inventors: 박정훈; 조성해; 서종천; 조남규; 김도현; 전정욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2020-11-06

Abstract

스크롤 압축기가 개시된다. 본 스크롤 압축기는 본체, 본체 내부를 저압부와 고압부로 구분하는 고저압커버, 저압부에 배치되며, 압축된 냉매가 토출되는 제1 토출구를 포함하는 고정스크롤, 고정스크롤과 맞물려 상대 선회 운동 하며, 고정스크롤과 압축실을 형성하는 선회스크롤, 고정스크롤과 고저압커버 사이에 배치되고, 제1 토출구와 연결되어 압축실의 압축된 냉매를 고저압커버로 가이드하는 제2 토출구를 포함하는 토출가이드 및 토출가이드의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 토출가이드와 배압실을 형성하고, 토출가이드에 대해 상하 방향으로 이동하여 제2 토출구를 고압부와 연결시키는 배압 액추에이터를 포함하고, 고정스크롤은, 고정스크롤의 상부에 형성되어 압축실과 제2 토출구를 연결하는 바이패스유로 및 바이패스유로를 개폐하는 바이패스밸브를 포함한다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 개시는 압축 구동 효율성 및 구조 조립성이 개선된 스크롤 압축기에 관한 것이다.

압축기는 모터나 터빈 등을 이용하여 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동 가스를 압축시켜 압력을 높이는 기계적 장치이다. 압축기는 산업 전반에 걸쳐 다양하게 사용될 수 있으며, 냉매 사이클에 사용되는 경우, 낮은 압력의 냉매를 높은 압력의 냉매로 변환시켜 다시 응축기로 전달할 수 있다.

압축기를 크게 분류하면, 피스톤과 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기와, 편심 회전되는 롤링피스톤과 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 롤링피스톤이 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 로터리식 압축기와, 선회스크롤과 고정스크롤 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여, 선회스크롤이 고정스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 스크롤 압축기로 나뉘어진다.

스크롤 압축기는 왕복동식 압축기 또는 로타리 압축기에 비해 효율이 높고, 진동 및 소음이 낮으며 소형 및 경량화가 가능하여 냉동 사이클 장치에 널리 사용되고 있다.

다만, 스크롤 압축기의 압축 과정에 있어서, 압축 공간 내의 냉매가 과압축될 수 있으며, 이러한 과압축의 냉매는 스크롤 압축기의 압축 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

이러한 문제의 해결을 위해, 차압 밸브를 구비하기도 하였으나, 별도의 차압 밸브를 구비해야 하며, 추후 차압 밸브의 내구성으로 인해 차압 밸브를 교체해야하는 문제점이 있었다.

또한, 스크롤 압축기를 형성하는 구조의 복잡성으로 인해 스크롤 압축기의 조립성이 저해되고 생산 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 개시의 목적은 압축 구동 효율성 및 구조 조립성이 개선된 스크롤 압축기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 본체, 본체 내부를 저압부와 고압부로 구분하는 고저압커버, 상기 저압부에 배치되며, 압축된 냉매가 토출되는 제1 토출구를 포함하는 고정스크롤, 상기 고정스크롤과 맞물려 상대 선회 운동 하며, 상기 고정스크롤과 압축실을 형성하는 선회스크롤, 상기 고정스크롤과 상기 고저압커버 사이에 배치되고, 상기 제1 토출구와 연결되어 상기 압축실의 압축된 냉매를 상기 고저압커버로 가이드하는 제2 토출구를 포함하는 토출가이드 및 상기 토출가이드의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 상기 토출가이드와 배압실을 형성하고, 상기 토출가이드에 대해 상하 방향으로 이동하여 상기 제2 토출구를 상기 고압부와 연결시키는 배압 액추에이터를 포함하고, 상기 고정스크롤은, 상기 고정스크롤의 상부에 형성되어 상기 압축실과 상기 제2 토출구를 연결하는 바이패스유로 및 상기 바이패스유로를 개폐하는 바이패스밸브를 포함하는 스크롤 압축기를 제공한다.

상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이에 배치되고, 상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이의 간극을 선택적으로 막는 씰링부재를 더 포함하고, 상기 씰링부재는 일정한 각도의 경사면을 가지는 절단부를 포함할 수 있다.

상기 토출가이드는, 상기 제2 토출구를 형성하는 제1 부분 및 상기 제1 부분과 연결되며 상기 제1 부분의 직경보다 큰 직경을 가지는 제2 부분을 포함하고, 상기 배압 액추에이터는 상기 토출가이드가 삽입되며 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 커버하는 수용공간을 가질 수 있다.

상기 씰링부재는 상기 제1 부분과 상기 배압 액추에이터 사이에 배치될 수 있다.

상기 절단부는, 제1 경사면을 가지는 제1 절단부 및 상기 제1 경사면과 마주보도록 배치되는 제2 경사면을 가지는 제2 절단부를 포함하고, 상기 배압실의 제1 압력이 상기 제2 토출구의 제2 압력보다 클 경우, 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 이격되어 냉매가 유동할 수 있으며, 상기 배압실의 제1 압력이 상기 제2 토출구의 제2 압력보다 작을 경우, 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 접촉하여 냉매의 유동을 막을 수 있다.

상기 제1 절단부는 상기 배압 액추에이터와 접촉하는 제1 접촉면과 상기 토출가이드와 선택적으로 접촉하는 제2 접촉면을 포함하고, 상기 배압실의 제1 압력이 상기 제2 토출구의 제2 압력보다 작을 경우, 상기 제2 접촉면은 상기 토출가이드와 접촉할 수 있다.

상기 고정스크롤은 상기 제1 토출구와 분리되고 상기 압축실과 연결된 제1 배압유로를 포함하고, 상기 토출가이드는 상기 제2 토출구와 분리되고 상기 제1 배압유로와 상기 배압실 사이를 연결하는 제2 배압유로를 포함할 수 있다.

상기 배압 액추에이터는, 상기 스크롤 압축기의 운전 시에 상기 배압실의 압력에 의해 이동하여 상기 고저압커버의 제3 토출구와 상기 제2 토출구를 연결하고, 상기 스크롤 압축기의 정지 시에 상기 고저압커버와 이격될 수 있다.

상기 제2 부분의 외주면을 따라 배치되고, 상기 배압 액추에이터와 상기 제2 부분 사이를 밀폐시키는 제1 오링부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 부분의 외주면을 따라 배치되고, 상기 제1 부분과 상기 배압 액추에이터를 일정 간격 이격시키는 제2 오링부재를 더 포함할 수 있다.

상기 배압 액추에이터는 상기 제2 오링부재와 접촉하는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 배압실과 상기 간극을 연결시켜 냉매가 유동하도록 하는 냉매유동구를 포함할 수 있다.

상기 냉매유동구는 상기 돌출부의 방사상으로 기 설정된 간격으로 형성될 수 있다.

상기 씰링부재의 상부에 배치되고, 상기 씰링부재를 하부 방향으로 가압하는 링 형상의 웨이브 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 고정스크롤의 상기 제1 토출구에 설치되어 상기 제1 토출구를 선택적으로 개폐하는 제1 체크밸브 및 상기 고저압커버의 상기 제3 토출구에 설치되어 상기 제3 토출구를 선택적으로 개폐하는 제2 체크밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 바이패스유로 및 상기 바이패스밸브는 복수 개로 구비될 수 있다.

스크롤 압축기는 상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이에 배치되고, 상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이의 간극을 선택적으로 막는 씰링부재;를 더 포함하고, 상기 씰링부재는 냉매유로를 구비한 테프론실과 상기 테프론실의 외주면에 결합되며 상기 냉매유로를 선택적으로 개폐하는 오링을 포함할 수 있다.

상기 냉매유로는, 상기 테프론실의 내주면에 형성된 냉매홈; 상기 테프론실의 상면에 형성되며, 상기 냉매홈과 연통된 배출구; 및 상기 테프론실의 외주면과 상기 냉매홈을 연통하도록 형성된 연결구멍;을 포함할 수 있다.

상기 냉매유로는 상기 테프론실의 외주면에 형성되며, 상기 연결구멍과 연결된 유입구;를 더 포함할 수 있다.

상기 토출가이드는, 상기 제2 토출구를 형성하는 제1 부분; 및 상기 제1 부분과 연결되며 상기 제1 부분의 직경보다 큰 직경을 가지는 제2 부분;을 포함하고, 상기 배압 액추에이터는 상기 토출가이드의 제1 부분이 삽입되는 제4 토출구, 및 상기 제4 토출구의 내면에 형성되며 상기 씰링부재가 설치되는 씰링 수용홈을 포함할 수 있다.

상기 씰링부재는 상기 씰링 수용홈에서 상하로 이동 가능하며, 상기 토출가이드의 제1 부분의 외주면은 상기 씰링부재의 내면과 접촉하고,상기 배압 액추에이터의 제4 토출구의 내면과 이격될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 구조에서 본체를 투명하게 나타낸 스크롤 압축기의 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 4는 본체를 생략하고, 압축부와 모터부를 분리한 스크롤 압축기의 분해사시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축부의 분해사시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 고정스크롤의 분해사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 고정스크롤의 저면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 토출가이드의 사시도이다.
도 9는 도 8에서 씰링부재, 제1 오링부재 및 제2 오링부재를 생략한 토출가이드의 사시도이다.
도 10은 도 8에 나타낸 토출가이드의 저면 분해 사시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 씰링부재의 사시도이다.
도 12는 도 11의 D-D 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 배압 액추에이터의 사시도이다.
도 14는 도 13의 저면 사시도이다.
도 15는 도 14의 E-E 선을 따라 나타낸 단면 사시도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 토출가이드와 배압 액추에이터가 결합된 구조의 단면 사시도이다.
도 17은 도 16의 구조에서 배압 액추에이터를 투명하게 나타낸 단면 사시도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 고저압커버의 분해사시도이다.
도 19는 도 1의 B-B선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 20a는 도 3의 C 영역을 나타낸 확대도이다.
도 20b는 도 20a의 F1 영역을 나타낸 확대도이다.
도 21a는 본 개시의 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따라 제2 상태를 나타낸 확대도이다.
도 21b는 도 21a의 F2 영역을 나타낸 확대도이다.
도 22a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따라 제3 상태를 나타낸 확대도이다.
도 22b는 도 22a의 F3 영역을 나타낸 확대도이다.
도 23은 본 개시의 변형 실시예에 따른 웨이프 스프링이 토출가이드와 결합된 것을 나타낸 사시도이다.
도 24는 도 23의 웨이브 스프링이 결합된 것을 나타낸 스크롤 압축기의 단면 확대도이다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 26은 도 25의 스크롤 압축기의 C1 영역을 나타낸 확대도이다.
도 27은 도 25의 스크롤 압축기의 압축부의 분해 사시도이다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 따른 토출가이드를 나타내는 저면 사시도이다.
도 29는 본 개시의 일 실시예에 따른 배압 액추에이터를 나타내는 저면 사시도이다.
도 30은 도 29의 배압 액추에이터를 나타내는 단면 사시도이다.
도 31은 본 개시의 일 실시예에 따른 씰링부재를 나타내는 사시도이다.
도 32는 도 31의 씰링부재의 단면 사시도이다.
도 33은 도 31의 씰링부재의 분해 사시도이다.
도 34는 도 25의 스크롤 압축기의 압축부의 제1 체크밸브와 제2 체크밸브의 중심부를 따라 절단한 단면도이다.
도 35a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따른 제1 상태를 나타낸 확대도이다.
도 35b는 도 35a의 K1 영역을 나타낸 확대도이다.
도 36a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따른 제2 상태를 나타낸 확대도이다.
도 36b는 도 36a의 K2 영역을 나타낸 확대도이다.
도 37a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따른 제3 상태를 나타낸 확대도이다.
도 37b는 도 37a의 K3 영역을 나타낸 확대도이다.

본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 상에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "～사이에"와 "직접 ～사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.

본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)의 구조에 대해 설명한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 구조에서 본체(10)를 투명하게 나타낸 스크롤 압축기(1)의 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A선을 따라 나타낸 단면도이고, 도 4는 본체(10)를 생략하고, 압축부(100)와 모터부(200)를 분리한 스크롤 압축기(1)의 분해사시도이다.

스크롤 압축기(1)는 스크롤 방식을 통해 냉매를 압축시키는 장치로서, 외관을 형성하는 본체(10), 본체(10) 내부에 배치되어 냉매를 압축시키는 압축부(100) 및 본체(10) 내부에 배치되며 압축부(100)와 연결되어 압축부(100)를 구동시키는 모터부(200)를 포함할 수 있다.

본체(10)는 스크롤 압축기(1)의 전체적인 외관을 형성하며, 냉매가 유입되는 냉매유입구(13)가 형성된 제1 본체(11) 및 냉매유출구(14)가 형성된 제2 본체(12)를 포함할 수 있다.

본체(10)는 제1 본체(11)와 제2 본체(12)가 결합하여, 냉매유입구(13) 및 냉매유출구(14)를 제외한 본체(10) 내부를 밀폐시킬 수 있다. 즉, 냉매는 냉매유입구(13) 및 냉매유출구(14)를 통해서만 본체(10) 내부를 통과할 수 있다.

아울러, 본체(10) 내부 공간은 고저압커버(150)에 의해 구획되어, 저압부(L) 및 고압부(H)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 본체(11)와 고저압커버(150)는 본체(10) 내부의 저압부(L)를 형성하고, 제2 본체(12)와 고저압커버(150)는 본체(10) 내부의 고압부(H)를 형성할 수 있다.

여기서, 저압부(L) 및 고압부(H)는 스크롤 압축기(1)가 작동하는 경우에 고저압커버(150)를 기준으로 압력을 차이가 발생하는 것을 의미하여, 스크롤 압축기(1)가 작동하지 않는 경우에는 저압부(L)와 고압부(H)의 압력은 동일할 수 있다.

이에 따라, 스크롤 압축기(1)를 유동하는 냉매는 냉매유입구(13)를 통해 본체(10) 내부로 유입되어 본체(10) 내부에 배치된 압축부(100) 및 모터부(200)에 의해 압축된 상태로 냉매유출구(14)를 통해 본체(10)의 외부로 유출될 수 있다.

압축부(100)는 본체(10) 내부의 저압부(L)에 배치되며, 본체(10) 내부에 유입된 냉매를 압축할 수 있다. 압축부(100)의 구체적인 구조는 도 5를 참조하여 후술한다.

모터부(200)는 본체(10) 내부의 저압부(L)에 배치되며, 모터축(201)을 통해 압축부(100)와 연결되어 냉매를 압축시키는 구동력을 제공할 수 있다.

구체적으로, 모터부(200)는 모터축(201)을 통해 선회스크롤(110)과 연결되어 선회스크롤(110)을 회전시킬 수 있다.

모터부(200)는 본체(10) 내부에 배치되어 압축부(100)에 구동력을 전달할 수 있으면 충분하며, 전기모터, 터빈 등 다양한 구동 장치로 구성될 수 있다.

이하에서는, 도 5를 참조하여 압축부(100)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축부(100)의 분해사시도이다.

스크롤 압축기(1)의 압축부(100)는 본체(10)의 저압부(L)에 배치되며, 모터부(200)와 연결되어 고정스크롤(120)과 맞물려 상대 선회 운동을 하는 선회스크롤(110), 본체(10) 내부에 고정 배치되고 선회스크롤(110)과 함께 압축실(P)을 형성하는 고정스크롤(120), 고정스크롤(120)의 상부에 배치되어 압축실(P)에서 압축된 냉매를 고압부(H)로 가이드하는 토출가이드(130), 토출가이드(130)의 상부를 커버하도록 배치되어 고저압커버(150)와 선택적으로 접촉할 수 있는 배압 액추에이터(140) 및 본체(10) 내부를 저압부(L)와 고압부(H)로 구분하는 고저압커버(150)를 포함할 수 있다.

선회스크롤(110)은 고정부(112)에 의해 본체(10) 내부에 배치되며, 모터부(200)의 모터축(201)과 연결되어 일정한 방향으로 회전할 수 있다.

선회스크롤(110)은 고정스크롤(120)과 결합하여 압축실(P)을 형성하고, 선회스크롤(110)이 고정스크롤(120)에 대해 상대 선회 운동함으로써, 압축실(P) 내의 냉매를 스크롤 압축시킬 수 있다.

구체적으로, 선회스크롤(110)은 나선 방향으로 형성된 선회랩(111)을 포함하며, 선회랩(111)은 고정스크롤(120)의 고정랩(121)과 결합하여 압축실(P)을 형성할 수 있다.

이하에서는, 도 6과 도 7을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 고정스크롤(120)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 고정스크롤(120)의 분해사시도이고, 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 고정스크롤(120)의 저면도이다.

고정스크롤(120)은 본체(10)의 저압부(L)에 배치되며, 고정스크롤(120)의 저면에 형성된 고정랩(121), 저압부(L) 내부의 냉매를 압축실(P)로 가이드하는 제1 유입구(122), 압축실(P)에서 압축된 냉매가 토출되는 제1 토출구(123)를 포함할 수 있다.

제1 유입구(122)는 고정스크롤(120)의 일 측에 형성되며, 압축실(P)과 연결될 수 있다.

제1 토출구(123)는 고정스크롤(120)의 상부에 형성될 수 있으며, 압축실(P)의 중심부에 형성될 수 있다. 즉, 압축실(P)은 나선 모양으로 형성되며 서로 맞물린 고정랩(121)과 선회랩(111) 사이의 공간으로 형성될 수 있으며, 제1 토출구(123)는 고정 스크롤(120)의 중심부에 형성될 수 있다.

선회 스크롤(110)이 선회하면, 제1 유입구(122)로 유입된 냉매는 고정랩(121)과 선회랩(111) 사이의 압축실(P)에 의해 압축되어 압력이 증가하게 되며, 압축된 냉매는 제1 토출구(123)를 통해 외부로 토출될 수 있다.

이에 따라, 저압부(L) 내의 냉매는 제1 유입구(122)를 통해 압축실(P) 내부로 유입되며, 압축실(P)에서 압축된 냉매는 제1 토출구(123)를 통해 토출가이드(130)로 이동할 수 있다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 유입구(122)로 유입된 냉매는 나선 형상의 압축 유로(X)를 따라 이동하여 제1 토출구(123)로 배출될 수 있다.

고정스크롤(120)은 제1 토출구(123)로부터 이격되며, 압축실(P)과 연통되며 고정스크롤(120)의 상부에 형성된 제1 배압유로(a-1)를 포함할 수 있다. 또한, 고정스크롤(120)은 고정스크롤(120)의 상부 중앙에 형성되며, 압축실(P)과 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)를 연통하는 바이패스유로(b) 및 바이패스유로(b)를 개폐하는 바이패스밸브(124)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제1 배압유로(a-1)는 토출가이드(130)의 제2 배압유로(a-2)와 연결되며, 제2 배압유로(a-2)와 함께 배압유로(a)를 형성할 수 있다.

여기서, 배압유로(a)는 제1 토출구(123)와 이격되어 배치되고, 고정랩(121)과 간섭되지 않는 위치에 형성되며, 압축실(P)의 압축된 냉매의 일부를 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140)에 의해 형성된 배압실(S)로 가이드할 수 있다.

즉, 배압유로(a)는 압축실(P)과 배압실(S)을 연통할 수 있다. 이에 따라, 배압유로(a)는 스크롤 압축기(1)의 초기 작동시 압축실(P)의 일부 냉매를 배압실(S)로 유동시키고, 저압부(L)를 기설정된 압력으로 빠르게 채움으로써, 스크롤 압축기(1)의 작동에 필요한 초기 토크를 줄일 수 있다.

여기서, 초기 토크란, 저압부(L)를 기설정된 압력으로 채움으로써 배압 액추에이터(140)를 고저압커버(150)와 접촉시킬 때까지 필요한 모터부(200)의 초기 가동에 필요한 동력을 의미할 수 있다.

또한, 배압유로(a)는 제1 토출구(123)와 연결되지 않아 상호간 직접 냉매가 이동하지 않는다.

아울러, 배압유로(a)는 압축실(P)에서 압축된 냉매를 유동시킴으로써, 배압실(S)의 압력을 높여 배압 액추에이터(140)가 상측 방향으로 이동할 수 있도록 할 수 있다.

이에 따라, 배압유로(a)는 배압 액추에이터(140)를 가동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스크롤 압축기(1)의 초기 부하 동력을 크게 줄일 수 있다.

바이패스유로(b)는 제1 토출구(123)와 이격되어 배치되고, 나선 형상의 고정랩(121)과 간섭되지 않는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 압축실(P)의 압축된 냉매는 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123) 뿐만 아니라 바이패스유로(b)를 통해서도 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)로 흐를 수 있다.

이에 따라, 압축실(P)의 압축된 냉매는 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)뿐만 아니라, 바이패스유로(b)를 통해서도 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)로 유동할 수 있다.

냉매가 압축실(P)에서 압축되는 도중에 과압축되는 경우, 과압축된 냉매는 바이패스유로(b)를 통해 제2 토출구(133)로 배출될 수 있다.

예를 들어, 제1 유입구(122)에서 압축실(P)의 제1 토출구(123)로 갈수록 냉매의 압력은 증가하게 되며, 제1 토출구(123)에서 토출되는 냉매의 압력은 스크롤 압축기(1)의 필요 압력에 해당할 수 있다.

이때, 압축실(P) 내에서 유동하는 냉매의 압력이 제1 토출구(123)에 도달하기 이전에 스크롤 압축기(1)의 필요 압력에 도달할 수 있으며, 이는 압축실(P) 내의 과압축 냉매에 해당하는 것으로서, 스크롤 압축기(1)의 압축 효율을 떨어뜨릴 수 있다.

과압축 냉매는 고정스크롤(120)의 상면에 형성된 바이패스유로(b)를 통해, 제1 토출구(123)에 도달하기 이전에 압축실(P)로부터 배출될 수 있다.

따라서, 바이패스유로(b)는 압축실(P) 내의 과압축 냉매를 배출함으로써, 스크롤 압축기(1)의 압축 효율을 간단한 구조를 통해 향상시킬 수 있다.

바이패스밸브(124)는 바이패스유로(b)의 상부에 형성되어, 바이패스유로(b)를 통과하는 냉매가 스크롤 압축기(1)의 필요 압력에 해당하는 경우에 바이패스유로(b)를 개방할 수 있다.

구체적으로, 바이패스밸브(124)는 바이패스유로(b)와 접촉하여 바이패스유로(b)를 개폐하는 바이패스밸브 바디(124a), 바이패스밸브 바디(124a)의 움직임을 제한하는 바이패스밸브 스토퍼(124b) 및 바이패스밸브 바디(124a)와 바이패스밸브 스토퍼(124b)를 고정스크롤(120)에 고정시키는 바이패스밸브 고정부(124c)를 포함할 수 있다.

바이패스밸브 바디(124a)는 바이패스유로(b)의 직경보다 크게 형성되며, 일정한 탄성을 가질 수 있다. 예를 들어, 바이패스밸브 바디(124a)의 탄성력은 스크롤 압축기(1)의 필요 압력과 대응될 수 있다.

구체적으로, 바이패스유로(b)의 냉매의 압력이 스크롤 압축기(1)의 필요 압력보다 클 경우, 바이패스밸브 바디(124a)는 바이패스유로(b)의 냉매에 의해 이동되어 바이패스유로(b)를 개방할 수 있다.

아울러, 바이패스유로(b)의 냉매의 압력이 스크롤 압축기(1)의 필요 압력보다 작을 경우, 바이패스밸브 바디(124a)는 바이패스유로(b)와 접촉하여 바이패스유로(b)를 막을 수 있다.

바이패스밸브 스토퍼(124b)는 기설정된 각도로 형성되어, 바이패스밸브 바디(124a)가 바이패스유로(b)를 개방한 상태에서 기설정된 각도 이상으로 굽어지는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 바이패스밸브 스토퍼(124b)는 바이패스밸브 바디(124a)와 같이 일측에 리벳으로 고정되는 부분이 마련되고 일측에서 타측으로 점진적으로 상향되게 마련될 수 있다.

또한, 바이패스유로(b)와 바이패스밸브(124)는 고정스크롤(120)의 나선 형상 유로 상에 복수 개로 구비될 수 있다. 이에 따라, 고정스크롤(120)의 나선 유로 상에 형성된 복수 개의 바이패스유로(b)를 통해, 압축실(P)의 과압축 냉매를 배출할 수 있으므로, 스크롤 압축기(1)의 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

아울러, 바이패스밸브(124)는 바이패스유로(b) 내의 냉매의 압력에 의존하여 바이패스유로(b)를 개폐하는 것으로서, 토출가이드(130)의 제2 토출구(133) 내의 냉매가 바이패스유로(b)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

바이패스밸브 고정부(124c)는 바이패스밸브 바디(124a)와 바이패스밸브 스토퍼(124b)를 고정스크롤(120)에 고정하며, 리벳, 볼트, 나사 등을 사용할 수 있다.

또한, 고정스크롤(120)의 상부에는 복수의 제1 결합부(C-1)가 형성되며, 복수의 제1 결합부(C-1)를 통해 토출가이드(130)와 안정적으로 결합될 수 있다.

이하에서는, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 토출가이드(130)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 토출가이드(130)의 사시도이고, 도 9는 도 8에서 씰링부재(160), 제1 오링부재(170-1) 및 제2 오링부재(170-2)를 생략한 토출가이드(130)의 사시도이며, 도 10은 도 8에 나타낸 토출가이드(130)의 저면 분해 사시도이다.

토출가이드(130)는 고정스크롤(120)과 고저압커버(150) 사이에 배치되고, 압축실(P)에서 압축된 냉매를 고저압커버(150)를 향해 가이드할 수 있다.

구체적으로, 토출가이드(130)는 제1 토출구(123)와 연결되어 압축실(P)의 압축된 냉매를 고저압커버(150)로 가이드하는 제2 토출구(133), 제2 토출구(133)를 형성하는 제1 부분(130-1), 제1 부분(130-1)과 연결되며 제1 부분(130-1)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제2 부분(130-2)을 포함할 수 있다.

제2 토출구(133)는 토출가이드(130)를 관통하는 구멍이며, 압축된 냉매가 유동할 수 있다. 제2 토출구(133)는 제2 부분(130-2)으로부터 제1 부분(130-1)에 걸쳐 형성되며, 제2 토출구(133)는 제2 부분(130-2)에서 직경이 크고, 제1 부분(130-1)에서 제2 부분(130-2)보다 직경이 작게 형성될 수 있다.

제2 토출구(133)는 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123) 및 바이패스유로(b)와 연통될 수 있으며, 압축실(P)을 통해 스크롤 압축기(1)의 필요 압력으로 압축된 냉매를 고저압커버(150)의 제3 토출구(153, 도 18 참조)로 가이드할 수 있다.

즉, 제2 토출구(133)는 제1 토출구(123)와 연결되어 압축실(P)의 압축된 냉매를 고저압커버(150)로 가이드할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제1 부분(130-1)은 제2 토출구(133)가 좁아지는 부분이며, 제1 부분(130-1)의 외주면에는, 씰링부재(160)가 배치되는 제1 돌출 수용부(131) 및 제2 오링부재(170-2)가 수용되는 제2 수용부(134-2)가 형성될 수 있다.

제2 부분(130-2)은 제1 부분(130-1) 보다 큰 직경을 가지며, 제2 부분(130-2)의 외주면에는 제1 오링부재(170-1)가 수용되는 제1 수용부(134-1)가 형성될 수 있다.

아울러, 제2 부분(130-2)은, 제2 토출구(133)와 분리되고 제1 배압유로(a-1)와 연결되는 제2 배압유로(a-2)가 형성될 수 있다.

구체적으로, 토출가이드(130)는 제2 토출구(133)와 이격되어 토출가이드를 관통하도록 형성되며, 제1 배압유로(a-1)와 배압실(S)을 연통하는 제2 배압유로(a-2)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 제2 부분(130-2)이 복수의 제2 결합부(C-2) 및 고정스크롤(120)의 제1 결합부(C-1)를 통해, 고정스크롤(120)과 연결되는 경우, 제1 배압유로(a-1)와 제2 배압유로(a-2)는 하나의 유로를 형성하여, 압축실(P)과 배압실(S)을 연통시킬 수 있다.

아울러, 제1 부분(130-1)은 배압 액추에이터(140)의 제4 토출구(143)에 일부 삽입되며, 제2 부분(130-2)은 배압 액추에이터(140)의 연장부(140-2, 도 16 참조)와 접촉할 수 있다.

이에 따라, 토출가이드(130)는 배압 액추에이터(140)의 수용공간(142, 도 14 참조) 내에 일부 삽입되어, 배압 액추에이터(140)와 연결될 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 토출가이드(130)는 제2 부분(130-2)의 외주면을 따라 배치되고, 배압 액추에이터(140)와 제2 부분(130-2) 사이를 밀폐시키는 제1 오링부재(170-1), 제1 부분(130-1)의 외주면을 따라 배치되고 제1 부분(130-1)과 배압 액추에이터(140)를 일정 간격 이격시키는 제2 오링부재(170-2)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 오링부재(170-1)는 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140)의 연장부(140-2) 사이에 배치되어, 배압실(S)을 밀폐시킬 수 있다.

제1 오링부재(170-1)는 고리(annular) 형상의 패킹체로서, 합성고무, 불소수지제로 구성될 수 있다. 제1 오링부재(170-1)는 제2 부분(130-2)의 제1 수용부(134-1)에 끼워질 수 있다.

제2 오링부재(170-2)의 구체적인 구조 및 기능은 도 16 내지 도 17을 참조하여 대해서는 후술한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 토출가이드(130)는 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)에 설치되어 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)를 선택적으로 개폐하는 제1 체크밸브(136)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 10 및 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 체크밸브(136)는 제1 토출구(123)를 개폐하는 제1 체크밸브 바디(136a), 복수의 제3 결합부(C-3)에 연결되어 제1 체크밸브 바디(136a)의 상하 방향 이동을 가이드하는 제1 체크밸브 가이드(137) 및 제1 체크밸브 바디(136a)의 움직임을 제한하는 제1 체크밸브 스토퍼(136b)를 포함할 수 있다.

따라서, 제1 체크밸브 바디(136a)는 제1 체크밸브 가이드(137)를 따라 상하로 이동할 수 있으며, 하측으로는 고정스크롤(120)에 의해 간섭되고 상측으로는 토출가이드(130)와 일체로 형성된 제1 체크밸브 스토퍼(136b)에 의해 움직임이 제한될 수 있다.

이에 따라, 제1 체크밸브(136)는 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)의 압력이 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)의 압력보다 클 경우, 제1 체크밸브 바디(136a)는 제1 토출구(123)의 냉매에 의해 상측으로 이동하여, 제1 토출구(123)를 개방할 수 있다.

아울러, 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)의 압력이 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)의 압력보다 작을 경우, 제1 체크밸브 바디(136a)는 제1 토출구(123)를 막아 제2 토출구(133)의 냉매가 제1 토출구(123)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 제1 체크밸브(136)는 토출가이드(130)의 제2토출구(133)과 고정스크롤(120)의 제1토출구(123)를 선택적으로 연통시킴으로써, 간단한 구조를 통해 압축의 효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 도 11 내지 도 12를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 씰링부재(160)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 씰링부재(160)의 사시도이고, 도 12는 도 11의 D-D 선을 따라 나타낸 단면도이다.

씰링부재(160)는 배압 액추에이터(140)와 토출가이드(130) 사이에 배치되고, 배압 액추에이터(140)와 토출가이드(130) 사이의 간극(G, 도 20b 참조)을 선택적으로 막을 수 있다.

구체적으로, 씰링부재(160)는 토출가이드(130)의 제1 부분(130-1)과 배압 액추에이터(140) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 씰링부재(160)는 고리(annular) 형상으로 형성되며, 일정한 각도의 경사면(162-1a, 162-2a)을 가지는 절단부(161)를 포함할 수 있다.

씰링부재(160)의 내주면(160-1)은 토출가이드(130)의 제1 부분(130-1)과 접촉할 수 있으며, 씰링부재(160)의 외주면(160-2)은 배압 액추에이터(140)와 접촉할 수 있다.

구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 절단부(161)는 제1 경사면(162-1a)을 가지는 제1 절단부(162-1) 및 제1 경사면(162-1a)과 마주보도록 배치되는 제2 경사면(162-2a)을 가지는 제2 절단부(162-2)를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a)은 상보적이 형상을 가지고 있다. 이에 따라, 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a)이 접촉하는 경우 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a) 사이로는 냉매가 유동할 수 없다.

예를 들어, 도 20b에 도시된 바와 같이, 배압실(S)의 제1 압력이 제2 토출구(133)의 제2 압력보다 클 경우, 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a)은 서로 이격되어 냉매가 유동할 수 있다.

아울러, 도 21b에 도시된 바와 같이, 배압실(S)의 제1 압력이 제2 토출구(133)의 제2 압력보다 작을 경우, 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a)은 서로 접촉하여 냉매의 유동을 막을 수 있다.

아울러, 제1 절단부(162-1)는 배압 액추에이터(140)와 접촉하는 제1 접촉면(162-1b)과 토출가이드(130)와 선택적으로 접촉하는 제2 접촉면(162-1c)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 배압실(S)의 제1 압력이 제2 토출구(133)의 제2 압력보다 작을 경우, 제2 접촉면(162-1c)은 토출가이드(130)와 접촉할 수 있다. 따라서, 배압실(S)의 냉매는 제2 토출구(133)로 유동할 수 없다.

다만, 이에 제한되지 않고, 제1 접촉면(162-1b)은 배압 액추에이터(140)와 선택적으로 접촉할 수 있다. 예를 들어, 배압실(S)의 제1 압력이 제2 토출구(133)의 제2 압력보다 작을 경우, 제1 접촉면(162-1b)은 배압 액추에이터(140)와 접촉할 수 있다.

즉, 씰링부재(160)는 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140) 사이에 형성된 간극(G)을 선택적으로 밀폐시킬 수 있다.

씰링부재(160)의 구체적인 동작에 대해서는, 도 20a 내지 도 22b를 참조하여 후술한다.

이하에서는, 도 13 내지 도 17을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 배압 액추에이터(140)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 배압 액추에이터(140)의 사시도이고, 도 14는 도 13의 저면 사시도이며, 도 15는 도 14의 E-E 선을 따라 나타낸 단면 사시도이고, 도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140)가 결합된 구조의 단면 사시도이며, 도 17은 도 16의 구조에서 배압 액추에이터(140)를 투명하게 나타낸 단면 사시도이다.

배압 액추에이터(140)는 토출가이드(130)의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 토출가이드(130)와 함께 배압실(S)을 형성하고, 토출가이드(130)에 대해 상하 방향으로 이동하여 제2 토출구(133)를 고압부와 연결할 수 있다.

배압 액추에이터(140)는 토출가이드(130)가 삽입되며 제1 부분(130-1)과 제2 부분(130-2)을 커버하는 수용공간(142), 수용공간(142) 내에 형성되어 제2 오링부재(170-2)와 접촉하는 돌출부(141) 및 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)와 연결되는 제4 토출구(143)를 포함할 수 있다.

배압 액추에이터(140)는 토출가이드(130)의 상부 및 측면 일부를 커버할 수 있으며, 토출가이드(130)에 대해 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 토출가이드(130)와 결합될 수 있다.

구체적으로, 배압 액추에이터(140)의 돌출부(141)는 제2 오링부재(170-2)를 통해 토출가이드(130)의 제1 부분(130-1)과 결합될 수 있다. 아울러, 배압 액추에이터(140)의 연장부(140-2)는 제1 오링부재(170-1)를 통해 토출가이드(130)의 제2 부분(130-2)과 결합할 수 있다.

배압 액추에이터(140)와 토출가이드(130)는 배압 액추에이터(140)와 토출가이드(130)에 의해 형성된 배압실(S)의 냉매가 제1 부분(130-1)과 배압 액추에이터(140) 사이의 간극(G)을 통해 유동할 수 있으며, 배압 액추에이터(140)가 토출가이드(130)에 대해 상하로 이동할 수 있도록 결합된다.

이때, 제2 오링부재(170-2)는 제1 부분(130-1)과 배압 액추에이터(140) 사이의 간극(G)을 유지할 수 있다.

이에 따라, 배압실(S) 내의 냉매는 간극(G)을 통해 제2 토출구(133)로 유동할 수 있으나, 제1 오링부재(170)에 의해 배압 액추에이터(140)의 연장부(140-2)와 제2 부분(130-2) 사이로는 유동할 수 없다.

연장부(140-2)는 배압 액추에이터(140)가 토출가이드(130)의 상부로 이동하여 고저압커버(150)와 접촉하더라도 토출가이드(130)의 제2 부분(130-2)의 측면의 일부를 감쌀 수 있을 정도로 연장 형성될 수 있다.

다만, 연장부(140-2)는 토출가이드(130)가 제2 부분(130-2)의 측면의 일부를 커버할 뿐, 고정스크롤(120)을 커버하지 않을 정도로 연장된다.

이에 따라, 배압 액추에이터(140)는 토출가이드(130)의 상부 및 측부의 일부를 커버하도록 배압 액추에이터(140)의 수용공간(142) 내에 토출가이드(130)를 삽입함으로써, 배압실(S)을 형성함과 동시에 배압 액추에이터(140)가 고저압커버(150)와 선택적으로 접촉하게 이동하도록 토출가이드(130)와 결합할 수 있다.

즉, 배압 액추에이터(140)는 스크롤 압축기(1)의 운동 시에 배압실(S)의 압력에 의해 이동하여 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)와 제2 토출구(133)를 연결하고, 스크롤 압축기(1)의 정지 시에 고저압커버(150)와 이격될 수 있다.

따라서, 스크롤 압축기(1)는 압축 효율을 향상시킴과 동시에 압축부(100)의 조립의 편의성으로 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 배압 액추에이터(140)의 수용공간(142) 내에 토출가이드(130)를 삽입함으로써, 배압실(S) 및 간극(G)을 형성함과 동시에 토출가이드(130)에 대해 배압 액추에이터(140)가 상하 방향으로 이동할 수 있다.

아울러, 배압 액추에이터(140)는 제4 토출구(143) 주위를 따라 돌출 형성된 제2 돌출 수용부(144)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 돌출 수용부(144)는 제1 돌출 수용부(131)와 함께 씰링부재(160)가 수용될 수 있는 공간을 형성할 수 있다.

여기서, 제2 돌출 수용부(144)는 토출가이드(130)의 제1 부분(130-1)과 간섭되지 않을 정도로 돌출될 수 있으며, 제2 돌출 수용부(144)와 제1 부분(130-1) 사이에는 냉매가 유동할 수 있는 간극(G)이 형성될 수 있다.

돌출부(141)는 제2 오링부재(170-2)와 접촉하도록 수용공간(142) 내에 돌출 형성될 수 있다.

구체적으로, 돌출부(141)는 배압실(S)과 간극(G)을 연결시켜 냉매가 유동하도록 하는 냉매유동구(141a)와 토출가이드(130)의 제1 부분(130-1)의 외주면에 배치된 제2 오링부재(170-2)와 접촉하는 오링접촉면(141b)을 포함할 수 있다.

아울러, 냉매유동구(141a)는 돌출부(141)의 방사상으로 기 설정된 간격으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(141)는 냉매유동구(141a)와 오링접촉면(141b)이 교번적으로 배치될 수 있다.

이에 따라, 배압실(S) 내의 냉매는 냉매유동구(141a)를 통해서만 제1 부분(130-1)과 배압 액추에이터(140) 사이의 간극(G)으로 이동할 수 있으며, 오링접촉면(141b)과 제2 오링부재(170-2) 사이는 밀폐되어 있어 냉매가 이동할 수 없다.

아울러, 돌출부(141)의 오링접촉면(141b)은 제2 오링부재(170-2)와 접촉함으로써, 배압 액추에이터(140)와 토출가이드(130)를 이격시킬 수 있다.

구체적으로, 제2 오링부재(170-2)는 배압 액추에이터(140)와 토출가이드(130)의 제1 부분(130-1)을 이격시킬 수 있다. 이에 따라, 스크롤 압축기(1)가 동작함에 따라 배압 액추에이터(140)가 토출가이드(130)에 대해 상대적으로 이동하는 경우, 배압 액추에이터(140)가 토출가이드(130)와 접촉함으로써 발생하는 소음을 방지할 수 있다.

따라서, 스크롤 압축기(1)의 압축 효율을 향상시키고 조립 편의성을 증대시킴과 동시에, 스크롤 압축기(1)의 작동시에 발생하는 소음을 크게 줄일 수 있다.

이하에서는, 도 18을 참조하여, 고저압커버(150)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 고저압커버(150)의 분해사시도이다.

고저압커버(150)는 본체(10) 내부에 배치되어 본체(10) 내부를 저압부(L)와 고압부(H)로 구분하며, 저압부(L)와 고압부(H)를 연통하는 제3 토출구(153)를 포함할 수 있다.

제3 토출구(153)는 스크롤 압축기(1)가 작동하지 않거나, 스크롤 압축기(1)가 작동하여 저압부(L)가 기 설정된 압력이 될 때까지 저압부(L)와 고압부(H)를 연결시킬 수 있다.

저압부(L)가 기 설정된 압력이 되어 배압 액추에이터(140)가 고저압커버(150)와 접촉하는 경우, 제3 토출구(153)는 배압 액추에이터(140)의 제4 토출구(143), 토출가이드(130)의 제2 토출구(133) 및 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123), 바이패스유로(b)를 통해서만 압축실(P)과 연결될 수 있다.

아울러, 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)에 설치되어 제3 토출구(153)를 선택적으로 개폐하는 제2 체크밸브(154)를 포함할 수 있다.

제2 체크밸브(154)는 제3 토출구(153)를 개폐하는 제2 체크밸브 바디(154a), 고저압커버(150)의 상면에 마련되며 제2 체크밸브 바디(154a)의 상하 방향 이동을 가이드하는 제2 체크밸브 가이드(154c), 제2 체크밸브 바디(154a)의 이동을 제한하는 제2 체크밸브 스토퍼(154b), 및 제2 체크밸브 스토퍼(154b)를 제2 체크밸브 가이드에 고정하는 제2 체결부재(154d)를 포함할 수 있다.

따라서, 제2 체크밸브 바디(154a)는 제2 체크밸브 가이드(154c)를 따라 상하로 이동할 수 있으며, 하측으로는 고저압커버(150)에 의해 간섭되고 상측으로는 제2 체크밸브 스토퍼(154b)에 의해 간섭되어 움직임이 제한될 수 있다.

이에 따라, 제2 체크밸브(154)는 제2 토출구(133) 및 제4 토출구(143)의 압력이 고압부(H)의 압력보다 큰 경우, 제2 체크밸브 바디(154a)는 제2 토출구(133) 및 제4 토출구(143)의 냉매에 의해 제3 토출구(153)의 상측으로 이동하여, 제3 토출구(153)를 개방할 수 있다.

아울러, 제2 토출구(133) 및 제4 토출구(143)의 압력이 고압부(H)의 압력보다 작은 경우, 제2 체크밸브 바디(154a)는 제3 토출구(153)를 막아, 고압부(H)의 냉매가 제2 토출구(133) 및 제4 토출구(143)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 제2 체크밸브(154)는 저압부(L)의 냉매가 고압부(H)로 일방향으로만 유동할 수 있게 할 수 있다.

이하에서는, 도 19를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 압축부(100)의 냉매 이동에 대해 구체적으로 설명한다.

도 19는 도 1의 B-B선을 따라 나타낸 단면도이다. 여기서, B-B선은 제1 체크밸브(136) 및 제2 체크밸브(154)의 중심부를 가로지는 선을 의미할 수 있다.

먼저, 선회스크롤(110)과 고정스크롤(120)이 형성하는 압축실(P)의 냉매는 고정스크롤(120)의 중심부에 위치하는 제1 토출구(123), 토출가이드(130)의 제2 토출구(133) 및 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)를 통해 저압부(L)에서 고압부(H)로 압축되어 이동할 수 있다.

여기서, 압축실(P) 내의 냉매는 제1 토출구(123) 뿐만 아니라 바이패스유로(b)를 통해서도 토출가이드(130)의 제2 토출구(133)로 이동할 수 있다.

아울러, 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)와 토출가이드(130)의 제2 토출구(133) 사이에는 제1 체크밸브(136)가 설치되어 냉매의 유동을 선택적으로 조절할 수 있다. 아울러, 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)에는 제2 체크밸브(154)가 설치되어 고압부(H)로 유입하는 냉매의 유동을 선택적으로 조절할 수 있다.

한편, 압축실(P) 내의 냉매는 고정스크롤(120)의 제1 배압유로(a-1) 및 토출가이드(130)의 제2 배압유로(a-2)로 형성되는 배압유로(a)를 통해, 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140) 사이에 형성되는 배압실(S)로 이동할 수 있다.

배압실(S)로 이동한 냉매는 토출가이드(130)의 제1 부분(130-1)과 배압 액추에이터(140) 사이에 형성된 간극(G)을 통해 이동할 수 있다. 아울러, 씰링부재(160)가 간극(G)을 밀폐시키는 경우, 배압실(S)로 이동한 냉매는 배압 액추에이터(140)를 상부로 밀어올려, 배압 액추에이터(140)가 고저압커버(150)와 접촉하도록 할 수 있다.

이하에서는, 도 20a 내지 도 22b를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)의 동작에 대해 구체적으로 설명한다.

도 20a는 도 3의 C 영역을 나타내고, 본 개시의 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따라 제1 상태를 나타낸 확대도이고, 도 20b는 도 20a의 F1 영역을 나타낸 확대도이며, 도 21a는 본 개시의 실시 예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따라 제2 상태를 나타낸 확대도이고, 도 21b는 도 21a의 F2 영역을 나타낸 확대도이며, 도 22a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기의 구동에 따라 제3 상태를 나타낸 확대도이고, 도 22b는 도 22a의 F3 영역을 나타낸 확대도이다.

여기서, 제1 상태는 스크롤 압축기(1)가 작동하기 전 상태를 의미하며, 제2 상태는 스크롤 압축기(1)가 작동한 후 씰링부재(160)가 간극(G)을 밀폐시킨 상태를 의미하고, 제3 상태는 스크롤 압축기(1)가 계속 작동하여, 배압 액추에이터(140)가 고저압커버(150)와 접촉한 상태를 의미할 수 있다.

먼저, 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기(1)가 작동하는 경우, 선회스크롤(110)은 고정스크롤(120)에 대해 선회 회전할 수 있다.

선회스크롤(110)과 고정스크롤(120)로 형성되는 압축실(P)로 유입된 냉매는 압축되어 압력이 올라가며, 배압유로(a)를 통해 배압실(S)로 이동할 수 있다.

이때, 압축실(P)의 압축된 냉매는 제1 체크밸브(136) 및 바이패스밸브(124)의 기 설정된 압력을 초과하지 못하므로 제2 토출구(133)로 유동할 수 없다.

다만, 필요에 따라, 제1 체크밸브(136) 및 바이패스밸브(124)의 기 설정된 압력을 조절함으로써, 압축실(P)의 압축된 냉매가 저압부(L)로 유동할 수도 있다.

도 20b에 도시된 바와 같이, 배압실(S) 내로 이동한 냉매는 냉매유동구(141a) 및 제1 부분(130-1)과 배압 액추에이터(140) 사이에 형성된 간극(G), 씰링부재(160)의 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a) 사이에 이격된 공간을 통해 본체(10) 내의 저압부(L)로 이동할 수 있다.

예를 들어, 배압실(S)의 제1 압력이 제2 토출구(133)의 제2 압력보다 클 경우, 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a)은 서로 이격되어 냉매가 유동할 수 있다.

즉, 제1 압력과 제2 압력의 차이로 인해 냉매가 이동할 수 있다.

구체적으로, 도 20b에 도시된 바와 같이, 씰링부재(160)의 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a) 사이의 공간 및 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140) 사이의 간극(G)을 통해, 배압실(S)의 냉매가 배출유로(Y)를 통해 배압실(S)의 외부로 토출될 수 있다.

여기서, 제2 토출구(133)의 제2 압력은 저압부(L) 내의 압력과 동일할 수 있다. 아울러, 배압실(S) 내의 냉매는 제2 오링부재(170-2)에 의해 이격된 간극(G)으로만 이동할 수 있으며, 제1 오링부재(170)에 의해 배압 액추에이터(140)의 연장부(140-2)와 토출가이드(130)의 제2 부분(130-2) 사이로는 이동할 수 없다.

이에 따라, 스크롤 압축기(1)의 초기 기동 동안 배압실(S)의 냉매가 씰링부재(160)를 통과하여 저압부(L)로 이동할 수 있으므로, 스크롤 압축기(1)는 초기 압력 저항에 영향을 받지 않고 작동할 수 있다.

즉, 스크롤 압축기(1)의 저압부(L)내를 기 설정된 압력으로 채우기 위한 초기 작동 토크를 줄일 수 있다.

구체적으로, 종래 기술에 의한 스크롤 압축기와 같이, 초기 기동 동안 배압실(S)의 냉매가 저압부(L) 내로 유동할 수 없는 경우, 압축실(P) 및 배압실(S) 내에 응축되는 냉매로 인한 압력 저항으로 인해, 초기 스크롤 압축기 가동시 많은 토크가 요구된다는 점을 고려할 때, 선택적으로 배압실(S)의 냉매를 유동시키는 씰링부재(160)를 통해 본 개시의 스크롤 압축기(1)는 초기 작동 토크를 줄일 수 있는 것을 명확히 알 수 있다.

다음으로, 도 21a 및 도 21b에 도시된 바와 같이, 스크롤 압축기(1)가 지속적으로 작동함에 따라, 저압부(L) 내의 압력이 동일해질 수 있다.

예를 들어, 저압부(L) 내의 압력인 제2 토출구(133)의 제2 압력은 배압실(S) 내의 제1 압력과 동일하거나 커질 수 있다.

이에 따라, 배압실(S) 내의 냉매는 더 이상 제2 토출구(133) 및 저압부(L)로 이동하지 않으며, 씰링부재(160)는 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140) 사이의 간극(G)을 밀폐시킬 수 있다.

예를 들어, 배압실(S)의 제1 압력이 제2 토출구(133)의 제2 압력보다 작을 경우, 제1 경사면(162-1a)과 제2 경사면(162-2a)은 서로 접촉하여 냉매의 유동을 막을 수 있다.

아울러, 제1 절단부(162-1)의 제1 접촉면(162-1b)은 배압 액추에이터(140)와 접촉할 수 있으며, 제1 절단부(162-1)의 제2 접촉면(162-1c)은 토출가이드(130)와 접촉할 수 있다.

따라서, 배압실(S)과 저압부(L)는 서로 공간적으로 분리되며, 냉매가 이동할 수 없다.

이후, 도 22a 및 도 22b 에 도시된 바와 같이, 추가적으로 스크롤 압축기(1)가 작동하는 경우, 배압실(S) 내의 냉매의 압력을 높아지게 되고, 배압실(S) 내의 냉매의 압력으로 인해, 배압 액추에이터(140)는 토출가이드(130)에 대해 상부로 이동하게 된다.

이에 따라, 배압 액추에이터(140)는 고저압커버(150)와 접촉하여 연결된다. 구체적으로, 배압 액추에이터(140)의 제4 토출구(143)는 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)와 연결된다.

따라서, 본체(10) 내의 저압부(L)와 고압부(H)는 분리되며, 압축실(P)에서 압축된 냉매는 제2 토출구(133), 제4 토출구(143) 및 제3 토출구(153)를 통해 고압부(H)로 이동하여 본체(10) 외부로 이동할 수 있다.

이때, 토출가이드(130)와 배압 액추에이터(140)는 제2 오링부재(170-2)에 의해 이격되므로, 배압 액추에이터(140)가 이동할 때, 토출가이드(130)와의 접촉으로 인한 소음을 줄일 수 있다.

따라서, 스크롤 압축기(1)의 압축 효율을 향상시킴과 동시에, 스크롤 압축기(1)의 작동시에 발생하는 소음을 크게 줄일 수 있다.

이하에서는, 도 23 내지 도 24를 참조하여, 본 개시의 변형 실시예에 따른 웨이브 스프링(180)에 대해 설명한다.

도 23은 본 개시의 변형 실시에에 따른 웨이브 스프링(180)이 토출가이드(130)와 결합된 것을 나타낸 사시도이고, 도 24는 도 23의 웨이브 스프링(180)이 결합된 것을 나타낸 스크롤 압축기의 단면 확대도이다.

여기서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하여 중복되는 설명을 생략한다. 예를 들어, 토출가이드(130)는 전술한 토출가이드(130)와 동일한 구성이므로 중복되는 설명은 생략한다.

웨이브 스프링(180)은 씰링부재(160)의 상부에 배치되고, 씰링부재(160)를 아래 방향으로 가압하며, 링 형상일 수 있다.

구체적으로, 도 24에 도시된 바와 같이, 웨이브 스프링(180)은 제2 절단부(162-2)를 지속적으로 가압함으로써, 배압실(S) 내의 냉매의 제1 압력에 대한 제2 토출구(133)의 제2 압력을 조절할 수 있다.

이에 따라, 웨이브 스프링(180)은 씰링부재(160)가 과도하게 배압실(S) 내의 냉매를 유동시키는 것을 방지함으로써, 스크롤 압축기(1)의 작동 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 25와 도 26을 참조하여, 본 개시의 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기(1')에 대해 상세하게 설명한다.

도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1')를 나타내는 단면도이다. 도 26은 도 25의 스크롤 압축기(1')의 C1 영역을 나타낸 확대도이다.

도 25 및 도 26을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기(1')는 본체(10), 압축부(100'), 모터부(200)를 포함할 수 있다.

본체(10)는 스크롤 압축기(1')의 전체적인 외관을 형성하며, 냉매가 유입되는 냉매유입구(13)가 형성된 제1 본체(11)와 냉매유출구(14)가 형성된 제2 본체(12)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제1 본체(11)와 제2 본체(12)가 결합되어 본체(10)를 형성하며, 냉매유입구(13)와 냉매유출구(14)를 제외한 본체(10)는 밀폐되어 있다. 즉, 냉매는 냉매유입구(13)와 냉매유출구(14)를 통해서만 본체(10) 내부를 통과할 수 있다.

또한, 본체(10) 내부 공간은 고저압커버(150)에 의해 구획되어, 저압부(L) 및 고압부(H)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 도 25에 도시된 바와 같이, 제1 본체(11)와 고저압커버(150)는 저압부(L)를 형성하고, 제2 본체(12)와 고저압커버(150)는 고압부(H)를 형성할 수 있다.

여기서, 저압부(L)와 고압부(H)는 스크롤 압축기(1')가 작동하는 경우에 고저압커버(150)를 기준으로 본체(10) 내부에 압력 차이가 발생하는 것을 의미하여, 스크롤 압축기(1')가 작동하지 않는 경우에는 저압부(L)와 고압부(H)의 압력은 동일할 수 있다.

따라서, 냉매는 냉매유입구(13)를 통해 본체(10) 내부로 유입되어 본체(10) 내부에 배치된 압축부(100')에 의해 압축되고, 압축된 냉매가 냉매유출구(14)를 통해 본체(10)의 외부로 유출될 수 있다.

압축부(100')는 본체(10) 내부에 배치되어 냉매를 압축시킬 수 있도록 형성된다. 즉, 압축부(100')는 본체(10) 내부의 저압부(L)에 배치되며, 본체(10) 내부에 유입된 냉매를 압축할 수 있도록 형성된다. 압축부(100')의 구체적인 구조는 도 26 및 도 27을 참조하여 후술한다.

모터부(200)는 본체(10) 내부에 배치되며, 압축부(100')와 연결되어 압축부(100')를 구동시킬 수 있도록 형성된다. 즉, 모터부(200)는 본체(10) 내부의 저압부(L)에 배치되며, 모터축(201)을 통해 압축부(100')와 연결되어 냉매를 압축시키는 구동력을 제공할 수 있다. 구체적으로, 모터부(200)는 모터축(201)을 통해 선회스크롤(110)과 연결되어 선회스크롤(110)을 회전시킬 수 있다.

이하에서는, 도 26 및 도 27을 참조하여 압축부(100')의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 27은 도 25의 스크롤 압축기(1')의 압축부(100')의 분해 사시도이다.

스크롤 압축기(1')의 압축부(100')는 본체(10)의 저압부(L)에 배치되며, 선회스크롤(110), 고정스크롤(120), 토출가이드(130'), 배압 액추에이터(140'), 고저압커버(150)를 포함할 수 있다.

선회스크롤(110)은 모터부(200)와 연결되며, 고정스크롤(120)과 맞물려 선회 운동을 할 수 있도록 형성된다. 선회스크롤(110)은 본체(10) 내부에 설치된 고정부(112)에 의해 지지되며, 모터부(200)의 모터축(201)과 연결되어 일정한 방향으로 회전할 수 있다.

고정스크롤(120)은 선회스크롤(110)의 상측으로 본체(10)에 고정되며, 선회스크롤(110)과 결합하여 압축실(P)을 형성한다.

선회스크롤(110) 및 고정스크롤(120)의 구조는 상술한 실시예에 의한 스크롤 압축기(1)의 압축부(100)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

토출가이드(130')는 고정스크롤(120)의 상부에 배치되어 압축실(P)에서 압축된 냉매를 고압부(H)로 가이드할 수 있도록 형성된다. 토출가이드(130')는 고정스크롤(120)에 고정된다.

이하, 도 26 및 도 28을 참조하여 토출가이드(130')의 구조에 대해 상세하게 설명한다.

도 28은 본 개시의 일 실시예에 따른 토출가이드(130')를 나타내는 사시도이다.

도 26 및 도 28을 참조하면, 토출가이드(130')는 고정스크롤(120)과 고저압커버(150) 사이에 배치되고, 선회스크롤(110)과 고정스크롤(120)에 의해 압축되어 고정스크롤(120)에서 배출되는 냉매를 고저압커버(150)를 향해 안내할 수 있도록 형성된다.

구체적으로, 토출가이드(130')는 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)와 연결되어 압축실(P)의 압축된 냉매를 고저압커버(150)로 가이드하는 제2 토출구(133'), 제2 토출구(133')를 형성하는 제1 부분(130'-1), 제1 부분(130'-1)과 연결되며 제1 부분(130'-1)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제2 부분(130'-2)을 포함할 수 있다.

제2 토출구(133')는 토출가이드(130')를 관통하는 구멍이며, 압축된 냉매가 통과할 수 있다. 제2 토출구(133')는 제2 부분(130'-2)으로부터 제1 부분(130'-1)에 걸쳐 형성되며, 제2 부분(130'-2)에 형성된 제2 토출구(133')의 부분은 직경이 크고, 제1 부분(130'-1)에 형성된 제2 토출구(133')의 부분은 제2 부분(130'-2)에 형성된 제2 토출구(133')의 부분보다 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

제2 토출구(133')는 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123) 및 바이패스유로(b)와 연통될 수 있으며, 고정스크롤(120)과 선회스크롤(110)에 의해 일정한 압력으로 압축된 냉매를 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)로 가이드할 수 있다.

즉, 제2 토출구(133')는 제1 토출구(123)와 연통되어 압축실(P)의 압축된 냉매를 고저압커버(150)로 가이드할 수 있다.

도 27에 도시된 바와 같이, 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)은 제2 토출구(133')가 좁아지는 부분이며, 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.

제2 부분(130'-2)은 제1 부분(130'-1) 보다 큰 직경을 가지는 중공의 원통 형상이며, 제2 부분(130'-2)의 외주면에는 오링부재(170)가 수용되는 오링 수용부(134')가 형성될 수 있다.

또한, 제2 부분(130'-2)은 제2 토출구(133')로부터 일정 거리 이격되며, 고정스크롤(120)의 제1 배압유로(a-1)와 연결되는 제2 배압유로(a-2)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 토출가이드(130')는 제2 토출구(133')로부터 이격되며, 제1 배압유로(a-1)와 배압실(S) 사이를 연통시키는 제2 배압유로(a-2)를 포함할 수 있다.

따라서, 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2)이 복수의 제2 결합부(C-2)와 고정스크롤(120)의 제1 결합부(C-1)에 의해 고정스크롤(120)에 결합되는 경우, 제1 배압유로(a-1)와 제2 배압유로(a-2)는 하나의 배압유로(a)를 형성하여, 고정스크롤(120)의 공간과 배압실(S)을 연결할 수 있다.

아울러, 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)은 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')에 삽입되며, 제2 부분(130'-2)은 배압 액추에이터(140')의 연장부(140'-2)의 내부에 수용될 수 있다. 따라서, 토출가이드(130')는 배압 액추에이터(140')의 수용공간(142')에 수용되어, 배압 액추에이터(140')와 연결될 수 있다.

다시 도 27을 참조하면, 토출가이드(130')는 제2 부분(130'-2)의 외주면을 따라 배치되고, 배압 액추에이터(140')와 제2 부분(130'-2) 사이를 밀폐시키는 오링부재(170)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 26에 도시된 바와 같이, 오링부재(170)는 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2)과 배압 액추에이터(140')의 연장부(140'-2) 사이에 배치되어, 배압실(S)을 밀폐시킬 수 있다.

오링부재(170)는 고리(annular) 형상의 패킹체로서, 합성고무, 불소수지제로 구성될 수 있다. 오링부재(170)는 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2)의 오링 수용부(134')에 끼워질 수 있다.

또한, 토출가이드(130')는 토출가이드(130')의 제2 토출구(133')의 하단에 설치되어 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)를 선택적으로 개폐하는 제1 체크밸브(136)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제1 체크밸브(136)는 제1 토출구(123)를 개폐하는 제1 체크밸브 바디(136a), 복수의 제3 결합부(C-3)에 설치되어 제1 체크밸브 바디(136a)의 상하 방향 이동을 가이드하는 복수의 제1 체크밸브 가이드(137)(도 34 참조) 및 제1 체크밸브 바디(136a)의 이동을 제한하는 제1 체크밸브 스토퍼(136b)를 포함할 수 있다.

따라서, 제1 체크밸브 바디(136a)는 제1 체크밸브 가이드(137)를 따라 상하로 이동할 수 있으며, 하측으로는 고정스크롤(120)에 의해 이동이 제한되고 상측으로는 토출가이드(130')와 일체로 형성된 제1 체크밸브 스토퍼(136b)에 의해 이동이 제한될 수 있다.

이에 따라, 제1 체크밸브(136)는 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)를 개폐할 수 있다. 예를 들면, 제1 토출구(136)의 압력이 토출가이드(130')의 제2 토출구(133')의 압력보다 클 경우, 제1 체크밸브 바디(136a)는 제1 토출구(123)의 냉매에 의해 상측으로 이동하여, 제1 토출구(123)를 개방할 수 있다.

아울러, 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)의 압력이 토출가이드(130')의 제2 토출구(133')의 압력보다 작을 경우, 제1 체크밸브 바디(136a)는 고정스크롤(120)의 상면에 위치하게 되어 제1 토출구(123)를 막을 수 있다. 따라서, 제1 체크밸브(136)는 제2 토출구(133')의 냉매가 제1 토출구(123)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.

제1 체크밸브(136)는 토출가이드(130')와 고정스크롤(120)을 선택적으로 연통시킴으로써, 간단한 구조를 통해 스크롤 압축기(1')의 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 26, 도 27, 도 29 및 도 30을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 배압 액추에이터(140')의 구조에 대해 상세하게 설명한다.

도 29는 본 개시의 일 실시예에 따른 배압 액추에이터(140')를 나타내는 저면 사시도이다. 도 30은 도 29의 배압 액추에이터(140')를 나타내는 단면 사시도이다.

도 26, 도 27, 도 29 및 도 30을 참조하면, 배압 액추에이터(140')는 토출가이드(130')의 상부와 외주면을 둘러싸도록 배치되어 토출가이드(130')와 함께 배압실(S)을 형성할 수 있다. 또한, 배압 액추에이터(140')는 토출가이드(130')에 대해 상하 방향으로 이동하여 제2 토출구(133')를 고압부(H)와 선택적으로 연결할 수 있도록 형성된다.

배압 액추에이터(140')는 토출가이드(130')가 삽입되며 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)과 제2 부분(130'-2)을 덮는 수용공간(142'), 수용공간(142') 내에 형성되어 토출가이드(130')의 제2 부분(130-2)과 선택적으로 접촉하는 돌출부(141'), 토출가이드(130')의 제2 토출구(133')와 연결되는 제4 토출구(143'), 및 제 4 토출구(143')의 내면에 형성되며 씰링부재(190)가 수용되는 씰링 수용홈(145)을 포함할 수 있다.

배압 액추에이터(140')는 토출가이드(130')의 상부 및 측면의 일부를 커버할 수 있으며, 토출가이드(130')에 대해 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 토출가이드(130')와 결합될 수 있다.

구체적으로, 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')에는 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)이 삽입될 수 있다. 또한, 배압 액추에이터(140')의 연장부(140'-2)는 수용공간(142')을 형성하며, 오링부재(170)를 통해 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2)과 결합될 수 있다.

배압 액추에이터(140')와 토출가이드(130')가 결합되면, 배압 액추에이터(140')와 토출가이드(130') 사이에는 배압실(S)이 형성된다. 구체적으로, 토출가이드(130')의 제2부분(130'-2)에 의해 막히는 배압 액추에이터(140')의 수용공간(142')의 상부 공간이 배압실(S)을 형성할 수 있다.

배압 액추에이터(140')와 토출가이드(130')에 의해 형성된 배압실(S)의 냉매는 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)과 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구 (143') 사이의 간극(G)을 통해 흐를 수 있다. 이때, 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)과 배압 액추에이터(140') 사이의 간극(G)은 씰링 수용홈(145)에 수용된 씰링부재(190)에 의해 유지될 수 있다. 따라서, 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)의 외주면과 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')의 내면은 직접 접촉하지 않는다.

구체적으로, 씰링부재(190)는 배압 액추에이터(140')와 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)을 이격시킬 수 있다. 이에 따라, 스크롤 압축기(1')가 동작하여 배압 액추에이터(140')가 토출가이드(130')에 대해 상대적으로 이동하는 경우, 배압 액추에이터(140')가 토출가이드(130')와 접촉할 때 발생하는 소음을 방지할 수 있다.

따라서, 배압 액추에이터(140')는 스크롤 압축기(1')의 압축 효율을 향상시키고 조립 편의성을 증대시킴과 동시에, 스크롤 압축기(1')의 작동시에 발생하는 소음을 크게 줄일 수 있다.

배압실(S) 내의 냉매는 토출가이드(130')와 배압 액추에이터(140') 사이의 간극(G)을 통해 제4 토출구(143')로 흐를 수 있으나, 오링부재(170)에 의해 차단된 배압 액추에이터(140')의 연장부(140'-2)와 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2) 사이로는 흐를 수 없다.

연장부(140'-2)는 배압 액추에이터(140')가 토출가이드(130')에 대해 상측으로 이동하여 고저압커버(150)와 접촉한 경우에도 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2)의 측면의 일부를 감쌀 수 있을 정도로 연장 형성될 수 있다. 그러나, 연장부(140'-2)는 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2)의 측면 일부를 커버할 수 있을 뿐이며, 고정스크롤(120)을 커버하지 않을 정도로 연장된다.

배압 액추에이터(140')가 토출가이드(130')의 상부 및 측부의 일부를 커버하도록 배압 액추에이터(140')의 수용공간(142') 내에 토출가이드(130')를 삽입한다. 그러면, 배압 액추에이터(140')는 토출가이드(130')와 함께 배압실(S)을 형성한다. 또한, 배압 액추에이터(140')는 고저압커버(150)와 선택적으로 접촉할 수 있도록 토출가이드(130')에 대해 상하로 이동하도록 토출가이드(130')와 결합될 수 있다.

즉, 배압 액추에이터(140')는 스크롤 압축기(1')의 작동 시에 배압실(S)의 압력에 의해 이동하여 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)와 토출가이드(130')의 제2 토출구(133')를 연통시키고, 스크롤 압축기(1')의 정지 시에 고저압커버(150)와 이격될 수 있다.

따라서, 스크롤 압축기(1')는 압축 효율을 향상시킴과 동시에 압축부(100')의 조립의 편의성으로 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 배압 액추에이터(140')의 수용공간(142') 내에 토출가이드(130')를 삽입함으로써, 배압실(S) 및 간극(G)을 형성함과 동시에 토출가이드(130')에 대해 배압 액추에이터(140')가 상하 방향으로 슬라이드 이동할 수 있다.

이하, 도 31 내지 도 33을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 씰링부재(190)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 31은 본 개시의 일 실시예에 따른 씰링부재(190)를 나타내는 사시도이다. 도 32는 도 31의 씰링부재(190)의 단면 사시도이다. 도 33은 도 31의 씰링부재(190)의 분해 사시도이다.

씰링부재(190)는 토출가이드(130')와 배압 액추에이터(140') 사이에 설치되며, 배압실(S)의 냉매가 선택적으로 제2 토출구(133') 쪽으로 흐를 수 있도록 한다. 구체적으로, 씰링부재(140)는 링 형상으로 형성되며, 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')의 내면에 형성된 씰링 수용홈(145)에 설치된다. 씰링부재(190)의 내면은 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)의 외주면과 접촉하도록 형성된다.

씰링부재(190)는 테프론실(191)과 테프론실(191)의 외주면에 설치되는 오링(198)을 포함할 수 있다.

테프론실(191)은 링 형상으로 형성되며, 내주면을 따라 형성된 냉매홈(192), 냉매홈(192)과 외주면을 연통시키는 연결구멍(193), 및 상면에 형성되며 냉매홈(192)과 연결된 배출구(194)를 포함할 수 있다.

냉매홈(192)은 테프론실(191)의 내주면의 전둘레에 걸쳐 형성될 수 있다. 냉매홈(192)은 반원 단면을 갖는 홈으로 형성될 수 있다.

테프론실(191)의 외주면에는 연결구멍(193)과 연결된 유입구(195)가 마련될 수 있다. 유입구(195)는 테프론실(191)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 유입구(195)는 테프론실(191)의 외주면의 전둘레에 걸쳐 형성될 수 있다. 유입구(195)는 삼각형의 단면을 갖는 홈으로 형성될 수 있다. 유입구(195)는 냉매홈(192)의 아래쪽으로 테프론실(191)의 하부에 형성될 수 있다. 예를 들면, 유입구(195)는 테프론실(191)의 하단에 인접하게 설치될 수 있다. 따라서, 연결구멍(193)은 유입구(195)에서 상향으로 경사진 원형 채널로 형성될 수 있다.

배출구(194)는 테프론실(191)의 상면에 형성되며, 꼭지부분이 냉매홈(192)과 연결된 원추형으로 형성될 수 있다.

따라서, 냉매는 유입구(195)와 연결구멍(193)을 통해 냉매홈(192)으로 유입될 수 있다. 냉매홈(192)으로 유입된 냉매는 배출구(194)를 통해 테프론실(191)의 외부로 배출될 수 있다.

상술한 연결구멍(195), 냉매홈(192), 및 배출구(194)는 냉매가 테프론실(191), 즉 씰링부재(190)를 관통하여 흐를 수 있도록 하는 냉매유로를 형성한다.

테프론실(191)의 높이는 배압 액추에이터(140')의 씰링 수용홈(145)의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 씰링부재(190)의 하부의 압력이 높으면, 테프론실(191)은 씰링 수용홈(145)의 상면(145b)에 접촉하여 테프론실(191)의 하면과 씰링 수용홈(145)의 하면(145a) 사이에는 냉매가 흐를 수 있는 틈이 형성된다. 따라서, 씰링부재(190) 하부의 냉매가 테프론실(191)을 통해 씰링부재(190) 상부로 흐를 수 있다.

반대로, 씰링부재(190)의 상부의 압력이 높으면, 테프론실(191)은 씰링 수용홈(145)의 하면(145a)에 접촉하여 테프론실(191)의 하면과 씰링 수용홈(145)의 하면(145a) 사이에는 냉매가 흐를 수 있는 틈이 존재하지 않는다. 따라서, 씰링부재 (190) 하부의 냉매가 테프론실(191)을 통해 씰링부재(190) 상부로 흐를 수 없다.

도 31 및 도 32에 도시된 실시예에 의한 테프론실(191)은 한 개의 배출구(194)와 한 개의 연결구멍(193)을 구비하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 필요한 경우 테프론실(191)의 배출구(194)와 연결구멍(193)은 2개 이상으로 형성할 수도 있다.

테프론실(191)은 오링(198)의 재료인 고무보다 마찰이 적은 테프론으로 형성된다. 따라서, 테프론실(191)과 접촉하는 토출가이드(130')는 테프론실(191)에 대해 원활하게 이동할 수 있다.

오링(198)은 링 형상으로 형성되며, 테프론실(191)의 외주면에 결합되어 있다. 오링(198)은 테프론실(191)을 탄성 지지하여 테프론실(191)의 내주면이 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)의 외주면과 접촉하도록 한다. 테프론실(191)의 내주면과 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)이 접촉하면, 냉매는 테프론실(191)의 내주면과 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1) 사이로 누설되지 않는다.

따라서, 씰링부재(190)를 배압 액추에이터(140')의 씰링 수용홈(145)에 설치하고, 토출가이드(130')를 배압 액추에이터(140')에 설치하면, 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)이 씰링부재(190)의 테프론실(191)의 내주면과 접촉하게 된다. 이때, 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)의 외주면은 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')의 내주면과 접촉하지 않고, 그 사이에 일정한 간극(G)이 존재한다.

다시 말하면, 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')는 테프론실(191)에 의해 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)으로부터 이격되어 있으므로, 배압 액추에이터(140')는 토출가이드(130')에 대해 원활하게 슬라이드 이동할 수 있다.

또한, 오링(198)은 테프론실(191)의 유입구(195)를 선택적으로 차단하는 기능을 한다. 예를 들어, 씰링부재(190)의 하부에 고압이 인가되는 경우에는 오링(198)이 테프론실(191)의 상부에 위치하여 유입구(195)를 개방한다. 그러면, 씰링부재(190)의 하부에 있는 냉매가 연결구멍(193), 냉매홈(192), 및 배출구(194)를 통해 씰링부재(190)의 상부로 흐를 수 있다. 즉, 씰링부재(190)의 상부와 하부가 연통될 수 있다.

한편, 씰링부재(190)의 상부에 고압이 인가되는 경우에는 오링(198)이 테프론실(191)의 하부에 위치하여 유입구(195)를 차단한다. 그러면, 씰링부재(190)의 하부에 있는 냉매가 연결구멍(193)으로 유입되지 않는다. 따라서, 씰링부재(190)의 상부와 하부가 연통되지 않는다.

고저압커버(150)는 본체(10) 내부에 배치되어 본체(10) 내부를 저압부(L)와 고압부(H)로 구분하며, 저압부(L)와 고압부(H)를 연결하는 제3 토출구(153)를 포함할 수 있다.

제3 토출구(153)는 스크롤 압축기(1')가 작동하지 않거나, 스크롤 압축기(1')가 작동하여 저압부(L)가 기설정된 압력이 될 때까지 저압부(L)와 고압부(H)를 연통시킬 수 있다.

저압부(L)가 기설정된 압력이 되어 배압 액추에이터(140')가 고저압커버(150)와 접촉하는 경우, 제3 토출구(153)는 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143'), 토출가이드(130')의 제2 토출구(133') 및 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)와 바이패스유로(b)를 통해서만 압축실(P)과 연통될 수 있다.

또한, 고저압커버(150)는 제3 토출구(153)에 설치되어 제3 토출구(153)를 선택적으로 개폐하는 제2 체크밸브(154)를 포함할 수 있다. 제2 체크밸브(154)는 도 18에 도시한 실시예에 의한 스크롤 압축기(1)의 제2 체크밸브(154)와 동일하므로, 이하에서는 도 18을 참조하여 설명한다.

제2 체크밸브(154)는 제3 토출구(153)를 개폐하는 제2 체크밸브 바디(154a), 고저압커버(150)의 상면에 마련되며 제2 체크밸브 바디(154a)의 상하 방향 이동을 가이드하는 제2 체크밸브 가이드(154c), 제2 체크밸브 바디(154a)의 이동을 제한하는 제2 체크밸브 스토퍼(154b), 및 제2 체크밸브 스토퍼(154b)를 제2 체크밸브 가이드(154c)에 고정하는 제2체결부재(154d)를 포함할 수 있다.

따라서, 제2 체크밸브 바디(154a)는 제2 체크밸브 가이드(154c)를 따라 상하로 이동할 수 있으며, 하측으로는 고저압커버(150)에 의해 간섭되고 상측으로는 제2 체크밸브 스토퍼(154b)에 의해 간섭되어 상하 이동이 제한될 수 있다.

제2 체크밸브(154)는 제2 토출구(133) 및 제4 토출구(143')의 냉매 압력이 고압부(H)의 압력보다 큰 경우, 제2 체크밸브 바디(154a)는 제2 토출구(133') 및 제4 토출구(143')의 냉매에 의해 제3 토출구(153)의 상측으로 이동하여, 제3 토출구(153)를 개방할 수 있다.

한편, 제2 토출구(133') 및 제4 토출구(143')의 냉매 압력이 고압부(H)의 압력보다 작은 경우, 제2 체크밸브 바디(154a)는 제3 토출구(153)를 막아, 고압부(H)의 냉매가 제2 토출구(133') 및 제4 토출구(143')로 역류되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 고저압커버(150)는 저압부(L)의 냉매가 고압부(H)로 일방향으로만 흐를 수 있도록 할 수 있다.

이하, 도 34를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1')에서 압축부(100')의 냉매 이동에 대해 구체적으로 설명한다.

도 34는 압축부(100')의 제1 체크밸브(136)와 제2 체크밸브(154)의 중심부를 따라 절단한 단면도이다.

먼저, 냉매는 선회스크롤(110)과 고정스크롤(120)에 의해 형성되는 압축실(P)에 의해 압축되어, 고정스크롤(120)의 중심부에 위치하는 제1 토출구(123), 토출가이드(130')의 제2 토출구(133') 및 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)를 통해 저압부(L)에서 고압부(H)로 이동할 수 있다.

이때, 압축실(P) 내의 냉매는 제1 토출구(123) 뿐만 아니라 바이패스유로(b)를 통해서도 토출가이드(130')의 제2 토출구(133')로 흐를 수 있다.

아울러, 고정스크롤(120)의 제1 토출구(123)와 토출가이드(130')의 제2 토출구(133') 사이에는 제1 체크밸브(136)가 설치되어 냉매의 흐름을 선택적으로 조절할 수 있다. 또한, 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)에는 제2 체크밸브(154)가 설치되어 냉매가 고압부(H)로 선택적으로 유입되도록 조절할 수 있다.

한편, 압축실(P) 내의 냉매는 고정스크롤(120)의 제1 배압유로(a-1) 및 토출가이드(130')의 제2 배압유로(a-2)로 형성되는 배압유로(a)를 통해, 토출가이드(130')와 배압 액추에이터(140') 사이에 형성되는 배압실(S)로 이동할 수 있다.

배압실(S)로 이동한 냉매는 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)과 배압 액추에이터(140') 사이에 형성된 간극(G)을 통해 씰링부재(190)의 하부로 이동한다. 그러면, 씰링부재(190)가 냉매에 의해 상승하므로, 씰링부재(190)가 설치된 배압 액추에이터(140')가 상승하여 고저압커버(150)와 접촉하게 된다. 즉, 배압실(S)로 이동한 냉매는 배압 액추에이터(140')를 상부로 밀어 올려, 배압 액추에이터(140')가 고저압커버(150)와 접촉하도록 할 수 있다.

이하, 도 35a 내지 도 37b를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1')의 동작에 대해 상세하게 설명한다.

도 35a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1')의 구동에 따른 제1 상태를 나타낸 확대도이고, 도 35b는 도 35a의 K1 영역을 나타낸 확대도이다. 도 36a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1')의 구동에 따른 제2 상태를 나타낸 확대도이고, 도 36b는 도 36a의 K2 영역을 나타낸 확대도이다. 도 37a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1')의 구동에 따른 제3 상태를 나타낸 확대도이고, 도 37b는 도 37a의 K3 영역을 나타낸 확대도이다.

여기서, 제1 상태는 스크롤 압축기(1')가 작동하기 전 상태를 의미하며, 제2 상태는 스크롤 압축기(1')가 작동한 후 씰링부재(190)가 상승하여 간극(G)이 연통된 상태를 의미하고, 제3 상태는 스크롤 압축기(1')가 계속 작동하여, 배압 액추에이터(140')가 고저압커버(150)와 접촉한 상태를 의미할 수 있다.

먼저, 도 35a 및 도 35b에 도시된 바와 같이, 제1 상태, 즉 정지 상태의 스크롤 압축기(1')에서는 씰링부재(190)가 씰링 수용홈(145)의 아래에 위치하고 있다. 구체적으로, 씰링부재(190)의 하면, 즉 테프론실(191)의 하면이 씰링 수용홈(145)의 하면(145a)과 접촉하여 씰링 수용홈(145)의 하면(145a)과 테프론실(191)의 하면 사이에는 간극이 존재하지 않는다.

제1 상태의 스크롤 압축기(1')가 작동을 시작하면, 선회스크롤(110)은 고정스크롤(120)에 대해 상대적으로 선회할 수 있다.

그러면, 선회스크롤(110)과 고정스크롤(120)에 의해 형성되는 압축실(P)에 의해 냉매는 압축되어 압력이 올라가며, 압축된 냉매는 배압유로(a)를 통해 배압실(S)로 이동할 수 있다.

이때, 압축실(P)의 압축된 냉매는 제1 체크밸브(136)와 바이패스밸브(124)의 기설정된 압력을 초과하지 못하므로 제2 토출구(133')로 이동할 수 없다.

다만, 필요에 따라, 제1 체크밸브(136)와 바이패스밸브(124)의 기설정된 압력을 조절하여, 압축실(P)의 압축된 냉매가 저압부(L)로 흐르게 할 수도 있다.

배압실(S)로 이동한 냉매는 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)과 배압 액추에이터(140') 사이에 형성된 간극(G)을 통해 씰링부재(190)의 하면, 즉 테프론실(191)의 하면을 가압하게 된다. 그러면, 도 36b에 도시된 바와 같이, 씰링부재(190)가 상승하여 씰링부재(190)의 상면, 즉 테프론실(191)의 상면이 씰링 수용홈(145)의 상면(145b)과 접촉하게 되고, 테프론실(191)의 하면은 씰링 수용홈(145)의 하면(145a)과 이격되어 그 사이에 간극이 형성된다.

그 결과, 배압실(S)의 냉매는 테프론실(191)의 하면과 씰링 수용홈(145)의 하면(145a) 사이의 간극을 통해 씰링 수용홈(145)으로 유입된다. 도 36b에 도시된 바와 같이, 씰링 수용홈(145)으로 유입된 냉매는 테프론실(191)의 유입구(195)와 연결구멍(193)을 통해 냉매홈(192)으로 유입된다.

냉매홈(192)으로 유입된 냉매는 배출구(194)를 통해 씰링부재(190)의 외부로 배출될 수 있다. 씰링부재(190)의 외부로 배출된 냉매는 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')와 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1) 사이의 간극을 통해 제2 토출구(133')로 유입될 수 있다.

예를 들어, 배압실(S)의 제1 압력이 제2 토출구(133')의 제2 압력보다 클 경우, 씰링부재(190)가 씰링 수용홈(145)의 상면(145b)에 접촉하고, 냉매가 씰링부재(190)의 냉매유로를 통해 이동할 수 있다.

즉, 제1 압력과 제2 압력의 차이로 인해 배압실(S)의 냉매가 제2 토출구(133')로 이동할 수 있다.

구체적으로, 도 36b에 도시된 바와 같이, 씰링부재(190)의 냉매유로 및 토출가이드(130')와 배압 액추에이터(140') 사이의 간극(G)을 통해, 배압실(S)의 냉매가 배출유로(Y')를 통해 배압실(S)의 외부로 토출될 수 있다.

여기서, 제2 토출구(133')의 제2 압력은 저압부(L) 내의 압력과 동일할 수 있다. 한편, 배압실(S) 내의 냉매는 씰링부재(190)에 의해 이격된 간극(G)으로만 이동할 수 있으며, 오링부재(170)에 의해 배압 액추에이터(140')의 연장부(140'-2)와 토출가이드(130')의 제2 부분(130'-2) 사이로는 이동할 수 없다.

이에 따라, 스크롤 압축기(1')의 초기 기동 동안 배압실(S)의 냉매가 씰링부재(190)를 통과하여 저압부(L)로 이동할 수 있으므로, 스크롤 압축기(1')는 초기 압력 저항에 영향을 받지 않고 작동할 수 있다.

즉, 스크롤 압축기(1')의 저압부(L)내를 기 설정된 압력으로 채우기 위한 초기 작동 토크를 줄일 수 있다.

구체적으로, 스크롤 압축기(1')의 초기 기동 동안 배압실(S)의 냉매가 저압부(L) 내로 유동할 수 없는 경우, 압축실(P) 및 배압실(S) 내의 압축된 냉매로 인한 압력 저항으로 인해, 초기 스크롤 압축기(1') 가동시 큰 토크가 요구된다는 점을 고려할 때, 선택적으로 배압실(S)의 냉매를 저압부(L)로 배출시키는 씰링부재(190)를 통해 본 개시의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기(1')는 초기 작동 토크를 줄일 수 있다는 것을 알 수 있다.

스크롤 압축기(1')가 지속적으로 작동하면, 배압실(S) 내의 냉매의 압력이 높아지게 되고, 배압실(S) 내의 냉매의 압력으로 인해, 배압 액추에이터(140')는 토출가이드(130')에 대해 상부로 이동하게 된다.

이에 따라, 배압 액추에이터(140')는 고저압커버(150)와 접촉하여 연결된다. 구체적으로, 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')는 고저압커버(150)의 제3 토출구(153)와 연결된다.

이때, 압축실(P)의 압축된 냉매는 제1 체크밸브(136)와 제2 체크밸브(154)의 기설정된 압력을 초과하므로 제1 체크밸브(136)와 제2체크밸브(154)가 개방된다.

따라서, 본체(10) 내의 저압부(L)와 고압부(H)는 분리되며, 압축실(P)에서 압축된 냉매는 제2 토출구(133'), 제4 토출구(143') 및 제3 토출구(153)를 통해 고압부(H)로 이동하여 본체(10) 외부로 이동할 수 있다.

한편, 제2 토출구(133')로 배출된 냉매의 일부는 배압 액추에이터(140')의 제4 토출구(143')의 내면과 토출가이드(130')의 제1 부분(130'-1)의 외주면 사이의 간극으로 유입되어 씰링부재(190)를 아래방향으로 가압한다.

이때, 배압실(S)의 제1 압력은 제2 토출구(133')의 제2 압력보다 낮으므로, 도 37a에 도시된 바와 같이 씰링부재(190)는 아래로 이동한다. 그러면, 도 37b에 도시된 바와 같이 씰링부재(190)의 테프론실(191)의 하면이 씰링 수용홈(145)의 하면(145a)에 접촉하고, 오링(198)도 냉매에 의해 가압되어 테프론실(191)의 유입구(195)를 차단하게 된다. 따라서, 제2 토출구(133')로 배출된 냉매는 씰링부재(190)를 통해 배압실(S)로 유입되지 않는다.

한편, 토출가이드(130')와 배압 액추에이터(140')는 씰링부재(190)와 오링부재(170)에 의해 서로 이격되므로, 배압 액추에이터(140')가 이동할 때, 토출가이드(130')와의 접촉으로 인한 소음을 줄일 수 있다.

따라서, 본 개시의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기(1')는 압축 효율을 향상시킴과 동시에, 스크롤 압축기(1')의 작동시에 발생하는 소음을 크게 줄일 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기(1')는, 운전 중에 배압실(S)의 압력이 토출 압력보다 높아지는 비정상 상태가 발생하는 경우에는, 배압실(S)의 고압 냉매는 자동적으로 씰링부재(190)의 냉매유로를 통해 제2 토출구(133')로 배출될 수 있다(도 36b 참조).

이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1, 1': 스크롤 압축기 10: 본체
100,100': 압축부 110: 선회스크롤
120: 고정스크롤 124: 바이패스밸브
130,130': 토출가이드 136: 제1 체크밸브
140,140': 배압 액추에이터 150: 고저압커버
200: 모터부 a: 배압유로
b: 바이패스유로

Claims

본체;
본체 내부를 저압부와 고압부로 구분하는 고저압커버;
상기 저압부에 배치되며, 압축된 냉매가 토출되는 제1 토출구를 포함하는 고정스크롤;
상기 고정스크롤과 맞물려 상대 선회 운동을 하며, 상기 고정스크롤과 압축실을 형성하는 선회스크롤;
상기 고정스크롤과 상기 고저압커버 사이에 배치되고, 상기 제1 토출구와 연결되어 상기 압축실의 압축된 냉매를 상기 고저압커버로 가이드하는 제2 토출구를 포함하는 토출가이드; 및
상기 토출가이드의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 상기 토출가이드와 함께 배압실을 형성하고, 상기 토출가이드에 대해 상하 방향으로 이동하여 상기 제2 토출구를 상기 고압부와 선택적으로 연결시키는 배압 액추에이터;를 포함하고,
상기 고정스크롤은,
상기 고정스크롤에 형성되며, 상기 압축실과 상기 제2 토출구를 연결하는 바이패스유로; 및
상기 바이패스유로를 개폐하는 바이패스밸브;를 포함하는, 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이에 배치되고, 상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이의 간극을 선택적으로 막는 씰링부재;를 더 포함하고,
상기 씰링부재는 일정한 각도의 경사면을 가지는 절단부를 포함하는, 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 토출가이드는,
상기 제2 토출구를 형성하는 제1 부분; 및
상기 제1 부분과 연결되며 상기 제1 부분의 직경보다 큰 직경을 가지는 제2 부분;을 포함하고,
상기 배압 액추에이터는 상기 토출가이드가 삽입되며 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 커버하는 수용공간을 가지는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 씰링부재는 상기 토출가이드의 제1 부분과 상기 배압 액추에이터 사이에 배치된 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 절단부는,
제1 경사면을 가지는 제1 절단부; 및
상기 제1 경사면과 마주보도록 배치되는 제2 경사면을 가지는 제2 절단부;를 포함하고,
상기 배압실의 제1 압력이 상기 제2 토출구의 제2 압력보다 클 경우, 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 이격되어 냉매가 유동할 수 있으며,
상기 배압실의 제1 압력이 상기 제2 토출구의 제2 압력보다 작을 경우, 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 접촉하여 냉매의 유동을 막는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 제1 절단부는 상기 배압 액추에이터와 접촉하는 제1 접촉면과 상기 토출가이드와 선택적으로 접촉하는 제2 접촉면을 포함하고,
상기 배압실의 제1 압력이 상기 제2 토출구의 제2 압력보다 작을 경우, 상기 제2 접촉면은 상기 토출가이드와 접촉하는, 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 고정스크롤은 상기 제1 토출구와 이격되고 상기 압축실과 연결된 제1 배압유로를 포함하고,
상기 토출가이드는 상기 제2 토출구와 이격되고 상기 제1 배압유로와 상기 배압실 사이를 연결하는 제2 배압유로를 포함하는, 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 배압 액추에이터는, 상기 스크롤 압축기의 운전 시에 상기 배압실의 냉매에 의해 이동하여 상기 고저압커버의 제3 토출구와 상기 토출가이드의 제2 토출구를 연통시키고, 상기 스크롤 압축기의 정지 시에 상기 고저압커버와 이격되는, 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 제2 부분의 외주면을 따라 배치되고, 상기 배압 액추에이터와 상기 제2 부분 사이를 밀폐시키는 제1 오링부재를 더 포함하는, 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 제1 부분의 외주면을 따라 배치되고, 상기 제1 부분과 상기 배압 액추에이터를 일정 간격 이격시키는 제2 오링부재를 더 포함하는, 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,
상기 배압 액추에이터는 상기 제2 오링부재와 접촉하는 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부는 상기 배압실과 상기 간극을 연결시켜 냉매가 유동하도록 하는 냉매유동구를 포함하는, 스크롤 압축기.
제11항에 있어서,
상기 냉매유동구는 상기 돌출부의 방사상으로 기 설정된 간격으로 형성된, 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 씰링부재의 상부에 배치되고, 상기 씰링부재를 하부 방향으로 가압하는 링 형상의 웨이브 스프링을 더 포함하는, 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,
상기 토출가이드의 상기 제2 토출구에 설치되어 상기 제1 토출구를 선택적으로 개폐하는 제1 체크밸브; 및
상기 고저압커버의 상기 제3 토출구에 설치되어 상기 제3 토출구를 선택적으로 개폐하는 제2 체크밸브를 더 포함하는, 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 바이패스유로 및 상기 바이패스밸브는 복수 개로 구비되는, 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이에 배치되고, 상기 배압 액추에이터와 상기 토출가이드 사이의 간극을 선택적으로 막는 씰링부재;를 더 포함하고,
상기 씰링부재는 냉매유로를 구비한 테프론실과 상기 테프론실의 외주면에 결합되며 상기 냉매유로를 선택적으로 개폐하는 오링을 포함하는, 스크롤 압축기.
제16항에 있어서,
상기 냉매유로는,
상기 테프론실의 내주면에 형성된 냉매홈;
상기 테프론실의 상면에 형성되며, 상기 냉매홈과 연통된 배출구; 및
상기 테프론실의 외주면과 상기 냉매홈을 연통하도록 형성된 연결구멍;을 포함하는, 스크롤 압축기.
제17항에 있어서,
상기 냉매유로는 상기 테프론실의 외주면에 형성되며, 상기 연결구멍과 연결된 유입구;를 더 포함하는, 스크롤 압축기.
제16항에 있어서,
상기 토출가이드는,
상기 제2 토출구를 형성하는 제1 부분; 및
상기 제1 부분과 연결되며 상기 제1 부분의 직경보다 큰 직경을 가지는 제2 부분;을 포함하고,
상기 배압 액추에이터는 상기 토출가이드의 제1 부분이 삽입되는 제4 토출구, 및 상기 제4 토출구의 내면에 형성되며 상기 씰링부재가 설치되는 씰링 수용홈을 포함하는, 스크롤 압축기.
제19항에 있어서,
상기 씰링부재는 상기 씰링 수용홈에서 상하로 이동 가능하며,
상기 토출가이드의 제1 부분의 외주면은 상기 씰링부재의 내면과 접촉하고,상기 배압 액추에이터의 제4 토출구의 내면과 이격되는, 스크롤 압축기.