KR20200142757A

KR20200142757A - 스크롤형 압축기

Info

Publication number: KR20200142757A
Application number: KR1020190070013A
Authority: KR
Inventors: 박태상; 김주형; 주상현; 최이철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-12-23

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로 특히, 안정적인 배압을 공급할 수 있는 스크롤형 압축기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 스크롤형 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터; 상기 모터에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하고 배압공간을 형성하는 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 상기 프레임과 상기 선회 스크롤 사이에 위치하는 탄성 플레이트; 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀; 및 상기 배압 홀의 일측에 구비되어 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

스크롤형 압축기 {Scroll-type compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로 특히, 안정적인 배압을 공급할 수 있는 스크롤형 압축기에 관한 것이다.

스크롤형 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부공간에 고정 스크롤이 고정되고, 이 고정 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 냉매 등의 유체를 압축할 수 있는 압축기의 한 종류이다.

이러한 스크롤형 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으며, 또한 유체의 흡입, 압축 및 토출 과정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점을 가지므로 공조장치 등에서 냉매 압축용으로 널리 사용되고 있다.

이와 같이, 스크롤형 압축기는 배압 공간과 압축 공간 사이에서 압력을 효과적으로 조절하는 것이 필수적이다.

특허문헌 1에 종래의 스크롤형 압축기가 개시되어 있다.

이러한 종래의 스크롤형 압축기에서는 선회 스크롤이 탄성 플레이트와 간섭하며 조립이 되어 이 간섭량만큼 탄성력이 작용되고 있다. 즉, 탄성 플레이트의 탄성력을 이용하여 배압실과 흡입실 사이를 씰링하게 된다.

이때, 압축기의 동작 시 탄성 플레이트에 의해 선회 스크롤로부터 고정 스크롤 쪽으로 탄성력이 강하게 작용하면 압축 시 선회 스크롤과 고정 스크롤이 지나치게 밀착되어 배압실로 압력이 공급되지 않을 수 있다.

특히, 이러한 현상은 고압의 냉매를 이용하는 경우에 더 심화될 수 있다.

1. 미국특허 US 6318982호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선회 스크롤이 고정 스크롤 사이에 간극이 벌어지지 않아도 안정적인 배압 공급될 수 있는 스크롤형 압축기를 제공하고자 한다.

또한, 압축 공간의 압력이 배압실로 효과적으로 전달될 수 있는 스크롤형 압축기를 제공하고자 한다.

또한, 고압의 냉매를 이용하는 경우에도 배압이 지속적으로 공급될 수 있는 스크롤형 압축기를 제공하고자 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명에 의하면, 선회 스크롤을 통한 배압 공급 구조에서 배압 공급을 원활하게 할 수 있는 배압 조절부를 제공할 수 있다.

이러한 배압 조절부를 통하여 선회 스크롤이 고정 스크롤 사이에 간극이 벌어지지 않아도 안정적인 배압 공급이 가능할 수 있다.

압축기의 동작 시 탄성 플레이트에 의해 선회 스크롤에서 고정 스크롤 쪽으로 탄성력이 강하게 작용하면 압축 시 선회 스크롤과 고정 스크롤이 떨어지지 않아 배압실로 압력이 공급되지 않을 수 있으나, 본 발명에 의하면 슬릿 형상의 배압 조절부를 제공하여 압축 공간의 압력이 배압실로 효과적으로 전달될 수 있다.

따라서, 선회 스크롤과 탄성 플레이트 사이에 씰링을 위해 강하게 미는 힘이 작용하더라도 배압 조절부를 통해 배압이 지속적으로 공급될 수 있고, 따라서 압축기를 안정적으로 구동할 수 있다.

구체적인 일례로서, 본 발명은, 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀 및 상기 배압 홀의 일측에 상기 배압 홀을 통하여 압력이 전달되도록 구비되어 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적인 일례로서, 본 발명은, 스크롤형 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터; 상기 모터에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하고 배압공간을 형성하는 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 상기 프레임과 상기 선회 스크롤 사이에 위치하는 탄성 플레이트; 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀; 및 상기 배압 홀의 일측에 연결되어 상기 배압 홀을 통하여 압력이 전달되도록 구비되어 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 배압 조절부는, 상기 배압 홀에 의하여 연통되는 배압의 크기를 조절할 수 있다.

또한, 상기 배압 조절부는, 상기 배압 홀의 관통 방향에 대하여 수직 방향으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 배압 조절부는 슬릿 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 슬릿 형상은 상기 선회 스크롤의 중심부 측을 향하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 배압 홀의 단부 측에는 단턱부가 위치할 수 있다.

또한, 상기 배압 조절부는, 상기 단턱부에 연결되어 위치할 수 있다.

또한, 상기 단턱부는, 상기 배압 홀의 크기보다 큰 면적을 가질 수 있다.

또한, 상기 배압 조절부는, 상기 배압공간과 상기 압축공간을 지속적으로 연결할 수 있다.

보다 구체적인 다른 예로서, 본 발명은, 스크롤형 압축기에 있어서, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터; 상기 모터에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하는 프레임; 상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하며 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤; 상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 나선형 벽에 결합되는 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀; 상기 배압 홀의 단부 측에 형성되는 단턱부; 및 상기 단턱부에 상기 배압 홀을 통하여 압력이 전달되도록 연결되어 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 배압 홀은 상기 선회 스크롤의 가동 나선형 벽을 관통하여 형성될 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.

먼저, 배압 조절부를 통하여 선회 스크롤이 고정 스크롤 사이에 간극이 벌어지지 않아도 안정적인 배압 공급이 가능할 수 있다.

또한, 슬릿 형상의 배압 조절부를 제공하여 압축 공간의 압력이 배압실로 효과적으로 전달될 수 있다.

또한, 선회 스크롤과 탄성 플레이트 사이에 씰링을 위해 강하게 미는 힘이 작용하더라도 배압 조절부를 통해 배압이 지속적으로 공급될 수 있고, 따라서 압축기를 안정적으로 구동할 수 있다.

또한, 고압의 냉매를 이용하는 경우에도 배압이 지속적으로 공급될 수 있고, 따라서 압축기를 안정적으로 구동할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤형 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤형 압축기를 나타내는 요부 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 배압 조절부를 나타내는 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기에서 압력의 전달을 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤형 압축기를 나타내는 단면도이다. 도 1은 횡형 스크롤형 압축기를 도시하고 있다.

이러한 횡형 스크롤형 압축기(100)는, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱(110)을 포함하고, 이러한 케이싱(110) 내에 유체를 압축하기 위한 구성 요소들이 설치될 수 있다. 즉, 케이싱(110) 내에, 모터(200), 회전축(300), 서로 맞물리는 고정 스크롤(500) 및 선회 스크롤(600), 그리고 회전축(300)이 설치되는 프레임(400)을 포함할 수 있다.

밀폐공간을 형성하기 위한 케이싱(110)은 횡형 실린더 형태로 형성될 수 있다. 이러한 케이싱(110)에는 냉매의 출입을 위한 흡입구(도시되지 않음) 및 토출구(도시되지 않음)가 형성될 수 있다.

이러한 케이싱(110)의 내부공간에는 회전력을 발생시키는 모터(200)가 설치될 수 있다. 또한, 이러한 모터(200)의 회전자(210)와 결합되는 회전축(300)이 설치될 수 있다.

회전축(300)은 선회 스크롤(600)에 편심 결합될 수 있다. 즉, 모터(200)는 회전축(300)을 통하여 선회 스크롤(600)이 선회 운동할 수 있는 회전력을 제공할 수 있다.

모터(200)의 일측에는 프레임(400)이 설치될 수 있다. 이러한 프레임(400)은 메인 프레임으로서 경도가 높은 소재로 형성될 수 있다.

이러한 프레임(400)은 고정 스크롤(500) 및 선회 스크롤(600)이 설치될 수 있는 지지 구조를 제공할 수 있다. 즉, 프레임(400)에는 고정 스크롤(500)이 결합되어 압축 공간(601; 도 3 참조)을 형성할 수 있다.

이때, 케이싱(110)에는 이러한 압축 공간(601)으로부터 냉매 가스가 토출되는 토출실(101)을 포함하고, 토출구는 이 토출실(101)에 구비되어, 토출실(101)의 냉매는 토출구를 통하여 배출될 수 있다.

이러한 토출실(101)에서 오일은 유분리기(도시되지 않음)를 통해 냉매와 분리될 수 있으며, 이때, 하측에 분리된 오일은 오일픽업을 통하여 흡입되어 회전하는 각 부분에 공급될 수 있다.

케이싱(110)의 흡입구 측에는 별도의 인버터 공간이 구비될 수 있고, 이러한 인버터 공간에는 인버터부가 위치할 수 있으나, 이러한 도시 및 기재는 생략한다.

모터(200)는 케이싱(110)의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생시키고, 권선이 설치되는 고정자(220) 및 이 고정자(220)에 결합되어 권선을 절연하기 위한 절연체(230)를 포함하는 고정자 조립체 및 이 고정자 조립체에 결합되어 회전하는 회전자(210)를 포함할 수 있다.

인버터 공간에 설치되는 인버터부는 모터(200)와 전기적으로 연결되어 모터(200)를 구동할 수 있다.

한편, 프레임(400)의 일측에는 회전축(300)을 회동 가능하게 고정시키면서 압축 공간을 실링하기 위한 실링 구조(310)가 설치될 수 있다. 한편, 경우에 따라, 케이싱(100)의 반대측 단부측에도 베어링이 설치되어 회전축(300)이 원활하게 회전할 수 있도록 도울 수 있다.

고정 스크롤(500)과 프레임(400) 사이에는 고정 스크롤(500)에 결합되어 이 고정 스크롤(500)에 대하여 선회 운동을 하는 선회 스크롤(600)이 설치될 수 있다.

이러한 선회 스크롤(600)은 회전축(300)에 연결되며, 회전축(300)의 중심과 편심되게 결합되어 선회 운동이 구현될 수 있다.

일례로서, 고정 스크롤(500)은 나선형 벽(랩)(510)을 포함할 수 있다. 또한, 선회 스크롤(600)은 고정 스크롤(500)의 나선형 벽(510)에 결합되는 가동 나선형 벽(630)을 포함할 수 있다.

이러한 구조에서 선회 스크롤(600)이 고정 스크롤(500)에 대하여 선회운동하면 나선형 벽(랩)(510)과 가동 나선형 벽(630)이 상대운동을 일으키면서 이러한 압축 공간(601)에 위치하는 유체(냉매)는 압축될 수 있다.

유체는 나선형 벽(랩)(510)과 가동 나선형 벽(630) 사이의 외주부에서 내주부로 이동하면서 압축되게 된다. 이와 같이 압축된 유체는 고정 스크롤(600)의 중심부 측을 통하여 토출실(101)로 토출될 수 있다.

이때, 선회 스크롤(600)에는 이 선회 스크롤(600)을 관통하여 배압 홀(610)이 형성될 수 있다. 이러한 배압 홀(610)은 가동 나선형 벽(630)을 관통하여 형성될 수 있다. 또한, 도시하는 바와 같이, 이러한 배압 홀(610)은 선회 스크롤(600)의 가장 중심부 측에 위치하는 가동 나선형 벽(630)을 관통하여 형성될 수 있다.

이러한 배압 홀(610)은 선회 스크롤(600)의 거동이 불안정해질 때만 연통되어 압력이 배압실(401)로 공급되어 배압 작동이 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 배압 작동에 의하여 선회 스크롤(600)의 거동 불안정을 방지할 수 있다.

한편, 선회 스크롤(600)은 탄성 플레이트(800)와 간섭하며 조립이 되어 이 간섭량만큼 선회 스크롤(600)에 탄성력이 작용할 수 있다. 따라서, 이러한 탄성력에 의하여 배압실(401)과 흡입실(601)의 씰링이 이루어질 수 있다.

이때, 이러한 탄성 플레이트(800)의 탄성력이 너무 강하면 선회 스크롤(600) 랩(630) 상단면에 있는 배압 홀(610)로 압력이 공급되지 않을 수 있다. 그러면 정상적인 배압 작동이 이루어지지 않아서 압축기의 작동에 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 이러한 배압 홀(610)의 일측에는 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부(620)가 구비될 수 있다. 이러한 배압 조절부(620)에 의하여 선회 스크롤(600)과 고정 스크롤(500) 사이가 떨어지지 않아도 안정적인 배압 공급이 가능할 수 있다.

이와 같은 배압 조절부(620)는 배압 홀(610)에 의하여 연통되는 배압의 크기를 조절할 수 있다. 이러한 배압 홀(610) 및 배압 조절부(620)에 대해서는 도면을 참조하여 자세히 후술한다.

이와 같이, 스크롤형 압축기(100)에서는, 선회 스크롤(600)과 고정 스크롤(500)의 사이에 압축실(501)이 형성되어, 선회 스크롤(600)과 프레임(400)의 사이에 배압실(401)이 형성될 수 있다.

이러한 배압실(401) 내에는 선회 스크롤(600)의 선회에 의해 발생하는 원심력을 상쇄하기 위한 밸런스 웨이트(balance weight; 700)가 설치될 수 있다. 이러한 밸런스 웨이트(700)는 회전축(300)에 설치되고, 회전축(300)의 편심 방향과는 반대측에 설치될 수 있다. 이때, 밸런스 웨이트(700)와 선회 스크롤(600) 사이에도 베어링(320)이 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤형 압축기를 나타내는 요부 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스크롤형 압축기의 배압실 및 압축 공간을 주로 도시하고 있다. 또한, 도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 배압 홀 및 배압 조절부(620)에 대하여 자세히 설명한다.

위에서 설명한 바와 같이, 유체(일례로, 냉매)는 나선형 벽(랩)(510)과 가동 나선형 벽(630) 사이의 외주부에서 내주부로 이동하면서 압축되게 된다. 이와 같이 압축된 유체는 고정 스크롤(600)의 중심부 측을 통하여 토출실(101)로 토출될 수 있다.

이러한 배압 홀(610)의 일측에는 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부(620)가 구비될 수 있다. 이러한 배압 조절부(620)에 의하여 선회 스크롤(600)과 고정 스크롤(500) 사이가 떨어지지 않아도 안정적인 배압 공급이 가능할 수 있다.

이와 같은 배압 조절부(620)는 배압 홀(610)에 의하여 연통되는 배압의 크기를 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 배압 조절부를 나타내는 확대도이다. 도 4는 선회 스크롤(600) 및 이 선회 스크롤(600)에 형성되는 배압 홀(610)과 배압 조절부(620)를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 배압 조절부(620)는 배압 홀(610)의 관통 방향에 대하여 수직 방향으로 형성될 수 있다.

또한, 배압 조절부(620)는 슬릿 형상을 가질 수 있다. 이러한 슬릿 형상은 배압 홀(610)로부터 선회 스크롤(600)의 중심부 측(예를 들어, 가동 나선형 벽의 시작부분(631))을 향하여 형성될 수 있다.

도시하는 바와 같이, 배압 홀(610)의 단부 주변측에는 단턱부(611)가 위치할 수 있다. 이러한 단턱부(611)는 선회 스크롤(600)의 가동 나선형 벽(랩)(630)의 외측면에서 일정 깊이(H1)만큼 내측으로 파인 형태로 형성될 수 있다.

이때, 배압 조절부(620)는, 배압실(401) 공간과 압축 공간(601)을 지속적으로 연결할 수 있다.

이러한 단턱부(611)에 의하여 형성되는 공간의 면적은 배압 홀(610)의 크기보다 클 수 있다. 이와 같은 단턱부(611)에 의하여 형성되는 공간은 압축기의 구동 시 오일이 고여있는 부분일 수 있다.

배압 조절부(620)는 이러한 단턱부(611)와 연결될 수 있다. 이때, 위에서 언급한 바와 같이, 배압 조절부(620)는 슬릿 형상을 가지며, 이러한 슬릿 형상은 폭(W)과 높이(H2)로 정의될 수 있다. 즉, 이러한 폭(W)과 높이(H2)에 의하여 슬릿 형상의 면적이 결정될 수 있다. 이러한 슬릿 형상의 면적은 흡입 공간(압축 공간을 포함)의 압력을 배압실(401)로 안정적으로 공급하기 위한 최소한의 면적일 수 있다.

만일, 슬릿 형상의 면적이 크면　배압실(401) 공간과 압축 공간(601)이 연통되어 사체적으로 작용 될 수 있고(즉, 압축 공간(601) 내의 정상적인 압력 형성을 막을 정도로 슬릿 형상의 면적이 큰 경우), 이는 압축기의 효율을 낮추게 되는 요인이 될 수 있다.

반면, 슬릿 형상의 면적이 작으면　유체가 배압실(401) 공간으로 원활하게 공급되지 못할 수 있다.

따라서, 적절한 슬릿 형상의 면적을 설정하는 것이 필요할 수 있으며, 이러한 슬릿 형상의 면적을 통하여 배압(배압실 내부의 압력)의 크기를 조절할 수 있다.

이때, 슬릿 형상의 높이(H2)는 단턱부(611)의 높이(H1)보다는 낮을 수 있다. 이와 같이, 슬릿 형상의 높이(H2)는 단턱부(611)의 높이(H1)보다는 낮으며, 슬릿 형상의 면적이 작기 때문에　압력 드롭(Pressure Drop)　효과를 발휘하기 용이하고, 따라서, 효과적으로 중간압 제어를 수행할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 선회 스크롤(600)을 통한 배압 공급 구조에서 배압 공급을 원활하게 할 수 있는 배압 조절부(620)를 제공할 수 있다.

이러한 배압 조절부(620)를 통하여 선회 스크롤(600)과 고정 스크롤(500) 사이에 간극이 벌어지지 않아도 안정적인 배압 공급이 가능할 수 있다.

압축기의 동작 시 탄성 플레이트(800)에 의해 선회 스크롤(600)로부터 고정 스크롤(500) 쪽으로 탄성력이 강하게 작용하면 압축 시 선회 스크롤(600)과 고정 스크롤(500)이 지나치게 밀착되어 배압실(401)로 압력이 공급되지 않을 수 있으나, 본 발명에 의하면 슬릿 형상의 배압 조절부(620)를 제공하여 압축 공간(601)의 압력이 배압실(401)로 효과적으로 전달될 수 있다.

따라서, 선회 스크롤(600)과 탄성 플레이트(800) 사이에 씰링을 위해 강하게 미는 힘이 작용하더라도 배압 조절부(620)를 통해 배압이 지속적으로 공급될 수 있고, 따라서 압축기를 안정적으로 구동할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기에서 압력의 전달을 나타내는 그래프이다. 도 5에서, A1, A2 및 A3는 도 3에서 A1, A2 및 A3로 표시된 부분의 압력을 나타낸다.

압축기 내에서 유체(냉매)는 A1, A2 및 A3의 방향(즉, 외주 측에서 내주 측)으로 이동하면서 점점 더 압축되고, 이후 토출부(501; 도 3 참조)를 통하여 토출될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 배압 조절부(620)가 적용되지 않은 경우가 실선으로 표기되어 있다(No Slit). 여기서 Back Pressure는 배압, 즉, 중간압을 의미한다. 또한 본 발명의 실시예에 의한 배압 조절부(620)가 적용된 경우는 점선으로 표기되어 있다(Slit)

압축기가 구동되지 않을 때, 통상적으로 상온 기준에서 약 60 바(bar) 수준의 평압이 유지된다.

이때, 도시하는 바와 같이, 배압 조절부(620)가 적용되지 않은 경우에는 냉매가 선회 스크롤(600)의 외주 측에서 내주 측으로 이동하면서 압축되어도 60 바 부근에서 크게 커지지 않는 것을 알 수 있다.

그러나, 본 발명의 실시예에 의한 배압 조절부(620)가 적용된 경우에는 냉매가 선회 스크롤(600)의 외주 측에서 내주 측으로 이동하면서 효과적으로 압축되는 것을 알 수 있다. 따라서, 토출압에 가까운 A3 부분의 압력은 80 바 이상으로 상승하여 유지되는 것을 알 수 있다.

즉, 압축기가 구동되지 않을 때, 상온 기준에서 약 60 바 수준의 평압이 유지되는 상태에서, 압축기가 구동되기 시작하면 압력 차이가 발생할 수 있다.

이때, 배압 조절부(620)가 적용되지 않은 경우에는 배압실(401) 공간으로 압력이 원활하게 공급되지 않기 때문에 압축기 내에서 압축이 잘 이루어지지 않아 평압 수준에서 변화가 없는 것을 볼 수 있다.

그러나, 배압 조절부(620)가 적용된 경우에는 압축되는 압력이 배압실(401) 공간으로 효과적으로 공급되어 선회 스크롤(600)의 동작에 의한 압축이 잘 이루어지게 되고 점선으로 표기된 것과 같이 큰 압력 차를 효과적으로 형성할 수 있는 것이다.

이와 같이, 슬릿 형상의 배압 조절부(620)는 선회 스크롤(600)이 압축하고 있을 때 필요한 압력을 배압실(401) 공간으로 공급시켜주는 구조를 제공할 수 있다. 이때, 슬릿의 면적은 이러한 압력을 배압실(401) 공간으로 효율적으로 공급하기 위한 최소한의 면적을 가질 수 있다.

또한, 슬릿 형상의 배압 조절부(620)의 면적을 통해 배압의 크기를 조절할 수　있다. 이때, 슬릿 형상의 면적이 작기 때문에　효과적으로 압력 드롭(Pressure Drop)　효과를 발휘할 수 있어, 효과적으로 중간압 제어를 수행할 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 압축기 110: 케이싱
120: 인버터부
200: 모터 210: 회전자
220: 고정자 230: 절연체
300: 회전축 400: 프레임
500: 고정 스크롤 510: 나선형 벽
600: 선회 스크롤 610: 배압 홀
620: 배압 조절부 630: 가동 나선형 벽
700: 밸런스 웨이트

Claims

스크롤형 압축기에 있어서,
밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터;
상기 모터에 결합되어 회전하는 회전축;
상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하고 배압공간을 형성하는 프레임;
상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하는 고정 스크롤;
상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤;
상기 프레임과 상기 선회 스크롤 사이에 위치하는 탄성 플레이트;
상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀; 및
상기 배압 홀의 일측에 상기 배압 홀을 통하여 압력이 전달되도록 구비되어 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 조절부는, 상기 배압 홀에 의하여 연통되는 배압의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 조절부는, 상기 배압 홀의 관통 방향에 대하여 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 조절부는 슬릿 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제4항에 있어서, 상기 슬릿 형상은 상기 선회 스크롤의 중심부 측을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 홀의 단부 측에는 단턱부가 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제6항에 있어서, 상기 배압 조절부는, 상기 단턱부에 연결되어 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제6항에 있어서, 상기 단턱부는, 상기 배압 홀의 크기보다 큰 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 배압 조절부는, 상기 배압공간과 상기 압축공간을 지속적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
스크롤형 압축기에 있어서,
밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 회전력을 발생하는 모터;
상기 모터에 결합되어 회전하는 회전축;
상기 모터의 일측에 설치되어 상기 회전축을 지지하는 프레임;
상기 프레임에 결합되어 압축공간을 형성하며 나선형 벽을 포함하는 고정 스크롤;
상기 회전축에 편심 결합되고, 상기 압축공간에 위치하며, 상기 고정 스크롤의 나선형 벽에 결합되는 가동 나선형 벽을 포함하고, 상기 고정 스크롤에 대하여 선회운동을 하여 유체를 압축하는 선회 스크롤;
상기 선회 스크롤을 관통하여 형성되는 배압 홀;
상기 배압 홀의 단부 측에 형성되는 단턱부; 및
상기 단턱부에 연결되어 상기 배압 홀을 통하여 압력이 전달되도록 구비되어 배압의 크기를 조절하는 배압 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 배압 조절부는, 상기 배압 홀에 의하여 연통되는 배압의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 배압 조절부는, 상기 배압 홀의 관통 방향에 대하여 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 배압 조절부는 슬릿 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제13항에 있어서, 상기 슬릿 형상은 상기 선회 스크롤의 중심부 측을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 단턱부는, 상기 배압 홀의 크기보다 큰 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제10항에 있어서, 상기 배압 홀은 상기 선회 스크롤의 가동 나선형 벽을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.