KR20210105565A - 스크롤 압축기 - Google Patents

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KR20210105565A
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이경재
서정기
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 하우징;과, 상기 하우징 내에 구비되는 모터;와, 상기 모터에 의해 회전되는 회전축;과, 상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤;과, 상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 및 상기 고정 스크롤의 일면 상에 배치되어 상기 압축실에서 압축된 냉매가 토출되는 고정 스크롤의 하나 이상의 토출구를 개폐하는 토출 밸브;를 포함하며, 상기 토출 밸브는, 상기 고정 스크롤의 일면 상에 배치되는 토출리드 플레이트; 및 상기 토출리드 플레이트를 감싸며 상기 고정 스크롤의 일면과 상기 하우징 사이에 배치되는 가스켓 리테이너;를 포함하는, 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은, 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고정 스크롤과 선회 스크롤로 냉매를 압축할 수 있도록 한 스크롤 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 샤프트로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 스크롤 압축기는, 하우징(100), 상기 하우징(100) 내에 구비되는 모터(200), 상기 모터(200)에 의해 회전되는 회전축(300), 상기 회전축(300)에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤(400) 및 상기 선회 스크롤(400)과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤(500)을 포함한다.
이러한 구성에 따른 종래의 스크롤 압축기는, 상기 모터(200)에 전원이 인가되면 상기 회전축(300)이 상기 모터(200)의 회전자와 함께 회전되고, 상기 선회 스크롤(400)이 상기 회전축(300)에 연동되어 선회 운동되며, 이러한 선회 스크롤(400)의 선회 운동에 의해 냉매는 상기 압축실(C)로 흡입되어 압축되며, 상기 압축실(C)로부터 토출되는 일련의 과정이 반복된다.
그러나, 이러한 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 상기 압축실(C)로부터 토출되는 냉매 토출량이 정해져 있어, 압축기의 성능 및 효율 향상에 한계가 있는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2018-0094483호(2018.08.23.공개)
본 발명은, 압축실로부터 토출되는 냉매 토출량을 증가시켜 압축기의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 하우징;과, 상기 하우징 내에 구비되는 모터;와, 상기 모터에 의해 회전되는 회전축;과, 상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤;과, 상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 및 상기 고정 스크롤의 일면 상에 배치되어 상기 압축실에서 압축된 냉매가 토출되는 고정 스크롤의 하나 이상의 토출구를 개폐하는 토출 밸브;를 포함하며, 상기 토출 밸브는, 상기 고정 스크롤의 일면 상에 배치되는 토출리드 플레이트; 및 상기 토출리드 플레이트를 감싸며 상기 고정 스크롤의 일면과 상기 하우징 사이에 배치되는 가스켓 리테이너;를 포함하는, 스크롤 압축기를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 토출리드 플레이트에는 상기 하나 이상의 토출구를 각각 개폐하기 위한 하나 이상의 리드부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 리드부는, 상기 토출구의 위치에 대응하여 토출구를 개폐하는 머리부; 및 상기 머리부로부터 일 방향으로 연장되는 다리부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 머리부 및 상기 다리부는 상기 토출리드 플레이트 상에 절개부에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가스켓 리테이너에는, 상기 하나 이상의 리드부 각각에 대응하는 위치에 경사가공되는 하나 이상의 리테이너부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 리테이너부의 경사는 상기 리드부가 최대로 열릴 수 있는 위치를 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 하우징은, 상기 회전축이 관통하는 센터 하우징; 상기 센터 하우징과 함께 상기 모터가 수용되는 모터 수용공간을 형성하는 프론트 하우징; 및 상기 센터 하우징과 함께 상기 선회 스크롤과 상기 고정 스크롤이 수용되는 스크롤 수용공간(S2)을 형성하는 리어 하우징;을 포함하며, 상기 토출 밸브와 상기 리어 하우징 사이에는, 상기 하우징의 외부로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 주입 유로를 개폐하기 위한 주입 밸브 조립체가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 고정 스크롤은, 고정 스크롤의 일면으로부터 상기 압축실로 냉매를 안내하기 위한 하나 이상의 주입구를 포함하며, 상기 토출리드 플레이트에는, 상기 하나 이상의 주입구에 대응하여 관통 형성되는 하나 이상의 연통구가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 연통구의 내경은, 상기 주입구의 내경보다 크거나, 상기 주입구의 내경과 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가스켓 리테이너에는, 상기 하나 이상의 주입구에 대응하여 관통 형성되는 하나 이상의 삽입구가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 리어 하우징은, 상기 센터 하우징과 체결되며 상기 선회 스크롤과 상기 고정 스크롤이 수용되는 스크롤 수용공간을 형성하는 제1 환형벽;과, 상기 제1 환형벽에 수용되고 상기 압축실로부터 토출되는 냉매를 수용하는 토출실을 형성하는 제2 환형벽; 및 상기 제2 환형벽에 수용되고 상기 주입 밸브 조립체에 의해 복개되는 제3 환형벽;을 포함하며, 상기 가스켓 리테이너의 외주부는 상기 고정 스크롤과 상기 제2 환형벽 사이에서 압착되어 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가스켓 리테이너의 내측은 상기 주입 밸브 조립체에 의해 상기 고정 스크롤 측으로 압착되어 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 주입 밸브 조립체는, 상기 제3 환형벽을 복개하며, 상기 중간압의 냉매가 유입되는 유입구를 갖는 커버 플레이트;와, 상기 커버 플레이트의 토출 밸브 측 일면에 결합되며, 상기 유입구를 통해 유입되는 냉매가 상기 토출 밸브 측으로 유출되는 유출구를 갖는 밸브 플레이트; 및 상기 커버 플레이트와 상기 밸브 플레이트 사이에 개재되어, 상기 유입구와 상기 유출구를 선택적으로 연통시키는 주입 밸브;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 밸브 플레이트는, 상기 밸브 플레이트의 토출 밸브 측 일면으로부터 상기 토출 밸브 측으로 돌출되고 내부에 상기 유출구가 연장 형성되는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부의 적어도 일부는 상기 삽입구에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부는, 상기 밸브 플레이트의 토출 밸브 측 일면으로부터 상기 토출 밸브 측으로 돌출되는 대경부; 및 상기 대경부로부터 상기 토출 밸브 측으로 돌출되고, 상기 대경부의 외경보다 작은 외경을 갖는 소경부;를 포함하며, 상기 삽입구에는 상기 소경부가 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 소경부의 축방향 길이는, 상기 삽입구의 축방향 길이보다 짧거나, 상기 삽입구의 축방향 길이와 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 연통구는 상기 유출구와 상기 주입구를 연통할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스크롤 압축기의 압축실(C)로 흡입압의 냉매 뿐만 아니라 중간압의 냉매가 도입됨으로써 압축실로부터 토출되는 냉매 토출량을 증가시킬 수 있어, 압축기의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 토출밸브에 있어서, 리드부가 토출리드 플레이트 상에서 어느 방향으로든 형성될 수 있으므로 리드부의 위치설계의 자유도가 높으며, 연통구와 간섭되지 않도록 하는 것이 용이하다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 스크롤 압축기에서 리어 하우징 측을 다른 방향에서 도시한 단면도,
도 4는 도 2의 스크롤 압축기에서 리어 하우징을 분리하여 도시한 일부단면 사시도,
도 5는 도 2의 스크롤 압축기에서 리어 하우징을 분리하여 도시한 정면도,
도 6은 도 5의 배면도,
도 7은 도 2의 스크롤 압축기에서 고정 스크롤의 배면도,
도 8 내지 11은 회전축의 회전각이 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 각도일 때 고정 랩, 선회 랩 및 주입구를 도시한 단면도,
도 12는 주입구의 개폐 시기를 도시한 도표,
도 13은 도 2의 스크롤 압축기에서 리어 하우징과 리어 하우징에 수용되는 부품들을 도시한 분해 사시도,
도 14는 도 13의 부품들 중 주입 밸브 조립체를 도시한 분해 사시도,
도 15는 도 14의 주입 밸브 조립체에서 커버 플레이트의 배면을 도시한 사시도,
도 16은 도 14의 주입 밸브 조립체에서 밸브 플레이트의 배면을 도시한 사시도,
도 17은 도 14의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절개한 사시도,
도 18은 도 13의 부품들 중 토출리드 플레이트가 배치된 상태의 고정 스크롤의 정면도,
도 19는 도 13의 부품들 중 가스켓 리테이너의 정면도,
도 20은 도 3의 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 스크롤 압축기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
우선, 도 2 내지 12를 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기를 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 하우징(100), 상기 하우징(100) 내에 구비되는 모터(200), 상기 모터(200)에 의해 회전되는 회전축(300), 상기 회전축(300)에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤(400), 상기 선회 스크롤(400)과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤(500) 및 상기 고정 스크롤(500)의 일면 상에 배치되어 상기 압축실(C)에서 압축된 냉매가 토출되는 고정 스크롤의 토출구(512)를 개폐하는 토출 밸브(600)를 포함할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 압축기는, 상기 하우징(100)의 외부(스크롤 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함하는 증기압축식 냉동사이클에서, 예를 들어 응축기의 하류)로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실(C)로 안내하는 주입 유로 및 상기 주입 유로를 개폐하는 주입 밸브 조립체(700)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 주입 유로는 후술할 도입포트(133), 도입실(I), 유입구(712), 경사공간(734), 연결유로(738), 유출구(736), 연통구(612) 및 주입구(514)를 포함하여 리어 하우징(130)으로부터 상기 고정 스크롤(500)까지 연장 형성되고, 상기 주입 밸브 조립체(700)는 후술할 유입구(712), 경사공간(734), 연결유로(738) 및 유출구(736)를 포함하며 리어 하우징(130)과 상기 고정 스크롤(500) 사이, 정확하게는 리어 하우징(130)과 상기 토출 밸브(600) 사이에 개재될 수 있다.
구체적으로, 상기 하우징(100)은, 상기 회전축(300)이 관통하는 센터 하우징(110), 상기 센터 하우징(110)과 함께 상기 모터(200)가 수용되는 모터 수용공간(S1)을 형성하는 프론트 하우징(120) 및 상기 센터 하우징(110)과 함께 상기 선회 스크롤(400)과 상기 고정 스크롤(500)이 수용되는 스크롤 수용공간(S2)을 형성하는 리어 하우징(130)을 포함할 수 있다.
상기 센터 하우징(110)은, 상기 모터 수용공간(S1)과 상기 스크롤 수용공간(S2)을 구획하며 상기 선회 스크롤(400) 및 상기 고정 스크롤(500)을 지지하는 센터 경판(112) 및 상기 센터 경판(112)의 외주부로부터 상기 프론트 하우징(120) 측으로 돌출되는 센터 측판(114)을 포함할 수 있다.
상기 센터 경판(112)은 대략 원판형으로 형성되고, 상기 센터 경판(112)의 중심부에는 상기 회전축(300)의 일단부가 관통하는 축수공(112a) 및 상기 선회 스크롤(400)을 상기 고정 스크롤(500) 측으로 가압하는 배압실(112b)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 회전축(300)의 일단부에는 상기 회전축(300)의 회전 운동을 상기 선회 스크롤(400)의 선회 운동으로 전환시키는 편심 부시(310)가 형성되고, 상기 배압실(112b)은 상기 편심 부시(310)가 회전될 수 있는 공간을 제공하기도 한다. 그리고, 상기 센터 경판(112)의 외주부에는 후술할 바와 같이 상기 모터 수용공간(S1)으로 유입되는 냉매를 상기 스크롤 수용공간(S2)으로 안내하는 흡입유로(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 프론트 하우징(120)은, 상기 센터 경판(112)에 대향되고 상기 회전축(300)의 타단부를 지지하는 프론트 경판(122) 및 상기 프론트 경판(122)의 외주부로부터 돌출되고 상기 센터 측판(114)과 체결되며 상기 모터(200)를 지지하는 프론트 측판(124)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 센터 경판(112), 상기 센터 측판(114), 상기 프론트 경판(122) 및 상기 프론트 측판(124)이 상기 모터 수용공간(S1)을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 프론트 측판(124)에는 외부로부터 흡입압의 냉매를 상기 모터 수용공간(S1)으로 안내하는 흡입포트(미도시)가 형성될 수 있다.
도 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 상기 리어 하우징(130)은, 상기 센터 경판(112)에 대향되는 리어 경판(132), 상기 리어 경판(132)으로부터 돌출되고 상기 리어 하우징(130)의 원주 방향 상 최외곽측에 위치되는 제1 환형벽(134), 상기 리어 경판(132)으로부터 돌출되고 상기 제1 환형벽(134)에 수용되는 제2 환형벽(136) 및 상기 리어 경판(132)으로부터 돌출되고 상기 제2 환형벽(136)에 수용되는 제3 환형벽(138)을 포함하고, 상기 제1 환형벽(134), 제2 환형벽(136) 및 제3 환형벽(138)은 서로 상이한 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제1 환형벽(134)은 상기 센터 경판(112)의 외주부와 대략 동등 수준의 직경을 갖는 환형으로 형성되어 상기 센터 경판(112)의 외주부에 체결되며, 상기 스크롤 수용공간(S2)을 형성할 수 있다.
상기 제2 환형벽(136)은 상기 제1 환형벽(134)보다 작은 직경을 갖는 환형으로 형성되고, 후술할 고정 스크롤(500)의 고정 경판(510)의 외주부에 접촉되며, 상기 압축실(C)로부터 토출되는 냉매를 수용하는 토출실(D)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제2 환형벽(136)은 상기 고정 경판(510)에 접촉되게 형성됨에 따라, 정확하게는 후술할 토출 밸브(600)의 가스켓 리테이터(630)를 사이에 두고 상기 고정 경판(510)에 접촉되게 형성됨에 따라, 상기 리어 하우징(130)이 상기 센터 하우징(110)에 체결될 때 상기 고정 스크롤(500)을 센터 하우징(110) 측으로 가압하여 상기 고정 스크롤(500)과 상기 센터 하우징(110) 사이 체결력을 향상시키고 상기 고정 스크롤(500)과 상기 센터 하우징(110) 사이 누설을 방지할 수 있다.
상기 제3 환형벽(138)은 상기 제2 환형벽(136)보다 작은 직경을 갖는 환형으로 형성되고, 상기 고정 경판(510)으로부터 이격되며, 후술할 주입 밸브 조립체(700)의 커버 플레이트(710)에 의해 복개되어, 도입포트(133)를 통해 도입되는 냉매를 수용하는 도입실(I)을 형성할 수 있다.
상기 리어 경판(132)에는 상기 토출실(D)의 냉매를 상기 하우징(100)의 외부로 안내하는 토출포트(131)가 형성되는데, 상기 토출포트(131)는 상기 리어 경판(132)의 중심부로부터 상기 리어 경판(132)의 외주부 일측으로 상기 리어 경판(132)의 반경 방향으로 연장 형성될 수 있다. 그리고, 상기 리어 경판(132)에는 상기 토출실(D)의 냉매를 상기 토출포트(131)로 안내하는 토출포트 입구(131a)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 토출포트(131)의 내부에는 냉매로부터 오일을 분리시키는 관형의 오일 세퍼레이터(미도시)가 구비되고, 상기 오일 세퍼레이터는 상기 토출포트 입구(131a)로 유입된 냉매가 상기 오일 세퍼레이터의 외주면과 상기 토출포트(131)의 내주면 사이 공간을 따라 상기 리어 경판(132)의 중심 측으로 유동된 후 전향되어 상기 오일 세퍼레이터의 내주부를 따라 상기 리어 경판(132)의 외주부 일측으로 토출되는 과정에서 오일과 분리되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 리어 경판(132)에는 상기 하우징(100)의 외부로부터 중간압의 냉매가 도입되는 도입포트(133)도 형성되는데, 상기 도입포트(133)는 상기 리어 경판(132)의 외주부 타측으로부터 상기 리어 경판(132)의 중심부로 상기 리어 경판(132)의 반경 방향으로 연장 형성되고, 상기 도입실(I)과 연통될 수 있다.
이와 같이, 상기 리어 하우징(130)에는 토출실(D), 토출포트(131), 도입포트(133) 및 도입실(I)이 형성되며, 상기 도입실(I)의 적어도 일부는 상기 토출실(D)에 수용되고, 상기 토출포트(131)의 적어도 일부는 상기 도입실(I)에 수용되며, 상기 도입포트(133)의 적어도 일부는 상기 토출실(D)에 수용되게 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제3 환형벽(138)이 상기 제2 환형벽(136)에 수용되게 형성됨에 따라, 그리고 상기 제3 환형벽(138)이 상기 고정 경판(510)과 이격되고 상기 주입 밸브 조립체(700)에 의해 복개됨에 따라, 상기 도입실(I)의 적어도 일부가 상기 토출실(D)에 수용될 수 있다. 즉, 상기 도입실(I)의 측부가 상기 제3 환형벽(138)을 사이에 두고 상기 리어 하우징(130)의 반경 방향으로 상기 토출실(D)과 중첩되게 형성되고, 상기 도입실(I)의 선단부가 상기 주입 밸브 조립체(700)를 사이에 두고 상기 리어 하우징(130)의 축 방향으로 상기 토출실(D)과 중첩되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 토출포트(131)가 상기 리어 경판(132)의 중심부로부터 상기 리어 경판(132)의 외주부 일측으로 상기 리어 경판(132)의 반경 방향으로 연장 형성됨에 따라, 상기 토출포트(131)의 적어도 일부가 상기 도입실(I)에 수용될 수 있다. 즉, 상기 토출포트(131)의 적어도 일부가 상기 토출포트(131)의 벽부를 사이에 두고 상기 리어 하우징(130)의 축 방향으로 상기 도입실(I)과 중첩되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 도입포트(133)가 상기 리어 경판(132)의 외주부 타측으로부터 상기 리어 경판(132)의 중심부로 상기 리어 경판(132)의 반경 방향으로 연장 형성됨에 따라, 상기 도입포트(133)의 적어도 일부가 상기 토출실(D)에 수용될 수 있다. 즉, 상기 도입포트(133)의 적어도 일부가 상기 도입포트(133)의 벽부를 사이에 두고 상기 리어 하우징(130)의 축 방향으로 상기 토출실(D)과 중첩되게 형성될 수 있다.
한편, 상기 토출포트(131)와 상기 도입포트(133)는 상기 토출포트(131)의 냉매와 상기 도입포트(133)의 냉매가 서로 크로스 플로우 방향으로 유동되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 리어 하우징(130)의 중심을 기준으로 상기 토출포트(131)의 출구와 상기 도입포트(133)의 입구 사이 각도가 0° 이상 90° 미만으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제3 환형벽(138)에는, 상기 주입 밸브 조립체(700)를 상기 제3 환형벽(138)에 체결시키기 위한 체결볼트(770)가 삽입되는 체결홈(138a) 및 후술할 주입 밸브 조립체(700)의 커버 플레이트(710), 주입 밸브(720) 및 밸브 플레이트(730)를 사전에 결정된 위치로 정렬시키기 위한 위치결정핀(780)이 삽입되는 제1 위치결정홈(138b)이 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모터(200)는, 상기 프론트 측판(124)에 고정되는 고정자(210) 및 상기 고정자(210)의 내부에서 고정자(210)와의 상호 작용으로 회전되는 회전자(220)를 포함할 수 있다.
상기 회전축(300)은, 상기 회전자(220)에 체결되되 상기 회전자(220)의 중심부를 관통하여, 상기 회전축(300)의 일단부가 상기 센터 경판(112)의 축수공(112a)을 관통하고 상기 회전축(300)의 타단부가 상기 프론트 경판(122)에 지지될 수 있다.
상기 선회 스크롤(400)은 상기 센터 경판(112)과 상기 고정 스크롤(500) 사이에 개재되고, 원판형의 선회 경판(410), 상기 선회 경판(410)의 중심부로부터 상기 고정 스크롤(500) 측으로 돌출되는 선회 랩(420) 및 상기 선회 경판(410)의 중심부로부터 상기 선회 랩(420)의 반대측으로 돌출되고 상기 편심 부시(310)와 체결되는 보스부(430)를 포함할 수 있다.
도 3 및 7에 도시된 바와 같이, 상기 고정 스크롤(500)은, 원판형의 고정 경판(510), 상기 고정 경판(510)의 중심부로부터 돌출되고 상기 선회 랩(420)과 치합되는 고정 랩(520) 및 상기 고정 경판(510)의 외주부로부터 돌출되고 상기 센터 경판(112)에 체결되는 고정 측판(530)을 포함할 수 있다.
상기 고정 경판(510)은, 상기 압축실(C)의 냉매를 상기 토출실(D)로 토출하는 토출구(512) 및 상기 주입 밸브 조립체(700)로부터 토출되는 냉매를 상기 압축실(C)로 안내하는 주입구(514)를 포함할 수 있다. 상기 토출구(512)는 냉매가 과압축되는 것을 방지하도록 복수로 형성되고, 상기 복수의 토출구(512)는 상기 고정 경판(510)과 상기 주입 밸브 조립체(700) 사이에 개재되는 토출 밸브(600)에 의해 개폐될 수 있다.
구체적으로, 상기 압축실(C)은, 도 8 내지 11에 도시된 바와 같이, 상기 스크롤 수용공간(S2)의 반경방향 상 원심 측에 위치되고 냉매의 압력이 제1 압력 범위인 제1 압축실(C1), 상기 제1 압축실(C1)보다 상기 스크롤 수용공간(S2)의 반경방향 상 구심 측에 위치되고 냉매의 압력이 상기 제1 압력 범위보다 높은 제2 압력 범위인 제2 압축실(C2) 및 상기 제2 압축실(C2)보다 상기 스크롤 수용공간(S2)의 반경방향 상 구심 측에 위치되고 냉매의 압력이 상기 제2 압력 범위보다 높은 제3 압력 범위인 제3 압축실(C3)을 포함하고, 상기 제1 압축실(C1), 제2 압축실(C2) 및 제3 압축실(C3)은 각각 두 개 한 쌍으로 형성될 수 있다.
상기 제1 압축실(C1)은, 상기 선회 랩(420)의 외주면과 상기 고정 랩(520)의 내주면에 의해 형성되는 제1 외측 압축실(C11) 및 상기 선회 랩(420)의 내주면과 상기 고정 랩(520)의 외주면에 의해 형성되는 제1 내측 압축실(C12)을 포함할 수 있다.
상기 제2 압축실(C2)은, 상기 선회 랩(420)의 외주면과 상기 고정 랩(520)의 내주면에 의해 형성되는 제2 외측 압축실(C21) 및 상기 선회 랩(420)의 내주면과 상기 고정 랩(520)의 외주면에 의해 형성되는 제2 내측 압축실(C22)을 포함할 수 있다.
상기 제3 압축실(C3)은, 상기 선회 랩(420)의 외주면과 상기 고정 랩(520)의 내주면에 의해 형성되는 제3 외측 압축실(C31) 및 상기 선회 랩(420)의 내주면과 상기 고정 랩(520)의 외주면에 의해 형성되는 제3 내측 압축실(C32)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 토출구(512)는, 상기 제3 외측 압축실(C31)과 상기 제3 내측 압축실(C32)의 냉매를 토출하도록 상기 고정 경판(510)의 중심측에 형성되는 메인 토출구(512a), 상기 제2 외측 압축실(C21)의 냉매를 토출하도록 상기 메인 토출구(512a)를 기준으로 상기 고정 경판(510)의 반경방향 외측에 형성되는 제1 서브 토출구(512b) 및 상기 제2 내측 압축실(C22)의 냉매를 토출하도록 상기 메인 토출구(512a)를 기준으로 상기 고정 경판(510)의 반경방향 외측에 형성되되, 상기 메인 토출구(512a)를 기준으로 상기 제1 서브 토출구(512b)의 반대측에 형성되는 제2 서브 토출구(512c)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주입구(514)는 상기 압축실(C)로 주입되는 냉매의 유량 증가를 위해 장공으로 형성될 수 있다. 상기 주입구(514)는, 냉매가 상기 주입구(514)를 통과하는 과정에서 압력 손실 및 유량 손실이 발생되지 않도록, 단면 형상이 일정하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 주입구(514)의 내경은 상기 주입구(514)의 축방향 위치와 무관하게 사전에 결정된 값으로 형성될 수 있다.
상기 주입구(514)는 상기 주입 밸브 조립체(700)로부터 토출되는 냉매를 상기 두 개 한 쌍의 제1 압축실(C1)에 모두 공급하도록 복수로 형성될 수 있다. 즉, 상기 주입구(514)는 상기 제1 외측 압축실(C11)과 연통 가능한 제1 주입구(514a) 및 상기 제1 내측 압축실(C12)과 연통 가능한 제2 주입구(514b)를 포함하고, 상기 제1 주입구(514a)와 상기 제2 주입구(514b)는 상기 제1 서브 토출구(512b)와 상기 제2 서브 토출구(512c)를 잇는 가상의 선을 기준으로 서로 반대측에 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 주입구(514)는 상기 제1 서브 토출구(512b)와 상기 제2 서브 토출구(512c)를 잇는 가상의 선을 기준으로 같은 측에 복수로 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 주입구(514)는, 상기 제1 외측 압축실(C11)과 상기 제1 내측 압축실(C12) 사이 압력 불균형이 발생되지 않도록, 상기 제1 외측 압축실(C11) 및 상기 제1 내측 압축실(C12)과 동시에 연통되게 형성될 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1 주입구(514a)와 상기 제1 외측 압축실(C11) 사이 연통이 개시될 때, 상기 제2 주입구(514b)와 상기 제1 내측 압축실(C12) 사이 연통이 개시되게 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 주입구(514)는 상기 제1 외측 압축실(C11) 및 상기 제1 내측 압축실(C12)과 동시에 차폐되게 형성될 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1 주입구(514a)와 상기 제1 외측 압축실(C11) 사이 연통이 종료될 때, 상기 제2 주입구(514b)와 상기 제1 내측 압축실(C12) 사이 연통이 종료되게 형성될 수 있다.
상기 고정 랩(520)은 상기 고정 스크롤(500)의 중심측으로부터 외주부 측으로, 예를 들어 대수나선형으로 연장 형성될 수 있다. 상기 고정 측판(530)은 상기 고정 경판(510)의 외주부를 따라 연장되는 환형으로 형성되고, 일측에 상기 고정 랩(520)과 연결되는 고정 랩 초입부(532)를 포함할 수 있다.
상기 고정 랩 초입부(532)의 축방향 높이는, 상기 압축실(C)의 냉매가 상기 고정 랩 초입부(532)를 통해 누설되지 않도록, 상기 고정 랩(520)의 축방향 높이와 동등 수준으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정 랩 초입부(532)의 반경방향 두께는, 상기 고정 랩(520)의 지지 강성이 향상되도록, 상기 고정 랩(520)의 반경방향 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 이때, 상기 고정 스크롤(500)의 중량 및 원가 절감을 위해, 상기 고정 측판(530)은 상기 고정 랩 초입부(532)를 제외한 부위의 반경방향 두께가 상기 고정 랩 초입부(532)의 반경방향 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
다음으로는, 도 13 내지 17을 참고하여 상기 주입 밸브 조립체(700)에 관하여 상세히 살펴보도록 한다. 상기 주입 밸브 조립체(700)는 상기 도입실(I)과 상기 주입구(514) 사이를 연통 및 차폐시키도록 상기 제3 환형벽(138)의 선단면에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 주입 밸브 조립체(700)는, 상기 제3 환형벽(138)의 선단면에 체결되어 상기 도입실(I)을 복개하는 커버 플레이트(710), 상기 커버 플레이트(710)를 기준으로 상기 도입실(I)의 반대측에서 상기 커버 플레이트(710)에 체결되는 밸브 플레이트(730) 및 상기 커버 플레이트(710)와 상기 밸브 플레이트(730) 사이에 개재되는 주입 밸브(720)를 포함할 수 있다.
상기 커버 플레이트(710)는, 도 14 및 15에 도시된 바와 같이, 상기 제3 환형벽(138)에 대향되는 커버 플레이트 상면(710a), 상기 밸브 플레이트(730)와 상기 주입 밸브(720)에 대향되는 커버 플레이트 하면(710b) 및 상기 커버 플레이트(710)의 중심부에서 상기 커버 플레이트 하면(710b)으로부터 음각지게 형성되는 주입 밸브 안착홈(710c)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 커버 플레이트(710)는, 상기 도입실(I)과 후술할 경사공간(734)을 연통시키는 유입구(712), 상기 체결홈(138a)과 연통되고 상기 체결볼트(770)에 의해 관통되는 제2 체결홀(714) 및 상기 제1 위치결정홈(138b)에 연통되고 상기 위치결정핀(780)에 의해 관통되는 제1 위치결정홀(716)을 더 포함할 수 있다.
상기 유입구(712)는 상기 커버 플레이트(710)의 중심부에서 상기 커버 플레이트 상면(710a)으로부터 상기 주입 밸브 안착홈(710c)까지 관통 형성된다. 상기 제2 체결홀(714)은 상기 커버 플레이트(710)의 외주부에 형성되고, 상기 커버 플레이트 상면(710a)으로부터 상기 커버 플레이트 하면(710b)까지 관통 형성된다. 또한, 상기 제1 위치결정홀(716)은 상기 커버 플레이트(710)의 반경방향 상 상기 유입구(712)와 상기 제2 체결홀(714) 사이에 형성되고, 상기 커버 플레이트 상면(710a)으로부터 상기 주입 밸브 안착홈(710c) 또는 상기 커버 플레이트 하면(710b)까지 관통 형성된다.
상기 주입 밸브(720)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 유입구(712)를 개폐하는 머리부(722), 상기 머리부(722)를 지지하는 다리부(724) 및 상기 다리부(724)를 지지하는 둘레부(726)를 포함할 수 있다. 상기 머리부(722)는 외경이 상기 유입구(712)의 내경보다 큰 원판형으로 형성될 수 있다. 상기 다리부(724)는 상기 머리부(722)로부터 상기 둘레부(726)의 일측까지 일방향으로 연장된 판형으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 둘레부(726)는 상기 주입 밸브 안착홈(710c)에 수용되면서 상기 머리부(722)와 다리부(724)를 수용하는 고리 형상, 예를 들어 본 실시 예에서는 사각형의 고리 형상으로 형성될 수 있다. 상기 둘레부(726)는 상기 제1 위치결정홀(716)에 연통되고 상기 위치결정핀(780)에 의해 관통되는 제2 위치결정홀(726a)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 주입 밸브(720)는, 상기 주입 밸브(720)를 고정시키기 위한 별도의 체결부재 없이, 상기 둘레부(726)가 상기 주입 밸브 안착홈(710c)과 상기 밸브 플레이트(730) 사이에서 압착됨으로써 고정된다. 이를 위해, 상기 둘레부(726)의 축방향 두께가 상기 주입 밸브 안착홈(710c)의 축방향 깊이(더욱 정확하게는, 주입 밸브 안착홈(710c)의 기저면과 후술할 밸브 플레이트 상면(730a) 사이 거리)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 이때, 공차에 의해 상기 둘레부(726)가 상기 주입 밸브 안착홈(710c)과 상기 밸브 플레이트(730) 사이에서 압착되지 않는 경우를 미연에 방지하기 위해, 상기 상기 둘레부(726)의 축방향 두께가 상기 주입 밸브 안착홈(710c)의 축방향 깊이보다 크게 설계되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 밸브 플레이트(730)는, 도 14, 16 및 17에 도시된 바와 같이, 상기 커버 플레이트(710) 및 상기 주입 밸브(720)에 대향되는 밸브 플레이트 상면(730a) 및 상기 밸브 플레이트 상면(730a)의 배면을 이루면서 상기 고정 스크롤(500)에 대향되는 밸브 플레이트 하면(730b)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 밸브 플레이트(730)는, 상기 밸브 플레이트 하면(730b) 으로부터 상기 제1 주입구(514a)와 상기 제2 주입구(514b) 측으로 돌출되는 돌출부(732)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 밸브 플레이트(730)는, 상기 밸브 플레이트 하면(730b)의 일측으로부터 상기 제1 주입구(514a) 측으로 돌출되는 제1 돌출부(732a) 및 상기 밸브 플레이트 하면(730b)의 타측으로부터 상기 제2 주입구(514b) 측으로 돌출되는 제2 돌출부(732b)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 돌출부(732a)는, 상기 밸브 플레이트 하면(730b)의 일측으로부터 상기 제1 주입구(514a) 측으로 돌출되는 제1 대경부(732aa) 및 상기 제1 대경부(732aa)로부터 상기 제1 주입구(514a) 측으로 더 돌출되는 제1 소경부(732ab)를 포함할 수 있다. 상기 제1 대경부(732aa)의 외경은 상기 제1 소경부(732ab)의 외경보다 크게 형성된다.
상기 제2 돌출부(732b)도 마찬가지로, 상기 밸브 플레이트 하면(730b)의 타측으로부터 상기 제2 주입구(514b) 측으로 돌출되는 제2 대경부(732ba) 및 상기 제2 대경부(732ba)로부터 상기 제2 주입구(514b) 측으로 더 돌출되는 제2 소경부(732bb)를 포함할 수 있다. 상기 제2 대경부(732ba)의 외경은 상기 제2 소경부(732bb)의 외경보다 크게 형성된다.
또한, 상기 밸브 플레이트(730)는, 상기 주입 밸브(720)의 리테이너(retainer) 역할을 하며 상기 유입구(712)를 통해 유입되는 냉매를 수용하는 경사공간(734), 상기 제1 돌출부(732a)에 형성되고 상기 제1 주입구(514a)와 연통되는 제1 유출구(736a), 상기 제2 돌출부(732b)에 형성되고 상기 제2 주입구(514b)와 연통되는 제2 유출구(736b), 상기 경사공간(734)의 냉매를 상기 제1 유출구(736a)로 안내하는 제1 연결유로(738a) 및 상기 경사공간(734)의 냉매를 상기 제2 유출구(736b)로 안내하는 제2 연결유로(738b)를 더 포함할 수 있다.
상기 밸브 플레이트 상면(730a)은 상기 커버 플레이트 하면(710b)과 상기 주입 밸브(720)의 둘레부(726)에 접촉되는 평면으로 형성될 수 있으며, 상기 경사공간(734)은 상기 밸브 플레이트 상면(730a)으로부터 음각지게 형성될 수 있다. 상기 경사공간(734)은, 상기 주입 밸브(720)가 상기 유입구(712)를 개방할 때, 즉 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)와 다리부(724)가 둘레부(726)에 대해 상기 밸브 플레이트(730) 측으로 이동하면서 열릴 때 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)와 다리부(724)를 지지하기 위한 리테이너 면을 포함할 수 있다.
상기 제1 유출구(736a)는 상기 제1 돌출부(732a)의 선단면, 더욱 정확하게는 상기 제1 소경부(732ab)의 선단면으로부터 음각지게 형성되며, 상기 제1 대경부(732aa)까지 연장 형성될 수 있다. 상기 제2 유출구(736b)는 상기 제2 돌출부(732b)의 선단면, 더욱 정확하게는 상기 제2 소경부(732bb)의 선단면으로부터 음각지게 형성되며, 상기 제2 대경부(732ba)까지 연장 형성될 수 있다.
상기 제1 연결유로(738a)는 상기 밸브 플레이트 상면(730a)으로부터 음각지게 형성되고, 상기 경사공간(734)의 일측과 상기 제1 유출구(736a)를 연통시키도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 연결유로(738b)는 상기 밸브 플레이트 상면(730a)으로부터 음각지게 형성되고, 상기 경사공간(734)의 타측과 상기 제2 유출구(736b)를 연통시키도록 형성될 수 있다.
상기 밸브 플레이트 하면(730b)은, 상기 토출 밸브(600)가 상기 고정 경판(510)과 상기 밸브 플레이트 하면(730b) 사이에 개재되도록, 그리고 상기 토출구(512)로부터 토출되는 냉매가 상기 토출실(D)로 유동될 수 있도록, 상기 고정 경판(510)과 이격되게 형성된다.
상기 밸브 플레이트(730)는, 상기 제2 체결홀(714)에 연통되도록, 그리고 상기 체결볼트(770)에 의해 관통되도록, 상기 밸브 플레이트(730)의 외주부에서 상기 밸브 플레이트 상면(730a)으로부터 상기 밸브 플레이트 하면(730b)까지 관통 형성되는 제1 체결홀(739a)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 밸브 플레이트(730)는, 상기 제2 위치결정홀(726a)에 연통되도록, 그리고 상기 위치결정핀(780)이 삽입되도록, 상기 밸브 플레이트 상면(730a)으로부터 음각지게 형성되는 제2 위치결정홈(739b)을 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 위치결정핀(780)의 일단부가 상기 제1 위치결정홀(716)을 관통하여 상기 제1 위치결정홈(138b)에 삽입되고, 상기 위치결정핀(780)의 타단부가 상기 제2 위치결정홀(726a)을 관통하여 상기 제2 위치결정홈(739b)에 삽입됨으로써, 상기 주입 밸브 조립체(700)의 커버 플레이트(710), 주입 밸브(720) 및 밸브 플레이트(730)가 정렬될 수 있다. 또한, 상기 체결볼트(770)가 상기 제1 체결홀(739a)과 상기 제2 체결홀(714)을 관통하여 상기 체결홈(138a)에 체결됨으로써, 상기 주입 밸브 조립체(700)가 상기 리어 하우징(130)에 체결될 수 있다.
한편, 상기 주입 밸브 조립체(700)가 상기 리어 하우징(130)에 체결될 때, 상기 커버 플레이트 상면(710a)과 상기 제3 환형벽(138) 사이에 제1 실링부재(740)가 개재되고, 상기 밸브 플레이트 상면(730a)과 상기 커버 플레이트 하면(710b) 사이에 제2 실링부재(750)가 개재될 수 있다.
한편, 상기 커버 플레이트(710)에는 제1 그루브(718)와 제2 그루브(719)가 형성될 수 있다.
상기 제1 그루브(718)는 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)와 상기 커버 플레이트(710) 사이 접촉 면적을 감소시켜 충돌 소음을 감소시키기 위한 것으로서, 그리고 이물질을 포집 및 배출시켜 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)와 상기 커버 플레이트(710) 사이에 이물질이 끼는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 주입 밸브 안착홈(710c)으로부터 음각지면서 상기 유입구(712)의 주위를 둘러싸는 환형으로 형성될 수 있다. 상기 제1 그루브(718)의 내주부는 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)의 외주부와 축방향으로 중첩되게 형성되고, 상기 제1 그루브(718)의 외주부는 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)와 축방향으로 비중첩되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 그루브(718)의 내경은 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)의 외경보다 작게 형성되고, 상기 제1 그루브(718)의 외경은 상기 주입 밸브(720)의 머리부(722)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 이는, 상기 제1 그루브(718)에 포집된 이물질이 상기 경사공간(734) 측으로 배출되게 하기 위함이다.
상기 제2 그루브(719)는 이물질을 포집 및 배출시켜 상기 주입 밸브(720)의 다리부(724)와 상기 커버 플레이트(710) 사이에 이물질이 끼는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 주입 밸브(720)의 다리부(724)에 대향되는 위치에서 상기 주입 밸브 안착홈(710c)으로부터 음각지게 형성될 수 있다. 상기 제2 그루브(719)는 장공형으로 형성되되, 상기 제2 그루브(719)의 중심부는 상기 주입 밸브(720)의 다리부(724)와 축방향으로 중첩되게 형성되고, 상기 제2 그루브(719)의 양단부는 상기 주입 밸브(720)의 다리부(724)와 축방향으로 비중첩되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 그루브(719)의 장축방향과 상기 주입 밸브(720)의 다리부(724)의 폭방향이 서로 평행하고, 상기 제2 그루브(719)의 장축길이가 상기 주입 밸브(720)의 다리부(724)의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 이는, 상기 제2 그루브(719)에 포집된 이물질이 상기 경사공간(734) 측으로 배출되게 하기 위함이다.
다음으로는, 도 13 및 18 내지 20을 참고하여, 상기 토출 밸브(600)에 관하여 상세히 살펴보도록 한다. 상기 토출 밸브(600)는 상기 고정 스크롤(500)과 상기 주입 밸브 조립체(700) 사이에 개재되어, 상기 토출구(512)와 상기 토출실(D) 사이를 연통 및 차폐시키기 위한 것이다.
구체적으로, 상기 토출 밸브(600)는, 상기 고정 스크롤의 고정 경판(510) 상에 위치되는 토출리드 플레이트(610) 및 상기 토출리드 플레이트(610)를 감싸며 상기 리어 하우징(130)과 상기 고정 스크롤(500) 사이에 배치되는 가스켓 리테이너(gasket retainer)(630)를 포함할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 토출리드 플레이트(610)는 상기 고정 경판(510)의 일부 영역 상에 위치하되, 상기 고정 경판(510)의 형상과 대략 유사한 모양으로 형성될 수 있다. 상기 토출리드 플레이트(610)에는 상기 유출구(736)와 상기 주입구(514)를 연통하기 위한 연통구(612)와, 상기 토출구(512)를 개폐하기 위한 리드부(620)가 형성된다.
상기 연통구(612)는 상기 주입구(514)의 위치에 대응하여 형성된다. 즉, 상기 토출리드 플레이트(610)에는 상기 제1 주입구(514a)에 대응하는 제1 연통구(612a)와, 상기 제2 주입구(514b)에 대응하는 제2 연통구(612b)가 형성된다. 이때, 냉매가 상기 주입 밸브 조립체(700)로부터 상기 주입구(514)로 유동되는 과정에서 압력 손실 및 유량 손실이 발생되지 않도록, 상기 연통구(612)의 내경은 상기 주입구(514)의 내경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
상기 리드부(620)는 상기 토출구(512)를 개폐하기 위한 것으로 상기 토출구(512)의 위치에 대응하여 형성된다. 즉, 상기 토출리드 플레이트(610)에는 상기 메인 토출구(512a)를 개폐하는 메인 리드부(622), 상기 제1 서브 토출구(512b)를 개폐하는 제1 서브 리드부(624) 및 상기 제2 서브 토출구(512c)를 개폐하는 제2 서브 리드부(626)가 형성된다. 상기 리드부(622, 624, 626) 각각은, 상기 토출구(512)의 위치에 대응하여 토출구(512)를 개폐하는 머리부(622a, 624a, 626a)와, 상기 머리부(622a, 624a, 626a)로부터 일 방향으로 연장되는 다리부(622b, 624b, 626b)를 가지며, 상기 머리부(622a, 624a, 626a)와 다리부(622b, 624b, 626b)는 상기 토출리드 플레이트(610) 상에 절개부에 의해 형성된다. 상기 머리부(622a, 624a, 626a)는 외경이 각각 대응하는 상기 토출구(512)의 내경보다 큰 원판형으로 형성될 수 있으며, 상기 다리부(622b, 624b, 626b)는 상기 머리부(622a, 624a, 626a)로부터 일방향으로 연장된 판형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 리드부(620)는 상기 토출리드 플레이트(610)에 대해 상기 주입 밸브 조립체(700) 방향으로 이동하며 열릴 수 있고, 상기 토출구(512)와 상기 토출실(D)을 연통시킬 수 있다.
이때, 상기 리드부(620)는 상기 토출리드 플레이트(610) 상에서 어느 방향으로든 형성될 수 있으므로, 위치설계의 자유도가 높다. 즉, 상기 리드부(620)가 상기 주입구(514)의 위치에 대응하는 연통구(612)와 간섭되지 않도록, 상기 리드부(620)의 위치를 설계하는 것이 용이하다.
상기 가스켓 리테이너(630)는 상기 토출리드 플레이트(610)를 감싸며 상기 고정 경판(510) 상에 배치된다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 가스켓 리테이너(630)의 외주부는 상기 고정 경판(510)의 외주부에 형성된 홈에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 상기 가스켓 리테이너(630)는 상기 토출리드 플레이드(610)와 마찬가지로 플레이트 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 가스켓 리테이너(630)에는 상기 리드부(620)가 열리는 위치를 안내함과 동시에 제한하기 위한 리테이너부(640)가 형성된다. 상기 리테이너부(640)는 상기 리드부(620)의 위치에 대응하여 형성된다. 즉, 상기 가스켓 리테이너(630)에는, 상기 메인 리드부(622)에 대응하는 메인 리테이너부(642), 상기 제1 서브 리드부(624)에 대응하는 제1 서브 리테이너부(644) 및 상기 제2 서브 리드부(626)에 대응하는 제2 서브 리테이너부(646)가 형성된다. 상기 리테이너부(640)는 상기 가스켓 리테이너(630)에 경사가공을 통해 형성될 수 있으며, 정해진 경사에 따라 상기 리드부(620)가 최대로 열릴 수 있는 위치를 제한한다.
상기 가스켓 리테이너(630)는 이를 고정시키기 위한 별도의 체결부재 없이 상기 주입 밸브 조립체(700)와 상기 리어 하우징(130)에 의해 상기 고정 스크롤(500) 측으로 압착됨으로써 고정될 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가스켓 리테이너(630)의 외주부는 상기 리어 하우징의 제2 환형벽(136)에 의해 상기 고정 경판(510)에 압착되며, 상기 가스켓 리테이너(630)의 내측은 상기 주입 밸브 조립체(700)에 의해 상기 고정 경판(510) 측으로 압착된다.
이에 따라, 상기 토출리드 플레이트(610) 또한 상기 가스켓 리테이너(630)와 함께 압착되어 고정될 수 있으며, 상기 가스켓 리테이너(630)가 상기 토출리드 플레이트(610)를 둘러싸도록 배치됨으로써 토출리드 플레이트(610) 주위를 실링하는 역할을 한다. 더욱이, 상기 가스켓 리테이너(630)가 상기 고정 경판(510)과 상기 리어 하우징(130), 정확하게는 상기 제2 환형벽(136) 사이에서 압착됨으로써, 상기 고정 경판(510)과 상기 리어 하우징(130) 사이를 실링하여 상기 토출실(D) 내부의 냉매가 누설되지 않도록 한다. 이로 인해, 상기 토출리드 플레이트(610) 주위를 밀봉하거나, 상기 고정 경판(510)과 상기 리어 하우징(130) 사이를 밀봉하기 위한 별도의 실링부재가 필요하지 않다.
이때, 상기 가스켓 리테이너(630)에는 상기 밸브 플레이트(730)의 돌출부(732)의 적어도 일부가 삽입되기 위한 삽입구(632)가 관통 형성될 수 있다. 정확하게는, 상기 가스켓 리테이너(630)에는, 상기 제1 돌출부(732a)의 위치에 대응하는 제1 삽입구(632a)와, 상기 제2 돌출부(732b)의 위치에 대응하는 제2 삽입구(632b)가 형성되되, 상기 제1 삽입구(632a)에는 상기 제1 돌출부(732a)의 제1 소경부(732ab)가 삽입되며, 상기 제2 삽입구(632b)에는 상기 제2 돌출부(732b)의 제2 소경부(732bb)가 삽입될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 삽입구(632a)의 내경은 상기 제1 소경부(732ab)의 외경과 동일한 수준으로 형성되고, 상기 제2 삽입구(632b)의 내경은 상기 제2 소경부(732bb)의 외경과 동일한 수준으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 소경부(732ab, 732bb)가 상기 가스켓 리테이너(630)를 관통하여 상기 토출리드 플레이트(610)와 접촉됨으로써 상기 연통구(612)와 상기 유출구(736)가 연통될 수 있다. 이때, 상기 대경부(732aa, 732ba)는 상기 가스켓 리테이너(630)를 관통하지 않고 접촉하여 상기 가스켓 리테이너(630)를 상기 고정 경판(510) 측으로, 즉 상기 토출리드 플레이트(610)에 압착시킴으로써, 상기 연통구(612)와 상기 유출구(736) 사이에서 냉매가 누설되지 않도록 밀봉할 수 있다. 이를 위해, 상기 소경부(732ab, 732bb)의 축방향 길이는 상기 삽입구(632)의 축방향 길이보다 짧거나, 이와 동일한 것이 바람직하다.
하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 가스켓 리테이너의 삽입구가 상기 연통구와 상기 유출구를 서로 연통하는 역할을 할 수도 있다.
여기서, 상기 제3 외측 압축실(C31)과 상기 제3 내측 압축실(C32)의 압력이 토출압 수준에 이르면 상기 메인 리드부(622)가 상기 메인 토출구(512a)를 개방하는데, 상기 제2 외측 압축실(C21)의 압력이 상기 제2 압력범위를 초과할 경우 상기 제1 서브 리드부(624)가 상기 제1 서브 토출구(512b)를 개방하여 상기 제2 외측 압축실(C21)의 압력을 상기 제2 압력범위에 포함되는 수준으로 낮추고, 상기 제2 내측 압축실(C22)의 압력이 상기 제2 압력범위를 초과할 경우 상기 제2 서브 리드부(626)가 상기 제2 서브 토출구(512c)를 개방하여 상기 제2 내측 압축실(C22)의 압력을 상기 제2 압력범위에 포함되는 수준으로 낮추어, 상기 메인 토출구(512a)로부터 토출되는 냉매의 압력이 토출압보다 과하게 높아지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 과압축이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제1 서브 토출구(512b)와 상기 제2 서브 토출구(512c)는 상기 제2 외측 압축실(C21)과 상기 제2 내측 압축실(C22) 사이 압력 불균형이 발생되지 않도록, 상기 제2 외측 압축실(C21) 및 상기 제2 내측 압축실(C22)과 동시에 연통되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 서브 토출구(512b)와 상기 제2 외측 압축실(C21) 사이 연통이 개시될 때 상기 제2 서브 토출구(512c)와 상기 제2 내측 압축실(C22) 사이 연통이 개시되게 형성될 수 있다.
그리고, 바람직하게는, 상기 제1 서브 토출구(512b)와 상기 제2 서브 토출구(512c)는 상기 제2 외측 압축실(C21) 및 상기 제2 내측 압축실(C22)과 동시에 차폐되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 서브 토출구(512b)와 상기 제2 외측 압축실(C21) 사이 연통이 종료될 때 상기 제2 서브 토출구(512c)와 상기 제2 내측 압축실(C22) 사이 연통이 종료되게 형성될 수 있다.
한편, 상기 고정 경판(510)에는 상기 토출 밸브(600)의 머리부와 다리부에 대해 상기 제1 그루브(718) 및 제2 그루브(719)와 동일한 역할을 하는 그루브가 형성될 수도 있다.
이하, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.
상기 모터(200)에 전원이 인가되면 상기 회전자(220)와 함께 상기 회전축(300)이 회전하고, 상기 선회 스크롤(400)이 상기 편심 부시(310)를 통해 상기 회전축(300)으로부터 회전력을 전달받아 선회 운동한다. 이로 인해, 상기 압축실(C)은 중심측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소될 수 있다.
이에 따라, 상기 압축실(C)로 흡입된 냉매는 상기 압축실(C)의 이동경로를 따라 중심측으로 이동되면서 압축되어 상기 토출구(512)를 통해 상기 토출실(D)로 토출될 수 있으며, 상기 토출실(D)로 토출된 토출압의 냉매는 상기 토출포트(131)를 통해 압축기의 외부로 배출될 수 있다.
이때, 흡입압의 냉매는 상기 흡입포트(미도시), 상기 모터 수용공간(S1), 상기 흡입유로(미도시) 및 상기 스크롤 수용공간(S2)을 통해 상기 압축실(C)로 유입될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 중간압의 냉매를 상기 압축실(C)로 안내하는 주입 유로(도입포트(133), 도입실(I), 주입 밸브 조립체(700), 연통구(612) 및 주입구(514))를 포함하여, 흡입압의 냉매 뿐만 아니라 중간압의 냉매까지 압축하여 토출함에 따라, 흡입압의 냉매만을 흡입 및 압축하여 토출할 때보다 냉매 토출량이 증가될 수 있다. 이에 의하여, 압축기의 성능 및 효율이 향상될 수 있다.
또한, 상기 리어 하우징(130)이 상기 토출실(D) 및 상기 토출포트(131) 뿐만 아니라 상기 도입포트(133) 및 상기 도입실(I)까지 포함함에 따라, 즉, 상기 토출실(D), 상기 토출포트(131), 상기 도입포트(133) 및 상기 도입실(I)을 갖는 상기 리어 하우징(130)이 일체로 형성됨에 따라, 누설 가능성이 감소되고, 크기, 원가 및 중량이 감소될 수 있다.
또한, 상기 도입실(I)의 적어도 일부가 상기 토출실(D)에 수용됨에 따라, 상기 주입구(514)로 안내되는 냉매는 상기 제3 환형벽(138)과 상기 주입 밸브 조립체(700)를 통해 상기 토출실(D)의 냉매와 열교환될 수 있다. 즉, 상기 도입실(I)의 냉매 및 상기 주입 밸브 조립체(700)를 통과하는 냉매가 상기 토출실(D)의 냉매로부터 열을 전달받아 가열될 수 있다. 이에 의하여, 액냉매가 상기 주입구(514)를 통해 상기 압축실(C)로 주입되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 토출포트(131)의 적어도 일부가 상기 도입실(I)에 수용됨에 따라, 상기 도입실(I)의 냉매는 상기 도입실(I)에 수용된 토출포트(131)의 벽부를 통해 상기 토출포트(131)의 냉매와 열교환될 수 있다. 즉, 상기 도입실(I)의 냉매가 상기 토출포트(131)의 냉매로부터 열을 전달받아 가열될 수 있다. 이에 의하여, 액냉매가 상기 주입구(514)를 통해 상기 압축실(C)로 주입되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 도입포트(133)의 적어도 일부가 상기 토출실(D)에 수용됨에 따라, 상기 도입포트(133)의 냉매는 상기 토출실(D)에 수용된 도입포트(133)의 벽부를 통해 상기 토출실(D)의 냉매와 열교환될 수 있다. 즉, 상기 도입포트(133)의 냉매가 상기 토출실(D)의 냉매로부터 열을 전달받아 가열될 수 있다. 이에 의하여, 액냉매가 상기 주입구(514)를 통해 상기 압축실(C)로 주입되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 토출포트(131)의 냉매와 상기 도입포트(133)의 냉매가 서로 크로스 플로우 방향으로 유동됨에 따라, 상기 도입포트(133)의 냉매는 상기 토출포트(131)의 냉매와 열교환될 수 있다. 즉, 상기 도입포트(133)의 냉매가 상기 토출포트(131)의 냉매로부터 열을 전달받아 가열될 수 있다. 이에 의하여, 액냉매가 상기 주입구(514)를 통해 상기 압축실(C)로 주입되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 스크롤 압축기에 있어서, 주입 밸브 조립체의 구조는 상기의 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 다양한 실시 예에 따른 주입 밸브 조립체의 유출구 위치에 따라, 고정 스크롤의 주입구 위치 뿐만 아니라 토출 밸브의 연통구 및 삽입구의 위치 또한 변경될 수 있음은 물론이다.
그리고, 고정 스크롤의 토출구 위치에 따라 토출 밸브의 리드부 및 리테이너부의 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 스크롤 압축기의 압축실(C)로 흡입압의 냉매 뿐만 아니라 중간압의 냉매가 도입됨으로써 압축실로부터 토출되는 냉매 토출량을 증가시킬 수 있어, 압축기의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 토출밸브에 있어서, 리드부가 토출리드 플레이트 상에서 어느 방향으로든 형성될 수 있으므로 리드부의 위치설계의 자유도가 높으며, 연통구와 간섭되지 않도록 하는 것이 용이하다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 하우징 110: 센터 하우징
112: 센터 경판 112a: 축수공
112b: 배압실 114: 센터 측판
120: 프론트 하우징 122: 프론트 경판
124: 프론트 측판 130: 리어 하우징
131: 토출포트 132: 리어 경판
133: 도입포트 134: 제1 환형벽
136: 제2 환형벽 138: 제3 환형벽
138a: 체결홈 138b: 제1 위치결정홈
200: 모터 210: 고정자
220: 회전자 300: 회전축
310: 편심 부시 400: 선회 스크롤
410: 선회 경판 420: 선회 랩
430: 보스부 500: 고정 스크롤
510: 고정 경판 512: 토출구
514: 주입구 520: 고정 랩
530: 고정 측판 532: 고정 랩 초입부
600: 토출 밸브 610: 토출리드 플레이트
612: 연통구 620, 622, 624, 626: 리드부
630: 가스켓 리테이너 632: 삽입구
640, 642, 644, 646: 리테이너부 700: 주입 밸브 조립체
710: 커버 플레이트 710a: 커버 플레이트 상면
710b: 커버 플레이트 하면 710c: 주입 밸브 안착홈
712: 유입구 714: 제2 체결홀
716: 제1 위치결정홀 718: 제1 그루브
719: 제2 그루브 720: 주입 밸브
722: 머리부 724: 다리부
726: 둘레부 726a: 제2 위치결정홀
730: 밸브 플레이트 732: 돌출부
734: 경사공간 736: 유출구
738: 연결유로 739a: 제1 체결홀
739b: 제2 위치결정홈 740: 제1 실링부재
750: 제2 실링부재 770: 체결볼트
780: 위치결정핀 C: 압축실
D: 배출실 I: 도입실
S1: 모터 수용공간 S2: 스크롤 수용공간

Claims (17)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 구비되는 모터;
    상기 모터에 의해 회전되는 회전축;
    상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 및
    상기 고정 스크롤의 일면 상에 배치되어 상기 압축실에서 압축된 냉매가 토출되는 고정 스크롤의 하나 이상의 토출구를 개폐하는 토출 밸브;를 포함하며,
    상기 토출 밸브는,
    상기 고정 스크롤의 일면 상에 배치되는 토출리드 플레이트; 및
    상기 토출리드 플레이트를 감싸며 상기 고정 스크롤의 일면과 상기 하우징 사이에 배치되는 가스켓 리테이너;를 포함하는, 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토출리드 플레이트에는 상기 하나 이상의 토출구를 각각 개폐하기 위한 하나 이상의 리드부가 구비되는, 스크롤 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리드부는,
    상기 토출구의 위치에 대응하여 토출구를 개폐하는 머리부; 및
    상기 머리부로부터 일 방향으로 연장되는 다리부;를 포함하는, 스크롤 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 머리부 및 상기 다리부는 상기 토출리드 플레이트 상에 절개부에 의해 형성되는, 스크롤 압축기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가스켓 리테이너에는, 상기 하나 이상의 리드부 각각에 대응하는 위치에 경사가공되는 하나 이상의 리테이너부가 구비되는, 스크롤 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리테이너부의 경사는 상기 리드부가 최대로 열릴 수 있는 위치를 제한하는, 스크롤 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 회전축이 관통하는 센터 하우징; 상기 센터 하우징과 함께 상기 모터가 수용되는 모터 수용공간을 형성하는 프론트 하우징; 및 상기 센터 하우징과 함께 상기 선회 스크롤과 상기 고정 스크롤이 수용되는 스크롤 수용공간(S2)을 형성하는 리어 하우징;을 포함하며,
    상기 토출 밸브와 상기 리어 하우징 사이에는, 상기 하우징의 외부로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 주입 유로를 개폐하기 위한 주입 밸브 조립체가 구비되는, 스크롤 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정 스크롤은, 고정 스크롤의 일면으로부터 상기 압축실로 냉매를 안내하기 위한 하나 이상의 주입구를 포함하며,
    상기 토출리드 플레이트에는, 상기 하나 이상의 주입구에 대응하여 관통 형성되는 하나 이상의 연통구가 구비되는, 스크롤 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연통구의 내경은, 상기 주입구의 내경보다 크거나, 상기 주입구의 내경과 동일하게 형성되는, 스크롤 압축기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가스켓 리테이너에는, 상기 하나 이상의 주입구에 대응하여 관통 형성되는 하나 이상의 삽입구가 구비되는, 스크롤 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 리어 하우징은,
    상기 센터 하우징과 체결되며 상기 선회 스크롤과 상기 고정 스크롤이 수용되는 스크롤 수용공간을 형성하는 제1 환형벽;
    상기 제1 환형벽에 수용되고 상기 압축실로부터 토출되는 냉매를 수용하는 토출실을 형성하는 제2 환형벽; 및
    상기 제2 환형벽에 수용되고 상기 주입 밸브 조립체에 의해 복개되는 제3 환형벽;을 포함하며,
    상기 가스켓 리테이너의 외주부는 상기 고정 스크롤과 상기 제2 환형벽 사이에서 압착되어 고정되는, 스크롤 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가스켓 리테이너의 내측은 상기 주입 밸브 조립체에 의해 상기 고정 스크롤 측으로 압착되어 고정되는, 스크롤 압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주입 밸브 조립체는,
    상기 제3 환형벽을 복개하며, 상기 중간압의 냉매가 유입되는 유입구를 갖는 커버 플레이트;
    상기 커버 플레이트의 토출 밸브 측 일면에 결합되며, 상기 유입구를 통해 유입되는 냉매가 상기 토출 밸브 측으로 유출되는 유출구를 갖는 밸브 플레이트; 및
    상기 커버 플레이트와 상기 밸브 플레이트 사이에 개재되어, 상기 유입구와 상기 유출구를 선택적으로 연통시키는 주입 밸브;를 포함하는, 스크롤 압축기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 밸브 플레이트는, 상기 밸브 플레이트의 토출 밸브 측 일면으로부터 상기 토출 밸브 측으로 돌출되고 내부에 상기 유출구가 연장 형성되는 돌출부를 포함하며,
    상기 돌출부의 적어도 일부는 상기 삽입구에 삽입되는, 스크롤 압축기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 밸브 플레이트의 토출 밸브 측 일면으로부터 상기 토출 밸브 측으로 돌출되는 대경부; 및 상기 대경부로부터 상기 토출 밸브 측으로 돌출되고, 상기 대경부의 외경보다 작은 외경을 갖는 소경부;를 포함하며,
    상기 삽입구에는 상기 소경부가 삽입되는, 스크롤 압축기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 소경부의 축방향 길이는, 상기 삽입구의 축방향 길이보다 짧거나, 상기 삽입구의 축방향 길이와 동일하게 형성되는, 스크롤 압축기.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 연통구는 상기 유출구와 상기 주입구를 연통하는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
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