KR20220101060A

KR20220101060A - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20220101060A
Application number: KR1020220082641A
Authority: KR
Inventors: 최중선; 이강욱; 이경호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2022-07-19
Also published as: US20220034557A1; EP3945211B1; KR20220015237A; EP3945211A1; KR102561486B1; CN215409189U; US11674510B2

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 케이싱을 반경방향으로 관통하여 토출커버 또는 고정스크롤에 결합되는 냉매흡입관과, 냉매흡입관과 압축실 사이를 연통하는 흡입유로와, 흡입유로의 내부에서 축방향으로 미끄러지게 구비되어 그 흡입유로를 선택적으로 개폐하는 흡입유로개폐밸브를 포함할 수 있다. 이를 통해, 압축기의 정지시 케이싱 내 오일 또는 냉매가 압축부를 통해 냉매흡입관쪽으로 역류하는 것을 신속하게 차단할 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 고압식이면서 하부 압축식인 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 복수 개의 스크롤에 맞물려 양쪽 스크롤 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 압축실을 형성한다. 스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입,압축,토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토오크를 얻을 수 있다. 따라서, 스크롤 압축기는 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.

스크롤 압축기는 냉매흡입관이 연통되는 위치에 따라 저압식과 고압식으로 구분될 수 있다. 저압식 스크롤 압축기는 냉매흡입관이 케이싱의 내부공간에 연통되고, 고압식 스크롤 압축기는 냉매흡입관이 압축부에 직접 연통된다.

이에 따라, 저압식 스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간이 흡입공간인 저압부를 형성하는 반면, 고압식 스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간이 토출공간인 고압부를 형성하게 된다.

특히, 저압식 스크롤 압축기는 냉매흡입관이 압축부와 분리되고 케이싱의 내부공간이 저압부를 형성함에 따라, 압축기가 정지하더라도 케이싱 내 오일이 압축실의 잔류냉매와 함께 냉매흡입관으로 역류될 가능성은 크지 않다.

하지만, 고압식 스크롤 압축기는 냉매흡입관이 압축부와 연결되고 케이싱의 내부공간이 고압부를 형성함에 따라, 압축기가 정지하게 되면 케이싱 내 오일이 압축실의 잔류냉매와 함께 압축부를 통해 냉매흡입관쪽으로 역류할 수 있다.

이는 압축부가 전동부보다 상측에 위치하는 상부 압축식 스크롤 압축기에 비해 압축부가 전동부보다 하측에 위치하여 압축부가 케이싱 내 저유공간에 인접하게 배치되는 하부 압축식 스크롤 압축기에서 더욱 심하게 발생될 수 있다.

이에, 상부 압축식 스크롤 압축기는 물론 하부 압축식 스크롤 압축기에 흡입유로를 선택적으로 개폐하는 체크밸브가 설치될 필요가 있다. 특허문헌 1(일본공개특허 제2010-276001호)는 상부 압축식 스크롤 압축기에서 흡입구과 냉매흡입관의 사이에 체크밸브가 설치된 예를 도시하고 있다.

또, 특허문헌 2(한국공개특허 제10-2019-0000070호) 및 특허문헌 3(일본공개특허 제2016-020687호)은 각각 하부 압축식 스크롤 압축기에서 흡입유로 상에 체크밸브가 설치된 예를 도시하고 있다.

다만, 특허문헌 2는 체크밸브가 냉매흡입관에 연결된 어큐뮬레이터의 내부에 체크밸브가 설치된 예를 도시하고 있고, 특허문헌 3은 체크밸브가 케이싱의 내부에서 고정스크롤에 설치된 예를 도시하고 있다.

그러나, 특허문헌 1은 체크밸브가 하측으로 움직이면서 개방되는 구조여서 밸브의 응답성이 저하될 수 있고 별도의 탄성부재가 반드시 추가되어야 하는 한계가 있다.

또, 특허문헌 2는 체크밸브가 케이싱의 외부에 설치됨에 따라 적어도 체크밸브와 압축부 사이에는 오일 또는 냉매가 역류할 수 있는 간격이 발생되면서 오일유출 또는 흡입냉매의 비체적 상승이 우려되는 한계가 있다.

또, 특허문헌 3은 체크밸브가 케이싱의 내부에 설치되나 이 체크밸브가 반경방향으로 작동함에 따라 밸브의 응답성이 저하될 뿐만 아니라, 별도의 탄성부재가 반드시 추가되어야 하는 한계가 있다.

일본공개특허 제2010-276001호(공개일: 2010.12.09.) 한국공개특허 제10-2019-0000070호(공개일: 2019.01.02.) 일본공개특허 제2016-020687호(공개일: 2016.02.04.)

본 발명의 목적은, 압축부가 전동부보다 하측에 위치하고, 냉매흡입관이 케이싱을 관통하여 압축부에 직접 연결되는 구조에서, 케이싱 내부의 오일 또는 냉매가 압축부를 통해 냉매흡입관쪽으로 역류하는 것을 차단할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

나아가, 본 발명의 다른 목적은, 압축기의 길이를 연장하지 않으면서도 냉매흡입관과 압축부 사이를 연결하는 흡입유로가 형성될 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

더 나아가, 본 발명의 또다른 목적은, 케이싱의 내부공간 중에서 압축부의 하부공간을 이용하여 흡입유로를 형성하고, 압축기의 운전여부에 따라 흡입유로를 선택적으로 개폐하는 밸브를 설치할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

더 나아가, 본 발명의 또다른 목적은, 흡입유로를 개폐하는 밸브를 간소화하면서도 밸브의 응답성을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

더 나아가, 본 발명의 또다른 목적은, 케이싱 내 오일이 압축부에 공급하기 위한 급유부를 형성하여 오일이 압축부에 원활하게 공급되면서도 그 급유부를 통해 오일이 냉매흡입관으로 누설되는 것을 차단할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 구비되는 압축부; 상기 케이싱을 관통하여 상기 압축부에 직접 연결되는 냉매흡입관; 및 상기 압축부와 냉매흡입관 사이에 구비되어 상기 압축부에서 상기 냉매흡입관 방향으로 역류하는 유체를 차단하는 역류방지밸브;를 포함하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 이를 통해, 케이싱 내 오일이 압축부를 통해 냉매흡입관으로 역류하는 것을 효과적으로 차단하여 케이싱의 내부로 흡입되는 냉매의 흡입손실을 억제하는 동시에 오일유출로 인한 마찰손실을 줄일 수 있다.

여기서, 상기 역류방지밸브는 상기 냉매흡입관이 상기 케이싱을 관통하는 방향과 직교하는 방향으로 작동되는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 이를 통해, 압축기의 길이를 늘리지 않고도 역류방지밸브를 설치할 수 있다.

그리고, 상기 냉매흡입관은 상기 케이싱을 반경방향으로 관통하고, 상기 역류방지밸브는 축방향으로 작동될 수 있다. 이를 통해, 역류방지밸브가 자중에 의해 작동하게 되어 밸브의 구조가 간소화되고 응답성이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 냉매흡입관은 상기 압축부의 축방향 높이보다 낮은 위치에서 상기 케이싱을 관통하여 압축부에 연결되고, 상기 역류방지밸브는 상기 냉매흡입관이 연결되는 높이보다 높은 위치에서 작동될 수 있다. 이를 통해, 압축기의 정지시 역류방지밸브가 냉매흡입관과 압축부 사이의 흡입유로를 신속하게 차단할 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부공간에 고정되는 전동부; 상기 전동부보다 하측에 위치하고 압축실이 구비되는 압축부; 상기 압축부에서 토출되는 냉매를 상기 전동부의 상측으로 안내하는 배출유로; 및 상기 압축부의 하측에 토출공간이 구비되어 상기 압축실에서 토출되는 냉매를 상기 배출유로로 안내하는 토출커버;를 포함하고, 상기 토출커버에 냉매흡입관이 연결되는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 이를 통해, 하부 압축식 스크롤 압축기의 하부공간을 이용하여 흡입유로를 형성함에 따라, 압축기의 길이를 늘리지 않고도 냉매흡입관과 압축부 사이에 밸브설치공간을 확보할 수 있다.

여기서, 상기 토출커버에는 제1 흡입유로가 형성되고, 상기 압축부에는 상기 토출커버의 제1 흡입유로에 연통되는 제2 흡입유로가 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로를 용이하게 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로와 상기 제2 흡입유로의 사이에 구비되어, 상기 제1 흡입유로에서 상기 제2 흡입유로로의 유체 이동은 허용하는 반면, 상기 제2 흡입유로에서 상기 제1 흡입유로쪽으로의 유체 이동은 차단하는 흡입밸브가 설치될 수 있다. 이를 통해 흡입밸브를 용이하게 설치할 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 결합되는 고정경판부가 구비되며, 상기 고정경판부의 일측면에는 고정랩이 형성되고, 상기 고정랩의 일측에는 상기 고정경판부를 관통하는 토출구가 형성되는 고정스크롤; 상기 메인 프레임과 상기 고정스크롤의 사이에 위치하는 선회경판부가 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 상기 선회경판부의 일측면에 구비되는 선회스크롤; 상기 토출구를 수용하도록 토출공간이 구비되어 상기 고정경판부의 타측면에 결합되는 토출커버; 상기 케이싱을 관통하여 상기 토출커버 또는 상기 고정스크롤에 결합되는 냉매흡입관; 상기 냉매흡입관과 상기 압축실 사이를 연통하는 흡입유로; 및 상기 흡입유로의 내부에 구비되어 상기 흡입유로를 선택적으로 개폐하는 흡입유로개폐밸브;를 포함할 수 있다. 이를 통해, 하부 압축식 스크롤 압축기에서 압축기의 정지시 오일 또는 냉매가 흡입쪽으로 역류하는 것을 차단하여 흡입손실을 억제하는 동시에 오일부족으로 인한 마찰손실을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 냉매흡입관은 상기 케이싱을 반경방향으로 관통하여 상기 흡입유로에 연결되고, 상기 흡입유로개폐밸브는 상기 흡입유로에서 축방향으로 미끄러지게 결합될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브의 작동공간을 확보하는 동시에, 그 흡입유로개폐밸브가 자중에 의해 작동하게 되어 밸브의 구조가 간소화되고 응답성이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 냉매흡입관은 상기 압축실과 다른 축방향 높이에서 상기 토출커버 또는 상기 고정스크롤에 결합될 수 있다. 이를 통해, 압축기의 길이를 늘리지 않고도 흡입유로개폐밸브를 설치할 수 있다.

여기서, 상기 흡입유로는, 상기 토출커버에 형성되어 상기 냉매흡입관이 연결되는 제1 흡입유로; 및 상기 고정스크롤에 형성되어 일단은 상기 제1 흡입유로에 연통되고 타단은 상기 압축실에 연통되는 제2 흡입유로;를 포함하고, 상기 흡입유로개폐밸브는 상기 제2 흡입유로에 축방향으로 미끄러지게 삽입될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로의 입구는 반경방향 측면에, 출구는 축방향 측면에 각각 형성되어 흡입유로개폐밸브를 축방향으로 작동하도록 설치할 수 있다.

그리고, 상기 토출커버는 상기 토출구를 수용하도록 토출공간을 가지는 하우징부가 형성되고, 상기 하우징부의 측벽면에서 상기 토출공간의 중심부를 향해 돌출되는 흡입안내돌부가 형성되며, 상기 제1 흡입유로는 상기 흡입안내돌부를 관통하여 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 흡입유로를 용이하게 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로는, 상기 케이싱의 내주면을 마주보는 상기 토출커버의 반경방향 측면과 상기 고정스크롤을 마주보는 상기 토출커버의 축방향 측면 사이를 관통할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로의 내주면에는 경사지거나 또는 곡면진 흡입안내면이 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 흡입유로로 흡입되는 냉매의 와류현상을 억제하여 냉매의 흡입손실을 줄일 수 있다.

그리고, 상기 고정스크롤은 상기 고정경판부의 가장자리에 환형으로 고정측벽부가 형성되고, 상기 제2 흡입유로는, 상기 고정측벽부와 이를 마주보는 최외곽 고정랩의 외측면 사이에서 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2 흡입유로를 최외곽측에서 형성하여 압축실의 체적을 넓게 확보할 수 있다.

그리고, 상기 고정측벽부의 내주면에는 반경방향으로 함몰되어 상기 제2 흡입유로의 일부가 형성되고, 상기 고정측벽부의 내주면의 끝단에는 상기 흡입유로개폐밸브를 지지하는 밸브 스토퍼가 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브의 열림위치를 제한하는 스토퍼를 용이하게 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제2 흡입유로의 입구는 상기 제1 흡입유로를 향해 상기 고정경판부를 관통되어 형성되고, 상기 제2 흡입유로의 출구는 상기 최외곽 고정랩의 외측면을 마주보도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로의 출구가 흡입유로개폐밸브의 개폐방향에 대해 직교하는 면에 형성됨에 따라 흡입유로개폐밸브가 열림위치로 이동할 때 흡입유로가 신속하게 개방될 수 있다.

그리고, 상기 제2 흡입유로의 출구높이는 상기 흡입유로개폐밸브의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로의 면적을 넓게 확보할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로의 축중심과 상기 제2 흡입유로의 축중심은 서로 편심지게 배치되어, 상기 제1 흡입유로와 상기 제2 흡입유로 사이의 경계면에 밸브시트면이 형성될 수 있다. 이를 통해, 밸브시트면을 용이하게 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로의 내경은 상기 제2 흡입유로의 내경보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 밸브시트면을 용이하게 형성하면서도 흡입유로의 면적을 넓게 확보할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로의 단부면과 이를 마주보는 상기 제2 흡입유로의 단부면 사이에는 실링부재가 구비되고, 상기 실링부재의 축중심은 상기 제1 흡입유로의 축중심 또는 상기 제2 흡입유로의 축중심에 대해 편심지게 구비될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로 사이의 실링거리를 확보하여 흡입유로를 긴밀하게 실링할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로의 축중심과 상기 제2 흡입유로의 축중심이 동일 축선 상에 배치되고, 상기 제1 흡입유로의 내경이 상기 제2 흡입유로의 내경보다 작게 형성되어 상기 제1 흡입유로의 단부면에 밸브시트면이 형성될 수 있다. 이를 통해, 밸브시트면을 더욱 용이하게 형성할 수 있다.

여기서, 상기 흡입유로는, 상기 고정스크롤에 형성되어 상기 냉매흡입관이 연결되는 제1 흡입유로; 및 상기 고정스크롤에 형성되어 일단은 상기 제1 흡입유로에 연통되고 타단은 상기 압축실에 연통되는 제2 흡입유로;를 포함하고, 상기 흡입유로개폐밸브는 상기 제2 흡입유로에 축방향으로 미끄러지게 삽입될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로를 고정스크롤에 일괄적으로 형성할 수 있어 흡입유로를 더욱 용이하게 형성할 수 있다.

그리고, 상기 고정스크롤은 상기 고정경판부에서 상기 토출커버를 향해 축방향으로 연장되는 흡입안내돌부가 형성되고, 상기 제1 흡입유로의 적어도 일부는 상기 흡입안내돌부를 관통하여 형성될 수 있다.

그리고, 상기 흡입안내돌부는 상기 토출커버의 측면으로부터 기설정된 간격만큼 이격될 수 있다. 이를 통해, 토출커버의 토출공간으로 토출되는 고온의 냉매에 의해 흡입유로를 통해 흡입되는 냉매가 가열되는 것을 억제할 수 있다.

그리고, 상기 제1 흡입유로의 내경은 상기 제2 흡입유로의 내경보다 작게 형성되어, 상기 제1 흡입유로의 단부면에 밸브시트면이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 고정스크롤은 상기 고정경판부의 가장자리에 환형으로 고정측벽부가 형성되고, 상기 제2 흡입유로는, 상기 고정측벽부와 이를 마주보는 최외곽 고정랩의 외측면 사이에서 상기 고정랩의 끝단방향으로 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 고정측벽부의 내주면에는 반경방향으로 함몰되어 상기 제2 흡입유로의 일부가 형성되고, 상기 고정측벽부의 내주면의 끝단에는 상기 흡입유로개폐밸브를 축방향으로 지지하는 밸브 스토퍼가 결합될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로를 고정스크롤에 일괄적으로 형성하면서도 흡입유로개폐밸브의 열림위치를 효과적으로 제한할 수 있다.

여기서, 상기 흡입유로개폐밸브는, 판 형상으로 형성되어 상기 흡입유로를 개폐하는 밸브 바디부와, 상기 밸브 바디부에서 축방향으로 연장되는 밸브 가이드부를 포함하고, 상기 밸브 가이드부는 상기 밸브 바디부의 가장자리에서 환형으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브의 지지면적이 확보되어 밸브의 거동이 안정되는 동시에, 밸브의 배면에 냉매를 수용하는 공간이 형성되어 밸브의 응답성이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 밸브 가이드부의 외경은 상기 밸브 바디부의 외경보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브의 지지면적이 확보되면서도 마찰면적은 감소되어 밸브의 거동은 안정되면서 밸브의 응답성이 더욱 향상될 수 있다.

그리고, 상기 밸브 가이드부의 단부면에는 그 밸브 가이드부의 외주면과 내주면 사이를 관통하는 적어도 한 개 이상의 연통홈이 형성될 수 있다. 이를 통해, 밸브의 배면으로 냉매가 신속하게 유입될 수 있어 밸브의 응답성이 더욱 향상될 수 있다.

여기서, 상기 흡입유로개폐밸브는 축방향 양쪽 측면이 평평한 판 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브의 구조를 간소화하여 제조비용을 낮출 수 있다.

여기서, 상기 흡입유로개폐밸브는 축방향 양쪽 측면중에서 냉매흡입관을 등지는 면에 기설정된 깊이만큼 함몰되어 냉매수용공간이 형성될 수 있다. 이를 통해, 밸브의 구조를 간소화하면서도 그 밸브의 배면에 냉매를 수용하는 공간이 형성되어 밸브의 응답성이 향상될 수 있다.

여기서, 상기 흡입유로개폐밸브와 이를 마주보는 제2 흡입유로의 사이에는 상기 흡입유로개폐밸브를 닫힘방향으로 지지하는 탄성부재가 더 구비될 수 있다. 이를 통해, 밸브가 신속하게 닫힐 수 있어 그만큼 밸브의 응답성이 더욱 향상될 수 있다.

여기서, 상기 케이싱의 내부공간에는 구동모터가 구비되고, 상기 구동모터는 회전축에 의해 상기 선회스크롤과 결합되며, 상기 회전축의 하단부는 상기 메인 프레임, 상기 선회스크롤, 상기 고정스크롤, 상기 토출커버를 차례대로 관통하여 회전 가능하게 결합되고, 상기 케이싱의 내부공간과 상기 케이싱의 내부공간에 구비된 상기 압축실의 사이에는 상기 회전축을 통해 상기 케이싱 내 오일을 상기 압축실로 안내하는 급유부가 구비되며, 상기 흡입유로개폐밸브는 냉매의 흡입방향을 기준으로 상기 급유부의 출구보다 상류쪽에 위치할 수 있다. 이를 통해, 하부압축식 스크롤 압축기에서 케이싱의 오일이 급유부를 통해 흡입측으로 역류하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

그리고, 상기 급유부는, 상기 회전축의 하단에서 상기 회전축의 외주면으로 관통되는 급유통로와, 상기 선회스크롤을 관통하여 상기 급유통로와 연통되는 급유구멍을 포함하고, 상기 급유구멍의 출구는 상기 압축실의 흡입이 완료된 회전각보다 큰 회전각에서 상기 선회경판부를 관통할 수 있다. 이를 통해, 급유부를 통해 압축부로 공급되는 오일에 의해 흡입되는 냉매가 가열되는 것을 억제하여 흡입손실을 줄일 수 있다.

그리고, 상기 급유구멍은 서로 이격되는 복수 개의 급유구멍을 포함하며, 상기 복수 개의 급유구멍의 출구는 각각 상기 선회랩 중에서 최외곽에 형성되는 선회랩의 외측면과 내측면으로부터 각각 기설정된 간격만큼 이격될 수 있다. 이를 통해, 양쪽 압축실로 오일이 균일하게 공급될 수 있다.

본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 냉매흡입관의 출구와 압축부의 입구 사이에 흡입유로개폐밸브를 설치함으로써, 압축기의 정지시 케이싱 내 오일 또는 냉매가 압축부를 통해 냉매흡입관쪽으로 역류하는 것을 차단할 수 있다. 이를 통해, 압축기의 재기동시 흡입되는 냉매가 역류하는 오일과 접촉되는 것을 억제함으로써, 흡입되는 냉매의 비체적이 상승하는 것을 방지하여 압축효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 케이싱 내부에서 오일이 유출되는 것을 억제함으로써, 압축부에서의 오일부족으로 인한 마모 및 마찰손실을 줄여 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 의한 스크롤 압축기는, 토출커버 또는 고정스크롤에 흡입유로를 형성하고, 냉매흡입관을 압축실보다 낮은 위치에서 흡입유로에 연결함으로써, 흡입유로를 압축부보다 하측에 위치한 저유공간에 형성할 수 있다. 이를 통해, 고압식이면서 하부압축식인 스크롤 압축기에서 압축기의 축방향 길이를 유지하면서도 오일 또는 냉매가 흡입측으로 역류하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 또, 이를 통해 압축기의 소형화를 이루면서도 압축효율을 높일 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 고정랩을 마주보는 고정측벽부의 내주면에 흡입유로의 일부를 형성함으로써, 흡입유로의 출구가 흡입유로개폐밸브의 작동방향에 대해 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브가 열림위치로 이동할 때 흡입유로의 출구가 신속하게 개방되어 압축기의 재기동시 흡입손실을 줄일 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 흡입유로개폐밸브를 축방향으로 작동하도록 구성함으로써, 압축기의 정지시 흡입유로개폐밸브가 자중에 의해 닫힘위치로 신속하게 이동하면서 흡입유로를 폐쇄할 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브의 구조를 간소화하여 제조비용을 낮추는 동시에, 밸브의 응답성을 높여 케이싱 내 오일 또는 냉매가 압축부를 통해 냉매흡입관쪽으로 역류하는 것을 신속하게 차단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 흡입유로개폐밸브의 배면에 냉매수용공간이 형성됨으로써, 밸브가 닫힘위치로 이동할 때 그 밸브의 자중과 냉매수용공간에 채워진 냉매의 압력에 의해 닫히게 된다. 이에 따라, 흡입유로개폐밸브가 더욱 신속하게 흡입유로를 차단할 수 있어 압축효율이 더욱 향상될 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 흡입유로개폐밸브의 가장자리에 밸브 가이드부가 형성됨에 따라, 밸브의 개폐동작시 그 밸브의 거동이 안정되어 신뢰성이 향상될 수 있다. 아울러, 밸브 가이드부의 외경은 밸브 바디부의 외경보다 작게 형성되어 밸브의 개폐동작시 마찰로 인해 밸브의 개폐동작이 지연되는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱 내 오일을 압축실로 공급하는 급유부가 형성되고, 급유부의 출구는 냉매의 흡입방향을 기준으로 흡입유로개폐밸브보다 상류측에 형성될 수 있다. 이에 따라, 압축기의 정지시 급유부를 통해 압축실로 공급되는 오일이 냉매흡입관으로 누설되는 것을 신속하게 차단하여 압축기 내 오일부족으로 인한 마찰손실을 낮출 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기가 적용된 냉동사이클 장치를 보인 계통도,
도 2는 본 실시예에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 3은 도 2에서 압축부를 확대하여 보인 종단면도,
도 4는 도 3의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 5는 본 실시예에 따른 압축부를 조립하여 보인 사시도,
도 6은 도 5에 따른 압축부를 분해하여 상측에서 보인 사시도,
도 7은 도 5에 따른 압축부를 분해하여 하측에서 보인 사시도,
도 8은 도 6에서 선회스크롤을 보인 평면도,
도 9는 도 8에서 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도로서, 선회스크롤의 압축실급유구멍을 보인 단면도,
도 10은 도 6에서 고정스크롤과 토출커버를 분해하여 보인 사시도,
도 11은 도 10에서 고정스크롤과 토출커버를 조립하여 보인 단면도,
도 12a 및 도 12b는 흡입유로에 대한 다른 실시예들을 보인 단면도,
도 13은 도 11에서 고정스크롤을 상면에서 보인 평면도,
도 14는 도 13의 "Ⅵ-Ⅵ"선단면도,
도 15는 흡입유로와 흡입유로개폐밸브의 조립된 일실시예를 보인 개략도,
도 16은 흡입유로와 흡입유로개폐밸브의 조립된 다른 실시예를 보인 개략도
도 17은 흡입유로개폐밸브에 대한 다른 실시예를 보인 사시도,
도 18은 도 17에 따른 흡입유로개폐밸브가 흡입유로에 삽입된 상태를 설명하기 위해 보인 단면도,
도 19는 흡입유로개폐밸브에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도,
도 20은 도 19에 따른 흡입유로개폐밸브가 흡입유로에 삽입된 상태를 설명하기 위해 보인 단면도,
도 21은 흡입유로개폐밸브에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도,
도 22는 흡입유로개폐밸브를 지지하는 탄성부재에 대한 일실시예를 보인 단면도,
도 23은 흡입유로개폐밸브를 지지하는 탄성부재에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 24는 본 실시예에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서 흡입유로에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 25는 도 24에서 고정스크롤과 토출커버를 분해하여 보인 사시도,
도 26은 도 25에서 고정스크롤과 토출커버를 조립하여 보인 단면도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

이하에서는, 회전축을 기준으로 축방향과 반경방향을 정의하여 설명한다. 즉, 회전축의 길이방향이 압축기의 축방향(또는 중력방향)이고, 회전축의 횡방향이 압축기의 반경으로 정의하여 설명한다.

또, 전동부와 압축부가 종방향으로 배열되는 종형 스크롤 압축기이면서 압축부가 전동부보다 하측에 위치하는 하부 압축식 스크롤 압축기를 예로들어 설명한다. 또, 하부 압축식이면서 냉매흡입관이 압축부에 직접 연결되고 냉매토출관이 케이싱의 내부공간에 연통되는 고압식 스크롤 압축기를 대표예로 삼아 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기가 적용된 냉동사이클 장치를 보인 계통도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 스크롤 압축기가 적용되는 냉동사이클 장치는, 압축기(10), 응축기(20), 팽창기(30), 증발기(40)이 폐루프를 이루도록 구성된다. 즉, 압축기(10)의 토출측에 응축기(20), 팽창기(30), 증발기(40)가 차례대로 연결되고, 압축기(10)의 흡입측에 증발기(40)의 토출측이 연결된다.

이에 따라, 압축기(10)에서 압축된 냉매는 응축기(20)쪽으로 토출되고, 이 냉매는 팽창기(30)와 증발기(40)를 차례대로 거쳐 압축기(10)로 다시 흡입되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

도 2는 본 실시예에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기를 보인 종단면도이고, 도 3은 도 2에서 압축부를 확대하여 보인 종단면도이며, 도 4는 도 3의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 고압식이고 하부 압축식인 스크롤 압축기(이하, 스크롤 압축기로 약칭하여 설명한다)는, 케이싱(110)의 상반부에 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 하측에는 메인 프레임(130), 선회스크롤(140), 고정스크롤(150), 토출커버(160)가 차례대로 설치된다. 통상 구동모터(120)는 전동부를 이루며, 메인 프레임(130), 선회스크롤(140), 고정스크롤(150), 토출커버(160)는 압축부를 이룬다.

전동부는 후술할 회전축(125)의 상단에 결합되고, 압축부는 회전축(125)의 하단에 결합된다. 이에 따라, 압축기는 앞서 설명한 하부 압축식 구조를 이루며, 압축부는 회전축(125)에 의해 전동부에 연결되어 전동부의 회전력에 의해 작동하게 된다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 케이싱(110)은 원통쉘(111), 상부쉘(112), 하부쉘(113)을 포함할 수 있다. 원통쉘(111)은 상하 양단이 개구된 원통 형상이고, 상부쉘(112)은 원통쉘(111)의 개구된 상단을 복개하도록 결합되고, 하부쉘(113)은 원통쉘(111)의 개구된 하단을 복개하도록 결합된다.

이에 따라, 케이싱(110)의 내부공간(110a)은 밀폐되고, 밀폐된 케이싱(110)의 내부공간(110a)은 구동모터(120)를 기준으로 하부공간(S1)과 상부공간(S2)으로 분리되고, 하부공간(S2)의 하측에는 압축부를 기준으로 저유공간(S3)이 분리된다. 하부공간(S1)은 토출공간을 이루고, 상부공간(S2)은 유분리공간을 이룬다.

원통쉘(111)의 내부에는 전술한 구동모터(120)와 메인 프레임(130)이 삽입되어 고정된다. 구동모터(120)의 외주면과 메인 프레임(130)의 외주면에는 원통쉘(111)의 내주면과 기설정된 간격만큼 이격되는 오일회수통로(Po)가 형성될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 오일회수유로와 함께 다시 설명한다.

원통쉘(111)의 측면으로 냉매흡입관(115)이 관통하여 결합된다. 이에 따라 냉매흡입관(115)은 케이싱(110)을 이루는 원통쉘(111)을 반경방향으로 관통하여 결합된다.

냉매흡입관(115)은 엘(L)자 형상으로 형성되어, 일단은 원통쉘(111)을 관통하여 압축부를 이루는 후술할 토출커버(160)의 제1 흡입유로(1912)에 직접 연통된다. 다시 말해, 냉매흡입관(115)은 압축실(V)보다 축방향으로 낮은 위치에서 후술할 흡입유로(190)에 연결된다. 이에 따라, 본 실시예에서는 압축부의 하측에 형성되는 빈공간을 이루는 저유공간(S3)에 흡입유로(190)를 형성함에 따라, 압축기의 길이를 확대하지 않고도 하부 압축방식에서 후술할 흡입유로개폐밸브(195)가 축방향으로 작동되도록 설치할 수 있다.

또, 냉매흡입관(115)의 타단은 원통쉘(111)의 밖에서 어큐뮬레이터(50)에 연결된다. 어큐뮬레이터(50)는 증발기(40)의 출구측에 냉매관으로 연결된다. 이에 따라, 증발기(40)에서 어큐뮬레이터(50)로 이동하는 냉매는 그 어큐뮬레이터(50)에서 액냉매가 분리된 후 가스냉매가 냉매흡입관(115)을 통해 압축실(V)로 직접 흡입된다.

원통쉘(111)의 상반부 또는 상부쉘(112)에는 터미널 브라켓(미도시)이 결합되고, 터미널 브라켓에는 외부전원을 구동모터(120)에 전달하기 위한 터미널(미도시)이 관통 결합될 수 있다.

상부쉘(112)의 상부에는 케이싱(110)의 내부공간(110a)과 연통되는 냉매토출관(116)이 관통하여 결합된다. 냉매토출관(116)은 압축부에서 케이싱(110)의 내부공간(110a)으로 토출되는 압축된 냉매가 응축기(20)를 향해 외부로 배출되는 통로에 해당된다.

냉매토출관(116)에는 압축기(10)에서 응축기(20)로 토출되는 냉매로부터 오일을 분리하는 유분리장치(미부호)가 설치되거나 또는 압축기(10)에서 토출된 냉매가 다시 압축기(10)로 역류하는 것을 차단하는 체크밸브(미부호)가 설치될 수 있다.

다음으로 전동부를 이루는 구동모터를 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 구동모터(120)는 고정자(121) 및 회전자(122)를 포함한다. 고정자(121)는 원통쉘(111)의 내주면에 삽입되어 고정되고, 회전자(122)는 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 구비된다.

고정자(121)는 고정자코어(1211) 및 고정자코일(1212)을 포함한다.

고정자코어(1211)는 원통형상으로 형성되고, 원통쉘(111)의 내주면에 열간압입으로 고정된다. 고정자코어(1211)의 외주면에는 축방향을 따라 디컷(D-cut) 모양으로 함몰된 복수 개의 리세스면(1211a)이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수 있다.

리세스면(1211a)은 원통쉘(111)의 내주면으로부터 이격되어 그 원통쉘(111)의 내주면과의 사이에 오일이 통과하는 제1 오일회수유로(미부호)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 상부공간(S2)에서 냉매로부터 분리된 오일은 제1 오일회수유로를 통해 하부공간(S1)쪽으로 이동한 후 다시 제2 오일회수유로(미부호)를 통해 저유공간(S3)으로 이동하여 회수된다.

고정자코일(1212)은 고정자코어(1211)에 권선되고, 케이싱(110)에 관통 결합되는 터미널(미도시)을 통해 외부전원과 전기적으로 연결된다. 고정자코어(1211)와 고정자코일(1212)의 사이에는 절연부재인 인슐레이터(1213)가 삽입된다.

인슐레이터(1213)는 고정자코일(1212)의 뭉치를 반경방향으로 수용하도록 축방향 양쪽으로 길게 연장되며, 하측으로 연장되는 인슐레이터(1213)는 하부공간(S1)으로 토출되는 냉매가 상부공간(S2)에서 회수되는 오일과 혼합되지 않도록 오일분리부(미부호)를 형성할 수 있다.

회전자(122)는 회전자코어(1221) 및 영구자석(1222)을 포함한다.

회전자코어(1221)은 원통형상으로 형성되고, 고정자코어(1211)의 내부에 기설정된 공극만큼 간격을 두고 회전 가능하게 삽입된다. 영구자석(1222)은 회전자코어(1222)의 내부에 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 매립된다.

또, 회전자코어(1221)의 하단에는 밸런스웨이트(123)가 결합될 수 있다. 하지만, 밸런스웨이트(123)는 후술할 회전축(125)의 축부(1251)에 결합될 수도 있다.

또, 회전자(122)의 중앙에는 회전축(125)이 결합된다. 회전축(125)의 상단부는 회전자(122)에 압입되어 결합되고, 회전축(125)의 하단부는 메인 프레임(130)에 회전 가능하게 삽입되어 반경방향으로 지지된다.

메인 프레임(130)에는 회전축(125)의 하단부를 지지하도록 부시 베어링으로 된 메인 베어링(171)이 구비된다. 이에 따라, 회전축(125)은 전동부(120)의 회전력을 압축부(30)를 이루는 선회스크롤(150)에 전달하게 된다. 그러면 회전축(125)에 편심 결합된 선회스크롤(150)이 고정스크롤(140)에 대해 선회운동을 하게 된다.

도 2를 참조하면, 회전축(125)은 축부(1251), 제1 베어링부(1252), 제2 베어링부(1253), 편심부(1254)를 포함한다.

축부(1251)는 회전축(125)의 상반부를 이루는 부분이다. 축부(1251)는 속찬 원봉 형상으로 형성되어 그 축부(1251)의 상부에는 회전자(122)에 압입되어 결합될 수 있다.

제1 베어링부(1252)는 축부(1251)의 하단에서 연장되는 부분이다. 제1 베어링부(1252)는 후술할 메인 프레임(31)의 제1 축수구멍(312a)에 삽입되어 반경방향으로 지지될 수 있다.

제2 베어링부(1253)는 축부(1251)의 하단에 해당하는 부분이다. 제2 베어링부(1253)는 후술할 고정스크롤(140)의 서브 축수구멍(143a)에 삽입되어 반경방향으로 지지될 수 있다. 제2 베어링부(1253)는 제1 베어링부(1252)와 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성될 수 있다.

편심부(1254)는 제1 베어링부(1252)의 하단과 제2 베어링부(1253)의 상단 사이에 형성된다. 편심부(1254)는 후술할 선회스크롤(150)의 회전축결합부(333)에 삽입되어 결합될 수 있다.

편심부(1254)는 제1 베어링부(1252) 또는 제2 베어링부(1253)에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전축(125)이 회전을 하면 선회스크롤(150)은 고정스크롤(140)에 대해 선회운동을 할 수 있게 된다.

한편, 회전축(125)의 내부에는 각 베어링부(1252)(1253)와 편심부(1254)에 오일을 공급하기 위한 급유통로(126)가 형성된다. 급유통로(126)는 회전축의 내부에서 축방향을 따라 형성되는 내부오일통로(1261)를 포함한다.

내부오일통로(1261)는 압축부가 전동부보다 하측에 위치함에 따라 회전축(125)의 하단에서 대략 고정자(121)의 하단이나 중간 높이, 또는 제1 베어링부(1252)의 상단보다는 높은 위치까지 홈파기로 형성될 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 내부오일통로(1261)가 회전축(125)을 축방향으로 관통하여 형성될 수도 있다.

그리고 회전축(125)의 하단, 즉 제2 베어링부(1253)의 하단에는 저유공간(S3)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(127)가 결합될 수 있다. 오일피더(127)는 회전축(125)의 내부오일통로(1261)에 삽입되어 결합되는 오일흡입관(1271)과, 오일흡입관(1271)을 수용하여 이물질의 침입을 차단하는 차단부재(1272)로 이루어질 수 있다. 오일흡입관(1271)은 토출커버(160)를 관통하여 저유공간(S3)의 오일에 잠기도록 하측으로 연장될 수 있다.

그리고 회전축(125)에는 내부오일통로(1261)에 연통되어 그 내부오일통로(1261)를 따라 흡상되는 오일을 각 베어링부(1252)(1253)와 편심부(1254)로 안내하는 복수 개의 급유구멍이 형성될 수 있다.

복수 개의 급유구멍은 내부오일통로(1261)의 내주면에서 각 베어링부(1252)(1253)와 편심부(1254)의 외주면으로 관통된다. 복수 개의 급유구멍은 내부오일통로(1261)와 함께 급유통로(126)를 이루는 것으로, 제1 오일구멍(1262a), 제2 오일구멍(1262b), 제3 오일구멍(1262c)을 포함한다.

제1 오일구멍(1262a)은 내부오일통로(1261)의 내주면에서 제1 베어링부(1252)의 외주면으로 관통되고, 제2 오일구멍(1262b)은 내부오일통로(1261)의 내주면에서 제2 베어링부(1253)의 외주면으로 관통되며, 제3 오일구멍(1262c)은 내부오일통로(1261)의 내주면에서 편심부(1254)의 외주면으로 관통 형성된다. 다시 말해, 회전축(125)의 하단에서 상단으로 제2 오일구멍(1262b), 제3 오일구멍(1262c), 제1 오일구멍(1262a) 순으로 형성된다.

또, 회전축(125)의 제1 베어링부(1252)의 외주면에는 제1 오일홈(1263a)이 형성되고, 제1 오일홈(1263a)이 제1 오일구멍(1262a)을 통해 내부오일통로(1261)에 연통된다. 회전축(125)의 제2 베어링부(1253)에는 제2 오일홈(1263b)이 형성되고, 제2 오일홈(1263b)은 제2 오일구멍(1262b)을 통해 내부오일통로(1261)에 연통된다.

그리고 편심부(1254)의 외주면에는 제3 오일홈(1263c)이 형성되고, 제3 오일홈(1263c)은 제3 오일구멍(1262c)을 통해 내부오일통로(1261)에 연통된다. 이에 따라, 각각의 급유구멍(1255b)(1255c)(1255d)을 통해 내부오일통로(1261)에서 각각의 외부급유홈(1255e)(1255f)(1255g)로 이동하는 오일은 각각의 베어링부(1252)(1253)의 외주면과 편심부(1254)의 외주면에 고르게 확산되어 각각의 베어링면을 윤활할 수 있다.

여기서, 제1 베어링부(1252)의 제1 오일홈(1263a)로 이동하는 오일 또는 편심부(1254)의 제3 오일홈(1263c)로 이동하는 오일은 후술할 오일수용부(155)로 이동하고, 이 오일은 후술할 선회스크롤(150)에 구비되는 압축실급유구멍(156)을 통해 압축실로 공급될 수 있다. 압축실급유구멍에 대해서는 나중에 선회스크롤과 함께 다시 설명한다.

다음으로 압축부를 설명한다. 도 5는 본 실시예에 따른 압축부를 조립하여 보인 사시도이고, 도 6은 도 5에 따른 압축부를 분해하여 상측에서 보인 사시도이며, 도 7은 도 5에 따른 압축부를 분해하여 하측에서 보인 사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인 프레임(130)은 프레임경판부(131), 프레임측벽부(132), 메인 베어링부(133), 스크롤수용부(134), 스크롤지지부(135)를 포함한다.

프레임경판부(131)는 환형으로 형성되어 구동모터(120)의 하측에 설치된다. 이에 따라, 케이싱(110)의 하부공간(S1)은 플랜지부(131)에 의해 저유공간(S3)으로부터 분리된다.

프레임측벽부(132)는 프레임경판부(131)의 하측면 가장자리에서 원통 형상으로 연장되고, 프레임측벽부(132)의 외주면은 원통쉘(111)의 내주면에 열간압입으로 고정되거나 용접되어 고정된다.

프레임측벽부(132)의 내부에는 후술할 스크롤수용부(134)가 형성된다. 스크롤수용부(134)에는 후술할 선회스크롤(150)이 선회 가능하게 수용된다. 이에 따라, 프레임측벽부(132)의 내경은 후술할 선회경판부(151)의 외경보다 크게 형성된다.

또, 프레임측벽부(132)에는 복수 개의 프레임 배출구멍(132a)이 형성될 수 있다. 복수 개의 프레임 배출구멍(132a)은 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 축방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

프레임 배출구멍(이하, 제2 배출구멍)(132a)은 후술할 고정스크롤(140)의 스크롤 배출구멍(142a)에 대응되도록 형성되어 그 스크롤 배출구멍(142a)과 함께 제1 냉매배출유로(미부호)를 이루게 된다.

또, 프레임측벽부(132)의 외주면에는 제2 배출구멍(132a)을 사이에 두고 복수 개의 프레임 오일회수홈(이하, 제1 오일회수홈)(132b)이 형성될 수 있다. 복수 개의 제1 오일회수홈(132b)은 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 축방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

제1 오일회수홈(132b)은 후술할 고정스크롤(140)의 스크롤 오일회수홈(142b)과 대응되도록 형성되어 그 고정스크롤(140)의 스크롤 오일회수홈(142b)과 함께 제2 오일회수유로를 형성하게 된다.

메인 베어링부(133)는 프레임경판부(131)의 중심부 상면에서 구동모터(120)를 향해 상향으로 돌출된다. 메인 베어링부(133)는 원통 형상으로 된 메인축수구멍(133a)이 축방향으로 관통되어 형성되고, 메인축수구멍(133a)의 내주면에는 부시 베어링으로 된 메인 베어링(171)이 삽입되어 고정된다. 메인 베어링(171)에는 회전축(125)의 메인 베어링부(133)가 삽입되어 반경방향으로 지지된다.

스크롤수용부(134)는 프레임경판부(131)의 하면과 프레임측벽부(132)의 내주면에 의해 형성되는 공간으로 정의 될 수 있다. 후술할 선회스크롤(150)의 선회경판부(151)는 프레임경판부(131)의 하면에 의해 축방향으로 지지되고, 선회경판부(152)의 외주면은 프레임측벽부(132)의 내주면으로부터 기설정된 간격(예를 들어 선회반경)만큼 이격되어 수용된다. 이에 따라, 스크롤수용부(134)를 이루는 프레임측벽부(132)의 내경은 선회경판부(151)의 외경보다 선회반경 이상으로 크게 형성될 수 있다.

또, 스크롤수용부(134)를 이루는 프레임측벽부(132)의 높이(깊이)는 선회경판부(151)의 두께보다는 크거나 같게 형성될 수 있다. 이에 따라, 프레임측벽부(132)가 고정스크롤(140)의 상면에 지지된 상태에서 선회스크롤(150)이 스크롤수용부(134)에서 선회운동을 할 수 있다.

스크롤지지부(135)는 후술할 선회스크롤(150)의 선회경판부(151)가 마주보는 프레임경판부(131)의 하면에 환형으로 형성된다. 이에 따라, 스크롤지지부(135)의 외주면과 프레임측벽부(132)의 내주면 사이에는 올담링(180)이 선회 가능하게 삽입될 수 있다.

또, 스크롤지지부(135)의 하면은 마주보는 후술할 선회스크롤(150)의 선회경판부(151)에 구비되는 배압실링부재(1515)가 미끄럼 접촉될 수 있도록 편평하게 형성된다.

배압실링부재(1515)는 환형으로 형성되어 스크롤지지부(135)와 선회경판부(151)와의 사이에 오일수용부(155)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전축(125)의 제3 오일구멍을 통해 오일수용부(155)로 유입되는 오일은 후술할 선회스크롤(150)의 압축실급유구멍(156)을 통해 압축실(V)쪽으로 유입될 수 있다.

다음으로 고정스크롤을 설명한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 고정스크롤(140)은 고정경판부(141), 고정측벽부(142), 서브 베어링부(143), 고정랩(144)을 포함할 수 있다.

고정경판부(141)는 대략 원판모양으로 형성되고, 중앙에는 후술할 서브 베어링부(143)를 이루는 서브축수구멍(143a)이 축방향으로 관통 형성될 수 있다. 서브축수구멍(143a)의 주변에는 토출실(Vd)과 연통되어 압축된 냉매가 후술할 토출커버(160)의 토출공간(S4)으로 토출되는 토출구(141a)(141b)가 형성될 수 있다.

토출구는 후술할 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 모두 연통될 수 있도록 한 개만 형성될 수도 있다. 하지만, 본 실시예와 같이 제1 압축실(V1)에는 제1 토출구(141a)가 연통되고, 제2 압축실(V2)에는 제2 토출구(141b)가 연통될 수 있다. 이에 따라, 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)은 서로 다른 토출구에 의해 각각 독립적으로 토출될 수 있다.

고정측벽부(142)는 고정경판부(141)의 상면 가장자리에서 축방향으로 연장되어 환형으로 형성될 수 있다. 고정측벽부(142)는 메인 프레임(31)의 프레임측벽부(132)에 축방향으로 마주보도록 결합될 수 있다.

그리고 고정측벽부(142)에는 앞서 설명한 프레임 배출구멍(132a)에 연통되어, 그 프레임 배출구멍(132a)과 함께 제1 냉매배출유로를 이루는 복수 개의 스크롤 배출구멍(이하, 제1 배출구멍)(142a)이 축방향으로 관통 형성된다.

그리고 고정측벽부(142)의 외주면에는 스크롤 오일회수홈(이하, 제2 오일회수홈)(142b)이 형성될 수 있다. 제2 오일회수홈(142b)은 메인 프레임(131)에 구비된 제1 오일회수홈(132b)에 연통되어, 그 제1 오일회수홈(132b)을 통해 회수되는 오일을 저유공간(S3)으로 안내하게 된다. 따라서, 제1 오일회수홈(132b)과 제2 오일회수홈(142b)은 후술할 토출커버(162)의 오일회수홈들(1612b)(162b)과 함께 제2 오일회수유로를 형성하게 된다.

한편, 고정측벽부(142)에는 후술할 토출커버(160)에 구비되는 제1 흡입유로(1912)와 연통되도록 제2 흡입유로(1921)가 형성될 수 있다. 제2 흡입유로(1921)는 흡입구를 이룬다.

제2 흡입유로(1921)는 압축부의 흡입실(Vs)에 연통되도록 그 흡입실(Vs)의 범위내에 형성되고, 제2 흡입유로(1921)에는 그 제2 흡입유로(1921)와 제1 흡입유로(1912)로 이루어진 흡입유로(190)를 선택적으로 개폐하는 흡입유로개폐밸브(195)가 설치될 수 있다. 이 흡입유로개폐밸브(195)는 역류방지밸브, 흡입밸브, 체크밸브라고도 할 수 있다.

흡입유로개폐밸브(195)는 제1 흡입유로(1912)와 제2 흡입유로(1921) 사이의 경계면에 구비되어 제1 흡입유로(1912)에서 제2 흡입유로(1921)쪽으로의 유체 이동은 허용하는 반면, 그 반대방향인 제2 흡입유로(1921)에서 제1 흡입유로(1912)쪽으로의 유체 이동은 차단할 수 있도록 구비될 수 있다.

이에 따라, 압축기의 운전 중에는 냉매흡입관(115)을 통해 흡입되는 냉매가 제1 흡입유로(1912)와 제2 흡입유로(1921)로 된 흡입유로(190)를 통해 흡입실(Vs)로 유입되는 반면, 압축기의 정지시에는 흡입유로개폐밸브(195)가 흡입유로(190)를 차단하여 케이싱의 저유공간에 담긴 고온의 오일이 압축실에서 압축되던 고온의 냉매와 함께 냉매흡입관(115)으로 역류하는 것을 차단할 수 있다. 제2 흡입유로를 포함한 흡입유로에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

서브 베어링부(143)는 고정경판부(141)의 중심부에서 토출커버(160)를 향해 축방향으로 연장 형성된다. 서브 베어링부(143)는 그 중심에 서브축수구멍(143a)이 축방향으로 관통되어 원통 형상으로 형성되고, 서브축수구멍(143a)의 내주면에는 부시 베어링으로 된 서브 베어링(172)이 삽입되어 결합된다.

이에 따라, 회전축(125)의 하단(또는 베어링부)이 고정스크롤(140)의 서브 베어링부(143)에 삽입되어 반경방향으로 지지되고, 회전축(125)의 편심부(1254)는 서브 베어링부(143)의 주변을 이루는 고정경판부(141)의 상면에 축방향으로 지지될 수 있다.

고정랩(144)은 고정경판부(141)의 상면에서 선회스크롤(150)을 향해 축방향으로 연장 형성될 수 있다. 고정랩(144)은 후술할 선회랩(152)과 맞물려 압축실(V)을 형성한다. 고정랩(144)에 대해서는 나중에 선회랩(152)과 함께 설명한다.

다음으로 선회스크롤을 설명한다. 도 8은 도 6에서 선회스크롤을 보인 평면도이고, 도 9는 도 8에서 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도로서, 선회스크롤의 압축실급유구멍을 보인 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(150)은 선회경판부(151), 선회랩(152), 회전축결합부(153)를 포함한다.

선회경판부(151)는 대략 원판모양으로 형성될 수 있다. 선회경판부(151)의 상면에는 전술한 배압실링부재(1515)가 삽입되도록 배압실링홈(151a)이 형성될 수 있다. 배압실링홈(151a)은 메인 프레임(130)의 스크롤지지부(135)를 마주보는 위치에 형성될 수 있다.

배압실링홈(151a)은 후술할 회전축결합부(153)의 주변을 감싸도록 환형으로 형성되되, 그 회전축결합부(153)의 축중심에 대해 편심지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 선회스크롤(150)이 선회운동을 하더라도 메인 프레임(130)의 스크롤지지부(135)와의 사이에 일정한 범위를 가지는 배압실(미부호)이 형성될 수 있다.

또, 선회경판부(151)에는 압축실급유구멍(156)이 형성된다. 압축실급유구멍(156)의 일단은 저장공간부(155)에 연통되고, 타단은 압축실의 중간압실에 연통된다. 이에 따라, 오일수용부(155)에 저장되는 오일은 압축실급유구멍(156)을 통해 압축실(V)로 공급되어 압축실을 윤활하게 된다.

선회랩(152)은 선회경판부(151)의 하면에서 고정스크롤(140)을 향해 연장 형성될 수 있다. 선회랩(152)은 고정랩(144)과 맞물려 압축실(V)을 형성한다.

선회랩(152)은 고정랩(144)과 함께 인볼류트 형상으로 형성될 수 있다. 하지만 선회랩(152)과 고정랩(144)은 인볼류트 외에 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이, 선회랩(152)은 직경과 원점이 서로 다른 다수 개의 원호를 연결한 형태를 가지며, 최외곽의 곡선은 장축과 단축을 갖는 대략 타원형 형태로 형성될 수 있다. 이는 고정랩(144)도 마찬가지로 형성될 수 있다.

선회랩(152)의 내측 단부는 선회경판부(151)의 중앙부위에 형성되며, 선회경판부(151)의 중앙부위에는 회전축결합부(153)가 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

회전축결합부(153)에는 회전축(125)의 편심부(1254)가 회전가능하게 삽입되어 결합된다. 이에 따라, 회전축결합부(153)의 외주부는 선회랩(152)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(144)과 함께 압축실(V)을 형성하는 역할을 하게 된다.

회전축결합부(153)는 선회랩(152)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이로 형성될 수 있다. 즉, 회전축결합부(153)은 회전축(125)의 편심부(1254)가 선회랩(152)과 동일 평면상에서 중첩되는 높이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 냉매의 반발력과 압축력이 선회경판부(151)를 기초로 하여 동일 평면에 가해지면서 서로 상쇄되고, 이를 통해 압축력과 반발력의 작용에 의한 선회스크롤(150)의 기울어짐이 억제될 수 있다.

또, 회전축결합부(153)의 외주면, 즉 고정랩(144)의 내측 단부를 마주보는 외주면에는 후술할 고정랩(144)의 돌기부(144a)와 맞물리는 오목부(153a)가 형성될 수 있다. 이 오목부(153a)의 일측은 압축실(V)의 형성방향을 따라 상류측에 회전축결합부(153)의 내주면에서 외주면까지의 두께가 증가하는 볼록부(153b)가 형성될 수 있다.

이는 토출 직전의 제1 압축실(V1)의 압축 경로가 길어져, 결과적으로 제1 압축실(V1)의 압축비를 제2 압축실(V2)의 압력비에 근접하게 높일 수 있게 한다. 제1 압축실(V1)은 고정랩(144)의 내측면과 선회랩(152)의 외측면 사이에 형성되는 압축실로서, 제2 압축실(V2)과 구분하여 나중에 설명한다.

오목부(153a)의 타측은 원호 형태를 갖는 원호압축면(153c)이 형성될 수 있다. 원호압축면(153c)의 직경은 고정랩(144)의 내측 단부 두께(즉, 토출단의 두께) 및 선회랩(152)의 선회반경에 의해 결정된다.

예를 들어, 고정랩(144)의 내측 단부 두께를 증가시키면 원호압축면(153c)의 직경이 커지게 된다. 이로 인해, 원호압축면(153c)의 주위에 형성되는 선회랩(152)의 랩두께도 증가되어 내구성이 확보될 수 있고, 압축 경로가 길어져서 그만큼 제2 압축실(V2)의 압축비도 증가할 수 있다.

또, 회전축결합부(153)에 대응하는 고정랩(144)의 내측 단부(흡입단 또는 시작단) 부근에는 회전축결합부(153)의 외주면을 향해 돌출되는 돌기부(144a)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 돌기부(144a)에는 그 돌기부(144a)로부터 돌출되어 오목부(153a)와 맞물리는 접촉부(144b)가 형성될 수 있다.

즉, 고정랩(144)의 내측 단부는 다른 부분에 비해서 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 고정랩(144) 중에서 가장 큰 압축력을 받게 되는 내측 단부의 랩 강도가 향상되어 내구성이 향상될 수 있다.

한편, 압축실(V)은 고정경판부(141)와 고정랩(144), 그리고 선회경판부(151)와 선회랩(152)으로 이루어지는 공간에 형성된다. 그리고, 압축실(V)은 고정랩(144)을 기준으로 그 고정랩(144)의 내측면과 선회랩(152)의 외측면 사이에 형성되는 제1 압축실(V1)과, 고정랩(144)의 외측면과 선회랩(152)의 내측면 사이에 형성되는 제2 압축실(V2)로 이루어질 수 있다.

제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)은 각각 랩의 진행방향을 따라 바깥쪽에서 안쪽으로 흡입실(Vs), 중간압실(Vm), 토출실(Vd)이 연속으로 형성될 수 있다.

여기서, 중간압실(Vm)과 토출실(Vd)은 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)마다 각각 독립적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 압축실(V1)의 토출실(Vd1)에는 제1 토출구(141a)가 연통되고, 제2 압축실(V2)의 토출실(Vd2)에는 제2 토출구(141b)가 연통될 수 있다.

반면, 흡입실(Vs)은 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)이 공유하도록 형성된다. 즉, 흡입실(Vs)은 랩의 진행방향을 기준으로 선회랩(152)보다 바깥쪽에 형성될 수 있다. 구체적으로, 흡입실(Vs)은 고정측벽부(142)의 내주면과 그 고정측벽부(142)에서 연장되는 최외곽 고정랩(144)의 외측면 사이에 형성되는 공간중에서 선회랩(152)의 끝단이 미치지 않는 영역, 즉 선회랩(152)의 선회범위 밖에 형성되는 공간으로 정의될 수 있다.

이에 따라, 제2 흡입유로(1921)가 고정경판부(141)를 축방향으로 관통하여 흡입실(Vs)에 연통되도록 형성되고, 흡입유로개폐밸브(195)가 제2 흡입유로(1921)의 내부에서 고정측벽부(142)를 따라 축방향으로 이동을 하면서 흡입실(Vs)을 통과하더라도 그 흡입유로개폐밸브(195)가 선회랩(152)에 간섭되지 않을 수 있다. 이에 대해서는 나중에 흡입유로 및 흡입유로개폐밸브와 함께 다시 설명한다.

한편, 회전축결합부(153)의 내주면에는 부시 베어링으로 된 편심부베어링(173)이 삽입되어 결합된다. 편심부베어링(173)의 내부에는 회전축(125)의 편심부(1254)가 회전 가능하게 삽입되어 결합된다. 이에 따라 회전축(125)의 편심부(1254)는 편심부베어링(173)에 의해 반경방향으로 지지되어 선회스크롤(150)에 대해 원활하게 선회운동을 하게 된다.

여기서, 회전축결합부(153)의 내부에는 오일수용부(155)가 형성되고, 이 오일수용부(155)는 선회경판부(151)를 반경방향으로 관통하는 압축실급유구멍(156)에 연통된다.

오일수용부(155)는 편심부베어링(173)의 상측에 형성된다. 예를 들어, 편심부베어링(173)의 축방향 길이는 회전축결합부(153)의 축방향 길이(높이)보다 짧게 형성될 수 있다. 이에 따라, 편심부베어링(173)의 상단에는 그 편심부베어링(173)과 회전축결합부(153)의 길이차이 및 편심부베어링(173)의 두께에 해당하는 만큼의 공간이 형성되고, 이 공간이 회전축(125)의 제3 오일구멍(1262c) 또는 제1 오일구멍(1262a)과 연통되어 앞서 설명한 오일수용부(155)를 형성할 수 있다.

압축실급유구멍(156)은 한 개만 구비되어 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2) 중에서 어느 한쪽 압축실에 연통되도록 형성될 수도 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 압축실급유구멍(156)은 제1 압축실(V1)에 연통되는 제1 압축실급유구멍(1561)과, 제2 압축실(V2)에 연통되는 제2 압축실급유구멍(1562)으로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 제1 압축실급유구멍(1561)과 제2 압축실급유구멍(1562)의 입구를 이루는 각각 오일수용부(155)에 각각 연통되고, 제1 압축실급유구멍(1561)과 제2 압축실급유구멍(1562)의 출구를 이루는 타단은 각각 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 연통될 수 있다.

구체적으로, 제1 압축실급유구멍(1561)과 제2 압축실급유구멍(1562)의 출구는 각 압축실(V1)(V2)에서의 흡입이 완료된 시점, 즉 선회랩(152)의 회전각을 기준으로 각 압축실(V1)(V2)의 흡입완료를 이루는 회전각보다 큰 회전각에서 선회경판부(151)의 하면으로 관통하도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 제1 압축실급유구멍(1561)과 제2 압축실급유구멍(1562)의 출구는 냉매의 흡입방향을 기준으로 보면 흡입유로개폐밸브(195)보다 하류쪽에 위치하게 될 수 있다. 이를 통해, 압축기의 정지시 제1 압축실급유구멍(1561)과 제2 압축실급유구멍(1562)을 통해 냉매흡입관(115)쪽으로 역류하려는 오일이 흡입유로개폐밸브(195)에 막히게 되므로, 압축실(V1)(V2)에서 냉매흡입관(115)쪽으로의 오일누설이 억제될 수 있다.

제1 압축실급유구멍(1561)과 제2 압축실급유구멍(1562)은 각 압축실에 연통되는 끝단의 위치가 각각 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)에 연통되는 것만 상이할 뿐 기본적인 구성은 동일하게 형성된다. 따라서, 이하에서는 제1 압축실급유구멍(1561)을 중심으로 설명하고, 제2 압축실급유구멍(1562)은 제1 압축실급유구멍(1561)에 대한 설명으로 대신한다.

제1 압축실급유구멍(1561)은 급유입구부(1561a), 급유연결부(1561b), 급유관통부(1561c), 급유출구부(1561d)로 이루어질 수 있다. 급유입구부(1561a)는 입구단이 오일수용부(155)에 연통되어 제1 압축실급유구멍(1561)의 입구를 형성하며, 급유출구부(1561d)는 출구단이 제1 압축실(V1)에 연통되어 제1 압축실급유구멍(1561)의 입구를 형성하게 된다.

이에 따라, 오일수용부(155)의 오일은 급유입구부(1561a), 급유연결부(1561b), 급유관통부(1561c), 급유출구부(1257d)를 차례대로 거쳐 제1 압축실(V1)로 공급될 수 있다.

구체적으로, 급유입구부(1561a)는 선회경판부(151)의 상면에서 반경방향으로 연장되고, 급유연결부(1561b)는 급유입구부(1561a)의 끝단에서 급유관통부(1561c)까지 축방향으로 관통된다. 급유관통부(1561c)는 선회경판부의 내부를 반경방향으로 관통하고, 급유출구부(1561d)는 급유관통부(1561c)의 반경방향 끝단에서 선회경판부(151)의 하면으로 관통된다. 이에 따라 제1 압축실급유구멍(1561)은 오일수용부(155)와 제1 압축실(V1)의 사이를 연통시키게 된다.

또, 급유입구부(1561a)는 배압실링홈(151a)보다 안쪽에서 그 배압실링홈(151a)이 회전축결합부(153)로부터 편심된 쪽으로 연장되도록 형성될 수 있다. 다만, 급유입구부(1561a)는 급유관통부(1561c)의 내부에 제1 감압부재(1565a)가 설치되는 점을 고려하면 급유입구부(1561a)의 길이는 가능한 한 짧게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

또, 급유입구부(1561a)는 오일저장부(155)에 연통되어 선회경판부(151)의 상면에 기설정된 깊이만큼 함몰된 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 오일저장부(155)에 담긴 오일이 급유입구부(1561a)로 이동하여 배압실링부재(1515)의 안쪽에서 선회스크롤(150)의 상면으로 퍼지면서 메인 프레임(130)과 선회스크롤(150)의 사이를 원활하게 윤활할 수 있다.

또, 급유관통부(1561c)의 내부에는 전술한 제1 감압부재(1565a)가 삽입될 수 있다. 제1 감압부재(1565a)는 급유관통부(1561c)의 내경보다 작은 외경을 갖는 감압핀으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 오일수용부(155)의 오일이 급유관통부(1561c)의 제1 감압부재(1565a)를 통과하면서 감압되어 제1 압축실(V1)로 공급될 수 있다.

또, 급유출구부(1561d)는 최외곽 선회랩(152)의 외측면으로부터 기설정된 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 급유출구부(1561d)는 선회스크롤(150)의 선회위치(크랭크각)에 관계없이 제1 압축실급유구멍(1561)은 제1 압축실(V1)에, 제2 압축실급유구멍(1562)은 제2 압축실(V2)에 각각 독립적으로 연통될 수 있는 위치에 형성될 수 있다.

구체적으로, 급유출구부(1561d)는 제1 압축실급유구멍(1561)의 반경방향 선상에서의 랩두께에서 급유출구부(1561d)의 내경을 뺀 나머지 값 이상만큼 최외곽 선회랩(152)의 외측면으로부터 이격되는 위치에 형성될 수 있다. 이는 최외곽 선회랩(152)의 내측에 구비되는 제2 압축실급유구멍(1562)의 급유출구부(1561d)도 동일한 위치에 형성된다.

이에 따라, 복수 개의 압축실급유구멍(156)이 형성되는 경우에도 제1 압축실급유구멍(1561)은 거의 제1 압축실(V1)에만 연통되고, 제2 압축실급유구멍(1562)은 거의 제2 압축실(V2)에만 연통될 수 있다.

이를 통해, 선회스크롤(150)의 전체 선회위치에서 제1 압축실(V1)과 제2 압축실(V2)이 제1 압축실급유구멍(1561)과 제2 압축실급유구멍(1562) 그리고 오일수용부(155)를 통해 서로 연통되는 것을 방지할 수 있다.

이는 또, 양쪽 급유구멍(1561)(1562)을 통해 어느 특정 선회구간에서 양쪽 압축실(V1)(V2) 사이의 압력차에 의해 상대적으로 높은 쪽의 압축실에서 상대적으로 낮은 쪽의 압축실쪽으로 오일이 역류하는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 양쪽 압축실에 거의 항상 일정량의 오일이 공급되면서 압축기의 신뢰성이 향상되고, 마찰손실이 감소되어 압축기 성능이 향상될 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았지만, 압축실급유구멍(156)은 한 개만 형성되는 경우에는 압축실급유구멍(156)의 출구를 이루는 급유출구부가 선회스크롤(150)의 선회운동시 그 위치에 따라 제1 압축실(V1) 또는 제2 압축실(V2)에 번갈아 연통되는 위치에 형성될 수 있다.

다음으로 토출커버를 설명한다.

다시 도 5 내지 도 7을 참조하면, 토출커버(160)는 커버 하우징부(161), 커버 플랜지부(162)를 포함한다. 커버 하우징부(161)는 그 내부에 고정스크롤(140)과 함께 토출공간을 이루는 커버공간부(161a)를 형성한다.

커버 하우징부(161)는 대략 평면으로 형성되는 하우징바닥면(1611)과, 하우징바닥면(1611)에서 축방향으로 연장되어 대략 환형으로 형성되는 하우징측벽면(1612)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 하우징바닥면(1611)과 하우징측벽면(1612)은 고정스크롤(140)에 각각 구비된 토출구(141a)(141b)의 출구와 제1 배출구멍(142a)의 입구를 수용하는 커버공간부(161a))를 형성하며, 커버공간부(161a)는 그 커버공간부(161a)에 삽입되는 고정스크롤(140)의 표면과 함께 토출공간(S4)을 형성하게 된다.

하우징바닥면(1611)의 중앙부에는 커버축수돌부(1613)가 고정스크롤(140)을 향해 축방향으로 돌출되고, 커버축수돌부(1613)의 내부에는 축방향으로 관통되는 관통구멍(1613a)이 형성될 수 있다.

관통구멍(1613a)은 고정스크롤(140)의 배면, 즉 고정경판부(141)에서 하측 방향(축방향)으로 돌출된 서브 베어링부(143)가 삽입되어 결합된다. 그리고 관통구멍(1613a)의 내주면에는 서브 베어링부(143)의 외주면과의 사이를 실링하는 커버 실링부재(1614)가 삽입될 수 있다.

하우징측벽면(1612)은 고정스크롤(140)의 하면에 밀착되어 체결되도록 커버 하우징부(161)의 외주면에서 바깥쪽으로 연장된다. 또, 하우징측벽면(1612)의 내주면에는 원주방향을 따라 적어도 한 개 이상의 토출안내홈(1612a)이 형성될 수 있다.

토출안내홈(1612a)은 바깥쪽을 향해 반경방향으로 함몰지게 형성되고, 제1 냉매배출유로를 이루는 고정스크롤(140)의 제1 배출구멍(142a)은 토출안내홈(1612a)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 토출안내홈(1612a)을 제외한 하우징측벽면(1612)의 내측면이 고정스크롤(140)의 외주면, 즉 고정경판부(141)의 외주면에 밀착되어 일종의 실링부를 형성하게 된다.

여기서, 토출안내홈(1612a)의 전체 원주각은 토출안내홈(1612a)을 제외한 토출공간(S4)의 내주면에 대한 전체 원주각보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이에 따라, 토출안내홈(1612a)을 제외한 토출공간(S4)의 내주면이 충분한 실링면적을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 후술할 커버 플랜지부(162)가 형성될 수 있는 원주방향 길이를 확보할 수 있다.

하우징측벽면(1612)의 외주면에는 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 제3 오일회수홈을 이루는 오일회수홈(1612b)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징측벽면(1612)의 외주면에는 오일회수홈(1612b)이 형성되고, 이 오일회수홈(1612b)은 후술할 커버 플랜지부(162)의 오일회수홈(162b)과 함께 제3 오일회수홈을 형성할 수 있다. 그리고 토출커버(160)의 제3 오일회수홈은 앞서 설명한 메인 프레임(130)의 제1 오일회수홈, 고정스크롤(140)의 제2 오일회수홈과 함께 제2 오일회수유로를 형성할 수 있다.

커버 플랜지부(162)는 실링부를 이루는 부분, 즉 커버 하우징부(161)의 하우징측벽면(1612)중에서 토출안내홈(1612a)을 제외한 부분의 외주면에서 반경방향으로 연장되어 형성될 수 있다.

커버 플랜지부(162)에는 토출커버(160)를 고정스크롤(140)에 볼트로 체결하기 위한 체결구멍(162a)이 형성되고, 체결구멍(162a)의 사이에는 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개의 오일회수홈(162b)이 형성될 수 있다.

커버 플랜지부(162)에 형성되는 오일회수홈(162b)은 하우징측벽면(1612)에 형성되는 오일회수홈(1612b)과 함께 제3 오일회수홈을 형성하게 된다. 커버 플랜지부(162)에 형성되는 오일회수홈(162b)은 커버 플랜지부(162)의 외주면에서 반경방향 안쪽(중앙쪽)으로 함몰지게 형성될 수 있다.

한편, 토출커버(160)에는 냉매흡입관(115)과 고정스크롤(140)의 제2 흡입유로(1921) 사이를 연통시키는 제1 흡입유로(1912)가 형성될 수 있다. 제1 흡입유로(1912)의 입구는 원통쉘(111)을 관통하는 냉매흡입관(115)이 삽입되어 직접 연통되고, 제1 흡입유로(1912)의 출구는 고정스크롤(140)에 구비되는 제2 흡입유로(1921)에 연통될 수 있다. 그리고 제1 흡입유로(1912)의 출구는 제2 흡입유로(1921)에 삽입되는 흡입유로개폐밸브(195)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

이에 따라, 압축기의 운전 중에 냉동사이클을 순환하는 냉매는 냉매흡입관(115)을 통해 토출커버(160)의 제1 흡입유로(1912)로 유입되고, 이 냉매는 흡입유로개폐밸브(195)를 열고 제2 흡입유로(1921)를 통해 흡입실(Vs)로 흡입될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 21은 응축기팬, 41은 증발기팬이다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 고압식이면서 하부 압축식인 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 전동부(20)에 전원이 인가되면, 회전자(22)와 회전축(125)에 회전력이 발생되어 회전하고, 회전축(125)에 편심 결합된 선회스크롤(150)이 올담링(35)에 의해 고정스크롤(140)에 대해 선회운동을 하게 된다.

그러면, 압축실(V)의 체적이 압축실(V)의 바깥쪽에 형성되는 흡입실(Vs)에서 중심쪽을 향해 연속으로 형성되는 중간압실(Vm), 그리고 중앙부의 토출실(Vd)로 갈수록 점점 감소하게 된다.

그러면, 냉매가 냉동사이클의 응축기(20)와 팽창기(30), 그리고 증발기(40)로 이동하였다가 어큐뮬레이터(50)로 이동하게 되고, 이 냉매는 냉매흡입관(115)을 통해 압축실(V)을 이루는 흡입실(Vs)쪽으로 이동을 하게 된다.

그러면, 흡입실(Vs)로 흡입된 냉매는 압축실(V)의 이동궤적을 따라 중간압실(Vm)을 거쳐 토출실(Vd)로 이동하면서 압축되고, 압축된 냉매는 토출실(Vd)에서 토출구(141a)(141b)를 통해 토출커버(160)의 토출공간(S4)으로 토출된다.

그러면, 토출커버(160)의 토출공간(S4)으로 토출된 냉매는 토출커버(160)의 토출안내홈(1612a)과 고정스크롤(140)의 제1 배출구멍(142a)을 통해 케이싱(110)의 내부공간(110a)으로 배출된다. 이 냉매는 메인 프레임(130)과 구동모터(120) 사이의 하부공간(S1)으로 이동하고, 이후 고정자(121)와 회전자(122) 사이의 공극을 통해 구동모터(120)의 상측에 형성된 케이싱(110)의 상부공간(S2)으로 이동하게 된다.

그러면, 케이싱(110)의 상부공간(S2)에서 냉매로부터 오일이 분리되고, 오일이 분리된 냉매는 냉매토출관(116)을 통해 케이싱(110)의 외부로 배출되어 냉동사이클의 응축기(20)로 이동하게 된다.

반면, 케이싱(110)의 내부공간(110a)에서 냉매로부터 분리된 오일은 케이싱(110)의 내주면과 고정자(121) 사이의 제1 오일회수유로 및 케이싱(110)의 내주면과 압축부(30)의 외주면 사이의 제2 오일회수유로를 통해 압축부의 하부에 형성되는 저유공간(S3)으로 회수된다. 이 오일은 급유통로(126)를 통해 각각의 베어링면(미부호)으로 공급되고, 일부는 압축실(V)로 공급된다. 베어링면과 압축실(V)로 공급되는 오일은 냉매와 함께 토출커버(160)로 토출되어 회수되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

한편, 압축기(10)가 정지하게 되면, 압축기(10)를 포함한 냉동사이클은 소위 평압상태로 진입하기 위한 동작을 수행한다. 예를 들어, 압축기(10)가 정지된 직후에 그 압축기(10)의 내부는 압축실을 기준으로 고압영역과 저압영역으로 나뉜다. 즉, 케이싱(110)의 내부공간(110a)은 아직 토출압 상태가 유지되는 반면, 냉매흡입관(115)의 출구측 주변은 흡입압 상태가 유지된다.

이때, 냉매흡입관(115)이 압축실(V)에 직접 연통되는 고압식 스크롤 압축기에서는, 압축기의 정지 상태에서 평압동작이 진행되는 동안에 케이싱(110)의 내부공간(110a)에 채워진 오일 또는 냉매가 냉매흡입관(115)쪽으로 역류하게 된다. 이러한 오일 또는 냉매의 역류 현상은 압축부가 구동모터(120)보다 하측에 구비되어 저유공간(S3)에 인접하게 배치되는 하부 압축식 스크롤 압축기의 경우에 더욱 두드러지게 발생된다.

상기와 같이 케이싱(110)의 내부공간(110a)에 남은 오일 또는 냉매가 냉매흡입관(115)쪽으로 역류하여 유출되게 되면, 흡입측에 고온의 냉매 또는 오일이 흡입될 냉매와 섞이면서 흡입냉매의 비체적이 상승하여 흡입손실이 증가될 수 있다. 아울러, 냉동사이클의 재기동시 압축기의 내부에서 오일부족이 발생되면서 마찰로 인한 압축기의 신뢰성과 성능이 저하될 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 흡입유로의 중간에 일종의 체크밸브를 이루는 흡입유로개폐밸브를 설치함에 따라, 압축기의 정지시 케이싱의 내부에서 평압동작이 수행되더라도 그 케이싱 내 오일 또는 냉매가 압축부를 통해 흡입유로쪽으로 역류하는 것을 억제할 수 있다.

특히, 역류방지밸브가 케이싱의 내부공간에 구비되는 압축부의 내부에 설치됨에 따라, 역류하는 오일 또는 냉매를 압축부 내에서 차단할 수 있고, 이를 통해 압축기의 재기동시 흡입되는 냉매가 가열되는 것을 억제하여 흡입손실을 줄일 수 있다. 아울러, 오일이 압축기의 외부로 누설되는 것을 최소화하여 재기동시 오일부족으로 인한 마찰손실을 줄일 수 있다.

도 10은 도 6에서 고정스크롤과 토출커버를 분해하여 보인 사시도이고, 도 11은 도 10에서 고정스크롤과 토출커버를 조립하여 보인 단면도이며, 도 12a 및 도 12b는 제1 흡입유로에 대한 다른 실시예들을 보인 단면도이고, 도 13은 도 11에서 고정스크롤을 상면에서 보인 평면도이며, 도 14는 도 13의 "Ⅵ-Ⅵ"선단면도이다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는 케이싱(110)의 내부공간(110a), 더 정확하게는 냉매흡입관(115)과 압축실(V) 사이를 연결하는 흡입유로(190)의 내부에 흡입유로개폐밸브(195)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 압축기의 정지시 압축실(V)쪽에서 냉매흡입관(115)쪽으로 역류하는 오일 또는 냉매를 케이싱(110)의 내부, 즉 냉매흡입관(115)보다 앞에서 차단할 수 있다.

본 실시예에 따른 흡입유로(190)는 토출커버(160)에 구비되는 제1 흡입유로부(191) 및 고정스크롤(140)에 구비되는 제2 흡입유로부(192)를 포함할 수 있다. 제1 흡입유로부(191)와 제2 흡입유로부(192)는 서로 연통되며, 제1 흡입유로부(191)의 입구는 냉매흡입관(115)에 연통되고, 제2 흡입유로부(192)의 출구는 압축실(V)을 이루는 흡입실(Vs)에 연통될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 흡입유로부(191)는 흡입안내돌부(1911) 및 흡입안내돌부(1911)의 내부를 관통하는 제1 흡입유로(1912)를 포함한다. 흡입안내돌부(1911)는 토출커버(160)에서 연장되어 단일체로 형성되고, 제1 흡입유로(1912)는 토출커버(160)를 관통하여 형성될 수 있다.

흡입안내돌부(1911)는 토출커버(160)를 이루는 커버 하우징부(161)의 하우징바닥부(1611)와 하우징측벽면(1612)의 내주면에서 일체로 연장될 수 있다. 예를 들어, 흡입안내돌부(1911)는 하우징측벽면(1612)의 내주면에서 커버 하우징부(161)의 중심부, 즉 토출공간(S4)을 이루는 커버공간부(161a)의 중심부를 향해 돌출 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입안내돌부(1911)의 축방향 높이는 하우징측벽면(1612)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다.

또, 흡입안내돌부(1911)의 외주면은 케이싱(110)을 이루는 원통쉘(111)의 내주면과 거의 밀착되어 결합되고, 흡입안내돌부(1911)의 상면은 고정스크롤(140)의 고정경판부(141)의 하면과 밀착되어 결합된다.

또, 흡입안내돌부(1911)의 외주면과 상면 사이에 후술할 제1 흡입유로(1912)가 관통되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)를 이루는 흡입안내돌부(1911)의 외주면과 이를 마주보는 원통쉘(111)의 내주면 사이, 또는 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)를 이루는 흡입안내돌부(1911)의 상면과 이를 마주보는 고정경판부(141)의 하면 사이에는 각각 흡입유로실링부재가 구비될 수 있다.

예를 들어, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)에는 그 제1 흡입유로(1912)의 내주면과 냉매흡입관(정확하게는 연결관)(115)의 외주면 사이를 실링하는 흡입유로실링부재(이하, 제1 흡입유로실링부재)(1931)가 구비될 수 있다.

제1 흡입유로실링부재(1931)는 오링(O-ring)과 같이 환형으로 형성되고, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)의 내주면에 삽입되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 냉매가 제1 흡입유로(1912)의 내주면와 냉매흡입관(115)의 외주면 사이로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)는 흡입안내돌부(1911)의 상면이 고정경판부(141)의 하면에 접촉되어 후술할 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)에 연통된다. 이에 에 따라, 흡입안내돌부(1911)의 상면과 고정경판부(141)의 하면 사이에는 제1 흡입유로(1912)와 제2 흡입유로(1921) 사이를 실링하는 흡입유로실링부재(이하, 제2 흡입유로실링부재)(1932)가 설치될 수 있다. 제2 흡입유로실링부재에 대해서는 나중에 밸브시트면과 함께 다시 설명한다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 흡입유로(1912)는 흡입안내돌부(1911)의 내부를 관통하여 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 흡입유로(1912)의 일단은 하우징측벽면(1612)에서 연장되는 흡입안내돌부(1911)의 외주면을 관통하도록 반경방향으로 형성되고, 제1 흡입유로(1912)의 타단은 흡입안내돌부(1911)의 상면을 축방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

이에 따라 제1 흡입유로(1912)는 정면에서 보면 'ㄴ'자 단면 형상으로 형성될 수 있다. 흡입냉매관(115)이 연결되는 쪽을 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)로, 제2 흡입유로(1921)에 연결되는 쪽을 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)로 각각 정의하여 설명한다.

제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)와 출구(1912b)는 거의 동일한 내경을 가지는 원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 하지만, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)에 냉매흡입관(115)이 삽입되는 경우에는 그 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)가 냉매흡입관(115)의 내경과 거의 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 냉매흡입관(115)을 통해 흡입되는 냉매에 대한 유동저항을 최소화할 수 있다.

또, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)와 출구(1912b) 사이의 내주면은 도 11과 같이 직각으로 절곡되어 형성될 수도 있다. 이 경우 제1 흡입유로(1912)의 체적을 넓게 확보하여 냉매의 흡입유량을 증대시킬 수 있다.

하지만, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)와 출구(1912b) 사이의 내주면, 정확하게는 냉매흡입관(115)의 단부를 반경방향으로 마주보는 면은 도 12a와 같이 경사지게 흡입안내면(1912c)이 형성되거나 또는 도 12b와 같이 곡면지게 흡입안내면(1912c)이 형성될 수도 있다.

이 경우에는, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)에서 출구(1912b)쪽으로 이동하는 냉매가 흡입안내면(1912c)을 따라 원활하게 이동하게 된다. 그러면, 제1 흡입유로(1912)의 입구(1912a)와 출구(1912b) 사이에서 와류가 형성되는 것을 억제하여 토출커버(160)의 두께를 확보하면서도 냉매의 흡입손실을 최소화할 수 있다.

한편, 도 10 및 도 11을 참고하면, 본 실시예에 따른 제2 흡입유로부(192)는 제2 흡입유로(1921) 및 제2 흡입유로(1921)의 축방향 상단을 부분적으로 복개하는 밸브 스토퍼(1922)를 포함한다. 제2 흡입유로부(192)는 앞서 설명한 토출커버(160)의 흡입안내돌부(1911)와 함께 흡입유로(190)를 형성한다.

제2 흡입유로(1921)는 고정경판부(141)의 하면에서 축방향으로 기설정된 깊이(또는 높이)만큼 함몰지게 형성된다. 제2 흡입유로(1921)는 제1 흡입유로(1912)에 축방향으로 대응되도록 형성된다. 다시 말해, 제2 흡입유로(1921)는 제1 흡입유로(1912)의 출구측에 대응하여 축방향으로 형성된다. 이에 따라, 제2 흡입유로(1921)는 제1 흡입유로(1912)에 연통되어 제1 흡입유로(1912)를 통해 흡입되는 냉매를 흡입실(Vs)로 안내하게 된다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 제2 흡입유로(1921)는 고정경판부(141)를 관통하되 고정측벽부(142)의 내주면에 일부가 포함되도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 흡입유로(1921)는 고정측벽부(142)의 내주면의 일부가 포함되는 위치에서 그 고정측벽부(142)의 내주면과 최외곽 고정랩(144)의 외측면 사이에 형성될 수 있다.

이에 따라, 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)를 이루는 제2 흡입유로(1921)의 하단은 고정경판부(141)의 하면을 축방향으로 관통하여 고정경판부(141)에서는 원형으로 형성된다. 하지만, 고정경판부(141)를 벗어나 제2 흡입유로(1921)의 출구(1921b)를 포함하는 부분에서는 고정측벽부(142)의 내주면에 대략 반원 단면 형상으로 형성될 수 있다.

또, 제2 흡입유로(1921)의 상단은 고정경판부(141)의 상면을 완전히 관통하지 않고 고정경판부(141)의 상면 근방까지 함몰지게 형성된다. 즉, 제2 흡입유로(1921)의 상단은 고정측벽부(142)의 상면에 의해 대략 절반이 막히고 나머지 절반은 개구되어 후술할 흡입유로개폐밸브(195)의 배압면(1951b)을 축방향으로 지지하는 밸브 스토퍼(1922)를 형성하게 된다.

그러면 제2 흡입유로(1921)의 내부에 미끄러지게 삽입되는 흡입유로개폐밸브(195)는 제2 흡입유로(1921)의 상단에 구비되는 밸브 스토퍼(1922)에 의해 이탈되지 않으면서 열림위치가 한정된다. 즉, 밸브 스토퍼(1922)가 형성되는 위치는 흡입유로개폐밸브(195)의 최대 열림위치가 된다.

그리고, 제2 흡입유로(1921)의 하단과 상단 사이는 최외곽 고정랩(144)의 외측면을 마주보는 고정측벽부(142)의 내주면을 관통하여 흡입실(Vs)에 연통될 수 있다. 따라서, 고정경판부(141)의 상면부터 밸브 스토퍼(1922)의 하면까지는 최외곽 고정랩(144)의 외주면을 마주보는 면이 개구되어, 제2 흡입유로(1921)의 출구(1921b)를 이루게 된다.

다시 말해, 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)는 축방향으로 개구되어 형성되는 반면, 제2 흡입유로(1921)의 출구(1921b)는 측면에서 반경방향으로 개구되어 형성된다. 이에 따라, 제2 흡입유로(1921)는 최외곽 고정랩(144)의 외측면에 거의 접하는 위치까지 형성되는 것이 후술할 흡입유로개폐밸브(195)의 거동 안정성 측면에서 유리할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 제2 흡입유로(1921)의 출구(1921b)는 최외곽 고정랩(144)의 외측면을 마주보는 면이 개구되어 형성됨에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)의 외주면 일부는 제2 흡입유로(1921)의 측면에 의해 지지되지 않고 자유상태가 된다. 따라서, 제2 흡입유로(1921)의 출구(1921b)가 최외곽 고정랩(144)의 외측면에 최대한 근접되도록 형성되면 그 최외곽 고정랩(144)의 외측면에 의해 흡입유로개폐밸브(195)의 외주면 일부가 반경방향으로 지지되어 흡입유로개폐밸브(195)의 거동이 안정될 수 있다.

또, 제2 흡입유로(1921)의 입구높이(H1)는 후술할 흡입유로개폐밸브(195)의 두께(축방향 높이)(t1)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 흡입유로(1921)의 입구높이(H2)는 흡입유로개폐밸브(195)의 닫힘위치(P1)에서 그 흡입유로개폐밸브(195)의 외주면이 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)에 삽입되어 제2 흡입유로(1921)의 출구(1921b)에서 노출되지 않을 정도로 형성될 수 있다.

또, 제2 흡입유로(1921)의 출구높이(H2)는 후술할 흡입유로개폐밸브(195)의 두께(축방향 높이)(t1)보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 흡입유로(1921)의 출구높이(H2)는 흡입유로개폐밸브(195)의 닫힘위치(P1)에서는 그 흡입유로개폐밸브(195)의 배압면(1951b)이 흡입실(Vs)에 노출되도록 형성되는 반면, 흡입유로개폐밸브(195)의 열림위치(P2)에서는 그 흡입유로개폐밸브의 개폐면(1951a)이 흡입실(Vs)에 노출되도록 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 제2 흡입유로(1921)는 제1 흡입유로(1912)와 동일한 내경을 가지도록 형성하거나 또는 서로 다른 내경을 가지도록 형성할 수 있다.

도 15는 흡입유로와 흡입유로개폐밸브의 조립된 일실시예를 보인 개략도이고, 도 16은 흡입유로와 흡입유로개폐밸브의 조립된 다른 실시예를 보인 개략도이다.

즉, 도 15는 제2 흡입유로의 내경(정확하게는 제2 흡입유로의 입구 내경)이 제1 흡입유로의 내경(정확하게는 제1 흡입유로의 출구 내경)과 동일한 경우이고, 도 16은 제2 흡입유로의 내경이 제1 흡입유로의 내경보다 크게 형성되는 경우이다.

도 15를 참조하면, 제2 흡입유로(1921)의 내경(D2)이 제1 흡입유로(1912)의 내경(D1)과 동일한 경우에는 제2 흡입유로(1921)의 입구가 제1 흡입유로(1912)의 출구에 대해 엇갈리게 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 15의 (a)와 같이 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)와 이를 마주보는 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)가 서로 다른 축선상에 위치하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)에서의 축중심선(CL2)은 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)에서의 축중심선(CL1)에 대해 반경방향으로 바깥쪽(또는 안쪽)에 편심지게 위치하도록 배치될 수 있다.

그러면, 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b) 주변에는 제2 흡입유로(1921)에 의해 가려지지 않는, 다시 말해 제1 흡입유로(1912)의 출구측 단부면에 초승달 모양의 원호 단면 형상으로 된 단차면이 형성된다. 이 단차면이 후술할 흡입유로개폐밸브(195)의 개폐면(1951a)을 지지하는 밸브시트면(190a)을 형성하게 된다.

그러면 흡입유로개폐밸브(195)는 밸브시트면(190a)에 축방향으로 지지되어 흡입유로(190)를 차단하게 되므로, 밸브시트면(190a)은 흡입유로개폐밸브(195)의 닫힘위치(P1)가 된다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 제1 흡입유로(1912)의 내경(D1)이 제2 흡입유로(1921)의 내경(D2)보다 크게 되면서도 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)와 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)가 서로 편심지게 배치될 수 있다. 이 경우에도 제1 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)측 단부면에 원호 단면 형상으로 된 밸브시트면(190a)이 형성될 수 있다.

도 16을 참조하면, 제2 흡입유로(1921)의 내경(D2)이 제1 흡입유로(1912)의 내경(D1)보다 크게 형성되는 경우에는 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)와 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)를 동일 축선상에 배치하면서도 제1 흡입유로(1912)의 출구측 선단면에 밸브시트면(190a)이 형성될 수 있다. [도 16의 (a) 참조]

본 실시예에 따른 밸브시트면(190a)은 전술한 도 13의 실시예와 달리 환형으로 형성될 수 있다. 그러면, 본 실시예에 따른 밸브시트면(190a)은 흡입유로개폐밸브(195)의 개폐면(1951a)의 가장자리를 고르게 지지할 수 있어 흡입유로개폐밸브(195)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b) 주변과 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a) 주변 사이에는 제2 흡입유로실링부재(1932)가 구비될 수 있다. 제2 흡입유로실링부재(1932)는 오링과 같은 환형으로 형성되어 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b) 주변을 감싸거나 또는 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a) 주변을 감싸도록 설치될 수 있다. 하지만, 제2 흡입유로실링부재(1932)는 고정스크롤(140)의 하면과 토출커버(160)의 커버 플랜지부(162) 사이를 실링하는 가스켓(미도시)에서 연장되어 수도 있다.

제2 흡입유로실링부재(1932)는 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)와 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a) 사이의 배치형태에 따라 설치위치가 한정될 수 있다.

예를 들어, 도 15의 (a)와 같이 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)와 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)가 편심지게 배치되는 경우에는 도 15의 (b)와 같이 제2 흡입유로실링부재(1932)의 중심은 흡입유로(190)의 중심에 대해 편심지게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)가 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)에 대해 편심지게 배치되더라도 제1 흡입유로(1912)와 제2 흡입유로(1921)에 대한 실링면적을 확보할 수 있다. 이는, 반대로 편심지는 경우에도 마찬가지이다.

반면, 도 16의 (a)와 같이 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)와 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)가 동일 축선 상에 배치되는 경우에는 도 16의 (b)와 같이 제2 흡입유로실링부재(1932)는 흡입유로의 중심에 대해 동일 축선 상에 배치될 수 있다. 다시 말해, 이 경우에는 제2 흡입유로실링부재(1932)가 제1 흡입유로(1912)의 출구(1912b)과 제2 흡입유로(1921)의 입구(1921a)에 대해 각각 동심상에 위치하도록 배치할 수 있다. 이에 따라, 제2 흡입유로실링부재(1932)를 더욱 용이하게 설치할 수 있을 뿐만 아니라 실링길이를 더욱 충분하게 확보할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 흡입유로개폐밸브(195)는, 전술한 바와 같이, 제2 흡입유로(1921)의 내부에서 축방향으로 미끄러지게 삽입되어 그 흡입유로개폐밸브(195)의 축방향 양쪽 측면에 부과되는 압력차에 의해 흡입유로를 개폐하게 된다.

다시 도 10을 참조하면, 흡입유로개폐밸브(195)는 밸브 바디부(1951)와, 밸브 가이드부(1952)를 포함한다. 밸브 바디부(1951)는 원판 형상으로 형성되고, 밸브 가이드부(1952)는 밸브 바디부(1951)의 상면에서 축방향으로 연장된다.

밸브 바디부(1951)와 밸브 가이드부(1952)가 동일 재질로 형성될 수도 있고 서로 다른 재질로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 밸브 바디부(1951)와 밸브 가이드부(1952)의 전체 또는 일부가 금속재질로 형성되거나 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

밸브 바디부(1951)는 토출커버(160)를 향하는 일측면이 개폐면(1951a)을 이루고, 그 반대쪽이 배압면(1951b)을 이루는 단순 원판 형상으로 형성될 수 있다. 밸브 바디부(1951)의 외경은 제1 흡입유로(1912)의 내경, 정확하게는 밸브시트면(190a)의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)의 밸브 바디부(1951)는 밸브시트면(190a)에 착탈되면서 흡입유로(190)를 개폐할 수 있게 된다.

밸브 가이드부(1952)는 환형으로 형성될 수 있다. 밸브 가이드부(1952)의 외경은 제2 흡입유로(1921)의 내경과 거의 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)가 제2 흡입유로(1921)의 내부에서 축방향을 따라 상하로 미끄러질 때 밸브 가이드부(1952)는 흡입유로개폐밸브(195)의 요동을 억제하여 밸브의 안정성 및 응답성을 높일 수 있다.

또, 밸브 바디부(1951)와 밸브 가이드부(1952)를 포함한 흡입유로개폐밸브(195)의 축방향 두께(t1)는 제2 흡입유로(1921)의 입구높이(H1)보다 작거나 같고, 제2 흡입유로(1921)의 출구높이(H2)보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)의 개폐시 마찰면적을 줄일 수 있고, 흡입유로개폐밸브(195)의 열림위치(P2)에서 제2 흡입유로(1921)의 출구면적을 최대한으로 확보할 수 있다.

또, 본 실시예와 같이 밸브 가이드부(1952)가 환형으로 형성되는 경우에는 그 밸브 가이드부(1952)의 내부에 일종의 냉매수용공간(195a)이 형성될 수 있다. 이 냉매수용공간(195a)은 밸브 가이드부(1952)의 높이만큼의 체적을 가지게 된다.

이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)가 닫힐 때 밸브 가이드부(1952)에 의해 형성된 냉매수용공간(195a)에 냉매가 모여 흡입유로개폐밸브(195)의 밸브 바디부(1951)를 축방향으로 가압할 수 있게 된다. 그러면 흡입유로개폐밸브(195)는 더욱 신속하면서도 긴밀하게 흡입유로(190)를 차단할 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브(195)의 응답성 및 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 밸브 가이드부(1952)의 폭은 밸브 스토퍼(1922)에 의해 냉매수용공간(195a)이 가려지지 않을 정도로 얇게 형성될 수 있다. 밸브 가이드부(1952)가 너무 두껍게 형성되면, 흡입유로개폐밸브(195)가 열림위치(P2)까지 상승한 상태에서 밸브 가이드부(1952)에 의해 냉매수용공간(195a)이 가려지게 된다.

그러면 압축실(V)에서 역류하는 고압의 냉매가 냉매수용공간(195a)으로 원활하게 유입되지 않아 밸브의 닫힘동작이 지연될 수 있다. 따라서, 밸브 가이드부(1952)의 폭(W1)은 밸브 스토퍼(1922)의 내주면과 이를 마주보는 최외곽 고정랩(144)의 외주면 사이의 간격(W2)보다 작게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.(도 14 참조)

상기와 같이 밸브 가이드부(1952)가 환형으로 형성됨에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)의 무게가 과도하게 상승하지 않으면서도 밸브 가이드부(1952)의 높이만큼 밸브의 두께를 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 흡입유로개폐밸브(195)와 제2 흡입유로(1921) 사이의 접촉면적을 확대하여 제2 흡입유로(1921)의 내주면 일부가 개구된 상태에서도 흡입유로개폐밸브(195)의 거동을 안정시킬 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 흡입유로개폐밸브(195)는 제1 흡입유로(1912)의 내부에서 축방향으로 미끄러지게 삽입된 상태에서 개폐면(1951a)과 배압면(1951b)에 부과되는 압력의 차이에 의해 작동하게 된다.

다시 도 11을 참조하면, 흡입유로개폐밸브(195)는 압축기(10)의 운전 중에는, 점선으로 표시된 바와 같이, 흡입되는 냉매의 힘에 밀려 상승하면서 밸브시트면(190a)에서 이격되어 흡입유로(190)를 개방하게 된다. 그러면, 냉매는 냉매흡입관(115)에서 제1 흡입유로(1912), 그리고 제2 흡입유로(1921)를 통해 흡입실(Vs)로 원활하게 흡입된다.

반면, 압축기의 정지 중에는, 실선으로 표시된 바와 같이, 흡입유로개폐밸브(195)는 그 밸브의 자중과 압축실(V)에서 냉매흡입관(115)쪽으로 역류하려는 유체(오일 또는 냉매)의 압력에 의해 하강하면서 밸브시트면(190a)에 밀착된다. 그러면 흡입유로개폐밸브(195)가 흡입유로(190)를 차단하게 되어 압축실(V)에서 흡입냉매관(115)쪽으로 역류하려는 오일과 냉매를 차단하게 된다.

한편, 흡입유로개폐밸브에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 밸브 가이드부의 외경이 밸브 바디부의 외경과 거의 동일하게 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 밸브 가이드부의 외경이 밸브 바디부의 외경과 상이하게 형성될 수도 있다.

도 17은 흡입유로개폐밸브에 대한 다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 18은 도 17에 따른 흡입유로개폐밸브가 삽입된 상태를 설명하기 위해 보인 단면도이다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 밸브 가이드부(1952)의 외경(D4)은 밸브 바디부(1951)의 외경(D3)보다 약간 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 밸브 바디부(1951)의 외주면과 제2 흡입유로(1921)의 내주면 사이는 거의 접촉되는 반면, 밸브 가이드부(1952)의 외주면과 제2 흡입유로(1921)의 내주면 사이에는 기설정된 간격(t2)만큼 이격될 수 있다.

상기와 같이, 밸브 가이드부(1952)의 외경(D4)이 밸브 바디부(1951)의 외경(D3)보다 작게 형성되면 흡입유로개폐밸브(195)가 축방향으로 이동할 때 밸브 가이드부(1952)는 제2 흡입유로(1921)의 내주면으로부터 이격된다.

이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)가 불균일한 압력을 받아 축방향 거동이 다소 불안정하게 될 경우라도 밸브 바디부(1951)와 밸브 가이드부(1952)를 포함한 흡입유로개폐밸브의 전체 두께(t1)는 증가되어 밸브의 거동을 안정시킬 수 있다.

반면, 흡입유로개폐밸브(195)가 축방향을 따라 거의 정상적으로 이동하는 경우에는 밸브 가이드부(1951)의 외주면과 제2 흡입유로(1921)의 내주면 사이가 기설정된 간격(t2)만큼 이격된다. 이에 따라 흡입유로개폐밸브(195)의 외주면과 제2 흡입유로(1921)의 내주면 사이의 마찰면적이 감소되어 흡입유로개폐밸브(195)가 신속하게 개폐될 수 있다.

한편, 흡입유로개폐밸브에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 밸브 가이드부의 상단이 평평하게 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 밸브 가이드부의 상단이 요철지게 형성될 수도 있다.

도 19는 흡입유로개폐밸브에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 20은 도 19에 따른 흡입유로개폐밸브가 흡입유로에 삽입된 상태를 설명하기 위해 보인 단면도이다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입유로개폐밸브(195)의 밸브 가이드부(1952)는 그 상단인 단부면에 연통홈(1952a)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 밸브 가이드부(1952)의 외주면과 내주면 사이는 연통홈(1952a)에 의해 관통되어 서로 연통될 수 있다. 연통홈(1952a)은 한 개만 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 복수 개의 연통홈(1952a)이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수도 있다.

이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)가 상승하여 열림위치(P2)에 밀착된 상태에서 압축기(10)가 정지하게 되더라도 역류하는 고압의 냉매 또는 오일이 그 흡입유로개폐밸브(195)의 냉매수용공간(195a)으로 신속하게 유입될 수 있다.

즉, 압축기(10)가 정지되면 흡입유로개폐밸브(195)는 신속하게 하강하여 흡입유로(190)를 차단하여야 고온 고압의 냉매와 오일이 냉매흡입관(115)으로 역류하는 것을 최소화할 수 있다.

이때, 흡입유로개폐밸브(195)가 열림위치(P2)에서는 밸브 가이드부(1952)의 단부면이 밸브 스토퍼(1922)에 밀착되어 역류하는 냉매 또는 오일이 밸브 가이드부(1952)의 안쪽으로 원활하게 유입되지 못할 수 있다. 그러면, 압축기(10)의 정지시 흡입유로개폐밸브(195)는 밸브의 무게로만 하강을 하게 되어 닫힘동작이 지연될 수 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 밸브 가이드부(1952)의 단부면에 연통홈(1952a)이 형성되면 역류하는 냉매(또는 오일)의 일부가 연통홈(1952a)을 통해 냉매수용공간(195a)으로 유입될 수 있다. 그러면, 흡입유로개폐밸브(195)는 압축기가 정지되는 시점부터 배압면(1951b)에 고압의 유체가 닫힘방향으로 압력을 작용하게 된다. 그러면 흡입유로개폐밸브(195)는 자중 및 유체의 압력에 의해 더욱 신속하게 하강하여 흡입유로(190)를 차단하게 되므로 밸브의 응답성이 향상될 수 있다.

즉, 전술한 실시예에서는 밸브 바디부와 밸브 가이드부로 이루어지는 것이나, 경우에 따라서는 밸브 바디부로만 형성될 수도 있다.

도 21은 흡입유로개폐밸브에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도이다.

도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입유로개폐밸브(195)는 단순 원판 형상으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 흡입유로개폐밸브(195)는 밸브 바디부(1951)로 이루어질 수 있다. 밸브 바디부(1951)는 제1 흡입유로(1912)를 마주보는 개폐면(1951a)과, 밸브 스토퍼(1922)를 마주보는 배압면(1951b)을 포함하고, 개폐면(1951a)과 배압면(1951b)은 각각 편평하게 형성될 수 있다. 그리고 밸브 바디부(1951)의 두께(t1)는 제2 흡입유로(1921)의 입구높이(H1)보다 작거나 같고, 제2 흡입유로(1921)의 출구높이(H2)보다 작게 형성될 수 있다.

또, 흡입유로개폐밸브(195)는 밸브 바디부(1951)의 전체가 단일 또는 복수의 소재가 합금된 금속재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)를 이루는 밸브 바디부(1951)가 얇은 판형으로 형성되더라도 압축기(10)의 정지시 그 밸브 바디부(1951)의 자중에 의해 신속하게 하강할 수 있다.

하지만, 흡입유로개폐밸브(195)는 엔지니어 플라스틱과 같이 상대적으로 가벼운 소재로 형성될 수도 있다. 다만, 이 경우에는 흡입유로개폐밸브(195)가 압축기의 정지시 순간적인 닫힘동작에 필요한 무게를 확보할 수 있도록 밸브 바디부(1951)가 기설정된 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 전술한 실시예에서는 흡입유로개폐밸브가 그 밸브의 무게와 역류하는 유체의 압력에 의해 작동하는 것이나, 경우에 따라서는 밸브의 무게와 유체의 압력 외에 탄성력이 더 부가될 수도 있다.

도 22는 흡입유로개폐밸브를 지지하는 탄성부재에 대한 일실시예를 보인 단면도이고, 도 23은 흡입유로개폐밸브를 지지하는 탄성부재에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 흡입유로개폐밸브(195)는 그 배압면(1951b)에 탄성부재(196)가 구비될 수 있다. 탄성부재(196)는 압축코일스프링이나 판스프링, 또는 고무와 같은 탄성을 가지는 소재로 된 부재가 적용될 수 있다. 본 실시예는 탄성부재(196)로 압축코일스프링이 적용된 예를 도시하고 있다.

도 22를 참조하면, 탄성부재(196)는 흡입유로개폐밸브(195)의 밸브 바디부(1951)와 고정스크롤(140)의 밸브 스토퍼(1922) 사이에 구비될 수 있다. 탄성부재(196)의 일단은 밸브 스토퍼(1922)에 지지되고, 탄성부재(196)의 타단은 밸브 바디부(1951)의 배압면(1951b)에 지지될 수 있다.

예를 들어, 밸브 가이드부(1952)의 내주면에 탄성부재(196)의 일단이 삽입될 수 있다. 도면으로 도시하지 않았으나, 밸브 스토퍼(1922) 또는 흡입유로개폐밸브(195)에 각각 스프링 지지부(미도시)가 형성될 수도 있다.

상기와 같이, 흡입유로개폐밸브(195)와 밸브 스토퍼(1922)의 사이에 탄성부재(196)가 설치되는 경우에는 압축기의 정지시 흡입유로개폐밸브(195)가 밸브의 무게와 유체의 압력 외에 탄성부재(196)의 탄성력에 의해 더욱 신속하게 닫힘위치(P1)로 이동할 수 있다. 이를 통해 흡입유로개폐밸브(195)가 흡입유로를 더욱 신속하게 차단하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

또, 탄성부재(196)는 압축기(10)의 정지중에는 흡입유로개폐밸브(195)가 닫힘위치(P1)를 유지하는 반면, 압축기(10)의 운전중에는 흡입유로개폐밸브(195)가 열림위치(P2)까지 충분하게 이동할 수 있을 정도의 적정 탄성력을 가지도록 설정될 수 있다.

이에 따라, 압축기(10)의 운전 초기 또는 운전 중에는 탄성부재(196)로 인한 저항이 크지 않아 흡입되는 냉매에 의해 흡입유로개폐밸브(195)가 신속하게 열림위치(P2)로 이동할 수 있게 된다. 반면, 압축기(10)의 정지시에는 전술한 바와 같이 흡입유로개폐밸브(195)에 복원력을 제공하여 그 흡입유로개폐밸브(195)가 신속하게 닫힘위치(P1)로 복귀할 수 있게 된다.

아울러, 탄성부재(196)는 흡입유로개폐밸브(195)의 거동을 안정시킬 수도 있다. 구체적으로, 흡입유로개폐밸브(195)는 탄성부재(195)에 의해 거동이 제한될 수 있다. 이에 따라, 흡입유로개폐밸브(195)의 개폐면(1951a) 또는 배압면(1951b)이 다소 불균일한 압력을 받더라도 탄성부재(196)가 일종의 가이드 역할을 하면서 흡입유로개폐밸브(195)의 거동을 안정적으로 유지시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 탄성부재(196)의 길이는 짧게 형성될 수 있다. 도 23을 참조하면, 탄성부재(196)의 축방향 길이는 흡입유로개폐밸브(195)가 닫힘위치(P1)에서 그 흡입유로개폐밸브(195)의 배압면(1951b)과 밸브 스토퍼(1922) 사이의 간격보다 짧게 형성될 수 있다.

이 경우, 탄성부재(196)는 흡입유로개폐밸브(195)의 배압면(1951b) 또는 밸브 스토퍼(1922) 중에서 어느 한쪽에만 고정될 수 있다. 흡입유로개폐밸브(195)의 무게를 고려하여 탄성부재(196)는 밸브 스토퍼(1922)에 설치되는 것이 유리할 수 있다. 하지만, 흡입유로개폐밸브(195)가 일정 무게를 가지는 것이 자중에 의한 닫힘효과를 높일 수 있다는 점을 고려하여 탄성부재(196)는 흡입유로개폐밸브(195)의 배압면(1951b)에 설치될 수도 있다.

이에 따라, 탄성부재(196)는 압축기(10)가 정지하는 순간에 흡입유로개폐밸브(195)에 복원력을 전달하여 흡입유로개폐밸브(195)가 밸브 스토퍼(1922)로부터 신속하게 이격되도록 할 수 있고, 이를 통해 흡입유로개폐밸브(195)가 신속하게 닫힘위치(P1)로 이동할 수 있다.

이렇게 하여, 고압식이며 하부 압축식인 스크롤 압축기에서 냉매흡입관의 출구와 압축부의 입구 사이에 흡입유로개폐밸브를 설치할 수 있다. 이에 따라, 압축기의 정지시 케이싱 내 오일 또는 냉매가 압축부를 통해 냉매흡입관쪽으로 역류하는 것을 신속하게 차단할 수 있다.

이를 통해, 압축기의 재기동시 흡입되는 냉매가 역류하는 고온의 오일 또는 냉매와 접촉되는 것을 최소화하여 흡입되는 냉매의 비체적이 상승하는 것을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 케이싱의 내부에서 오일부족으로 인해 발생될 수 있는 부재간 마모를 억제하여 신뢰성을 높이고 마찰손실을 줄여 압축효율을 향상시킬 수 있다.

나아가, 오일 또는 냉매가 압축부를 통해 냉매흡입관쪽으로 역류하는 것을 차단하는 흡입유로개폐밸브가 축방향으로 작동함으로써, 압축기의 정지시 밸브가 자중에 의해 신속하게 닫힘위치로 이동할 수 있다. 이를 통해 흡입유로개폐밸브의 구조를 간소화하여 제조비용을 낮추는 동시에 밸브의 응답성을 높여 압축효율을 향상시킬 수 있다.

나아가, 토출커버 또는 고정스크롤에 흡입유로가 형성되어 그 흡입유로에 냉매흡입관이 압축실보다 낮은 위치에서 연결됨으로써, 흡입유로가 압축부의 하측에 위치한 저유공간에 형성되고 흡입유로를 개폐하는 흡입유로개폐밸브가 축방향으로 작동하도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 고압식이면서 하부압축식인 스크롤 압축기에서 케이싱의 축방향 길이를 유지하면서도 흡입측으로 오일 또는 냉매가 역류하는 것을 효과적으로 차단하여 압축기의 소형화를 이루면서도 압축효율을 높일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 흡입유로에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 토출커버에 구비된 제2 흡입유로에 냉매흡입관이 연결되는 것이나, 경우에 따라서는 흡입유로가 고정스크롤에 모두 형성되어 냉매흡입관이 고정스크롤의 제1 흡입유로에 연통되도록 결합될 수 있다. 물론, 이 경우에도 흡입유로개폐밸브는 케이싱의 내부에서 구비되는 것은 전술한 실시예와 동일하고 그에 따른 기본적인 효과도 전술한 실시예와 동일하다.

도 24는 본 실시예에 따른 하부 압축식 스크롤 압축기에서 흡입유로에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도이고, 도 25는 도 24에서 고정스크롤과 토출커버를 분해하여 보인 사시도이며, 도 26은 도 25에서 고정스크롤과 토출커버를 조립하여 보인 단면도이다.

도 24 내지 도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입유로(290)는 고정스크롤(140)에 구비되는 제1 흡입유로(2911) 및 제2 흡입유로(2912)를 포함할 수 있다. 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)는 축방향을 따라 연속으로 형성될 수 있다.

제1 흡입유로(2911)는 흡입안내돌부(291)의 내부를 관통하여 형성된다. 예를 들어, 흡입안내돌부(291)는 고정경판부(141)의 하면에서 토출커버(160)를 향해 축방향으로 기설정된 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다.

그리고 흡입안내돌부(291)는 전술한 도 2의 실시예에서 토출커버(160)에 구비되는 흡입안내돌부(1911)와 대략 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 흡입안내돌부(291)는 토출커버(160)의 외주면으로부터 기설정된 간격만큼 이격될 수 있다.

이에 따라, 토출커버(160)의 토출공간(S4)에 수용되는 냉매에 의해 흡입안내돌부(291)가 가열되는 것을 억제할 수 있다. 그러면, 압축기의 운전시 제1 흡입유로(2911)를 통과하여 압축실(V)로 흡입되는 냉매가 토출커버(160)로 토출된 냉매에 의해 미리 가열되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해, 압축실(V)로 흡입되는 냉매의 비체적이 상승하는 것을 억제함으로써 흡입손실을 줄여 압축효율을 높일 수 있다.

제1 흡입유로(2911)는 흡입안내돌부(291)의 외주면에서 고정경판부(141)를 향해 절곡되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 흡입유로(2911)의 일단은 케이싱(110)의 내주면을 향해 흡입안내돌부(291)의 반경방향 측면으로 관통되고, 제1 흡입유로(2911)의 타단은 제2 흡입유로(2912)를 향해 축방향 측면으로 관통될 수 있다.

이에 따라, 제1 흡입유로(2911)의 일단에는 전술한 실시예와 같이 케이싱(110)을 관통하는 흡입냉매관(115)이 삽입되어 연결되고, 제1 흡입유로(2911)의 타단은 제2 흡입유로(2912)에 연통될 수 있다.

또, 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)의 사이에는 전술한 실시예에서와 같은 밸브시트면(290a)이 형성될 수 있다. 다만, 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)가 고정스크롤(140)에 함께 형성됨에 따라, 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)의 내경을 상이하게 형성하여 상기한 밸브시트면(290a)을 형성할 수 있다.

예를 들어, 제1 흡입유로(2911)의 내경(D1)은 제2 흡입유로(2912)의 내경(D2)보다 작게 형성되어 제1 흡입유로(2911)의 선단면에 단차진 밸브시트면(290a)이 형성될 수 있다.

이 경우, 제1 흡입유로(2911)의 축중심선과 제2 흡입유로(2912)의 축중심선은 동일한 축 선상에 형성될 수도 있고, 서로 다른 축 선상에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)이 동일 축선상에 형성되는 경우에는 밸브시트면(290a)은 환형으로 형성되고, 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)가 서로 다른 축 선상에 형성될 경우에는 밸브시트면(290a)은 초승달과 같은 원호 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 제2 흡입유로(2912)는 고정스크롤(140)의 고정측벽부(142)와 이를 마주보는 최외곽 고정랩(144)의 외측면 사이에서 고정랩(144)의 끝단방향으로 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성될 수 있다. 제2 흡입유로(2912)는 전술한 도 2에서의 제2 흡입유로(1921)와 거의 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 제2 흡입유로(2912)에 대한 설명은 전술한 실시예에서의 제2 흡입유로(1921)에 대한 설명으로 대신한다.

다만, 본 실시예에서의 제2 흡입유로(2912)는 제1 흡입유로(2911)와 함께 고정스크롤(140)에 형성됨에 따라, 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)로 이루어지는 흡입유로(290)는 한쪽 축방향은 개구되고 반대쪽 축방향은 폐쇄되도록 형성되어야 한다.

즉, 고정스크롤(140)의 하단쪽에서 관통되거나 상단쪽에서 관통되어야 한다. 본 실시예에서는 고정스크롤(140)의 하단쪽, 즉 고정랩(144)쪽에서 고정경판부(141)쪽으로 관통되는 예를 도시하고 있다. 이는 앞서 설명한 밸브시트면(290a)을 형성하는데에도 유리하다.

예를 들어, 제2 흡입유로(2912)는 축방향 양단이 개구되되, 제2 흡입유로(2912)의 상단에는 밸브 스토퍼(미부호)를 형성하기 위한 밸브지지판(292)이 삽입되어 결합될 수 있다. 밸브지지판(292)은 대략 반원 단면 형상으로 형성되어 고정측벽부(142)의 상단에 구비되는 지지판삽입홈(2921)에 압입되거나 체결될 수 있다. 이때, 고정측벽부(142)의 상단에는 메인 프레임(130)의 프레임측벽부(132)가 밀착되어 결합됨에 따라, 그 프레임측벽부(132)를 이용하여 밸브지지판(292)을 축방향으로 지지할 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 흡입유로개폐밸브(195)의 기본적인 형상 및 그에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 앞선 실시예에서의 설명으로 대신한다.

다만, 본 실시예에서는 흡입유로(290)를 이루는 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)가 고정스크롤(140)에 일체로 형성됨에 따라 흡입유로(290)를 용이하게 형성할 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는 제1 흡입유로(2911)의 내주면에는 냉매흡입관(115)이 삽입됨에 따라 그 제1 흡입유로(2911)의 내주면과 냉매흡입관(115)의 외주면 사이에는 흡입유로실링부재(293)를 구비된다.

하지만, 전술한 바와 같이 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)는 고정스크롤(140)에 일체로 형성됨에 따라 그 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)의 사이에는 별도의 실링부재를 구비할 필요가 없다. 따라서, 제1 흡입유로(2911)와 제2 흡입유로(2912)의 사이를 실링하는 실링부재를 배제할 수 있어 그만큼 부품수를 줄일 수 있다.

또, 본 실시예에서는 흡입안내돌부(291)가 고정스크롤(140)에서 토출커버(160)를 향해 연장됨에 따라, 토출커버(160)의 외주면에는 흡입안내돌부(291)가 삽입되는 흡입유로 수용홈부(295)가 형성될 수 있다.

흡입유로 수용홈부(295)는 토출커버(160)의 중심부를 향해 반경방향으로 함몰되어 형성될 수 있다. 이 경우, 고정스크롤(140)의 흡입안내돌부(291)가 토출커버(160)의 흡입유로 수용홈부(295)로부터 이격될 수 있다. 그러면 제1 흡입유로(2911)를 통과하는 흡입냉매가 토출공간(S4)의 냉매에 의해 가열되는 것을 억제할 수 있어 냉매의 흡입효율이 향상될 수 있다.

10: 압축기 20: 응축기
30: 팽창기 40: 증발기
50: 어큐뮬레이터 110: 케이싱
110a: 내부공간 111: 원통쉘
112: 상부쉘 113: 하부쉘
115: 냉매흡입관 116: 냉매토출관
120: 구동모터 121: 고정자
1211: 고정자코어 1211a: 리세스면
1212: 고정자코일 122: 회전자
1221: 회전자코어 1222: 영구자석
1213: 인슐레이터 1214: 오일분리부
123: 밸런스웨이트 125: 회전축
1251: 축부 1252: 제1 베어링부
1253: 제2 베어링부 1254: 편심부
126: 급유통로 1261: 내부오일통로
1262a: 제1 오일구멍 1262b: 제2 오일구멍
1262c: 제3 오일구멍 1263a: 제1 오일홈
1263b: 제2 오일홈 1263c: 제3 오일홈
127: 오일피더 1271: 오일흡입관
1272: 차단부재 130: 메인 프레임
131: 프레임경판부 132: 프레임측벽부
132a: 프레임 배출구멍(제2 배출구멍)
132b: 프레임 오일회수홈(제1 오일회수홈)
133: 메인 베어링부 133a: 메인축수구멍
134: 스크롤수용부 135: 스크롤지지부
140: 고정스크롤 141: 고정경판부
141a: 제1 토출구 141b: 제2 토출구
142: 스크롤측벽부 142a: 스크롤 배출구멍(제1 배출구멍)
142b: 스크롤 오일회수홈(제2 오일회수홈)
143: 서브 베어링부 143a: 서브축수구멍
144: 고정랩 144a: 돌기부
144b: 접촉부 150: 선회스크롤
151: 선회경판부 151a: 배압실링홈
1515: 배압실링부재 152: 선회랩
153: 회전축결합부 153a: 오목부
153b: 볼록부 153c: 원호압축면
155: 오일수용부 156: 압축실급유구멍
1561,1562: 제1, 제2 압축실급유구멍 1561a: 급유입구부
1561b: 급유연결부 1561c: 급유관통부
1561d: 급유출구부 1565a: 감압부재
160: 토출커버 161: 커버 하우징부
161a: 커버공간부 1611: 하우징바닥부
1612: 하우징측벽면 1612a: 토출안내홈
1612b: 오일회수홈 1613: 커버축수돌부
1613a: 관통구멍 1614: 커버 실링부재
162: 커버 플랜지부 162a: 체결구멍
162b: 오일회수홈 171: 메인 베어링
172: 서브 베어링 173: 편심부베어링
180: 올담링 190: 흡입유로
190a: 밸브시트면 191: 제1 흡입유로부
1911: 흡입안내돌부 1912: 제1 흡입유로
1912a: 제1 흡입유로의 입구 1912b: 제1 흡입유로의 출구
1912c: 흡입안내면 192: 제2 흡입유로부
1921: 제2 흡입유로 1921a: 제2 흡입유로의 입구
1921b: 제2 흡입유로의 출구 1922: 밸브 스토퍼
1931: 제1 흡입유로실링부재 1932: 제2 흡입유로실링부재
195: 흡입유로개폐밸브 195a: 냉매수용공간
1951: 밸브 바디부 1951a: 개폐면
1951b: 배압면 1952: 밸브 가이드부
1952a: 연통홈 196: 탄성부재
290: 흡입유로 290a: 밸브시트면
291: 흡입안내돌부 2911: 제1 흡입유로
2912: 제2 흡입유로 292: 밸브지지판
2921: 지지판삽입홈 293: 흡입유로실링부재
295: 흡입유로 수용홈부 CL1: 제1 흡입유로의 축중심선
CL2: 제2 흡입유로의 축중심선 D1: 제1 흡입유로의 내경
D2: 제2 흡입유로의 내경 D3: 밸브 바디부의 외경
D4: 밸브 가이드부의 외경 H1: 제2 흡입유로의 입구높이
H2: 제2 흡입유로의 출구높이 P1: 닫힘위치
P2: 열림위치 S1: 하부공간
S2: 상부공간 S3: 저유공간
S4: 토출공간 t1: 흡입유로개폐밸브의 축방향 두께
t2: 밸브 가이드부의 외주면과 제2 흡입유로의 내주면 간 간격
V, V1,V2: 압축실 Vs: 흡입실
Vm: 중간압실 Vd, Vd1, Vd2: 토출실
W1: 밸브 가이드부의 폭 W2: 밸브 스토퍼와 랩 간 간격

Claims

케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 메인 프레임;
상기 메인 프레임에 결합되는 고정경판부가 구비되며, 상기 고정경판부의 일측면에는 고정랩이 형성되고, 상기 고정랩의 일측에는 상기 고정경판부를 관통하는 토출구가 형성되는 고정스크롤;
상기 메인 프레임과 상기 고정스크롤의 사이에 위치하는 선회경판부가 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 상기 선회경판부의 일측면에 구비되는 선회스크롤;
상기 토출구를 수용하도록 토출공간이 구비되어 상기 고정경판부의 타측면에 결합되는 토출커버;
상기 케이싱을 반경방향으로 관통하여 상기 토출커버 또는 상기 고정스크롤에 결합되는 냉매흡입관;
상기 냉매흡입관과 상기 압축실 사이를 연통하는 흡입유로; 및
상기 흡입유로의 내부에 축방향으로 미끄러지게 구비되어, 상기 흡입유로를 선택적으로 개폐하는 흡입유로개폐밸브를 포함하고,
상기 냉매흡입관은,
상기 흡입유로개폐밸브보다 축방향으로 하측에서 상기 토출커버에 결합되며,
상기 흡입유로는,
상기 토출커버에 형성되어 상기 냉매흡입관이 연결되는 제1 흡입유로; 및
상기 고정스크롤에 형성되어 일단은 상기 제1 흡입유로에 연통되고 타단은 상기 압축실에 연통되는 제2 흡입유로를 포함하고,
상기 흡입유로개폐밸브는 상기 제2 흡입유로에 축방향으로 미끄러지게 삽입되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 토출커버는 상기 토출구를 수용하도록 토출공간을 가지는 하우징부가 형성되고, 상기 하우징부의 측벽면에서 상기 토출공간의 중심부를 향해 돌출되는 흡입안내돌부가 형성되며,
상기 제1 흡입유로는 상기 흡입안내돌부를 관통하여 형성되는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 제1 흡입유로는,
상기 케이싱의 내주면을 마주보는 상기 토출커버의 반경방향 측면과 상기 고정스크롤을 마주보는 상기 토출커버의 축방향 측면 사이를 관통하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 제1 흡입유로의 내주면에는 경사지거나 또는 곡면진 흡입안내면이 형성되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 고정스크롤은 상기 고정경판부의 가장자리에 환형으로 고정측벽부가 형성되고,
상기 제2 흡입유로는,
상기 고정측벽부와 이를 마주보는 최외곽 고정랩의 외측면 사이에서 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성되는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 고정측벽부의 내주면에는 반경방향으로 함몰되어 상기 제2 흡입유로의 일부가 형성되고,
상기 고정측벽부의 내주면의 끝단에는 상기 흡입유로개폐밸브를 지지하는 밸브 스토퍼가 형성되는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,
상기 제2 흡입유로의 입구는 상기 제1 흡입유로를 향해 상기 고정경판부를 관통되어 형성되고,
상기 제2 흡입유로의 출구는 상기 최외곽 고정랩의 외측면을 마주보도록 형성되는 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,
상기 제2 흡입유로의 출구높이는 상기 흡입유로개폐밸브의 두께보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 흡입유로의 축중심과 상기 제2 흡입유로의 축중심은 서로 편심지게 배치되어, 상기 제1 흡입유로와 상기 제2 흡입유로 사이의 경계면에 밸브시트면이 형성되는 스크롤 압축기.
제9항에 있어서,
상기 제1 흡입유로의 내경은 상기 제2 흡입유로의 내경보다 크거나 같게 형성되는 스크롤 압축기.
제9항에 있어서,
상기 제1 흡입유로의 단부면과 이를 마주보는 상기 제2 흡입유로의 단부면 사이에는 실링부재가 구비되고,
상기 실링부재의 축중심은 상기 제1 흡입유로의 축중심 또는 상기 제2 흡입유로의 축중심에 대해 편심지게 구비되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 흡입유로의 축중심과 상기 제2 흡입유로의 축중심이 동일 축선 상에 배치되고,
상기 제1 흡입유로의 내경이 상기 제2 흡입유로의 내경보다 작게 형성되어 상기 제1 흡입유로의 단부면에 밸브시트면이 형성되는 스크롤 압축기.
케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되는 메인 프레임;
상기 메인 프레임에 결합되는 고정경판부가 구비되며, 상기 고정경판부의 일측면에는 고정랩이 형성되고, 상기 고정랩의 일측에는 상기 고정경판부를 관통하는 토출구가 형성되는 고정스크롤;
상기 메인 프레임과 상기 고정스크롤의 사이에 위치하는 선회경판부가 구비되며, 상기 고정랩과 맞물려 압축실을 형성하도록 선회랩이 상기 선회경판부의 일측면에 구비되는 선회스크롤;
상기 토출구를 수용하도록 토출공간이 구비되어 상기 고정경판부의 타측면에 결합되는 토출커버;
상기 케이싱을 반경방향으로 관통하여 상기 고정스크롤에 결합되는 냉매흡입관;
상기 냉매흡입관과 상기 압축실 사이를 연통하는 흡입유로; 및
상기 흡입유로의 내부에 축방향으로 미끄러지게 구비되어, 상기 흡입유로를 선택적으로 개폐하는 흡입유로개폐밸브를 포함하고,
상기 냉매흡입관은,
상기 흡입유로개폐밸브보다 축방향으로 하측에서 상기 고정스크롤에 결합되며,
상기 흡입유로는,
상기 고정스크롤에 형성되어 상기 냉매흡입관이 연결되는 제1 흡입유로; 및
상기 고정스크롤에 형성되어 일단은 상기 제1 흡입유로에 연통되고 타단은 상기 압축실에 연통되는 제2 흡입유로를 포함하고,
상기 흡입유로개폐밸브는 상기 제2 흡입유로에 축방향으로 미끄러지게 삽입되고,
상기 고정스크롤은 상기 고정경판부에서 상기 토출커버를 향해 축방향으로 연장되는 흡입안내돌부가 형성되고,
상기 제1 흡입유로의 적어도 일부는 상기 흡입안내돌부를 관통하여 형성되는 스크롤 압축기.
제13항에 있어서,
상기 흡입안내돌부는 상기 토출커버의 측면으로부터 기설정된 간격만큼 이격되는 스크롤 압축기.
제13항에 있어서,
상기 제1 흡입유로의 내경은 상기 제2 흡입유로의 내경보다 작게 형성되어, 상기 제1 흡입유로의 단부면에 밸브시트면이 형성되는 스크롤 압축기.
제13항에 있어서,
상기 고정스크롤은 상기 고정경판부의 가장자리에 환형으로 고정측벽부가 형성되고,
상기 제2 흡입유로는,
상기 고정측벽부와 이를 마주보는 최외곽 고정랩의 외측면 사이에서 상기 고정랩의 끝단방향으로 기설정된 깊이만큼 함몰지게 형성되는 스크롤 압축기.
제16항에 있어서,
상기 고정측벽부의 내주면에는 반경방향으로 함몰되어 상기 제2 흡입유로의 일부가 형성되고,
상기 고정측벽부의 내주면의 끝단에는 상기 흡입유로개폐밸브를 축방향으로 지지하는 밸브 스토퍼가 결합되는 스크롤 압축기.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡입유로개폐밸브는,
판 형상으로 형성되어 상기 흡입유로를 개폐하는 밸브 바디부와, 상기 밸브 바디부에서 축방향으로 연장되는 밸브 가이드부를 포함하고,
상기 밸브 가이드부는 상기 밸브 바디부의 가장자리에서 환형으로 형성되는 스크롤 압축기.
제18항에 있어서,
상기 밸브 가이드부의 외경은 상기 밸브 바디부의 외경보다 작거나 같게 형성되는 스크롤 압축기.
제18항에 있어서,
상기 밸브 가이드부의 단부면에는 그 밸브 가이드부의 외주면과 내주면 사이를 관통하는 적어도 한 개 이상의 연통홈이 형성되는 스크롤 압축기.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡입유로개폐밸브는 축방향 양쪽 측면이 평평한 판 형상으로 형성되는 스크롤 압축기.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡입유로개폐밸브는 축방향 양쪽 측면중에서 냉매흡입관을 등지는 면에 기설정된 깊이만큼 함몰되어 냉매수용공간이 형성되는 스크롤 압축기.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡입유로개폐밸브와 이를 마주보는 제2 흡입유로의 사이에는 상기 흡입유로개폐밸브를 닫힘방향으로 지지하는 탄성부재가 더 구비되는 스크롤 압축기.