KR20220165507A - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

스크롤 압축기가 개시된다. 본 실시 예는 스크롤 압축기의 리어 하우징에 토출 체크 밸브를 설치하여 냉매에 포함된 오일을 분리하고, 맥동에 따른 진동 소음 발생을 최소화 하여 냉매의 압력 변동과 상관없이 안정적으로 작동을 도모하고자 한다.

Description

스크롤 압축기{Scroll compressor}

본 실시 예는 압축기에서 토출된 냉매에 포함된 오일에 대한 분리와 동시에 맥동으로 인한 소음을 저감시키기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매에 포함된 오일과 가스 상태의 냉매를 안정적으로 분리함과 동시에 토출 냉매의 압력에 따른 맥동 소음 저감 효율이 향상된 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 구비된 냉방장치는 압축기와, 응축기와 팽창밸브 및 증발기로 구성되고, 압축기(comprseeor)는 증발기로부터 토출된 냉매가스를 액화하기 쉬운 고온고압 상태로 압축하여 응축기로 전달한다. 또한 압축기는 냉방이 지속되도록 냉매를 펌핑하여 재순환시키는 역할을 수행한다.

응축기(condenser)는 고온고압의 냉매가스를 외기와 열교환시켜 냉각함으로써 액화시키고, 팽창밸브(expansion valve)는 액상 냉매를 단열 팽창시켜 온도와 압력을 강하시킴으로써 증발기에서 증발하기 용이한 상태로 만들어준다.

증발기(evaporator)는 액상 냉매를 실내로 도입되는 외기와 열교환시킴으로써 열을 흡수, 증발하게 하여 기화시킨다. 외기는 냉매에 열을 빼앗겨 냉각되며 블로어에 의해 차 실내로 송풍된다.

압축기는 작동유체(냉매)를 압축하는 부분이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있는데, 상기 왕복식에는 크랭크를 사용하여 구동원의 구동력을 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식과, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 및 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다.

일 예로 스크롤 압축기는 로터리 압축기의 일종으로 인벌류트 치형의 두 개의 맞물린 스크롤이 선화운동을 하면서 압축이 이루어지는 압축기를 의미한다.

상기 스크롤 압축기는 토출 챔버의 내부에서 기하학적으로 180의 위상차를 갖는 선회 스크롤과 고정 스크롤이 서로 간에 상대 회전이 이루어지면서 작동되는데, 상기 선회 스크롤과 고정 스크롤은 스크롤 형상의 날개(wrap)를 갖고 있으며 상기 날개는 동일한 형상을 갖는 인벌루트(involute) 곡선으로 되어 있다.

스크롤 압축기는 선회 스크롤과 고정 스크롤의 맞물림에 의해 초생달 모양의 압축실이 형성되어 압축사이클을 이루게 된다. 상기 압축실은 바깥쪽일수록 부피가 크고 중심에 가까울수록 부피가 작아지는 형태로 형성되는데, 외측에는 흡입실이 형성되고 중심부에는 토출구가 형성된다.

상기 스크롤 압축기에서 압축은 스크롤의 외곽 둘레에서 주어진 체적의 밀폐공간내의 밀봉된 흡입 가스와 스크롤의 상대적인 회전에 의해 토출구를 향해 압축공간의 크기가 점차 감소하게 되고 상기 토출구를 통해 토출된다.

상기 토출 챔버에서 토출된 냉매는 유분리 튜브를 경유하면서 원심 분리된 후에 토출 포트를 통해 최종적으로 토출이 이루어지는데, 상기 토출 냉매에 오일이 잔존할 경우 증발기에서 냉매의 증발 효율이 저하되고 이로 인해 압축기의 효율까지 영향을 미치는 문제점이 발생되었다.

상기 스크롤 압축기는 냉매를 흡입하여 압축한 후에 토출공간으로 토출하도록 압축기 외부로 안내하는 토출유로를 포함하고, 상기 토출유로에는 토출유로의 개도량을 조절하는 토출 체크 밸브(DCV, Discharge Check Valve)가 구비된다.

상기 토출 체크 밸브는 스크롤 압축기에서 압축된 냉매를 상기 토출공간으로부터 상기 스크롤 압축기의 외부로 토출하고, 토출되는 냉매의 맥동을 감소시키며, 상기 스크롤 압축기의 외부로부터 상기 토출공간으로 냉매가 역류되는 것을 방지하도록 형성된다.

최근에는 스크롤 압축기에 베이퍼 인젝션(vapor injection)과 같은 성능 향상을 위한 추가 구성품이 리어 하우징에 설치되면서 소정의 공간을 차지하게 되었다. 이 경우 리어 하우징은 용량이 줄어들게 되고 고압의 냉매가 토출되면서 토출 맥동으로 인한 진동 소음이 증가되고 유분리 효율이 변동되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국공개특허공보 제10-2011-0058017호

본 실시 예들은 스크롤 압축기의 리어 헤드에 오일 분리 기능과 냉매의 맥동에 따른 압력 변동을 감소시켜 안정적인 스크롤 압축기의 안정적인 작동을 도모할 수 있는 토출 체크 밸브를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 스크롤 압축기는 구동부의 일측에 결합된 압축부; 상기 압축부에서 압축된 냉매가 토출되는 토출실과, 상기 토출실과 연통되고 냉매가 유입되는 유입 홀과, 상기 유입 홀을 통해 이동된 냉매가 배출되는 유로가 형성된 통로부를 포함하는 리어 하우징; 상기 냉매의 압력에 개도량이 가변되면서 토출구로 냉매를 공급하기 위해 상기 통로부에 설치된 토출 체크 밸브가 구비되되, 상기 토출 체크 밸브는 상기 통로부에 결합되고 서로 다른 내경으로 형성된 메인 바디부; 상기 메인 바디부에 삽입되고, 상기 냉매의 압력에 따라 내부 유로를 개폐하며, 상기 냉매가 상기 메인 바디부의 내측에서 분기되어 이동되도록 분기부가 형성된 코어부; 및 상기 코어부를 지지하기 위한 탄성 부재를 포함하고, 상기 유입 홀을 통해 이동된 냉매는 상기 토출 체크 밸브와 충돌하여 일부 오일이 분리되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디부에는 상기 유입 홀과 대향되는 위치에 형성되어 상기 냉매에 포함된 오일을 분리하기 위해 형성된 돌출부를 더 포함한다.

상기 메인 바디부는 원통으로 형성되고 상기 유입 홀과 마주보는 위치에서 제1 직경(D1)으로 연장되며 상기 냉매가 유입되도록 내측에 냉매 이동 홀이 형성된 제1 바디부; 상기 제1 바디부와 연통되어 일체로 형성되고, 내측 하단 원주 방향에서 단턱진 단턱부가 형성되며 소정의 길이를 갖고 제2 직경(D2)으로 연장된 제2 바디부를 포함한다.

상기 돌출부는 상기 제1 바디부의 외측 축 방향에서 상기 통로부의 하측을 향해 연장된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 바디부(112)는 외측 원주 방향에서 상기 냉매에 포함된 오일을 분리와 동시에 이동 방향을 나선 형태로 유도하기 위한 나선 돌출부(112c)가 형성된다.

상기 제2 바디부(114)에는 외측 축 방향 외측에서 내측으로 돌출되어 상기 코어부(120)의 회전을 방지하는 스토퍼(114a)가 형성된다.

상기 제2 직경(D2)은 상기 제1 직경(D1) 보다 상대적으로 큰 직경으로 형성된다.

상기 제1 바디부(112)는 상단부가 상기 유입 홀(12)의 중앙을 기준으로 상측으로 이격된 제1 이격 거리(L1) 까지 연장된 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디부(110)에는 상측 단부에 캡(140)이 결합되고, 상기 캡(140)에는 상기 코어부(120)를 경유한 냉매가 상기 토출구(11)로 이동되도록 원주 방향에 내부 유로(142)가 형성된다.

상기 캡(140)에는 상면 중앙에 형성된 리브(144); 상기 리브(144)를 기준으로 상기 내부 유로(142) 사이를 구획하는 브릿지(146)가 형성된다.

상기 코어부(120)는 상기 제2 바디부(112)의 내경과 대응되는 외경을 갖고 축 방향에서 소정의 길이로 연장된 제1 코어부(122); 상기 제1 코어부(122)와 일체로 형성되고 냉매가 배출되는 상측을 향해 서로 다른 직경으로 연장된 제2 코어부(124); 상기 제1 코어부(122)와 일체로 형성되고 냉매가 유입되는 하측을 향해 서로 다른 직경으로 연장된 제3 코어부(126)를 포함한다.

상기 제2 코어부(124)와 상기 제3 코어부(126)는 상기 제1 코어부(122) 보다 상대적으로 작은 직경으로 연장된다.

상기 제1 바디부(112)는 상기 제3 코어부(126)가 삽입될 때 이동 방향을 중앙으로 안내하기 위해 원주 방향에서 하향 경사진 제1 경사부(112a)가 형성되고, 상기 제3 코어부(126)에는 상기 제1 경사부(112a)와 면접촉되어 상대 이동이 이루어지도록 원주 방향에 제2 경사부(126a)가 형성된다.

상기 분기부(121)는 상기 코어부(120)의 원주 방향을 동일 면적으로 구획하는 격벽인 것을 특징으로 한다.

상기 격벽은 상기 메인 바디부(110)의 내주면과 면접촉된 상태로 상대 이동이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 실시 예들은 압축기에서 토출된 냉매가 유입되는 통로부에 유분리 기능을 갖는 토출 체크 밸브를 설치하여 냉매에 포함된 오일을 안정적으로 분리하고, 상기 냉매의 흐름을 유도한 후에 분리된 냉매 가스만 토출구로 이동시킬 수 있어 맥동으로 인한 진동 및 소음 발생을 최소화하고 오일 분리 효율이 향상된다.

본 발명의 실시 예들은 토출 체크 밸브에 설치된 코어부가 냉매의 압력에 따라 메인 바디부의 내측에서 이동되는 스트로크가 변동됨으로써 토출구로 토출되는 냉매 가스의 토출량을 안정적으로 조절할 수 있어 전동 압축기의 작동 안전성이 향상된다.

도 1 내지 도 2는 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브가 리어 하우징에 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 분해 사시도.
도 4는 본 실시 예에 의한 메인 바디부의 다른 실시 예를 도시한 사시도.
도 5는 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 종 단면 사시도.
도 6은 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 종 단면도.
도 7은 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 작동 상태도.
도 8 내지 도 9는 본 실시 예에 의한 코어부의 정면도 및 측면도.
도 10 내지 도 11은 본 실시 예에 의한 메인 바디부에 형성된 스토퍼를 도시한 도면.
도 12는 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브가 구비된 스크롤 압축기를 도시한 사시도.

본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 1 내지 도 2는 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브가 리어 하우징에 설치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 분해 사시도 이며, 도 4는 본 실시 예에 의한 메인 바디부의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 종 단면 사시도 이며, 도 6은 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 종 단면도 이고, 도 7은 본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브의 작동 상태도이다.

첨부된 도 1 내지 도 7 및 도 12를 참조하면, 본 실시 예에 의한 스크롤 압축기에는 리어 하우징(10)의 통로부(14)에서 오일과 냉매 가스를 안정적으로 분리하고 맥동 발생에 따른 진동 및 소음 감소를 위해 토출 체크 밸브(100)가 설치된다.

이를 위해 본 실시 예는 구동부(3)와, 상기 구동부(3)의 일측에 결합된 압축부(5)와, 상기 구동부(3)의 타측에 결합된 제어부(7)와, 냉매가 유입되는 유입 홀(12)과 연통된 통로부(14)가 형성된 리어 하우징(10)과, 상기 유입 홀(12)을 통해 이동된 냉매에 포함된 오일을 중력 방향으로 유도함과 동시에 상기 냉매의 맥동에 따라 개도량이 가변되면서 가스 상태의 냉매만을 토출구(11)로 공급하기 위해 상기 통로부(14)에 설치된 토출 체크 밸브(100)가 구비된다.

상기 전동 압축기에는 구동부(3)의 내측에 고정자(90)가 구비되고, 상기 구동부(3)는 냉매 압축을 위한 전동 압축기(1)의 회전 동력을 만들어 내는 구동원에 해당된다. 상기 구동부(3)는 외형을 이루는 구동부 하우징(30)과, 상기 구동부 하우징(30) 내에 고정된 고정자(90)와, 상기 고정자(90) 내부에서 회전하는 회전자(41)로 이루어진다.

상기 구동부 하우징(30)은 구동부(3)의 외체를 이루는 부분으로서 원통형으로 형성되고, 상기 회전자(41)의 전방단 부분을 지지하는 전방 하우징(32)과, 상기 회전자(41)의 후방단 부분을 지지하는 후방 하우징(31)으로 구성된다.

상기 고정자(90)는 내측에 동축 상으로 장착되는 회전자(41)와 함께 회전 구동력을 만드는 전자석으로서 구동부 하우징(30) 내주면에 압입 등에 의해 고정되어 장착되는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 권선되는 스테이터 코일(92)로 이루어진다.

상기 스테이터 코어는 중공 원통형의 부재로서, 중심 축선 상에 회전자(41)가 삽입되는 통공이 형성된다.

또한, 상기 회전자(41)는 고정자(90)의 내측에 동축 상으로 장착되어 회전 구동하는 부분으로서, 고정자(90)의 스테이터 코어 중앙의 통공에 회전 가능하게 삽입된다.

상기 회전자(41)에는 중심 축선을 따라 회전축(37)이 삽입되고, 상기 회전축(37)의 외주면에 회전자 코어(39)가 결합된다. 상기 회전자(41)는 고정자(90)가 여자될 경우 모터의 구동원리에 따라 고정자(90)의 상호 작용에 의해 회전 구동이 이루어지고, 상기 회전축(37)이 베어링(81, 82)을 통해 구동부 하우징(30)에서 회전 가능하게 지지된다.

상기 압축부(5)는 구동부(3)에서 발생되는 회전 구동력에 의해 회전함으로써 냉매를 압축하는 부분으로 선회 스크롤(53) 및 상기 선회 스크롤(53)과 회전 가능하게 결합되어 냉매를 압축함으로써 압축기(1) 외부로 배출시키는 고정 스크롤(50)을 포함하여 구성된다.

상기 압축부(5)는 구동부(3)를 향하여 개방된 원통체로서 일측에 개구된 토출구(11)을 통하여 압축된 기상의 냉매를 배출하도록 되어 있다.

상기 선회 스크롤(53)은 중심을 향해 수렴하도록 스파이럴 형태로 만곡된 선회 스크롤 랩(59)이 후면에 돌출 형성되어 있으며, 선회 스크롤 랩(59)의 중심 부위에 구동부(3) 회전축(37)의 편심축(38)이 결합되어, 회전축(37) 중심으로 회전자(41)와 동기하여 공전하도록 되어 있다.

상기 고정 스크롤(50)은 선회 스크롤(53)과의 사이에 압축실(54)을 형성하도록 되어 있으며, 선회 스크롤(53)의 스크롤 랩(59)과 정합되도록 스파이럴 형태로 만곡된 고정 스크롤 랩(61)이 중심을 향해 수렴하도록 배열된다.

따라서, 선회 스크롤(53)이 회전할 때 상호 정합된 선회 스크롤(53)과 고정 스크롤(50)은 각각의 선회 및 고정 스크롤 랩(59,61)의 상호 작용에 의하여, 구동부(3)로부터 선회 및 고정 스크롤 랩(59,61)의 외연부로 흡입된 냉매를 그 중심부로 압축한 후에 고압 상태에서 토출구(62)를 통해 리어하우징(10)으로 토출 시킨다.

상기 리어하우징(10)은 냉매가 유입되는 유입 홀(12)과 연통된 통로부(14)가 형성된다.

상기 스크롤 압축기는 구동부(3)의 일측에 결합된 압축부(5)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출실(10a)과, 상기 토출실(10a)과 연통되고 냉매가 유입되는 유입 홀(12)과, 상기 유입 홀(12)을 통해 이동된 냉매가 배출되는 유로가 형성된 통로부(14)를 포함하는 리어 하우징(10)과, 상기 유입 홀(12)을 통해 이동된 냉매의 압력에 따라 개도량이 가변되면서 토출구(11)로 냉매를 공급하기 위해 상기 통로부(14)에 토출 체크 밸브(100)가 구비된다.

상기 토출 체크 밸브(100)는 상기 통로부(14)에 삽입되고 서로 다른 내경으로 형성된 메인 바디부(110)와, 상기 코어부(120)를 상기 메인 바디부(110)의 축 방향 하단부로 지지하기 위한 탄성 부재(130) 및 상기 메인 바디부(110)의 상측에 결합되는 캡(140)을 포함한다.

그리고 상기 유입 홀을 통해 이동된 냉매는 상기 토출 체크 밸브와 충돌하여 일부 오일이 분리되는 것을 특징으로 한다.

통로부(14)는 내주면이 실린더 형태로 이루어지고 리어 하우징(10)에 대해 대각선 방향으로 배치되어 유입 홀(12)을 통해 유입된 냉매의 유입이 이루어진다. 상기 냉매는 통로부(14)의 내측으로 유입된 이후에 길이 방향 하측을 따라 원주 방향에서 나선 형태로 회전되면서 이동된다.

이때 비중이 높은 오일은 통로부(14)의 하측으로 드레인되고 상대적으로 비중이 낮은 냉매 가스는 상측으로 이동되어 증발기로 공급된다. 상기 토출 체크 밸브(100)에서는 유입 홀(12)을 통해 유입된 냉매에 포함된 오일이 후술할 제1 바디부(112)를 경유하여 토출구(11)로 이동될 수 있는 오일의 이동은 차단되고 냉매 가스만 축 방향 상측으로 이동시켜 상기 냉매가스에 포함된 오일의 분리 효율이 향상된다.

본 실시 예에 의한 메인 바디부(110)는 제1 바디부(112)와 제2 바디부(114)로 이루어지고, 상기 제1 바디부(112)는 원통으로 형성되며 상기 유입 홀(12)과 마주보는 위치에서 제1 직경(D1)으로 연장되고 상기 냉매가 유입되도록 내측에 냉매 이동 홀(112a)이 형성된다.

상기 메인 바디부(110)에서 상기 제2 직경(D2)은 상기 제1 직경(D1) 보다 상대적으로 큰 직경으로 형성되므로 전술한 냉매 이동 홀(112a)을 제외하고 다른 외측 외주면을 통한 가스 이동이 차단 된다.

상기 제1 바디부(112)는 상단부가 상기 유입 홀(12)의 중앙을 기준으로 상측으로 이격된 제1 이격 거리(L1) 까지 연장되어 있어 오일이 포함된 일부의 냉매가 압력에 의해 제2 바디부(114)의 외측 하단까지 이동된 후에 전술한 돌출부(112b)에 의해 통로부(14)의 하측으로 이동될 수 있다.

상기 토출 체크 밸브(100)는 냉매에 포함된 오일 분리와 맥동에 따른 스트로크 제어 및 냉매 가스만을 토출구(11)로 이동시키기 위해 메인 바디부(110)와 코어부(120)와 탄성 부재(130) 및 상기 메인 바디부(110)의 상측 단부에 결합되는 캡(140)으로 구성된다.

제2 바디부(114)는 상기 제1 바디부(112)와 연통되어 일체로 형성되고, 내측 하단 원주 방향에서 단턱진 단턱부(113)가 형성되며 소정의 길이를 갖고 제2 직경(D2)으로 연장된다.

상기 제1 바디부(112)는 통로부(14)의 내경 보다 작은 제1 직경(D1)으로 형성되어 있어 냉매가 유입 홀(12)을 경유하여 상기 제1 바디부(112)로 유입될 경우 상기 제1 바디부(112)의 외측과 통로부(14)의 내측 공간에서 이동될 수 있다.

상기 제1 바디부(112)는 외측이 매끈한 원통 형태로 구성되거나, 일부 구간에만 후술할 돌출부(112b)가 형성되거나, 전체 구간에 돌출부(112b)가 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 전체 구간에 돌출부(112b)가 형성된 것으로 설명하나 오일의 분리 효율을 향상할 수 있도록 돌출부(112b)의 길이와 형태 및 배치 간격이 다른 형태로 다양하게 변경될 수 있다.

일 예로 제1 바디부(112)는 외측 축 방향에서 상기 통로부(14)의 하측을 향해 연장되어 상기 냉매에 포함된 오일을 분리와 동시에 이동 방향을 가이드 하기 위한 돌출부(112b)가 형성된다. 상기 돌출부(112b)는 전체가 동일한 형태로 형성된 것으로 도시하였으나, 특정 간격이 유지되며 서로 상이한 형태로 구성되는 것도 가능할 수 있다.

상기 돌출부(112b)는 도면에 도시된 바와 같은 길이로 연장되고 원주 방향 전체 구간에서 축 방향을 따라 연장된다. 상기 돌출부(112b)가 통로부(14)의 하측을 향해 축 방향에서 연장되는 이유는 오일의 이동 방향을 통로부(14)의 하측으로 유도하기 위해서이며, 기어 치형 형태로 형성됨으로써 냉매에 포함된 오일과의 접촉 면적이 증가되어 보다 많은 양의 오일을 분리할 수 있다.

냉매는 유입 홀(12)을 통과하기 전에는 오일과 가스가 혼합된 혼합 가스 형태가 유지된다. 그리고 상기 냉매가 상기 제1 바디부(112)로 이동될 경우 오일의 비중에 의해 굵은 실선으로 도시된 바와 같이 돌출부(112b)를 따라 통로부(14)의 하측으로 이동된 후에 필터부로 이동된다.

상기 냉매에 포함된 냉매 가스는 점선으로 도시된 바와 같이 통로부의 하측에서 비중 차이로 인해 제1 바디부(112)의 냉매 이동 홀(112a)로 유입된 후에 후술할 제2 바디부(114)를 통해 토출구(11)로 이동됨으로써 상기 냉매에 포함된 오일과 냉매 가스가 안정적으로 각각 분리될 수 있다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 실시 예는 냉매에 포함된 오일에 대한 보다 효율적인 분리를 위해 상기 제1 바디부(112)의 외측 원주 방향에서 상기 냉매에 포함된 오일을 분리와 동시에 이동 방향을 나선 형태로 유도하기 위한 나선 돌출부(112c)가 형성된다.

상기 나선 돌출부(112c)는 통로부(14)의 하측을 향해 냉매가 나선 형태로 이동되도록 소정의 깊이와 간격으로 형성되며 도면에 도시된 형태로 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

상기 제2 바디부(114)는 상기 통로부(14)의 내측에 밀착 결합되고, 내측 하단에 단턱부(113)가 형성되어 있어 후술할 코어부(120)가 축 방향에서 이동되기 이전에 상기 단턱부(113)에 코어부(120)가 밀착된 상태가 유지되고, 냉매가 유입될 경우 압력에 의해 코어부(120)가 단턱부(113)에서 이격되고 축 방향에서 소정의 위치로 이동되면서 가스가 이동할 수 있는 공간이 형성된다.

냉매 이동 홀(112a)은 제1 바디부(112)와 제2 바디부(114)의 내측 전체에 개구되어 있어 가스 상태의 냉매가 안정적으로 이동될 수 있다.

본 실시 예에 의한 코어부(120)는 상기 제2 바디부(112)의 내경과 대응되는 외경을 갖고 축 방향에서 소정의 길이로 연장된 제1 코어부(122)와, 상기 제1 코어부(122)와 일체로 형성되고 냉매가 배출되는 상측을 향해 서로 다른 직경으로 연장된 제2 코어부(124)와, 상기 제1 코어부(122)와 일체로 형성되고 냉매가 유입되는 하측을 향해 서로 다른 직경으로 연장된 제3 코어부(126)를 포함한다.

코어부(120)는 제1 코어부(122)를 기준으로 축 방향 상측으로 제2 코어부(124)가 연장되고, 축 방향 하측으로 제3 코어부(126)가 연장된다.

제2 내지 제3 코어부(124, 126)는 방향성이 없어 작업자가 메인 바디부(110)에 설치할 때 보다 편리하게 삽입할 수 있어 작업자의 작업성이 향상된다.

상기 제2 내지 제3 코어부(124, 126)는 제1 코어부(122)에 비해 직경이 작게 형성되므로 무게 감소 및 제작 비용이 감소될 수 있어 경제성도 향상된다.

상기 제1 코어부(122)에는 분기부(121)가 형성되고, 상기 분기부(121)는 상기 코어부(120)의 원주 방향을 동일 면적으로 구획하기 위한 일종의 격벽에 해당된다.

상기 분기부(121)는 상기 냉매 이동 홀(112a)을 통해 냉매가 고압으로 유입될 경우에 제2 바디부(114)의 내주면과 접촉된 상태로 축 방향을 따라 이동되면서 이동량에 대한 스트로크가 조절된다.

즉 상기 코어부(120)는 후술할 탄성 부재(130)에 의해 소정의 압력으로 지지된 상태가 유지되고, 상기 탄성 부재(130)의 지지력 이상의 압력이 상기 코어부(120)에 가해질 경우 상기 분기부(121)가 제2 바디부(114)의 내주면을 따라 축 방향에서 슬라이딩과 동시에 이동 방향이 가이드 되면서 스토로크(stroke)가 서로 다르게 조절된다.

특히 분기부(121)는 제2 바디부(114)와 접촉된 상태로 제2 바디부(114)의 축 방향에서 이동되므로 이동 속도가 급격하게 증가되지 않고 탄성 부재(130)의 가압력과 분기부(121)와 제2 바디부(114)와의 접촉력 이상의 압력에 따라 이동되면서 상기 냉매의 토출압을 제어하여 맥동으로 인한 소음과 진동 발생을 감소시킬 수 있다.

본 실시 예에 의한 탄성 부재(130)는 전술한 제2 코어부(124)에 하측이 삽입되고 상측은 후술할 캡(140)의 하측에 지지되며, 상기 코어부(120)를 항시 제1 바디부(112)를 향해 탄지한다.

상기 탄성 부재(130)는 일 예로 코일 스프링이 사용되나 탄성력이 발생 가능한 다른 구성으로 변경될 수 있다.

상기 탄성 부재(130)는 제2 코어부(124)에 부분 삽입되므로 코어부(120)가 메인 바디부(110)의 축 방향에서 이동하는 경우에도 결합 안정성이 향상된다.

본 실시 예에 의한 캡(140)은 상기 메인 바디부(110)의 상측 단부에 결합되고, 상기 캡(140)에는 상기 코어부(120)를 경유한 냉매가 상기 토출구(11)로 이동되도록 원주 방향에 내부 유로(142)가 형성된다.

상기 내부 유로(142)는 가스 상태의 냉매가 토출구(11)를 향해 별도의 저항 또는 압력 손실 없이 이동되도록 캡(140)의 중앙을 기준으로 동심원을 갖고 원주 방향에 복수개가 개구된다.

상기 내부 유로(142)가 이와 같이 위치에 배치되는 이유는 코어부(120)가 상대 이동되어 제2 코어부(124)가 캡(140)의 하측에 근접한 위치까지 이동되는 경우에도 상기 내부 유로(142)를 부분적으로 막거나 중첩되지 않도록 하여 안정적인 냉매의 이동을 도모하기 위해서이다.

상기 캡(140)에는 상면 중앙에 형성된 리브(144)와, 상기 리브(144)를 기준으로 상기 내부 유로(142) 사이를 구획하는 브릿지(146)가 형성된다. 상기 리브(144)는 브릿지(146)와 일체로 형성되어 있어 탄성 부재(130)를 통해 가해지는 하중을 안정적으로지지 할 수 있어 캡(140)의 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

브릿지(146)는 복수개의 내부 유로(142)를 서로 간에 구획하여 냉매 가스가 특정 위치로 집중되지 않도록 가이드 하여 상기 냉매 가스의 안정적인 이동을 가능하게 하고, 부분적으로 발생된 진동을 반경 방향 외측으로 분산시킬 수 있다.

첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하면, 제1 바디부(112)는 상기 제3 코어부(126)가 삽입될 때 이동 방향을 중앙으로 안내하기 위해 원주 방향에서 하향 경사진 제1 경사부(112a가 형성되고, 상기 제3 코어부(126)에는 상기 제1 경사부(112a)와 면접촉되어 상대 이동이 이루어지도록 원주 방향에 제2 경사부(126a)가 형성된다.

코어부(120)는 제1 바디부(112)로 부분 삽입될 때 제2 경사부(126a)가 제1 경사부(112a)와 접촉되어 삽입 방향이 정 중앙으로 안내될 수 있어 안정적인 삽입이 이루어진다.

본 실시 예는 상기 코어부(120)가 메인 바디부(110)에서 이동되기 이전에는 제2 바디부(114)의 내측에 형성된 단턱부(113)에 분기부(122)가 걸린 상태가 유지되고, 제1 바디부(112)에 제3 코어부(126)가 부분 삽입되어 외주면이 밀착된실링 상태가 유지되므로 냉매 가스가 코어부(120)를 통해 토출구(11)로 이동되는 것이 차단된다.

그리고 압축기가 작동하여 냉매가 냉매 이동 홀(112a)로 이동될 경우 상기 냉매의 압력으로 인해 코어부(120) 전체가 탄성 부재(130)를 압축하면서 메인 바디부(110)의 축 방향에서 상대 이동되면서 상기 단턱부(131)에서 제1 코어부(122)가 이격됨으로써 냉매 가스가 이동될 수 있는 공간이 형성된다.

이와 같이 코어부(120)는 메인 바디부(110)의 내측 축 방향에서 냉매의 공급 상태에 따라 실링과 이동이 이루어지게 되고, 축 방향에서 이동되는 이동량에 따라 스토로크가 변동되어 맥동으로 인한 진동 및 소음 감소가 최소화 된다.

첨부된 도 7 내지 도 9를 참조하면, 분기부(121)는 코어부(120)의 외측 상하좌우 4군데 위치에 구비되어 있어 제2 바디부(114)의 내측과 접촉시 특정 위치로 편심되지 않아 안정적인 접촉 상태가 유지된다. 이 경우 코어부(120)가 제2 바디부(114)의 축 방향에서 이동할 때 분기부(121)가 구비된 4군데에서 접촉된 상태가 유지되므로 안정적인 이동이 이루어질 수 있다.

상기 분기부(121)는 제2 바디부(114)를 따라 냉매 가스가 균일한 양으로 이동되도록 동일 간격으로 서로 간에 이격되어 있어 특정 위치로 냉매 가스가 편심되지 않고 각각 분기되어 이동될 수 있다.

분기부(121)는 제1 코어부(122)의 축 방향에서 제2 바디부(114)의 내주면에서 접촉되는 접촉면이 라운드 진 제1 라운드 부(121a)가 형성되어 있어 접촉에 따른 마찰 발생이 최소화 된다.

또한 분기부(121)는 통로부(14)를 바라보는 하측 단부에 외측을 향해 라운드 진 제2 라운드 부(121b)가 형성되고, 후술할 캡(140)의 하측을 바라보는 상측 단부에 외측을 향해 라운드 진 제3 라운드 부(121c)가 형성된다.

상기 제2 라운드 부(121b)는 냉매 가스가 분기부(121)를 통과할 때 불필요한 난류 발생을 최소화하기 위한 목적과, 상기 분기부(121)의 외주면과 제1 코어부(122)의 외주면에서의 난류 발생을 최소화하기 위해 형성된다.

상기 제2 라운드 부(121b)는 냉매 가스와 접촉될 경우 유체의 이동 방향을 분기부(121)와 제1 코어부(122)의 외주면에서 박리되지 않고 이동되도록 이동 방향을 분기부(121)의 좌우측과 제1 코어부(122)의 외주면으로 안내하여 안정적인 냉매 가스의 이동을 도모할 수 있다.

제3 라운드 부(121c)는 상기 분기부(121)를 경유한 냉매 가스가 캡(140)을 통해 이동될 때 난류 형태로 이동되지 않도록 라운드 지게 형성됨으로써 냉매 가스가 표면을 따라 이동하다가 박리로 인한 난류 발생을 방지하여 안정적인 이동을 도모할 수 있다.

냉매는 분기부(121)에 의해 제1 코어부(122)의 외측 원주 방향에서 상하좌우 모두 각각 분기되어 이동되는 경우에도 상기 제1 코어부(122)의 외주면을 따라 안정적으로 이동될 수 있어 저항으로 인한 손실이 최소화 된 상태로 토출구(11)를 향해 이동될 수 있다.

첨부된 도 10 내지 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 의한 제2 바디부(114)에는 외측 축 방향 외측에서 내측으로 돌출되어 상기 코어부(120)가 냉매의 압력에 의해 회전이 발생되는 경우에도 이를 방지하는 스토퍼(114a)가 형성된다.

상기 스토퍼(114a)는 상기 제2 바디부(113)를 횡 방향에서 단면을 잘라서 바라볼 때 일측에 형성될 수 있다. 참고로 상기 스토퍼(114a)는 도면 기준으로 좌측과 우측에 각각 형성되는 것도 가능하며 특별히 특정 위치로 한정하지 않는다.

본 실시 예에 의한 토출 체크 밸브(100)는 통로부(14)에 삽입되기 위해 상기 통로부(14)의 내측에 강제 압입된 상태로 고정되거나, 상기 유분리기가 통로부(14)에 가 조립된 이후에 스냅링(미도시)을 통로부(14)의 길이 방향에서 이동이 방지되도록 고정될 수 있다.

상기 토출 체크 밸브(100)는 전술한 고정 방식 이외에도 통로부(14)에 가 조립된 이후에 상기 유분리기의 상측에 스테킹(stacking)되어 억지 끼움 방식으로 고정되거나 용접 또는 나사구조로 고정될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10 : 리어 하우징
12 : 유입 홀
100, 1000 : 토출 체크 밸브
110 : 메인 바디부
112a : 제1 경사부
112b : 돌출부
112c : 나선 돌출부
113 : 단턱부
120 : 코어부
121 : 분기부
122, 124, 126 : 제1,2,3 코어부
126a : 제2 경사부
130 : 탄성 부재
140 : 캡
142 : 내부 유로
144 : 리브
146 : 브릿지

Claims (15)

1. 구동부의 일측에 결합된 압축부;
   상기 압축부에서 압축된 냉매가 토출되는 토출실과, 상기 토출실과 연통되고 냉매가 유입되는 유입 홀과, 상기 유입 홀을 통해 이동된 냉매가 배출되는 유로가 형성된 통로부를 포함하는 리어 하우징;
   상기 냉매의 압력에 따라 개도량이 가변되면서 토출구로 냉매를 공급하기 위해 상기 통로부에 설치된 토출 체크 밸브가 구비되되,
   상기 토출 체크 밸브는 상기 통로부에 결합되고 서로 다른 내경으로 형성된 메인 바디부;
   상기 메인 바디부에 삽입되고, 상기 냉매의 압력에 따라 내부 유로를 개폐하며, 상기 냉매가 상기 메인 바디부의 내측에서 분기되어 이동되도록 분기부가 형성된 코어부; 및
   상기 코어부를 지지하기 위한 탄성 부재를 포함하고, 상기 유입 홀을 통해 이동된 냉매는 상기 토출 체크 밸브와 충돌하여 일부 오일이 분리되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 바디부에는 상기 유입 홀과 대향되는 위치에 형성되어 상기 냉매에 포함된 오일을 분리하기 위해 형성된 돌출부를 더 포함하는 스크롤 압축기.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 메인 바디부는 원통으로 형성되고 상기 유입 홀과 마주보는 위치에서 제1 직경(D1)으로 연장되며 상기 냉매가 유입되도록 내측에 냉매 이동 홀이 형성된 제1 바디부;
   상기 제1 바디부와 연통되어 일체로 형성되고, 내측 하단 원주 방향에서 단턱진 단턱부가 형성되며 소정의 길이를 갖고 제2 직경(D2)으로 연장된 제2 바디부를 포함하는 스크롤 압축기.
   
4. 제2 항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 제1 바디부의 외측 축 방향에서 상기 통로부의 하측을 향해 연장된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
   
5. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 바디부는 외측 원주 방향에서 상기 냉매에 포함된 오일을 분리와 동시에 이동 방향을 나선 형태로 유도하기 위한 나선 돌출부가 형성된 스크롤 압축기.
   
6. 제3 항에 있어서,
   상기 제2 바디부에는 외측 축 방향 외측에서 내측으로 돌출되어 상기 코어부의 회전을 방지하는 스토퍼가 형성된 스크롤 압축기.
   
7. 제3 항에 있어서,
   상기 제2 직경(D2)은 상기 제1 직경(D1) 보다 상대적으로 큰 직경으로 형성된 스크롤 압축기.
   
8. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 바디부는 상단부가 상기 유입 홀의 중앙을 기준으로 상측으로 이격된 제1 이격 거리(L1) 까지 연장된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 바디부에는 상측 단부에 캡이 결합되고, 상기 캡에는 상기 코어부를 경유한 냉매가 상기 토출구로 이동되도록 원주 방향에 내부 유로가 형성된 스크롤 압축기.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 캡에는 상면 중앙에 형성된 리브;
    상기 리브를 기준으로 상기 내부 유로 사이를 구획하는 브릿지가 형성된 스크롤 압축기.
    
11. 제3 항에 있어서,
    상기 코어부는 상기 제2 바디부의 내경과 대응되는 외경을 갖고 축 방향에서 소정의 길이로 연장된 제1 코어부;
    상기 제1 코어부와 일체로 형성되고 냉매가 배출되는 상측을 향해 서로 다른 직경으로 연장된 제2 코어부;
    상기 제1 코어부와 일체로 형성되고 냉매가 유입되는 하측을 향해 서로 다른 직경으로 연장된 제3 코어부를 포함하는 스크롤 압축기.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 코어부와 상기 제3 코어부는 상기 제1 코어부 보다 상대적으로 작은 직경으로 연장된 스크롤 압축기.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 바디부는 상기 제3 코어부가 삽입될 때 이동 방향을 중앙으로 안내하기 위해 원주 방향에서 하향 경사진 제1 경사부가 형성되고, 상기 제3 코어부에는 상기 제1 경사부와 면접촉되어 상대 이동이 이루어지도록 원주 방향에 제2 경사부가 형성된 스크롤 압축기.
    
14. 제1 항에 있어서,
    상기 분기부는 상기 코어부의 원주 방향을 동일 간격으로 구획하는 격벽인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
    
15. 제14 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 메인 바디부의 내주면과 면접촉된 상태로 상대 이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
    

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