KR20230098435A

KR20230098435A - 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20230098435A
Application number: KR1020210187550A
Authority: KR
Inventors: 홍기상; 김광진; 서정기; 이경재; 이원빈; 전종현
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2023-07-04

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 하우징; 상기 하우징 내에 구비되는 모터; 상기 모터에 의해 회전되는 회전축; 상기 회전축에 의해 선회 운동되는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 상기 하우징의 외부로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 주입 유로; 및 상기 주입 유로를 개폐하는 주입 밸브 조립체를 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 외부로부터 유입된 중간압의 냉매를 수용하는 도입실을 포함하고, 상기 주입 밸브 조립체는 상기 도입실을 덮는 밸브 플레이트를 포함하고, 상기 밸브 플레이트는 상기 도입실과 연통되는 유입구, 상기 유입구와 연통되는 밸브 챔버 및 상기 밸브 챔버의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 유출구를 포함하고, 상기 밸브 챔버의 내부에는 상기 밸브 챔버를 상기 유출구와 연통 및 차폐시키는 밸브 코어가 구비됨에 따라, 상기 주입 밸브 조립체의 부품 수, 크기 및 원가를 감소시킬 수 있다.

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 왕복운동을 통해 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 상기 왕복식에는 동력의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 동력을 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 샤프트로 동력을 전달하는 사판식 등이 있고, 상기 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.

그리고, 최근의 스크롤 압축기에는, 냉매 토출량 증가를 위해 중간압의 냉매를 압축실로 주입하는 기술이 적용되고 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 스크롤 압축기에서 리어 하우징 부분을 다른 방향으로 절개하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 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 의해 선회 운동되는 선회 스크롤(400), 상기 선회 스크롤(400)과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤(500), 상기 하우징(100)의 외부로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실(C)로 안내하는 주입 유로 및 상기 주입 유로를 개폐하는 주입 밸브 조립체(700)를 포함한다.

여기서, 상기 하우징(100)은 상기 하우징(100)의 외부로부터 유입된 중간압의 냉매를 수용하는 도입실(I)을 포함하고, 상기 주입 밸브 조립체(700)는 상기 도입실(I)과 연통되는 유입구(712)를 가지며 상기 도입실(I)을 덮는 커버 플레이트(710), 상기 커버 플레이트(710)의 유입구(712)를 개폐하는 리드 밸브(720), 상기 리드 밸브(720)를 통과한 냉매를 상기 압축실(C) 측으로 안내하는 유출구(736)를 갖는 밸브 플레이트(730) 및 상기 커버 플레이트(710)와 상기 밸브 플레이트(730) 사이를 밀봉하는 실링부재(750)를 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 의해 선회 운동되고, 이러한 선회 스크롤(400)의 선회 운동에 의해 냉매는 상기 압축실(C)로 흡입되고, 상기 압축실(C)에서 압축되며, 상기 압축실(C)로부터 토출되는 일련의 과정이 반복된다.

여기서, 상기 주입 유로를 통해 중간압의 냉매가 상기 압축실(C)로 주입됨에 따라, 흡입압의 냉매 뿐만 아니라 중간압의 냉매까지 압축되어 토출된다. 이에 따라, 흡입압의 냉매만을 흡입 및 압축하여 토출할 때보다 냉매 토출량이 증가되어, 스크롤 압축기의 성능 및 효율이 향상된다.

그러나, 이러한 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 상기 주입 밸브 조립체(700)가 상기 커버 플레이트(710), 상기 리드 밸브(720), 상기 밸브 플레이트(730) 및 상기 실링부재(750)를 포함함에 따라, 상기 주입 밸브 조립체(700)의 부품 수, 크기 및 원가가 증가되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2021-0118743호

따라서, 본 발명은, 중간압의 냉매를 압축실로 안내하는 주입 유로를 개폐하기 위한 주입 밸브 조립체의 부품 수, 크기 및 원가를 감소시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 하우징; 상기 하우징 내에 구비되는 모터; 상기 모터에 의해 회전되는 회전축; 상기 회전축에 의해 선회 운동되는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 상기 하우징의 외부로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 주입 유로; 및 상기 주입 유로를 개폐하는 주입 밸브 조립체를 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 외부로부터 유입된 중간압의 냉매를 수용하는 도입실을 포함하고, 상기 주입 밸브 조립체는 상기 도입실을 덮는 밸브 플레이트를 포함하고, 상기 밸브 플레이트는 상기 도입실과 연통되는 유입구, 상기 유입구와 연통되는 밸브 챔버 및 상기 밸브 챔버의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 유출구를 포함하고, 상기 밸브 챔버의 내부에는 상기 밸브 챔버를 상기 유출구와 연통 및 차폐시키는 밸브 코어가 구비되는 스크롤 압축기를 제공한다.

상기 하우징은 상기 하우징의 내벽면으로부터 환형으로 돌출되며 상기 도입실을 형성하는 환형벽을 포함하고, 상기 밸브 플레이트는 상기 환형벽의 선단면에 체결되며 상기 도입실을 덮는 밸브 플레이트 상면을 더 포함할 수 있다.

상기 밸브 플레이트 상면과 상기 환형벽의 선단면 사이에는 실링부재가 배치될 수 있다.

상기 유입구는 상기 밸브 플레이트 상면으로부터 음각지게 형성되고, 상기 밸브 챔버는 상기 유입구의 기저면으로부터 음각지게 형성되고, 상기 유출구는 상기 밸브 챔버의 내주면에 연통되게 형성될 수 있다.

상기 밸브 코어는 상기 밸브 챔버의 내부에서 왕복 운동되며 상기 유출구를 개폐하게 형성될 수 있다.

상기 밸브 챔버의 기저면과 상기 밸브 코어 사이에는 상기 밸브 코어를 상기 유입구 측으로 가압하는 탄성부재가 배치될 수 있다.

상기 유출구는 상기 밸브 챔버와 상기 유입구 사이 단차면으로부터 상기 탄성부재 측으로 이격된 위치에서 상기 밸브 챔버에 연통되게 형성될 수 있다.

상기 유입구에는 상기 밸브 코어의 이탈을 방지하는 스토퍼가 구비될 수 있다.

상기 스토퍼는 외주면이 상기 유입구의 내주면에 압입되고 중심부에 관통홀을 갖는 환형으로 형성되고, 상기 관통홀의 내경은 상기 밸브 코어의 외경보다 작게 형성될 수 있다.

상기 밸브 코어는 왕복 운동되며 상기 관통홀을 개폐하게 형성될 수 있다.

상기 밸브 코어는 상기 스토퍼에 접촉 및 이격되는 밸브 코어 상면을 포함할 수 있다.

상기 밸브 코어는 상기 밸브 코어 상면의 중심부로부터 돌출되어 상기 관통홀에 삽입 가능한 돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 돌기는 상기 밸브 코어 상면으로부터의 거리가 증가될수록 외경이 감소되게 형성될 수 있다.

상기 밸브 코어는 상기 밸브 코어 상면의 배면을 이루는 밸브 코어 하면 및 상기 밸브 챔버의 내주면에 대향되는 밸브 코어 외주면을 더 포함하고, 상기 밸브 코어 외주면에는 음각진 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯은 상기 밸브 코어 상면으로부터 상기 밸브 코어 하면까지 연장될 수 있다.

상기 밸브 코어는 상기 밸브 코어의 중심부를 상기 밸브 코어의 왕복 운동 방향으로 관통하는 센터 홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 하우징; 상기 하우징 내에 구비되는 모터; 상기 모터에 의해 회전되는 회전축; 상기 회전축에 의해 선회 운동되는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤; 상기 하우징의 외부로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 주입 유로; 및 상기 주입 유로를 개폐하는 주입 밸브 조립체를 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 외부로부터 유입된 중간압의 냉매를 수용하는 도입실을 포함하고, 상기 주입 밸브 조립체는 상기 도입실을 덮는 밸브 플레이트를 포함하고, 상기 밸브 플레이트는 상기 도입실과 연통되는 유입구, 상기 유입구와 연통되는 밸브 챔버 및 상기 밸브 챔버의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 유출구를 포함하고, 상기 밸브 챔버의 내부에는 상기 밸브 챔버를 상기 유출구와 연통 및 차폐시키는 밸브 코어가 구비됨에 따라, 상기 주입 밸브 조립체의 부품 수, 크기 및 원가를 감소시킬 수 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 스크롤 압축기에서 리어 하우징 부분을 다른 방향으로 절개하여 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 A 부분 확대도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기에서 리어 하우징 부분을 도시한 단면도,
도 5는 도 4의 B 부분 확대도,
도 6은 도 5의 주입 밸브 조립체를 도시한 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기에서 주입 밸브 조립체를 도시한 분해 사시도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기에서 주입 밸브 조립체를 도시한 분해 사시도이다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기에서 리어 하우징 부분을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 B 부분 확대도이며, 도 6은 도 5의 주입 밸브 조립체를 도시한 분해 사시도이다.

한편, 도 4 내지 도 6에 미도시된 구성요소의 경우 도 1을 참조한다.

도 4 내지 도 6 및 도 1을 참조하면, 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 의해 선회 운동되는 선회 스크롤(400) 및 상기 선회 스크롤(400)과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤(500)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 스크롤 압축기는, 상기 하우징(100)의 외부(예를 들어 응축기의 하류)로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실(C)로 안내하는 주입 유로 및 상기 주입 유로를 개폐하는 주입 밸브 조립체(800)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 주입 유로는 후술할 도입포트(133), 도입실(I), 유입구, 밸브 챔버, 유출구 및 주입구를 포함하여 리어 하우징(130)으로부터 상기 고정 스크롤(500)까지 연장 형성되고, 상기 주입 밸브 조립체(800)는 후술할 유입구, 밸브 챔버 및 유출구를 포함하며 리어 하우징(130)과 상기 고정 스크롤(500) 사이에 개재될 수 있다.

구체적으로, 상기 하우징(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 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.

상기 리어 하우징(130)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 압축실(C)로부터 토출되는 냉매를 수용하는 토출실(D), 상기 토출실(D)의 냉매를 상기 하우징(100)의 외부로 안내하는 토출포트(131), 상기 하우징(100)의 외부로부터 중간압의 냉매가 도입되는 도입포트(133) 및 상기 도입포트(133)를 통해 도입되는 냉매를 수용하는 도입실(I)을 포함할 수 있다.

여기서, 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 포함할 수 있다.

상기 제1 환형벽(134)은 상기 센터 경판(112)의 외주부와 대략 동등 수준의 직경을 갖는 환형으로 형성되고, 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 경판(510)의 외주부에 접촉되며, 상기 토출실(D)을 형성할 수 있다.

상기 제3 환형벽(138)은 상기 제2 환형벽(136)보다 작은 직경을 갖는 환형으로 형성되고, 후술할 고정 경판(510)으로부터 이격되며, 후술할 밸브 플레이트(810)에 의해 복개되어, 상기 도입실(I)을 형성할 수 있다.

상기 리어 경판(132)에는 상기 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 형성되고, 상기 토출실(D)과 연통될 수 있다.

그리고, 상기 리어 경판(132)에는 상기 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.

상기 모터(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 프론트 측판(124)에 고정되는 고정자(210) 및 상기 고정자(210)의 내부에서 상기 고정자(210)와의 상호 작용으로 회전되는 회전자(220)를 포함할 수 있다.

상기 회전축(300)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 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, 도 1에 도시된 바와 같이, 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.

상기 고정 스크롤(500)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 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)를 포함하고, 상기 토출구(512)는 상기 고정 경판(510)과 상기 주입 밸브 조립체(800) 사이에 개재되는 토출 밸브(600)에 의해 개폐될 수 있다.

그리고, 상기 고정 경판(510)은 상기 주입 밸브 조립체(800)로부터 토출되는 냉매를 상기 압축실(C)로 안내하는 주입구를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 압축실(C)은 상기 스크롤 수용공간(S2)의 반경방향 상 원심 측에 위치되는 제1 압축실 및 상기 스크롤 수용공간(S2)의 반경방향 상 구심 측에 위치되고 상기 제1 압축실보다 높은 압력을 갖는 제2 압축실을 포함하고, 상기 제1 압축실과 상기 제2 압축실은 각각 한 쌍으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 압축실은 상기 선회 랩(420)의 외주면과 상기 고정 랩(520)의 내주면에 의해 형성되는 제1 외측 압축실 및 상기 선회 랩(420)의 내주면과 상기 고정 랩(520)의 외주면에 의해 형성되는 제1 내측 압축실을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제2 압축실은 상기 선회 랩(420)의 외주면과 상기 고정 랩(520)의 내주면에 의해 형성되는 제2 외측 압축실 및 상기 선회 랩(420)의 내주면과 상기 고정 랩(520)의 외주면에 의해 형성되는 제2 내측 압축실을 포함할 수 있다.

이때, 상기 토출구(512)는 상기 제2 외측 압축실과 상기 제2 내측 압축실의 냉매를 토출하도록 상기 고정 경판(510)의 중심측에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 주입구는 상기 주입 밸브 조립체(800)로부터 토출되는 냉매를 상기 한 쌍의 제1 압축실에 모두 공급하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 주입구는 상기 제1 외측 압축실과 연통 가능한 제1 주입구(514a) 및 상기 제1 내측 압축실과 연통 가능한 제2 주입구를 포함할 수 있다.

상기 고정 랩(520)은 상기 고정 스크롤(500)의 중심측으로부터 상기 고정 스크롤(500)의 외주부 측으로 예를 들어 대수나선형으로 연장 형성될 수 있다.

상기 고정 측판(530)은 상기 고정 경판(510)의 외주부를 따라 연장되는 환형으로 형성될 수 있다.

상기 주입 밸브 조립체(800)는 상기 도입실(I)과 상기 주입구 사이를 연통 및 차폐시키도록 상기 제3 환형벽(138)의 선단면에 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 주입 밸브 조립체(800)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제3 환형벽(138)의 선단면에 체결되어 상기 도입실(I)을 복개하는 밸브 플레이트(810)를 포함할 수 있다.

상기 밸브 플레이트(810)는 상기 도입실(I)과 상기 제3 환형벽(138)의 선단면에 대향되는 밸브 플레이트 상면(810a), 상기 밸브 플레이트 상면(810a)의 배면을 이루면서 상기 고정 스크롤(500)에 대향되는 밸브 플레이트 하면(810b), 상기 밸브 플레이트 하면(810b)의 일측으로부터 상기 제1 주입구(514a) 측으로 돌출되는 제1 돌출부(812a) 및 상기 밸브 플레이트 하면(810b)의 타측으로부터 상기 제2 주입구 측으로 돌출되는 제2 돌출부(812b)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 밸브 플레이트 하면(810b)은, 상기 토출 밸브(600)가 상기 고정 경판(510)과 상기 밸브 플레이트 하면(810b) 사이에 개재되도록, 그리고 상기 토출구(512)로부터 토출되는 냉매가 상기 토출실(D)로 유동될 수 있도록, 상기 고정 경판(510)과 이격되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 밸브 플레이트(810)는, 상기 밸브 플레이트 상면(810a) 중 상기 도입실(I)에 대향되는 부위의 일측으로부터 음각지게 형성되어 상기 도입실(I)과 연통되는 제1 유입구(814a), 상기 제1 유입구(814a)의 기저면으로부터 음각지게 형성되어 상기 제1 유입구(814a)와 연통되는 제1 밸브 챔버(816a) 및 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 냉매를 상기 제1 주입구(514a)로 안내하도록 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 내주면으로부터 상기 제1 돌출부(812a)의 선단면까지 상기 밸브 플레이트(810)의 내부를 관통하여 연장되는 제1 유출구(818a)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 밸브 플레이트(810)는, 상기 밸브 플레이트 상면(810a) 중 상기 도입실(I)에 대향되는 부위의 타측으로부터 음각지게 형성되어 상기 도입실(I)과 연통되는 제2 유입구, 상기 제2 유입구의 기저면으로부터 음각지게 형성되어 상기 제2 유입구와 연통되는 제2 밸브 챔버 및 상기 제2 밸브 챔버의 냉매를 상기 제2 주입구로 안내하도록 상기 제2 밸브 챔버의 내주면으로부터 상기 제2 돌출부(812b)의 선단면까지 상기 밸브 플레이트(810)의 내부를 관통하여 연장되는 제2 유출구를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 주입 밸브 조립체(800)는 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 내부에서 왕복 운동되며 상기 제1 밸브 챔버(816a)를 상기 제1 유출구(818a)와 연통 및 차폐시키는 제1 밸브 코어(820a), 상기 제1 밸브 코어(820a)를 상기 제1 유입구(814a) 측으로 가압하는 제1 탄성부재(830a) 및 상기 제1 유입구(814a)에서 상기 제1 밸브 코어(820a)의 이탈을 방지하는 제1 스토퍼(840a)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 밸브 코어(820a)는 상기 제1 유입구(814a) 측을 향하는 제1 밸브 코어 상면(822a), 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)의 배면을 이루는 제1 밸브 코어 하면(824a) 및 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 내주면에 대향되는 제1 밸브 코어 외주면(826a)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 밸브 코어 외주면(826a)이 상기 제1 유출구(818a)를 폐쇄할 수 있도록, 상기 제1 밸브 코어(820a)의 외경은 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 내경과 동등 수준으로 형성되고, 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)과 상기 제1 밸브 코어 하면(824a) 사이 거리는 상기 제1 유출구(818a) 중 상기 제1 밸브 챔버(816a) 측 개구의 내경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)의 중심부로부터 돌출되는 제1 돌기(828a)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 돌기(828a)는 후술할 제1 관통홀(842a)에 삽입 가능하도록 후술할 제1 관통홀(842a)의 내경보다 작거나 같은 외경을 갖는데, 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)으로부터의 거리가 증가될수록 상기 제1 돌기(828a)의 외경이 감소되게 형성될 수 있다.

상기 제1 탄성부재(830a)는 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 기저면과 상기 제1 밸브 코어 하면(824a) 사이에 개재되는 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

상기 제1 스토퍼(840a)는 외주면이 상기 제1 유입구(814a)의 내주면에 압입되고 중심부에 상기 제1 스토퍼(840a)를 관통하는 제1 관통홀(842a)을 갖는 환형으로 형성되고, 상기 제1 관통홀(842a)의 내경은 상기 제1 밸브 코어(820a)의 외경보다 작게 형성될 수 있다.

그리고, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 주입 밸브 조립체(800)는 상기 제2 밸브 챔버의 내부에서 왕복 운동되며 상기 제2 밸브 챔버를 상기 제2 유출구와 연통 및 차폐시키는 제2 밸브 코어, 상기 제2 밸브 코어를 상기 제2 유입구 측으로 가압하는 제2 탄성부재 및 상기 제2 유입구에서 상기 제2 밸브 코어의 이탈을 방지하는 제2 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 밸브 코어는 상기 제2 유입구 측을 향하는 제2 밸브 코어 상면, 상기 제2 밸브 코어 상면의 배면을 이루는 제2 밸브 코어 하면 및 상기 제2 밸브 챔버의 내주면에 대향되는 제2 밸브 코어 외주면을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 밸브 코어의 외주면이 상기 제2 유출구를 폐쇄할 수 있도록, 상기 제2 밸브 코어의 외경은 상기 제2 밸브 챔버의 내경과 동등 수준으로 형성되고, 상기 제2 밸브 코어 상면과 상기 제2 밸브 코어 하면 사이 거리는 상기 제2 유출구 중 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 내주면과 연통되는 개구의 내경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 밸브 코어 상면의 중심부로부터 돌출되는 제2 돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 돌기는 후술할 제2 관통홀에 삽입 가능하도록 후술할 제2 관통홀의 내경보다 작거나 같은 외경을 갖는데, 상기 제2 밸브 코어 상면으로부터의 거리가 증가될수록 상기 제2 돌기의 외경이 감소되게 형성될 수 있다.

상기 제2 탄성부재는 상기 제2 밸브 챔버의 기저면과 상기 제2 밸브 코어 하면 사이에 개재되는 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

상기 제2 스토퍼는 외주면이 상기 제2 유입구의 내주면에 압입되고 중심부에 상기 제2 스토퍼를 관통하는 제2 관통홀을 갖는 환형으로 형성되고, 상기 제2 관통홀의 내경은 상기 제2 밸브 코어의 외경보다 작게 형성될 수 있다.

한편, 미설명부호인 850은 상기 도입실(I)과 상기 토출실(D) 사이를 밀봉하도록 상기 밸브 플레이트 상면(810a)과 상기 제3 환형벽(138) 사이에 개재되는 제1 실링부재이고, 860은 상기 주입구와 상기 토출실(D) 사이를 밀봉하도록 상기 밸브 플레이트 하면(810b)과 상기 고정 경판(510) 사이에 개재되는 제2 실링부재이다.

이하, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.

즉, 상기 모터(200)에 전원이 인가되면 상기 회전축(300)이 상기 회전자(220)와 함께 회전될 수 있다.

그리고, 상기 선회 스크롤(400)이 상기 편심 부시(310)를 통해 상기 회전축(300)으로부터 회전력을 전달받아 선회 운동될 수 있다.

이에 따라, 상기 압축실(C)은 중심측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소될 수 있다.

그리고, 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.

그리고, 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 있다.

그리고, 상기 토출실(D)로 토출된 토출압의 냉매는 상기 토출포트(131)를 통해 압축기의 외부로 배출될 수 있다.

이 과정에서, 상기 주입 밸브 조립체(800)에 의해 개폐되는 상기 주입 유로(도입포트(133), 도입실(I), 주입 밸브 조립체(800), 주입구)를 통해 중간압의 냉매가 상기 압축실(C)로 안내됨에 따라, 흡입압의 냉매 뿐만 아니라 중간압의 냉매까지 압축되어 토출될 수 있다. 이에 의하여, 흡입압의 냉매만이 흡입 및 압축되어 토출될 때보다 냉매 토출량이 증가되고, 스크롤 압축기의 성능 및 효율이 향상될 수 있다.

즉, 상기 도입실(I)의 압력이 사전에 결정된 값 이상이 되면, 상기 제1 밸브 코어(820a)가 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 기저면 측으로 이동될 수 있다. 그러면, 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)이 상기 제1 스토퍼(840a)로부터 이격되어, 상기 제1 관통홀(842a)이 개방될 수 있다. 그리고, 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)이 상기 제1 유출구(818a)의 상기 제1 밸브 챔버(816a) 측 개구의 범위에 위치되거나 상기 개구를 기준으로 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 기저면 측에 위치되면, 상기 제1 유출구(818a)가 개방될 수 있다. 이에 따라, 상기 도입실(I)의 냉매가 상기 제1 관통홀(842a), 상기 제1 밸브 챔버(816a), 상기 제1 유출구(818a) 및 상기 제1 주입구(514a)를 통해 상기 제1 외측 압축실로 주입된 후 상기 제2 외측 압축실로 진행되며 압축될 수 있다.

여기서, 상기 제1 밸브 챔버(816a)가 상기 제1 유출구(818a)를 개방할 때, 상기 제1 탄성부재(830a)는 상기 제1 밸브 챔버(816a)에 탄성력을 가하며 가변적인 댐핑 효과를 발휘할 수 있다. 이에 따라, 맥동이 저감되고, 소음 및 진동이 저감될 수 있다.

그리고, 상기 제1 탄성부재(830a)의 댐핑 효과를 증가시키기 위해, 상기 제1 유출구(818a)는 상기 제1 밸브 챔버(816a)와 상기 제1 유입구(814a) 사이 제1 단차면(제1 유입구(814a)의 기저면)으로부터 상기 제1 탄성부재(830a) 측으로 이격된 위치에서 상기 제1 밸브 챔버(816a)에 연통되는 것이 바람직할 수 있다.

반면, 상기 도입실(I)의 압력이 사전에 결정된 값보다 작아지면, 상기 제1 밸브 코어(820a)가 상기 제1 스토퍼(840a) 측으로 이동될 수 있다. 그러면, 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)이 상기 제1 스토퍼(840a)에 접촉되어, 상기 제1 밸브 코어(820a)의 이탈이 방지되면서, 상기 제1 관통홀(842a)이 폐쇄될 수 있다. 그리고, 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)이 상기 제1 유출구(818a)의 상기 제1 밸브 챔버(816a) 측 개구를 기준으로 상기 제1 스토퍼(840a) 측에 위치되면, 상기 제1 유출구(818a)가 폐쇄될 수 있다. 이에 따라, 상기 도입실(I)의 냉매는 상기 제1 밸브 챔버(816a)로 유입될 수 없게 되고, 상기 제1 밸브 챔버(816a)의 냉매는 상기 제1 유출구(818a)로 유입될 수 없게 된다.

여기서, 상기 제1 밸브 챔버(816a)가 상기 제1 유출구(818a)를 폐쇄하는 것과 별개로 상기 제1 관통홀(842a)도 폐쇄하도록 형성됨에 따라, 리크가 억제될 수 있다.

그리고, 상기 제1 관통홀(842a)에 삽입되는 상기 제1 돌기(828a)가 구비됨에 따라, 저부하 리크가 억제될 수 있다.

그리고, 상기 제1 돌기(828a)는 상기 제1 밸브 코어 상면(822a)으로부터의 거리가 증가될수록 상기 제1 돌기(828a)의 외경이 감소되게 형성됨에 따라, 상기 제1 관통홀(842a)을 통과하는 냉매의 유량이 급격하게 변동되는 것을 억제할 수 있다.

이와 유사하게, 상기 도입실(I)의 압력이 사전에 결정된 값 이상이 되면, 상기 제2 밸브 코어가 상기 제2 밸브 챔버의 기저면 측으로 이동될 수 있다. 그러면, 상기 제2 밸브 코어 상면이 상기 제2 스토퍼로부터 이격되어, 상기 제2 관통홀이 개방될 수 있다. 그리고, 상기 제2 밸브 코어 상면이 상기 제2 유출구의 상기 제2 밸브 챔버 측 개구의 범위에 위치되거나 상기 개구를 기준으로 상기 제2 밸브 챔버의 기저면 측에 위치되면, 상기 제2 유출구가 개방될 수 있다. 이에 따라, 상기 도입실(I)의 냉매가 상기 제2 관통홀, 상기 제2 밸브 챔버, 상기 제2 유출구 및 상기 제2 주입구를 통해 상기 제1 내측 압축실로 주입된 후 상기 제2 내측 압축실로 진행되며 압축될 수 있다.

여기서, 상기 제2 밸브 챔버가 상기 제2 유출구를 개방할 때, 상기 제2 탄성부재는 상기 제2 밸브 챔버에 탄성력을 가하며 가변적인 댐핑 효과를 발휘할 수 있다. 이에 따라, 맥동이 저감되고, 소음 및 진동이 저감될 수 있다.

그리고, 상기 제2 탄성부재의 댐핑 효과를 증가시키기 위해, 상기 제2 유출구는 상기 제2 밸브 챔버와 상기 제2 유입구 사이 제2 단차면(제2 유입구의 기저면)으로부터 상기 제2 탄성부재 측으로 이격된 위치에서 상기 제2 밸브 챔버에 연통되는 것이 바람직할 수 있다.

반면, 상기 도입실(I)의 압력이 사전에 결정된 값보다 작아지면, 상기 제2 밸브 코어가 상기 제2 스토퍼 측으로 이동될 수 있다. 그러면, 상기 제2 밸브 코어 상면이 상기 제2 스토퍼에 접촉되어, 상기 제2 밸브 코어의 이탈이 방지되고, 상기 제2 관통홀이 폐쇄될 수 있다. 그리고, 상기 제2 밸브 코어 상면이 상기 제2 유출구의 상기 제2 밸브 챔버 측 개구를 기준으로 상기 제2 스토퍼 측에 위치되면, 상기 제2 유출구가 폐쇄될 수 있다. 이에 따라, 상기 도입실(I)의 냉매는 상기 제2 밸브 챔버로 유입될 수 없게 되고, 상기 제2 밸브 챔버의 냉매는 상기 제2 유출구로 유입될 수 없게 된다.

여기서, 상기 제2 밸브 챔버가 상기 제2 유출구를 폐쇄하는 것과 별개로 상기 제2 관통홀도 폐쇄하도록 형성됨에 따라, 리크가 억제될 수 있다.

그리고, 상기 제2 관통홀에 삽입되는 상기 제2 돌기가 구비됨에 따라, 저부하 리크가 억제될 수 있다.

그리고, 상기 제2 돌기는 상기 제2 밸브 코어 상면으로부터의 거리가 증가될수록 상기 제2 돌기의 외경이 감소되게 형성됨에 따라, 상기 제2 관통홀을 통과하는 냉매의 유량이 급격하게 변동되는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 상기 주입 밸브 조립체(800)의 상기 밸브 플레이트(810)가 상기 리어 하우징(130)에 체결됨에 따라, 즉, 종래의 커버 플레이트(710) 및 커버 플레이트(710)와 밸브 플레이트(730) 사이를 밀봉하는 실링부재(750)가 삭제됨에 따라, 주입 밸브 조립체의 부품 수, 크기 및 원가가 감소될 수 있다.

그리고, 상기 제1 밸브 코어(820a)와 상기 제2 밸브 코어가 상기 밸브 플레이트(810)의 내부에서 왕복 운동되는 형태로 형성됨에 따라, 상기 밸브 플레이트(810)가 상기 리어 하우징(130)에 체결되는 것, 즉 종래의 커버 플레이트(710)를 삭제하는 것이 가능해진다.

그리고, 상기 제1 밸브 챔버(816a)와 상기 제2 밸브 챔버가 각각 상기 도입실(I)에 연통됨에 따라, 상기 도입실(I)의 냉매가 독립적으로 상기 제1 주입구(514a)와 상기 제2 주입구로 안내될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 주입구(514a)와 상기 제2 주입구로 분배되는 냉매의 유량이 서로 균등해질 수 있다.

그리고, 상기 제1 주입구(514a)와 상기 제2 주입구로 분배되는 냉매의 유량이 더욱 균등해 지도록, 상기 제1 관통홀(842a), 상기 제1 밸브 챔버(816a), 상기 제1 밸브 코어(820a), 상기 제1 탄성부재(830a) 및 상기 제1 유출구(818a)는 각각 상기 제2 관통홀, 상기 제2 밸브 챔버, 상기 제2 밸브 코어, 상기 제2 탄성부재 및 상기 제2 유출구와 대칭되게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우 밸브 코어(820a)의 중심부에 돌기(828a)가 형성되나, 도 7에 도시된 바와 같이 밸브 코어(820a)의 왕복 운동 방향으로 밸브 코어(820a)의 중심부를 관통하는 센터 홀(829a)이 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 센터 홀(829a)이 바이패스 기능을 발휘함에 따라, 냉매의 유량이 급격히 변화되더라도 상기 밸브 코어(820a)의 자세가 유지되어, 채터링 등의 이상 거동이 억제될 수 있다.

또는, 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브 코어 외주면(826a)에 음각지진 슬롯(827a)이 형성되고, 상기 슬롯(827a)은 밸브 코어 상면(822a)으로부터 밸브 코어 하면(824a)까지 연장될 수도 있다. 이 경우, 역시, 상기 슬롯(827a)이 바이패스 기능을 발휘함에 따라, 냉매의 유량이 급격히 변화되더라도 상기 밸브 코어(820a)의 자세가 유지되어, 채터링 등의 이상 거동이 억제될 수 있다.

100: 하우징
138: 제3 환형벽
200: 모터
300: 회전축
400: 선회 스크롤
500: 고정 스크롤
800: 주입 밸브 조립체
810: 밸브 플레이트
810a: 밸브 플레이트 상면
814a: 제1 유입구
816a: 제1 밸브 챔버
818a: 제1 유출구
820a: 밸브 코어
822a: 밸브 코어 상면
824a: 밸브 코어 하면
826a: 밸브 코어 외주면
827a: 슬롯
828a: 제1 돌기
829a: 센터 홀
830a: 제1 탄성부재
840a: 제1 스토퍼
842a: 제1 관통홀

Claims

하우징;
상기 하우징 내에 구비되는 모터;
상기 모터에 의해 회전되는 회전축;
상기 회전축에 의해 선회 운동되는 선회 스크롤;
상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤;
상기 하우징의 외부로부터 중간압의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 주입 유로; 및
상기 주입 유로를 개폐하는 주입 밸브 조립체를 포함하고,
상기 하우징은 상기 하우징의 외부로부터 유입된 중간압의 냉매를 수용하는 도입실을 포함하고,
상기 주입 밸브 조립체는 상기 도입실을 덮는 밸브 플레이트를 포함하고,
상기 밸브 플레이트는 상기 도입실과 연통되는 유입구, 상기 유입구와 연통되는 밸브 챔버 및 상기 밸브 챔버의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 유출구를 포함하고,
상기 밸브 챔버의 내부에는 상기 밸브 챔버를 상기 유출구와 연통 및 차폐시키는 밸브 코어가 구비되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징의 내벽면으로부터 환형으로 돌출되며 상기 도입실을 형성하는 환형벽을 포함하고,
상기 밸브 플레이트는 상기 환형벽의 선단면에 체결되며 상기 도입실을 덮는 밸브 플레이트 상면을 더 포함하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 밸브 플레이트 상면과 상기 환형벽의 선단면 사이에는 실링부재가 배치되는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 유입구는 상기 밸브 플레이트 상면으로부터 음각지게 형성되고,
상기 밸브 챔버는 상기 유입구의 기저면으로부터 음각지게 형성되고,
상기 유출구는 상기 밸브 챔버의 내주면에 연통되게 형성되는 스크롤 압축기.
제4항에 있어서,
상기 밸브 코어는 상기 밸브 챔버의 내부에서 왕복 운동되며 상기 유출구를 개폐하게 형성되는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 밸브 챔버의 기저면과 상기 밸브 코어 사이에는 상기 밸브 코어를 상기 유입구 측으로 가압하는 탄성부재가 배치되는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,
상기 유출구는 상기 밸브 챔버와 상기 유입구 사이 단차면으로부터 상기 탄성부재 측으로 이격된 위치에서 상기 밸브 챔버에 연통되게 형성되는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,
상기 유입구에는 상기 밸브 코어의 이탈을 방지하는 스토퍼가 구비되는 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,
상기 스토퍼는 외주면이 상기 유입구의 내주면에 압입되고 중심부에 관통홀을 갖는 환형으로 형성되고,
상기 관통홀의 내경은 상기 밸브 코어의 외경보다 작게 형성되는 스크롤 압축기.
제9항에 있어서,
상기 밸브 코어는 왕복 운동되며 상기 관통홀을 개폐하게 형성되는 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,
상기 밸브 코어는 상기 스토퍼에 접촉 및 이격되는 밸브 코어 상면을 포함하는 스크롤 압축기.
제11항에 있어서,
상기 밸브 코어는 상기 밸브 코어 상면의 중심부로부터 돌출되어 상기 관통홀에 삽입 가능한 돌기를 더 포함하는 스크롤 압축기.
제12항에 있어서,
상기 돌기는 상기 밸브 코어 상면으로부터의 거리가 증가될수록 외경이 감소되게 형성되는 스크롤 압축기.
제11항에 있어서,
상기 밸브 코어는 상기 밸브 코어 상면의 배면을 이루는 밸브 코어 하면 및 상기 밸브 챔버의 내주면에 대향되는 밸브 코어 외주면을 더 포함하고,
상기 밸브 코어 외주면에는 음각진 슬롯이 형성되고,
상기 슬롯은 상기 밸브 코어 상면으로부터 상기 밸브 코어 하면까지 연장되는 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,
상기 밸브 코어는 상기 밸브 코어의 중심부를 상기 밸브 코어의 왕복 운동 방향으로 관통하는 센터 홀을 더 포함하는 스크롤 압축기.