KR910002403B1 - 스크롤압축기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

스크롤압축기

제1도 및 제2도는 이 발명의 제1의 실시예에 의한 스크롤압축기에 의한 스크롤압축기의 종단면도 및 요부평면도.

제3도 및 제4도는 이 발명의 제2의 실시예에 의한 스크롤압축기의 요부확대종단면도 및 요부확대평면도.

제5도는 종래의 스크롤압축기의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정스크롤 2 : 요동스크롤

1a, 2a : 대판부 1b, 2b : 와권돌기

4 : 배출구 5 : 압축실

14 : 액체바이패스공 15 : 밸브시트

16 : 배출공 17 : 바이패스밸브

18 : 밸브시트플러그 19 : 밸브시트공간

20 : 연통공

이 발명은 스크롤압축기에 관한 것으로서, 특히 용량제어기능이 붙은 스크롤압축기에 관한 것이다.

제5도는 일본국 특개소 60-206988호 공보에 기재된 종래의 스크롤압축기를 표시한 것이고, 특히 전밀폐형 냉동압축기의 경우를 표시한 것이다.

도면에 있어서, 1은 고정스크롤이며, 대판부(1a)의 하면에 와권돌기(1b)가 설치되어 있다.

2는 요동스크롤이며, 대판부(2a)의 상면에 와권돌기(2b)가 설치되어 있으며, 또 대판부(2a)의 중심부의 하부에 요동축부(2c)가 돌출되어 있다.

5는 각 와권돌기(1b)(2b)를 조합시켜 형성된 압축실, 3은 각 스크롤(1)(2)의 외주에 형성된 흡입구, 4는 고정스크롤(1)의 대판부(1a)의 중심부에 설치된 배출구, 6은 주축으로, 상단의 대경부(6a)에 편심공(6b)이 설치되어 있다.

7은 편심공(6a)에 끼워 맞추어져 요동축부(2c)를 반경방향으로 지지시키는 요동베어링, 8,9는 주축(6)을 구동시키는 모터의 로터 및 스테이터, 10은 주축(6)이 구동하였을때 요동스크롤(2)이 자전하지 않는 공전운전을 하도록 규제하는 올덤이음부, 11은 구성부재를 수용하는 밀폐용기, 12는 밀폐용기(11)에 고착된 흡입관, 13은 고정스크롤(1)에 고착된 배출관이며, 배출구(4)로부터의 압축가스를 밀폐용기(11) 밖으로 송출한다.

25는 고정스크롤(1)을 지지하며 또 요(凹)부(25a)내에 요동스크롤(2)을 요동자재하게 지지함과 동시에 올덤이음부(10)를 설치하고 또 베어링(26)을 통하여 주축(6)의 대경부(6a)를 회전자재하게 브래킷이며, 반송유공(25b) 및 통로(25c)를 갖고 있다.

27은 브래킷(25), 모터스테이터(9)를 지지함과 동시에 주축(6)을 회전자재하게 지지하는 브래킷로서, 반송유공(27a) 및 가스통로(27b)(27c)를 갖고 있다.

6C는 주축(6)에 편심관통되어 설치된 편심급유공, 28은 주축(6)의 하단에 장치된 오일캡, 29는 윤활유이다.

상기한 종래의 스크롤압축기에 있어서는, 모터의 로터(9)가 회전하면, 주축(6)이 회전하고, 요동스크롤(2)은 올덤이음부(10)에 의하여 자전이 저지되면서 공전한다.

이로 인하여, 흡입관(12)에서 가스통로(27c)(27d)(25c) 및 흡입구(3)를 통하여 압축실(5)에 흡입가스를 흡입하여 점차로 압축되어 배출구(4)로부터 배출관(13)으로 배출하다.

상기한 종래의 스크롤압축기는, 공기조화기에 사용한 경우, 냉방 혹은 난방시에 실내온도가 설정온도까지 도달하였을때 서모스탯의 작동에 의하여 정지한다.

그후, 실내온도가 설정온도에서 벗어났을때 압축기가 재기동한다. 그러나, 이때 실내온도를 재차 설정온도로 하기 위하여는 작은 능력으로도 가능하다.

최근의 공기조화기는 마이크로컴퓨터에 의한 운전제어기능을 갖고 있으며 실내온도의 변화에 대하여 고감도이며 압축기의 가동, 정지를 반복하게 되어, 모터등의 구동원에 큰부하가 단속적으로 걸리게된다.

또 공기조화기는 냉방 또는 난방시 공기 실내외의 온도변화에 의하여 흡입압력이나 배출압력이 변화하며 이로 인하여 흡인압력과 배출압력의 압력비가 변동한다.

압축기는 설계시에 최적압력비가 설정되고, 이 압력비로 운전할때 최대의 효율이 얻어지도록 되어 있으며 상기와 같이 압력비가 변동되어 최적압력비에서 벗어나면 압축동력손이 생겨 효율이 저하하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 일본국 특개소 57-86588호, 동 특개소 59-28033호등이 제안되어 있다.

이들의 발명은 고정스크롤의 중앙부에 설치된 배출구에 연통하기 이전의 압축실내와 흡입공간을 바이패스시키는 통로를 설치하고 도중에 통로를 개폐시키는 밸브를 설치하여 압축도중의 유체를 흡입공간에 바이패스시켜 압축용적을 감소시키는 소위 용량제어기능을 부여하며 필요에 따라 밸브를 개폐시켜 용량을 제어하여 압축기의 능력을 가변으로 하며 압축기의 가동, 정지회수를 감소시킴과 동시에 압력비가 대폭적으로 변동하여도 효율 좋게 운전할 수 있도록 한 것이다.

그렇지만, 이러한 것에 있어서는, 압축실과 흡입공간을 연통하는 바이패스통로에 설치된 밸브가 전자석을 사용한 전자밸브나 스프링과 피스톤을 사용한 복잡한 것이되어 공간이 크고 비용이 증가하게 되며 또 구조가 복잡하기 때문에 고장나기 쉬워서 신뢰성이 없는 것이 되었다.

또 용량제어기능을 부여하지 않는 압축기와 부여한 압축기의 밀폐용기를 공통화할 수 없게되어 용량제어기능이 달린 압축기의 가격이 대단히 고가인 것이 되었다.

이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 압력실내의 액체의 압력의 바이패스 구조가 간단하며 소형이고 염가한 용량제어기능이 달린 스크롤압축기를 얻는데 그 목적이 있다.

이 발명의 스크롤압축기는 흡입압과 배출압을 절환가능하게 도입하는 밸브시트공간과, 배출구와 연통하기 이전의 압축실과 밸브시트공간을 연통하는 유체바이패스공간과, 밸브시트공간과 흡입압공간을 연통시키는 배출공을 고정스크롤의 대판부에 설치함과 동시에 배출압 도입시에 유체바이패스 공과 배출공을 폐쇄시켜 흡입압 도입시에 유체바이패스공과 배출공을 개구시키는 판상(板狀)의 바이패스밸브를 밸브시트공간에 설치한 것이다.

이 발명의 스크롤압축기는 밸브시트공간에 배출압을 도입시켰을때 판상 바이패스밸브가 배출압에 압압되어 유체바이패스공과 배출공을 폐쇄시키고, 압축기는 최대능력으로 운전된다.

또 밸브시트공간에 흡입압이 도입되었을 때에는 바이패스밸브는 압축기내로부터의 압력에 의하여 위로 움직이고, 유체바이패스공과 배출공은 개구되어 연통되며 압축실내의 유체의 압력의 일부는 배출공을 통하여 배출되어 용량제어가 행해진다.

이 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제1도에 있어서, 14는 고정스크롤(1)의 대판부(1a)에 설치된 유체바이패스공, 15는 유체바이패스공(14)의 주위에 형성된 밸브시트, 16은 마찬가지로 대판부(1a)에 설치된 배출공으로, 일단을 흡입압공간에 통하는 고정스크롤(1)의 외부와, 그리고 타단은 유체바이패스공(14)에 인접시켜 밸브시트(15)에 개구되어 있고, 17은 바이패스밸브로, 예컨대 냉매압축기의 밸브재료로서 사용되는 플래퍼밸브스틸(flapper valve steel)등에 의하여 이루어진 원형판상밸브이다.

18은 밸브시트(15)의 상부를 폐쇄시키는 밸브시트플러그이며, 바이패스밸브(17)의 스토퍼 역할을 한다.

19는 밸브시트(15)와 밸브시트플러그(18)사이의 밸브시트공간, 20은 밸브시트플러그(18)의 중앙에 설치된 연통공, 21은 도시하지 않은 3방전자밸브등의 절환에 의하여 흡입압, 배출압을 유도하는 압력배관이며 밸브시트플러그(18)의 연통공(20)과 밀폐용기(11)의 배관공(22)에 고정되어 있다.

스크롤압축기에서는 고정스크롤(1)과 요동스크롤(2)이 조합되어 한쌍의 대칭적인 압축실(5)이 동시에 복수개 형성되므로 유체바이패스공(14)도 적어도 한쌍의 압축실(5)에 대응하여 대칭위치에 한쌍을 설치할 필요가 있다.

또 1개의 밸브시트(15)에 복수개의 유체바이패스공(14)과 1개의 배출공(16)을 구성할 수도 있다.

그리고 제2도는 고정스크롤(1)을 위해서 본 도면인데, 유체바이패스공(14)과 배출공(16)의 위치관계를 표시하고 있다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

압축기를 용량제어하지 않고 최대능력으로 운전하는 경우는, 도시하지 않은 3방전자밸브등을 절환시켜 압력배관(21)의 외단으로 배출압을 유도한다.

이로 인하여 밸브시트공간(19)의 압력이 배출압이 되며 바이패스배출(17)에 배출압이 작용하여 바이패스밸브(17)이 하방으로 밀어붙혀져서 밸브시트(15)에 밀착하고 유체바이패스공(14)과 배출공(16)이 바이패스밸브(17)에 의하여 동시에 폐쇄되어 압축기(5)의 유체는 배출구(14) 및 배출관(13)을 통하여 압축기 밖으로 배출된다.

또 압축기를 용량제어하는 경우는, 도시하지 않은 3방전자밸브의 절환에 의하여 압력배관(21)의 외단으로 흡입압을 유동한다.

이로 인하여, 밸브시트공간(19)의 압력이 흡입압으로 된다.

유체바이패스공(14)은 압축실(5)의 압축과정도중에 설치되어 있으므로 유체바이패스공(14)과 연통하는 압축실(5)의 압력은 흡입압력보다도 높게 되어 있다.

따라서 바이패스밸브(17)상부로 밀어올려져 밸브시트플러그(18)에 접촉유지되어 유체바이패스공(14)과 배출공(16)은 연통하며 압축실(5)내의 유체의 일부가 유체바이패스공(14) 및 배출공(16)을 지나 흡입공간과 통하는 고정스크롤(1)의 외측으로 배출되어 압축실(5)내의 압축용량이 제어된다.

고정스크롤(1)의 밖으로 배출되는 유체용량은 유체바이패스공(14) 및 배출공(16)의 직경과 개수 및 고정스크롤(1)의 와권돌기(1b)에 대한 위치에 의하여 제어할 수 있다.

또 유체바이패스공(14)의 위치는 고정스크롤(1)과 요동스크롤(2)에 의하여 유체의 가동이 완료되어 압축실(5)이 형성된 최상류 위치에서 압축실(5)이 배출구(4)와 연통하는 직전의 위치까지의 범위에서 이동할 수 있다.

제3도 및 제4도는 이 발명의 제2의 실시예를 표시한 것으로, 유체바이패스공(14)의 외측에 동심원형으로 슬릿(slit)(23)를 형성하며, 이 슬릿(23) 및 밸브시트공간(19)를 통하여 유체바이패스공(14)과 배출공(16)을 연통하도록 한다.

또 슬릿(23)에는 밸브시트공간(19)이 저압이 되었을때 바이패스밸브(17)이 원활하게 밀어올려져서 밸브시트플러그(18)에 밀착하는 것을 방지할 수 있도록 코일스프링(24)을 설치한다.

이상과 같이 이 발명에 의하면, 고정스크롤의 대판부에 압축실내의 유체를 압축실의 밖으로 배출케하는 기구를 설치하고, 이 기구의 개폐는 판상의 바이패스밸브에 의하여 행해지며 또 바이패스밸브의 구동은 압축기의 흡입압 및 배출압의 절환에 의하여 행해지고 있다.

이 때문에 용량제어를 위한 압축실의 바이패스구조를 간단한 소형으로서 염가로 구성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 대판부의 하부에 와권돌기가 설치되는 동안에 대판부의 중심부에 배출구가 설치된 고정스크롤과, 대판부위에 와권돌기가 설치되고 이 와권돌기가 고정스크롤의 와권돌기와 조합되어 압축실을 형성하는 요동스크롤을 구비하며, 요동스크롤의 요동에 의하여 압축실내의 유체를 압축시키는 스크롤압축기에 있어서, 고정스크롤의 대판부에 설치되어 흡입압과 배출압을 절환가능하게 도입시키는 밸브시트공간과, 고정스크롤의 대판부에 설치되어 배출구와 연통하기 이전의 압축실과 밸브시트공간을 연통시키는 유체바이패스공과, 고정스크롤의 대판부에 설치되어 밸브시트공간과 흡입압공간을 연통시키는 배출공과, 밸브시트공간에 설치되어 배출압을 도입시켰을때 유체바이패스공과 배출공을 폐쇄시킴과 동시에 흡입압을 도입시켰을때 유체바이패스공과 배출공을 개구시키는 판상 바이패스밸브와, 밸브시트공간에 흡입압과 배출압을 절환가능하게 도입하는 입력 배관을 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤압축기.

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