KR930004660B1 - 배기량 조절기구를 가진 스크롤형 압축기 - Google Patents

배기량 조절기구를 가진 스크롤형 압축기 Download PDF

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KR930004660B1
KR930004660B1 KR1019860004833A KR860004833A KR930004660B1 KR 930004660 B1 KR930004660 B1 KR 930004660B1 KR 1019860004833 A KR1019860004833 A KR 1019860004833A KR 860004833 A KR860004833 A KR 860004833A KR 930004660 B1 KR930004660 B1 KR 930004660B1
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기요시 데라우찌
아쯔시 마베
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산덴 가부시기가이샤
우시구보 모리찌
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Abstract

내용 없음.

Description

배기량 조절기구를 가진 스크롤형 압축기
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤형 압축기의 수직 단면도.
제2도는 각 구멍의 위치를 나타내는, 제1도의 압축기의 단면도.
제3도는 제1도의 스크롤형 압축기에 사용되는 본 발명의 제2실시예에 따른 배기량제어기구의 단면도.
제4도는 제1도의 스크롤형 압축기에 사용되는 본 발명의 제3실시예에 따른 배기량제어기구의 단면도.
제5도는 제1도의 스크롤형 압축기에 사용되는 본 발명의 제4실시예에 따른 단면도.
제6도는 제1도의 스크롤형 압축기에 사용되는 본 발명의 제5실시예에 따른 단면도.
제7도는 제1도의 스크롤형 압축기에 사용되는 본 발명의 제6실시예에 따른 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 압축기 하우징 11 : 전방단판
12 : 컵형케이싱 16 : 슬리브
20 : 전자 클러치 21 : 고정스크롤
22 : 선회스크롤 27 : 전방체임버
28 : 후방체임버 212,222 : 나선형 요소
281 : 배출체임버 282 : 중간 압력체임버
본 발명의 스크롤(scroll)형 압축기에 관한 것으로, 특히 배기량제어기구를 가진 스크롤형 압축기에 관한 것이다.
공기조화시스템에 의해 차내의 공기조화의 부하가 감소하거나 차내의 온도가 설정온도 미만이되는 경우에는, 압축기의 배기량을 차내의 공기조화 부하가 감소하기전의 배기량 정도까지 크게할 필요는 없고, 따라서 압축기의 압축비를 감소시킬 수 있다.
종래부터 압축비를 가변시킬 수 있는 스크롤형 압축기는 공지된 바있다. 일례로, 미합중국 특허 제4,505,651호 및 1984년 11월 8일자 출원된 미합중국 특허출원 제669,389호에는 배기량 제어기구에 관해 기재되어 있다.
그러나, 미합중국 특허 제4,505,651호에 있어서는 압축기에 의해 얻어지는 압축비가 불충분한 단점이 있고, 또한 미합중국 특허출원 제669,389호에 기재된 기구에 있어서는 압축기로부터 배출되는 개스의 온도가 고속작동시 비정상적으로 증가하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 압축기의 부하 또는 회전속도 변화에 따라 압축체적을 연속적으로 변화시킬 수 있는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폭넓은 범위내에서 압축체적을 변화시킬 수 있는 배기량제어기구를 가진 스크롤형 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 흡입 압력의 소실 및 배출개스의 온도 증가를 방지할 수 있는 배기량제어기구를 가진 스크롤형 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 스크롤형 압축기는 입구와 출구와 설치된 하우징을 구비하고 있으며, 상기 하우징내에는 원형단판을 가진 고정 스크롤이 고정 설치되어 있다. 상기 원형 단판으로부터는 제1나선형 요소가 연장되어 있다. 상기 하우징내에는 또한 원형단판을 가진 선회 스크롤이 설치되는데, 상기 원형단판으로부터는 제2나선형 요소가 연장되어 있다. 제1 및 제2나선형 요소들은 하우징의 내부에 적어도 하나의 유체공간을 형성시키기 위해 다수의 선접촉을 이룰 수 있게끔 각도 및 방사상 위치가 오프셋되어 꼭맞게 결합되어 있다. 선회 스크롤에는 구동기구가 작동적으로 연결되어, 선회스크롤의 선회운동을 제공하도록 되어있다. 또한, 유체공간의 체적을 선회스크롤의 선회운동중에 변화시키도록 선회스크롤의 회전을 방지시키게끔 작동하는 회전방지기구가 설치되어 있다. 고정스크롤의 단판은 하우징의 내부를 유체입구가 설치된 전방체임버와 후방체임버로 분할시키게 된다. 후방체임버는 또한 유체출구와 두 스크롤에 의해 형성된 중앙 유체공간이 제공되는 배출체임버와, 중간 압력체임버로 분할된다. 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 적어도 한쌍의 구멍이 형성되어 있는데, 이 구멍은 유체공간의 중간 압력체임버 사이의 유체통로를 구성하게 된다. 또한, 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 연결통로가 형성되어, 중간 압력체임버와 전방체임버 사이의 유체 통로를 구성하게 된다. 중간 압력체임버의 일부분에는 중간 압력체임버와 전방체임버 간의 중간 압력체임버의 일부분에는 중간 압력체임버와 전방체임버 간의 연통을 제어하기 위한 제어장치가 설치되어 있는데, 이 제어장치의 밸브요소는 배출체임버의 유압에 의해 조절되게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관해 상세히 설명한다.
제1도에는 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤형 압축기가 도시되어 있는데, 이 압축기는 전방단판(11)과, 그 전방단판(11)의 단면에 부착되는 컵형 케이싱(12)를 갖는 압축기 하우징(10)를 구비하고 있다. 전방단판(11)의 중앙에는 구동 샤프트(13)이 삽입되는 개구(111)이 형성되어 있으며, 전방단판(11)의 후방면에는 환형돌출부(112)가 형성되어 있다. 상기 환형돌출부(112)는 컵형 케이싱(12)와 대면해 있으며, 개구(111)과 중심이 일치하고 있다. 환형돌출부(112)의 외측 둘레면은 컵형케이싱(12)의 개구(121)의 내벽내로 연장되며, 이에 따라 상기 개구(121)은 전방단판(11)에 의해 덮혀지게 된다. 환형돌출부(112)의 외측둘레면과 컵형케이싱(12)의 개구내벽 사이에는 0-링(14)이 전방단판(11)과 컵형케이싱(12)의 결합면들을 서로 밀폐시키게 된다.
전방단판(11)의 전방단면으로부터는 환형슬리브(16)이 구동샤프트(13)를 에워싸게끔 돌출되어, 샤프트 밀폐공동을 형성하게 된다. 제1도에 도시된 실시예에 있어서, 슬리브(16)은 전방단판(11)과 별도로 형성되어 있고, 이에 따라 슬리브(16)은 나사(도시안됨)에 의해 전방단판(11)의 전방단면에 고정되어 있다. 그러나, 슬리브(16)을 전방단판(11)과 일체로 형성할 수 있음은 물론이다.
구동샤프트(13)은 슬리브(16)의 전방단부 내에 위치한 베어링(17)을 통해 슬리브(16)에 회전가능하게 지지되어 있으며, 내단에는 원판형 회전자(131)이 설치되어 있다. 상기 원판형 회전자(131)은 전방단판(11)의 개구(111)내에 위치된 베어링(15)를 통해 전방단판(11)에 회전가능하게 지지되어 있다. 슬리브(16)의 샤프트 밀폐공동내에서 구동샤프트(13)에는 샤프트 밀폐 조립체(18)가 결합되어 있다.
슬리브(16)의 외면상에 설치된 볼베어링(19)에 의해 폴리(201)에 회전가능하게 지지되어 있고, 소정의 지지판에 의해 전자 코일(202)가 슬리브(16)의 외면 주위에 고정설치되어 있다. 구동샤프트(13)의 외측단부에는 아마튜어판(203)이 탄성적으로 지지되어 있다. 이 풀리(201), 전자코일(202), 아마튜어판(203)은 함께 전자클러치(20)을 구성하게 된다. 작동시에, 구동샤프트(13)은 상술한 전자 클러치와 같은 회전 전달장치를 통해 일례로 자동차의 엔진과 같은 외부 동력원에 의해 구동되게 된다.
고정스크롤(21), 선회스크롤(22), 그 선회스크롤(22)의 구동기구, 및 선회스크롤(22)의 회전방지 및 추력저지 기구(24)들은 하우징(10)내에 위치하게 된다.
고정스크롤(21)은 원형단판(211)과, 그 원형단판(211)의 일단면에 고정된 또는 그 일단면으로부터 연장되는 나선형요소(212)를 포함한다. 상기 고정스크롤(21)은 컵형케이싱(12)의 내측 체임버 내에, 컵형케이싱(12)의 외측으로부터 단판(211)내로 나사결합되는 나사(25)에 의해 고정되어 있다. 고정스크롤(21)의 원형단판(211)은 컵형케이싱(12)의 내측 체임버를 전방 체임버(27)과 후방체임버(28)과 같은 두개의 체임버로 분할시킨다. 나선형 요소(212)는 전방체임버(27)내에 위치된다.
컵형케이싱(12)의 내측단면으로부터는 분할벽(122)가 축방향으로 돌출되어 있는데, 이 분할벽(122)의 단면은 원형단판(211)의 단면에 대해 접촉되어 있어, 이에따라 분할벽(122)는 후방체임버(28)을 후방체임버의 중앙부에 형성되는 배출체임버(281)과 중간 압력체임버(282)로 분할시킨다. 분할벽(122)와 단판(211)사이에는 개스킷(26)이 설치되어 밀폐를 유지시키게 된다.
전방체임버(27)에 위치된 선회스크롤(22)는 원형단판(221)과, 그 원형단판의 일단면에 고정되거나 그 일단면으로부터 연장되는 나선형 요소(222)를 포함하고 있다. 선회스크롤(22)의 나선형요소(222)와 고정스크롤(21)의 나선형요소(212)는 180°의 각도만큼 그리고 예정된 방사상 위치만큼 오프셋되어 서로 꼭맞게 결합되어 있고, 그리하여 상기 두 나선형요소(212)와 (222)사이에는 밀폐공간이 형성되게 된다. 선회스크롤(22)는 반경방향의 니이들 베어링(30)을 통해 구동축(13)의 축에 편심된 상태에서 원판형 회전자(131)의 내측단부에 연결된 부싱(23)에 의해 회전가능하게 지지된다.
선회스크롤(22)가 선회하는 중에는 선회스크롤(22)의 회전이 전방단판(11)의 내측단면과 선회스크롤(22)의 원형단판(221)사이에 설치되는 회전방지 및 추력저지 기구(24)에 의해 방지되게 되는데, 상기 회전방지 및 추력지지 기구(24)는 고정링(214), 고정레이스(race)(242), 선회링(243), 선회레이스(244), 그리고 볼(245)를 포함하고 있다. 고정링(241)은 고정레이스(242)를 통해 전방단판(11)의 내측단면상에 부착되며, 다수의 원형구멍(241a)를 가지고 있다. 선회링(243)은 선회레이스(244)를 통해 선회스크롤(22)의 후방단면상에 부착되며, 다수의 원형구멍(243a)를 가지고 있다. 각각의 볼(245)는 고정링(242)의 원형구멍(241a)와 선회링(243)의 원형구멍(243a)사이에 설치되어, 그 두원형 구멍(241a), (243a)의 연부를 따라 이동하게 된다. 또한, 전방단판(11)상에는 선회스크롤(22)로부터의 축방향 추력부하가 볼(245)를 통해 지지되게 된다.
압축기 하우징(10)에는 압축기를 외부 냉동회로에 연결시키기 위한 입구(31) 및 출구(32)가 형성되어 있다. 외부 냉동회로로부터의 냉매개스가 입구(31)을 통해서 흡입체임버(271)로 유입된 후, 나선형 요소(212)와 (222)사이에 존재하는 개구들을 통해 상기 나선형 요소들 사이에 형성된 밀폐공간내로 유입되게 된다.
상기 개구들의 형상은 각기 일측 나선형 요소의 외측단부와 타측 나선형 요소의 외측면에 의해 정해지게 된다. 상기 개구들은 선회스크롤(22)의 선회운동중에 연달아 개방 및 폐쇄되는데, 개구의 개방시에 압축될 유체는 상기 밀폐공간들내로 유입되며, 이때 압축은 이루어지지가 않는다. 개구가 폐쇄되게 되면 상기 공간들은 밀폐되어 더 이상의 유체가 상기 공간내로 유입될 수 없게 되고, 이때부터 압축이 개시되게 된다. 각 나선형 요소(212)와 (222)의 외측단부는 최종 인볼류트(involute)각도로 위치되기 때문에, 개구의 위치로 이 최종 인볼류트각과 직접적인 관계가 있게된다. 이어서, 밀폐공간내의 냉매개스는 선회스크롤(22)의 선회운동에 따라 반경방향 내측으로 이동하여 압축되게 된다. 중간밀폐공간에서 압축된 냉매개스는 원형단판(211)의 중앙에 형성된 배출구(213)을 통해 배출 체임버(281)로 배출되게 된다.
제1도 및 2도에 도시된 바와같이 고정스크롤(21)의 단판(211)에는 한쌍의 구멍(214), (215)이 형성되어 있는데, 상기 구멍(214)(215)들은 선회스크롤(22)의 나선형 요소(222)의 축방향 단면이 상기 구멍(214)(215)위를 동시에 가로질러 연장되게끔 대칭되는 위치에 제공된다. 구멍(214)(215)는 밀폐공간과 중간 압력체임버(282)간을 연통킨다. 구멍(214)는 인볼류트각 ψ1으로 한정되는 위치에 배치되며 나선형 요소(212)의 내측벽을 따라 개구되어 있다. 반면에, 구멍(215)는 인볼류트각(ψ-Ⅱ)으로 한정되는 위치에 배치되며 나선형 요소(212)의 외측벽을 따라 개구되어 있다. 단판(211)의 단면에는 밸브판(341), (342)를 갖는 밸브부재(34)와 같은 제어장치가 고정구(351), (352)에 의해 각각의 구멍(214), (215)와 마주보게끔 부착되어 있다. 각각의 밸브판(341), (342)는 스프링형의 재료로 제작되어, 그의 고유스프링력에 의해 각구멍(214), (215)의 개구에 밀착됨으로써 각 구멍을 폐쇄시키게 된다.
또한, 고정스크롤(21)의 각각의 판(211)은 나선형요소(212)의 단부의 외측부분에서 연통구멍(29)를 가지고 있는데, 이 연통구멍(29)는 연통체임버(283)을 통해 전방 체임버(27)과 중간 압력체임버(282)를 연통시키며, 이러한 연통의 제어는 제어기구(36)에 의해 이루어진다. 제어기구(36)은 실린더(361), 상기 실린더(361)내에 미끄럼 가능하게 배치되는 Ⅰ-형 피스톤(362), 그리고 그 피스톤(362)를 지지하도록 피스톤(362)의 하단부와 실린더(361)의 하단부사이에 배치되는 코일 스프링(363)을 포함하고 있다.
실린더(362)의 측면에는 연통체임버(283)과 연통하는 제1개구(361a)가 형성되어 있고, 실린더(361)의 하단부에는 중간 압력체임버(282)와 연통하는 제2개구(361b)가 형성되어 있다. 실린더(316)의 상부는 중앙부에 구멍(366)이 제공된 판(365)로 덮혀있고, 모세관(368)을 통해 배출 체임버(281)과 연통되어 있다. 실린더(361)과 배출체임버(281)간의 연통은 하우징(10)상에 위치된 전자밸브(364)에 의해 제어되게 된다. 피스톤(362)의 상부에는 실린더(361)과 피스톤(362)사이에서의 고압개스의 누출을 방지하도록 피스톤링(362c)가 설치되어 있다.
이하, 제어기구(36)의 작동에 관해 설명한다. 선회크롤(22)가 구동샤프트(13)의 회전에 따라 작동하게 되면, 입구(31)을 통해 흡입체임버(271)내로 유입되는 냉매개스는 두 나선형요소(212), (222)사이에 형성된 밀폐공간내로 유입되게 된다. 밀폐공간내의 냉매개스는 두 나선형요소(212), (222)의 중앙쪽으로 이동하면서 체적감소와 압축을 이루며, 배출구(213)을 통해 배출체임버(281)로 배출된다.
이러한 상태에서, 만일 전자밸브(364)가 비작동상태로 되면 배출체임버(281)과 실린더(361)간의 연통이 방지되게 된다. 그러면, 피스톤(362)은 스프링(363)의 복귀스프링력에 의해 상측으로 가압되게 되며, 피스톤(362)의 하부(362b)는 개구(361a)보다 높은 위치에 위치하게 된다. 결과적으로, 중간 압력체임버(282)는 실린더(361)을 통해 연통 체임버(283)과 연결된다. 그러므로, 중간 압력체임버(282)는 흡입압력레벨로 유지되고, 이에따라 유체공간내의 냉매개스는 구멍(214), (215)를 통해 중간 압력체임버(282)내로 유입된 후 다시 전방체임버(27)내로 유입되게 된다. 압축기의 실제 압축행정은 나선형 요소에 의해 구멍들이 교차된 후에 개시되게 된다. 이와같이, 제어기구(36)의 작동에 의해 압축기의 압축비는 크게 감소하게 된다.
한편, 전자밸브(364)가 작동하게 되면 배출체임버(281)내의 압축개스는 모세관(368)을 통해 실린더(361)내로 유입되고, 이때의 스프링(363)의 복귀스프링력은 압축개스의 압력보다 작게 선택되어 있기 때문에 피스톤(362)는 압축개스의 압력에 의해 하방으로 밀려 내려가게 된다. 이러한 상태에서, 실린더(316)과 중간 압력체임버(282)간을 연통시키는 제2개구(361b)는 피스톤(362)에 의해 덮혀지게 되어, 연통체임버(283)과 중간 압력체임버(282)간의 연통이 방지되게 된다. 그러므로, 중간 압력체임버(282)내의 압력은 유체공간으로 부터 구멍(214), (215)를 통해 개스가 누출됨으로 인해 점차로 증가하게 된다. 이러한 압축개스의 누출은 중간 압력체임버내의 압력이 유체공간내의 압력과 동일하게 될때까지 계속되고, 그러한 압력평형이 이루어지게 되면 구멍(214), (215)는 밸브판(341), (342)의 스프링장력에 의해 폐쇄됨으로써 압축이 정상적으로 이루어지게 되고, 그에따라 유체공간을 밀폐시켰을 때의 배기량은 각각의 나선형 요소(212), (222)의 단부가 일차로 외측스파이럴(211), (221)과 접촉할 때의 배기량과 동일하게 된다.
제3도에는 제어기구의 제2실시예가 도시되어 있는데, 이 제어기구(37)은 실린더(361)과, 그 실린더(361)내에 미끄럼 가능하게 배치된 Ⅰ형 피스톤(362)와, 그 피스톤(362) 및 제어기구(37)을 지지하도록 피스톤(362)의 하단면과 실린더(361)의 하부 사이에 배치되는 스프링(363)을 포함하고 있다. 중간 압력체임버(282), 실린더(361), 그리고 연통체임버(283)들은 제2도를 참조해 설명한 바와같이 제1 및 제2구멍(361a), (361b)를 통해 서로 연통되어 있다. 실린더의 상측 개구는 작동체임버(371)이 제공된 제어기구하우징에 의해 덮혀지게 된다. 작동체임버(371)의 내부는 구멍(372)를 통해 실린더(361)과 연통되며, 또한 제2구멍(373)을 통해 연통체임버(283)과 연통되어 있다. 구멍(372)의 중간부분은 세관(368)과 연결통로(374)를 통해 배출체임버(281)과 연통된다. 작동체임버(371)내에는 벨로우즈(375)가 설치되는데, 이 벨로우즈(375)는 벨로우즈부(375a)와, 그 벨로우즈부(375a)의 하단면에 부착되는 밸브부(375b)로 구성되어 있다. 밸브부(375b)는 구멍(372)내에 미끄럼가능하게 설치되어, 실린더(361)과 배출체임버(281)간의 연통을 제어하게 되어 있다.
압축기(1)의 작동중에 만일 연통체임버(283)내의 개스압력이 감소하게 된다면, 작동체임버(371)내의 개스압력도 감소하게 된다. 이때 만일 벨로우즈부(375a)내의 개스압력이 작동체임버(371)내의 개스압력보다 크다면, 벨로우즈부(375a)내의 개스는 팽창하게 되며, 이에따라 밸브부(375b)는 하방으로 이동하여 각각의 구멍(372) 및 연결통로(374)의 개구를 폐쇄시키게 된다. 결과적으로, 배출체임버(281)과 실린더(362)간의 연통이 방지되게 된다. 이러한 상태에서, 피스톤(362)는 스프링(363)의 복귀 스프링력에 의해 상측으로 밀려지게 되고, 이에따라 중간 압력체임버(282)와 실린더(361)간의 연통이 이루어지게 된다. 그러므로, 압축기(1)의 압축비는 상술한 바와같이 감소하게 된다.
한편, 작동체임버(371)내의 개스압력이 증가되고 벨로우즈부(375a)내의 개스압력이 작동체임버(371)내의 개스압력보다 높게되면, 벨로우즈부(375a)내의 개스체적은 감소하게 되고, 이에따라 벨로우즈부(375a)가 수축하게 됨으로써 밸브부(375b)가 상방으로 이동하여 구멍(372)와 연결통로(374)의 개구를 개방시키게 된다. 그러므로, 실린더(361)은 구멍(372)와, 모세관(368)을 통해 배출체임버(281)과 연통되게되며, 이러한 상태에서 압축개스는 배출체임버(281)로부터 구멍(372)와 모세관(368)을 통해 실린더(361)내로 유입되게 된다. 배출 체임버(281)내의 압축개스의 압력이 스프링(363)의 복귀스프링력보다 크게 되도록 설정되여 있기 때문에 피스톤(362)는 압축개스의 압력에 의해 하방으로 밀려 내려가게 되며, 이에 따라 중간 압력체임버(282)는 실린더(361)을 통한 연통체임버(283)과의 연통을 단절하게 된다. 그러므로, 압축기(1)의 압축비는 상술한 바와같이 증가하게 된다. 벨로우즈부(375a)의 이동거리는 작동체임버(371)내의 개스압력에 의해 결정되게 된다. 따라서, 밸브부(375b)의 작동은 작동 체임버(371)내의 개스압력에 따라 결정되게 된다.
공기조화부하가 작을 때, 또는 압축기의 회전속도 증가에 따라 작동체임버(371)내의 개스압력이 설정치 보다 작게 감소하는 경우에, 벨로우즈부(375a)는 하방으로 이동하게 되며, 이때의 밸브부(375b)의 이동 거리는 작게 된다. 이에따라 실린더(361)에 대해 공급되는 냉매 체적이 감소하게 되어, 피스톤(362)가 스프링(363)의 복귀스프링력에 의해 상방으로 밀어올려지게 되며, 그리하여 개구(361a)의 개구면적이 피스톤(362)의 상향이동에 따라 증가하게 된다. 개구(361a)에서의 압축 개스의 압력소실의 감소하게 되는데, 그 이유는 실린더(361)의 개구(361a)의 면적이 증가하기 때문이다. 그러므로, 압축비가 감소하게 되고, 연통체임버(283)내의 개스압력은 점차 증가하게 된다.
연통실(283)내의 개스압력이 증가하게 되어 설정치보다 커지기 시작하면, 벨로우즈(375)의 벨로우즈부(375a)가 수축하게 되고 밸브(375b)의 이동거리(375b)는 점차 크게되며, 이에따라 실린더(361)에 공급되는 압축개스의 체적은 증가하게 된다. 그리하여, 피스톤(362)는 압축개스의 압력에 의해 스프링(363)의 복귀스프링력에 대항하여 하방으로 밀려내려가게되며, 실린더(361)의 개구(361a)의 개구면적은 점차로 증가하게 된다. 그러므로, 연통체임버(283) 내의 개스압력은 점차로 감소하게 된다.
제4도에는 본 발명의 제3실시예에 따른 제어기구가 도시되어 있는데, 본 실시예의 제어기구는 제2실시예의 것을 변형시킨 것이다. 설명을 간략화시키기 위해, 제어기구(36)에서 변형된 부분에 대해서만 설명할 것이며 제1 및 제2실시예의 경우와 동일한 부품에 대해서는 동일부호를 인용하겠다. 실린더(361)의 상단개구상에는 제어요소로서 작용하는 전자밸브(38)이 설치되어 있는데, 이 전자밸브(38)은 코일(38a), 아마튜어(38b), 스프링(38c)로 구성되어 있다. 아마튜어(38b)는 코일(38a)의 내면내에 미끄럼 가능하게 끼워져 있고, 구멍(38b)의 개구를 폐쇄시키도록 하방으로 가압되게 된다. 구멍(366)은 연결통로(374)와 모세관(368)을 통해 배출체임버(281)과 항상 연통되어 있다.
압축기(1)의 작동중에, 배출체임버(281)로부터 배출된 소량의 압축개스는 오리피스(381)를 통해 실린더(361)의 상측 공간에 항상 공급되게 된다. 코일(38a)가 비작동상태에 있을 때는 구멍(381b)의 개구는 아마튜어(38b)에 의해 폐쇄되게 되며, 이때의 실린더(361) 내의 압축개스의 압력은 스프링(363)의 복귀스프링력보다 크게 되어있어, 피스톤(362)는 개구(361a), (361b)를 폐쇄시키도록 하방으로 이동하게 된다. 구멍이 폐쇄됨에 따라, 중간 체임버(282)와 연통체임버(283)간의 연통이 방지되게 되며, 그리하여 압축기의 압축체적은 정상으로 된다.
코일(38a)가 작동상태에 있게되면, 자속이 코일(38a)주위에 형성됨에 따라 아마튜어(38b)가 상기 자속으로 인해 상측으로 밀어 올려지게 되고, 이에따라 압축개스가 구멍(366)을 통해 작동체임버(382)내로 유입되게 됨과 동시에 피스톤(362)는 스프링(363)의 복귀 스프링력에 의해 상측으로 밀어올려지게 된다. 따라서, 연통체임버(283)이 실린더(361)을 통해 중간 압력체임버(282)와 연통되게 되어, 압축체적이 감소하게 된다.
제5도에는 본 발명의 제4실시예에 따른 제어기구가 도시되어 있는데, 본 실시예의 제어기구는 제3도 및 4도의 제어요소를 약간 변형시킨 것으로서, 제3실시예의 전자밸브(38)을 벨로우즈 밸브요소(39)로 대치시킨것이다. 벨로우즈 밸브요소(39)는 제1작동체임버(393)내에 위치한 벨로우즈부(391)과, 그 벨로우즈부(391)의 저면에 부착된 니이들부(392)를 포함하고 있다. 제1작동체임버(393)은 연결통로(397)을 통해 연통체임버(283)과 연통되어 있다. 니이들부(392)는 구멍(398)에 미끄럼 가능하게 삽입되어, 제2작동체임버(394)내로 연장되어 있다. 제1 및 제2작동체임버(393), (394)간은 구멍(398)에 의해 연통되며, 제2작동체임버(394)는 실린더(361)과 연통됨과 동시에 모세관(368)을 통해 배출체임버(281)과 연통되어 있다. 제2작동체임버(394)상에 배치된 스프링(396)의 상단에는 볼(395)가 설치되어, 니이들부(392)의 단부와 접촉하고 있다. 그리하여, 볼(395)는 스프링(396)의 복귀 스프링력과 벨로우즈부(391)의 작동에 따라 구멍(398)의 개폐를 제어하게 될 것이다.
압축기(1)의 작동중에, 배출체임버(281)로부터 오리피스(381)을 통해 배출된 소량의 압축 개스는 항상 제2작동체임버(394)에 공급되게 된다. 제1작동체임버(393)내의 개스압력이 벨로우즈부(391)내의 개스 압력 보다 크게되면, 벨로우즈부(391)이 수축하게 되며, 볼(395)는 스프링(396)의 복귀스프링력에 의해 니이들부(392)와 함께 상측으로 이동하여, 제1작동체임버(393)과 제2작동체임버(394)간을 연통시키는 구멍(398)의 개구를 폐쇄시키게 된다. 한편, 피스톤(362)는 압축개스 압력에 의해 스프링(363)의 복귀스프링력에 대항하여 하방으로 밀려 내려가게 되어, 개구(361b)를 폐쇄시키게 된다. 이에따라, 연통 체임버(283)은 중간 압력체임버(282)와의 연통을 단절하게 되며, 이에따라, 압축체적이 증가하게 된다. 벨로우즈부(391)내의 개스압력이 제1작동체임버(393)내의 개스압력보다 커지게 될때까지 제1작동체임버(393)내의 개스압력이 감소하게 되면, 벨로우즈부(391)내의 개스가 팽창하여, 벨로우즈부(391)를 신장시키게 된다. 이에따라, 니이들부(392)는 스프링(396)의 복귀스프링력에 대항하여 하방으로 이동하고 볼(395)를 하방으로 밀어내리게 된다. 이와동시에, 제2작동체임버(394)내의 압축개스는 구멍(398)을 통해 제1작동체임버(393)으로 유입되게 된다. 이와같이하여, 제2작동체임버(394)내의 압력이 감소되기 때문에 피스톤(362)이 스프링(363)의 탄력에 의해 상측으로 이동하게 되어, 연통체임버(283)은 실린더(361), 개구(361a), (361b)를 통해 중간 압력체임버(282)와 연통되게 되며, 이에 따라 압축체적은 감소하게 된다.
제6도에는 본 발명의 제5실시예에 따른 제어기구가 도시되어 있는데, 이 제어기구(40)는 실린더(401)과, 피스톤밸브(402)와, 벨로우즈(403) 및 스프링(404)를 포함하고 있다.
피스톤밸브(402)는 실린더(401)내에 미끄럼 가능하게 설치되며 개구(402a), (402b)를 가지고 있다. 또한, 피스톤밸브(402)는 실린더(401)의 하부와 피스톤밸브(402)의 하단면 사이에 설치된 스프링(404)에 의해 상방으로 가압되게 된다. 벨로우즈(403)은 피스톤밸브(402)의 내부에 위치되며, 밸브부(403a)와 벨로우즈부(403b)로 구성되어 있다. 밸브부(403a)는 피스톤밸브(402)의 상부에 형성된 개구(402a)를 통해 피스톤밸브(402)의 외부까지 연장되어 있다. 실린더(401)은 오리피스(406)이 설치된 도관(405)를 통해 배출체임버(281)와 연통되어 있다.
피스톤밸브(402)의 내부가 개구(402b), 실린더(401), 그리고 개구(361a)를 통해 연통체임버(283)과 연통되기 때문에, 만일 연통체임버(283)내의 개스압력이 벨로우즈부(403b)내의 개스압력보다 낮게 감소하게되면, 벨로우즈부(403b)는 신장되게 된다. 이러한 상태에서, 밸브부(403a)는 피스톤밸브(402)의 개구(402a)를 개방시키게 되며, 이에따라, 오리피스(406)을 통해 실린더(401)의 상측공간에 공급되는 소량의 압축개스는 피스톤(402)와 실린더(401)을 통해 연통체임버(203)내로 유입되게 된다. 이때, 개구(361b)를 폐쇄시키도록 위치된 피스톤밸브(402)은 스프링(404)의 복귀스프링력에 의해 상측으로 밀어올려지게 되고, 이에따라 연통체임버(283)과 중간 압력체임버(282)간의 연통이 이루어져, 결국 압축비가 감소하게 된다.
한편, 만일 연통체임버(283)내의 개스압력이 증가하여 벨로우즈부(403b)내의 개스압력보다 커지게되면, 벨로우즈부(403b)는 수축하게 된다. 벨로우즈부(403b)의 그러한 작동으로 인해 밸브부(403a)가 당겨지게 됨으로써 개구(402a)를 폐쇄시키게 된다. 이러한 상태에서는, 배출체임버(281)로부터 소량의 압축개스가 실린더(401)의 상측공간으로 항상 유입되게 되고, 이에따라 피스톤밸브(402)는 스프링(404)의 복귀 스프링력에 대항하여 하방으로 밀려내려가게 된다. 그리하여, 개구(361b)가 피스톤밸브(402)에 의해 폐쇄되고, 이에따라 압축비가 증가하게 된다. 본 실시예에 있어서의 밸브부(403a)의 구조는 간단한 것이지만, 이것외에 제7도에 도시된 바와같은 니이들-볼식 밸브기구(41)를 사용할 수도 있다. 이 경우, 벨로우즈부에 의한 가압력의 크기는 벨로우즈(403)의 위치에 따라 제어되게 될 것이며, 벨로우즈(403)의 위치는 제7도에서 도시된 바와같이 피스톤밸브(402)의 하부에 나사결합된 나사(42)에 의해 결정될 것이다.

Claims (5)

  1. 입구와 출구를 갖는 하우징과, 그 하우징의 내부까지 연장되는 제1나선형 요소가 형성된 원형단판을 가지고 있고 상기 하우징내에 고정된 고정스크롤과, 상기 제1나선형요소에 대해 각도와 방사상 위치가 오프셋되어 다수의 선접촉을 이룰 수 있게끔 상기 제1나선형 요소와 서로 꼭맞게 결합됨으로써 상기 하우징 내부에 유체공간을 형성하는 제2나선형 요소가 형성된 원형단판을 가진 선회스크롤과, 그 선회스크롤의 선회운동을 이루게하도록 상기 선회스크롤에 작동적으로 연결된 구동기구와, 상기 선회스크롤이 선회운동하는 중에 상기 유체공간의 체적을 변화시키도록 상기 선회 스크롤의 회전을 방지시키는 회전방지 기구를 구비하고 있고, 상기 고정스크롤의 원형단판이 상기 하우징의 내부를 상기 입구가 배치된 전방체임버와 후방체임버로 분할시키고, 그 후방체임버는 상기 출구와 상기 유체공간이 배치되는 배출체임버와 중간 압력체임버로 분할되게 구성되어 있는 스크롤형 압축기에 있어서, 상기 유체공간과 중간 압력체임버 사이에 유체통로를 형성하도록 상기 고정스크롤의 원형 단판을 관통하여 형성된 적어도 한쌍의 구멍과, 상기 중간 압력체임버와 전방체임버 사이에 유체 통로를 형성하도록 상기 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 형성된 연결통로와, 상기 중간 압력체임버와 전방체임버 간의 연통을 제어하도록 상기 중간 압력체임버의 일부분에 배치되는 제어기구와, 그 제어기구에 설치되어 상기 배출체임버내의 압력유체에 의해 제어되는 밸브 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 제어기구가 실린더, 그 실린더내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤으로 구성되어 있고, 상기 실린더는 중간 압력체임버, 전방체임버, 그리고 배출체임버와 연통되어 있고, 상기 실린더와 배출체임버간의 연통이 전자밸브 수단에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 배기량제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  3. 제1항에 있어서, 제어기구가 실린더, 그 실린더내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤으로 구성되어 있고, 상기 실린더의 하부는 상기 중간 압력체임버 및 전방체임버와 각기 연통되고 그 연통은 상기 피스톤의 미끄럼작동에 의해 제어되며, 상기 실린더의 상부는 배출체임버와 연통되고 그 연통은 벨로우즈 밸브요소에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 배기량 제어 기구를 가진 스트롤형 압축기.
  4. 제1항에 있어서, 제어장치가 실린더, 그 실린더내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤, 제어밸브 요소로 구성되어 있고, 상기 실린더의 상부는 상기 배출체임버와 항상 연통되어 있으며, 상기 제어밸브 요소는 배출체임버와 전방체임버간의 연통을 제어하는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  5. 제4항에 있어서, 밸브요소가 피스톤내에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
KR1019860004833A 1985-06-18 1986-06-18 배기량 조절기구를 가진 스크롤형 압축기 KR930004660B1 (ko)

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