KR930004665B1 - 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기 - Google Patents

배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기 Download PDF

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산덴 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기
제1도는 종래의 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기의 부분 단면도.
제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 스크롤형 압축기의 단면도.
제3a도는 제1도의 선 A-A의 단면도.
제3b도는 제1도의 선 B-B의 단면도.
제4도는 제2도에 도시된 배기량 제어기구에 사용되는 피스톤링의 사시도.
제5도는 제2도에 도시된 배기량 제어기구의 변형예를 도시하는 단면도.
제6도는 제2도에 도시된 스크롤형 압축기에 사용하는 본 발명의 제2실시예에 따른 배기량 제어 기구의 단면도.
제7도는 제6도에 도시된 배기량 제어기구의 변형예를 도시하는 단면도.
제8도는 제2도에 도시된 스크롤형 압축기에 사용하는 본 발명의 제3실시예에 따른 배기량 제어기구의 단면도.
제9도는 제8도에 도시된 배기량 제어기구의 변형예를 도시하는 단면도.
제10도는 제2도에 도시된 스크롤형 압축기에 사용하는 본 발명의 제4실시예에 따른 배기량 제어기구의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 압축기 하우징 11 : 전방단판
12 : 컵형케이싱 16 : 슬리브
20 : 전자 클러치 21 : 고정 스크롤
22 : 선회 스크롤 27 : 전방체임버
28 : 후방 체임버 36 : 제어기구
212,222 : 나선형 요소 281 : 배출체임버
282 : 중간압력 체임버 361 : 실린더
362 : 피스톤 363 : 피스톤링
본 발명은 스크롤형 압축기에 관한 것으로, 특히 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기에 관한 것이다.
공기조화 시스템에 의해 차내의 공기조화의 부하가 감소하거나 차내의 온도가 설정온도 미만이 되는 경우에는, 압축기의 배기량을 차내의 공기조화 부하가 감소하기전의 배기량 정도까지 크게 할 필요는 없고, 따라서 압축기의 압축비를 감소시킬 수 있다.
압축기를 가변시킬 수 있는 스크롤형 압축기는 공지된바 있는데, 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 특허 출원 제669,389호에 기재된 기구에 있어서는 압축기로 부터 배출되는 개스의 온도가 고속 작동시 비정상적으로 증가하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서는 1986년 6월 18일자 출원된 미합중국 특허출원 제876,561호를 들 수 있는데, 제1도에는 상기 출원에 기재된 배기량을 제어기구가 도시되어 있다.
제1도에 도시된 배기량 제어기구 1는 실린더(2), 그 실린더(2)내에 미끄럼 가능하게 위치된 피스톤(3), 그리고 상기 실린더(2)의 저부와 피스톤(3)사이에 배치된 스프링(4)으로 구성되어 전자밸브(5)의 작동하게 되면 배출체임버(도시안됨)내의 압축개스가 모세관(도시안됨)을 통해 실린더(2)내로 유입되게 되는데, 상기 압축 개스의 압력이 스프링(4)의 스프링력 및 중간압력 체임버(6)내의 압력보다 크게 되어 있기 때문에 상기와 같은 실린더(2)내로의 압축개스의 유입에 따라 피스톤(3)이 하측으로 밀려 내려가게 되어 중간압력체입버(6)의 개구를 폐쇄시키게 되며, 이에따라 압축기의 압축비가 증가하게 된다.
한편, 전자 밸브(5)의 작동이 정지하게 되면, 실린더(2)내에 압축개스가 공급되지 않게 되므로, 실린더(2)내의 압력이 스프링(4)의 스프링력과 중간 압력 체임버의 압력보다 작아지게 되고, 이에따라 피스톤(3)이 상측으로 밀려지게 되어 중간 압력 체임버(6)는 실린더(2)를 통해 연통 체임버(7)과 연통하게 된다. 따라서, 중간 압력 체임버(6)내에 냉매개스는 실린더(2)를 통해 연통체임버(7)내로 유입되게 되고, 이에따라 배출 체임버 내로 배출된 압축개스의 체적이 감소하게 되므로 압축기의 압축비가 감소하게 된다.
이와같은 구조의 배기량 제어기구를 갖는 스크롤형 압축기에 있어서는, 전자밸브(5)에 의해 실린더(2)와 배출체임버간의 연통을 단절시켜 압축비를 최대로 부터 최초로 변화시키게 되면, 실린더(2)내의 고압개스가 실린더(2)의 내면과 피스톤(3)의 외측 둘레부 사이에 형성된 틈새를 통해 연통체임버(7)과 중간 압력 체임버(6)내로 점차로 유입되게 된다. 이에따라, 실린더(2)내의 압력이 점차로 감소하게 되는데, 이때 실린더(2)내의 압력이 스프링(4)의 스프링력과 중간압력체임버(6)내의 압력보다 작아지게 되면 피스톤(3)은 상측으로 밀려올라가게 된다. 이러한 피스톤(3)의 운동에 의해 실린더(2)의 체적이 감소하게 됨과 동시에 실린더(2)내의 압력이 증가하게 되며, 이러한 압력증가에 의해 피스톤(3)은 다시 하측으로 밀려내려가게 된다. 그러나, 실린더(2)내의 압축개스가 연통 체임버와 중간 압력체임버를 통해 계속 누출되고 있으므로, 피스톤(3)은 진동하면서 점차로 상측으로 이동하게 된다. 따라서, 피스톤이 매작동시마다 진동하게 되면, 피스톤의 내구성이 떨어질뿐만 아니라 소음이 발생하는 문제점이 있게 된다. 또한, 피스톤이 실린더내에서 진동하면서 왕복운동하게 되면, 배기량 제어 기구의 작동도 안정되게 이루어질 수 없다.
한편, 피스톤(3)이 하측으로 밀려내려가 중간 압력 체임버(6)의 개구를 폐쇄시키게 되면, 피스톤(3)의 외측연부가 실린더(2)의 내측 저면에 강하게 접촉되게 되어 충격소음이 발생하게 된다. 또한, 그러한 충격으로 피스톤(3)의 중간부가 마모되어, 제어기구의 신뢰성이 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명의 주목적은 배기량 제어를 안정되게 행할 수 있는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내구성이 큰 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 작동시 소음발생이 적은 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 스크롤형 압축기는 입구와 출구를 가진 하우징을 구비하고 있는데, 그 하우징내에는 원형단판을 가진 고정스크롤이 고정되게 배치되어 있다. 고정스크롤의 원형단판으로 부터는 제1나선형 요소가 연장되어 있다. 상기 하우징내에는 또한 원형단판을 가진 선회스크롤이 설치되는데, 상기 원형단판으로 부터는 제2나선형 요소가 연장되어 있다. 제1 및 제2나선형 요소들은 하우징의 내부에 적어도 한쌍의 유체공간을 형성시키기 위해 다수의 선접촉을 이룰 수 있게끔 각도 및 방사상 위치가 오프셋 되어 꼭맞게 결합되어 있다. 선회 스크롤에는 구동기구가 작동적으로 연결되어 선회스크롤의 선회운동을 제공하도록 되어 있다. 또한, 유체공간의 체적을 선회 스크롤의 선회운동중에 변화시킬 수 있도록 선회스크롤의 회전을 방지시키게끔 작동하는 회전 방지기구가 설치되어 있다. 고정스크롤의 단판은 하우징의 내부를 유체입구가 설치된 전방체임버와 후방 체임버로 분할시키게 되며, 후방체임버는 또한 유체출구와 두스크롤에 의해 형성된 중앙 유체 공간이 제공되는 배출체임버와, 중간압력 체임버로 분할된다. 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 적어도 한쌍의 구멍이 형성되어 있는데, 이 구멍은 유체 공간과 중간압력 체임버 사이의 유체 통로를 구성하게 된다. 또한, 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 연결통로가 형성되어, 중간압력 체임버와 전방체임버 사이의 유체 통로를 구성하게 된다. 중간 압력 체임버의 일부분에는 중간압력 체임버와 전방체임버간의 연통을 제어하기 위한 제어장치가 설치되어 있는데, 이 제어장치는 실린더, 그 실린더내에 미끄럼가능하게 배치된 피스톤, 그리고 연통수단을 구비하고 있다. 상기 실린더는 중간압력 체임버, 흡입 체임버, 그리고 배출체임버와 연결되어 있다. 피스톤은 실린더내의 압력과 중간 압력체임버내의 압력간의 차에 따라 실린더내에서 왕복운동하게 되어 있다. 실린더는 상기한 바와같이 배출체임버와 연통되어 있는데, 이러한 연통은 전자밸브 장치에 의해 제어되게 된다. 또한, 피스톤의 상부가 그의 최하측 위치로 부터 상측으로 이동할때 실린더내의 유체를 중간 체임버 내로 누출시키도록, 소정의 연통수단이 설치되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 스크롤형 압축기는 입구와 출구를 갖는 하우징을 구비하고 있으며, 상기 하우징내에는 원형단판을 가진 고정스크롤이 고정 설치되어 있다. 상기 원형단판으로 부터는 제1나선형 요소가 연장되어 있다. 상기 하우징내에는 또한 원형 단판을 가진 선회스크롤이 설치되는데, 상기 원형단판으로 부터는 제2나선형 요소가 연장되어 있다. 제1 및 제2나선형 요소들은 하우징의 내부에 적어도 한쌍의 유체공간을 형성시키기 위해 다수의 선접촉을 이룰 수 있게끔 각도 및 방사상 위치가 오프셋되어 꼭맞게 결합되어 있다. 선회스크롤에는 구동기구가 작동적으로 연결되어 선회 스크롤의 선회운동을 제공하도록 되어 있다. 또한, 유체공간의 체적을 선회스크롤의 선회운동중에 변화시키도록 선회스크롤의 회전을 방지시키게끔 작동하는 회전방지 기구가 설치되어 있다. 고정 스크롤의 원형단판은 하우징내부를 유체입구가 설치된 전방체임버와 후방 체임버로 분할시키게 되며, 상기 후방체임버는 또한 유체출구와 두 스크롤에 의해 형성된 중앙 유체공간이 제공하는 배출체임버와, 중간 압력체임버로 분할된다. 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 적어도 한쌍의 구멍이 형성되어 있는데, 이 구멍은 유체 공간과 중간압력 체임버 사이의 유체통로를 구성하게 된다. 또한, 고정 스크롤의 원형단판을 관통하여 연결통로가 형성되어, 중간압력체임버와 전방체임버 사이의 유체통로를 구성하게 된다. 중간압력체임버의 일부분에는 중간압력 체임버와 전방체임버간의 연통을 제어하기 위한 제어장치가 설치되어 있는데, 이 제어장치는 실린더, 그 실린더내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤, 그리고 충격 흡수요소를 구비하고 있다. 상기 실린더는 중간 압력체임버, 흡입체임버, 그리고 배출 체임버와 연결되어 있으며, 피스톤은 실린더내의 압력과 중간압력체임버내의 압력간의 차에 따라 왕복운동하게 되어 있다. 충격흡수요소는 실린더의 내벽면과 피스톤 사이에서 발생하는 충격벽을 흡수하도록 작용하며, 피스톤과 실린더의 내벽면간의 밀폐를 유지시킨다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관한 상세히 설명한다.
제2도에는 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)을 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. 환형 돌출부(112)의 외측 둘레면은 컵형케이싱(12)의개구(121)의 내벽내로 연장되며, 이에 따라 상기 개구(121)은 전방단판(11)에 의해 덮혀지게 된다. 환형 돌출부(112)의 외측 둘레면과 컵형케이싱(12)의 개구내벽 사이에는 O-링(14)이 설치되어 전방단판(11)과 컵형케이싱(12)의 결합면들을 서로 밀폐시키게 된다.
전방단판(11)의 전방단면으로 부터는 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, 이에따라 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 전방단부내에 위치한 베어링(17)을 통해 슬리브(16)에 회전가능하게 지지되어 있으며, 내단에는 원판형 회전자(131)이 설치되어 있다. 상기 원판형 회전자(131)은 한다. 상기 고정스크롤(21)은 컵형 케이싱(12)의 내측 체임버 내에 컵형케이싱(12)의 외측으로 부터 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 전방 체임버(27)내에 위치된다.
컵형 케이싱(12)의 내측단면으로 부터는 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 후방 체임버의 중앙부에 형성되는 배출체임버(281)과 중간압력체임버(282)로 분할시킨다. 분할벽(122)와 단판(211)사이에는 개스킷(26)이 설치되어 밀폐를 유지시키게 된다.
전방체임버(27)에 위치된 선회스크롤(22)는 원평단판(221)과, 그 원형단판의 일단면에 고정되거나 그 일단면으로 부터 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 나선형 요소(212)와 (222) 사이에는 밀폐 전방단판(11)의 개구(111)내에 위치된 베어링(15)를 통해 전방단판(11)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 슬리브(16)의 샤프트 밀폐 공돈내에서 구동 샤프트(13)에는 샤프트 밀폐 조립체(18)가 결합되어 있다.
슬리브(16)의 외면상에 설치된 볼베어링(19)에 의해 풀리(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 일단면으로 부터 연장되는 나선형 요소(212)를 포함공간이 형성되게 된다. 선회스크롤(22)는 반경방향의 니이들 베어링(30)을 통해 구동축(13)의 축에 편심된 상태에서 원판형 회전자(131)의 내측단부에 연결된 편심 부싱(23)에 의해 회전가능하게 지지된다.
선회스크롤(22)가 선회하는 중에는 선회스크롤(22)의 회전이 전방단판(11)의 내측단면과 선회스크롤(22)의 원형단판(211) 사이에 설치되는 회전방지 및 추력저지 기구(24)에 의해 방지되게 되는데, 상기 회전방지 및 추력지지 기구(24)는 고정링(241), 고정 레이스(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 두 원형 구멍(241a), (243a)의 연부를 따라 이동하게 된다. 또한, 전방단판(11)상에는 선회스크롤(22)로 부터의 축방향 추력부하가 볼(245)를 통해 지지되게 된다.
압축기 하우징(10)에는 압축기를 외부 냉동회로에 연결시키기 위한 입구(도시안됨) 및 출구(도시안됨)가 형성되어 있다. 외부 냉동회로로 부터의 냉매개스가 입구를 통해서 흡입체임버(271)로 유입된 후, 나선형요소(212)와 (222)사이에 존재하는 개구들을 통해 상기 나선형 요소들 사이에 형성된 밀폐공간내로 유입되게 된다. 상기 개구들의 형상은 각기 일측 나선형 요소의 외측단부와 타측나선형 요소의 외측면에 의해 정해지게 된다. 상기 개구들은 선회스크롤(22)의 선회운동중에 연달아 개방 및 폐쇄되는데, 개구의 개방시에 압축될 유체는 상기 릴 밀폐공간들내로 유입되어, 이때 압축은 이루어지지 않는다. 개구가 폐쇄되게 되면 상기 공간들은 밀폐되어 더이상의 유체가 상기 공간내로 유입될 수 없게 되고, 이때부터 압축이 개시되게 된다. 각 나선형 요소(212)와 (222)의 외부단부는 최종 인볼류트(involute) 각도 ø로 위치되기 때문에, 개구의 위치도 이 최종 인볼류트 각과 직접적인 관계가 있게 된다. 이어서, 밀폐공간내의 냉매개스는 선회스크롤(22)의 선회운동에 따라 반경반향내측으로 이동하여 압축되게 된다. 중간밀폐 공간에서 압축된 냉매개스는 원형단판(211)의 중앙에 형성된 배출구(213)를 통해 배출 체임버(281)로 배출되게 된다.
제3a도 및 3b도에 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 압력 체임버(282)간을 연통시킨다. 구멍(214)는 인볼류트각 ø1으로 한정되는 위치에 배치되며 나선형 요소(212)와 내측벽을 따라 개구되어 있다. 반면에, 구멍(215)는 인볼류트각(ø-π)으로 한정되는 위치에 배치되며 나선형 요소(212)의 외측벽을 따라 개구되어 있다. 단판(211)의 단면에는 밸브판(341)를 갖는 밸브부재(34)와 같은 제어장치가 고정구(342)에 의해 각각의 구멍(214), (215)와 마주보게끔 부착되어 있다. 각각의 밸브판(341)은 스프링형의 재료로 제작되어, 그의 스프링력에 의해 각 구멍(214), (215)의 개구에 밀착됨으로써 각 구멍을 폐쇄시키게 된다.
또한, 고정스크롤(21)의 각각의 판(211)은 나선형 요소(212)의 단부의 외측부분에서 연통구멍(29)를 가지고 있는데, 이 연통구멍(29)는 연통 체임버(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 피스톤링(363)을 포함하고 있다. 실린더(361)의 제1실린더부와, 그 제1실린더부 아래에 위치되고 제1실린더부 보다 작은 직경을 갖는 제2실린더부로 구성되는데, 상기 두 실린더부는 테이퍼진 스텝부(361a)에 의해 연결되어 있다. 제2도에 도시된 바와 같이, 제1실린더부의 내면은 환형면으로 형성되어 있는데, 이 제1실린더부의 내면은 제6도에 도시된 바와같이 저부로 부터 상부로 가면서 직경이 커지는 경사면으로 형성할 수도 있다.
실린더(361)의 측면에는 연통체임버(283)과 연통하는 제1개구(361b)가 형성되어 있고, 실린더(361)의 하단부에는 중간압력체임버(282)와 연통하는 제2개구(361c)가 형성되어 있다. 실린더(361)의 상부는 모세관(도시안됨)을 통해 배출 체임버(281)과 연통되어 있다. 실린더(361)과 배출체임버(281)간의 연통은 하우징(10)상에 위치된 전자밸브(367)에 의해 제어되게 된다.
피스톤의 상부에 형성된 홈에는 피스톤링(363)이 헐겁게 끼어져 있는데, 이 피스톤 링(363)은 제4도에 도시된 바와같이 둘레부에서 절개부(c)를 가지고 있다. 피스톤링(363)이 제1실린더부에 위치하고 있을때 피스톤링(363)의 절개부 c는 자체의 탄성력에 대항하여 팽창하게 된다. 또한, 제2실린더부의 직경이 제1실린더부의 직경보다 작게 되어 있기 때문에, 피스톤링(363)은 제2실린더부에 위치하는 경우에는 자체의 탄성력에 의해 직경이 작아지게 된다.
이하, 제어기구(36)의 작동에 관해 설명한다. 선회스크롤(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, 전자밸브(367)가 작동하게 되면, 즉 배출체임버(281)내의 압축개스가 모세관을 통해 실린더(361)내로 유입되게 되면, 제1실린더부내의 압력이 중간 압력체임버(282)와 연통하는 제2실린더부내의 압력보다 커지게 되고, 이에따라 피스톤(362)는 제1실린더부내의 압축개스의 압력에 의해 하방으로 밀려 내려가게 된다. 이러한 상태에서, 실린더(361)과 중간 압력체임버(282)를 연통시키는 제2구멍(361c)는 피스톤(362)에 의해 폐쇄되게 되므로, 연통체임버(283)과 중간 압력체임버(282)간의 연통이 방지되게 된다. 그러므로, 중간압력 체임버(282)내의 압력은 유체공간으로 부터 구멍(214), (215)를 통해 이루어지는 개스의 누출로 인해 점차로 증가하게 되는데, 이와같은 압축 개스의 누출은 중간 압력체임버(282)내의 압력이 유체공간 내의 압력과 동일하게 될때까지 계속된다. 그와같이 하여 압력평형이 이루어지면, 구멍(214), (215)는 밸브판(341)의 스프링장력에 의해 폐쇄되어, 압축행정이 정상적으로 이루어지게 되고, 이에따라 유체공간의 배기체적이 최대화 된다. 제어기구(36)는 제2구멍(361c)가 피스톤에 의해 폐쇄될때 피스톤(362)의 상단부를 실린더(361)의 스텝부(361a) 또는 제1실린더부의 경사면의 하부보다 아래에 위치시킬 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 이때 제1실린더부 내의 압축개스의 누출은 제한되게 된다.
한편, 전자밸브(367)의 작동이 정지되면, 배출체임버(281)과 실린더(361)간의 연통이 방지되게 된다. 피스톤(362)의 상단부가 제2실린더부내에 위치되어, 피스톤(362)의 상단부의 외측둘레면에 위치되는 피스톤링(363)이 작은 틈새를 갖게 되기 때문에, 압축개스는 제1실린더부로 부터 제2실린더부로 점차적으로 누출되고, 이에 따라 제1실린더부내의 압력이 점차로 감소하게 된다. 실린더(361)내의 압력이 중간 압력체임버(282)내의 압력보다 작게되면, 피스톤(362)은 중간압력 체임버(282)내의 냉매개스의 압력에 의해 상측으로 밀려 올라가게 되며, 이때 피스톤(362)의 상단부는 스텝부(361a)를 지나 제1실린더부 쪽으로 이동하게 된다. 그러면, 피스톤링(363)에 대해 반경방향으로 힘이 가해지게 되어, 피스톤링(363)의 절개부(c)가 확대되게 된다. 따라서, 실린더(361)내의 압축개스는 피스톤링(363)의 확대된 틈새를 통해 누출되게 되고, 이러한 압축개스의 누출로 피스톤(362)는 상측으로 급속하게 밀려올라가게 되어 중간 압력 체임버(282)와 연통체임버(283)간의 연통이 이루어지며, 이에따라 중간압력 체임버(282)내의 압력이 감소하게 된다. 이와같이 중간압력 체임버(282)내의 압력이 감소하게 되면, 밸브판(341)은 구멍(214), (215)를 개방시키게 되고, 이에따라 압축개스가 유체공간으로 부터 상기 구멍(214), (215)를 통해 중간 압력 체임버(282)로, 그리고 실린더(361)을 통해 연통체임버(283)내로 유입되게 된다. 그러므로, 나선형 요소(112), (222)사이에 형성된 유체 공간으로 부터 배출체임버(281)내로 배출되는 압축개스의 체적이 감소하여 압축비가 감소하게 된다.
제5도에는 본 발명에 따른 제어기구의 제2실시예가 도시되어 있다.
본 실시예에 있어서, 실린더(361)의 내면상에는 그의 상단부로 부터 예정된 위치까지 연장되는 홈(361d)이 형성되어 있는데, 이 홈(361d)는 제7도에 도시된 바와같이 실린더를 관통해 형성된 연결통로(361e)로 대치시킬 수도 있다. 제어기구(36)는 제2구멍(361c)가 피스톤(362)에 의해 폐쇄될때 피스톤(362)의 상단부를 홈(361d)의 하단부 또는연결통로(361e)의 개구보다 약간 낮은 위치에 위치시킬 수 있도록 구성되어 있다. 전자밸브(367)의 작동이 정지하게 되면, 실린더(361)과 배출체임버(281)간의 연통이 방지되는데, 이때 실린더(361)내의 압축개스는 피스톤링(363)의 작은 틈새를 통해 점차적으로 누출되게 된다. 따라서, 만일 실린더(361)내의 압력이 중간 압력체임버(282)내의 압력보다 작게 되면, 피스톤(362)은 상측으로 약간 이동하게 되며, 이러한 피스톤의 이동에 의해 피스톤(362)의 외측 둘레면과 홈(361d)사이에 틈새가 형성되며, 실린더(361)내의 압축개스는 홈(361d)를 통해 연통체임버(283)내로 유입되거나 연결통로(361e)를 통해 제2실린더부로 유입되게 된다. 이러한 실린더의 압축개스 누출로 인해 실린더(361)내의 압력이 크게 감소하게 되어, 피스톤(362)은 상측으로 급속하게 이동하게 된다.
제8도에는 본 발명의 제어기구의 제3실시예가 도시되어 있는데, 이에 있어서 피스톤(362)의 하단부에는 충격흡수기(362a)가 부착되어 있다. 전자밸브(367)이 작동하게 되면, 배출체임버(281)로 부터 압축개스가 실린더(361)내로 유입되게 되는데, 이때 압축개스의 압력이 중간 압력체임버내의 압력보다 아주 크기 때문에, 피스톤(362)는 하방으로 신속하게 밀려내려가 제2구멍(361c)를 폐쇄시키게 된다. 이때, 피스톤(362)의 하단부 아래에 위치된 충격흡수기(362a)는 제2구멍(361c)와 피스톤(362)사이에서 발생하는 충격력을 흡수하게 된다.
제9도에는 제8도에 도시된 제어기구의 변형예가 도시되어 있는데, 이에 있어서 충격 흡수기(362a)는 실린더(361)의 하단부 주위에 배치되어 있다. 제2구멍(361c)의 주위에는 스텝부(369)가 형성되어 있으며, 이 스텝부(369)와 피스톤(362)사이에는 스프링(368)이 설치되어 피스톤을 상측으로 가압하도록 작용한다. 전자밸브(367)이 작동하게 되면, 배출체임버(281)로 부터 압축개스가 실린더(361)내로 유입되고, 이에 따라 피스톤(362)은 스프링(368)의 스프링력과 중간 압력체임버(282)내의 개스압력에 대항하여 하측으로 밀려 내려가게 된다. 이러한 피스톤(362)의 하측이동은 스프링(368)에 의해 억제되게 되며, 실린더(361)의 하단부에 설치된 충격 흡수기(362a)와의 접촉에 의하여 피스톤과 실린더간의 강한 접촉이 방지되게 된다.
제10도에는 본 발명의 제4실시예에 따른 제어기구가 도시되어 있는데, 이에 있어서 피스톤(362)는 자기윤활특성(self-lubrication), 마찰방지 특성을 갖는 수지성물질, 일례로 폴리테트라 플루오로에틸렌으로 형성된다. 이와같이 피스톤(362)가 수지성물질로 형성되어 있기 때문에 실린더(361)의 하단부에 심하게 충돌한다손 치더라도 충격이 흡수되어 소음이 발생하지 않게 된다. 또한, 피스톤(362)은 자기 윤활특성을 가지고 있기 때문에 실린더내에서 유연하게 왕복운동할 수 있게 된다.
지금까지 본 발명의 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 특허청구 범위에 기재된 바와같은 발명의 범위내에서 변경이 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. 입구와 출구를 갖는 하우징과, 그 하우징의 내부까지 연장되는 제1나선형 요소가 형성된 원형단판을 가지고 있고 상기 하우징내에 고정된 고정스크롤과, 상기 제1나선형 요소에 대해 각도와 방사상 위치가 오프셋되어 다수의 선접촉을 이룰 수 있게끔 상기 제1나선형 요소와 서로 꼭맞게 결합됨으로써 상기 하우징 내부에 유체공간을 형성되는 제2나선형 요소가 형성된 원형단판을 가진 선회스크롤과, 그 선회스크롤의 선회운동을 이루게하도록 상기 선회스크롤에 작동적으로 연결된 구동기구와, 상기 선회스크롤이 선회운동하는 중에 상기 유체공간의 체적을 변화시키도록 상기 선회스크롤의 회전을 방지시키는 회전 방지기구를 구비하고 있고, 상기 고정스크롤의 원형단판이 상기 하우징의 내부를 상기 입구가 배치된 전방체임버와 후방체임버로 분할시키고, 그 후방체임버는 상기 출구와 상기 유체공간을 연통시키는 배출체임버와 중간 압력 체임버로 분할되고 상기 유체공간과 중간 압력체임버 사이에 유체통로를 형성하도록 상기 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 적어도 한쌍의 구멍이 형성되고, 상기 중간압력체임버와 전방체임버 사이에 유체 통로를 형성하도록 상기 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 연결통로가 형성되고, 상기 중간압력 체임버와 흡입체임버 간의 연통을 제어하도록 상기 중간 압력체임버의 일부분에 제어기구가 배치되어 구성되는 스크롤형 압축기에 있어서, 상기 제어기구가 실린더, 그 실린더내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤, 그리고 연통수단으로 구성되고, 상기 실린더는 상기 중간압력 체임버, 흡입체임버, 배출체임버와 연통하며, 피스톤은 상기 실린더내의 압력과 중간 압력 체임버내의 압력간의 차에 따라 실린더내에서 미끄럼 이동하며, 상기 연통수단은 피스톤이 그의 최하측 위치로 부터 상측으로 밀려 올라갈때 실린더내의 배출개스를 흡입체임버로 누출시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연통수단은 절개부가 형성되어 있고 상기 피스톤의 상부에 형성된 홈에 헐겁게 끼여지는 피스톤링으로 구성되고, 상기 실리더는 제1실린더부와, 그 제1실린더부 보다 작은 직경을 가지고 있는 제2실린더부로 구성되고, 상기 실린더는 제1실린더부와, 그 제1실린더부 보다 작은 직경을 가지고 있는 제2실린더부로 구성되고, 상기 두 실린더부는 스텝부에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1실린더부가 테이퍼진 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연통수단은 실린더의 내벽면에 형성된 홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연통수단은 실린더의 벽에 형성된 통로로 구성되고, 그 통로의 일측 개구단은 피스톤이 실린더와 중간 압력 체임버간의 연통을 단절시킬때의 상기 피스톤의 위치보다 상측에 위치에서 상기 실린더의 내면상에 위치되어 있으며, 타측개구단은 실린더의 상단부에서 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  6. 입구와 출구를 갖는 하우징과, 그 하우징의 내부까지 연장되는 제1나선형 요소가 형성된 원형단판을 가지고 있고 상기 하우징내에 고정된 고정스크롤과, 상기 제1나선형 요소에 대해 각도와 방사상 위치가 오프셋되어 다수의 선접촉을 이룰수 있게끔 상기 제1나선형 요소와 서로 꼭맞게 결합됨으로써 상기 하우징 내부에 유체공간을 형성하는 제2나선형 요소가 형성된 원형단판을 가진 선회스크롤과, 그 선회스크롤의 선회운동을 이루게 하도록 상기 선회스크롤에 작동적으로 연결된 구동기구와, 상기 선회스크롤이 선회운동하는 중에 상기 유체공간의 체적을 변화시키도록 상기 선회스크롤의 회전을 방지시키는 회전방지기구를 구비하고 있고, 상기 고정스크롤의 원형단판이 상기 하우징의 내부를 상기 입구가 배치된 전방체임버와 후방체임버로 분할시키고, 그 후방체임버는 상기 출구와 상기 유체공간을 연통시키는 배출체임버와 중간 압력 체임버로 분할되게 구성되어 있는 스크롤형 압축기에 있어서, 상기 유체공간과 중간 압력체임버 사이에 유체통로를 형성하도록 상기 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 적어도 한쌍의 구멍이 형성되고, 상기 중간압력체임버와 전방체임버 사이에 유체통로를 형성하도록 상기 고정스크롤의 원형단판을 관통하여 연결통로가 형성되고, 상기 중간압력 체임버와 전방체임버 간의 연통을 제어하도록 상기 중간 압력체임버의 일부분에 제어기구가 배치되어 구성되는 스크롤형 압축기에 있어서, 상기 제어기구가 실린더 그 실린더내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤, 그리고 충격흡수요소로 구성되고, 상기 실린더는 상기 중간압력체임버, 흡입체임버, 배출체임버와 연통하며, 피스톤 상기 실린더내의 압력과 중간압력체임버내의 압력간의 차에 따라 실린더내에서 미끄럼 이동하며, 상기 충격흡수요소는 실린더의 내벽면과 피스톤 사이에서 발생하는 충격력을 흡수함과 동시에 피스톤과 실린더의 내벽면간의 밀폐를 유지시키도록 실린더의 저면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피스톤이 수지성물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 배기량 제어기구를 가진 스크롤형 압축기.
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