KR960014089B1

KR960014089B1 - 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치

Info

Publication number: KR960014089B1
Application number: KR1019920017875A
Authority: KR
Inventors: 아끼야마 가쯔유끼; 시라후찌 요시노리; 사까이노 게이즈
Original assignee: 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤; 기다오까 다까시
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1996-10-12
Also published as: JPH05164066A; KR930013486A; US5346375A; JP2703688B2

Abstract

내용 없음.

Description

스크롤 압축기의 토출 밸브 장치

제1도는 청구범위 제1항 및 제3항에 기재된 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치를 도시하는 단면도.

제2도는 제1도의 중요부 확대도.

제3도는 제2도의 일부 사시도.

제4도는 청구범위 제2항 및 제4항에 기재된 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치를 도시하는 중요부의 분해 사시도.

제5도는 종래 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치를 도시하는 종단면도.

제6도는 제5도의 일부 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정 스크롤 1a : 고정 스크롤 경판

1c : 랩 2 : 요동 스크롤

2a : 요동 스크롤 경판 2b : 랩

15 : 토출 밸브 16 : 밸브 누름부

17 : 밸브 장착면 18 : 토출 구멍

22 : 릴리프 밸브 23 : 작은 구멍

[산업상의 이용분야]

본 발명은 예를들면 냉동기, 공기 조화기 등에 이용되는 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

제5도는 예를들면 특개평 2-163486호 공보에 기재된 종래의 스크롤 압축기를 도시하는 단면도이고, 제6도는 상기 종래 스크롤 압축기의 단면도의 일부 확대도이며, 상기 도면에 있어서 도면 번호 1은 고정 스크롤이고, 이 고정 스크롤(1)은 밀폐 용기(10) 내벽에 압접하여 밀폐 용기안을 고압실(VH)과 저압실(VL)로 구획하는 원판형상의 경판(1a)과, 이 경판(1a)의 한쪽면 둘레에 돌출된 환형벽(1b)과, 상기 원형벽(1b)으로 둘러싸여진 경판(1a)에 세워 설치된 소용돌이치는 모양의 랩(1c)으로 구성되어 있다.

도면 부호 2는 요동 스크롤이며, 상기 요동 스크롤(2)은 원판형상의 경판(2a)과, 이 경판(2a)의 한쪽면에 세워 설치된 소용돌이치는 모양의 랩(2b)과, 경판(2a)의 다른 방향 면의 중앙에 돌출 설치된 핀부(2c)로 구성되어 있다.

상기 구성의 고정 스크롤(1)과 요동 스크롤(2)은 랩(1c)과 랩(2b)을 마주 맞물리게 하고, 내부는 제1압축실(가장 안쪽 압축실), 제1압축실 바깥쪽에 위치하는 제2압축실, 제2압축실 바깥쪽에 위치하는 제3압축실(가장 바깥 압축실)을 형성하도록 되어 있다. 도면 번호 4는 크랭크축이고, 상기 크랭크축(4)의 선단에는 요동 스크롤(2)의 핀부(2c)를 삽입하는 보스 구멍(4a)이 형성되어 있으며, 이 보스 구멍(4a) 중심은 크랭크축(4)의 축심과 편심하여 설치되어 있다.

도면 부호 5는 오울드 햄(old ham's)형 링이고, 6은 주프레임이며, 상기 주프레임(6)은 중앙에 크랭크축(4)을 지지하는 베어링부(31)가 설치되어 있다. 도면 번호 7은 전동기 고정자이고, 8은 전동기 회전자이며, 9는 부프레임이고, 상기 부프레임(9)은 중앙에 크랭크축을 축지지하는 베어링부(32)가 설치되어 있다.

도면 부호 11은 밀폐 용기(10)의 하부에 설치되어 외부에서 냉매를 인도하는 흡입관이고, 상기 흡입관(11)은 밀폐 용기(10)의 저압실(VL)에 연통되어 있다. 도면부호 12는 밀폐 용기(10)의 상부에 설치되어 고압실(VH)에 연통해 있는 토출관이며, 13은 밀폐 용기(10)의 저부에 고인 윤활유이다.

도면 부호 25는 리드 밸브형 토출 밸브이고, 26은 토출 밸브(25)의 열림양을 규제하는 밸브 누름부이며, 27은 밸브 수납용 오목한 부분내의 토출 밸브(25)의 장착면이며, 28은 고정 스크롤(1)의 경판(1a)의 중앙에 있어서 장착면(27)에 설치된 토출 구멍이고, 29는 밸브 누름부(26)를 매개로 토출 밸브(25)를 고정하는 토출 밸브 고정 부분이다.

다음은 동작에 대해서 설명한다. 전동기에 의한 회전 운동력은 전동기 회전자(8)를 끼워 맞춤으로 고정된 크랭크축(4)에 의해 전달되는 요동 스크롤(2)로 전해진다. 요동 스크롤(2)은 자동방지 기구인 오울드 햄형링(5)에 의해 원궤도를 그리는 공전 운동을 행하지 않는 고정 스크롤(1) 사이에 형성되는 압축실의 용적 변화에 따라 냉매의 압축이 행해진다.

냉매는 흡입관(11)에 의해 외부 냉동 싸이클에서 밀폐 용기(10)내로 유입하여 압축실안에서 압축되며, 상기 압축실내의 압력이 외부 냉동 싸이클의 고압측의 압력보다 높아지면 토출 구멍(28)을 통과하여 토출 밸브(25)를 눌러 열어서 밀폐 용기 상부의 고압실(VH)로 흘러간다. 이때, 냉매는 압축실내에서 전부 유출되는 것이 아니고 외부 냉동 싸이클의 고압축 압력과 압축실내 압력이 평형에 달한 직후에 토출 밸브(25)는 닫히며, 토출 구멍(28)과 압축실내에 냉매가 남는다. 그리고, 밀폐 용기 상부의 고압실(VH)로 흘러간 냉매는 토출관(12)을 통하여 외부 냉동 싸이클로 유출된다.

이와같은 스크롤 압축기에 있어서, 최내측의 제1압축실이 그 외측의 제2압축실과 연통하기 직전의 제1압축실의 체적과 토출 구멍(28) 체적을 합친 체적을 탑 클리어런스(top clearance)라 칭하지만, 연통 직후의 재팽창 손실을 줄이기 위해서는 상기 탑 클리어런스를 작게 해야 한다.

그러기 위해서는, 일반적으로 압축 작용에 기여하지 않는 토출 구멍(28)의 체적을 될 수 있는한 작게 하는 것이 필요하다. 여기서는 토출 구멍(28) 체적만을 탑 클리어런스라 정의한다.

상기 탑 클리어런스를 작게 하기 위해서 종래에는 제6도에 도시한 바와같이 고정 스크롤(1)의 경판(1a) 중심부에 오목한 부분(24)을 형성하고 있다. 그러나, 이 경우 토출 밸브(25)의 형상에 해당하는 단면적(오목한 부분의 개구면적)을 갖는 오목한 부분(24)의 형상이 필요하게 된다.

이와같이 단면적을 크게 한 뒤 다시 탑 클리어런스를 작게 하기 위해 상기 오목한 부분(24)을 깊게 하려하면, 고정 스크롤(1)의 경판(1a)에 관계되는 강도 및 강성면에 악영향이 온다. 그 때문에, 결과적으로 오목한 부분(24)을 깊게 할 수 없고 따라서, 탑 클리어런스를 작게 하는 것이 한계가 있었다.

또한, 토출 밸브 장착면(27)을 포함하는 오목한 부분(24)의 가공은 엔드밀에 의한 가공이고 오목한 부분의 형상이 복잡하기 때문에, 가공에 시간이 걸리며 오목한 부분(24)의 가공 가격이 높았다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

종래의 스크롤 압축기는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 토출 밸브 수납실 형성은 엔드밀 가공에 의해 가공 시간이 길고 가격이 비싸다. 또한, 토출 행정의 재압축 로스를 작게 하기 위해 토출 구멍 부분의 탑 클리어런스를 작게 하는 것이 필요하지만, 리드 밸브에서는 토출 밸브 수납실의 단면적을 크게 하지 않을수 없기 때문에 탑 클리어런스를 작게 하면 경판(1a)의 강성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 구성된 것으로, 가공이 용이함과 동시에 탑 클리어런스를 작게 할 수 있고 또한, 경판의 강성을 높게 할 수 있는 고효율의 신뢰성이 높은 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

청구범위 제1항 및 제3항에 기재된 본 발명에 관한 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치는 소용돌이치는 모양의 랩을 경판에 세워 설치시킨 고정 스크롤과, 상기 고정 스크롤에 마주대해 상기 소용돌이치는 모양의 랩과 맞물리게 하는 소용돌이치는 모양의 랩을 경판에 세워 설치하여 상기 고정 스크롤에 대하여 자전하지 않도록 공전시키는 요동 스크롤과, 상기 고정 스크롤의 경판 뒤쪽부에 형성된 고압실과, 상기 고정 스크롤의 경판 표면에 형성된 원호형의 오목한 부분의 밸브 장착면과, 상기 밸브 장착면에서 상기 고정 스크롤을 관통하여 이 고정 스크롤의 랩과 상기 요동 스크롤의 랩으로 형성되는 제1압축실과 상기 고압실을 연통하는 토출 구멍과, 상기 토출 구멍을 개폐하는 원호형으로 굽힘성형된 토출 밸브와, 상기 토출 밸브의 열림양을 규제하는 원형 기둥 형상의 밸브 누름부와, 상기 밸브 장착면에서 고정 스크롤의 경판을 관통하고 상기 제1압축실의 외측에 위치하는 제2압축실과 상기 고압실을 연통하도록 설치된 하나 이상의 작은 구멍과, 상기 작은 구멍을 토출 밸브와 독립하여 개폐하는 원호형으로 굽힘성형된 릴리프 밸브를 구비하고, 상기 릴리프 밸브의 열림양을 규제하는 가압부로서는 상기 원형 기둥 형상의 밸브 누름부를 토출 밸브와 함께 공유하는 것이다.

[작용]

청구범위 제1항 및 제3항에 기재된 본 발명에 있어서의 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치는 밸브 장착면이 원호형이기 때문에, 토출 밸브 수납 부분의 개구 단면적을 작게 할 수 있고, 고정 스크롤 경판의 강성을 약화시키지 않으며, 탑 클리어런스를 작게 할 수가 있다. 또한 밸브 장착면은 원형 기둥 형상의 커버를 이용하여 간단하게 할 수 있으며, 가공 시간을 짧게 하며 그리고 가공 가격을 저감할 수 있다.

청구범위 제2항 및 제4항에 기재된 발명에 있어서의 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치는, 릴리프 밸브와 토출 밸브의 밸브 장착면을 동시에 또한 원형 기둥 형상의 커버를 이용하여 간단하게 가공할 수 있기 때문에 가공 시간이 짧게 되며, 가공 가격을 저감할 수 있다. 또한 밸브 누름부를 토출 밸브와 공유하기 때문에 부품수를 삭감할 수 있다.

[실시예]

[제1실시예]

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면에 따라 설명한다. 제1도는 청구범위 제1항 및 제3항에 기재된 발명의 일 실시예에 의한 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치를 도시한 종단면도이고, 제2도는 제1도의 상기 종단면도의 중요부 확대도이고, 상기 제5도, 제6도와 동일부분에는 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.

제1도 및 제2도에 있어서, 도면부호 17은 제3도에 도시한 바와같이 고정 스크롤 경판(1a)의 거의 중앙부분에 절삭 형성된 원호형의 밸브 장착면이고, 18은 제1압축실과 연통하도록 상기 밸브 장착면(17)에 고정 스크롤 경판(1a)을 관통하여 형성한 토출 구멍이며, 15는 토출 구멍(18)을 개폐하는 원호형 토출 밸브와, 16은 원형 기둥 형상상의 밸브 누름부이며, 14는 토출 밸브(15)이고, 밸브 누름부(16)를 지지하고 토출 밸브(15)의 스프링력이 원호형의 밸브 장착면(17)에 설정된 초기값이 되돌고 고정 스크롤 경판(1a)에 설치되는 커버이며, 고정 스크롤 경판(1a)과 일체적으로 형성되어 있어도 관계가 없다.

여기에서, 밸브 누름부(16)는 직경이 토출 밸브(15)의 원호형 굽힘 직경보다 작게 토출 밸브의 내측에 들어가서 커버(14)의 내측 원호 부분에 나사 고정되어 있고, 토출 밸브(15)는 밸브 누름부(16)과 함께 편(片)을 가지는 지지상태에서 커버(14)에 나사지지됨으로써 고정되어 있다. 도면 번호 19는 급유 펌프이고, 20은 펌프 커버이다.

다음은 상기 실시예 구성의 동작에 대해서 설명한다. 단, 상기 제5도, 제6도에 도시된 종래 장치와 같은 동작 내용에 대해서는 중복 설명을 생략한다. 고정 스크롤(1)과 요동 스크롤(2) 사이에 형성된 압축실에서의 압축 행정에 의해 냉매 가스는 토출 구멍(18)을 통해 토출 밸브(15)를 밀어올린다. 이때, 밸브 릴리프양은 원형 기둥 형상의 밸브 누름부(16)의 원 중심과 원호형 토출 밸브(15)의 원 중심의 편심양에 각각 원반경의 차이분을 더한 양으로 된다. 그리고, 토출 밸브(15)를 밀어올린 압축가스는 고정 스크롤 경판(1a)상부의 고압실(VH)로 흐른다.

상기 압축 행정에 있어서, 용적이 최소로 된 때의 압축실과 토출 구멍(18) 부분의 탑 클리어런스에 의해 데드 볼륨(dead volume)이 형성되지만, 밸브 장착면(17)이 원호형이기 때문에 토출 밸브 수납 부분의 개구 단면적이 작을 수 있고, 이 때문에 경판(1a)의 강성을 약화시키는 것이 아니고, 탑 클리어런스가 작게 될 수 있다. 따라서, 신뢰성이 높고 또한 재압축률 로스가 작은 고효율의 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치를 얻을 수가 있다.

[제2실시예]

제4도는 청구범위 제2항 및 제4항에 기재된 발명의 일 실시예를 도시하는 분해 사시도이고, 토출 구멍(18)을 중심으로 한 거의 대칭 위치로 하고, 토출 밸브(15)로 인한 원호형의 밸브 장착면을 연장된 동일 형상의 원호형상 밸브 장착면(17)내에서, 제1압축실의 외측에 위치되는 제2압축실과 연통하도록 고정 스크롤 경판(1a)을 관통하여 작은 구멍(23)이 설치되어 있다. 그리고 상기 작은 구멍(23)을 각각 독립하여 개폐하고, 액체 압축에 의한 압축실내의 압력상승을 방지하기 위한 원호형상으로 굽힘성형된 릴리프 밸브(22)가 설치되어 있다. 상기 릴리프 밸브(22)는 토출 밸브(15)의 밸브 누름부(16)를 공유하고, 토출 밸브(15)와 동일 형상으로 밸브 누름부(16)와 함께 편을 가진 지지 상태에서 커버(14)에 나사지지에 의해 고정되어 있다.

여기에서, 액체 압축이란 압축기내에 냉매가 액체로 되어 휴면 상태에서의 기동이나 토출관으로부터 액체 냉매가 들어오는 액체 백(back) 운전 등에 의해 액체 냉매를 압축해버린 상태의 것이다.

상기 액체 압축 상태에서는 압축실내의 압력은 매우 높아지기 때문에, 고정 스크롤(1)과, 요동 스크롤(2)의 소용돌이치는 모양 랩(1c, 2b)이 파괴될 우려가 있다. 그래서, 상기 구성에 의해 제1압축실의 외측에 위치하는 제2압축실내의 액체 냉매를 릴리프 밸브(22)를 개방하여 고압실(VH)로 풀고, 상기의 파괴 사고를 미연에 방지한다.

상기와 같이 액체 압축에 의해 압축실내의 압력 상승을 릴리프하는 릴리프 밸브(22)를 설치하고, 고정 스크롤 경판(1a)에 형성된 릴리프 밸브(22)를 위한 밸브 장착면을 토출 밸브(15)를 위한 원호형의 밸브 장착면을 토출 밸브(15)를 위한 원호형의 밸브 장착면과 동일형상으로 동시에 가공할 수 있기 때문에 가공 시간이 단축되고, 가공 가격을 저감할 수 있다. 또한 밸브 누름부(16)를 토출 밸브(15)와 공유하기 때문에 하나의 밸브 누름부를 대응할 수 있고, 각각의 밸브에 고유의 밸브 누름부를 설치할 필요가 없고, 부품수를 삭감할 수 있다.

[발명의 효과]

이상과 같이, 청구범위 제1항 및 제3항에 기재된 발명에 의하면, 원호형의 밸브 장착면에 원호형 토출 밸브와 원형 기둥 형상의 밸브 누름부를 설치하고, 원호형의 토출 밸브를 편을 가지고 지지시키는 구성이기 때문에, 토출 밸브 수납 부분의 개구 단면적을 작게 할 수 있고, 고정 스크롤 경판의 강성이 약화되는 것이 없으며, 토출 밸브 수납 부분의 개구 단면적을 작게 할 수 있고, 고정 스크롤 경판의 강성이 약화되는 것이 없으며, 탑 클리어런스를 작게 할 수가 있다. 따라서 신뢰성이 높고 또한 재압축 로스가 작은 고효율의 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치가 얻어지는 효과가 있다. 또한 밸브 장착면은 원형 기둥 형상의 커버를 이용하여 간단하게 가공할 수 있고, 가공 시간이 짧아지며 그리고 가공 가격이 저감될 수 있다.

또한 청구범위 제2항 및 제4항 기재의 발명에 의하면, 액체압축에 의한 압축실내의 압력상승을 방지하기 위한 릴리프 밸브를 토출 밸브와 동일형상으로 굽힘성형된 원호형으로 하고, 원호형의 밸브 장착면과 원형 기둥 형상의 밸브 누름부를 토출 밸브와 공용하도록 설치하고, 원호형의 토출면과 원호형의 릴리프 밸브를 편을 가지고 지지시키는 구성으로 되어 있으므로, 릴리프 밸브와 토출 밸브의 밸브 장착면을 동시에, 또한 원형 기둥 형상의 커버를 이용하여 간단하게 가공할 수 있고, 가공 시간이 짧아지며 가공 가격이 저감될 수 있다. 또한 밸브 누름부를 토출 밸브와 공유하기 때문에, 부품수를 삭감할 수 있는 효과가 있다. 즉 액체압축에 의한 소용돌이 모양의 랩의 파손을 방지하며, 또한 탑 클리어런스가 작게 되며 재압축 로스가 작고 고효율의 신뢰성이 높은 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치는 작은 부품수로 그리고 용이한 가공에 의해 단시간에 값이 싸게 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

소용돌이치는 모양의 랩(1c)을 경판(1a)에 세워 설치시킨 고정 스크롤(1)과, 상기 고정 스크롤(1)에 마주대해 상기 소용돌이치는 모양의 랩(1c)과 맞물리게 하는 송요돌이치는 모양의 랩(2b)을 경판(2a)에 세워 설치하여 고정 스크롤(1)에 대해 자전하지 않도록 공전시키는 요동 스크롤(2)과, 상기 고정 스크롤(1)의 경판(1a) 뒤쪽부에 형성된 고압실(VH)과, 상기 고정 스크롤(1)의 경판(1a) 표면애 형성된 원호형의 오목한 부분의 밸브 장착면(17)과, 상기 밸브 장착면(17)에서 상기 고정 스크롤을 관통하여 고정 스크롤의 랩(1c)과 상기 요동 스크롤의 랩(2b)으로 형성되는 제1압축실과 고압실(VH)을 연통하는 토출 구멍(18)과, 상기 토출 구멍(18)을 개폐하는 원호형으로 굽힘성형된 토출 밸브(15)와, 상기 토출 밸브(15)의 열림양을 규제하는 원형 기둥 형상의 밸브 누름부(16)를 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치.
소용돌이치는 모양의 랩(1c)을 경판(1a)에 세워 설치시킨 고정 스크롤(1)과, 상기 고정 스크롤(1)에 마주대해 상기 소용돌이치는 모양의 랩(1c)과 맞물리게 하는 소용돌이치는 모양의 랩(2b)을 경판(2a)에 세워 설치하여 고정 스크롤(1)에 대해 자전하지 않도록 공전시키는 요동 스크롤(2)과, 상기 고정 스크롤(1)의 경판(1a) 뒤쪽부에 형성된 고압실(VH)과, 상기 고정 스크롤(1)의 경판(1a) 표면에 형성된 원호형의 오목한 부분의 밸브 장착면(17)과, 상기 밸브 장착면(17)에서 고정 스크롤을 관통하여 상기 고정 스크롤의 랩(1c)과 상기 요동 스크롤(2b)의 랩으로 형성되는 제1압축실과 상기 고압실(VH)을 연통하는 토출 구멍(18)과, 상기 토출 구멍(18)을 개폐하는 원호형으로 굽힘성형된 토출 밸브(15)와, 상기 토출 밸브(15)의 열림양을 구제하는 원형 기둥 형상의 밸브 누름부(16)와, 상기 밸브 장착면(17)에서 고정 스크롤의 경판(1a)을 관통하고 상기 제1압축실의 외측에 위치하는 제2압축실과 상기 고압실(VH)을 연통하도록 설치된 하나 이상의 작은 구멍(23)과, 상기 작은 구멍(23)을 토출 밸브(15)와 독립하여 개폐하는 원호형으로 굽힘성형된 릴리프 밸브(22)를 구비하고, 상기 릴리프 밸브(22)의 열림양을 규제하는 누름부로서는 상기 원형 기둥 형상의 밸브 누름부(16)를 토출 밸브(15)와 공유하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치.
제1항에 있어서, 상기 원호형으로 굽힘성형된 토출 밸브(15)는 원형 기둥 형상의 밸브 누름부(16)와 함께 상기 고정 스크롤의 경판(1a)에 장착되거나 일체적으로 형성된 커버(14)에 상기 토출 구멍(18)과 거의 동축상의 위치에서 편(片)을 가지고 지지되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치.
제2항에 있어서, 상기 원호형으로 굽힘성형된 토출 밸브(15)와 릴리프 밸브(22)는 각각 독립되고, 상기 밸브 누름부(16)와 함께 고정 스크롤의 경판(1a)에 장착 또는 일체적으로 형성된 커버(14)에 각각 대응하는 토출 구멍(18) 및 작은 구멍(23)과 거의 동축상의 위치에서 편을 가지고 지지되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압력기의 토출 밸브 장치.