WO2024034741A1

WO2024034741A1 - 스크롤 압축기

Info

Publication number: WO2024034741A1
Application number: PCT/KR2022/018240
Authority: WO
Inventors: 조찬걸; 김정훈; 한나라; 윤주환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2024-02-15
Also published as: KR20240021023A; KR102662877B1

Abstract

스크롤 압축기가 개시된다. 상기 스크롤 압축기는 비선회 스크롤과 배압실 조립체에 형성되어 압축실과 배압실을 연통하는 배압 구멍을 구비한다. 그리고, 상기 배압 구멍의 내부에는 상기 압축실과 상기 배압실 사이의 압력차에 의하여 상기 배압 구멍의 길이방향을 따라 이동하여 상기 배압 구멍의 통로 면적이 가변되도록 하는 배압 밸브가 구비된다. 이로 인하여, 배압실에서의 압력 맥동이 개선될 수 있다.

Description

스크롤 압축기

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 서로 맞물린 스크롤 형상을 통해 연속적으로 압축되기 때문에 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있고, 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 것이 장점이다. 이러한 이유로 스크롤 압축기는 공조 장치 등에서 냉매 압축용으로 널리 사용되고 있다.

스크롤 압축기는 구동부 또는 전동부를 이루는 구동 모터와 압축부의 위치에 따라 상부 압축식 또는 하부 압축식으로 구분될 수 있다. 상부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 상측에 위치하는 방식이고, 하부 압축식은 압축부가 구동 모터보다 하측에 위치하는 방식이다. 이는 케이싱이 종형 또는 입형으로 설치된 예를 기준으로 한 분류이며, 케이싱이 횡형으로 설치되는 경우에는 좌측이 상측으로, 그리고 우측이 하측으로 구분될 수 있다.

또한, 스크롤 압축기는 냉매가 흡입되는 방식에 따라 고압식과 저압식으로 구분될 수 있다. 고압식은 냉매 흡입관이 흡입실에 직접 연통되어 흡입되는 냉매가 케이싱의 내부 공간을 거치지 않고 압축실(흡입실)로 흡입되는 방식이고, 저압식은 냉매 흡입관이 케이싱의 내부 공간에 연통되어 흡입되는 냉매가 케이싱의 내부 공간을 거친 후 압축실(흡입실)로 흡입되는 방식이다.

특허문헌 1(미국 공개 특허 US 2015/0345493 A1)은 상부 압축식이고 저압식인 스크롤 압축기를 도시하고 있다.

또한, 특허문헌 1과 같은 종래의 스크롤 압축기는 압축실의 압력에 따라 비선회 스크롤이 회전축의 축방향을 따라 이동하면서 선회 스크롤과의 실링 상태를 유지할 수 있다. 이를 비선회 배압 방식의 스크롤 압축기라고 구분할 수 있다.

상기와 같은 종래의 비선회 배압 방식의 스크롤 압축기는 압축을 반복하는 과정에서 압축실과 배압실을 연통하는 냉매 통로에 배압을 조절할 수 있는 구성요소가 부존재하여 배압실에서의 맥동이 지속적으로 발생되고 있으며, 이는 압축실의 사체적으로 작용하여 압축 손실의 증가를 초래하고 있다.

특허문헌 2(미국 공개 특허 US 2015/0176585 A1)는 압축실과 배압실을 연통하는 냉매 통로에 밸브를 장착하여 중간압의 맥동이 개선되도록 구현하였지만, 상기 밸브는 구조가 복잡하고 부품수가 많아, 압축기의 제조 시간 및 제조 비용의 증가를 초래한다.

본 발명의 목적은 비선회 배압 방식의 스크롤 압축기에서 압축실과 배압실을 연통하는 냉매 통로에 배압 밸브를 배치시켜 배압실에서의 압력 맥동을 개선시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는 데에 있다.

전술한 본 발명의 목적들은 다음에 의하여 달성된다.

본 발명의 스크롤 압축기는 케이싱, 고저압 분리판, 메인 프레임, 선회 스크롤, 비선회 스크롤, 배압실 조립체 및 배압 구멍을 포함한다. 고저압 분리판은 케이싱의 내부에 고정되고, 흡입공간을 이루는 저압부와 토출 공간을 이루는 고압부를 구획한다. 메인 프레임은 상기 케이싱의 내부에 고정되고, 저압부에 배치된다. 선회 스크롤은 상기 메인 프레임에 축방향으로 지지되어 선회 운동을 한다. 비선회 스크롤은 상기 선회 스크롤을 사이에 두고 메인 프레임의 일측면에 대해 축방향으로 이동 가능하게 구비되며, 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성한다. 배압실 조립체는 상기 고저압 분리판과 상기 비선회 스크롤 사이에 배치되며, 환형의 배압실을 구비한다. 배압 구멍은 상기 비선회 스크롤과 상기 배압실 조립체에 구비되어 압축실과 배압실을 연통한다. 그리고, 상기 배압 구멍의 내부에는 압축실과 배압실 사이의 압력차에 의하여 배압 구멍의 길이방향을 따라 이동하여 배압 구멍의 통로 면적이 가변되도록 하는 배압 밸브가 구비된다. 이를 통하여, 배압실에서의 압력 맥동이 억제될 수 있다.

본 발명의 한가지 실시 상태의 예에 있어서, 상기 배압 밸브는 상기 배압 구멍의 내주면과의 사이에 제1 냉매 통로를 형성하는 밸브 몸체 및 상기 밸브 몸체의 내부를 관통하여 제2 냉매 통로를 이루는 복수 개의 냉매 이동 구멍을 포함한다. 이를 통하여, 냉매가 이동하는 배압 구멍의 통로 면적이 가변될 수 있다.

구체적으로, 상기 밸브 몸체는 구 형상으로 형성되고, 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍은 서로 교차하도록 형성된다. 구 형상의 밸브 몸체로 인하여, 냉매의 이동이 방해되지 않으며, 제작이 용이한 효과가 있다. 또한, 냉매는 서로 교차된 어느 하나의 냉매 이동 구멍을 통하여 이동할 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍은 서로 직교하는 3축 방향을 따라 각각 형성된다. 이에 따라, 복수 개의 냉매 이동 구멍 중 적어도 하나는 배압 구멍과 연통되게 된다.

전술한 한가지 실시 상태의 예에 있어서, 압축실의 압력이 배압실의 압력보다 높은 경우에는 상기 제1 냉매 통로 및 상기 제2 냉매 통로가 개방된다. 이에 따라, 배압 밸브는 배압실에서의 압력 상승에 방해가 되지 않게 된다. 그리고, 압축실의 압력이 배압실의 압력보다 낮은 경우에는 상기 제1 냉매 통로는 폐쇄되고 상기 제2 냉매 통로는 개방된다. 이에 따라, 압축실로 이동하는 냉매의 양이 줄어, 배압실의 압력이 천천히 낮아지게 되므로, 배압실에서의 압력 맥동이 억제되는 효과가 있다.

구체적으로, 상기 배압 구멍은 스크롤측 배압 구멍과 플레이트측 배압 구멍을 포함한다. 스크롤측 배압 구멍은 비선회 스크롤에 형성되며 압축실에 연통된다. 플레이트측 배압 구멍은 배압실 조립체에 형성되며 상기 스크롤측 배압 구멍과 배압실에 연통한다. 그리고, 상기 스크롤측 배압 구멍과 상기 플레이트측 배압 구멍은 서로 편심되게 형성되며, 상기 배압 밸브는 상기 스크롤측 배압 구멍의 내부에 배치된다. 이로 인하여, 상기 배압 밸브는 스크롤측 배압 구멍을 벗어나서 플레이트측 배압 구멍으로 이동할 수 없도록 제한된다.

구체적으로, 상기 스크롤측 배압 구멍은 제1 스크롤측 배압 구멍과 제2 스크롤측 배압 구멍을 포함한다. 상기 제1 스크롤측 배압 구멍은 상기 플레이트측 배압 구멍에 연통되며, 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 일단부는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍에 연통되고 타단부는 압축실에 연통된다. 그리고, 상기 제1 스크롤측 배압 구멍의 내경은 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 크게 형성되며, 상기 배압 밸브는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍에 삽입된다. 이로 인하여, 상기 배압 밸브는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍으로부터 제2 스크롤측 배압 구멍으로 이동할 수 없도록 제한된다.

구체적으로, 상기 제1 스크롤측 배압 구멍과 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 사이에는 상기 배압 밸브의 이동을 제한하는 단차부가 형성된다. 상기 단차부는 상기 제2 스크롤측 배압 구멍을 향하는 방향으로 경사지게 형성된다. 이에 따라, 배압 밸브는 단차부에 안착되므로 제2 스크롤측 배압 구멍으로의 이동이 제한된다.

구체적으로, 밸브 몸체에 형성된 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍 중 서로 인접한 두 개의 냉매 이동 구멍을 연결하는 원주의 최단 길이는 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 작게 형성된다. 이로 인하여, 복수 개의 냉매 이동 구멍 중 적어도 하나의 냉매 이동 구멍은 제2 스크롤측 배압 구멍과 연통하게 된다.

다른 실시 상태의 예에 있어서, 상기 배압 밸브는 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍의 각 단부에 확장 형성된 확장 홈을 더 포함한다. 이에 따라, 냉매 이동 구멍을 통과한 냉매는 확장 홈을 통하여 배압 밸브의 외부로 보다 쉽게 이동할 수 있게 된다.

구체적으로, 복수 개의 상기 확장 홈 중 서로 인접한 두 개의 확장 홈을 연결하는 원주의 최단 길이는 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 작게 형성된다. 이로 인하여, 상기 복수 개의 확장 홈 중 적어도 하나의 확장 홈은 제2 스크롤측 배압 구멍과 연통하게 된다.

전술한 한가지 실시 상태의 예에 있어서, 상기 배압실 조립체는 상기 플레이트측 배압 구멍과 상기 스크롤측 배압 구멍을 연통하도록 구비된 연결 배압 홈을 포함하고, 상기 연결 배압 홈의 내경은 상기 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 크게 형성된다. 이로 인하여, 냉매가 이동할 수 있는 공간이 확대되므로, 냉매는 원활하게 이동할 수 있다.

구체적으로, 상기 연결 배압 홈은 상기 스크롤측 배압 구멍에 대해 동일축선상에 형성되고, 상기 플레이트측 배압 구멍에 대해 편심지게 형성된다. 이에 따라, 상기 연결 배압 홈은 냉매를 이동시키는 냉매 통로의 역할과 배압 밸브의 이동을 제한하는 역할을 수행할 수 있게 된다.

다른 실시 상태의 예에 있어서, 상기 연결 배압 홈에는 비선회 스크롤을 향해 축방향으로 연장되어 상기 배압 밸브의 이동을 제한하도록 밸브 제한부가 형성된다. 이로 인하여, 배압 밸브는 스크롤측 배압 구멍의 내부에서 이동하되, 밸브 제한부에 의해 플레이트측 배압 구멍으로 이동할 수 없게 된다.

구체적으로, 상기 밸브 제한부의 높이는 상기 연결 배압 홈의 깊이보다 작거나 또는 같게 형성된다. 이에 따라, 냉매가 이동 가능한 공간이 확대되어 냉매가 원활하게 이동할 수 있거나 또는 배압 밸브의 이동 가능한 거리가 줄어들어 스크롤측 배압 구멍의 내주면 및 배압실 조립체의 마모가 최소화될 수 있다.

다른 실시 상태의 예에 있어서, 상기 스크롤측 배압 구멍의 일부는 상기 배압실 조립체의 일면에 의해 복개되고, 상기 배압 밸브는 상기 스크롤측 배압 구멍을 복개하는 상기 배압실 조립체의 일면과 축방향으로 중첩된다. 이로 인하여, 배압 밸브는 스크롤측 배압 구멍을 벗어나서 플레이트측 배압 구멍으로 이동할 수 없도록 제한된다.

또 다른 실시 상태의 예에 있어서, 상기 배압 구멍은 스크롤측 배압 구멍과 플레이트측 배압 구멍을 포함한다. 스크롤측 배압 구멍은 비선회 스크롤에 형성되며 압축실과 연통된다. 플레이트측 배압 구멍은 배압실 조립체에 형성되며 상기 스크롤측 배압 구멍과 배압실을 연통한다. 상기 스크롤측 배압 구멍과 상기 플레이트측 배압 구멍은 서로 편심되게 형성되며, 상기 배압 밸브는 상기 플레이트측 배압 구멍의 내부에 배치된다. 이로 인하여, 상기 배압 밸브는 플레이트측 배압 구멍을 벗어나서 스크롤측 배압 구멍으로 이동할 수 없도록 제한된다.

구체적으로, 상기 플레이트측 배압 구멍의 양단부 중에서 상기 스크롤측 배압 구멍과 반대되는 측의 일단부에는 내주면으로부터 돌출되어 상기 배압 밸브의 이동을 제한하는 플레이트측 밸브 제한부가 형성된다. 상기 플레이트측 밸브 제한부의 내경은 상기 배압 밸브의 외경보다 작게 형성된다. 따라서, 배압 밸브는 플레이트측 배압 구멍을 벗어나서 배압실로 이동할 수 없게 된다.

본 발명에 따른 스크롤 압축기는 압축실과 배압실을 연통하는 냉매 통로인 배압 구멍의 내부에, 이동하여 상기 배압 구멍의 통로 면적을 가변시키는 배압 밸브를 구비함으로써, 배압실에서의 압력 맥동을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 스크롤 압축기는, 배압 밸브의 구조가 단순하고 무게가 가벼우며 배압 밸브가 하나의 단일체로 구성되기 때문에, 조립의 편리성과 구조 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기의 내부를 보인 종단면도이다.

도 2는 스크롤측 배압 구멍의 내부에 배압 밸브가 배치된 실시 상태의 예를 나타낸 종단면도이다.

도 3은 스크롤측 배압구멍과 플레이트측 배압 구멍의 중심축선이 편심되게 형성된 실시 상태의 예를 나타낸 것이다.

도 4는 도 3의 A-A부분의 저면도를 나타낸 것이다.

도 5는 도 3의 연결 배압 홈과 밸브 제한부가 형성되지 않은 다른 실시 상태의 예를 나타낸 것이다.

도 6은 배압 밸브에 냉매 이동 구멍이 형성된 실시 상태의 예를 나타낸 사시도이다.

도 7은 도 6의 배압 밸브의 단면도를 나타낸 것이다.

도 8은 도 6의 배압 밸브가 단차부에 안착된 실시 상태의 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 9는 도 6의 배압 밸브에 확장 홈이 추가된 다른 실시 상태의 예를 나타내는 사시도이다.

도 10은 도 9의 배압 밸브의 단면도를 나타낸 것이다.

도 11은 도 9의 배압 밸브가 단차부에 안착된 실시 상태의 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 12는 본 발명의 실시 상태의 예에 따라 압축실의 압력이 상승시에 배압 밸브의 위치와 냉매의 이동 경로는 나타내는 것이다.

도 13은 본 발명의 실시 상태의 예에 따라 압축실의 압력이 하강시에 배압 밸브의 위치와 냉매의 이동 경로는 나타내는 것이다.

도 14는 플레이트측 배압 구멍의 내부에 배압 밸브가 배치된 다른 실시 상태의 예를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.

도 15는 압축실의 압력이 상승시에 도 14의 배압 밸브의 위치와 냉매의 이동 경로는 개략적으로 나타내는 것이다.

도 16은 압축실의 압력이 하강시에 도 14의 배압 밸브의 위치와 냉매의 이동 경로를 개략적으로 나타내는 것이다.

도 17은 본 발명의 배압 밸브가 적용된 스크롤 압축기와 적용되지 않은 스크롤 압축기의 배압실에서의 압력 변화를 나타낸 것이다.

도 18은 도 17에서 크랭크 각에 따른 압력 변화를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명에 따른 스크롤 압축기를 첨부 도면에 도시된 실시 상태의 예에 따라 상세하게 설명한다.

이미 서두에서 설명한 바와 같이, 스크롤 압축기는 냉매가 흡입되는 경로에 따라 고압식 스크롤 압축기와 저압식 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 이하에서는 고저압 분리판 케이싱의 내부 공간이 고저압 분리판에 의해 저압부와 고압부로 분리되며, 냉매 흡입관이 저압부에 연통되는 저압식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다.

또한, 스크롤 압축기는 배압 방식에 따라 비선회 스크롤을 선회 스크롤 쪽으로 가압하는 비선회 배압 방식과 선회 스크롤을 비선회 스크롤 쪽으로 가압하는 선회 배압 방식의 두 가지 방식으로 구분될 수 있다. 이하에서는 비선회 배압 방식에 따른 스크롤 압축기를 중심으로 하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 선회 배압 방식에서도 동일하게 적용될 수 있다는 사실에 유의하여야 한다.

또한, 스크롤 압축기는 회전축이 지면에 대해 수직하게 배치되는 종형 스크롤 압축기와 회전축이 지면에 대해 평행하게 배치되는 횡형 스크롤 압축기의 두 종류로 구분될 수도 있다. 예를 들어 종형 스크롤 압축기에서 상측은 지면에 대해 반대 쪽을, 하측은 지면을 향하는 쪽으로 정의될 수 있다. 이하에서는 종형 스크롤 압축기를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 횡형 스크롤 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다는 사실에 유의하여야 한다.

또한, 스크롤 압축기는 전동부에 대한 압축부의 상대 위치에 따라 상부 압축식과 하부 압축식의 두 종류로 구분될 수도 있다. 이하에서는 종형이면서 압축부가 전동부의 상측에 위치하는 상부 압축식 스크롤 압축기를 중심으로 하여 설명한다.

또한, 스크롤식 압축기는 선회 스크롤의 선회 방식에 따라 고정 반경식과 가변 반경식의 두 가지 방식으로 구분될 수 있다. 이하에서는 가변 반경식의 스크롤 압축기를 중심으로 하여 설명한다.

한편, 종래의 스크롤 압축기는 압축실에서의 압축이 반복되는 과정에서 압축실과 연통된 배압실에서 맥동이 지속적으로 발생한다. 이는 압축실의 사체적으로 작용하여 압축 손실을 초래한다.

이에, 본 발명에서는 압축실과 배압실을 연통하는 배압 구멍의 내부에 이동이 가능한 배압 밸브가 배치되도록 하여 배압실의 압력 맥동이 억제될 수 있는 새로운 형태의 스크롤 압축기에 대하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기에 있어서, 케이싱(110)의 하반부에는 전동부를 이루는 구동 모터(120)가 구비되고, 이 구동 모터(120)의 상측에는 압축부를 이루는 메인 프레임(130), 비선회 스크롤(140), 선회 스크롤(150) 및 배압실 조립체(160)가 구비된다. 전동부는 회전축(125)의 일단에 결합되고, 압축부는 회전축(125)의 타단에 결합된다. 이에 따라, 압축부는 회전축(125)에 의해 전동부에 연결되어 전동부의 회전력에 의해 작동하게 된다.

케이싱(110)은 원통쉘(111), 상부캡(112) 및 하부캡(113)을 포함한다.

상기 원통쉘(111)은 상하 양단이 개구된 원통형이고, 전술한 구동 모터(120)와 메인 프레임(130)이 내주면에 삽입되어 고정된다. 원통쉘(111)의 상반부에는 터미널 브라켓(미도시)이 결합된다. 터미널 브라켓에는 외부 전원을 구동 모터(120)에 전달하기 위한 터미널(미도시)이 관통되어 결합된다. 원통쉘(111)의 상반부, 예를 들어 구동 모터(120)의 상측에는 후술하게 될 냉매 흡입관(117)이 관통되어 결합된다.

상기 상부캡(112)은 원통쉘(111)의 개구된 상단을 복개하도록 결합된다.

상기 하부캡(113)은 원통쉘(111)의 개구된 하단을 복개하도록 결합된다. 원통쉘(111)과 상부캡(112)의 사이에는 후술하는 고저압 분리판(115)의 테두리가 삽입되어 원통쉘(111)과 상부캡(112)에 함께 용접 결합된다. 원통쉘(111)과 하부캡(113)의 사이에는 후술하는 지지 브라켓의 테두리가 삽입되어 이들 원통쉘(111)과 하부캡(113)에 함께 용접 결합된다. 이에 따라, 케이싱(110)의 내부 공간이 밀봉될 수 있다.

상기 고저압 분리판(115)은 케이싱(110)의 내부에 고정되고, 흡입공간을 이루는 저압부(110a)와 토출 공간을 이루는 고압부(110b)를 구획한다. 구체적으로, 고저압 분리판(115)의 테두리는 전술한 바와 같이, 케이싱(110)에 용접 결합된다. 고저압 분리판(115)의 중앙부는 상부캡(112)의 상측면을 향하여 돌출되도록 절곡되어 후술하는 배압실 조립체(160)의 상측에 배치된다. 고저압 분리판(115)보다 하측에는 냉매 흡입관(117)이, 상측에는 냉매 토출관(118)이 각각 연통된다. 이에 의하여, 고저압 분리판(115)의 하측은 흡입 공간을 이루는 저압부(110a)가, 상측에는 토출 공간을 이루는 고압부(110b)가 각각 형성될 수 있다.

냉매 흡입관(117)은 원통쉘(111)을 반경 방향으로 관통하여 결합되는데, 이때 상기 냉매 흡입관(117)의 출구(117a)는 압축부를 향해 마주보도록 배치될 수 있다. 예컨대, 냉매 흡입관(117)의 출구(117a)는 후술하는 메인 프레임(130)의 메인 플랜지부(131) 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 냉매 흡입관(117)을 통해 저압부(110a)로 흡입되는 일부의 냉매는 압축실(V)을 향해 상측으로 이동하여 곧바로 흡입되는 반면, 나머지 냉매는 전동부를 향해 하측으로 이동하여 전동부를 이루는 구동 모터(120)를 냉각할 수 있다. 냉매 흡입관(117)의 관통 위치에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

냉매 토출관(118)은 상부캡(112)을 반경 방향으로 관통하여 상기 상부캡(112)에 결합된다. 이때, 상기 냉매 흡입관(117)의 출구(117a)는 고저압 분리판(115)의 외측면을 마주보도록, 더 정확하게는 상부캡(112)의 내주면과 고저압 분리판(115)의 외주면 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 후술하는 실링 플레이트(1151)의 고저압 연통 구멍(1151a)을 통과하는 냉매는 고저압 분리판(115)의 외주면을 따라 이동한 후 냉매 토출관(118)을 통해 압축기 외부로 배출될 수 있다.

또한, 고저압 분리판(115)의 중앙에는 관통 구멍(115a)이 형성된다. 관통 구멍(115a)에는 후술하는 플로팅 플레이트(165)가 착탈되는 실링 플레이트(1151)가 삽입되어 결합된다. 저압부(110a)와 고압부(110b)는 플로팅 플레이트(165)와 실링 플레이트(1151)의 착탈에 의하여 차단되거나 또는 실링 플레이트(1151)의 고저압 연통 구멍(1151a)을 통해 연통될 수 있다.

실링 플레이트(1151)는 환형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실링 플레이트(1151)의 중앙에는 저압부(110a)와 고압부(110b)를 연통시키는 고저압 연통 구멍(1151a)이 형성된다. 플로팅 플레이트(165)는 고저압 연통 구멍(1151a)의 둘레를 따라 착탈될 수 있다. 이에 따라, 플로팅 플레이트(165)가 배압력에 따라 회전축의 축방향으로 승강되면서 실링 플레이트(1151)의 고저압 연통 구멍(1151a)의 둘레에 착탈되고, 이 과정에서 저압부(110a)와 고압부(110b) 사이가 실링되거나, 또는 연통될 수 있다.

또한, 하부캡(113)은 저압부(110a)를 이루는 원통쉘(111)의 하반부와 함께 오일 저장 공간(110c)을 형성한다. 다시 말하자면, 오일 저장 공간(110c)은 저압부(110a)의 하반부에 형성되며, 저압부(110a)의 일부를 이루게 된다. 오일 저장 공간(110c)에는 후술하는 오일 픽업(126)이 잠기고, 압축기의 운전시 오일 픽업(126)에 의하여 오일 저장 공간(110c)에 저장된 오일이 펌핑(pumping)되어 회전축(125)의 오일 유로(125b)를 통해 습동부로 공급된다.

다음으로 구동 모터에 대하여 설명한다.

다시 도 1을 보면, 구동 모터(120)는 저압부(110a)의 하반부에 설치되며, 고정자(121) 및 회전자(122)를 포함한다. 고정자(121)는 원통쉘(111)의 내벽면에 열간 압입으로 고정되고, 회전자(122)는 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 마련된다.

고정자(121)는 고정자 코어(1211) 및 고정자 코일(1212)을 포함한다.

상기 고정자 코어(1211)는 원통형으로 형성되고, 원통쉘(111)의 내주면에 열간 압입으로 고정된다. 고정자 코일(1212)은 고정자 코어(1211)에 권선되고, 케이싱(110)에 관통 결합되는 터미널(미도시)을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결될 수 있다.

회전자(122)는 회전자 코어(1221) 및 영구 자석(1222)을 포함한다. 이 회전자 코어(1221)는 원통형으로 형성되어 고정자 코어(1211)의 내부에 소정의 공극만큼 간격을 두고 회전 가능하게 삽입된다. 영구 자석(1222)은 회전자 코어(1222)의 내부에 원주 방향을 따라 미리 설정한 간격으로 매립된다.

또한, 상기 회전자 코어(1221)의 중심에는 회전축(125)이 압입되어 결합된다. 회전축(125)의 상단에는 편심핀부(125a)가 구비되어 후술하는 선회 스크롤(150)이 편심지게 결합된다. 이에 의하여, 구동 모터(120)의 회전력이 회전축(125)을 통해 선회 스크롤(150)에 전달될 수 있다.

한편, 회전축(125)의 하단은 회전자(122)에 결합되고 상단은 후술하는 선회 스크롤(150)에 결합된다. 이에 따라, 구동 모터(120)의 회전력은 회전축(125)을 통해 선회 스크롤(150)에 전달된다.

회전축(125)의 내부에는 오일 유로(125b)가 관통되어 형성되고, 회전축(125)의 하단에는 케이싱(110)의 오일 저장 공간(110c)에 저장된 오일을 흡상하기 위한 오일 픽업(126)이 구비된다. 이에 따라, 케이싱(110)의 하부에 저장된 오일은 회전축(125)의 오일 유로(125b)를 따라 흡상되어 선회 공간부(133)로 이동하게 되고, 이 오일은 압력차 및/또는 선회 공간부(133)에서 선회하는 회전축 결합부(153)와의 충돌에 의해 비산되어 이웃하는 부재들 사이의 베어링면으로 공급되게 된다. 오일 픽업(126)은 원심 펌프, 점성 펌프, 기어 펌프 등 다양하게 적용될 수 있다. 또한, 도 1에는 원심 펌프가 적용된 예가 도시되어 있다. 원심 펌프를 적용할 경우 제조 비용이 절감될 수 있다.

다음으로 메인 프레임에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 본 발명의 한 가지 실시 상태의 예에 따른 메인 프레임(130)은 케이싱(110)의 내부에 고정되고, 저압부(110a)에 배치된다. 구체적으로, 메인 프레임(130)은 구동 모터(120)의 상측에 배치되고, 원통쉘(111)의 내벽면에 열간 압입으로 고정되거나 용접되어 고정된다.

본 발명의 실시 상태의 예에 따른 메인 프레임(130)은 메인 플랜지부(131), 메인 베어링부(132), 선회 공간부(133), 스크롤 지지부(134), 올담링 지지부(135) 및 프레임 고정부(136)를 포함한다.

메인 플랜지부(131)는 환형으로 형성되어 케이싱(110)의 저압부(110a)에 수용된다. 메인 플랜지부(131)의 외경은 원통쉘(111)의 내경보다 작게 형성되어 메인 플랜지부(131)의 외주면은 원통쉘(111)의 내주면으로부터 이격된다. 그러나, 메인 플랜지부(131)의 외주면으로부터 후술하는 프레임 고정부(136)가 반경 방향으로 돌출된다. 프레임 고정부(136)의 외주면은 케이싱(110)의 내주면에 밀착되어 고정된다. 이에 따라, 메인 프레임(130)은 케이싱(110)에 고정 결합된다.

메인 베어링부(132)는 메인 플랜지부(131)의 중심부 하면에서 구동 모터(120) 쪽을 향하여 하향 돌출된다. 메인 베어링부(132)는 원통형으로 된 축수 구멍(132a)이 회전축의 축방향으로 관통된다. 축수 구멍(132a)의 내주면에는 회전축(125)이 삽입되어 반경 방향으로 지지된다.

선회 공간부(133)는 메인 플랜지부(131)의 중심부에서 메인 베어링부(132)를 향해 소정의 깊이와 외경으로 함몰된다. 선회 공간부(133)는 후술하는 선회 스크롤(150)에 구비되는 회전축 결합부(153)의 외경보다 크게 형성된다. 이에 따라, 회전축 결합부(153)는 선회 공간부(133)의 내부에서 선회 가능하게 수용될 수 있다.

또한, 선회 공간부(133)의 내부에는 회전축(125)을 통해 흡상되는 오일이 일시적으로 저장되고, 이 오일은 메인 베어링부(132)와 회전축(125)의 사이 및/또는 스크롤 지지부(134)와 선회 스크롤(150)의 사이로 공급될 수 있다.

스크롤 지지부(134)는 메인 플랜지부(131)의 상면에서 선회 공간부(133)의 주변 둘레를 따라 환형으로 형성된다. 이에 따라, 스크롤 지지부(134)는 후술하는 선회 경판부(151)의 하면이 회전축의 축방향으로 지지된다.

올담링 지지부(135)는 스크롤 지지부(134)의 외곽에 스크롤 지지부(134)보다 높이가 낮게 형성된다. 구체적으로, 올담링 지지부(135)는 메인 플랜지부(131)의 상면에서 스크롤 지지부(134)의 외주면을 따라 환형으로 형성되되, 스크롤 지지부(134)보다 높이가 낮게 형성된다. 올담링 지지부(135)에는 후술하는 선회 스크롤(150)의 자전이 억제되도록 올담링(170)이 얹힌다. 이에 따라, 올담링(170)은 올담링 지지부(135)에 삽입되어 선회 가능하게 수용된다.

프레임 고정부(136)는 메인 프레임(130)이 케이싱(110)에 고정될 수 있도록 올담링 지지부(135)의 외곽에 형성된다. 구체적으로, 프레임 고정부(136)는 올담링 지지부(135)의 외곽에서 반경 방향으로 연장된다.

프레임 고정부(136)는 환형으로 연장되거나 또는 원주 방향을 따라 소정의 간격만큼 이격되는 복수 개의 돌부로 연장된다. 도 1은 프레임 고정부(136)가 원주 방향을 따라 복수 개의 돌부로 형성된 예를 도시하고 있다.

예를 들어, 복수 개의 프레임 고정부(136)는 후술하는 비선회 스크롤(140)의 가이드 돌부(144)와 각각 회전축의 축방향으로 마주보도록 배치되고, 각각의 프레임 고정부(136)에는 후술하는 비선회 스크롤(140)의 가이드 삽입 구멍(144a)과 회전축의 축방향으로 대응되는 각각의 볼트 체결 구멍(136a)이 회전축의 축방향으로 관통되어 형성될 수 있다.

볼트 체결 구멍(136a)의 내경은 가이드 삽입 구멍(144a)의 내경보다 작게 형성된다. 이에 따라, 볼트 체결 구멍(136a)의 상면 주변에는 가이드 삽입 구멍(144a)의 내주면에서 연장되는 단차면(段差面)이 형성되며, 이 단차면에 가이드 삽입 구멍(144a)을 통과한 가이드 부시(137)가 얹혀져 프레임 고정부(136)에 회전축의 축방향으로 지지될 수 있다.

가이드 부시(137)는 원통형으로 형성될 수 있다. 즉, 가이드 부시는 가이드 부시(137)의 길이 방향 또는 회전축의 축방향으로 관통되는 볼트 삽입 구멍(137h)을 구비한다.

각각의 가이드 볼트(138)는 상기 볼트 삽입 구멍(137h)을 관통하여 프레임 고정부(136)의 볼트 체결 구멍(136a)에 각각 체결된다. 이에 따라, 비선회 스크롤(140)은 메인 프레임(130)에 회전축의 축방향으로는 미끄러지게 지지되고 반경 방향으로는 고정된다.

다음으로 비선회 스크롤에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 비선회 스크롤(140)은 후술하는 선회 스크롤(150)을 사이에 두고 메인 프레임(130)의 상부에 배치된다. 다시 말하자면, 비선회 스크롤(140)은 선회 스크롤(150)을 사이에 두고 메인 프레임(130)의 일측면에 대해 축방향으로 이동 가능하게 구비된다. 또한, 비선회 스크롤(140)은 선회 스크롤(150)과 함께 압축실(V)을 형성한다.

비선회 스크롤(140)은 메인 프레임(130)에 고정 결합될 수도 있고, 상하방향으로 이동 가능하게 결합될 수도 있다. 도 1은 비선회 스크롤(140)이 메인 프레임(130)에 대해 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 결합되는 예를 도시하고 있다.

본 발명의 실시 상태의 예에 따른 비선회 스크롤(140)은 비선회 경판부(141), 비선회 랩(142), 비선회 측벽부(143) 및 가이드 돌부(144)를 포함한다.

비선회 경판부(141)는 원판(圓板) 모양으로 형성되어 케이싱(110)의 저압부(110a)에서 횡방향으로 배치된다. 비선회 경판부(141)의 중앙부에는 토출구(141a), 바이패스 구멍(141b), 스크롤측 배압 구멍(141c)이 각각 회전축의 축방향으로 관통된다.

토출구(141a)는 비선회 랩(142)의 내측 및 외측에 형성되는 양쪽 압축실(V)의 토출압실(미부호)이 서로 연통되는 위치에 형성된다. 바이패스 구멍(141b)은 양쪽 압축실(V)에 각각 연통되도록 형성된다. 스크롤측 배압 구멍(141c)은 토출구(141a) 및 바이패스 구멍(141b)으로부터 이격된다. 스크롤측 배압 구멍(141c)에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기는 배압 구멍을 구비한다.

상기 배압 구멍은 비선회 스크롤(140)과 후술하는 배압실 조립체(160)에 구비되어 압축실(V)과 배압실(160a)을 연통하며, 압축된 냉매가 이동하는 냉매 통로다. 상기 압축실(V)은 비선회 스크롤(140)과 선회 스크롤(150)이 함께하여 형성되고, 상기 배압실(160a)은 후술하는 배압실 조립체(160), 구체적으로, 배압 플레이트(161)와 플로팅 플레이트(165)가 함께하여 형성된다.

상기 배압 구멍은, 비선회 스크롤(140)에 형성되며 압축실(V)에 연통되는 스크롤측 배압 구멍(141c)과, 배압실 조립체(160)에 형성되며 상기 스크롤측 배압 구멍(141c)과 배압실(160a)에 연통하는 플레이트측 배압 구멍(1611a)을 포함한다. 이하에서는, 스크롤측 배압 구멍(141c)을 먼저 설명하고, 플레이트측 배압 구멍(1611a)은 후술하는 배압실 조립체(160)에서 구체적으로 설명하도록 한다.

스크롤측 배압 구멍(141c)은 비선회 스크롤(140), 구체적으로, 비선회 경판부(141)에 형성되고, 압축실(V)과 연통하는 구멍이다. 압축기의 동작 중에 압축실(V)의 압축된 냉매는 스크롤측 배압 구멍(141c)을 통하여 배압실(160a)로 이동하고, 압축기의 동작이 멈추면 배압실(160a)의 냉매는 스크롤측 배압 구멍(141c)을 통하여 압축실(V)로 이동한다.

스크롤측 배압 구멍(141c)은 후술하는 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 연통되며, 배압실 조립체(160)와 마주보는 비선회 스크롤(140)의 일면으로부터 압축실(V)까지 관통 형성된다. 여기서, 비선회 스크롤(140)의 일면은 비선회 경판부(141)의 일면을 나타내며, 상기 일면은 배압실 조립체(160)와 마주보는 상면이다.

스크롤측 배압 구멍(141c)은 후술하는 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 서로 편심되게 형성되되, 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 연통되도록 형성된다. 구체적으로, 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)은 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 중심축선(bc)과 소정의 거리(e) 만큼 이격되도록 배치되되, 스크롤측 배압 구멍(141c)은 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 연통되도록 형성된다. 다시 말하자면, 스크롤측 배압 구멍(141c)의 일부는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 일부와 연통되도록 형성된다. 이로 인하여, 후술하는 배압 밸브(146)는 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내부에서만 이동할 수 있고, 스크롤측 배압 구멍(141c)을 벗어나서 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로 이동할 수 없도록 제한된다.

스크롤측 배압 구멍(141c)은, 플레이트측 배압 구멍(1611a)에 연통되는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1) 및, 일단부는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)에 연통되고 타단부는 압축실(V)에 연통되는 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)을 포함한다.

구체적으로, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)은 플레이트측 배압 구멍(1611a)에 연통되며, 배압실 조립체(160)와 마주보는 비선회 스크롤(140)의 일면(구체적으로, 비선회 경판부(141)의 일면)으로부터 소정의 깊이까지 관통 형성된다. 그리고, 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)을 상기 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)으로부터 압축실(V)까지 관통 형성된다.

제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내경(C1d)(도 8 참조)은 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내경(C2d)(도 8 참조)보다 크게 형성되며, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)과 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 사이에는 배압 밸브(146)의 이동을 제한하는 단차부(141c3)가 형성된다. 구체적으로, 단차부(141c3)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)과 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)이 연결되는 부분에 형성되며, 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)을 향하는 방향으로 경사지게 형성된다. 이로 인하여, 후술하는 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에 배치되어 이동이 자유롭고, 단차부(141c3)에 안착되므로 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)으로의 이동이 제한된다. 그리고, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내경(C1d)이 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내경(C2d)보다 크게 형성됨으로 인하여, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내주면과 배압 밸브(146) 사이에 간극(공간)(Rd)(도 8 및 도 11 참조)이 넓어져 냉매는 상기 간극(Rd)을 통하여 원활하게 이동할 수 있게 된다.

또한, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)은 상기 단차부(141c3)와 반대되는 측의 일단부가 테이퍼된(tapered) 테이퍼부(141c4)를 포함할 수 있다. 상기 테이퍼부(141c4)로 인하여, 냉매가 이동할 수 있는 공간이 확대되어 냉매의 흐름이 원활할 수 있다. 상기 테이퍼부(141c4)는 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라 형성되지 않을 수 있다. 도 3과 도 5는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일단부가 테이퍼되지 않은 실시 상태의 예를 나타낸 것이다. 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일단부가 테이퍼되지 않더라도 냉매가 이동할 수 있는 공간이 충분하다면 테이퍼부(141c4)가 형성되지 않을 수 있다. 이로 인하여, 압축기의 제작 시간이 절약될 수 있다.

제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)과 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)은 후술하는 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 서로 편심되도록 배치된다. 다시 말하자면, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일단부는 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 편심되도록 형성되되, 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 연통되도록 형성된다. 구체적으로, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 중심축선(fc)은 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 중심축선(bc)과 소정의 거리(e) 만큼 이격되도록 배치되며, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일단부는 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 연통되도록 형성된다.

스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일부, 구체적으로 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일부는 배압실 조립체(160)의 일면에 의해 복개되고, 후술하는 배압 밸브(146)는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍(141c11)을 복개하는 상기 배압실 조립체(160)의 일면(1611b')(도 5 참조)과 축방향으로 중첩된다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서만 이동할 수 있고, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)을 벗어나서 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로 이동할 수 없도록 제한된다.

본 발명의 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기는, 배압 구멍의 내부에 압축실(V)과 배압실(160a) 사이의 압력차에 의하여 상기 배압 구멍의 길이방향을 따라 이동하여 상기 배압 구멍의 통로 면적이 가변되도록 하는 배압 밸브(146)를 구비한다. 여기서, 통로 면적은 냉매가 이동하는 냉매 통로의 면적을 나타낸다. 배압 밸브(146)는 배압 구멍의 내부에 배치되고, 배압 구멍의 내부를 따라 이동하면서 냉매 통로의 면적을 가변함으로써 배압실의 압력 맥동을 개선할 수 있다.

상기 배압 밸브(146)는 배압 구멍(구체적으로, 스크롤측 배압 구멍(141c))의 내부에 삽입 배치되며, 상기 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내부에서 이동할 수 있다. 상기 스크롤측 배압 구멍(141c)은 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)을 나타낸다. 즉, 상기 배압 밸브(146)는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에 삽입 배치되고, 상기 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서 이동할 수 있다.

배압 밸브(146)는 배압실(160a)의 압력 맥동을 억제시키는 역할을 한다. 부연하여 설명하자면, 압축기가 작동되어 압축실(V)의 압력이 상승시(압축실(V)의 압력이 배압실(160a)의 압력보다 클 때)에, 배압 밸브(146)는 압축실(V)의 압축된 냉매가 배압실(160a)로 쉽게 이동할 수 있도록 냉매 통로의 공간이 확대되도록 한다. 그리고, 압축기가 정지되어 압축실(V)의 압력이 하강시(압축실(V)의 압력이 배압실(160a)의 압력보다 작을 때)에, 배압 밸브(146)는 배압실(160a)의 압축된 냉매가 압축실(V)로 쉽게 이동할 수 없도록 냉매 통로의 공간이 축소되도록 한다. 따라서, 배압 밸브(146)는 압축실(V)의 압력이 상승시에는 배압실(160a)에서의 압력 상승에 방해가 되지 않으며, 압축실(V)의 압력이 하강시에는 배압실(160a)에서의 압력 맥동이 억제되도록 한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 배압 밸브(146)는 배압 구멍의 내주면과의 사이에 제1 냉매 통로(Rd)를 형성하는 밸브 몸체(1461) 및 상기 밸브 몸체(1461)의 내부를 관통하여 제2 냉매 통로를 이루는 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)을 포함한다. 압축실(V)의 압력이 배압실(160a)의 압력보다 높은 경우에는 제1 냉매 통로(Rd) 및 제2 냉매 통로(1462)가 개방되고, 압축실(V)의 압력이 배압실(160a)의 압력보다 낮은 경우에는 제1 냉매 통로(Rd)는 폐쇄되고 제2 냉매 통로(1462)는 개방된다. 여기서, 제1 냉매 통로(Rd)는 구체적으로 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내주면과 밸브 몸체(1461) 사이의 간극(공간)을 나타내며, 제2 냉매 통로(1462)는 밸브 몸체(1461)의 내부에 관통 형성된 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)을 나타낸다.

상기 밸브 몸체(1461)는 구(球) 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 구 형상은 구 형상에 가까운 다면체를 포함한다. 상기 구 형상에 가까운 다면체는 예를 들어 정십이면체 또는 정이십면체 등과 같이 다면체로 형성되되 전체적으로 구 형상에 가까운 다면체를 나타낸다.

밸브 몸체(1461)는 플라스틱 재질 또는 고무 등과 같이 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서 이동하면서 그 내주면 또는 배압실 조립체(160)와 충돌할 수 있다. 밸브 몸체(1461)가 비금속 재질로 형성됨으로 인하여, 상기 충돌로 인한 소음이 줄어들 수 있고, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내주면 및 배압실 조립체(160)의 마모가 최소화될 수 있다.

상기 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)은 서로 교차하도록 형성된다. 따라서, 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)은 서로 연통된다. 이로 인하여, 냉매는 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462) 중 어느 하나의 냉매 이동 구멍(1462)이 단차부(141c3) 등에 의하여 막히더라도 서로 연통된 다른 어느 하나의 냉매 이동 구멍(1462)을 통하여 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)으로 이동할 수 있게 된다.

복수 개의 냉매 이동 구멍(1462) 중 서로 인접한 두 개의 냉매 이동 구멍(1462)을 연결하는 원주의 최단 길이(도 7에서 P1과 P2를 연결하는 원주의 길이 L1을 나타낸다)는 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내경(C2d)보다 작게 형성된다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)가 단차부(141c3)에 안착될 때 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462) 중 적어도 하나의 냉매 이동 구멍(1462)은 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)과 연통하게 되며, 배압실(160a)의 압축된 냉매는 밸브 몸체(1461)에 형성된 적어도 하나의 냉매 이동 구멍(1462)을 통하여 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)으로 이동할 수 있게 된다.

복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)은 적어도 3개의 냉매 이동 구멍(1462)을 포함할 수 있고, 상기 3개의 냉매 이동 구멍(1462)은 서로 직교하도록 형성될 수 있다. 다시 말하자면, 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)은 서로 직교하는 3축 방향을 따라 각각 형성될 수 있다. 이로 인하여, 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462) 중 적어도 하나는 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)과 연통되므로, 냉매는 연통된 냉매 이동 구멍(1462)을 통하여 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)으로 이동할 수 있다. 도 6 내지 도 8은 배압 밸브(146)(구체적으로 밸브 몸체(1461))에 3개의 냉매 이동 구멍(1462)이 형성된 실시예를 나타낸 것이다. 상기 3개의 냉매 이동 구멍(1462) 각각은 서로 직교하도록 형성될 수 있다. 상기 3개의 냉매 이동 구멍(1462) 중 서로 인접한 2개의 냉매 이동 구멍(1462)을 연결하는 원주의 최단 길이(P1과 P2를 연결하는 원주의 최단 길이 L1)는 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내경(C2d)보다 작게 형성된다.

배압 밸브(146)(구체적으로 밸브 몸체(1461))의 외경(Vd)은 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내경(C1d)보다 작게 형성된다. 따라서, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내주면과 밸브 몸체(1461) 사이에는 간극(공간)이 형성되며 이는 냉매가 이동하는 제1 냉매 통로(Rd)가 된다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서 쉽게 이동할 수 있다. 그리고, 압축기가 작동되어 압축실(V)의 압력이 상승시에 제1 냉매 통로(Rd)와 제2 냉매 통로(복수 개의 냉매 이동 구멍(1462))이 개방되므로, 압축실(V)의 압축된 냉매는 제1 냉매 통로(Rd)와 제2 냉매 통로(복수 개의 냉매 이동 구멍(1462))을 통하여 배압실(160a)로 원활하게 이동할 수 있다. 따라서, 배압 밸브(146)는 배압실(160a)에서의 압력 상승에 방해가 되지 않는다.

본 발명의 실시 상태의 예에 따라, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내경(C1d)에서 배압 몸체(1461)의 외경(Vd)을 뺀 길이는 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내경(C2d)보다 크게 형성될 수 있다. 이로 인하여, 압축실(V)의 압축된 냉매는 배압 밸브(146)의 방해 없이 원활하게 배압실(160a)로 이동할 수 있게 된다.

또한, 배압 밸브(146)(구체적으로 밸브 몸체(1461))의 외경(Vd)은 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내경(C2d)보다 크게 형성된다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내부로 이동할 수 없다. 그리고, 압축기가 정지되어 압축실(V)의 압력이 하강시에 배압 밸브(146)는 단차부(141c3)에 안착되어 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)을 막게 된다. 이때 제1 냉매 통로(Rd)는 폐쇄되고 제2 냉매 통로가 개방되므로, 배압실(160a)의 압축된 냉매는 제2 냉매 통로(복수 개의 냉매 이동 구멍(1462))을 통하여 압축실(V)로 이동하게 된다. 따라서, 냉매의 이동량이 줄어, 배압실(160a)의 압력이 천천히 낮아지게 되므로, 배압실(160a)에서의 압력 맥동이 억제(개선)되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따른 배압 밸브(146)는 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)의 각 단부에 확장 형성된 확장 홈(1463)을 더 포함할 수 있다. 상기 확장 홈(1463)은 냉매 이동 구멍(1462)의 양 단부에 각각 형성되며, 냉매 이동 구멍(1462)과 연통된다.

확장 홈(1463)은 냉매 이동 구멍(1462)의 단부가 그 외주면을 따라 경사지게 형성됨으로써 형성될 수 있다. 따라서, 확장 홈(1463)의 최외각에서의 내경은 냉매 이동 구멍(1462)의 내경보다 크게 형성된다. 이로 인하여, 냉매 이동 구멍(1462)을 통과한 냉매는 확장 홈(1463)을 통하여 배압 밸브(146)의 외부로 보다 쉽게 이동할 수 있게 된다.

배압 밸브(146)에 형성된 복수 개의 확장 홈(1463) 중 서로 인접한 두 개의 확장 홈(1463)을 연결하는 원주의 최단 길이(도 10에서 P3과 P4를 연결하는 원주의 길이 L2를 나타낸다)는 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)의 내경(C2d)보다 작게 형성된다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)가 단차부(141c3)에 안착될 때 복수 개의 확장 홈(1463) 중 적어도 하나의 확장 홈(1463)은 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)과 연통하게 되며, 냉매 이동 구멍(1462)으로 유입된 냉매는 확장 홈(1463)을 통하여 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)으로 이동할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기는, 배압 밸브(146)가 전술한 바와 같이 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내부에 배치되는 것이 아니라 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에 배치되도록 구비할 수 있다. 상기 배압 밸브(146)는 상기 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에서 이동할 수 있다. 이 실시 상태의 예에 대한 설명은 후술하는 배압실 조립체(160)에서 설명하도록 한다.

비선회 스크롤(140)에 구비된 비선회 랩(142)은 선회 스크롤(150)을 마주보는 비선회 경판부(141)의 저면에서 회전축(125)의 축방향으로 설정된 높이만큼 연장되도록 하되, 토출구(141a)의 주변에서 비선회 측벽부(143)를 향해 나선형으로 수회 감기도록 연장된다. 비선회 랩(142)은 후술하는 선회 랩(152)과 대응하도록 형성됨으로써, 선회 랩(152)과의 사이에 두 개가 한 쌍을 이루는 압축실(V)을 형성할 수 있다.

비선회 측벽부(143)는 비선회 랩(142)을 감싸도록 비선회 경판부(141)의 하면 가장자리에서 회전축(125)의 축방향으로 연장되어 환형으로 형성된다. 비선회 측벽부(143)의 외주면 일측에는 반경 방향으로 관통되는 흡입구가 형성될 수 있다.

예를 들어, 흡입구는 후술하는 복수 개의 가이드 돌부(144) 사이에서 원주 방향을 따라 설정된 길이만큼 연장되는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 냉매 흡입관(117)을 통하여 흡입되는 냉매는 가이드 돌부(144)를 통과하여 흡입구로 신속하게 흡입될 수 있다.

비선회 스크롤(140)은 선회 스크롤(150)을 사이에 두고 메인 프레임(130)의 일측면에 구비되며, 외주면(또는 외측면)에서 반경 방향으로 연장되는 가이드 돌부(144)를 구비하여 메인 프레임(130)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 지지된다.

가이드 돌부(144)에는 회전축(125)의 축방향으로 관통되는 가이드 삽입 구멍(144a)이 형성되며, 가이드 삽입 구멍(144a)에는 비선회 스크롤(140)의 축방향 이동을 안내하는 가이드 부시(137)가 미끄러지게 삽입되어 메인 프레임(130)에 지지된다.

가이드 돌부(144)는 비선회 측벽부(143)의 하측 외주면에서 반경 방향으로 연장될 수 있다. 가이드 돌부(144)는 한 개의 환형으로 형성될 수도 있고, 복수 개가 원주 방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성될 수도 있다. 여기서는 복수 개의 가이드 돌부(144)가 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 형성되는 예를 중심으로 하여 설명한다.

복수 개의 가이드 돌부(144) 각각에는 회전축(125)의 축방향으로 관통되는 가이드 삽입 구멍(144a)이 형성되고, 가이드 삽입 구멍(144a)은 메인 프레임(130)의 프레임 고정부(136)에 구비된 볼트 체결 구멍(136a)과 동일축선상에 형성된다.

가이드 삽입 구멍(144a)에는 가이드 부시(137)가 삽입 및 배치되어 프레임 고정부(136)의 상면에 회전축(125)의 축방향으로 지지될 수 있다.

한편, 복수 개의 가이드 돌부(144) 중에서 일부의 가이드 돌부(144)에는 올담링(170)의 키가 반경 방향으로 미끄러지게 삽입되는 키홈이 형성될 수 있다(미도시).

다음으로 선회 스크롤에 대하여 설명한다.

선회 스크롤(150)은 메인 프레임(130)과 비선회 스크롤(140) 사이에 배치되며, 메인 프레임(130)에 회전축(125)의 축방향으로 지지되어 선회 운동을 한다. 구체적으로, 선회 스크롤(150)은 회전축(125)에 결합되어 메인 프레임(130)의 상면에 배치된다. 선회 스크롤(150)과 메인 프레임(130)과의 사이에는 자전 방지 기구인 올담링(170)이 구비된다. 이에 따라, 선회 스크롤(150)은 회전 운동이 구속되면서 비선회 스크롤(140)에 대해 선회 운동을 하게 된다.

본 발명의 실시 상태의 예에 따른 선회 스크롤(150)은 선회 경판부(151), 선회 랩(152) 및 회전축 결합부(153)를 포함한다.

선회 경판부(151)는 대략 원판 형상으로 형성된다. 선회 경판부(151)는 메인 프레임(130)의 스크롤 지지부(134)에 회전축의 축방향으로 지지된다. 이에 의하여, 선회 경판부(151)와 이를 마주보는 스크롤 지지부(134)는 축방향 베어링면(미부호)을 형성한다.

선회 경판부(151)의 하면에는 올담링(170)의 또 다른 키가 미끄러지게 삽입되는 홈이 형성될 수 있다(미도시).

선회 랩(152)은 비선회 랩(142)과 함께 압축실(V)을 형성한다. 선회 랩(152)은 비선회 스크롤(140)을 마주보는 선회 경판부(151)의 상면에서 소정의 높이로 돌출되어 나선형으로 형성된다. 선회 랩(152)은 비선회 스크롤(140)의 비선회 랩(142)과 맞물려 선회 운동을 하도록 그 비선회 랩(142)에 대응하도록 형성된다.

회전축 결합부(153)는 선회 경판부(151)의 하면에서 메인 프레임(130)을 향하여 돌출된다. 회전축 결합부(153)는 내주면이 원통 형상으로 형성되어 부시 베어링으로 된 선회 베어링(미도시)이 압입될 수 있다.

선회 베어링의 내부에는 슬라이딩 부시(155)가 회전 가능하게 삽입되는데, 슬라이딩 부시(155)의 내부에는 앞서 설명한 회전축(125)의 편심핀부(125a)가 미끄러지게 삽입된다. 이에 따라, 구동 모터(120)의 회전력이 회전축(125)의 편심핀부(125a)와 슬라이딩 부시(155)를 통해 회전축 결합부(153)에 전달되고, 회전축 결합부(153)에 전달된 회전력은 올담링(170)에 의해 제한되어 선회 스크롤(150)을 선회시키게 된다.

이때, 편심핀부(125a)와 슬라이딩 부시(155)는 선회 스크롤(150)에 의해 발생되는 원심력과 압축실(V)의 압력차에 의해 반경 방향으로 미끄러지면서 선회 스크롤(150)의 선회 반경이 가변될 수 있다. 이를 통해 압축실(V)에서의 과압축이 발생하는 경우 압축실(V) 사이의 누설을 허용하여 과압축을 해소함으로써 랩 손상을 미연에 방지할 수 있다.

다음으로 배압실 조립체에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 본 발명의 실시 상태의 예에 따른 배압실 조립체(160)는 고저압 분리판(115)과 비선회 스크롤(140) 사이에 배치되며, 환형의 배압실(160a)을 구비한다. 구체적으로, 배압실 조립체(160)는 비선회 스크롤(140)의 상측에 구비된다. 이에 따라, 배압실(160a)의 배압력(정확하게는 배압력이 배압실에 작용하는 힘)이 비선회 스크롤(140)에 작용하게 된다. 다시 말하자면, 비선회 스크롤(140)은 배압력에 의해 선회 스크롤(150)을 향하는 방향으로 눌려 압축실(V)을 실링하게 된다.

본 발명의 실시 상태의 예에 따른 배압실 조립체(160)는 배압 플레이트(161) 및 플로팅 플레이트(165)를 포함한다.

배압 플레이트(161)는 비선회 경판부(141)의 상면에 결합된다. 플로팅 플레이트(165)는 배압 플레이트(161)에 미끄러지게 결합되어 그 배압 플레이트(161)와 함께 배압실(160a)을 형성한다.

배압 플레이트(161)는 고정판부(1611), 제1 환형벽부(1612) 및 제2 환형벽부(1613)를 포함한다.

상기 고정판부(1611)는 중앙이 비어 있는 환형의 판 형태로 형성된다.

다시 도 2 내지 도 4를 보면, 배압실 조립체(160) 구체적으로 고정판부(1611)는 회전축(125)의 축방향으로 관통 형성된 플레이트측 배압 구멍(1611a) 및, 상기 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 스크롤측 배압 구멍(141c)을 연통하도록 구비된 연결 배압 홈(1611c)을 포함한다.

상기 플레이트측 배압 구멍(1611a)은 배압실 조립체(160) 구체적으로, 배압 플레이트(161)의 고정판부(1611)에 형성되고, 배압실(160a)과 스크롤측 배압 구멍(141c)을 연통하는 냉매 이동 통로이다.

플레이트측 배압 구멍(1611a)은 배압실(160a)로부터 비선회 스크롤(140)이 배치된 방향으로 관통하여 형성된다. 그리고, 플레이트측 배압 구멍(1611a)은 스크롤측 배압 구멍(141c)을 통해 압축실(V)과 연통된다. 이에 따라, 플레이트측 배압 구멍(1611a)은 스크롤측 배압 구멍(141c)과 함께 압축실(V)과 배압실(160a) 사이를 연통시킨다. 압축기의 동작 중에 압축실(V)의 압축된 냉매는 스크롤측 배압 구멍(141c)과 플레이트측 배압 구멍(1611a)을 차례로 통과하여 배압실(160a)로 이동하고, 압축기의 동작이 멈추면 배압실(160a)의 냉매는 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 스크롤측 배압 구멍(141c)을 차례로 통과하여 압축실(V)로 이동한다.

플레이트측 배압 구멍(1611a)은 비선회 스크롤(140)과 마주보는 배압실 조립체(160)의 일면으로부터 배압실(160a)까지 관통 형성된다. 여기서, 배압실 조립체(160)의 일면은 고정판부(1611)의 일면을 나타내며, 상기 일면은 비선회 스크롤(140)과 마주보는 하면이다.

플레이트측 배압 구멍(1611a)은 전술한 스크롤측 배압 구멍(141c)과 편심되도록 배치되되, 스크롤측 배압 구멍(141c)과 연통되도록 형성된다. 도 3과 도 5를 보면, 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 중심축선(bc)은 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)과 소정의 거리(e) 만큼 이격되도록 배치되되, 플레이트측 배압 구멍(1611a)은 스크롤측 배압 구멍(141c)과 연통되도록 형성된다. 다시 말하자면, 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 일부는 스크롤측 배압 구멍(141c)의 일부와 연통되도록 형성될 수 있다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내부에서만 이동할 수 있고, 스크롤측 배압 구멍(141c)을 벗어나서 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로 이동할 수 없도록 제한된다.

상기 연결 배압 홈(1611c)은 배압실 조립체(160) 구체적으로, 배압 플레이트(161)의 고정판부(1611)에 형성되고, 플레이트측 배압 구멍(1611a)과 스크롤측 배압 구멍(141c)을 연통하는 냉매 이동 통로이다(도 3 참조). 연결 배압 홈(1611c)의 내경은 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내경(C1d)보다 크게 형성된다. 이로 인하여, 냉매가 이동할 수 있는 공간이 확대되므로, 냉매는 원활하게 이동할 수 있다.

연결 배압 홈(1611c)은 고정판부(1611)의 일면으로부터 고저압 분리판(115)이 배치된 방향으로 형성된 홈이며, 소정의 깊이를 갖는다.

연결 배압 홈(1611c)의 깊이는 실시 상태의 예들에 따라 다양한 깊이를 가질 수 있다. 다만, 도 2 내지 도 4에서 후술하는 밸브 제한부(1611b)가 형성되지 않은 실시 상태의 예를 보자면, 연결 배압 홈(1611c)의 깊이는 배압 밸브(146)(구체적으로 배압 몸체(1461))의 외경보다 작게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 연결 배압 홈(1611c)의 깊이는 배압 몸체(1461)의 외경의 반지름보다 작게 형성될 수 있다. 이로 인하여, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)에 배치된 배압 밸브(146)는 연결 배압 홈(1611c)의 일면에 의하여 이동이 제한되기 때문에 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로의 이동이 제한될 수 있다. 이때, 냉매는 스크롤측 배압 구멍(141c), 연결 배압 홈(1611c) 및 플레이트측 배압 구멍(1611a)을 차례로 통과하여 압축실(V)로 이동할 수 있다.

연결 배압 홈(1611c)은 스크롤측 배압 구멍(141c)에 대해 동일축선상에 형성되고, 플레이트측 배압 구멍(1611a)에 대해 편심지게 형성되며, 스크롤측 배압 구멍(141c) 및 플레이트측 배압 구멍(1611a) 각각과 연통한다. 이에 따라, 연결 배압 홈(1611c)은 냉매를 이동시키는 냉매 통로의 역할과 배압 밸브(146)의 이동을 제한하는 역할을 수행할 수 있게 된다.

배압실(160a)과 반대되는 측의 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 단부는 연결 배압 홈(1611c)의 중심으로부터 소정의 거리 만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다. 예를 들자면, 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 중심축선(bc)은 연결 배압 홈(1611c)의 중심으로부터 소정의 거리(e) 만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다.

연결 배압 홈(1611c)은 스크롤측 배압 구멍(141c)의 상측에 배치될 수 있다. 예를 들자면, 연결 배압 홈(1611c)의 중심은 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)과 동일축선상에 위치할 수 있다. 따라서, 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 중심축선(bc)은 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)과 소정의 거리(e) 만큼 이격(편심)될 수 있다. 즉, 플레이트측 배압 구멍(1611a)은 스크롤측 배압 구멍(141c)과 편심되도록 배치되되, 스크롤측 배압 구멍(141c)과 연통되도록 형성될 수 있다. 다만, 연결 배압 홈(1611c)의 중심이 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)과 동일축선상에 위치하도록 한정되는 것은 아니며, 냉매가 연결 배압 홈(1611c)을 통하여 원활하게 이동할 수 있다면, 연결 배압 홈(1611c)의 중심은 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)과 동일축선상에 위치하지 않을 수 있다.

본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 배압실 조립체(160) 구체적으로 고정판부(1611)는 상기 연결 배압 홈(1611c)에 돌출하여 형성된 밸브 제한부(1611b)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 연결 배압 홈(1611c)에는 비선회 스크롤(140)을 향해 축방향으로 연장되어 배압 밸브(146)의 이동을 제한하도록 밸브 제한부(1611b)가 형성될 수 있다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내부에서 이동 가능하되, 밸브 제한부(1611b)에 의해 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로 이동할 수 없게 된다.

상기 밸브 제한부(1611b)의 높이는 연결 배압 홈(1611c)의 깊이보다 작을 수 있다. 이로 인하여, 밸브 제한부(1611b)와 연결 배압 홈(1611c) 사이의 간극(공간)이 확대되기 때문에, 냉매는 상기 간극을 통하여 좀더 원활하게 이동할 수 있다.

또는, 상기 밸브 제한부(1611b)의 높이는 연결 배압 홈(1611c)의 깊이와 같을 수 있다. 이로 인하여, 밸브 제한부(1611b)는 배압 밸브(146)의 이동 가능한 거리를 줄일 수 있고, 배압 밸브(146)의 이동을 제한할 수 있다. 또한, 배압 밸브(146)의 이동 가능한 거리가 줄어들어 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내주면 및 배압실 조립체(160)의 마모가 최소화될 수 있다.

연결 배압 홈(1611c)의 중심이 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)과 동일축선상에 위치하는 본 발명의 하나의 실시 상태의 예에서는, 밸브 제한부(1611b)는 연결 배압 홈(1611c)의 중심으로부터 비선회 스크롤(140)이 배치된 방향으로 소정의 길이로 돌출하여 형성될 수 있다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 스크롤측 배압 구멍(141c) 구체적으로, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서만 이동할 수 있고, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)을 벗어나서 연결 배압 홈(1611) 및 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로 이동할 수 없도록 제한된다. 다만, 밸브 제한부(1611b)가 배압 밸브(146)의 이동을 제한할 수 있다면, 밸브 제한부(1611b)의 형성 위치는 연결 배압 홈(1611c)의 중심에 한정되지 않으며, 연결 배압 홈(1611c)의 내부 어디서든 형성될 수 있다. 따라서, 밸브 제한부(1611b)의 배치 위치에 대한 선택의 효율성이 향상될 수 있다.

도 12와 도 13을 참조하여 배압 밸브(146)가 이동하는 위치를 설명하면 다음과 같다.

압축기가 작동되어 압축실(V)의 압력이 상승시(압축실(V)의 압력이 배압실(160a)의 압력보다 클 때)에 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서 이동할 수 있지만, 밸브 제한부(1611b)에 의하여 연결 배압 홈(1611) 및 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로 이동할 수 없게 된다. 이때, 압축실(V)의 압축된 냉매는 배압 밸브(146)와 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내주면 사이의 간극(제1 냉매 통로(Rd))과 배압 밸브(146)에 형성된 복수 개의 냉매 이동 구멍(제2 냉매 통로(1462))을 통하여 배압실(160a)로 원활하게 이동할 수 있다.

또한, 압축기가 정지되어 압축실(V)의 압력이 하강시(압축실(V)의 압력이 배압실(160a)의 압력보다 작을 때)에 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서 이동할 수 있지만, 단차부(141c3)에 안착되어 제2 스크롤측 배압 구멍(141c2)으로 이동할 수 없게 된다. 이때, 배압실(160a)의 압축된 냉매는 배압 밸브(146)에 형성된 복수 개의 냉매 이동 구멍(제2 냉매 통로(1462))을 통하여 압축실(V)로 이동하게 된다. 따라서, 압축실(V)로 이동하는 냉매의 량이 줄어 배압실(160a)의 압력이 천천히 낮아지게 되므로, 배압실(160a)에서의 압력 맥동이 억제(개선)되는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 상태의 예에 따라, 연결 배압 홈(1611c) 및 밸브 제한부(1611b)는 형성되지 않을 수도 있다. 도 5는 연결 배압 홈(1611c)과 밸브 제한부(1611b)가 형성되지 않은 본 발명의 다른 실시 상태의 예를 나타낸 것이다. 연결 배압 홈(1611c)과 밸브 제한부(1611b)가 형성되지 않음으로 인하여, 압축기의 제조 비용과 제조 시간이 절약될 수 있는 효과가 있다. 이 실시 상태의 예에서는, 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일부, 구체적으로 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 일부는 배압 플레이트(161)의 일면에 의해 복개되고, 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c11)을 복개하는 상기 배압 플레이트(161)의 일면(1611b')과 축방향으로 중첩된다. 따라서, 배압 밸브(146)는 상기 배압 플레이트(161)의 일면(1611b')에 의해 그 이동이 제한되므로, 배압 밸브(146)는 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)의 내부에서만 이동할 수 있고, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1)을 벗어나서 플레이트측 배압 구멍(1611a)으로 이동할 수 없게 된다. 여기서, 밸브 제한부의 역할을 수행하는, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c11)을 복개하는 상기 배압 플레이트(161)의 일면(1611b')은 고정판부(1611)의 일면(1611b')을 나타낸다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기는, 배압 밸브(146)가 전술한 바와 같이 스크롤측 배압 구멍(141c)의 내부에 배치되는 것이 아니라 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에 배치되도록 구비될 수 있다. 상기 배압 밸브(146)는 상기 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에서 이동할 수 있다. 도 14 내지 도 16은 배압 밸브(146)가 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에 배치된 또 다른 실시 상태의 예를 나타낸 것이다.

도 14 내지 도 16에 도시된 본 발명의 또 다른 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기는, 도 1 내지 도 13에 도시된 본 발명의 실시 상태의 예들에 따른 스크롤 압축기와 대비하여 볼 때, 배압 밸브(146)가 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에 배치된다는 것과 플레이트측 배압 구멍(1611a)에 플레이트측 밸브 제한부(1611a1)가 형성된다는 것에 있어서만 차이가 있다. 따라서, 도 14 내지 도 16에 도시된 본 발명의 또 다른 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기의 다른 구성들은 도 1 내지 도 13에 도시된 본 발명의 실시 상태의 예들에 따른 스크롤 압축기와 동일하므로, 구체적인 설명은 전술한 내용으로 대체하도록 한다.

도 14 내지 도 16을 보면, 배압 밸브(146)는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에 배치되도록 구비될 수 있다. 배압 밸브(146)는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에서 이동할 수 있다.

플레이트측 배압 구멍(1611a)의 양단부 중에서 스크롤측 배압 구멍(141c)과 반대되는 측의 일단부에는 내주면으로부터 돌출되어 배압 밸브(146)의 이동을 제한하는 플레이트측 밸브 제한부(1611a1)가 형성된다.

상기 플레이트측 밸브 제한부(1611a1)의 내경은 배압 밸브(146)의 외경보다 작게 형성된다. 따라서, 배압 밸브(146)는 플레이트측 배압 구멍(1611a)을 벗어나서 배압실(160a)로 이동할 수 없게 된다.

배압 밸브(146)(구체적으로 밸브 몸체(1461))의 외경(Vd)은 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내경(C1d)보다 작게 형성된다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에서 쉽게 이동할 수 있다.

그리고, 압축기가 작동되어 압축실(V)의 압력이 상승시(압축실(V)의 압력이 배압실(160a)의 압력이 보다 클 때)에 배압 밸브(146)는 플레이트측 밸브 제한부(1611a1)에 의하여 이동이 제한되고, 압축실(V)의 압축된 냉매는 배압 밸브(146)(구체적으로 밸브 몸체(1461))와 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내면 사이의 간극 및 냉매 이동 구멍(1462)을 통하여 배압실(160a)로 원활하게 이동할 수 있다.

또한, 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 중심축선(bc)은 스크롤측 배압 구멍(141c)의 중심축선(fc)과 소정의 거리(e) 만큼 이격(편심)되도록 배치되되, 플레이트측 배압 구멍(1611a)은 스크롤측 배압 구멍(141c)과 연통되도록 형성될 수 있다. 다시 말하자면, 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 타단부는 스크롤측 배압 구멍(141c)의 일부와 연통되도록 형성되며, 배압 밸브(146)는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 타단부의 일부를 복개하는 비선회 스크롤(140)(구체적으로, 비선회 경판부(141))의 일면(141c')에 의하여 이동이 제한된다. 이로 인하여, 배압 밸브(146)는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에서만 이동할 수 있고, 플레이트측 배압 구멍(1611a)을 벗어나서 스크롤측 배압 구멍(141c)으로 이동할 수 없도록 제한된다.

그리고, 압축기가 정지되어 압축실(V)의 압력이 하강시(배압실(160a)의 압력이 압축실(V)의 압력보다 클 때)에 배압 밸브(146)는 비선회 스크롤(140)(구체적으로, 비선회 경판부(141))의 일면(141c')에 안착되며 스크롤측 배압 구멍(141c)을 막게 된다. 이때 배압실(160a)의 압축된 냉매는 밸브 몸체(1461)에 형성된 복수 개의 냉매 이동 구멍(1462)을 통하여 압축실(V)로 이동하게 된다. 따라서, 압축실(V)로 이동하는 냉매의 량이 줄어 배압실(160a)의 압력이 천천히 낮아지게 되므로, 배압실(160a)에서의 압력 맥동이 억제(개선)되는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 제1 환형벽부(1612) 및 제2 환형벽부(1613)는 고정판부(1611)의 상면에서 그 고정판부(1611)의 내주면 및 외주면을 둘러싼다. 이에 따라, 제1 환형벽부(1612)의 외주면과 제2 환형벽부(1613)의 내주면, 고정판부(1611)의 상면, 그리고 플로팅 플레이트(165)의 하면은 환형으로 된 배압실(160a)을 형성하게 된다.

제1 환형벽부(1612)에는 비선회 스크롤(140)의 토출구(141a)와 연통되는 중간 토출구(1612a)가 형성된다. 중간 토출구(1612a)의 안쪽에는 체크 밸브(이하, 토출 밸브)(145)가 미끄러지게 삽입되는 밸브 안내홈(1612b)이 형성된다. 밸브 안내홈(1612b)의 중심부에는 역류 방지 구멍(1612c)이 형성된다. 이에 따라, 토출 밸브(145)는 토출구(141a)와 중간 토출구(1612a) 사이를 선택적으로 개폐하여 토출된 냉매가 압축실로 역류하는 것을 차단하게 된다.

플로팅 플레이트(165)는 환형으로 형성되며, 배압 플레이트(161)보다 가벼운 재질로 제작될 수 있다. 이에 따라, 플로팅 플레이트(165)는 배압실(160a)의 압력에 따라 배압 플레이트(161)에 대해 회전축의 축방향으로 이동하면서 고저압 분리판(115)의 하측면과 착탈 가능하게 결합된다. 예를 들어, 플로팅 플레이트(165)가 고저압 분리판(115)에 접하게 되면, 토출된 냉매가 저압부(110a)로 누설되지 않고 고압부(110b)로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 상태의 예들에 따른 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

전원이 고정자(121)의 고정자 코일(1212)에 인가되면, 회전자(122)가 회전축(125)과 함께 회전하게 된다. 그러면, 회전축(125)에 결합된 선회 스크롤(150)이 비선회 스크롤(140)에 대해 선회 운동을 하고, 선회 랩(152)과 비선회 랩(142)의 사이에는 두 개가 한 쌍을 이루는 압축실(V)이 형성된다.

이 압축실(V)은 선회 스크롤(150)의 선회 운동에 따라 각각 바깥쪽에서 안쪽으로 이동하면서 점차 체적이 감소된다. 이때, 냉매는 냉매 흡입관(117)을 통해 케이싱(110)의 저압부(110a)로 흡입되고, 이 냉매의 일부는 양쪽 압축실(V)을 이루는 각각의 흡입 압실(미부호)로 곧바로 흡입되는 한편 나머지는 구동 모터(120) 쪽으로 이동하여 구동 모터(120)를 냉각한 후 흡입 압실(미부호)로 흡입된다.

흡입 압실(미부호)로 흡입된 냉매는 압축실(V)의 이동 경로를 따라 중간 압실과 토출 압실(미부호)을 향해 이동하면서 압축된다. 토출 압실(미부호)로 이동하는 냉매는 토출 밸브(145)를 밀면서 토출구(141a)와 중간 토출구(1612a)를 통해 고압부(110b)로 토출되고, 이 냉매는 고압부(110b)를 채웠다가 냉매 토출관(118)을 통해 냉동 사이클의 응축기를 통해 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 중간 압실(미부호)을 통과하면서 압축되는 냉매의 일부는 토출구(141a)에 도달하기 전에 바이패스 구멍(141b)을 통해 각각의 압축실(V)을 이루는 중간 압실(미부호)로부터 고압부(110b)를 향해 미리 바이패스되어, 냉매가 압축실(V)에서 설정 압력 이상으로 과압축되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 중간 압실(미부호)을 통과하면서 압축되는 냉매의 또 다른 일부는, 토출구(141a)에 도달하기 전에 스크롤측 배압 구멍(141c)을 통해 배압실(160a)에도 유입되어 배압실(160a)이 중간압을 형성하게 된다. 그러면, 플로팅 플레이트(165)는 고저압 분리판(115)을 향해 상승하여 그 고저압 분리판(115)에 구비된 실링 플레이트(1151)에 밀착하게 되고, 배압 플레이트(161)는 배압실(160a)의 압력에 의해 비선회 스크롤(140)로 향하는 방향으로 압력을 받아 하강하여 비선회 스크롤(140)을 선회 스크롤(150) 쪽으로 가압하게 된다.

이때, 플로팅 플레이트(165)가 상승하여 실링 플레이트(1151)에 밀착됨에 따라, 케이싱(110)의 고압부(110b)는 저압부(110a)로부터 분리되어 각 압축실(V)에서 고압부(110b)로 토출된 냉매가 저압부(110a)로 역류하는 것을 억제할 수 있게 된다. 반면, 배압 플레이트(161)가 비선회 스크롤(140)을 향해 하강함에 따라, 비선회 스크롤(140)이 선회 스크롤(150)에 밀착되어 압축되는 냉매가 중간 압실을 이루는 고압측 압축실에서 저압측 압축실로 누설되는 것을 차단할 수 있게 된다.

전술한 스크롤 압축기의 동작 과정에서, 종래의 스크롤 압축기는 압축실(V)과 배압실(160a)을 연통하는 냉매 통로에 배압을 조절할 수 있는 구성요소가 부존재하여 배압실(160a)에서의 맥동이 지속적으로 발생하였다.

따라서, 본 발명의 실시 상태의 예들에 따른 스크롤 압축기는 냉매 통로인 스크롤측 배압 구멍(141c) 또는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 내부에 상기 스크롤측 배압 구멍(141c) 또는 플레이트측 배압 구멍(1611a)의 통로 면적을 가변시키는 배압 밸브(146)를 구비함으로써, 압축기가 정지되어 압축실(V)의 압력이 하강시에 배압실(160a)의 압축된 냉매가 상기 배압 밸브(146)의 냉매 이동 구멍(1462)을 통하여 압축실(V)로 이동할 수 있도록 하여, 배압실(160a)에서의 압력 맥동이 억제(개선)되도록 할 수 있다.

도 17과 도 18은 본 발명의 배압 밸브(146)가 적용된 스크롤 압축기의 압력 맥동을 나타내는 것이다. 부연하여 설명하자면, 배압 밸브(146)가 스크롤측 배압 구멍(141c)(구체적으로, 제1 스크롤측 배압 구멍(141c1))에 배치된 실시 상태의 예에 따른 스크롤 압축기의 동작 과장에서, 배압실(160a)에서의 맥동이 개선되는 것을 나타내는 것이다.

도 17과 도 18을 보면, 중간압이 닫히고 열리는 구간에서, 배압 밸브(146)가 적용된 경우에 배압실(160a)에서의 압력이 배압 밸브(146)가 적용되지 않은 경우보다 낮은 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 크랭크 각(crank angle)에 따른 배압실(160a)에서의 압력의 진폭이 낮아져 압력 맥동이 억제되는 것을 알 수 있다.

[부호의 설명]

110: 케이싱 110a: 저압부(흡입 공간)

110b: 고압부(토출 공간) 110c: 오일 저장 공간

111: 원통쉘 112: 상부캡

113: 하부캡 115: 고저압 분리판

115a: 관통 구멍 1151: 실링 플레이트

1151a: 고저압 연통 구멍 117: 냉매 흡입관

117a: 냉매 흡입관의 출구 118: 냉매 토출관

120: 구동 모터 121: 고정자

1211: 고정자 코어 1212: 고정자 코일

122: 회전자 1221: 회전자 코어

1222: 영구 자석 125: 회전축

125a: 편심핀부 125b: 오일 유로

126: 오일 픽업 130: 메인 프레임

131: 메인 플랜지부

132: 메인 베어링부 132a: 축수 구멍

133: 선회 공간부 134: 스크롤 지지부

135: 올담링 지지부 136: 프레임 고정부

136a: 볼트 체결 구멍 137: 가이드 부시

137h: 볼트 삽입 구멍 138: 가이드 볼트

140: 비선회 스크롤 141: 비선회 경판부

141a: 토출구 141b: 바이패스 구멍

141c: 스크롤측 배압 구멍 141c1: 제1 스크롤측 배압 구멍

141c2: 제2 스크롤측 배압 구멍

141c3: 단차부 141c4: 테이퍼부

142: 비선회 랩 143: 비선회 측벽부

144: 가이드 돌부 144a: 가이드 삽입 구멍

145: 토출 밸브 146: 배압 밸브

1461: 밸브 몸체 1462: 냉매 이동 구멍

1463: 확장 홈 150: 선회 스크롤

151: 선회 경판부 152: 선회 랩

153: 회전축 결합부 155: 슬라이딩 부시

160: 배압실 조립체 160a: 배압실

161: 배압 플레이트 1611: 고정판부

1611a: 플레이트측 배압 구멍 1611a1: 플레이트측 밸브 제한부

1611b: 밸브 제한부 1611c: 연결 배압 홈

1612: 제1 환형벽부 1612a: 중간 토출구

1612b: 밸브 안내홈 1612c: 역류 방지 구멍

1613: 제2 환형벽부 165: 플로팅 플레이트

170: 올담링 V: 압축실

Claims

케이싱;

상기 케이싱의 내부에 고정되고, 흡입공간을 이루는 저압부와 토출 공간을 이루는 고압부를 구획하는 고저압 분리판;

상기 케이싱의 내부에 고정되고, 상기 저압부에 배치되는 메인 프레임;

상기 메인 프레임에 축방향으로 지지되어 선회 운동을 하는 선회 스크롤;

상기 선회 스크롤을 사이에 두고 상기 메인 프레임의 일측면에 대해 축방향으로 이동 가능하게 구비되며, 상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 비선회 스크롤;

상기 고저압 분리판과 상기 비선회 스크롤 사이에 배치되며, 환형의 배압실을 구비하는 배압실 조립체; 및

상기 비선회 스크롤과 상기 배압실 조립체에 구비되어 상기 압축실과 상기 배압실을 연통하는 배압 구멍을 포함하고,

상기 배압 구멍의 내부에는 상기 압축실과 상기 배압실 사이의 압력차에 의하여 상기 배압 구멍의 길이방향을 따라 이동하여 상기 배압 구멍의 통로 면적이 가변되도록 하는 배압 밸브가 구비되는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 배압 밸브는,

상기 배압 구멍의 내주면과의 사이에 제1 냉매 통로를 형성하는 밸브 몸체; 및

상기 밸브 몸체의 내부를 관통하여 제2 냉매 통로를 이루는 복수 개의 냉매 이동 구멍을 포함하는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,

상기 밸브 몸체는 구 형상으로 형성되고, 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍은 서로 교차하도록 형성되는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,

상기 복수 개의 냉매 이동 구멍은 서로 직교하는 3축 방향을 따라 각각 형성되는 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,

상기 압축실의 압력이 상기 배압실의 압력보다 높은 경우에는 상기 제1 냉매 통로 및 상기 제2 냉매 통로가 개방되고,

상기 압축실의 압력이 상기 배압실의 압력보다 낮은 경우에는 상기 제1 냉매 통로는 폐쇄되고 상기 제2 냉매 통로는 개방되는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,

상기 배압 구멍은,

상기 비선회 스크롤에 형성되어 상기 압축실에 연통되는 스크롤측 배압 구멍 및, 상기 배압실 조립체에 형성되며 상기 스크롤측 배압 구멍과 상기 배압실에 연통하는 플레이트측 배압 구멍을 포함하고,

상기 스크롤측 배압 구멍과 상기 플레이트측 배압 구멍은 서로 편심되게 형성되며,

상기 배압 밸브는 상기 스크롤측 배압 구멍의 내부에 배치되는 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,

상기 스크롤측 배압 구멍은,

상기 플레이트측 배압 구멍에 연통되는 제1 스크롤측 배압 구멍 및 일단부는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍에 연통되고 타단부는 상기 압축실에 연통되는 제2 스크롤측 배압 구멍을 포함하고,

상기 제1 스크롤측 배압 구멍의 내경은 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 크게 형성되며,

상기 배압 밸브는 상기 제1 스크롤측 배압 구멍에 삽입되는 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,

상기 제1 스크롤측 배압 구멍과 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 사이에는 상기 배압 밸브의 이동을 제한하는 단차부가 형성되며,

상기 단차부는 상기 제2 스크롤측 배압 구멍을 향하는 방향으로 경사지게 형성되는 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,

상기 복수 개의 냉매 이동 구멍 중 서로 인접한 두 개의 냉매 이동 구멍을 연결하는 원주의 최단 길이는, 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 작은 스크롤 압축기.
제7항에 있어서,

상기 배압 밸브는 상기 복수 개의 냉매 이동 구멍의 각 단부에 확장 형성된 확장 홈을 더 포함하는 것인 스크롤 압축기.
제10항에 있어서,

복수 개의 상기 확장 홈 중 서로 인접한 두 개의 확장 홈을 연결하는 원주의 최단 길이는 상기 제2 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 작은 것인 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,

상기 배압실 조립체는 상기 플레이트측 배압 구멍과 상기 스크롤측 배압 구멍을 연통하도록 구비된 연결 배압 홈을 포함하고,

상기 연결 배압 홈의 내경은 상기 스크롤측 배압 구멍의 내경보다 크게 형성되는 스크롤 압축기.
제12항에 있어서,

상기 연결 배압 홈은 상기 스크롤측 배압 구멍에 대해 동일축선상에 형성되고, 상기 플레이트측 배압 구멍에 대해 편심지게 형성되는 스크롤 압축기.
제12항에 있어서,

상기 연결 배압 홈에는 상기 비선회 스크롤을 향해 축방향으로 연장되어 상기 배압 밸브의 이동을 제한하도록 밸브 제한부가 형성되는 스크롤 압축기.
제14항에 있어서,

상기 밸브 제한부의 높이는 상기 연결 배압 홈의 깊이보다 작거나 또는 같은 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,

상기 스크롤측 배압 구멍의 일부가 상기 배압실 조립체의 일면에 의해 복개되고,

상기 배압 밸브는 상기 스크롤측 배압 구멍을 복개하는 상기 배압실 조립체의 일면과 축방향으로 중첩되는 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,

상기 배압 구멍은,

상기 비선회 스크롤에 형성되며 상기 압축실과 연통되는 스크롤측 배압 구멍 및, 상기 배압실 조립체에 형성되며 상기 스크롤측 배압 구멍과 상기 배압실을 연통하는 플레이트측 배압 구멍을 포함하고,

상기 스크롤측 배압 구멍과 상기 플레이트측 배압 구멍은 서로 편심되게 형성되며,

상기 배압 밸브는 상기 플레이트측 배압 구멍의 내부에 배치되는 것인 스크롤 압축기.
제17항에 있어서,

상기 플레이트측 배압 구멍의 양단부 중에서 상기 스크롤측 배압 구멍과 반대되는 측의 일단부에는 내주면으로부터 돌출되어 상기 배압 밸브의 이동을 제한하는 플레이트측 밸브 제한부가 형성되고,

상기 플레이트측 밸브 제한부의 내경은 상기 배압 밸브의 외경보다 작게 형성되는 스크롤 압축기.