KR100332791B1 - 스크롤 압축기의 역회전 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 역회전 방지장치에 관한 것으로, 종래의 역회전 방지장치는 밸브 하우징의 내부에 역지 밸브가 자유로운 상태로 설치되어 있으므로 운전중에 역지 밸브가 급격한 압력 변화에 대해 대응하기 때문에 상,하의 압력차에 의해 밸브 소음을 발생시키게 되며, 운전 정지후 초기에는 압축 기구부 내부의 가스의 일부가 역류를 하기 때문에 역회전이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었고, 특히 상기한 역회전 방지장치 외에 크랭크축의 역회전을 방지하기 위해 한 방향으로만 회전이 가능한 서브 베어링을 설치한 구조나, 기타 여러 가지 역회전 방지장치들은 초기 압축기 전원의 입력 단자가 오결선(Mis-Wiring)되었을 경우 발생하는 역회전 현상은 방지할 수가 없는 문제점이 있었던 바, 본 발명은 3상 교류를 전원으로 하는 스크롤 압축기에서 초기 압축기 전원의 입력 단자가 오결선되었을 경우 발생하는 역회전 현상을 오일 시스템에 의해 효율적으로 방지할 수 있으며, 오일 시스템을 이용하여 제반 운전시와 기동시 및 재기동시에도 정상적으로 작동시킬 수 있고, 고압축비에서의 이상 소음 발생을 저감시켜 기기를 항상 정숙한 상태에서 사용할 수 있으며, 압축 가스의 유로 손실을 없앨 수 있어서 기기의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

스크롤 압축기의 역회전 방지장치{COUNTER REVOLUTION INTERRUPTION DEVICE FOR SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 역회전 방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3상 교류를 전원으로 하는 스크롤 압축기에서 초기 압축기 전원의 입력 단자가 오결선되었을 경우 발생하는 역회전 현상을 오일 시스템에 의해 효율적으로 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적인 종래의 스크롤 압축기는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 체적을 갖는 밀폐 용기(14)내의 상,하부에 각각 메인 및 서브 프레임(15)(6a)이 설치되고, 상기 메인 및 서브 프레임(15)(6a)의 사이에는 모터(16)를 이루는 고정자(17) 및 회전자(18)가 설치되며, 상기 회전자(18)의 중앙을 관통하여 회전자(18)의 회전에 따라 연동하도록 설치된 크랭크축(1a)의 상단에는 편심부(19)가 형성되고, 편심부(19)에는 반경 방향으로 가변되고 접선 방향으로 크랭크축(1a)의 회전력을 전달받는 슬라이드 부쉬(20)가 삽입된다.

또한, 상기 메인 프레임(15) 상에는 인벌류트 형상의 랩(21a)이 형성된 고정 스크롤(21)이 고정되고, 고정 스크롤(21)에 형성된 랩(21a)에는 슬라이드 부쉬(20)와 미끄러지면서 압축 운동을 하는 선회 스크롤(22)의 랩(22aa)이 선회가능하게 맞물리도록 설치되는 데, 상기 선회 스크롤(22)의 하부는 크랭크축(1a)의 편심부(19)에 삽입된 슬라이드 부쉬(20)와 결합되며, 상기 선회 스크롤(22)의 하면과 메인 프레임(15)의 상면 사이에는 선회 스크롤(22)의 자전을 방지하는 자전 방지기구인 올담링(23)이 결합된다.

그리고, 상기 밀폐 용기(14) 내의 고정 스크롤(21) 상면에는 밀폐 용기(14)의 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판(24)이 복수개의 볼트(25)에 의해 결합되고, 상기 고저압 분리판(24)의 중앙에는 압축 공간인 포켓 공간에서 압축된 고온 및 고압의 냉매 가스의 흐름을 조절하기 위한 역지 밸브(26) 및 밸브 하우징(27)이 결합되며, 상기 밀폐 용기(14)의 측부에는 냉매 가스가 흡입 및 토출되는 흡입관(28) 및 토출관(29)이 설치되고, 상기 고정 스크롤(21)의 중앙에는 토출 포트(30)가 형성되며, 상기 밀폐 용기(14)의 하부에는 슬라이딩 되는 부분에 공급되는 오일이 채워지도록 구성된다.

상기한 바와 같은 각 구성 부품을 포함하여 구성된 스크롤 압축기의 작동은 먼저, 인가되는 전류에 의해 모터(16)의 회전자(18)가 회전하게 되면, 회전자(18)의 회전에 의해 크랭크축(1a)이 회전하면서 편심부(19)의 편심된 거리를 반경으로 하여 선회 스크롤(18)을 원운동, 즉 공전 운동시키게 된다.

상기 선회 스크롤(18)은 자전 방지기구인 올담링(23)에 의해 자전이 방지되면서 크랭크축(1a)의 중심을 원점으로 하여 선회 반경만큼 떨어진 거리에서 선회원을 그리며 선회 운동을 하게 되는데, 이때 상기 선회 스크롤(22)의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤(21)(22)의 랩(21a)(22a)에 의해 압축 공간인 포켓이 형성되며, 이와 같은 포켓은 지속되는 선회 운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입되는 냉매 가스를 압축하여 고정 스크롤(21)의 토출 포트(30)를 통해 토출된다.

상기 선회 스크롤(22)의 선회 운동에 의해 고정 및 선회 스크롤(21)(22)의 랩(21a)(22a)이 이루는 포켓에서 압축된 고온 및 고압 상태의 냉매 가스는 고정 스크롤(21)의 토출 포트(30)를 통해 토출되어 고압부와 저압부를 나누는 고저압 분리판(24)의 토출공(31)을 통해 고압부로 유입되고, 이 고압부로 유입된 냉매 가스는 토출관(29)을 통해 응축기(도시는 생략함)로 유입된다.

그리고, 스크롤 압축기의 운전중 잠시 운전을 정지한 후 다시 운전하게 될 경우에는 고압부의 가스가 저압부로 역류되어 토출 포트(30)를 통해 고정 및 선회 스크롤(21)(22)의 랩(21a)(22a)에 의해 형성되는 포켓의 내부로 유입되어 선회 스크롤(22)을 역회전시키게 되므로써 랩(21a)(22a)의 파손 및 소음을 발생시킬 뿐만 아니라 압축 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 고저압 분리판(24) 상에 설치된 역지 밸브(26) 및 밸브 하우징(27)이 고압부의 가스가 저압부로 역류하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

즉, 도 2와 같이 상기한 스크롤 압축기의 정상 운전시 고정 스크롤(21)의 토출 포트(30)를 통해 토출되어 고저압 분리판(24)내의 토출 공간에 유입된 고압의 냉매 가스는 상기 고저압 분리판(24)의 토출공(31) 상단면을 덮고 있는 역지 밸브(26)를 밀어내게 되고, 역지 밸브(26)가 밀리면서 개방되어 고저압 분리판(24) 내의 냉매 가스가 상기 토출공(31)을 통해 밸브 하우징(27)으로 유입되며, 밸브 하우징(27)으로 유입된 냉매 가스는 상기 역지 밸브(26)의 토출홈(32)을 거쳐 밸브 하우징(27)에 형성된 복수개의 토출공(33)을 통해 토출된다.

이때, 상기 밸브 하우징(27)을 통과한 냉매 가스의 양이 고저압 분리판(24)의 토출 공간에 남아 있는 냉매 가스의 양보다 많게 되는 경우에는 상기 밸브 하우징(27)의 상측부가 상대적으로 고압이 되어 역지 밸브(26)를 누르게 되고, 그 눌리는 역지 밸브(26)가 고저압 분리판(24)의 토출공(31) 상단면을 폐쇄하게 되어 고압의 냉매 가스가 고정 스크롤(21)의 토출 포트(30)로 역류하는 것을 막아주기 때문에 압축 기구부가 역회전하는 것을 방지하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 역회전 방지장치는 밸브 하우징(27)의 내부에 역지 밸브(26)가 자유로운 상태로 설치되어 있으므로 운전중에 역지 밸브(26)가 급격한 압력 변화에 대해 대응하기 때문에 상,하의 압력차에 의해 밸브 소음을 발생시키게 되며, 운전 정지후 초기에는 압축 기구부 내부의 가스의 일부가 역류를 하기 때문에 역회전이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었고, 특히 상기한 역회전 방지장치 외에 크랭크축(1a)의 역회전을 방지하기 위해 한 방향으로만 회전이 가능한 서브 베어링을 설치한 구조나, 기타 여러 가지 역회전 방지장치들은 초기 압축기 전원의 입력 단자가 오결선(Mis-Wiring)되었을 경우 발생하는 역회전 현상은 방지할 수가 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3상 교류를 전원으로 하는 스크롤 압축기에서 초기 압축기 전원의 입력 단자가 오결선되었을 경우 발생하는 역회전 현상을 오일 시스템에 의해 효율적으로 방지할 수 있도록 하여 고압축비에서의 이상 소음 발생을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 압축 가스의 유로 손실을 감소시킬 수 있는 스크롤 압축기의 역회전 방지장치를 제공하는데그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 역회전 방지장치를 나타낸 확대도

도 3은 본 발명을 나타낸 종단면도

도 4는 도 3의 횡단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1; 크랭크축 2; 오일 공급홀

3; 오일 바이패스홀 4; 역회전 방지홈

5; 서브 프레임 6; 지지 부재

7; 오일 공급부 8; 오일 유입 및 유출공

9; 오일 챔버 10; 플런저

11; 지지편 12; 실린더

13; 스프링

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 오일 공급홀과 연통되는 오일 바이패스홀 및 역회전 방지홈이 형성되는 크랭크축과, 상기 크랭크축 일측 하부의 서브 프레임에 관통하여 설치되는 중공으로 된 지지 부재와, 상기 지지 부재의 하단에 지지 부재와 연통되도록 설치되어 오일 바이패스홀을 통해 공급되는 오일을 유입 및 유출시키기 위한 오일 유입 및 유출공이 내부에 형성되는 오일 공급부, 상기 지지 부재의 상단에 지지 부재와 연통되도록 설치되는 오일 챔버와, 상기 오일 챔버의 내부에 설치되어 지지 부재를 통해 공급되는 오일에 의해서 크랭크축의 역회전 방지홈과 접촉 및 이격되는 직선 왕복운동을 하는 플런저로 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지장치가 제공된다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명을 나타낸 종단면도이고, 도 4는 도 3의 횡단면도로서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 본 발명을 설명한다.

본 발명은 스크롤 압축기에 설치되는 크랭크축(1)의 하부 일측에 크랭크축(1) 내부의 중앙에 형성된 오일 공급홀(2)과 연통되는 오일 바이패스홀(3)이 형성되고, 오일 바이패스홀(3) 상부의 크랭크축(1) 외주면에는 소정 간격으로 복수개의 역회전 방지홈(4)이 형성되며, 상기 크랭크축(1) 일측 하부의 서브 프레임(5)에는 중공으로 된 지지 부재(6)가 관통하여 설치된다.

또한, 상기 지지 부재(6)의 하단에는 지지 부재(6)와 연통되는 오일 공급부(7)가 오일 바이패스홀(3)과 대향되도록 설치되고, 오일 공급부(7)의 내부에는 상기 오일 바이패스홀(3)을 통해 공급되는 오일을 유입 및 유출시키기 위한 오일 유입 및 유출공(8)이 형성되는 데, 이 오일 유입 및 유출공(8)은 오일 바이패스홀(3)과 대향되는 쪽의 직경으로부터 지지 부재(6) 하단쪽으로의 직경이 점점 축소되도록 형성된다.

그리고, 상기 지지 부재(6)의 상단에는 지지 부재(6)와 연통되는 오일 챔버(9)가 설치되고, 오일 챔버(9)의 내부에는 지지 부재(6)를 통해 공급되는 오일에 의해서 크랭크축(1)의 역회전 방지홈(4)과 접촉 및 이격되는 직선 왕복운동을 하는 플런저(10)가 지지편(11)에 지지되어 설치되며, 상기 오일 챔버(9) 내부의 플런저(10) 후방에는 플런저(10)의 직선 왕복운동을 안내하는 실린더(12)가 설치되고, 상기 오일 챔버(9) 내부의 실린더(12) 후방에는 플런저(10)의 작동시 탄성력을 제공하기 위한 스프링(13)이 설치되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 스크롤 압축기에 설치되는 크랭크축(1)이 역회전, 즉 도 4에 도시한 바와 같이 정상적인 운전시 크랭크축(1)이 반시계 방향으로 회전하는 데, 상기 크랭크축(1)이 시계 방향으로 회전하려고 할 경우에는 상기 크랭크축(1)에 형성된 역회전 방지홈(4)에 플런저(10)가 걸리게 되므로 크랭크축(1)이 역회전하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 스크롤 압축기의 정상 운전시에는 크랭크축(1)의 회전에 의해 크랭크축(1) 내부의 중앙에 형성된 오일 공급홀(2)을 통해서 펌핑되는 오일이 상기 크랭크축(1) 하부 일측의 오일 공급홀(5)과 연통되는 오일 바이패스홀(3)을 통해서 순차적으로 상기 크랭크축(1) 일측 하부의 서브 프레임(5)에 관통 설치되어 중공으로 된 지지 부재(6) 하단의 지지 부재(6)와 연통되는 오일 공급부(7)에 형성되어 있는 오일 유입 및 유출공(8), 상기 지지 부재(6), 상기 지지 부재(6)의 상단에 설치되어 지지 부재(6)와 연통되는 오일 챔버(9)의 내부로 공급되므로 오일 챔버(9) 내부의 압력이 증가하게 된다.

따라서, 상기 오일 챔버(9) 내부의 압력이 증가함에 따라 오일 챔버(9) 내부의 실린더(12) 후방에 설치된 스프링(13)의 탄성력보다 크게 되어 상기 오일 챔버(9)의 내부에 지지편(11)에 지지되어 설치된 플런저(10)를 크랭크축(1)의 역회전 방지홈(4)에서 멀리 떨어지게 하므로 인해 상기 플런저(10)가 크랭크축(1)의 역회전 방지홈(4)에 걸리지 않은 상태로 정상적으로 회전할 수 있게 된다.

이때, 상기 지지 부재(6) 하단의 오일 공급부(7)의 내부에 형성된 오일 유입 및 유출공(8)은 상기 오일 바이패스홀(3)과 대향되는 쪽의 직경으로부터 지지 부재(6) 하단쪽으로의 직경이 점점 축소되도록 형성되어 있으므로 압축기가 운전되어 오일이 상기 오일 유입 및 유출공(8)을 통해 공급될 때에는 오일 챔버(9)로 원활하게 오일이 공급되고, 오일 챔버(9)의 내부에 공급되는 오일이 잘 빠져 나오지 않도록 하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기한 스크롤 압축기가 멈추게 되면, 상기 오일 공급부(7)의 오일 유입 및 유출공(8)으로의 오일 공급이 점차 줄어들게 됨에 따라 상기 오일 챔버(9) 내부의 압력이 차츰 줄어들게 되어 상기 스프링(13)의 탄성력보다 작게 되므로 인해 플런저(10)가 전진하여 크랭크축(1)의 역회전 방지홈(4)에 접촉하게 되어 최초 상태로 복귀하게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 3상 교류를 전원으로 하는 스크롤 압축기에서 초기 압축기 전원의 입력 단자가 오결선되었을 경우 발생하는 역회전 현상을 오일 시스템에 의해 효율적으로 방지할 수 있으며, 오일 시스템을 이용하여 제반 운전시와 기동시 및 재기동시에도 정상적으로 작동시킬 수 있고, 고압축비에서의 이상 소음 발생을 저감시켜 기기를 항상 정숙한 상태에서 사용할 수 있으며, 압축 가스의 유로 손실을 없앨 수 있어서 기기의 성능을 향상시킬 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 발명이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 오일 공급홀과 연통되는 오일 바이패스홀 및 역회전 방지홈이 형성되는 크랭크축과, 상기 크랭크축 일측 하부의 서브 프레임에 관통하여 설치되는 중공으로 된 지지 부재와, 상기 지지 부재의 하단에 지지 부재와 연통되도록 설치되어 오일 바이패스홀을 통해 공급되는 오일을 유입 및 유출시키기 위한 오일 유입 및 유출공이 내부에 형성되는 오일 공급부, 상기 지지 부재의 상단에 지지 부재와 연통되도록 설치되는 오일 챔버와, 상기 오일 챔버의 내부에 설치되어 지지 부재를 통해 공급되는 오일에 의해서 크랭크축의 역회전 방지홈과 접촉 및 이격되는 직선 왕복운동을 하는 플런저로 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 오일 바이패스홀은 크랭크축의 하부 일측에 크랭크축 내부의 중앙에 형성된 오일 공급홀과 연통되도록 형성되고, 상기 역회전 방지홈은 오일 바이패스홀 상부의 크랭크축 외주면에 소정 간격으로 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 오일 공급부에 형성되는 오일 유입 및 유출공은 오일 바이패스홀과 대향되는 쪽의 직경으로부터 지지 부재 하단쪽으로의 직경이 점점 축소되도록 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 오일 챔버 내부의 플런저 후방에는 플런저의 직선 왕복운동을 안내하는 실린더가 설치되고, 상기 오일 챔버 내부의 실린더 후방에는 플런저의 작동시 탄성력을 제공하기 위한 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 역회전 방지장치.