KR100455419B1 - 스크롤 압축기의 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 선회스크롤에 맞물려 연속으로 이동하면서 체적이 감소하는 한 쌍의 압축포켓을 형성하고, 그 압축포켓의 중앙에 케이싱의 고압부와 연통하는 토출공을 형성하며, 고정스크롤의 고압부에서 저압부로 우회 연통하도록 바이패스 홀을 형성하고, 압축포켓에서 상기 바이패스 홀로 연통하도록 중간압통공을 형성하는 선회스크롤과; 정상운전시에는 중간압통공을 통해 유입되는 냉매가스에 밀려 이동하면서 상기한 바이패스 구멍을 폐쇄하는 반면 진공운전시에는 중간압통공을 폐쇄하면서 상기한 바이패스 홀을 개방하도록 그 바이패스 홀에 설치하는 바이패스 밸브조립체;를 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 고정스크롤의 토출공을 압축포켓과 고압부 간 압력차에 의해 개폐하기 위한 제1 개폐부와, 그 제1 개폐부에 연동하여 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 제2 개폐부를 상기한 제1 개폐부에 일체로 연장 형성하는 리드밸브를 포함함으로써, 스크롤 압축기의 운전 정지시 고압부의 냉매가 바이패스 홀을 통하여 저압부로 누설되는 것을 차단하여 냉매가스의 누설소음을 미연에 방지할 수 있다. 또, 압축기의 조립시 고저압분리판의 밀봉이 정확하게 이루어졌는지를 쉽게 판별할 수 있어 원활한 공정검사를 할 수 있고 이를 통해 역누설에 의한 효율 저하를 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 소음 저감 장치{DEVICE FOR REDUCING NOISE OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크롤 압축기의 진공운전시 냉매를 고압부에서 저압부로 바이패스 시키기 위한 바이패스 밸브 조립체가 정지시에도 냉매를 바이패스 시켜 소음을 유발하는 것을 방지하기 위한 스크롤 압축기의 리드 밸브를 이용한 바이패스 소음 저감 장치에 관한 것이다.

종래의 스크롤 압축기(100)는, 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 밀폐 용기의 내측 상부에 상부프레임(111)이 고정되고, 하부에는 하부프레임(미도시)이 고정되며, 상기 상부프레임(111)과 하부프레임(미도시)의 사이에는 전동기기부가 설치되고, 상기 전동기구부의 상반부에는 회전자(미도시)와 연동하는 회전축(114)에 의해 회전력을 전발받아 냉매를 흡입 압축하는 압축기구부가 설치되어 있다.상기 밀폐용기(110)는 그 내부로 흡입된 냉매가스가 존재하는 흡입압측(160)과 흡입된 냉매가스가 압축되어 토출되기 전에 존재하는 토출압측(170)으로 구획할 수 있도록 고저압분리판(117)이 고정되어 있다.

상기 압축기구부는 상기 상부프레임(111)의 상측에 고정되는 고정스크롤(130)과, 그 고정스크롤(130)과 상부프레임(111)의 사이에는 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤(120)로 이루어져 있다.

상기 선회스크롤(120)의 하단부에 형성된 보스부(121)의 내측 결합공에는 상기 회전축(114)의 상단부에 편심 되도록 형성된 편심부(116)가 삽입 결합되어 있다.

상기 고정스크롤(130)의 저면과 이에 대향하는 선회스크롤(120)의 상면에는 안쪽으로 연속 이동하면서 체적이 감소하는 한 쌍의 압축포켓(P)을 형성하도록 각각 고정스크롤 랩(131)과 선회스크롤 랩(121)이 맞물리게 형성되고, 고정스크롤(130)의 일측에는 상기 압축포켓(P)으로 냉매를 유도하는 냉매유입공(118)이 형성되며, 고정스크롤(130)의 중앙에는 압축된 냉매를 토출하도록 토출공(132)이 관통 형성되어 있다.또, 압축기구부는 상기 고정스크롤(130)의 상면 중앙측에 설치하여 상기한 토출공(132)을 통해 토출된 고압의 냉매가스가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브 조립체(140)와, 고정스크롤(130)의 외주면에서 중심을 향해 반경방향으로 설치하여 압축포켓(P)이 진공 압축되는 것을 방지하는 바이패스밸브 조립체(150)를 더 포함하고 있다.

상기 체크밸브 조립체(140)는 상기 토출공(132)을 개폐하는 플레이트밸브(141)와, 그 플레이트밸브(141)가 이탈되지 않도록 안내하는 밸브가이드(142)로 이루어져 있다.상기 바이패스밸브 조립체(150)는 상기 고정스크롤(130)의 상측 경판부 내부에 형성된 밸브하우징(156)과, 그 밸브하우징(156)의 내부에 미끄러지게 삽입되는 피스톤밸브(151)와, 상기 피스톤 밸브(151)를 탄지하는 스프링 탄성부재(154)와, 상기 스프링 탄성부재(154)를 가이드하기 위한 스프링 가이드(153)와, 상기 스프링 가이드(153)와, 일체로 형성되고 그 내부가 흡입압측(160)으로 연통되는 통공(158)을 구비한 피스톤 스톱퍼(152)로 이루어진다.상기 밸브 하우징(156)은 진공 운전시 상측 토출압측(170)의 고압고온의 냉매가스가 상기 피스톤 밸브(151)를 밀어 개방하여 상기 피스톤 스톱퍼(152)의 내부에 형성된 통공(158)을 통해 토출압측(170)에서 흡입압측(160)으로 유출되도록 바이패스 홀(157)이 형성되고, 정상 운전시 상기 피스톤 밸브(151)를 압축포켓(P)에서 압축된 냉매가 상기 피스톤 밸브(151)를 밀어 상기 바이패스 홀(156)을 폐쇄하도록 중간압 통공(159)이 형성된다.

도면중 미설명 부호 112는 냉매 흡입관, 113은 냉매 토출관, 115는 오일통공, 118은 냉매 유입공이다.

상기와 같은 종래 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.즉, 전원이 인가되면 전동기구부의 회전자(미도시)가 회전을 하고, 그 회전자(미도시)의 회전에 의하여 회전축(114)이 회전을 하며, 그 회전축(114)의 상단부에 결합된 선회스크롤(120)이 회전축(114)의 중심에서 편심부(116)의 중심까지의 거리인 편심거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 한다.

상기 선회스크롤(120)이 선회를 하면 선회스크롤 랩(121)이 상기 고정스크롤 랩(131)에 맞물려 선회운동을 하게 되는데, 이때 냉매가스가 상기 흡입관(112)을 통하여 밀폐용기(110)의 저압부로 유입되고, 그 유입된 냉매가스가 고정스크롤(130)에 형성된 냉매유입공(118)을 통하여 고정스크롤 랩(131)과 선회스크롤(120)의 랩 사이에 형성되는 압축포켓(P)으로 유입되며, 계속적인 선회스크롤(120)의 선회운동에 의하여 압축포켓(P)의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어지면서 고정스크롤(130)의 토출공(132)을 통하여 토출된다.

이때, 상기 체크밸브의 플레이트밸브(141)는 압축가스의 압력에 의하여 상측으로 이동되어 토출공(132)을 통하여 압축가스가 토출되도록 열리고, 그와 같은 상태에서 토출되어지는 압축가스는 고저압분리판(117)으로 구획된 고압부로 배출되었다가 토출관(113)을 통하여 냉동사이클장치의 응축기로 토출된다.

여기서, 스크롤 압축기(100)의 정상 운전시는 상기 압축포켓(P)에서 압축되는 냉매가스가 중간압 통공(159)을 통하여 밸브 하우징(156) 내부의 피스톤 밸브(151)의 밀어 상기 고압부(170)의 토출 냉매가스가 저압부(160)로 유출되지 못하도록 바이패스 홀(157)을 폐쇄하도록 한다.반면, 상기 스크롤 압축기(100)를 포함하는 에어콘 유니트(미도시)의 가설이나 철거시 응축기 냉매 토출밸브(미도시)가 잠긴 상태로 운전을 지속하는 진공운전시에는 압축기구부의 압력하강으로 상기 바이패스밸브 조립체(150)의 피스톤 밸브(151)가 스프링 탄성부재(154)에 의하여 내측으로 이동하며, 토출압측(170) 냉매가스가 바이패스 홀(157)을 통하여 흡입압측(160)으로 유출되어 다시 냉매 유입공(118)으로 흡입되거나, 또는 바이패스 홀(157)을 통하여 유출된 고온고압의 냉매가 피스톤 스톱퍼(152)의 통공(158) 주위에 설치된 바이메탈부재의 온도감지장치(미도시)를 작동시켜 운전을 정지시킴으로써 전동기구부의 소손을 방지하도록 한다,

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서는, 압축기(100)의 정지시 바이패스밸브 조립체(150)의 피스톤 밸브(151)가 토출압측(170)과 중간압측인 압축포켓(P)의 압력차에 의하여 개방되어 진공운전 중이 아니어도 토출압측(170)의 고온고압의 냉매가스가 흡입압측(160)으로 유출됨에 따른 누설소음을 유발하게 되고, 또한 제조 공정상의 역 누설 검사 시 바이패스 홀(157)을 통해 토출압측(170) 고온고압의 냉매가스가 바이패스밸브 조립체(150)를 통하여 토출압측(170)에서 흡입압측(160)으로 바이패스되어 고저압 누설을 확인할 수 없어 고저압분리판(117)의 차단 결막의 누설부를 찾아 낼 수 없어 공정관리가 어려운 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면 스크롤 압축기에 있어서 바이패스 밸브 조립체가 운전정지 시에도 토출압측의 냉매가스를 흡입압측으로 바이패스시켜 소음을 유발하며, 제조공정의 역누설 검사가 어려움으로 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 개폐밸브를 형성하여 운전정지시 바이패스홀을 차단함으로써 누설을 방지함으로서 누설소음을 방지하고, 제조공정상의 고저압 역누설 검사를 가능하기 위한 스크롤 압축기의 리드 밸브를 이용한 바이패스 소음을 저감시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스크롤 압축기의 종단면도,

도 2는 종래의 스크롤 압축기의 진공운전시의 바이패스 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 부분확대 단면도,

도 3는 본 발명의 스크롤 압축기의 종단면도,

도 4는 본 발명의 스크롤 압축기의 정상운전시의 리드밸브 조립체의 상태를 도시한 부분확대 단면도,

도 5는 본 발명의 스크롤 압축기의 리드밸브의 평면도,

도 6은 본 발명의 스크롤 압축기의 리테이너의 평면도,

도 7은 본 발명의 스크롤 압축기의 진공운전시 리드밸브 조립체의 상태를 도시한 부분확대 단면도,

도 8은 본 발명의 스크롤 압축기의 운전정지시의 리드밸브 조립체의 리브밸브의 작동 상태를 도시한 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

1: 스크롤 압축기 30: 고정스크롤

32: 토출공 40: 토출밸브 조립체

41: 리테이너 42: 리드밸브

42a: 제 1 개폐부 42b: 제 2 개폐부

60: 흡입압측 70: 토출압측

본 발명의 목적은 고압부와 저압부로 구획되는 케이싱과; 케이싱 내부에 고정 선회운동 가능하게 설치하는 선회스크롤과; 선회스크롤에 맞물려 연속으로 이동하면서 체적이 감소하는 한 쌍의 압축포켓을 형성하고, 그 압축포켓의 중앙에 케이싱의 고압부와 연통하는 토출공을 형성하며, 고정스크롤의 고압부에서 저압부로 우회 연통하도록 바이패스 홀을 형성하고, 압축포켓에서 상기 바이패스 홀로 연통하도록 중간압통공을 형성하는 고정스크롤과; 정상운전시에는 중간압통공을 통해 유입되는 냉매가스에 밀려 이동하면서 상기한 바이패스 구멍을 폐쇄하는 반면 진공운전시에는 중간압통공을 폐쇄하면서 상기한 바이패스 홀을 개방하도록 그 바이패스 홀에 설치하는 바이패스 밸브조립체;를 포함한 스크롤 압축기에 있어서, 고정스크롤의 토출공을 압축포켓과 고압부 간 압력차에 의해개폐하기 위한 제1 개폐부와, 그 제1 개폐부에 연동하여 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 제2 개폐부를 상기한 제1 개폐부에 일체로 연장 형성하는 리드밸브를 포함한 스크롤 압축기의 소음 저감 장치에 의해 달성된다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 소음 저감 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.도 3는 본 발명의 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 스크롤 압축기의 정상운전시의 리드밸브 조립체의 상태를 도시한 부분확대 단면도이며, 도 5는 본 발명의 스크롤 압축기의 리드밸브의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 스크롤 압축기의 리테이너의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 스크롤 압축기의 진공운전시 리드밸브 조립체의 상태를 도시한 부분확대 단면도이고, 도 8은 본 발명의 스크롤 압축기의 운전정지시의 리드밸브 조립체의 리브밸브의 작동 상태를 도시한 단면도이다.이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기(1)는, 고저압분리판(17)에 의해 고압부측(70)과 저압부측(60)으로 구획되는 밀폐 용기(10)의 내부에 상부프레임(11)과 하부프레임(미도시)을 고정 설치하고, 그 상부프레임(11)과 하부프레임(12)의 사이에 전동기구부가 구비되며, 전동기구부의 상측에는 상기 전동기구부에 회전축(14)으로 연결된 선회스크롤(20)이 고정스크롤(30)에 맞물려 선회운동을 하면서 냉매가스를 압축하도록 압축기구부가 구비된다.상기 압축기구부는 상부프레임(11)의 상측에 고정되는 고정스크롤(30)과, 그 고정스크롤(30)과 상부프레임(11)의 사이에 회전 가능하게 결합되는 선회스크롤(20)로 이루어진다.상기 선회스크롤(20)은 그 저면 중앙부에 회전축(14)의 편심부(16)가 삽입 결합되도록 보스부(21)가 형성되고, 그 상면에는 후술할 고정스크롤 랩(31)과 맞물려 복수 개 한 쌍의 압축포켓(P)을 이루도록 선회스크롤 랩(22)을 형성한다.

상기 고정스크롤(30)은 그 저면에 상기한 선회스크롤 랩(22)과 맞물리도록 고정스크롤 랩(31)을 형성하고, 그 고정스크롤 랩(31)의 외곽에는 압축 포켓(P)으로 냉매가 유입되도록 냉매유입공(18)이 형성되며, 그 고정스크롤(30)의 중앙에는 상기 압축포켓(P)의 체적이 축소되어 냉매가스의 압축이 이루어짐과 아울러 중앙부분으로 이동되어 압축된 냉매가스가 외부로 토출되도록 토출공(32)을 형성된다.

상기 고정스크롤(30)의 상면에는 토출공(32)의 상측으로 토출되는 고압의 냉매가스가 역류하는 것을 방지하기 위한 리드밸브 조립체(40)를 설치하고, 상기 고정스크롤(30)의 외주면에는 압축포켓(P)이 진공 압축되는 것을 방지하기 위한 바이패스밸브 조립체(50)를 설치한다.상기 리드밸브 조립체(40)는 그 일단이 고정스크롤(30)의 상면에 고정되고 타단은 자유단을 이루면서 상기한 토출공(32)을 개폐하는 리드밸브(42)와, 그 리드밸브(42)의 개방상태를 한정하도록 일측 끝단이 상측으로 만곡되어 지지하는 리테이너(41)가 상기한 리드밸브(42)와 함께 고정스크롤(30) 경판부 상측에 나사체결부재(43)에 의하여 체결 고정된다.상기 리드밸브(42)는 상기 토출공(32)을 개폐하기 위한 제 1개폐부(42a)와, 제1 개폐부(42a)에 일체로 연장하여 후술할 바이패스 홀(57)을 개폐하기 위한 제 2 개폐부(42b)로 형성된다.또한, 상기 리드밸브(42)의 고정단에는 리테이너(41)에 구비한 리테이너 체결공(41b)와 일치하여 고정스크롤(30)의 경판부 상측에 외팔보 형태로 나사체결부재(43)에 의하여 체결되도록 밸브 체결공(42c)이 구비된다.

상기 바이패스밸브 조립체(50)는 상기 고정스크롤(30)의 상측 경판부 내부에 형성된 밸브하우징(56)과, 그 밸브하우징(56)의 내부에 미끄러지게 삽입되는 피스톤밸브(51)와, 상기 피스톤 밸브(51)를 탄지하는 스프링 탄성부재(54)와, 상기 스프링 탄성부재(54)를 가이드하기 위한 스프링 가이드(53)와, 상기 스프링 가이드(53)와, 일체로 형성되고 그 내부가 흡입압측(60)으로 연통되는 통공(58)을 구비한 피스톤 스톱퍼(52)로 이루어진다.

상기 밸브 하우징(56)은 진공 운전시 상측 토출압측(70)의 고압고온의 냉매가스가 상기 피스톤 밸브(51)를 밀어 개방하여 상기 피스톤 스톱퍼(52)의 내부에 형성된 통공(58)을 통해 토출압측(70)에서 흡입압측(60)으로 유출되도록 바이패스 홀(57)이 형성되고, 정상 운전시 상기 피스톤 밸브(51)를 압축포켓(P)에서 압축된 냉매가 상기 피스톤 밸브(51)를 밀어 상기 바이패스 홀(57)을 폐쇄하도록 중간압 통공(59)이 형성된다.

도면중 미설명 부호 12는 냉매 흡입관, 13은 냉매 토출관, 15는 오일통공, 18은 냉매 유입공이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 소음 저감 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.즉, 전원이 인가되면 전동기구부의 회전자(미도시)가 회전을 하고, 그 회전자(미도시)의 회전에 의하여 회전축(14)이 회전을 하며, 그 회전축(14)의 상단부에 결합된 선회스크롤(20)이 회전축(14)의 중심에서 편심부(16)의 중심까지의 거리인 편심거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 한다.

상기 선회스크롤(20)이 선회를 하면 선회스크롤 랩(31)이 상기 고정스크롤 랩(31)에 맞물려 선회운동을 하면서 냉매가스가 상기 냉매 흡입관(12)을 통하여 밀폐용기(10)의 흡입압측(60)으로 흡입되고, 이 냉매가스는 고정스크롤(30)의 냉매유입공(18)을 통하여 고정스크롤 랩(31)과 선회스크롤 랩(22) 사이에 형성되는 압축포켓(P)으로 유입되었다가 선회스크롤(120)의 선회운동에 의하여 중앙측 압축포켓(P)으로 이동되면서 지속적으로 압축되어 고정스크롤(30)의 토출공(32)을 통해 토출압측(70)으로 토출된다.

여기서, 스크롤 압축기(100)의 정상 운전시는 상기 리드밸브(42)의 제 1 개폐부(42a)와 연동하는 제 2 개폐부(42b)가 상기 바이패스 홀(57)을 개폐하더라도 중간압부인 상기 압축포켓(P)에서 압축되는 냉매가스가 중간압 통공(59)을 통하여 밸브 하우징(56) 내부의 피스톤 밸브(51)의 밀어 바이패스 홀(57)을 폐쇄하도록 하므로 토출압측(70) 냉매가 흡입압측(60)으로 바이패스 되지 않는다.

그리고, 스크롤 압축기(1)의 진공 운전시는 상기 선회스크롤(20)의 선회운동에 의하여 압축포켓(P)의 미세 냉매가스가 압축되어 리드밸브(42)의 제 1 개폐부(42a)를 미세하게 반복적으로 밀어 개방함과 동시에 상기 리드밸브(42)의 제 2 개폐부(42b)가 연동하여 개방됨으로써 상기 토출압측 고압의 냉매가스가 바이패스 홀(57)을 통하여 흡입압측(60)으로 이동하면서 미량의 냉매가스가 압축포켓(P)으로 공급되어 압축포켓의 고진공화가 방지된다.

한편, 스크롤 압축기(1)의 운전 정지시는 상기 리드밸브(42)의 제 2 개폐부(42b)가 상기 바이패스밸브 조립체(50)의 바이패스 홀(57)을 폐쇄하여 상기 토출압측(70)의 고압 냉매가스가 흡입압측(60)으로 누설되는 것을 방지함으로써, 압축기의 정지시 토출압측(70)의 냉매가스가 좁은 바이패스 홀(57)을 통해 빠르게 흡입압측(60)으로 빠져나가면서 내는 누설소음을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명의 스크롤 압축기의 소음 저감 장치는, 스크롤 압축기의 운전 정지시 고압부의 냉매가 바이패스 홀을 통하여 저압부로 누설되는 것을 차단하여 냉매가스의 누설소음을 미연에 방지할 수 있다. 또, 압축기의 조립시 고저압분리판의 밀봉이 정확하게 이루어졌는지를 쉽게 판별할 수 있어 원활한 공정검사를 할 수 있고 이를 통해 역누설에 의한 효율 저하를 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 고압부와 저압부로 구획되는 케이싱과; 케이싱 내부에 선회운동을 하도록 설치하는 선회스크롤과; 선회스크롤에 맞물려 연속으로 이동하면서 체적이 감소하는 한 쌍의 압축포켓을 형성하고, 그 압축포켓의 중앙에 케이싱의 고압부와 연통하는 토출공을 형성하며, 케이싱의 고압부에서 저압부로 우회 연통하도록 바이패스 홀을 형성하고, 압축포켓에서 상기 바이패스 홀로 연통하도록 중간압통공을 형성하는 고정스크롤과; 정상운전시에는 중간압통공을 통해 유입되는 냉매가스에 밀려 이동하면서 상기한 바이패스 구멍을 폐쇄하는 반면 진공운전시에는 중간압통공을 폐쇄하면서 상기한 바이패스 홀을 개방하도록 그 바이패스 홀에 설치하는 바이패스 밸브조립체;를 포함한 스크롤 압축기에 있어서,

   고정스크롤의 토출공을 압축포켓과 고압부 간 압력차에 의해 개폐하기 위한 제1 개폐부와, 그 제1 개폐부에 연동하여 상기 바이패스 홀을 개폐하기 위한 제2 개폐부를 상기한 제1 개폐부에 일체로 연장 형성하는 리드밸브를 포함한 스크롤 압축기의 소음 저감 장치.