KR101731449B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다. 본 발명은, 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에서 그 비선회 스크롤과 선회 스크롤 사이의 스러스트 베어링면으로 관통 형성되는 연통구멍; 및 상기 연통구멍의 단면적보다 작은 단면적을 가지도록 형성되어, 상기 연통구멍에 삽입되는 감압부재;를 포함한 고진공 방지장치를 구비함으로써, 토출공간으로 토출된 냉매가 연통구멍과 감압부재 사이의 틈새를 통해 흡입공간으로 유입되도록 하여 압축실의 고진공화를 방지할 수 있고, 정상운전시에는 연통구멍을 통과하는 냉매를 감압하여 비선회 스크롤과 선회 스크롤 사이의 스러스트 베어링면으로 냉매가 누설되는 것을 억제함으로써 압축효율을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 특히 고진공 방지장치를 갖는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 케이싱의 내부공간에 비선회 스크롤이 설치되고, 비선회 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 비선회 스크롤의 비선회랩과 선회 스크롤의 선회랩 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하는 압축기이다.

스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입,압축,토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토오크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.

스크롤 압축기는 냉매가 압축실로 공급되는 유형에 따라 저압식과 고압식으로 구분될 수 있다. 저압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 통해 흡입실로 간접 흡입되는 방식으로, 케이싱의 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 나뉘어져 있다. 반면, 고압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 거치지 않고 직접 흡입실로 흡입되었다가 케이싱의 내부공간을 거쳐 토출되는 방식으로, 케이싱의 내부공간 대부분이 토출공간을 이루게 된다.

또, 스크롤 압축기는 압축실의 실링방식에 따라 팁실방식과 배압방식으로 구분될 수 있다. 팁실방식은 각 스크롤의 랩 선단에 팁실을 설치하여 압축기의 운전시 팁실이 부상하면서 맞은편 스크롤의 경판부에 밀착되도록 하는 방식이다. 반면, 배압방식은 한 쪽 스크롤의 배면에 배압실을 형성하고 그 배압실에 오일이나 중간압의 냉매를 유도하여 스크롤이 배압실의 압력에 밀려 맞은 편 스크롤에 밀착되도록 하는 방식이다. 통상, 팁실방식은 저압식 스크롤 압축기에 적용되는 반면 배압방식은 고압식 스크롤 압축기에 적용되고 있다. 하지만, 최근에는 저압식 스크롤 압축기에서 배압방식이 적용되는 예가 소개되고 있다.

도 1은 저압방식이면서 배압방식인 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 스크롤 압축기는, 밀폐된 케이싱(10)의 내부공간(11)에 회전력을 발생하는 구동모터(20)가 설치되며, 구동모터(20)의 상측에는 메인 프레임(30)이 설치되어 있다.

메인 프레임(30)의 상면에는 비선회 스크롤(40)이 고정 설치되고, 메인 프레임(30)과 비선회 스크롤(40) 사이에는 선회 스크롤(50)이 비선회 스크롤(40)에 대해 선회 가능하게 설치되어 있다. 선회 스크롤(50)은 구동모터(20)의 회전자(22)에 결합되는 회전축(25)에 편심지게 결합되어 있다.

비선회 스크롤(40)은 원판 모양으로 고정측 경판부(41)가 형성되고, 고정측 경판부(41)의 가장자리에는 하향으로 돌출되어 메인 프레임(30)에 결합되는 측벽부(42)가 환형으로 형성되며, 측벽부(42)의 안쪽에는 후술할 선회랩(52)과 함께 압축실(P)을 이루는 비선회랩(43)이 형성되어 있다.

측벽부(42)의 일측에는 흡입구(44)가 형성되고, 고정측 경판부(41)의 중심부근에는 토출구(45)가 형성되어 있다. 측벽부(42)의 저면은 후술할 선회측 경판부(51)의 상면과 함께 제2 스러스트 베어링면(이하, 제2 스러스트면)(B2)을 형성하게 된다.

선회 스크롤(50)은 메인 프레임(30)에 지지되는 선회측 경판부(51)가 원판형으로 형성되고, 선회측 경판부(51)의 상면에는 비선회 스크롤(40)의 비선회랩(43)과 맞물려 압축실(P)을 형성하는 선회랩(52)이 형성되어 있다.

선회측 경판부(51)의 저면 중앙에는 회전축(25)과 편심지게 결합되는 보스부(53)가 형성되어 있다. 보스부(53)의 바깥쪽 저면은 메인 프레임(30)의 상면에 지지되어 그 메인 프레임(30)의 상면과 함께 제1 스러스트 베어링면(이하, 제1 스러스트면)(B1)을 형성하게 된다.

선회 스크롤(50)과 메인 프레임(30) 사이의 제1 스러스트면(B1)에는 배압실(C)이 형성되고, 선회측 경판부(51)에는 압축실(P)의 중간압실에서 흡입압과 토출압 사이의 압력인 중간압의 냉매를 배압실(C)로 안내하는 배압구멍(55)이 형성되어 있다.

한편, 메인 프레임(30)의 상면에는 케이싱(10)의 내부공간(11)을 저압부인 흡입공간(12)과 고압부인 토출공간(13)으로 분리하는 고저압 분리판(14)이 결합되어 있다. 케이싱(10)의 흡입공간(12)에는 흡입관(15)이, 토출공간(13)에는 토출관(16)이 각각 연통 결합되어 있다.

도면중 미설명 부호인 21은 고정자, 26은 서브 프레임, 60은 올담링이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는, 구동모터(20)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 회전축(25)이 구동모터(20)의 회전력을 선회 스크롤(50)에 전달하게 된다.

그러면 선회 스크롤(50)이 올담링(60)에 의해 비선회 스크롤(40)에 대해 선회운동을 하면서, 그 비선회 스크롤(40)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하여 냉매를 흡입·압축·토출시키게 된다.

이때, 압축실(P)에서 압축되는 냉매의 일부는 배압구멍(55)을 통해 중간압실에서 배압실(C)로 이동을 하게 되고, 이 배압실(C)로 유입되는 중간압의 냉매는 배압력을 발생시켜 선회 스크롤(50)을 비선회 스크롤 방향으로 부상시킴으로써 선회 스크롤(50)과 비선회 스크롤(40) 사이의 제2 스러스트면(B2)을 실링하게 된다.

한편, 압축기의 운전중에 흡입측이 막히거나 또는 다른 이유로 인해 압축실(P)로 흡입되는 냉매량이 감소할 수 있는데, 이 경우 압축기는 압축실(P)의 압력이 낮아져 고진공 상태가 될 수 있다.

압축기가 고진공 상태로 운전을 지속하게 되면 압축효율이 저하되는 것은 물론 모터의 손상을 초래할 수 있다. 이를 감안하여, 종래에는 압축기의 내부에 고진공 방지장치가 구비되어 토출공간으로 토출된 냉매의 일부를 흡입공간으로 바이패스 시켜 고진공 상태를 해소하도록 하고 있다.

종래의 고진공 방지장치는 밸브를 이용하는 방식이 주로 알려져 있다. 도 1 및 도 2는 밸브를 이용한 고진공 방지장치를 구비한 스크롤 압축기의 일례가 개시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 고진공 방지장치(70)는 케이싱(10)의 고압부와 저압부를 연통시키는 연통유로(71)가 비선회 스크롤(40)에 형성되고, 연통유로(71)의 중간에는 그 연통유로(71)를 선택적으로 개폐하기 위한 밸브(72)가 스프링(73)에 지지되도록 설치되어 있다. 연통유로(71)의 일단에는 중간압 구멍(74)에 의해 중간압실에 연통되어, 밸브(72)는 중간압실의 압력과 스프링(73)의 스프링력 차이에 따라 움직이면서 연통유로(71)를 개폐하도록 이루어져 있다. 도면중 미설명 부호인 71a는 밸브홈, 71b는 고압측 유로, 71c는 저압측 유로이다.

이에 따라, 압축기가 정상운전시에는 중간압실의 압력이 높아 밸브(72)가 스프링(73)을 이기고 도면의 우측으로 이동하여 고압측 유로(71b)와 저압측 유로(71c) 사이를 차단한다.

반면, 고진공 운전시에는 밸브홈(71a)으로 유입되는 중간압이 낮아 밸브(72)가 스프링(73)에 의해 열림방향(도면의 좌측)으로 이동하게 되고, 이에 따라 고압측 유로(71b)와 저압측 유로(71c)가 연통되어 토출공간(13)으로 토출된 고압의 냉매가 흡입공간(12)을 거쳐 압축실(P)로 흡입되도록 함으로써 고진공 상태를 일시적으로 해소시키게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 고진공 방지장치를 가지는 스크롤 압축기는, 고진공 방지장치(70)를 구성하기 위한 부품수가 많고 그에 따른 조립공수가 증가하여 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

또, 종래의 고진공 방지장치는, 밸브(72)가 압력차에 따라 이동을 하면서 연통유로(71)를 개폐하는 구성이어서 그 연통유로(71)를 개폐하는데 시간이 필요하게 되고 이로 인해 압축실의 고진공화를 해소하는데 시간이 지연되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 고진공 방지장치는, 가공성을 고려하여 연통유로(71)의 직경이 큰 경우에는 연통유로(71)를 통해 토출공간(13)의 고압 냉매가 흡입공간(12)으로 유입됨에 따라 흡입공간(12)에서의 흡입손실이 발생되는 문제점도 있었다. 또, 압축기의 정상 운전중에 연통유로(71)를 통해 유입되는 고압의 냉매가 선회 스크롤(50)을 가세하여 그 선회 스크롤(50)의 거동을 불안정하게 하면서 제2 스러스트면(B2)이 열리게 되고, 열린 제2 스러스트면(B2)을 통해 냉매가 누설되면서 압축효율이 더욱 저하되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 고진공 방지장치는, 토출공간에서 흡입공간으로 유입되는 냉매의 압력을 낮추기 위해 연통유로(71)의 직경을 작게 형성하는 경우에는 그 연통유로(71)를 가공하기가 곤란하게 되는 문제점이 있었다. 또, 이물질이 끼여 연통유로(71)가 막히면서 제동작을 하지 못하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 고압부와 저압부 사이에 구비되어 저압부의 고진공화를 방지하는 장치를 간소화하여 제조 비용을 절감할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 고압부와 저압부 사이에 구비되어 고압부의 냉매가 저압부로 신속하게 이동할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 고압부에서 저압부로 유입되는 냉매가 적정 압력으로 감압되어 저압부로 유입되도록 함으로써 압축기의 흡입손실을 줄여 압축효율을 높일 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 고압부에서 저압부로 냉매를 안내하는 유로를 가공이 용이한 크기로 형성하면서도 이물질이 끼는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 고압부에서 저압부로 냉매를 안내하는 유로를 가공이 용이한 크기로 형성하면서도 고압부의 냉매를 감압하여 저압부로 안내할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 비선회 스크롤과 선회 스크롤이 이루는 스러스트 베어링면으로 연통되는 구멍을 형성하고, 상기 구멍의 내부에 소정의 단면적과 길이를 가지는 부재를 삽입하되, 상기 구멍의 내주면과 부재의 외주면 사이에 틈새가 형성되도록 하여, 토출공간의 냉매가 감압되면서 흡입공간으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 부재의 단부 또는 외주면에는 냉매가 이동할 수 있는 냉매통로가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 구멍의 내주면과 부재의 외주면 사이에 형성되는 틈새는 환형으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 부재는 비선회 스크롤에 체결되는 다른 부재를 이용하여 고정하거나, 또는 구멍에 압입하여 고정할 수 있다.

그리고, 상기 비선회 스크롤의 표면에 홈을 길게 형성하고, 상기 홈과 연통되어 상기 스러스트면으로 연통되는 구멍을 형성하며, 상기 홈을 복개하여 냉매가 감압된 상태로 상기 구멍을 통해 스러스트면으로 유입되도록 할 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리되는 케이싱; 상기 케이싱에 결합되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 결합되고, 흡입구와 토출구가 형성되는 비선회 스크롤; 상기 메인 프레임에 스러스트 방향으로 지지되어 제1 스러스트 베어링면을 형성하고, 상기 비선회 스크롤과 함께 제2 스러스트 베어링면을 형성하며, 상기 비선회 스크롤과 맞물려 압축실을 형성하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 결합되어 상기 선회 스크롤을 편심 회전시키는 구동 모터; 상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에서 상기 제2 스러스트 베어링면으로 관통 형성되는 연통구멍; 및 상기 연통구멍의 단면적보다 작은 단면적을 가지도록 형성되어, 상기 연통구멍에 삽입되는 감압부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 이로써, 감압장치를 간소화할 수 있고, 고압의 냉매가 적정압력으로 감압되어 제2 스러스트 베어링면으로 유입되도록 할 수 있으며, 이물질이 끼는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 감압부재는 상기 제2 스러스트 베어링면에 근접하는 일단에 연통홈이 형성될 수 있다. 이로써, 감압부재의 길이를 길게 형성하면서도 연통구멍이 개구될 수 있어 그만큼 감압효과를 높일 수 있다.

그리고, 상기 감압부재는 그 외주면에 적어도 한 개 이상의 연통면이 양단 사이에 형성될 수 있다. 이로써, 감압부재를 연통구멍에 압입시켜 고정할 수 있어 감압부재의 고정을 용이하게 할 수 있다.

그리고, 상기 연통구멍은, 상기 토출공간측 측면에서 일정 깊이까지는 제1 내경을 가지도록 형성되는 제1 구멍; 및 상기 제1 구멍에서 연통되고 상기 제2 스러스트 베어링면까지 관통되며 제2 내경을 가지도록 형성되는 제2 구멍;을 포함하고, 상기 제2 구멍의 내경은 상기 감압부재의 외경보다 작게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 구멍의 내경은 제2 구멍의 내경보다 크게 형성되어 상기 제1 구멍과 제2 구멍 사이에 연결면이 형성되며, 상기 연결면에 상기 감압부재의 일단이 지지될 수 있다.

그리고, 상기 감압부재는 상기 연결면에 접하는 단부의 면에 상기 제1 구멍과 제2 구멍을 연통시키는 연통홈이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 감압부재는 상기 연통구멍의 내경보다 작게 형성되고, 상기 감압부재의 토출공간측 단부는 상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에 구비되는 부재에 의해 축방향으로 지지될 수 있다.

그리고, 상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에는 밸브가 설치되고, 상기 밸브 또는 그 밸브를 지지하는 부재의 적어도 일부가 상기 감압부재의 토출공간측 끝단과 축방향으로 중첩되도록 설치될 수 있다.

그리고, 상기 감압부재는 그 외주면의 일부가 상기 연통구멍의 내주면에 밀착되어 고정되며, 상기 연통구멍의 내주면 또는 상기 감압부재의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 연통면이 형성되어 상기 연통구멍의 내주면과 상기 감압부재의 외주면 사이의 일부가 이격될 수 있다.

그리고, 상기 감압부재는 적어도 일부가 상기 압축실과 반경방향으로 중첩되는 길이로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 감압부재는 상기 압축실에 대해 축방향 외곽에 위치할 수 있다.

여기서, 상기 제1 구멍과 제2 구멍은 그 축방향 중심선이 서로 다른 선상에 위치하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 스러스트 베어링면에 형성되는 상기 연통구멍의 일단은 최외곽 압축실보다 외곽에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 비선회 스크롤의 고압부측 측면에는 상기 연통구멍과 연통되는 연장홈이 소정의 길이를 가지도록 형성되고, 상기 비선회 스크롤의 고압부측 측면에는 상기 연장홈과 연통구멍이 연결되는 부위를 포함하여 상기 연장홈의 일부를 복개하는 복개부재가 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리되는 케이싱; 상기 케이싱에 결합되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 결합되고, 흡입구와 토출구가 형성되는 비선회 스크롤; 상기 메인 프레임에 스러스트 방향으로 지지되어 제1 스러스트 베어링면을 형성하고, 상기 비선회 스크롤과 함께 제2 스러스트 베어링면을 형성하며, 상기 비선회 스크롤과 맞물려 압축실을 형성하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 결합되어 상기 선회 스크롤을 편심 회전시키는 구동 모터; 상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에서 상기 제2 스러스트 베어링면으로 관통 형성되는 연통구멍; 상기 연통구멍과 연통되도록 상기 비선회 스크롤의 고압부측 측면에 소정의 길이를 가지도록 연장 형성되는 연장홈; 상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에 결합되고, 상기 연장홈과 연통구멍이 연결되는 부위를 포함하여 상기 연장홈의 일부를 복개하는 복개부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다. 이로써, 토출공간의 냉매를 감압하여 흡입공간으로 안내하기 위한 연통유로를 비선회 스크롤의 표면에 형성함에 따라 연통유로를 더욱 용이하게 형성할 수 있다. 또, 연통유로에 별도의 감압부재를 삽입하지 않아도 되므로, 감압부재를 삽입하는 것에 비해 치수관리가 용이하여 제조 및 조립을 용이하게 할 수 있다.

여기서, 상기 연장홈의 단면적은 상기 연통구멍의 단면적에 비해 작게 형성될 수 있다. 하지만, 상기 연장홈의 단면적과 연통구멍의 단면적을 동일하게 형성할 수도 있다. 이 경우 감압유로가 길어져 감압부재를 삽입하는 것에 비해 연통구멍의 단면적이 일정정도 증가하더라도 전체적인 감압효과는 발생할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에서 그 비선회 스크롤과 선회 스크롤 사이의 스러스트 베어링면으로 관통 형성되는 연통구멍을 형성하고, 연통구멍에 그 연통구멍의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 감압부재를 삽입함으로써, 압축실의 압력이 급격하게 낮아질 때 토출공간으로 토출된 냉매가 연통구멍과 감압부재 사이의 틈새를 통해 흡입공간으로 유입되도록 하여 압축실의 고진공화를 방지할 수 있다. 그리고 이러한 고진공화를 방지하는 장치의 구성을 간소화하여 제조 비용을 절감할 수 있고 압축기의 고진공 운전시 토출공간의 냉매가 흡입공간으로 신속하게 이동할 수 있어 고진공화를 빠르게 해소할 수 있다.

또, 토출공간으로 토출된 고압의 냉매가 연통구멍과 감압부재 사이의 좁은 틈새를 통과하면서 적정압력으로 감압됨에 따라 흡입공간에서의 흡입손실을 억제할 수 있다.

뿐만 아니라, 정상운전시에도 연통구멍을 통해 선회 스크롤에 부과되는 냉매의 압력을 낮춰 선회 스크롤의 거동이 불안정하게 되는 것을 방지하여 압축실에서의 축방향 누설을 억제할 수 있다.

또, 감압유로를 길게 형성하도 연통구멍과 감압부재 사이의 틈새를 넓게 형성하여 이물질이 끼는 것을 방지할 수 있다.

또, 압축기의 운전중에 고진공화가 유발되려고 할 때 연통구멍을 통해 토출공간의 냉매가 압축실로 유입되어 고진공화를 방지함으로써, 압축기의 정지시 비선회 스크롤과 선회 스크롤 사이의 스러스트 베어링면이 열리면서 연통구멍을 통해 토출공간의 냉매가 흡입공간으로 이동하여 압력평형이 진행되고, 이를 통해 재기동시 신속하게 정상운전이 이루어지면서 압축기 성능이 향상될 수 있다.

도 1은 저압방식이면서 배압방식인 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 밸브를 이용한 고진공 방지장치를 보인 종단면도,
도 3은 본 발명의 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,
도 4는 도 3에서 고진공 방지장치를 분해하여 보인 사시도,
도 5는 도 3에서 "A"부를 확대하여 보인 종단면도,
도 6은 도 5에서 제1 구멍과 제2 구멍이 연결되는 부위를 확대하여 보인 종단면도,
도 7은 도 5의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 8a 및 도 8b는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서, 정상운전일 때와 비정상운전일 때 냉매의 흐름을 보인 종단면도,
도 9는 도 3에 따른 고진공 방지장치에서 감압부재를 고정하는 방식에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 10은 도 3에 따른 고진공 방지장치에서 감압부재에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 11은 도 10의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도,
도 12는 도 3에 따른 고진공 방지장치에서 연통구멍에 대한 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 13은 도 3에 다른 고진공 방지장치에서 연통구멍의 관통위치를 설명하기 위해 보인 비선회 스크롤의 저면도,
도 14는 본 발명에 의한 고진공 방지장치에 대한 다른 실시예를 보인 사시도,
도 15는 도 14의 "Ⅵ-Ⅵ"선단면도.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3에서 고진공 방지장치를 분해하여 보인 사시도이며, 도 5는 도 3에서 "A"부를 확대하여 보인 종단면도이고, 도 6은 도 5에서 제1 구멍과 제2 구멍이 연결되는 부위를 확대하여 보인 종단면도이며, 도 7은 도 5의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 스크롤 압축기는, 케이싱(110)의 내부공간(111)이 고저압 분리판(114)에 의해 저압부인 흡입공간(112)과 고압부인 토출공간(113)으로 구분될 수 있다. 흡입공간(112)에는 흡입관(114)이, 토출공간(113)에는 토출관(115)이 연통되도록 결합될 수 있다.

고저압 분리판(114)은 그 중앙부가 후술할 비선회 스크롤(140)의 상면에 결합되고, 외주면이 케이싱(110)의 내주면에 밀봉 결합되어 케이싱(110)의 내부공간(111)이 흡입공간(112)과 토출공간(113)으로 구획될 수 있다.

여기서, 도면으로 도시하지는 않았으나, 별도의 토출공간을 가지는 토출플레넘이 비선회 스크롤에 결합되어 케이싱의 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 구분될 수도 있다.

케이싱(110)의 흡입공간(112)에는 회전력을 발생하는 구동모터(120)가 설치되며, 구동모터(120)의 상측에는 메인 프레임(130)이 고정 설치될 수 있다.

메인 프레임(130)의 상면에는 비선회 스크롤(140)이 설치되고, 메인 프레임(130)과 비선회 스크롤(140)의 사이에는 선회 스크롤(150)이 선회 가능하게 설치될 수 있다.

선회 스크롤(150)은 구동모터(120)의 회전자(122)에 결합되는 회전축(125)에 편심 결합되고, 선회 스크롤(150)이 선회운동을 하면서 비선회 스크롤(140)과 함께 흡입실(P1), 중간압실(P2), 토출실(P3)로 된 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하게 된다. 중간압실은 여러 개가 연속으로 형성될 수 있다.

여기서, 메인 프레임(130)의 일측면과 이에 대응하는 선회 스크롤(140)의 일측면 사이에는 제1 스러스트 베어링면(이하, 제1 스러스트면)(B1)이 형성되고, 선회 스크롤(150)의 타측면과 이에 대응하는 비선회 스크롤(140)의 일측면 사이에는 제2 스러스트 베어링면(이하, 제2 스러스트면)(B2)이 형성될 수 있다.

비선회 스크롤(140)은 비선회측 경판부(141)가 원판 모양으로 형성되고, 비선회측 경판부(141)의 저면 가장자리에는 메인 프레임(130)의 상면에 지지되는 측벽부(142)가 환형으로 돌출되어 형성될 수 있다.

측벽부(142)의 안쪽에는 선회 스크롤(150)의 선회랩(152)과 함께 압축실(P)을 이루도록 인볼류트나 대수나선 또는 다른 형상으로 비선회 랩(143)이 형성될 수 있다.

측벽부(142)의 일측에는 상기 케이싱(110)의 흡입공간(112)과 압축실(P)이 연통되도록 흡입구(144)가 관통 형성될 수 있다. 흡입구(144)는 원형 또는 장공 형상으로 형성되어 흡입실(P1)과 연통될 수 있다.

측벽부(142)의 저면은 후술할 선회측 경판부(152)의 가장자리와 접촉되어 상기 제2 스러스트면(B2)이 형성될 수 있다. 또, 측벽부(142)의 저면 중에서 제2 스러스트면(즉, 실링면)(B2)을 제외한 바깥면에는 그 제2 스러스트면보다 낮게 마찰회피면(142a)이 형성될 수 있다. 따라서, 후술할 연통구멍(148)의 제2 구멍(148b)은 제2 스러스트면(B2)에 형성되어야 정상운전시 토출공간(113)의 냉매가 흡입공간(112)으로 누설되는 것이 억제될 수 있다.

비선회측 경판부(141)의 중심에는 압축실(P)과 케이싱(110)의 토출공간(113)이 연통되도록 토출구(145)가 형성될 수 있다.

토출구(145)의 주변에는 토출공간(113)으로 토출된 냉매가 토출구(145)로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(146)가 비선회 스크롤(140)의 토출공간측 측면(141a)에 설치되고, 체크밸브(146)의 주변에는 압축실(P)에서 압축되는 냉매의 일부를 중간압실(P2)에서 미리 바이패스 시키는 바이패스구멍(141b)이 형성되고, 바이패스구멍(141b)의 주변에는 그 바이패스 구멍(141b)을 개폐하는 바이패스 밸브(147)가 설치될 수 있다.

체크밸브(146) 또는 바이패스 밸브(147)는 각각 외팔보 형태의 리드밸브 형상으로 형성되고, 체크밸브(146) 또는 바이패스 밸브(147)는 그 밸브들을 지지하는 리테이너(146a)(147a)와 함께 볼트(146b)(147b)를 이용하여 비선회 스크롤(140)에 고정 결합될 수 있다. 따라서, 리테이너(146a)(147a)의 길이 또는 볼트(146b)(147b)의 체결위치를 조절하면 후술할 감압부재(170)의 토출공간측 끝단면을 축방향에 대해 지지할 수 있다.

선회 스크롤(150)은 메인 프레임(130)에 지지되는 선회스크롤(150)의 선회측 경판부(151)가 원판모양으로 형성되고, 선회측 경판부(151) 상면에는 비선회 랩(143)과 맞물려 압축실(P)을 형성하는 선회랩(152)이 형성되며, 선회측 경판부(151)의 저면에는 회전축(125)에 결합되는 보스부(153)가 형성될 수 있다. 이로써, 선회 스크롤(150)은 회전축(125)에 편심지게 결합된 상태로 비선회 스크롤(140)에 맞물려 선회운동을 하면서 흡입실(P1), 중간압실(P2), 토출실(P3)로 이어지는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성할 수 있다.

한편, 비선회 스크롤(140)은 메인 프레임(130)에 고정 결합할 수도 있지만, 경우에 따라서는 메인 프레임(130)에 축방향으로 이동 가능하게 결합될 수도 있다. 예를 들어, 도 3 내지 도 5에서와 같이 선회 스크롤(150)의 배면에 배압실(134)이 형성되는 경우에는 비선회 스크롤(140)이 메인 프레임(130)에 고정되지만, 비선회 스크롤(140)의 배면에 배압실(134)이 형성되는 경우에는 그 비선회 스크롤(140)이 메인 프레임(130)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 결합될 수 있다.

여기서, 비선회 스크롤(140)이 메인 프레임(130)에 고정되는 경우에는 제1 스러스트면(B1)에 복수 개의 실링부재(132)가 구비되어 선회 스크롤(150)을 지지하는 배압실(134)이 형성되고, 선회측 경판부(151)에는 중간압실(P2)의 냉매를 배압실(134)로 안내하는 배압구멍(155)이 형성될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 121은 고정자, 160은 올담링이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기에서는, 냉매가 냉동사이클로부터 흡입관(114)을 통하여 케이싱(110)의 저압부인 흡입공간(112)으로 유입되고, 흡입공간(112)으로 유입된 저압의 냉매는 비선회 스크롤(140)의 흡입구(144)를 통해 흡입실(P1)을 거쳐 중간압실(P2)로 유입되며, 선회 스크롤(150)의 선회운동에 의해 선회 스크롤(150)과 비선회 스크롤(140) 사이의 중앙으로 이동하면서 압축되었다가 토출실(P3)에서 비선회 스크롤(140)의 토출구(145)를 통해 케이싱(110)의 토출공간(113)으로 토출되고, 이 냉매는 토출관(115)을 통해 냉동사이클로 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 압축실(P)에서 압축되는 냉매의 일부는 중간압실(P2)에서 배압구멍(155)을 통해 배압실(134)로 안내되고, 배압실(134)로 안내된 냉매는 그 압력에 의한 힘으로 선회 스크롤(150)을 지지하여 선회 스크롤(150)이 비선회 스크롤(140)과 밀착되어 압축실(P)이 축방향으로 실링되도록 한다.

하지만, 냉동사이클에 이상이 발생되거나 펌프다운 운전을 실시하게 되면 압축기의 흡입공간(112)으로 흡입되는 냉매량이 크게 감소하면서 압축실(P)의 압력이 저하되거나 심지어 압축기는 고진공 상태가 될 수 있다. 압축실(P)의 압력이 일정 압력 이하로 떨어지거나 압축기가 고진공 상태가 되면 배압실(134)의 압력도 저하되어 선회 스크롤(150)이 부상을 하지 못하게 되고, 선회 스크롤(150)이 부상을 하지 못하게 되면 비선회 스크롤(140)과 선회 스크롤(150)의 사이, 즉 제2 스러스트면(B2)이 벌어져 축방향 누설이 더욱 증가하여 압축기 효율이 크게 떨어지게 된다.

이를 감안하여, 비선회 스크롤(140)에는 압축실(P)의 압력이 일정 압력 이하로 떨어져 선회 스크롤(150)이 부상을 하지 못하게 되면 토출공간(113)과 흡입공간(112)을 연통시키는 연통구멍(148)이 형성될 수 있다.

하지만, 연통구멍(148)이 너무 넓게 형성되면 오히려 정상운전시에도 선회 스크롤(150)의 거동을 불안정하거나 오일이 과도하게 압축실(P)로 유입되게 할 수 있어 바람직하지 않을 수 있다. 반면, 연통구멍(148)이 너무 좁으면 가공이 어려워 생산성이 저하될 수 있다.

이에 본 실시예에서는 연통구멍(148)의 직경은 가공하기에 충분히 넓게 형성하되, 그 연통구멍(148)의 내부에 감압부재를 삽입하여 냉매 또는 오일이 통과할 수 있는 연통구멍(148)의 단면적을 좁힘으로써 고압의 냉매가 효과적으로 감압될 수 있도록 할 수 있다. 그리고 이를 통해, 고압의 냉매가 저압부인 흡입공간(112)으로 유입되어 압축기의 효율이 저하되는 것을 미연에 방지하면서도 연통구멍(148)의 가공을 용이하게 할 수 있어 그만큼 생산성이 향상될 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에 의한 연통구멍(148)은 비선회 스크롤(140)의 토출공간측 측면(141a)에서 축방향으로 일정 깊이만큼 형성되는 제1 구멍(148a)이 형성되고, 제1 구멍(148a)에서 연장되어 제2 스러스트면(B2)으로 관통되는 제2 구멍(148b)으로 형성될 수 있다.

제1 구멍(148a)의 내경(D1)은 제2 구멍(148b)의 내경(D2)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 연통구멍(148)은 2단 구멍으로 형성될 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 연통구멍은 제1 구멍과 제2 구멍 외에 다단으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 감압부재의 외경은 두 번째 구멍의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 또, 이 경우 냉매가 다단으로 된 연통구멍을 통과하면서 감압효과가 더욱 향상될 수 있다.

물론, 연통구멍(148)은 비선회 스크롤(140)의 토출공간측 측면(141a)에서 제2 스러스트면(B2)까지 동일한 내경을 가진 한 개의 구멍으로 형성될 수도 있지만, 이 경우에는 연통구멍(148)의 내경이 감압에 필요한 크기, 즉 1~2mm 정도의 작은 구멍으로 형성하기가 어려울 수 있다.

따라서, 본 실시예에서와 같이 제2 구멍(148b)의 길이를 최소한으로 짧게 형성하더라도 연통구멍(148)은 제1 구멍(148a)과 제2 구멍(148b)으로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 구멍(148a)의 내경(D1)이 제2 구멍(148b)의 내경(D2)보다 크게 형성되므로, 제1 구멍(148a)과 제2 구멍(148b)의 사이에는 연결면(148c)이 형성될 수 있다. 이로써, 제1 구멍(148a)에 소정의 직경을 가지는 봉 형상의 감압부재(170)를 삽입하는 경우, 그 감압부재(170)의 일단은 상기 연결면(148c)에 안착되는 길이로 형성될 수 있다.

연결면(148c)은 도 6에서와 같이 제1 구멍과 제2 구멍 사이에 직각면으로 형성될 수도 있지만, 제1 구멍(148a)의 직경이 불과 수 mm 정도가 될 수 있으므로 드릴로 가공하면서 직각면으로 형성하기 어려울 수도 있다.

따라서, 연결면(148c)은 도 7과 같이 경사면으로 형성될 수도 있다. 연결면(148c)이 경사면으로 형성되면 그 경사면 중간에 감압부재(170)가 안착될 수 있다. 상기와 같이 연결면(148c)이 경사면으로 형성되면 제1 구멍(148a)과 제2 구멍(148b) 사이에서의 유동저항이 감소하여 냉매가 신속하게 이동할 수 있다.

한편, 제1 구멍(148a)에 감압부재를 삽입하는 경우 제2 구멍(148b)이 감압부재(170)에 의해 가려질 수 있으므로, 감압부재(170)의 일단, 즉 연결면(148c)에 접하는 일단에는 요홈 모양으로 연통홈(171)이 형성될 수 있다. 이로써, 제2 구멍(148b)의 내경(D2)이 감압부재(170)의 직경(D3)에 비해 작게 형성되어 그 제2 구멍(148b)이 감압부재(170)에 의해 가려지더라도 제1 구멍(148a)을 통과하는 냉매가 연통홈(171)을 통해 제2 구멍(148b)으로 원활하게 흘러나갈 수 있게 된다.

도 8a 및 도 8b는 본 실시예의 스크롤 압축기가 정상운전시 및 고진공 운전시 제2 스러스트면에서의 냉매유동 상태를 보인 종단면도이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 압축기가 정상운전 상태일 경우에는 배압실(134)의 압력에 의해 선회 스크롤(150)이 비선회 스크롤(140)을 향해 부상하여, 제2 스러스트면(B2)이 밀착된다. 그러면 연통구멍(148)의 제2 구멍(148b)이 닫혀 토출공간(113)의 냉매가 흡입공간(112)으로 이동을 하지 못하게 된다.

반면, 도 8b에 도시된 바와 같이, 압축기가 냉매의 흡입압이 낮아지거나 흡입량이 감소하는 이상운전 상태일 경우에는 중간압이 낮아지게 된다. 그러면 배압실(134)의 압력이 낮아져 선회 스크롤(150)이 부상하지 못하면서 비선회 스크롤(140)로부터 이격된다. 그러면 연통구멍(148)의 제2 구멍(148b)이 열리면서 토출공간(113)의 냉매가 흡입공간(112)으로 이동을 하게 된다. 그러면 이 흡입공간(112)으로 이동하는 냉매가 흡입구(144)를 거쳐 압축실(P)로 이동을 하면서 압축실(P)이 고진공화되는 것을 억제할 수 있게 된다.

이때, 토출공간(113)의 냉매는 토출압을 이루게 되지만, 이 토출압의 냉매가 연통구멍(148)의 내주면과 감압부재(170)의 외주면 사이의 좁은 틈새(172)를 통과하면서 압력이 낮아지게 된다. 따라서, 흡입공간(112)으로 유입되는 냉매의 압력은 토출압에 비해 상당히 낮은 압력을 유지하게 되어 이 냉매가 압축실(P)로 유입되더라도 흡입손실을 최소한으로 낮출 수 있게 된다.

한편, 감압부재(170)는 연통구멍(148)에 삽입된 상태에서 감압부재(170)의 토출공간측 일단을 지지볼트(173)으로 눌러 고정할 수 있다. 지지볼트는 도 5에서와 같이, 비선회 스크롤(140)의 경판부(141)에 볼트(173)를 체결하여 그 지지볼트(173)의 머리부로 감압부재(170)의 일단을 지지할 수 있다.

또, 감압부재(170)는 토출된 냉매의 역류를 방지하는 체크밸브(146) 또는 중간압의 냉매를 선택적으로 바이패스 시키는 바이패스 밸브(147)의 부속품을 이용하여 감압부재(170)의 토출측 일단을 지지할 수도 있다.

예를 들어, 바이패스 밸브(147)를 체결하기 위한 볼트(147b)의 머리부를 이용하여 감압부재(170)를 지지하거나, 또는 도 9에서와 같이, 바이패스 밸브(147)의 열림량을 제한하는 리테이너(147a)를 길게 연장하여 이 리테이너로 감압부재(170)d의 토출측 일단을 지지할 수도 있다.

하지만, 별도의 부재를 이용하여 감압부재(170)를 고정하지 않고 감압부재(170)를 연통구멍(148)에 압입하여 고정하거나 또는 나사산을 형성하여 나사 체결할 수도 있다.

이 경우에는 도 10 및 도 11에서와 같이 감압부재(170)의 외주면에 디컷(D-cut) 모양으로 적어도 한 개 이상의 연통면(174)을 형성하여 연통구멍(148)의 내주면 사이에 냉매가 이동할 수 있는 틈새(173)를 형성할 수 있다. 연통면(174)은 감압부재(170)의 외주면 양단 사이에 길이방향을 따라 직선면으로 형성되거나 또는 나선형으로 형성될 수 있다.

또, 도면으로 도시하지는 않았으나, 감압부재(170)는 원형 단면 형상으로 형성하되 연통구멍(148)을 각진 형상이나 복수 개의 원이 일부 겹친 형상으로 형성하여 감압부재(170)와의 사이에 틈새(173)를 형성할 수도 있다. 이로써, 얇은 감압부재의 표면에 별도의 연통면을 형성하지 않아도 되므로 그만큼 감압부재의 감압부재를 용이하게 제작할 수 있다. 물론, 연통구멍(148)은 원형으로 형성하고 감압부재를 각진 형상으로 형성할 수도 있다.

한편, 감압부재(170)는 연통구멍(148)에 고정하지 않을 수도 있다. 이 경우 감압부재(170)의 외경이 연통구멍(148)의 내경에 비해 작기 때문에 감압부재(170)가 연통구멍(148)의 내부에서 압력차 또는 압축기 진동에 의해 움직일 수 있지만, 감압부재(170)와 연통구멍(148) 사이의 간격이 작고 토출공간(113)으로 토출되는 오일의 일부가 감압부재(170)와 연통구멍(148) 사이의 틈새(173)로 유입되어 감압부재(170)의 움직임을 억제할 수도 있다. 하지만, 압축기의 운반시 또는 운전중 이상 조건이 발생하면 감압부재(170)가 탈거되거나 또는 운전 중에 압축기 소음을 유발할 수도 있으므로 가급적 감압부재(170)는 전술한 실시예 등을 이용하여 연통구멍(148)에 고정하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 연통구멍(148)의 감압 효과는 그 연통구멍(148)의 길이와 틈새(173)의 관계식으로 정의될 수 있다. 즉, 연통구멍(148)의 길이가 길수록, 틈새(173)가 작을수록 감압 효과는 향상될 수 있다.

특히, 감압효과를 감안하면 도 5와 같이 감압부재(170)의 외주면 전체에 틈새(173)가 형성되는 경우가 도 10과 같이 감압부재(170)의 외주면 일측에 틈새(173)가 형성되는 것에 비해 동일 면적 대비 감압효과가 향상될 수 있다.

즉, 도 11과 같이 감압부재(170)의 외주면 일측에 틈새(173)가 형성되는 경우에는 도 7과 같이 감압부재(170)의 외주면 전체에 틈새(173)이 형성되는 것에 비해 수력직경이 상승하여 유체저항이 감소함에 따라 감압효과가 저하될 수 있다. 따라서 틈새의 면적이 동일한 경우에는 감압부재의 외주면을 따라 틈새가 고르게 분산되어 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명에 의한 연통구멍에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예와 같이 제1 구멍(148a)과 제2 구멍(148b)은 동심상에 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 축중심을 가지도록 형성될 수도 있다.

예를 들어, 도 12에서와 같이 비선회 스크롤(140)의 경판부(141) 외경이 최외곽 비선회 랩(143)보다 안쪽에 위치하거나 적어도 비선회측 경판부(141)의 가장자리에 여유가 없는 경우에는 제1 구멍(148a)이 제2 구멍(148b)에 비해 비선회 스크롤(140)의 중심쪽에 형성되고, 제2 구멍(148b)은 제1 구멍(148a)과 일부가 반경방향으로 중첩되어 바깥쪽에 위치하도록 형성될 수 있다. 이로써, 제1 구멍(또는, 감압부재)(148a)은 압축실(P)과 반경방향으로 중첩되지 않는 정도의 길이로 형성될 수 있다.

이 경우에도 제1 구멍(148a)과 제2 구멍(148b)의 직경은 동일하게 형성될 수도 있지만, 제2 구멍(148b)의 직경(D2)이 제1 구멍(148a)의 직경(D1)보다 작게 형성될 수 있다. 하지만, 제1 구멍(148a)과 제2 구멍(148b) 사이의 중첩면적이 제1 구멍(148a)의 내경(D1)보다 작아지게 되므로, 제1 구멍(148a)에 감압부재(170)가 삽입되면 제2 구멍(148b)이 가려질 수 있다. 따라서, 이 경우에도 감압부재(170)의 단부에 연통홈이 형성되어 제1 구멍(148a)과 제2 구멍(148b) 사이의 연결면(148c)에 고정하거나 또는 도 12과 같이 감압부재(170)의 외주면에 연통면(174)이 디컷 모양으로 절개 형성되어 제1 구멍(148a)에 압입되도록 할 수 있다.

이로써, 연통구멍(148), 특히 제1 구멍(148a)을 가공이 용이한 정도의 직경을 가지도록 형성하면서도 감압부재(170)를 이용하여 연통구멍(148)의 면적을 적절하게 조절할 수 있다.

이를 통해, 압축기가 정상운전을 할 때 연통구멍로 유입되는 냉매에 의해 선회 스크롤의 거동을 불안정해지면서 제2 스러스트면이 벌어지는 것을 억제할 수 있다.

또, 고압부인 토출공간과 저압부인 흡입공간 사이에 구비되어 저압부의 고진공화를 방지하는 장치를 간소화하여 제조 비용을 절감할 수 있다.

또, 고압부의 냉매가 저압부로 신속하게 이동하게 되어 압축실에서의 고진공화를 신속하게 해제할 수 있다.

또, 고압부에서 저압부로 유입되는 냉매가 연통구멍를 거치면서 적정 압력으로 감압됨에 따라 저압부에서의 흡입손실이 발생되는 것을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

또, 압축실에서 토출되는 냉매에는 오일이 함유되어 있으나, 이 냉매는 토출공간(113)에서 오일과 분리되어 냉동사이클로 배출되는 반면 냉매에서 분리되는 오일은 토출공간(113)에 남게 된다. 이 남은 오일량이 증가하게 되면 냉동사이클 전체에서 오일부족이 발생하게 되어 냉동능력이 저하될 뿐만 아니라 압축기 내부에서도 오일부족이 발생되어 윤활성능이 크게 저하될 수 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 연통구멍(148)이 형성되는 경우에는 오일이 연통구멍(148)을 통해 제2 스러스트면(B2)으로 조금씩 흘러나가게 되고, 특히 흡입공간(112)의 압력이 급격하게 저하되는 경우에는 냉매와 함께 오일이 흡입공간(112)으로 바이패스되어 압축기를 포함한 냉동사이클 전체에서의 오일부족을 해소할 수 있다. 이 경우에도 오일은 좁은 연통구멍(148)과 감압부재 사이의 틈새(173)를 통과하면서 감압되어 흡입손실을 억제할 수 있다.

한편, 연통구멍(148)의 출구단인 제2 구멍(148b)은 흡입구(144) 주변 또는 흡입실(P1)에 인접하도록 형성되는 것이 제2 스러스트면으로 유입되는 냉매와 오일이 흡입실(P1)로 신속하게 이동할 수 있어 바람직하다.

도 13은 본 실시예에 따른 연통구멍의 위치를 보인 비선회 스크롤의 저면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 흡입구(144)는 비선회 스크롤(140)의 일측면에 관통 형성되고, 흡입구(144)를 시작으로 소정의 크랭크각[대략, 흡입구의 중심선(L1)을 기준으로 180°]까지는 바깥쪽 압축포켓이 형성되지 않으므로 이 지점까지의 비선회 스크롤(140)의 저면은 스러스트 베어링면(제2 스러스트면)을 형성하지 않고 선회 스크롤(150)의 선회랩(152)과 이격될 수 있도록 단차진 마찰회피면(빗금쳐진 부분)(142a)이 형성되어 있다.

따라서, 연통구멍(148)의 제2 구멍(148b)이 형성되는 크랭크각(α)은 제2 스러스트면(B2)을 형성하는 부위, 즉 흡입구(144)의 중심선을 기준으로 랩의 궤적을 따라 대략 270°범위 이내에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 스크롤 압축기에서 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 연통구멍(148)에 감압부재를 삽입하여, 연통구멍(148)에서 냉매 또는 오일의 감압이 이루어지도록 하는 것이나, 본 실시예는 비선회 스크롤(140)의 토출공간측 측면(141a)에 연장홈(149)을 형성하여 그 연장홈(149)에서 감압이 이루어지도록 하는 것이다.

예를 들어, 도 14 및 도 15에서와 같이 비선회 스크롤(140)의 토출공간측 측면(141a)에 원호 형상으로 연장홈(149)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 연장홈(149)의 일단은 연통구멍(148)과 연통되는 반면 타단은 연통구멍(148)으로부터 분리될 수 있다.

연장홈(149)을 복개하는 복개부재(149a)를 비선회 스크롤(140)의 토출공간측 측면(141a)에 결합할 수 있다. 여기서, 복개부재(149a)는 연장홈(149)과 연통구멍(148)이 연통되는 부위는 복개하는 반면, 연장홈(149)의 타단은 토출공간(113)에 연통되어 그 토출공간(113)의 냉매가 연장홈으로 유입될 수 있도록 개방할 수 있다.

물론, 연장홈(149)이 환형으로 형성될 수도 있다. 이 경우에도 연통구멍(148)과 연통되는 부위를 제외한 연장홈(149)의 적어도 어느 한 쪽은 토출공간(113)과 연통되도록 노출단(149b)이 형성되어야 한다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기의 기본적인 구성과 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하다. 다만, 본 실시예는 연통구멍(148)에 감압부재를 설치할 수도 있지만, 연장홈(149)에서 감압이 이루어지므로 굳이 연통구멍(148)에 감압부재를 설치할 필요가 없을 수 있다.

또, 본 실시예에서는 연장홈(149)이 연통구멍(148)의 단면적보다 작게 형성될 수 있어, 가공이 어려운 연통구멍(148)은 상대적으로 단면적을 크게 하여 가공성을 높이는 반면, 상대적으로 가공이 용이한 연장홈(149)은 단면적을 작게 하더라도 가공성이 향상될 수 있다.

110 : 케이싱 112 : 흡입공간
113 : 토출공간 120 : 구동모터
130 : 메인 프레임 132 : 실링부재
134 : 배압실 140 : 비선회 스크롤
141 : 경판부 142 : 측벽부
143 : 비선회랩 144 : 흡입구
145 : 토출구 146 : 체크밸브
146a : 리테이너 147 : 바이패스 밸브
147a : 리테이너 148 : 연통구멍
148a : 제1 구멍 148b : 제2 구멍
149 : 연장홈 150 : 선회 스크롤
151 : 경판부 152 : 선회랩
170 : 감압부재 171 : 연통홈
172 : 틈새 173 : 지지볼트
174 : 연통면 B1 : 제1 스러스트 베어링면
B2 : 제2 스러스트 베어링면

Claims (16)

1. 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리되는 케이싱;
   상기 케이싱에 결합되는 메인 프레임;
   상기 메인 프레임에 결합되고, 흡입구와 토출구가 형성되는 비선회 스크롤;
   상기 메인 프레임에 스러스트 방향으로 지지되어 제1 스러스트 베어링면을 형성하고, 상기 비선회 스크롤과 함께 제2 스러스트 베어링면을 형성하며, 상기 비선회 스크롤과 맞물려 압축실을 형성하는 선회 스크롤;
   상기 선회 스크롤에 결합되어 상기 선회 스크롤에 구동력을 전달하는 구동 모터;
   상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에서 상기 제2 스러스트 베어링면으로 관통 형성되는 연통구멍; 및
   상기 연통구멍의 토출공간측 단부와 상기 제2 스러스트 베어링면측 단부가 모두 개구되도록 상기 연통구멍의 단면적보다 작은 단면적을 가지며 속이 찬 봉 형상으로 형성되어, 상기 연통구멍에 삽입되는 감압부재;를 포함하고,
   상기 연통구멍의 내주면과 상기 감압부재의 외주면 사이에 유체통로를 이루며 감압을 위한 틈새가 형성되고,
   상기 감압부재는 상기 제2 스러스트 베어링면에 근접하는 일단에 연통홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
   
2. 삭제
3. 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리되는 케이싱;
   상기 케이싱에 결합되는 메인 프레임;
   상기 메인 프레임에 결합되고, 흡입구와 토출구가 형성되는 비선회 스크롤;
   상기 메인 프레임에 스러스트 방향으로 지지되어 제1 스러스트 베어링면을 형성하고, 상기 비선회 스크롤과 함께 제2 스러스트 베어링면을 형성하며, 상기 비선회 스크롤과 맞물려 압축실을 형성하는 선회 스크롤;
   상기 선회 스크롤에 결합되어 상기 선회 스크롤에 구동력을 전달하는 구동 모터;
   상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에서 상기 제2 스러스트 베어링면으로 관통 형성되는 연통구멍; 및
   상기 연통구멍의 토출공간측 단부와 상기 제2 스러스트 베어링면측 단부가 모두 개구되도록 상기 연통구멍의 단면적보다 작은 단면적을 가지며 속이 찬 봉 형상으로 형성되어, 상기 연통구멍에 삽입되는 감압부재;를 포함하고,
   상기 연통구멍의 내주면과 상기 감압부재의 외주면 사이에 유체통로를 이루며 감압을 위한 틈새가 형성되고,
   상기 감압부재는 그 외주면에 적어도 한 개 이상의 연통면이 형성되며, 상기 연통면은 상기 감압부재의 양단 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 연통구멍은,
   상기 토출공간측 측면에서 일정 깊이까지는 제1 내경을 가지도록 형성되는 제1 구멍; 및
   상기 제1 구멍에서 연통되고 상기 제2 스러스트 베어링면까지 관통되며 제2 내경을 가지도록 형성되는 제2 구멍;을 포함하고,
   상기 제2 구멍의 내경은 상기 감압부재의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 구멍의 내경은 제2 구멍의 내경보다 크게 형성되어 상기 제1 구멍과 제2 구멍 사이에 연결면이 형성되며,
   상기 연결면에 상기 감압부재의 일단이 지지되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 감압부재는 상기 연결면에 접하는 단부의 면에 상기 제1 구멍과 제2 구멍을 연통시키는 연통홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 감압부재는 상기 연통구멍의 내경보다 작게 형성되고, 상기 감압부재의 토출공간측 단부는 상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에 구비되는 부재에 의해 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에는 밸브가 설치되고, 상기 밸브 또는 그 밸브를 지지하는 부재의 적어도 일부가 상기 감압부재의 토출공간측 끝단과 축방향으로 중첩되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제3항에 있어서,
   상기 감압부재는 그 외주면의 일부가 상기 연통구멍의 내주면에 밀착되어 고정되며,
   상기 연통구멍의 내주면 또는 상기 감압부재의 외주면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 연통면이 형성되어 상기 연통구멍의 내주면과 상기 감압부재의 외주면 사이의 일부가 이격되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 감압부재는 적어도 일부가 상기 압축실과 반경방향으로 중첩되는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 감압부재는 상기 압축실에 대해 축방향 외곽에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 연통구멍은,
    상기 토출공간측 측면에서 일정 깊이까지는 제1 내경을 가지도록 형성되는 제1 구멍; 및
    상기 제1 구멍에서 연통되고 상기 제2 스러스트 베어링면까지 관통되며 제2 내경을 가지도록 형성되는 제2 구멍;을 포함하고,
    상기 제1 구멍과 제2 구멍은 그 축방향 중심선이 서로 다른 선상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 스러스트 베어링면에 형성되는 상기 연통구멍의 일단은 최외곽 압축실보다 외곽에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
14. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 비선회 스크롤의 고압부측 측면에는 상기 연통구멍과 연통되는 연장홈이 소정의 길이를 가지도록 형성되고,
    상기 비선회 스크롤의 고압부측 측면에는 상기 연장홈과 연통구멍이 연결되는 부위를 포함하여 상기 연장홈의 일부를 복개하는 복개부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 분리되는 케이싱;
    상기 케이싱에 결합되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임에 결합되고, 흡입구와 토출구가 형성되는 비선회 스크롤;
    상기 메인 프레임에 스러스트 방향으로 지지되어 제1 스러스트 베어링면을 형성하고, 상기 비선회 스크롤과 함께 제2 스러스트 베어링면을 형성하며, 상기 비선회 스크롤과 맞물려 압축실을 형성하는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤에 결합되어 상기 선회 스크롤을 편심 회전시키는 구동 모터;
    상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에서 상기 제2 스러스트 베어링면으로 관통 형성되는 연통구멍;
    상기 연통구멍과 연통되도록 상기 비선회 스크롤의 고압부측 측면에 소정의 길이를 가지도록 연장 형성되는 연장홈;
    상기 비선회 스크롤의 토출공간측 측면에 결합되고, 상기 연장홈과 연통구멍이 연결되는 부위를 포함하여 상기 연장홈의 일부를 복개하는 복개부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 연장홈의 단면적은 상기 연통구멍의 단면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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