KR101739389B1

KR101739389B1 - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR101739389B1
Application number: KR1020160022077A
Authority: KR
Inventors: 진홍균; 주상우
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-05-24
Also published as: US20170241419A1; CN107120270A; CN107120270B; EP3211238A1; EP3211238B1; US10458412B2

Abstract

본 발명에 의한 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되어, 선회운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 맞물려 압축실을 형성하는 비선회 스크롤; 상기 케이싱의 내부공간을 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판; 및 상기 고저압 분리판의 고압부측 측면에 결합되고, 상기 고저압 분리판을 관통하여 상기 고압부와 저압부 사이를 연통시키는 연통구멍이 형성되며, 상기 고압부의 온도변화에 따라 상기 연통구멍을 선택적으로 개폐하는 밸브가 상기 고저압 분리판에서 일정 간격만큼 이격되게 구비되는 과열방지유닛;을 포함함으로써, 저압부의 냉매온도가 고저압분리판을 통해 과열방지유닛으로 전달되는 것을 차단할 수 있고, 고압부의 과열시 압축기를 신속하게 정지시켜 손상을 방지할 수 있다.

Description

밀폐형 압축기{HERMETIC SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 고압부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있는 밀폐형 압축기의 과열 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부공간에 구동력을 발생하는 구동모터 및 그 구동모터의 구동력을 전달받아 기체를 압축하는 압축부가 함께 구비되어 있다.

이러한 밀폐형 압축기는 구동모터에서 발생되는 열과 압축부에서 발생되는 열에 의해 과열될 수 있고, 이는 압축기의 효율저하 및 신뢰성 저하를 야기하는 주된 원인이 될 수 있다. 때문에, 밀폐형 압축기 중에서 내부공간이 저압부와 고압부로 분리되는 경우 과열시 고압부의 냉매를 저압부로 바이패스시켜 저압부의 온도를 높임으로써 압축기를 정지시키는 방안이 알려져 있다. 대표적인 예가 스크롤 압축기이다.

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 고압식과 저압식으로 구분될 수 있다. 고압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 거치지 않고 직접 흡입실로 흡입되었다가 케이싱의 내부공간을 거쳐 토출되는 방식으로, 케이싱의 내부공간 대부분이 토출공간인 고압부를 이루게 된다. 반면, 저압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 통해 흡입실로 간접 흡입되는 방식으로, 케이싱의 내부공간이 고저압 분리판에 의해 흡입공간인 저압부와 토출공간인 고압부로 나뉘어져 있다.

도 1은 종래 저압식 스크롤 압축기를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 저압식 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 선회 스크롤(40)이 올담링(36)에 의해 선회 가능하게 지지되고, 선회 스크롤(40)의 상측에는 비선회 스크롤(50)이 맞물려 압축실(P)을 형성하도록 설치되어 있다.

구동모터(20)의 회전자(22)에 회전축(25)이 결합되고, 회전축(25)에 선회 스크롤(40)이 편심지게 결합되며, 비선회 스크롤(50)은 메인 프레임(30)에 회전이 구속되어 결합되어 있다.

비선회 스크롤(50)의 상측에는 그 비선회 스크롤(50)이 운전중에서 압축실(P)의 압력에 의해 부상하는 것을 억제하기 위한 배압실 조립체(60)가 결합되어 있다. 배압실 조립체(60)에는 중간압의 냉매가 채워지는 배압실(60a)이 형성되어 있다.

배압실 조립체(60)의 상측에는 그 배압실 조립체(60)의 배면을 지지하는 동시에 케이싱(10)의 내부공간(11)을 흡입공간인 저압부(11)와 토출공간인 고압부(12)로 분리하는 고저압 분리판(15)이 설치되어 있다.

고저압 분리판(15)은 외주면이 케이싱(10)의 내주면에 밀착되어 용접 결합되고, 중앙부에는 비선회 스크롤(50)의 토출구(54)와 연통되는 배출구멍(15a)이 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 13은 흡입관, 14는 토출관, 17은 보조 베어링, 18은 서브 프레임, 21은 고정자, 21a는 권선코일, 41은 선회 스크롤의 경판부, 42는 선회랩, 51은 비선회 스크롤의 경판부, 51a는 스크롤측 배압구멍, 52는 비선회랩, 53은 흡입구, 61은 배압 플레이트, 62a는 플레이트측 배압구멍, 62는 플로팅 플레이트이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는, 구동모터(20)에 전원이 인가되어 회전력이 발생되면, 회전축(25)이 구동모터(20)의 회전력을 선회 스크롤(40)에 전달하게 된다.

그러면 선회 스크롤(40)이 올담링(36)에 의해 비선회 스크롤(50)에 대해 선회운동을 하면서, 그 비선회 스크롤(50)과의 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하여 냉매를 흡입·압축·토출시키게 된다.

이때, 압축실(P)에서 압축되는 냉매의 일부는 배압구멍(51a)(61a)을 통해 중간압실에서 배압실(60a)로 이동을 하게 되고, 이 배압실(60a)로 유입되는 중간압의 냉매는 배압력을 발생시켜 배압실 조립체(60)를 이루는 플로팅 플레이트(65)를 부상시킨다. 이 플로팅 플레이트(65)가 고저압 분리판(15)의 저면에 밀착되어 고압부(12)와 저압부(11)가 분리되는 동시에, 배압실 압력은 비선회 스크롤(50)을 선회 스크롤(40)으로 밀어내 비선회 스크롤(50)과 선회 스크롤(40) 사이의 압축실(P)이 기밀을 유지할 수 있게 된다.

하지만, 상기와 같은 압축 과정에서 압축기의 환경 조건에 따라서는 고압부(12)의 온도가 설정 온도 이상으로 상승하여, 압축기 전체가 과열될 수 있다. 압축기가 과열되면 모터를 비롯한 부품들이 소손될 우려가 있다.

따라서, 종래의 고저압 분리판(15)에는 고압부(12)의 온도에 따라 그 고압부(12)와 저압부(11) 사이를 선택적으로 연통시키는 과열방지유닛(80)이 설치되어 있다.

예를 들어, 종래에는 배출구멍(15a)의 주변에 저압부(11)와 고압부(12) 사이를 연통시키는 연통구멍(15b)이 형성되고, 연통구멍(15b)의 고압부측 단부에는 소정의 깊이를 가지도록 함몰되고 그 안에 과열방지유닛(80)이 설치되는 밸브홈(15c)이 형성되어 있다.

종래의 과열방지유닛(80)은 연통구멍(15b)을 개폐할 수 있는 밸브(81)가 스토퍼(82)에 의해 지지되도록 설치되어 있다. 밸브(81)는 고압부(12)와 저압부(11)의 온도차에 따라 열변형되는 바이메탈로 이루어져 있다.

이러한 과열방지유닛(80)은 고압부(12)의 온도가 정상인 경우에는 도 2a와 같이 연통구멍(15b)을 차단한 상태를 유지하지만, 고압부(12)의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 경우에는 도 2b에서와 같이 밸브(81)가 열변형되면서 연통구멍(15b)을 개방시켜, 고압부(12)의 냉매가 냉매구멍(81a)과 연통구멍(15b)을 통해 저압부(11)로 누설시킨다. 그러면 고온의 냉매가 저압부(11)에 설치된 과부하 차단기(Overload Protector)(90)를 작동시켜 압축기가 정지되도록 함으로써 압축기가 손상되는 것을 미연에 방지하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 과열방지유닛(80)은, 앞서 설명한 바와 같이 고압부(12)와 저압부(11) 사이의 온도차에 따라 열변형되는 밸브(81)가 고저압 분리판(15)에 직접 접촉된 상태로 설치되는 것이나, 밸브(81)는 얇은 고저압 분리판(15)에 직접 접촉됨에 따라 상대적으로 차가운 저압부(11)의 온도영향을 받게 될 수 있다. 이로 인해, 고압부(12)의 온도가 크게 상승하더라도 밸브(81)는 저압부(11)의 온도영향을 받으면서 고압부(12)의 온도를 정확하게 반영하지 못하게 되어, 결국 압축기를 과열로부터 보호하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또, 종래의 과열방지유닛(80)은, 밸브(81)가 고저압 분리판(15)에 설치되기 위해 고저압 분리판(15)에는 밸브(81)가 삽입되는 밸브홈(15c)이 소정의 깊이만큼 함몰지게 형성됨에 따라, 실제 밸브(81)가 접촉되는 부위에서의 고저압 분리판(15)의 두께는 더욱 얇아지게 되면서, 밸브(81)는 저압부(11)의 온도영향을 더욱 크게 받게 되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 과열방지유닛(80)은, 밸브(81)가 고저압 분리판(15)에 매립되어 설치된 상태로 케이싱(10)에 조립되므로, 밸브홈(15c)이나 연통구멍(15b) 또는 밸브(81)의 가공오차 등이 발생하는 경우에는 고저압 분리판(15) 전체를 교체하여야 하는 손실 비용이 증가하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 고압부의 과열을 정확하게 반영하여 압축기의 과부하를 효과적으로 억제할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 저압부로부터 온도영향을 적게 받아 밸브의 신뢰성을 높일 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 조립이 용이하면서도 가공오차 등이 발생할 경우 부품의 교체에 따른 손실 비용을 최소화할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐용기내에 고압부와 저압부를 분리하는 고저압 분리판을 가지는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고저압 분리판의 표면 상부에 그 고저압 분리판으로부터 소정의 간격을 두고 온도에 의해서 작동하는 과열방지유닛을 설치하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 과열방지유닛은 일체형으로 구성하여 고저압 분리판에 조립될 수 있다.

그리고, 상기 과열방지유닛과 고저압 분리판 사이에는 단열 소재로 된 별도의 부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 과열방지유닛에는 밸브의 양쪽 측면이 고압부와 연통되도록 복수 개의 가스구멍이 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 선회운동을 하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 맞물려 압축실을 형성하는 비선회 스크롤; 상기 케이싱의 내부공간을 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판; 및 상기 고저압 분리판의 고압부측 측면에 결합되고, 상기 고저압 분리판을 관통하여 상기 고압부와 저압부 사이를 연통시키는 연통구멍이 형성되며, 상기 고압부의 온도변화에 따라 상기 연통구멍을 선택적으로 개폐하는 밸브가 상기 고저압 분리판에서 일정 간격만큼 이격되게 구비되는 과열방지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 과열방지유닛은 상기 밸브가 수용되어 상기 고저압 분리판에 결합되는 바디를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 바디는, 상기 밸브가 수용되는 밸브공간이 형성되고, 상기 밸브공간은 상기 연통구멍과 연통될 수 있다.

그리고, 상기 바디는, 상기 밸브공간이 구비되는 밸브수용부; 및 상기 밸브수용부에서 돌출 형성되며, 상기 고저압 분리판에 삽입되어 체결되는 체결부;로 이루어지며, 상기 체결부에 상기 연통구멍이 관통 형성될 수 있다.

그리고, 상기 밸브수용부에는 그 밸브수용부가 상기 고압부와 연통되어 상기 밸브의 일측면이 상기 고압부와 접하도록 하는 제1 가스구멍이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 밸브수용부에는 상기 제1 가스구멍과 분리되어 상기 밸브의 타측면이 상기 고압부와 접하도록 하는 제2 가스구멍이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 밸브수용부는, 상기 밸브가 안착되는 안착부; 및 상기 안착부의 테두리에서 환형으로 연장되어 밸브공간을 형성하는 측벽부;를 포함하고, 상기 안착부의 적어도 일부는 상기 고저압 분리판으로부터 일정 간격만큼 이격될 수 있다.

그리고, 상기 밸브수용부는, 상기 밸브가 안착되는 안착부; 및 상기 안착부의 테두리에서 환형으로 연장되어 밸브공간을 형성하는 측벽부;를 포함하고, 상기 안착부의 외측면과 상기 고저압 분리판의 사이에는 단열재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 밸브수용부와 체결부의 사이에는 단차면이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 고저압 분리판과 과열방지유닛 사이에는 단열재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 과열방지유닛에는 고압부와 연통되는 제1 가스구멍과 제2 가스구멍이 형성되고, 상기 제1 가스구멍과 제2 가스구멍은 상기 밸브를 사이에 두고 그 밸브의 양쪽 측면에 대향하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 내부공간을 흡입공간과 토출공간으로 분리하는 공간분리부; 상기 케이싱의 흡입공간에 설치되고, 과부하 차단장치가 구비되는 구동부; 상기 구동부에 의해 구동되면서 압축공간을 형성하고, 그 압축공간에서 압축된 냉매를 토출공간으로 토출하는 압축부; 및 상기 공간분리부에 설치되어 상기 토출공간의 온도가 설정 온도 이상으로 상승하면 상기 토출공간의 냉매를 흡입공간으로 바이패스 시키는 과열방지유닛;을 포함하고, 상기 과열방지유닛은, 상기 공간분리부에 체결되고, 상기 흡입공간과 토출공간 사이를 연통시키는 연통구멍이 형성되며, 상기 연통구멍의 단부에는 상기 토출공간과 연통되는 밸브공간이 형성되는 바디; 및 상기 바디의 밸브공간에 수용되고, 상기 토출공간의 온도에 따라 상기 연통구멍을 선택적으로 개폐하는 밸브;를 포함하는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 바디에는 복수 개의 구멍이 형성되고, 상기 복수 개의 구멍은 상기 밸브의 양쪽 측면에 각각 대응하도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 바디의 외측면과 이에 대응하는 공간분리부의 외측면 사이에는 단열재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 공간분리부에 대응하는 상기 바디의 외측면에는 그 바디의 외측면 일부가 이격되도록 단차면이 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 고저압 분리판에 별도의 과열 방지 장치를 조립하여 결합함으로써, 밸브가 고저압 분리판에 직접 접촉되지 않도록 하여 밸브가 저압부의 온도영향을 적게 받도록 할 수 있고, 이를 통해 밸브가 고압부의 온도 상승에 민감하게 반응하여 압축기의 과열에 따른 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 고저압 분리판과 과열 방지 장치 사이에 단열재를 설치할 수 있어 단열효과를 더욱 높일 수 있으며, 밸브의 양쪽 접촉면에 고압부의 냉매가 모두 접촉할 수 있도록 형성하여 밸브가 더욱 신속하게 반응하도록 할수도 있다.

도 1은 종래 과열방지유닛이 구비된 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서, 과열방지유닛이 닫힌 상태와 열린 상태를 각각 보인 종단면도,
도 3은 본 발명에 따른 과열방지유닛이 구비된 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 4는 도 3에 따른 과열방지유닛을 고저압 분리판으로부터 분해하여 보인 사시도,
도 5a 및 도 5b는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서, 과열방지유닛이 닫힌 상태와 열린 상태를 각각 보인 종단면도,
도 6은 본 발명에 따른 과열방지유닛의 다른 실시예를 보인 종단면도.

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

도 3은 본 발명에 따른 과열방지유닛이 구비된 스크롤 압축기를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 과열방지유닛을 고저압 분리판으로부터 분해하여 보인 사시도이며, 도 5a 및 도 5b는 도 3에 따른 스크롤 압축기에서, 과열방지유닛이 닫힌 상태와 열린 상태를 각각 보인 종단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 과열방지유닛의 다른 실시예를 보인 종단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 스크롤 압축기는, 케이싱(110)의 밀폐된 내부공간이 후술할 비선회 스크롤(150)의 상측에 설치되는 고저압 분리판(115)에 의해 흡입공간인 저압부(111)와 토출공간인 고압부(112)로 분리된다. 여기서, 저압부(111)는 고저압 분리판(115)의 하측 공간에 해당되고, 고압부(112)는 고저압 분리판의 상측 공간에 해당된다.

그리고, 저압부(111)와 연통되는 흡입관(113) 및 고압부(112)와 연통되는 토출관(114)이 각각 케이싱(110)에 고정되어, 냉매를 케이싱(110) 내부공간으로 흡입하거나 케이싱(110) 외부로 토출될 수 있도록 한다.

케이싱(110)의 저압부(111)에는 고정자(121) 및 회전자(122)로 된 구동모터(120)가 구비된다. 고정자(121)는 케이싱(110)의 내벽면에 열박음 방식으로 고정되고, 회전자(122)의 중앙부에는 회전축(125)이 삽입되어 결합된다.

회전축(125)의 하측은 케이싱(110) 하부에 설치되는 보조 베어링(117)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 보조 베어링(117)은 케이싱(110) 내면에 고정되는 하부 프레임(118)에 의해 지지되어, 회전축(125)을 안정적으로 지지할 수 있도록 한다. 하부 프레임(118)은 케이싱(110)의 내벽면에 용접 고정될 수 있고, 케이싱(110)의 바닥면은 오일 저장공간으로서 사용된다. 오일 저장공간에 저장된 오일은 회전축(125) 등에 의해서 상측으로 이송되어, 오일이 케이싱(110) 내부로 고르게 공급될 수 있도록 한다.

회전축(125)의 상단부는 메인 프레임(130)에 의해 회전가능하게 지지된다. 메인 프레임(130)은 하부 프레임(118)과 같이 케이싱(110)의 내벽면에 고정 설치되며, 저면에는 하향으로 돌출되는 메인 베어링부(131)가 형성되고, 메인 베어링부(131)의 내부에 회전축(125)이 삽입된다. 메인 베어링부(131)의 내벽면은 베어링 면으로서 작용하며, 상술한 오일과 함께 회전축(125)이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.

메인 프레임(130)의 상면에 선회 스크롤(140)이 배치된다. 선회 스크롤(140)은 대략 원판 형태를 갖는 경판부(141)와 경판부(141)의 일측면에 나선형으로 형성되는 선회랩(142)을 포함한다. 선회랩(142)은 후술할 비선회 스크롤(150)의 비선회랩(152)과 함께 압축실(P)을 형성하게 된다.

선회 스크롤(140)의 경판부(141)는 메인 프레임(130)의 상면에 의해 지지된 상태에서 선회 구동하게 되는데, 경판부(141)와 메인 프레임(130) 사이에는 올담링(136)이 설치되어 선회 스크롤(140)의 자전을 방지하게 된다.

그리고, 선회 스크롤(140)의 경판부(141) 저면에는 회전축(125)이 삽입되는 보스부(143)가 형성되고, 이를 통해 회전축(125)의 회전력이 선회 스크롤(140)을 선회 구동하게 된다.

선회 스크롤(140)과 맞물리는 비선회 스크롤(150)은 선회 스크롤(140)의 상부에 배치된다. 여기서, 비선회 스크롤(150)은 선회 스크롤(140)에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는데, 구체적으로는 메인 프레임(130)에 끼워지는 복수 개의 가이드 핀(미도시)이 비선회 스크롤(150)의 외주부에 형성되는 복수 개의 가이드 홀(미도시)에 삽입된 상태로 메인 프레임(130)의 상부면에 얹혀 있다.

한편, 비선회 스크롤(150)은 몸체부의 상면이 원판 형태로 형성되어 경판부(151)를 이루고, 경판부(151)의 하부에는 상술한 선회 스크롤(140)의 선회랩(142)과 맞물리는 비선회랩(152)이 나선형으로 형성된다.

비선회 스크롤(150)의 측면에는 저압부(111) 내부에 존재하는 냉매가 흡입되는 흡입구(153)가 형성되고, 경판부(151)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(154)가 형성된다.

상술한 바와 같이, 선회랩(142)과 비선회랩(152)은 복수 개의 압축실(P)을 이루고, 압축실은 토출구(154)측으로 선회 이동하면서 그 부피가 축소되어 냉매를 압축하게 된다. 따라서, 흡입구(153)와 인접한 압축실의 압력이 최소가 되고, 토출구(154)와 연통되는 압축실의 압력이 최대가 되며, 그 사이에 존재하는 압축실의 압력은 흡입구(153)의 흡입압과 토출구(154)의 토출압 사이의 값을 갖는 중간압을 이루게 된다. 중간압은 후술할 배압실(160a)로 인가되어 비선회 스크롤(150)을 선회 스크롤(140) 측으로 누르는 역할을 하게 되므로, 중간압을 갖는 영역 중 하나와 연통되고, 냉매가 토출되는 스크롤측 배압구멍(151a)가 경판부(151)에 형성된다.

비선회 스크롤(150)의 경판부(151) 상부에 배압실 조립체(160)의 일부를 이루는 배압 플레이트(161)가 고정된다. 배압 플레이트(161)는 대략 환형으로 형성되고, 비선회 스크롤(150)의 경판부(151)와 접하게 되는 지지 플레이트(162)를 갖는다. 지지 플레이트(162)는 중앙이 비어있는 환형의 판 행태를 가지며, 상술한 스크롤측 배압구멍(151a)와 연통되는 플레이트측 배압구멍(162a)가 지지 플레이트(162)를 관통하도록 형성된다.

그리고, 지지 플레이트(162)의 상면에는 그 지지 플레이트(162)의 내주면 및 외주면을 둘러싸도록 제1 및 제2 환형벽(163, 164)이 형성된다. 제1 환형벽(163)의 외주면과 제2 환형벽(164)의 내주면, 그리고 지지 플레이트(162)의 상면은 환형으로 된 배압실(160a)을 형성하게 된다.

상기 배압실(160a)의 상측에는 그 배압실(160a)의 상면을 이루는 플로팅 플레이트(165)가 설치된다. 플로팅 플레이트(165)의 내측 공간부의 상단부에는 실링 단부(166)가 구비된다. 실링 단부(166)는 플로팅 플레이트(165)의 표면으로부터 상향으로 돌출되도록 형성되고, 그 내경은 중간 토출구(167)를 가리지 않을 정도로 형성된다. 실링 단부(166)는 상술한 고저압 분리판(115)의 하측면과 접하여, 토출된 냉매가 저압부(111)로 누설되지 않고 고압부(112)으로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.

도면중 미설명 부호인 168은 역지밸브이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 고정자(121)측에 전력을 인가하면, 그로 인해서 회전축(125)이 회전하게 된다. 그러면 회전축(125)의 상단부에 결합된 선회 스크롤(140)은 회전축(125)이 회전하게 됨에 따라 비선회 스크롤(150)에 대해서 선회 운동을 하게 되고, 그로 인해 비선회랩(152)과 선회랩(142) 사이에 형성된 복수 개의 압축실(P)이 토출구(154)측으로 이동하면서 냉매가 압축된다.

토출구(154)에 도달하기 전에 압축실(P)이 스크롤측 배압구멍(151a)와 연통되면, 냉매의 일부가 지지 플레이트(162)에 형성되는 플레이트측 배압구멍(162a)로 유입되고, 그에 따라 배압 플레이트(161) 및 플로팅 플레이트(165)에 의해 형성되는 배압실(160a)에 중간압이 인가된다. 이로 인해서, 배압 플레이트(161)는 하향으로 압력을 받게 되고, 플로팅 플레이트(165)는 상향으로 압력을 받게 된다.

여기서, 배압 플레이트(161)는 볼트에 의해 비선회 스크롤(150)과 결합되어 있으므로, 배압실(160a)의 중간압은 비선회 스크롤(150)에도 영향을 미치게 된다. 다만, 비선회 스크롤(150)은 이미 선회 스크롤(140)의 경판부(141)에 접하여 하향으로 이동이 불가능한 상태이므로, 플로팅 플레이트(165)가 상향으로 이동하게 된다. 플로팅 플레이트(165)는 실링 단부(166)가 고저압 분리판(115)의 하단부와 접하면서 고압부(112)인 토출공간에서 저압부(111)인 흡입공간으로 냉매가 누설되는 것을 차단하게 된다. 아울러, 배압실(160a)의 압력이 비선회 스크롤(150)을 선회 스크롤(140)측으로 밀면서 선회 스크롤(140)과 비선회 스크롤(150) 사이에서의 누설을 차단하게 된다.

상기와 같이 플로팅 플레이트(165)에 의해 고압부(112)와 저압부(111) 사이가 차단된 상태에서 압축기는 운전을 지속하게 되는데, 이러한 압축기의 사용 환경조건이 변하게 되면 고압부(112)인 토출공간의 온도가 설정온도 이상으로 상승할 수 있다. 이 경우 압축기의 일부 부품이 고온에 의해 손상될 수 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 도 3과 같은 고저압 분리판(115)에 과열방지유닛(180)을 설치할 수 있다. 본 실시예의 과열방지유닛(180)은, 고압부(112)의 온도가 설정온도 이상이 되면 고압부(112)와 저압부(111) 사이를 연통시켜 고압부(112)의 냉매가 저압부(111)로 누설되도록 하고, 이 누설되는 고온의 냉매가 고정자(121)의 상단에 구비된 과부하 차단기(190)를 작동시켜 압축기를 정지시킨다. 따라서, 과열방지유닛(180)은 토출공간의 온도에 민감하게 반응할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 과열방지유닛(180)은 고저압 분리판(115)이 얇은 판재로 형성되어 고압부(112)와 저압부(111) 사이를 분리하는 점을 고려하여, 가급적 고저압 분리판(115)으로부터 일정 간격만큼 이격되도록 함으로써 과열방지유닛(180)이 상대적으로 온도가 낮은 저압부(111)로부터 온도영향을 덜 받도록 하는 것이다.

예를 들어, 도 4에서와 같이 본 실시예에 따른 과열방지유닛(180)은, 밸브판(185)이 수용되는 바디(181)를 별도로 제작하여 그 바디(181)를 고저압 분리판(115)에 체결할 수 있다. 이로써, 고저압 분리판과 밸브판이 소정의 간격만큼 이격되어 고저압 분리판으로부터 밸브판이 영향을 덜 받게 된다.

바디(181)는 고저압 분리판(115)과 같은 재질로 형성될 수도 있지만, 상대적으로 열전달율이 낮은 재질로 형성되는 것이 단열 측면에서 바람직할 수 있다. 그리고 바디(181)는 밸브공간을 가지는 밸브수용부(182)가 형성되고, 밸브수용부(182)의 외측면 중앙에는 그 바디(181)를 고저압 분리판(115)에 체결하기 위한 체결부(183)가 소정의 길이만큼 돌출 형성된다.

밸브수용부(182)는 원판모양으로 형성되어 그 상면에 밸브판(185)이 안착되는 안착부(182a)와, 안착부(182a)의 테두리에서 환형으로 연장 형성되어 안착부(182a)의 상면과 함께 밸브공간을 형성하는 측벽부(182b)로 이루어진다. 안착부(182a)의 두께가 측벽부(182b)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 하지만, 안착부의 두께가 두꺼운 경우 열을 보유하는 효과가 발생시킬 수 있으므로 신뢰성이 보장되는 범위내에서 안착부의 두께가 측벽부의 두께보다 얇게 형성될 수도 있다.

안착부(182a)의 저면에는 고저압 분리판(115)에 지지되는 단차면(182c)이 형성된다. 이에 따라 안착부(182a)의 저면 중에서 단차면(182c) 밖에 위치하는 외측 안착부(184d)의 저면은 고저압 분리판(115)의 상면으로부터 일정 간격(h)만큼 이격될 수 있다. 이로써, 바디와 고저압 분리판 사이의 접촉면적을 줄이는 동시에 바디와 고저압 분리판 사이로 토출공간의 냉매가 유입되어 그만큼 신뢰성을 높일 수 있다.

하지만, 도 4 내지 도 5b에서와 같이 단차면(182c)과 고저압 분리판(115) 사이에 가스켓(184)과 같은 실링역할을 하는 단열재를 구비하는 것이 바디(181)와 고저압 분리판(115) 사이의 열전달을 억제할 수 있어 바람직할 수 있다.

또, 안착부(182a)의 상면 중앙에서 체결부(183)의 하단까지는 고압부(112)와 저압부(111) 사이를 연통시키는 연통구멍(181a)이 형성된다. 연통구멍(181a)의 입구단, 즉 안착부(182a)의 상면쪽 단부에는 후술할 밸브판(185)의 실링돌부(185c)가 삽입되도록 댐퍼(미도시)가 테이퍼지게 형성될 수 있다.

측벽부(182b)의 상단에는 밸브스토퍼(186)를 삽입한 후 절곡시켜 밸브스토퍼(186)를 지지하는 지지돌부(182e)가 형성된다. 밸브스토퍼(186)는 그 중앙에는 고압부(112)의 냉매가 밸브판(185)의 제1 접촉면(185a)에 항상 접하도록 제1 가스구멍(186a)을 갖는 링 모양으로 형성된다.

여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 안착부(182a)에는 고압부(112)의 냉매가 밸브판(185)의 제2 접촉면(185b)에 접하도록 적어도 한 개 이상의 제2 가스구멍(182f)이 형성될 수 있다. 이로써, 토출공간의 냉매가 제1 가스구멍(186a)을 통해 밸브판(185)의 제1 접촉면(185a)에 직접 접촉하는 동시에 제2 가스구멍(182f)을 통해 밸브판(185)의 제2 접촉면(185b)에 직접 접촉되어, 밸브판(185)의 제1 접촉면(185a)과 제2 접촉면(185b) 사이의 온도차이를 줄이는 동시에 밸브판(185)의 반응속도를 높일 수 있다.

밸브판(185)은 고압부(112)의 온도에 따라 열변형되면서 연통구멍(181a)을 개폐할 수 있도록 바이메탈로 이루어진다. 밸브판(185)의 중앙부에는 실링돌부(185c)가 연통구멍(181a)을 향해 돌출 형성되고, 실링돌부(185c)의 주변으로는 열림동작시 냉매가 통과할 수 있도록 복수 개의 냉매구멍(185d)이 형성된다.

한편, 체결부(183)의 외주면에는 나사산이 형성되어 고저압 분리판(115)에 구비된 체결구멍(115b)에 나사 결합될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 압입하거나, 또는 용접이나 접착제를 이용하여 결합될 수도 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기의 과열 방지 장치는, 고압부(112)의 온도가 정상인 경우에는 도 5a와 같이 연통구멍(181a)을 차단한 상태를 유지한다.

하지만, 고압부(112)의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 경우에는 도 5b에서와 같이 밸브판(185)이 열변형되면서 연통구멍(181a)을 개방시켜, 고압부(112)의 냉매가 저압부(111)로 누설시킨다. 그러면 고온의 냉매가 저압부(111)에 설치된 과부하 차단기(Overload Protector)(190)를 작동시켜 압축기가 정지되도록 함으로써 압축기가 손상되는 것을 미연에 방지한다.

이렇게 하여, 본 실시예는 저압부(111)의 낮은 냉매온도가 고저압 분리판(115)을 통해 열전도에 의해 밸브판(185)으로 전달되는 경로를 길게 함으로써, 단열효과를 높일 수 있게 되고 이로 인해 밸브판(185)이 저압부(111)의 온도영향을 훨씬 적게 받게 된다.

반면, 밸브판(185)이 고저압 분리판(115)의 고압부측 상면(115c)으로부터 일정 높이(h)만큼 이격되어 고압부(112)인 토출공간에 위치하게 되고, 이로 인해 밸브판(185)이 고압부(112)로부터 대부분의 온도영향을 받아 고압부(112)의 온도 상승에 민감하게 반응하게 된다.

이에 따라, 고압부의 온도가 설정값 이상으로 상승하게 되면 밸브판이 신속하게 열리면서 고압부의 냉매가 연통구멍을 통해 저압부로 신속하게 이동하게 되고, 이 냉매는 구동모터에 구비된 과부하 차단기를 작동시켜 압축기를 정지시키게 된다.

이를 통해, 본 실시예에 의한 과열방지유닛이 압축기의 운전 상태에 대해 왜곡되지 않고 정확하게 반응하게 되어 고온에 의한 압축기의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 저압식 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하였으나, 케이싱의 내부공간이 흡입공간인 저압부와 토출공간인 고압부로 분리되는 밀폐형 압축기에는 모두 동일하게 적용될 수 있다.

Claims

밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되어, 선회운동을 하는 선회 스크롤;
상기 선회 스크롤에 맞물려 압축실을 형성하는 비선회 스크롤;
상기 케이싱의 내부공간을 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판; 및
상기 고저압 분리판의 고압부측 측면에 결합되고, 상기 고저압 분리판을 관통하여 상기 고압부와 저압부 사이를 연통시키는 연통구멍이 형성되며, 상기 고압부의 온도변화에 따라 상기 연통구멍을 선택적으로 개폐하는 밸브가 상기 고저압 분리판에서 일정 간격만큼 이격되게 구비되는 과열방지유닛;을 포함하고,
상기 과열방지유닛은 상기 밸브가 수용되는 밸브공간이 구비되어 상기 고저압 분리판에 결합되는 바디를 포함하며,
상기 바디는,
상기 밸브공간이 구비되는 밸브수용부; 및
상기 밸브수용부에서 돌출 형성되며, 상기 고저압 분리판에 삽입되어 체결되는 체결부;로 이루어지며,
상기 체결부에 상기 연통구멍이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 바디는,
상기 밸브공간은 상기 연통구멍과 연통되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 밸브수용부에는 그 밸브수용부가 상기 고압부와 연통되어 상기 밸브의 일측면이 상기 고압부와 접하도록 하는 제1 가스구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제5항에 있어서,
상기 밸브수용부에는 상기 제1 가스구멍과 분리되어 상기 밸브의 타측면이 상기 고압부와 접하도록 하는 제2 가스구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,
상기 밸브수용부는
상기 밸브가 안착되는 안착부; 및
상기 안착부의 테두리에서 환형으로 연장되어 밸브공간을 형성하는 측벽부;를 포함하고,
상기 안착부는 적어도 일부가 상기 고저압 분리판으로부터 일정 간격만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,
상기 밸브수용부는
상기 밸브가 안착되는 안착부; 및
상기 안착부의 테두리에서 환형으로 연장되어 밸브공간을 형성하는 측벽부;를 포함하고,
상기 안착부의 외측면과 상기 고저압 분리판의 사이에는 단열재가 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,
상기 밸브수용부와 체결부의 사이에는 단차면이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제1항에 있어서,
상기 고저압 분리판과 과열방지유닛 사이에는 단열재가 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되어, 선회운동을 하는 선회 스크롤;
상기 선회 스크롤에 맞물려 압축실을 형성하는 비선회 스크롤;
상기 케이싱의 내부공간을 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판; 및
상기 고저압 분리판의 고압부측 측면에 결합되고, 상기 고저압 분리판을 관통하여 상기 고압부와 저압부 사이를 연통시키는 연통구멍이 형성되며, 상기 고압부의 온도변화에 따라 상기 연통구멍을 선택적으로 개폐하는 밸브가 상기 고저압 분리판에서 일정 간격만큼 이격되게 구비되는 과열방지유닛;을 포함하고,
상기 과열방지유닛에는 상기 고압부와 연통되는 제1 가스구멍과 제2 가스구멍이 형성되고,
상기 제1 가스구멍과 제2 가스구멍은 상기 밸브를 사이에 두고 그 밸브의 양쪽 측면에 대향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
밀폐된 내부공간을 가지는 케이싱;
상기 내부공간을 흡입공간과 토출공간으로 분리하는 공간분리부;
상기 케이싱의 흡입공간에 설치되고, 과부하 차단장치가 구비되는 구동부;
상기 구동부에 의해 구동되면서 압축공간을 형성하고, 그 압축공간에서 압축된 냉매를 토출공간으로 토출하는 압축부; 및
상기 공간분리부에 설치되어 상기 토출공간의 온도가 설정 온도 이상으로 상승하면 상기 토출공간의 냉매를 흡입공간으로 바이패스 시키는 과열방지유닛;을 포함하고,
상기 과열방지유닛은,
상기 공간분리부에 체결되고, 상기 흡입공간과 토출공간 사이를 연통시키는 연통구멍이 형성되며, 상기 연통구멍의 단부에는 상기 토출공간과 연통되는 밸브공간이 형성되는 바디; 및
상기 바디의 밸브공간에 수용되고, 상기 토출공간의 온도에 따라 상기 연통구멍을 선택적으로 개폐하는 밸브;를 포함하고,
상기 바디의 외측면과 이에 대응하는 공간분리부의 외측면 사이에는 단열재가 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제12항에 있어서,
상기 바디에는 복수 개의 구멍이 형성되고,
상기 복수 개의 구멍은 상기 밸브의 양쪽 측면에 각각 대응하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
삭제
제12항에 있어서,
상기 공간분리부에 대응하는 상기 바디의 외측면에는 그 바디의 외측면 일부가 이격되도록 단차면이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.