KR20140114212A - 바이패스 수단을 갖는 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이패스 수단을 갖는 상부 배압식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출 커버; 상기 토출 커버와 이격되어 배치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 선회 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실 및 토출실을 형성하고, 상기 중간압실과 연통되도록 형성되는 하나 이상의 바이패스 홀을 포함하는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤의 상부에 체결되어 고정 스크롤의 상방향 움직임을 제한하고, 상기 중간압실의 작동유체 일부를 유입하여 고정 스크롤을 선회 스크롤 측으로 가압하며, 상기 토출실과 상기 토출공간을 연통시키는 토출유로를 구비하는 배압실 조립체; 및 상기 바이패스 홀을 개폐하는 바이패스 밸브;를 포함하고, 상기 바이패스 홀과 상기 토출유로를 연통시키는 바이패스 유로가 상기 배압실 조립체와 상기 고정 스크롤 사이에 형성되는 스크롤 압축기가 제공된다.

Description

바이패스 수단을 갖는 스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR WITH BYPASSING MEANS}

본 발명은 바이패스 수단을 갖는 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 중간압실에 존재하는 냉매를 토출구로 바이패스하는 수단을 갖는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 나선형의 랩을 갖는 고정 스크롤과 상기 고정 스크롤에 대해서 선회 운동하는 선회 스크롤을 이용한 압축기로서, 고정 스크롤과 선회스크롤이 맞물려 돌면서 그 사이에서 형성된 압축실의 용적이 선회스크롤의 선회 운동에 따라 감소되며, 이에 따라 유체의 압력이 상승되어 고정 스크롤 중심부에 뚫려있는 토출구에서 토출되는 형태의 압축기이다.

이러한 스크롤 압축기는 선회 스크롤이 선회하는 동안 흡입, 압축 및 토출이 연속적으로 이루어지는 특징을 갖고 있고, 이에 따라 원칙적으로 토출밸브 및 흡입밸브가 필요없고, 부품의 수가 적어 구조가 간단할 뿐만 아니라 고속회전이 가능한 특징을 갖는다. 또한, 압축에 필요한 토크의 변동이 적고, 연속적으로 흡입 및 압축이 일어나기 때문에 소음 및 진동이 작은 장점을 갖는다.

이러한 스크롤 압축기에서 중요한 것 중 하나가 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이의 누설 및 윤활문제이다. 즉, 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이에서의 누설을 방지하기 위해서는 랩의 단부와 경판부의 표면이 밀착되도록 하여 압축된 냉매가 누설되지 않도록 하여야 한다. 반면에, 선회 스크롤이 고정 스크롤에 대해서 원활하게 선회 운동할 수 있도록 마찰로 인한 저항을 최소화하여야 하지만, 상기 누설과 윤활 문제는 서로 상충하는 관계에 있게 된다. 즉, 랩의 단부와 경판부의 표면을 강하게 밀착시키면, 누설의 측면에서는 유리하지만 마찰이 증가하여 소음 및 마모로 인한 손상이 증가하게 된다. 반면에, 밀착 강도를 낮게 하면, 마찰은 감소하지만 실링력이 낮아져 누설이 증가하게 된다.

따라서, 종래에는 선회 스크롤 또는 고정 스크롤의 배면에 토출압과 흡입압의 사이값으로 정의되는 중간압을 갖는 배압실을 형성하여 실링 및 마찰 감소의 문제를 해소하여 왔다. 즉, 선회 스크롤과 고정 스크롤 사이에 형성된 복수 개의 압축실 중 중간압을 갖는 압축실과 연통되는 배압실을 형성하여, 선회 스크롤과 고정 스크롤이 적정한 정도로 밀착되도록 함으로써, 누설 및 윤활 문제를 해소할 수 있는 것이다.

한편, 상기 배압실은 선회 스크롤의 저면 또는 고정 스크롤의 상부면에 위치하는 경우가 있으며, 이를 편의상 하부 배압식 및 상부 배압식 스크롤 압축기라 칭한다. 하부 배압식 스크롤 압축기의 경우 구조가 간단하고 바이패스 홀 등을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있지만 선회 운동하는 선회 스크롤의 저면에 배압실이 위치하므로 배압실의 형태 및 위치가 선회 운동에 따라 변하게 되어 선회 스크롤이 틸팅하면서 진동 및 소음이 발생될 우려가 높고, 누설을 방지하기 위해 삽입되는 오링의 마모가 빠른 문제가 있었다. 한편, 상부 배압식의 경우 상대적으로 구조가 복잡하지만 배압실이 고정된 형태 및 위치를 가지고 있으므로, 고정 스크롤이 틸팅될 우려가 적고, 배압실의 실링도 양호한 장점을 갖는다.

대한민국 특허출원 제10-2000-0037517호(발명의 명칭 : 베어링하우징을 가공하기 위한 방법 및 베어링하우징을 포함하는 스크롤머신)은 이러한 상부 배압식 스크롤 압축기의 일예를 개시하고 있다. 도 1은 상기 종래 기술에 개시된 상부 배압식 스크롤 압축기의 일 예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 스크롤 압축기(10)는 케이싱(12) 내에 고정 설치되는 메인 프레임(24)의 상부에서 선회 운동하도록 배치되는 선회 스크롤(56)과, 상기 선회 스크롤과 맞물리는 고정 스크롤(68)을 포함한다. 그리고, 상기 고정 스크롤(68)의 상부에는 배압실(78)이 형성되고, 상기 배압실을 밀폐하는 플로팅 플레이트(80)가 토출유로(74)의 외주면을 따라서 상하로 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 상기 플로팅 플레이트(80)의 상부면에는 토출 커버(22)가 설치되어 압축기 내부 공간을 흡입 공간 및 토출 공간으로 구획하고 잇다.

그리고, 상기 플로팅 플레이트(80)와 상기 배압실 사이에는 립실(미도시)을 설치하여 배압실로부터의 누설을 차단할 수 있도록 하고 있다.

상기 배압실은 상기 압축실 중 하나와 연통되어 중간압이 인가되며, 그에 따라, 상기 플로팅 플레이트를 상향으로, 상기 고정 스크롤은 하향으로 압력을 받게 된다. 플로팅 플레이트가 배압실의 압력으로 인해 상승하면 그 단부가 상기 토출 커버와 접하면서 토출 공간을 밀폐하고, 고정 스크롤은 하부로 이동하면서 선회 스크롤과 밀착되게 된다. 이를 통해서, 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이를 효과적으로 실링할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 상부 배압식 스크롤 압축기의 경우 고정 스크롤의 상부면이 배압실에 의해서 가려져 있기 때문에 바이패스 홀을 형성할 수 없는 문제점이 있었다. 이를 해소하기 위해서, 대한민국 특허출원 제10-2012-7023733호(발명의 명칭 : 밸브 조립체를 포함하는 압축기)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 배압실(BP)의 중앙부에 위치하며, 배압실을 상하로 관통하는 허브 부재(76) 및 상기 허브 부재의 하부에 배치되는 밸브 조립체(28)를 구비하고, 상기 밸브 조립체가 상기 허브 부재 내부에서 상하로 이동하면서 고정 스크롤 상부면에 형성되는 바이패스 홀(90, 92)을 개폐하도록 하고 있다.

상기 종래 기술에 의하면, 상부 배압식 스크롤 압축기에서도 바이패스 홀을 구비하여 과부하를 방지할 수 있는 효과를 제공하지만, 배압실 내에 허브 부재가 배치됨으로 인해서, 바이패스 홀의 위치를 임의로 설정하지 못하는 문제가 있었다. 즉, 배압실에 의해 충분한 배압력을 얻기 위해서는 소정 크기 및 위치에 배압실이 배치되어야 하기 때문에 상기 허브 부재의 크기가 제한되게 된다. 따라서, 바이패스 홀의 위치도 상기 허브 부재의 하부로 제한될 수밖에 없다.

또한, 플로팅 플레이트가 고정 스크롤의 배압실 내면과 상기 허브 부재의 외주면과 각각 접하면서 배압실을 밀봉하여야 하지만, 허부 부재의 가공 공차 및 결합 공차로 인해서 플로팅 플레이트의 실링 성능이 저하되는 문제점도 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 바이패스 홀을 고정 스크롤의 임의의 위치에 배치할 수 있는 바이패스 수단을 갖는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

본 발명은 또한, 간단한 구조의 바이패스 밸브를 채용할 수 있는 바이패스 수단을 갖는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 케이싱; 상기 케이싱 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출 커버; 상기 토출 커버와 이격되어 배치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤; 상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 선회 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실 및 토출실을 형성하고, 상기 중간압실과 연통되도록 형성되는 하나 이상의 바이패스 홀을 포함하는 고정 스크롤; 상기 고정 스크롤의 상부에 체결되어 고정 스크롤의 상방향 움직임을 제한하고, 상기 중간압실의 작동유체 일부를 유입하여 고정 스크롤을 선회 스크롤 측으로 가압하며, 상기 토출실과 상기 토출공간을 연통시키는 토출유로를 구비하는 배압실 조립체; 및 상기 바이패스 홀을 개폐하는 바이패스 밸브;를 포함하고, 상기 바이패스 홀과 상기 토출유로를 연통시키는 바이패스 유로가 상기 배압실 조립체와 상기 고정 스크롤 사이에 형성되는 스크롤 압축기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 종래의 고정 스크롤을 고정랩이 위치하는 부분과 배압실이 위치하는 부분으로 나누고, 이들 사이에 바이패스 밸브 및 바이패스 유로를 배치하여, 용이하게 바이패스 밸브를 설치할 수 있을 뿐만 아니라 바이패스 홀의 위치도 임의로 설정하는 것이 가능하도록 하고 있다.

여기서, 상기 흡입실, 중간압실 및 토출실은 선회 스크롤과 고정 스크롤에 의해 형성되는 복수 개의 압축실을 의미하는 것으로서, 구체적으로 흡입실은 냉매를 흡입하여 압축이 시작되기 직전의 압축실을, 토출실은 토출구와 연통되어 토출이 개시되기 시작하거나 토출이 이루어지는 도중에 있는 압축실을, 마지막으로 중간압실은 상기 흡입실과 토출실의 사이에 위치하고 압축이 이루어지는 과정에 있는 압축실을 지칭하는 용어이다.

여기서, 상기 바이패스 밸브는 상기 중간압실과 상기 토출공간의 압력 차에 의해서 개폐되도록 할 수 있다. 이때, 상기 토출공간의 압력이란 고정 스크롤을 통해 토출되는 냉매의 압력이 아니라, 상기 토출공간 내부의 평균적인 압력을 의미하는 것이다.

이때, 상기 바이패스 밸브의 개도를 제한하는 개도 제한 수단이 구비될 수 있고, 상기 개도 제한 수단은 상기 배압실 조립체의 저면에 형성될 수 있고, 별도의 리테이너를 구비할 수도 있다. 상기 리테이너는 상기 바이패스 밸브가 열리는 형태를 최적화할 수 있는 형태를 갖도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 리테이너는 별도로 구비될 수도 있고, 상기 배압실 조립체의 저면을 리테이너 형태를 갖도록 하여 구비될 수도 있다.

한편, 상기 바이패스 유로는 상기 배압실 조립체의 저면에 오목하게 형성되는 홈부 및 상기 고정 스크롤의 상부면에 의해 정의되고, 상기 바이패스 밸브는 상기 홈부의 내부에서 상하로 이동하면서 바이패스 홀을 개폐하도록 할 수 있다. 이때, 상기 바이패스 밸브의 상하 이동량은 상기 홈부의 내부면에 의해 제한되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 바이패스 밸브는 상기 바이패스 홀을 덮는 밸브 몸체; 및 상기 밸브 몸체를 상기 고정 스크롤과 배압실 조립체 사이에서 고정시키는 밸브 지지부;를 포함할 수 있다.

이때, 하나의 밸브 지지부에 복수 개의 밸브 몸체가 구비되도록 할 수 있다. 일 예로, 상기 밸브 지지부는 상기 토출구를 둘러싸도록 형성되고, 상기 밸브 몸체는 상기 밸브 지지부로부터 반경방향 내측으로 연장되도록 할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 밸브 지지부는 V자 형태로 연장될 수 있다.

그리고, 상기 밸브 지지부는 상기 배압실 조립체와 상기 고정 스크롤을 체결하는 체결부재에 의해 고정될 수 있고, 별도의 체결부재에 의해 고정될 수도 있다. 이 경우, 상기 밸브 지지부는 상기 고정 스크롤에 대해서 리벳 고정될 수 있다.

한편, 상기 배압실 조립체와 상기 고정 스크롤의 접촉면 사이에 상기 토출유로를 둘러싸는 실링 수단이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 배압실 조립체는 상기 토출 커버의 하부에서 상기 고정 스크롤에 고정되고, 상부가 개방되며 상기 중간압실과 연통되는 공간부를 구비하는 배압 플레이트; 및 상기 공간부를 밀폐하도록 상기 배압 플레이트에 이동 가능하게 결합되어 배압실를 형성하는 플로팅 플레이트;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 배압 플레이트는 상기 고정 스크롤의 상부면과 접하는 링 형태의 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 내측 공간부를 둘러 싸도록 형성되는 제1 환형벽; 및 상기 제1 환형벽의 외주부에 위치하는 제2 환형벽;을 포함할 수 있다. 이때, 상기 지지 플레이트에는 복수 개의 볼트 체결공이 형성되고, 상기 볼트 체결공을 관통하는 볼트에 의해 상기 고정 스크롤과 배압 플레이트가 체결될 수 있다.

그리고, 상기 플로팅 플레이트는 링 형태를 가지며, 상기 제1 환형벽의 외주면과 상기 제2 환형벽의 내주면이 각각 상기 플로팅 플레이트의 내주면 및 외주면과 접하도록 상기 플로팅 플레이트와 상기 배압 플레이트가 결합될 수 있다. 아울러, 상기 제2 환형벽은 상기 지지 플레이트의 외주면에 위치할 수 있다.

한편, 상기 바이패스 홀의 직경은 상기 고정 스크롤에 구비되는 랩의 두께보다 작도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 흡입공간 및 토출공간으로 구획되는 케이싱; 선회 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실 및 토출실을 형성하는 고정 스크롤; 및 상기 중간압실의 압력이 토출압력 보다 큰 경우에 작동유체를 고정 스크롤 외부로 토출시키는 바이패스 홀 및 바이패스 밸브; 및 상기 토출공간과 연통되는 토출유로 및 상기 토출된 중간압실의 작동유체를 상기 토출유로로 유도하는 바이패스 유로 형성부재;를 포함하고, 상기 토출된 중간압실의 작동유체는 상기 고정 스크롤 및 상기 바이패스 유로 형성부재의 대향면 사이를 따라 흐른 후 토출유로에 도달하는 스크롤 압축기가 제공된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 고정 스크롤을 고정랩이 위치하는 부분과 배압실이 위치하는 부분으로 나누고, 이들 사이에 바이패스 밸브 및 바이패스 유로를 배치하는 것을 통해서, 용이하게 바이패스 밸브를 설치할 수 있다. 이를 통해서, 조립 난이도를 경감하고 생산 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 바이패스 홀의 위치를 임의의 위치로 설정하는 것이 가능하므로, 운전조건의 변화 등에 의해 압축기에 과부하가 걸리는 것을 최소화할 수 있으며, 압축 초기에 과부하가 걸리는 경우에도 대처가 가능한 장점을 갖는다.

도 1은 종래의 상부 배압식 스크롤 압축기의 일예를 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 또 다른 상부 배압식 스크롤 압축기의 일예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배압 토출수단을 갖는 상부 배압식 스크롤 압축기의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3 중 고정 스크롤 및 배압실 조립체가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3 중 고정 스크롤 및 배압실 조립체를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 3 중 고정 스크롤을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 3 중 배압 플레이트의 저면을 도시한 평면도이다.
도 8은 도 3 중 고정 스크롤과 배압 플레이트의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 9는 도 3 중 체크 밸브 및 토출 체크 밸브의 작동을 설명하기 위한 부분 절개도이다.
도 10은 도 3에 도시된 실시예에 리테이너가 추가된 변형예를 도시한 부분 절개도이다.
도 11은 바이패스 밸브의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 12는 바이패스 밸브의 또 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 13은 바이패스 밸브의 또 다른 변형예를 도시한 사시도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 상부 배압식 스크롤 압축기의 실시예에 대해서 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 바이패스 수단을 갖는 상부 배압식 스크롤 압축기의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3 중 고정 스크롤 및 배압실 조립체가 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 3 중 고정 스크롤 및 배압실 조립체를 도시한 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 바이패스 수단을 갖는 스크롤 압축기의 제1 실시예(100)는 내부에 후술할 흡입공간(S)과 토출공간(D)을 구비하는 케이싱(110)을 구비한다. 상기 케이싱(110)의 내부공간은 케이싱(110) 상측에 설치되는 토출커버(102)에 의해 흡입공간(S)과 토출공간(D)으로 구획되며, 상기 토출커버(102)의 상측이 토출공간(D)에 해당되고, 하측이 흡입공간(S)에 해당된다. 그리고, 상기 흡입공간(S)과 연통되는 흡입포트 및 상기 토출공간(D)과 연통되는 토출포트가 각각 상기 케이싱(110)에 고정되어, 냉매를 상기 케이싱(110) 내부로 흡입하거나 케이싱(110) 외부로 토출될 수 있도록 한다.

상기 흡입공간(S)의 하부에는 고정자(112) 및 회전자(114)가 구비된다. 상기 고정자(112)는 상기 케이싱(110)의 내벽면에 열박음 방식으로 고정되고, 회전자(114)의 중앙부에는 회전축(116)이 삽입되어, 외부로부터 공급된 전력에 의해 상기 회전축(116)을 회전시키게 된다.

상기 회전축(116)의 하측은 상기 케이싱(110) 하부에 설치되는 보조 베어링(117)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 보조 베어링(117)은 케이싱(110) 내면에 고정되는 하부 프레임(118)에 의해 지지되어, 상기 회전축(116)을 안정적으로 지지할 수 있도록 한다. 상기 하부 프레임(118)은 상기 케이싱(110)의 내벽면에 용접 고정될 수 있고, 상기 케이싱(110)의 바닥면은 오일 저장공간으로서 사용된다. 상기 오일 저장공간에 저장된 오일은 상기 회전축(116) 등에 의해서 상측으로 이송되어, 오일이 케이싱(110) 내부로 고르게 공급될 수 있도록 한다.

상기 회전축(116)의 상단부는 메인 프레임(120)에 의해 회전가능하게 지지된다. 상기 메인 프레임(120)은 상기 하부 프레임(118)과 같이 상기 케이싱(110)의 내벽면에 고정 설치되며, 저면에는 하향으로 돌출되는 메인 베어링부(122)가 형성되고, 상기 메인 베어링부(122)의 내부에 상기 회전축(116)이 삽입된다. 상기 메인 베어링부(122)의 내벽면은 베어링 면으로서 작용하며, 상술한 오일과 함께 회전축(116)이 원활하게 회전될 수 있도록 지지한다.

상기 메인 프레임(120)의 상부면에 선회 스크롤(130)이 배치된다. 상기 선회 스크롤(130)은 대략 원판 형태를 갖는 경판부(132)와 상기 경판부(132)의 일측면에 나선형으로 형성되는 선회랩(134)을 포함한다. 상기 선회랩(134)은 후술할 고정 스크롤(140)의 고정랩(144)과 함께 압축실을 형성하게 된다. 상기 선회 스크롤(130)의 경판부는 상기 메인 프레임(120)의 상부면에 의해 지지된 상태에서 선회 구동하게 되는데, 상기 경판부(132)와 메인 프레임(120) 사이에는 올담링(136)이 설치되어 선회 스크롤(130)의 자전을 방지하게 된다. 그리고, 상기 선회 스크롤(130)의 경판부(132) 저면에는 상기 회전축(116)이 삽입되는 보스부(138)가 형성되어 있고, 이를 통해 회전축(116)의 회전력이 선회 스크롤(130)을 선회 구동하게 된다.

상기 선회 스크롤(130)과 맞물리는 고정 스크롤(140)은 상기 선회 스크롤(130)의 상부에 배치된다. 여기서, 상기 고정 스크롤(140)은 상기 선회 스크롤(130)에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는데, 구체적으로는 상기 메인 프레임(120)에 끼워지는 3개의 가이드 핀(104)이 고정 스크롤(140)의 외주부에 형성되는 3개의 가이드 홀(141)에 삽입된 상태로 메인 프레임(120)의 상부면에 얹혀 있다.

상기 가이드 홀(141)은 상기 고정 스크롤(140)의 몸체부 외주면에 돌출되도록 형성되는 3개의 핀 지지부(142)에 각각 형성된다. 여기서, 상기 가이드 핀(104) 또는 핀 지지부(142)의 개수는 임의로 설정할 수 있는 것이므로 반드시 3개로 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 고정 스크롤(140)은 상기 몸체부의 상부면이 원판 형태로 형성되어 경판부(143)를 이루고, 상기 경판부(143)의 하부에는 상술한 선회 스크롤(130)의 선회랩(134)과 맞물리는 고정랩(144)이 형성된다. 상기 고정랩(144)은 소정 형상의 나선형을 이루도록 연장되고, 상기 경판부(143)의 대략 중앙부에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(145)가 형성된다. 아울러, 상기 고정 스크롤(140)의 측면에는 상기 흡입공간(S) 내부에 존재하는 냉매가 흡입되는 흡입구(146)가 형성되어, 선회랩(134)과의 상호작용에 의해서 상기 흡입구(146)로 냉매가 흡입되도록 하고 있다.

상술한 바와 같이, 상기 고정랩(144)과 선회랩(134)은 복수 개의 압축실을 이루고, 상기 압축실은 상기 토출구측으로 선회 이동하면서 그 부피가 축소되어 냉매를 압축하게 된다. 따라서, 상기 흡입구(146)와 인접한 압축실의 압력이 최소가 되고, 토출구(145)와 연통되는 압축실의 압력이 최대가 되며, 그 사이에 존재하는 압축실의 압력은 상기 흡입구(146)의 흡입압과 토출구(145)의 토출압 사이의 값을 갖는 중간압을 갖게 된다. 상기 중간압은 후술할 배압실(BP)로 인가되어 상기 고정 스크롤(140)을 선회 스크롤(130) 측으로 누르는 역할을 하게 되므로, 상기 중간압을 갖는 영역 중 하나와 연통되고, 냉매가 토출되는 중간압 토출구(147)가 상기 경판부(143)에 형성된다(도 5 참조).

상기 중간압 토출구(147)의 주위에는 토출된 중간압을 갖는 냉매의 누설을 방지하기 위한 중간압 오링이 설치되기 위한 중간압 실링홈(147a)이 형성된다. 상기 중간압 실링홈(147a)은 중간압 토출구(147)를 둘러싸는 대략 원형으로 형성되는데, 그 형태가 반드시 원형으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 중간압 실링홈(147a)은 반드시 고정 스크롤(140)의 경판부에 형성될 필요는 없으며, 후술할 배압 플레이트(150)의 저면에 형성되는 예도 고려할 수 있다.

아울러, 상기 고정 스크롤(140)의 경판부(143)에는 상기 배압 플레이트(150)와의 체결수단으로서의 볼트(106)가 체결되기 위한 볼트 체결공(148)이 형성된다. 도시된 예에서 상기 볼트 체결공(148)은 4개가 형성되어 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6을 참조하면, 상기 토출구(145)의 양측에 각각 바이패스 홀(149)이 형성된다. 상기 바이패스 홀(149)은 상기 경판부(143)를 관통하도록 형성되어, 고정랩과 선회랩에 의해 형성되는 압축실까지 연장된다. 여기서, 상기 바이패스 홀(149)의 위치는 운전조건에 따라서 다르게 설정될 수 있지만, 바람직하게는 흡입압의 1.5배의 압력을 갖는 압축실과 연통되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 바이패스 홀(149)은 두 개의 관통홀을 포함하도록 형성되고, 두 개의 관통홀의 외주부를 둘러싸는 벽부(149a)가 추가적으로 형성된다. 상기 벽부(149a)는 후술할 바이패스 밸브의 밸브 몸체와 접하며, 관통홀로부터 토출된 냉매가 일시적으로 머무는 공간을 제공한다.

상기 바이패스 홀(149)과 인접하여 밸브 시트부(149b)가 형성된다. 상기 밸브 시트부(149b)는 후술할 바이패스 밸브의 밸브 지지부가 이동할 수 있는 공간을 제공하는 역할을 하며, 상기 벽부(149a)의 외주부로부터 일방향으로 연장되도록 형성된다.

도 5로 돌아가서, 상기 바이패스 밸브(124)는 상기 고정 스크롤의 경판부(143)에 리벳으로 고정되는 밸브 지지부(124a)를 포함한다. 상기 밸브 지지부(124a)는 대략 원호의 형태를 가지며, 두 개의 리벳에 의해 경판부(143)에 고정된다. 물론, 리벳 이외에 볼트나 나사 등의 체결 수단을 이용할 수도 있다. 상기 밸브 지지부(124a)는 상기 리벳이 체결되는 부분을 중심으로 하여 대략 "V"자 형태를 갖도록 연장되는데, 편의상 상기 연장부분을 연결부(124b)로 칭한다. 상기 각각의 연결부(124b)의 단부에는 밸브 몸체(124c)가 형성된다. 상기 밸브 몸체(124c)는 외력이 없는 경우 상술한 벽부(149a)와 접한 상태를 유지하며, 상기 벽부(149a)를 모두 덮을 수 있을 정도의 직경을 갖는다.

상기 고정 스크롤(140)의 경판부(143) 상부에 배압실 조립체가 설치된다. 상기 배압실 조립체는 배압 플레이트(150) 및 플로팅 플레이트(160)를 포함하며, 상기 고정 스크롤의 경판부(143)의 상부에 고정된다. 상기 배압 플레이트(150)는 대략 환형으로 형성되어 있고, 상기 고정 스크롤(140)의 경판부(143)와 접하게 되는 지지 플레이트(152)를 갖는다. 상기 지지 플레이트(152)는 중앙이 비어있는 환형의 판 행태를 가지며, 상술한 중간압 토출구(147)와 연통되는 중간압 흡입구(153)가 지지 플레이트(152)를 관통하도록 형성된다(도 8 참조). 또한, 상기 지지 플레이트(152)에는 상기 고정 스크롤(140)의 경판부(143)에 형성되는 볼트 체결공(148)과 연통되는 볼트 체결공(154)이 형성된다.

그리고, 상기 지지 플레이트(152)의 저면과 상기 고정 스크롤(140)의 상부면 사이에는 오링(154)이 개재된다. 이는 상기 지지 플레이트(152)와 고정 스크롤(140) 사이에서의 누설을 방지하기 위한 것으로서, 상기 오링(154)은 상기 고정 스크롤(140)의 상부면에 형성되는 환형의 홈(155)의 내부에 끼워진 상태로 고정된다. 아울러, 상기 오링(154)은 상기 볼트(106)에 의해 고정 스크롤(140)과 배압 플레이트(150)가 체결되는 과정에서 강하게 눌려져서, 대향면 사이를 실링하게 된다. 여기서, 상기 환형의 홈(155)은 고정 스크롤(140)이 아니라 지지 플레이트(152)의 저면에 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 지지 플레이트(152)의 내주면 및 외주면을 둘러싸도록 형성되는 제1 및 제2 환형벽(158, 159)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 환형벽(158, 159)은 상기 지지 플레이트(152)와 함께, 소정 형태의 공간부를 형성하는데, 상기 공간부는 상술한 배압실(BP)을 이루게 된다. 상기 제1 환형벽(158)은 상기 지지 플레이트(152)의 중앙부로부터 상향으로 연장되도록 형성되고, 상측 단부를 덮는 상부면(158a)을 가져서, 대략 일측이 개방된 원통형태를 갖게 된다.

상기 제1 환형벽(158)의 내부 공간은 상기 토출구(145)와 연통되어, 토출된 냉매를 상기 토출공간(D)으로 이동시키는 토출유로의 일부를 이룬다. 도 4 및 도 9를 참조하면, 상기 토출구(145)의 상부에는 원기둥 형태의 토출 체크밸브(108)가 배치된다. 구체적으로, 상기 토출 체크밸브(108)는 상기 토출구(145)를 완전히 덮을 수 있을 정도의 하부 단부를 가지며, 이로 인해서 토출 체크밸브(108)가 상기 고정 스크롤(140)의 경판부(143)와 접한 경우, 상기 토출 체크밸브(108)가 상기 토출구(145)를 폐쇄하도록 구성된다.

상기 토출 체크밸브(108)는 상기 제1 환형벽(158)의 내부 공간에 형성되는 밸브 가이드부(158b) 내부에 설치되고, 상기 밸브 가이드부(158b)는 상기 토출 체크밸브(108)의 상하 이동을 가이드하게 된다. 상기 밸브 가이드부(158b)는 상기 제1 환형벽(158)의 내부 공간을 상하 방향으로 관통되도록 형성되며, 그 내경은 상기 토출 체크밸브(108)의 외경과 동일하게 설정되어 토출 체크밸브(108)가 토출구의 상부에서 상하이동하는 것을 가이드하게 된다. 여기서, 상기 토출 체크밸브(108)의 외경과 밸브 가이드부(158b)의 내경이 동일하다는 의미는 완전히 일치한다는 것이 아니라 토출 체크밸브(108)가 이동할 수 있을 정도의 공차가 있음을 의미하는 것이다.

그리고, 상기 제1 환형벽(158)의 상부면의 대략 중앙부에는 상기 밸브 가이드부(158b)와 연통되는 토출압 인가홀(158c)이 형성된다. 상기 토출압 인가홀(158c)은 상기 토출공간(D)과 항상 연통되어 있게 된다. 따라서, 토출공간(D)으로부터 냉매가 토출구(145)측으로 역류하는 경우에는 상기 토출압 인가홀(158c)에 인가되는 압력이 토출구(145)의 압력보다 높게 되므로 토출 체크밸브(108)가 하향으로 이동하면서 토출구(145)를 폐쇄하게 되고, 토출구(145)의 압력이 높아져서 토출공간(D)의 압력보다 높게 되면 토출 체크밸브(108)가 상향으로 이동하면서 토출을 허용하게 된다.

상기 밸브 가이드부(158b)의 외측으로 중간 토출구(158d)가 형성된다. 상기 중간 토출구(158d)는 상기 토출구(145)를 통해 토출된 냉매가 상기 토출공간(D)으로 이동하는 유로를 제공하는 것으로서, 도시된 예에서는 4개의 중간 토출구(158d)가 방사상으로 배치되어 있다. 물론, 상기 중간 토출구(158d)의 수도 임의로 설정할 수 있다. 상기 중간 토출구(158d)는 상기 제1 환형벽(158)을 관통하도록 상하 방향으로 연장되게 형성된다. 다만, 상기 4개의 중간 토출구(158d) 및 밸브 가이드부(158b)는 하단부에서 서로 연통되어 있다. 즉, 상기 제1 환형벽(158)과 상기 지지 플레이트(152)의 연결부 내측에 단턱부(158e)가 형성되어 있어, 토출된 냉매가 상기 단턱부(158e)에 의해 정의되는 공간에 도달한 후 상기 중간 토출구(158d)로 이동하도록 구성된다.

도 7을 참조하면, 상기 단턱부(158e)의 반경 방향 외측으로 바이패스 유로를 형성하는 홈부(161)가 형성된다. 상기 홈부(161)는 상기 단턱부(158e)의 외주부 일부를 둘러싸는 원호 형태를 가지며, 상기 지지 플레이트(152)의 저면에 오목하게 형성된다. 상기 홈부(161)의 반경방향 외측 둘레부 중 상기 볼트 체결공(154)와 인접한 부분은 반경방향 내측으로 돌출되도록 하여, 볼트 체결공(154)의 주위 부분이 충분한 강성을 유지할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 홈부(161)의 반경 방향 내측의 둘레부분은 상기 단턱부를 향하여 개방되어 있다. 이로 인해서, 상기 홈부(161)의 내부 공간은 상기 단턱부를 경유하여 상기 중간 토출구(154d)와도 연통된다.

한편, 상기 홈부(161)의 상부면(도 8을 기준으로 하면 바닥면) 중 일부(161a)는 상기 밸브 몸체(124c)의 상향 이동을 제한하는 역할을 하게 되는데, 편의상 이를 개도 제한부(161a)로 칭한다. 상기 개도 제한부(161a)는 상기 밸브 몸체(124c)와 대응되는 형태를 갖도록 상기 단턱부측으로 돌출되게 형성된다. 아울러, 상기 개도 제한부(161a)는 상기 밸브 몸체의 상측에 위치하여, 밸브 몸체가 상향으로 일정 거리 이상 이동하는 경우 상기 개도 제한부와 접촉하여, 추가적인 이동이 제한되게 된다.

여기서, 상기 개도 제한부를 대신하여 별도의 리테이너를 구비하는 예도 고려할 수 있다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(161)의 상부면에 상기 밸브 몸체(124c)가 개방된 경우에 밸브 몸체(124c)의 개방 형상을 제한하는 리테이너(161b)를 별도로 설치할 수도 있다.

한편, 상기 단턱부(158e)를 형성하지 않고, 상기 밸브 가이드부(158b)와 중간 토출구(158d)를 연통하는 연통홀을 형성하는 것도 고려할 수 있다. 어느 경우이던, 상기 토출구를 통과한 냉매는 토출 체크밸브(108)가 닫힌 상태에서는 상기 중간 토출구(158d)로 토출되지 않게 된다. 그리고, 상기 단턱부(158e)를 상기 배압 플레이트(150)가 아니라 상기 고정 스크롤(140)의 경판부에 형성하는 예도 고려할 수 있다.

아울러, 상기 홈부가 지지 플레이트의 저면이 아니라, 상기 고정 스크롤의 경판부(143)의 상부면에 형성되는 예도 고려할 수 있다. 이 경우, 상기 바이패스 홀 및 바이패스 밸브는 상기 홈부의 바닥면에 형성된다. 이를 통해서, 상기 바이패스 홀의 길이를 짧게 할 수 있고, 그 결과 바이패스 홀에 의해 생성되는 사체적(Dead volume)을 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 제2 환형벽(159)은 상기 제1 환형벽(158)과 소정 거리만큼 이격되어 배치되고, 그 내주면에는 제1 실링 삽입홈(159a)이 형성된다. 상기 제1 실링 삽입홈(159a)은 후술할 플로팅 플레이트(160)와의 접촉면 사이에서의 누설을 방지하기 위한 오링(159b)을 고정하는 역할을 하게 된다. 여기서, 상기 제1 실링 삽입홈(159a)은 상기 플로팅 플레이트(160)의 외주면에 형성될 수도 있다. 다만, 플로팅 플레이트(160)의 경우 작동 과정에서 지속적으로 상하 방향으로 이동하기 때문에, 배압 플레이트(150) 측에 삽입홈을 형성하는 경우에 비해서 안정성이 낮은 문제가 있을 수 있다.

상기 제1 및 제2 환형벽(158, 159)과 상기 지지 플레이트(152)에 의해 대략 'U'자 형태의 단면을 갖는 공간부가 생기게 되며, 상기 공간부를 덮는 플로팅 플레이트(160)가 설치된다. 상기 플로팅 플레이트(160)는 환형의 판 형태를 가지고 있고, 내주면은 상기 제1 환형벽(158)의 외주면과 대향하게 되고, 외주면은 상기 제2 환형벽(159)과 대향하게 된다. 이를 통해서, 배압실(BP)이 정의되고, 상기 각각의 대향면 사이에는 상술한 바와 같은 오링(159a, 162a)이 개재되어 배압실(BP) 내부의 냉매가 외부로 누설되는 것을 방지하게 된다.

상기 플로팅 플레이트(160)의 내주면에는 상기 오링(162a)이 고정되는 제2 실링 삽입홈(162)이 형성된다. 제1 실링 삽입홈(159a)의 경우 상기 제2 환형벽(159)에 형성되는 것에 비해서, 제2 실링 삽입홈(162)은 플로팅 플레이트(160)의 내주면에 삽입되는데, 이는 제1 환형벽(158)의 내부에 형성되는 밸브 가이드부(158b) 및 중간 토출구(158d)로 인해서 홈을 가공할 여유가 부족하고, 제2 환형벽(159)에 비해서 직경이 작기 때문에 가공하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 따라서, 제1 환형벽(158)의 직경이 충분히 크고 홈 가공의 여유가 있는 경우에는 상기 제1 환형벽(158)에 제2 실링 삽입홈(162)을 형성하는 예도 고려할 수 있다.

상기 플로팅 플레이트(160)의 내측 공간부의 상단부에는 실링 단부(164)가 구비된다. 상기 실링 단부(164)는 플로팅 플레이트(160)의 표면으로부터 상향으로 돌출되도록 형성되고, 그 내경은 상기 4개의 중간 토출구(158d)를 가리지 않을 정도의 값을 갖는다. 상기 실링 단부(164)는 상술한 토출커버(102)의 하측면과 접하여, 토출된 냉매가 흡입공간(S)으로 누설되지 않고 토출공간(D)으로 토출되도록 밀폐하는 역할을 하게 된다.

이제 상기 제1 실시예의 작동에 대해서 설명한다.

상기 고정자(112)측에 전력을 인가하면, 그로 인해서 회전축(116)이 회전하게 된다. 상기 회전축(116)의 상단부에 고정된 선회 스크롤(130)은 상기 회전축(116)이 회전하게 됨에 따라 상기 고정 스크롤(140)에 대해서 선회 운동을 하게 되고, 그로 인해 고정랩(144)과 선회랩(134) 사이에 형성된 복수 개의 압축실이 토출구(145)측으로 이동하면서 냉매가 압축되게 된다.

토출구(145)에 도달하기 전에 압축실이 상기 중간압 토출구(147)와 연통되면, 냉매의 일부가 상기 지지 플레이트(152)에 형성되는 중간압 흡입구(153)로 유입되고, 그에 따라 배압 플레이트(150) 및 플로팅 플레이트(160)에 의해 형성되는 배압실(BP)에 중간압이 인가된다. 이로 인해서, 상기 배압 플레이트(150)는 하향으로 압력을 받게 되고, 상기 플로팅 플레이트(160)는 상향으로 압력을 받게 된다.

여기서, 상기 배압 플레이트(150)는 볼트에 의해 상기 고정 스크롤(140)과 결합되어 있으므로, 상기 배압실(BP)의 중간압은 상기 고정 스크롤(140)에도 영향을 미치게 된다. 다만, 상기 고정 스크롤은 이미 선회 스크롤(130)의 경판부에 접하여 하향으로 이동이 불가능한 상태이므로, 상기 플로팅 플레이트(160)가 상향으로 이동하게 된다. 상기 플로팅 플레이트(160)는 상기 실링 단부(164)가 상기 토출커버(102)의 하단부와 접하면서 이동을 중단하게 되고, 이후에는 상기 배압실(BP)의 압력이 상기 고정 스크롤(140)을 선회 스크롤(130)측으로 밀면서 선회 스크롤(130)과 고정 스크롤(140) 사이에서의 누설을 방지하게 된다.

토출구의 압력이 토출공간(D)의 압력보다 높아지면, 상기 토출 체크밸브(108)가 상향으로 이동하면서 단턱부(158e)에 의해 정의되는 공간부에 냉매가 토출되고, 이는 중간 토출구(158d)로 유입되어 최종적으로 토출공간(D)으로 냉매가 토출된다. 압축기의 작동이 정지되거나 일시적으로 토출공간(D)측의 압력이 높아지면 상기 토출 체크밸브(108)는 하향으로 이동하여 토출구를 막게 되고, 그에 따라 냉매가 역류하여 고정 스크롤(140)을 역전시키는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 홈부(161)는 상기 단턱부(158e)에 의해 토출유로와 연통되어 있기 때문에, 토출압력이 인가되게 된다. 그리고, 상기 밸브 몸체(124c)의 저면에는 중간압실의 압력이 인가된다. 정상 조건에서 토출압은 중간압 보다 크기 때문에 상기 밸브 몸체(124c)는 상기 벽부(149a)와 접한 상태를 유지하게 되고, 바이패스 홀(149)은 닫혀 있게 된다.

운전 조건의 변화 등으로 인해 흡입압이 높아지면, 상기 흡입압의 대략 1.5배 정도가 되는 중간압이 토출압 보다 커지게 된다. 스크롤 압축기의 경우 압축비가 고정되어 있기 때문에, 토출압은 흡입압에 압축비를 곱한 값을 갖게 된다. 따라서, 흡입압력이 적정 범위를 초과하게 되는 경우 토출압이 과다하게 커지게 되어, 과부하의 우려가 있다. 따라서, 냉매가 토출실에 도달하기 전이라도 과도한 압력을 갖는 경우 이를 사전에 토출시켜 과부하를 해소할 필요가 있다.

상기 실시예에서 중간압이 증가하여, 토출압 보다 커지면, 상기 밸브 몸체(124c)가 상승하여 바이패스 홀(149)이 열리게 된다. 중간압실 내부에 존재하는 냉매는 바이패스 홀이 개방됨에 따라서, 상기 홈부(161)의 내부로 토출되고, 토출유로를 경유하여 상기 토출공간으로 이동하게 된다. 이로 인해, 중간압실의 압력이 과도하게 높아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

압축기의 경우, 그것이 채용될 시스템의 운전조건의 범위 등이 사전에 미리 결정되기 때문에, 흡입 및 토출압이 어느 정도의 압력 범위를 갖게 될지를 사전에 알 수 있다. 이러한 값을 토대로 하여 중간압실이 어느 지점에서 과도한 압력을 갖게 될지를 예측할 수 있고, 그러한 지점에 바이패스 홀을 형성하여 과부하를 해소하도록 하고 있다.

종래의 경우, 바이패스 홀이 형성되어야 할 최적의 위치가 결정되더라도 그것이 허브 부재의 외부에 위치하는 경우에는 해당 위치에 바이패스 홀을 형성하는 것이 불가능하지만, 상기 실시예에서는 배압실 조립체의 분리가 가능하기 때문에 고정 스크롤의 경판부 임의의 위치에 바이패스 홀을 형성하고, 바이패스 밸브를 설치할 수 있으므로 과부하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 바이패스 밸브는 반드시 도시된 형태에 한하는 것은 아니다.

도 11은 상기 바이패스 밸브의 변형예를 도시한 것으로서, 도 11을 참조하면, 상기 바이패스 밸브는 테두리부(124d)에 각각의 바이패스 밸브가 연결된 형태를 갖도록 할 수 있다. 구체적으로, 밸브 지지부(124a)는 상기 볼트(106)에 의해서 고정 스크롤의 경판부(143)에 체결되고, 상기 테두리부(124d)에 의해서 서로 연결된다. 또한, 상기 밸브 지지부(124a) 중 일부에 두 개의 연결부(124b)가 연결되어 있고, 각각의 연결부의 단부에 밸브 몸체(124c)가 형성된다.

상기 변형예에 의하면, 바이패스 밸브를 고정하기 위한 별도의 체결 수단 없이. 고정 스크롤과 배압 플레이트를 연결하는 데 사용되는 볼트를 이용하여 바이패스 밸브도 함께 고정할 수 있으므로 조립이 보다 간편해지는 장점이 있다.

도 12는 상기 바이패스 밸브의 또 다른 변형예를 도시한 것이다. 도 12를 참조하면, 상기 변형예는 상기 홈부(161)의 내부에 밸브 설치홀(152a)을 형성하고, 상기 밸브 설치홀의 내부에 바이패스 밸브(220)를 설치한 형태를 갖는다. 이때, 상기 바이패스 밸브(220)는 바이패스 홀(149)을 개폐하는 밸브 몸체(224) 및 상기 밸브 몸체(224)의 배면에 형성되는 스템(222)을 포함한다. 상기 스템(222)은 상기 밸브 설치홀(152a)의 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치된다. 또한, 외력이 가해지지 않는 경우 상기 밸브 몸체(224)를 하향으로 가압하는 코일 스프링(226)이 상기 스템(222)의 외주부에 설치된다.

상기 변형예에서는 중간압실의 압력이 토출압 보다 커지면, 상기 바이패스 밸브(220)가 상기 코일 스프링(226)의 탄성력보다도 큰 힘을 상기 코일 스프링에 가하게 되어, 결과적으로 바이패스 밸브(220)가 상향으로 이동한다. 이로 인해, 상기 바이패스 홀이 개방되고, 중간압실 내부의 냉매가 상기 토출 공간으로 토출되게 된다.

여기서, 상기 코일 스프링(226)은 생략할 수 있다. 즉, 상기 코일 스프링(226)이 없더라도 상기 밸브 몸체(224)의 상부면에 토출공간의 압력이 가해지므로, 중간압실의 압력이 토출공간의 압력보다 작은 경우에 밸브 몸체는 상기 바이패스 홀을 덮게 된다. 다만, 상기 코일 스프링(226)이 구비되는 경우 개방된 밸브 몸체가 보다 신속하게 하향으로 이동되기 때문에, 밸브의 응답성을 개선할 수 있다.

도 13은 상기 바이패스 밸브의 또 다른 변형예를 도시한 사시도이다. 도 13을 참조하면, 고정 스크롤(240)의 상부면은 중앙에 토출구(245)가 형성되는 경판부(243)를 형성하고, 측면에 흡입구(244)가 형성되는 점에서는 상기 제1 실시예와 같다. 다만, 볼트 체결공(248)은 경판부(243)의 테두리와 인접하여 배치되고, 상기 경판부(243)의 중앙부가 함몰되어 함몰부(243a)를 형성하는 점에서 차이를 갖는다.

상기 토출구(245)의 주위에는 실링 수단으로서의 가스켓(244)이 구비된다. 상기 가스켓(244)은 상기 경판부(243)와 상기 배압 플레이트(150) 사이에서의 누설을 방지하기 위한 것이며, 내주측에는 한 쌍의 돌기부(244a)가 형성된다. 상기 돌기부(244a)는 상기 경판부(243) 상부에 설치되는 핀(242)과 결합되어, 가스켓이 정위치에 위치할 수 있도록 가이드하는 역할을 한다.

한편, 바이패스 밸브는 상기 가스켓(244)의 내측에 설치되는데, 상기 핀(242)이 내부에 삽입되는 밸브 지지부(224a) 및 상기 밸브 지지부(224a)들 사이에서 연장되는 연결부(224b)를 포함한다. 상기 연결부(224b)는 대략 원형을 이루도록 형성되고, 밸브 몸체(224c)는 상기 연결부(224b) 상에 형성되어 바이패스 홀을 개폐하게 된다.

상기 변형예에 의하면, 바이패스 밸브를 핀에 끼워넣은 상태에서 배압 플레이트와 고정 스크롤을 결합하면 바이패스 밸브도 체결되므로 조립 작업을 더욱 용이하게 할 수 있다.

Claims (22)

1. 케이싱;
   상기 케이싱 내부에 고정되어, 케이싱 내부를 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 토출 커버;
   상기 토출 커버와 이격되어 배치되는 메인 프레임;
   상기 메인 프레임 상에 지지된 상태에서 선회운동하는 선회 스크롤;
   상기 선회 스크롤에 대해서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 선회 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실 및 토출실을 형성하고, 상기 중간압실과 연통되도록 형성되는 하나 이상의 바이패스 홀을 포함하는 고정 스크롤;
   상기 고정 스크롤의 상부에 체결되어 고정 스크롤의 상방향 움직임을 제한하고, 상기 중간압실의 작동유체 일부를 유입하여 고정 스크롤을 선회 스크롤 측으로 가압하며, 상기 토출실과 상기 토출공간을 연통시키는 토출유로를 구비하는 배압실 조립체; 및
   상기 바이패스 홀을 개폐하는 바이패스 밸브;를 포함하고,
   상기 바이패스 홀과 상기 토출유로를 연통시키는 바이패스 유로가 상기 배압실 조립체와 상기 고정 스크롤 사이에 형성되는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 밸브는 상기 중간압실과 상기 토출공간의 압력 차에 의해서 개폐되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 밸브의 개도를 제한하는 개도 제한 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 개도 제한 수단은 상기 배압실 조립체의 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 개도 제한 수단은 상기 배압실 조립체의 저면에 배치되는 리테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 유로는 상기 배압실 조립체의 저면에 오목하게 형성되는 홈부 및 상기 고정 스크롤의 상부면에 의해 정의되고,
   상기 바이패스 밸브는 상기 홈부의 내부에서 이동하면서 상기 바이패스 홀을 개폐하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 유로는 상기 배압실 조립체의 저면에 오목하게 형성되는 홈부 및 상기 고정 스크롤의 상부면에 의해 정의되고,
   상기 바이패스 밸브는 상기 홈부의 내부에서 이동하면서 상기 바이패스 홀을 개폐하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 바이패스 밸브의 이동량은 상기 홈부의 내부면에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 밸브는
   상기 바이패스 홀을 덮는 밸브 몸체; 및
   상기 밸브 몸체를 상기 고정 스크롤과 배압실 조립체 사이에서 고정시키는 밸브 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제9항에 있어서,
    하나의 밸브 지지부에 복수 개의 밸브 몸체가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 밸브 지지부는 상기 토출구를 둘러싸도록 형성되고, 상기 밸브 몸체는 상기 밸브 지지부로부터 반경방향 내측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 제10항에 있어서,
    상기 밸브 지지부는 V자 형태로 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 제10항에 있어서,
    상기 밸브 지지부는 상기 배압실 조립체와 상기 고정 스크롤을 체결하는 체결부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.(유럽 청구항에서는 제외)
14. 제12항에 있어서,
    상기 밸브 지지부는 상기 고정 스크롤에 대해서 리벳 고정되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 제1항에 있어서,
    상기 배압실 조립체와 상기 고정 스크롤의 접촉면 사이에 상기 토출유로를 둘러싸는 실링 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
16. 제1항에 있어서,
    상기 배압실 조립체는,
    상기 토출 커버의 하부에서 상기 고정 스크롤에 고정되고, 상부가 개방되며 상기 중간압실과 연통되는 공간부를 구비하는 배압 플레이트; 및
    상기 공간부를 밀폐하도록 상기 배압 플레이트에 이동 가능하게 결합되어 배압실를 형성하는 플로팅 플레이트;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
17. 제16항에 있어서,
    상기 배압 플레이트는
    상기 고정 스크롤의 상부면과 접하는 링 형태의 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트의 내측 공간부를 둘러 싸도록 형성되는 제1 환형벽; 및
    상기 제1 환형벽의 외주부에 위치하는 제2 환형벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
18. 제17항에 있어서,
    상기 지지 플레이트에는 복수 개의 볼트 체결공이 형성되고, 상기 볼트 체결공을 관통하는 볼트에 의해 상기 고정 스크롤과 배압 플레이트가 체결되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
19. 제17항에 있어서,
    상기 플로팅 플레이트는 링 형태를 가지며,
    상기 제1 환형벽의 외주면과 상기 제2 환형벽의 내주면이 각각 상기 플로팅 플레이트의 내주면 및 외주면과 접하도록 상기 플로팅 플레이트와 상기 배압 플레이트가 결합되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
20. 제17항에 있어서,
    상기 제2 환형벽은 상기 지지 플레이트의 외주면에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
21. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 홀의 직경은 상기 고정 스크롤에 구비되는 랩의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
22. 흡입공간 및 토출공간으로 구획되는 케이싱;
    선회 스크롤과 함께 흡입실, 중간압실 및 토출실을 형성하는 고정 스크롤; 및
    상기 중간압실의 압력이 토출압력 보다 큰 경우에 작동유체를 고정 스크롤 외부로 토출시키는 바이패스 홀 및 바이패스 밸브; 및
    상기 토출공간과 연통되는 토출유로 및 상기 토출된 중간압실의 작동유체를 상기 토출유로로 유도하는 바이패스 유로 형성부재;를 포함하고,
    상기 토출된 중간압실의 작동유체는 상기 고정 스크롤 및 상기 바이패스 유로 형성부재의 대향면 사이를 따라 흐른 후 토출유로에 도달하는 스크롤 압축기.

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