KR20190129029A

KR20190129029A - 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 및 냉동 시스템

Info

Publication number: KR20190129029A
Application number: KR1020197016742A
Authority: KR
Inventors: 웨이헝 량; 바이잉 황; 오사무 아이바; 캉 장; 훙후이 천
Original assignee: 광둥 메이디 인바이런멘털 테크놀러지스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2019-11-19
Also published as: US11905953B2; JP2019535959A; US20200049147A1; JP6930796B2; EP3546754A1; US20220412356A1; EP3546754A4; KR102201797B1; WO2018094914A1; US11480177B2; EP3546754B1

Abstract

본 발명은 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 및 당해 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기를 포함하는 냉동 시스템을 공개하였다. 상기 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는, 압축기 케이싱, 메인 프레임(13), 가동 스크롤(12) 및 고정 스크롤(11)을 포함하는바, 가동 스크롤(12)은 메인 프레임(13)에 설치되고, 가동 스크롤(12)은 가동 스크롤 경판(121) 및 가동 스크롤 경판의 메인 프레임(13)과 떨어져 있는 일측 단부 면에 설치되는 가동 스크롤 톱니(122)를 포함하고, 가동 스크롤 경판(121)과 메인 프레임(13) 사이에는 배압실이 한정되고, 고정 스크롤(11)은 가동 스크롤(12)과 떨어져 있는 메인 프레임(13)의 일측에 설치되고, 고정 스크롤(11)은 고정 스크롤 경판(111) 및 고정 스크롤 경판(111)과 인접하는 메인 프레임(13)의 일측 단부 면에 설치되는 고정 스크롤 톱니(112)를 포함하고, 고정 스크롤 톱니(112) 및 가동 스크롤 톱니(122)는 상호 치합되어 초승달 모양의 압축 캐비티를 형성하고; 가동 스크롤(12) 및 고정 스크롤(11) 중의 적어도 하나에는 중압 통로(30, 40)가 설치되고, 가동 스크롤(12)의 회전 과정에서 중압 통로(30, 40)는 압축 캐비티와 배압실을 연통시킨다. 상기 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는 작동 과정에서 가동 스크롤의 전복 발생을 억제할 수 있으므로 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 성능을 제고한다.

Description

제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 및 냉동 시스템

본 출원은 압축기 분야에 관한 것으로, 특히 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 및 냉동 시스템에 관한 것이다.

스크롤 압축기는 그 효율이 높고 부피가 작고 질량이 가볍고 작동이 평온하여 에어컨 및 히트 펌프 등 시스템에 광범위하게 응용된다. 스크롤 압축기에서, 가동 스크롤 및 고정 스크롤의 윤곽선이 상호 치합되어 일련의 초승달 모양의 압축 캐비티를 형성하고, 가동 스크롤의 편심 운전에 따라 초승달 모양의 압축 캐비티는 중심 배기 홀과 상통할 때까지 외곽에서부터 부단히 중심으로 이동하고 동시에 캐비티 내의 냉매 압력도 부단히 상승하여 냉매가 고압 기체로 되어 압축 캐비티에서 배출됨으로써 압축 과정이 완수된다.

상관 기술에서는, 스크롤 압축기가 고압 비율의 작업 상황(예를 들어 저온 가열 또는 고온 냉동)에서도 여전히 보다 양호한 성능을 구비하게 하기 위하여, 이어서 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 출현하게 되었는바, 즉, 증발기 또는 응축기에 진입하기 이전의 일부 냉매를 압축 캐비티 중에 도입하여 준 2단 압축을 형성함으로써, 압축 비를 제고하고, 이로써 고압 비율의 작업 상황에서의 압축기 성능을 제고한다. 압축 과정에서, 가동 스크롤은 하향의 축 방향 분리력을 받음으로써 전복(overturning)이 발생하여 가동 및 고정 스크롤 사이에 누출 발생을 일으켜 용적 효율을 강하시키기 쉽다. 통상적으로, 가동 스크롤의 전복을 억제하기 위해, 가동 스크롤 경판에 흐름 가이드 통로를 개설하여 압축 캐비티의 압력을 가동 스크롤 경판과 메인 프레임이 형성한 배압 공간에로 가이드하고, 이로써 가동 스크롤의 전복을 억제한다.

그러나, 제트 엔탈피 증가 기능이 턴온될 시, 압축 캐비티 내 압력은 쾌속 상승하지만 가동 스크롤의 흐름 가이드 통로와 제트 시의 압축 캐비티는 항상 연통된 상태인 것이 아니기 때문에 배압 공간의 압력은 이에 따라 상승하지 않으며 따라서 배압 부족의 상황이 출현하게 되고 제트 시 가동 스크롤의 전복 발생을 초래하여 압축기 효율을 강하시킨다.

본 발명은 적어도 현존 기술 중에 존재하는 기술 문제 중 하나를 해결하고자 한다. 이를 위해, 본 발명의 한 목적은 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기를 제공하려는데 있는바, 상기 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는 작동 과정에서 가동 스크롤의 전복 발생을 억제할 수 있으므로 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 성능을 제고한다.

본 발명의 다른 한 목적은 상술한 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기를 구비하는 냉동 시스템을 제공하려는데 있다.

본 발명의 제1 측면에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는, 압축기 케이싱; 상기 압축기 케이싱 내에 설치되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 설치되는 가동 스크롤-상기 가동 스크롤은 가동 스크롤 경판 및 상기 가동 스크롤 경판의 상기 메인 프레임과 떨어져 있는 일측 단부 면에 설치되는 가동 스크롤 톱니를 포함하고, 상기 가동 스크롤 경판과 상기 메인 프레임 사이에는 배압실이 한정됨-; 및 상기 가동 스크롤의 상기 메인 프레임과 떨어져 있는 일측에 설치되는 고정 스크롤-상기 고정 스크롤은 고정 스크롤 경판 및 상기 고정 스크롤 경판과 인접하는 상기 메인 프레임의 일측 단부 면에 설치되는 고정 스크롤 톱니를 포함하고, 상기 고정 스크롤 톱니 및 상기 가동 스크롤 톱니는 상호 치합되어 초승달 모양의 압축 캐비티를 형성함-; 을 포함하고, 상기 가동 스크롤 및 상기 고정 스크롤 중의 적어도 하나에는 중압 통로가 설치되고, 상기 가동 스크롤의 회전 과정에서 상기 중압 통로는 상기 압축 캐비티와 상기 배압실을 연통시킨다.

본 발명에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는, 중압 통로가 설치되는바, 중압 통로는 압축 캐비티 및 배압실과 연통될 수 있고 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 작업 과정에서 중압 통로를 통해 압축 캐비티의 중간 압력을 배압실로 가이드하여 가동 스크롤과 고정 스크롤의 분리를 억제할수 있는바, 이는 가동 스크롤과 고정 스크롤 사이의 축 방향 밀봉성을 확보한다. 이 외에도, 중압 통로의 압력의 가이드를 통해, 배압실의 압력 상승을 더 빨라지게 하고, 이로써 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 시동으로부터 안정 상태에 도달하는 시간을 단축한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 중압 통로는 제1 중압 통로 및 제2 중압 통로 중의 적어도 하나를 포함하되, 상기 제1 중압 통로는 상기 가동 스크롤에 설치되고 상기 제2 중압 통로는 상기 고정 스크롤에 설치되며, 상기 가동 스크롤의 회전 과정에서 상기 제1 중압 통로 및 상기 제2 중압 통로 중의 적어도 하나는 상기 압축 캐비티와 상기 배압실을 연통시킨다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 제1 중압 통로는, 상기 제1 중압 통로가 상기 가동 스크롤 경판의 외주벽에서 내부로 연장되어 형성한 제1 통로; 및 일단은 상기 제1 통로와 연통되고, 타단은 상기 가동 스크롤 경판의 상기 고정 스크롤에 인접한 일측 단부 면을 관통하고 상기 압축 캐비티와 연통되는 제1 중압 홀을 포함한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 고정 스크롤 경판에는 덮개 판이 고정 연결되고, 상기 덮개 판과 상기 고정 스크롤 경판 사이에는 밀폐 공간이 한정되고, 상기 제2 중압 통로는, 축 방향으로 상기 고정 스크롤 경판을 관통하고 상기 압축 캐비티와 연통되는 제2 통로; 및 축 방향으로 상기 고정 스크롤 경판 및 상기 고정 스크롤 톱니를 관통하고 상기 배압실과 연통되며 상기 밀폐 공간을 통해 상기 제2 통로와 연통되는 제3 통로를 포함한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 제1 중압 홀은 상기 가동 스크롤 톱니의 내측 윤곽선에 근접하는 위치에 개설되고; 상기 고정 스크롤 경판에는 엔탈피 증가 홀이 형성되고, 상기 고정 스크롤 톱니와 상기 가동 스크롤 톱니가 치합할 시, 상기 제1 중압 홀과 상기 엔탈피 증가 홀 사이에는 위상차가 구비된다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 제2 통로의 포트는 상기 고정 스크롤 톱니의 내측 윤곽선에 근접하는 위치에 위치하고, 상기 제1 중압 홀에 대해 상기 엔탈피 증가 홀의 다른 한 측에 위치한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 제3 통로는 상기 제2 통로의 외측에 위치한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 밀폐 공간 내에는 역류 방지 장치가 설치되는바, 상기 역류 방지 장치는 상기 압축 캐비티와 상기 배압실 사이의 압력 차에 따라 상기 제2 통로를 봉쇄 또는 개방한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 역류 방지 장치는 탄성 밸브 플레이트를 포함하는바, 상기 탄성 밸브 플레이트의 일단은 상기 고정 스크롤 경판에 고정되고 상기 탄성 밸브 플레이트의 타단은 상기 압축 캐비티와 상기 배압실 사이의 압력 차의 작용 하에 상기 제2 통로를 봉쇄 또는 개방한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 역류 방지 장치는 리밋 배플을 더 포함하는바, 상기 리밋 배플의 일단은 상기 고정 스크롤 경판에 고정되고, 상기 리밋 배플은 상기 탄성 밸브 플레이트와 상기 고정 스크롤 경판 사이에 위치한다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 덮개 판과 상기 고정 스크롤 경판의 단부 면이 접촉하는 위치에 밀봉 부재가 설치된다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 상기 제1 통로의 상기 가동 스크롤 경판의 외주벽에 형성된 포트는, 밀봉 부재를 통해 밀봉되고, 상기 가동 스크롤 경판에는, 상기 제1 통로와 연통되고 자유 단이 상기 가동 스크롤 경판의 상기 고정 스크롤에 인접하는 일측 단부 면을 관통하는 제2 중압 홀이 설치되고; 상기 고정 스크롤 톱니의 자유 단의 단부 면에는 상기 가동 스크롤의 회전에 따라 상기 제2 중압 홀과 간헐적으로 연통 가능한 링형 기체 가이드 홈이 설치되고, 상기 링형 기체 가이드 홈은 상기 배압실과 연통된다.

본 발명의 제2 측면에 따른 냉동 시스템은, 압축기, 응축기, 증발기, 및 상기 압축기, 상기 응축기 및 상기 증발기를 연통시키는 냉매 회로를 포함하는바, 상기 압축기는 본 발명의 상술한 제1 측면에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기이다.

본 발명의 부가 측면 및 장점은 아래의 설명 중에서 일부 제공될 것이고, 일부는 아래의 설명 중에서 선명해지거나 또는 본 발명에 대한 실천을 통해 알수 있을 것이다.

본 발명의 상술한 및/또는 부가적 측면 및 장점은 아래 첨부 도면이 결부된 실시예에 대한 설명에서 선명해지고 이해하기 쉽게 될 것인 바, 여기서:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 제1 실시예의 단면 구조 개략도이다.
도 2는 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 중 가동 스크롤과 고정 스크롤이 치합하는 압축 과정 개략도이다.
도 3은 도 1에서 도시하는 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 일부 단면 구조 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 제2 실시예의 일부 단면 구조 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 중 가동 스크롤과 고정 스크롤이 치합 시 일 위치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 중 가동 스크롤 및 고정 스크롤이 치합 시 다른 한 위치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 제3 실시예의 일부 단면 구조 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 제3 실시예에서 가동 스크롤과 고정 스크롤의 치합구조 개략도이다.

아래, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 하는바, 상기 실시예의 예시는 첨부 도면에 도시되고, 여기서 시종일관으로 동일하거나 유사한 부호는 동일하거나 유사한 소자 또는 동일하거나 유사한 기능을 구비하는 소자를 나타낸다. 아래 첨부 도면을 참조하여 설명한 실시예는 예시적인 것으로, 본 발명을 해석하기 위한 것인바, 본 발명에 대한 제한으로 이해하여서는 안 된다.

본 발명의 설명에서, 용어로서 '중심’, '종 방향’, '횡 방향’, '길이’, '너비’, '두께’, '상’, '하’, '전’, '후’, '좌’, '우’, '직립’, '수평’, '정(頂)', '저(底)', '내’, '외’, '시계 방향’, '시계 반대 방향’, '축 방향’, '반경 방향’, '외주 방향’ 등이 지시하는 방위 또는 위치 관계는 첨부 도면의 도시에 기초한 방위 또는 위치 관계로서 단지 본 발명에 대한 설명의 편의와 간략화를 위한 것일 뿐 가리키는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 구비하고 특정된 방위로 구성 및 조작해야 함을 지시 또는 암시하려는 것이 아님을 이해하여야 하며, 때문에 이를 본 발명에 대한 제한으로 이해하여서는 안 된다.

이 외에도, 용어로서 '제1', '제2'는 단지 설명의 목적을 위한 것일 뿐, 이를 상대적 중요성에 대한 지시 또는 암시로, 혹은 지시되는 기술 특징의 수량에 대한 명시/묵시로 이해하여서는 안된다. 따라서, '제1', '제2'로 한정되는 특징은, 명시적 또는 묵시적으로 당해 특징을 하나 또는 더 많이 포함할 수 있다. 본 발명의 설명에서, 별도로 설명이 있지 않은 한, '복수 개’의 함의는 두 개 또는 두 개 이상이다.

본 발명의 설명에서, 설명해야 할 것은, 별도로 명확한 규정 및 한정이 있지 않은 한, 용어로서 '장착’, '상호 연결’, '연결’을 넓은 의미에서 이해하여야 하는바, 예를 들어, 고정 연결일 수도 있고 탈착 가능 연결일 수도 있고 또는 일체적 연결일 수도 있으며; 기계적 연결일 수도 있고 전기적 연결일 수도 있고; 직접적 상호 연결일 수도 있고 중간 매개체를 통한 간접적 상호 연결일 수도 있고 두 개 소자의 내부적 연통일 수도 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 구체 상황에 따라 상술한 용어가 본 발명에서의 구체 함의를 이해할 수가 있다.

본 발명은 주요하게 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기를 제공하는바, 압축 캐비티와 배압실을 연통시키는 중압 통로를 설치하는 것을 통해, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 작업 과정에서, 중압 통로를 통해 압축 캐비티의 중간 압력을 배압실로 가이드하여 가동 스크롤과 고정 스크롤의 분리를 억제할 수 있는바, 이는 가동 스크롤과 고정 스크롤 사이의 축 방향 밀봉성을 확보한다. 이 외에도, 중압 통로의 압력의 가이드를 통해, 배압실의 압력 상승을 더 빨라지게 하고, 이로써 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 시동으로부터 안정 상태에 도달하는 시간을 단축한다.

상술한 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는 냉동 시스템, 예를 들어 에어컨, 냉장고, 냉동고 등에 응용할 수 있다. 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는 흡기관으로부터 저온 저압의 냉동제 기체를 흡입하고, 전동기의 운전을 통해 이를 압축한 후, 배기관으로 고온 고압의 냉동제 기체를 배출하여 냉동 순환을 위한 동력을 제공한다. 동시에, 당해 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는 또한 제트 엔탈피 증가의 기능을 구비하는바, 구체적으로, 고정 스크롤에 제트 통로를 개설하고 1차 열교환을 거친 일부 냉매를 압축 캐비티에 도입하여 준 2단 압축을 형성하는바, 이는 압축 비를 제고하고 고압 비율의 작업 상황 하에서 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 성능을 제고할 수 있다.

도 1 및 도 2의 도시를 참조하면, 당해 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는, 하우징(101), 상부 덮개(102) 및 하부 덮개(103)로 형성되는 밀폐된 수용 공간, 즉 압축기 케이싱을 포함한다. 당해 수용 공간 내에는 고정 스크롤(11), 가동 스크롤(12), 메인 프레임(13), 크랭크축(14), 전동기(15), 오일 섬프(16), 서브 프레임(17), 올덤 링(18)이 설치된다.

하우징(101)은 원기둥 형의 실린더로 형성될 수 있고, 당해 실린더의 양단은 개구 형상이다. 상부 덮개(102)는 당해 실린더의 일 개구 단에 고정 연결되고, 상부 덮개(102)의 중부는 실린더에서 떨어지는 방향을 향해 만곡되게 설치된다. 하부 덮개(103)는 당해 실린더의 다른 한 개구 단에 고정 연결되고, 하부 덮개(103)의 중부는 실린더에서 떨어지는 방향을 향해 만곡되게 설치된다. 만곡된 하부 덮개(103)와 상술한 실린더가 둘러싸면서 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 저부에 위치한 오일 섬프(16)를 형성하고, 오일 섬프(16)는 윤활유를 설치하기 위한 것이다. 실린더의 측벽에는 또한 흡기관(20), 배기관(21) 및 제트 엔탈피 증가용 연결관(22)이 연결된다.

상술한 메인 프레임(13)은 실린더 내에 설치된다. 당해 메인 프레임(13)은 전체적으로 기둥 형상이고, 메인 프레임(13)의 외주벽과 실린더의 내주벽 사이에는 간극이 구비된다. 고정 스크롤(11)은 메인 프레임(13)에 고정 설치될 수 있다. 당해 고정 스크롤(11)은 고정 스크롤 경판(111) 및 고정 스크롤 톱니(112)를 포함한다. 가동 스크롤(12)은 고정 스크롤(11)의 하방에 위치하고 메인 프레임(13)에 의해 지지된다. 당해 가동 스크롤(12)은 가동 스크롤 경판(121), 가동 스크롤 톱니(122) 및 허브를 포함한다. 고정 스크롤 톱니(112)와 가동 스크롤 톱니(122)는 상호 치합되어 일련의 초승달 모양의 압축 캐비티를 형성한다. 이 외에도, 메인 프레임(13) 내에는 오일 저장부가 더 설치되고, 오일 저장부의 저부에는 오일 회수 홀(131)이 설치된다. 메인 프레임(13)의 중심 위치에는 크랭크축(14)이 통과하도록 관통 홀이 설치된다.

상술한 전동기(15)는 실린더 내에 설치되고, 또한 전동기(15)는 메인 프레임(13)의 하방에 위치한다. 당해 전동기(15)는 고정자(151) 및 회전자(152)를 포함할 수 있다. 서브 프레임(17)은 전동기(15)의 하방에 위치한다. 전동기(15)와 메인 프레임(13) 사이의 공간, 및 전동기(15)와 서브 프레임(17) 사이의 공간은 공동으로 고압 캐비티를 구성한다. 상술한 배기관(21)의 일단은 하우징(102)을 통과하여 고압 캐비티에로 연장된다.

상술한 크랭크축(14) 일단은 차례로 회전자(152), 메인 프레임(13)을 통과하고, 가동 스크롤(12)의 허브(123)에 연결된다. 크랭크축(14)의 타단은 서브 프레임(17)을 통과하고, 오일 섬프(16)에로 연장 진입한 오일 가이드 부재(19)에 연결된다. 당해 크랭크축(14)에는 중심 오일 홀(141)이 설치된다.

상술한 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는, 작동 과정에서, 냉매가 흡기관(20)으로부터 압축 캐비티에로 흡입되어 압축되고 압축 완수 후 고정 스크롤 경판(111)에 설치된 배기 홀을 경유하여 배기 캐비티에로 배출되어 하향으로 전동기(15)가 위치한 고압 캐비티에로 배출되고, 마지막으로 배기관(21)에 의해 배출된다. 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 작동하는 동시에, 윤활유는 크랭크축(14) 하부의 오일 가이드 부재(19)의 작용 하에 오일 섬프(16)로부터 크랭크축(14)의 중심 오일 홀(141)을 따라 실린더의 상부에로 오일을 공급하여 압축기의 베어링을 윤활한 후 메인 프레임(13)의 오일 저장부에로 진입하고 오일 회수 홀(131)에 의해 유출되어 저부의 오일 섬프(16)에로 귀환한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상술한 가동 스크롤(12)은 일정한 편심 거리로 고정 플레이트 중심(O)을 에워싸고 평면 회전하고, 고정 스크롤 톱니(112)와 가동 스크롤 톱니(122)는 상호 치합되어 복수 개 초승달 모양의 공간을 형성한다. 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 시동하여 시계 방향으로 회전을 진행하고, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 도 2a가 도시하는 위치에로 회전할 시, 고정 스크롤 톱니(112)의 내측 윤곽선(1121)과 가동 스크롤 톱니(122)의 외측 윤곽선(1221)은 공동으로 봉폐된 공간(예를 들어 도 2a 중의 음영 부분), 즉 흡기 공간을 구성하고, 이때 흡기 과정이 완수된다. 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 시계 방향으로 회전함에 따라 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 도 2b에 도시한 위치에로 회전할 시, 초승달 모양의 공간의 위치에 변화가 발생하고, 음영 부분의 면적이 부단히 축소되어 이때 압축 공간으로 되고, 당해 압축 공간 내의 냉매가 압축되어 압력이 상승한다. 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 도 2c의 위치에로 회전할 시, 압축 공간은 용적이 계속하여 축소되고 고정 스크롤 경판(111)의 배기 홀과 연통되기 시작하고, 이때 냉매의 압력도 배기의 압력에 기본 도달되고 음영 부분이 배기 공간으로 되고, 나아가 배기 구로 배출되어 하나의 압축 주기가 완수된다.

상술한 압축 과정에서, 가동 스크롤(12)은 하향의 축 방향 분리력을 받아 전복이 발생하기 쉽고, 이는 가동 스크롤(12)과 고정 스크롤(11) 사이에 누출 발생을 조성하고, 용적 효율을 강하시킨다. 때문에 본 발명의 실시예의 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는 중압 통로를 적용하여 압축 캐비티 중의 중간 압력을 배압실로 가이드함으로써 배압실의 압력을 증가하고 가동 스크롤(12) 배부가 상향의 배압 작용을 받게 하고, 이로써 가동 스크롤(12)의 전복을 억제한다. 배압실은 가동 스크롤(12)의 배면과 메인 프레임(13)의 상부가 둘러싸면서 형성한다.

구체적으로, 도 1 및 도 3을 참조하면, 당해 중압 통로는, 가동 스크롤(12)에 설치된 제1 중압 통로(30) 및 고정 스크롤(11)에 설치된 제2 중압 통로(40)를 포함한다. 제1 중압 통로(30)는 가동 스크롤 경판(121)의 외주벽에서 내부로 연장되어 형성한 제1 통로(31) 및 제1 통로(31)와 연통되고 가동 스크롤 경판(121)의 일 단부 면을 관통하는 제1 중압 홀(32)을 포함한다. 당해 제1 중압 홀(32) 및 제1 통로(31)를 통해 압축 캐비티와 배압실을 연통시킨다.

제2 중압 통로(40)는 고정 스크롤(11)에 설치되고 고정 스크롤 경판(111)을 축 방향으로 관통하는 제2 통로(41), 고정 스크롤(11)에 설치되고 고정 스크롤 경판(111) 및 고정 스크롤 톱니(112)를 축 방향으로 관통하는 제3 통로(42)를 포함한다. 그리고, 제3 통로(42)는 고정 스크롤(11)의 외주 측에 위치하고 압축기의 배압실과 연통되며, 제2 통로(41)는 고정 스크롤(11)의 중심 인접 측에 위치하고 압축 캐비티와 연통된다. 제2 통로(41) 및 제3 통로(42)는 덮개 판(43)이 형성한 밀폐 공간을 통해 연통된다. 구체적으로, 당해 덮개 판(43)은 오목 형상이고 고정 스크롤 경판(111)에 고정되어 밀폐 공간을 형성할 수 있다. 제2 통로(41), 제3 통로(42) 및 덮개 판(43)을 통해 형성된 밀폐 공간은, 압축 캐비티와 배압실을 연통시킨다. 밀폐 공간을 형성하기 위해, 덮개 판(43)과 고정 스크롤 경판(111)의 단부 면이 접촉하는 위치에는 밀봉 부재, 예를 들어 밀봉 패드가 설치되고 스크류 또는 볼트를 통해 고정할 수 있다.

나아가, 도 4에 도시한 바와 같이, 배압실의 기체가 압축 캐비티 중으로 역류하는 것을 방지하기 위해, 덮개 판(43) 내에는 역류 방지 장치(50)를 설치할 수 있고, 역류 방지 장치(50)는 압축 캐비티와 배압실 사이의 압력 차에 따라 제2 통로(41)를 봉쇄 또는 개방한다. 구체적으로, 압축 캐비티의 압력이 배압실의 압력보다 클 시, 역류 방지 장치(50)는 제2 통로(41)를 개방하여 압축 캐비티의 기체가 제2 통로(41), 제3 통로(42)를 따라 배압실로 진입할 수 있도록 한다. 압축 캐비티의 압력이 배압실의 압력보다 작을 시, 역류 방지 장치(50)는 제2 통로(41)를 봉쇄하여 배압실의 기체가 제3 통로(42), 제2 통로(41)를 따라 압축 캐비티로 진입할 수 없게 한다.

구체적으로, 당해 역류 방지 장치(50)는 탄성 밸브 플레이트(51) 및 리밋 배플(52)을 포함할 수 있고, 여기서 탄성 밸브 플레이트(51)의 일단은 고정 스크롤 경판(111)에 고정되고, 탄성 밸브 플레이트(51)의 타단은 압력의 작용 하에 제2 통로(41)를 봉쇄 또는 개방할 수 있다. 리밋 배플(52)은 고정 스크롤 경판(111)에 고정되고, 리밋 배플(52)은 탄성 밸브 플레이트(51)와 고정 스크롤 경판(111) 사이에 위치하고, 주요하게 탄성 밸브 플레이트(51)의 변형 행정을 제한하기 위한 것으로, 이로써, 탄성 밸브 플레이트(51)에 발생한 변형이 그 자신의 탄성 한도를 초과하지 않도록 확보할 수 있다. 만약 탄성 밸브 플레이트(51)의 탄성 성능이 보다 양호하다면 탄성 밸브 플레이트(51)만을 통한 구현도 가능하다는 것을 이해할 수가 있다. 이 외에도, 상술한 리밋 배플(52)은 탄성 밸브 플레이트(51)의 상방에 설치될 수도 있고, 탄성 밸브 플레이트(51)의 하방에 설치될 수도 있다.

설명해야 할 것은, 당해 탄성 밸브 플레이트(51)는 바람직하게는 탄성 성능 및 밀봉 성능이 모두 보다 양호한 재료, 예를 들어 샌드빅의 7C 스틸을 적용하여 제조하고, 당해 탄성 밸브 플레이트(51)는 긴 스트립 형상으로 설치할 수도 있고 부채 형으로 설치할 수도 있고, 물론 기타 형상일 수도 있는바, 여기서 구체적으로 한정하지 않는다.

상술한 제2 중압 통로(40)의 구조 설계는 기타 구조로 할 수도 있는바, 제2 통로(41)와 제3 통로(43)를 연통시킬 수 있고 배기 캐비티와는 격리된 연결 구조라면, 모두 본 발명의 보호 범위내에 있음을 이해할 수가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기는, 제1 중압 통로(30) 및 제2 중압 통로(40)를 설치하는 것을 통해, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 압축 캐비티와 배압실을 연통시키고, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 작업 과정에서 제1 중압 통로(30) 및 제2 중압 통로(40)를 통해 압축 캐비티의 중간 압력을 배압실로 가이드하여 가동 스크롤(12)과 고정 스크롤(11)의 분리를 억제할 수 있는바, 이는 가동 스크롤(12)과 고정 스크롤(11) 사이의 축 방향 밀봉성을 확보한다. 이 외에도, 제1 중압 통로(30) 및 제2 중압 통로(40)의 압력의 가이드를 통해, 배압실의 압력 상승을 더 빨라지게 하고, 이로써 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 시동으로부터 안정 상태에 도달하는 시간을 단축한다.

도 3, 도 5 및 도 6의 도시를 결부하여 참조하면, 제1 중압 홀(32)은 가동 스크롤 톱니의 내측 윤곽선에 근접하는 위치에 개설되고, 가동 스크롤(12)과 상기 고정 스크롤(11)이 치합할 시, 상기 제1 중압 홀과 상기 고정 스크롤 경판에 설치된 엔탈피 증가 홀(60)은 일정한 위상차를 형성한다. 당해 엔탈피 증가 홀(60)은 고정 스크롤 경판(111)의 고정 스크롤 톱니(112)가 설치된 단부 면에서부터 축 방향을 따라 내부 방향으로 개설 형성되고, 그리고 고정 스크롤 경판의 외주벽에서부터 내부 방향으로 엔탈피 증가 통로가 개설 형성되어 엔탈피 증가 홀(60)과 연통된다. 당해 엔탈피 증가 통로는 고정 스크롤 경판(111) 외주벽에 연장되어 제트 엔탈피 증가용 연결관(22)과 연통된다. 제2 통로(41)의 포트(411)는 고정 스크롤 톱니의 내측 윤곽선에 근접하는 위치에 위치하고 제1 중압 홀(32) 에 대해 엔탈피 증가 홀(60)의 다른 일측의 위치에 있다. 가동 스크롤과 고정 스크롤이 도 5에 도시한 위치에 있을 경우, 제1 중압 홀(32)과 엔탈피 증가 홀(60)은 동일한 압축 캐비티에 있고, 당해 압축 캐비티는 가동 스크롤 톱니의 내측 윤곽선이 고정 스크롤 톱니의 외측 윤곽선과 치합되어 형성하고, 이는 B 캐비티로 불린다. 가동 스크롤과 고정 스크롤이 도 6에 도시한 위치에 있을 경우, 제2 통로(41)의 포트(411)와 엔탈피 증가 홀(60)은 동일한 압축 캐비티에 있고, 당해 압축 캐비티는 가동 스크롤 톱니의 외측 윤곽선이 고정 스크롤 톱니의 내측 윤곽선과 치합되어 형성하고, 이는 A 캐비티로 불린다. 때문에, 제트 엔탈피 증가 기능이 턴온될 시, 이때 압축 캐비티 내의 압력이 상승하고, 만약 엔탈피 증가 홀이 B 캐비티에 있다면 당해 B 캐비티 내 압력은 제1 중압 홀(32)을 통해 배압실 중에 가이드되어 가동 스크롤 경판(121)의 배면 압력이 이에 따라 상승하여 가동 스크롤(12)의 전복을 억제할 수 있다. 만약 엔탈피 증가 홀(60)이 A 캐비티에 있다면 당해 A 캐비티 내 압력은 제2 통로(41)의 포트(411)를 통해 배압실 중에 가이드되어 가동 스크롤 경판(121)의 배면 압력이 이에 따라 상승하여 가동 스크롤(12)의 전복을 억제하게 된다.

때문에, 본 발명의 실시예에서는, 제1 중압 통로(30) 및 제2 중압 통로(40)에 대한 위치 설치를 통해, 언제 제트 엔탈피 증가식를 턴온해도, 가동 스크롤 경판(121)의 배면 압력이 항상 이에 따라 상승하도록 하여 가동 스크롤(12)과 고정 스크롤(11) 사이의 축 방향 밀봉성을 확보한다.

상술한 제1 중압 통로(30)의 제1 중압 홀(32)의 위치 및 제2 중압 통로(40) 중의 제2 통로(41)의 포트(411)의 위치는, 상술한 실시예의 구조에 한정되지 않음을 이해할 수가 있다. 다만 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 회전 시, 제1 중압 통로(30)의 제1 중압 홀(32) 및 제2 통로(41)의 포트(411) 중 하나가 압축 캐비티와 연통되어 압축 캐비티와 배압실을 연통시켜 가동 스크롤과 고정 스크롤 사이의 축 방향 밀봉성을 확보하는 것을 구현할 수 있기만 하면 된다.

나아가, 도 7 및 8에 도시한 바와 같이, 상술한 제1 중압 통로(30)에서, 가동 스크롤 경판(121) 중의 제1 통로(31)가 가동 스크롤 경판(121)의 외주벽의 포트는, 밀봉 부재(34)를 통해 밀봉할 수 있다. 동시에, 가동 스크롤 경판(121)위에는 제1 통로(31)와 연통되고 가동 스크롤 경판(121)을 관통하는 제2 중압 홀(33)이 더 설치될 수 있다. 그리고, 고정 스크롤 톱니(112)의 단부 면에는 또한 제2 중압 홀(33)과 연통 가능한 링형 기체 가이드 홈(113)이 개설될 수 있다. 링형 기체 가이드 홈(113)의 개구 단은 배압실과 연통되고, 제2 중압 홀(33)이 가동 스크롤(12)을 따라 회전 시, 운동을 진행하는 궤적은 궤적 S이다. 이로써 알 수 있는바, 기체 가이드 홈(113)이 가동 스크롤(12)을 회전 시 제2 중압 홀(33)과 간헐적으로 연통된다.

가동 스크롤(12)이 회전함에 따라, 제1 중압 홀(32), 제2 통로(41)의 포트(411)가 위치한 압축 캐비티 중의 압력은 부단히 변화하는 것인바, 따라서 배압실 중의 배압도 부단히 변화하며, 만약 배압실의 압력이 압축 캐비티의 압력보다 크다면 배압실 기체는 압축 캐비티로 역류하여 중복 압축할 수 있어 펄스 손실이 존재하며 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 효율을 낮추는바, 때문에 제1 중압 통로(30)와 링형 기체 가이드 홈(113)과의 간헐적 연통 그리고 제2 중압 통로(40)의 역류 방지 장치(50)를 통해, 배압 공간의 대량의 기체가 압축 캐비티와 배압실 중에서 유동 왕래하는 것을 피면할 수 있고, 따라서 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기 효율이 낮아지는 것을 방지하게 된다. 이 외에도, 작동 작업 상황의 변화에 따라, 예를 들어 고 부하 작업 상황에서 저 부하 작업 상황에로 전환 될 시, 과대한 배압은 제1 중압 통로(30)의 간헐적 연통 시의 완만한 개방을 통해 점차 안정적 상태로 도달할 수 있다.

이 외에도, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 금방 시동 시, 압축하는 압력이 배압실의 압력보다 크고 가동 스크롤(12)과 고정 스크롤(11)은 일정하게 분리되어 있는바, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기의 운전은 평온하지 않고, 이때, 압축 캐비티 중의 기체는 제1 중압 통로(30), 제2 중압 통로(40)를 통해 배압실 중에 진입할 수 있고 동시에 이러한 두 개 통로(즉 제1 중압 통로(30) 및 제2 중압 통로(40))로 배압실에 진입할 수 있으므로 괘속으로 배압 구축이 가능하고, 설계된 배압 값에 도달하여 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기가 쾌속으로 안정 상태에 도달하도록 하여 시동 시간을 단축한다.

본 발명의 실시예에 따른 냉동 시스템은, 압축기, 응축기, 증발기 및 상술한 압축기, 상술한 응축기 및 상술한 증발기를 연통하는 냉매 회로를 포함하는바, 상술한 압축기는 본 발명의 상술한 실시예에 따른 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉동 시스템은, 상술한 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기를 설치함으로써 냉동 시스템의 전체적 성능을 높일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 냉동 시스템의 기타 구성 및 조작은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이미 알고 있는 것이므로 여기서 상세히 설명하지 않기로 한다.

본 명세서의 설명에서, 참조 용어로서 '일 실시예', '일부 실시예', '예시적 실시예', '예시', '구체 예시', 또는 ‘일부 예시’ 등의 설명은 이러한 실시예 또는 예시를 결부하여 설명되는 구체 특징, 구조, 재료 또는 특징점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상술의 용어에 대한 예시적인 서술은 반드시 동일한 실시예 또는 예시에 대한 것이 아니다. 그리고, 설명되는 구체 특징, 구조, 재료 또는 특징점은 임의의 하나 또는 복수 개 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다.

비록 위에서 이미 본 발명의 실시예를 도시 및 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원리 및 최종 목적을 벗어나지 않는 상황에서 이러한 실시예에 대한 변화, 수정, 치환 및 변형이 가능하며 본 발명의 범위는 청구항 및 그 등가물에 의해 한정되는 것임을 이해할 수가 있다.

101: 하우징 17: 서브 프레임
102: 상부 덮개 18: 올덤 링
103: 하부 덮개 19: 오일 가이드 부재
11: 고정 스크롤 20: 흡기관
111: 고정 스크롤 경판 21: 배기관
112: 고정 스크롤 톱니 22: 제트 엔탈피 증가용 연결관
1121: 고정 스크롤 톱니의 내측 윤곽선 30: 제1 중압 통로
12: 가동 스크롤 31: 제1 통로
121: 가동 스크롤 경판 32: 제1 중압 홀
122: 가동 스크롤 톱니 33: 제2 중압 홀
1221: 가동 스크롤 톱니의 외측 윤곽선 34: 밀봉 부재
113: 기체 가이드 홈 40: 제2 중압 통로
13: 메인 프레임 41: 제2 통로
131: 오일 회수 홀 411: 제2 통로 포트
14: 크랭크축 42: 제3 통로
141: 중심 홀 43: 덮개 판
15: 전동기 50: 역류 방지 장치
151: 고정자 51: 탄성 밸브 플레이트
152: 회전자 52: 리밋 배플
16: 오일 섬프 60: 엔탈피 증가 홀

Claims

제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기에 있어서,
압축기 케이싱;
상기 압축기 케이싱 내에 설치되는 메인 프레임;
상기 메인 프레임에 설치되는 가동 스크롤 - 상기 가동 스크롤은 가동 스크롤 경판 및 상기 가동 스크롤 경판의 상기 메인 프레임과 떨어져 있는 일측 단부 면에 설치되는 가동 스크롤 톱니를 포함하고, 상기 가동 스크롤 경판과 상기 메인 프레임 사이에는 배압실이 한정됨-; 및
상기 가동 스크롤의 상기 메인 프레임과 떨어져 있는 일측에 설치되는 고정 스크롤 - 상기 고정 스크롤은 고정 스크롤 경판 및 상기 고정 스크롤 경판의 상기 메인 프레임과 인접하는 일측 단부 면에 설치되는 고정 스크롤 톱니를 포함하고, 상기 고정 스크롤 톱니와 상기 가동 스크롤 톱니는 상호 치합되어 초승달 모양의 압축 캐비티를 형성함-; 를 포함하고
상기 가동 스크롤 및 상기 고정 스크롤 중의 적어도 하나에는 중압 통로가 설치되고, 상기 가동 스크롤의 회전 과정에서 상기 중압 통로는 상기 압축 캐비티와 상기 배압실을 연통시키는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 중압 통로는 제1 중압 통로 및 제2 중압 통로 중의 적어도 하나를 포함하되, 상기 제1 중압 통로는 상기 가동 스크롤에 설치되고 상기 제2 중압 통로는 상기 고정 스크롤에 설치되며, 상기 가동 스크롤의 회전 과정에서 상기 제1 중압 통로 및 상기 제2 중압 통로 중의 적어도 하나는 상기 압축 캐비티와 상기 배압실을 연통시키는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 제1 중압 통로는,
상기 제1 중압 통로가 상기 가동 스크롤 경판의 외주벽에서 내부로 연장되어 형성한 제1 통로; 및
일단은 상기 제1 통로와 연통되고, 타단은 상기 가동 스크롤 경판의 상기 고정 스크롤에 인접한 일측 단부 면을 관통하고 상기 압축 캐비티와 연통되는 제1 중압 홀을 포함하는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,
상기 고정 스크롤 경판에는 덮개 판이 고정 연결되고, 상기 덮개 판과 상기 고정 스크롤 경판 사이에는 밀폐 공간이 한정되고,
상기 제2 중압 통로는,
축 방향으로 상기 고정 스크롤 경판을 관통하고 상기 압축 캐비티와 연통되는 제2 통로; 및
축 방향으로 상기 고정 스크롤 경판 및 상기 고정 스크롤 톱니를 관통하고 상기 배압실과 연통되며, 상기 밀폐 공간을 통해 상기 제2 통로와 연통되는 제3 통로를 포함하는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제4항에 있어서,
상기 제1 중압 홀은 상기 가동 스크롤 톱니의 내측 윤곽선에 근접하는 위치에 개설되고;
상기 고정 스크롤 경판에는 엔탈피 증가 홀이 형성되고, 상기 고정 스크롤 톱니와 상기 가동 스크롤 톱니가 치합할 시, 상기 제1 중압 홀과 상기 엔탈피 증가 홀 사이에는 위상차가 구비되는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제5항에 있어서,
상기 제2 통로의 포트는 상기 고정 스크롤 톱니의 내측 윤곽선에 근접하는 위치에 위치하고, 상기 제1 중압 홀에 대해 상기 엔탈피 증가 홀의 다른 한 측에 위치하는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 통로는 상기 제2 통로의 외측에 위치하는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀폐 공간 내에는 역류 방지 장치가 설치되는바, 상기 역류 방지 장치는 상기 압축 캐비티와 상기 배압실 사이의 압력 차에 따라 상기 제2 통로를 봉쇄 또는 개방하는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,
상기 역류 방지 장치는 탄성 밸브 플레이트를 포함하는바, 상기 탄성 밸브 플레이트의 일단은 상기 고정 스크롤 경판에 고정되고, 상기 탄성 밸브 플레이트의 타단은 상기 압축 캐비티와 상기 배압실 사이의 압력 차의 작용 하에 상기 제2 통로를 봉쇄 또는 개방하는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제9항에 있어서,
상기 역류 방지 장치는 리밋 배플을 더 포함하는바, 상기 리밋 배플의 일단은 상기 고정 스크롤 경판에 고정되고, 상기 리밋 배플은 상기 탄성 밸브 플레이트와 상기 고정 스크롤 경판 사이에 위치하는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 덮개 판과 상기 고정 스크롤 경판의 단부 면이 접촉하는 위치에 밀봉 부재가 설치되는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 통로의 상기 가동 스크롤 경판의 외주벽에 형성된 포트는, 밀봉 부재를 통해 밀봉되고, 상기 가동 스크롤 경판에는, 상기 제1 통로와 연통되고 자유 단이 상기 가동 스크롤 경판의 상기 고정 스크롤에 인접하는 일측 단부 면을 관통하는 제2 중압 홀이 설치되고;
상기 고정 스크롤 톱니의 자유 단의 단부 면에는 상기 가동 스크롤의 회전에 따라 상기 제2 중압 홀과 간헐적으로 연통 가능한 링형 기체 가이드 홈이 설치되고, 상기 링형 기체 가이드 홈은 상기 배압실과 연통되는, 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기.
냉동 시스템에 있어서,
압축기, 응축기, 증발기, 및 상기 압축기, 상기 응축기 및 상기 증발기를 연통시키는 냉매 회로를 포함하는바,
상기 압축기는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 제트 엔탈피 증가식 스크롤 압축기인, 냉동 시스템.