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KR20100072206A - 셧다운 밸브를 가진 압축기 - Google Patents

셧다운 밸브를 가진 압축기 Download PDF

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KR20100072206A
KR20100072206A KR1020107006266A KR20107006266A KR20100072206A KR 20100072206 A KR20100072206 A KR 20100072206A KR 1020107006266 A KR1020107006266 A KR 1020107006266A KR 20107006266 A KR20107006266 A KR 20107006266A KR 20100072206 A KR20100072206 A KR 20100072206A
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discharge chamber
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에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
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Abstract

압축기는 셸, 상기 셸의 흡입 압력 영역 내에 지지되고, 상기 배출 챔버와 연통하는 배출 출구 구비하는 압축 기구, 및 배출 밸브 어셈블리를 구비하고 있다. 상기 배출 밸브 어셈블리는 밸브 부재, 개구부를 갖는 밸브 스톱, 및 상기 밸브 스톱의 상기 개구부와 상기 밸브 스톱의 하류의 위치 사이에 유체 연통을 제공하도록 유체 통로를 형성하여 상기 밸브 스톱으로부터 상기 배출 챔버의 상기 배출 출구쪽으로 상기 배출 챔버 내로 뻗어 있는 연통 부재를 구비하고 있다.

Description

셧다운 밸브를 가진 압축기{COMPRESSOR HAVING A SHUTDOWN VALVE}
본 발명은 압축기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 압축기 내의 역류 방지 장치에 관한 것이다.
이 식별항목에서는 반드시 종래기술인 것은 아닌 본 발명과 관련된 배경기술 정보를 기술한다.
스크롤 압축기의 작동시에는, 스크롤 부재들의 선회 운동에 기인한 압축에 의해 가스가 가압된다. 압축기의 정지시에, 가압된 가스는 저압 영역으로 역류하는 경향이 있어 스크롤 부재들의 역선회를 야기한다. 스크롤 압축기는 정지시의 스크롤 부재의 역회전을 방지하기 위한 밸브 어셈블리를 구비할 수 있다. 하지만, 밸브 어셈블리를 구비한 경우에도, 밸브 폐쇄의 지연으로 인한 얼마간의 역선회가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 종래기술의 압축기의 정지시의 밸브 폐쇄의 지연으로 인한 역선회의 문제점을 해결할 수 있는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 식별항목에서는 본 발명의 일반적인 설명을 제공하며, 본 발명의 전체 법위 즉 모든 특징을 설명하는 것은 아니다.
압축기는 흡입 압력 영역 및 배출 출구를 갖는 배출 챔버를 구비한 셸을 포함하고 있다. 압축 기구가 상기 셸의 상기 흡입 압력 영역 내에 지지되고, 상기 배출 챔버와 연통하는 배출 출구를 구비하고 있다. 구동 부재가 상기 압축 기구가 작동 상태에 있을 때 상기 압축 기구로부터 상기 배출 챔버로 가압 유체 유동을 제공하기 위해 상기 압축 기구와 결합된다. 배출 밸브 어셈블리가 밸브 부재, 개구부를 갖는 밸브 스톱, 및 상기 밸브 스톱의 상기 개구부와 상기 밸브 스톱의 하류의 위치 사이에 유체 연통을 제공하도록 유체 통로를 형성하여 상기 밸브 스톱으로부터 상기 배출 챔버의 상기 배출 출구쪽으로 상기 배출 챔버 내로 뻗어 있는 연통 부재를 구비하고 있다. 상기 밸브 스톱은 상기 셸에 되어 고정되어 상기 압축 기구의 상기 배출 출구와 상기 배출 챔버 사이의 유체 연통을 제공하는 제1 위치와 상기 압축기의 상기 배출 출구와 상기 배출 챔버 사이의 유체 연통을 제한하는 제2 위치 사이에서 상기 밸브 부재의 운동을 제한한다. 상기 밸브 부재는 상기 제1 위치에 있을 때 상기 밸브 스톱과 접촉하여 상기 밸브 스톱의 상기 개구부를 덮도록 되어 있다.
상기 연통 부재는 상기 밸브 스톱에 고정되고 상기 밸브 스톱의 상기 개구부와 유체 연통되어 있는 제1 개구부를 갖는 제1 단부, 및 대략 상기 배출 챔버의 상기 배출 출구를 향하고 있는 제2 개구부를 갖는 제2 단부를 구비하고 있다. 상기 밸브 부재의 제1 면은 상기 제2 개구부와 유체 연통 상태에 있고, 상기 제1 면과 대략 반대측인 상기 밸브 부재의 제2 면은 상기 밸브 부재가 제1 위치에 있을 때 상기 압축 기구로부터의 제1 유체 압력의 유체와 유체 연통 상태에 있다. 상기 제2 개구부는 상기 압축 기구가 작동 상태에 있을 때 상기 제1 유체 압력보다 작은 상기 밸브 스톱의 하류의 위치에서의 제2 유체 압력의 유체와 유체 연통 상태에 있다. 상기 제2 개구부는 대략 상기 압축 기구의 배출 개구로부터 상기 배출 챔버의 배출 개구로의 유체 유동 방향을 향하고 있다. 상기 제2 유체 압력은 상기 연통 부재의 상기 제2 단부를 통과한 유체 유동에 의한 상기 제2 개구부에서의 국부적인 유체 압력이다. 상기 연통 부재의 상기 제2 단부는 당해 연통 부재의 제2 단부와 상기 배출 챔버의 배출 출구 사이에 유체 유동 제한부를 생성시키도록 상기 배출 챔버의 배출 출구에 대해 위치된다. 상기 연통 부재의 상기 제2 개구부는 상기 배출 챔버의 배출 출구로부터 이격되어 있거나 상기 배출 챔버의 배출 출구 내에 위치된다. 상기 연통 부재의 상기 제2 단부는 상기 배출 챔버의 최대 유체 유속 영역에 위치된다.
상기 압축 기구는 서로 맞물림 결합되는 제1 스크롤 부재 및 제2 스크롤 부재를 구비한다. 상기 제1 스크롤 부재 및 상기 제2 스크롤 부재는 서로에 대해 축선방향으로 변위가능하다. 베어링 하우징이 상기 셸 내에 지지되어 상기 압축 기구를 지지하고, 상기 제1 스크롤 부재가 상기 베어링 하우징에 대해 축선방향으로 변위가능하다.
상기 연통 부재는 상기 유체 통로를 형성하는 대략 관형의 튜브형 몸체부를 구비한다. 상기 대략 관형의 튜브형 몸체부는 상기 밸브 스톱의 상기 개구부와 연통 상태로 상기 밸브 스톱에 고정되는 제1 단부, 및 상기 제1 단부의 대략 반대쪽에 상기 배출 챔버의 배출 출구의 길이방향 축선에 대략 평행하게 연장된 제2 단부를 구비한다.
파티션이 상기 흡입 압력 영역을 상기 배출 챔버로부터 분리시키고, 상기 밸브 스톱이 상기 파티션에 고정된다.
상기 밸브 스톱은 당해 밸브 스톱과 접촉하는 쪽의 상기 밸브 부재측을 당해 밸브 스톱에 근접한 위치에서 상기 배출 챔버 내의 배출 압력의 영향으로부터 독립상태로 만든다.
상기 밸브 부재는 당해 밸브 부재가 제2 위치에 있을 때 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버 사이의 연통을 방지한다.
상기 연통 부재는 상기 압축 기구가 작동 상태로부터 비작동 상태로 전환될 때 상기 배출 챔버의 배출 출구로부터의 유체 유동을 받아 들인다.
상기 연통 부재는 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버의 배출 출구 사이의 거리의 큰 정도의 길이를 구비한다.
상기 연통 부재는 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버의 배출 출구의 사이에 대략 선형적으로 연장되어 있다.
선택적으로, 상기 연통 부재는 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버의 배출 출구 사이에 뻗어 있는 만곡형 몸체부를 구비한다.
본 발명이 적용가능한 추가적인 분야를 본 명세서의 설명으로부터 명백히 알 수 있을 것이다. 상세한 설명 및 특정 실시예는 설명의 편의을 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도한 것이 아니다.
본 발명에 의하면 압축기의 정지시의 밸브 폐쇄의 지연으로 인한 역선회의 문제점을 해결한 압축기를 제공할 수 있다.
여기에 설명하는 도면은 선택된 실시형태의 설명을 위한 것일 뿐이며, 가능한 실시예의 전부가 아니며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도한 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 압축기의 부분 단면도이다.
도 3은 도 도 1의 압축기의 부분 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 밸브 어셈블리의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연통 부재와 배출 피팅 사이의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 연통 부재와 배출 피팅 사이의 변형된 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 연통 부재와 배출 피팅 사이의 변형된 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 1의 압축기 내에서의 가스 압력을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 변형된 압축기의 부분 단면도이다.
동일 도면부호는 여러 도면에서 동일 부분을 지시한다.
이제 첨부 도면을 참조하여 예시의 실시형태를 보다 상세히 설명한다.
이하의 실시형태의 설명은 단순히 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명, 그 적용 및 사용을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 도면 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 같거나 상당하는 부분을 지시한다는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 교시하는 사항은 밀폐형 머신, 개방 구동형 머신, 비밀폐형 머신을 포함하여 많은 다양한 형태의 스크로 압축기 및 로터리 압축기에 편입하기에 적합하다. 예시를 목적으로 하여, 압축기(10)는 도 1의 종단면도에 나타내진 바와 같이 로우-사이드 타입(low-side type)의 즉 모터와 압축기가 밀폐 셸 내의 흡입 가스에 의해 냉각되는 밀폐형 스크롤 냉매 압축기로서 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 압축기(10)는 원통형 밀폐 셸(12), 압축 기구(14), 시일 어셈블리(15), 메인 베어링 하우징(16), 리테이닝 어셈블리(17), 모터 어셈블리(18), 냉매 배출 피팅(20), 배출 밸브 어셈블리(21), 및 흡입 가스 입구 피팅(22)을 구비할 수 있다. 밀폐 셸(12)은 압축 기구(14), 메인 베어링 하우징(16), 및 모터 어셈블리(18)를 수용할 수 있다. 밀폐 셸(12)은 상단부의 엔드 캡(24), 횡단방향으로 뻗어 있는 파티션(26), 및 하단부의 베이스(28)를 구비할 수 있다. 엔드 캡(24)과 횡단방향으로 뻗어 있는 파티션(26)이 배출 챔버(30)를 대략적으로 형성할 수 있다. 배출 챔버(30)는 압축기(10)용 배출 소음기를 대략적으로 형성할 수 있다. 냉매 배출 피팅(20)은 엔드 캡(24)의 개구부(32)에서 셸(12)에 부착될 수 있다. 흡입 가스 입구 피팅(22)은 개구부(34)에서 셸(12)에 부착될 수 있다. 압축 기구(14)는 모터 어셈블리(18)에 의해 구동되고 메인 베어링 하우징(16)에 의해 지지될 수 있다. 메인 베어링 하우징(16)은 스테이킹(staking) 공정과 같은 적합한 방법으로 복수의 지점에서 셸(12)에 고정될 수 있다.
모터 어셈블리(18)는 일반적으로 모터 고정자(36), 회전자(38), 및 구동 샤프트(40)를 구비할 수 있다. 권선부(41)가 고정자(36)에 권취될 수 있다. 모터 고정자(36)는 셸(12)내로 압력 끼워맞춤될 수 있다. 구동 샤프트(40)는 회전자(38)에 의해 회전구동될 수 있다. 회전자(38)는 구동 샤프트(40)에 압력 끼워맞춤될 수 있다.
구동 샤프트(40)는 평면(44)을 갖는 편심 크랭크 핀(42)과 상하 카운트웨이트(46, 48)를 구비할 수 있다. 구동 샤프트(40)는 메인 베어링 하우징(16)의 제1 베어링(52) 내에 회전가능하게 저널링되는 제1 저널부(50)와 하부 베어링 하우징(58)의 제2 베어링(56) 내에 회전가능하게 저널링되는 제2 저널부(54)를 구비할 수 있다. 구동 샤프트(40)는 하단부에 오일-펌핑 동심 보어(60)를 구비할 수 있다. 동심 보어(60)는 구동 샤프트(40)의 상단부쪽으로 뻗어 있는 반경방향 외측으로 치우친 상대적으로 작은 직경의 보어(62)와 연통할 수 있다. 셸(12)의 하측 내부에는 윤활 오일이 채워질 수 있다. 동심 보어(60)는 압축기(10)의 여러 부분으로 윤활 유체를 분배하기 위해 보어(62)와 함께 펌프 기능을 제공할 수 있다.
압축 기구(14)는 일반적으로 선회 스크롤(64) and a 비선회 스크롤(66)을 구비할 수 있다. 선회 스크롤(64)은 상부면에 스파이럴 베인(랩)을 갖는 엔드 플레이트(68)와 하부면에 환형의 편평한 스러스트면(72)을 구비할 수 있다. 스러스트면(72)은 메인 베어링 하우징(16)의 상부면의 환형의 편평한 스러스트 베어링면(74)와 접촉할 수 있다. 원통형 허브(76)가 스러스트면(72)으로부터 하방으로 돌출하여 내부에 구동 부싱(78)을 회전가능하게 배치시킬 수 있다. 구동 부싱( 78)은 크랭크 핀(42)이 내부에 구동가능하게 배치되는 내측 보어를 구비할 수 있다. 크랭크 핀 평면(44)은 구동 부싱(78)의 내측 보어의 일부 평면과 구동가능하게 결합하여 반경방향을 따른 구동 관계를 제공한다.
비선회 스크롤(66)은 스파이럴 랩(82)을 하부면에 갖는 엔드 플레이트(80)를 구비할 수 있다. 스파이럴 랩(82)은 선회 스크롤(64)의 랩(70)과 맞물림 결합을 형성하여, 입구 포켓(84), 중간 포켓(86, 88, 90, 92) 및 출구 포켓(94)을 만들어낼 수 있다. 비선회 스크롤(66)은 메인 베어링 하우징(16), 셸(12) 및 선회 스크롤(64)에 대해 축선방향으로 변위가능할 수 있다. 비선회 스크롤(66)은 출구 포켓(94)과 연통하는 배출 통로(96)와 파티션의 개구부(100)를 통해 배출 챔버(30)와 유체 연통상태가 될 수 있는 상방으로 개방된 리세스(98)를 구비할 수 있다.
비선회 스크롤(66)은 상부면에 평행한 동축의 내측벽과 외측벽(108, 110)에 의해 형성되는 환형의 리세스(106)를 구비할 수 있다. 환형의 리세스(106)는 아래에 설명하는 바와 같이 선회 스크롤(64)에 대한 비선회 스크롤(66)의 축선방향 가압을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로는, 통로(112)가 비선회 스크롤(66)의 엔드 플레이트(80)를 통해 뻗어 있어, 리세스(106)를 중간 포켓(90)과 유체 연통인 상태로 위치될 수 있다. 통로(112)가 중간 포켓(90)으로 뻗어 있는 것으로 도시되어 있지만, 통로(112)는 선택적으로 다른 중간 포켓(86, 88, 92)중의 하나와 연통 상태가 되도록 위치될 수도 있다.
시일 어셈블리(15)는 제1 및 제2 시일(138, 140)을 구비할 수 있다. 제1 및 제2 시일(138, 140)은 각각이 L-자 형상의 단면을 구비할 수 있고, 그 개시 내용이 여기에 참고되는 2009년 9월 9일자로 출원된 미국 출원 12/207051호의 "압축기 밀봉 장치(Compressor Sealing Arrangement)"에 설명된 바와 같이 파티션(26)과 밀봉결합할 수 있다.
선회 스크롤(64)과 비선회 스크롤(66)은 일반적으로 메인 베어링 하우징(16)에 의해 지지될 수 있다. 메인 베어링 하우징(16)은 스러스트 베어링면(74)을 형성하는 반경방향 뻗어 있는 몸체부(162)와 축선방향 상방으로 뻗어 있는 복수의 암(164)(도면에는 그중 하나만 도시됨)을 구비할 수 있다. 메인 베어링 하우징(16)을 셸(12)에 대해 고정하기 위해, 메인 베어링 하우징(16)은 셸(12) 내로 압입되어 스테이킹 공정으로 셸(12)에 결합될 수 있다.
리테이닝 어셈블리(17)는 그 개시 내용이 여기에 참고되는 2008년 9월 9일자로 출원된 미국 출원 12/207072호의 "리테이닝 기구를 구비한 압축기(Compressor with Retaining Mechanism)"에 설명되어 있는 바와 같이 올덤 커플링(182)과 리테이닝 링(186)을 구비할 수 있다. 올덤 커플링(182)은 선회 스크롤(64) 및 비선회 스크롤(66)과 결합되어 상대 회전을 방지할 수 있다. 리테이닝 링(186)은 메인 베어링 하우징(16)에 대한 비선회 스크롤(66)의 축선방향 변위를 제한할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 배출 밸브 어셈블리(21)는 밸브 하우징(224), 역류 연통 부재(226), 및 밸브 부재(228)를 구비할 수 있다. 밸브 하우징(224)은 개구부(100)에 인접하여 파티션(26)에 커플링될 수 있다. 밸브 하우징(224)은 밸브 스톱(230)을 구비할 수 있고, 이 밸브 스톱(230)은 축선방향으로 뻗어 있어 당해 밸브 스톱과 개구부(100) 사이에 축선방향 오프셋을 제공하는 일련의 레그(232)를 가지고 있다. 복수의 레그(232)는 밸브 스톱(230) 둘레로 원주방향으로 배치되어 그들 사이에 개구부(234)를 제공할 수 있다. 복수의 레그(232)는 또한 파티션(26)의 개구부(100)를 원주방향으로 에워쌀 수 있다. 밸브 스톱(230)은 환형의 리지(238)가 전체 둘레로 형성되어 있는 개구부(236)를 구비할 수 있다. 환형의 리지(238)는 파티션(26)쪽으로 축선방향으로 뻗어 있어, 아래에 설명하는 바와 같이 밸브 부재(228)와의 결합 면적의 감소를 제공할 수 있다.
역류 연통 부재(226)는 밸브 스톱(230)으로부터 배출 피팅(20)을 향해 뻗어 밸브 스톱(230)과 배출 피팅(20) 사이에 유체 통로를 형성하는 대략 관형상의 튜브형 부재를 구비할 수 있다. 역류 연통 부재(226)는 배출 통로(96)와 개구부(32) 사이에 대략 선형적으로 연장될 수 있다. 선택적으로, 아래에 설명하는 바와 같이 역류 연통 부재(326)는 만곡형 몸체부를 구비할 수도 있다(도 9). 역류 연통 부재(226)는 밸브 스톱(230)에 커플링되어, 개구부(236)와 배출 피팅(20)에 근접한 밸브 스톱(230) 하류측의 당해 역류 연통 부재(226)의 제2 단부(242) 사이에 밀봉된 유체 연통을 제공하는 제1 단부(240)를 구비할 수 있다. 보다 상세하게는, 역류 연통 부재(226)는 엔드 캡(24)의 개구부(32)와 압축 기구(14)의 배출 통로(96) 사이의 거리의 2분의 1보다 큰 정도의 길이를 가질 수 있다. 역류 연통 부재(226)의 제2 단부(242)는 대략 배출 피팅(20)에 의해 형성된 출구를 향하는 외측으로 벌어진 개구부(243)를 구비할 수 있다. 제2 단부(242)는 배출 피팅(20)에 의해 형성된 개구부의 길이방향 축선에 대략 평행하게 연장될 수 있다.
개구부(243)는 일반적으로 압축기(10) 작동시의 압축 기구(14)로부터 배출 피팅(20)으로의 유체 흐름 방향을 향할 수 있다. 보다 상세하게는, 제2 단부(242)는 압축기(10) 작동시의 배출 챔버(30)의 최대 유속 영역에 배치될 수 있다. 개구부(243)는 압축기 정지시의 배출 피팅(20)으로부터 압축 기구(14)로의 유체 흐름 방향의 반대 방향을 향할 수 있다. 역류 연통 부재(226)의 제2 단부(242)는 엔드 캡(24) 및 배출 피팅(20)과 함께 아래에 설명하는 바와 같이 압축기(10)의 통상적인 작동시에 제2 단부(242)의 상류에 유동 제한부(flow restriction)(R)을 생성시킴으로써 역류 연통 부재(226)의 제2 단부(242)를 압력 맥동으로부터 독립상태로 만들 수 있다. 변경적으로 또는 추가적으로, 제2 단부(242)를 통과한 유체 유속이 개구부(243)에서 국부적인 압력강하를 생성시킴으로써 개구부(243)를 압력 맥동으로부터 독립상태로 만들 수 있다.
배출 피팅(20)과 역류 연통 부재(226)의 제2 단부(242) 사이의 관계를 나타내는 제1, 제2, 및 제3 구성예가 예시만을 목적으로 하고 압축기(10)의 실제 기하형태에서 단순화된 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다. 제1 구성예(도 5)에 있어서는, 역류 연통 부재(226a)의 제2 단부(242a)는 배출 챔버(30a) 내에 배치되어 배출 피팅(20a)의 개구부로부터 거리(L1)만큼 이격되어 배치될 수 있으며, 전반적으로는 압축기(10)에 나타나는 구성과 유사하다. 이 제1 구성예에서는, 배출 챔버(30a)로부터 배출 피팅(20a)으로의 유동에 대한 유동 제한부(R1)는 역류 연통 부재(226a)의 제2 단부(242a)와 배출 피팅(20a) 사이의 관계에 의해 정해지는 유동 면적(A1)에 의해 생성될 수 있다. 간략한 설명을 위해, 제2 단부(242a)의 외경 (D1a)과 배출 피팅(20a)의 입구 내경(D1b)이 동일한 직경(D1=D1a=D1b)을 가진다고 가정해 보자. 그러면, 유동 면적(A1)은 높이(L1)와 직경(D1)을 갖는 원통의 표면적을 구하는 방정식 A1=πD1L1을 기초로 산출될 수 있을 것이다. 압축기(10)에서 보여지는 바와 같이 제2 단부(242a)와 배출 피팅(20a)가 다른 직경을 가지면, 유동 면적은 절두원추의 표면적에 상당할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
제2 구성예(도 6)에 있어서는, 역류 연통 부재(226b)의 제2 단부(242b)는 배출 챔버(30b)의 외측으로 연장되어, 배출 피팅(20b) 내로 일정 거리만큼 연장될 수 있다. 그에 따라, 유동 제한부(R2)는 제2 단부(242b)와 배출 피팅(20b) 사이에서 최소 유동 면적(A2)으로 형성될 수 있다. 도시된 구성예에서, 제2 단부(242b)는 외경(D2a)를 가지고, 배출 피팅(20b)은 내경(D2b)를 가진다. 최소 유동 면적 (A2)는 A2=π(D2b 2-D2a 2)/4으로 정해질 수 있다. 제3 구성예(도 7)는 전반적으로 제2 구성예와 유사할 수 있다. 따라서, 유동 제한부(R3)는 유사하게 정해질 수 있다. 하지만, 이 제3 구성예에서는, 역류 연통 부재(226c)의 제2 단부(242c)는 배출 챔버(30c)의 내부에 배치될 수 있다. 배출 피팅(20c)의 입구도 배출 챔버(30c) 내로 연장될 수 있고, 역류 연통 부재(226c)의 제2 단부(242c)는 배출 피팅(20c) 내로 일정 거리만큼 연장되어 전반적으로 유동 제한부(R2)와 유사한 유동 제한부(R3)를 형성할 수 있다.
유동 제한부(R, R1, R2, R3)는 아래에 논하는 바와 같이 일반적으로 배출 챔버(30, 30a, 30b, 30c)에 대한 압력강하와 함께 압력 맥동의 감소를 발생시킬 수 있다. 유동 제한부(R, R1, R2, R3)는 아래에 논하는 바와 같이 일반적으로 밸브 부재(228)에 독립상태를 제공할 수 있다.
밸브 부재(228)는 배출 밸브 어셈블리(21)의 복수의 레그(232) 내부에서 밸브 스톱(230)과 파티션(26) 사이에 배치될 수 있다. 밸브 부재(228)는 일반적으로 밸브 하우징(224) 및 파티션(26)과의 직접적인 결합으로부터 자유로운 상태일 수 있다. 밸브 부재(228)는 당해 밸브 부재(228)에 작용하는 압력에 기초하여 제1 위치와 제2 위치 사이에서 변위가능하도록 될 수 있다.
보다 상세하게는, 밸브 부재(228)는 상하면(244, 246)을 갖는 디스크 부재의 형태가 될 수 있다. 상면(244)은 일반적으로 밸브 스톱(230)을 향할 수 있고, 하면(246)은 일반적으로 파티션(26)을 향할 수 있다. 제1 위치(도 2)에서, 밸브 부재(228)는 일반적으로 파티션(26)과 접촉하여 당해 파티션(26)의 개구부(100)를 덮어, 배출 챔버(30)와 리세스(98) 사이의 유체 연통을 방지할 수 있다. 제2 위치(도 3)에서, 밸브 부재(228)는 일반적으로 밸브 스톱(230)의 환형의 리지(238)와 접촉하여, 리세스(98)와 배출 챔버(30) 사이의 유체 연통을 허용한다. 환형의 리지(238)는 일반적으로 밸브 부재(228)와 밸브 스톱(230) 간의 접촉 면적을 감소시켜, 밸브 부재(228)의 보다 신속한 응답 시간을 제공할 수 있다. 제2 위치에서, 밸브 부재(228)의 상면(244)은 일반적으로 밸브 스톱(230)과 결합되어 있기 때문에 역류 연통 부재(226)로부터 압력이 가해질 때를 제외하고는 배출 압력의 영향으로부터 독립상태가 될 수 있다.
보다 상세하게는, 압축기(10)의 통상적인 작동시에, 압축 기구(14)에 의해 제공되는 배출 가스의 압력(P0)은 구동 샤프트(40)의 회전 위치에 따라 변동된다. 압력(P0)은 일반적으로 상하한(Pomax, Pomin) 사이에서 변동될 수 있다. 배출 가스는 압축 기구(14)에 의해 배출 챔버(30)로 직접적으로 제공되기 때문에, 배출 챔버(30) 내에서의 배출 가스의 압력(P1)도 압축 기구(14)의 작동시에 변동할 수 있다. 하지만, 배출 챔버(30)의 체적이 일반적으로 압축 기구(14)에 의해 제공되는 압력 맥동을 감소시킬 수 있다. 또한, 시스템 손실로 인해, 배출 챔버(30) 내의 평균 압력(P1AVG)은 일반적으로 압축 기구(14)에 의해 제공되는 배출 가스의 평균 압력(P0AVG)보다 작을 수 있다. 유동 제한부(R)의 감쇠 효과로 인해, 유동 제한부(R)의 하류의 압력(Pd)은 압력(P1)보다 작은 정도의 맥동을 경험할 것이다. 또한, 유동 제한부(R)의 하류의 평균 압력(PdAVG)은 평균 압력(P0AVG, P1AVG)보다 작게 될 수 있다.
그러므로, 밸브 부재(228)의 상면(244)의 압력(Pd)에 대한 노출은 밸브 부재(228)의 안정성을 증가시키는 결과를 낳을 수 있다. 보다 상세하게는, 평균 압력(P0AVG, P1AVG)에 대한 감소된 평균 압력(PdAVG)과 함께 압력(P0, P1)에 대한 압력(Pd)의 감소된 맥동이 압축기 작동시에 밸브 부재(228)의 위치 안정성을 제공할 수 있다. 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 압력(Pd)는 앞서 논의한 압력 맥동에 의해 기인하는 압력(P0, P1)의 최소값보다 아래에 남아 있을 수 있다. 이런 이유로, 밸브 부재(228)는 압력(P0, P1)의 맥동이 있는 동안에도 밸브 스톱(230)에 안착되어 유지될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 측면 즉 수평방향으로 장착된 배출 피팅(320)을 갖는 압축기(310)는 만곡된 연통 부재(326)를 가진 배출 밸브 어셈블리(321)를 구비할 수 있다. 측면 장착 배출 피팅(320)을 수용하기 위해 연통 부재(326)가 만곡되어 있지만, 상술한 배출 밸브 어셈블리(21)에 대한 설명이 배출 밸브 어셈블리(321)에도 동등하게 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기 실시형태의 설명은 예시적인 설명을 목적으로 제공되었다. 하지만 상기 실시형태는 본 발명의 전부가 아니며 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 특정 실시형태의 개별의 요소 또는 특징부들은 그 특정 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 구체적인 도시나 설명이 없더라도 선택가능한 실시형태에 적용 및 교체가능하게 사용될 수 있다. 이러한 특정 실시형태의 개별의 요소 또는 특징부들은 또한 여러 방법으로 변형될 수도 있다. 그와 같은 변형은 본 발명에서 벗어나지 않는 것으로서 고려되어야 하며, 모든 그러한 변경을 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로서 의도하고 있다.

Claims (22)

  1. 흡입 압력 영역 및 배출 출구를 갖는 배출 챔버를 구비한 셸;
    상기 셸의 상기 흡입 압력 영역 내에 지지되고, 상기 배출 챔버와 연통하는 배출 출구를 구비하는 압축 기구;
    상기 압축 기구가 작동 상태에 있을 때 상기 압축 기구로부터 상기 배출 챔버로 가압 유체 유동을 제공하기 위해 상기 압축 기구와 결합되는 구동 부재; 및
    밸브 부재, 개구부를 갖는 밸브 스톱, 및 상기 밸브 스톱의 상기 개구부와 상기 밸브 스톱의 하류의 위치 사이에 유체 연통을 제공하도록 유체 통로를 형성하여 상기 밸브 스톱으로부터 상기 배출 챔버의 상기 배출 출구쪽으로 상기 배출 챔버 내로 뻗어 있는 연통 부재를 구비하는 배출 밸브 어셈블리로서, 상기 밸브 스톱이 상기 셸에 되어 고정되어 상기 압축 기구의 상기 배출 출구와 상기 배출 챔버 사이의 유체 연통을 제공하는 제1 위치와 상기 압축기의 상기 배출 출구와 상기 배출 챔버 사이의 유체 연통을 제한하는 제2 위치 사이에서 상기 밸브 부재의 운동을 제한하고, 상기 밸브 부재가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 밸브 부재가 상기 밸브 스톱과 접촉하여 상기 밸브 스톱의 상기 개구부를 덮도록 되어 있는 상기 배출 밸브 어셈블리;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연통 부재는 상기 밸브 스톱에 고정되고 상기 밸브 스톱의 상기 개구부와 유체 연통되어 있는 제1 개구부를 갖는 제1 단부, 및 대략 상기 배출 챔버의 상기 배출 출구를 향하고 있는 제2 개구부를 갖는 제2 단부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 부재의 제1 면은 상기 제2 개구부와 유체 연통 상태에 있고, 상기 제1 면과 대략 반대측인 상기 밸브 부재의 제2 면은 상기 밸브 부재가 제1 위치에 있을 때 상기 압축 기구로부터의 제1 유체 압력의 유체와 유체 연통 상태에 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 개구부는 상기 압축 기구가 작동 상태에 있을 때 상기 제1 유체 압력보다 작은 상기 밸브 스톱의 하류의 위치에서의 제2 유체 압력의 유체와 유체 연통 상태에 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 개구부는 대략 상기 압축 기구의 배출 개구로부터 상기 배출 챔버의 배출 개구로의 유체 유동 방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제 5 항에 있이서, 상기 제2 유체 압력은 상기 연통 부재의 상기 제2 단부를 통과한 유체 유동에 의한 상기 제2 개구부에서의 국부적인 유체 압력인 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 연통 부재의 상기 제2 단부는 당해 연통 부재의 제2 단부와 상기 배출 챔버의 배출 출구 사이에 유체 유동 제한부를 생성시키도록 상기 배출 챔버의 배출 출구에 대해 위치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 연통 부재의 상기 제2 개구부는 상기 배출 챔버의 배출 출구로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 연통 부재의 상기 제2 개구부는 상기 배출 챔버의 배출 출구 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 연통 부재의 상기 제2 단부는 상기 배출 챔버의 최대 유체 유속 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 압축 기구는 서로 맞물림 결합되는 제1 스크롤 부재 및 제2 스크롤 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 스크롤 부재 및 상기 제2 스크롤 부재는 서로에 대해 축선방향으로 변위가능한 것을 특징으로 하는 압축기.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 셸 내에 지지되어 상기 압축 기구를 지지하는 베어링 하우징을 더 포함하고 있고, 상기 제1 스크롤 부재가 상기 베어링 하우징에 대해 축선방향으로 변위가능한 것을 특징으로 하는 압축기.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 연통 부재는 상기 유체 통로를 형성하는 대략 관형의 튜브형 몸체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 대략 관형의 튜브형 몸체부는 상기 밸브 스톱의 상기 개구부와 연통 상태로 상기 밸브 스톱에 고정되는 제1 단부, 및 상기 제1 단부의 대략 반대쪽에 상기 배출 챔버의 배출 출구의 길이방향 축선에 대략 평행하게 연장된 제2 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입 압력 영역을 상기 배출 챔버로부터 분리시키는 파티션을 더 포함하고 있고, 상기 밸브 스톱이 상기 파티션에 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 스톱은 당해 밸브 스톱과 접촉하는 쪽의 상기 밸브 부재측을 당해 밸브 스톱에 근접한 위치에서 상기 배출 챔버 내의 배출 압력의 영향으로부터 독립상태로 만드는 것을 특징으로 하는 압축기.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 부재는 당해 밸브 부재가 제2 위치에 있을 때 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버 사이의 연통을 방지하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 연통 부재는 상기 압축 기구가 작동 상태로부터 비작동 상태로 전환될 때 상기 배출 챔버의 배출 출구로부터의 유체 유동을 받아 들이는 것을 특징으로 하는 압축기.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 연통 부재는 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버의 배출 출구 사이의 거리의 큰 정도의 길이를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 연통 부재는 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버의 배출 출구의 사이에 대략 선형적으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 연통 부재는 상기 압축 기구의 배출 출구와 상기 배출 챔버의 배출 출구 사이에 뻗어 있는 만곡형 몸체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
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