스크롤 압축기 개요

 스크롤압축기는 로타리압축기의 일종으로 인벌루트 치형의 두 개의 맞물린 스크롤 부품이 선회 운동을 하면서 압축하는 용적형 압축기이다. 냉동능력은 2,500~43,000 ㎉/h 범위이고 , 효율적인 작동을 위하여 스크롤압축기는 스크롤 부품의 정밀한 공차 가공이 요구되며 , 최근 제조 기술의 발전으로 고정도의 가공이 가능하게되어 공조용 및 저온용으로 널리 사용된다.

 이러한 스크롤 압축기는 왕복동식이나 로타리식에 비해 토오크 변동이 적고 , 흡입밸브나 토출밸브가 없으며 ,압축요소의 미끄럼 속도가 늦다. 또한 압축실간의 작동가스의 누설이 적으며 부품수가 적은 등의 윈리적으로 우수한 장점이 많기 때문에 고효율 , 저소음, 저진동 등 고신뢰성을 갖는다.

스크롤 압축기의 작동원리

 스크롤 압축기구는 기하학적으로 180 °의 위상차를 갖는 선회스크롤과 고정스크롤이 쌍으로 이루어져있다. 각각의 스크롤 부품은 평판상에 스크롤 형상의 날개(wrap)를 갖고 있으며 이 양쪽 랩은 기본적으로 같은 모양의 인벌루트(involute) 곡선으로 되어있다.  선회스크롤과 고정스크롤의 맞물림에 의해 초생달 모양의 밀폐공간이 동시에 4개가 형성되어 압축사이클을 이루게 된다.

 이 밀폐공간은 바깥쪽일수록 크고 중심에 가까울수록 작게 되어 외주에는 흡입실이 , 중심부에는 토출구를 갖게 된다. 스크롤의 옆면은 접촉한 상태로 접촉된 부분이 안쪽으로 따라 움직이게 되고 스크롤사이의 상대적인 회전은 선회스크롤의 하부에 연결된 커플링에 의해 회전하지 않고 선회하게 된다.

 압축은 스크롤의 외곽 둘레에서 주어진 체적의 밀폐공간내의 밀봉된 흡입 가스와 스크롤의 상대적인 회전에 의해 토출구를 향하여 포켓의 크기가 점차 감소하게 되고 흡입된 가스는 아쪽으로 움직임으로써 이루어진다.

 아래의 그림은 흡입 , 압축 ,그리고 토출과정을 보여주고 있다.

 흡입과정시 가장 외곽의 밀폐공간은 밀봉되어 있으며 , 내부의 가스압력은 흡입 압력이고 ,압축과정에 들어가기 직전의 상태이다.

 압축과정에서는 선회 운동에 의해 가스는 스크롤의 중심으로 이동하게 되고 밀폐공간 체적이 감소됨으로써 압력은 상승하게 된다.

 토출과정에서 가스는 토출구 중심에 도달하게 되고 , 스크롤 내부에서 토출되기 시작한다.

 두 개의 서로 다른 압축 경로가 스크롤 세트에서 동시에 일어나며 이전 밀폐공간의 가스가 토출된 후에 바로 새로운 밀폐공간이 토출 상태에 도달하므로 토출 과정은 거의 연속적으로 이루어진다.

 스크롤 압축은 스크롤의 형상과 토출구 위치를 정하는 방법에 따라 고정된 , 또는 정해진 체적비를 얻을 수 있다. 이러한 특징을 가짐으로써 스크롤 압축기는 왕복동식 압축기나 로타리식 압축기와는 다른 성능 특성을 갖는다.

회전각도 구분

흡입과정

압축과정

토출과정

스크롤 압축기의 압축과정