KR0124959B1 - 스크롤형 압축기 - Google Patents

스크롤형 압축기

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Abstract

가동 스크롤 부재의 소용돌이부의 단면에 형성한 팁시일 홈내에 걸어맞추는 팁시일의 중심부의 내구성을 향상한다. 토출 구멍(1c)을 고정스크롤 부재의 소용돌이부(1b)의 내주면(S1)에 따라서 상기 소용돌이부(1b)의 기초원(K)에서 상기 소용돌이부(1b)의 선단측으로 향해서 이격하는 방향으로 변위한다. 양 소용돌이부(1b,9b)의 중심축의 내주면(S1,S9)에 의해 형성되는 최종 행정의 미소 압축실(Pn)과 상기 토출 구멍(1c)을 연통하는 통로(1d)를 고정 스크롤 부재의 기판에 형성된다.

Description

스크롤형 압축기
본 발명은 고정 스크롤 부재의 소용돌이부와, 이 소용돌이부에 대항하여 자전 불능인 동시에 공전(公轉) 가능하게 지지된 가동 스크롤부재의 소용돌이부 사이에 가동 스크롤부재의 공전에 따라서 용적 감소하는 압축실을 형성하는 스크롤형 압축기에 관한 것이다.
스크롤형 압축기에 있어서는 기판의 표면에 소용돌이부를 설치한 고정스크롤부와, 마찬가지로 기판의 표면에 소용돌이부를 설치한 가동 스크롤 부재의 양 소용돌이부를 어긋나게 하고, 동시에 양 소용돌이부 측벽이 접촉하도록 배치한다. 또한, 상기 자동 스크롤 부재를 원궤도상을 공전 운동시켜서 양 소용돌이부 사이에 형성한 압축실내로 흡입내의 냉매가스를 취입하고, 밀폐된 압축실을 소용돌이부의 중심부로 이동시키므로써, 상기 압축실내의 용적을 변화시키고, 압축된 기체를 고정스크롤 부재의 기판 중심부에 형성한 토출 구멍에서 토출실로 토출하도록 되어있다(예를들면, 일본국 특개평 제3-92591호 공보 참조).
또한, 제6도에 도시한 바와 같이, 양 소용돌이부(1b,9b)에 의해 형성되는 압축실(P)내의 밀봉성을 높이기 위해서, 상기 양 소용돌이부(1b,9b)중 가동측의 소용돌이부(9b)의 고정측의 기판과 접촉하는 단면에 대해서, 소용돌이 형상을 한 단부 밀봉 부재(14 : tip seal)를 걸어 맞추기 위한 단부 밀봉홈(15 : tip seal groove)이 형성되어 있다. 그리고 압축 동작시에 상기 단부 밀봉 부재(14)가 기판의 표면에 가압되어 고압측의 압축실(P)에서 저압측의 압축실(P)로의 냉매가스의 누설을 억제하도록 되어 있다. 더욱이, 중심부측의 압축실(P)만큼 토출 압력에 가까운 고압력으로 되기 때문에, 중심부의 밀봉성을 향상시키기 위해서 상기 밀봉 단부 부재(14)의 중심부에 확대 밀봉단부(14a : enlarged tip portion)가 형성되어 있다.
상기 종래의 스크롤형 압축기에는, 고정 스크롤 부재의 기판의 중심부에 형성된 토출 구멍(1c)이 고정 스크롤 부재의 소용돌이부(1b)의 내주면(S)의 시작점(E)과 상기 내주면(S)의 기초원(K)의 중심(Ok)을 통하는 수선(H)상에 토출 구멍(1c)의 중심이 위치하도록 형성되어 있다. 이 때문에, 양 소용돌이부(1b,9b)가 형성되는 최종 단계의 미소(매우 작은) 압축실(P)로부터 상기 토출 구멍(1c)의 시작점(E)에 치우친 공간을 통해서 압축된 냉매가스가 양호하게 토출된다. 그런데, 최종 단계의 미소 압축실을 형성하는 가동 스크롤 부재의 소용돌이부(9b)의 선단부는 상기 토출 구멍(1c)의 반이상을 폐쇄하는 위치에 있기 때문에, 단부 밀봉 부재(14)의 확대 밀봉 단부(14a)가 토출구멍(1c)과 마주 접하고, 상기 확대 밀봉 단부(14a)의 선단부가 제7도에 도시되어 있는 바와 같이 토출 구멍(1c)의 내부에서 아래로 용이하게 늘어뜨려지게 된다. 이 결과, 밀봉 부재(14)의 확대 밀봉 단부(14a) 선단이 피로해서 내구성이 저하되는 문제가 발생된다. 또, 확대 밀봉 단부(14a)의 선단이 토출 구멍(1c)의 모서리(edge)에 걸려서 손상될 우려가 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해소하여, 가공 스크롤 부재의 소용돌이부의 단면에 형성된 소용돌이 형상의 단부 밀봉홈 내에 걸어맞춰지는 단부 밀봉 부재의 중심부의 내구성을 향상시킬 수 있는 스크롤형 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 기판의 표면에 소용돌이부를 설치한 고정 스크롤 부재와, 마찬가지로 기판의 표면에 소용돌이부를 설치한 가동 스크롤 부재의 양 소용돌이부를 서로 각도를 어긋나게 하고, 또한 양 소용돌이부 측벽이 접촉하도록 배치하고, 상기 가동 스크롤 부재를 원궤도상을 공전 운동시켜서 양 소용돌이부 사이에 형성되는 밀폐된 압축실을 소용돌이부의 중심부로 이동시키므로써 상기 압축실내의 용적을 변화시키고, 고정 스크롤 부재의 기판에 형성된 토출 구멍에서 토출실로 토출하도록 하고, 더욱이, 양 소용돌이부의 기판과 접촉하는 단면에 대해 소용돌이 형성의 단부 밀봉 부재를 걸어 맞출 수 있는 단부 밀봉홈을 형성한 스크롤형 압축기에 있어서, 상기 토출 구멍을 고정 스크롤 부재의 소용돌이부의 내주면을 따라서 상기 소용돌이부의 기초원에서 상기 소용돌이부의 중심단을 향해서 이격되는 방향으로 변위시키고, 또한 양 소용돌이부의 중심부 내주면에 의해 형성되는 최종 행정의 미소 압축실과 상기 토출구멍을 연통하는 통로를 고정 스크롤 부재의 기판에 형성한다.
제1도는 본 발명을 구체화한 스크롤형 압축기의 양 소용돌이부를 도시하는 단면도.
제2도는 요부의 단면도.
제3도는 요부의 단면도.
제4도는 요부의 사시도.
제5도는 스크롤형 압축기 전체를 도시하는 단면도.
제6도는 종래의 스크롤형 압축기의 양 소용돌이부를 도시하는 단면도.
제7도는 제6도의 A-A선을 따라 취한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 고정 스크롤 부재, 1a : 기관,
1b : 소용돌이부, 1c : 토출 구멍,
1d : 통로, 2 : 전방하우징,
4 : 회전축, 6 : 편심축,
9 : 가동 스크롤 부재,9a : 기판,
9b : 소용돌이부,14 : 단부 밀봉 부재,
14a : 확대 밀봉 단부,15 : 단부 밀봉홈,
K : 기초원,S1,S9: 내주면,
P : 압축실,Pn : 미소 압축실.
본 발명에서는 고정 스크롤 부재의 기판에 형성되는 토출 구멍의 위치를 고정 스크롤 부재의 소용돌이부의 기초원의 중심 위치에서 상기 소용돌이부의 중심단으로 수정거리 변위하기 때문에, 양 소용돌이부가 미소 압축실을 형성하는 상태에서 가공 스크롤 부재의 소용돌이부의 중심부에 위치하는 단부 밀봉 부재의 선단부가 토출 구멍에 걸터놓인 상태로 유지된다. 이때문에, 단부 밀봉 부재는 토출 구멍으로의 아래로 늘어뜨려짐이 방지되고, 그의 피로나 손상을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체화한 일실시예를 제1도 내지 제5도를 참조로 설명한다.
제5도에 도시한 바와 같이, 중앙 하우징을 겸하는 고정 스크롤 부재(1)의 전후 양단면에는 전방 하우징(2) 및 후반 하우징(3)이 접합 고정되어 있다. 전방 하우징(2)내에는 회전축(4)이 래디알 베어링(5)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 회전축에(4)에는 편심축(6)이 연결되어 있다.
편심축(6)에는 균형추(7 : balance weight) 및 부시(8)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 부시(8)의 외주면에는 가동 스크롤 부재(9)의 스크롤 기판(9a)의 배면 중심부에 일체 형성된 원통상의 보스부(9c)가 래디알 베어링(10)을 통해서 상대회전 가능하게 끼워 맞춰져 있다. 그리고, 제1도 및 제5도에 도시한 바와 같이 양 스크롤부(1,9)의 스크롤 기판(1a,9a) 및 소용돌이부(1b,9b)에 의해 압축실(P)이 형성된다.
제5도에 도시한 바와 같이 가동 스크롤 부재(9)에 대향하는 전방 하우징(2)의 수압벽(2a : pressure receiving wall)과, 가동 스크롤 부재(9)의 스크롤 기판(9a)의 배면 사이에는 가동 스크롤 부재(9)의 자전을 방지하는 동시에, 공전을 허용하고 압축동작시의 미끄럼 이동 방향의 압축 반작용을 상기 수압벽(2a)에 전달하기 위한 공지의 자전 방지 기구(11)가 개재되어 있다(예를들면, 일본 특개평 2-308990호 공보 참조).
상기 양 소용돌이부(1b,9b)의 외단부측에는 흡입실이 형성되고, 상기 흡입실(12)은 도시하지 않은 흡입 플랜지를 통해서 냉방 장치의 외부 흡입 냉매관로와 연통되어 있다. 또, 상기 고정 스크롤 기판(1a)의 중심부에는 토출 구멍(1c)이 형성되고, 상기 압축실(P)과 후방 하우징(3)에 형성된 토출실(13)과 연통가능하다. 또, 토츨실(13)은 도시하지 않은 토출 플랜지를 통해서 외부 토출 냉매관로와 연통되어 있다.
따라서, 상기 편심축(6)의 공전에 따라, 가동 스크롤 부재(9)가 회전축(4)의 회전을 공전시키고, 도시하지 않은 흡입구에서 도입된 냉매 가스가 양스크롤 부재(1,9)사이의 압축실(P)로 유입된다. 압출실(P)은 제1도에 있어서, 가동 스크롤 부재(9)의 공전에 따라서 용적 감소하는 양 스크롤 부재(1,9)의 소용돌이부(1b,9b)의 시작 단부 사이로 향해서 모아져 형성된다. 압축실(P)의 용적감소에 의해서 압축실 냉매가스는 제5도에 도시하는 스크롤 기판(1a) 상의 토출 구멍(1c)에서 토출실(13)내로 토출된다. 토출 구멍(1c)은 토출실(13)측에서 토출 밸브에 의해 개방 가능하게 폐쇄되어 있다.
제1도에 도시한 바와 같이, 가동 스크롤 부재(9)의 소용돌이부(1b)의 단면에는 외단부에서 중심부로 걸쳐서 소용돌이 형상의 단부 밀봉 부재(14)를 수용하는 단부 밀봉홈(15)이 형성되어 있다. 상기 소용돌이부(1b) 및 단부 밀봉 부재(14)의 중심부에는 고압의 압축실(P)에서의 가스의 누설을 적게 해서 밀봉성을 향상시키기 위한 확대 밀봉 단부(14a)가 형성되어 있다.
고정 스크롤 부재(1)의 소용돌이부(1b)의 단면에도 상기 가동 스크롤 부재(9)와 동일한 단부 밀봉 부재(14)를 수용하는 단부 밀봉홈(15)이 형성되어 있다.
다음에, 본 발명의 요부인 토출 구멍(1c)의 배치 위치 및 통로에 대해서 설명한다.
제２도에 도시한 바와 같이, 원형의 상기 토출 구멍(1c)의 중심(01)은, 고정 스크롤 부재(1)의 소용돌이부(1b)의 내주면(S1)의 시작점(E1)과 그의 기초원(K)의 중심(Ok)을 통하는 수선(H)에서 소용돌이부(1b)의 내주면(S1)이 시작점(E1)을 넘어서 중심단측으로 소정거리 이격된 위치로 변위되고 있다. 또, 상기 토출 구멍(1c)은 상기 내주면(S1)의 시작점(E1)을 넘어서 소용돌이부(1b)의 원호상 주위면과 접촉하도록 변위되어 있다. 상기 가동 스크롤 부재(9) 측의 소용돌이부(9b)의 내주면(S9)의 시작점(E9)은 압축 행정의 최종 행정에서 고정측의 소용돌이부(1b)의 내주면(S1)에 접촉한 상태로 상기 내주면(S1)의 시작점(E1)에 접근하고, 양 내주면(S1,S9) 사이에 미소 압축실(Pn)을 형성한다. 상술한 바와 같이 토출 구멍(1c)이 수선(H)에서 변위됨에 따라, 상기 최종 행정의 미소 압축실(Pn)과 토출 구멍(1c)은 직접 연통하지 않게된다. 이 때문에, 고정 스크롤 기판(1a)에 대해서 상기 미소 압축실(Pn)과 토출 구멍(1c)을 연통하는 통로(1d)를 드릴 등에 의해 절결(단면 절삭)을 형성하고 있다.
따라서, 본 실시예에서는 압축 행정의 최종 단계에서 가동 스크롤 부재(9)의 소용돌이부(9b)의 중심부에 위치하는 단부 밀봉 부재(14)의 확대 밀봉 단부(14a)가 제2도 및 제4도에 도시한 바와 같이 토출 구멍(1c)을 덮은 상태가 된다. 이 때문에, 확대 밀봉 단부(14a)는 단부의 중간부 한점(T1)과 선단에 치우친 한점(T2)이 토출 구멍(1c)의 모서리에 의해 양쪽이 들려서 지지되는 것으로 된다. 따라서, 확대 밀봉 단부(14a)의 한쪽 지지부, 다시 말하면 제4도에 도시한 바와 같은 상기 양점(T1,T2)을 잇는 직선(L)에서 비어져 나온 부분이 대폭적으로 짧게 되고, 단부 밀봉 부재(14)의 토출 구멍(1c) 내로의 아래로 늘어뜨려짐을 방지해서 부재의 피로나 손상을 방지할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시예에서 한정되는 것은 아니고, 다음과 같이 구체화할 수 있다.
상기 실시예에서는 상기 통로(1d)를 드릴에 의해 원호상으로 형성한 것이지만, 상기 통로(1d)는 최종 압축 행정의 미소 압축실과 토출 구멍(1c)을 연통하는 것이 있으면, 형상은 임의로 해도 좋다. 또, 단부 밀봉 부재(14)의 확대 밀봉 단부(14a)를 생략한 압축기를 구체화해도 좋다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명은 토출 구멍을 고정 스크롤 부재의 소용돌이부의 내주면에 따라서 소용돌이부의 기초원에서 상기 소용돌이부의 중심단으로 향해서 이격되는 방향으로 변위되고, 또한 양 소용돌이부의 중심부 내주면에 의해 형성되는 최종 행정의 미소 압축실과 토출 구멍을 연통하는 통로를 고정 스크롤 부재의 기판에 형성한 것으로, 가공 스크롤 부재의 소용돌이부의 단면에 형성한 소용돌이 형상의 단부 밀봉홈 내에 걸어맞추는 단부 밀봉 부재의 중심부의 내구성을 향상할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 기판의 표면에 소용돌이부(1b,9b)를 설치한 고정 스크롤 부재(1)와, 마찬가지로 기판의 표면에 소용돌이부를 설치한 가동 스크롤 부재(9)의 양 소용돌이부를 서로 각도를 어긋나게 하고, 동시에 양 소용돌이부 측멱이 접촉하도록 배치하고, 상기 가동 스크롤 부재를 원궤도상을 공전 운동시켜서 양 소용돌이부 사이에 형성되는 밀폐된 압축실(P)을 소용돌이부의 중심부로 이동시킴으로써, 상기 압축실(P)내의 용적을 변화시키고, 고정 스크롤 부재(1)의 기판에 형성한 토출 구멍(1c)에서 토출실(13)로 토출하도록 하고, 다시 한번 양 소용돌이부의 기판(1a,9a)과 접촉하는 단면에 대하여 소용돌이 형상의 단부 밀봉 부재(14)를 걸어 맞추는 단부 밀봉홈(15)을 형성한 스크롤형 압축기에 있어서, 상기 토출 구멍(1c)을 고정 스크롤 부재(9)의 소용돌이부의 내주면에 따라서 상기 소용돌이부의 기초원(K)에서 상기 소용돌이부의 중심단쪽으로 이격하는 방향으로 변위시키고, 또한 양 소용돌이부의 중심부 내주면(S9)에 의해 형성되는 최종 행정의 미소 압축(Pn)과 상기 토출 구멍(1c)을 연통하는 통로를 고정 스크롤 부재(1)의 기판(1a)에 형성한 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
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