KR0147097B1

KR0147097B1 - 스크롤 압축기의 밸런스웨이트

Info

Publication number: KR0147097B1
Application number: KR1019950019677A
Authority: KR
Inventors: 김중현
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1998-08-17
Also published as: KR970006911A

Abstract

본 발명은 압축기의 밸런싱에 관한 것으로 특히 밸런스웨이트가 압축실내 반경방향 밀봉력에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 압축기내에서 선회스크롤의 언밸런스 회전을 상쇄시켜 주기 위해 구동축(5)상에 설치되는 웨이트밸런스(8a)는 구동핀부(6a) 하단면에 안착되고 그 형태는 구동부시(7a)와 일체형이 아닌 분리된 독립체로 존재하는 한편, 상기 구동핀의 양쪽을 평탄면(9)을 하고 상기 밸런스췌이트(8a)의 삽이부(10)를 이에 상으하는 평탄면(11)으로 하여 밸런스웨이트가 구동핀부에 대하여 최소한 회전운동은 구속되고 반경방향으로만 미소량의 슬라이딩 유동이 구현되도록 한 스크롤 압축기의 밴런스웨이트를 제공한 것이다.

Description

스크롤 압축기 밸런스웨이트

제1도는 일반적인 스크롤 압축기 종단면도.

제2도는 슬라이딩 구동부에 적용되는 종래의 밸런스웨이트 구조.

제3도는 평심회전형 구동부에 적용되는 종래의 또다른 밸런스웨이트 구조.

제4도는 본 발명의 밸런스웨이트 구조를 보인 도면.

제5도는 제4도의 단면구조를 보인 것으로,

(a)는 A-A'선 단면도.

(b)는 B-B'선 단면도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예를 보인 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 선회스크롤 2 : 고정스크롤

5 : 구동축 6 : 구동핀

7,7' : 구동부시 8,8a : 밸런스웨이트

9,9a,11 : 평면부 10 : 삽입부

12,13 : 원호

본 발명은 압축기의 밸런싱에 관한 것으로 특히 밸런스웨이트가 압축실내 반경방향 밀봉력에 영향을 미치지 않도록 구동부시와 분리시킨 상태로 구동축의 구동핀 상에 착탈 가능하게 조립한 스크롤 압축기의 밸런스웨이트에 관한 것이다.

인벌루트 형상 랩(Wrap)을 각각 갖는 선회스크롤(1)과 고정스크롤(2)이 서로 맞물려 압출실을 형성하는 보통의 스크롤 압축기 제1도와 같이 로터(3)와 스케이터(4)로 이루어진 전동기구부의 구동에 의해 구동축(5)이 회전하고 이 구동축(5)의 한쪽 끝 단면부에 편심 구동핀(6)을 돌출시켜 이 편심구동핀(6)에 의해 상기 선회스크롤(1)이 구동되어 압축을 실행하게 되는 구조이다.

상기 편심구동핀(6)에는 제2도및 제3도와 같이 구동부시(7)(7')를 별도로 삽입하여 선회스크롤(1)의 편심회전거리를 가변화 시켜 압축실내 선회스크롤 랩과 고정 스크롤 랩간 측면 사이의 반경방향으로 틈새에 순응성을 부여하기도 하는데 이러한 구동부시는 제2도와 같은 슬라이드형 구동부시와 제3도와 같은 편심회전형 구동부시(7')가 적용된다.

한편 편심회운동을 하는 선회스크롤(1)은 보통 그 질량이 작지 않기 때문에 큰 언밸런스의 요인이 되며 따라서 이러한 선회스크롤(1)의 편심 잘량을 상쇄시키기 위하여 회전 구동계상의 밸런스웨이트(8)를 설치하게 된다.

이러한 밸런스웨이트(8)는 구동축(5)의 선단 구동핀(6)부 그처에 설치하는 경우와 전동기구부인 로터(4)에 설치하는 경우가 있다.

밸런스웨이트(8)를 상기 구동핀(6)에 설치할 경우 언벨런스 요인인 선회스크롤(1) 근처에 설치하는 것이기 때문에 구동핀(6)혹은 베어링부에 작용되는 힘을 줄일수 있는 장점이 있으나 구동핀(6)부 주위의 공간상 제약을 많이 받는 점이 있다.

이에 대하여 밸런스웨이트(8)를 로터(4)에 설치하는 경우 전자에 비해 공간상 제약을 받지 않는다는 장점이 있으나 선회스크롤(1)과 멀리 떨어져 있으므로 결과적으로 베어링부에 걸리는 힘이 상대적으로 크게 되는 단점이 있다.

한편 제2도 및 제3도는 구동핀(6)부에 밸런스웨이트(8)를 설치한 경우로서, 제2도는 슬라이드형 구동부시(7)에 밸런스웨이트(8)를 일체형으로 형성한 형태이고, 제3도는 편심형 구동부시(7')에 밸런스웨이트(8)를 설치한 형태로서 상기 개개의 구동부시(7)(7')에 밸런스웨이트(8)가 사실상 일체로 되어 있다.

이러한 구동부시의 밸런스웨이트(8)를 설치한 구조에 있어서 선회스크롤(1)랩이 고정스크롤(2)랩 측면을 밀어 붙이는 밀봉력의 힘의 크기를 매우 중요한데 이는 너무 클 경우 마찰력이 커지고 너무 작을 경우 누설이 발생하기 때문에 적정한 크리의 밀봉력이 요구된다.

이 밀봉력의 크기는 슬라이팅 구동부시(7)의 경우 다음식(1)과 같이 주어진다.

Fs : 밀봉력, Fos : 선회스크롤의 원심력, F_CB: 구동부시의 원심력,

Fg : 압축실내 반경방향 가스력 일때,

로 나타낼수 있다.

그런데 제2도와 같이 밸런스웨이트(8)가 구동부시(7)와 일체로 되어 있을 때의 운전시 그 원심력은 밸런스웨이트(8)의 언밸러스 양의 크기 때문에 구동부시의 원심력(F_CB)과 방향은 반대이고 그 크기도 구동부시의 원심력에 비해 매우 커지기 때문에 밀봉력에 크게 영향을 미치게 된다.

여기서

F_S' : 밀봉력(구동부시 + 밸런스웨이트 구조)

F'_BW: 원심력(구동부시 + 밸런스웨이트 구조)일때,

가 되어 밀봉력 Fs'는 음이 되는데 밸런스웨이트(8)의 언밸런스 양은 선회스크롤(1)의 그것과 거의 비슷하도록 설계됨에 따라 밀봉력은 음의 성향을 나타낸다.

한편, 선회스크롤, 고정스크롤의 랩간 틈새로 개스 누설이 다량으로 발생되면 압축효율이 낮아지고 정상적인 압축 수행이 어려운 결과를 초래하는데 슬라이딩 구동부시(7)에 밸런스웨이트(8)를 일체화한 종래의 밸런스웨이트 구조는 압축실내 반경 방향 밀봉력이 크게 감속하거나 음이 되어 압축기능상 결함을 가져오는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 선회스크롤의 언밸런스를 상쇄 시키는 밸런스웨이트를 압축실내 반경방향 밀봉력에 영향을 주지 않고 구동핀부에 적절하게 설치하여 압축기능을 제고 시키는데 있다.

이러한 목적은 선회스크롤의 언밸런스 회전을 상쇄시켜 주기 위해 구동축상에 설치되는 웨이트 밸런스는 구동핀부 하단에 안착하고 그 형태는 구동부시와 일체형이 아닌 분리된 독립체로 존재하는 한편 상기 구동핀의 양쪽을 평면부로 하고 상기 밸런스웨이트의 삽이부를 이에 상응하는 평면부로 하여 밸런스웨이트가 구동핀부에 대하여 최소한 회전운동은 구속되고 반경 방향으로만 미소량의 슬라이딩 유동이 구현되도록 함으로서 달성된다.

본 발명의 실시예는 제4도와 같이 압축기에서 선회스크롤(1)의 언밸런스회전을 상쇄시켜 주기 위해 구동축(5)상에 설치되는 웨이트밸런스(8a)는 구동핀(6a)부 하단부에 안착하고 그 형태는 구동부시(7a)와 일체형이 아닌 분리된 독립체로 존재하는 한편 상기 구동핀(6a)의 양쪽을 평면부(9)로 하고 상기 밸런스 웨이트(8a)의 삽입부(10)를 이에 상응하는 평면부(11)로 하여 밸런스웨이트(8a)가 구동핀부(6a)에 대하여 최소한 회전운동은 구속되고 반경방향으로만 미소량의 슬라이딩 이동이 구현되도록 구성된다.

또한 제6도와 같이 구동핀(6a)이 있는 구동축(5) 한쪽 끝에 또 다른 평면부(9a)를 형성하고 밸런스웨이트(8a) 삽입부(10a) 내면에도 상응하는 평면부를 형성하여 상기 밸런스웨이트(8a)가 구동축(5)상에서 회전운동은 구속된채 슬라이딩 운동만 소정의 범위내에서 이루어지도록 하고, 밸런스웨이트(8a)가 삽입되는 구동핀부 외경보다 더 크게 함으로서 큰 하중을 받는 구동핀부(6b)의 강성을 보완할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 밸런스웨이트(8a) 설치 구조에 따르면 밸런스웨이트(8a)를 슬라이딩형 구동부시(7)와 별도로 하여 이 구동부시 하측에 설치한다.

이때 구동핀(6a)에 고정시켜 일체로 할 경우 조립성이 저하되기 때문에 밸런스웨이트(8a)는 착탈 가능한 구조로 한다.

한편 구동핀부(6a)에 삽입되어지는 밸런스웨이트(8a)내의 삽입부(10)형상은구동부시(7) 내경 형상과 비슷하게 양쪽에 나란한 평면부(11)를 갖고 그 평면부(11)의 양쪽의 원호(12)로 연결된 형상의 내경면 형상을 갖도록 하여 이 밸런스웨이트(8a)가 구동핀부(6a)에 삽입되었을 경우 구동핀(6a)의 양쪽 평면부(9) 및 밸런스웨이트(8a)의 삽이부(10) 내면의 평면부(11)로 인해 회전방향으로의 운동이 구속되고 단지 반경방향으로만 여유틈새를 갖고 움직일수 있게 하되 운전시 밸런스웨이트(8a)가 원심력을 받아 선회스크롤(1) 편심방향과 반대방향으로 움직이되 구동핀(6a)의 외측 원호부(13)와 밸런스웨이트(8a)결합부 내면의 원호부(12)가 밀착할때 까지 움직여 그 상태로 회전하면서 소기의 벨런싱 기능을 수행한다.

이 같은 동작의 경우 밸런스웨이트(8a)의 원심력이 구동핀(6a)에만 작용하고 구동부시(7)에는 작용하지 않으므로 상기식(1)에서와 같이 밀봉력 Fs가 영향을 받지않고 정상적으로 작동할수 있게 된다.

또한 제6도와 같이 구동부시(7)가 삽입되는 구동핀 부위의 경보다 밸런스웨이트(8a)가 삽입되는 구동핀(6b)부위의 경을 크게 함으로서 비교적 큰 하중을 받는 구동핀부의 강성을 보완할 수 있는데 이는 구동핀(6a)이 있는 구동축(5) 한쪽 끝에 또 다른 평면부(9a)를 형성하고 밸런스웨이트 삽입부(10a) 내면에도 상응하는 평면부를 형성하여 상기 밸러스웨이트(8a)가 구동축(5)상에서 회전운동은 구속된채 슬라이딩 운동만 소정의 범위내에서 이루어지도록 한다.

이와같은 본 발명의 밸런스웨이트 구조는 밸런스웨이트(8a)가 압축실내 반경방향 밀봉력에 영향을 미치고 않고 본래의 목적인 선회스크롤(1)의 언밸런스를 상쇄시키는 역활만할 수 있게 함으로서 압축실내 반경방향 밀봉력이 크게 감소하거나 음이 되어 압축기능 결함이 생기는 문제점을 개선하고, 또한 밸런스웨이트 구조물 삽입시 구동핀과 반경방향으로 여유가 있기 때문에 착탈이 용이하고 조립성을 좋게 할수 있는 것이다.

Claims

압축기내에서 선회스크롤의 언밸런스 회전을 상쇄시켜 주기 위해 구동축상에 설치되는 밸런스웨이트는 구동핀부 하단면에 안착되고 그 형태는 구동부시와 일체형이 아닌 분리된 독립체로 존재하는 한편, 상기 구동핀의 양쪽을 평탄면으로 하고 상기 밸런스웨이트의 삽입부를 이에 상응하는 평탄면으로 하여 밸런스웨이트가 구동핀부에 대하여 최소한 회전운동은 구속되고 반경방향으로만 미소량의 슬라이딩 유동이 구현되도록 한 스크롤 압축기의 밸런스췌이트.
제1항에 있어서, 밸런스웨이트가 삽입되는 구동핀 외경이 구동부시가 삽입되는 구동핀부 외경보다 더 큰 압축기의 밸런스웨이트.
제1항에 있어서, 구동핀이 있는 구동축 한쪽 끝에 또 다른 평면부를 형성하고 밸런스웨이트 삽입부 내면에도 상응하는 평면부를 형성하여 상기 밸런스웨이트가 구동축 상에서 회전운동은 구속된채 슬라이딩 운동만 소정의 범위내에서 구현되도록한 압축기의 밸런스웨이트.