KR0183505B1 - 스크롤형유체기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스크롤형 평창기계에도 적용가능한 스크롤형 유체기계의 스크롤중앙프로파일에 관한 것으로서, 가공이 용이하고, 또한 스크롤랩의 중앙부선단부의 강도가 높이고, 가장 안쪽의 압축실의 용적이 제로가 되고, 압축기효율도 저하하지 않는 고성능의 스크롤형 유체기계를 제공하는 것을 과제로한 것이며, 그 해결수단으로서, 각 스크롤(1)(2)의 소용돌이형상랩(1A, 1B, 2A, 2B)의 중앙부선단부형상을 적어도 2단이상의 계단형상으로 형성하고, 각 단에 있어서의 소용돌이형상랩의 중앙부선단 프로파일을 완전 맞물림프로파일로 하는 동시에, 동계단형상소용돌이형상랩(1A, 1B, 2A, 2B)을 단판(4)으로부터 떨어지는 위쪽단일수록 랩두께를 얇게한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

스크롤형 유체기계

본 발명은, 스크롤형 유체기계의 스크롤 중앙프로파일에 관한 것이며, 스크롤형 팽창기계에도 적용가능한 것이다.

예를 들면, 스크롤형 압축기의 스크롤랩의 중앙부형상은, 스크롤의 신뢰성이나 성능에 큰 영향을 미치므로, 종래부터 여러 가지의 형상이 제안되고 있다.

예를 들면, 일본국 특개소 59-58187호에 일예가 개시되어 있는 스크롤은, 제8도에 표시한 바와 같이, 선회스크롤이 고정스크롤의 둘레를 (a), (b), (c), (d)의 순으로 자전을 저지당해서 공전선회할 때, 양랩의 안끝부분에 형성되는 압축실의 용적이, 동도면 (d)에 표시한 바와 같이 최종적으로 제로가 되는 소위 완전맞물림프로파일이 성능상의 요구로 채용되는 일이 많다.

그러나, 이 타입의 스크롤프로파일은 스프롤랩중앙부선단부에 최대응력이 발생하고, 이에 의해서 파괴에 이르는 일이 많다. 이에 대해서, 신회성확보의 점에서, 최대발생응력을 저감하는 수단과, 재료의 피로강도를 증가시키는 수단이 각종 제안되어 있다.

최대발생응력을 저감시키는 수단으로서는, 중앙부형상을 이루는 곡선과, 그것보다 바깥쪽의 인벌류트 곡선의 접합점을 인벌류트신개각(伸開角)의 큰쪽으로 이동시키는 것이랑, 일본국 특개평 6-66273호에 개시되어 있는 것은 제9도에 표시한 바와 같이, 선회스크롤과 고정스크롤에 있어서 필요강도가 큰쪽을 두껍게, 다른쪽을 얇게 하는 것 등이 제안되고 있다.

또, 일본국 실개소 61-171801호에는, 제10도의 소용돌이체의 맞물림부단면도에 표시한 바와 같이, 랩단면이 사다리꼴이 되는 스크롤도 제안되고 있으나, 실제의 가공이 곤란하기 때문에, 실용에 제공되지 못하고 있다.

또, 재료의 피로강도를 증가시키는 수단으로서, 일본국 실공평 1-28315호(일본국 실개소 59-58791호)에는, 제11도에 표시한 바와같이, 랩뿌리에 리브를 형성하는 것도 제안되고 있으나, 이런 종류의 구조에서는 랩뿌리의 리브는 압력격벽으로 되지 않는다. 즉 완전 맞물림프로파일을 구성하는 일이 불가능하고, 재압축동력증가에 의해 압축기효율이 저하하는 등의 문제가 있다.

제12도는 종래의 스크롤압축기의 소용돌이형상랩의 중심부부근의 단면도이다.

스크롤압축기의 중심부프로파일형상으로서는, 원호(圓弧)나 정현(正弦)함수를 사용한 완전맞물림프로파일이 사용되는 일이 많으며, 제12도는 이 완전맞물림프로파일을 표시하고 있다. 도면에 있어서 (10)은 기초원, (30)은 등쪽인벌류트곡선, (31)은 배쪽인 벌류트곡선, (27)은 등쪽인벌류트접속점, (28)은 배쪽인 벌류트 접속점, (47)은 등쪽인 벌류트접속각, (48)은 배쪽인 벌류트 접속각이다.

완전맞물림프로파일에 있어서는, 등쪽인 벌류트와 중심부곡선과의 접속각(47)과, 배쪽인 벌류트와 중심부곡선과의 접속각(48)은 동일하며, 조립정밀도에 따라서는, 중심부압축실의 가스가 등쪽압축실 또는 배쪽압축실의 어느 것인가에 누설되는 일이 있었다. 이 경우, 누설방향에 따라서, 성능의 불균일이나, 소음의 불균일이 발생하고 있었다.

상기의 불균일을 해소하기 위하여, 완전맞물림의 일부를 절단함으로써, 가스누설방향을 일정하게 하는 연구도 다수 이루어지고 있으나, 이것들은 맞물림이 풀어지는 점의 각도를 접속각보다 작은쪽으로 약간 이동시키기 위한 것이며, 확실한 누설타이밍의 제어는 할 수 없었다.

제13도는 종래의 스크롤압축기의 소용돌이형상랩의 중심부부근의 다른예의 단면도이며, (a)는 고정쪽, (b)는 선회쪽의 단면도이다.

이것은 상기한 결점을 해소하기 위하여 이루어진 연구를 표시한 것이다.

(17), (27)은 고정쪽, 선회쪽의 각각의 등쪽인 벌류트 접속점, (18), (28)은, 고정쪽, 선회쪽은 각각의 배쪽인 벌류트 접속점이다. 이 예에 있어서는, 등쪽인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각(47)과, 배쪽인 벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각(48)이 다른 것이다. 이 프로파일에 의해서 누설타이밍의 제어는 확실하게 행하여지나, 접속각이 작은쪽의 접속점(27)에 있어서, 스크롤랩선단부에 발생하는 응력이 커서, 신회성이 있는 형상으로 하려면, 접속각이 스크롤선단부에 발생하는 응력이 커서, 신뢰성이 있는 형상으로 하려면, 접속각이 작은쪽의 접속점(27)에 있어서, 충분한 강도를 가지도록 설계를 할 필요가 있었다.

제13도에 표시한 종래기술에 있어서는, 접속각이 작은쪽의 접속점(27)에 있어서 충분한 강도를 가지도록 설계를 하지 않으면 안 되었다.

이와 같은 설계를 한 경우에는 압축기의 배기량(displace ment)이 작아진다거나, 압축비가 작아져서 효율이 떨어지는 등의 불편이 발생한다.

본 발명은 상기 종래기술의 결점을 해소하기 위하여 제안된 것이며, 가공이 용이하고, 또한 스크롤랩, 중앙부선단부의 강도가 높고, 가장 안쪽의 압축실의 용적이 제로가 되고, 압축기 효율도 저하하지 않는 고성능의 스크롤형 유체기계를 제공하려고 하는 것이다. 또, 확실한 타이밍의 제어를 행할 수 있는 프로파일을 제공하려고 하는 것이다. .

제1도는 본 발명의 제1실시형태에 관한 고정스크롤의 중앙부를 표시한 부분사시도.

제2도는 제1도의 전체평면도.

제3도는 제2도의 고정스크롤과 이에 대응하는 선회스크롤과의 맞물림상태의 변화를 표시한 설명도.

제4도는 상기 실시형태의 다른 형상의 고정스크롤을 표시한 전체평면도.

제5(a)는 제4도의 랩의 V-V단면도이고,

(b)는 관용(慣用)의 랩의 단면도.

제6도는 본 발명의 제2실시예에 관한 스크롤압축기의 소용돌이형상랩의 중심부부근의 단면도이며,

(a)는 고정스크롤,

(b)는 선회스크롤의 부분단면도.

제7도는 제6(a)도의 소용돌이형상랩의 부분사시도.

제8도는 일본국 특개소 59-58187호에 기재된 스크롤형 압축기의 선회스크롤의, 자전하지 않고서 공전선회를 행하는 동작의 설명도.

제9도는 일본국 특개평 6-66273호에 기재된 스크롤형압축기의 선회스크롤의, 자전하지 않고서 공전선회를 행하는 동작의 설명도.

제10도는 일본국 실개소 61-171801호에 기재된 스크롤 및 그 소용돌이체의 단면을 표시한 도면.

제11도는 일본국 실공평 1-28315호(일본국 실개소 59-58791호)에 기재된 스크롤을 표시한 사시도.

제12도는 종래의 스크롤압축기의 소용돌이형상랩의 중심부부근의 평면도.

제13도는 종래의 스크롤압축기의 소용돌이형상랩의 다른예의 중심부부근의 평면도이며,

(a)는 고정스크롤,

(b)는 선회스크롤의 부분평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정스크롤 2 : 선회스크롤

3 : 압축실 4 : 스크롤단판(端板)

1A : 고정스크롤의 상단(上段)랩 1B : 고정스크롤의 하단(下段)랩

2A : 선회스크롤의 상단랩 2B : 선회스크롤의 하단랩

10 : 기초원

11 : 고정쪽 하단(下段)프로파일(profile)곡선

12 : 고정쪽 상단(上段)프로파일(profile)곡선

13 : 고정하단등(背)쪽인 벌류트 접속점

14 : 고정상단등(背)쪽인 벌류트 접속점

15 : 고정하단배(腹)쪽인 벌류트 접속점

16 : 고정상단배(腹)쪽인 벌류트 접속점

21 : 선회쪽 하단 프로파일 곡선 22 : 선회 쪽 상단 프로파일 곡선

23 : 선회 하단등쪽인 벌류트 접속점 24 : 선회상단등쪽인 벌류트 접속점

25 : 선회하단배쪽인 벌류트 접속점 26 : 선회상단배쪽인 벌류트 접속점

27 : 등쪽인 벌류트 접속점 28 : 배쪽인 벌류트 접속점

30 : 등쪽인 벌류트 곡선 31 : 배쪽인 벌류트 곡선

47 : 등쪽인 벌류트 접속각 48 : 배쪽인 벌류트 접속각

53 : 고정하단등쪽인 벌류트 접속각 54 : 고정상단등쪽인 벌류트 접속각

55 : 고정하단배쪽인 벌류트 접속각 56 : 고정상단배쪽인 벌류트 접속각

63 : 선회하단등쪽인 벌류트 접속각 64 : 선회상단등쪽인 벌류트 접속각

65 : 선회하단배쪽인 벌류트 접속각 66 : 선회상단배쪽인 벌류트 접속각

본 발명은 상기 과제를 해결한 것으로서, 다음의 특징을 가진 스크롤형 유체기계에 관한 것이다.

①각각 단판에 소용돌이 형상랩을 세워 형성하여 이루어진 고정스크롤과 선회스크롤을 서로 편심시키고, 또한, 위상을 어긋나게 해서 맞물려서 배쪽밀폐공간과 등쪽 밀폐공간을 한계지우고, 상기 선회 스크롤을 그 자전을 저지해서 공전선회시키므로써 흡입구로부터 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간내에 도입된 가스를 압축 또는 팽창시켜서 토출구로부터 토출하는 스크롤형유체기계에 있어서, 각 스크롤의 소용돌이형상랩의 중앙부선단부의 단면형상을 적어도 2단이상의 계단형상으로 형성하고, 각단에 있어서의 소용돌이형상랩의 중앙부선단부프로파일을 양스크롤의 맞물림 상태에서 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽 밀폐공간이 합체해서 이루어지는 가장 안쪽의 밀폐공간의 용적이 실질적으로 제로가 되는 완전맞물림프로파일이 되게 하는 동시에, 상기 계단형상소용돌이형상랩을 단판으로부터 떨어지는 위쪽단일수록 랩두께를 얇게하였다.

②상기①항 기재의 스크롤형유체기계에 있어서, 그 소용돌이형상랩을 인벌류트 곡선으로 형성하고, 그 인벌류트신개각에 의해 결정되는 인벌류트 시작점의 중앙부선단부쪽을 적어도 2개의 곡선으로 접속하는 동시에, 이 인벌류트 시각점의 중앙부선단부쪽의 단면형상을 상기한 계단형상으로 형성하였다.

③상기①항 기재의 스크롤형유체기계에 있어서, 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간이 가장 바깥쪽에 위치할 때, 그 흡입구로부터 가스를 도입하고, 그 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간이 중앙부로 이동함에 따라서 그 용적이 감소하고, 그 고정스크롤의 단판중앙부에 형성된 토출구로부터 압축가스를 토출하는 압축기이다.

④각각 단판에 소용돌이형상랩을 세워형성하여 이루어진 고정스크롤과 선회스크롤을 서로 편심시키고, 또한, 위상을 어긋나게 해서 맞물려서 배쪽밀폐공간과 등쪽 밀폐공간을 한계지우고, 상기 선회스크롤을 그 자전을 저지해서 공전선회시키므로써 흡입구로부터 상개 비쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간내에 도입된 가스를 압축 또는 팽창시켜서 토출구로부터 토출하는 스크롤형유체기계에 있어서, 각 스크롤의 소용돌이형상랩의 중앙부선단부의 프로파일을 2단이상의 복수단의 계단형상으로 형성하고, 각단에 있어서의 소용돌이형상랩의 중앙부선단부프로파일을 양스크롤의 맞물림상태에서 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간이 합체해서 이루어지는 가장안쪽의 밀폐공간의 용적이 실질적으로 제로가 되는 완전맞물림프로파일이 되게 하는 동시에, 상기 복수단의 계단중 1단이 단의 프로파일을, 등쪽인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각과, 배쪽인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각이 다른 형상으로 하였다.

⑤상기 ④항 기재의 스크롤형유체기계에 있어서, 상기 고정스크롤, 상기 선회스크롤과 같이, 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각을, 상기 소용돌이형상랩이 세워형성되는 상기 단판에 가까운 하단쪽을 가장 작게, 상기 단판으로부터 멀어지는 상단으로 됨에 따라 크게 하고, 한편, 상기 배쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각을, 하단쪽을 가장 크게, 상단으로됨에 따라 작게 하였다.

⑥상기 ⑤항 기재의 스크롤형유체기계에 있어서, 상기 선회스크롤의 소용돌이형상랩의 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각의 최조치를 상기 고정스크롤의 소용돌이형상랩의 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각의 최소치보다 작게 하였다.

⑦상기 ⑥항 기재의 스크롤형유체기계에 있어서, 상기 선회스크롤쪽은, 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각이 가장 작은 최하단의 프로파일만 완전 맞물림상태가 아니고 접속점에 있어서 맞물림을 풀어서 바깥둘레쪽에 인접하는 압축실과 가스연통가능한 형상으로 하고, 상기 고정스크롤쪽은, 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기접속각이 가장 큰 최상단의 프로파일만 완전맞물림형상이 아니고 접속점에 있어서 맞물림을 풀어서 바깥둘레쪽을 인접하는 압축실과 가스연통가능한 형상으로 하였다.

이하, 본 발명의 실시형태을 첨부도면을 참조해서 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시형태에 관한 스크롤랩의 중앙부를 표시한 사시도, 제2도는 제1도의 평면도, 제3도는 제1도의 스크롤의 맞물림상태를 표시한 전체평면도, 제4도는 상기 실시형태의 다른 형상의 스크롤의 중앙선단부를 표시한 평면도, 제5도는 제4도의 랩의 V-V단면과 종래의 랩의 단면과의 비교도이다.

본 발명에 관한 고정스크롤랩의 안끝부분은, 제1~제2도에 표시한 바와 같은 형상을 이루고 있으며, 그 단면은 계단형상이다.

선회스크롤랩도 마찬가지의 형상이다. 제3도는 양스크롤랩의 맞물림상태를 표시하고 있다. 도면에 있어서, (1)은 고정스크롤, (1A)는 고정스크롤의 상단랩, (1B)는 고정스크롤의 하단랩, (2)는 선회스크롤, (2A)는 선회 스크롤의 상단랩, (2B)는 선회스크롤의 하단랩, (3)은 압축실이다. 이와 같은 안끝부분형상을 각각 가진 고정스크롤(1)과 선회스크롤(2)은, 제3도에 표시한 바와 같이, 고정스크롤상단랩(1A)과 선회스크롤하단랩(2B), 또, 고정스크롤하단랩(1B)과, 선회스크롤상단랩(2A)끼리는 완전히 맞물려있으며, 동도면 (a), (b), (c)의 순으로 선회스크롤(2)이 고정스크롤(1)의 둘레를 자전하는 일없이 공전회전한다.

그때, 동도면(b)에 표시한 가장안쪽의 압축실(3)의 용적은, 동도면(c)에 표시한 바와 같이 제로가 되는 것이다.

제4도는 제2도의 고정스크롤상단랩(1A)와 하단랩(1B)에 있어서 극단적으로 두께를 변경한 스크롤프로파일의 예를 표시한다. 이 프로파일에 있어서도 완전맞물림은 달성되고, 극히 설졔자유도가 높은 프로파일인 것을 알 수 있다. 또, 상기 각 실시형태의 랩은 모두 2단의 변화이나, 이것이 3단이상의 복수단을 이루어도 본 발명은 명백하게 성립한다.

또, 도시는 생략되어 있으나, 선회스크롤과 고정스크롤의 중앙부프로파일이 동일형상이여야할 제약은 없으며, 강도가 필요한 스크롤쪽의 하단랩이 다른쪽의 하단랩보다 두꺼운 것도 가능하다.

본 발명의 상기 실시형태의 특징은, 제5도에 표시한 바와같이, 소용돌이체중앙부의 강도를 올리기 위하여, 랩선단부의 이(齒)두께를 얇게(t-8)하는 동시에, 상단분랩뿌리쪽의 판두께를 계단형상으로 두껍게(t-8)한 것이다. 이와같이 각 랩의 바깥쪽면을 축방향의 곡면으로 하는 동시에, 그 안쪽면을 뿌리에서부터 선단부를 향해서 두께가 계단적으로 감소하는 계단형상으로 함으로써, 가공용이하고 안끝부분이 강한 랩을 얻게 된다.

덧붙여서, 제5(a)도에 표시한 바와 같이, 굽힘모멘트를 M, 단면계수를 Z, 굽힘응력을 σ라 하면, 응력 σ는, σ=M/Z에 의해 상징적으로 표현된다.

즉, 판두께t를 크게 하면, Z는 크게 되고, σ는 작게 된다. 또, 이것을 완전맞물림스크롤에 적용할 수 있다. 제5(b)는 관용의 소용돌이체중앙부의 단면을 표시한 것이다.

상기 실시형태에 의하면, 스크롤랩의 뿌리를 두껍게 형성할 수 있으므로, 랩강성(剛性)이 높고, 선단부점에서의 발생응력을 낮게 억제하는 일이 가능해진다.

또, 고정스크롤과 선회스크롤에서 대응하는 단차부(段差部)는 완전맞물림으로 되므로, 가장 안쪽의 압축실의 용적은 제로가 되며, 재팽창에 의한 동력손실의 발생을 방지할 수 있다. 모든 단(段)은 스텝형상으로 변화하므로, 종래의 가공기에 의해 용이하게 가공가능하며, 고성능, 고강도의 스크롤랩을 염가로 제공할 수 있다.

제6도는 본 발명의 제2실시형태에 관한 스크롤압축기의 소용돌이형상랩의 중심부부근의 단면도이다. (a)는 고정스크롤의 소용돌이형상랩의 프로파일, (b)는 선회스크롤의 소용돌이형상랩의 프로파일이다. 제7도는 제6(a)의 부분사시도이다.

상기 각랩의 중심부는 다른 프로파일을 가진 2개의 단으로 구성되어 있다.

도면에 있어서 (10)은 기초원, (30)은 등쪽인벌류트곡선, (31)은 배쪽인벌류트곡선이다. 이들은 고정쪽과 선회쪽에 있어서 동일한 모양이다.

동도면(a)에 있어서, (11)은 하단, (12)는 상단의 프로파일곡선이다. (13)은 하단등쪽, (14)는 상단등쪽, (15)는 하단배쪽, (16)은 상단배쪽의 인벌류트접속점이다. (53)은 하단등쪽, (54)는 상단등쪽, (55)는 하단배쪽, (56)은 상단배쪽의 인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각이다. 이들은 모두 고정스크롤쪽의 것이다.

동도면(b)에 있어서, (21)은 하단, (22)는 상단의 프로파일곡선이다.

(23)은 하단등쪽, (24)는 상단등쪽, (25)는 하단배쪽, (26)은 상단배쪽의 인벌류트접속점이다. (63)은 하단등쪽, (64)는 상단등쪽, (65)는 하단배쪽, (66)은 상단배쪽의 인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각이다. 이들은 모두 선회스크롤쪽의 것이다.

본 실시예에 있어서, 제6(a)도의 고정스크롤의 프로파일에 있어서는, 인벌류트접속각을 표 1과 같이 선정되어 있다.

또, 제6(b)도의 선회스크롤의 프로파일에 있어서는, 인벌류트접속각은 표 2와 같이 선정되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 등쪽, 배쪽의 인벌류트곡선과의 접속각이 다르기 때문에 공작정밀도나 조립정밀도에 의하지 않고 확실한 누설각도, 방향의 제어가 가능하다.

일반적으로는, 소용돌이형상랩의 중앙부를, 다른 형상의 프로파일을 가진 2단이상의 복수단을 높이방향으로 겹쳐쌓은 모양으로 형성하는 동시에, 고정스크롤과 선회스크롤이 맞물렸을 때 대향하는 단의 프로파일끼리를, 최종적으로 압축용적이 제로가 되는 소위 완전맞물림 프로파일로 하고, 또한 각단중의 1단 이상의 단의 프로파일을, 등쪽 인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각과, 배쪽인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각이 다른 형상으로 구성함으로써, 확실하게 가스의 누설하는 방향과 타이밍을 제어할 수 있다.

또, 상기 스크롤유체기계에 있어서, 고정스크롤, 선회스크롤과 같이, 등쪽인벌류트곡선과 중심곡선과의 접속각을, 소용돌이형상랩이 세워 형성되는 단판에 가까운 하단쪽을 가장 작게, 단판으로부터 멀어지는 상단으로 됨에 따라 크게 하고, 한편, 배쪽 인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각을, 하단쪽을 가장 크게, 상단으로됨에 따라 작게 하도록 구성하므로써, 단판에 가까운 단일수록 랩폭이 두껍게 되어 강도가 증대되는 동시에, 절삭가공이 용이하게 된다.

또, 선회스크롤랩의 등쪽 인벌류트와 중심부곡선과의 접속각의 최소치가, 고정스크롤랩의 등쪽인벌류트와 중심부곡선과의 접속각의 최소치보다 작게 되도록 구성함으로써, 고정스크롤의 등쪽압축실과 중심부압축실과의 가스연통이, 배쪽압축실과 중심부압축실과의 연통보다 빨라져, 종래발생하기 쉬웠던 등쪽압축실의 과대압축에 의한 동력손실이 경감된다.

또, 선회스크롤쪽은 등쪽인벌류트와 중심부곡선과의 접속각이 가장 작은 최하단의 프로파일만 완전 맞물림형상이 아니고, 접속점에 있어서 맞물림을 풀어서 바깥둘레쪽에 인접하는 압축실과 가스연통가능의 형상으로하고, 고정스크롤쪽은 등쪽인 벌류트와 중심부곡선과의 접속각이 가장 큰 최상단의 프로파일만 완전맞물림형상이 아니고, 접속점에 있어서 맞물림을 풀어서 바깥둘레쪽에 인접하는 압축실과 가스연통가능의 형상으로서 구성함으로써, 제어하고 싶은 각도에 있어서 가스연통을 확실하게 행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 하기의 효과를 가져오게 된다.

①스크롤의 랩의 단면형상을 적어도 2단이상의 계단형상으로 함으로써, 선회스크롤, 고정스크롤 다같이 뿌리를 두껍게 할 수 있으므로, 랩강성이 높아지고, 선단부점에서의 발생응력이 작아진다. 단판으로부터 떨어진 계단형상의 부위에서는, 랩두께도 얇고, 그 부분의 뿌리가 응력집중점으로되나, 랩의 키나 낮으므로 응력은 랩키의 2승비로 저하하기 때문에 강도적인 문제로 되지는 않는다.

또, 각 스크롤의 대향하는 각단의 랩을 완전물림프로파일로 함으로써, 중심부용적이 제로가 될 때까지 압축을 계속할 수 있다. 이에 의해, 재팽창가스가 없어지기 때문에, 효율이 높은 프로파일이 된다.

②소용돌이형상랩의 중앙부를, 다른 형상의 프로파일을 가진 2단이상의 복수단의 계단형상으로 형성하는 동시에, 고정스크롤과 선회스크롤이 맞물렸을 때 대향하는 단의 프로파일끼리를, 최종적으로 압축용적이 제로가 되는 소위 완전맞물림프로파일로하고, 또한 각단중의 1단이상의 단의 프로파일을, 등쪽인별류트곡선과 중심부곡선과의 접속각과, 배쪽인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각이 다른 형상으로 구성한 것에 있어서는, 충분한 랩강도가 되는 동시에, 효율을 손상하는 일없이 확실하게 가스의 누설하는 방향과 타이밍을 제어할 수 있다.

Claims (7)

1. 각각 단판에 소용돌이형상랩을 세워 형성하여 이루어진 고정스크롤과 선회스크롤을 서로 편심시키고, 또한, 위상을 어긋나게해서 맞물려서 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간을 한계지우고, 상기 선회스크롤을 그 자전을 저지해서 공전선회시킴으로써 흡입구로부터 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간내에 도입된 가스를 압축 또는 팽창시켜서 토출구로 부터 토출하는 스크롤형유체기계에 있어서, 각 스크롤의 소용돌이 형상랩의 중앙부선단부의 단면형상을 적어도 2단이상의 계단형상으로 형성하고, 각단에 있어서의 소용돌이형상랩의 중앙부선단부프로파일을 양스크롤의 맞물림상태에서 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간이 합체해서 이루어지는 가장안쪽이 밀폐공간의 용적이 실질적으로 제로가 되는 완전맞물림프로파일이 되게 하는 동시에 상기 계단형상소용돌이 형상랩을 단판으로부터 떨어지는 위쪽단일수록 랩두께를 얇게 한 것을 특징으로 하는 스크롤형유체기계.
2. 제1항에 있어서, 그 소용돌이형상랩을 인벌류트곡선으로 형성하고, 그 인벌류트신개각에 의해 결정되는 인벌류트시작점의 중앙부선단부쪽을 적어도 2개의 곡선으로 접속하는 동시에, 이 인벌류트시각점의 중앙부선단부쪽의 단면형상을 상기한 계단형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 스크롤형 유체기계.
3. 제1항에 있어서, 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간이 가장 바깥쪽에 위치할 때, 그 흡입구로부터 가스를 도입하고, 그 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간이 중앙부로 이동함에 따라서 그 용적이 감소하고, 그 고정스크롤의 단판중앙부에 형성된 토출구로부터 압축가스를 토출하는 압축기인 것을 특징으로 하는 스크롤형유체기계.
4. 각각 단판에 소용돌이형상랩을 세워 형성하여 이루어진 고정스크롤과 선회스크롤을 서로 편심시키고, 또한, 위상을 어긋나게 해서 맞물려서 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간을 한계지우고, 상기 선회스크롤을 그 자전을 저지해서 공전선회시킴으로써 흡입구로부터 상기 배쪽밀폐공간과 등쪽밀폐공간내에 도입된 가스를 압축 또는 팽창시켜서 토출구로 부터 토출하는 스크롤형유체기계에 있어서, 각 스크롤의 소용돌이 형상랩의 중앙부선단부의 프로파일을 2단이상의 복수단의 계단형상으로 형성하고, 각단에 있어서의 소용돌이형상랩의 중앙부선단부프로파일을 양스크롤의 맞물림 상태에서 상기 배쪽밀폐공간고 등쪽밀폐공간이 합체해서 이루어지는 가장 안쪽의 밀폐공간의 용적이 실질적으로 제로가 되는 완전맞물림프로파일이 되게 하는 동시에, 상기 복수단의 계단중 1단 이상의 단의 프로파일을, 등쪽일벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각과, 배쪽인벌류트곡선과 중심부곡선과의 접속각이 다른 형상으로 한 것을 특징으로 하는 스크롤형유체기계.
5. 제4항에 있어서, 상기 고정스크롤, 상기 선회스크롤다같이 상기등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각을, 상기 소용돌이형상랩이 세워형성되는 상기 단판에 가까운 하단쪽을 가장 작게, 상기 단판으로부터 멀어지는 상단으로 됨에 따라 크게 하고, 한편, 상기 배쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각을 하단쪽을 가장 크게, 상단으로 됨에 따라 작게 한 것을 특징으롤하는 스크롤형 유체기계.
6. 제5항에 있어서, 상기 선회스크롤의 소용돌이형상랩의 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각의 최소치를, 상기 고정스크롤의 소용돌이형상랩의 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각의 최소치보다 작게 한 것을 특징으로 하는 스크롤형유체기계.
7. 제6항에 있어서, 상기 선회스크롤쪽은, 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기 접속각이 가장 작은 최하단의 프로파일만 완전맞물림상태가 아니고 접속점에 있어서 맞물림을 풀어서 바깥둘레쪽에 인접하는 압축실과 가스연통가능한 형상으로 하고, 상기 고정스크롤쪽은, 상기 등쪽인벌류트곡선과 상기 중심부곡선과의 상기접속각이 가장 큰 최상단의 프로파일만 완전맞물림형상이 아니고 접속점에 있어서 맞물림을 풀어서 바깥둘레쪽에 인접하는 압축실과 가스연통가능한 형상으로 한 것을 특징으로 하는 스크롤형유체기계.