KR100188999B1 - 유체기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동일한 배제용적으로 했을 때의 소형화와 시일성 및 신뢰성의 향상을 도모하며 진동이 작은 원활한 운전을 확보하는 압축기를 비롯하여 팽창기, 펌프 등에 적당한 유체기계에 관한 것으로서, 바깥 둘레에서 중심부를 향하고 나선형상으로 형성된 단면계단상의 내측맞물림면(23)을 갖는 고정스파이럴(19)과 바깥 둘레에서 중심부를 향해 나선형상으로 올라가는 단면계단상의 외측 맞물림면(27)를 가지고, 편심축부(67)의 회전에 의해 선회 운동이 부여되는 운동스파이럴(21)과 고정스파이럴(19)의 내측맞물림면(23)과 운동스파이럴(21)의 외측 맞물림면(27)과 맞물리는 바깥 둘레에서 중앙을 향하고 수평방향과 높이 방향에 용적의 감소를 수반하는 작동실(29)을 형성하는 작동기구부(7)를 구비하며 상기 작동기구부(7)을 축방향으로 2개 배치한 트윈타입으로 하는 것을 특징으로 한다.

Description

유체기계

제1도는 본 발명에 사용되는 유체기계의 개요절단면도.

제2도는 제1작동기구부의 설명도.

제3도는 제1작동기구부의 압축과정 설명도.

제4도는 제2작동기구부의 설명도.

제5도는 제2작동기구부의 압축과정의 설명도.

제6도는 올드햄링의 사시도.

제7도는 밀폐케이스를 저압케이스로한 제1도와 같은 개요절단면도.

제8도는 제1실시형태에 밸런서를 설치한 개요설명도.

제9도는 중간측부의 변형예를 나타낸 제1도와 같은 개요절단면도.

제10도는 제1도, 제2도의 작동기구부의 운동스파이럴을 일체형상으로한 제1도와 같은 개요절단면도.

제11도는 제10도의 실시형태에 밸런서를 설치한 개요설명도.

제12도는 제1도, 제2도의 작동기구부의 운동스파이럴의 편심방향을 180도 반대 방향으로 한 제1도와 같은 개요설명도.

제13도는 제12도의 제1작동기구부의 설명도.

제14도는 제12도의 제1작동기구부의 압축과정을 나타낸 설명도.

제15도는 제12도의 제2작동기구부의 설명도.

제16도는 제12도의 제2작동기구부의 압축과정을 나타낸 설명도.

제17도는 제12도의 실시형태에 밸런서를 설치한 개요설명도.

제18도는 제1도, 제2도의 작동기구부의 흡입포트를 180도 반대 위치에 배치하고 흡입경로, 배출관을 공통으로한 제1도와 같은 개요절단면도.

제19도는 제18도의 제1작동기구부의 설명도.

제20도는 제18도의 제1작동기구부의 압축과정을 나타낸 설명도.

제21도는 제18도의 제2작동기구부의 설명도.

제22도는 제18도의 제2작동기구부의 압축과정을 나타낸 설명도이고,

제23도는 제18도의 실시형태에 밸런서를 설치한 개요설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 작동기구부 19 : 고정스파이럴

21 : 운동스파이럴 23 : 내측맞물림면

27 : 외측맞물림면 29 : 작동실

67 : 편심축부

본 발명은 압축기를 비롯하여 팽창기, 펌프등에 적합한 유체기계에 관한 것이다.

종래 본 발명의 유체기계의 대표예로서 압축기의 경우에서는 스크롤컴프레서가 있다.

스프롤컴프레서의 개요는 고정스크롤쪽의 나선체와 선회스크롤쪽의 나선체를 맞물리게 하고 선회스크롤을 선회운동시킴으로써 바깥 둘레에서 중심을 향해 순차적인 용적인 감소를 수반한 압축실을 형성하고, 압축된 작동유체는 중심부쪽에 설치된 배출펌프에서 배출되는 구조로 되어 있다.

스크롤컴프레서는 반경방향으로 바깥쪽에서 중심부를 향해 압축하고 선회 스크롤의 반경에 따라 압축용적이 결정되기 때문에 압축용적을 크게 하면 장치 전체도 대형화된다. 또한 각 나선체는 내측과 외측이, 각각 접촉하여 만나는 내측 맞물림면 및 외측 맞물림면이 되는 곳에서부터 각 나선체의 안쪽 둘레 맞물림면과 바깥 둘레 맞물림면을 각각 정밀도가 양호하게 가공할 필요가 있고 가공성의 면, 밀폐성의 면, 즉 시일(seal)이 새는 점에서 바람직하지 못했다.

따라서 본 발명은 예를 들어 압축기로서 적용한 경우에 대형화하지 않고 압축용적의 확대 및 압축효율의 향상을 도모함과 동시에, 진동을 작게 억제하는 신뢰성 높은 유체기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 바깥 둘레에서 중심부를 향해 나선 형상으로 형성된 단면계단상의 내측 맞물림면을 갖는 고정스파이럴과 바깥 둘레에서 중심부를 향하여 나선형상으로 올라가는 단면계단상의 외측 맞물림면을 갖고, 편심축부의 회전에 의해 선회운동이 얻어지는 운동스파이럴과, 고정스파이럴의 내측 맞물림면과 운동스파이럴의 외측 맞물림면과 맞물리는 바깥쪽 둘레로부터 중앙부를 향해 수평방향과 높이 방향으로 용적의 감소를 수반하는 작동실을 형성하는 작동기구부를 구비하고 상기 작동 기구부를 축방향으로 2개 배치하고 있다.

그리고 바람직한 실시형태로서, 첫번째로 축방향으로 2개 배치된 작동기구부의 안에서, 한 쪽의 작동기구부의 스파이럴 형상을, 다른 쪽의 작동기구부의 스파이럴 형상에 대해 동일한 형상으로 하고 감는 방향을 반대 방향으로 한다.

두번째로 축방향으로 2개 배치된 작동기구부의 안에서, 한 쪽의 작동기구부의 편심축부를 다른 쪽의 작동기구부의 편심축부와 동일한 방향의 편심위치로 하고 각 작동기구부의 운동스파이럴이 고정스파이럴과 접하는 방향을 일치시킨다.

세 번째로 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부와 다른 방향의 작동기구부의 편심축부 사이에 설치된 중간축부를 상기 편심축부의 외경보다 작은 축직경으로 한다.

네 번째로 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부와 다른 쪽의 작동기구부의 편심축부의 사이에 설치된 중간축부의 축중심을 주축의 축중심에 맞춘다.

다섯 번째로 축방향에 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부와 다른 쪽의 작동기구부의 편심 축부 사이에 설치된 중간축부의 축중심을 상기 편심축부의 축중심에 맞춘다.

여섯 번째로 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 흡입포트를 다른 방향의 작동기구부의 흡입포트와 동일한 위치로하고 작동가스의 흡입이 동시에 실시되도록 한다.

일곱 번째로 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부를 다른 작동기구부의 편심축부의 편심위치와 180도 반대방향으로 한다.

여덟 번째로 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 흡입포트를 다른 쪽의 작동기구부의 흡입포트와 180도 반대위치에 배치하고 작동가스가 180도 위상차를 가지고 흡입되도록 한다.

아홉 번째로 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 흡입포트를 다른 쪽의 작동기구부의 흡입포트와 180도 반대 위치에 배치하고 각 흡입포트의 흡입경로와 흡입관을 공통으로 한다.

열 번째로 축방향으로 2개 작동기구부가 배치된 밀폐케이스를 작동가스가 케이스내로 배출되는 고압케이스로 하는 한 편, 각 작동기구부의 2개의 축방향의 압축방향을 중앙부에서 바깥 쪽을 향하는 방향으로 한다.

열한 번째로 각 작동기구부의 배출포트에서 배출된 작동가스가 각 작동기구부의 각 운동스파이럴 안을 통과하여 밀폐케이스내로 배출된다.

열두 번째로 축방향으로 2개 작동기구부가 배치된 밀폐케이스를 배출포트에서 배출된 작동가스가 케이스 밖으로 직접 배출되는 저압케이스로 하는 한편, 각 작동기구부의 2개의 축방향의 압축방향을 중앙부에서 바깥쪽을 향한 방향으로 한다.

열세 번째로 축방향으로 2개 배치된 각 작동기구부의 운동스파이럴을 동일한 일체형상으로 한다.

열네 번째로 축방향으로 2개 배치된 각 작동기구부의 운동스파이럴과 운동스파이럴 사이에 각 운동스파이럴의 회전운동을 규제하고 선회운동을 부여하는 올드햄링(Oldham ring)을 한 개 설치한다.

사용되는 유체기계에 의하면 내측 맞물림면과 외측 맞물림면이 맞물리면서 운동스파이럴이 고정 스파이럴에 대해서 선회운동함으로써 외측에서 중앙부를 향하여 수평방향과 높이 방향으로 용적의 감소를 수반하는 작동실이 형성된다. 이것에 의해 바깥쪽에서 끌어들인 작동가스의 축방향의 압축방향을 중앙부에서 바깥쪽을 향해 압축하고 배출하게 된다.

이 운동중에 있어서 작동가스는 반경방향과 높이방향으로 압축됨과 동시에 작동실이 트윈이 되는 구조로 되기 때문에 장치 전체를 대형화하지 않고 큰 작동용적을 얻을 수 있다. 또한 작동실은 축방향에 대해서 트윈의 작동이 되기 때문에 스러스트력 또는 가스력이 균형을 이루고 진동을 작게 억제하여 원활한 운전이 가능해진다.

이하 제1도 내지 제7도의 도면을 참조하면서 이 발명의 실시형태를 구체적으로 설명한다.

제1도는 유체기계를 나타내고 있고 팽창기 또는 펌프로서 이용가능하지만, 구조 및 동작의 설명상 대표예로서 압축기를 예로 들어 아래에 설명한다.

제1도에 있어서 1은 유체기계(3)의 밀폐케이스를 나타내고 있고 밀폐 케이스(1)내에는 구동모터(5)와 제1 및 제2작동기구부(7, 9)가 축방향으로 2개 배치되어 있다.

구동모터(5)는 주축(11)에 고정된 로터(13)와 밀폐케이스(1) 내벽면에 고정지지된 스테이터(15)를 갖고 스테이터(15)에 전기가 흐름으로써 로터(13)를 통하여 상기 주축(11)에 회전동력이 부여된다.

제1, 제2작동기구부(7, 9)는 축방향에 대해서 상하로 나란히 배치된 트윈 타입으로 되어 있고 중앙부위를 후술하는 주축(17)이 관통하고 있다.

상위측이 된 제1작동기구부(7)는 고정스파이럴(19)과 운동스파이럴(21)을 갖고 있다.

고정스파이럴(19)은 내측에 바깥둘레에서 중심을 향해 나선형상의 내측맞물림면(23)의 반경이 위쪽을 향해 순차적으로 작아져 가는 나선계단형상의 나선실이 형성되고 밀폐케이스(1)의 내벽면에 고정지지되어 있다.

운동스파이럴(21)은 제2도에 나타낸 바와 같이 바깥쪽에 바깥 둘레에서 중앙부를 향해 나선계단형상으로 올라감과 동시에 반경이 순차적으로 작아지는 나선체(25)를 가지고, 나선체(25)의 바깥 둘레는 외측 맞물림 면(27)으로 되어 있다.

고정스파이럴(19)의 내측 맞물림면(23)과 운동스파이럴(21)쪽의 외측 맞물림면(27)이 맞물림으로써 작동실(29)(압축실)이 형성되며, 제3도에 압축과정을 나타낸다.

제3도에 있어서 (a)는 운동스파이럴(21)의 선회개시점(선회회전 0°로 나타낸다. )에서의 압축과정을 나타낸 도면이다.

(b)는 운동스파이럴(21)이 개시점에서 90°회전한 경우의 압축과정을 나타낸 도면이다.

(c)는 운동스파이럴(21)이 개시점에서 180°회전한 경우의 압축과정을 나타낸 도면이다.

마지막으로 (d)는 운동스파이럴(21)이 개시점에서 270°회전한 경우의 압축과정을 나타낸 도면이다.

작동실(29)은 밀폐케이스(1)의 외부로 연장시킨 흡입관(31)과 직접 접속되어 연통하여 만나는 흡입포트(33)과 밀폐케이스(1)의 상부에 설치된 배출관(35)과 밀폐케이스(1)의 내부공간을 통해서 연통하여 만나는 배출포트(37)을 각각 가지고 있다.

작동실(29)은 반경 반향으로 더해져서 나선의 피치(H)에 의해 압축용적이 결정됨과 동시에 시일부재(39)에 의해 실이 확보되어 있다. 시일부재(39)는 고정스파이럴(19)쪽이 되는 내측 맞물림면(23)의 계단면에 형성된 나선 형상으로 연속되는 홈(41)내에 출몰 자유롭게 끼워 맞추어져서 상기 운동 스파이럴(21)의 나선체(25) 윗 면(25a)과 슬라이딩할 수 있도록 접하여 시일 상태가 확보되어 있다.

이것에 의해 운동스파이럴(21)에 선회운동이 부여되는 것으로서 제3도에 나타낸 바와 같이 평면에서 보면 흡입포트(33)에서의 작동가스는 바깥 둘레로부터 높이 방향이 되는 중앙부로 향하고, 또한 측면에서 보면 축방향을 따라서 중앙부로부터 바깥쪽을 향해 용적의 감소를 수반하지 않으면서 배출포트(37)에서 밀폐케이스(1)내로 배출하게 되어 있다.

이 경우 흡입포트(33) 또는 배출포트(37)에 역류방지밸브(도시하지 않음)를 설치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 운동정지시에 작동가스의 역류를 저지하는 것이 가능하다.

또한 작동가스는 예를 들어 에어컨용 냉매가스로서 염소계 또는 프레온계 냉매가스이다.

한편 하위측이 되는 제2작동기구부(9)는 고정스파이럴(43)과 운동스파이럴(45)을 가지고 있다. 제4도에 나타낸 바와 같이 고정스파이럴(43)은 내측에, 바깥 둘레에서 중심을 향해 나선형상의 내측 맞물림면(47)의 반경이 아래 방향을 향해 순차적으로 작아지는 나선 계단형상의 나선실이 형성되어 있다. 나선형상은 제2도에 나타낸 바와 같이 제1작동기구부(7)의 나선과 동일 형상이고 감는 방향이 반대로 되어 있으며, 고정스파이럴(43)은 밀폐케이스(1)의 내벽면에 고정지지되어 있다.

운동스파이럴(45)은 제4도에 나타낸 바와 같이 바깥 둘레에서 중앙부를 향해 나선계단상으로 올라감과 동시에 반경이 순차적으로 작아지는 나선체(49)를 가지고 있다. 나선형상상은 제1작동기구부(7)의 나선과 동일하고 감는 방향이 반대로 되어 있으며 나선체(49)의 바깥 둘레는 외측맞물림면(51)으로 되어 있다.

고정스파이럴(43)쪽의 내측 맞물림면(47)과 운동스파이럴(45)쪽의 외측 맞물림면(51)이 맞물림으로써 작동실(53)(압축실)이 형성되며 제5도에 압축과정을 나타낸다.

제5도에 있어서 (a)는 운동스파이럴(45)의 선회개시점(선회회전0°로 나타낸다. )에서의 압축과정을 나타내는 도면이다.

(b)는 운동스파이럴(45)이 개시점에서 90℃회전한 경우의 압축과정을 나타낸 도면이다.

(c)는 운동스파이럴(45)이 개시점에서 180°회전한 경우의 압축과정을 나타낸 도면이다.

마지막으로 (d)는 운동스파이럴(45)이 개시점에서 270°회전한 경우의 압축과정을 나타낸 도면이다. 작동실(53)은 흡입포트(55)와 배출포트(57)를 가지고 흡입포트(55)는 밀폐케이스(1)의 외부로 연장된 흡입관(59)과 직접 접속되어 연통하고 있다.

배출포트(57)는 제1, 제2의 작동기구부(7, 9)의 각 운동스파이럴(21, 45)를 관통하고 밀폐케이스(1)의 내부 공간내에 개방된 가스통로(61)와 연결되어 있고 밀폐케이스(1)의 상부에 설치된 배출관(35)과 밀폐케이스(1)의 내부공간을 통하여 이어져 있다.

작동실(53)은 반경방향으로 더하여져 나선피치(H)에 의해 압축용적이 결정됨과 동시에 시일부재(63)에 의해 시일이 확보되어 있다. 시일부재(63)는 고정스파이럴(43)쪽이 되는 내측 맞물림면(47)의 계단면에 형성된 나선 형상으로 연속되는 홈(65)내에 출몰 자유롭게 끼워지고 상기 운동스파이럴(45)의 나선체(49) 윗면(49a)과 슬라이딩 자유롭게 접하여 시일 상태가 확보되어 있다.

이것에 의해 운동스파이럴(45)에 선회운동이 부여됨으로써 제5도에 나타낸 바와 같이 평면에서 보면 흡입포트(55)에서의 작동가스는 바깥 둘레에서 높이 방향이 되는 중앙부를 향하고, 또한 측면에서 보면 축방향을 따라서 중앙부에서 바깥쪽을 향하여 용적의 감소를 수반하면서 배출포트(57)에서 밀폐케이스(1)내로 배출되도록 되어 있다.

이 경우 흡입포트(55) 또는 배출포트(57)에 역류방지밸브(도시되어 있지 않다. )를 설치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 운동정지시에 작동가스의 역류를 방지하는 것이 가능해 진다.

제1, 제2작동기구부(7, 9)를 관통한 주축(17)은 구동모터(5)쪽의 주축(11)과 일체로 연속하는 형상이 되어 있다. 주축(17)에는 중심축선(X)에 대해서 소정량 편심(α)한 제1, 제2편심축부(67, 69)가 설치되고 제1, 제2편심축부(67, 69)에는 각 운동스파이럴(21, 45)의 베어링부(71, 73)가 회전 자유롭게 끼워져 있다.

제1, 제2편심측부(67, 69) 사이에 형성된 중간축부(75)는 상기 제1, 제2편심축부(67, 69)의 축 직경 보다 작은 축 직경으로 설정됨과 동시에 편심은 주축(17)의 편심선(X)과 일치하는 형상을 채용하여 균형을 이룬 회전을 얻을 수 있는 구조로 되어 있다.

따라서 제1, 제2편심축부(67, 69)의 회전에 의해 각 운동스파이럴(21, 45)은 한 개의 올드햄링(77)에 의해 회전에 수반되지 않는 편심회전이 얻어지게 된다.

올드햄링(77)은 제6도에 나타낸 바와 같이 링형의 본체부(79)에 고정스파이럴(19, 43)쪽의 걸어 맞춤홈(81)과 걸어 맞추어서 만나는 180도 반대 방향으로 돌출한 한 쌍의 걸어 맞춤부(83, 83)와 제1, 제2의 작동기구부(7, 9)의 각 운동스파이럴(21, 45)의 걸어 맞춤 오목부(85, 87)와 각각 여유를 갖고 걸어 맞추어서 만나는 상방 및 하방으로 돌출한 한 쌍의 걸어 맞춤 블록부(89, 90)를 갖는 형상이 되어 있다.

또한 올드햄링(77)의 내측에는 스러스트링(91)이 배치되어 있다.

또한 제1, 제2편심축부(67, 69)에 끼워 맞추어진 각 운동스파이럴(21, 45)의 베어링(71, 73) 및 각 고정스파이럴(19, 43)의 주베어링(93, 94)등의 슬라이딩부분에는 주축(17)의 하부에 설치된 오일펌프(95)에 의해 윤활유가 윤활통로(97)를 통하여 보내지도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 유체기계(3)에 의하면 흡입포트(33, 55)에서 끌어들여진 작동가스는 운동스파이럴(21, 45)의 선회운동에 의해 수평방향과 높이방향으로 순차적 용적의 감소를 수반하는 작동실(29, 53)에 의해 압축되고 배출포트(37, 57)에서 밀폐케이스(1)내로 배출된 후 배출관(35)에서 바깥으로 보내지게 된다.

이에 의해 밀폐케이스(1)는 압축된 작동가스가 내부 공간내에 배출되어 고압케이스가 된다. 이 경우 제7도에 나타낸 바와 같이 제1, 제2작동기구부(7, 9)의 배출포트(37, 57)를 밀폐케이스(1) 밖으로 연장된 배출관(99)과 직접 접속하여 연통하고 흡입관(101)에 의해 밀폐케이스(1)내에로 보내진 작동가스를 작동실(29, 53)에 의해 압축한 후 상기 배출관(99)을 통해 직접 밖으로 배출하는 저압케이스로 해도 좋다.

한편, 운전시에 있어서 작동실(29, 53)은 상하로 트윈 운동이 되기 때문에 싱글 타입과 동일한 배제용적으로 한 경우에는 제1, 제2작동기구부(7, 9)의 소형화를 도모함과 동시에 그것에 수반되지 않는 시일부재(39, 63) 슬라이딩량, 마모를 작게 억제시키고 장기간 항상 안정된 시일 상태를 얻을 수 있다. 이 결과 시일성능, 신뢰성이 향상하게 된다.

또한 각 운동스파이럴(21, 45)의 배면에 걸리는 스러스트력은 상하로 균형을 이룸과 동시에 제1, 제2편심축부(67, 69)의 밸런스와 함께 진동이 작은 운전상태가 얻어진다. 또한 각 운동스파이럴(21, 45)이 운전중에 축방향으로 이동해도 중간축부(75)와 간섭하여 만나는 일 없어져서 원활한 선회운동이 확보되게 된다.

이 경우 제8도의 실시형태에 나타낸 바와 같이 밸런서(103, 105)를 설치함으로써 보다 안정된 선회운동이 얻어진다.

즉 제1작동기구부(7)의 운동스파이럴(21)과 제2작동기구부(9), 운동스파이럴(45)과 마주보는 밸런서 수납공간부(108)를 형성하고 그 밸런서 수납공간부(108)내에 밸런서(103, 105)를 배치한다.

밸런서(103, 105)는 중간축부(75)를 관통한 밸런서 지지부재(111)에 의해 지지됨과 동시에 제1, 제2편심축부(67, 69) 즉, 각운동스파이럴(21, 45)의 편심방향과 180도 반대위치에 배치되어 있다.

또한 다른 구성요소는 제1도와 동일하고 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 운전시에 운동스파이럴(21, 45)의 밸런서가 균형을 이루고 원활한 선회운동이 얻어진다. 또한 밸런서(103, 105)는 운동스파이럴(21, 45)내에 넣어졌기 때문에 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또한 밸런서 지지부재(111)는 주축(17)과 다른 부재로 되어 있기 때문에 주축(17)의 축 직경을 작게 할 수 있어서 가공시간이 짧아지게 된다.

제9도는 제1, 제2편심축부(67, 69)사이에 형성된 중간축부(75)의 변형예를 나타낸 것이다. 즉 중간축부(75)의 축 직경을 제1, 제2편심축부(67, 69)의 축 직경보다 작게 함과 동시에, 중간축부(75)의 축심을 제1, 제2편심축부(67, 69)의 축심(Y)과 일치시킨 구조로 한 것이다. 또한 다른 구성요소는 상기 제1도의 실시형태와 동일하기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 상술한 효과에 더하여 제1, 제2편심부(67, 69)의 가공과 동시에 중간축부(75)의 가공이 가능해지고 가공성의 면에서 매우 뛰어난 것이 된다.

제10도는 제1, 제2작동기구부(7, 9)의 다른 실시형태를 나타낸 것이다. 이 실시형태에 있어서는 제1작동기구부(7)의 운동스파이럴(21)과 제2작동기구부(9)의 운동스파이럴(45)를 일체형상의 운동스파이럴(113)로 하고 운동스파이럴(113)의 위쪽 반과 아래쪽 반에 나선형상 외측 맞물림면(115, 117) 각각을 형성하는 것이다. 상위측의 외측 맞물림면(115)은 제1작동기구부(7)를 구성하는 고정스파이럴(19) 내측 맞물림면(23)과 맞물려있다. 또한 하위측 외측 맞물림면(117)은 제2작동기구부(9)를 구성하는 고정스파이럴(43)의 내측 맞물림면(47)과 맞물리고 있다. 이들 내측 맞물림면(23, 47)및 외측 맞물림면(115, 117)은 상기 제1도의 실시형태와 동일한 형상으로 형성되어 있다.

운동스파이럴(113)의 베어링부(119)는 주축(17)에 설치된 연속하는 일체형상의 편심측부(121)에 대해서 회전 자유롭게 끼워 맞춰져 있다.

운동스파이럴(113)의 중앙부 바깥 둘레에는 한 개의 올드햄링(77)이 설치되고 편심측부(121)의 회전에 의해 운동스파이럴(113)은 회전이 수반되지 않는 편심회전이 부여되도록 되어 있다.

또한 다른 구성요소는 상기 제1도의 실시형태와 동일하기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 상기 효과에 더하여 부품점수의 감소를 도모할 수 있고, 동시에 조립이 용이해진다. 이에 의해 부품관리공수 및 조립성의 면에서 뛰어남과 동시에 원활한 선회운동이 확보된다.

이 경우 제11도의 실시형태에 나타낸 바와 같이 밸런서(123)를 설치하면 보다 안정된 선회운동이 얻어지게 된다.

즉, 제1작동기구부(7)의 운동스파이럴(21)과 제2작동기구부(9)의 운동스파이럴(45)을 일체형상으로 한 운동스파이럴(113)의 내부에 밸런서 수납공간부(125)를 형성하고 그 밸런서 수납공간부(125)내에 상기 밸런서 (123)를 배치한다.

밸런서(123)는 일체형상으로 한 편심축부(121)를 관통한 밸런서 지지부재(127)에 의해 지지됨과 동시에 편심축부(121), 즉 운동스파이럴(113)의 편심방향과 180도 반대 위치에 배치되어 있다.

또한 다른 구성요소는 제1도와 동일하고 동일한 부호를 붙이며 상세한 설명은 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 운전시에 운동스파이럴(113)의 밸런스가 균형을 이루고 원활한 선회운동이 얻어진다. 또한 밸런서(123)는 운동스파이럴(113)내에 넣어지기 때문에 컴팩트화를 도모할 수 있게 된다.

제12도에서 제16도는 제1, 제2작동기구부(7, 9)의 다른 실시형태를 나타낸 것이다.

이 실시형태에 있어서는 제1편심축부(67), 운동스파이럴(21), 고정스파이럴(19)로 이루어진 제1작동기구부(7)와 제2편심축부(69), 운동스파이럴(45), 고정스파이럴(43)으로 이루어진 제2작동기구부(9)를 상하에 배치하고 제1작동기구부(7)의 제1편심축부(67) 및 운동스파이럴(21)과 제2작동기구부(9)의 제2편심축부(69) 및 운동스파이럴(45)의 편심방향이 180도 반대 방향인 구조로 된 것이다.

제1, 제2작동기구부(7, 9)의 제1, 제2편심축부(67, 69) 운동스파이럴(21, 45), 고정스파이럴(19, 43) 및 다른 구성요소는 상기 제1도의 실시형태와 동일하기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 제14도와 제16도에 나타낸 바와 같이 평면에서 보면 흡입포트(33, 55)로부터 작동가스는 바깥둘레로부터 높이 방향이 되는 중앙부를 향하고, 또한 측면에서 보면 축방향을 따라서 중앙으로부터 바깥쪽을 향해 용적의 감소를 수반하지 않으면서 배출포트(37, 57)에서 밀폐케이스(1)내로 배출하게 된다.

이 때 제14도의 상위측의 압축과정(a), (b), (c), (d)과 제16도 하위측의 압축과정 (a), (b), (c), (d)은 180도 위상이 어긋난 운전이 된다.

이 경우 스러스트력은 완전하게 균형을 이루어지는 못하지만 일부 균형을 이루고 싱글 타입보다 스러스트력은 작아진다. 또한 편심방향이 180도 반대이기 때문에 제1, 제2작동기구부(7, 9)에 작용하는 가스력은 크기가 같고 방향이 180도 반대가 되기 때문에 서로 상쇄되어 제로가 되고, 진동이 작은 운전상태가 얻어진다.

이 경우 제17도의 실시형태에 나타낸 바와 같이 밸런서(129, 131)를 설치함으로써 보다 안정된 선회운동이 얻어진다.

즉 제1작동기구부(7)의 운동스파이럴(21)과 제2작동기구부(9)의 운동 스파이럴(45)를 마주보고 만나는 밸런서 수납공간부(133)를 형성하고 그 밸런서 수납공간부(135)내에 밸런서(129, 131)를 배치한다.

밸런서(129, 131)는 중간축부(75)를 관통한 밸런서 지지부재(137)에 의해 지지됨과 동시에 밸런서(129)는 제1편심축부(67), 즉 운동스파이럴(21)의 편심방향과 180도 반대 위치에 배치되어 있다. 또한 밸런서(131)는 제2편심축부(69), 즉 운동스파이럴(43)의 편심방향과 180도 반대 위치에 배치되어 있다.

또한 다른 구성요소는 제1도와 동일하고 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 운전시에 운동스파이럴(21, 45)의 균형이 이루어지고 원활한 선회운동이 얻어진다. 또한 밸런서(129, 131)는 운동스파이럴(21, 45)내에 넣어지기 때문에 컴팩트화를 도모할 수 있다.

제18도에서 제22도는 제1, 제2작동기구부(7, 9)의 다른 실시형태를 나타낸 것이다.

이 실시형태에 따르면 제1편심축부(67), 운동스파이럴(21), 고정스파이럴(19)로 이루어진 제1작동기구부(7)와 제2편심축부(69), 운동스파이럴(45) 고정스파이럴(43)로 이루어진 제2작동기구부(9)를 상하에 배치하고 제1작동기구부(7)의 제1편심부(67) 및 운동스파이럴(21)과 제2작동기구부(9)의 제2편심축부(69) 및 운동스파이럴(45)의 편심축방향을 동일하게 한다. 한편 제1작동기구부(7)쪽의 흡입포트(33)와 제2작동기구부(9)쪽의 흡입포트(55)의 흡입경로(139) 및 흡입관(141)을 공통으로함과 동시에 제1작동기구부(7)의 흡입포트(33)와 제2작동기구부(9)의 흡입포트(55)를 180도 반대위치에 배치하는 구조로 된 것이다.

또한 제1, 제2작동기구부(7, 9)의 제1, 제2편심축부(67, 69), 각 운동스파이럴(21, 43), 각 고정스파이럴(19, 43) 및 다른 구성요소는 상기 제1도의 실시형태와 동일하기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 제20도와 제22도에 나타낸 바와 같이 평면에서 보면 흡입포트(33, 55)로부터의 작동가스는 바깥 둘레에서 높이 방향이 되는 중앙부를 향하고, 또한 측면에서 보면 축방향을 따라서 중앙으로부터 바깥쪽을 향해 용적 감소를 수반하면서 배출포트(37, 57)에서 밀폐케이스(1)내로 배출하게 된다.

이 때 제20도의 상위측의 압축과정 (a), (b), (c), (d)과 제22도의 하위측의 압축과정 (a), (b), (c), (d)은 압축개시 스타트가 180도 어긋난 운전이 된다. 이 경우 스러스트력, 가스압은 완전하게 균형을 이루는 것은 아니지만, 싱글타입보다 대폭 감소한다. 또한 흡입경로(139), 흡입관(141)의 공통화를 도모할 수 있기 때문에 부품점수를 감소시킬 수 있고 가격면에서 유리해진다.

또한 흡입과정이 180도 어긋나므로 진동이 감소한다.

이 경우 제23도의 실시형태에 나타낸 바와 같이 밸런서(143, 145)를 설치함으로써 보다 안정된 선회운동이 얻어지게 된다.

즉, 제1작동기구부(7)의 운동스파이럴(21)과 제2작동기구부(9)의, 운동스파이럴(45)를 마주보고 만나는 밸런서 수납공간부(147, 149)를 형성하고 밸런서 수납공간부(147)내에 밸런서(143)를, 밸런서 수납공간부(149)내에 밸런서(145)를 각각 배치한다.

각 밸런서(143, 145)는 중간축부(75)를 관통한 밸런서 지지부재(151)에 의해 지지됨과 동시에 제1, 제2편심축부(67, 69), 즉 각 운동스파이럴(21, 45)의 편심방향과 180도 반대의 위치에 배치되어 있다.

또한 각 밸런서(143, 145)는 밸런서의 중심위치(w)를 각 운동스파이럴(21, 45)의 축방향의 중심위치(m)에 일치시킴과 동시에 또한 제1, 제2편심축부(67, 69)의 중심위치(n)에 또한 제1, 제2편심축부(67, 69)에 설치되어 있다.

또한 다른 구성요소는 제1도와 동일하므로 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

따라서 이 실시형태에 따르면 운전시에 운동스파이럴(21, 45)의 밸런스가 균형을 이루고 원활한 선회운동이 얻어진다. 또한 밸런스(143, 145)는 운동스파이럴(21, 45) 내에 넣기 때문에 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또한 각 중심위치(w), (n), (m)를 동일한 축선상에 모아 놓음으로써 원심력만이 아니고, 모멘트의 균형을 도모할 수 있으며 동시에 제1, 제2편심축부(67, 69)에 작용하는 부하 및 고속운동시에 발생하는 축이 휘는 현상이 적어지고 신회성의 향상을 도모할 수 있다.

이상 설명한 것과 같이 본 발명에 따르면 동일한 배제용적으로 한 경우 유체기구의 소형화가 도모됨과 동시에, 시일부재의 슬라이딩량도 작아지고 신회성, 시일성능이 향상된다.

또한 운전 중의 스러스트력 및 밸런스가 균형을 이루고 진동이 작은 원활한 운전이 얻어짐과 동시에, 부품점수의 감소를 도모할 수 있게 된다. 이 결과 가공성, 조립성, 가격면에서 우수하다.

Claims (15)

1. 바깥 둘레에서 중심부를 향해 나선형상으로 형성된 단면계단상의 내측맞물림면을 갖는 고정스파이럴과 바깥 둘레에서 중심부를 향해서 나선형상으로 올라가는 단면계단상의 외측 맞물림면을 갖고, 편심축부의 회전에 의해 선회운동이 부여되는 운동스파이럴과, 고정스파이럴의 내측 맞물림면과 운동스파이럴의 외측 맞물림면이 맞물리는 바깥 둘레에서 중앙부를 향해 수평방향과 높이 방향으로 용적의 감소를 수반하는 작동실을 형성하는 작동기구부를 구비하고, 상기 작동기구부를 축방향으로 2개 배치한 것을 특징으로 하는 유체기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배친 작동기구부 내의, 한쪽의 작동기구부의 스파이럴형상을 다른 쪽의 작동기구부의 스파이럴형상에 대해서 동일한 형상이고 감는 방향을 반대방향으로 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
3. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 작동기구부기 내의, 한 쪽의 작동기구부의 편심축부를 다른 쪽의 작동기구부의 편심축부와 동일한 방향의 편심위치로 하고 각 작동기구부의 운동스파이럴이 고정스파이럴과 접하는 방향을 일치시킨 것을 특징으로 하는 유체기계.
4. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부와 다른 쪽의 작동기구부의 편심축부의 사이에 설치된 중간축부를 상기 편심축부의 외경보다 작은 축 직경으로 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
5. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부와 다른 쪽의 작동기구부의 편심축부의 사이에 설치된 중간축부의 축 중심을 주축의 축중심에 맞춘것을 특징으로 하는 유체기계.
6. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부와 다른 쪽의 작동기구부의 편심축부의 사이에 설치된 중간축부의 축중심을 상기 편심축부의 축중심에 맞춘 것을 특징으로 하는 유체기계.
7. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 흡입포트를 다른 쪽의 작동기구부의 흡입포트와 동일한 위치로 하여, 작동가스의 흡입이 동시에 실시되도록 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
8. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 편심축부를 다른 쪽의 작동기구부의 편심축부의 편심위치와 180도 반대방향으로 하여, 각 작동기구부의 운동스파이럴이 고정스파이럴과 접하는 방향을 180도 반대방향으로 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
9. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 흡입포트를 다른 쪽의 작동기구부의 흡입포트와 180도 반대위치에 배치하여, 작동가스가 180도 위상차를 갖고 흡입되는 것을 특징으로 하는 유체기계.
10. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 한 쪽의 작동기구부의 흡입포트를 다른 쪽의 작동기구부의 흡입포트와 180도 반대위치에 배치하고 각 흡입포트의 흡입경로와 흡입관을 공통으로 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
11. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 작동기구부가 배치된 밀폐케이스를 작동가스가 케이스내로 배출되는 고압케이스로 하는 한편, 각 작동기구부의 2개의 축방향의 압축방향을 중앙부에서 바깥쪽을 향한 방향으로 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
12. 제1항에 있어서, 상기 각 작동기구부의 배출포트에서 배출된 작동가스가 각 작동기구부의 각 운동스파이럴 안을 통과하여 밀폐케이스내로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
13. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 작동기구부가 배치된 밀폐케이스를 배출포트에서 배출되는 작동가스가 케이스 밖으로 직접 배출되는 저압케이스로 하는 한편, 각 작동기구부의 2개의 축방향의 압축방향을 중앙부에서 바깥쪽을 향한 방향으로 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
14. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 각 작동기구부의 운동스파이럴을 동일한 일체형상으로 한 것을 특징으로 하는 유체기계.
15. 제1항에 있어서, 상기 축방향으로 2개 배치된 각 작동기구부의 운동스파이럴과 운동스파이럴 사이에 각 운동스파이럴의 회전운동을 규제하고 선회운동을 부여하는 올드햄링을 한 개 설치하는 것을 특징으로 하는 유체기계.