KR100214369B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

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KR100214369B1
KR100214369B1 KR1019950005343A KR19950005343A KR100214369B1 KR 100214369 B1 KR100214369 B1 KR 100214369B1 KR 1019950005343 A KR1019950005343 A KR 1019950005343A KR 19950005343 A KR19950005343 A KR 19950005343A KR 100214369 B1 KR100214369 B1 KR 100214369B1
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신이찌 와다나베
쓰요시 다께모도
시게루 히사나가
데쓰히꼬 후까누마
신야 야마모도
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오카메 히로무
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이소가이 지세이
가부시키가이샤 도요다 지도숏키 세이사쿠쇼
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Abstract

편심축(5)은 축받이통(6)의 구멍(6a) 내에 방사상으로 활주 가능하게 삽입되는 바, 방사상의 니들 베어링(7)에 의해 이동 가능한 스크롤부재(8)의 보스부분(8c)의 개구(8c-1)에 삽입된다. 축공간(24)은 축받이통(6)의 후단부와 개구(8c-1)의 하부면 사이에 한정된다. 공간(24)은 축받이통(6)과 개구(8c-1)의 면하는 표면 사이의 환형틈(26)을 통해 방사상의 베어링(7)과 통한다. 방사상의 공간(23)은 구멍(6a)의 내측표면과 편심측(5) 사이에 규정되어, 축받이통(6)에 대한 편심축(5)의 한정된 방사상의 운동이 허용된다. 편심축(5)상에 축받이통(6)의 고정된 축주위를 얻기 위한 와셔(21)에는 방사상의 공간(23)과 축공간(24)의 왕래를 위해 요구(21b)(제1통로(25))가 형성된다. 축받이통(6)에는 방사상의 공간(23)과 크랭크챔버(R)간의 왕래를 위해 방사상의 구멍(27)(제2통로)가 형성된다. 윤활제를 위한 재순환 통로는 챔버(R), 니들 베어링(7) 내 틈,틈(26), 축챔버(24), 제1통로(25), 방사상의 공간(23), 제2통로(27) 및 크랭크챔버(R) 사이에 만들어진다.

Description

스크롤 압축기
제1도는 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 종단면도.
제2도는 크랭크 기계장치내 가스의 재순환을 설명하기 위한 제1도 부분의 확대도.
제3도는 크랭크 기계장치의 구조를 설명하기 위한 해부 투시도.
제4도는 제1도의 선 IV-IV를 따라 취한 단면도.
제5도는 제1도의 선 V-V를 따라 취한 단면도.
제6도는 변형 형태인 축받이통(bushing)의 단면도.
제7도는 제2도와 비슷하지만 본 발명에 따른 제2실시예를 나타낸 도면.
제8도는 제7도의 축받이통의 투시도.
제9도는 제8도와 비슷하지만 제3실시예를 나타낸 도면.
제10도는 제9도와 비슷하지만 제4실시예를 나타낸 도면.
제11도는 제2도와 비슷하지만 본 발명에 따른 제5실시예를 나타낸 도면.
제12도는 제11도 축받이통의 단면도.
제13도는 제12도와 비슷한 변경을 나타낸 도면.
제14도는 다른 실시예의 축과 축받이통의 부분 단면도.
제15도는 다른 실시예의 종단면도.
제16도는 축받이통에 대한 편심축의 다른 설치를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
5 : 편심축 6 : 축받이통
7 : 니들 베이링 8c : 보스부분
26 : 환영틈 69 : 구멍
R : 챔버
본 발명은 자동차용 에어콘에 적합한 스크롤 압축기에 관한 것이다. 고정 및 이동 가능한 스크롤부재가 설치되어 압축챔버가 스코롤부재 사이에 형성되는 중앙 하우징을 가지는 스크롤 압축기가 선행기술로 공지되어 있다. 전면 하우징은 중앙 하우징에 연결된다. 회전축은 방사형 베어링에 의해 전면 하우징에 회전 가능하게 지지되는 큰 직경부분을 가진다. 편심축은 회전축의 내측 단부에 고정되게 연결되는데, 편심축 위에 축받이통(6)과 제2방사형 베어링에 의해 이동 가능한 스크롤부재가 회전 가능하게 지지된다. 게다가, 이동 가능한 스크롤부재의 자체-회전을 방지하기 위한 기계장치가 전면 하우징과 이동 가능한 스크롤부재 사이에 설치되어 이동 가능한 스크롤부재가 그 자신의 축에 대해 자체-회전하는 것이 발생되지 않는다. 회전축의 회전은 축에 대해 편심인 편심축이 축의 축에 대해 회전되게 하는 원인이 된다. 따라서, 축받이통에 회전 가능하게 지지되는 이동 가능한 스크롤부재는 축의 축에 대해 궤도운동을 하게 되어, 압축챔버가 방사상으로 내측으로 움직이는 동안 챔버의 체적이 감소하게 되어, 이에 의해 압축챔버내 가스가 압축된다. 궤도운동동안 축받이통에 대한 편심축의 상대 방사운동이 압축반발력에 의해 허용되고, 이에 의해 이동 가능한 스크롤부재와 고정 스크롤부재 사이에 요구된 방사 접촉력이 구해진다.
선행 스크롤 압축기, 축받이통이 편심축으로부터 뒤로 물러나는 것을 방지하게 하는 반면, 축받이통과 편심축 사이에 상대 방사운동을 허용하기 위해, 축의 큰 직경부분으로부터 멀리 떨어진 자유단부의 편심축에 와셔가 삽입되고, 그리고 스냅링이 축에 맞추어져 편심축상에 형성된 홈에 결합된다. 그러나, 이 구조에서 외측으로 밀폐된 공간이 편심축과 축받이통 사이에 만들어진다. 따라서, 편심축과 축받이통 사이에서 활주하는 부분의 윤활은 공간내에 있는 윤활유에만 의지하게 된다. 따라서, 활주하는 표면의 윤활은 불충분하게 될 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 선행기술의 단점을 극복할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 편심축과 축받이통 사이의 방사 활주 표면에 윤활을 증가시킬 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 윤활제를 포함하는 가스를 위한 스크롤 압축기가 제공되는 바, 하우징을 포함하고; 작은 직경의 제1부분과 큰 직경의 제2부분을 가지고, 회전축을 가지는 구동축을 포함하고; 하우징에 대해 구동축을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 방사 베어링을 포함하고; 하우징에 대해 고정된 관계로 있는 고정 스크롤부재를 포함하고; 스크롤부재들 사이에 다수의 압축챔버가 발생할 수 있도록 고정 스크롤부재에 대해 편심적으로 설치된 이동 가능한 스크롤부재를 포함하고: 구동축에 연결되고, 구동축에 대해 편심적인 편심축을 포함하고; 편심축이 삽입되고, 그리고 고정된 위치에 위치되는 반면, 축의 회전운동이 축받이통과 그리고 압축챔버에 대향인 면에 있는 보스부분에 전달되는 실질적으로 장방형 단면 형태를 가지는 구멍을 가지는 축받이통을 포함하고; 이동 가능한 스크롤부재에 대해 축받이통을 회전 가능하게 지지하기 위해 이동 가능한 스크롤부재의 보스부분내에 수용된 제2방사 베어링을 포함하고; 보스부분과 축받이통의 마주하는 단부 사이에 형성된 축공간을 포함하여, 공간은 제2방사 베어링과 통하고; 이동 가능한 스크롤부재가 그 자신의 축에 대해 회전하는 것을 방지하여, 이동 가능한 스크롤부재의 궤도운동이 압축챔버가 외측 위치로부터 내측 위치로 방사상으로 움직이게 허용하는 이동 가능한 스크롤부재를 위한 자체 회전 방지 기계장치를 포함하고; 압축챔버가 방사상 외측에 위치될때 압축챔버내로 압축될 가스를 도입시키기 위한 흡입수단을 포함하고; 압축챔버가 방사상 내측 위치에 위치될 때 압축된 가스를 방출시키기 위한 방출수단을 포함하고; 일정간격진 제1내측 표면을 한정하는 축받이통의 구멍을 포함하되, 편심측은 일정간격진 제1외측 표면을 한정해 내측 표면은 일정간격진 외측 표면과 접촉해 편심축의 회전운동이 축받이통에 전달되도록 허용하고; 일정간격진 제2내측 표면을 한정하는 다른 구멍을 포함하되, 편심축은 일정간격진 제2외측 표면을 한정해 방사상으로 한정된 공간이 일정간격진 제2내측 및 외측 표면 사이에서 만들어져 상기 접촉된 제 1 내측 및 외측 표면을 따라 축받이통이 방사상으로 움직일 수 있게 허용하며; 상기 축방향으로 한정된 공간을 가지는 방사상으로 한정된 공간들 사이의 왕래를 구하기 위한 제1통로를 포함하여, 이에 의해 공간들 사이의 윤활제 전송이 구해진다.
본 발명의 실시예들이 첨부도면을 참조해 설명될 것이다. 본 발명의 제1실시예를 설명하는 제1도 내지 제5도에서 참조번호 1은 중앙 하우징(1d)과 일체적으로 형성되고, 전면 하우징(2)이 볼트 및 너트와 같은 적합한 수단에 의해 고정되게 연결되는 고정 스크롤부재를 나타낸다. 이동 가능한 스크롤부재(8)가 이동 가능하게 하우징에 설치된다. 참조번호 3은 큰 직경부분(3a)과 큰 직경부분(3a)으로부터 일체적으로 연장하는 작은 직경부분(3b)으로 형성되는 회전(또는 구동)축을 나타낸다.
전면 하우징(2)은 축 개구(2-1 및 2-2)가 형성되는 보스부분으로 형성된다. 구동축(3)의 큰 직경부분(3a)은 본 베어링장치(4)와 같은 제1방사 베어링장치를 통해 전면 하우징(2)의 개구(2-1)에 삽입된다.
스크롤부재(8)에는 스크롤부분(8b)으로부터 멀리 떨어진 기부판(base plate)(8a)의 단부로부터 일체적으로 연장하는 관형 보스부분(8c)이 제공된다.
고정 스크롤부재(1)에 대해 이동 가능한 스크롤부재(8)의 궤도운동을 구하기 위해 크랭크장치(K2)가 제공된다. 크랭크장치(K2)는 편심축(5), 축받이통(6) 및 니들 베어링장치와 같은 제2방사 베어링 (7)으로 구성된다. 편심축(5)은 제3도에 도시된 바와 같이 축(3)과 일체로 되고, 그리고 큰 직경부분(3a)으로부터 작은 직경부분 (3b)의 반대편으로 연장한다. 즉, 편심축(5)은 회전축(3)에 대해 편심적으로 설치된다. 제3도에 도시된 바와 같이 구동축(5)은 실질적으로 장방형 단면 형태의 필러(pillar)를 형성한다.
즉, 축(5)은 평행하게 간격진 외측 표면들(5a)과 그리고 표면(5a)들은 서로 연결시키는 둥글게된 외측 표면(5b)들을 가진다. 제3도에 도시된 바와 같이 축받이통( 6)에는 편심축 (5)의 형태에 대응하는 둥글게된 장방형 절단면 형태의 구멍(6a)이 형성된다. 즉, 구멍(6a)은 평행하게 간격진 내측 표면(6b)들과 표면(6b)들을 서로 연결시키는 내측 표면(6j)들을 가진다. 결과적으로, 편심축(5)은 축받이통(6)의 구멍(6a)에 방사상으로 활주 가능하게 삽입된다. 회전축(3)의 회전운동은 편심축(5)의 외측평행 표면(5a)들이 구멍(6a)의 내측 평행 표면(6b)들과 맞물리는 관계로 축받이통(6)에 전달된다. 제4도를 보라.
이동 가능한 스크롤부재(8)는 고정 스크롤부재(1)에 대해 편심적으로 설치된다. 제1도에 도시된 바와 같이 고정 스크롤부재(1)는 기부판부분(1a)과 기부판(1a)으로부터 일체적으로 축방향으로 연장하는 스크롤부분(1b)으로 구성된다. 또한, 이동 가능한 스크롤부재(8)는 기부판(8a)과 기부판(8a)으로부터 일체적으로 연장하는 스크롤부재(8b)로 구성된다. 고정 및 이동 가능한 스크롤부재(1,8)의 설치는 다음과 같다 스크롤부분(1b,8b)방사상으로 접촉되는 관계인 반면, 고정 스크롤부재의 스크롤부분(b)의 축단부가 이동 가능한 스크롤부재의 기부판(8a)과 접촉하고, 이동 가능한 스크롤부재의 스크롤부분(8b)의 축단부는 고정 스크롤부재의 기부판(1a)과 접촉한다. 결과적으로, 제5도에 도시된 바와 같고, 잘 공지된 바와 같이 방사상으로 간격진 다수의 압축챔버(p)가 고정 및 이동 가능한 스크롤부재(1,8) 사이에 형성된다.
제q도에서 축받이통(6)이 니들 베어링장치(7)를 통해 관형 보스부분(8c)에 삽입되어, 이동 가능한 스크롤부재(8)가 축받이통(6)상에 회전 가능하게 지지된다. 즉, 보스부분(8c)은 축개구(8c-1)(제2도)로 형성되는 반면, 니들 베어링(7)은 다수의 원주형으로 이격된 니들(7-1)과 니들(7-1)을 수용하기 위한 케이싱(casing)(7-2)으로 구성된다. 케이싱(7-2)은 개구(8c-1)에 맞추어지고, 스냅링(7A)은 니들 베어링장치(7)의 고정된 위치를 구하기 위해 개구(8c-1)의 내측 원통형 벽상의 환상의 홈에 맞추어진다. 제2도에 도시된 바와 같이 보스부분(8c)의 개구(8c-1)내 편심축(5)의 단부상에 축받이통(6)의 설치는 공간(24)을 만드는데, 이는 편심축(5)의 후부면과 요구(8c-2)의 내측축 하부면 사이에서 한정된다.
축(3)의 회전운동은 편심 구동축(5)이 축받이통(6)의 구멍(6a)과 맞물리는 관계로 이동 가능한 스크롤부재(8)가 축(3)의 대해 궤도운동을 하도록 하게 하는 원인이 된다. 이동 가능한 스크롤부재의 궤도운동 결과로, 잘 공지된 바와 같이 압축챔버(P)(제5도)는 증가된 체적의 압축챔버가 압축될 가스의 주입구에 대해 개방되는 방사상 외측 위치로부터 감소된 체적의 압축챔버가 압축된 가스의 방출구(1c)에 대해 개방되는 방사상 내측 위치로 이동한다.
제3도에서 축받이통(6)은 편심축(5)에 대해 정반대적으로 반대되는 위치에서 방사상으로 연장하는 브래킷(6-1)과 일체적으로 형성되는데, 브래킷 위에 호형 균형추(9)가 일체적으로 형성된다. 균형추(9)의 설치는 회전축(3)의 축에 대해 편심적인 이동 가능한 스크롤부재(8)의 궤도운동에 의해 발생된 동적인 불균형을 제거하기 위한 것이다.
자체 회전 방지장치(K1)(제1도)는 스크롤부분(8b)으로부터 멀리 떨어진 이동 가능한 스크롤부재(8)의 기부판(8a) 표면(8d)(이동가능한 쪽의 압력 수용 표면)과 이동 가능한 스크롤부재(8)와 면하는 전면 하우징(2)의 표면(2a)(움직일 수 없는 쪽의 압력 수용 표면) 사이에 설치된다. 자체 회전 방지 장치(K1)는 이동 가능한 스크롤부재(8)가 그 자신의 축에 대해 회전되는 것을 방지하는 반면, 이동 가능한 스크롤부재(8)가 회전축(3)의 축에 대해 궤도 운동을 할 수 있게 허용하기 위한 것이다. 즉, 자체 회전 방지장치(K1)는 자체 회전 방지링(11)과 링(11) 내 대응 구멍 내에 자유롭게 삽입되는 원주방향으로 동일각으로 이격된 다수의 자체 회전 방지핀(12)으로 구성된다. 제 1도에서 전면 하우징(2)은 움직일 수 없는 쪽의 압력 수용 표면(2a)에 사전 결정된 수의 예컨대 4개의 원주방향으로 이격된 요구(2c)를 형성하는 반면, 이동 가능한 스크롤부재(8)는 이동 가능한 쪽의 압력 수용 표면(8d)에 원주 방향으로 동일각으로 이격된 동일한 수의 요구(8e)를 형성한다. 달리 말하자면, 원주방향으로 동일각으로 이격되고 대향적으로 면하는 4세트의 요구(2c,8e)가 제4도에 도시된 바와 같이 제공된다. 핀(12)들은 그들의 단부에서 링(11)의 바깥쪽으로 돌출되고, 그들의 대향 표면에서 대응 요구(2c,8e) 쌍과 결합된다.
핀(12)들이 제공되는 위치 사이에서 링(11)은 그들의 내측 및 외측 표면에 이동 가능한 쪽의 압력 수용표면(8d) 및 움직이지 않는 쪽의 압력 수용표면(2a)과 각각 접촉하는 압력 수용부분(11a)(제1도)이 형성되어 있다. 결과적으로, 압축챔버(P)내 압축에 의해 발생된 반발력은 압력 수용부분(11a)을 통해 표면(8d)으로부터 표면(2a)으로 전달된다. 하우징내에서 크랭크챔버(R)는 링(11)과 그리고 전면 하우징(2)과 이동 가능한 스크롤부재(8) 사이의 내측에 한정되어 있다. 크랭크 장치(K2)는 크랭크챔버(R) 내에서 궤도운동을 수행한다.
주입수단(13)은 이동 가능한 스크롤부재와 중앙 하우징(1d)의 내측 외면벽 사이에 형성된다. 제1도에 도시된 바와 같이, 중앙 하우징(1d)에는 한편으로는 압축되는 가스의 외부 소오스(냉장 시스템에서 증발기)에 대해 개방된 주입구멍(1e) 및 다른 한편으로는 주입챔버(13)가 형성되어 소오스로부터의 냉동 가스가 주입챔버(13) 내로 도입된다. 주입챔버(13) 내 가스는 압축챔버(P) 내에서 주로 압축되게 된다. 그러나, 차후 상세히 설명되는 바와 같이, 주입챔버(13) 내 가스는 자체-회전 방지장치(K) 내 틈을 통해 크랭크챔버(R) 내로 부분적으로 도입된다.
후부 하우징(14)은 고정 스크롤부재(1)의 후단부에 연결되어, 방출챔버(15)가 고정 스크롤부재(1)의 기부판(1a)과 후부 하우징(14) 사이에 만들어진다. 방출챔버(15) 내에 설치된 방출밸브(16)는 리브밸브(16-1), 스토퍼(stopper) 플레이트(16-2) 및 리브밸브(16-1)의 한 단부를 스토퍼 플레이트와 함께 기부판(1a)에 연결시키기 위한 볼트(16-3)를 포함한다. 탄력성 때문에 리드밸브(16-1)는 보통 방출구멍(1c)이 밀폐되는 위치가 된다. 고정 스크롤 부재(1)의 기부판(1a)은 방출챔버(15)에 대해 개방된 개구를 형성하는 관형 플랜지부분(14a)으로 형성된다. 관형 플랜지(14a)는 냉동회로의 콘덴서(도시되지 않았음)에 연결된다.
축밀봉장치(17)가 전면 하우징(2)의 구멍(2-2)에 맞추어지고, 그리고 제1방사형 베어링장치(4)에 인접하게 설치되어, 축밀봉챔버(18)가 하우징 내측에서 축밀봉장치(17)와 제1a방사형 베어링(4) 사이 위치에 형성된다. 제1방사형 베어링장치(4)는 내측 레이스(race)(4-1), 외측 레이스(4-2) 및 각이지게 이격된 다수의 볼(4-3)로 구성된다. 틈(G4)이 내측 및 외측 레이스(4-1,4-2)사이에 만들어진다. 틈(G4)은 축밀봉챔버(18)와 크랭크챔버(R)가 서로 통할 수 있게 허용된다. 결과적으로, 크랭크챔버(R) 내 가스 형태의 매질이 틈(G4)을 통해 측밀봉챔버(18)로 공급된다.
제3도에서 서로 마주하는 활주표면(5a,6b) 쌍을 통해 축받이통(6) 내 구멍(6a)에 대해 방사상으로 활주 가능한 장방형 단면 형태인 기둥형태의 편심축(5)이 구멍(6a)의 바깥쪽으로 돌출되어, 축받이통의 전단부 표면(6c)은 제2도에 도시된 바와 같이, 축(3)의 큰 직경부분(3a)의 후단부 표면(3c)과 축방향으로 접촉한다. 구멍(6a)의 바깥쪽으로 돌출된 편심축(5)의 단부에는 장방형 개구를 가지는 디스크 형태의 와셔(21)가 삽입되어, 와셔(21)는 축받이통(6)의 후단부 표면(6d)과 축방향으로 접촉한다. 제 3도에 도시된 바와 같이, 편심축(5)은 축받이통(6)의 구멍(6a) 바깥으로 돌출된 그의 후단부에 홈(5b-1)이 형성되는 방사상으로 대향하는 한쌍의 표면(5b)이 형성된다. 원형클립(22)이 홈(5b-1)에 끼워져 와셔(1)와 함께 축받이통(6)이 편심축(5)으로부터 뒤로 후퇴되는 것이 방지된다.
제2도에 도시된 바와 같이, 한쌍의 대향표면(23)이 편심축(5)의 마주된 표면(5b,6j) 사이에 방사상으로 한정되는데 이는 편심부재(5)가 축받이통(6)에 대해 방사상으로 활주할 수 있게 한다. 편심축(5)에 대한 축받이통(6)의 방사 활주운동 때문에 압축챔버(P)내 압축력은 이동 가능한 스크롤부재(8)의 스크롤벽(8b)이 고정 스크롤부재의 스크롤벽(1b)에 대해 방사상으로 접촉되게 하는 원인이 되어, 이에 의해 스크롤부재(1,8) 사이에 요구된 밀봉 효과가 만들어진다. 제3도를 참조해 설명한 바와 같이, 축(3)의 큰 직경 부분(3a)의 후단부 표면(3c)은 축받이통(6)의 전단부표면(6c)과 활주하게 접촉하는 반면, 축받이통(6)의 후단부표면(6d)은 와셔(21)와 접촉하고, 원형클립(22)이 축방향으로 접히게 접촉된다. 결과적으로, 챔버(23)가 크랭크챔버(R)와 통할 수 있도록 하는 어떤 수단이 필요하다. 그렇지 않으면 윤활이 악화된다. 이 관점에서 본 발명에 따라, 제3도에 도시된 바와 같이 편심축(5)을 삽입시키기 위한 네 모서리의 개구(21a)에서, 와셔(21)는 제2도에 도시된 바와 같이 챔버(23)에 대해 개방되는 요구(21b)가 형성된다. 게다가 와셔(21)와 원형클립(22) 사이에 작은 틈이 피할 수 없게 발생하는데 이는 챔버(23)가 후단부표면(6d)과 보스부분(8c)의 요구진 단부표면(8c-2) 사이에 축방향으로 한정된 공간(24)가 통할 수 있게 한다. 따라서, 챔버(23)가 공간 (24)과 방사운동으로 통할 수 있게 한다. 따라서, 챔버(23)가 공간(24)과 방사운동으로 통할 수 있게 하기 위해 제1통로(25)(제2도)가 만들어진다. 게다가, 제2도에 도시된 바와 같이 축받이통(6)의 후단부와 도구(8c-1)의 접하게 된 표면 사이에 환형틈(26)이 만들어지는데, 이는 공간(24)이 니들 베어링(7) 내 틈(G7)을 크랭크챔버(R)로 통할 수 있게 해준다. 게다가, 축받이통(6)에는 적어도 하나의 방사형 개구(27)가 제공되는데, 이는 방사형 챔버(27)에 대해 개방된 내측 단부와 크랭크챔버(R)에 대해 개방된 외측 단부를 가진다. 결과적으로, 가스 상태 윤활제를 위한 밀폐된 우회로(cricuit)가 만들어지는데, 이는 순서에 따라 크랭크챔버(R), 틈(G7), 제2방사형 베어링장치(7), 환형틈(26), 공간(24), 제1왕래통로(25), 방사형 공간(23), 제2왕래통로(27) 및 크랭크챔버(R)로 구성된다.
지금부터 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 작동이 설명된다.
내연기관등과 같은 회전운동원으로 부터의 회전운동은 회전축(3)에 전달되는데, 이는 축받이통(6) 뿐만 아니라 편심축(5)이 제4도에 도시된 바와 같이 축(3)의 축(O1)에 대해 회전되도록 하는 원인이 된다. 결과적으로, 축받이통(6)에 회전 가능하게 설치된 이동 가능한 스크롤부재(8)는 축받이통(6)의 축(O2)과 축 (O1) 사이 거리(S1) 반경으로 축(3)의 축(O1)에 대해 궤도운동을 실행하는 반면, 자체 회전 방지장치(K1)는 이동 가능한 스크롤부재(8)가 그 자신의 축(O2)에 대해 자체 회전운동을 하는 것을 방지한다. 즉, 대향요구(2c,8e) 쌍에 방사상으로 헐겁게 결합된 원주방향으로 이격된 다수(4개)의 핀(12) 배열 때문에 핀(12)들은 이동 가능한 스크롤부재(8)를 원주방향으로 이격된 위치로 방사상으로 지지하여, 이에 의해 이동 가능한 스크롤부재(8)가 그 자신의 축(O2)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 이동 가능한 스크롤부재(8)의 궤도운동동안, 핀(12)들이 자유롭게 삽입되는 링(10)은 2×(R-r)로 표현되는 반경의 궤도운동을 실행한다. R은 원형요구(2c,8c)의 직경이고, r은 핀(12)의 직경이다.
이동 가능한 스크롤부재(8)의 궤도운동은 첫째로, 주입챔버(13)가 압축챔버(P)로 밀폐되게 하고, 둘째로 압축챔버(P)가 체적이 감소하는 동안 방사상 내측으로 변위되게 한다. 따라서, 주입구멍(1e)을 통해 냉각 시스템내 증발기(도시되지 않았음)로부터 주입챔버(13)내로 주입되는 가스상태 냉각제가 압축챔버(P) 내에서 압축되게 되고, 그리고 리드밸브(16-1)의 탄력에 대향해 리드밸브(16-1)를 변위시킴으로써 방출구멍(1c)을 통해 방출챔버(15) 내로 방출된다. 그리고 나서 방출챔버(15)로부터의 가스상태 냉각제는 방출 플랜지(14a)를 통해 냉각우회로내 응축기(도시되지 않았음)내로 방출된다.
압축챔버(P)내 가스의 압축작동동안 압축 압력 반발력이 이동 가능한 스크롤부재(8)에서 발생되는데, 이는 한편으로는 이동 가능한 쪽의 압력 수용표면(8d)에서 이동 가능한 스크롤부재(8)와 접촉하고, 다른 한편으로는 이동할 수 없는 쪽의 압력 수용표면(2a)과 접촉하는 링(11)의 압력 수용부분(11a)을 통해 전면 하우징(2)에 수용된다.
냉각가스의 압축작동동안, 이동 가능한 스크롤부재(8)의 궤도 운동에 의해 발생된 원심력은 스크롤부재의 스크롤벽(8b)이 제5도에서 예시적으로 설명된 지점(P1,P2)에서 고정 스크롤부재(1)의 스크롤벽(1b)과 방사상으로 접촉되게 하는 원인이 된다. 이들 접촉점들은 압축잼버(P)를 밀봉시키는 기능을 하고, 이동 가능한 스크롤부재의 궤도운동동안 고정 스크롤부재(1)의 스크롤벽(1b)의 인볼루트 곡선(involute curve)을 따라 움직인다. 그러나, 스크롤벽(1b,8b) 사이의 접촉점은 가공시 또는 조립시 기인된 피할 수 없는 에러 때문에 지정된 인볼루트 곡선으로부터 약간 이격된다. 결과적으로, 고정 스크롤부재의 스크롤벽(1b)에 대한 이동 가능한 스크롤부재(8)의 스크롤벽(8b)의 상대 방사운동이 발생된다. 그러한 상대운동은 액체 압축 때문에 발생될 수도 있다. 편심축(5)에 대한 축받이통(6)의 방사 상대운동은 활주표면(5a,6b)과 방사공간(23)의 제공으로 인해 한정된 범위내에서 허용된다. 이 관점에서 보면, 편심축(5)과 축받이통(6)사이의 방사 활주표면(5a,6b)과, 회전축(3)의 큰 직경부분(3a)과 축받이통(6)사이의 활주표면(3c,6c)에서 부드러운 방사운동을 구하기 위해 적합한 윤활이 필요하다.
윤활로서 상기 요구된 것을 만족시키기 위해, 제1실시예에 따라, 요구(21b)(제3도)인 제1왕래통로(25)가 와셔(21)에 제공되어 방사상의 틈(23)이 축방향으로 한정된 공간(24)과 통할 수 있게 허용하고, 제2왕래통로(27)가 축받이통(6)에 제공되어 방사상의 챔버(23)가 크랭크챔버(R)와 통할 수 있게 허용하는데, 이는 가스상태 윤활제를 위한 재순환 우회로를 구성하는데, 재순환 우회로는 크랭크챔버(R), 제2방사상의 베어링 장치(7) 내 틈(G7), 환형틈(26), 공간(24), 제1왕래통로(25), 방사상의 챔버(23), 제1왕래통보(27) 및 크랭크챔버(R) 순서로 구성된다. 이동 가능한 스크롤부재의 궤도운동동안 제2왕래통로(25)는 또한 궤도운동을 실행하는데, 이는 통로(25) 내 가스상태 냉각제가 원심력에 의해 방사상으로 외측으로 이동하게 하는 원인이 된다. 결과적으로 화살표(f1,f2,f3,f4)로 도시된 바와 같은 가스상태 냉각제의 흐름이 재순환 우회로내에서 발생된다. 결과적으로, 연무상태의 윤활제가 베어링장치(7)에 공급될 뿐만 아니라, 큰 직경부분(3a)과 축받이통(6) 사이의 활주표면(3c,6c) 뿐만 아니라 편심축(5)과 축받이통(6) 사이의 활주면(5a,6b)에 공급되어 이에 의해 요구된 윤활을 얻고, 그리고 부품이 쉽게 마모되는 것을 방지한다.
제1실시예는 제6도에 도시된 바와 같이 변형될 수 있는데, 편심축(5)은 축받이통 구멍(6a)의 접하된 표면과 접촉하는 편심축의 표면(5a)과 방사상으로 한정된 공간(23)에 인접한 표면(5b)에 홈(5c)이 형성되어 있다.
이들 홈(5c)들은 재순환 우회로내 가스의 흐름을 증가시키는데 효과적이어서 이에 의해 윤활작용이 증가된다.
제7도 및 제8도는 제2실시예로서, 전단부표면(6c)에서 축받이통(6)은 원형절단(cut-out)부분 (6e)이 형성되는데, 편심축(6a)을 수용하기 위해 구멍(6a)까지 연장한다. 방사상의 개구(27)(제2왕래통로)가 그의 내측 원통형 표면에서 절단부분(6e)에 대해 개방된다. 다른 구조물들은 제1실시예에서 사용된 것과 동일하다. 제2실시예에서 축받이통(6)의 전단부 표면(6c)에서 절단부분(6e)의 제공은 제7도에서 도시된 바와 같이, 작은 유효면적의 방사상의 공간(23)의 축길이(L23)를 줄일 수 있다. 결과적으로, 가스상태 냉각제의 재순환이 촉진되어 이에 의해 활주표면(5a,6b,3c) 사이의 개선된 윤활이 구해진다. 따라서, 크랭크장치(K2)의 향상된 내구성이 구해질 수 있다. 게다가, 축받이통(6)의 전단부 표면(6c)에 전달부분(6e)의 제공은 구멍(6a)의 평행한 활주표면(6b)들의 면적을 감소시켜 이에 의해 표면 가공시 생산성이 향상된다.
제9도는 제3실시예로서 축받이통(6)은 편심축을 수용하기 위한 구멍(6a)에서 축방향으로 연장하는 홈(6f)이 형성된다. 홈(6f)들은 활주표면(6b)의 단부를, 즉 개구(6b)의 장방형 단면형태에서 구석과 활주표면(6b)의 중간부분에 대응하는 위치에 위치된다. 다른 구조물들은 제1실시예에서 사용된 것과 동일하다. 제3실시예에서 홈(6f)의 제공은 방사상 공간(23)의 체적을 증가시킬 수 있어서, 이에 의해 가스상태 윤활제의 증가된 량을 획득할 수 있다. 따라서, 한편으로는 개선된 윤활이 획득되고, 다른 한편으로는 크랭크장치(K2)의 향상된 내구성이 획득된다.
제10도는 제4실시예에서 제7도 및 제8도 실시예의 축받이통의 전단부 표면(6c)으로서 절단부분(6e)과 제9도 실시예의 홈(6f)이 결합된 것이다. 나머지 구조물들은 상기 실시예에서 사용된 것들과 동일하다. 절단부분(6e)과 홈(6f)의 제공은 개선된 윤활작용과 향상된 크랭크장치(K2)의 내구성을 획득할 수 있다.
제11도 및 제12도는 제1실시예 축받이통(6) 내 제2왕래통로(27) 대신에 후단부표면(3c)에서 회전축(3)의 큰 직경부분(3a)에 요구(3d)가 형성되어 있다. 요구(3d)는 축받이통(6)의 전단부표면에 있는 원형 절단 부분(6e)(제7도 및 제8도)와 통하는 내측단부와 큰 직경부분(3a)의 외측 원통형 표면에 대해 개방된 외측단부를 가진다. 제12도에 도시된 바와 같이, 홈(3d)은 방사상으로 외측으로 확장되었다. 결과적으로, 원심력 효과하에서 홈(6e)으로부터 크랭크챔버(R)로의 가스상태 냉각제의 방출은 홈(3d)에 의해 촉진되어 이에 의해 크랭크장치(K2)의 윤활작용이 향상된다.
제13도는 변형되어 대향 모서리(3d-1,3d-2) 형성된 홈(3d)을 도시한 것으로서, 대향모서리 둘다는 화살표로 도시된 바와 같은 축받이통(6)의 회전방향으로 내측으로 경사진다. 결과적으로, 축받이통(6)의 회전은 크랭크챔버(R) 내 가스가 홈(3d)에 의해 포획되도록 하는 원인이 되어, 크랭크챔버(R)내 가스가 공간(23) 내로 도입된다. 달리 말하자면, 가스의 재순환 흐름이 제2도 실시예에 대해 설명한 것과 반대방향으로 획득된다.
제14도는 제6실시예로서, 상기 실시예(제3도)에서와 같이 균형추(9)와 축받이통(6)이 일체구조로 되는 대신에 균형추(9)가 축받이통(6)으로부터 분리된다. 즉, 제14도에서 축받이통(6)은 감소된 직경의 앞부분(9g)을 가지는 반면, 균형추부재(9)에는 축받이통의 감소된 직경부분(6g)이 압착해 맞추어지는 개구(9c)가 형성된다. 축받이통(6)은 그 전단부표면에 방사상의 요구(6h)를 가지는데, 이는 편심축(5)의 접하는 면과 축받이통(6)의 구멍(6a) 사이에서 방사상으로 한정된 공간(23)과 크랭크챔버(R)가 통할 수 있도록 하기 위한 제2왕래통로로 기능한다. 실시예에서, 축받이통의 외측표면과 균형추부재(9b)의 내측표면 사이의 공간(28)내로 가스가 흐른다. 즉, 가스는 제2통로로부터 바깥쪽으로 방출된다. 따라서, 가스의 재순환은 촉진되고, 이에 의해 크랭크장치(K2)에서의 윤활작용이 향상된다.
제15도는 본 발명의 제7실시예로서, 축(3)의 큰 직경부분(3a)은 그들 관통하는 축구멍을 가지는데, 이는 제2왕래통로(27)로 기능하고, 그리고 방사상으로 한정된 공간(23)에 대해 개방된 한 단부와, 측(3)의 큰 직경부분(3a)의 전단부표면에 대해 개방된 두번째 단부를 가진다. 이 실시예에서, 가스상태 윤활제를 위한 재순환 우회로가 만들어지는데, 이는 크랭크챔버(R), 제2방사상 베어링장치(7) 내 틈(G7), 축방향으로 한정된 공간(24), 제1왕래통로(25), 방사상의 공간(23), 제2왕래통로(27), 밀봉챔버(18), 제1방사상 베어링장치(4) 내 틈(G4) 및 크랭크챔버(R)의 순서로 구성된다. 결과적으로, 크랭크장치(K2) 뿐만 아니라 베어링(4) 및 축밀봉장치(17)를 위한 개선된 윤활이 획득된다. 편심축(5)이 축받이통(6)의 직경선에 위치하는 선행 실시예와는 달리 제16도 실시예에는 편심축(5)이 축받이통의 직경선으로부터 이격된 위치에 위치된다. 그러나, 선행 실시예와는 비슷하게, 부하 수용표면(5a,6b) 쌍은 궤도운동의 축(O1)과 축받이통(6)의 축 (O2)을 연결시키는 선에 대해 화살표로 도시된 바와 같이 축받이통의 회전방향에 반대 방향으로 각지게 경사지게 하기 위해 연장한다. 결과적으로, 압출력(F1)이 방사상 외측방향으로 축받이통(6)의 축(O2)에서 발생된다. 이 힘은 축의 축(O1)과 축받이통(6)의 축(O2)을 연결시키는 직경선에 대해 경사진 부하 수용표면(5a,6b)에 의해 수용된다. 따라서, 부하 수용표면(5a,6b)에 대해 평행한 방향으로 힘 성분 F1×sinθ가 발생되는데 이는 이동 가능하고, 그리고 고정된 스크롤벽이 그들의 방사상 접촉을 유지하게 하는 원인이 된다.
게다가, 제16도의 실시예에서 구멍(6a)의 길이(α)는 편심축(5)의 길이(β)보다 1mm더 크고, 구멍(6b)의 폭은 구멍(6a)의 폭보다 10μm 더 크다. 결과적으로, 구멍(6a)내 편심축(5)의 부드러운 활주운동이 획득된다. 제9도의 실시예와 비슷하게, 구멍(6a)은 구멍(6a)의 장방형 단면내 구성에서 홈(6f)(제17도) 형성된다. 결과적으로, 공간(23) 내 증가된 흐름 면적이 획득된다.

Claims (9)

  1. 하우징으로 포함하고; 작은 직경의 제1부분과 큰 직경의 제2부분을 가지고, 회전축을 가지는 구동축을 포함하고; 하우징에 대해 구동축을 회전 가능하게 지지시키기 위한 제1방사상 베어링을 포함하고; 다수의 압축챔버가 스크롤부재 사이에 만들어지도록 고정 스크롤부재에 대해 편심적으로 설치된 이동 가능한 스크롤부재; 구동축에 연결되고, 구동축에 대해 편심인 편심축을 포함하고; 편심축이 삽입되고 고정위치에 위치되는 실질적으로 장방형 단면형태의 구멍을 가지는 구동축을 포함하되, 축의 회전운동은 축받이통과 압축챔버의 반대쪽에 있는 보스부분에 전달되며; 이동 가능한 스크롤부재에 대해 축받이통을 회전 가능하게 지지하기 위해 이동 가능한 스크롤부재의 보스부분내에 수용된 제2방사상 베어링을 포함하고; 공간이 제2방사상 베어링과 통하도록 축받이통과 보스부분의 접하는 단부 사이에 형성되는 축공간으로 포함하고; 이동 가능한 스크롤부재가 그 자신의 축에 대해 회전하는 것을 방지하고, 이동 가능한 스크롤부재의 궤도운동이 압축챔버가 외측위치에서 내측위치로 방사상으로 움직이도록 허용하는 이동 가능한 스크롤부재를 위한 자체 회전 방지장치를 포함하고; 압축챔버가 방사상 외측위치에 위치될 때 압축챔버내로 압축될 가스를 도입시키기 위한 주입수단을 포함하고; 압축챔버가 방사상 내측위치에 위치될 때 압축된 가스를 방출시키기 위한 방출 수단을 포함하고; 편심축이 공간진 제1외측표면을 한정하는 동안 공간진 제1내측표면을 한정하는 축받이통의 구멍을 포함해 내측표면이 마주하는 외측표면과 접촉하여 편심축의 회전운동이 축받이통에 전달되도록 하며; 편심축이 공간진 제2 외측표면을 한정하는 동안 공간지 제2내측표면을 한정하는 다른 구멍을 포함해, 방사상으로 한정된 공간이 면하는 제2내측 및 외측 표면 사이에서 만들어져 축받이통이 상기 접촉된 제1내측 및 외측표면을 따라 상대적으로 방사상으로 움직이게 하며; 방사상으로 한정된 공간과 상기 축방향으로 한정된 공간 사이에 왕래를 이루기 위한 제1통로를 포함하여, 공간 사이에 윤활제의 전송이 이루어지게 하는 윤활제를 포함하는 가스를 위한 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 편심축상에 축받이통의 고정된 축위치를 획득하기 위한 환형부재를 추가로 포함하고, 와셔에는 내측 주위를 따라, 제1통로를 구성하기 위한 적어도 하나의 요구가 형성되는 것이 특징인 스크롤 압축기.
  3. 제1항에 있어서, 윤활제를 위한 재순환 통로를 만들기 위해 방사상 공간과 주입수단 사이에 왕래를 만들기 위한 제2통로를 추가로 포함하는 것이 특징인 스크롤 압축기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 축받이통은 축의 큰 직경부분과 마주하는 그의 단부 표면에 방사상의 공간과 제2통로가 개방되는 절단부분을 가지는 것이 특징인 스크롤 압축기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 축받이통에는 방사상의 공간에 대해 개방된 제1단부와 주입수단에 대해 개방된 제2단부를 가지는 방사상으로 연장하는 구멍이 형성되되, 상기 구멍은 제2통로를 구성하는 것이 특징인 스크롤 압축기.
  6. 제3항에 있어서, 상기 큰 직경부분은 축받이통과 마주하는 그의 표면에 방사상의 공간에 대해 개방된 제1단부 및 주입 수단에 대해 개방된 제2단부를 가지는 요구가 형성된 방사상으로 연장하는 표면을 가지되, 상기 방사상의 요구는 제2통로를 구성하는 것이 특징인 스크롤 압축기.
  7. 제3항에 있어서, 축의 큰 직경부분에는 축방향으로 그를 통해 연장하는 구멍이 형성되어, 구멍은 방사상의 공간에 대해 개방되는 제1단부와 주입수단에 대해 개방된 제2단부를 가지고 제2통로를 형성하는 것이 특징인 스크롤 압축기.
  8. 제1항에 있어서, 축받이통의 구멍은 그의 내측표면을 따라, 방사상의 공간내 가스의 흐름량을 증가시키기 위해 적어도 하나의 홈을 가지는 것이 특징인 스크롤 압축기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 편심축은 축받이통의 축으로부터 이격된 위치에서 축받이통내에 위치되는 것이 특징인 스크롤 압축기.
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