KR100530662B1 - 스크롤형 유체 기계 - Google Patents

Abstract

고정 스크롤(40)에는, 고정측 랩(41) 및 외주부(42)를 설치한다. 고정측 랩(41)은, 소용돌이 벽상(壁狀)으로 형성된다. 외주(外周)부(42)는, 고정측 랩(41)의 주위를 감싸는 링상으로 형성된다. 가동 스크롤(50)에는, 제1 평판부(51), 가동측 랩(53) 및 제2 평판(52)을 설치한다. 가동측 랩(53)은, 소용돌이 벽상으로 형성된다. 또한, 가동측 랩(53)은, 고정측 랩(41)과 치합(齒合)한 상태에서, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)에 의하여 사이에 끼워 넣어진다. 이 가동측 랩(53)에서는, 제1 평판(51)이 가동측 랩(53)과 일체로 형성된다. 또한, 제2 평판(52)은, 제1 평판(51) 및 가동측 랩(53)과는 별체로 형성되고, 볼트(62)에 의하여 제1 평판(51)과 연결된다.

Description

스크롤형 유체 기계{SCROLL TYPE FLUID MACHINE}

본 발명은, 스크롤형의 유체 기계에 관한 것이다.

종래부터, 스크롤형 유체 기계가 널리 알려져 있다. 예를 들어, 일본 특허공개공보 평6-330864호 공보에는, 스크롤형 유체 기계에 의하여 구성된 압축기가 개시되어 있다.

일반적인 스크롤형 유체 기계의 구성에 대해서 설명한다. 이 종류의 유체 기계는, 고정 스크롤과 가동 스크롤을 구비하고 있다. 고정 스크롤과 가동 스크롤은, 각각이 판상의 평판부와 소용돌이상의 랩(lap)을 구비하고 있다. 양 스크롤에 있어서, 랩은, 평판부의 전면측에 세워진 상태로 설치되어 있다. 또한, 양 스크롤에 있어서, 랩은, 평판부와 일체로 형성되어 있다. 고정 스크롤과 가동 스크롤은, 서로 마주 보는 자세로 배치되고, 각각의 랩이 서로 치합(齒合)된다. 그리고, 서로 치합된 랩이 평판부에서 사이에 끼인 상태로 되고, 이들 랩과 평판부에 의하여 유체실(流體室)이 구획된다.

고정 스크롤은, 유체 기계의 하우징에 고정된다. 한편, 가동 스크롤은, 올덤 링을 통하여 하우징에 놓여진다. 이 올덤 링은, 가동 스크롤의 자전 방지 기구를 구성한다. 또한, 가동 스크롤에는, 평판부의 배면측으로 베어링이 형성되고, 이 베어링에 회전축의 편심(偏心)부가 계합(係合)한다. 그리고, 가동 스크롤은, 자전하는 일 없이 공전 운동만을 행한다.

이 스크롤형 유체 기계를 냉매의 압축기로서 이용한 경우, 각 랩의 외주(外周)측 단부(端部) 부근으로 가스 냉매가 흡입된다. 이 가스 냉매는, 유체실에 가두어진다. 그리고, 회전축을 통하여 가동 스크롤을 구동하면, 유체실의 용적이 점차로 작아지고, 유체실 내의 가스 냉매가 압축된다. 그리고, 유체실이 랩의 내주(內周)측 단부 부근에 달하면, 평판부에 개구(開口)하는 토출구(吐出部)로부터 압축된 가스 냉매가 토출된다.

-해결과제-

스크롤형 유체 기계에 있어서, 가동 스크롤은, 그 랩이 고정 스크롤의 랩과 치합된 상태에서 공전한다. 그 때, 양 스크롤에서의 랩의 측면이 서로 접접 (미끄러지는 상태로 접함, 摺接)하고, 나아가서는 랩의 선단(先端)과 평판부가 서로 접접한다. 그리고, 서로 접동 (접촉하여 미끄러져 움직이는, 摺動)하는 랩끼리나 랩 선단과 평판부 간에 과대한 간극(間隙)이 생기면, 유체실로부터 유체가 누출되어버리고, 유체 기계로서의 효율이 저하되어 버린다. 이 때문에, 서로 접동하는 면, 즉 접동면을 고정밀도로 완성하여, 유체 기계의 효율 저하를 회피할 필요가 있다.

그러나, 종래의 스크롤형 유체 기계에서는, 랩 선단과 평판부의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다. 이 문제점에 대해서 설명한다.

예를 들어, 가동 스크롤의 가동측 랩 선단은, 고정 스크롤의 고정측 평판부와 접동한다. 한편, 상술한 바와 같이, 각 스크롤에서는 랩이 평판부와 일체로 형성되어 있기 때문에, 고정측 평판부에서의 가동측 랩 선단과의 접동면은, 고정측 랩의 치아 바닥에 위치하는 것으로 된다.

따라서, 평판부에서의 랩 선단과의 접동면에 대해서는, 고정밀도 가공이 곤란하였다. 즉, 이 접동면의 표면 거칠기를 작게 하거나, 그 평면도를 높이는 것이 곤란하였다. 이 때문에, 종래의 스크롤형 유체 기계에서는, 랩 선단과 평판부의 사이로부터의 유체의 누출을 충분히 억제할 수 없고, 이것에 기인하여 효율을 향상시키는 것이 곤란하였다.

본 발명은, 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 스크롤형 유체 기계에 있어서, 랩 선단과 평판부의 접동면을 용이하게 고정밀도로 가공하고, 유체 기계의 효율을 향상시키는데 있다.

도 1은, 제1 실시예에서의 스크롤 압축기의 전체 구성을 도시하는 개략 단면도이다.

도 2는, 제1 실시예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 3은, 제1 실시예에서의 고정 스크롤을 도시하는 단면도이다.

도 4는, 제1 실시예에서의 가동 스크롤을 도시하는 단면도이다.

도 5는, 제1 실시예에서의 고정 스크롤 및 가동 스크롤을 도시하는 평면도이다.

도 6A는, 일반적인 스크롤 압축기에서의 가동 스크롤의 축 방향 하중과 회전각의 관계도이다.

도 6B는, 제1 실시예의 스크롤 압축기에서의 가동 스크롤의 축 방향 하중과 회전각의 관계도이다.

도 7은, 제1 실시예에서의 압축 기구의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 8A는, 제1 실시예에서의 고정 스크롤의 개략 사시도이다.

도 8B는, 제1 실시예에서의 고정 스크롤의 개략 단면도이다.

도 9A는, 일반적인 스크롤 압축기에서의 가동측 랩 및 고정측 랩을 도시하는 개략 단면도이다.

도 9B는, 제1 실시예의 스크롤 압축기에서의 가동측 랩 및 고정측 랩을 도시하는 개략 단면도이다.

도 10은, 제1 실시예의 제1 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 11은, 제1 실시예의 제1 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 12는, 제1 실시예의 제2 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 13은, 제1 실시예의 제3 변형예에서의 고정 스크롤 및 가동 스크롤을 도시하는 평면도이다.

도 14는, 제1 실시예의 제4 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 15는, 제1 실시예의 제5 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 16은, 제1 실시예의 제6 변형예에서의 스크롤 압축기의 전체 구성을 도시하는 개략 단면도이다.

도 17은, 제1 실시예의 제7 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 18은, 제1 실시예의 제8 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 19는, 제1 실시예의 제8 변형예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 20은, 제2 실시예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

도 21은, 제2 실시예에서의 고정 스크롤을 도시하는 단면도이다.

도 22는, 제2 실시예에서의 가동 스크롤을 도시하는 단면도이다.

도 23은, 제2 실시예에서의 고정 스크롤 및 가동 스크롤을 도시하는 평면도이다.

도 24는, 제3 실시예에서의 스크롤 압축기의 요부를 도시하는 확대 단면도이다.

본 발명이 강구한 제1 해결 수단은, 고정 스크롤(40)과, 공전 운동을 행하는 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계를 대상으로 하고 있다. 그리고, 상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 상기 제1 평판부(51)와 일체로 형성된 가동측 랩(53)을 구비하고, 상기 고정 스크롤(40)은, 상기 가동측 랩(53)과 치합(齒合)되는 고정측 랩(41)과, 당해 고정측 랩(41)과는 별체로 형성됨과 함께 고정측 랩(41)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하며, 상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(流體室)(60)이 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제2 해결 수단은, 고정 스크롤(40)과, 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계를 대상으로 하고 있다. 그리고, 상기 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)을 구비하고, 상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 당해 제1 평판부(51)와 일체로 형성되어 상기 고정측 랩(41)과 치합되는 가동측 랩(53)과, 상기 제1 평판부(51) 및 가동측 랩(53)과는 별체로 형성됨과 함께 가동측 랩(53)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하고, 상기 제2 평판부(52)를 제1 평판부(51) 또는 가동측 랩(53)에 연결한 상태에서 공전 운동을 행하도록 구성되고, 상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(60)이 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제3 해결 수단은, 고정 스크롤(40)과, 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계를 대상으로 하고 있다. 그리고, 상기 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)을 구비하고, 상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 당해 제1 평판부(51)와는 별체로 형성되어 상기 고정측 랩(41)과 치합되는 가동측 랩(53)과, 당해 가동측 랩(53)과 일체로 형성됨과 함께 가동측 랩(53)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하고, 상기 제1 평판부(51)를 제2 평판부(52) 또는 가동측 랩(53)에 연결한 상태에서 공전 운동을 행하도록 구성되고, 상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(60)이 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제4 해결 수단은, 고정 스크롤(40)과, 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계를 대상으로 하고 있다. 그리고, 상기 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)을 구비하고, 상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 당해 제1 평판부(51)와는 별체로 형성되어 상기 고정측 랩(41)과 치합되는 가동측 랩(53)과, 상기 제1 평판부(51) 및 가동측 랩(53)과는 별체로 형성됨과 함께 가동측 랩(53)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하고, 제1 평판부(51)와 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52)를 서로 연결한 상태에서 공전 운동을 행하도록 구성되고, 상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(60)이 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제5 해결 수단은, 상기 제1 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51) 간에 간극이 형성되도록, 상기 외주부(42)의 높이가 상기 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있는 것이다.

본 발명이 강구한 제6 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편, 상기 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52) 간에 간극이 형성되도록, 상기 외주부(42)의 높이가 상기 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있는 것이다.

본 발명이 강구한 제7 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 가동측 랩(53)의 높이가 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있는 것이다.

본 발명이 강구한 제8 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)은, 그 중심 부분의 높이가 그 외주 부분의 높이보다도 낮게 되도록 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제9 해결 수단은, 상기 제5 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51)와 접동하는 칩씰(chip seal)(72)이 설치되는 것이다.

본 발명이 강구한 제10 해결 수단은, 상기 제6 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)와 접동하는 칩씰(72)이 설치되는 것이다.

본 발명이 강구한 제11 해결 수단은, 상기 제7 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)와 접동하는 칩씰(72)이 설치되는 것이다.

본 발명이 강구한 제12 해결 수단은, 상기 제8 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)와 접동하는 칩씰(72)이 설치되는 것이다.

본 발명이 강구한 제13 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 가동 스크롤(50)에는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 간격을 유지하기 위한 지주(支柱)부(61)가 가동측 랩(53)의 외측에 복수 설치되는 것이다.

본 발명이 강구한 제14 해결 수단은, 상기 제13 해결 수단에 있어서, 지주부(61)는, 그 높이가 가동측 랩(53)의 높이 이상으로 되도록 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제15 해결 수단은, 상기 제13 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편, 상기 외주부(42)에는 지주부(61)를 관통하기 위한 가이드 구멍(47)이 복수 형성되고, 상기 외주부(42)의 가이드 구멍(47)과, 당해 가이드 구멍(47)에 관통되어 가이드 구멍(47)의 측벽과 접동하는 지주부(61)에 의하여 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구가 구성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제16 해결 수단은, 상기 제1 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)은, 그 일부분 또는 전체의 두께가 가동측 랩(53)의 두께보다도 두껍게 되도록 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제17 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)은, 그 일부분 또는 전체의 두께가 가동측 랩(53)의 두께보다도 두껍게 되도록 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제18 해결 수단은, 상기 제1 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 재료는, 그 영률(Young's modulus)이 가동측 랩(53)의 재료보다도 높게 되어 있는 것이다.

본 발명이 강구한 제19 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 재료는, 그 영률이 가동측 랩(53)의 재료보다도 높게 되어 있는 것이다.

본 발명이 강구한 제20 해결 수단은, 상기 제1 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편, 상기 외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 외측면과 접동하도록 상기 고정측 랩(41)의 내측면에 연속하여 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제21 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편, 상기 외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 외측면과 접접하도록 상기 고정측 랩(41)의 내측면에 연속하여 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제22 해결 수단은, 상기 제20 해결 수단에 있어서, 외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 최외주 부분에서의 외측면의 전체와 접접 가능하게 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제23 해결 수단은, 상기 제21 해결 수단에 있어서, 외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 최외주 부분에서의 외측면의 전체와 접접 가능하게 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제24 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)는, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치를 편심부(21)의 중심선 상에 위치시키도록 하는 형상으로 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제25 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40), 가동 스크롤(50), 자전 방지 기구, 및 회전축(20)이 수납되는 밀폐 용기상(容器狀)의 케이싱(11)을 구비하는 한편, 상기 케이싱(11)의 내부 전체가 저압 상태로 되도록 구성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제26 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40), 가동 스크롤(50), 자전 방지 기구, 및 회전축(20)이 수납되는 밀폐 용기상의 케이싱(11)을 구비하는 한편, 상기 케이싱(11)의 내부에는, 저압 상태로 됨과 함께 적어도 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)이 설치되는 저압실(12)이 형성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제27 해결 수단은, 상기 제1 해결 수단에 있어서, 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 제2 평판부(52) 간에 끼워 넣어져 가동측 랩(53)의 선단과 접동하는 박판 부재(71)를 구비하는 것이다.

본 발명이 강구한 제28 해결 수단은, 상기 제2 또는 제4 해결 수단에 있어서, 가동 스크롤(50)은, 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52) 간에 끼워 넣어져 고정측 랩(41)의 선단과 접동하는 박판 부재(71)를 구비하는 것이다.

본 발명이 강구한 제29 해결 수단은, 상기 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 가동 스크롤(50)은, 가동측 랩(53)과 제1 평판부(51) 간에 끼워 넣어져 고정측 랩(41)의 선단과 접동하는 박판 부재(71)를 구비하는 것이다.

본 발명이 강구한 제30 해결 수단은, 상기 제1 해결 수단에 있어서, 제1 평판부(51)를 고정측 랩(41)으로 누르기 위한 힘이 가동 스크롤(50)에 작용하도록 구성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제31 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)를 고정측 랩(41)으로 누르기 위한 힘이 가동 스크롤(50)에 작용하도록 구성되는 것이다.

본 발명이 강구한 제32 해결 수단은, 상기 제1 해결 수단에 있어서, 가동측 랩(53)에서의 중심측 단부로부터 소정 길이에 이르는 부분은, 당해 가동측 랩(53)의 외주측 단부보다도 높이가 낮은 저벽부(57)를 구성하는 한편, 고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)에는, 상기 저벽부(57)의 선단과 접접하여 유체실(60)을 형성하기 위한 평면 형성부(49)가 설치되는 것이다.

본 발명이 강구한 제33 해결 수단은, 상기 제2, 제3 또는 제4 해결 수단에 있어서, 가동측 랩(53)에서의 중심측 단부로부터 소정 길이에 이르는 부분은, 당해 가동측 랩(53)의 외주측 단부보다도 높이가 낮은 저벽부(57)를 구성하는 한편, 고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)에는, 상기 저벽부(57)의 선단과 접접하여 유체실(60)을 형성하기 위한 평면 형성부(49)가 설치되는 것이다.

-작용-

상기 제1 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 제1 평판부(51)와 가동측 랩(53)이 설치되고, 고정 스크롤(40)에 제2 평판부(52)와 고정측 랩(41)이 설치된다. 가동 스크롤(50)의 가동측 랩(53)은, 고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)과 치합된다. 이 상태에서 가동 스크롤(50)이 공전 운동을 행하면, 그것에 수반하여 유체실(60)의 용적이 변화한다. 그 때, 고정측 랩(41)의 내측면과 가동측 랩(53)의 외측면이 접접하고, 고정측 랩(41)의 외측면과 가동측 랩(53)의 내측면이 접접한다. 또한 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51)가 접접하고, 가동측 랩(53)의 선단과 제2 평판부(52)가 접접한다. 이 가동측 랩(53)과 접접하는 제2 평판부(52)는, 고정측 랩(41)과 별체로 형성된다.

또한, 이 제1 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 측면과 가동측 랩(53)의 측면은, 반드시 서로가 직접 맞닿아 있지 않아도 무방하다. 즉, 엄밀히 말하면 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53) 간에 미소한 간극이 있는 경우에도, 언뜻 보기에 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)이 맞스치고 있는 듯이 보이는 상태이면 된다. 이 점은, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51)에 대해서도 같으며, 가동측 랩(53)의 선단과 제2 평판부(52)에 대해서도 같다.

상기 제2, 제3 및 제4 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 제1 평판부(51)와 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52)가 설치되고, 고정 스크롤(40)에 고정측 랩(41)이 설치된다. 가동 스크롤(50)의 가동측 랩(53)은, 고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)과 치합된다. 이 상태에서 가동 스크롤(50)이 공전 운동을 행하면, 그것에 수반하여 유체실(60)의 용적이 변화한다. 그 때, 고정측 랩(41)의 내측면과 가동측 랩(53)의 외측면이 접접하고, 고정측 랩(41)의 외측면과 가동측 랩(53)의 내측면이 접접한다. 또한, 고정측 랩(41)은, 한쪽 선단이 제1 평판부(51)에 접접하고, 다른 쪽 선단이 제2 평판부(52)에 접접한다.

또한, 이들 제2, 제3 및 제4 해결 수단에 있어서, 고정측 랩(41)의 측면과 가동측 랩(53)의 측면은, 반드시 서로가 직접 맞닿아 있지 않아도 무방하다. 즉, 엄밀히 말하면 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53) 간에 미소한 간극이 있는 경우에도, 언뜻 보기에 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)이 맞스치고 있는 듯이 보이는 상태이면 된다. 이 점은, 고정측 랩(41)의 한쪽 선단과 제1 평판부(51)에 대해서도 같으며, 고정측 랩(41)의 다른 쪽 선단과 제2 평판부(52)에 대해서도 같다.

상기 제2 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)이 제1 평판부(51)와 일체로 형성된다. 한편, 제2 평판부(52)는, 가동측 랩(53)이나 제1 평판부(51)와는 별체로 형성된다. 즉, 고정측 랩(41)과 접접하는 제2 평판부(52)가, 가동측 랩(53)과는 별체로 형성된다. 가동 스크롤(50)에서는, 가동측 랩(53) 또는 제1 평판부(51)에 대하여, 이들과는 별체의 제2 평판부(52)가 연결되어 있다.

상기 제3 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)이 제2 평판부(52)와 일체로 형성된다. 한편, 제1 평판부(51)는, 가동측 랩(53)이나 제2 평판부(52)와는 별체로 형성된다. 즉, 고정측 랩(41)과 접접하는 제1 평판부(51)가, 가동측 랩(53)과는 별체로 형성된다. 가동 스크롤(50)에서는, 가동측 랩(53) 또는 제2 평판부(52)에 대해서, 이들과는 별체의 제1 평판부(51)가 연결되어 있다.

상기 제4 해결 수단에서는, 제1 평판부(51)와 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52)가 각각 별체로 형성된다. 즉, 고정측 랩(41)과 접접하는 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)가, 가동측 랩(53)과는 별체로 형성된다. 가동 스크롤(50)에서는, 각각 별체의 제1 평판부(51)와 가동측 랩(53)과 제2 평판부가 서로 연결되어 있다.

상기 제5 해결 수단에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서, 외주부(42)가 고정측 랩(41)과 일체로 형성된다. 이 외주부(42)는, 그 높이가 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있다. 그리고, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)을 치합된 상태에서는, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51) 간의 간극이 확보된다.

상기 제6 해결 수단에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서, 외주부(42)가 고정측 랩(41)과 일체로 형성된다. 이 외주부(42)는, 그 높이가 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있다. 그리고, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)을 치합시킨 상태에서는, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52) 간의 간극이 확보된다.

상기 제7 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)의 높이가 고정측 랩(41)의 높이보다 높게 된다. 본 해결 수단의 가동 스크롤(50)에 있어서, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 간격은, 가동측 랩(53)의 높이와 같게 된다. 즉, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 간격이 고정측 랩(41)의 높이보다도 길게 되고, 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)와 고정측 랩(41)의 선단과의 간극이 확보된다.

상기 제8 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)의 중심 부분의 높이가 그 외주 부분의 높이보다도 낮게 되어 있다. 이 때문에, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)와의 간극은, 고정측 랩(41)의 중심측 쪽이 외주측보다도 크게 된다. 또한, 고정측 랩(41)의 높이는, 외주측 단부로부터 중심측 단부를 향하여 연속적으로 낮게 되어 있어도 무방하고, 단계적으로 낮게 되어 있어도 무방하다.

상기 제9 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)의 선단에 칩씰(72)이 설치된다. 즉, 본 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51) 간에 간극이 형성되지만, 이 간극은 칩씰(72)에 의하여 씰(seal)된다.

상기 제10, 제11 및 제12 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)의 선단에 칩씰(72)이 설치된다. 즉, 이들 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52) 간에 간극이 형성되지만, 이 간극은 칩씰(72)에 의하여 씰된다.

상기 제13 해결 수단에서는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52) 간에 가동측 랩(53) 및 복수의 지주부(61)가 설치된다. 각 지주부(61)는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)에서 사이에 끼워 넣어져, 양자의 간격을 유지한다. 또한, 지주부(61)는, 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)와 별체로 해도 무방하고, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)와 일체로 해도 무방하다. 또한, 복수의 지주부(61)는, 가동측 랩(53)보다도 외측에 배치된다.

상기 제14 해결 수단에서는, 지주부(61)의 높이가 가동측 랩(53)의 높이 이상으로 된다. 따라서, 예를 들어 볼트로 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)를 연결하는 경우에도, 볼트에 의한 조임력은, 그 대부분이 지주부(61)에 작용하고, 가동측 랩(53)에는 그만큼 작용하지 않는다.

상기 제15 해결 수단에서는, 고정 스크롤(40)에 외주부(42)가 설치된다. 외주부(42)에는, 각 지주부(61)에 대응하여 복수의 가이드 구멍(47)이 형성된다. 가동 스크롤(50)의 지주부(61)는, 외주부(42)의 가이드 구멍(47)으로 관통되어, 그 외주면이 가이드 구멍(47)의 내측면과 접동한다. 그리고, 지주부(61)와 외주부(42)가 접동하는 것에 의하여 가동 스크롤(50)이 안내되어, 가동 스크롤(50)의 자전 운동이 규제된다.

상기 제16 및 제17 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)의 두께가, 부분적 또는 전체적으로 가동측 랩(53)의 두께보다도 두껍게 된다.

상기 제18 및 제19 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)이 서로 다른 재료로 구성된다. 구체적으로, 고정측 랩(41)은, 영률이 가동측 랩(53)의 재료보다도 높은 재료에 의하여 구성된다.

상기 제20 및 제21 해결 수단에서는, 고정 스크롤(40)에 외주부(42)가 설치된다. 외주부(42)의 내측면은, 고정측 랩(41)의 내측면에 연속하여 형성되고, 가동측 랩(53)의 외측면과 접접한다. 즉, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 사이뿐만 아니라, 외주부(42)와 가동측 랩(53) 간에도 유체실(60)이 형성된다. 즉, 가동측 랩(53)과 접접하여 유체실(60)을 구획하는 고정측 랩면은, 그 일부가 외주부(42)의 내측면에 의하여 구성된다.

상기 제22 및 제23 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)의 최외주 부분에서의 외측면의 전체와 외주부(42)의 내측면이 접접한다. 즉, 가동측 랩(53)과 접접하여 유체실(60)을 구획하는 고정측 랩면은, 가동측 랩(53)의 외주측 단부의 근방에까지 연장된다. 그리고, 가동측 랩(53)의 최외주 부분에서도, 그 전체와 외주부(42) 간에 유체실(60)이 형성된다.

또한, 제22 및 제23 해결 수단에 있어서, 외주부(42)의 내측면과 가동측 랩(53)의 외측면은, 반드시 서로가 직접 맞닿아 있지 않아도 무방하다. 즉, 엄밀히 말하면, 외주부(42)와 가동측 랩(53) 간에 미소한 간극이 있는 경우에도, 언뜻 보기에 외주부(42)와 가동측 랩(53)이 맞스치고 있는 듯이 보이는 상태이면 된다.

상기 제24 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치를 편심부(21)의 중심선 상에 설정하기 때문에, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 양방의 형상이 조절된다. 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치가 편심부(21)의 중심선 상에 위치하면, 가동 스크롤(50)의 공전 중에 생기는 가동 스크롤(50)의 자전 모멘트는 대폭으로 저하한다.

상기 제25 해결 수단에서는, 케이싱(11)의 내부가 저압 상태로 된다. 예를 들어, 스크롤형 유체 기계(10)를 압축기로서 이용하는 경우, 케이싱(11)의 내압은, 유체실(60)로 흡입되는 유체의 압력과 같게 된다. 또한, 스크롤형 유체 기계(10)를 팽창기로서 이용하는 경우, 케이싱(11)의 내압은, 유체실(60)로부터 유출한 유체의 압력과 같게 된다. 그리고, 케이싱(11)의 내부에 있어서, 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)의 주위는 저압 상태로 되어 있다.

상기 제26 해결 수단에서는, 케이싱(11)의 내부에 저압실(12)이 구획 형성된다. 이 저압실(12)은, 그 내부가 저압 상태로 된다. 예를 들면, 스크롤형 유체기계(10)를 압축기로서 이용하는 경우, 저압실(12)의 내압은, 유체실(60)로 흡입되는 유체의 압력과 같게 된다. 또한, 스크롤형 유체 기계(10)를 팽창기로서 이용하는 경우, 저압실(12)의 내압은, 유체실(60)로부터 유출한 유체의 압력과 같게 된다. 이 저압실(12)에는, 적어도 고정 스크롤(40)과 가동 스크롤(50)이 배치되어 있다. 그리고, 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)의 주위는 저압 상태로 되어 있다. 또한, 케이싱(11) 내에서의 저압실(12) 이외의 공간은, 예를 들면 고압 상태로 되어 있어도 무방하다.

상기 제27 해결 수단에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서, 고정측 랩(41)과 제2 평판부(52) 간에 박판 부재(71)가 끼워 넣어진다. 이 박판 부재(71)는, 가동측 랩(53)의 선단과 접동한다.

상기 제28 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 있어서, 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52) 간에 박판 부재(71)가 끼워 넣어진다. 이 박판 부재(71)는, 고정측 랩(41)의 선단과 접동한다.

상기 제29 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 있어서, 가동측 랩(53)과 제1 평판부(51) 간에 박판 부재(71)가 끼워 넣어진다. 이 박판 부재(71)는, 고정측 랩(41)의 선단과 접동한다.

상기 제30 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 대해서, 그 제1 평판부(51)를 고정측 랩(41) 쪽으로 누르는 힘이 작용한다. 여기서, 가동 스크롤(50)이 공전 운동할 때에는, 가동 스크롤(50)을 고정 스크롤(40)이나 회전축(20)에 대해서 기울이려고 하는 모멘트가 생긴다. 이것에 대해, 본 해결 수단에서 가동 스크롤(50)에 가해지는 누르는 힘은, 가동 스크롤(50)을 기울이려고 하는 모멘트를 없애도록 작용한다.

상기 제31 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 대해서, 그 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)를 고정측 랩(41) 쪽으로 누르는 힘이 작용한다. 여기서, 가동 스크롤(50)이 공전 운동할 때에는, 가동 스크롤(50)을 고정 스크롤(40)이나 회전축(20)에 대해서 기울이려고 하는 모멘트가 생긴다. 이것에 대해, 본 해결 수단에서 가동 스크롤(50)에 가해지는 누르는 힘은, 가동 스크롤(50)을 기울이려고 하는 모멘트를 없애도록 작용한다.

상기 제32 및 제33 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)의 중심단측의 부분이 저벽부(57)를 구성한다. 또한, 고정측 랩(41)에는, 그 중심단측의 부분에 평면 형성부(49)가 설치된다. 이 평면 형성부(49)는, 고정측 랩(41)을 횡단하도록 형성되고, 저벽부(57)의 선단과 접접하여 유체실(60)을 형성한다.

또한, 상기 제32 및 제33 해결 수단에 있어서, 저벽부(57)의 선단과 평면 형성부(49)는, 반드시 서로가 직접 맞닿아 있지 않아도 무방하다. 즉, 엄밀히 말하면 저벽부(57)와 평면 형성부(49) 간에 미소한 간극이 있는 경우에도, 언뜻 보기에 저벽부(57)와 평면 형성부(49)가 맞스치고 있는 듯이 보이는 상태이면 된다.

-효과-

상기 제1 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)과 접접하는 제2 평판부(52)를, 고정측 랩(41)과는 별체로 형성하고 있다. 그리고, 고정측 랩(41)과 별체의 제2 평판부(52)에서는, 가동측 랩(53)과의 접동면이 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제2 평판부(52)가 고정측 랩(41)과 일체인 종래의 것에 비하여, 제2 평판부(52)에서의 가동측 랩(53)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다.

따라서, 본 해결 수단에 의하면, 가공에 다대한 시간을 요하는 일 없이, 제2 평판부(52)의 접동면을 작은 표면 거칠기로 완성하는 것이 가능하고, 나아가서는 확실하게 평면으로 완성하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 스크롤형 유체 기계의 생산 효율을 떨어뜨리는 일 없이, 제2 평판부(52)와 가동측 랩(53)의 간극으로부터 누출되는 유체의 양을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 해결 수단에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서, 제2 평판부(52)가 고정측 랩(41)과 별체로 되어 있다. 이 때문에, 스크롤형 유체 기계(10)의 조립 시에는, 제2 평판부(52)를 붙이기 전의 상태에서, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 위치 관계를 눈으로 보거나 간극 게이지(gauge) 등으로 확인하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 가동측 랩(53)을 회전시키면서 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 간극을 체크하는 것이 가능하고, 최적한 위치에 고정측 랩(41)을 고정할 수 있다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 배치를 최적화하는 것에 의해서도, 유체실(60)로부터의 유체의 누출량을 삭감할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율 향상을 도모할 수 있다.

상기 제2 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)과 접접하는 제2 평판부(52)를, 가동측 랩(53)과는 별체로 형성하고 있다. 그리고, 가동측 랩(53)과 별체의 제2 평판부(52)에서는, 고정측 랩(41)과의 접동면이 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제2 평판부(52)가 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 고정 스크롤(40)을 구성하는 종래의 것에 비하여, 제2 평판부(52)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다.

따라서, 본 해결 수단에 의하면, 가공에 다대한 시간을 요하는 일 없이, 제2 평판부(52)의 접동면을 작은 표면 거칠기로 완성하는 것이 가능하고, 나아가서는 확실하게 평면으로 완성하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 스크롤형 유체 기계(10)의 생산 효율을 떨어뜨리는 일 없이, 제2 평판부(52)와 고정측 랩(41)의 간극으로부터 누출되는 유체의 양을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제3 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)과 접접하는 제1 평판부(51)를, 가동측 랩(53)과는 별체로 형성하고 있다. 그리고, 가동측 랩(53)과 별체의 제1 평판부(51)에서는, 고정측 랩(41)과의 접동면이 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제1 평판부(51)가 가동측 랩(53)과 일체로 형성되어 가동 스크롤(50)을 구성하는 종래의 것에 비하여, 제1 평판부(51)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다.

따라서, 본 해결 수단에 의하면, 가공에 다대한 시간을 요하는 일 없이, 제1 평판부(51)의 접동면을 작은 표면 거칠기로 완성하는 것이 가능하고, 나아가서는 확실하게 평면으로 완성하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 스크롤형 유체 기계(10)의 생산 효율을 떨어뜨리는 일 없이, 제1 평판부(51)와 고정측 랩(41)의 간극으로부터 누출되는 유체의 양을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제4 해결 수단에서는, 함께 고정측 랩(41)과 접접하는 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 양방을, 가동측 랩(53)과는 별체로 형성하고 있다. 그리고, 가동측 랩(53)과 별체의 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)에서는, 고정측 랩(41)과의 접동면이 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제1 평판부(51)가 가동측 랩(53)과 일체로 형성되어 가동 스크롤(50)을 구성함과 동시에 제2 평판부(52)가 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 고정 스크롤(40)을 구성하는 종래의 것에 비하여, 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다.

따라서, 본 해결 수단에 의하면, 가공에 다대한 시간을 요하는 일 없이, 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)의 접동면을 작은 표면 거칠기로 완성하는 것이 가능하고, 나아가서는 확실하게 평면으로 완성하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 스크롤형 유체 기계(10)의 생산 효율을 떨어뜨리는 일 없이, 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)와 고정측 랩(41)의 간극으로부터 누출되는 유체의 양을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제2 및 제4 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 있어서, 제2 평판부(52)가 가동측 랩(53)과 별체로 되어 있다. 이 때문에, 스크롤형 유체 기계(10)의 조립 시에는, 제2 평판부(52)를 붙이기 전의 상태에서, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 위치 관계를 눈으로 보거나 간극 게이지 등으로 확인하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 가동측 랩(53)을 회전시키면서 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 간극을 체크할 수 있어, 최적한 위치에 고정측 랩(41)을 고정할 수 있다. 따라서, 이들의 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 배치를 최적화하는 것에 의해서도, 유체실(60)로부터의 유체의 누출되는 양을 삭감할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율 향상을 도모하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제2, 제3 및 제4 해결 수단에서는, 제1 평판부(51)와 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52)가 가동 스크롤(50)을 구성하고 있다. 이 때문에, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)에는 유체실(60)의 내압이 작용하지만, 제1 평판부(51)에 작용하는 힘과 제2 평판부(52)에 작용하는 힘을 서로 상쇄시킬 수 있다.

즉, 일반적인 스크롤형 유체 기계에서는, 유체실의 내압이 고정 스크롤의 평판부와 가동 스크롤의 평판부에 작용한다. 따라서, 가동 스크롤에 대해서는, 그것을 고정 스크롤로부터 떼어놓는 방향의 힘이 작용한다.

이것에 대해서, 상기 제2, 제3 및 제4 해결 수단에 의하면, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 양방을 가동 스크롤(50)에 설치하는 것으로, 제1 평판부(51)에 작용하는 힘과 제2 평판부(52)에 작용하는 힘을 서로 상쇄시킬 수 있다.

이 때문에, 가동 스크롤(50)에 작용하는 축 방향 하중 (즉 추력(thrust) 하중)을 대폭으로 저감할 수 있어, 가동 스크롤(50)이 공전 운동할 때의 마찰 손실을 대폭으로 삭감할 수 있다.

상기 제5 해결 수단에 의하면, 외주부(42)의 높이와 고정측 랩(41)의 높이 치수 관리를 행하는 것으로, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51)의 간극을 확보하는 것이 가능하다. 이 때문에, 유체실(60)의 내압이나 열에 의해 고정측 랩(41)이 다소 변형된 상태라도, 고정측 랩(41)이 제1 평판부(51)에 강하게 닿아 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51)의 접촉에 의한 마찰 저항의 확대를 회피할 수 있다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 스크롤형 유체 기계(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제6 해결 수단에 의하면, 외주부(42)의 높이와 고정측 랩(41)의 높이의 치수 관리를 행하는 것으로, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)의 간극을 확보할 수 있다. 이 때문에, 유체실(60)의 내압이나 열에 의해 고정측 랩(41)이 다소 변형된 상태라도, 고정측 랩(41)이 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)에 강하게 닿아 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)의 접촉에 의한 마찰 저항의 확대를 회피할 수 있다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 스크롤형 유체 기계(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제7 해결 수단에서는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 사이에 끼워진 가동측 랩(53)의 높이를, 이 가동측 랩(53)과 치합되는 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 하고 있다. 이 때문에, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)를 연결할 때에, 가동 스크롤(50)이 고정 스크롤(40)에 대해서 치합하여 움직이지 못하는(lock) 상태로 되는 것을 확실하게 회피할 수 있다. 즉, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)에서 고정측 랩(41)이 사이에 끼워져, 가동 스크롤(50)이 공전할 수 없게 된다고 하는 사태를 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 특별한 배려를 기울이는 일 없이 스크롤형 유체 기계(10)를 확실하게 조립할 수 있어, 그 제조 공정을 간소화할 수 있다.

또한, 본 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)의 간극을 확보하는 것이 가능하다. 이 때문에, 유체실(60)의 내압이나 열에 의하여 고정측 랩(41)이 다소 변형된 상태라도, 고정측 랩(41)이 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)에 강하게 닿아 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)의 접촉에 의한 마찰 저항의 확대를 회피할 수 있다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 스크롤형 유체 기계(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제8 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)의 높이를 외주측으로부터 중심측을 향하여 낮게 하고 있다. 여기서, 고정측 랩(41)의 중심측 부분은, 그 외주측 부분에 비하여, 유체실(60)의 높은 내압이 작용하는 동시에 고온에 방치되는 것으로부터, 변형량이 크게 되는 경향이 있다. 이것에 대해, 본 발명에 의하면, 변형량이 크게 되는 경향이 있는 고정측 랩(41)의 중심측만큼, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)의 간극을 확보하는 것이 가능하다.

이 때문에, 본 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)이 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)에 강하게 닿아 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)의 접촉에 의한 마찰 저항의 확대를 회피할 수 있다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 스크롤형 유체 기계(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제9 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51)의 간극을 확보한 후에, 양자의 간극을 칩씰(72)로 씰하고 있다.

따라서, 본 해결 수단에 의하면, 간극의 확보에 따른 효과에 더하여, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51)의 간극으로부터의 유체의 누출을 억제할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율 저하를 회피할 수 있다.

상기 제10, 제11 및 제12 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)의 간극을 확보한 후에, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51)의 간극, 또는 고정측 랩(41)과 제2 평판부(52)의 간극을 칩씰(72)로 씰하고 있다. 따라서, 이들의 해결 수단에 의하면, 간극의 확보에 의한 효과에 더하여, 고정측 랩(41)과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)의 간극으로부터의 유체의 누출을 억제할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율 저하를 회피할 수 있다.

상기 제13 해결 수단에 의하면, 가동 스크롤(50)에 복수의 지주부(61)를 설치하는 것으로, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 간격을 유지하면서 양자를 확실하게 연결할 수 있다. 또한, 본 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)보다도 외측에 지주부(61)를 설치하고 있기 때문에, 가동측 랩(53)이 소형으로 유지된다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 가동 스크롤(50)의 대형화를 회피하면서, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)를 확실하게 연결하는 것이 가능하다.

상기 제14 해결 수단에 의하면, 지주부(61)의 높이를 가동측 랩(53)의 높이 이상으로 하고 있기 때문에, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)를 연결하기 위한 힘의 대부분을 지주부(61)에서 지지하는 것이 가능하다. 이 때문에, 예를 들어 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 연결력이 과대하게 된 경우에도, 그 연결력에 의하여 가동측 랩(53)이 크게 비뚤어지는 것을 방지할 수 있고, 유체실(60)로부터의 유체의 누출을 방지하여 스크롤형 유체 기계(10)의 효율 저하를 회피할 수 있다.

상기 제15 해결 수단에 의하면, 가동 스크롤(50)의 지주부(61)나 외주부(42)의 가이드 구멍(47)을 이용하여 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구를 구성할 수 있다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 예를 들어 자전 방지 기구로서 올덤 기구 등을 별도 설치할 필요가 없어져, 스크롤형 유체 기계(10)의 구성을 간소화할 수 있다.

상기 제16 및 제17 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)의 두께를 적당하게 설정하는 것으로, 고정측 랩(41)의 강성을 확보할 수 있다. 또한, 상기 제18 및 제19 해결 수단의 고정측 랩(41)을 영률이 큰 재료로 구성하는 것에 의하여, 고정측 랩(41)의 강성을 확보할 수 있다.

여기서, 이들 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)이 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)의 어느 것과도 별체로 이루어지는 구성을 채용하고 있고, 고정측 랩(41)은 외주측으로부터 중심측을 향하여 연장되는 캔틸레버(cantilever)상으로 형성된다. 이 때문에, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)에 의하여 사이에 끼워지는 가동측 랩(53)에 비해, 고정측 랩(41)이 변형되기 쉽게 된다. 이것에 대해, 상기 제16 내지 제19 해결 수단에 의하면, 고정측 랩(41)의 강성을 충분히 확보할 수 있어, 고정측 랩(41)의 변형이 과대하게 되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제20 및 제21 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)과 접접하는 고정측 랩면의 일부를, 외주부(42)의 내측면에 의하여 구성하고 있다. 이 때문에, 예를 들어 고정측의 랩 길이와 가동측의 랩 길이가 같은 구조 (이른바 대칭 스크롤 구조)를 채용한 경우에도, 외관상은 고정측 랩(41)의 길이를 가동측 랩(53)의 길이보다도 짧게 하는 것이 가능하다.

여기서, 이들 해결 수단에서는, 고정측 랩(41)이 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)의 어느 것과도 별체로 이루어지는 구성을 채용하고 있고, 고정측 랩(41)은 외주측으로부터 중심측을 향하여 캔틸레버상으로 돌출하고 있다. 따라서, 이러한 구성에서는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)에 의하여 사이에 끼워지는 가동측 랩(53)에 비하여, 고정측 랩(41)의 변형량이 크게 될 우려가 있다.

이것에 대하여, 이들 해결 수단에 의하면, 가동측 랩(53)에 비하여 변형되기 쉬운 고정측 랩(41)을, 가동측 랩(53)보다도 짧게 하는 것이 가능하다. 이 결과, 고정측 랩(41)의 길이를 단축하는 것에 의하여 그 강성을 높일 수 있어, 고정측 랩(41)의 과도한 변형을 억제할 수 있다.

상기 제22 및 제23 해결 수단에서는, 고정측 랩 길이가 가동측 랩 길이보다도 약 반주분(周分)만 긴 구조 (이른바 비대칭 스크롤 구조)를 채용하고 있다. 따라서, 이른바 대칭 스크롤 구조를 채용한 경우에 비해, 고정측의 내측 랩면과 가동측의 외측 랩면으로 구획되는 유체실(60)을 통과하는 유체의 유량을 줄이는 일 없이, 고정측이나 가동측의 랩 길이를 단축하는 것이 가능하다. 이 결과, 고정측 랩(41)의 길이를 더 단축하는 것에 의하여 그 강성을 한층 높일 수 있어, 고정측 랩(41)의 과대한 변형을 확실하게 억제할 수 있다.

상기 제24 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치를 조절하기 위하여 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)의 형상을 변경하고 있다. 이 때문에, 가동 스크롤(50)의 대형화를 회피하면서, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치를 조절하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 일반적인 스크롤형 유체 기계에서는, 제1 평판부(51)에 상당하는 것만이 가동 스크롤에 설치되어 있다. 따라서, 가동 스크롤의 무게 중심 위치의 조절은, 제1 평판부(51)에 상당하는 것의 형상 변경만으로 행할 필요가 있고, 그 대형화를 초래할 우려가 있었다.

이것에 대해서, 본 해결 수단에서는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 양방이 가동 스크롤(50)에 설치되어 있다. 이 때문에, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치의 조절은, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 양방의 형상을 변경하는 것에 의하여 행하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 일반적인 구조의 스크롤형 유체 기계에 비해, 제1 평판부(51)나 제2 평판부(52)를 소형화하는 것이 가능하다.

상기 제25 및 제26 해결 수단에서는, 케이싱(11) 내에 있어서, 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)의 주위가 저압 상태로 되어 있다. 따라서, 가동측 랩(53)의 최외주측에 형성되고 용적이 저압 상태로 되어 있는 유체실(60)에 대해서 생각하면, 이 유체실의 내압과 고정 스크롤(40)이나 가동 스크롤(50)의 주위의 압력과의 압력차는 거의 없는 상태로 된다.

여기서, 이들 해결 수단에서는, 제2 평판부(52)를 가동 스크롤(50)에 설치하고 고정 스크롤(40)과 접동시키는 구성을 채용하고 있다. 이 때문에, 고정 스크롤(40)이나 가동 스크롤(50)의 주위를 고압 상태로 하면, 제2 평판부(52)와 고정 스크롤(40)의 간극으로부터 유체실(60)로 유체가 새어 들어가, 효율 저하를 초래할 우려가 있다.

이것에 대하여, 상기 제25 및 제26 해결 수단에 의하면, 최대 용적의 유체실(60)과 고정 스크롤(40)이나 가동 스크롤(50)의 주위와의 압력차를 극히 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 이들 해결 수단에 의하면, 제2 평판부(52)와 고정 스크롤(40)의 간극으로부터 유체실(60)로 새어 드는 유체량을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤형 유체 기계(10)의 효율 저하를 회피하는 것이 가능하다.

상기 제27 해결 수단에서는, 고정 스크롤(40)에 박판 부재(71)를 설치하고, 그 박판 부재(71)를 가동측 랩(53)과 접동시키고 있다. 따라서, 이 박판 부재(71)를 내마모성이 높은 재료로 구성하여 두면, 기동시 등에 급유량이 부족하기 쉬운 가동측 랩(53)의 선단부에서도, 마모나 타서 눌어붙는 등의 트러블을 확실하게 회피할 수 있다.

상기 제28 및 제29 해결 수단에서는, 가동 스크롤(50)에 박판 부재(71)를 설치하고, 이 박판 부재(71)를 고정측 랩(41)과 접동시키고 있다. 따라서, 이 박판 부재(71)를 내마모성이 높은 재료로 구성하여 두면, 기동시 등에 급유량이 부족하기 쉬운 고정측 랩(41)의 선단부에서도, 마모나 타서 눌어붙는 등의 트러블을 확실하게 회피할 수 있다.

상기 제30 및 제31 해결 수단에 의하면, 가동 스크롤(50)로 누르는 힘을 작용시키는 것으로, 공전 중의 가동 스크롤(50)을 기울이려고 하는 모멘트를 저감할 수 있다. 이 때문에, 가동 스크롤(50)이 기울어져 고정 스크롤(40)이나 회전축(20)의 편심부와 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 그것에 수반하는 손상을 회피하여 스크롤형 유체 기계(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

여기서, 일반적인 구조의 스크롤형 유체 기계에서는, 제1 평판부(51)에 상당하는 것이 가동 스크롤에 설치되고, 제2 평판부(52)에 상당하는 것이 고정 스크롤에 설치된다. 이 때문에, 유체실의 내압에 의하여 가동 스크롤을 고정 스크롤로부터 떼어놓는 힘이 작용하고, 이 힘을 상회하는 누르는 힘을 가동 스크롤에 작용시키지 않으면 가동 스크롤의 기울어짐을 막을 수 없다.

그러나, 가동 스크롤(50)을 공전시키면, 그것에 수반하여 유체실(60)의 내압도 변화한다. 이 때문에, 유체실(60)의 내압이 가장 높은 상태에서도 가동 스크롤(50)의 기울어짐을 막을 수 있는 만큼의 누르는 힘을 작용시키면, 유체실(60)의 내압이 낮은 상태에서는 누르는 힘이 과대하게 되고, 가동 스크롤(50)이 공전 운동할 때의 마찰 저항이 과대하게 되는 문제가 있다.

이것에 대해, 상기 제31 해결 수단에서는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 양방을 가동 스크롤(50)에 설치하고, 양 평판부(51, 52)에 작용하는 유체실(60)의 내압을 서로 상쇄시키고 있다. 이 때문에, 유체실(60)의 내압이 변동하여도, 외관상은 본 해결 수단의 누르는 힘만큼이 가동 스크롤(50)에 작용하는 것으로 된다. 따라서, 본 해결 수단에 의하면, 최저한 필요로 되는 누르는 힘을 작용시키는 것만으로 가동 스크롤(50)의 기울어짐을 막을 수 있어, 가동 스크롤(50)이 공전 운동할 때의 마찰 저항을 확대시키는 일 없이 스크롤형 유체 기계(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

상기 제32 및 제33 해결 수단에서는, 가동측 랩(53)의 저벽부(57)와 고정측 랩(41)에 형성된 평면 형성부(49)에 의해서도 유체실(60)을 형성하고 있다. 이 때문에, 이들 해결 수단에 의하면, 가동 스크롤(50)의 회전에 수반하여 용적이 변화하는 유체실(60)의 최소 용적을, 가동측 랩(53)의 높이를 일정하게 한 경우에 비하여 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 이들 해결 수단에 의하면, 유체실(60)에서의 최대 용적과 최소 용적의 비를 일정하게 유지하면서, 고정측 랩(41)이나 가동측 랩(53)의 감는 수를 삭감할 수 있어, 고정 스크롤(40)이나 가동 스크롤(50)을 소형화하는 것이 가능하다.

여기서, 이들 해결 수단의 고정 스크롤(40)에 있어서, 고정측 랩(41)은, 그 외주측 단부로부터 중심측 단부를 향하여 연장되는 캔틸레버상으로 되어, 그 중심측 부분의 변형량이 크게 되는 경향이 있다. 이것에 대해, 이들 해결 수단에서는, 변형량이 큰 고정측 랩(41)의 중심측 부분을 횡단하도록 평면 형성부(49)가 형성된다. 이 때문에, 이 평면 형성부(49)를 설치하는 것에 의하여, 고정측 랩(41)의 중심측 부분의 강성이 높아지고, 그 변형량을 작게 하는 것이 가능하다. 이 결과, 고정측 랩(41)이 변형하여 가동측 랩(53) 등과 과도하게 맞스치는 것을 방지할 수 있어, 고정측 랩(41) 등의 손상을 회피하여 스크롤형 유체 기계(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

(발명의 제1 실시예)

본 발명의 제1 실시예는, 본 발명에 관계된 스크롤형 유체 기계에 의하여 구성된 스크롤 압축기(10)이다. 이 스크롤 압축기(10)는, 냉동 장치의 냉매 회로에 설치된다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 스크롤 압축기(10)는, 이른바 전밀폐형으로 구성되어 있다. 이 스크롤형 압축기는, 세로로 길고 원통형의 밀폐 용기상으로 형성된 케이싱(11)을 구비하고 있다. 케이싱(11)의 내부에는, 위로부터 아래를 향하는 순으로, 압축 기구(30)와, 전동기(16)와, 하부 베어링(19)이 배치되어 있다. 또한, 케이싱(11)의 내부에는, 상하로 연장되는 구동축(20)이 회전축으로서 설치되어 있다.

케이싱(11)의 내부는, 압축 기구(30)의 하우징(31)에 의하여 상하로 칸막이되어 있다. 이 케이싱(11)의 내부에는, 하우징(31)의 상방의 공간이 저압실(12)로 되고, 그 하방의 공간이 고압실(13)로 되어 있다. 스크롤 압축기(10)의 운전 중에 있어서, 저압실(12)의 내압은, 스크롤 압축기(10)로 흡입되는 냉매의 압력 (흡입 압력)과 같게 된다. 한편, 고압실(13)의 내압은, 압축 기구(30)로부터 토출된 냉매의 압력 (토출 압력)과 같게 된다.

고압실(13)에는, 전동기(16)와 하부 베어링(19)이 수납되어 있다. 전동기(16)는, 고정자(17)와 회전자(18)를 구비하고 있다. 고정자(17)는, 케이싱(11)의 몸통부에 고정되어 있다. 한편, 회전자(18)는, 구동축(20)에서의 긴 쪽 방향의 중앙부에 고정되어 있다. 하부 베어링(19)은, 케이싱(11)의 몸통부에 고정되어 있다. 이 하부 베어링(19)은, 구동축(20)의 하단부를 회전 가능하게 지지하고 있다.

케이싱(11)에는, 관상(管狀)의 토출 포트(15)가 설치되어 있다. 이 토출 포트(15)는, 그 일단이 고압실(13)에서의 전동기(16)보다도 상방의 공간으로 개구하고 있다.

압축 기구(30)의 하우징(31)에는, 이것을 상하로 관통하는 주베어링(32)이 형성되어 있다. 구동축(20)은, 이 주베어링(32)에 관통되고, 주베어링(32)에 의하여 회전 가능하게 지지된다. 구동축(20)에 있어서, 하우징(31)의 상부로 돌출하는 상단 부분은, 편심부(21)를 구성하고 있다. 편심부(21)는, 구동축(20)의 중심축으로부터에 대하여 편심하여 형성되어 있다.

구동축(20)에는, 하우징(31)과 고정자(17) 간에 밸런스 웨이트(25)가 설치되어 있다. 또한, 구동축(20)에는, 급유 통로 (도시하지 않음)가 형성되어 있다. 하우징(31)의 저부에 모이는 냉동기유는, 원심 펌프의 작용에 의하여 구동축(20)의 하단으로부터 빨아 올려지고, 급유 통로를 통하여 각부로 공급된다. 나아가, 구동축(20)에는, 토출 통로(22)가 형성되어 있다. 이 토출 통로(22)에 대해서는 후술한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 저압실(12)에는, 고정 스크롤(40)과, 가동 스크롤(50)과, 올덤 링(39)이 수납되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 외주부(42)를 구비하고 있다. 또한, 도 3은, 고정 스크롤(40)만을 도시한 것으로, 도 2의 A-A단면도에서의 단면도를 도시하고 있다.

고정측 랩(41)은, 높이가 일정한 소용돌이 벽상(壁狀)으로 형성되어 있다. 한편, 외주부(42)는, 고정측 랩(41)의 주위를 감싸는 후육(厚肉)의 링상으로 형성됨과 함께, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 있다. 즉, 외주부(42)의 내측에 있어서, 고정측 랩(41)이 으로 캔틸레버상으로 돌출하고 있다. 또한, 외주부(42)에는, 관통공(貫通孔)(47)과 볼트 구멍(48)이 3개씩 형성되어 있다. 관통공(47)과 볼트 구멍(48)은, 모두 외주부(42)를 그 두께 방향으로 관통하고 있다.

고정 스크롤(40)에 있어서, 외주부(42)의 내측면(44)은, 고정측 랩(41)의 내측면(43)에 연결하여 형성되어 있다. 그리고, 외주부(42)의 내측면(44)은, 고정측 랩(41)의 내측면(43)과 함께 고정측의 내측 랩면(45)을 구성하고 있다. 한편, 고정측 랩(41)의 외측면은, 고정측의 외측 랩면(46)을 구성하고 있다. 이 고정 스크롤(40)에 있어서, 외관상은 고정측 랩(41)이 1과 3/4 감기 분의 길이로 되어 있다. 그러나, 외주부(42)의 내측면(44)도 고정측의 내측 랩면(45)을 구성하고 있기 때문에, 이 내측 랩면(45)은 2와 3/4 감기 분의 길이로 되어 있다.

고정 스크롤(40)은, 하우징(31) 상에 놓여져 있다 (도 2 참조). 이 고정 스크롤(40)은, 도시하지 않지만, 3개의 볼트 구멍(48)으로 관통된 볼트에 의하여 하우징(31)에 체결 고정되어 있다. 고정 스크롤(40)에는, 관상의 흡입 포트(14)의 일단이 삽입되어 있다. 이 흡입 포트(14)는, 케이싱(11)의 상단부를 관통하여 설치되어 있다.

고정 스크롤(40)에서의 흡입 포트(14)의 하부에는, 흡입 역지 밸브(35)가 설치되어 있다. 이 흡입 역지 밸브(35)는, 밸브체(36)와 코일 용수철(37)에 의하여 구성되어 있다. 밸브체(36)는, 캡상으로 형성되어 있고, 흡입 포트(14)의 하단을 막도록 설치되어 있다. 또한, 이 밸브체(36)는, 코일 용수철(37)에 의하여 흡입 포트(14)의 하단으로 눌려져 있다.

가동 스크롤(50)에 대해서, 도 2, 도 4, 도 5를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 4는, 가동 스크롤(50)만을 도시한 것으로, 도 2의 A-A단면에서의 단면도를 도시하고 있다. 또한, 도 5는, 고정 스크롤(40)과 가동 스크롤(50)의 양방을 도시한 것으로, 양자가 조합된 것의 평면도를 도시하고 있다.

가동 스크롤(50)은, 제1 평판부를 구성하는 제1 평판(51)과, 가동측 랩(53)과, 제2 평판부를 구성하는 제2 평판(52)과, 지주부를 구성하는 지주 부재(61)를 구비하고 있다. 제1 평판(51)과 제2 평판(52)은, 가동측 랩(53)을 사이에 두고 대향하도록 배치되어 있다. 제1 평판(51)은, 가동측 랩(53)과 일체로 형성되어 있다. 한편, 제2 평판(52)은, 제1 평판(51) 및 가동측 랩(53)과 별체로 형성되어, 제1 평판(51)에 연결되어 있다. 이 점에 대해서는 후술한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 평판(51)은, 대개 원형의 평판상으로 형성되어 있다. 제1 평판(51)에는, 반경 방향으로 팽출한 부분이 3개 형성되어 있고, 그 부분의 각각에 지주 부재(61)가 1개씩 세워진 상태로 설치되어 있다. 즉, 가동 스크롤(50)에는, 3개의 지주 부재(61)가 설치되어 있다. 지주 부재(61)는, 약간 후육인 관상의 부재로서, 제1 평판(51)과는 별체로 형성되어 있다.

가동측 랩(53)은, 높이가 일정한 소용돌이 벽상으로 형성되고, 제1 평면의 전면측 (도 2에서의 윗면측)에 세워진 상태로 설치되어 있다. 가동측 랩(53)의 내측면은, 가동측의 내측 랩면(54)을 구성하고 있다. 한편, 가동측 랩(53)의 외측면은, 가동측의 외측 랩면(55)을 구성하고 있다. 그리고, 가동측 랩(53)은, 가동측의 내측 랩면(54) 및 외측 랩면(55)이 인볼류트 곡선을 그리는 형상으로 형성되어 있다. 또한, 가동측의 내측 랩면(54)과 외측 랩면(55)은, 각각이 2와 1/4 분 감기 분의 길이로 되어 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 제2 평판(52)은, 제1 평판(51)과 대개 같은 형상으로 형성되어 있다. 단지, 제2 평판(52)에는, 흡입 포트(14)와의 간섭을 피하기 위한 노치(notch)가 형성되어 있다. 이 제2 평판(52)은, 제1 평판(51)과의 사이에 지주 부재(61) 및 가동 스크롤(50)을 끼워 넣은 상태에서, 3개의 볼트(62)에 의하여 제1 평판(51)과 체결되어 있다. 또한, 도 5에서는, 볼트(62)의 도시를 생략하고 있다. 이 볼트(62)는, 지주 부재(61)에 관통된 상태에서, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)을 연결하고 있다 (도 2 참조).

제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 간격은, 양자의 사이에 끼워 넣어진 지주 부재(61)에 의하여 유지되고 있다. 이 지주 부재(61)는, 고정 스크롤(40)의 외주부(42)에 형성된 관통공(47)에 관통되어 있다. 관통공(47)의 직경은, 가동 스크롤(50)의 공전 중에 지주 부재(61)가 외주부(42)와 접촉하지 않는 값으로 설정되어 있다.

가동 스크롤(50)의 가동측 랩(53)은, 고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)과 서로 맞물려져 있다 (도 5 참조). 가동측 랩(53)과 고정측 랩(41)을 치합한 상태에서, 고정측의 내측 랩면(45)과 가동측의 외측 랩면(55)이 서로 접접하고, 고정측의 외측 랩면(46)과 가동측의 내측 랩면(54)이 서로 접접한다. 즉, 고정측의 내측 랩면(45) 및 외측 랩면(46)은, 공전 운동하는 가동측 랩(53)의 포락선을 그리는 형상으로 되어 있다.

또한, 가동 스크롤(50)의 제2 평판(52)에 있어서, 그 전면 (도 2에서의 아랫면)은, 고정측 랩(41)의 상측의 선단과 접동하는 접동면을 구성하고 있다. 즉, 제2 평판(52)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면은, 단순한 평면으로 되어 있다. 나아가, 제1 평판(51)의 전면 (도 2에서의 윗면)은, 고정측 랩(41)의 하측의 선단과 접동하는 접동면을 구성하고 있다. 그리고, 서로 접접하는 고정측 랩(41) 및 가동측 랩(53)과, 양자를 사이에 두고 대향하는 제1 평판(51) 및 제2 평판(52)에 의하여, 유체실인 압축실(60)이 구획되어 있다.

여기서, 가동 스크롤(50)에 있어서, 지주 부재(61)는, 그 높이가 가동측 랩(53)의 높이보다도 약간 높게 되어 있다. 따라서, 볼트(62)에 의한 조임력의 대부분이 지주 부재(61)에 의하여 지탱되고, 그 조임력에 의하여 가동측 랩(53)이 비뚤어지는 일은 없다.

또한, 가동측 랩(53)의 높이 (도 2에서의 상하 방향의 길이)는, 고정측 랩(41)의 높이 (도 2에서의 상하 방향의 길이)보다도 약간 높게 되어 있다. 따라서, 가동측 랩(53)을 사이에 끼우는 제1 평판(51) 및 제2 평판(52)과 고정측 랩(41) 간에는, 반드시 간극이 확보된다. 나아가, 고정측 랩(41)의 두께는, 가동측 랩(53)의 두께보다도 두껍게 되어 있다.

본 실시예의 압축 기구(30)에서는, 이른바 비대칭 스크롤 구조를 채용하고 있다 (도 5 참조). 구체적으로는, 이 압축 기구(30)에 있어서, 고정 스크롤(40)의 외주부(42)에 의하여 형성되는 고정측의 내측 랩면(45)은, 가동측 랩(53)의 최외주 부분에 형성되는 가동측의 외측 랩면(55)의 전체와 접접 가능하게 되어 있다. 즉, 고정측의 내측 랩면(45)은, 가동측 랩(53)의 외주측 단부의 근방에까지 연장되어 있다.

가동 스크롤(50)의 제1 평판(51)에는, 그 중앙부에 토출구(63)가 형성되어 있다 (도 2, 도 4 참조). 이 토출구(63)는, 제1 평판(51)을 관통하고 있다. 또한, 이 제1 평판(51)에는, 베어링부(64)가 형성되어 있다. 이 베어링부(64)는, 대략 원통상으로 형성되고, 제1 평판(51)의 배면측 (도 2에서의 아랫면측)에 돌출하여 설치되어 있다. 나아가, 베어링부(64)의 하단부에는, 챙상의 챙부(65)가 형성되어 있다.

베어링부(64)의 챙부(65)의 아랫면과 하우징(31) 간에는, 씰링(38)이 설치되어 있다. 이 씰링(38)의 내측에는, 구동축(20)의 급유 통로를 통하여 고압의 냉동기유가 공급되고 있다. 씰링(38)의 내측으로 고압의 냉동기유를 보내 넣으면, 챙부(65)의 저면에 유압이 작용하여 가동 스크롤(50)이 상방으로 밀어 올려진다. 즉, 본 실시예에서는, 가동 스크롤(50)에 대해, 제1 평판(51)을 고정 스크롤(40)로 누르기 위한 힘을 작용시키고 있다.

제1 평판(51)의 베어링부(64)에는, 구동축(20)의 편심부(21)가 삽입되어 있다. 편심부(21)의 상단면에는, 토출 통로(22)의 입구 단이 개구하고 있다. 이 토출 통로(22)는, 그 입구단 부근이 거의 대경으로 형성되고, 그 내부에 통상(筒狀) 씰(23)과 코일 용수철(24)이 설치되어 있다. 통상 씰(23)은, 그 내경이 토출구(63)의 직경보다도 약간 큰 관상으로 형성되고, 코일 용수철(24)에 의하여 제1 평판(51)의 배면으로 눌려져 있다. 또한, 토출 통로(22)의 출구 단은, 구동축(20)의 측면에서의 고정자(17)와 하부 베어링(19) 간에 개구하고 있다 (도 1 참조).

제1 평판(51)과 하우징(31) 간에는, 올덤 링(39)이 사이에 설치되어 있다. 이 올덤 링(39)은, 도시하지 않지만, 제1 평판(51)과 계합하는 한 쌍의 키부와, 하우징(31)과 계합하는 한 쌍의 키부를 구비하고 있다. 그리고, 올덤 링(39)은, 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구를 구성하고 있다.

본 실시예에 있어서, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치는, 대개 편심부(21)의 중심축 상에 설정되어 있다. 이 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치의 설정은, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 양방의 형상을 조절하는 것에 의하여 행해진다. 즉, 가동측 랩(53)이 소용돌이 형상인 것에 기인하는 무게 중심 위치의 어긋남은, 제1 평판(51) 및 제2 평판(52)의 형상을 조절하는 것에 의하여 상쇄된다.

-운전 동작-

상술한 바와 같이, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)는, 냉동기의 냉매 회로에 설치되어 있다. 이 냉매 회로에서는, 냉매가 순환하여 증기 압축기의 냉동 사이클이 행해진다. 그 때, 스크롤 압축기(10)는, 증발기에서 증발한 저압 냉매를 흡입하여 압축하고, 압축 후의 고압 냉매를 응축기로 배출한다. 여기에서는, 스크롤 압축기(10)가 냉매를 압축하는 동작에 대해서 설명한다.

전동기(16)에서 발생한 회전 동력은, 구동축(20)에 의하여 가동 스크롤(50)로 전달된다. 구동축(20)의 편심부(21)와 계합하는 가동 스크롤(50)은, 올덤 링(39)에 의하여 안내되고, 자전하는 일 없이 공전 운동만을 행한다. 가동 스크롤(50)이 공전하고 있는 상태에서는, 고정측의 내측 랩면(45)과 가동측의 외측 랩면(55)이 서로 접접하고, 고정측의 외측 랩면(46)과 가동측의 내측 랩면(54)이 서로 접접한다. 또한, 고정측 랩(41)은, 그 상측의 선단이 제2 평판(52)의 전면과 접접하고, 그 하측의 선단이 제1 평판(51)의 전면과 접접한다.

흡입 포트(14)에는, 저압 냉매가 흡입된다. 이 저압 냉매는, 흡입 역지 밸브(35)의 밸브체(36)를 밀어내려 압축실(60)로 유입한다. 그리고, 가동 스크롤(50)이 이동하는 것에 따라 압축실(60)의 용적이 작아지게 되고, 압축실(60) 내의 냉매가 압축된다. 압축된 냉매는, 토출구(63)를 통하여 압축실(60)로부터 토출 통로(22)로 유입된다. 그 후, 고압 냉매는, 토출 통로(22)로부터 고압실(13)로 유입하고, 토출 포트(15)를 통하여 케이싱(11)으로부터 배출된다.

여기서, 압축실(60)의 용적이 점차 작아지게 되면, 그것에 따라 압축실(60)의 내압이 상승한다. 그리고, 압축실(60)의 내압이 상승하면, 제1 평판(51)에는 그것을 하방으로 밀어 내리는 축 방향 하중이 작용하고, 제2 평판(52)에는 그것을 상방으로 밀어 올리는 축 방향 하중이 작용한다. 한편, 본 실시예의 가동 스크롤(50)에 있어서, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)은, 볼트(62)에 의하여 서로 연결되어 있다. 이 때문에, 제1 평판(51)에 작용하는 축 방향 하중과, 제2 평판(52)에 작용하는 축 방향 하중은, 서로 소거된다. 따라서, 압축실(60)의 내압이 상승하여도, 외관상, 가동 스크롤(50)에 작용하는 축 방향 하중은 전혀 변동하지 않는다.

-제1 실시예의 효과-

본 실시예에 의하면, 고정측 랩(41)과 접접하는 제2 평판(52)을, 가동측 랩(53)과는 별체로 형성하고 있다. 그리고, 가동측 랩(53)과 별체의 제2 평판(52)에서는, 고정측 랩(41)과의 접동면이 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제2 평판(52)에 상당하는 것이 고정측 랩과 일체로 형성되어 고정 스크롤을 구성하는 일반적인 스크롤 압축기에 비해, 제2 평판(52)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 가공에 다대한 시간을 요하는 일 없이, 제2 평판(52)의 접동면을 작은 표면 거칠기로 완성하는 것이 가능하고, 나아가서는 확실하게 평면으로 완성하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 스크롤 압축기(10)의 생산 효율을 손상되는 일 없이, 제2 평판(52)과 고정측 랩(41)의 간극으로부터 누출되는 유체의 양을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 그 가동 스크롤(50)에 있어서, 제2 평판(52)이 가동측 랩(53)과 별체로 형성되어 있다. 이 때문에, 스크롤 압축기(10) 조립 시에는, 제2 평판(52)을 붙이기 전의 상태에서, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 위치 관계를 눈으로 보거나 간극 게이지 등으로 확인하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 가동측 랩(53)을 회전하면서 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 간극을 체크할 수 있어, 최적한 위치에서 고정 스크롤(40)을 하우징(31)에 고정하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 위치 관계를 최적화하는 것에 의해서도, 압축실(60)로부터의 냉매의 누출량을 삭감할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시예의 가동 스크롤(50)에서는, 가동 스크롤(50)을 끼우도록 제1 평판(51)과 제2 평판(52)을 설치하고, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)을 볼트(62)에 의하여 연결하고 있다. 이 때문에, 압축실(60)의 내압이 제1 평판(51)과 제2 평판(52)에 작용하여도, 제1 평판(51)에 작용하는 힘과 제2 평판(52)에 작용하는 힘을 서로 상쇄시킬 수 있다.

이 점에 대해서, 도 6A 및 도 6B를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 6A 및 도 6B에서는, 윗방향 하중을 정(+)으로 하고, 아래 방향 하중을 부(-)로 하고 있다. 일반적인 스크롤형 유체 기계에서는, 고정측 랩 및 가동측 랩을 끼운 한 쌍의 평판은, 그 한쪽이 고정 스크롤에 설치되고, 다른 쪽이 가동 스크롤에 설치되어 있다. 이 때문에, 도 6A에 도시하는 바와 같이, 가동 스크롤이 공전하여 압축실의 내압이 상승하면, 가동 스크롤에 대해서는, 그것을 고정 스크롤로부터 떼어놓는 방향의 하중, 즉 아래 방향의 축 방향 하중 Fga이 작용한다.

이것에 대해, 본 실시예에서는, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 양방을 가동 스크롤(50)에 설치하고 있다. 도 6B에 도시하는 바와 같이, 제1 평판(51)에는 아래 방향의 축 방향 하중 Fga1이 작용하고, 제2 평판(52)에는 윗방향의 축 방향 하중 Fga2가 작용하지만, 이 2개의 하중의 크기는 항상 같게 되고, 제1 평판(51)에 작용하는 하중 Fga1과 제2 평판(52)에 작용하는 하중 Fga2의 합력은 0으로 된다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)에 작용하는 축 방향 하중 (즉 추력 하중)을 대폭으로 저감할 수 있어, 가동 스크롤(50)의 축 방향 하중을 지지하기 위하여 생기는 마찰 손실을 대폭으로 삭감할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)의 축 방향 하중을 경감하여 마찰 손실을 대폭으로 삭감할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)는, 이른바 가변속의 압축기에 적합하다. 즉, 인버터를 이용하여 스크롤 압축기(10)를 가변속하는 경우에는, 상용 전원보다도 높은 주파수의 교류가 전동기(16)에 공급되어 가동 스크롤(50)이 고속 회전하는 것도 있다. 이것에 대해, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 가동 스크롤(50)이 공전할 때의 마찰 손실을 대폭으로 저감할 수 있다. 따라서, 이 스크롤 압축기(10)는, 가동 스크롤(50)이 고속 회전하는 운전에 극히 적합하다.

또한, 본 실시예에서는, 가동 스크롤(50)에서의 챙부(65)의 아랫면에 냉동기유의 유압을 작용시켜, 가동 스크롤(50)의 제1 평판(51)을 고정 스크롤(40)로 누르고 있다. 그리고, 이 누르는 힘을 작용시키는 것에 의하여, 공전중의 가동 스크롤(50)을 기울이려고 하는 모멘트를 저감할 수 있다.

즉, 가동 스크롤(50)에서는, 그 무게 중심과 베어링부(64)의 위치가 떨어져 있기 때문에, 공전중의 가동 스크롤(50)에는 그것을 편심부(21)에 대해서 기울이려고 하는 모멘트가 생긴다. 한편, 상술한 바와 같은 누르는 힘을 가동 스크롤(50)에 작용시키면, 가동 스크롤(50)을 기울이려고 하는 모멘트와 역방향의 모멘트가 생기고, 2개의 모멘트가 서로 소거된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)이 기울어져 고정 스크롤(40)이나 회전축의 편심부(21)와 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 그것에 수반하는 손상을 회피하여 스크롤 압축기(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)의 기울어짐을 억제하기 위해서 작용시키는 누르는 힘을, 일반적인 스크롤 압축기(10)에 비하여 대폭으로 저감하는 것이 가능하다. 이 점에 대해서, 재차 도 6A 및 도 6B를 참조하면서 설명한다.

상술한 바와 같이, 일반적인 구조의 스크롤 압축기에서는, 압축기의 내압에 의하여 가동 스크롤에 아래 방향의 축 방향 하중이 작용한다. 가동 스크롤이 공전하면, 압축실의 내압이 변화한다. 따라서, 가동 스크롤에 작용하는 축 방향 하중 Fga은, 가동 스크롤의 회전각에 대응하여 변동한다. 구체적으로는, 도 6A에 일점 쇄선으로 도시하는 바와 같이, -Fgamax≤Fga≤-Fgamin의 범위에서 변동한다.

여기서, 가동 스크롤의 기울어짐을 방지하기 위해서는, 가동 스크롤(50)에 대한 윗방향의 누르는 힘 Fthmin이 최저한 필요하게 된다고 가정한다. 그와 같이 가정한 경우에는, 예를 들어 Fga=-Fgamax의 상태에 있어서도, 가동 스크롤에 작용하는 합력 F을 Fthmin이상으로 할 필요가 있다. 따라서, 이 경우에 가동 스크롤에 작용시켜야 하는 최소의 누르는 힘 Fbp'은, Fbp'=Fthmin+Fgamax로 된다.

그런데, 가동 스크롤에 작용시키는 누르는 힘 Fbp'은, 냉동기유의 유압 등을 이용하여 가해지는 것으로, 가동 스크롤의 회전각에 의하지 않고 거의 일정하다. 따라서, 가동 스크롤에 작용하는 합력 F은, Fthmin≤F≤Fthmax의 범위에서 변동해버린다. 즉, 가동 스크롤에 대해서는, 최저한 필요한 누르는 힘 Fthmin보다도 큰 힘이 거의 항상 작용하는 것으로 된다. 이 때문에, 일반적인 스크롤형 압축기에서는, 가동 스크롤에 작용하는 윗방향의 누르는 힘은 과대하게 되고, 가동 스크롤(50)이 공전할 때의 마찰 손실이 과대하게 되는 문제가 있다.

이것에 대해, 본 실시예에 의하면, 압축실(60)의 내압에 의하여 가동 스크롤(50)에 작용하는 축 방향 하중을 0으로 하는 것이 가능하다. 이 점에 대해서 설명한다. 가동 스크롤(50)의 공전 중에 압축실(60)의 내압이 변화하면, 제1 평판(51)에 작용하는 아래 방향의 축 방향 하중 Fga1은, 도 6B에 일점 쇄선으로 도시하는 바와 같이 -Fgamax≤Fga1≤-Fgamin의 범위에서 변동한다. 또한, 제2 평판(52)에 작용하는 윗방향의 축 방향 하중 Fga2은, 도 6B에 이점 쇄선으로 도시하는 바와 같이 Fgamin≤Fga2≤Fgamx의 범위에서 변동한다. 그리고, 이 2개의 하중 Fga1,Fga2은, 모든 회전각에 있어서 크기가 같고 방향이 역방향으로 되어 있어, 서로 소거된다.

이와 같이, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 가동 스크롤(50)에 대해, 외관상은 고압의 냉동기유를 이용하여 가해지는 윗방향의 누르는 힘 Fbp만이 작용한다. 그리고, 이 누르는 힘 Fbp을 Fbp=Fthmin으로 해 두면, 가동 스크롤(50)의 기울어짐을 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)으로의 누르는 힘 Fbp에 의하여 생기는 마찰 손실을 최소한으로 억제하면서, 가동 스크롤(50)의 기울어짐을 방지하여 스크롤 압축기(10)의 신뢰성을 높이는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 사이에 끼워진 가동측 랩(53)의 높이를, 이 가동측 랩(53)과 치합되는 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 하고 있다. 이 때문에, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)을 볼트(62)로 연결할 때에, 가동 스크롤(50)이 고정 스크롤(40)에 대하여 치합하여 움직이는 못하는 상태로 되는 것을 확실하게 회피할 수 있다. 즉, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)에서 고정측 랩(41)이 사이에 끼워 넣어지고, 가동 스크롤(50)이 공전 불가능하게 된다고 하는 사태를 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 특별한 배려를 기울이는 일 없이 스크롤형 압축기를 확실하게 조립할 수 있어, 그 제조 공정이 간소화될 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)에 복수의 지주 부재(61)를 설치하는 것으로, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 간격을 유지하면서 양자를 확실하게 연결할 수 있다. 또한, 본 실시예의 가동 스크롤(50)에서는, 가동측 랩(53)보다도 외측으로 지주 부재(61)를 배치하고 있기 때문에, 가동측 랩(53)을 소형으로 유지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)의 대형화를 회피하면서, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)을 확실하게 연결할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 지주 부재(61)의 높이를 가동측 랩(53)의 높이 이상으로 하고 있기 때문에, 볼트(62)에 의한 체결력의 대부분을 지주 부재(61)에로 지지하는 것이 가능하다. 이 때문에, 예를 들어 제1 평판(51)과 제2 평판(52)을 연결하는 볼트(62)의 체결력이 과대한 경우라도, 그 체결력에 의하여 가동측 랩(53)이 크게 비뚤어지는 것을 회피할 수 있어, 압축실(60)로부터의 냉매의 누출을 방지하여 스크롤 압축기(10)의 효율 저하를 회피할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)의 과대한 기울어짐을 방지하는 데에 필요로 되는 부재의 치수 관리를 대폭으로 간소화하는 것이 가능하다. 이 점에 대해서, 도 7을 참조하면서 설명한다.

상술한 바와 같이, 일반적인 스크롤 압축기에서는, 고정측 랩 및 가동측 랩을 끼우는 한 쌍의 평판은, 그 한쪽이 고정 스크롤에 설치되고, 다른 쪽이 가동 스크롤에 설치되어 있다. 그리고, 이 스크롤 압축기에 있어서, 가동 스크롤이 어느 정도까지 기울어지는지는, 가동 스크롤의 배면과 올덤 링 사이의 간극δ에 의하여 결정된다.

한편, 가동 스크롤의 기울기가 크게 되면, 구동축의 편심부와 가동 스크롤의 베어링부가 접촉해버리고, 마모나 손상의 문제를 초래한다. 이 때문에, 가동 스크롤의 기울기를 어느 정도 이상으로 억제하기 위해서, 가동 스크롤과 올덤 링의 간극δ을 정확하게 관리할 필요가 생긴다. 그런데, 이 간극δ에는 많은 치수가 영향을 주기 때문에, 다수의 치수를 좁은 공차의 범위에서 관리해야 하고, 스크롤 압축기의 제조 효율이 저하한다고 하는 문제가 있었다.

이것에 대해, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 가동 스크롤(50)에 제1 평판과 제2 평판(52)의 양방을 설치하고, 이들 제1 평판(51)과 제2 평판(52)에 의하여 고정 스크롤(40)을 사이에 끼우고 있다. 그리고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에 있어서 가동 스크롤(50)이 어느 정도 기울어지는지는, 가동 스크롤(50)과 올덤 링(39)의 간극δ이 아니라, 가동측 랩(53)의 높이 Hos와 고정측 랩(41)의 높이 Hfs의 차(Hos-Hfs)에 의하여 결정된다.

이 때문에, 가동측 랩(53)의 높이 Hos와 고정측 랩(41)의 높이 Hfs라고 하는 2개의 치수를 관리하는 것만으로, 가동 스크롤(50)의 과도한 기울기를 확실하게 회피할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 스크롤 압축기(10)의 신뢰성을 높게 유지하면서, 그 생산 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

여기서, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정측 랩(41)이 제1 평판(51) 및 제2 평판(52)의 어느 것과도 별체로 되는 구성을 채용하고 있고, 고정측 랩(41)은 외주부(42)의 내측을 향하여 캔틸레버상으로 돌출한 상태로 되어 있다. 따라서, 제1 평판(51)과 일체로 형성된 가동측 랩(53)에 비하면, 고정측 랩(41) 쪽이 크게 변형할 우려가 있다.

이것에 대해, 본 실시예에서는, 고정측 랩(41)의 두께를 가동측 랩(53)의 두께보다도 두껍게 하고 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 가동측 랩(53)에 비하여 변형하기 쉬운 고정측 랩(41)의 강성을 높일 수 있어, 고정측 랩(41)의 과대한 변형을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 고정측의 내측 랩면(45)은, 고정측 랩(41)의 내측면(43)과 외주부(42)의 내측면(44)과의 양방에 의하여 구성되어 있다 (도 3, 도 5 참조). 이 때문에, 가동측 랩(53)에 비하여 변형하기 쉬운 고정측 랩(41)을, 가동측 랩(53)보다도 약 1/2 감기 분만큼 짧게 하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 고정측 랩(41)의 길이를 단축하는 것에 의하여 그 강성을 높일 수 있어, 고정측 랩(41)의 과도한 변형을 억제할 수 있다.

나아가, 본 실시예에서는, 이른바 비대칭 스크롤 구조를 채용하고 있다. 즉, 고정측의 내측 랩면(45)의 길이가, 가동측의 외측 랩면(55)보다도 약 1/2 감기 분만큼 길게 되어 있다. 따라서, 양 랩면(45, 55)이 같은 길이로 되는 대칭 스크롤 구조를 채용한 경우에 비하여, 고정측의 내측 랩면(45)과 가동측의 외측 랩면(55)에서 구획되는 압축실(60)의 최대 용적을 확대하는 것이 가능하다. 그리고, 스크롤 압축기(10)가 흡입할 수 있는 냉매량을 줄이는 일 없이, 고정측의 랩면(45, 46)이나 가동측의 랩면(54, 55)의 길이를 단축하는 것이 가능하다. 이 결과, 고정측 랩(41)의 길이를 더 단축하는 것에 의하여 그 강성을 한층 높일 수 있어, 고정측 랩(41)의 과대한 변형을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치를 조절하기 위해서 제1 평판(51) 및 제2 평판(52)의 형상을 변경하고 있다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 가동 스크롤(50)의 대형화를 회피하면서, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치를 조절하는 것이 가능하게 된다.

이 점에 대해서 설명한다. 일반적인 스크롤형 유체 기계에서는, 제1 평판(51)에 상당하는 것만이 가동 스크롤에 설치되어 있다. 따라서, 가동 스크롤의 무게 중심 위치의 조절은, 제1 평판(51)에 상당하는 것의 형상 변경만으로 행할 필요가 있어, 그 대형화를 초래할 우려가 있었다.

이것에 대해, 본 실시예에서는, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 양방을 가동 스크롤(50)에 설치하고 있다. 이 때문에, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치의 조절은, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 양방의 형상 변경에 의하여 행하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 일반적인 구조의 스크롤 압축기에 비해, 제1 평판(51)이나 제2 평판(52)을 소형화할 수 있고, 나아가서는 가동 스크롤(50)을 소형화할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 압축 기구(30)의 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)을, 케이싱(11) 내의 저압실(12)에 설치하고 있다. 즉, 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)의 주위는, 스크롤 압축기(10)의 흡입 압력과 같은 압력 상태로 되어 있다. 따라서, 가동측 랩(53)의 최외주측에 형성되는 최대 용적의 압축실(60)에 대해서 생각하면, 이 압축실(60)의 내압과 저압실(12)의 내압과의 압력차는 거의 없는 상태로 된다.

여기서, 본 실시예에서는, 제2 평판(52)을 가동 스크롤(50)에 설치하고 고정 스크롤(40)과 접동시키는 구성을 채용하고 있다. 이 때문에, 고정 스크롤(40)이나 가동 스크롤(50)의 주위를 토출 압력과 같은 고압 상태로 하면, 제2 평판(52)과 고정 스크롤(40)의 간극으로부터 압축실(60)로 냉매가 새어 들어가, 효율 저하를 초래할 우려가 있다.

이것에 대해, 본 실시예에 의하면, 최대 용적의 압축실(60)과 고정 스크롤(40)이나 가동 스크롤(50)의 주위와의 압력차를 극히 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 제2 평판(52)과 고정 스크롤(40)의 간극으로부터 압축실(60)로 새어 들어오는 냉매량을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율 저하를 회피하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는, 고정측 랩(41)이 제2 평판(52)과 별체로 되어 있다. 이 때문에, 고정측 랩(41)이나 가동측 랩(53)의 선단 부근의 간극을 좁힐 수 있어, 이 간격으로부터 누출되는 냉매량을 삭감하는 것이 가능하다. 이 점에 대해서, 도 8A, 도 8B, 도 9A, 및 도 9B를 참조하면서 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 고정 스크롤(40)은, 링상의 외주부(42)의 내측에 소용돌이상의 고정측 랩(41)이 캔틸레버상으로 돌출된 형상으로 되어 있다. 따라서, 도 8A 및 도 8B에 도시하는 바와 같이, 측면에만 자르는 칼이 형성된 프레이즈(fraise)(100)를 이용하면, 이 고정 스크롤(40)의 가공을 행하는 것이 가능하다.

한편, 일반적인 스크롤 압축기의 고정 스크롤에서는, 제2 평판에 상당하는 것이 고정측 랩과 일체로 형성되어 있다. 이 구조의 고정 스크롤을 가공하는 데에는, 측면과 단면의 양방으로 자를 수 있는 칼이 형성된 엔드 밀(end mill)이 필요하게 되지만, 이 엔드 밀은 자를 수 있는 칼의 각부가 마모되기 쉽다. 도 9A에 도시하는 바와 같이, 고정측 랩의 치아 뿌리 부분에는, 곡면상의 R이 형성되어버린다. 그리고, 이 R부분과의 간섭을 피하기 위해, 가동측 랩의 선단에 모따기(모서리 부분 깎기)를 행하고 있다. 따라서, 고정측 랩의 치아 뿌리 및 가동측 랩(53)의 선단 부근에 간극이 생기고, 이 간극을 통하여 냉매의 누출이 생기고 있다.

이것에 대해, 본 실시예에서는, 고정 스크롤(40)이 제2 평판(52)과 별체로 형성되어 있다. 이 때문에, 도 9B에 도시하는 바와 같이, 고정측 랩(41) 및 가동측 랩(53)의 선단을 직각으로 완성할 수 있어, 그 근방에 간극이 생기는 것을 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 고정측 랩(41)이나 가동측 랩(53)의 선단 부근의 간극으로부터 누출되는 냉매량을 삭감할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율 향상을 도모할 수 있다.

-제1 실시예의 제1 변형예-

상술한 바와 같이, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)를 구성하는 스크롤형 유체 기계는, 고정 스크롤(40)과, 공전 운동하는 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축을 구비하는 스크롤 유체 기계에 있어서, 상기 고정 스크롤(40)은, 소용돌이상의 고정측 랩(41)을 구비하고, 상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판(51)과, 상기 고정측 랩(41)과 치합되는 소용돌이상의 가동측 랩(53)과, 당해 가동측 랩(53)을 사이에 두고 상기 제1 평판(51)과 대향하는 제2 평판(52)을 구비하고, 상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판(51) 및 제2 평판(52)에 의하여 압축실(60)이 형성되는 것이다.

그리고, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 제1 평판(51)을 가동측 랩(53)과 일체로 형성하고, 제2 평판(52)을 제1 평판(51) 및 가동측 랩(53)과는 별체로 형성하고 있는데, 이것에 대신하여 다음과 같은 구성으로서 해도 무방하다.

우선, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제2 평판(52)을 가동측 랩(53)과 일체로 형성하고, 제1 평판(51)을 제2 평판(52) 및 가동측 랩(53)과는 별체로 형성해도 무방하다. 이 구성에서는, 가동측 랩(53)과 별체의 제1 평판(51)에 있어서, 고정측 랩(41)과의 접동면은 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제1 평판(51)에 상당하는 것이 가동측 랩과 일체로 형성되어 가동 스크롤을 구성하는 일반적인 스크롤 압축기에 비해, 제1 평판(51)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 상기 실시예의 스크롤 압축기(10)와 같고, 그 생산 효율을 손상되는 일 없이, 그 효율 향상을 도모하는 것이 가능하다.

다음으로, 도 11에 도시하는 바와 같이, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)과 가동측 랩(53)을 각각 별체로 형성해도 무방하다. 이 구성에서는, 가동측 랩(53)과 별체의 제1 평판(51)이나 제2 평판(52)에 있어서, 고정측 랩(41)과의 접동면은 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제1 평판(51)에 상당하는 것이 가동측 랩과 일체로 형성되어 가동 스크롤을 구성함과 동시에 제2 평판에 상당하는 것이 고정측 랩과 일체로 형성되어 고정 스크롤을 구성하는 일반적인 스크롤 압축기에 비해, 제1 평판(51)이나 제2 평판(52)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 상기 실시예의 스크롤 압축기(10)와 같이, 그 생산 효율을 손상시키는 일 없이, 그 효율 향상을 도모할 수 있다.

나아가, 이 구성을 채용한 경우, 제2 평판(52)을 붙이기 전의 상태에서, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 위치 관계를 눈으로 보거나 간극 게이지 등으로 확인하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 가동측 랩(53)을 회전하면서 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 간극을 체크할 수 있어, 최적한 위치에서 고정 스크롤(40)을 하우징(31)에 고정할 수 있다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 배치를 최적화하는 것에 의해서도, 압축실(60)로부터의 유체의 누출량을 삭감할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율 향상을 도모할 수 있다.

-제1 실시예의 제2 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 가동측 랩(53)과 제2 평판(52) 간에 접동판(71)을 사이에 끼워 넣어도 무방하다. 이 접동판(71)은, 용수철강 등의 내마모성이 우수한 재료로부터 이루어지는 박판으로, 박판 부재를 구성하고 있다. 본 변형예의 스크롤 압축기(10)에 있어서, 고정측 랩(41)의 상측의 선단은, 이 접동판(71)과 접동한다. 이 접동판(71)은 우수한 내마모성을 가지고 있기 때문에, 기동시 등에 급유량이 부족하기 쉬운 고정측 랩(41)의 상측의 선단부에 있어서도, 마모나 타서 눌어붙는 등의 트러블을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1 변형예의 스크롤 압축기(10)에 대해서, 본 변형예를 적용하는 것도 가능하다. 즉, 제2 평판(52)이 가동측 랩(53)과 일체로, 제1 평판(51)이 제2 평판(52) 및 가동측 랩(53)과 별체로 이루어지는 구조를 채용하는 경우에는, 가동측 랩(53)과 제1 평판(51) 간에 접동판(71)을 끼워 넣어도 무방하다. 이 경우에는, 고정 스크롤(40)의 하측의 선단이 접동판(71)과 접동한다. 또한, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)과 가동측 랩(53)이 각각 별체로 되는 구조를 채용하는 경우에는, 가동측 랩(53)과 제1 평판(51)의 사이와, 가동측 랩(53)과 제2 평판(52)의 사이의 양방으로 접동판(71)을 끼워 넣어도 무방하다. 이 경우에는, 고정 스크롤(40)의 상하의 선단이 접동판(71)과 접동한다.

-제1 실시예의 제3 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구로서 올덤 링(39)을 구비하고 있는데, 이것에 대신하여 다음과 같은 구성을 채용하여도 무방하다.

즉, 도 13에 도시하는 바와 같이, 외주부(42)의 관통공(47)과, 이 관통공(47)에 관통된 지주 부재(61)에 의하여, 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구를 구성하여도 무방하다. 본 변형예에 있어서, 관통공(47)은, 그 직경 D이 D=d+2·R로 되도록 형성된다. 또한, 「d」는 지주 부재(61)의 직경을 나타내고 있고, 「Ror」은 가동 스크롤(50)의 공전 반경을 나타내고 있다. 또한, 관통공(47)은, 가동 스크롤(50)과 함께 공전하는 지주 부재(61)의 포락선을 그리도록 소정의 위치에 형성되어, 가이드 구멍을 구성하고 있다.

본 변형예의 스크롤 압축기(10)에 있어서, 지주 부재(61)의 측면은, 관통공(47)의 측벽과 접동한다. 그리고, 지주 부재(61)와 외주부(42)가 서로 접접하는 것에 의하여 가동 스크롤(50)이 안내되고, 가동 스크롤(50)의 자전이 규제된다. 이와 같이, 본 변형예에서는, 가동 스크롤(50)의 지주 부재(61)나 외주부(42)의 관통공(47)을 이용하여 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구를 구성하는 것이 가능하다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 자전 방지 기구로서 올덤 링(39)이 불필요하게 되고, 스크롤 압축기(10)의 구성을 간소화할 수 있다.

-제1 실시예의 제4 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서 외주부(42)의 높이를 고정측 랩(41)의 높이와 같게 하고 있는데, 이것에 대신하여 다음과 같은 구성을 채용해도 무방하다.

즉, 도 14에 도시하는 바와 같이, 고정 스크롤(40)에 있어서, 외주부(42)의 높이를 고정측 랩(41)의 높이보다도 약간 높게 해도 무방하다. 본 변형예에서는, 가동 스크롤(50)이 가장 하방에 위치하는 상태에서도, 제2 평판(52)은 외주부(42)의 윗면에 접접하고, 고정측 랩(41)의 상측의 선단과 제2 평판(52) 간에는 반드시 간극이 확보된다.

이 때문에, 압축실(60)의 내압이나 열에 의하여 고정측 랩(41)이 다소 변형하였다고 해도, 고정측 랩(41)의 선단이 제2 평판(52)에 강하게 닿아 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정측 랩(41)과 제2 평판(52)의 접촉에 의한 마찰 저항의 확대를 회피할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 고정측 랩(41)에 칩씰(72)을 설치하고 있다. 이 칩씰(72)은, 고정측 랩(41)에서의 상측의 선단에 설치되고, 제2 평판(52)에 접접한다. 상술한 바와 같이, 본 변형예에서는, 고정측 랩(41)의 선단과 제2 평판(52) 간에 간극을 설치하고 있는데, 이 간극은 칩씰에 의하여 씰된다.

이와 같이, 칩씰(72)을 설치하면, 고정측 랩(41)과 제2 평판(52)의 간극을 확보한 후에, 고정측 랩(41)과 제2 평판(52)의 간극을 씰할 수 있다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 간극 확보에 의한 효과에 더하여, 고정측 랩((41)과 제2 평판(52)의 간극으로부터 냉매의 누출을 억제할 수 있고, 스크롤 압축기(10)의 효율 저하를 회피할 수 있다.

-제1 실시예의 제5 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서 고정측 랩(41)의 높이를 일정하게 하고 있는데, 이것에 대신하여 다음과 같은 구성을 채용하여도 무방하다.

즉, 도 15에 도시하는 바와 같이, 고정측 랩(41)의 높이를, 고정측 랩(41)의 외주측으로부터 중심측을 향하여 점차로 낮게 하여도 무방하다. 본 변형예에 있어서, 고정측 랩(41)의 상측의 선단면은, 고정측 랩(41)의 외주측으로부터 중심측을 향하여 내려가는 경사면으로 된다. 한편, 고정측 랩(41)의 하측의 선단면은, 고정측 랩(41)의 외주측으로부터 중심측을 향하여 올라가는 경사면으로 된다. 또한, 이 고정측 랩(41)에서는, 상측의 선단면만을 경사시켜 하측의 선단면을 평탄하게 해도 무방하고, 역으로 상측의 선단면을 평탄하게 하여 하측의 선단면만을 경사시켜도 무방하다. 또한, 본 변형예의 스크롤 압축기(10)에 있어서도, 상기 제4 변형예와 같이, 고정측 랩(41)의 선단에 칩씰을 설치해도 무방하다.

여기서, 고정측 랩(41)의 중심측 부분은, 압축실(60)의 높은 내압을 받음과 동시에 고온에 방치되는 것으로부터, 그 변형량이 크게 되는 경향이 있다. 이것에대해, 본 변형예에 의하면, 변형량이 크게 되는 경향의 고정측 랩(41)의 중심측만큼, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판(51)이나 제2 평판(52)의 간극을 확보하는 것이 가능하다. 이 때문에, 본 변형예에 의하면, 고정측 랩(41)이 제1 평판(51)이나 제2 평판(52)에 강하게 닿아 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정측 랩(41)과 제1 평판(51)이나 제2 평판(52)의 접촉에 의한 마찰 저항의 확대를 회피할 수 있다.

-제1 실시예의 제6 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 다음과 같은 구성을 채용하여도 무방하다. 여기에서는, 본 변형예에 대해서, 상기 실시예와 다른 부분을 설명한다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 가동 스크롤(50)에 있어서, 제2 평판(52)에는, 토출구(63)가 형성되어 있다. 즉, 토출구(63)는, 제1 평판(51)이 아닌 제2 평판(52)에 형성되어 있다. 토출구(63)는, 제2 평판(52)의 중심부에 형성되어, 제2 평판(52)을 관통하고 있다.

또한, 본 변형예의 압축 기구(30)에는, 토출 통로 부재(92)와 토출 통로(95)가 설치되어 있다. 본 변형예의 스크롤 압축기(10)에 있어서, 그 구동축(20)에는, 토출 통로(22)가 형성되어 있지 않고, 통상 씰(23)이나 코일 용수철(24)도 설치되어 있지 않다.

토출 통로 부재(92)는, 그 돔(dome)상 부분이 제2 평판(52)의 중앙부를 덮도록 설치되어 있다. 이 돔상 부분의 내측은, 토출압 공간(94)으로 되어 있다. 또한, 토출 통로 부재(92)는, 그 돔상 부분으로부터 측방으로 연장되는 부분이 고정 스크롤(40)과 함께 하우징(31)으로 고정되어 있다. 토출 통로 부재(92)에서의 돔상 부분의 하단과 제2 평판(52) 간에는, 씰링(93)이 설치되어 있다. 이 씰링(93)은, 가동 스크롤(50)의 제2 평판(52)과 접동하고, 토출 통로 부재(92)와 제2 평판(52)의 간극을 씰하고 있다.

토출 통로(95)는, 토출 통로 부재(92)로부터 고정 스크롤(40)의 외주부(42)를 경유하여 하우징(31)에 걸쳐 형성되어 있다. 이 토출 통로(95)는, 그 입구단에서 토출압 공간(94)과 연통하고, 그 토출단에서 케이싱(11) 내의 고압실(13)과 연통하고 있다.

압축 기구(30)에서 압축된 냉매는, 토출로(63)를 통하여 토출압 공간(94)으로 유입된다. 토출압 공간(94)의 고압 냉매는, 토출 통로(95)를 통하여 고압실(13)로 유입된다. 그 후, 고압실(13)의 고압 냉매는, 토출 포트(15)를 통하여 케이싱(11)의 외부로 배출된다.

-제1 실시예의 제7 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 다음과 같은 구성을 채용하여도 무방하다. 여기에서는, 본 변형예에 대해서, 상기 실시예와 다른 부분을 설명한다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 가동 스크롤(50)에 있어서, 제2 평판(52)에는 연통 구멍(72)과 중간 토출 구멍(76)이 형성되어 있다. 연통 구멍(75)은, 제1 평판(51)의 토출구(63)와 대향하는 위치에 형성되어, 제2 평판(52)을 관통하고 있다. 중간 토출 구멍(76)은, 연통 구멍(75)보다도 제2 평판(52)의 외주 근처에 형성되어, 제2 평판(52)을 관통하고 있다.

또한, 제2 평판(52)의 배면 (도 17에서의 윗면)에는, 돔상의 커버 부재(77)가 설치되어 있다. 이 커버 부재(77)는, 제2 평판(52)의 연통 구멍(75)과 중간 토출 구멍(76)을 가리도록 장착되어 있다. 그리고, 이 커버 부재(77)와 제2 평판(52)에 의하여, 토출 소음기 공간(78)이 구획되어 있다. 이 토출 소음기 공간(78)은, 연통 구멍(75)이나 중간 토출 구멍(76)에 의하여 압축실(60)과 연통 가능하게 되어 있다.

나아가, 제2 평판(52)의 배면에는, 릴리프(relief) 밸브(79)가 장착되어 있다. 이 릴리프 밸브(79)는, 이른바 리드 밸브로서, 중간 토출 구멍(76)을 막도록 설치되어 있다. 그리고, 릴리프 밸브(79)는, 압축실(60)의 내압이 토출 소음기 공간(78)의 내압보다도 높게 되어 있는 경우에만 열려 중간 토출 구멍(76)을 개구시킨다.

여기에서, 통상의 스크롤 압축기에 있어서, 그 압축비는 일정하여 변화하지 않는다. 한편, 냉매 회로에서 냉매를 순환시켜 냉동 사이클을 행하는 경우, 냉동 사이클에서의 고압과 저압의 비는, 운전 조건에 의하여 변동한다. 이 때문에, 스크롤 압축기의 압축비가 냉동 사이클의 고압과 저압의 비보다도 크게 된 상태에서는, 스크롤 압축기에서 냉매를 필요 이상으로 압축해버리는 것으로 된다.

이것에 대해, 본 변형예의 스크롤 압축기(10)에 의하면, 이러한 과압축 현상을 회피할 수 있다. 즉, 스크롤 압축기(10)의 압축비가 냉동 사이클의 고압과 저압의 비보다도 큰 상태에서는, 압축 공정의 도중에서 압축실(60)의 내압이 냉동 사이클의 고압에 달하여버린다. 이 때문에, 압축실(60)의 내압으로 릴리프 밸브(79)가 열리고, 압축실(60) 내의 냉매의 일부가 중간 토출 구멍(76)을 통하여 토출 소음기 공간(78)으로 흘러든다.

압축실(60)에서는, 남은 냉매만이 압축된다. 이 때문에, 압축실(60)이 토출구(63)와 연통한 상태에서도, 냉매의 압력은 필요 이상으로 높게되지 않는다. 한편, 압축 행정의 도중에서 토출 소음기 공간(78)으로 유입한 냉매는, 연통 구멍(75)을 통하여 압축실(60) 내의 냉매와 합류하고, 그 후에 토출구(63)를 통하여 토출 통로(22)로 유입한다. 이와 같이, 본 변형예의 스크롤 압축기(10)에서는, 그 압축비가 냉동 사이클의 운전 조건에 따라 자동적으로 조절된다.

-제1 실시예의 제8 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 케이싱(11) 내가 저압실(12)과 고압실(13)로 구획된 구성을 채용하고 있는데, 이것에 대신하여, 케이싱(11)의 내부 전체가 저압 (흡입 압력)상태로 되는 구조 (저압 돔 구조)를 채용하여도 무방하다. 여기에서는, 본 변형예에 대해서, 상기 실시예와 다른 부분을 설명한다.

도 18에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 스크롤 압축기(10)에서는, 케이싱(11)의 몸통부에 흡입 포트(14)가 장착되어 있다. 또한, 고정 스크롤(40)에는, 흡입구(81)가 설치되어 있다. 이 흡입구(81)는, 외주부(42)를 가로 방향으로 관통하도록 형성되고, 케이싱(11)의 내부 공간과 압축실(60)을 연통시키고 있다. 또한, 본 실시예의 베어링부(64)는, 단순한 통상으로 형성되어 있고, 챙부(65)가 생략되어 있다.

본 실시예의 가동 스크롤(50)에 있어서, 제2 평판(52)에는, 토출구(63)와 중간압 도입 구멍(82)이 형성되어 있다. 즉, 토출구(63)는, 제1 평판(51)이 아니라 제2 평판(52)에 형성되어 있다. 토출구(63)는, 제2 평판(52)의 중심부에 형성되어, 제2 평판(52)을 관통하고 있다. 중간압 도입 구멍(82)은, 토출구(63)보다도 제2 평판(52)의 외주 근처에 형성되어, 제2 평판(52)을 관통하고 있다.

본 변형예의 압축 기구(30)에는, 고압 냉매의 도출 부재(83)가 설치되어 있다. 이 도출 부재(83)는, 평판상 부재(84)와 캡상 부재(88)를 구비하고 있다.

평판상 부재(84)는, 평판상으로 형성되고, 제2 평판(52)의 위를 덮도록 배치되어 있다. 이 평판상 부재(84)는, 고정 스크롤(40)과 함께 볼트(91)에 의하여 하우징(31)에 고정되어 있다. 평판상 부재(84)에는, 제2 평판(52)의 토출구(63)의 상방 위치에 연통 구멍(85)이 설치되어 있다. 이 연통 구멍(85)은, 평판상 부재(84)를 관통하도록 형성되어 있다.

평판상 부재(84)와 제2 평판(52) 간에는, 내측 씰링(86)과 외측 씰링(87)이 설치되어 있다. 내측 씰링(86)과 외측 씰링(87)은, 연통 구멍(85)을 중심으로 하는 동심원 상에 배치되고, 공전하는 가동 스크롤(50)의 제2 평판(52)에 접접하고 있다. 또한, 내측 씰링(86)과 외측 씰링(87)은, 각각 소정의 직경으로 형성되어 있다. 그리고, 가동 스크롤(50)이 공전 운동하여도, 제2 평판(52)의 토출구(63)는 항상 내측 씰링(86)의 내측의 공간과 연통하고, 제2 평판(52)의 중간압 도입 구멍(82)은 항상 내측 씰링(86)과 외측 씰링(87) 간의 공간과 연통한다.

캡상 부재(88)는, 평판상 부재(84)의 윗면에 장착된다. 이 상태에서, 캡상 부재(88)와 평판상 부재(84) 간에는, 토출압 공간(89)이 구획된다. 이 토출압 공간(89)에는, 평판상 부재(84)의 연통 구멍(85)이 개구하고 있다. 또한, 캡상 부재(88)의 상단에는, 관상으로 형성된 토출 포트(15)의 일단이 삽입되어 있다. 이 토출 포트(15)는, 케이싱(11)의 상단부를 관통하여 설치되어 있다.

토출압 공간(89)에는, 토출 밸브(90)가 수납되어 있다. 이 토출 밸브(90)는, 이른바 리드 밸브로서, 평판상 부재(84)의 윗면에 고정되어 있다. 또한, 이 토출 밸브(90)는, 연통 구멍(85)을 막도록 설치되어 있다.

나아가, 본 변형예의 압축 기구(30)에는, 급유 통로(96)가 설치되어 있다. 급유 통로(96)는, 관상 통로(97)와 홈상 통로(98)에 의하여 구성되어 있다. 그리고, 제2 평판(52)의 아랫면과 외주부(42)의 윗면 간에는, 이 급유 통로(96)를 통하여 냉동기유가 공급된다.

구체적으로, 관상 통로(97)는, 하우징(31)으로부터 고정 스크롤(40)의 외주부(42)에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 이 관상 통로(97)는, 그 일단이 하우징(31)에서의 주베어링(32)의 상방으로 개구하고, 타단이 고정 스크롤(40)에서의 외주부(42)의 윗면으로 개구하고 있다. 한편, 홈상 통로(98)는, 고정 스크롤(40)에서의 외주부(42)의 윗면을 파 내려가는 것으로 형성되어 있다. 이 홈상 통로(98)는, 관상 통로(97)의 상단으로부터 외주부(42)의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 외주부(42)의 내주를 따라 원호상으로 연장되어 있다.

본 변형예의 스크롤 압축기(10)의 운전 동작을 설명한다. 흡입 포트(14)로부터 케이싱(11) 내로 흡입한 저압 냉매는, 흡입구(81)를 통하여 압축실(60)로 흡입된다. 한편, 압축 후의 고압 냉매는, 토출구(63)를 통하여 압축실(60)로부터 유출하고, 나아가서는 연통 구멍(85)으로부터 토출 밸브(90)를 열어 토출압 공간(89)으로 유입한다. 그 후, 고압 냉매는, 토출 포트(15)를 통하여 케이싱(11)으로부터 배출된다.

이 스크롤 압축기(10)에 있어서, 토출구(63)와 연통하는 내측 씰링(86)의 내측은, 토출 압력과 같은 압력으로 되어 있다. 한편, 중간압 도입 구멍(82)과 연통하는 내측 씰링(86)과 외측 씰링(87) 간의 공간은, 그 내압이 흡입 압력보다도 높아서 고압보다도 낮은 중간압으로 되어 있다. 이 때문에, 씰링을 한 개만 설치하는 경우에 비해, 내측 씰링(86) 및 외측 씰링(87)의 내외의 압력차를 작게 할 수 있어, 고압 냉매의 누출이 확실하게 방지된다.

또한, 내측 씰링(86)이나 외측 씰링(87)의 내측에 있어서, 제2 평판(52)의 배압은, 흡입 압력보다도 높게 되어 있다. 이 때문에, 가동 스크롤(50)에는, 이것을 아래로 밀어 내리는 힘이 작용한다. 즉, 가동 스크롤(50)은, 그 제2 평판(52)이 고정 스크롤(40)의 윗면으로 눌려져 있다. 그리고, 이러한 누르는 힘을 가동 스크롤(50)에 작용시키는 것으로, 공전 중에서의 가동 스크롤(50)의 기울어짐이 억제된다. 또한, 이러한 제2 평판(52)은 외주부(42)의 윗면으로 눌려져 있는데, 양자의 접동 부분은, 급유 통로(96)를 통하여 공급된 냉동기유에 의하여 윤활된다.

본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 상기 제7 변형예와 같은 압축비가 조절 가능한 구성을 채용하여도 무방하다. 이 구성을 채용하는 경우, 도 19에 도시하는 바와 같이, 제2 평판(52)에는, 중간압 도입 구멍(82)과 같은 위치에 약간 대경의 중간 토출 구멍(76)이 형성된다. 또한, 제2 평판(52)에는, 이 중간 토출 구멍(76)을 막도록 릴리프 밸브(79)가 설치된다. 이 릴리프 밸브(79)의 구성은, 상기 제7 변형예의 것과 같다. 나아가, 내측 씰링(86)에는, 2개소에 모서리 부분 깎기 가공이 시행된다. 구체적으로는, 이 내측 씰링(86)에 있어서, 상단 내측의 우각(偶角)부와, 하단 외측의 우각부가 모서리 부분이 깎여져 있다.

도 19에 도시하는 스크롤 압축기(10)에 있어서, 압축 공정의 도중에서 압축실(60)의 내압이 냉동 사이클의 고압에 달하면, 압축실(60)의 내압에 의하여 릴리프 밸브(79)가 열린다. 이 상태에서, 압축실(60) 내의 냉매는, 중간 토출 구멍(76)을 통하여 내측 씰링(86)과 외측 씰링(87) 간의 공간으로 유입한다. 내측 씰링(86)의 외측의 압력이 그 내측의 압력보다도 높게 되면, 내측 씰링(86)의 하단에 작용하는 가스압에 의하여 내측 씰링(86)이 들어 올려진다. 그리고, 내측 씰링(86)의 외측으로부터 내측으로 냉매가 유입하고, 이 냉매가 토출구(63)로부터의 냉매와 함께 토출 포트(15)로 배출된다. 한편, 내측 씰링(86)의 외측의 내압이 그 내측의 압력보다도 낮은 상태에서는, 내측 씰링(86)의 상단에 작용하는 가스압에 의하여 내측 씰링(86)이 제2 평판(52)으로 눌려진다.

-제1 실시예의 제9 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에 있어서, 가동 스크롤(50)은 주철제인 것이 일반적이다. 이 경우, 제2 평판(52)에서의 고정측 랩(41)과의 접동면 (도 2에서의 아랫면)에 대해, 고주파 담금질, 질화(窒化), 도금, 인산염피막 등의 처리를 행하여, 소부성(燒付性, 눌어붙지 않는 성질)이나 내마모성 등을 높이도록 하여도 무방하다. 특히, 제2 평판(52)과 고정측 랩(41)이 접동하는 부분에 대해서는, 윤활용의 냉동기유가 공급되기 어려운 경우가 있다. 따라서, 제2 평판(52)의 접동면에는, 이러한 처리를 시행하는 것이 바람직하다.

-제1 실시예의 제10 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 가동 스크롤(50)의 재료를 알루미늄 합금 등의 경합금으로 하여도 무방하다.

즉, 일반적인 구조의 스크롤 압축기와 달리, 상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 양방이 가동 스크롤(50)에 설치되어 있다. 이 때문에, 일반적인 것에 비하여 가동 스크롤(50)의 질량이 증대하고, 베어링부(64)나 구동축(20)의 편심부(21)에 작용하는 하중이 크게 될 우려가 있다.

이것에 대해, 가동 스크롤(50)을 경합금제로 하면, 주철제의 경우에 비해 가동 스크롤(50)을 경량화할 수 있다. 이 때문에, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)의 양방을 가동 스크롤(50)에 설치하는 구성을 취하면서, 베어링부(64)나 구동축(20)의 편심부(21)에 작용하는 하중의 증대를 억제할 수 있다.

또한, 제1 평판(51)이나 가동 스크롤(50)을 주철제로 하면서, 제2 평판(52)만을 경합금제로 해도 무방하다. 가동 스크롤(50)에 있어서, 제2 평판(52)은, 상하 방향으로 베어링부(64)로부터 가장 떨어진 위치에 배치된다 (도 2 참조). 이 때문에, 제2 평판(52)만이라도 경합금제로 하는 것에 의하여 경량화하면, 가동 스크롤(50)을 기울이려고 하는 모멘트를 대폭으로 저감할 수 있다.

-제1 실시예의 제11 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 제1 평판(51)과 별체로 형성된 지주 부재(61)에 의하여 지주부를 구성하고 있는데, 이것에 대신하여, 지주부를 제1 평판(51)과 일체로 형성해도 무방하다. 또한, 이 경우에는, 지주부에 암나사를 형성하고, 이 암나사와 볼트(62)를 치합시키는 것으로, 제1 평판(51)과 제2 평판(52)을 연결해도 무방하다.

-제1 실시예의 제12 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 그 가동 스크롤(50)에 있어서, 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52) 간에 씰재를 사이에 끼워 넣도록 하여도 무방하다. 이 씰재로서는, 고무제의 부재나 개스킷(gasket)상의 부재를 이용할 수 있다.

여기서, 가동측 랩(53)의 선단면이나 제2 평판(52)의 아랫면의 평면도가 충분하지 않으면, 볼트(62)를 단단히 조인 상태에서도 가동측 랩(53)과 제2 평판(52) 간에 간극이 생길 우려가 있다. 이것에 대해, 본 변형예와 같이 가동측 랩(53)과 제2 평판(52) 간에 씰재를 사이에 끼워 넣은 경우에는, 가동측 랩(53)의 선단면이나 제2 평판(52)의 아랫면을 그렇게 고정밀도로 완성하지 않아도, 양자 간의 간극을 씰재로 막는 것이 가능하다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 가동측 랩(53)이나 제2 평판(52)에 그렇게 고정밀한 가공을 시행하지 않아도, 가동측 랩(52)과 제2 평판의 사이로부터 냉매의 누출을 방지할 수 있다.

(발명의 제2 실시예)

본 발명의 제2 실시예는, 상기 제1 실시예에 있어서, 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)의 구성을 변경한 것이다. 여기에서는, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에 대해서, 상기 제1 실시예와 다른 부분을 설명한다.

도 20 및 도 21에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 고정 스크롤(40)에는, 평면 형성부(49)가 설치되어 있다. 또한, 도 21은, 고정 스크롤(40)만을 도시한 것이고, 도 20의 B-B단면에서의 단면도를 도시하고 있다.

이 평면 형성부(49)는, 고정측 랩(41)의 중심측 단부로부터 약 1과 1/2 감기 분의 길이에 이르는 부분에 있어서, 마주 보는 고정측 랩면(45, 46)끼리의 사이를 메우도록 형성되어 있다. 또한, 평면 형성부(49)는, 그 아랫면이 평면이 되도록 형성되어 있다. 평면 형성부(49)의 아랫면은, 고정측 랩(41)의 높이의 약 반분의 높이에 위치하고 있다.

도 20 및 도 22에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 가동측 랩(53)은, 그 일부분이 저벽부(57)를 구성하고, 남은 부분이 통상 벽부(56)를 구성하고 있다. 또한, 도 22는, 가동 스크롤(50)만을 도시한 것이고, 도 20의 B-B단면에서의 단면도를 도시하고 있다.

구체적으로는, 이 가동측 랩(53)에서는, 그 중심측 단부로부터 약 1 감기 분의 길이에 이르는 부분이 저벽부(57)를 구성하고, 남은 부분이 통상 벽부(56)를 구성하고 있다. 저벽부(57)는, 그 높이가 통상 벽부(56)의 높이의 약 반분으로 되어 있다. 통상 벽부(56)는, 그 높이가 상기 제1 실시예의 가동측 랩(53)의 높이와 같게 되어 있다.

이와 같이, 본 실시예의 가동측 랩(53)은, 그 외주측으로부터 중심측을 향하여 높이가 1단 낮게 되는 계단상으로 형성되어 있다. 그리고, 가동측 랩(53)에서의 저벽부(57)의 선단은, 평면 형성부(49)의 아랫면에 접접한다.

도 23에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)과 가동 스크롤(50)의 가동측 랩(53)이 서로 치합된다. 이 점은 상기 제1 실시예와 같다. 또한, 도 23은, 고정 스크롤(40)과 가동 스크롤(50)의 양방을 도시한 것이고, 양자가 조합된 것의 평면도를 도시하고 있다.

이 스크롤 압축기(10)에 있어서, 가동측 랩(53)의 통상 벽부(56)는, 제1 평판(51), 제2 평판(52), 및 고정측 랩(41)과 함께 압축실(60)을 형성하고 있다 (도 20 참조). 또한, 가동측 랩(53)의 저벽부(57)는, 제1 평판(51), 평면 형성부(49), 및 고정측 랩(41)과 함께 압축실(60)을 형성하고 있다.

이와 같이, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 평면 형성부(49)나 가동측 랩(53)의 저벽부(57)에 의해서도 압축실(60)을 형성하고 있다. 그리고, 가동 스크롤(50)의 회전에 수반하여 용적이 변화하는 압축실(60)의 최소 용적은, 가동측 랩(53)의 높이가 그 전체에 걸쳐 일정한 경우에 비하여 작게 된다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 필요한 압축비 (즉 압축실(60)의 최대 용적과 최소 용적의 비)를 확보하면서 고정측 랩(41)이나 가동측 랩(53)의 감기 수를 줄일 수 있어, 고정 스크롤(40)이나 가동 스크롤(50)을 소형화할 수 있다.

이 점에 대해서 설명한다. 고정측 랩 및 가동측 랩의 높이가 일정한 스크롤 압축기에 있어서, 양 랩의 감기 수를 줄이면, 그것에 수반하여 압축비가 저하한다. 이것은, 압축실의 최대 용적을 일정하게 유지하기 위하여 양 랩의 높이를 증가시키면, 그것에 수반하여 압축실의 최소 용적이 증대해버리기 때문이다.

이것에 대해, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 가동측 랩(53)의 저벽부(57)와 통상 벽부(56)를 설치하고 있다. 이 때문에, 고정측 및 가동측 랩(41, 53)의 감기 수를 줄임과 함께 통상 벽부(56)의 높이를 증가시켜 압축실(60)의 최대 용적을 일정하게 유지한 경우에도, 저벽부(57)의 높이를 변화시키지 않으면 압축실(60)의 최소 용적도 변화하지 않는다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 스크롤 압축기(10)의 압축비를 저하시키는 일 없이, 고정측 랩(41) 및 가동측 랩(53)의 감기 수를 삭감할 수 있다.

여기서, 본 실시예의 고정 스크롤(40)에 있어서, 고정측 랩(41)은, 외주부(42)의 내측을 향하여 캔틸레버상으로 돌출하고 있기 때문에, 그 중심측 부분의 변형량이 크게 되는 경향이 있다.

이것에 대해, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 상술한 바와 같이, 그 압축비에 영향을 주는 일 없이, 고정측 랩(41)의 길이를 단축할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 고정측 랩(41)을 단축하는 것에 의하여 그 강성을 확보할 수 있어, 고정측 랩(41)의 변형량을 삭감할 수 있다. 나아가, 본 실시예에서는, 고정측 랩(41)의 중심측 부분을 횡단하도록 평면 형성부(49)가 형성된다. 이 때문에, 이 평면 형성부(49)를 설치하는 것에 의하여, 고정측 랩(41)의 중심측 부분의 강성이 높아지고, 그 변형량을 한층 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 고정측 랩(41)이 변형하여 가동측 랩(53) 등과 과도하게 맞스치는 것을 방지할 수 있어, 고정측 랩(41) 등의 손상을 회피하고 스크롤 압축기(10)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

(발명의 제3 실시예)

본 발명의 제3 실시예는, 상기 제1 실시예에 있어서, 압축 기구(30)의 구성을 변경한 것이다. 여기에서는 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에 대해서, 상기 제1 실시예와 다른 부분을 설명한다.

도 24에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 압축 기구(30)에 있어서, 제2 평판(52)은, 가동 스크롤(50)이 아닌 고정 스크롤(40)에 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 제2 평판(52)은, 고정측 랩(41)이나 외주부(42) 상에 놓여지고, 외주부(42)와 함께 볼트(91)로 하우징(31)에 고정되어 있다. 또한, 본 실시예의 고정 스크롤(40)에 있어서, 외주부(42)에 관통공(47)은 형성되어 있지 않다.

또한, 본 실시예의 압축 기구(30)에 있어서, 가동 스크롤(50)은, 제1 평판(51)과 가동측 랩(53)에 의하여 구성되어 있다. 제1 평판(51)과 가동측 랩(53)은, 상기 제1 실시예와 같이 일체로 형성되어 있다. 즉, 이 가동 스크롤(50)은, 일반적인 스크롤 압축기의 것과 같게 구성되어 있다.

고정 스크롤(40)의 제2 평판(52)에 있어서, 그 전면 (도 24에서의 아랫면)은, 가동측 랩(53)의 선단과 접동하는 접동면을 구성하고 있다. 즉, 제2 평판(52)에서의 가동측 랩(53)과의 접동면은, 단순한 평면으로 되어 있다. 그리고, 고정 스크롤(40)의 제2 평판(52) 및 고정측 랩(41)과, 가동 스크롤(50)의 제1 평판(51) 및 가동측 랩(53)에 의하여, 압축실(60)이 구획되어 있다.

또한, 본 실시예의 스크롤 압축기(10)에 있어서도, 상기 제1 실시예와 같이, 베어링부(64)에서의 챙부(65)의 아랫면에는 냉동기유의 유압이 작용하고 있다. 그리고, 이 챙부(65)에 작용하는 유압에 의하여, 가동 스크롤(50)이 상방으로 밀어 올려진다. 즉, 가동 스크롤(50)에는, 제1 평판(51)을 고정 스크롤(40)로 누르기 위한 힘이 작용하고 있다.

이와 같이, 본 실시예의 압축 기구(30)에서는, 가동측 랩(53)과 접접하는 제2 평판(52)이, 고정측 랩(41)과 별체로 형성되어 있다. 그리고, 고정측 랩(41)과 별체의 제2 평판(52)에 있어서, 가동측 랩(53)과의 접동면은 단순한 평면으로 된다. 이 때문에, 제2 평판(52)에 상당하는 것이 고정측 랩과 일체로 형성되는 일반적인 스크롤 압축기에 비해, 제2 평판(52)에서의 가동측 랩(53)과의 접동면을 고정밀도로 가공하는 것이 극히 용이하게 된다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 가공에 다대한 시간을 요하는 일 없이, 제2 평판(52)의 접동면을 작은 표면 거칠기로 완성할 수 있고, 나아가서는 확실하게 평면으로 완성하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 스크롤 압축기(10)의 생산 효율을 손상하는 일 없이, 제2 평판(52)과 가동측 랩(53)의 간극으로부터 누출되는 냉매량을 대폭으로 삭감할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예의 압축 기구(30)에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서, 제2 평판(52)이 고정측 랩(41)과 별체로 되어 있다. 이 때문에, 스크롤 압축기(10)의 조립 시에는, 제2 평판(52)을 붙이기 전의 상태에서, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 위치 관계를 눈으로 보거나 간극 게이지 등으로 확인하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 가동측 랩(53)을 회전하면서 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 간극을 체크할 수 있어, 최적한 위치에 고정 스크롤(40)을 고정할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)의 배치를 최적화하는 것에 의해서도, 압축실(60)로부터 누출되는 냉매량을 삭감할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율 향상을 도모할 수 있다.

-제3 실시예의 제1 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정측 랩(41)과 제2 평판(52) 간에 접동판을 사이에 끼워 넣어도 무방하다. 이 접동판은, 용수철강 등의 내마모성이 우수한 재료로 이루어지는 박판으로서, 박판 부재를 구성하고 있다. 본 변형예의 스크롤 압축기(10)에 있어서, 가동측 랩(53)의 선단은, 이 접동판과 접동한다. 이 접동판은 우수한 내마모성을 가지고 있기 때문에, 기동시 등에 급유량이 부족하기 쉬운 가동측 랩(53)의 선단부에 있어서도, 마모나 눌어붙는 등의 트러블을 확실하게 방지할 수 있다.

-제3 실시예의 제2 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정 스크롤(40)에 있어서, 외주부(42)의 높이를 고정측 랩(41)의 높이와 같게 하고 있는데 (도 24 참조), 이것에 대신하여 다음과 같은 구성을 채용해도 무방하다.

즉, 고정 스크롤(40)에 있어서, 외주부(42)의 높이를 고정측 랩(41)의 높이보다도 약간 높게 하여도 무방하다. 본 변형예에서는, 가동 스크롤(50)이 가장 상방으로 위치하는 상태에 있어서도, 제1 평판(51)은 외주부(42)의 아랫면에 접접하고, 고정측 랩(41)의 하측 선단과 제1 평판(51) 간에는 반드시 간극이 확보된다.

이 때문에, 압축실(60)의 내압이나 열에 의하여 고정측 랩(41)이 다소 변형한 상태라도, 고정측 랩(41)의 선단이 제1 평판(51)에 강하게 닿아 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정측 랩(41)과 제1 평판(51)의 접촉에 의한 마찰 저항의 증대를 회피할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 고정측 랩(41)의 선단에 제1 평판(51)과 접동하는 칩씰을 설치해도 무방하다. 상술한 바와 같이, 본 변형예에서는, 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판(51) 간에 간극을 설치하고 있는데, 이 간극은 칩씰에 의하여 씰된다.

이와 같이, 칩씰을 설치하면, 고정측 랩(41)과 제1 평판(51)과의 간극을 확보한 후에, 고정측 랩(41)과 제1 평판(51)의 간극을 씰할 수 있다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 간극의 확보에 의한 효과에 더하여, 고정측 랩(41)과 제1 평판(51)과의 간극으로부터의 누출을 억제할 수 있어, 스크롤 압축기(10)의 효율 저하를 회피할 수 있다.

-제3 실시예의 제3 변형예-

상기 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 그 고정 스크롤(40)에 있어서, 고정측 랩(41)과 제2 평판(52) 간에 씰재를 끼워 넣도록 해도 무방하다. 이 씰재로서는, 고무제의 부재나 개스켓상의 부재를 이용할 수 있다.

여기서, 고정측 랩(41)의 선단면이나 제2 평판부(52)의 아랫면의 평면도가 충분하지 않으면, 볼트(91)를 강하게 조인 상태에서도 고정측 랩(41)과 제2 평판부(52) 간에 간극이 생길 우려가 있다. 이것에 대해, 본 변형예와 같이 고정측 랩(41)과 제2 평판부(52) 간에 씰재를 사이에 끼워 넣은 경우에는, 고정측 랩(41)의 선단면이나 제 2 평판(52)의 아랫면을 그렇게 고정밀도로 마무리하지 않아도, 양자 사이의 간극을 씰재로 막는 것이 가능하다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 고정측 랩(41)이나 제2 평판(52)에 그렇게 고정밀도한 가공을 시행하지 않아도 가동측 랩(53)과 제2 평판(52) 사이로부터의 냉매의 누출을 방지할 수 있다.

(발명의 기타 실시예)

상기 각 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정 스크롤(40)을 세라믹제로 해도 무방하다. 이 경우, 예를 들어 구리를 함침시킨 세라믹으로 고정 스크롤(40)을 형성하고, 연마 가공만으로 고정 스크롤(40)의 완성을 행해도 무방하다.

여기서, 상기 각 실시예의 스크롤 압축기(10)에서는, 고정측 랩(41)이 제1 평판(51)과도 제2 평판(52)과도 별체로 되는 구성을 채용하고 있다. 이 때문에, 고정측 랩(41)은 외주부(42)로부터 내측을 향하여 연장되는 캔틸레버상의 형상으로 되어, 고정측 랩(41)의 강성을 확보하기 어렵게 된다. 이것에 대해, 본 변형예와 같이 고정 스크롤(40)을 세라믹제로 하면, 고정측 랩(41)의 강성을 충분히 확보할 수 있어, 고정측 랩(41)의 과도한 변형을 방지할 수 있다.

또한, 고정측 랩(41)과 가동측 랩(53)을 함께 철강 재료로 구성하는 경우에도, 고정측 랩(41)의 재료를 가동측 랩(53)의 재료보다도 영률이 높은 재료를 이용하는 것으로 고정측 랩(41)의 강성을 높일 수 있어, 고정측 랩(41)의 과도한 변형을 방지할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예는, 모두 본 발명에 관련된 스크롤형 유체 기계에 의해 구성된 스크롤 압축기(10)이지만, 이 스크롤형 유체 기계를 압축기 이외의 용도로 이용해도 무방하다. 예를 들어, 이 스크롤형 유체 기계를 팽창기로서 냉매 회로에 설치해도 무방하다. 이 경우, 팽창기로서의 스크롤형 유체 기계에는, 응축기 등으로 방열한 후의 고압 냉매가 도입된다. 그리고, 팽창기로서의 스크롤형 유체 기계로부터는, 고압 냉매의 내부 에너지의 일부가 회전 동력으로서 출력된다.

이상과 같이, 본 발명은, 냉동 장치의 압축기 등으로서 이용되는 스크롤형 유체 기계에 대해서 유용하다.

Claims (33)

1. 고정 스크롤(40)과, 공전 운동을 행하는 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계에 있어서,

   상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심(偏心)부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 상기 제1 평판부(51)와 일체로 형성된 가동측 랩(53)을 구비하고,

   상기 고정 스크롤(40)은, 상기 가동측 랩(53)과 치합(齒合)되는 고정측 랩(41)과, 당해 고정측 랩(41)과는 별체로 형성됨과 함께 고정측 랩(41)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하며,

   상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(流體室)(60)이 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
2. 고정 스크롤(40)과, 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계에 있어서,

   상기 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)을 구비하고,

   상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 당해 제1 평판부(51)와 일체로 형성되어 상기 고정측 랩(41)과 치합되는 가동측 랩(53)과, 상기 제1 평판부(51) 및 가동측 랩(53)과는 별체로 형성됨과 함께 가동측 랩(53)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하고, 상기 제2 평판부(52)를 제1 평판부(51) 또는 가동측 랩(53)에 연결한 상태에서 공전 운동을 행하도록 구성되고,

   상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(60)이 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
3. 고정 스크롤(40)과, 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계에 있어서,

   상기 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)을 구비하고,

   상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 당해 제1 평판부(51)와는 별체로 형성되어 상기 고정측 랩(41)과 치합되는 가동측 랩(53)과, 당해 가동측 랩(53)과 일체로 형성됨과 함께 가동측 랩(53)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하고, 상기 제1 평판부(51)를 제2 평판부(52) 또는 가동측 랩(53)에 연결한 상태에서 공전 운동을 행하도록 구성되고,

   상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(60)이 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
4. 고정 스크롤(40)과, 가동 스크롤(50)과, 당해 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구와, 회전축(20)을 구비하는 스크롤형 유체 기계에 있어서,

   상기 고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)을 구비하고,

   상기 가동 스크롤(50)은, 상기 회전축(20)의 편심부(21)와 계합하는 제1 평판부(51)와, 당해 제1 평판부(51)와는 별체로 형성되어 상기 고정측 랩(41)과 치합되는 가동측 랩(53)과, 상기 제1 평판부(51) 및 가동측 랩(53)과는 별체로 형성됨과 함께 가동측 랩(53)을 사이에 두고 제1 평판부(51)와 대향하는 제2 평판부(52)를 구비하고, 제1 평판부(51)와 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52)를 서로 연결한 상태에서 공전 운동을 행하도록 구성되고,

   상기 고정측 랩(41), 가동측 랩(53), 제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)에 의하여 유체실(60)이 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
5. 제1항에 있어서,

   고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주(外周)부(42)를 구비하는 한편,

   고정측 랩(41)의 선단(先端)과 제1 평판부(51) 간에 간극(間隙)이 형성되도록, 상기 외주부(42)의 높이가 상기 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있는 스크롤형 유체 기계.
6. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편,

   상기 고정측 랩(41)의 선단과 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52) 간에 간극이 형성되도록, 상기 외주부(42)의 높이가 상기 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있는 스크롤형 유체 기계.
7. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   가동측 랩(53)의 높이가 고정측 랩(41)의 높이보다도 높게 되어 있는 스크롤형 유체 기계.
8. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   고정측 랩(41)은, 그 중심 부분의 높이가 그 외주 부분의 높이보다도 낮게 되도록 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
9. 제5항에 있어서,

   고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51)와 접촉하여 미끄러져 움직이는(摺動) 칩씰(chip seal)(72)이 설치되어 있는 스크롤형 유체 기계.
10. 제6항에 있어서,

    고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)와 접촉하여 미끄러져 움직이는 칩씰(72)이 설치되어 있는 스크롤형 유체 기계.
11. 제7항에 있어서,

    고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)와 접촉하여 미끄러져 움직이는 칩씰(72)이 설치되어 있는 스크롤형 유체 기계.
12. 제8항에 있어서,

    고정측 랩(41)의 선단에는, 제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)와 접촉하여 미끄러져 움직이는 칩씰(72)이 설치되어 있는 스크롤형 유체 기계.
13. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    가동 스크롤(50)에는, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)의 간격을 유지하기 위한 지주(支柱)부(61)가 가동측 랩(53)의 외측에 복수 설치되어 있는 스크롤형 유체 기계.
14. 제13항에 있어서,

    지주부(61)는, 그 높이가 가동측 랩(53)의 높이 이상으로 되도록 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
15. 제13항에 있어서,

    고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편,

    상기 외주부(42)에는 지주부(61)를 관통하기 위한 가이드 구멍(47)이 복수 형성되고,

    상기 외주부(42)의 가이드 구멍(47)과, 당해 가이드 구멍(47)에 관통되어 가이드 구멍(47)의 측벽과 접촉하여 미끄러져 움직이는 지주부(61)에 의하여 가동 스크롤(50)의 자전 방지 기구가 구성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
16. 제1항에 있어서,

    고정측 랩(41)은, 그 일부분 또는 전체의 두께가 가동측 랩(53)의 두께보다도 두껍게 되도록 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
17. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    고정측 랩(41)은, 그 일부분 또는 전체의 두께가 가동측 랩(53)의 두께보다도 두껍게 되도록 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
18. 제1항에 있어서,

    고정측 랩(41)의 재료는, 그 영률(Young's modulus)이 가동측 랩(53)의 재료보다도 높게 되어 있는 스크롤형 유체 기계.
19. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    고정측 랩(41)의 재료는, 그 영률이 가동측 랩(53)의 재료보다도 높게 되어 있는 스크롤형 유체 기계.
20. 제1항에 있어서,

    고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편,

    상기 외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 외측면과 미끄러지는 상태로 접(摺接)하도록 상기 고정측 랩(41)의 내측면에 연속하여 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
21. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 일체로 형성되어 당해 고정측 랩(41)의 주위를 둘러싸는 외주부(42)를 구비하는 한편,

    상기 외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 외측면과 미끄러지는 상태로 접하도록 상기 고정측 랩(41)의 내측면에 연속하여 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
22. 제20항에 있어서,

    외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 최외주 부분에서의 외측면의 전체와 미끄러지는 상태로 접하는 것이 가능하게 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
23. 제21항에 있어서,

    외주부(42)의 내측면은, 가동측 랩(53)의 최외주 부분에서의 외측면의 전체와 미끄러지는 상태로 접하는 것이 가능하게 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
24. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    제1 평판부(51) 및 제2 평판부(52)는, 가동 스크롤(50)의 무게 중심 위치를 편심부(21)의 중심선 상에 위치시키도록 하는 형상으로 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
25. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    고정 스크롤(40), 가동 스크롤(50), 자전 방지 기구, 및 회전축(20)이 수납되는 밀폐 용기 모양의 케이싱(11)을 구비하는 한편,

    상기 케이싱(11)의 내부 전체가 저압 상태로 되도록 구성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
26. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    고정 스크롤(40), 가동 스크롤(50), 자전 방지 기구, 및 회전축(20)이 수납되는 밀폐 용기 모양의 케이싱(11)을 구비하는 한편,

    상기 케이싱(11)의 내부에는, 저압 상태로 됨과 함께 적어도 고정 스크롤(40) 및 가동 스크롤(50)이 설치되는 저압실(12)이 형성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
27. 제1항에 있어서,

    고정 스크롤(40)은, 고정측 랩(41)과 제2 평판부(52) 간에 끼워져 가동측 랩(53)의 선단과 접촉하여 미끄러져 움직이는 박판 부재(71)를 구비하고 있는 스크롤형 유체 기계.
28. 제2항 또는 제4항에 있어서,

    가동 스크롤(50)은, 가동측 랩(53)과 제2 평판부(52) 간에 끼워져 고정측 랩(41)의 선단과 접촉하여 미끄러져 움직이는 박판 부재(71)를 구비하고 있는 스크롤형 유체 기계.
29. 제3항 또는 제4항에 있어서,

    가동 스크롤(50)은, 가동측 랩(53)과 제1 평판부(51) 간에 끼워져 고정측 랩(41)의 선단과 접촉하여 미끄러져 움직이는 박판 부재(71)를 구비하고 있는 스크롤형 유체 기계.
30. 제1항에 있어서,

    제1 평판부(51)를 고정측 랩(41)으로 누르기 위한 힘이 가동 스크롤(50)에 작용하도록 구성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
31. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    제1 평판부(51) 또는 제2 평판부(52)를 고정측 랩(41)으로 누르기 위한 힘이 가동 스크롤(50)에 작용하도록 구성되어 있는 스크롤형 유체 기계.
32. 제1항에 있어서,

    가동측 랩(53)에서의 중심측 단부로부터 소정 길이에 이르는 부분은, 당해 가동측 랩(53)의 외주측 단부보다도 높이가 낮은 저벽부(57)를 구성하는 한편,

    고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)에는, 상기 저벽부(57)의 선단과 미끄러지는 상태로 접하여 유체실(60)을 형성하기 위한 평면 형성부(49)가 설치되어 있는 스크롤형 유체 기계.
33. 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    가동측 랩(53)에서의 중심측 단부로부터 소정 길이에 이르는 부분은, 당해 가동측 랩(53)의 외주측 단부보다도 높이가 낮은 저벽부(57)를 구성하는 한편,

    고정 스크롤(40)의 고정측 랩(41)에는, 상기 저벽부(57)의 선단과 미끄러지는 상태로 접하여 유체실(60)을 형성하기 위한 평면 형성부(49)가 설치되어 있는 스크롤형 유체 기계.