KR100669215B1

KR100669215B1 - 스크롤 유체기계

Info

Publication number: KR100669215B1
Application number: KR1020050026648A
Authority: KR
Inventors: 도루 사토
Original assignee: 아네스토 이와타 가부시키가이샤
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2007-01-15
Also published as: JP4510495B2; CN1676933A; KR20060045024A; EP1582693A1; EP1582693B1; JP2005282496A; CN100347449C; US20050220649A1; US7207788B2

Abstract

스크롤 유체기계는, 그 사이에 밀봉 공간을 형성하는 고정 스크롤과 선회 스크롤을 포함한다. 선회 스크롤은 베어링에 의해 구동 샤프트 주위로 고정 스크롤에 대해 편심 회전한다. 오일 공급구는 선회 스크롤에 형성되어, 그리스가 윤활을 위해 베어링에 공급될 수 있다.

스크롤 유체기계, 고정 스크롤, 선회 스크롤

Description

스크롤 유체기계{SCROLL FLUID MACHINE}

도 1은 커버판 및 고정 스크롤이 제거된, 본 발명에 의한 스크롤 유체기계의 수직 단면도이다.

도 2는 종래의 스크롤 유체기계의 수직 단면도이다.

본 발명은, 스크롤 압축기, 스크롤 진공펌프, 스크롤 익스팬더(scroll expander) 및 스크롤 송풍기와 같은 스크롤 유체기계에 관한 것이다.

이같은 스크롤 유체기계는, 베어링에 의해 회전하는 구동 샤프트(drive shaft)의 편심 샤프트부(eccentric shaft portion) 상에 지지되는 선회 스크롤(orbiting scroll) 및 고정 스크롤(stationary scroll)을 포함한다. 고정 스크롤은 고정 랩(stationary wrap)을 구비하는 고정 단판(stationary end plate)을 포함하며, 선회 스크롤은 선회 랩(orbiting wrap)을 구비하는 선회 단판(orbiting end plate)을 포함한다. 고정 랩과 선회 랩 사이에, 밀봉 챔버(sealed chamber)가 형성되고, 선회 스크롤이 자기 축을 중심으로 회전하는 것을 방지하는 자기회전 방지장치(self-rotation preventing device)가 구비된다.

구동 샤프트의 편심 샤프트부 및 자기회전 방지장치를 구비한 선회 스크롤은, 고정 스크롤에 대하여 편심 회전한다. 외부에서 유입된 유체는 회전 방향을 따라 중심으로 도입되며 압축되거나, 또는 중심에서 유입된 유체는 감압되고 외부로 배출된다.

고정 랩 및 선회 랩은, 중심 주위로 회전방향을 따라 점차 커지는 나선형 곡선, 또는 동일한 중심을 갖고 원주방향으로 연결되는 짧은 호를 가진 곡선을 포함한다. 고정 랩과 선회 랩 사이의 방사상 간극(radial gap)은, 너무 커지지 않게 하면서, 이들 랩 상호간에 속박하지 않도록 정확히 결정된다.

도 2는 스크롤 유체기계의 한 예로서 스크롤 압축기를 도시한 것이며, 본 발명은 스크롤 익스팬더와 같은 타 스크롤 유체기계에도 응용 가능하다. 도 2에서, 좌측이 정면, 우측이 배면이다.

도 2의 좌측, 즉 정면에서, 고정 스크롤(1)은, 외주면에 유입구(2)를 구비하고 중심부에 배출구(3)를 구비하는, 환형 고정 단판(4)을 포함한다. 나선형 고정 랩(5)은 고정 단판(4)의 배면에 구비되며, 복수의 물결형 수평 냉각 핀(6)이 일정한 간격을 두고 정면에 구비된다.

고정 스크롤(1) 이면의 선회 스크롤(7)은, 고정 스크롤(1)에 대향하는 환형 선회 단판(8)의 정면에 나선형 선회 랩(9)을 구비하고, 복수의 물결형 수평 냉각 핀(8)을 일정한 간격을 두고 후면에 구비한다.

베어링판(bearing plate)(11)은 선회 스크롤(7)의 이면에 배치된다. 베어링판(11)의 배면 중앙부에서, 구동 샤프트(12)의 편심 샤프트부(13)는, 오일 씰(oil seal)(15a) 및 롤러 베어링(14)에 의해 관형 보스(tubular boss)(15)로 회전지지되며, 따라서 선회 스크롤(7)이 하우징(17) 내의 구동 샤프트(12) 주위를 편심 회전하도록, 외주면에 세 개의 공지된 크랭크-핀 형상의 자기회전 방지장치(16)가 구비된다.

구동 샤프트(12)의 배면 단부는 하우징(17)에서 돌출되어, 하우징(17)의 배면에 고착된 커버(20)로 덮여있는 냉각 팬(19) 및 동력전달 풀리(18)에 연결된다. 커버판(21)은 고정 스크롤(1)의 정면에 접촉하고, 나사(22)로 고정된다.

선회 스크롤(7)은 나사(23)에 의하여 베어링판(11)에 고정된다. 고정 스크롤(1)의 배면 판(24)은 하우징(17)의 정면에 배치되어, 볼트(25) 및 너트(26)에 의해 고정된다.

결합홈(5a,9a)은 고정 랩(5) 및 선회 랩(9)의 단부에 형성된다. 밀봉 부재("S")는 결합홈(5a,9a) 내에 배치되어, 선회 스크롤(7)의 선회 단판(8)과 고정 스크롤(1)의 고정 단판(4) 사이의 활주 접촉을 보장한다.

원활한 작동 및 과열 방지를 위하여, 베어링 부분에 그리스(grease)가 도입된다. 그러나 스크롤 유체기계의 작동에 의하여, 베어링 내의 그리스는 회전부의 활주 열로 인해 점차 증발 또는 누액되므로, 정기적인 공급이 필요하다.

따라서, 도 2의 스크롤 유체기계에서, 풀리(18), 커버(20) 및 냉각 팬(19)을 제거한 후에, 나사(22,23), 볼트(25) 및 너트(26)를 풀어서 커버판(21), 고정 스크롤(1), 선회 스크롤(7) 및 베어링판(11)을 분해해야 하는데, 이는 많은 시간과 노력을 요한다.

이러한 단점을 극복하기 위한 시도가, 일본 실용신안 공개번호 7-2961에 개시되어 있다. 이 공보에 기재된 스크롤 유체기계에서는, 그리스를 크랭크 샤프트 단부의 베어링으로 공급하기 위하여, 오일 공급구(oil supply entrance)가 크랭크 샤프트에 부착된 균형추(balancing weight)의 바닥면에 형성된다. 오일 공급구와 연결되는 통로는 베어링의 슬릿과 연결되어 있다.

그러나 외부에서 하우징을 취급하기는 힘들다. 그리스 분사기를 균형추 바닥면의 오일 공급구에 더 근접하게 하려면, 풀리를 주 구동 크랭크 샤프트의 단부에서 분리해야 한다. 이는 많은 노동력을 요한다. 균형추를 관통하여 오일 공급구를 천공하거나, 크랭크 샤프트를 관통하여 공급구와 연결되는 통로를 천공하는 것은 용이하지 않다.

또 상기 실용신안공보에서, 선회 스크롤이 편심 회전하도록 자기회전 방지장치의 구동 크랭크 샤프트의 베어링에 오일을 공급하기 위하여, 오일 공급구 및 통로가 축방향으로 천공되고, 개구부의 그리스 니플(grease nipple)은 커버로 덮여 있다.

그러나 하우징 내에 오일 공급구 및 통로를 천공하는 것은 곤란하며, 그리스를 도입할 때는 커버를 제거해야 한다.

전술한 단점을 고려하여, 본 발명의 목적은, 전면에서 커버판과 고정 스크롤을 제거함으로써, 그리스가 구동 샤프트 내 편심 샤프트부의 베어링 및 자기회전 방지장치로 공급되도록 하는 스크롤 유체기계를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징과 이점은, 첨부한 도면에 도시된 실시예에 관한 이하의 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 도 2의 기계에서 커버판(21), 배출구(3) 및 고정 스크롤(1)이 제거된, 본 발명의 바람직한 실시예의 수직 단면도이다.

도 1은 도 2와 유사하며, 동일한 요소에는 동일한 참조부호를 지정하였다. 그에 관한 설명은 생략한다.

선회 스크롤(7) 내 선회 단판(8)의 중앙부, 또는 나사(23)로 선회 스크롤(7)에 고정된 베어링판(11)의 중앙부에, 오일 공급구(30)가 선회 랩(9)을 관통하여 형성되고, 그리스 니플(31)은 오일 공급구(30)와 결합한다.

방사상 간극(32)이 형성되어, 구동 샤프트(12)의 편심 샤프트부(13)의 정면 및 오일 공급구(30)의 배면 단부 사이의, 베어링(14)의 정면까지 연장된다.

베어링판(11)의 외주면 상의 자기회전 방지장치(16)를 위한 지지 보강부(33)의 정면에, 오일 공급구(34)가 형성되고, 경사 그리스 니플(35)이 오일 공급구(34)와 결합한다.

방사상 간극(38)이 형성되어, 선회축(pivot)(36)의 정면 및 오일 공급구(34) 배면 단부 사이의, 자기회전 방지장치 내의 선회축(36)을 위한 볼베어링(37)의 정면까지 연장된다.

도 1에서, 그리스 니플(31,35)은 선회 랩(9) 방향으로 배치되어, 그리스가 그리스 분사기(39,40)의 개구부에서 회전부로 용이하게 공급될 수 있다.

전술한 설명은 본 발명의 실시예에 관한 것이다. 첨부한 청구항의 범위를 벗어나지 않고, 당업자에 의하여 다양한 변화 및 수정이 가해질 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 유체기계는, 전면에서 커버판과 고정 스크롤을 제거함으로써, 그리스가 구동 샤프트의 편심 샤프트부의 베어링 및 자기회전 방지장치로 공급되도록 한다.

Claims

일측 단부에 편심 샤프트부를 구비한 구동 샤프트;

고정 랩을 구비한 고정 단판을 포함하는 고정 스크롤;

선회 랩을 구비한 선회 단판을 포함하는 선회 스크롤; 및

상기 선회 스크롤이 자기 축 주위로 회전하는 것을 방지하는 자기회전 방지장치

를 포함하며,

상기 선회 스크롤은, 베어링에 의해 회전하는 구동 샤프트의 편심 샤프트부에 의해 지지되고,

상기 선회 스크롤은 상기 고정 스크롤에 대해 편심 회전하고, 상기 고정 랩 및 상기 선회 랩 사이에 밀봉 챔버를 형성하며,

오일 공급구가 상기 선회 단판을 관통하여 축방향으로 형성되어, 그리스가 상기 선회 단판의 일측에서 개구 단부로부터 상기 편심 샤프트부의 베어링을 향하여 상기 오일 공급구로 공급될 수 있는

것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계.
제1항에 있어서,

상기 선회 스크롤의 이면에서 베어링판이 상기 선회 스크롤에 고정되며, 상기 오일 공급구가 상기 베어링판을 관통해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

스크롤 유체기계.
제1항에 있어서,

상기 오일 공급구에 그리스 니플이 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는,

스크롤 유체기계.
제1항에 있어서,

그리스가 베어링에 도달하도록, 상기 오일 공급구의 배면 단부에 상기 베어링 방향으로 간극이 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

스크롤 유체기계.
일측 단부에 편심 샤프트부를 구비한 구동 샤프트;

고정 랩을 구비한 고정 단판을 포함하는 고정 스크롤;

선회 랩을 구비한 선회 단판을 포함하는 선회 스크롤;

상기 선회 스크롤이 자기 축 주위로 회전하는 것을 방지하는 자기회전 방지장치; 및

상기 선회 스크롤 이면에서 상기 선회 스크롤이 고정되는 베어링판;을 포함하며,

상기 선회 스크롤은, 베어링에 의해 회전하는 상기 구동 샤프트의 상기 편심 샤프트부에 의해 지지되고,

상기 고정 랩 및 상기 선회 랩 사이에 밀봉 챔버를 형성하며, 상기 선회 스 크롤은 상기 고정 스크롤에 대해 편심 회전하며,

그리스가 오일 공급구에서 상기 자기회전 방지장치의 베어링으로 공급되도록, 상기 오일 공급구가 상기 자기회전 방지장치의 전면에서 상기 베어링판을 관통하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

스크롤 유체기계.
제5항에 있어서,

상기 오일 공급구에 그리스 니플이 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는,

스크롤 유체기계.
제5항에 있어서,

그리스가 베어링에 도달하도록, 상기 오일 공급구의 배면 단부에 상기 자기회전 방지장치의 상기 베어링 방향으로 간극이 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

스크롤 유체기계.