KR100732841B1 - 스크롤 유체장치 - Google Patents

Abstract

스크롤 유체장치는 하우징에 고정되며 선회스크롤은 구동축과 회전한다. 상기 고정스크롤은 내주측 및 외주측 고정랩(wrap)을 가진 고정말단부을 포함하며 상기 선회스크롤은 내주측 및 외주측 선회랩을 가진 선회말단부을 포함한다. 상기 선회스크롤의 회전은 상기 내주측 및 외주측가변챔버를 형성하는 각각의 내주측 및 외주측 선회랩과 결합하는 상기 내주측 및 외주측 고정랩을 수용한다. 상기 내주측 및 외주측 가변챔버는 동일한 압축비를 가지며 동일하게 저압의 가스를 형성한다.

스크롤, 유체, 흡입구, 토출구, 가스

Description

스크롤 유체장치{SCROLL FLUID MACHINE}

본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 의해 보다 상세히 설명되어진다.

도 1은 본 발명에 의한 스크롤 유체장치의 일실시예의 수직단면이다.

도 2는 도 1에서 2-2라인을 따른 수직단면이다.

도 3은 도 2와 유사한 수직단면이며 랩의 다양한 결합을 도시한 것이다.

도 4는 도 2와 유사한 수직단면이며 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.

본 발명은 비교적 저압에서 형성된 큰 가스의 부피에 의한 스크롤 유체장치에 관한 것이다.

스크롤 유체장치는 스크롤 압축기 및 스크롤 감압기를 포함하며 봉입된 압축실의 부피는 외측 방향에서 중심부 근처 타측단 방향으로 랩(wrap)이 감겨진 일측단으로 부터 점차 감소하며 상기 외주측로부터 흡입되는 가스는 중심부 근처에서 압축되며 배출되거나 상기 중심부로부터 흡입된 가스는 상기 외주측로부터 감압되고 배출된다.

종래의 스크롤 유체장치는 중간 또는 높은 압력으로 사용되며 비교적 높은 압력의 압축된 가스를 형성하거나 효율적인 감압을 실시한다.

하지만 상기 스크롤 유체장치에서 밀가루 같은 파우더를 전송하기 위해 약 0.2 내지 0.3MPa의 저압에서 압축된 가스의 높은 부피를 얻는다. 저압에서 압축된 가스의 높은 부피를 얻기 위해서 랩의 감겨진 횟수를 감소시키고, 랩 사이의 공간을 확장하는 것이 필요하다.

상기 랩 사이의 확장된 공간은 회전 선회스크롤의 반지름을 형성하며 상기 선회스크롤의 외주측지름을 보다 크게 증가시킨다. 따라서, 더 큰 수치로 회전하는 무거운 선회스크롤을 위해 필요하다. 상기 선회스크롤의 선회축을 위해 지지하기 위해 높은 부하저항을 갖는 베어링을 제공하는 것이 필요하며 무게 및 크기의 증가로 인해 생산비용이 증가한다.

상기와 같은 문제점을 회피하기 위해 상기 랩은 상기 선회스크롤의 수치를 증가시키지 않는 상기 선회스크롤의 상기 중심만큼 가깝게 형성한다. 하지만 원하는 저압에서 압축된 가스를 얻는 것을 가능하게 하는 높은 배출압력을 포함한다.

따라서 종래의 저압을 위한 스크롤 압축기에서 선회랩은 선회스크롤의 상기 중심부 근처에서 부분적으로 제거되며 큰 공간의 랩은 상기 중심부로부터 이격된 부분에서만 제공된다. 하지만 상기 선회스크롤의 중심부는 출력의 역할을 하지 않으며 비효율적이고 비경제적이다.

종래기술에서 언급한 문제점을 본 발명은 스크롤 유체장치에 있어서 랩 사이 의 공간은 중간 또는 높은 압력기계와 동일하며 랩은 저압을 형성하는 압축된 가스를 제공하며 상기 외주측에서 압축된 가스와 거의 동일하며 전체크기의 변화 또는 상기 다수의 스크롤이 회전 없이 저압 가스의 높은 부피를 얻는 것을 가능하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 스크롤 압축기의 수직측면을 도시한 것이다. 본 발명에서 외주측 및 내주측 가변챔버는 고정 및 선회랩에 의해 형성된다.

도 1에서 상기 스크롤 압축기는 기본적으로 종래의 장치와 유사하며 간단하게 도시되어있다. 도 1에서 좌측 및 우측은 각각 전면 및 후면으로 간주된다.

도 1에서 전면 또는 좌측면에서 외주측 흡입구(3a)는 고정스크롤(1)의 고정말단부(2)의 외주측에 형성되며 내주측 토출구(4b)는 중심에서 형성된다. 이들 사이에 외주측토출구(4a) 및 내주측 흡입구(3b)가 형성된다.

나선형고정랩(5)은 상기 고정말단부(2)의 상기 후면에 제공된다. 상기 전면에 수평하고 동일한 높이의 완만한 물결모양의 냉각핀(6)이 위치한다. 상기 고정스크롤(1) 뒤의 선회스크롤(7)은 원형 선회말단부(8) 전면의 나선형 선회랩(9) 또는 상기 고정스크롤(1)과 마주보는 면을 가지며 복수의 수평하고 동일한 높이의 냉각핀(10)이 위치한다.

상기 선회스크롤(7)의 후면에서 베어링판(11)은 마운트된다. 상기 베어링판(11)의 후면중심부에서 통형보스(15)가 추축으로 베어링(14)에 의한 구동축(12)의 편심축부(13)를 지지한다.

상기 베어링판(11)의 후면의 외주측의 세 지점에서 공지된 크랭크-핀 타입의 자가회전방지장치(16)가 위치하며 상기 선회스크롤(7)은 하우징(17)에 의해 구동축(12) 주변을 편심회전한다.

덮개판(18)은 나사(19)와 고정스크롤(1)의 전면에 부착된다. 상기 선회스크롤(7)은 나사(20)와 베어링판에 부착된다. 상기 고정스크롤(1)의 후면판(21)은 볼트(22) 및 너트(23)와 함께 하우징(17)에 부착된다.

결합홈(24, 25)은 선회랩(5, 9)에 각각 형성된다. 봉입부재 'S'는 상기 선회스크롤(7) 및 상기 선회스크롤(1)의 상기 고정말단부(4) 선회말단부(8) 사이에 접촉하는 슬라이딩 내의 상기 결합홈(24, 25)에 일치한다.

도 2 및 도 1의 2-2라인을 따른 단면에서 도시된 바와 같이 상기 고정랩(5)은 상기 선회랩(9)이 외주측 가변챔버선회랩(9a) 및 내주측 가변챔버선회랩(9b)으로 나뉘는 동안 상기 외주측 흡입구(3a)와 연통하는 외주측 가변챔버와 상기 내주측 토출구(4b)와 연통하는 내주측 가변챔버용고정랩(5b)으로 분리된다.

삭제

상기 토출구(4a)와 연통하는 외주측 일측단가변챔버실 'B' 와 상기 외주측흡입구(3a)와 연통하는 타측단가변챔버 'A'의 부피비는 상기 내주측 토출구(4b)와 연통하는 내주측 타측단가변챔버 'D'와 상기 내주측 흡입구(3b)와 연통하는 내주측 일측단가변챔버 'C'의 부피비와 같다.

따라서 압축된 가스는 상기 외주측 및 내주측 가변챔버에서 생성된 것과 동일한 압력을 가지기 때문에 종래의 장치에 비교하여 대용량의 저압으로 압축된 가스가 얻어지며 중심랩은 스크롤에서 제거된다.

도 4는 본 발명에 의한 스크롤 감압기의 수직단면을 도시한 것이며 도 2와 유사하다.

도 4에서 상기 내주측 토출구(4b)는 도 2에서는 내주측 흡입구(3b)로 변하며 상기 외주측 토출구(4a)는 외주측 흡입구(3a)로 변한다. 또한 상기 내주측 흡입구(3b)는 내주측 토출구(4b)로 변하며 상기 외주측 흡입구(3a)는 외주측 토출구(4a)로 변한다. 도 1 내지 도 3에서도 상기와 같이 변하는 것을 볼 수 있다. 도 4에서 상기 내주측 흡입구(3b)로 부터 흡입되는 가스는 감압 되며 상기 외주측 토출구(4a)로부터 토출된다.

이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

본 발명에 의하면 스크롤 유체장치에 있어서 랩 사이의 공간은 중간 또는 높은 압력기계와 동일하며 랩은 저압을 형성하는 압축된 가스를 제공하며 상기 외주측에서 압축된 가스와 거의 동일하며 전체크기의 변화 또는 상기 스크롤의 다수의 회전 없이 저압의 가스의 높은 부피를 얻는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 스크롤 유체장치에 있어서,

   하우징;

   편심축부를 구비하는 구동축;

   상기 하우징에 고정되며 고정말단부에 내주측 고정랩(wrap) 및 외주측 고정랩을 구비한 고정스크롤;

   선회말단부에 형성된 내주측 선회랩 및 외주측 선회랩을 구비하는 선회스크롤; 을 포함하며,

   상기 선회스크롤은 상기 고정스크롤에 의해 구동축의 편심축부와 회전하며 상기 내주측 고정랩을 상기 내주측 선회랩과 결합하고 상기 내주측 고정랩 내에서 내주측 가변챔버와 상기 외주측 고정랩을 상기 외주측 선회랩과 결합하고 상기 내주측 및 외주측 고정랩 사이에 외주측 가변챔버를 형성하고,

   상기 고정말단부는 외주측에 외주측 흡입구를 가지며, 외주측 토출구는 방사상으로 상기 외주측 가변챔버 내에 외주측으로부터 이격되고, 중심으로부터 이격된 방사상의 내주측흡입구 및 상기 내주측 가변챔버 내의 중심에서 내주측 토출구를 가지며 상기 내주측가변챔버는 상기 외주측 가변챔버와 동일한 압축비를 가지며 가스는 상기 선회스크롤의 회전과 상기 외주측 가변챔버에서 압축되는 외주측 흡입구로부터 유입되며 상기 외주측 토출구로부터 배출되고 가스는 상기 선회스크롤의 회전과 상기 내주측 가변챔버에서 압축되는 내주측 흡입구로부터 유입되며 상기 외주 측 토출구로부터 배출될 때와 동일한 저압에서 상기 내주측 토출구로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 외주측 가변챔버는 외주측 흡입구와 연통하는 외주측 일측단 가변챔버와 상기 외주측 토출구와 연통하는 외주측 타측단가변챔버를 포함하며, 상기 내주측 가변챔버는 상기 내주측 흡입구와 연통하는 내주측 일측단가변챔버와 상기 내주측 토출구와 연통하는 내주측 타측단가변챔버를 포함하고, 상기 외주측 타측단가변챔버와 상기 외주측 일측단가변챔버의 부피비는 상기 내주측 타측단가변챔버와 상기 내주측 일측단가변챔버의 부피비와 동일한 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 외주측 가변챔버의 상기 외주측 토출구는 상기 내주측 가변챔버의 상기 내주측 흡입구와 연결되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스크롤 유체장치는 스크롤 압축기인 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.
5. 스크롤 유체장치에 있어서,

   하우징;

   편심축부를 구비하는 구동축;

   상기 하우징에 고정되며 고정말단부에 내주측고정랩 및 외주측고정랩을 구비한 고정스크롤;

   선회말단부에 형성된 내주측 선회랩 및 외주측 선회랩을 구비하는 선회스크롤; 을 포함하며,

   상기 선회스크롤은 상기 고정스크롤에 의해 구동축의 편심축부와 회전하며 상기 내주측 고정랩을 상기 내주측 선회랩과 결합하고 상기 내주측 고정랩 내에서 내주측 가변챔버와 상기 외주측 고정랩을 상기 외주측 선회랩과 결합하고 상기 내주측 및 외주측 고정랩 사이에 외주측 가변챔버를 형성하고,

   상기 고정말단부는 외주측으로부터 소정의 간격을 가지는 외주측 흡입구 및 상기 외주측 가변챔버 내의 외주측에서 외주측 토출구를 가지고, 중심부에 내주측 흡입구 및 상기 내주측 가변챔버의 중심부로부터 방사형으로 소정의 간격을 두고, 내주측 토출구를 가지며, 상기 내주측 가변챔버는 상기 외주측 가변챔버의 압축비와 동일하며, 가스는 상기 선회스크롤의 회전과 내주측 가변챔버에서 감압 되는 외주측 흡입구로부터 유입되며 상기 외주측 토출구로부터 배출되는데 상기 내주측 토출구로부터 배출될 때의 저압과 동일하게 배출되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 외주측 가변챔버는 상기 외주측 흡입구와 연통하는 외주측 일측단가변챔버 및 상기 외주측 토출구와 연통하는 외주측 타측단가변챔버를 포함하며 상기 내주측가변챔버는 상기 내주측 흡입구와 연통하는 내주측 일측단가변챔버와 상기 내주측토출구와 연통하는 내주측 타측단가변챔버를 포함하고 상기 외주측 타측단가변챔버와 상기 외주측 일측단가변챔버의 부피비는 상기 내주측 타측단가변챔버와 상기 내주측 일측단가변챔버의 부피비와 동일한 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 내주측 가변챔버의 상기 내주측 토출구는 상기 외주측 가변챔버의 상기 외주측 흡입구와 연결되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 스크롤 유체장치는 스크롤 감압기인 것을 특징으로 하는 스크롤 유체장치.

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